JP2003115422A - 電気二重層キャパシタの製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電気二重層キャパシタの材料を劣化させない温
度で十分な水分および不純物の除去を行う方法を提供す
る。 【解決手段】 集電極７、電極６及びセパレータ５から
組み立てられた水分及び不純物を除去された電極群２
と、同極の集電極７を同一の端子１０、１１に接合する
ことにより形成した一対の端子１０、１１と、電極群２
と端子１０、１１の一部をのぞいた部分および電解液と
を収容し密封された容器１２と、から構成される電気二
重層キャパシタ１の製造方法において、集電極７、電極
６及びセパレータ５の水分及び不純物を除去する際に、
真空雰囲気下で加熱乾燥させる。
度で十分な水分および不純物の除去を行う方法を提供す
る。 【解決手段】 集電極７、電極６及びセパレータ５から
組み立てられた水分及び不純物を除去された電極群２
と、同極の集電極７を同一の端子１０、１１に接合する
ことにより形成した一対の端子１０、１１と、電極群２
と端子１０、１１の一部をのぞいた部分および電解液と
を収容し密封された容器１２と、から構成される電気二
重層キャパシタ１の製造方法において、集電極７、電極
６及びセパレータ５の水分及び不純物を除去する際に、
真空雰囲気下で加熱乾燥させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気二重層キャパシタ
における電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
における電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、比較的大きな
容量をもち、長寿命かつ急速な充電・放電が可能なの
で、セルモータ起動用電源やパーソナルコンピュータの
メモリーバックアップ電源、二次電池の補充または代替
に用いられ、また、電気自動車に適用することが考えら
れている。電気二重層キャパシタとして、分極性電極と
集電極から形成される正極体と負極体を、それぞれセパ
レータを介して交互に複数枚積層した電極群を構成し、
それぞれの極体のうち同電極を一対の端子板に結束・接
続し、その端子の一部を電極群および電解液を収容して
いる密封された容器の外部へ取り出しているものが知ら
れている。
容量をもち、長寿命かつ急速な充電・放電が可能なの
で、セルモータ起動用電源やパーソナルコンピュータの
メモリーバックアップ電源、二次電池の補充または代替
に用いられ、また、電気自動車に適用することが考えら
れている。電気二重層キャパシタとして、分極性電極と
集電極から形成される正極体と負極体を、それぞれセパ
レータを介して交互に複数枚積層した電極群を構成し、
それぞれの極体のうち同電極を一対の端子板に結束・接
続し、その端子の一部を電極群および電解液を収容して
いる密封された容器の外部へ取り出しているものが知ら
れている。
【０００３】このような電気二重層キャパシタを製造す
るのに、セパレータと極体を形成している集電極及び分
極性電極の水分を加熱減圧乾燥により除去し、その後容
器内の電解液を含浸させてから、容器を密封する方法が
ある。（特開２００１−１８５４５５号、特開２０００
−７７２７７号）
るのに、セパレータと極体を形成している集電極及び分
極性電極の水分を加熱減圧乾燥により除去し、その後容
器内の電解液を含浸させてから、容器を密封する方法が
ある。（特開２００１−１８５４５５号、特開２０００
−７７２７７号）
【０００４】
【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
水分を除去するために加熱減圧乾燥を行う際に、材料に
よって各々適した乾燥温度が異なるため、十分に乾燥し
ようとすると乾燥温度が高すぎて材料が劣化してしま
う。また乾燥が不十分だと、材料内に含まれた水分や不
純物が抜けきれずに内部抵抗や漏れ電流となって現れ、
キャパシタの性能が低下してしまう恐れがある。
水分を除去するために加熱減圧乾燥を行う際に、材料に
よって各々適した乾燥温度が異なるため、十分に乾燥し
ようとすると乾燥温度が高すぎて材料が劣化してしま
う。また乾燥が不十分だと、材料内に含まれた水分や不
純物が抜けきれずに内部抵抗や漏れ電流となって現れ、
キャパシタの性能が低下してしまう恐れがある。
【０００５】そこで本発明は、電気二重層キャパシタの
製造方法において、材料を劣化させず、十分な水分およ
び不純物の除去を行う方法を提供することを目的とす
る。
製造方法において、材料を劣化させず、十分な水分およ
び不純物の除去を行う方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】第１の発明は、集電
