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JP2000269095A - Electrode for electric double layer capacitor - Google Patents

Electrode for electric double layer capacitor

Info

Publication number
JP2000269095A
JP2000269095A JP11076359A JP7635999A JP2000269095A JP 2000269095 A JP2000269095 A JP 2000269095A JP 11076359 A JP11076359 A JP 11076359A JP 7635999 A JP7635999 A JP 7635999A JP 2000269095 A JP2000269095 A JP 2000269095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon black
current collector
active material
layer
capacitor
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
JP11076359A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Sugie
順次 杉江
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP11076359A priority Critical patent/JP2000269095A/en
Publication of JP2000269095A publication Critical patent/JP2000269095A/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
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • 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
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    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

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  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】集電体と活物質層との界面における接触抵抗を
低下させることにより、キャパシタの内部抵抗を効果的
に低下させる。 【解決手段】表面に凹凸1aを有する集電体1と、集電
体1の凹凸1aのある表面上に形成され、凹凸1aの幅
よりも小さな粒径をもつカーボンブラック粒子2aを含
むカーボンブラック層2と、カーボンブラック層2上に
形成され、少なくとも活性炭粒子3aを含む活物質層3
とからなる。凹凸1aの凹部内にカーボンブラック粒子
2aを入り込ませることにより、集電体1表面と活物質
層3の活性炭粒子3aとの間に存在して両者間での接触
抵抗を増大させる原因となる隙間を、カーボンブラック
粒子2aで確実に埋めて無くすことができる。
[PROBLEMS] To effectively reduce the internal resistance of a capacitor by reducing the contact resistance at the interface between a current collector and an active material layer. A carbon black includes a current collector having irregularities on its surface, and carbon black particles formed on a surface of the current collector having irregularities and having a particle size smaller than the width of the irregularities. Layer 2 and an active material layer 3 formed on carbon black layer 2 and containing at least activated carbon particles 3a
Consists of The gap between the surface of the current collector 1 and the activated carbon particles 3a of the active material layer 3 which causes the contact resistance therebetween to increase due to the carbon black particles 2a entering the recesses of the unevenness 1a. Can be reliably buried with the carbon black particles 2a.

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】本発明は電気二重層キャパシ
タ用電極に関し、詳しくは内部抵抗の低減によるエネル
ギー密度の向上に寄与しうる電気二重層キャパシタ用電
極に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for an electric double layer capacitor, and more particularly to an electrode for an electric double layer capacitor which can contribute to improvement of energy density by reducing internal resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マイクロコンピュータやICメモ
リー等のバックアップ用電源として、静電容量が比較的
大きく、充放電サイクル特性や急速充電性にも優れた電
気二重層キャパシタが注目されている。電気二重層キャ
パシタは、電極と電解液との界面で形成される電荷分離
層としての電気二重層に電荷を蓄積することを原理とす
るもので、電解質イオンの液内移動とこの電解質イオン
の電極表面に対する吸脱着とを伴って充放電が行われ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as a backup power supply for a microcomputer, an IC memory, or the like, an electric double layer capacitor which has a relatively large capacitance, and is excellent in charge / discharge cycle characteristics and rapid chargeability has attracted attention. An electric double layer capacitor is based on the principle that electric charges are accumulated in an electric double layer as a charge separation layer formed at an interface between an electrode and an electrolytic solution. Charge / discharge is performed with adsorption / desorption on the surface.

【0003】かかる電気二重層キャパシタは、一般的
に、一対の集電体と、相互に対向する各集電体の対向面
にそれぞれ形成された一対の活物質層と、各活物質層間
に配設されたセパレータとから基本セルが構成されてお
り、各活物質層及びセパレータには電解液が含浸されて
いる。すなわち、電気二重層キャパシタ用電極は、アル
ミニウム箔等の集電体と、この集電体の表面に形成さ
れ、分極性電極として機能する活物質層とからなる。活
物質としては、一般的に、数千m2 /gオーダーの高比
表面積材料たる活性炭が用いられている。活性炭等の活
物質は、メチルセルロースやポリテトラフルオロエチレ
ン(PTFE)等の結着剤を介して、集電体表面に担持
されることにより、活物質層を形成する。
[0003] Such an electric double layer capacitor generally includes a pair of current collectors, a pair of active material layers formed on opposing surfaces of the current collectors facing each other, and an active material layer between the active material layers. A basic cell is constituted by the provided separator, and each active material layer and the separator are impregnated with an electrolytic solution. That is, the electrode for an electric double layer capacitor includes a current collector such as an aluminum foil and an active material layer formed on the surface of the current collector and functioning as a polarizable electrode. As the active material, generally, activated carbon, which is a material having a high specific surface area on the order of several thousand m 2 / g, is used. An active material such as activated carbon forms an active material layer by being supported on the surface of the current collector via a binder such as methylcellulose or polytetrafluoroethylene (PTFE).

