[发明专利]电容器用电极箔及电容器

说明书

本发明提供一种具有极化电极的电容器，抑制反复充放电循环时产生的容量劣化。电极箔由集电体7和电极活性物质层3构成。电极活性物质层3形成在集电体7的表面。此电极活性物质层3被分割部32分割而分成多个小区域31。所述电极箔可用于正极箔或用于正极箔和负极箔，能够抑制双电层电容器或混合电容器的容量劣化。

技术领域

本发明涉及一种具备极化电极等的电极活性物质层的电容器(capacitor)用电极箔及电容器。

背景技术

双电层电容器在一对极化电极之间填充电解质而构成。混合电容器在正极侧具备极化电极，在负极侧具备能够吸藏放出锂离子的金属化合物粒子或碳材料的层。双电层电容器和混合电容器均利用形成在极化电极和电解质的边界面的双电层的蓄电作用。再者，混合电容器的负极是法拉第(Faraday)反应电极。

对具有所述极化电极的电容器进行充电时，带电粒子排列在极化电极与电解质的界面。在正极中，电解质的阴离子排列在与极化电极的界面，与极化电极内的空孔隔开极短的距离而成对。由此，在正极形成势垒。在双电层电容器的情况下，在负极中，电解质的阳离子也排列在与极化电极的界面，与极化电极内的电子隔开极短的距离而成对，在负极形成势垒。

这样，利用双电层的电容器在充放电中不利用化学反应而物理性地蓄积电荷。因此，利用双电层的电容器的构成材料的劣化少，充放电循环寿命优异。也因此，利用双电层的电容器在难以定期更换部件的用途和设置场所，多以降低更换频率或免维护为目的而采用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平11-145015号公报

发明内容

发明所要解决的问题

根据本发明人等人的努力研究，作为双电层电容器的浮充试验，即使在摄氏30度的温度环境下持续施加2.5V的直流电压1400小时左右，也未发现大的容量劣化，但是，发现如下现象：如果反复进行双电层电容器的充放电，容量会逐渐降低，经过4万次充放电循环后，容量会比初期下降20％。

因此，本发明为了解决所述课题，其目的在于提供一种抑制由充放电循环引起的容量劣化的电容器用电极箔及电容器。

解决问题的技术手段

本发明人等制作了2个卷绕形的双电层电容器，对第一双电层电容器进行4万次的充放电循环试验，对第二双电层电容器进行5000小时的浮充试验。而且，对于第一双电层电容器和第二双电层电容器的正极侧的极化电极、负极侧的极化电极以及隔板，分别定量了3处离子浓度(M)。离子浓度是电解液的阳离子种类或阴离子种类中的任一种的浓度，且根据定量的场所是正极、负极还是隔板而不同。

此处，卷绕形双电层电容器具有圆筒型电容器(condenser)元件。在圆筒型电容器元件中，将正极箔和负极箔隔着隔板重叠，以卷轴为中心卷成螺旋状后，制成此圆筒型电容器元件。电极端子部从圆筒型电容器元件的一端面引出。离子浓度(M)的定量部位为：沿着筒轴将圆筒型电容器元件三等分时，与引出电极端子部的端面相连的筒轴上部附近(以下称为上部区域)、筒轴中部附近(以下称为中部区域)、以及与引出电极端子部的端面的相反端面相连的筒轴下部附近(以下称为下部区域)。将其结果示于下述表1。各数值的单位为M(mol/L)。

(表1)

如表1所示，在充放电循环试验及浮充试验前的初期，上部区域、下部区域和中部区域的离子的浓度均相同。但是，4万次充放电循环试验后，上部区域和下部区域的离子浓度与初期相比变薄，中部区域的离子浓度与初期相比变浓。即，可知，当反复充放电时，离子从上部区域和下部区域移动至中部区域，在双电层电容器内部产生离子的浓度梯度。再者，浮充试验后，未产生离子的浓度梯度。