DE2912091C2 - Doppelschicht-Kondensator - Google Patents

Doppelschicht-Kondensator

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DE2912091C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen lameliierten elektrischen Doppelschicht-Kondensator mit einer Vielzahl von in Serie geschalteten Doppelschicht-Kondensator-Einheitselementen.
Durch die DE-OS 20 31 798 ist ein derartiger Doppelschicht-Kondensator bekannt, bei dem zur Erzielung höherer Betriebsspannungen mehrere Elemente hintereinander geschaltet sind. Die Elemente können durch abwechselnde Schichten von Elektroden und Elektrolyten gebildet sein, wobei der Elektrolyt jeden Elementes von dem Elektrolyten in allen anderen Elementen getrennt ist. An den einzelnen Elementen treten Schwankungen des Spannungsabfalls auf, die zu einer Verringerung der Durchbruchsspannung des Kondensators führen.
Durch die DE-PS 5 70 289 ist es bekannt, bei in Reihe geschalteten Kondensatortn das an der Kondensatorkette angelegte Potential durch parallel zu den einzelnen Kondensatoren geschaltete Widerstände gleichmäßig auf die einzelnen Kondensatoren zu verteilen. Die Widerstände weisen dabei zweckmäßigerweise einen Ohmwert auf, der kleiner als der Gleichstromwiderstand des jeweiligen Kondensators ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Kondensator der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei ihm die Streuung des Spannungsabfalls an den einzelnen Doppelschicht-Kondensator-Einheitselementen verringert und damit die Durchbruchsspannung des Kondensators entsprechend erhöht ist, wobei der Kondensator kompakt und einfach herstellbar ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Doppelschicht-Kondensator, der dadurch gekennzeichnet ist, daß jedem Doppelschicht-Kondensator-Einheitselement jeweils ein elektrischer Widerstand parallel geschaltet ist, wobei der Widerstandswert der Widerstände jeweils gleich ist, und daß die Widerstände
ίο auf ein flexibles Blatt aufgebracht sind, welches um den Doppelschicht-Kondensatorkörper gewickelt ist
Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Doppclschicht-Kondensators sind den Unteransprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.
is Eine Ausführungsforrr. der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine Querschnittsansicht eines Einheitselements eines herkömmlichen Doppelschicht-Kondensators;
F i g. 2 eine schematische Ansicht, die das Prinzip des lameliierten Mehrzellen-Doppelschicht-Kondensatoraufbaus gemäß der Erfindung zeigt;
F i g. 3 eine Kurvendarstellung der Verteilungen der Spannungen an den entsprechenden Einheitselementen in den lamellierten Doppelschicht-Kondensatoren, wobei die durchgezogene Linie β die Spannungsverteilung in einen-. Kondensator zeigt, bei dem die Einheitselemente einfach geschichtet sind, ohne daß damit gleiche Widerstände verbunden sind, während die gestrichelte Linie A die Spannungsverteilung in einem erfindungsgemäßen Kondensator zeigt, bei dem gleiche Widerstände mit den entsprechenden Einheitselementen verbunden sind;
F i g. 4A in Draufsicht einen Zwischenverfahrensschritt der Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Widerstandsteilaufbaus, der zum Ausgleich der Spannungen an den entsprechenden Einheitselementen verwendet wird;
Fig.4B in Draufsicht eine bevorzugte Ausführungsform der Spannungsausgleichs-Widerstände, wie sie in einem lamellierten 4-ZelIen-Doppelschicht-Kondensator verwendet werden;
Fi g. 5 in perspektivischer Ansicht die Art der Parallelschaltung des Widerstands in Fig.4B zu dem lamellierten 4-Zellen-Doppelschicht-Kondensator, indem er darum herumgewickelt wird;
F i g. 6A in Draufsicht den in F i g. 5 dargestellten lamellierten Mehrzellen-Doppelschicht-Kondensator, wie er innerhalb eines Außengehäuses untergebracht
so ist, und
Fig.6B eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig.6A.
