DE3000777A1 - Kondensator mit elektrischer doppelschicht - Google Patents

Kondensator mit elektrischer doppelschicht

Info

Publication number
DE3000777A1
DE3000777A1 DE19803000777 DE3000777A DE3000777A1 DE 3000777 A1 DE3000777 A1 DE 3000777A1 DE 19803000777 DE19803000777 DE 19803000777 DE 3000777 A DE3000777 A DE 3000777A DE 3000777 A1 DE3000777 A1 DE 3000777A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
capacitor according
capacitor
double layer
housing
japan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19803000777
Other languages
English (en)
Other versions
DE3000777C2 (de
Inventor
Hajime Mori
Takayoshi Muranaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP160979A external-priority patent/JPS5593218A/ja
Priority claimed from JP54001608A external-priority patent/JPS6026285B2/ja
Priority claimed from JP54001607A external-priority patent/JPS5942448B2/ja
Priority claimed from JP161079A external-priority patent/JPS5593219A/ja
Priority claimed from JP54019216A external-priority patent/JPS6011452B2/ja
Priority claimed from JP13233579A external-priority patent/JPS5655029A/ja
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of DE3000777A1 publication Critical patent/DE3000777A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3000777C2 publication Critical patent/DE3000777C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Vorrichtung einer elektrischen Doppelschicht und einen darin enthaltenen Elektrolyten .
Ein Kondensator mit elektrischer Doppelschicht, bei dem eine elektrische Doppelschicht verwendet wird, die an einer Grenzfläche zwischen einer Polarisationselektrode und einem Elektrolyten gebildet wird, weist als ein besonderes Merkmal auf, daß die Dicke der elektrischen Doppelschicht lediglich einige
A (einige 0,1 nm) beträgt, d.h., daß sie im Vergleich mit derjenigen eines herkömmlichen elektrolytischen Aluminiumkondensators extrem dünn ist. Der elektrolytische Aluminiumkondensator weist eine dielektrische Schicht mit einer Dicke
von etwa 14 A/V (1,4 nm/V) auf (normiert auf eine hohe Durchbruchsspannung) und eine Elektrodenoberflächenflache von
einigen m /g (normiert auf das Gewicht der Elektrode). Andererseits weist der Kondensator mit elektrischer Doppelschicht
ο eine elektrische Doppelschicht mit einigen A/V (normiert auf eine niedrige .Durchbruchsspannung) und eine große Elektrodenoberf lächenf lache von 700 bis 1400 m^/g auf. Daher besteht die Möglichkeitf eine kapazitive Vorrichtung mit einer extrem großen Kapazität, wie einige F, durch Verwendung des Kondensators mit elektrischer Doppelschicht verfügbar zu machen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Kondensators mit elektrischer Doppelschicht. Dieser
BAD ORIGINAL
weist zwei Polarisationselektroden 1 und ein zwischen diesen angeordnetes Trennteil 2 auf. Die Polarisationselektroden 1 umfassen ein Kohleelektrodenmaterial, wie Graphit, Kohlenruß oder Aktivkohle. Das Trennteil 2 ist mit einem Elektrolyten imprägniert bzw. getränkt. Eine große Kapazität des Kondensators mit elektrischer Doppelschicht ergibt sich aus einer Kapazität der elektrischen Doppelschichten 3, die an den Grenzflächen zwischen den Polarisationselektroden und dem Elektrolyten vorhanden sind, und aus einer großen Oberflächenfläche des Kohleelektrodenmaterials.
Für das Kohleelektrodenmaterial wird weitgehend Aktivkohle verwendet, da diese eine große Oberflächenfläche aufweist. Aktivkohle besitzt eine Oberflächenfläche von 500 bis 1500 m pro Gramm. Vorzugsweise verwendet man Aktivkohle, die aus Pflanzenteilen hergestellt wird, indem man diese einer Dampfaktivierungsbehandlung unterzieht. Die aus Pflanzenteilen hergestellte Aktivkohle ist hinsichtlich Reinheit Aktivkohle überlegen, die aus tierischem Gewebe hergestellt worden ist. Die am meisten zu bevorzugende Aktivkohle ist beispielsweise aus HolzSägespänen oder aus Kokosnußschalen hergestellte Holzkohle.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Möglichkeit zur Schaffung von Kondensatoren mit elektrischen Doppelschichten, bei denen Aktivkohle als Hauptelektrodenmaterial verwendet wird, untersucht. Es zeigte sich, daß Aktivkohle leicht an leitenden Teilen der Polarisationselektroden festhaften kann, wenn man die folgenden Materialien in dem Kondensator
03CG29/0S76
BAD ORIGINAL
mit der elektrischen Doppelschicht verwendet, und daß somit die Haftfähigkeit, die Leitfähigkeit und die Formungseigenschaft der Polarisationselektrode wirksam verbessert war. Die Materialien sind Polytetrafluoräthylen (gruppiert in fluoriertem Kautschuk) als Dispersionsmittel und Acetylenruß als Mittel zur Verbesserung der Leitfähigkeit. Die Erfinder haben Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht entwickelt, die Polarisationselektroden aufweisen, die hergestellt werden durch Mischen von Aktivkohle, Acetylenruß und einem Polytetrafluoräthylen enthaltenden Dispersoid in einem geeigneten Verhältnis.
Tabelle I
\^ Mischungsanteil
charakteri^aegenüber
stische Aktivkohle
Eigenschaft ~"^---^^^		 Acetylenruß 1
Polytetrafluoräthylenj
Innenwiderstand klein «·-*· groß klein *-■> groß
Kapazität groß <--> klein klein ·*■-*■ groß
Form ungseigenschaft groß «-^ klein groß ■*-» klein
schlecht «-■=> gut schlecht «-^ gut
Tabelle I zeigt Eigenschaften der Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht, die man durch Ändern der Mischungsanteile von Acetylenruß und einer Polytetrafluoräthylen enthaltenden wäßrigen Dispersion gegenüber einer Aktivkohlenmenge erhalten hat. Die gemessenen Eigenschaften sind der innere Widerstand, die Kapazität und die Formungseigenschaft, und sie sind in Tabelle I dargestellt, aus der die Eigen-
030029/0876
schäften der kapazitiven Vorrichtungen grob geschätzt werden können. Aus Tabelle I ist es bekannt, daß die Formungseigenschaft verbessert werden kann, indem man den Mischungsanteil der Polytetrafluoräthylen enthaltenden wäßrigen Dispersion gegenüber der Aktivkohlemenge erhöht, und daß der Innenwiderstand dadurch erhöht wird, zusammen mit einer leichten Verringerung (innerhalb 5 %) der Kapazitität der kapazitiven Vorrichtung.
