DE3801719A1 - Elektrischer doppelschicht-kondensator - Google Patents

Elektrischer doppelschicht-kondensator

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Doppel­ schicht-Kondensator gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1. Sie ist insbesondere auf einen elektrischen Dop­ pelschicht-Kondensator gerichtet, dessen Kollektoren aus leitfähigen Harzfilmen hergestellt sind.
Die offengelegten japanischen Patentanmeldungen 163617/ 1986, 163618/1986, 163619/1986 und 163620/1986 zeigen be­ reits, daß ein Element für einen konventionellen elektri­ schen Doppelschicht-Kondensator aus einer Dichtung und Kol­ lektoren besteht, wobei Dichtung und Kollektoren durch ein Thermoadhäsionsverfahren miteinander verschweißt sind. Je­ der der Kollektoren besteht aus einem leitfähigen Film, welcher durch Aufblasformgebung oder durch T-Düsen-Extru­ sionsformgebung von Polyethylen mit niedriger Dichte oder hochdichtem Polyethylen erhalten wird, und dessen Leitfä­ higkeit durch Zugabe eines Kohlenstoffmaterials, im wesent­ lichen durch Zugabe von Ruß (carbon black) erzeugt wird.
In einem aus Polyethylen mit niedriger Dichte hergestellten Kollektor bilden sich bei der Thermoadhäsion jedoch leicht Stiftlöcher bzw. Pinholes. Nach einer längeren Zeit tritt darüber hinaus eine elektrolytische Lösung allmählich in den Kollektor hinein, so daß ein Metallbereich korrodiert, der in Kontakt mit dem Kollektor steht. Dies kann eine Ver­ schlechterung der Eigenschaften oder eine Zerstörung des Kondensators zur Folge haben.
Bei einem aus hochdichtem Polyethylen hergestellten Kollek­ tor ist andererseits der Ersatzserienwiderstand sehr hoch. Der leitfähige Film aus hochdichtem Polyethylen ist sehr empfindlich und kann leicht zerbrechen, z. B. bei einer Dickenänderung infolge einer Druckeinwirkung beim Einbau des Elements in ein Gehäuse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektri­ schen Doppelschicht-Kondensator zu schaffen, dessen Kollek­ toren so weit verbessert sind, daß er gute thermoadhäsive Eigenschaften und eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit aufweist.
Ziel der Erfindung ist es ferner, eine durch Thermoadhäsion hervorgerufene Verschlechterung der Kollektoren zu verhin­ dern und Rißbildungen in den Kollektoren aufgrund von Span­ nungen zu vermeiden, die nach der Thermoadhäsion auftreten.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.
Ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach der Erfin­ dung mit einem oder mehreren elektrischen Doppelschicht- Kondensatorelementen zeichnet sich dadurch aus, daß jedes der elektrischen Doppelschicht-Kondensatorelemente folgende Einrichtungen enthält:
  • - einen Ladungsspeicherteil,
  • - zwei Kollektoren zum Halten des Ladungsspeicherteils, von denen jeder aus einer Polyethylen-Lage mit einer durch Kohlenstoff erzeugten Leitfähigkeit besteht und die Poly­ ethylen-Lage mehrere aus jeweils unterschiedlich dichtem Polyethylen hergestellte Schichten aufweist, und
  • - einer den Ladungsspeicherteil einschließenden Dichtung, die zwischen den Kollektoren liegt und mit diesen ther­ misch verbunden bzw. verschweißt ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die leitfähige Polyethylen-Lage wenigstens an einer ihrer äußeren Oberflä­ chen eine Polyethylenschicht mit niedriger Dichte auf. Die leitfähige Polyethylen-Lage besteht vorteilhaft aus einer Dreischichtstruktur mit einem Substrat aus hochdichtem Po­ lyethylen und mit an beiden Oberflächen des Substrats lie­ genden Schichten aus einem Polyethylenmaterial, das aus der Gruppe der Polyethylene mit niedriger Dichte, der Polyethy­ lene mit linear-niedriger Dichte, der Polyethylene mit mittlerer Dichte und einer Mischung daraus ausgewählt ist.
Jeder Kollektor weist ein als Substrat dienendes Kernele­ ment aus hochdichtem Polyethylen, das durch Ruß leitend ge­ macht worden ist, sowie Polyethylenschichten mit niedriger Dichte auf, die durch Ruß leitend gemacht worden und inte­ gral mit beiden Oberflächen des Kernelements verbunden sind.