Fig. 1 zeigt ein Einheitselement 10 eines Doppelschicht-Kondensators mit einer aus aktivierten Kohlen-Stoffteilchen bestehenden Pasteelektrode 2 und einer Elektrolytlösung, die zwischen einem Paar von scheibenförmigen leitenden Separatoren 1 zwischengelegt ist, wobei die Separatoren elektronenleitfähig und für Ionen undurchlässig sind. Zwischen diesen Elektroden 2 ist ein scheibenförmiger poröser Separator 3 angeordnet, der für Ionen durchlässig ist und eine Elektronenleitung verhindert, um eine Leitung zwischen den Elektroden 2 zu verhindern. Um die leitenden Separatoren I zu halten und die Elektroden 2 von der Außenatmosphäre
b5 abzuschirmen, ist eine ringförmige nichtleitfähige Dichtung 4 vorgesehen, so daß damit ein Einheitselemcnt 10 eines Doppelschicht-Kondensators gebildet wird. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten eines derartigen Kin-
heitselements 10 wird auf die US-PS 35 36 963 verwiesen.
In F i g. 2 sind sieben derartige Einheitselemente 10 in Reihenschaltung geschichtet wobei die Anschlußleitungen 11a und 11 öder Widerstände 11 zwischen den Separatoren 1 von benachbarten Einheitselementen 10 zu deren Verbindung geklemmt sind. Es ist erforderlich, daß die Widerstandswerte der entsprechenden Widerstände 11, die parallel zu den entsprechenden Einheitselementen 10 geschaltet sind, im wesentlichen gieich zueinander sind (innerhalb ±5%). Dieser Aufbau 20 wird in einem Außengehäuse untergebracht, wie es im nachfolgenden beschrieben wird. Die obere und untere Fläche des Aufbaus sind extern so verbunden, daß die Verbindungen aus dem Gehäuse als Spannungszuführungselektroden herausgeführt sind. Unter Druck auf Boden und Deckel des Gehäuses wird der gesamte Aufbau fixiert Aufgrund dieses Unterdrucksetzens können die Kontaktwiderstände zwischen den entsprechenden Einheitselementen, zwischen dem Einheitselement und der Elektrodenleitung und zwischen den entsprechenden E:nheitse!cr«enten herabgesetzt werden, wobei gleichzeitig ein Herausziehen der Anschlußleitungen des Widerstands Il verhindert werden kann, wodurch insgesamt eine stabile Struktur erhalten wird. Um die Widerstände 11 fest und stabil zu halten, werden die Widerstände 11 vorzugsweise an der Innenwand des Außengehäuses befestigt.
Anhand der F i g. 1 und 2 wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Als leitfähiger Separator 1 wird ein mit leitfähigem Kohlenstoff gemischtes Butylkautschukblatt mit 28 mm Durchmesser und etwa 0,3 mm Dicke verwendet. Als Pasteelektrode 2 wird eine Mischung verwendet, die durch Mischen von aktiviertem feinem Kohlenstoffpulver, das eine wirksame Oberfläche von 1100m2/g (nach dem B. E. T.-Verfahren) und einen Körnchendurchmesser von ca. 50 μιτι oder kleiner hat, mit 21 Gew.-% Schwefelsäure und vollem Aufrühren der Mischung zubereitet wird. Als poröser Separator 3 wird ein poröser Propylenfilm verwendet. Als nichtleitfähige Dichtung 4 wird eine Butylkautschukdichtung mit einem Außendurchmesser von 28 mm, einem Innendurchmesser von 22 mm, einer Dicke von 0,38 mm und einem spezifischen Widerstand von 10" Ω · cm verwendet. Bei einem Einheitselement mit den leitfähigen Separatoren J und den Dichtungen 4 wird nach Aufbringen eines Gesamtdrucks von etwa 30 kg auf die entsprechenden leitfähigen Separatoren 1 eine elektrostatische Kapazität von 2— 3 F und ein Isolationswiderstand von 1 —3 kΩ erhalten. Sieben derartiger Einheitselemente 10 wurden ausgewählt, und es wurde ein lameliierter 7-Zellen-Doppelschicht-Kondensator 20 durch Schichten dieser Einheitselemente 10 hergestellt, wobei Widerstände 11 mit einem Widerstandswert von etwa 100 Ω (±10%), was einem Zehntel des minimalen Isolationswiderstands von 1 kn entspricht, parallel zu den entsprechenden Einheitselementen geschaltet wurden. Bei einer angelegten Spannung v<Jn 6 V betrug die elektrostatische Kapazität des lamelliei'ten Kondensators 20 etwa 0,4 F und sein Streu- bzw. Leckstrom betrug etwa 8 mA.
Im Vergleich zu einem geschätzten Streustrom von 0,03 CV μΑ für die herkömmlichen Aluminiumelektro-Iyt-Kondensatoren gemäß dem Stand der Technik ist dieser StreiJstrom geringer als der geschätzte Wert. Zusätzlich daili ist hier anzumerken, daß durch die Hinzufügung der ■'Spannungsausgleichswiderstände parallel zu den r.inhoi'sclcrncnicn der Streustrom bzw. vagabundierende Strom nicht übermäßig erhöht wird. Damit verliert der Kondensator nicht seinen praktischen und industriellen Wert.