極、電極及びセパレータから組み立てられた電極群と、
同極の前記集電極を同一の端子に接合することにより形
成した一対の端子と、前記電極群と前記端子の一部分お
よび電解液とを収容し密封された容器と、から構成され
る電気二重層キャパシタの製造方法において、前記集電
極、電極及びセパレータの水分及び不純物を除去する際
に、真空雰囲気下で加熱乾燥させる。
極、電極及びセパレータから組み立てられた電極群と、
同極の前記集電極を同一の端子に接合することにより形
成した一対の端子と、前記電極群と前記端子の一部分お
よび電解液とを収容し密封された容器と、から構成され
る電気二重層キャパシタの製造方法において、前記集電
極、電極及びセパレータの水分及び不純物を除去する際
に、真空雰囲気下で加熱乾燥させる。
【０００７】第２の発明は、第１の発明において、前記
集電極、電極及びセパレータを加熱乾燥させる際に、前
記集電極、電極及びセパレータを重ね合わせ、一番上に
前記集電極、電極及びセパレータの重ね合わせた面とほ
ぼ同面積の重石をのせる。
集電極、電極及びセパレータを加熱乾燥させる際に、前
記集電極、電極及びセパレータを重ね合わせ、一番上に
前記集電極、電極及びセパレータの重ね合わせた面とほ
ぼ同面積の重石をのせる。
【０００８】第３の発明は、第１または２の発明におい
て、前記集電極、電極及びセパレータを加熱乾燥させる
際に内槽の外周面にヒータを設置した二重構造の真空乾
燥炉を用いる。
て、前記集電極、電極及びセパレータを加熱乾燥させる
際に内槽の外周面にヒータを設置した二重構造の真空乾
燥炉を用いる。
【０００９】第４の発明は、第１から３のいずれか一つ
の発明において、前記集電極、電極及びセパレータを真
空雰囲気下で加熱乾燥させた後、前記集電極、電極及び
セパレータに不活性ガスを充填してから大気中に取り出
す。
の発明において、前記集電極、電極及びセパレータを真
空雰囲気下で加熱乾燥させた後、前記集電極、電極及び
セパレータに不活性ガスを充填してから大気中に取り出
す。
【００１０】第５の発明は、第１から４のいずれか一つ
の発明において、前記容器内の全ての材料に関して乾燥
処理を行う。
の発明において、前記容器内の全ての材料に関して乾燥
処理を行う。
【００１１】
【作用及び効果】第１の発明によれば、真空雰囲気下で
加熱乾燥を行うので、水分や不純物の沸点が低くなり、
減圧加熱乾燥により乾燥を行うときよりも、比較的低い
温度で確実に水分や不純物の除去が行える。
加熱乾燥を行うので、水分や不純物の沸点が低くなり、
減圧加熱乾燥により乾燥を行うときよりも、比較的低い
温度で確実に水分や不純物の除去が行える。
【００１２】第２の発明によれば、加熱乾燥の際に前記
集電極、電極及びセパレータの重ね合わせた面とほぼ同
面積の重石をのせることで、前記集電極、電極及びセパ
レータが加熱により変形を起こすのを抑制することがで
きる。
集電極、電極及びセパレータの重ね合わせた面とほぼ同
面積の重石をのせることで、前記集電極、電極及びセパ
レータが加熱により変形を起こすのを抑制することがで
きる。
【００１３】第３の発明によれば、内槽の外周面にヒー
タを設置した二重構造の真空乾燥炉を乾燥に用いること
で、ヒートロスを抑制し、炉内の温度分布性能を向上で
きるので、乾燥の程度を場所によらず均一化できる。
タを設置した二重構造の真空乾燥炉を乾燥に用いること
で、ヒートロスを抑制し、炉内の温度分布性能を向上で
きるので、乾燥の程度を場所によらず均一化できる。
【００１４】第４の発明によれば、不活性ガスを充填し
てから大気中に取り出すことで、大気中の水分の浸入を
抑制することができる。
てから大気中に取り出すことで、大気中の水分の浸入を
抑制することができる。
【００１５】第５の発明によれば、容器内の材料すべて
に乾燥処理を施すことで、内部抵抗や漏れ電流をさらに
低減することができる。
に乾燥処理を施すことで、内部抵抗や漏れ電流をさらに
低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本実施形態で作製する電気二重層
キャパシタを図１、図２に示す。
キャパシタを図１、図２に示す。
【００１７】図１において、同数の正極体３と負極体４
を、これらの間に電気的短絡を防ぐためのセパレータ５
を介在して交互に積層することにより電極群２を形成す
る。正極体３および負極体４を、集電極７とその両面に
形成した分極性電極６（活性炭電極）とから形成する。
集電極７は矩形上の金属箔からなり、その矩形平面の一
辺に帯状のリード部８を形成し同極の集電極７からのリ
ード部８を束ね結束部９を形成する。この結束部９を極
性の対応するアルミ端子１０、１１に接合する。
を、これらの間に電気的短絡を防ぐためのセパレータ５