【0004】ここに、集電体表面と活物質層との接触面
積の増大により両者間の密着力を高めて、集電体表面か
らの活物質層の剥離を防止すべく、エッチング処理によ
り集電体表面に3μm程度以下の凹凸を形成することが
行われている。一方、電気二重層キャパシタ用電極にお
いては、電極における電気抵抗、すなわち活性炭同士の
接触抵抗及び活性炭と集電体との接触抵抗が低くなれ
ば、キャパシタの内部抵抗が低下して活性炭へのイオン
の吸着性が向上するので、キャパシタ容量を増大させる
ことができる。このようにキャパシタ容量を増大させる
ことができれば、エネルギー密度を向上させることが可
能となり、電気二重層キャパシタの小型・軽量化に有利
となる。
[0004] Here, the contact area between the current collector surface and the active material layer is increased to increase the adhesion between the two and the active material layer is prevented from being peeled off from the current collector surface by etching. Forming irregularities of about 3 μm or less on the surface of an electric body has been performed. On the other hand, in the electric double layer capacitor electrode, if the electric resistance at the electrode, that is, the contact resistance between activated carbons and the contact resistance between the activated carbon and the current collector are reduced, the internal resistance of the capacitor is reduced and ions of the activated carbon are reduced. Since the adsorptivity is improved, the capacitance of the capacitor can be increased. If the capacity of the capacitor can be increased in this manner, the energy density can be improved, which is advantageous for reducing the size and weight of the electric double layer capacitor.

【0005】そこで、電極の導電性を向上させる導電化
材、例えばカーボンブラックや黒鉛を活物質層に添加す
ることにより、電極の抵抗を低下させて、キャパシタの
内部抵抗を低下させることが行われている(特開平10
−4037号公報等参照)。例えば、導電化材としての
例えば0.1μm程度以下の小さな粒径のカーボンブラ
ック粒子を活性炭とともに結着剤に湿式混練し、これを
集電体表面に塗布後、乾燥させて活物質層を形成する。
これにより、0.1μm程度以下の小さな粒径のカーボ
ンブラック粒子を、3〜10μm程度と比較的大きな粒
径の活性炭同士の間に生じる隙間に入り込ませることが
できる。このため、空間のままでは電荷が移動できない
上記隙間において、カーボンブラック粒子が電荷の移動
を助けることができる。したがって、活性炭同士の接触
抵抗を低下させて、キャパシタの内部抵抗を低下させる
ことが可能となる。
Therefore, by adding a conductive material for improving the conductivity of the electrode, for example, carbon black or graphite to the active material layer, the resistance of the electrode is reduced and the internal resistance of the capacitor is reduced. (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10
-4037). For example, carbon black particles having a small particle size of, for example, about 0.1 μm or less as a conductive material are wet-kneaded with a binder together with activated carbon, applied to the surface of a current collector, and then dried to form an active material layer. I do.
This allows carbon black particles having a small particle size of about 0.1 μm or less to enter gaps formed between activated carbons having a relatively large particle size of about 3 to 10 μm. For this reason, the carbon black particles can assist the transfer of the electric charges in the gap where the electric charges cannot move in the space. Therefore, it is possible to reduce the contact resistance between the activated carbons and reduce the internal resistance of the capacitor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電化
材としての黒鉛やカーボンブラックを活物質層に添加す
る技術によっても、キャパシタの内部抵抗を十分に低下
させることが困難であった。この点につき、本発明者が
研究した結果、集電体と活物質層との界面における接触
抵抗がキャパシタの内部抵抗をかなり支配しているこ
と、及びこのことが導電化材の添加によっても内部抵抗
の低下を十分に図れない原因となっていることが判明し
た。
However, it has been difficult to sufficiently reduce the internal resistance of a capacitor even by a technique of adding graphite or carbon black as a conductive material to an active material layer. In this regard, the present inventor has studied and found that the contact resistance at the interface between the current collector and the active material layer considerably controls the internal resistance of the capacitor. It has been found that this is a cause of insufficient reduction in resistance.

