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電気化学キャパシタおよび電気化学キャパシタ用の作用電極の製造方法

シーズコード S110006513
掲載日 2011年11月25日
研究者
  • 駒場 慎一
  • 尾形 敦
  • 土川 智也
技術名称 電気化学キャパシタおよび電気化学キャパシタ用の作用電極の製造方法
技術概要 電気化学キャパシタは、表面に二酸化マンガンを有する四酸化三マンガンよりなる作用電極と、対電極とが電解液中に浸漬されてなり、電解液は、オキソ酸イオンを含有し、そのオキソ酸イオンのマンガン塩が水に対して難溶性であることを特徴とする。電解液としては、硫酸ナトリウム水溶液が好ましく、オキソ酸イオンは、リン酸イオン、炭酸イオンまたは四ホウ酸イオンであることが好ましい。電気化学キャパシタ用の作用電極の製造方法は、四酸化三マンガンを含有する作用電極材料を電極として電解液中で電気分解処理することにより、当該四酸化三マンガンの表面に二酸化マンガンが析出された作用電極を得ることを特徴とする。図の(I)はリン酸水素ナトリウムに係る電極材料の充放電処理におけるサイクル毎のキャパシタンスの変化を示すグラフであるが、充放電サイクルを重ねるに従ってキャパシタンスが増大することが示されている。これは、サイクルを重ねるに従って電極材料の表面積が大きくなり、かつ、電極活物質を構成する四酸化三マンガンが次第にバーネサイト型二酸化マンガンへと電気化学的に活性なものに変化していくことによると考えられる。
画像

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研究分野
  • 電池一般
  • LCR部品
展開可能なシーズ 酸化還元反応を利用する電気化学キャパシタの電極の材料として、四酸化三マンガンを含む材料に電気分解を施したものが開示されている。電気分解により、電気化学的に活性な層状のバーネサイト型二酸化マンガンに変化させるものである。ただ、2価のマンガンは水溶性であるため、繰り返し充放電を行うと、徐々にマンガンが溶出して、電気化学キャパシタの充放電容量が次第に小さくなってしまう問題がある。そこで、大きな充放電容量を有し、かつ、長寿命な電気化学キャパシタおよびこれを構成するための電極を提供する。
電解液中に2価のマンガンによる塩が水に対して難溶性となるオキソ酸イオンが含有されているので、多数回の充放電サイクルにわたって使用した場合にも、作用電極から電解液中へのマンガンの溶出が抑制されるため、長期間にわたって大きな充放電容量が安定的に得られ、高い性能および長寿命が得られる。電解液中へのマンガンの溶出が抑制されるのは、作用電極が、経時的に溶出されるマンガンとオキソ酸イオンとによる水に難溶性のマンガン塩がその表面に形成されるためであると考えられる。
用途利用分野 電気化学キャパシタ、電気化学キャパシタ用電極
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 学校法人東京理科大学, . 駒場 慎一, 尾形 敦, 土川 智也, . 電気化学キャパシタおよび電気化学キャパシタ用の作用電極の製造方法. 特開2009-260289. 2009-11-05
  • H01G  11/46     
  • H01G  11/64     
  • H01G  11/86     

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