を介在して交互に積層することにより電極群２を形成す
る。正極体３および負極体４を、集電極７とその両面に
形成した分極性電極６（活性炭電極）とから形成する。
集電極７は矩形上の金属箔からなり、その矩形平面の一
辺に帯状のリード部８を形成し同極の集電極７からのリ
ード部８を束ね結束部９を形成する。この結束部９を極
性の対応するアルミ端子１０、１１に接合する。
【００１８】図２において、このような電極群２は容器
１２に収容され、容器１２内の電解液に浸される。容器
１２からは一対のアルミ端子１０、１１の一部が外部に
引き出されていて、充電・放電の入出力口となる。
１２に収容され、容器１２内の電解液に浸される。容器
１２からは一対のアルミ端子１０、１１の一部が外部に
引き出されていて、充電・放電の入出力口となる。
【００１９】本実施形態においてはこのような電気二重
層キャパシタ１を以下の方法で製造する。
層キャパシタ１を以下の方法で製造する。
【００２０】まず、各々の構成材料つまり集電極７、分
極性電極６及びセパレータ５に含まれる水分及び不純物
を加熱乾燥により除去する。これにより、キャパシタ内
に水分や不純物が混じていることが原因で、内部抵抗や
漏れ電流を生じ、キャパシタの性能を低下してしまうの
を防止する。次に高露点のグローブボックスにおいて、
所定の積層状態に組み立て、電極群２を構成する。同極
からのリード部８を束ね結束部９を形成し、それぞれの
アルミ端子１０、１１に接合する。次いで、電解液を収
容した容器１２に電極群２を挿入し、電解液を減圧で含
浸した後、容器１２を密封することにより電気二重層キ
ャパシタ１を製造する。
極性電極６及びセパレータ５に含まれる水分及び不純物
を加熱乾燥により除去する。これにより、キャパシタ内
に水分や不純物が混じていることが原因で、内部抵抗や
漏れ電流を生じ、キャパシタの性能を低下してしまうの
を防止する。次に高露点のグローブボックスにおいて、
所定の積層状態に組み立て、電極群２を構成する。同極
からのリード部８を束ね結束部９を形成し、それぞれの
アルミ端子１０、１１に接合する。次いで、電解液を収
容した容器１２に電極群２を挿入し、電解液を減圧で含
浸した後、容器１２を密封することにより電気二重層キ
ャパシタ１を製造する。
【００２１】このように電気二重層キャパシタ１を製造
する際に前記構成材料の水分及び不純物を除去する方法
を、図４を用いて説明する。本実施形態は、真空乾燥炉
を用いた真空雰囲気下での加熱乾燥を行う。
する際に前記構成材料の水分及び不純物を除去する方法
を、図４を用いて説明する。本実施形態は、真空乾燥炉
を用いた真空雰囲気下での加熱乾燥を行う。
【００２２】まず真空乾燥炉内に乾燥対象となる材料、
特にセパレータ５、分極性電極６および集電極７を専用
パレット１４等に積み重ねて入れる。このとき、この重
ねられたセパレータ５、分極性電極６および集電極７の
上にこれらの重ね合わせ面とほぼ同一面積の重石（ステ
ンレス板等）１３を乗せる。これにより、セパレータ
５、分極性電極６および集電極７の面について均等な圧
力がかかるので、乾燥中に材料が加熱により変形するの
を防ぐことができる。
特にセパレータ５、分極性電極６および集電極７を専用
パレット１４等に積み重ねて入れる。このとき、この重
ねられたセパレータ５、分極性電極６および集電極７の
上にこれらの重ね合わせ面とほぼ同一面積の重石（ステ
ンレス板等）１３を乗せる。これにより、セパレータ
５、分極性電極６および集電極７の面について均等な圧
力がかかるので、乾燥中に材料が加熱により変形するの
を防ぐことができる。
【００２３】材料を入れ終わったら乾燥炉を密封してか
ら減圧し、真空状態にする。真空にすることで、セパレ
ータ５、分極性電極６および集電極７内に含まれた水分
及び不純物の沸点が低くなるので、それらを形成する材
料を劣化することのない程度に低い温度で水分及び不純
物の除去を確実に行うことができる。
ら減圧し、真空状態にする。真空にすることで、セパレ
ータ５、分極性電極６および集電極７内に含まれた水分
及び不純物の沸点が低くなるので、それらを形成する材
料を劣化することのない程度に低い温度で水分及び不純
物の除去を確実に行うことができる。
【００２４】次に、真空雰囲気下での材料に合わせた温
度設定を行う。ここで、それぞれの材料に適した真空雰
囲気下での加熱温度を図３に示す。それぞれの材料の水
分及び不純物を真空雰囲気下で除去するのに適した温度
はアルミ端子１０、１１以外が１２０℃〜２３０℃であ
り、アルミ端子１０、１１も１００℃〜１３０℃であ
る。そこで、セパレータ５、分極性電極６および集電極
７を加熱乾燥させる際には真空加熱炉を１２０℃〜２３
０℃に設定する。リード部８、アルミ端子１０、１１に
ついても乾燥を行う場合には、それぞれの構成材料に合
わせた温度に設定する。
