[发明专利]双电层电容器及其电极

说明书

技术领域

本发明涉及各种电子设备、电气设备、产业设备、机动车等中所使用的双电层电容器及其电极。

背景技术

双电层电容器是作为用于电子设备的辅助动力或备用动力等的蓄电装置进行开发的。其中，为了提高双电层电容器的功率密度，需要降低双电层电容器的内部电阻。对于构成双电层电容器的正负一对电极而言，也需要降低极化电极层与集电体的接触部分处的界面电阻（interface resistance）。作为降低该界面电阻的方式之一，提出了在集电体与极化电极层之间形成导电性和粘接性优异的导电层的方案。该导电层由导电性优异的炭黑和粘接性优异的粘合剂构成，能够提高极化电极层与集电体之间的密合强度，并且降低界面电阻（例如日本特开平11-154630号公报）。

发明内容

本发明为高温特性优异的双电层电容器用电极和双电层电容器。本发明的双电层电容器用电极具备表面上具有含磷的保护层的集电体和形成在该集电体上且能够可逆地嵌入、脱嵌离子的极化电极层。在将集电体浸渍在水中时溶解析出的磷化合物的量相对于集电体的每单位表面积以磷换算计为1.35mg/m²以下。

就使用了该构成的电极作为正极、负极中的至少一个的双电层电容器而言，其能够抑制高温下的劣化。

附图说明

图1是表示本实施方式的双电层电容器的部分切开的立体图。

图2是表示图1所示的双电层电容器中所使用的电极的构成的示意剖视图。

图3是表示图1所示的双电层电容器中所使用的电极的另一构成的示意剖视图。

图4是表示本发明的实施方式的双电层电容器中从集电体溶解析出到水中的磷化合物的量与长时间充放电中的电阻增大之间的关系的图。

具体实施方式

在对本发明的实施方式进行说明之前，简单对现有的双电层电容器中的问题进行说明。将现有的双电层电容器在高温环境下长时间使用时，伴随时间的经过而特性会降低。具体而言，构成电极的集电体的表面会发生腐蚀，极化电极层与集电体的接触界面处的电阻会增大。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的双电层电容器的构成的部分切开的立体图。该双电层电容器具有电容器元件1、浸渗在电容器元件1中的电解液（未图示）、收容电容器元件1和电解液的外包装体10。

电容器元件1具有正极2、与正极2对置的负极3和介于正极2与负极3之间的隔膜4。正极2、负极3和隔膜4卷绕在一起。除了这种构成以外，还可以通过将它们层叠来构成电容器元件1。正极2具有集电体2A和形成在集电体2A上且能够嵌入、脱嵌离子的极化电极层（以下称为电极层）2B。同样地，负极3具有集电体3A和形成在集电体3A上且能够可逆地嵌入、脱嵌离子的极化电极层（以下称为电极层）3B。正极2、负极3分别与作为引出构件的引线5A、5B连接。电容器元件1和电解液收容在有底圆筒状的壳体6中，利用封口构件7，将壳体6的开口端部以使引线5A、5B外露的方式进行密封。壳体6和封口构件7构成外包装体10。

图2是表示正极2、负极3的构成的示意剖视图。正极2具有由金属等导电材料构成的片状的集电体2A、形成在集电体2A的表面上的导电层2C和形成在导电层2C上的电极层2B。在与导电层2C对置的集电体2A的表面上，形成有含磷的保护层8和存在于保护层8的周围的未固定磷化合物9。同样地，负极3具有由金属等导电材料构成的片状的集电体3A、形成在集电体3A的表面上的导电层3C和形成在导电层3C上的电极层3B。在与导电层3C对置的集电体3A的表面上，形成有含磷的保护层8和存在于保护层8的周围的未固定磷化合物9。由于正极2和负极3是同样形成的，所以以下作为代表对正极2进行说明。

集电体2A例如由厚度约为15μm的高纯度铝制素箔（Al含量为99%以上）构成。除此以外，还可以是实施了蚀刻处理的铝箔或在大气中或不活泼性气体等各种气体气氛中实施了等离子体处理的金属箔等。构成集电体2A的材料不限于铝，还可以为铜、镍、铁、不锈钢、铂等中的任意材料。

导电层2C包含导电材料和粘合剂（均没有图示），其提高了集电体2A与电极层2B之间的导电性。导电层2C介于集电体2A与电极层2B之间，由此其还能起到作为粘接材料来固定集电体2A和电极层2B的作用。