[發(fā)明專利]電極、使用了該電極的雙電層電容器以及電極的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480030785.5
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN105247640B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堀井大輔;石本修一;爪田覺
• 申請（專利權(quán)）人: 日本貴彌功株式會社
• 主分類號: H01G11/40
• 分類號: H01G11/40;H01G11/24;H01G11/42;H01G11/86
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

本發(fā)明在混合碳粉末和纖維狀碳而成的電極中，排除了樹脂系粘合劑等的影響，使電阻減小，從而提供了電容特性優(yōu)異的電極、使用了該電極的雙電層電容器以及電極的制造方法。該制造方法具備分散工序，在該工序中，使粒徑小于100nm的碳粉末和纖維狀碳分散在溶劑中；或者，通過使溶液的噴射流彼此碰撞的處理或?qū)λ鋈芤菏┘蛹羟袘?yīng)力和離心力的處理使粒徑為100nm以上且小于10μm的經(jīng)多孔質(zhì)化處理后的碳粉末和纖維狀碳分散在溶劑中。在此之后，其具備電極形成工序，在該工序中，將經(jīng)分散工序的溶液涂敷至集電體上，從而得到碳粉末/纖維狀碳的混合層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用了碳材料的電極、使用了該電極的雙電層電容器以及電極的制造方法。尤其是，使用碳粉末和纖維狀碳作為碳材料。

背景技術(shù)

以往，雙電層電容器由一對電極、存在于它們之間的隔膜以及各個電極的集電層構(gòu)成。用于雙電層電容器的代表性的電極使用了活性炭。

用于該雙電層電容器的電極的制造方法已知有下述方法：在作為代表性的電極材料的活性炭粉末中添加乙炔黑等導(dǎo)電性物質(zhì)以及聚四氟乙烯、四氟乙烯樹脂等樹脂作為粘合劑并混合，然后加壓成型，由此形成片狀極化電極。另外，除此之外還可列舉出：使溶劑包含該混合物、涂布在集電體上的方法(涂敷法)。

這種雙電層電容器存在被認為是由于活性炭表面的官能團的反應(yīng)而引起的電容在高溫放置中會下降這樣的問題。提出了用于解決該問題的提案(專利文獻1)。

因此，以大電容化為目的，嘗試了通過在將粒徑超過1μm的活性炭和樹脂系粘合劑混合后涂布在集電體上來制作極化性電極并用于雙電層電容器(專利文獻2)。

專利文獻1：日本特開2001-237149號公報

專利文獻2：日本特開2000-124079號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

對于這種雙電層電容器的電極來說，由于活性炭的粒徑大因此擴散電阻提高，從而導(dǎo)致內(nèi)阻、低溫特性劣化。另外，在粒子大的活性炭與粘合劑形成電極的情況下，當(dāng)單獨使用樹脂系粘合劑作為粘合劑時，難以提高電極密度，在低電阻化的方面不利。

因此，本發(fā)明的目的在于：提供在混合碳粉末和纖維狀碳而成的電極中電極密度高、降低了擴散電阻的電極、使用了該電極的雙電層電容器以及電極的制造方法。

用于解決問題的手段

為了達到上述目的，本發(fā)明的電極的特征在于，其是通過將使平均粒徑小于100nm的經(jīng)多孔質(zhì)化處理后的碳粉末和纖維狀碳分散而成的溶液涂布在集電體上并將溶劑干燥而得到的。對于將混合碳粉末和纖維狀碳而成的溶液涂布在集電體上并除去溶劑而得到的電極來說，纖維狀碳起到類似粘合劑的作用，能夠以均勻分散的狀態(tài)保持碳粉末。纖維狀碳也可以與樹脂系粘合劑并用，因此即使在使用樹脂系粘合劑情況下，也可以按照不易對電阻產(chǎn)生影響的比例使用樹脂系粘合劑，可以排除樹脂系粘合劑對電阻的影響，從而可以降低所得到的電極的電阻。

本發(fā)明的電極的特征也可以在于，所述碳粉末的特征是對炭黑進行活化處理而得到的。

碳粉末與纖維狀碳可以被高度分散，其電極密度可以為0.48g/cc以上。

所述纖維狀碳相對于碳粉末與纖維狀碳的總量可以含有10～55重量％。

所述經(jīng)多孔質(zhì)化處理后的碳粉末的孔中的中孔所占的比例可以為5～30％的范圍。

本發(fā)明的電極的特征也可以在于，構(gòu)成電極的碳粉末與纖維狀碳的凝聚體的粒度分布具有單一的峰，所述粒度分布的50％累計值D50的粒徑與90％累計值D90的粒徑之比D90/D50為2.5以下。

所述粒度分布的90％累計值D90的粒徑可以小于150μm。