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JPH1154377A - Electric double layer capacitor - Google Patents

Electric double layer capacitor

Info

Publication number
JPH1154377A
JPH1154377A JP9212788A JP21278897A JPH1154377A JP H1154377 A JPH1154377 A JP H1154377A JP 9212788 A JP9212788 A JP 9212788A JP 21278897 A JP21278897 A JP 21278897A JP H1154377 A JPH1154377 A JP H1154377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrolyte
electric double
layer capacitor
double layer
cation component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9212788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
芳典 ▲高▼向
Yoshinori Takamukai
Ichiro Aoki
一郎 青木
Hideki Shimamoto
秀樹 島本
Yukiya Kobayashi
幸哉 小林
Tomoharu Nakano
智治 中野
Kazuji Shiono
和司 塩野
Hideo Seike
英雄 清家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP9212788A priority Critical patent/JPH1154377A/en
Publication of JPH1154377A publication Critical patent/JPH1154377A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably prevent a leakage of an alkali electrolyte, by a method wherein a non-water system electrolyte liquid impregnated in a polarization electrode is constructed by melting a compound indicated by a specified chemical formula in a polar non-proton solvent by use of salt being a cation component as an electrolyte. SOLUTION: An electric double layer capacitor has a polarization electrode and a non-water system electrolyte liquid impregnated in the polarization electrode, and the non-water system electrolyte liquid is constructed by melting a compound indicated by formula I or formula II in a polar non-proton solvent by use of salt being a cation component as an electrolyre (R<1> is a hydrocarbon base or a hydrogen atom of the number of carbons 1 to 20 which may be replaced with a hydroxyl base; and R<2> , R<3> , R<4> and R<5> denote hydrocarbon bases of carbons 1 to 10 which may each have a hydroxyl base, an amino base, a nitro base, a cyano base, a carboxyl base and an ether base, or an aldehyde base. Any or all of R<1> , R<2> , R<3> , R<4> and R<5> are coupled to each other to form a ring.). As a result, it is possible to eliminate hydroxide ions on a lead surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に利用
される電気二重層コンデンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor used for various electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にこの種の電気二重層コンデンサ
は、一対の分極性電極をその間にセパレータを介在させ
て対向させることによりコンデンサ素子を構成し、そし
てこのコンデンサ素子に電解液を含浸させることにより
構成している。そして前記分極性電極はアルミニウム箔
や銅箔に電極スラリーを所定厚みに塗布したものであっ
て、電極スラリーは活性炭、グラファイトもしくはポリ
アセン系有機半導体とカーボンブラック、アセチレンブ
ラックもしくはケッチェンブラックを混合したものにバ
インダーとしてPTFEやCMCなどを加え、純水やア
ルコールで湿潤させたものである。
2. Description of the Related Art In general, an electric double layer capacitor of this type constitutes a capacitor element by opposing a pair of polarizable electrodes with a separator interposed therebetween, and impregnating the capacitor element with an electrolytic solution. Make up. The polarizable electrode is obtained by applying an electrode slurry to an aluminum foil or a copper foil to a predetermined thickness, and the electrode slurry is a mixture of activated carbon, graphite or a polyacene organic semiconductor and carbon black, acetylene black or Ketjen black. Is made by adding PTFE, CMC or the like as a binder to the mixture and moistening it with pure water or alcohol.

【0003】電解液の溶媒としては、プロピレンカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、
スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネート
のいずれか1種もしくは2種以上の混合物が用いられて
いる。また電解質カチオンとしては、第四級アンモニウ
ムもしくは第四級ホスホニウムが使用され、一方、電解
質アニオンとしては、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、CF
3SO3 -またはN(CF3SO2)2 -が用いられている。
[0003] Solvents for the electrolyte include propylene carbonate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate,
Sulfolane, acetonitrile, dimethyl carbonate,
Either one or a mixture of two or more of diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate is used. As the electrolyte cation, quaternary ammonium or quaternary phosphonium is used, while as the electrolyte anion, BF 4 , PF 6 , ClO 4 , CF
3 SO 3 - or N (CF 3 SO 2 ) 2 - is used.