Die Dichtung weist vorzugsweise an beiden Seiten integral mit ihr verbundene Polyethylenschichten mit niedriger Dich­ te auf, die mit den Kollektoren thermisch verbunden bzw. verklebt oder verschweißt sind.
Der Ladungsspeicherteil besitzt in seinem Zentrum zwei po­ larisierbare Elektroden und einen Separator zur Trennung der Elektroden voneinander. Vorzugsweise enthält der La­ dungsspeicherteil weiterhin eine elektrolytische Lösung, mit der die polarisierbaren Elektroden und der Separator imprägniert sind, wobei der Separator durch einen dünnen Film gebildet ist, der einen tellerartigen Umfangsrand auf­ weist. Die polarisierbaren Elektroden bestehen aus festen, kohlenstoffhaltigen Preßkörpern. Der tellerartige Umfangs­ randbereich des Separators ragt über eine der polarisierba­ ren Elektroden hinweg, so daß zwischen beiden Elektroden kein elektrischer Kurzschluß auftreten kann.
Der elektrische Doppelschicht-Kondensator nach der Erfin­ dung enthält weiterhin ein becherförmiges Gehäuse und eine Mehrzahl von elektrolytischen Doppelschicht-Kondensatorele­ menten, die übereinandergeschichtet im becherförmigen Ge­ häuse angeordnet sind. Die aufeinandergeschichteten Doppel­ schicht-Kondensatorelemente werden durch einen isolierenden Schrumpfschlauch an ihrem äußeren Umfangsbereich miteinan­ der verbunden und gegeneinander gepreßt.
Das becherförmige Gehäuse besteht aus einem Metallblech. Der Separator besteht vorzugsweise aus einem mikroporösen Polyolefin-Film oder aus einem Faservlies. Vorteilhaft kann die Dichtung aus einem vulkanisierten Ethylen-Propylen-Kau­ tschuk bestehen.
Beim elektrischen Doppelschicht-Kondensator nach der Erfin­ dung besteht jeder Kollektor aus einer Mehrfach-Schicht­ struktur aus Polyethylenmaterialien mit unterschiedlichen Dichtewerten. Die Kollektoren weisen somit eine Mehrzahl von Eigenschaften auf, die von den Dichtewerten des Poly­ ethylenmaterials abhängen. Wird daher ein Kollektor aus hochdichtem Polyethylen und aus Polyethylen mit niedriger Dichte hergestellt, so zeigt der elektrische Doppelschicht- Kondensator aufgrund des hochdichten Polyethylens eine hohe thermische Verformungstemperatur und eine hinreichende Sul­ fat-Widerstandsfestigkeit. Aufgrund der Eigenschaften des Polyethylens mit niedriger Dichte weist der Kondensator ausgezeichnete thermoadhäsive Eigenschaften und eine gute Flexibilität auf.
Der Kontaktwiderstand kann vermindert werden, wenn die Oberflächenschichten der leitfähigen Polyethylen-Lage aus Polyethylen mit niedriger Dichte hergestellt werden, so daß die Oberflächenschichten hochflexibel sind und sich besser an die Struktur der Unterlage anpassen können. Enthält die leitfähige Polyethylen-Lage eine Polyethylenschicht mit ho­ her Dichte, so läßt sich ferner die Diffusion von Schwefel­ säure in die Polyethylen-Lage in hohem Umfang reduzieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Element für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator nach der Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den gesamten elektrischen Doppelschicht-Kondensator,
Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Teil eines Kollektors,
Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung von verbundenen bzw. verklebten Teilen zwischen Kollektoren und einer Dichtung, und
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Kontaktteils zwischen einem Kollektor und einer Metallplatte.
Die Fig. 1 zeigt einen longitudinalen Querschnitt durch je­ weils ein Element für einen elektrischen Doppelschicht-Kon­ densator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, während die Fig. 2 einen longitudinalen Querschnitt durch den gesamten Doppelschicht-Kondensator zeigt.
Entsprechend der Fig. 2 sind sechs scheibenförmige Elemente 2 koaxial aufeinanderliegend bzw. aufeinandergeschichtet innerhalb eines schalenförmigen Gehäuses 3 angeordnet, so daß ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator 1 erhalten wird. Jedes Element 2 weist in seinem Zentralbereich ein Paar polarisierbarer Elektroden 4 auf, einen Separator 5 zur Trennung derselben voneinander, eine ringförmige Dich­ tung 6 sowie ein Paar von Kollektoren 7, die thermisch mit den oberen und unteren Teilen der Dichtung 6 verbunden bzw. verklebt sind, wie in Fig. 1 zu erkennen ist.