度設定を行う。ここで、それぞれの材料に適した真空雰
囲気下での加熱温度を図３に示す。それぞれの材料の水
分及び不純物を真空雰囲気下で除去するのに適した温度
はアルミ端子１０、１１以外が１２０℃〜２３０℃であ
り、アルミ端子１０、１１も１００℃〜１３０℃であ
る。そこで、セパレータ５、分極性電極６および集電極
７を加熱乾燥させる際には真空加熱炉を１２０℃〜２３
０℃に設定する。リード部８、アルミ端子１０、１１に
ついても乾燥を行う場合には、それぞれの構成材料に合
わせた温度に設定する。
【００２５】本実施形態は、電極群２とリード部８、結
束部９およびアルミ端子１０、１１を組み立てる前に乾
燥を行ったが、加熱の温度および時間の条件をそれぞれ
の材料に関して満たしていれば、個々に乾燥を行わなく
ても組み立ててから乾燥してもよい。
束部９およびアルミ端子１０、１１を組み立てる前に乾
燥を行ったが、加熱の温度および時間の条件をそれぞれ
の材料に関して満たしていれば、個々に乾燥を行わなく
ても組み立ててから乾燥してもよい。
【００２６】また真空雰囲気下では炉内に対流が起らな
いので温度分布にばらつきが生じる。そこで、乾燥炉と
して二重構造で内槽の外周面にヒータを設置したものを
用い、温度分布の抑制とヒートロスの低減を図る。
いので温度分布にばらつきが生じる。そこで、乾燥炉と
して二重構造で内槽の外周面にヒータを設置したものを
用い、温度分布の抑制とヒートロスの低減を図る。
【００２７】温度の設定が終わったら、乾燥に必要な時
間を設定し乾燥を開始する。この乾燥により、セパレー
タ５、分極性電極６および集電極７内の水分や不純物を
完全に除去することができるので、セパレータ５、分極
性電極６および集電極７内の水分や不純物が原因となる
内部抵抗や漏れ電流を防ぐことができ、電気二重層キャ
パシタ１の性能低下を防ぐことがでる。
間を設定し乾燥を開始する。この乾燥により、セパレー
タ５、分極性電極６および集電極７内の水分や不純物を
完全に除去することができるので、セパレータ５、分極
性電極６および集電極７内の水分や不純物が原因となる
内部抵抗や漏れ電流を防ぐことができ、電気二重層キャ
パシタ１の性能低下を防ぐことがでる。
【００２８】乾燥が終了したら、高温の状態でアルゴン
ガス等の不活性ガスをセパレータ５、分極性電極６およ
び集電極７に十分に含ませる。ここで、終了後に温度が
下がっていたら、水分及び不純ガスが再び浸入するのを
避けるため、再加熱をして温度が上がってから不活性ガ
スを含ませる必要がある。これによりセパレータ５、分
極性電極６および集電極７を乾燥炉から取り出す時に、
大気中の水分の浸入を抑制することができる。
ガス等の不活性ガスをセパレータ５、分極性電極６およ
び集電極７に十分に含ませる。ここで、終了後に温度が
下がっていたら、水分及び不純ガスが再び浸入するのを
避けるため、再加熱をして温度が上がってから不活性ガ
スを含ませる必要がある。これによりセパレータ５、分
極性電極６および集電極７を乾燥炉から取り出す時に、
大気中の水分の浸入を抑制することができる。
【００２９】十分な不活性ガスを含ませたら、セパレー
タ５、分極性電極６および集電極７が熱いうちに取り出
し移動させる。移動後は素早くグローブボックスの乾燥
炉に入れ再加熱を行い、移動中についた水分を除去す
る。
タ５、分極性電極６および集電極７が熱いうちに取り出
し移動させる。移動後は素早くグローブボックスの乾燥
炉に入れ再加熱を行い、移動中についた水分を除去す
る。
【００３０】グローブボックスで図１に示したような電
極群２を形成し、この電極群２を電解液の入った容器１
２に浸すことで電解液を含浸させる。このとき電極にス
リットまたは中央部の孔を設けることで、または、容器
内を減圧することで浸透性が良くなる。最後に容器１２
を封緘する。
極群２を形成し、この電極群２を電解液の入った容器１
２に浸すことで電解液を含浸させる。このとき電極にス
リットまたは中央部の孔を設けることで、または、容器
内を減圧することで浸透性が良くなる。最後に容器１２
を封緘する。
【００３１】このように真空雰囲気下での加熱乾燥を行
うことにより、十分に水分及び不純物が除去されるため
に、また、材料の熱による劣化を確実に防止できるため
に、電気二重層キャパシタ１の性能の安定が図れる。
うことにより、十分に水分及び不純物が除去されるため
に、また、材料の熱による劣化を確実に防止できるため
に、電気二重層キャパシタ１の性能の安定が図れる。
【００３２】本実施形態では、乾燥対象を特にセパレー
タ５、分極性電極６および集電極７としたが、容器１２
内のリード部８、アルミ端子１０、１１等を形成する他
の材料に関しても乾燥させると、容器１２内の電路に水
分及び不純物が存在しなくなるので、より内部抵抗や漏
れ電流を防ぐことができる。