【0004】また、電解液の溶媒にスルホランまたはそ
の誘導体を用いると耐電圧の高い電気二重層コンデンサ
が得られることが知られている(特開昭62−2377
15号公報参照)。そしてまた電解質にN、N、N’−
置換アミジン基を有する化合物の第四級塩を用いること
により封口体の封口性能を低下させる水酸化物イオンの
生成を抑制できることが知られており、さらには電解質
に第三級アンモニウム塩を用いることにより封口体の封
口性能の低下を抑制できることも知られている(特開平
7−326546号公報参照)。
It is known that an electric double layer capacitor having a high withstand voltage can be obtained by using sulfolane or a derivative thereof as a solvent for an electrolytic solution (Japanese Patent Laid-Open No. 62-2377).
No. 15). And again, N, N, N'-
It is known that the use of a quaternary salt of a compound having a substituted amidine group can suppress the generation of hydroxide ions that lower the sealing performance of the sealing body, and furthermore use a tertiary ammonium salt for the electrolyte. It is also known that the deterioration of the sealing performance of the sealing body can be suppressed by the above method (see JP-A-7-326546).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電気二重層コンデンサでは、非水系電解液の電
解質として第四級アンモニウム塩もしくは第四級ホスホ
ニウム塩が使用されているため、この非水系の電解液を
用いて電気二重層コンデンサを作製した場合、60℃で
の耐圧はほぼ2.3V〜2.5Vであり、この場合、こ
れ以上の電圧を印加すると容量、内部抵抗や外観寸法の
変化が大きくなるという問題点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional electric double layer capacitor, since a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt is used as an electrolyte of the non-aqueous electrolyte, this non-aqueous electrolyte is used. When an electric double layer capacitor is manufactured using an electrolytic solution, the withstand voltage at 60 ° C. is approximately 2.3 V to 2.5 V. In this case, when a voltage higher than that is applied, the capacitance, internal resistance, and external dimensions change. Has a problem that the size becomes larger.

【0006】また、特開昭62−237715号公報に
記載された電解液は従来の電解液に比べて電気伝導度が
低いため、電気二重層コンデンサの内部抵抗が上昇する
という問題点を有するとともに、電解質カチオンとして
第四級アンモニウムもしくは第四級ホスホニウムを使用
しているため、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側
分極性電極に接続された引き出しリードの表面で発生す
る強アルカリ成分によって封口体の封止性能が低下し、
電解液が電気二重層コンデンサ外に漏出するという問題
点を有していた。
Further, the electrolytic solution described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-237715 has a problem that the internal resistance of the electric double layer capacitor increases because the electrolytic solution has a lower electric conductivity than the conventional electrolytic solution. Since quaternary ammonium or quaternary phosphonium is used as the electrolyte cation, the sealing body is formed by a strong alkali component generated on the surface of the cathode-side polarizable electrode or the surface of the lead-out lead connected to the cathode-side polarizable electrode. The sealing performance of
There was a problem that the electrolyte leaked out of the electric double layer capacitor.

【0007】また、N、N、N’−置換アミジン基を有
する化合物の第四級塩を電気二重層コンデンサ用電解液
の電解質として使用した場合、電解質カチオン自体が分
極性電極の表面で電気化学反応を起こすものもあり、こ
れにより電気二重層コンデンサの内部抵抗変化や容量変
化が大きくなるなどの問題点を有していた。
Further, when a quaternary salt of a compound having an N, N, N'-substituted amidine group is used as an electrolyte of an electrolyte for an electric double layer capacitor, the electrolyte cation itself forms an electrochemical reaction on the surface of the polarizable electrode. Some of them cause a reaction, which causes a problem such as a change in internal resistance and a change in capacitance of the electric double layer capacitor.

【0008】さらに、特開平7−326546号公報に
記載された第三級アンモニウム塩もしくは第三級ホスホ
ニウム塩を電気二重層コンデンサ用電解液の電解質とし
て使用した場合、この電気二重層コンデンサは、第四級
アンモニウム塩もしくは第四級ホスホニウム塩を電解質
として使用した従来の電気二重層コンデンサに比べて著
しく耐熱性、耐電圧が劣るという問題点を有していた。
Further, when a tertiary ammonium salt or a tertiary phosphonium salt described in JP-A-7-326546 is used as an electrolyte of an electrolytic solution for an electric double layer capacitor, the electric double layer capacitor is There is a problem that heat resistance and withstand voltage are remarkably inferior to those of conventional electric double layer capacitors using a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt as an electrolyte.