Die Dichtung 6 wird dadurch erhalten, daß Polyethylen­ schichten 6 b, die eine niedrige Dichte aufweisen, mit bei­ den Oberflächen eines Substrats 6 a verbunden werden, das aus einem vulkanisierten Ethylen-Propylen-Kautschuk be­ steht. Die polarisierbaren Elektroden 4 liegen innerhalb der Dichtung 6 und werden durch den Separator 5 voneinander getrennt. Der Separator 5 besteht aus einem mikroporösen Polyolefin-Film oder aus einem nichtgewebten Vliesstoff bzw. Faservlies und weist einen tellerförmig ausgebildeten Umfangsrandbereich auf, der in Fig. 1 nach unten abgebogen ist. Der tellerförmige Bereich dient zur Abdeckung einer der polarisierbaren Elektroden 4, um auf diese Weise einen Kurzschluß zwischen den polarisierbaren Elektroden 4 zu verhindern. Die polarisierbaren Elektroden 4 bestehen aus festen, kohlenstoffhaltigen Preßkörpern, die z. B. dadurch erhalten werden, daß als Binder wirkendes chlorsulfoniertes Polyethylen aktivem Kohlenstoffpulver hinzugegeben und das Ganze preßgeformt wird. Die polarisierbaren Elektroden 4 lassen sich aber auch durch Stanzen von Gewebe aus einer aktiven Kohlenstoffaser erzeugen. Der Separator 5 und die polarisierbaren Elektroden sind im allgemeinen imprägniert, und zwar mit einer elektrolytischen Lösung, die z. B. 50 Gew.-% wäßrige Schwefelsäure enthält.
Die Kollektoren 7, die dazu dienen, die polarisierbaren Elektroden 4 luftdicht abzudichten, sind aus Polyethylen­ filmen hergestellt, die aufgrund eines Kohlenstoffmaterial­ zusatzes leitfähig sind. Genauer gesagt besteht jeder der Kollektoren 7 aus einem leitfähigen Film mit einer Drei­ schichtstruktur. Diese Dreischichtstruktur besteht aus ei­ nem Kernelement 8, das als Substrat dient, aus Polyethylen besteht, eine hohe Dichte aufweist und aufgrund eines Zu­ satzes von Ruß bzw. carbon black leitend ist. Mit beiden gegenüberliegenden Seiten des Kernelements 8 ist jeweils eine Polyethylenschicht 9 fest verbunden, die eine niedrige Dichte aufweist, und die aufgrund eines Zusatzes von Ruß bzw. carbon black ebenfalls leitend ist. Das Kernelement 8 des Kollektors 7 weist somit eine hohe thermische Verfor­ mungstemperatur auf, einen hinreichenden Sulfatwiderstand und eine niedrige Diffusität. Die Polyethylenschichten 9, die die äußeren Oberflächen des Kollektors 7 bilden, besit­ zen dagegen ausgezeichnete thermoadhäsive Eigenschaften und eine hohe Flexibilität. Der Kollektor 7 weist daher gute thermoadhäsive Eigenschaften und eine ausgezeichnete Hitze­ beständigkeit auf, was die Thermoadhäsion erleichtert. Eine Verschlechterung der Thermoadhäsion tritt nur in sehr ge­ ringem Umfang auf, was auch für Rißbildungen aufgrund von mechanischen Spannungen zutrifft, die im Anschluß daran er­ zeugt werden. Es wird ferner ein niedriger Kontaktwider­ stand erhalten, da die Oberflächenschichten des Kollektors 7 aus flexiblem Material bestehen. Der Kollektor 7 weist darüber hinaus eine ausgezeichnete chemische Widerstandsfä­ higkeit auf, da er insgesamt nur aus Polyethylen und Koh­ lenstoff hergestellt ist. Die Diffusität in der Schicht ist niedrig, da das Kernelement 8 aus einer Polyethylenschicht besteht, die eine hohe Dichte und eine hohe Kristallinität besitzt.