Die Erfindung macht einen Kondensator mit elektrischer Doppelschicht verfügbar, der Polarisationselektroden und einen dazwischen angeordneten Elektrolyten aufweist und bei dem elektrische Doppelschichten ausgenützt werden, die an den Grenzflächen zwischen den Polarisationselektroden und dem Elektrolyten gebildet werden. Dabei weisen die Polarisationselektroden ein Kohleelektrodenmaterial und Polyvinylpyrrolidon als dessen Binder auf. Dadurch werden die Haftung, die Leitfähigkeit und die Formungseigenschaft des Kohleelektrodenmaterials erhöht bzw. verbessert, wodurch die Eigenschaften der kapazitiven Vorrichtung und die Zuverlässigkeit des Kondensators mit elektrischer Doppelschicht verbessert werden.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vertikalschnittansicht eines herkömmlichen Kondensators mit elektrischer Doppelschicht;
030029/0876
Fig. 2(a) bis 2(d) eine schematische Darstellung eines Herstellungsschrittes einer Polarisationselektrode zusammen mit einer Vertikalschnittansicht und einer vergrößerten Draufsicht auf ein gerecktes Metallnetz als deren leitender Teil;
Fig. 3 eine Perspektivansicht, die zeigt, daß ein Zuleitungsdraht mittels Stiften an der Polarisationselektrode nach Fig. 2 befestigt ist;
Fig. 4 eine Perspektivansicht, die zeigt, daß ein Paar der Polarisationselektroden nach Fig. 3 zusammen mit Trennteilen aufgerollt wird, um einen Kondensator mit einer elektrischen Doppelschicht zu erzeugen;
Fig. 5(a) und 5(b) eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Gehäuses, das für eine erfindungsgemäße kapazitive Vorrichtung verwendbar ist;
Fig. 6(a) "und 6(b) Vertikalschnittansichten vervollständigter Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht gemäß der Erfindung;
Fig. 7(a) bis 7(c) charakteristische graphische Darstellungen zum Vergleich erfindungsgemäßer und herkömmlicher Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht;
Fig. 8 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen dem Innenwiderstand (in Jl ) und einem Öffnungsanteil (in %)
030029/0876
der gereckten Metallplatte/ die für die Polarisationselektrode in dem erfindungsgemäßen Kondensator mit elektrischer Doppelschicht verwendet wird;
Fig. 9(a) bis 9(c) Schaltbilder repräsentativer Beispiele für Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Kondensators mit elektrischer Doppelschicht.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Kondensator mit elektrischer Doppelschicht verfügbar gemacht, der Polarisationselektroden aus einem Kohleelektrodenmaterial aufweist sowie ein Trennstück, das mit einem Elektrolyten imprägniert ist und zwischen den Polarisationselektroden angeordnet ist. Dabei weist das Kohleelektrodenmaterial Polyvinylpyrrolidon als Binder auf.
Die Erfinder forschten fortgesetzt nach einem Bindermaterial, das zu einer Verbesserung der Eigenschaften im Hinblick auf die Formungseigenschaft und eine Verringerung des Innenwider-51ande s führt.
Tabelle II zeigt einen Vergleich charakteristischer Eigenschaften einiger kapazitiver Vorrichtungen, für die einige unterschiedliche Bindermaterialien für die Kohleelektrodenmaterialien verwendet worden sind.
03Ö029/0876
Tabelle II
^""^■■---^charakteristische
Binder- \^isenschaft
material ^"""-\^^		 Innen
widerstand		 [Kapazität Leckstrcm ■
Formungs-
eigenschaft
nur
Polytetrafluorathylen		 O O O O
CMZ
(Carboxymethyl
cellulose)		 X X XX O
Silikonkautschuk X X X X
PVA
(Polyvinylalkohol)		 X X X X
Gurtmiarabikun X XX X
Stärke X O XX O
PVP
(Polyvinylpyrrolidon)		 OO O OO O
Gelatine X X X X
O: 9°*-} X : unzureichend; XX: schlecht
OO: senr 9ut'
Aus Tabelle II ist ersichtlich, daß PVP (Polyvinylpyrrolidon) bessere Eigenschaften als Binder aufweist als herkömmliche Bindermaterialien· Insbesondere hat es sich gezeigt, daß ein Kondensator mit elektrischer Doppelschicht bei Verwendung von PVP als Bindermaterial einen niedrigen Leckstrom aufweist.
Die Fig. 2(a) bis 2(d) zeigen schematisch Herstellungsschritte
030029/0876
einer Polarisationselektrode zusammen mit einer Horizontalschnittansicht der Polarisationselektrode sowie eine auseinandergezogene Draufsicht auf ein auseinandergezogenes Metallnetz, das als leitendes Teil der Polarisationselektrode dient. Eine dünne Aluminiummetallplatte 5 hoher Reinheit wird so bearbeitet, daß sie eine Anzahl Schlitze aufweist, die voneinander gleichmäßige Abstände aufweisen, wie es in Fig. 2(a) gezeigt ist, und wird dann gedehnt, um die Schlitze aufzuweiten, was zu dem auseinandergezogenen oder gedehnten Metallnetz 51 (Fig. 2 (b)) führt. Das gedehnte Metallnetz 51 weist eine Anzahl öffnungen auf, die durch das Dehnen der Schlitze entstanden sind und eine Schmalweite (SW) von 0,5 bis 1,0 nun und eine Breitweite (LW) von 1,0 bis 2,0 mm aufweisen (Fig. 2(c)). Das gedehnte oder geweitete Metallnetz 5' weist eine öffnungsdichte, d.h., einen Öffnungsanteil, von 40 bis 60 % auf. Seine scheinbare oder effektive Dichte ist 2,5- bis 4,0-mal so groß wie die der ursprünglichen dünnen Al-Metallplatte 5. Der Öffnungsanteil des gedehnten Metallnetzes 51 wird durch ein (prozentuales) Verhältnis einer Beleuchtungsintensität ausgedrückt, die unter dem gedehnten Metallnetz 51 gemessen wird, indem dieses mit Licht einer Beleuchtungsintensität beaufschlagt wird, die nach dem Herausnehmen des gedehnten Metallnetzes 5' aus dem Lichtweg gemessen worden ist.
Andererseits werden Aktivkohle und eine geringe Menge eines PVP enthaltenden Binders gemischt, um ein kautschukartiges Kohleelektrodenmaterial zu bilden. Das Kohleelektrodenmaterial
03Ö029/0876
wird dann gleichförmig am gedehnten oder gereckten Metallnetz 51 festgeheftet, und zwar durch Verwendung von Walzrollen. Dies führt zu einer Schicht 4 auf dem gedehnten Metallnetz 51, die als leitender Teil verwendet wird. Die Schicht 4 und das gedehnte Metallnetz 5' bilden eine Polarisa tion se Ie kt rode 6. Eine Polarisationselektrode 6 geeigneter Größe erhält man durch Zuschneiden des gedehnten Metallnetzes 5' zusammen mit der Schicht 4.
Die Perspektivansicht nach Fig. 3 zeigt, daß ein Zuleitungsdraht mittels Stiften 71 an der Polarisationselektrode 6 der Fig. 2 befestigt ist. Ein Innendraht 7a aus Aluminium und ein Außendraht 7b aus einem mit einer dünnen Plattierungsschicht beschichteten Weichkupferdraht werden für eine Stumpfschweißung einander gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Drähte 7a und 7b bilden einen Zuleitungsdraht 7, der an der Polarisationselektrode 6 zu befestigen ist.
Die Perspektivansicht in Fig. 4 zeigt, daß ein Paar Polarisationselektroden 6 nach Fig. 3 zusammen mit Trennstücken gerollt wird, um ein Kondensatorelement 9 zylindrischer Form zu erzeugen. Das Kondensatorelement 9 wird dann mit einem Elektrolyten imprägniert und in einem Gehäuse angeordnet. Darauf folgt eine Verschließbehandlung, um einen vollständigen Kondensator mit elektrischer Doppelschicht zu erhalten.
Der erfindungsgemäße Kondensator mit elektrischer Doppelschicht weist durch die Verwendung des gereckten Metallnetzes 5'
030029/0876
mit den zuvor beschriebenen Eigenschaften folgende charakteristische Merkmale auf:
Der Produktionswirkungsgrad ist verbessert, da das kautschukartige Kohleelektrodenmaterial fest am gereckten Metallnetz 5' haftet und somit ein Abschälen des Kohleelektrodenmaterials während des Walzvorgangs kaum auftritt, überdies ist der Innenwiderstand herabgesetzt und zudem wird die Streuung der Innenwiderstände mehrerer Kondensatoren klein.