Anhand dieses lameliierten 7-Zellen-Doppelschicht-Kondensators 20 wird nun die Spannungsverteilung bei den entsprechenden Einheitselementen beschrieben. Bei dem oben beschriebenen lameliierten 7-Zellen-Doppelschicht-Kondensator 20 mit zu den entsprechenden Kondensatoren parallel geschalteten Widerständen 11,
ίο wobei eine Spannung von 3,5 V der gesamten Anordnung zugeführt wurde und die Spannungsverteilung der entsprechenden Einheitselemente gemessen wurde, wurde herausgefunden, daß die entsprechenden Spannungen innerhalb einer Änderung von 100 mV in der Spannungsdifferenz ausgeglichen werden konnten, wie es durch die gestrichelte Linie in F i g. 3 dargestellt ist.
Dabei war auch die Durchbruchspannung höher als 6,0 V.
Danach wurden lediglich die Widerstände 11 aus dem 7-Zellen-Doppelschicht-Kondensator 20 herausgezogen und ein Gesamtdruck von einigen zehn Kilogramm auf die Anordnung ausgeübt, und es wurde die Spannungsverteilung der entsprechenden Einheitselemente in ähnlicher Weise gemessen. Wie aus der durchgezogenen Linie B in F i g. 3 zu ersehen ist, überschritt die Änderung in der Spannungsdifferenz 500 mV und die Durchbruchspannung betrug höchstens 4,1 V. Es ist demnach erforderlich, die Zahl der lameliierten Einheitselemente im Verhältnis zur Größe der gewünschten Durchbruchspannung einzustellen, und es wurde herausgefunden, daß für eine Durchbruchspannung von 6 V, die gleich der Durchbruchspannung in dem Falle ist, in dem die Widerstände 11 parallel zu den Einheitselementen geschaltet sind, eine Schichtung von zehn oder mehr Einheitselementen 10 erforderlich ist.
Zum Ausgleich der Spannungen an den lamellierten Einheitselemenien ist es lediglich erforderlich, so viele Widerstandselemente 11 mit im wesentlichen gleichen Widerstandswerten vorzusehen wie die Zahl der geschichteten Elemente beträgt und die Widerstandselemente elektrisch parallel zu den entsprechenden Elementen 10 zu verbinden. Es wird angenommen, daß bei einer Integration dieser Widerstandselemente 11 die Herstellbarkeit bzw. das Betriebsverhalten noch erhöht wird. Es wird daher eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei der eine Gruppe von Widerständen zum Ausgleich der Spannungen an den Einheitselementen in einem lamellierten Doppelschicht-Kondensator integriert ist.
Wie aus F i g. 4A zu ersehen ist, wird ein Widerstandsdraht 400 mit einem gleichförmigen Widerstandswert pro Längeneinheit auf ein flexibles Blatt oder Folie 31 gelegt wie etwa ein Kunststoffhaftfilm, wobei das gleiche Muster durch ein bekanntes Herstellungsverfahren, wie etwa Weben, Reihenanordnen od. dgl. wiederholt wird. Außerhalb des Startpunkts 32 des Drahts wird ein schleifenförmiger Widerstandsanschluß 41 zur Verbindung mit dem Einheitselement 10 mittels des Widerstandsdrahts 400 gebildet. Der Widerstandsdraht 400 wird auf das Blatt 31 so gelegt, daß er sich vom einen Punkt 32 an der rechten Kante des ßlatts 31 zur linken Kante erstreckt. Wenn der Widerstandsdraht 400 bis in die Nähe des linken Rands des Blatts 31 egelegt ist, wird er dort gefaltet und wieder nach rechts bis zur rechten Kante gelegt. Wenn am rechten Rand der weitere Punkt 33 erreicht wurde, so wird dieser Punkt als der eine Endpunkt des Drahts für ein erstes Widerstandselement 401 ausgewählt. Der Widerstandsdraht 400 springt von
