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BINDER, ELECTRODE AND ELECTROCHEMICAL CAPACITOR

Patent code P160013166
File No. S2014-1593-N0
Posted date Aug 4, 2016
Application number P2014-195839
Publication number P2016-066755A
Patent number P6483386
Date of filing Sep 25, 2014
Date of publication of application Apr 28, 2016
Date of registration Feb 22, 2019
Inventor
  • (In Japanese)山縣 雅紀
  • (In Japanese)石川 正司
  • (In Japanese)後藤 香奈子
  • (In Japanese)副田 和位
Applicant
  • (In Japanese)学校法人関西大学
Title BINDER, ELECTRODE AND ELECTROCHEMICAL CAPACITOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an electrode for an electrochemical capacitor; and a binder having a strength strong enough to apply to an industrial manufacturing process, which is applied to an electrochemical capacitor with the electrode.
SOLUTION: A binder for binding an active material and a conductive assistant, which are materials of an electrode for an electrochemical capacitor, to each other comprises: gelatin. It is preferable that in the binder, the content of the gelatin is 50 mass% or more.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、携帯電話機器、電気自動車に搭載される蓄電デバイス(例えば、電気化学キャパシタ、リチウムイオン二次電池等)が開発されている。特に電気化学キャパシタについては、自動車での運動エネルギーの回生、建物または工場での瞬停補填装置、自然エネルギー利用でのレベリング、二次電池の負荷軽減等に使用可能であり、充放電によって電極が劣化し難く、充放電サイクルに優れるため、各種の電源に用いられている。

電気化学キャパシタを構成する電極は、電気エネルギーの蓄電に直接係わる活物質、活物質間の導通パスを担う導電助剤、バインダ、および集電体から構成されている。電気化学キャパシタの特性は電極に大きく依存し、それぞれの材料自体の特性と材料との組合せに大きく影響を受ける。

特にバインダは、活物質、導電助剤およびバインダを含む合材から得られた電極内にて存在比率が少ないこと、電気化学キャパシタに供給される電解液との親和性に優れること、および、電極の電気抵抗を最小限にできること等が要求される。また、バインダには、高電圧作動に耐える電気化学的安定性も重要である。

このバインダは、大きく水系または非水系に分類される。水系バインダとしては、スチレン-ブタジエンラバー(SBR)水分散液(特許文献1等)、カルボキシメチルセルロース(CMC)(特許文献2~4等)、またはこれらのバインダの併用についても従来技術として提案されている(特許文献3、5、6等)。これらの水系バインダは、活物質および導電助剤の分散性および密着性が比較的高いため、合材における含有量が少なくて済むという利点がある。

非水系バインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(特許文献7、8等)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液(特許文献9~11等)が挙げられ、特に高圧作動型のデバイスには有利に働く点で利点がある。

一方、リチウムイオン二次電池用電極用の水系バインダとして、多糖類系天然高分子であるアルギン酸ナトリウムを用いることが開示されており、バインダとして適用可能であること、および、このバインダを用いたリチウムイオン二次電池用電極のサイクル耐久性が高いことが記載されている(非特許文献1)。

また、アルギン酸塩を用いたバインダについては、電気化学キャパシタおよびリチウムイオン二次電池等の蓄電デバイス用電極等に適用可能であることが、本発明者らによって見出されている(特許文献12および13、非特許文献2)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、バインダ、電極および電気化学キャパシタに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
活物質、導電助剤、および、ゼラチンであるバインダからなる合材と、集電体とからなる電気化学キャパシタ用電極であって、
前記合材におけるゼラチンの含有率が2~10質量%であり、
前記集電体は、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、または、表面をカーボン、ニッケル、チタン、もしくは銀で処理したアルミニウムであることを特徴とする、電気化学キャパシタ用電極。

【請求項2】
 
請求項1に記載の電気化学キャパシタ用電極を備えている、電気化学キャパシタ。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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