Vorzugsweise soll das für den Kondensator mit elektrischer Doppelschicht verwendete Trennteil folgende Bedingungen erfüllen: Es soll die Ionenbewegung im Elektrolyten nicht verhindern und sollte gleichzeitig als Isoliermaterial hinsichtlich der auf Elektronen beruhenden Leitfähigkeit zwischen den Polarisationselektroden dienen, überdies sollte das Trennteil porös sein und zudem sollte dessen Porosität genügend hoch sein, um einen elektrischen Kontakt der Polarisationselektroden zu verhindern, die unter Zwischenschaltung des Trennteils einander gegenüberliegen. Dieser elektrische Kontakt muß verhindert werden, da er einen Kurzschluß des Kondensators bewirkt und/oder den Leckstrom im Kondensator erhöht.
Es besteht kein Problem, als Trennteil eine Ionenleitfähigkeit aufweisende Membran ohne Poren, wie Ionenaustauschmembranen, zu verwenden. Gewöhnlich verwendete Trennteile sind poröse Schichten und poröse Vliesstoffe aus Polyäthylen oder Polypropylen und Vliesstoffe aus Polyester oder Polyimid. Außerdem kann auch ein papierartiges Blatt als Trennteil verwendet
030029/G876
werden. Tatsächlich bestehen strikte Beschränkungen hinsichtlich Kosten, Eigenschaften eines Kondensators und anderer physikalischer Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit. Als zu bevorzugendes Trennteil hat sich ein zusammengesetztes Trennteil erwiesen, das durch Verwenden von Vliesstoffen aus Polyester als Basismaterial und durch Beschichten mit Cellulose hergestellt worden ist. Das zusammengesetzte Trennteil wiegt 32 bis 40 g/m und weist eine Dicke von 50 bis 60 um auf. Seine Gasdurchlässigkeit beträgt 50 bis 150 (s/100 cm3).
Der für den. erfindungsgemäßen Kondensator mit elektrischer Doppelschicht verwendete Elektrolyt sollte vorzüglich hinsichtlich der Benetzbarkeit für die Polarisationselektrode und das Trennteil sein. Vorzugsweise weist der Elektrolyt keine korrodierende oder auflösende Wirkung auf die Polarisationselektrode und das Trennteil auf. Zudem ist der Elektrolyt vorzugsweise eine Substanz hoher Ionenleitfähigkeit.
Einen derartigen zu bevorzugenden Elektrolyten erhält man, indem man Alkalimetallsalze organischer oder anorganischer Säuren, Ammoniumsalz oder quartäres Ammoniumsalz als gelösten Stoff und Nitrile, Sulfoxide, Amide, Pyrrolidone, Carbonate oder Lactone als organisches Lösungsmittel mischt. Den am meisten zu bevorzugenden Elektrolyten kann man herstellen, indem man 70 bis 90 Gewichtsprozent ^-Butyrolacton, 5 bis 30 Gewichtsprozent Propylencarbonat und 5 bis 20 Gewichtsprozent Tetraäthylammonium-perchlorat mischt. Dieser Elektro-
030029/0876
lyt gibt zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Eigenschaften eines Kondensators (Kapazität, Innenwiderstand, Leckstrom, usw.), des Temperaturverhaltens bei hoher Temperatur, der zeitabhängigen Änderungen mehrerer Eigenschaften und der Durchbruchsspannung.
Die Fig. 5(a) und 5(b) zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Gehäuses 11, das für einen erfindungsgemäßen Kondensator verwendbar ist. Das zylindrische Gehäuse aus Aluminium ist an oberen Rändern 12 mit dünneren Teilen versehen. Diese dünneren Teile dienen als Explosionsschutzventil. Es gibt zwei Wege, die oberen Ränder dünner zu machen. Es besteht die Möglichkeit, eine Form für eine Formung in solcher Weise zu konstruieren, daß ein geformtes Gehäuse dünnere Teile an den oberen Rändern aufweist. Andererseits kann man solche dünneren Teile auch dadurch erhalten, daß man die oberen Ränder des Gehäuses 11 nach dem Formen schneidet oder kerbt. Das in den Fig. 5(a) und 5(b) gezeigte Gehäuse 11 weist an den oberen Rändern vier dünnere Teile in geometrisch symmetrischer Weise auf. Vorteilhafterweise dient der schwächste Teil unter den vier dünneren Teilen als Explosionsschutzventil für die erfindungsgemäße kapazitive Vorrichtung.
Die Fig. 6(a) und 6(b) zeigen Vertikalschnittansichten vollständiger erfindungsgemäßer Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht. Ein zylindrisches Gehäuses 15 (bei dem es sich um das Gehäuse 11 der Fig. 5(b) handeln kann, dessen Oberseite nach unten gedreht ist) wird als Kapsel verwendet.
030 02-9/08 7 6
Ein elastisches Kautschukitiaterial 14 und ein Dichtungsharz werden zum -Einschließen des Kondensators 13 mit elektrischer Doppelschicht im Gehäuse 15 verwendet. Das elastische Kautschukmaterial sollte widerstandsfähig gegenüber dem Elektrolyten sein. Außerdem ist es erforderlich, daß das elastische Kautschukmaterial starke Gasbarriereneigenschaften aufweist und daß es bei hoher Temperatur kaum schlechter wird. Ein zu bevorzugendes Kautschukmaterial ist EPT (Äthylen-Propylen-Terpolymer) oder HR (Isobutylen-Isopren-Kautschuk) .
Das Dichtungsharz sollte ebenfalls widerstandsfähig gegenüber dem Elektrolyten sein. Ein bevorzugtes Dichtungsharz ist ausgewählt aus einem Epoxyharz, einem Acrylsäureharz oder einem Silikonharz, und zwar im Hinblick auf Wärmewiderstandsfähigkeit, Haftfähigkeit und Luftdichtigkeitseigenschaften und im Hinblick auf Verarbeitungsbedingungen (Härtungstemperatur und -zeit, Topfzeit, Sicherheitsgesichtspunkte, usw.). Speziell das Epoxyharz ist höchst wirksam. Es ist wichtig, daß die geschweißten Teile 17c der Innenzuleitungsdrähte 17a und der Außenzuleitungsdrähte 17b vollständig im Dichtungsharz 16 eingebettet sind. Das Kautschukmaterial 14 weist an seinem unteren Teil einen vorstehenden Teil 14a auf, der sowohl vom Kondensator 13 mit elektrischer Doppelschicht als auch von der Innenwand des Gehäuses 15 einen Abstand aufweist.
In den Fig. 6(a) und 6(b) sind zwei Möglichkeiten zum Einschließen des erfindungsgemäßen Kondensators mit elektrischer
030029/0876
Doppelschicht im Gehäuse 15 gezeigt. Nach Fig. 6(a) wird das Gehäuse 15 zunächst mit dem Kautschukmaterial 14 verschlossen und dann am offenen Teil des Gehäuses mit Hilfe des Dichtungsharzes 16 abgedichtet. In diesem Fall durchdringen die Zuleitungsdrähte 17 das Kautschukmaterial,die geschweißten Teile 17c sind jedoch vollständig im Dichtungsharz 16 eingebettet. Andererseits kann das Gehäuse 15 nach Fig. 6(b) mit einem Mantelrohr 18 umhüllt werden. In diesem Fall wird der offene Teil des Gehäuses 15 lediglich mit dem Kautschukmaterial abgeschlossen. Der nach außen vorstehende offene Teil des Mantelrohres 18 wird jedoch mit dem Dichtungsharz 16 verschlossen, so daß die geschweißten Teile 17c der Zuleitungsdrähte 17 im Dichtungsharz 16 eingebettet sind. Die beschriebenen Dichtungsmethoden stellen sicher, daß an den geschweißten Teilen 17c der Zuleitungsdrähte 17 eine durch eine hochfeuchte Atmosphäre verursachte Korrosion verhindert wird.