Derartige Elemente 2 sind in der erforderlichen Anzahl (z. B. sechs) aufeinandergeschichtet, wie die Fig. 2 zeigt, und zwar in Abhängigkeit einer gewünschten Nennspannung. Mit Hilfe einer isolierenden Röhre 10, die sich thermisch zusammenzieht, werden die Umfangsrandbereiche der Elemente 2 gegeneinander gezogen und miteinander verbunden. Die auf­ einanderliegenden Elemente 2 werden somit im zusammenge­ drückten Zustand im becherförmigen Blechgehäuse 3 gespei­ chert. Metallplatten 11 und 12, die als Anschlüsse dienende und nach oben hervorstehende Vorsprünge aufweisen, sind miteinander über eine isolierende Platte 13 verbunden.
Im folgenden wird die Wirkungsweise dieses Ausführungsbei­ spiels näher beschrieben. Wie anhand der Fig. 4 zu erkennen ist, die eine vergrößerte Ansicht thermisch miteinander verbundener Teile zwischen der Dichtung 6 und den Kollekto­ ren 7 zeigt, ist jeder Kollektor 7 in einem Bereich A abge­ bogen, der zwischen seinem mit der Dichtung 6 verbundenen Bereich und seinem Zentralbereich liegt. Im allgemeinen kann ein abgebogener Bereich A des Kollektors 7 infolge der Thermoadhäsion mikroskopische Risse aufweisen, die sich bei einer Druckverformung verstärken und somit zu einem Bruch des Kollektors 7 führen können. Beim leitfähigen Film nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, der eine Dreischicht­ struktur aufweist, wird die hochdichte Polyethylenschicht, die das Kernelement 8 bildet, nicht beschädigt, da nur die eine geringe Dichte aufweisenden Polyethylenschichten 9, die allein die Oberflächen bilden, bei der Thermoadhäsion verschweißt werden. Die flexiblen Polyethylenschichten 9 mit niedriger Dichte dienen zum Abbau von mechanischen Spannungen bzw. Verwerfungen bei der Druckdeformation, so daß auf diese Weise Brüche vermieden werden. Zwischen den Kollektoren 7 und der Dichtung 6 wird eine gute thermische Verbindung erhalten, da die Kontaktbereiche der genannten Elemente durch niedrigdichtes Polyethylen gebildet sind. Nadellöcher bzw. Pinholes werden nicht erzeugt, da die hochdichte Polyethylenschicht sich zu diesem Zeitpunkt nicht in einem erweichten oder geschmolzenen Zustand befin­ det. Das hochdichte Polyethylen weist darüber hinaus einen hinreichenden Sulfatwiderstand auf, auch wenn dieses in Form eines dünnen Films vorliegt. Die Diffusion von Schwe­ felsäure, die sich innerhalb des Elements 2 als Elektrolyt­ lösung befindet, ist sehr klein, da die hochdichte Poly­ ethylenschicht als Sperrschicht dient, um zu verhindern, daß der Metallteil, der in Kontakt mit dem Element 2 steht, rostet oder sich verfärbt.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des elektrischen Dop­ pelschicht-Kondensators nach dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel im Vergleich mit dem Stand der Technik näher be­ schrieben.
Beispiel 1
Ein in Fig. 1 gezeigtes Element 2 wurde mit zwei Kollekto­ ren 7 hergestellt, die jeweils 80 µm dicke Filme aus Poly­ ethylen mit niedriger Dichte und/oder hochdichtem Polyethy­ len enthielten, deren spezifischer Widerstand durch Zugabe von Ruß bzw. carbon black auf 40 bis 60 Ω · cm eingestellt wurde. Sechs derartige Elemente wurden aufeinandergeschich­ tet angeordnet, um einen elektrischen Doppelschicht-Konden­ sator 1 mit 5,5 V Nennspannung und 0,1 F zu erhalten, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Ersatzserienwiderstand wurde zwi­ schen den Anschlußklemmen gemessen.
Beim konventionellen elektrischen Doppelschicht-Kondensa­ tor, der nur hochdichte Polyethylenfilme enthält, wurde für diesen Widerstand ein unnormal hoher Wert von 46 Ω gemes­ sen. Es wird angenommen, daß die Ursache darin liegt, daß die Oberflächen des kannenförmigen Gehäuses 3 und der Me­ tallplatte 11, die in Kontakt mit den Elementen 2 stehen, mikroskopisch feine Irregularitäten aufweisen, so daß die Kollektoren 7 nicht an derartige Oberflächen angepaßt sind, was zu einer Verringerung der Kontaktflächen und somit zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstands führt. Beim genannten Ausführungsbeispiel wurde dagegen ein Ersatzserienwider­ stand von 12 Ω gemessen. Die Ursache kann darin gesehen werden, daß die Oberflächenschichten der Kollektoren 7, die aus flexiblem Polyethylen mit niedriger Dichte bestehen, besser an die Oberflächen des kannenförmigen Blechgehäuses 3 und der Metallplatte 11 angepaßt sind (siehe Fig. 5).