【0009】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、非水系電解液の耐電圧を向上させることができると
ともに、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性
電極に接続された引き出しリードの表面で発生する強ア
ルカリ成分を消失させることができ、これにより、封口
体の封口性能の低下を防ぐことができる電気二重層コン
デンサを提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. It is possible to improve the withstand voltage of a non-aqueous electrolyte and to improve the withstand voltage of the surface of the cathode-side polarizable electrode or the drawer connected to the cathode-side polarizable electrode. It is an object of the present invention to provide an electric double layer capacitor capable of eliminating a strong alkali component generated on the surface of a lead, thereby preventing a decrease in sealing performance of a sealing body.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気二重層コンデンサは、分極性電極と、こ
の分極性電極に含浸される非水系電解液とを有し、前記
非水系電解液を極性非プロトン溶媒に(化6)または
(化7)で示される化合物をカチオン成分とする塩を電
解質として溶解してなるもので構成したもので、この構
成によれば、非水系電解液の耐電圧を向上させることが
できるとともに、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極
側分極性電極に接続された引き出しリードの表面で発生
する強アルカリ成分を消失させることができ、これによ
り、封口体の封口性能の低下を防ぐことができるもので
ある。
In order to achieve the above object, an electric double layer capacitor according to the present invention has a polarizable electrode and a non-aqueous electrolyte impregnated in the polarizable electrode. The electrolytic solution is composed of a polar aprotic solvent obtained by dissolving, as an electrolyte, a salt having a compound represented by the following formula (Chemical Formula 6) or (Chemical Formula 7) as a cation component. The withstand voltage of the solution can be improved, and the strong alkaline component generated on the surface of the cathode-side polarizable electrode or the surface of the lead lead connected to the cathode-side polarizable electrode can be eliminated. It can prevent a decrease in the sealing performance of the body.

【0011】[0011]

【化6】 Embedded image

【0012】[0012]

【化7】 Embedded image

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非水系
電解液とを有し、前記非水系電解液を極性非プロトン溶
媒に(化6)または(化7)で示される化合物をカチオ
ン成分とする塩を電解質として溶解してなるもので構成
したもので、この構成によれば、(化6)または(化
7)で示される電解質カチオン成分の影響により電解液
の電気化学的に安定な電位領域(電位窓)が広くなるた
め、この電解液を用いて作製した電気二重層コンデンサ
は従来の電気二重層コンデンサと比較して高い耐電圧を
示し、さらには非水系電解液の電解質カチオン成分が、
陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極に接
続された引き出しリードの表面で発生する強アルカリ成
分である水酸化物イオンを消失させるため、強アルカリ
成分による封口体の封口性能の低下ということもなく、
これによりアルカリ性電解液の漏出を確実に防ぐことが
できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention comprises a polarizable electrode and a non-aqueous electrolyte impregnated in the polarizable electrode, wherein the non-aqueous electrolyte is a polar non-proton. It is composed of a solvent obtained by dissolving, as an electrolyte, a salt having the compound represented by (Chem. 6) or (Chem. 7) as a cation component in a solvent. According to this constitution, (Chem. 6) or (Chem. 7) The electrochemically stable potential region (potential window) of the electrolyte is widened by the effect of the electrolyte cation component shown in (2). Shows high withstand voltage, and furthermore, the electrolyte cation component of the non-aqueous electrolyte solution,
In order to eliminate hydroxide ions that are strong alkali components generated on the surface of the cathode-side polarizable electrode or the surface of the extraction lead connected to the cathode-side polarizable electrode, the sealing performance of the sealing body is deteriorated by the strong alkali component. Without
Thereby, leakage of the alkaline electrolyte can be reliably prevented.

【0014】請求項2に記載の発明は、分極性電極に使
用される炭素材料を活性炭、グラファイト、ポリアセン
系有機半導体のいずれか1種もしくは2種以上の混合物
で構成したもので、この構成によれば、分極性電極の表
面積が非常に大きいため、大容量の電気二重層コンデン
サが得られるとともに、分極性電極と電解液の接する面
積が大きいため、分極性電極の表面で起こる電気化学反
応による反応物量が著しく多く、そのため、これらの炭
素材料からなる分極性電極を用いて作製した電気二重層
コンデンサの特性変化は電解液の電位窓の広狭の影響を
受けやすいものであり、したがって、これらの表面積の
大きな炭素材料を用いた電気二重層コンデンサでは、請
求項1に記載の(化6)または(化7)で示される電解
質カチオン成分を使用したときの効果が大きく、これら
の構成により大容量でかつ耐電圧の高い電気二重層コン
デンサが得られるものである。
According to a second aspect of the present invention, the carbon material used for the polarizable electrode is made of one or a mixture of two or more of activated carbon, graphite, and polyacene organic semiconductor. According to this, a large-capacity electric double-layer capacitor can be obtained because the surface area of the polarizable electrode is very large, and the contact area between the polarizable electrode and the electrolyte is large, so that the electrochemical reaction that occurs on the surface of the polarizable electrode The amount of reactants is remarkably large, and therefore, the change in characteristics of the electric double layer capacitor manufactured using the polarizable electrode made of these carbon materials is susceptible to the influence of the width of the potential window of the electrolytic solution. In an electric double layer capacitor using a carbon material having a large surface area, the electrolyte cation component represented by (Chem. 6) or (Chem. 7) according to claim 1 is used. Effect is large when the use, in which a high electric double layer capacitor with a large capacity in and withstand voltage by these configurations can be obtained.