Im folgenden werden einige Herstellungsbeispiele für erfindungsgemäße Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht beschrieben.
030029/0876
Beispiel 1
Tabelle III
Material herköimlicher
Kondensator
(Gew.-anteile)		 erfindungsgemäßer
Kondensator
(Gew.-anteile)		 3 Teile
Aktivkohle i
10 Teile 10 Teile		 2 Teile
acetylenruß 1,5 Teile 1,5 Teile
j
Polytetrafluoräthylen
enthaltendes Dispersoid		 6 Teile
Polyvinylpyrrolidon keine
Tabelle III zeigt Materialien und deren Mischungsverhältnisse, die durch Erzeugung der Polarisationselektrode einer erfindungsgemäßen kapazxtiven Vorrichtung verwendet werden. Aktivkohle, wie sie von Shikoku Chemical Works Ltd., Japan, produziert wird und auf dem Markt erhältlich ist, hat folgende Eigenschaften:
I) Farbe: schwarz
II) Geruch: geruchlos
III) Geschmack: geschmacklos
IV) Feinheit: Siebmasehenweite -300: 50 - 70 % Siebmaschenweite +50: unter 10 % Siebmaschenweite +30: 0 % N.B. Siebmaschenweite -300: Körner fallen durch;
Siebmaschenweite + 50: Körper fallen nicht durch;
andere Korngrößen sind Siebmaschenweiten zwischen -300 - 50.
030029/0876
V) Fülldichte: 0,20 - 0,25 g/cm3
VI) Adsorptionsvermögenj Entfärbungsvermögen für Methylblau .... 13 - 15 cm3 Adsorptionsmenge von 3_ ... 1000 - 1200 mg
VII) Aschegehalt: unter 0,8 % VIII) Wassergehalt: unter 8,0 %.
Von der Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha, Japan, hergestellter Acetylenruß ist am Markt erhältlich und weist folgende Eigenschaften auf:
I) Farbe: schwarz
II) Geruch: geruchlos
III) Geschmack: geschmacklos
IV) Kohlemenge: über 99 %
V) elektrischer Widerstand: unter 0,25Π-cm
(gemessen unter Verwendung eines Gewichtes von 50 kg/cm )
VI) Adsorptionsmenge an_Salzsäure: mehr als 14,0 ml/5g
VII) Spezifische Körperdichte: über 0,03 und weniger als
0,06
VIII) Wassergehalt: ' unter 0,4 % IX) Aschegehalt: unter 0,3 %.
Ein Polytetrafluoräthylen enthaltendes Dispersoid ist ebenfalls auf dem Markt. Es wird von der Daikin Kogyo Co., Ltd., Japan, hergestellt. Das Dispersoid ist eine wäßrige Dispersion, die feine Körner Polytetrafluoräthylen enthält. Man erhält es durch Konzentrieren eines durch eine Emulsionspolymerisation
030029/0876
hergestellten dispergierten Kolloids bis zu einer bestimmten Konzentration. Der Dispersionszustand wird durch einen nichtionischen Aktivator stabilisiert. Die Dispersion weist folgende Eigenschaften auf:
I) Gehaltsanteil der Harzkörner: 60 Gewichtsprozent II) mittlere Korngröße: 0,3 μΐΐι
III) spezifisches Gewicht: 1,5 (bei 25°C) IV) Viskositätskoeffizient: 25 cm-Poise (bei 25°C)
Polyvinylpyrrolidon (Warenzeichen) wird von der BASF Japan erzeugt und ist auf dem Markt erhältlich. Es handelt sich dabei um Poly-N-vinyl-2-pyrrolidon (PVP), genannt Luviskol K Resins. Es gibt zwei Arten, nämlich K-30 mit einem Molekulargewicht von 40 000 und K-90 mit einem Molekulargewicht von 700 000. Das erstgenannte wird beim vorliegenden Beispiel verwendet. Es weist folgende Eigenschaften auf:
I) Farbe: weiß
II) Erscheinungsform: Pulver
III) Harzanteil: mehr als 95 %
IV) Restmenge an Monomer: weniger als 0,8 %
V) Wassergehalt: weniger als 5 %
VI) Aschegehalt: weniger als 0,02 %.
Unter Verwendung der zuvor genannten Kohleelektrodenmaterialien und eines geeignet hergestellten leitenden Teils werden Polarisationselektroden hergestellt. Ein mit einem Elektrolyten imprägniertes Trennteil wird zwischen einem Paar Polarisations-
03002970176
elektroden angeordnet, um ein Kondensatorelement mit elektrischer Doppelschicht zu bilden. Das Kondensatorelement wird
zum Erhalt eines Kondensators in einem Gehäuse eingekapselt. Das Gehäuse ist zylindrisch und weist Abmaße von 12,5 mm 0 χ 35 mm auf. Anfangs weist der vollständige Kondensator eine Durchbruchsspannung von 1,6 V und eine Kapazität von 10 F auf. Nach der Messung der anfänglichen charakteristischen Werte wird dem Kondensator für einen Lebensdauertest, der 1000 Stunden dauert und bei 700C durchgeführt wird, eine Nennspannung zugeführt. Die Meßergebnisse sind in Tabelle IV dargestellt.
Tabelle IV
Anfangswerte Innen
wider
stand
(Λ) 		Leck
strom
(mA)		 Werte nach 1000 Stunden
bei 70°C		 Innen
wider
stand
(/I) 		Leck
strom
(mA)		 Aussehen
Herköttmlicher
Kondensator		 Kapazität
(F)		 0,53 0,45 Kapazität
(F)		 0,70 0,40 keine
Änderung
erfindungsge
mäßer Kon
densator		 10,3 0,30 0,30 9,2 0,40 0,25 keine
Änderung
10,5 9,9
Die Fig. 7(a) bis 7(c) zeigen charakteristische graphische Darstellungen zum Vergleich erfindungsgemäßer Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht (mit A bezeichnet) mit herkömmlichen derartigen Kondensatoren (mit B bezeichnet) bei einem 1000 Stunden dauernden bei 700C durchgeführten Lebensdauertest.
03002I/OIT8
Man kann aus Tabelle IV ersehen, daß der Kondensator mit elektrischer Doppelschicht, bei dem PVP als Binder verwendet wird, stark verbesserte Eigenschaften hinsichtlich des Innenwiderstandes und des Leckstroms im Vergleich zu herkömmlichen Kondensatoren, bei denen PVP nicht verwendet wird, zeigt. Zudem ist die Kapazitätsänderung nach dem Lebensdauertest ebenfalls stark verringert. Daher sind die Anfangseigenschaften und die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Kondensators mit elektrischer Doppelschicht stark verbessert.
