同 粘合劑13 -起與第1碳材料粒子11的分散液進行混合。更加具體來說，通過將第2碳材 料粒子12、第2分散劑16 W及水與直徑3mm的氧化錯珠一起放入到搖動器（Shaker)中進 行搖動，來制作第2碳材料粒子12的分散液。然后，在使用行星混合機將第1碳材料粒子 11分散在第1分散劑15的水溶液中的中途，將上述分散液投入到行星混合機內(nèi)。
[0064] 該樣使用第1分散劑15來使第1碳材料粒子11分散，使用第2分散劑16來使第 2碳材料粒子12分散。因此，可W認為第1分散劑15大都存在于第1碳材料粒子11的附 近，第2分散劑16大都存在于第2碳材料粒子12的附近。
[00化]此外，第2碳材料粒子12優(yōu)選將其晶粒子尺寸除W層間距離而得到的值為12 W 上，真密度為2. llg/cm3W下。所謂的將晶粒子尺寸除W層間距離而得到的值，相當于每單 位晶粒子的裡離子能夠插入的層間部分的數(shù)量。通過該值超過12,從而作為軟碳（熱裂炭 黑）的第2碳材料粒子12而言電阻變小。然后，通過真密度為2. llg/cm3W下，能夠作為 第2碳材料粒子12而確保容量。為了得到該條件的第2碳材料粒子12,在1600°C、惰性氣 體下1~50小時對熱裂炭黑進行燒成，來制作具有350皿W上且500皿W下的粒徑的第2 碳材料粒子12。第2碳材料粒子12優(yōu)選為具有層間的晶體結(jié)構(gòu)，除了軟碳W外也可W是石 墨材料等。
[0066] 對于將上述晶粒子尺寸除W層間距離而得到的值而言，通過燒成而增加的熱能越 大，其數(shù)值越高，電阻逐漸下降。因此，設置上限是很困難的，但取代該值的上限，將真密度 的值用作上限。通過燒成而增加的熱能越大，真密度的值也上升，但若該真密度過度上升， 則如上所述容量有可能下降。因此，可W將真密度的值用作上限。
[0067] 而且，第2碳材料粒子12優(yōu)選針對電極層3B其含有量超過Owt%且為40wt% W 下。而且，優(yōu)選電極層3B的表面粗趟度化為Sum W上。在形成電極層3B時不進行沖壓， 由此能夠抑制電極層3B的破裂、從集電體3A的剝離。從結(jié)果來看，如上述的數(shù)值那樣表面 保持粗趟。另一方面，若第2碳材料粒子12的含有量超過40wt%則電極層3B有容易從集 電體3A剝離的傾向，電極層3B的表面粗趟度化也小于5 ym。另外，在使用粒徑為1 ym W上且10 ym W下的第1碳材料粒子11的情況下，電極層3B的表面粗趟度化也實質(zhì)上為 10 y m W下。
[0068] (性能評價試驗）
[0069] W下，對本實施方式的電容器的具體例的特性試驗進行說明。
[0070] 在W下例中，使用粒徑為9 ym的硬碳作為第1碳材料粒子11，使用粒徑為400nm 的熱裂炭黑作為第2碳材料粒子12。使用SBR作為粘合劑。在將該些材料進行混合的情況 下，在試樣A中，將第1碳材料粒子11、第2碳材料粒子12和粘合劑13按95 : 40 : 1的 重量比進行混合。在試樣B中，按95 : 17 : 1的重量比進行混合。
[0071] 第1分散劑15使用分子量為約33萬的CMC,第2分散劑16使用約1萬的分子量 的CMC。此外，第1分散劑15與第2分散劑16的重量比設為了 2 : 1。另外CMC的總量為 第1碳材料粒子11的重量的1 %程度。
[0072] 使用該些材料來調(diào)制膏劑，向集電體3A的正反面進行涂敷，在8(TC的大氣中干 燥，形成一面的厚度為約40 ym的電極層3B。另外第2碳材料粒子12的電極層3B中的含 有量根據(jù)上述混合比在試樣A中為約30wt%，在試樣B中為約15wt%。
[0073] 此外在試樣C中，使用不含有第2碳材料粒子12的負極。除此W外與試樣A同樣 地構(gòu)成電容器的模型單元。
[0074] 正極2如上所述。正極2、負極3的尺寸為2cmX2cm。隔離件4使用厚度為約 35 y m、密度為0. 45g/cm3的纖維素系的紙。在EC與DMC的1 : 1混合溶劑中溶解LiPF6使 得成為l.Omol/1來用作電解液。電解液的量為15ml。將W上那樣的正極2、隔離件4、負極 3進行重疊，浸潰到電解液中密封成侶層壓板來制作模型單元。該模型單元的額定為3. 8V， 大小為 4cmX lOcmXO. 35畑1。
[0075] 關于該些試樣A~試樣C的模型單元，分別測量直流內(nèi)部電阻值C-IR)。W 4V對 使用了各試樣的負極的電容器進行充電，之后，從放電剛開始之前的4V中減去對放電時的 放電曲線進行推斷得到的截距，將該值除W放電時的電流值而得到的值計算為DC-IR。此時 所推斷的放電曲線的范圍作為一例而設為從放電開始0. 5~2秒的范圍。然后，將放電時 的電流值設為在使各電容器到達2V為止進行放電時用6分鐘到達2V的電流值。
[0076] (表1)中按溫度示出試樣A、試樣B相對于試樣C的DC-IR的減少率。減少率設 為試樣A、試樣B各自的DC-IR與試樣C的DC-IR的差分相對于試樣C的DC-IR的比率。測 量時的溫度條件W 25°C為常溫，W 〇°C為低溫。