【0015】請求項3に記載の発明は、非水系電解液に
含まれる水分を3000ppm以下としたもので、この
非水系電解液の含水率が3000ppmを超える場合
は、電解液中の水分の電気分解により電解液の耐電圧が
低下し、請求項1または2に記載の構成で得られる耐電
圧上昇の効果が得られなくなるものであり、したがっ
て、非水系電解液の含水率は3000ppm以下が適正
であると考えられる。
According to a third aspect of the present invention, the water content of the non-aqueous electrolyte is set to 3000 ppm or less, and when the water content of the non-aqueous electrolyte exceeds 3000 ppm, the water content of the electrolyte is reduced. The breakdown voltage of the electrolytic solution is reduced by the decomposition, and the effect of increasing the withstand voltage obtained by the configuration according to claim 1 or 2 is no longer obtained. Therefore, the water content of the non-aqueous electrolytic solution is appropriately 3000 ppm or less. It is considered to be.

【0016】請求項4に記載の発明は、(化6)で示さ
れるカチオン成分が(化8)である電解質カチオン成分
の塩を極性非プロトン溶媒に溶解してなる電解液を用い
たもので、この構成によれば、(化8)で示される電解
質カチオン成分の塩が電気化学的に安定であり高い耐電
圧を示すとともに、極性非プロトン溶媒への溶解度が高
く、しかもこの(化8)で示される電解質カチオン成分
の塩からなる電解液を活性炭、グラファイト、ポリアセ
ン系有機半導体のいずれか1種もしくは2種以上の混合
物で構成した炭素材料を有する分極性電極に含浸するこ
とにより得られる電気二重層コンデンサは、従来の電気
二重層コンデンサと比較して高い容量が得られるもの
で、これらの構成により、耐電圧が高くかつ低温での安
定性が高く、しかも容量が大きな電気二重層コンデンサ
が得られるものである。
The invention according to claim 4 uses an electrolytic solution obtained by dissolving a salt of an electrolyte cation component in which the cation component represented by formula (6) is (formula 8) in a polar aprotic solvent. According to this configuration, the salt of the electrolyte cation component represented by the chemical formula (8) is electrochemically stable and has a high withstand voltage, and has high solubility in a polar aprotic solvent. Is obtained by impregnating a polarizable electrode having a carbon material composed of one or a mixture of two or more of activated carbon, graphite, and polyacene-based organic semiconductors with an electrolyte solution comprising a salt of an electrolyte cation component represented by Double-layer capacitors can provide higher capacitance than conventional electric double-layer capacitors.With these configurations, they have high withstand voltage, high stability at low temperatures, and The amount is of a large electric double layer capacitor obtained.

【0017】[0017]

【化8】 Embedded image

【0018】請求項5に記載の発明は、(化6)で示さ
れるカチオン成分が(化9)である電解質カチオン成分
の塩を極性非プロトン溶媒に溶解してなる電解液を用い
たもので、この構成によれば、(化9)で示される電解
質カチオン成分の塩が電気化学的に安定であり高い耐電
圧を示すとともに、極性非プロトン溶媒中での移動度が
高いため、この電解質カチオン成分の塩を用いた電解液
は高い電気伝導度を示すものであり、これらの構成によ
り、耐電圧が高くかつ内部抵抗が低い電気二重層コンデ
ンサが得られるものである。
The invention according to claim 5 uses an electrolytic solution obtained by dissolving a salt of an electrolyte cation component in which the cation component represented by (Chemical Formula 6) is (Chemical Formula 9) in a polar aprotic solvent. According to this configuration, the salt of the electrolyte cation component represented by the chemical formula (9) is electrochemically stable, exhibits a high withstand voltage, and has high mobility in a polar aprotic solvent. The electrolytic solution using the salt of the component has a high electric conductivity, and an electric double layer capacitor having a high withstand voltage and a low internal resistance can be obtained by these configurations.