der Außenseite des Blatts 31 am Drahtanschlußpunkt 33 vor, ohne daß er unterbrochen wird, und bildet eine zweite Schleife, die als Anschluß 42 für den ersten und einen weiteren Widerstand dient. Durch einen derartigen Verdrahtungsvorgang werden das erste Widerstandselement 401 und die Widerstandsanschlüsse 41 und 42 gebildet. Der Abstand zwischen dem Startpunkt 32 und dem Endpunkt 33 des Drahts auf dem rechten Rand des Blatts 31, d. h. der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Anschlüssen 41 und 42, wird im wesentlichen gleich der Dicke des zu schichtenden Einheitselements 10 gewählt. Dadurch, daß der erste und zweite Anschluß 41 und 42 die obere und untere Seite des Einheitseiements berühren, ist das Widerstandseiement 401, dessen Widerstandswert proportional zur Drahtlänge ist, die sich vor und zurück auf dem Blatt 31 erstreckt, parallel zum Einheitselement geschaltet. Offensichtlich kann der Widerstandswert eines jeden Widerstandselements durch Verändern des Durchmessers des Widerstandsdrahts und der Drahtlänge verändert werden. Wenn die Verdrahtung im wesentlichen mit dem gleichen Muster wiederholt wird, so haben in einer Gruppe von Widerstandselementen die Widerstandselemente im wesentlichen gleiche Widerstandswerte und es kann eine Gruppe von Widerstandsanschlüssen in integrierter Form auf einem Blatt realisiert werden. Es kann daher eine gewünschte Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung durch wiederholten Verdrah- «ungsvcrgang entsprechend der Anzahl der zu schichtenden Einheitselemente vorgesehen werden. Anstelle eines Widerstandsdrahts auf dem Blatt 31 kann auch eine auf das Blatt 31 aufgebrachte Widerstandsschicht verwendet werden.
Bei der in Fig.4B dargestellten Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung 300, die für einen Iamellierten Doppelschicht-Kondensator mit vier Einheitselementen geeignet ist, weist der Widerstandsdraht vier Vorwärts- und Rückwärtserstreckungen im gleichen Muster auf dem Blatt 31 auf. Von den Start- und Endpunkten der entsprechenden Drahtmuster 401,402,403 und 404 erstrecken sich fünf Anschlüsse 41, 42, 43, 44 und 45 aus dem gleichen Widerstandsdraht 400, und zwar außerhalb des Blatts 31. Von diesen vorspringenden Schleifen werden die inneren drei Anschlüsse 42,43 und 44 zwischen entsprechende Einheitselemente 10 eingeschoben bzw. eingeführt, wenn die vier Einheitselemente 10 zusammengebaut werden. Der übrigbleibende obere und untere Anschluß 41 und 45 werden mit dem oberen und unteren Ende des lamellierten Einheitseiementenaufbaus iOO verbunden, wie es in F i g. 5 dargestellt ist. Das Blatt bzw. die Folie 31 wird um den lamellierten Einheitselementenaufbau herumgewickelt, wobei seine verdrahtete Oberfläche nach innen gerichtet ist. Wie aus den F i g. 6A und 6B zu ersehen ist, werden die Leitungen 101 zum Herausführen der EIekroden mit dem Deckel und dem Boden des lamellierten Einheitselementenaufbaus 100 verbunden. Der ganze Aufbau wird dann in einem Metallgehäuse bzw. Becher 61 untergebracht und wird damit eingekapselt bzw. ummantelt während ein vorbestimmter Druck auf die Anordnung 100 ausgeübt wird. Innerhalb des Bechers 61 sind über und unter dem lamellierten Einheitselementenaufbau 100 über Isolierkautschukplatten 62 eine Deckplatte 63 aus dem gleichen Material wie das Bechergehäuse 61 und eine metallische Bodenplatte 64 angeordnet. Nach dem Befestigen des Bechers wird das Innere des Bechergehäuses 61 mit Gießharz 65 vergossen. Die Isolierkautschukplatten 62 dienen dazu, die Gefahr eines Kurzschlusses durch das Metallgehäuse 61 zu vermeiden, und sie dienen auch als elastische Körper, die den auf den Kondensator 100 ausgeübten Druck gleichmäßig verteilen und den Kondensator 100 halten. Die Metallbodenplatte 64 wird zur Verstärkung des Metallgehäuses 61 verwendet, und sie ist daher nicht immer erforderlich, wenn die Festigkeit des Metallgehäuses ausreichend groß ist.