[0077]表 1 [007引
【主權(quán)項】
1. 一種電容器用電極，其特征在于，具備： 集電體；以及 電極層，其與所述集電體相接地設置，并能夠吸貯以及釋放陽離子， 所述電極層包含能夠吸貯以及釋放陽離子的第1碳材料粒子、以及能夠吸貯以及釋放 陽離子且一次粒子的平均粒徑小于所述第1碳材料粒子的一次粒子的平均粒徑的第2碳材 料粒子， 所述電極層中的所述第2碳材料粒子的含有量少于所述第1碳材料粒子的含有量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器用電極，其中， 所述第2碳材料粒子具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容器用電極，其中， 所述第2碳材料粒子是具有350nm以上且500nm以下的所述一次粒子的平均粒徑的熱 裂炭黑，將所述第2碳材料粒子的晶粒子尺寸除以層間距離而得到的值為12以上，所述第 2碳材料粒子的真密度為2. llg/cm3以下。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器用電極，其中， 所述第1碳材料粒子是硬碳。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器用電極，其中， 所述第1碳材料粒子的所述一次粒子的平均粒徑為1 um以上且10 ym以下，所述第2 碳材料粒子的所述一次粒子的平均粒徑為350nm以上且500nm以下，所述第2碳材料粒子 的相對于所述電極層的含有率超過〇wt %且為40wt %以下，所述電極層的表面粗糙度Rz為 5 y m以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器用電極，其中， 所述電極層還包含作為纖維素或其衍生物的第1分散劑、以及作為分子量小于所述第 1分散劑的纖維素或其衍生物的第2分散劑， 所述電極層中的所述第2分散劑的含有量少于所述第1分散劑的含有量。
7. -種電容器，其特征在于，具備： 正極，其能夠吸附/脫附陰離子； 負極，其與所述正極對置；以及 電解質(zhì)，其介于所述正極與所述負極之間， 所述負極具有： 集電體；以及 電極層，其與所述集電體相接地設置，并能夠吸貯以及釋放陽離子， 所述電極層包含能夠吸貯以及釋放陽離子的第1碳材料粒子、以及能夠吸貯以及釋放 陽離子且一次粒子的平均粒徑小于所述第1碳材料粒子的一次粒子的平均粒徑的第2碳材 料粒子， 所述電極層中的所述第2碳材料粒子的含有量少于所述第1碳材料粒子的含有量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器，其中， 所述第2碳材料粒子具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容器，其中， 所述第2碳材料粒子是具有350nm以上且500nm以下的所述一次粒子的平均粒徑的熱 裂炭黑，將所述第2碳材料粒子的晶粒子尺寸除以層間距離而得到的值為12以上，所述第 2碳材料粒子的真密度為2. llg/cm3以下。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器，其中， 所述第1碳材料粒子是硬碳。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器，其中， 所述第1碳材料粒子的所述一次粒子的平均粒徑為1 um以上且10 ym以下，所述第2 碳材料粒子的所述一次粒子的平均粒徑為350nm以上且500nm以下，所述第2碳材料粒子 的相對于所述電極層的含有率超過〇wt %且為40wt %以下，所述電極層的表面粗糙度Rz為 5 y m以上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電容器，其中， 所述電極層還包含作為纖維素或其衍生物的第1分散劑、以及作為分子量小于所述第 1分散劑的纖維素或其衍生物的第2分散劑， 所述電極層中的所述第2分散劑的含有量少于所述第1分散劑的含有量。
【專利摘要】電容器用電極具有集電體、以及與該集電體相接地設置并能夠吸貯以及釋放陽離子的電極層。電極層包含能夠吸貯以及釋放陽離子的第1碳材料粒子、以及能夠吸貯以及釋放陽離子且一次粒子的平均粒徑小于第1碳材料粒子的一次粒子的平均粒徑的第2碳材料粒子。電極層中的第2碳材料粒子的含有量少于第1碳材料粒子的含有量。
【IPC分類】H01G11-24, H01G11-06
【公開號】CN104662627
【申請?zhí)枴緾N201380049971
【發(fā)明人】石井圣啟
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年9月11日
【公告號】US20150248971, WO2014049991A1