【0019】[0019]

【化9】 Embedded image

【0020】請求項6に記載の発明は、(化6)で示さ
れるカチオン成分が(化10)である電解質カチオン成
分の塩を極性非プロトン溶媒に溶解してなる電解液を用
いたもので、この構成によれば、(化10)で示される
電解質カチオン成分の塩が電気化学的に安定であり高い
耐電圧を示すとともに、高い耐熱性を示すものであり、
これらの構成により、耐電圧が高くかつ高い耐熱性を有
する電気二重層コンデンサが得られるものである。
The invention according to claim 6 uses an electrolytic solution obtained by dissolving a salt of an electrolyte cation component in which the cation component represented by (Chemical Formula 6) is (Chemical Formula 10) in a polar aprotic solvent. According to this configuration, the salt of the electrolyte cation component represented by Chemical Formula 10 is electrochemically stable, exhibits high withstand voltage, and exhibits high heat resistance.
With these configurations, an electric double layer capacitor having high withstand voltage and high heat resistance can be obtained.

【0021】[0021]

【化10】 Embedded image

【0022】請求項7に記載の発明は、(化6)で示さ
れるカチオン成分が1−メチル−3−エチルイミダゾリ
ウムであり、この電解質カチオン成分の塩を極性非プロ
トン溶媒に溶解してなる電解液を用いたもので、この構
成によれば、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムが
特にプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ス
ルホランなどの極性非プロトン溶媒への溶解度が高く、
高い電気伝導度を示すとともに、前記極性非プロトン溶
媒中での耐熱性、電気化学的な安定性が高く、しかも1
−メチル−3−エチルイミダゾリウムからなる電解液を
活性炭、グラファイト、ポリアセン系有機半導体のいず
れか1種もしくは2種以上の混合物で構成した炭素材料
を有する分極性電極に含浸することにより得られる電気
二重層コンデンサは、従来の電気二重層コンデンサと比
較して高い容量が得られるもので、これらの構成によ
り、長寿命でかつ耐電圧が高く、しかも低温での安定性
が高くさらには容量が大きな電気二重層コンデンサが得
られるものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the cation component represented by the formula (6) is 1-methyl-3-ethylimidazolium, and the salt of the electrolyte cation component is dissolved in a polar aprotic solvent. According to this configuration, 1-methyl-3-ethylimidazolium has high solubility in polar aprotic solvents such as propylene carbonate, γ-butyrolactone, and sulfolane.
It has high electrical conductivity, high heat resistance in the polar aprotic solvent, high electrochemical stability,
Of electricity obtained by impregnating a polarizable electrode having a carbon material composed of any one or a mixture of two or more of activated carbon, graphite and a polyacene-based organic semiconductor with an electrolyte solution comprising -methyl-3-ethylimidazolium Double-layer capacitors have higher capacitance than conventional electric double-layer capacitors.With these configurations, they have a long life, high withstand voltage, high stability at low temperatures, and a large capacitance. An electric double layer capacitor is obtained.

【0023】以下、本発明の一実施の形態について説明
する。本発明の電気二重層用コンデンサの基本は、分極
性電極と、この分極性電極に含浸される非水系電解液と
を有し、前記非水系電解液を、極性非プロトン溶媒に
(化6)または(化7)で示される化合物をカチオン成
分とする塩を電解質として溶解してなるもので構成した
ものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. The basics of the electric double layer capacitor of the present invention include a polarizable electrode and a non-aqueous electrolytic solution impregnated in the polarizable electrode, and the non-aqueous electrolytic solution is converted into a polar aprotic solvent. Alternatively, it is constituted by dissolving, as an electrolyte, a salt having the compound represented by the formula (7) as a cation component.

【0024】本発明に用いられる極性非プロトン溶媒と
しては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スル
ホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスル
ホラン、アセトニトリルのいずれか1種もしくは2種以
上の混合物が挙げられる。
The polar aprotic solvent used in the present invention may be any one of propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, and acetonitrile. Mixtures of more than one species.

【0025】また、電解質アニオンとしては、BF4 -
PF6 -、ClO4 -、CF3SO3 -またはN(CF3SO2)
2 -のいずれか1種もしくは2種以上の混合物が挙げられ
る。
The electrolyte anions include BF 4 ,
PF 6 , ClO 4 , CF 3 SO 3 or N (CF 3 SO 2 )
2 - include mixtures of any one or more of.

【0026】本発明の電解液には必要により副溶媒を含
有させることもできる。副溶媒としては、テトラヒドロ
フラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート等が挙げられる。
The electrolyte solution of the present invention may contain a sub-solvent if necessary. Examples of the auxiliary solvent include tetrahydrofuran, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and the like.