【0007】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、集電体と活物質層との界面における接触抵抗を低
下させることにより、キャパシタの内部抵抗を効果的に
低下させて、キャパシタ容量の増大、ひいてはエネルギ
ー密度の向上を図ることのできる電気二重層キャパシタ
用電極を提供することを解決すべき技術課題とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and by reducing the contact resistance at the interface between the current collector and the active material layer, the internal resistance of the capacitor can be effectively reduced, thereby reducing the capacitance of the capacitor. It is an object of the present invention to provide an electrode for an electric double layer capacitor capable of increasing the energy density and improving the energy density.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の電気二重層キャパシタ用電極は、表面に凹凸を有す
る集電体と、上記集電体の上記凹凸のある表面上に形成
され、該凹凸の幅よりも小さな粒径をもつカーボンブラ
ック粒子を含むカーボンブラック層と、上記カーボンブ
ラック層上に形成され、少なくとも活性炭を含む活物質
層とからなることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an electrode for an electric double layer capacitor, comprising: a current collector having an uneven surface; and a current collector formed on the uneven surface of the current collector. It is characterized by comprising a carbon black layer containing carbon black particles having a particle diameter smaller than the width of the irregularities, and an active material layer formed on the carbon black layer and containing at least activated carbon.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の電気二重層キャパシタ用
電極は、集電体表面と活物質層との間にカーボンブラッ
ク層を介在させたものであるから、集電体表面と活物質
層との界面における接触抵抗をカーボンブラック層によ
り低下させることができ、これによりキャパシタの内部
抵抗を効果的に低下させることができる。すなわち、集
電体の凹凸のある表面上にまずカーボンブラック層を形
成することにより、凹凸の凹部内に該凹凸の幅よりも小
さな粒径をもつカーボンブラック粒子を入り込ませて該
凹部をカーボンブラック粒子で埋めることができる。そ
して、その上に活物質層を形成することにより、集電体
表面と活物質層の活性炭との間に存在して両者間での接
触抵抗を増大させる原因となる隙間を、カーボンブラッ
ク粒子により確実に埋めて無くすことができる。すなわ
ち、集電体表面の凹部内を含めて集電体と活物質層との
間にカーボンブラック粒子を確実に存在させることがで
きるので、凹凸により接触面積が増大した集電体表面に
対してカーボンブラック粒子を介して活性炭を接触させ
ることが可能となる。したがって、集電体表面と活物質
層との界面における接触抵抗を低下させることができ、
これによりキャパシタの内部抵抗を効果的に低下させる
ことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The electrode for an electric double layer capacitor of the present invention has a carbon black layer interposed between the current collector surface and the active material layer. The contact resistance at the interface with the carbon black layer can be reduced by the carbon black layer, whereby the internal resistance of the capacitor can be effectively reduced. That is, by first forming a carbon black layer on the uneven surface of the current collector, carbon black particles having a particle size smaller than the width of the unevenness are introduced into the unevenness of the current collector, and the carbon black layer is formed. Can be filled with particles. Then, by forming an active material layer thereon, a gap that exists between the surface of the current collector and the activated carbon of the active material layer and causes an increase in contact resistance therebetween is formed by carbon black particles. It can be reliably buried and lost. That is, since the carbon black particles can be surely present between the current collector and the active material layer including the inside of the concave portion on the current collector surface, the contact area is increased due to the unevenness. Activated carbon can be contacted via carbon black particles. Therefore, the contact resistance at the interface between the current collector surface and the active material layer can be reduced,
Thereby, the internal resistance of the capacitor can be effectively reduced.