Beispiel 2
Es wurden einige Meßergebnisse mit gedehnten oder gereckten Aluminiummetallplatten mit verschiedenen öffnungsabmessungen und Aluminiumzuleitungsdrähten zweier Arten erhalten. Die Meßergebnisse in Tabelle V sind Haftfestigkeit der Aluminiumzuleitungsdrähte am gereckten Aluminiummetallnetz einer Polarisationselektrode und die Haftungsfestigkeit eines Kohleelektrodenmaterials am gereckten Aluminiummetallnetz .
Tabelle V
Öffnungsabmes
sungen des gereck
ten Metallnetzes
(mm)		 SW (Schmalweite) 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25
Haftungsfestig
keit der Al-		 LW (Breitweite) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Zuleitungsdrähte
-		 harte Al-Zulei
tungsdrähte		 X X X X X
weiche Al-Zulei
tungsdrahte		 O , .O .O Δ j x
030029/0876
Tabelle V (Fortsetzung)
Haftungsfestig-I gerecktes Metall-
keit des Kohle-j netz aus har-
elektroden- I tem Al materials
O O Δ
gerecktes jyfetallnetz aus weichem Al
nicht verwendbar
: gut
Δ. : brauchbar
X: unbrauchbar
Die Haftungsfestigkeit wurde für den Hartaluminiumzuleitungsdraht und für den Weichaluminiumzuleitungsdraht gemessen. Das Ergebnis waren 0,4 kg für ersteren und 1,2 kg für letzteren, wenn die Öffnungsabmessungen SW = 0,75 mm und LW = 1,5 mm waren.
Beispiel 3
Es wurden mehrere Kondensatoren hergestellt unter Verwendung eines gereckten Aluminiummetallnetzes (SW = 0,75 mm, LW = 1,5 mm) mit unterschiedlichem Öffnungsanteil. Die Haftungsfestigkeit eines Kohleelektrodenmaterials am gereckten AIuminiummetallnetz wurde ebenfalls gemessen und ist in Tabelle VI gezeigt.
Tabelle VI
Öffnungsanteil (%) 15-25 25-35 ί 35-45 45-55 55-65 65-75
Dicke (mm) i 0,31 0,32 0,34 0,33 ' 0,31 0,31
Netzverarbeitung | 1 O O O O O A
Haftungsfestig
keit der Zulei
tungsdrähte		 O O O O O Δ
030029/0876 BAD
Tabelle VI (Fortsetzung)
; Haftungsfestigkeit des Kohleelektrcdenmaterials
: unzureichend
X : schlecht
Auch der Innenwiderstand wurde gemessen. Fig. 8 zeigt in graphischer Darstellung eine Beziehung zwischen dem Innenwiderstarid (in-Q ) und dem Öffnungsanteil (in %) der gereckten Metallplatte, die bei dem erfindungsgemäßen Kondensator elektrischer Doppelschicht für die Polarisationselektrode verwendet wird.
Beispiel 4
Es wurden unter Verwendung mehrerer Arten von Trennteilen mehrere Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht hergestellt. Tabelle VII ist eine Vergleichstabelle, die einige Eigenschaften der Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht, bei denen mehrere Trennteile verwendet wurden, zeigt. Tabelle VIII ist eine weitere Vergleichstabelle, die charakteristische Änderungen nach einem 1000 Stunden dauernden und bei 70 0C durchgeführten Lebensdauertest unter Anlegung einer Spannung von 1,6 V zeigt.
G30029/0&76
Tabelle VII
Trenntei!material Kapazität Innen
widerstand		 Leck-
strom		 Mrmewider-
stähd
1) Kraftpapier - XX XX O O
2) Manilapapier O O X X O
2} Vliesstoff aus
; Polyäthylen..		 O O O X
.4) Vliesstoff au's
Polypropylen		 O O O O
nx Polypropylen-Schicht O O OO O
g\ Vliesstoff aus
Polyester		 O O X O
7) Manilapapier und
Cellulose		 O O OO X
8) Vliesstoff aus Poly- -
äthylen und, .Cellulose		 O O OO O
9) Vliesstoff aus Poly
propylen und Cellulose		 O G OO O
0) Vliesstoff aus Poly
ester und Cellulose		 O O OO O
OO: sehr ?ut O ''
X : unzureichend X >O schlecht
030029/0876
BAD ORIGINAL
Tabelle VIII
Anfanaswerte
(F)
widerstand
Leckstrom
nach 1OGO-stündigem Lebensdauertest bei 700C und unter Anleqen einer Spannung von' 1 ,P V
Kapazitätsänderung-^)
Innenwiderstanr1
ta)
Leckstrcm (mA)
.) Vliesstoff aus _♦ Polypropylen . „
;) Polypropylen-Schicht
1) Vliesstoff aus. Polyäthylen und Cellulose
)) Vliesstoff -_a«s-. Polypropylen und Cellulose
I) Vliesstoff aus Polyester und Cellulose
10.1
10.2
10.1
10.0
10.3
0.30
0.32
0.31
0.33
0.32
0.40
0.25.
0.28
0.26
0.25
-15.1
-17.5
-12.3
-13.5
-10.8
0.45
0.50
0.43
0.44
0.42
0.40
0.26
0.27
0.25
0.25
Beispiel 5
Es wurden mehrere Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht hergestellt unter Verwendung verschiedener Arten von Elektrolyten, die y-Butyrolacton, Propylencarbonat und Tetraäthylammoniumperchlorat in einigen unterschiedlichen Mischungsverhältnissen aufwiesen.
030029/0876 BAD ORIGINAL
Tabelle IX
(die Teile sind Gewichtsteile)
~jf -Butyrolacton
(Teile).		 Propylen-
carbonat
(Teile):		 T.etraächyl·
ammonium"
perchlorat ·
(Teile)-v ·		 Fate der Kapazitäts-
snderana (%)		 7O0C, 1,00OH _
100 0 15 -25°C/20°C -22 ;
90 10 15 -13 -21 I
I 80 20 15 -13 -18
I
i 70 		30 15. -13 -10
- 60 40 15 -14 -10
50 50 15 -15 - 9
! 40 60 15 -18 - 9
I 30 70 15 i -20 - 9
I
20 		80 15 -22 - 9
10 90 15 -25 - 9
0 100 15 -25 - 9
70 •
30		 5 -25 -20
70 30 10 -23 -15
70 30 15 -20 -10
! 70 . 30 20 -14 -10
i 70 30 25 -15 -10
-18
030029/0876 BAD ORIGINAL
Beispiel 6
Es wurden verschiedene Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht unter Verwendung verschiedener Arten von Kautschukmaterialien als Dichtungsmittel hergestellt. Tabelle X ist eine Vergleichstabelle, welche die Kapazitäts- und Aussehensänderungen der Kondensatoren nach einem 1000-stündigen Lebensdauertest bei 700C und beim Anlegen einer Spannung von 1,6V zeigt. Aus Tabelle X sind als zu bevorzugende Kautschukmateralien entnehmbar: IIR (Isobutylen-Isopren-Kautschuk), EPT (Äthylen-Propylen-Terpolymer), Silikonkautschuk und elastische Materialien aus TPE (thermoplastische Elastomere).
Tabelle X
Kautschukmaterial Rate der Kapazitätsänderung (%) und
Aussehen nach 1000 Stunden bei 700C		 starke Quellung
NR (Naturkautschuk) -21 starke Quellung
IR (Isopren-Kautschuk) -19 starke Quellung
BR (Butadien-Kautschuk) r -19 starke Quellung
CR (Chloropren-Kautschuk) -18 starke Quellung
i
:SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) -17 starke Quellung
NBR (Nitril-Kautschuk) -18 keine Änderung
IIIR (Isobutylen-Isopren-Kautschuk) -10 keine Änderung
EPT (Äthylen-Propylen-Terpolymer) -11 keine Änderung
Si-Kautschuk (Silikon-Kautschuk) -16 keine Änderung
TPE (thermoplastisches Elastomer) -12
030029/0876
BAD ORIGINAL
Gemäß der vorausgehenden Beschreibung macht die vorliegende Erfindung neue Kondensatoren verfügbar, die hinsichtlich verschiedener Eigenschaften und hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit verbessert sind. Im folgenden werden kurz einige Anwendungsbeispiele für die Kondensatoren mit elektrischer Doppelschicht erläutert.
