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公開番号2025003392
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024099439
出願日2024-06-20
発明の名称活性炭の処理方法および蓄電デバイス
出願人明智セラミックス株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 32/372 20170101AFI20241226BHJP(無機化学)
要約【課題】本発明の課題は、活性炭の吸着能力を抑制してガス発生を低減できる活性炭の処理方法、およびその活性炭の処理方法にて処理された活性炭を電極として使用した蓄電デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の活性炭の処理方法は、活性炭1と加熱により気相状炭素を発生する炭素源2を同時に熱処理して、熱分解された炭素源2を活性炭1の表面に吸着させて付着させる活性炭の処理方法である。また、本発明の蓄電デバイス10は、活性炭の処理方法にて処理された活性炭1を電極として使用した蓄電デバイスである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
活性炭と加熱により気相状炭素を発生する炭素源を同時に熱処理して、熱分解された前記炭素源を前記活性炭の表面に吸着させ付着させることを特徴とする活性炭の処理方法。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記活性炭の処理方法によって得られた前記活性炭は、処理前の前記活性炭と同じ細孔プロファイルを有している請求項１に記載の活性炭の処理方法。
【請求項３】
前記炭素源は、熱分解された前記炭素源が前記活性炭の表面に付着すると、前記活性炭が低抵抗化する請求項１または２に記載の活性炭の処理方法。
【請求項４】
前記炭素源は生コークスである請求項１に記載の活性炭の処理方法。
【請求項５】
前記熱処理の温度は、４５０～１２００℃である請求項１に記載の活性炭の処理方法。
【請求項６】
前記熱処理の温度は、８００～１１００℃である請求項１に記載の活性炭の処理方法。
【請求項７】
活性炭の表面に加熱により気相状炭素を発生する炭素源が付着した前記活性炭を電極として使用したことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項８】
前記炭素源は、生コークスである請求項７に記載の蓄電デバイス。
【請求項９】
前記活性炭は、前記炭素源と同時に熱処理することで熱分解された前記炭素源が前記活性炭の表面に吸着され付着されており、処理前の前記活性炭と同じ細孔プロファイルを有すると共に低抵抗化している請求項７または８に記載の蓄電デバイス。
【請求項１０】
前記蓄電デバイスは、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタまたは空気電池である請求項７に記載の蓄電デバイス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭の処理方法およびその活性炭の処理方法にて処理された活性炭を電極として使用した蓄電デバイスに関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から活性炭は比表面積が大きく、電気二重層キャパシタの正極や負極またはリチウムイオンキャパシタの正極などに使用されている（例えば特開２０２２－５５９０２号公報）。
【０００３】
しかし、活性炭は比表面積が大きいことに加えて表面吸着能が高いため、吸着したガスが動作中に発生するなどの問題がある。また、蓄電デバイスの電極では低抵抗であることが重要な要素であるが、活性炭はアモルファスカーボンであるため、カーボン材料の中では電気抵抗が高いことが懸案となっており、電極として使用するためには導電助剤を使用するのが必須となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－５５９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の課題は、活性炭の吸着能力を抑制してガス発生を低減できる活性炭の処理方法、及びその活性炭の処理方法にて処理された活性炭を電極として使用した蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するものは、活性炭と加熱により気相状炭素を発生する炭素源を同時に熱処理して、熱分解された前記炭素源を前記活性炭の表面に吸着させ付着させることを特徴とする活性炭の処理方法である（請求項１）。
【０００７】
前記活性炭の処理方法によって得られた前記活性炭は、処理前の前記活性炭と同じ細孔プロファイルを有していることが好ましい（請求項２）。前記炭素源は、熱分解された前記炭素源が前記活性炭の表面に付着すると、前記活性炭が低抵抗化することが好ましい（請求項３）。
【０００８】
前記炭素源は生コークスであることが好ましい（請求項４）。前記熱処理の温度は、４５０～１２００℃であることが好ましい（請求項５）。また、前記熱処理の温度は、８００℃から１１００℃であることがより望ましい（請求項６）。
【０００９】
また、上記課題を解決するものは、活性炭の表面に加熱により気相状炭素を発生する炭素源が付着した前記活性炭を電極として使用したことを特徴とする蓄電デバイスである（請求項７）。
【００１０】
前記炭素源は、生コークスであることが好ましい（請求項８）。前記活性炭は、前記炭素源と同時に熱処理することで熱分解された炭素源が前記活性炭の表面に吸着され付着されており、処理前の前記活性炭と同じ細孔プロファイルを有すると共に低抵抗化していることが好ましい（請求項９）。前記蓄電デバイスは、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタまたは空気電池であることが好ましい（請求項１０）。前記蓄電デバイスは電気二重層キャパシタであって、前記活性炭の表面に加熱により気相状炭素を発生する炭素源を付着処理する前の未処理の活性炭を電極として使用した蓄電デバイスに比して、低温でも内部抵抗が低く電流密度に対する容量値変化が少ない請求項７に記載の蓄電デバイス（請求項１１）。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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