Bei einem praktischen Beispiel der in Fig.4A und ίο Fig.4B dargestellten Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung wird als Widerstandsdraht 400 ein Nickelchrom (Ni-Cr)-Draht (Ni: 75-85%,
Cr: 25—15%) mit einem Durchmesser von 60 μπι und einem spezifischen Widerstand von 133 μΩΰΐη verwendet, dessen Oberfläche mit Polyurethan isolierend beschichtet ist. Die flexible Folie 31, die auf einer Oberfläche Haftfähigkeit aufweist, kann leicht dadurch erhalten werden, daß ein beidseitiges Klebeband auf der gesamten einen Oberfläche eines Propylenfilms von 6 mm Breite, 100 mm Länge und 0,3 mm Dicke ohne Auslassen eines Freiraums aufgebracht wird. Bei einer Ausführungsform des Drahtmusters beträgt der Durchmesser der entsprechenden Widerstandsanschlüsse 41 bis 45 10 mm und der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Anschlüssen beträgt 1,5 mm, was gleich der Dicke des Einheitselements ist, wodurch das Halten des laminierten Einheitselementenaufbaus hinsichtlich der Stabilität noch erhöht werden kann. Hinsichtlich der Drahtlänge bei den entsprechenden Widerstandselementenbereichen 401, 402, 403 und 404 wurde die Vorwärts- und Rückwärtserstreckung mit 210 mm gewählt, wobei die Widerstandselemente einen Widerstandswert von 100 ± 2 Ω aufweisen. Selbstverständlich kann die lsolierbeschichtung im Bereich der Anschlüsse 41 bis 45 entfernt werden. Um die mit dem Entfernen der Isolierbeschichtung erforderliche Arbeit zu vermeiden, kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem ein blanker Draht, nachdem er in einen Isolierbeschichtungsfilm gelegt wurde, auf die verdrahtete Oberfläche der Folie aufgebiacht wird. Um außerdem das Einschieben der entsprechenden Anschlüsse in die Zwischenräume zwischen den Einheitselementen zu erleichtern, sind die Anschlüsse so gedreht, daß die von ihnen gebildeten Ebenen senkrecht zur Oberfläche der Folie verlaufen.
Eine praktische Ausführungsform des Bechergehäuses 61 ist aus einer zinkplattierten Stahlfolie mit 32 mm Innendurchmesser und 0,5 mm Dicke, wobei Einkerbungen von 6,5 mm Breite und 17 mm Länge zum Einführen der Leitungen 101 zum Herausführen der Elektroden vorgesehen sind und die innenfläche der Foiie einer Harzauskleidungsbehandlung unterzogen wird. Vier nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Einheitselemente werden in Reihe geschichtet, und die lamellierte Anordnung wird in einem Bechergehäuse zusammen mit einer metallischen Bodenplatte 64, Isolierkautschukplatten 62, Leitungen 101 zum Herausführen der Elektroden und einer Deckplatte 63 angeordnet, so daß sich die gleiche Konstruktion wie in F i g. 6A und 6B ergibt Dann werden sie mittels eines Metall-Stemmstempeis abgedichtet, wobei ein Druck von 30 kg/cm2 auf den lamellierten Doppelschicht-Kondensator 100 ausgeübt wird. Danach wird das Innere des Bechergehäuses mit einem bei Raumtemperatur aushärtenden Doppelfluid-Epoxygießharz vergossen und man erhält
(i5 einen lamellierten Doppelschicht-Kondensator mit einer völlig abgedichteten Gehäusestruktur.
Die Durchbruchspannung des oben beschriebenen lamellierten 4-Zellen-Doppelschicht-Kondensators 100
wurde gemessen. Der die Anordnung 300 nach F i g. 4B verwendende Kondensator hatte eine Durchbruchspannung von 3,9 V, wohingegen der ähnliche Kondensator ohne irgendeine Verwendung eines Widerstands zum Ausgleichen der Spannungsverteilung eine Durchbruchspannung von 3,3 V hatte. Es ist hier anzumerken, daß der Ausdruck »Durchbruchspannung«, wie er in dieser Beschreibung verwendet wird, die Spannung kennzeichnet, die an einen lamellierten Doppelschicht-Kondensator angelegt wird, wenn einem Einheitselement, das mit der höchsten Spannung unter den lamellierten Einheitselementen beaufschlagt wird, die Durchbruchspannung 1,0 V des Einheitselements während des Verfahrens des allmählichen Erhöhens einer dem Doppelschicht-Kondensator zugeführten Gleichstromspannung, beginnend bei 0 V, zugeführt wird.