Beispiel 2
Verschiedene Typen von leitfähigen Polyethylenfilmen, die in der Tabelle 1 zusammengestellt sind, wurden mit Hilfe von vier Mustermischungen gebildet, die durch Zugabe von Ruß bzw. carbon black zu hochdichtem, mitteldichtem, nie­ drigdichtem und linear-niedrigdichtem Polyethylenmaterial hergestellt wurden. In Tabelle 1 geben das Symbol HD hoch­ dichtes Polyethylen, das Symbol MD mitteldichtes Polyethy­ len, das Symbol LD Polyethylen mit niedriger Dichte und das Symbol L-LD linear-niedrigdichtes Polyethylen an. Die Aus­ drücke entsprechen der Reihenfolge der Schichtung von den äußeren Seitenflächen der Elemente. Alle Filme waren 80 ±4 µm dick und wiesen einen spezifischen Widerstand von 40 bis 60 Ω · cm auf (SRIS-2301). Jeweils zwei dieser Filme wurden als Kollektoren 7 verwendet, um ein Element 2 herzustellen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Sechs von diesen Elementen 2 wurden aufeinandergeschichtet und im kannenartigen Blechge­ häuse 3 entsprechend Fig. 2 angeordnet, um einen elektri­ schen Doppelschicht-Kondensator 1 mit einer Nennspannung von 5,5 V und einer Kapazität von 0,1 F zu erhalten.
Im Hinblick auf die so erhaltenen Produkte und die Herstel­ lungsverfahren zu ihrer Erzeugung zeigt die Tabelle 1 aus­ gewertete Ergebnisse bezüglich der folgenden vier Punkte:
  • (1) Thermoadhäsive Eigenschaft, ermittelt auf der Grund­ lage von Fehlverklebungen oder anhand der Häufigkeit sich bildender Stiftlöcher bzw. Pinholes.
  • (2) Chemische Widerstandsfähigkeit, ermittelt auf der Grundlage des Grads der Verschlechterung der Kollektorober­ flächen und des Grads der Verfärbung des becherartigen Ge­ häuses 3 und der Metallplatte 11, und zwar beobachtet nach einer Heizperiode bei einer Temperatur von 85°C über 1000 Stunden.
  • (3) Ersatzserienwiderstand zwischen den Anschlußklemmen jedes Produkts.
  • (4) Bruchfähigkeit, ermittelt anhand der Häufigkeit von Brüchen und Einschnürungen in den Kollektoren 7, beobachtet bei Zerlegung und nach einer Heizperiode für jedes Produkt bei einer Temperatur von 80°C über 1000 Stunden.
Tabelle 1
In Tabelle 1 wird der Grad des Auftretens von Fehlverkle­ bungen oder Pinholes bezüglich der unter (1) genannten thermoadhäsiven Eigenschaft durch das Symbol mit 0/100, durch das Symbol ○ mit 1 bis 5/100, durch das Symbol ∆ mit 6 bis 50/100 und durch das Symbol × mit wenigstens 51/100 angegeben. Bezüglich der unter (2) genannten chemischen Wi­ derstandsfähigkeit geben das Symbol "keine Verfärbung", das Symbol ○ "leichte Verfärbung (mit Glanzbildung)", das Symbol ∆ "Rostbildung (ohne Glanzbildung) und das Symbol × "extreme Rostbildung" an. Bezüglich des unter (3) genannten Ersatzserienwiderstands geben das Symbol mehr als 14 Ω, das Symbol ○ 15 bis 24 Ω, das Symbol ∆ 25 bis 50 Ω und das Symbol × wenigstens 51 Ω an. Der Grad des Auftretens von Brüchen entsprechend (4) wird durch das Symbol mit 0/100, durch das Symbol ○ mit 1/100, durch das Symbol ∆ mit 2 bis 50/100 und durch das Symbol × wenigstens mit 51/100 angege­ ben.