In Fig. 9(a) ist ein erfindungsgemäßer Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht parallel zu den Ausgangsanschlüssen einer Gleichrichter- und Regelschaltung 20 verbunden, die elektrische Energie von einer Energiequelle 19 an eine elektrische Vorrichtung, d.h., Last 21, liefert. Der Kondensator wird als elektrische Reserve-Energiequelle für die elektrische Vorrichtung 21 verwendet, beispielsweise bei einer Halbleiterspeichervorrichtung, wie RAM-Vorrichtungen (Speicher mit beliebigem Zugriff) im Fall eines Ausfalls der elektrischen Energie.
Fig. 9(b) zeigt eine Batterie 22 kleiner Kapazität, einen Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht und eine Last 23, die alle parallelgeschaltet sind. Für den Fall, daß die Energiequelle (Batterie 22) bezüglich ihrer Last in einen überlastzustand gelangt, wird der Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht als kompensierende Energiequelle verwendet. Wenn nämlich die Kapazität der Batterie 22 niedrig wird, ein gestrichelt gezeichneter Schalter 24 ist geschlossen und eine gestrichelt gezeichnete Last 23' ist an die Batterie 22 angeschlossen, dann kompensiert der Kondensator 10 mit elektri-
030029/0876
scher Doppelschicht in Parallelschaltung die vorübergehende Verringerung der Energiekapazität. Falls die Raumtemperatur niedriger wird, wird auch die Kapazität der Batterie 22 gering. Dann arbeitet der Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht ebenfalls als kompensierende Energiequelle.
Fig. 9(c) zeigt einen Teil einer Sicherheitsvorrichtung für ein Ausgehen des Systems (frame) in einem Gasgerät. Ein Sicherheitsgashahn 25 weist einen Druckknopf 25a zum Zünden auf und ist mit einem Thermoelement 26 und über einen Schalter 28 alternativ mit dem Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht oder mit einer Batterie 27 verbunden. Der Schalter ist mit dem Druckknopf 25a des Sicherheitsgashahns 25 gekuppelt. Wenn bei diesem Aufbau der Druckknopf 25a gedrückt wird, wird der Schalter 28 umgeschaltet, wie es mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist, und dadurch liefert der Kondensator 10 mit elektrischer Doppelschicht elektrische Energie an das Thermoelement 26, um dieses zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erwärmen. Daher wird bei diesem Anwendungsbeispiel das Thermoelement 26 heiß, ohne daß mit dem Drücken des Druckknopfes 25a fortgefahren wird. Nachdem die Temperatur des Thermoelementes 26 angestiegen ist und die Spannung über beiden Anschlüssen des Thermoelements 26 einen bestimmten Wert übersteigt, wird der Sicherheitshahn verriegelt, um einen Gasfluß zu bewirken.
030029/0876

Claims (1)

  1. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Kadoma City, Osaka Pref., JAPAN
    " Kondensator mit elektrischer Doppelschicht
    Beanspruchte Prioritäten:
    Januar 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54- 1607
    Januar 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54- 1608
    Januar 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54- 1609
    Januar 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54- 1610
    Februar 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54- 19216
    12. Oktober 1979, Japan, Anmelde-Nr. Sho 54-132335
    10, 10, 10. 10. 20.
    Patentansprüche
    1. Kondensator mit elektrischer Doppelschicht, enthaltend
    ein Paar Polarisationselektroden, die ein Kohleelektrodenmaterial aufweisen, wobei die Elektroden ein Paar leitender Teile einer gereckten Metallplatte mit.einer Anzahl gereckter Löcher aufweisen,
    und ein Trennteil, das mit einem Elektrolyten getränkt ist und zwischen den Polarisationselektroden angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Kohleelektrodenmaterial Polyvinylpyrrolidon als Binder aufweist.
    2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennteil eine zusammengesetzte poröse Platte aus Vliesstoff ist, ausgewählt aus Polyäthylen, Polypropylen und Polyester, und mit einer Cellulosedeckschicht hierauf.
    3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die · gereckte Metallplatte (51) eine AIuminiumplatte mit einem Öffnungsanteil von 40 bis 60 % ist und daß die gereckten. Locherabmessungen von 0,5 bis 1,0 mm in einer Schmalbreite und von 1,0 bis 2,0 mm in einer Breitweite aufweisen.
    4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein Gemisch
    aus Propylencarbonat, ^-Butyrolacton und Tetraäthylammonium-perchlorat ist.
    5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    gekennzeichnet durch innere Zuleitungsdrähte (7a) aus hochreinem Weichaluminium, die an den leitenden Teilen (6) mittels Stiften (71) befestigt sind.
    6. Kondensator nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein Gemisch
    ist, das 5 bis 30 Gewichtsprozent Propylencarbonat,
    030029/0878
    BAD ORIGINAL
    70 bis 90 Gewichtsprozent jf-Butyrolacton und 5 bis 20 Gewichtsprozent Tetraäthylammonium-perchlorat aufweist.
    7. Kondensator nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch äußere Zuleitungsdrähte (7b) aus einem lötbaren Material, die an die inneren Zuleitungsdrähte (7a) angespeist sind.
    8. Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (15) zum Einkapseln des Polarisationselektrodenpaares, des Paares leitender Teile und des Trennteils in gewickelter Form und mit dem Elektrolyten getränkt vorgesehen ist,
    daß ein elastisches Kautschukmaterial (14) und ein Dichtungsharz (16) zum dichten Verschließen einer öffnung des Gehäuses (15) vorgesehen sind,
    und daß die äußeren Zuleitungsdrähte (17b) durch das elastische Kautschukmaterial (14) und das Dichtungsharz (16) hindurchgehen.
    9. Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Kautschukmaterial (14) ausgewählt ist aus EPT (Äthylen-Propylen-Terpolymer) und HR (Isobutylen-Isopren-Kautschuk).
    10. Kondensator nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Kautschukmaterial (14) an seinem unteren Teil einen vorspringenden Teil (14a) aufweist, der mit Abstand von den gewickelten Polarisationselektroden und von der Innenwand des Gehäuses (15) angeordnet ist.
    030029/0876
    11. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) dünnere Teile (12) in der Nähe seiner Bodenränder aufweist.
    12. Kondensator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsharz (16) ausgewählt ist, aus einem Epoxyharz, einem Acrylsäureharz und einem Silikonharz.
    13. Kondensator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß geschweißte Teile der inneren Zuleitungsdrähte (17a) und der äußeren Zuleitungsdrähte (17b) in das Dichtungsharz (16) eingebettet sind.
    14. Kondensator nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsharz (16) die Öffnung des Gehäuses (15) abdichtet und daß das elastische Kautschukmaterial (14) zwischen den gewickelten Polarisationselektroden und dem Dichtungsharz angeordnet ist.
    15. Kondensator nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantelrohr (18) zum Umhüllen des Gehäuses (15) vorgesehen ist und daß das Dichtungsharz (16) einen Öffnungsteil des Mantelrohres abschließt.