【0027】本発明の電解液で電解質の濃度が0.1モ
ル/kg以下の場合は電解液の電気伝導度が著しく低下す
るものであり、一方、電解質の濃度が3.0モル/kg以
上の場合は飽和溶解度を超えて低温で溶媒中に電解質が
析出してくるものであり、したがって、電解質の濃度は
0.1〜0.3モル/kgの範囲が好適であり、広い温度
範囲で電解液の安定性を得るためには、特に0.5〜
2.0モル/kgの範囲が好ましい。
In the electrolyte of the present invention, when the concentration of the electrolyte is 0.1 mol / kg or less, the electric conductivity of the electrolyte is remarkably reduced, while the concentration of the electrolyte is 3.0 mol / kg or more. In the case of (1), the electrolyte is precipitated in the solvent at a low temperature exceeding the saturation solubility. Therefore, the concentration of the electrolyte is preferably in the range of 0.1 to 0.3 mol / kg, In order to obtain the stability of the electrolytic solution, in particular, 0.5 to
A range of 2.0 mol / kg is preferred.

【0028】本発明で使用する分極性電極は活性炭、グ
ラファイト、ポリアセン系有機半導体のいずれか1種も
しくは2種以上の混合物で構成した炭素材料を含有する
ものである。
The polarizable electrode used in the present invention contains a carbon material composed of one or a mixture of two or more of activated carbon, graphite, and polyacene-based organic semiconductor.

【0029】本発明の非水系電解液に含まれる水分は3
000ppm以下である。(表1)は本発明の実施の形
態1〜5および従来例1〜3の電解液組成を示したもの
である。(表2)は本発明の実施の形態1〜5および従
来例1〜3の電解液について温度30℃で電気伝導度を
測定した結果を示したものである。
The water contained in the non-aqueous electrolyte of the present invention is 3
000 ppm or less. (Table 1) shows the composition of the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3. (Table 2) shows the results of measuring the electric conductivity at a temperature of 30 ° C. for the electrolyte solutions of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】(表2)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液は従来例1〜3の電解液と比較
して高い電気伝導度を示すことがわかる。
As is clear from Table 2, the electrolytes according to the first to fifth embodiments of the present invention have higher electric conductivity than the electrolytes according to the conventional examples 1 to 3.

【0033】次に本発明の実施の形態1および従来例1
の電解液を使用して、サイクリックボルタンメトリーに
よる各電解液の電位窓の測定を行った。本発明の実施の
形態1の測定結果を図1に示し、従来例1の測定結果を
図2に示す。また、サイクリックボルタンメトリーの測
定条件を(表3)に示す。
Next, Embodiment 1 of the present invention and Conventional Example 1
The potential window of each electrolyte was measured by cyclic voltammetry using the above electrolyte. FIG. 1 shows the measurement result of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the measurement result of the first conventional example. The measurement conditions for cyclic voltammetry are shown in (Table 3).

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】図1と図2の比較から明らかなように、図
1に示す本発明の実施の形態1における電解液は図2に
示す従来例1の電解液に比べて電位窓が広く、高い耐電
圧を有していることがわかる。
As is clear from the comparison between FIG. 1 and FIG. 2, the electrolytic solution according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has a wider potential window and a higher potential window than the electrolytic solution of Conventional Example 1 shown in FIG. It turns out that it has withstand voltage.

【0036】次に、本発明の実施の形態1〜5および従
来例1〜3の電解液を使用して捲回形の電気二重層コン
デンサ(定格電圧2.5V−静電容量10F、サイズ;
φ18mm×L35mm)を作製した。そしてこれらの電気
二重層コンデンサに60℃で2.5Vの電圧を印加した
ときの500時間後の漏れ電流値と静電容量を測定し
た。その測定結果を(表4)に示す。
Next, a wound type electric double-layer capacitor (rated voltage 2.5 V-capacitance 10 F, size; using the electrolytic solutions of Embodiments 1 to 5 of the present invention and Conventional Examples 1 to 3;
φ18 mm × L35 mm). Then, when a voltage of 2.5 V was applied to these electric double layer capacitors at 60 ° C., the leakage current value and the capacitance after 500 hours were measured. The measurement results are shown in (Table 4).