【0010】また、後述するように結着剤を介してカー
ボンブラック粒子を集電体表面に担持させることにより
カーボンブラック層を形成した場合は、このカーボンブ
ラック層における結着剤を介して、集電体表面に対して
活物質層の活性炭を確実に担持させることができるの
で、集電体表面に対する活物質層の密着性を向上させる
ことが可能となる。
When the carbon black layer is formed by supporting carbon black particles on the surface of the current collector via a binder as described later, the collector is formed via the binder in the carbon black layer. Since the activated carbon of the active material layer can be reliably carried on the current collector surface, the adhesion of the active material layer to the current collector surface can be improved.

【0011】上記集電体としては、厚さ5〜100μm
程度の金属箔(アルミニウム箔、ニッケル箔、銅箔等)
を用いることができる。集電体の形状は電気二重層キャ
パシタの形状に応じて帯状や方形状等とすることがで
き、またその大きさも容量等に応じて任意のものとする
ことができる。この集電体の表面には、集電体表面とこ
の集電体表面上に形成されるカーボンブラック層との密
着力等を高めるべく、エッチング処理等により凹凸が形
成されている。この凹凸の大きさは3μm程度以下、詳
細には一つの凹部(又は凸部)について、深さ(又は高
さ)が平均で0.5〜2μm程度、幅が平均で1〜5μ
m程度とすることができる。なお、凹凸は集電体の一面
又は両面に形成される。
The current collector has a thickness of 5 to 100 μm.
Metal foil (aluminum foil, nickel foil, copper foil, etc.)
Can be used. The shape of the current collector may be a band or a square depending on the shape of the electric double layer capacitor, and the size may be arbitrary depending on the capacity or the like. Irregularities are formed on the surface of the current collector by etching or the like in order to increase the adhesion between the surface of the current collector and the carbon black layer formed on the surface of the current collector. The size of the unevenness is about 3 μm or less, and specifically, for one recess (or projection), the depth (or height) is about 0.5 to 2 μm on average, and the width is 1 to 5 μm on average.
m. Note that the unevenness is formed on one surface or both surfaces of the current collector.

【0012】集電体の凹凸のある表面上に形成されたカ
ーボンブラック層は、該凹凸の幅よりも小さな粒径をも
つカーボンブラック粒子を含んでいる。カーボンブラッ
ク粒子の粒径は0.1μm程度以下、詳細には平均粒径
で0.02〜0.05μm程度とすることができる。ま
た、カーボンブラック層の厚さは5〜20μm程度とす
ることができる。5μmよりも薄いと、安定な膜の形成
が困難となり、カーボンブラック層を形成することによ
る効果を十分に発揮させることができない。一方、20
μmよりも厚くしても、カーボンブラック層を形成する
ことによる効果をそれ以上望めず、電気二重層キャパシ
タの厚肉化やコスト高騰に繋がる。
The carbon black layer formed on the uneven surface of the current collector contains carbon black particles having a particle size smaller than the width of the unevenness. The particle size of the carbon black particles can be about 0.1 μm or less, specifically, about 0.02 to 0.05 μm in average particle diameter. Further, the thickness of the carbon black layer can be about 5 to 20 μm. When the thickness is less than 5 μm, it is difficult to form a stable film, and the effect of forming the carbon black layer cannot be sufficiently exerted. On the other hand, 20
Even if the thickness is larger than μm, the effect of forming the carbon black layer cannot be expected any more, leading to an increase in the thickness of the electric double layer capacitor and an increase in cost.