DE3000777A 1979-01-10 1980-01-10 Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Doppelschicht-Kondensators Expired DE3000777C2 (de)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP160979A JPS5593218A (en) 1979-01-10 1979-01-10 Double layer capacitor
JP54001608A JPS6026285B2 (ja) 1979-01-10 1979-01-10 電気二重層キャパシタ
JP54001607A JPS5942448B2 (ja) 1979-01-10 1979-01-10 電気二重層キャパシタ
JP161079A JPS5593219A (en) 1979-01-10 1979-01-10 Double layer capacitor
JP54019216A JPS6011452B2 (ja) 1979-02-20 1979-02-20 電気二重層キャパシタ
JP13233579A JPS5655029A (en) 1979-10-12 1979-10-12 Electrolytic double layer capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3000777A1 true DE3000777A1 (de) 1980-07-17
DE3000777C2 DE3000777C2 (de) 1985-01-31

Family

ID=27547635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3000777A Expired DE3000777C2 (de) 1979-01-10 1980-01-10 Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Doppelschicht-Kondensators

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4327400A (de)
DE (1) DE3000777C2 (de)
FR (1) FR2446534A1 (de)
GB (1) GB2040570B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019123877A1 (de) * 2019-09-05 2021-03-11 CRRC New Material Technologies GmbH Elektrode mit nicht-planaren Strukturierungen für eine dielektrische Vorrichtung

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3215126A1 (de) * 1982-04-23 1983-10-27 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Speicherelement fuer elektrische energie
US4713731A (en) * 1982-05-03 1987-12-15 Standard Oil Company Double layer capacitor
CA1245311A (en) * 1984-02-10 1988-11-22 Takato Ito Organic semiconductor electrolyte capacitor and process for producing the same
WO1986000750A1 (en) * 1984-07-17 1986-01-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Polarizable electrode and production method thereof
DE3429794A1 (de) * 1984-08-13 1986-02-20 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von glaskohlenstoff
US4622611A (en) * 1985-04-02 1986-11-11 The Standard Oil Company Double layer capacitors
JPS61258408A (ja) * 1985-05-11 1986-11-15 株式会社村田製作所 電気二重層コンデンサの製造方法
FR2583916B1 (fr) * 1985-06-25 1990-01-12 Europ Composants Electron Cellule pour condensateur a double couche electrique et procede de fabrication d'une telle cellule
JPH07105316B2 (ja) * 1985-08-13 1995-11-13 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサ用分極性電極及びその製造方法
US4730239A (en) * 1986-10-29 1988-03-08 Stemcor Corporation Double layer capacitors with polymeric electrolyte
JPH0744127B2 (ja) * 1989-03-08 1995-05-15 株式会社村田製作所 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法
DE69128805T2 (de) * 1990-03-29 1998-05-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Elektrolytischer Doppelschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
US5079674A (en) * 1990-12-24 1992-01-07 Motorola, Inc. Supercapacitor electrode and method of fabrication thereof
RU2036523C1 (ru) * 1992-07-03 1995-05-27 Многопрофильное научно-техническое и производственно-коммерческое общество с ограниченной ответственностью "Эконд" Конденсатор с двойным электрическим слоем
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
US5849025A (en) * 1992-12-01 1998-12-15 Medtronic, Inc Electrochemical capacitor for implantable medical device
RU2099807C1 (ru) * 1993-02-16 1997-12-20 Акционерное общество "Элит" Конденсатор с двойным электрическим слоем
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
US5680292A (en) * 1994-12-12 1997-10-21 T/J Technologies, Inc. High surface area nitride, carbide and boride electrodes and methods of fabrication thereof
JP3191941B2 (ja) * 1995-04-27 2001-07-23 日本酸素株式会社 電気二重層キャパシタ用炭素材の製造方法並びに炭素電極および電気二重層キャパシタ
US5980977A (en) * 1996-12-09 1999-11-09 Pinnacle Research Institute, Inc. Method of producing high surface area metal oxynitrides as substrates in electrical energy storage
JPH10125560A (ja) * 1996-10-21 1998-05-15 Honda Motor Co Ltd 有機溶媒を電解液とするコンデンサ用セパレータおよびその製造方法
US6022436A (en) * 1997-03-07 2000-02-08 Koslow Technologies Corporation Electrode manufacturing process and flow-through capacitor produced therefrom
JPH10275747A (ja) * 1997-03-28 1998-10-13 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
EP0881650B1 (de) * 1997-05-16 2007-02-14 Asahi Glass Company Ltd. Elektrischer Doppelschichtkondensator und Kohlenstoffmaterial und Elektrode für denselben
US5993996A (en) * 1997-09-16 1999-11-30 Inorganic Specialists, Inc. Carbon supercapacitor electrode materials
US6479030B1 (en) 1997-09-16 2002-11-12 Inorganic Specialists, Inc. Carbon electrode material
EP0917166B1 (de) 1997-09-22 2007-08-01 Japan Gore-Tex, Inc. Elektrischer Doppelschichtkondensator und Herstellungsverfahren
US6195251B1 (en) * 1997-10-29 2001-02-27 Asahi Glass Company Ltd. Electrode assembly and electric double layer capacitor having the electrode assembly
US6104600A (en) * 1998-02-02 2000-08-15 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
DE19756603C1 (de) * 1997-12-18 1999-06-24 Siemens Ag Integrierte Schaltungsanordnung mit einem Kondensator und einem Zündelement sowie Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung
FR2773267B1 (fr) * 1997-12-30 2001-05-04 Alsthom Cge Alkatel Supercondensateur a electrolyte non aqueux et a electrode de charbon actif
US6208502B1 (en) 1998-07-06 2001-03-27 Aerovox, Inc. Non-symmetric capacitor
US6168694B1 (en) 1999-02-04 2001-01-02 Chemat Technology, Inc. Methods for and products of processing nanostructure nitride, carbonitride and oxycarbonitride electrode power materials by utilizing sol gel technology for supercapacitor applications
US20030062259A1 (en) * 1999-05-10 2003-04-03 Naofumi Mushiake Electrochemical device and process for manufacturing same
US6800222B1 (en) * 1999-08-10 2004-10-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Electrode for electric double-layer capacitor, and slurry for forming the same
US6352565B2 (en) * 1999-12-14 2002-03-05 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
US6627252B1 (en) 2000-05-12 2003-09-30 Maxwell Electronic Components, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6631074B2 (en) 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
JP3497448B2 (ja) * 2000-06-09 2004-02-16 Ｎｅｃトーキン株式会社 電気二重層コンデンサおよび電池
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
US6757154B2 (en) * 2001-12-13 2004-06-29 Advanced Energy Technology Inc. Double-layer capacitor components and method for preparing them
JP3561780B2 (ja) * 2002-01-29 2004-09-02 潤二 伊藤 分極性電極用電極合剤及びその製造方法並びに当該電極合剤を用いた分極性電極
US20070122698A1 (en) * 2004-04-02 2007-05-31 Maxwell Technologies, Inc. Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same
US7791860B2 (en) * 2003-07-09 2010-09-07 Maxwell Technologies, Inc. Particle based electrodes 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