【0037】[0037]

【表4】 [Table 4]

【0038】(表4)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液を使用した電気二重層コンデン
サは、従来例1〜3の電解液を使用した電気二重層コン
デンサに比べて漏れ電流値は小さく、かつ静電容量が高
いもので、これらのことから高耐電圧で大容量の電気二
重層コンデンサを構成することができるものである。
As is clear from Table 4, the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of the first to fifth embodiments of the present invention are different from the electric double layer capacitors using the electrolytic solutions of the conventional examples 1 to 3. In comparison with this, the leakage current value is small and the capacitance is high. From these facts, an electric double layer capacitor having a high withstand voltage and a large capacity can be formed.

【0039】次に、上記した本発明の実施の形態1〜5
および従来例1〜3の電解液を使用した捲回形の電気二
重層コンデンサに70℃で3.0Vの電圧を印加したと
きの2000時間後の信頼性評価を実施し、その試験終
了後に電気二重層コンデンサの封口体を構成する封口ゴ
ム面の状態を観察した。その観察結果を(表5)に示
す。
Next, the first to fifth embodiments of the present invention described above.
The reliability was evaluated after 2,000 hours when a voltage of 3.0 V was applied at 70 ° C. to a wound electric double-layer capacitor using the electrolytic solution of Conventional Examples 1 to 3, and after the test was completed, The state of the sealing rubber surface constituting the sealing body of the double-layer capacitor was observed. The observation results are shown in (Table 5).

【0040】[0040]

【表5】 [Table 5]

【0041】(表5)から明らかなように、本発明の実
施の形態1〜5の電解液を用いた電気二重層コンデンサ
は、電解液中に封口体の封口性能低下につながる過剰の
水酸化イオンを消失させることができる(化6)または
(化7)で示される電解質カチオン成分を含んでいるた
め、封口体を劣化させることもなく高信頼性の電気二重
層コンデンサを構成することができるものである。
As is clear from Table 5, the electric double layer capacitors using the electrolytes according to Embodiments 1 to 5 of the present invention have excessive hydroxylation in the electrolyte which leads to a decrease in the sealing performance of the sealing body. Since it contains an electrolyte cation component represented by (Chemical formula 6) or (Chemical formula 7) capable of eliminating ions, a highly reliable electric double layer capacitor can be formed without deteriorating the sealing body. Things.

【0042】なお、上記本発明の実施の形態1〜5にお
いては捲回形電気二重層コンデンサについて説明した
が、コイン形や積層形など他の構造の電気二重層コンデ
ンサの電解液に適用しても、本発明の実施の形態1〜5
と同様の効果が得られるものである。
In the first to fifth embodiments of the present invention, a wound type electric double layer capacitor has been described. However, the present invention is applied to an electrolytic solution of an electric double layer capacitor having another structure such as a coin type or a laminated type. Also, Embodiments 1 to 5 of the present invention
The same effect as described above can be obtained.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように本発明の電気二重層コンデ
ンサは、分極性電極と、この分極性電極に含浸される非
水系電解液とを有し、前記非水系電解液を極性非プロト
ン溶媒に(化6)または(化7)で示される化合物をカ
チオン成分とする塩を電解質として溶解してなるもので
構成したもので、この構成によれば、(化6)または
(化7)で示される電解質カチオン成分の影響により電
解液の電気化学的に安定な電位領域(電位窓)が広くな
るため、この電解液を用いて作製した電気二重層コンデ
ンサは従来の電気二重層コンデンサと比較して高い耐電
圧を示し、さらには非水系電解液の電解質カチオン成分
が、陰極側分極性電極の表面もしくは陰極側分極性電極
に接続された引き出しリードの表面で発生する強アルカ
リ成分である水酸化物イオンを消失させるため、強アル
カリ成分による封口体の封口性能の低下ということもな
く、これにより、アルカリ性電解液の漏出を確実に防ぐ
ことができるものである。
As described above, the electric double layer capacitor of the present invention has a polarizable electrode and a non-aqueous electrolytic solution impregnated in the polarizable electrode, wherein the non-aqueous electrolytic solution is a polar aprotic solvent. And a salt obtained by dissolving, as an electrolyte, a salt having a compound represented by the formula (6) or (Chem. 7) as a cation component. According to this structure, the compound represented by the formula (6) or (7) is used. Since the electrochemically stable potential region (potential window) of the electrolyte is broadened by the influence of the electrolyte cation component shown, the electric double-layer capacitor manufactured using this electrolyte is compared with the conventional electric double-layer capacitor. In addition, the electrolyte cation component of the non-aqueous electrolyte is a strong alkali component that is generated on the surface of the cathode-side polarizable electrode or the surface of the extraction lead connected to the cathode-side polarizable electrode. Order to eliminate the ions, without that lowering of the sealing performance of the sealing member by strong alkali components, thereby is capable to reliably prevent leakage of alkaline electrolyte.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1の電解液を使用したサイ
クリックボルタンメトリーによる電解液の電位窓の測定
結果を示す特性図
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a measurement result of a potential window of an electrolytic solution by cyclic voltammetry using the electrolytic solution according to the first embodiment of the present invention.