【0013】このカーボンブラック層は、カーボンブラ
ック粒子に結着剤を10〜20wt%程度添加してペー
スト状にし、これを集電体の表面上に塗布し、その後乾
燥して形成することができる。このときのカーボンブラ
ック粒子に対する結着剤の添加量が10wt%よりも少
ないと、結着剤の不足により、カーボンブラック層の安
定な膜の形成が困難となるとともに、集電体表面に対す
る活物質層の密着性が低下するおそれがある。一方、カ
ーボンブラック粒子に対する結着剤の添加量が20wt
%よりも多いと、カーボンブラック粒子の不足により、
集電体表面と活物質層との界面における接触抵抗を低下
させるという、カーボンブラック粒子による効果を十分
に発揮させることが困難となる。カーボンブラック層を
形成するために用いる結着剤としては、例えば水溶性の
メチルセルロースやポリビニルアルコールを挙げること
ができる。
This carbon black layer can be formed by adding a binder to carbon black particles in an amount of about 10 to 20 wt% to form a paste, applying the paste on the surface of a current collector, and then drying the paste. . If the amount of the binder added to the carbon black particles at this time is less than 10 wt%, it is difficult to form a stable film of the carbon black layer due to the lack of the binder, and the active material on the current collector surface The adhesion of the layer may be reduced. On the other hand, the amount of the binder added to the carbon black particles is 20 wt.
%, The shortage of carbon black particles causes
It is difficult to sufficiently exert the effect of the carbon black particles that lowers the contact resistance at the interface between the current collector surface and the active material layer. Examples of the binder used to form the carbon black layer include water-soluble methylcellulose and polyvinyl alcohol.

【0014】上記活物質層は、少なくとも活性炭を含
む。活性炭の他に、カーボンブラックや黒鉛等の導電化
材を活物質層に適当量含ませることもできる。ただし、
カーボンブラック層と活物質層との密着性を向上させる
観点からは、活物質層に含ませる導電化材としてカーボ
ンブラックを採用することが好ましい。活性炭の粒径と
しては、平均粒径で数μm〜数十μm程度とすることが
できる。また、活物質層の厚さは30〜100μm程度
とすることができる。
[0014] The active material layer contains at least activated carbon. In addition to activated carbon, a conductive material such as carbon black or graphite may be included in the active material layer in an appropriate amount. However,
From the viewpoint of improving the adhesion between the carbon black layer and the active material layer, it is preferable to employ carbon black as the conductive material contained in the active material layer. The average particle size of the activated carbon can be about several μm to several tens μm. Further, the thickness of the active material layer can be about 30 to 100 μm.

【0015】この活物質層は、結着剤に活性炭粒子や、
必要に応じて導電化材粒子を添加してペースト状にした
ものをカーボンブラック層上に塗布し、その後乾燥して
形成することができる。
The active material layer contains activated carbon particles,
If necessary, a paste obtained by adding conductive material particles can be applied onto the carbon black layer, and then dried to form a paste.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の電気二重層キャパシタ用電極
の具体的な実施例について、説明する。 (実施例)図1に模式的に示す本実施例の電気二重層キ
ャパシタ用電極は、集電体1と、集電体1の表面上に形
成されたカーボンブラック層2と、カーボンブラック層
2上に形成された活物質層3とから構成されている。
EXAMPLES Specific examples of the electrode for an electric double layer capacitor according to the present invention will be described below. (Embodiment) The electrode for an electric double layer capacitor of this embodiment schematically shown in FIG. 1 includes a current collector 1, a carbon black layer 2 formed on the surface of the current collector 1, and a carbon black layer 2. And the active material layer 3 formed thereon.

【0017】上記集電体1は、厚さが20μm、一辺の
長さが50mmの正方形状で、金属箔(アルミニウム
箔)よりなる。この集電体1の一表面には、エッチング
処理により凹凸1aが形成されている。この凹凸1aの
大きさは3μm程度以下、詳細には一つの凹部(又は凸
部)について、深さ(又は高さ)が平均で1μm程度、
幅が平均で3μm程度である。
The current collector 1 has a square shape with a thickness of 20 μm and a side length of 50 mm, and is made of a metal foil (aluminum foil). On one surface of the current collector 1, irregularities 1a are formed by an etching process. The size of the unevenness 1a is about 3 μm or less, and specifically, the depth (or height) of one concave (or convex) is about 1 μm on average,
The width is about 3 μm on average.