Wie aus dem obigen ersichtlich ist, wurde durch Verwendung der Spannungsausgleichs-Widerstände in einem lamellierten Doppelschicht-Kondensator sichergestellt, daß die Größe der Änderung der den entsprechenden Einheitselementen zugeführten Spannungen um den Faktor 1Ao von 200 mV auf 20 mV vermindert und die Durchbruchspannung um etwa 18% erhöht werden kann.
Es werden nun die Wirkungsweise und die Vorteile der Erfindung kurz zusammengefaßt:
1. Durch das Hinzuschalten der Widerstände 11 mit einem Widerstandswert von V5 bis Vi0 des kleinsten Isolierwiderstands unter den Isolierwiderständen mit Schwankungen bezüglich der einzelnen Einheitselemente, können die Spannungsschwankungen an den entsprechenden Einheitselementen auf einen Bereich von 10 bis 20% herabgedrückt werden, was einen praktisch akzeptablen Bereich darstellt.
2. Damit kann die Mühe der Arbeit des Auswählens und des Klassifizierens der Isolierwiderstandswerte der entsprechenden Einheitselemente, das Auswählen und Anpassen der für die entsprechenden isolierwiderstandswerte geeigneten Widerstände eingespart werden und es kann leicht eine Großfertigung der lamellierten Doppelschicht-Kondensatoren mit hoher Durchbruchspannung erreicht werden, wenn der Wert der gleichen Widerstandswerte bestimmt wird.
3. Durch einfaches Hinzuschalten von Ausgleichswiderständen kann die Zahl der zu schichtenden Einheitselemente stark vermindert werden, was zu einer großen Einsparung hinsichilich der Röhniäienalkosten und der Arbeitskosten führt, so daß die Herstellung einfach ist und das Verfahren sich für die Massenproduktion eignet
4. Da der Ausgleich der Teilspannungen selbst bei einer hohen Betriebsspannung erreicht werden kann, kann bei der Betriebsweise von elektronischen Geräten eine hohe Zuverlässigkeit und Stabilität erwartet werden.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Wirkungen und Vorteilen bei Verwendung der in Fig.4B dargestellten integrierten Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung können die zusätzlichen Wirkungen und Vorteile erzielt werden:
der Zusammenbau des Kondensators erleichtert, so daß die erfindungsgemäßen Kondensatoren für die Massenproduktion geeignet sind.
6. Da der Außpnumfang der Einheitselemente durch die Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung umwickelt wird, kann damit eine Lageveränderung der Einheitselemente verhindert werden. In gleicher Weise kann ein Kurzschluß zwischen den Einheitselementen und zwischen einem Einheitselement und dem Gehäuse verhindert werden, so daß die Impedanzeigenschaften des Kondensators stabilisiert werden können.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsfurm wurde ein flexibler Träger verwendet, um eine Anpassung an die Struktur und Konfiguration der Einheitselemente in der oben beschriebenen Ausführungsform zu erreichen. Selbstverständlich kann auch eine verbesserte Wirkung dadurch erreicht werden, daß ein Material mit größerer Festigkeit, wie etwa Metall, Keramik oder Harz, als Träger verwendet wird, um die mechanische Festigkeit nach der Schichtung zu erhöhen.
7. Da bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Widerstände in integrierter Form mittels eines dünnen Widerstandsdrahts hergestellt werden, so daß die Größe der Widerstandswerte durch Verändern des Durchmessers und der Länge des Widerstandsdrahts verändert werden kann, und
jo da die Widerstandsanordnung um einen lamellierten Doppelschicht-Kondensator herumgewickelt wird, kann der Kondensator kompakter und dünner gemacht werden als die herkömmlichen Widerstandselemente, wie sie derzeit auf dem Markt verfügbar sind. Zudem werden dadurch mechanisch stabile Kondensatoren erreicht. Als Träger für die Widerstände sollte vorzugsweise ein Isoliermaterial verwendet werden, um einen Kurzschluß zwischen dem Träger und den Widerständen zu verhindern. Selbstverständlich kann der Kondensator noch kompakter und dünner gemacht werden, wenn die Spannungsausgleichs-Widerstandsanordnung durch Ausbilden eines Widerstands auf dem Träger mit Hilfe der Aufstäub-. Aufdampf-, Drucktechnikod. dgl. bewirkt wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
5. Da die entsprechenden Spannungsausgleichs-Widerstände integriert werden, wird der Verfahrensschritt des Schichtens der Einheitselemente, d. h.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Lamellierter elektrischer Doppelschicht-Kondensator mit einer Vielzahl von in Serie geschalteten Doppelschicht-Kondensator-Einheitselementen,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Doppelschicht-Kondensator-Einheitselement (10) jeweils ein elektrischer Widerstand (11) parallel geschaltet ist, wobei der Widerstandswert der Widerstände (11) jeweils gleich ist, und daß die Widerstände (U) auf ein flexibles Blatt (31) aufgebracht sind, welches um den Doppelschicht-Kondensator-Körper (100) gewickelt ist.
