[发明专利]非水电容器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及在应用赫尔姆霍茨于1879年发现的储电的双电层、以活性炭、泡沫碳、碳纳米管、多并苯、Nanogate Carbon等碳类材料作为电极的电化学电容器；应用伴随有酸还原反应的模拟容量、以金属氧化物、导电性聚合物、有机自由基等作为电极的电容器；以及在一侧电极上应用电池的混合电容器等电容器中，使用有机电解液作为电解液的非水电容器。

背景技术

如便携通信仪器或高速信息处理仪器等象征最新的进步一样，电子仪器的小型轻量化、高性能化也有惊人的进步。其中，对于小型、轻量、高容量、可长期保存的高性能电容器的期待增大，有望广泛应用，其部件开发迅速发展。电容器与电池相比，通常寿命长且可快速充放电，因此除了使电源平稳、吸收噪声等以往的用途之外，近年来人们期待其作为电动汽车用、混合汽车用、燃料电池汽车用的二级电池的用途。作为该电容器，在日本特开2000-243453号公报中公开了具有一对电极浸泡在非水电解液中的结构的电容器。从除去含有水分的角度考虑，该非水电容器分为以下两种。

(1)将集电极、电极和隔膜分别加热减压干燥，然后将它们组装，制备电极组件，接着向外壳中插入电极组件，减压含浸电解液，然后将外壳封闭形成的非水电容器。

这种情况有以下的问题：必须将集电极、电极和隔膜分别加热减压干燥，制造繁杂；为此必须有多个干燥装置，必须有较大的空间；由于已知作为电极的构成部件的活性炭非常容易吸收水分，因此在加热减压干燥后组装时电极再吸附水分，耐电压降低。

(2)将集电极、电极和隔膜组装后，将其加热减压干燥，将所得电极组件插入到外壳中，然后减压含浸非水电解液，接着封闭该外壳得到的非水电容器。

这种情况下，可以使组装电极组件后进行加热减压干燥的制备步骤简化，可以减少干燥装置，因此无需较大的空间，但是，必须使组装后的加热减压干燥温度例如为电极组件组装所使用的粘合剂中所含的聚偏氟乙烯或构成隔膜的纤维素、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等所具有的低熔点和热分解温度以下，因此无法充分除去水分，所得电容器的耐电压、能量密度、输出密度不足。

日本特开2001-185455号公报中公开了如下内容：为了充分除去电极组件中所含的水分，使用软化温度高的树脂构成非水电容器的电极组件中的隔膜，将组装的电极组件以比该软化温度更低的温度进行干燥。但是，该公开公报中并未明示可以确实地从电极组件中除去水分的干燥温度和构成电极组件的材料的温度特性之间的关系，凭非水电容器的构成材料，可能无法获得所需的电容器特性。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供耐电压、能量密度和输出密度高的电容器。

本发明人对于开发高容量、大输出因而可耐大电流、耐电压、能量密度、输出密度高的电容器进行了深入的研究，结果发现：使用具有高熔点或热分解起始温度的材料作为电极组件的构成材料，且在电极组件组装后以特定的温度干燥，可实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明提供非水电容器，其特征在于：在将含有集电极、电极、隔膜的电极组件和电解液装入外壳并封闭而成的电容器中，集电极、电极和隔膜分别由具有280℃以上的熔点或热分解起始温度(不表现熔点时)的材料构成，电极组件在其组装后，以比构成该电极组件的材料的熔点或热分解起始温度中的最低温度低100℃的温度以上进行干燥。

本发明还提供非水电容器的制备方法，其特征在于：在含有集电极和电极、隔膜的电极组件中，集电极、电极和隔膜分别由具有280℃以上的熔点或热分解起始温度(不表现熔点时)的材料构成，将电极组件组装后，以比构成该电极组件的材料的熔点或热分解起始温度中的最低温度低100℃的温度以上使该电极组件干燥，将该干燥的电极组件装入外壳中，注入电解液，然后封闭该外壳。

本发明的电容器通过使用熔点或热分解起始温度(不表现熔点时)为280℃以上的材料作为构成电极组件的集电极、电极和隔膜三个部件的材料，将电极组件组装后，以比构成该电极组件的材料中具有最低熔点或热分解起始温度(不表现熔点时)的材料的熔点或热分解起始温度(不表现熔点时)低100℃的温度以上对电极组件进行干燥，可以充分除去水分，由此可以实现高的耐电压、能量密度、输出密度。

以下对于本发明的非水电容器进一步进行详细说明。