双电层电容器用的可极化电极及其制造方法以及双电层电容器的制造方法技术

一种双电层电容器用的可极化电极，其通过在活性炭粉末中混合粘结材料而形成，其特征在于，相对于可极化电极的重量，包含在该可极化电极中的有机化合物的浓度为３００ｐｐｍ或者３００ｐｐｍ以下。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。本说明书基于向日本国的专利申请(特愿2002-349175号)，该日本申请的记载内容作为本说明书的一部分被编入。
技术介绍
双电层电容器具有法拉级的大容量，充放电循环特性也优越，因而被用于电动机器的备用电源、车载电池等用途。该双电层电容器的构成中具有一对可极化电极、配置在可极化电极间的隔离物和电解液。构成中，被隔离物分离的可极化电极分别作为阳极和阴极而发挥作用。作为这样的双电层电容器的可极化电极的材料通常使用具有微细的细孔的活性炭。电解液中的电解质离子吸附集合在活性炭的细孔中而形成双电层，由此构成电容器的阳极和阴极。作为上述可极化电极的制造方法，公开了特开平7-105316号公报中记载的制造方法。该文献中记载的制造方法是，将由活性炭粉末、含氟聚合物树脂和液态润滑剂(润滑用溶剂)形成的混合物成形为片状，然后，用加热、萃取等方法除去液态润滑剂。另外，在该文献中，关于具体用哪种方法将液态润滑剂除去到哪种程度没有任何记载。然而，被用于双电层电容器的活性炭按道理说具有对化学物质的吸附能力优越这样的性质，该吸附能力源于存在上述活性炭细孔。因而，当液态润滑剂没有充分被除去而残留在细孔内时，存在的问题是，会妨碍由电解质离子的吸附集合而形成双电层，双电层电容器的内部阻抗会增大。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供润滑用溶剂等的残留量少的可极化电极及其制造方法以及双电层电容器的制造方法。为了解决上述课题，本专利技术采用了以下的方法。本专利技术的双电层电容器用的可极化电极(例如实施方式中的可极化电极11)，其通过在活性炭粉末(例如实施方式中的活性炭1)中混合粘结材料(例如实施方式中的PTFE2)而形成，其特征在于，相对于可极化电极的重量，包含在该可极化电极中的有机化合物(例如实施方式中的残留IPA、DIPE、丙烯、丙酮等)的浓度为300(ppm)或者300(ppm)以下。另外，在有机化合物中不含有可极化电极中的粘结材料。根据上述的双电层电容器用的可极化电极，由于包含在可极化电极中的有机化合物的浓度相对于可极化电极的重量为300(ppm)或者300(ppm)以下，因而残留在活性炭粉末的细孔内的有机化合物量少，不会妨碍由电解质离子的吸附而形成双电层。另外，残留在细孔内的有机化合物在电容器的使用中会以电学方式或者化学方式发生改性、分解，从而会进一步使电容器的特性恶化。有机化合物的浓度超过300(ppm)时，则会妨碍由电解质离子的吸附而形成双电层，并且由于产生上述的不良情况，作为双电层电容器用的可极化电极的电极性能会降低，所以不是优选的。另外，本专利技术的双电层电容器用的可极化电极(例如实施方式中的可极化电极11)为上述的双电层电容器用的可极化电极，其特征在于，上述有机化合物(例如实施方式中的残留IPA、DIPE、丙烯、丙酮等)的浓度相对于上述可极化电极的重量为150(ppm)～300(ppm)的范围。根据上述的双电层电容器用的可极化电极，由于包含在该可极化电极中的有机化合物的浓度为150(ppm)～300(ppm)，因而残留在活性炭粉末的细孔内的有机化合物量少，不会妨碍由电解质离子的吸附而形成双电层。由此，在活性炭粉末的细孔内部可以充分地形成双电层，并使活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗变小。有机化合物的浓度超过300(ppm)时，则会妨碍由电解质离子的吸附而形成双电层，活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗会变大，从而作为双电层电容器用的可极化电极的电极性能会降低，所以不是优选的。另外，有机化合物的浓度为0(ppm)最为理想，但是现实中由于活性炭的高的吸附力需要高温、长时间的干燥，从而不仅会造成成本增加，还会引起电极体的热老化。要是有机化合物的浓度为150(ppm)～300(ppm)的范围，则不会过多地妨碍双电层的形成，也不必担心活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗过大、电极性能大幅度地降低。