2. Doppelschicht-Kondensator nach Ansp:uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dia Widerstände (11) aus einem auf das flexible Blatt (31) aufgebrachten Widerstandsdraht (400) bestehen.
3. Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsanschlüsse (41 —45) über eine Kante des flexiblen Blattes (31) vorstehen.
4. Doppelschicht-Kondensator nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (400) und die Widerstandsanschlüsse (41—45) einstückig aus demselben Material hergestellt sind, daß die Widerstandsanschlüsse (41—45) jeweils eine Schleife bilden, welche jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Doppelschicht-Kondensator-Einheiten (10) angeordnet ist, daß der Abstand aufeinanderfolgender Schleifen dabei der Dicke eines Doppelschicht-Kondensator-Einheitselements (10) gleich ist und daß die Gesamtanordnung aus Doppelschicht-Kondensator-Körper (100) und flexiblem Blatt (31) in einem Gehäuse (61) untergebracht ist.
DE2912091A 1978-03-27 1979-03-27 Doppelschicht-Kondensator Expired DE2912091C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3580078A JPS54127561A (en) 1978-03-27 1978-03-27 Double layer condenser
JP3580178A JPS54127556A (en) 1978-03-27 1978-03-27 Voltage averaging resistance body

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Publication Number Publication Date
DE2912091A1 DE2912091A1 (de) 1979-10-11
DE2912091C2 true DE2912091C2 (de) 1985-06-27

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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4408259A (en) * 1979-02-09 1983-10-04 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Electrochemical double-layer capacitor
US4394713A (en) * 1979-12-07 1983-07-19 Nippon Electric Co., Ltd. Self-supporting capacitor casing having a pair of terminal plates sandwiching an insulative body for aligning terminal positions
US4554612A (en) * 1984-08-06 1985-11-19 Sprague Electric Company AC Metallized film capacitor
JPH0658864B2 (ja) * 1984-12-25 1994-08-03 松下電器産業株式会社 電気二重層コンデンサ
US4605989A (en) * 1985-08-12 1986-08-12 The Standard Oil Company Electrodes for double layer capacitors
US4683516A (en) * 1986-08-08 1987-07-28 Kennecott Corporation Extended life capacitor and method
JPS6381914A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサ
US5426561A (en) * 1992-09-29 1995-06-20 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration High energy density and high power density ultracapacitors and supercapacitors
US5420747A (en) * 1992-10-12 1995-05-30 Econd Capacitor with a double electric layer cell stack
US5428501A (en) * 1993-08-13 1995-06-27 Marine Mechanical Corporation Packaging structure and method for solid electrolyte capacitors
US6233135B1 (en) 1994-10-07 2001-05-15 Maxwell Energy Products, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes
US5621607A (en) * 1994-10-07 1997-04-15 Maxwell Laboratories, Inc. High performance double layer capacitors including aluminum carbon composite electrodes
US5862035A (en) * 1994-10-07 1999-01-19 Maxwell Energy Products, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes
PT786786E (pt) * 1995-08-14 2000-04-28 Elton Aozt Condensador com uma camada dupla
KR100530522B1 (ko) 1997-11-11 2005-11-23 나우크노-프로이즈보드스트벤노에 프레드프리야티에 "엑신" 이중 전기층을 갖는 캐패시터
EP1043743B1 (de) 1997-12-18 2006-08-30 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "Exin" Kondensator mit elektrischer doppelschicht
DE69735728T2 (de) 1997-12-18 2007-04-12 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "Eksin" Kondensator mit elektrischer Doppelschicht
GB9900396D0 (en) * 1999-01-08 1999-02-24 Danionics As Arrangements of electrochemical cells
US6181546B1 (en) 1999-01-19 2001-01-30 Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa “Elton” Double layer capacitor
US8107223B2 (en) * 1999-06-11 2012-01-31 U.S. Nanocorp, Inc. Asymmetric electrochemical supercapacitor and method of manufacture thereof
US7576971B2 (en) * 1999-06-11 2009-08-18 U.S. Nanocorp, Inc. Asymmetric electrochemical supercapacitor and method of manufacture thereof
US7199997B1 (en) 2000-06-09 2007-04-03 U.S. Nanocorp, Inc. Asymmetric electrochemical supercapacitor and method of manufacture thereof
US6449139B1 (en) 1999-08-18 2002-09-10 Maxwell Electronic Components Group, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having hermetic electrolyte seal