【0018】上記カーボンブラック層2は、上記凹凸1
aの幅よりも小さな粒径をもつカーボンブラック粒子2
aと、結着剤としてのメチルセルロース(図示せず)と
からなる。このカーボンブラック粒子2aの平均粒径は
0.3μmである。また、カーボンブラック層2の厚さ
は10μmである。上記活物質層3は、活性炭粒子3a
と、導電化材としてのカーボンブラック粒子2aと、結
合剤としてのメチルセルロース(図示せず)とからな
る。活性炭粒子3aの平均粒径は6μmである。また活
物質層3の厚さは50μmである。
The carbon black layer 2 is provided with the irregularities 1
carbon black particles 2 having a particle size smaller than the width of a
a) and methylcellulose (not shown) as a binder. The average particle size of the carbon black particles 2a is 0.3 μm. The thickness of the carbon black layer 2 is 10 μm. The active material layer 3 is made of activated carbon particles 3a.
And carbon black particles 2a as a conductive material, and methylcellulose (not shown) as a binder. The average particle size of the activated carbon particles 3a is 6 μm. The thickness of the active material layer 3 is 50 μm.

【0019】この電気二重層キャパシタ用電極は、以下
のようにして製造した。まず、所定形状の集電体1を準
備し、この集電体1の一表面をエッチング処理すること
により、集電体1の一表面に凹凸1aを形成した。そし
て、カーボンブラック粒子2aに対して水溶性のメチル
セルロースを10wt%添加してペースト状とし、これ
を集電体1の凹凸1aのある表面上に塗布した後、乾燥
することにより、集電体1の凹凸1aのある表面上にカ
ーボンブラック層2を形成した。最後に、活性炭粒子3
aと、この活性炭粒子3aに対して10wt%の上記カ
ーボンブラック粒子2aとに対して、上記水溶性のメチ
ルセルロースを15wt%添加してペースト状とし、こ
れをカーボンブラック層2上に塗布した後、乾燥するこ
とにより、カーボンブラック層2上に活物質層3を形成
して、本実施例の電気二重層キャパシタ用電極を完成し
た。
This electrode for an electric double layer capacitor was manufactured as follows. First, a current collector 1 having a predetermined shape was prepared, and one surface of the current collector 1 was subjected to an etching process to form irregularities 1 a on one surface of the current collector 1. Then, 10% by weight of water-soluble methylcellulose is added to the carbon black particles 2a to form a paste, which is applied to the surface of the current collector 1 having the irregularities 1a, and then dried to form a paste. The carbon black layer 2 was formed on the surface having the irregularities 1a. Finally, activated carbon particles 3
a, and 15 wt% of the water-soluble methylcellulose was added to 10 wt% of the carbon black particles 2 a with respect to the activated carbon particles 3 a to form a paste, which was coated on the carbon black layer 2. By drying, the active material layer 3 was formed on the carbon black layer 2, and the electrode for an electric double layer capacitor of the present example was completed.

【0020】(比較例)カーボンブラック層2を形成し
ないこと以外は、上記実施例と同様にして比較例の電気
二重層キャパシタ用電極を製造した。 (キャパシタの内部抵抗の評価)上記実施例及び比較例
の電気二重層キャパシタ用電極について、キャパシタの
内部抵抗の低減効果をそれぞれ評価した。
Comparative Example An electrode for an electric double layer capacitor of a comparative example was manufactured in the same manner as in the above example except that the carbon black layer 2 was not formed. (Evaluation of Internal Resistance of Capacitor) The effect of reducing the internal resistance of the capacitor was evaluated for each of the electric double layer capacitor electrodes of the above Examples and Comparative Examples.

【0021】すなわち、集電体1の両面にカーボンブラ
ック層2をそれぞれ形成するとともに各該カーボブラッ
ク層2上に活物質層3を形成した実施例に係る電極を正
極とし、集電体1の片面にカーボンブラック層2を形成
するとともに該カーボブラック層2上に活物質層3を形
成した実施例に係る2つの電極を負極として、各該負極
の間に該正極が配設されるとともにセパレータを介して
活物質層3同士が相互に対向するように3つの電極を重
ね合わせ、各該負極の外側を絶縁性の押さえ板で押さえ
て固定しつつキャパシタ実験セル内に組み込んだ。そし
て、この実験セル内に電解液を注入して各活物質層3及
びセパレータに該電解液を含浸させ、実施例に係るキャ
パシタ実験セルを製造した。なお、セパレータとして厚
さ25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムを用い、
電解液としてプロピレンカーボネートを用いた。また、
電解液注入後、実験セル内を脱気して水分を完全に除去
しておいた。
That is, the electrode according to the embodiment in which the carbon black layers 2 are formed on both surfaces of the current collector 1 and the active material layer 3 is formed on each of the carbon black layers 2 is used as a positive electrode, The two electrodes according to the embodiment in which the carbon black layer 2 is formed on one side and the active material layer 3 is formed on the carbon black layer 2 are used as negative electrodes, and the positive electrode is disposed between the negative electrodes and the separator is provided. , Three electrodes were overlapped so that the active material layers 3 face each other, and the outside of each of the negative electrodes was pressed and fixed with an insulating pressing plate, and incorporated into a capacitor experimental cell. Then, an electrolytic solution was injected into the experimental cell to impregnate each active material layer 3 and the separator with the electrolytic solution, thereby producing a capacitor experimental cell according to the example. In addition, using a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm as a separator,
Propylene carbonate was used as an electrolyte. Also,
After the injection of the electrolyte, the inside of the experimental cell was degassed to completely remove water.