【図2】従来例1の電解液を使用したサイクリックボル
タンメトリーによる電解液の電位窓の測定結果を示す特
性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a measurement result of a potential window of an electrolyte by cyclic voltammetry using the electrolyte of Conventional Example 1.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 幸哉 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 中野 智治 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 塩野 和司 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 (72)発明者 清家 英雄 京都府京都市東山区一橋野本町11番地の1 三洋化成工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Hideki Shimamoto, Inventor 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Yukiya Kobayashi 11-11, Hitotsubashi Nohonmachi, Higashiyama-ku, Kyoto, Kyoto (72) Inventor Tomoji Nakano 1-11, Hitotsubashi Nohonmachi, Higashiyama-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture Inside (72) Inventor Kazushi Shiono 1-11, Hitotsubashi Nohonmachi, Higashiyama-ku, Kyoto, Kyoto Inside Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Hideo Seike 11 Sanyo Kasei Kogyo Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分極性電極と、この分極性電極に含浸さ
れる非水系電解液とを有し、前記非水系電解液を極性非
プロトン溶媒に(化1)または(化2)で示される化合
物をカチオン成分とする塩を電解質として溶解してなる
もので構成した電気二重層コンデンサ。 【化1】 【化2】
1. A polarizable electrode and a non-aqueous electrolytic solution impregnated in the polarizable electrode, wherein the non-aqueous electrolytic solution is represented by a chemical formula (1) or (2) as a polar aprotic solvent. An electric double-layer capacitor formed by dissolving a salt having a compound as a cation component as an electrolyte. Embedded image Embedded image
【請求項2】 分極性電極に使用される炭素材料を活性
炭、グラファイト、ポリアセン系有機半導体のいずれか
1種もしくは2種以上の混合物で構成した請求項1に記
載の電気二重層コンデンサ。
2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the carbon material used for the polarizable electrode is made of one or a mixture of two or more of activated carbon, graphite, and polyacene organic semiconductor.
【請求項3】 非水系電解液に含まれる水分を3000
ppm以下とした請求項1または2に記載の電気二重層
コンデンサ。
3. The method according to claim 1, wherein the water contained in the non-aqueous electrolyte is 3,000.
The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the content is not more than ppm.
【請求項4】 (化1)で示されるカチオン成分が(化
3)である電解質カチオン成分の塩を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる電解液を用いた請求項1〜3のいずれ
か1つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化3】
4. The electrolytic solution according to claim 1, wherein a salt of the electrolyte cation component in which the cation component represented by the formula (1) is (formula 3) is dissolved in a polar aprotic solvent. An electric double layer capacitor according to any one of the above. Embedded image
【請求項5】 (化1)で示されるカチオン成分が(化
4)である電解質カチオン成分の塩を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる電解液を用いた請求項1〜3のいずれ
か1つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化4】
5. The electrolytic solution according to claim 1, wherein a salt of the electrolyte cation component wherein the cation component represented by the chemical formula (1) is (chemical formula 4) is dissolved in a polar aprotic solvent. An electric double layer capacitor according to any one of the above. Embedded image
【請求項6】 (化1)で示されるカチオン成分が(化
5)である電解質カチオン成分の塩を極性非プロトン溶
媒に溶解してなる電解液を用いた請求項1〜3のいずれ
か1つに記載の電気二重層コンデンサ。 【化5】
6. The electrolytic solution according to claim 1, wherein a salt of the electrolyte cation component in which the cation component represented by the chemical formula (1) is (chemical formula 5) is dissolved in a polar aprotic solvent. An electric double layer capacitor according to any one of the above. Embedded image
【請求項7】 (化1)で示されるカチオン成分が1−
メチル−3−エチルイミダゾリウムであり、この電解質
カチオン成分の塩を極性非プロトン溶媒に溶解してなる
電解液を用いた請求項1〜3のいずれか1つに記載の電
気二重層コンデンサ。
7. The method according to claim 1, wherein the cation component represented by the chemical formula 1 is 1-
The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrolytic solution is methyl-3-ethylimidazolium, and an electrolytic solution obtained by dissolving a salt of the electrolyte cation component in a polar aprotic solvent is used.
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