接着，本专利技术的双电层电容器用的可极化电极的制造方法，其具有混炼活性炭粉末(例如实施方式中的活性炭粉末1)、粘结材料(例如实施方式中的PTFE2)和润滑用有机溶剂(例如实施方式中的IPA3)并形成片状的电极成形工序(例如实施方式中的原料混合工序ST1至片状化·压延工序ST4)，其特征在于，在上述电极成形工序后，具有通过真空干燥除去残留在上述电极中的有机化合物(例如实施方式中的残留IPA、DIPE、丙烯、丙酮等)直至相对于可极化电极的重量其浓度为300(ppm)或者300(ppm)以下的真空干燥工序(例如实施方式中的真空干燥工序ST8)。另外，更优选通过上述真空干燥工序除去残留在上述电极中的有机化合物直至相对于可极化电极的重量其浓度为150(ppm)～300(ppm)。进而，在上述电极成形工序后，也可以进行加热除去上述润滑用有机溶剂的电极干燥工序(例如实施方式中的连续干燥工序ST6)。优选进行了电极干燥工序后残留在电极中的有机化合物量为800(ppm)或800(ppm)以下。根据上述可极化电极的制造方法，由于通过真空干燥除去在电极成形工序后残留的润滑用有机溶剂等有机化合物直至其浓度为300(ppm)或者300(ppm)以下，因而可以减少残留在活性炭粉末的细孔内的有机化合物量，并不会妨碍由活性炭粉末对电解质离子的吸附而形成双电层。由此，可以得到在活性炭粉末的细孔内部充分地形成双电层且活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗小的可极化电极。另外，在上述电极成形工序后进行加热除去上述润滑用有机溶剂的电极干燥工序时，在真空干燥工序之前可以除去大部分的润滑用有机溶剂等有机化合物。由此，通过真空干燥可以容易地除去在电极干燥工序中没有完全除去的润滑用有机溶剂等有机化合物直至其浓度为300(ppm)或者300(ppm)以下。即可以缩短真空干燥时间。由此，可以进一步减少残留在活性炭粉末的细孔内的有机化合物量，并可以得到在活性炭粉末的细孔内部充分地形成双电层且活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗更小的可极化电极。再者，本专利技术的双电层电容器用的可极化电极的制造方法，其为上述的双电层电容器用的可极化电极的制造方法，其特征在于，上述有机化合物中至少含有在上述电极成形工序后残留的上述润滑用有机溶剂(例如实施方式中的IPA)和在上述真空干燥工序中上述润滑用有机溶剂被加热而产生的热变性物(例如实施例中的DIPE)。根据上述的可极化电极的制造方法，在真空干燥前的可极化电极中至少吸附有在电极成形工序后残留的润滑用有机溶剂、在真空干燥工序的初期阶段上述润滑用有机溶剂被加热而产生的热变性物和在一系列的制造工序的氛围气中含有的微量的有机杂质。通过用真空干燥除去这些物质，可以得到在活性炭粉末的细孔内部充分地形成双电层且活性炭粉末和电解液之间的扩散阻抗小的可极化电极。接着，本专利技术的双电层电容器的制造方法，其是由在活性炭粉末(例如实施方式中的活性炭粉末1)中混合粘结材料(例如实施方式中的PTFE2)而形成的一对可极化电极(例如实施方式中的可极化电极11，11)、配置在该一对可极化电极之间的隔离物(例如实施方式中的隔离物13)和电解液形成的双电层电容器(例如实施方式中的双电层电容器17)的制造方法，其特征在于，具有如下工序电极成形工序(例如实施方式中的原料混合工序ST1至片状化压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双电层电容器用的可极化电极，其通过在活性炭粉末中混合粘结材料而形成，其特征在于，相对于可极化电极的重量，包含在该可极化电极中的有机化合物的浓度为300ppm或者300ppm以下。2.根据权利要求1所述的双电层电容器用的可极化电极，其特征在于，相对于所述可极化电极的重量，所述有机化合物的浓度在150ppm～300ppm的范围。3.一种双电层电容器用的可极化电极的制造方法，其具有电极成形工序，用于混炼活性炭粉末、粘结材料和润滑用有机溶剂并形成片状，其特征在于，在所述电极成形工序后，具有真空干燥工序，用于通过真空干燥除去残留在所述电极中的有机化合物直至相对于可极化电极的重量，其浓度为300ppm或者300ppm以下。4.根据权利要求3所述的双电层电容器用的可极化电极的制造方法，其特征在于，所述有机化合物中至少含有在所述电极成形工序后残留的所述润滑用有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井田学，小山茂树，村上显一，佐藤健儿，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：