US7352558B2 (en) 2003-07-09 2008-04-01 Maxwell Technologies, Inc. Dry particle based capacitor 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
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
JP4432906B2 (ja) * 2003-11-28 2010-03-17 日本ゼオン株式会社 電気二重層キャパシタ用バインダー
US7090946B2 (en) * 2004-02-19 2006-08-15 Maxwell Technologies, Inc. Composite electrode and method for fabricating same
US7440258B2 (en) * 2005-03-14 2008-10-21 Maxwell Technologies, Inc. Thermal interconnects for coupling energy storage devices
US8085525B2 (en) * 2005-11-14 2011-12-27 Panasonic Corporation Electric double layer capacitor including current collector having a plurality of apertures therein
JP4878881B2 (ja) * 2006-03-17 2012-02-15 日本ゴア株式会社 電気二重層キャパシタ用電極および電気二重層キャパシタ
KR101045749B1 (ko) * 2006-06-30 2011-06-30 오츠카 가가쿠 가부시키가이샤 전해액용 첨가제 및 전해액
EP2082408A4 (de) * 2006-10-17 2013-07-03 Maxwell Technologies Inc Elektrode für eine energiespeicheranordnung
US20100008020A1 (en) * 2008-07-09 2010-01-14 Adrian Schneuwly Electrode device
JP2011206749A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Daikin Industries Ltd 通電装置および通電方法
US20150322326A1 (en) * 2014-05-08 2015-11-12 Chevron U.S.A. Inc. Pulse power drilling fluid and methods of use
DE102014109986A1 (de) * 2014-07-16 2016-01-21 Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh Verfahren zur Herstellung stabiler Aktivkohleschichten als Elektrodenmaterial
KR20190003793A (ko) 2016-05-20 2019-01-09 에이브이엑스 코포레이션 울트라커패시터용 전극 구조
CN115579248A (zh) 2016-05-20 2023-01-06 京瓷Avx元器件公司 在高温下使用的超级电容器
CN115512980A (zh) 2016-05-20 2022-12-23 京瓷Avx元器件公司 超级电容器用的非水电解质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1921610A1 (de) * 1968-05-29 1970-01-08 Standard Oil Co Elektrolytischer Kondensator
DE2163569A1 (de) * 1970-12-28 1972-07-27 Standard Oil Co Ohio Elektrische Zelle mit sie nach außen verschließenden Trennelementen
DE2322187A1 (de) * 1972-05-08 1973-11-22 Standard Oil Co Ohio Graphit-anschlussteil und dessen verwendung in einem elektrischen kondensator
DE2322188A1 (de) * 1972-06-09 1974-01-03 Standard Oil Co Ohio Graphit-anschlussteil und dessen verwendung in einem elektrischen kondensator
DE2234618B2 (de) * 1971-07-21 1978-06-22 Sprague Electric Co., North Adams, Mass. (V.St.A.) Elektrolytkondensator und Verfahren zur Herstellung seiner Elektroden

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US711481A (en) * 1902-02-19 1902-10-21 Nathan T Daboll Storage-battery plate.
US1137373A (en) * 1913-05-29 1915-04-27 Condensite Company Of America Expanded graphite and composition thereof.
US1243654A (en) * 1917-01-20 1917-10-16 Walter G Clark Method of making covering material for aircraft.
US2085413A (en) * 1933-05-27 1937-06-29 Rca Corp Carbon coated container for electrolytic condensers
US2638523A (en) * 1952-05-24 1953-05-12 Kellogg M W Co Metal to plastic bonding
US2929004A (en) * 1953-09-28 1960-03-15 Samuel D Warren Electrolytic capacitor and separator therefor
US3332867A (en) * 1963-10-03 1967-07-25 Walter L Miller Conductive adhesive bonding of a galvanic anode to a hull
JPS5739042B2 (de) * 1974-03-26 1982-08-19

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1921610A1 (de) * 1968-05-29 1970-01-08 Standard Oil Co Elektrolytischer Kondensator
DE2163569A1 (de) * 1970-12-28 1972-07-27 Standard Oil Co Ohio Elektrische Zelle mit sie nach außen verschließenden Trennelementen
DE2234618B2 (de) * 1971-07-21 1978-06-22 Sprague Electric Co., North Adams, Mass. (V.St.A.) Elektrolytkondensator und Verfahren zur Herstellung seiner Elektroden
DE2322187A1 (de) * 1972-05-08 1973-11-22 Standard Oil Co Ohio Graphit-anschlussteil und dessen verwendung in einem elektrischen kondensator
DE2322188A1 (de) * 1972-06-09 1974-01-03 Standard Oil Co Ohio Graphit-anschlussteil und dessen verwendung in einem elektrischen kondensator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Römpps Chemie-Lexikon", 7. Aufl., 1976, Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, S. 2780 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019123877A1 (de) * 2019-09-05 2021-03-11 CRRC New Material Technologies GmbH Elektrode mit nicht-planaren Strukturierungen für eine dielektrische Vorrichtung
DE102019123877B4 (de) 2019-09-05 2022-06-09 CRRC New Material Technologies GmbH Dielektrische Vorrichtung mit einer Elektrode mit nicht-planaren Strukturierungen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2446534A1 (fr) 1980-08-08
GB2040570A (en) 1980-08-28
GB2040570B (en) 1983-05-11
US4327400A (en) 1982-04-27
DE3000777C2 (de) 1985-01-31
FR2446534B1 (de) 1983-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3000777A1 (de) Kondensator mit elektrischer doppelschicht
DE2454820C3 (de) Nickel-Zink-Akkumulator
DE1671453C3 (de) Diffusionselektrode
DE69311934T3 (de) Quecksilberfreie Zink-Luft-Miniatur-Zelle
DE69836554T2 (de) Festelektrolytkondensator und sein herstellungsverfahren
EP0297315B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus einer Cermet-Schicht und einer porösen Metallschicht auf einer oder beiden Seiten der Cermet-Schicht als Diaphragma mit Elektrode(n)
DE1921610B2 (de) Elektrolytkondensator
DE2164069A1 (de) Kondensatorartiges Element zum Speichern elektrischer Energie
DE69501695T2 (de) Wasseraktivierte Batterie
DE69834520T2 (de) Elektrischer Doppelschichtkondensator und Herstellungsverfahren
DE2413954A1 (de) Batterie-trennwand und batterie
DE2952662C2 (de) Doppelschicht-Kondensator
DE2524774C3 (de) Negative Kobalt-Elektrode für alkalische Akkumulatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2912830A1 (de) Batterie, depolarisator zur verwendung in dieser batterie und verfahren zur herstellung des depolarisators
DE2838537A1 (de) Verfahren zur herstellung von positiven elektroden fuer nichtwaessrige zellen
DE2119116A1 (de) Elektrolytkondensator und dessen Herstellungsverfahren
DE2421521C2 (de) Elektrochemisches Dünnschichtelement, Verfahren zur Herstellung des Elementes und einer Batterie aus diesen Elementen
DE2731393A1 (de) Elektrochemisches element mit einer ago elektrode, die sich bei einem ag tief 2 o spannungsniveau entlaedt
CH631292A5 (de) Dichtungsvorrichtung fuer eine elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung der dichtungsvorrichtung.
DE4007201A1 (de) Verfahren zur herstellung einer polarisierbaren elektrode fuer einen elektrischen doppelschicht-kondensator
DE2757499A1 (de) Positive aktive masse auf silberoxydpulverbasis fuer galvanische elemente sowie verfahren zu ihrer herstellung
DE2856403A1 (de) Silberoxid-primaerzelle
DE2322188A1 (de) Graphit-anschlussteil und dessen verwendung in einem elektrischen kondensator
DE1596161A1 (de) Brennstoffelement
DE2440246A1 (de) Silberoxydzelle

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: JUNG, E., DIPL.-CHEM. DR.PHIL. SCHIRDEWAHN, J., DI

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)