(In Japanese)キャパシタ及びその製造方法

• (In Japanese)白石 壮志
• (In Japanese)畠山 義清
• (In Japanese)片桐 規晟
• (In Japanese)島袋 出

• (In Japanese)国立大学法人群馬大学

電気化学キャパシタの1つである電気二重層キャパシタ（EDLC）は、活性炭などの多孔質炭素電極内の細孔に形成されるイオンの吸着層、即ち電気二重層に電荷を蓄えるコンデンサであり、長寿命で高出力であるため、コンピュータのメモリのバックアップ用電源として普及している。そして、最近では鉄道車両に搭載した電力貯蔵システムやハイブリッド車の補助電源として急激に注目されている。しかし、この電気二重層キャパシタは、エネルギー密度、つまり重量あるいは体積当たりどれだけの電気が蓄電できるかという点で二次電池に遠く及ばない。

この電気二重層キャパシタのエネルギー密度を改善すべく、新たな電力供給源として現在は、正極に電気二重層キャパシタ用の活性炭電極、負極にリチウムイオン電池用の黒鉛電極を用いることで構成される、二次電池と同等のエネルギー密度を持たせたキャパシタ、即ちハイブリッドキャパシタ（リチウムイオンキャパシタ（LIC））が注目されている。

一方、フッ化黒鉛を正極に用いたフッ化黒鉛リチウム電池は、高くかつ安定した放電電圧、高いエネルギー密度、貯蔵性の良さなど、優れた特性を示す一次電池である。この電池の放電生成物は、LiFとCである。
（CF）_n ＋ nLi → nC ＋ nLiF
この電池は、従来から一次電池として使用され、放電後（使用後）は、そのまま廃棄されている。

この使用後に廃棄されるという課題を解決するために、本出願人は、特許文献1記載のキャパシタの製造方法を提案した。

特許文献1に記載されたリチウム一次電池では、フッ化炭素を主成分として形成される一次電池正極と、リチウムを主成分として形成される一次電池負極と一次電池電解液とを備え、一次電池正極及び一次電池負極において下記反応が進行する。

一次電池正極：（CF）_n ＋ nLi⁺ ＋ne^- → nC ＋ nLiF
一次電池負極： nLi → nLi⁺ ＋ ne^-

前記リチウム一次電池は、放電により、前記一次電池正極を電解質イオン吸蔵可能な炭素材料に変換するとともに、前記一次電池負極から前記一次電池電解液中にリチウムイオンを放出させることができる。そのことにより、前記リチウム一次電池の全体構成を変えることなく、単に放電後に充電するだけで、キャパシタとして機能させることができた。

その結果、特許文献1に記載された発明によれば、使用後に廃棄されていたリチウム一次電池をキャパシタとして使用できることになる。したがって、簡便な製造形態で再利用することができ、省資源にも寄与することができた。

本発明は、炭素材料を主成分とする電極と、前記電極との界面に電気二重層を形成するリチウムイオンを含有してなる電解液を有するキャパシタ及びその製造方法に関する。

• H01G  11/86      specially adapted for electrodes
• H01G  11/06      with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium-ion capacitors [LICs]
• H01G  11/50      specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
• H01G  11/22      Electrodes

• 5E078AA01 (NotTranslation)
• 5E078AA15 (NotTranslation)
• 5E078AB02 (NotTranslation)
• 5E078AB06 (NotTranslation)
• 5E078BA17 (NotTranslation)
• 5E078BA26 (NotTranslation)
• 5E078BA30 (NotTranslation)
• 5E078BB30 (NotTranslation)
• 5E078CA06 (NotTranslation)
• 5E078CA08 (NotTranslation)
• 5E078DA02 (NotTranslation)
• 5E078DA06 (NotTranslation)
• 5E078LA03 (NotTranslation)
• 5E078LA08 (NotTranslation)