[发明专利]双电层电容器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及双电层电容器(e1ectric double layer capacitor)的制造方法。

背景技术

近年，可以大电流充放电的双电层电容器有望作为电动汽车用辅助电源、太阳电池用辅助电源、风力发电用辅助电源等充放电频率高的蓄电装置。因此，希望出现能量密度高、可以急速充放电、耐久性优良的双电层电容器。

双电层电容器具有使1对极化性电极隔着隔离层对向而作为正极和负极的结构。在各极化性电极中含浸水系电解质溶液或非水系电解质溶液，将各极化性电极与各集电极接合。

作为在双电层电容器中所使用的极化性电极材料，已知有具有类似石墨的微晶性碳的炭材(日本专利特开平11-317333号公报)。该炭材是通过控制原料的赋活处理，而将类似石墨的微晶性碳的微晶的层间距离调整到0.350～0.385nm范围内的材料。即使使具有该特定层间距离的微晶性碳与电解质溶液接触，施加通常的使用预定电压(额定电压)，由于其比表面积小因此也只能得到小的静电容量，然而一旦施加超过使用预定电压的高电压，则电解质离子插入到层间，引起电解赋活，结果显示了高静电容量。该炭材一旦被插入离子，则即使之后以使用预定电压反复使用，也维持高静电容量。该炭材与一般作为双电层电容器用炭材使用的活性炭相比，耐电压高、能量密度显著提高，因此作为代替活性炭的炭材而备受关注。

已知为了使电解质离子强制插入到微晶性碳的层间，用于完成将具有类似石墨的微晶性碳的炭材作为极化性电极的双电层电容器的初始充电使用较使用预定电压更高的电压(日本专利特开2000-077273号公报)。另外，该双电层电容器的初始充电时，为了抑制由电解质离子插入而引起的极化性电极的膨胀，已知有向极化性电极施加对抗膨胀的压力(日本专利特开2000-068164号公报和日本专利特开2000-068165号公报)。另外，也已知在该初始充电时，进行超过双电层电容器的额定充电时间的长时间充电(日本专利特开2000-100668号公报)。这些以往技术均是为了提高双电层电容器的静电容量而对初始充电的方法进行改良的方法。但是，以往技术没有注意到极化性电极的充电前的处理以及充电时温度。

发明内容

本发明的目的是提供较以往静电容量密度增高的双电层电容器的制造方法。

通过本发明，

(1)提供了一种方法，它是包含将具有类似石墨的微晶性碳的炭材作为极化性电极的双电层电容器的制造方法，其特征在于，以使该炭材与电解液接触的状态将该炭材保存规定的时间，之后在充电开始时向该电极施加抑制在该炭材的厚度方向上充电时的膨胀而必须的压力，在该状态下，于高于室温的温度下，至少实施1次将高于该电容器的使用预定电压的电压作为充电终止电压的充电。

另外，通过本发明，

(2)提供了如(1)所述的方法，其中在高于室温的温度下进行该保存。

另外，通过本发明，

(3)提供了如(1)或(2)所述的方法，其中，该保存时和该充电时的温度均在35℃以上。

另外，通过本发明，

(4)提供了如(1)～(3)中任一项所述的方法，其中，将该保存进行12小时以上。

另外，通过本发明，

(5)提供了如(1)～(4)中任一项所述的方法，其中，该压力在4.9×10⁵～4.9×10⁶Pa的范围内。

另外，通过本发明，

(6)提供了如(1)～(5)中任一项所述的方法，其中，该充电终止电压在该使用预定电压的110～135％的范围内。

另外，通过本发明，

(7)提供了如(1)～(6)中任一项所述的方法，其中，该具有类似石墨的微晶性碳的炭材由BET1点法而得的未充电时比表面积为200m²/g以下、且由X射线衍射法而得的层间距离d₀₀₂在0.350～0.385nm的范围内。

实施发明的最佳方式

本发明的双电层电容器的制造方法的特征在于，以使具有类似石墨的微晶性碳的炭材(以下，称为“类似石墨的炭材”)与电解液接触的状态将该炭材保存规定的时间，之后在充电开始时向该电极施加抑制在该炭材的厚度方向上充电时的膨胀而必须的压力，在该状态下，于高于室温的温度下，至少实施1次将高于该电容器的使用预定电压的电压作为充电终止电压的充电。