电容器及其制造方法与流程

专利2025-05-03  13


本发明涉及电容器及其制造方法。


背景技术:

1、近年来,正在期望具有高的能量密度的电容器。由于电容器的工作电压越提高,则越可得到更高的能量密度,因此正在探索可在高电压下工作的电解液与电极材料的组合。

2、专利文献1中提出了一种石墨烯片材薄膜,其特征在于:2张以上的石墨烯片材经由碳纳米管而平行地聚集,进而该石墨烯片材聚集体彼此通过碳纳米管以电学的及机械的方式连结成三维状。将该薄膜用于电极,报告了290.6f/g的容量。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本再表2012/073998号公报


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、专利文献1中所记载的电容器虽然与锂离子电池相比较输出密度较高,但是能量密度依然较低,用途被限定。为了扩大电容器的用途,一直要求进一步提高电容器的能量密度。

3、电容器的工作电压越高,则越可得到更高的能量密度。于是,正在探索可在高电压下工作的电解液与电极材料的组合。但是,除电解液及电极材料之外,探索即使在高电压下也能够实现高的能量密度的隔膜也是重要的。

4、用于解决课题的手段

5、鉴于上述情况,本发明的一个方案涉及一种电容器,其具备:含第1活性物质的第1电极、含第2活性物质的第2电极、介于所述第1电极与所述第2电极之间的隔膜、和电解液,其中,所述电解液含有离子液体,在所述隔膜的细孔径分布中,细孔径为0.1μm~2μm的范围的容积的合计va为0.4cm3/g以上。

6、鉴于上述情况,本发明的另一个方案涉及一种电容器,其具备:含第1活性物质的第1电极、含第2活性物质的第2电极、介于所述第1电极与所述第2电极之间的隔膜、和电解液,其中,所述电解液包含离子液体,所述隔膜包含多孔质基材和与所述多孔质基材粘固的离子液体的还原反应产物。

7、鉴于上述情况,本发明的又一个方案涉及一种电容器的制造方法,其是制造具备含第1活性物质的第1电极、含第2活性物质的第2电极、介于所述第1电极与所述第2电极之间的隔膜、和电解液的电容器的方法,其中,所述制造方法包括:准备多孔质基材和离子液体的工序、和通过使所述离子液体的还原反应产物与所述多孔质基材粘固而得到隔膜的工序。

8、发明效果

9、根据本发明,能够实现能量密度高的电容器。

10、本发明的新颖的特征记述于所附的权利要求书中,但本发明关于构成及内容这两者,通过与本发明的其它目的及特征一起参照附图的以下的详细说明而可以更加清楚地理解。



技术特征:

1.一种电容器,其具备:

2.根据权利要求1所述的电容器,其中,在所述第1电极与所述第2电极之间外加4.0v以上的电压。

3.根据权利要求1或2所述的电容器,其中,在所述隔膜的细孔径分布中,细孔径为0.01μm~6μm的范围的容积的合计vm为0.7cm3/g以上。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电容器,其中,所述隔膜的孔隙率为60%以上。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的电容器,其中,所述第1活性物质及所述第2活性物质中至少所述第1活性物质含有还原型氧化石墨烯。

6.根据权利要求5所述的电容器,其中,所述还原型氧化石墨烯于对数微分细孔容积分布中,在细孔径为2nm~4nm的范围存在峰;且具有在细孔径为4nm~50nm的范围随着细孔径的增加而容积呈二次函数增加的分布。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的电容器,其中,所述离子液体含有具有芳香杂环的阳离子。

8.根据权利要求7所述的电容器,其中,所述阳离子包含1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的电容器,其中,外加4.0v以上的电压时的所述第1活性物质的每单位质量的静电容量为300f/g以上。

10.一种电容器,其具备:

11.根据权利要求10所述的电容器,其中,所述隔膜中所粘固的所述还原反应产物的含有率为2质量%以上。

12.根据权利要求10或11所述的电容器,其中,所述第1活性物质及所述第2活性物质中的至少一方含有还原型氧化石墨烯。

13.根据权利要求12所述的电容器,其中,所述还原型氧化石墨烯于对数微分细孔容积分布中,在细孔径为2nm~4nm的范围存在峰;且具有在细孔径为4nm~50nm的范围随着细孔径的增加而容积呈二次函数增加的分布。

14.根据权利要求10~13中任一项所述的电容器,其中,外加4.0v以上的电压时的所述第1活性物质的每单位质量的静电容量为300f/g以上。

15.一种电容器的制造方法,其是制造具备含第1活性物质的第1电极、含第2活性物质的第2电极、介于所述第1电极与所述第2电极之间的隔膜、和电解液的电容器的方法,其中,所述制造方法包括:

16.根据权利要求15所述的电容器的制造方法,其中,

17.根据权利要求15或16所述的电容器的制造方法,其中,所述多孔质基材含有选自纤维素及其衍生物中的至少1种。

18.根据权利要求15~17中任一项所述的电容器的制造方法,其中,所述离子液体含有具有芳香杂环的阳离子。

19.根据权利要求18所述的电容器的制造方法,其中,所述阳离子包含1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子。


技术总结
本发明涉及一种电容器,其具备:含第1活性物质的第1电极、含第2活性物质的第2电极、介于所述第1电极与所述第2电极之间的隔膜、和电解液,所述电解液包含离子液体,在隔膜的细孔径分布中,细孔径为0.1μm~2μm的范围的容积的合计Va为0.4cm<supgt;3</supgt;/g以上。

技术研发人员:信森千穗,江崎贤一,尾花良哲,石本仁
受保护的技术使用者:松下知识产权经营株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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