[发明专利]可极化电极和双电层电容器

说明书

本申请是分案申请，其原申请的国际申请号是PCT/JP2006/318736，国际申请日是2006年9月21日，中国国家申请号为200680035021.0，进入中国的日期为2008年3月21日，发明名称为“可极化电极和双电层电容器”。

技术领域

本发明涉及可极化电极和应用了该可极化电极的双电层电容器。

背景技术

以往已知一种具有包含水蒸气活化活性炭的可极化电极的双电层电容器。该双电层电容器中，由于水蒸气活化活性炭颗粒本身的导电性较低，要通过向可极化电极中添加2～20质量％左右的导电性填料(导电助剂)来维持预定的导电性。并且，该双电层电容器中，虽然谋求了静电容量的进一步提高，但近年来也已到了高容量化的极限。于是，提出了在可极化电极中使用碱活化活性炭代替水蒸气活化活性炭的双电层电容器(例如，参见日本特开2004-47613号公报)。与水蒸气活化活性炭相比，作为易石墨化炭材料的碱活化活性炭的空隙量少，且由于具有石墨质结构而具有良好的导电性，因此可以降低可极化电极中导电性填料(导电助剂)的添加量。并且，与水蒸气活化活性炭相比，碱活化活性炭的微孔分布较窄，微孔容积小，因此离子在活性炭上的吸附量变多，能够提高可极化电极的静电容量密度。

但是，由于使用了碱活化活性炭的可极化电极的离子吸附量较多，放电时电极体内部的离子的浓度梯度小，扩散阻抗会变得更大。进而，由于充电时产生的碱活化活性炭的膨胀而使电极体膨胀。据认为，其结果导致电极体内部的活性炭颗粒间的间隙受到限制，阻碍了离子在电极体内部的扩散，导致内部电阻升高。因此，尽管碱活化活性炭本身具有优于水蒸气活化活性炭的导电性，但是由于离子扩散电阻增加而导致内部电阻增大。也就是说，与应用了水蒸气活化活性炭的同一尺寸的可极化电极作以比较时，应用了该碱活化活性炭的可极化电极存在的问题是，其对向电极单位面积的内部电阻率(Ω·cm²)变大。

于是，本发明的课题在于提供一种可极化电极及其双电层电容器，该可极化电荷能够用于制作具有良好的静电容量且内部电阻小的双电层电容器。

发明内容

用于解决上述课题的本发明为一种可极化电极，其是含有由至少2种活性炭组成的混合活性炭的可极化电极，该可极化电极的特征在于，所述混合活性炭的比表面积为900m²/g以上且不足1900m²/g。

在该可极化电极中，由于含有由比表面积互不相同的至少2种活性炭组成的混合活性炭，同时该混合活性炭的比表面积为900m²/g以上且不足1900m²/g，因而使阻抗降低率与现有的可极化电极相比急剧增加。其结果，利用该可极化电极能够制作出不仅具有良好的静电容量且内部电阻还小的双电层电容器。

此外，对于这种可极化电极，优选所述混合活性炭包含膨胀性活性炭和非膨胀性活性炭。此处，本发明中所谓的“膨胀性活性炭”是指在电解液中对可极化电极施加电压时膨胀的活性炭，与此相对，所谓“非膨胀性活性炭”是指实质上不膨胀或膨胀程度低于膨胀性活性炭的活性炭。另外，对于膨胀炭和非膨胀炭的具体的辨别方法将后述。

利用这样的可极化电极，可以使双电层电容器进一步确实地显示出良好的静电容量和低内部电阻。

此外，对于这种可极化电极，所述混合活性炭的总量中，优选所述膨胀性活性炭大于0质量％且小于等于85质量％，并优选所述非膨胀性活性炭大于等于15质量％且小于100质量％。

对于使用仅含有膨胀性活性炭(易石墨化碱活化活性炭)作为活性炭的可极化电极的双电层电容器，其静电容量大于使用仅含有非膨胀性活性炭(水蒸气活化活性炭)作为活性炭的可极化电极的双电层电容器。因此可以预想，与仅含有水蒸气活化活性炭的情况相比，含有水蒸气活化活性炭和易石墨化碱活化活性炭的情况的内部电阻通常更大。

但是，与该预想相反，由于本发明的可极化电极在上述范围含有膨胀性活性炭和非膨胀性活性炭，所以能够制作出实现了内部电阻低于具有仅含有非膨胀性活性炭(水蒸气活化活性炭)的可极化电极的双电层电容器的双电层电容器。