US6631074B2 (en) 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6813139B2 (en) * 2001-11-02 2004-11-02 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6643119B2 (en) * 2001-11-02 2003-11-04 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6706079B1 (en) 2002-05-03 2004-03-16 C And T Company, Inc. Method of formation and charge of the negative polarizable carbon electrode in an electric double layer capacitor
US7006346B2 (en) * 2003-04-09 2006-02-28 C And T Company, Inc. Positive electrode of an electric double layer capacitor
US7791860B2 (en) * 2003-07-09 2010-09-07 Maxwell Technologies, Inc. Particle based electrodes and methods of making same
US20060147712A1 (en) * 2003-07-09 2006-07-06 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based adhesive electrode and methods of making same
US7352558B2 (en) * 2003-07-09 2008-04-01 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based capacitor and methods of making same
US20070122698A1 (en) * 2004-04-02 2007-05-31 Maxwell Technologies, Inc. Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same
US20110165318A9 (en) * 2004-04-02 2011-07-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrode formation by lamination of particles onto a current collector
EP1662633B1 (de) * 2003-09-03 2017-03-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Kondensatorbauelement und verdrahtungsmuster
US7920371B2 (en) * 2003-09-12 2011-04-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrical energy storage devices with separator between electrodes and methods for fabricating the devices
US7090946B2 (en) * 2004-02-19 2006-08-15 Maxwell Technologies, Inc. Composite electrode and method for fabricating same
DE102004026396B4 (de) * 2004-05-29 2007-10-31 Itw Automotive Products Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Messung der Füllstandshöhe und/oder der Temperatur in einem Behälter
US7440258B2 (en) * 2005-03-14 2008-10-21 Maxwell Technologies, Inc. Thermal interconnects for coupling energy storage devices
US8644003B2 (en) * 2005-06-09 2014-02-04 National University Corporation, Tokyo University Of Agriculture And Technology Electrolytic capacitor element and process for producing the same
FR2909483B1 (fr) * 2006-11-30 2009-02-27 Centre Nat Rech Scient Un condensateur electrochimique avec deux electrodes en carbone de nature differente en milieu aqueux
US20080241656A1 (en) * 2007-03-31 2008-10-02 John Miller Corrugated electrode core terminal interface apparatus and article of manufacture
US20080235944A1 (en) * 2007-03-31 2008-10-02 John Miller Method of making a corrugated electrode core terminal interface
JP2012525012A (ja) * 2009-04-24 2012-10-18 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー Ｃｎｔ浸出ｅｍｉ遮蔽複合材料及びコーティング
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
US8664573B2 (en) * 2009-04-27 2014-03-04 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-based resistive heating for deicing composite structures
US9167736B2 (en) * 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
AU2011223738B2 (en) 2010-03-02 2015-01-22 Applied Nanostructured Solutions, Llc Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof
WO2011109485A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US8780526B2 (en) 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
JP2014508370A (ja) 2010-09-23 2014-04-03 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー 強化送電線のセルフシールドワイヤとしてのｃｎｔ浸出繊維
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
CN110299493A (zh) * 2019-07-25 2019-10-01 河南豫清新能源产业有限公司 一种锂电池包成组方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE570289C (de) * 1933-02-14 Siemens & Halske Akt Ges Schaltungsanordnung zur Potentialverteilung bei in Reihe geschalteten Kondensatoren
US3121835A (en) * 1960-09-19 1964-02-18 Int Rectifier Corp High voltage, high power rectifier system
US3536963A (en) * 1968-05-29 1970-10-27 Standard Oil Co Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes
US3652902A (en) * 1969-06-30 1972-03-28 Ibm Electrochemical double layer capacitor
DE2641182C2 (de) * 1976-09-13 1982-10-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Regenerierfähiger, in mehrere Teilkapazitäten unterteilter, elektrischer Wickelkondensator und die Verwendung zweier derartiger Kondensatoren beim Aufbau einer Spannungsvervielfacherkaskade
US4159459A (en) * 1977-06-23 1979-06-26 Angstrohm Precision, Inc. Non-inductive cylindrical thin film resistor

Also Published As

Publication number Publication date
DE2912091A1 (de) 1979-10-11
US4313084A (en) 1982-01-26

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