タ５、分極性電極６および集電極７としたが、容器１２
内のリード部８、アルミ端子１０、１１等を形成する他
の材料に関しても乾燥させると、容器１２内の電路に水
分及び不純物が存在しなくなるので、より内部抵抗や漏
れ電流を防ぐことができる。
【００３３】このように、本発明は、上記の実施形態に
限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載した技
術的思想の範囲以内で様々な変更が成し得ることは言う
までもない。
限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載した技
術的思想の範囲以内で様々な変更が成し得ることは言う
までもない。
【図１】電気二重層電極群の構成図である。
【図２】電気二重層キャパシタの外観図である。
【図３】真空雰囲気下での材料を加熱する適正温度を示
す表である。
す表である。
【図４】材料を乾燥炉に入れるための準備の説明図であ
る。
る。
１ 電気二重層キャパシタ
２ 電極群
３ 正極体
４ 負極体
５ セパレータ
６ 分極性電極
７ 集電極
８ リード部
９ 結束部
１０ 正極アルミ端子
１１ 負極アルミ端子
１２ 容器
１３ ステンレス板
１４ 専用パレット
Claims (5)
- 【請求項１】集電極、電極及びセパレータから組み立て
られた電極群と、 同極の前記集電極を同一の端子に接合することにより形
成した一対の端子と、 前記電極群と前記端子の一部分および電解液とを収容し
密封された容器と、から構成される電気二重層キャパシ
タの製造方法において、 前記集電極、電極及びセパレータの水分及び不純物を除
去する際に、真空雰囲気下で加熱乾燥させる電気二重層
キャパシタの製造方法。 - 【請求項２】前記集電極、電極及びセパレータを加熱乾
燥させる際に、前記集電極、電極及びセパレータを重ね
合わせ、一番上に前記集電極、電極及びセパレータの重
ね合わせた面とほぼ同面積の重石をのせる請求項１に記
載の電気二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項３】前記集電極、電極及びセパレータを加熱乾
燥させる際に内槽の外周面にヒータを設置した二重構造
の真空乾燥炉を用いる請求項１または２に記載の電気二
重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項４】前記集電極、電極及びセパレータを真空雰
囲気下で加熱乾燥させた後、前記集電極、電極及びセパ
レータに不活性ガスを充填してから大気中に取り出す請
求項１から３のいずれか一つに記載の電気二重層キャパ
シタの製造方法。 - 【請求項５】前記容器内の全ての材料に関して乾燥処理
を行う請求項１から４のいずれか一つに記載の電気二重
層キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309712A JP2003115422A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001309712A JP2003115422A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003115422A true JP2003115422A (ja) | 2003-04-18 |
Family
ID=19128814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001309712A Pending JP2003115422A (ja) | 2001-10-05 | 2001-10-05 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003115422A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9293268B2 (en) | 2013-11-22 | 2016-03-22 | Corning Incorporated | Ultracapacitor vacuum assembly |
| JP2017216871A (ja) * | 2011-05-24 | 2017-12-07 | ファーストキャップ・システムズ・コーポレイションＦａ | 再充電可能エネルギ貯蔵を伴う高温用途のためのパワーシステム |
| US10563501B2 (en) | 2013-12-20 | 2020-02-18 | Fastcap Systems Corporation | Electromagnetic telemetry device |
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