【0022】そして、この実施例に係る実験セルについ
て、一定電流で充放電を繰り返し、その時の電圧の変化
により内部抵抗を算出した。その結果を表1に示す。な
お、上記実施例に係る実験セルの正極及び2つの負極に
おいて、カーボンブラック層2を形成しないこと以外
は、上記と同様に比較例に係る実験セルを製造し、同様
に内部抵抗を調べた。その結果を表1に示す。
With respect to the experimental cell according to this embodiment, charging and discharging were repeated at a constant current, and the internal resistance was calculated from the change in voltage at that time. Table 1 shows the results. An experimental cell according to a comparative example was manufactured in the same manner as described above, except that the carbon black layer 2 was not formed on the positive electrode and the two negative electrodes of the experimental cell according to the above example, and the internal resistance was examined in the same manner. Table 1 shows the results.

【0023】[0023]

【表1】 表1から明らかなように、集電体1表面と活物質層3と
の間にカーボンブラック層2を介在させることにより、
キャパシタの内部抵抗を半減させることができた。
[Table 1] As is clear from Table 1, by interposing the carbon black layer 2 between the current collector 1 surface and the active material layer 3,
The internal resistance of the capacitor was reduced by half.

【0024】(カーボンブラック添加量とキャパシタ内
部抵抗との関係)活物質層3におけるカーボンブラック
添加量と、キャパシタの内部抵抗との関係を調べた。す
なわち、カーボンブラック層2を形成していない上記比
較例の電気二重層キャパシタ用電極について、活物質層
3における活性炭粒子3aに対するカーボンブラック粒
子2aの添加量を種々変化させたとき、それに応じてキ
ャパシタの内部抵抗がどの様に変化するかを調べた。そ
の結果を表2に示す。
(Relationship Between Carbon Black Added Amount and Internal Resistance of Capacitor) The relationship between the added amount of carbon black in the active material layer 3 and the internal resistance of the capacitor was examined. That is, for the electric double layer capacitor electrode of the comparative example in which the carbon black layer 2 was not formed, when the addition amount of the carbon black particles 2a to the activated carbon particles 3a in the active material layer 3 was variously changed, the capacitor was accordingly changed. Was examined how the internal resistance changes. Table 2 shows the results.

【0025】[0025]

【表2】 表2から明らかなように、活物質層3におけるカーボン
ブラック粒子2aの添加量が多くなれば、キャパシタの
内部抵抗が低減することがわかる。しかしながら、活性
炭粒子3aに対するカーボンブラック粒子2aの添加量
が10wt%を超えた場合、カーボンブラック粒子2a
による内部抵抗の低減効果が小さくなった。これは、集
電体1と活物質層3との界面における接触抵抗がキャパ
シタの内部抵抗をかなり支配していることに因るものと
考えられる。
[Table 2] As is clear from Table 2, it is found that the internal resistance of the capacitor decreases as the amount of the carbon black particles 2a added to the active material layer 3 increases. However, when the addition amount of the carbon black particles 2a to the activated carbon particles 3a exceeds 10 wt%, the carbon black particles 2a
Reduces the effect of reducing the internal resistance. This is considered to be because the contact resistance at the interface between the current collector 1 and the active material layer 3 considerably governs the internal resistance of the capacitor.

【0026】また、カーボンブラック層2を形成した上
記実施例の電気二重層キャパシタ用電極では、活物質層
3におけるカーボンブラック粒子2aの添加量が10w
t%であるにもかかわらず、キャパシタの内部抵抗を5
Ω・cm2 と大幅に低減させることができたのに対し、
カーボンブラック層2を形成していない上記比較例の電
気二重層キャパシタ用電極では、活物質層3におけるカ
ーボンブラック粒子2aの添加量を20wt%として
も、キャパシタの内部抵抗を7Ω・cm2 までしか低減
させることができなかった。この結果からも、集電体1
と活物質層3との界面における接触抵抗がキャパシタの
内部抵抗をかなり支配していることがわかる。なお、こ
のような結果となったのは、内部抵抗の低減効果に対し
て活物質層3に過剰に添加されたカーボンブラック粒子
2aが、集電体1の凹凸1aの幅よりも大きな粒径の活
性炭粒子3a表面に吸着されてしまうことから、カーボ
ンブラック粒子2aを凹凸1aの凹部内に優先的に存在
させることが困難なためと考えられる。
Further, in the electrode for an electric double layer capacitor of the above embodiment in which the carbon black layer 2 is formed, the amount of the carbon black particles 2a added to the active material layer 3 is 10 watts.
t%, the internal resistance of the capacitor is 5
Ωcm 2
In the electrode for an electric double layer capacitor of the comparative example in which the carbon black layer 2 was not formed, even if the addition amount of the carbon black particles 2a in the active material layer 3 was 20 wt%, the internal resistance of the capacitor was only 7 Ω · cm 2. It could not be reduced. From this result, it can be seen that the current collector 1
It can be seen that the contact resistance at the interface between the capacitor and the active material layer 3 considerably governs the internal resistance of the capacitor. It is to be noted that the carbon black particles 2a excessively added to the active material layer 3 with respect to the effect of reducing the internal resistance have a particle diameter larger than the width of the unevenness 1a of the current collector 1. It is considered that it is difficult to preferentially cause the carbon black particles 2a to be present in the recesses of the unevenness 1a because the activated carbon particles 3a are adsorbed on the surface of the activated carbon particles 3a.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳述したように本発明の電気二重層
キャパシタ用電極は、集電体表面と活物質層との間にカ
ーボンブラック層を介在させるという構成の採用によ
り、集電体表面と活物質層との界面における接触抵抗を
低下させて、キャパシタの内部抵抗を効果的に低下させ
ることができるので、キャパシタ容量を増大させること
が可能となる。したがって、エネルギー密度の向上によ
り、電気二重層キャパシタの小型・軽量化に有利とな
る。
As described in detail above, the electrode for an electric double layer capacitor according to the present invention employs a structure in which a carbon black layer is interposed between the surface of the current collector and the active material layer. The contact resistance at the interface between the capacitor and the active material layer can be reduced, and the internal resistance of the capacitor can be effectively reduced, so that the capacitance of the capacitor can be increased. Therefore, the improvement of the energy density is advantageous for reducing the size and weight of the electric double layer capacitor.

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

【図1】 本実施例の電気二重層キャパシタ用電極の構
造を模式的に示す部分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a structure of an electrode for an electric double layer capacitor according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…集電体 1a…凹凸 2…カーボンブラック層 2a…カーボンブ
ラック粒子 3…活物質層 3a…活性炭粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current collector 1a ... Unevenness 2 ... Carbon black layer 2a ... Carbon black particles 3 ... Active material layer 3a ... Activated carbon particles

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に凹凸を有する集電体と、 上記集電体の上記凹凸のある表面上に形成され、該凹凸
の幅よりも小さな粒径をもつカーボンブラック粒子を含
むカーボンブラック層と、 上記カーボンブラック層上に形成され、少なくとも活性
炭を含む活物質層とからなることを特徴とする電気二重
層キャパシタ用電極。
1. A current collector having an uneven surface, and a carbon black layer formed on the uneven surface of the current collector and including carbon black particles having a particle size smaller than the width of the unevenness. An electrode for an electric double layer capacitor, comprising: an active material layer containing at least activated carbon formed on the carbon black layer.
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