Der Kollektor nach der Erfindung muß nicht unbedingt eine Dreischichtstruktur aufweisen. Er kann z. B. auch aus einer Fünfschichtstruktur bestehen, also aus einer Polyethylen­ schicht mit niedriger Dichte, einer Polyethylenschicht mit mittlerer Dichte, einer hochdichten Polyethylenschicht, ei­ ner Polyethylenschicht mit mittlerer Dichte und einer Poly­ ethylenschicht mit niedriger Dichte. Ferner kann er eine Polyethylenschicht mit mittlerer Dichte, eine Polyethylen­ schicht mit niedriger Dichte, eine hochdichte Polyethylen­ schicht, eine Polyethylenschicht mit niedriger Dichte und eine Polyethylenschicht mit mittlerer Dichte der Reihe nach aufweisen oder eine Polyethylenschicht mit niedriger Dich­ te, eine hochdichte Polyethylenschicht, eine Polyethylen­ schicht mit mittlerer Dichte, eine hochdichte Polyethylen­ schicht und eine Polyethylenschicht mit niedriger Dichte, oder eine Multischichtstruktur eines anderen Typs.
Das thermoadhäsive Verfahren ist nicht auf das Heißversie­ geln beschränkt. Vielmehr kann auch ein Impulsversiege­ lungsverfahren oder ein Ultraschallverbindungs- bzw. -ver­ klebungsverfahren zum Einsatz kommen. Die Leitfähigkeit kann ferner durch Graphit hervorgerufen werden.
Entsprechend der Erfindung ist jeder Kollektor aus einer leitfähigen Polyethylen-Lage aufgebaut, die durch Kohlen­ stoffmaterial leitend gemacht worden ist, und die eine Mul­ tischichtstruktur aus Polyethylenmaterialien mit unter­ schiedlichen Dichtewerten aufweist. Jeder Kollektor besitzt daher eine Mehrzahl von unterschiedlichen Eigenschaften in Abhängigkeit der Dichtewerte. Der elektrische Doppel­ schicht-Kondensator nach der Erfindung zeigt somit gute thermoadhäsive Eigenschaften und eine ausgezeichnete Hitze­ beständigkeit. Verschlechterungen bezüglich der Thermoadhä­ sion und der Rißbildung durch mechanische Spannungen im An­ schluß daran konnten erheblich reduziert werden. Ferner ließen sich die Kontaktwiderstände senken, und zwar durch Wahl eines flexiblen Materials für die Oberflächenschichten der Kollektoren. Die Diffusion der elektrolytischen Lösung in die Kollektoren konnte unterbrochen werden, und zwar durch die Trennschicht. Der Kondensator weist darüber hin­ aus eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit auf, da die Kollektoren nur aus Polyethylen und Kohlenstoff (Carbon) bestehen.

Claims (12)

1. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator (1) mit einem oder mehreren elektrischen Doppelschicht-Kondensatorelemen­ ten (2), dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elektrischen Doppelschicht-Kondensatorelemente (2) folgende Einrichtun­ gen enthält:
  • - einen Ladungsspeicherteil (4, 4),
  • - zwei Kollektoren (7, 7) zum Halten des Ladungsspeicher­ teils (4, 4), von denen jeder aus einer Polyethylen-Lage mit einer durch Kohlenstoff erzeugten Leitfähigkeit be­ steht und die Polyethylen-Lage mehrere aus jeweils unter­ schiedlich dichtem Polyethylen hergestellte Schichten (8, 9) aufweist, und
  • - einer den Ladungsspeicherteil (4, 4) einschließenden Dichtung (6), die zwischen den Kollektoren (7, 7) liegt und mit diesen thermisch verbunden ist.
2. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Polyethylen- Lage wenigstens an einer ihrer äußeren Oberflächen eine Po­ lyethylenschicht (9) mit niedriger Dichte aufweist.
3. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Polyethylen- Lage aus einer Dreischichtstruktur mit einem Substrat (8) aus hochdichtem Polyethylen und mit an beiden Oberflächen des Substrats (8) liegenden Schichten (9, 9) aus einem Po­ lyethylenmaterial besteht, das aus der Gruppe der Polyethy­ lene mit niedriger Dichte, der Polyethylene mit linear-nie­ driger Dichte, der Polyethylene mit mittlerer Dichte und einer Mischung daraus ausgewählt ist.
4. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kollektor (7, 7) ein als Substrat dienendes Kernelement (8) aus hochdichtem Po­ lyethylen, das durch Ruß leitend gemacht worden ist, sowie Polyethylenschichten (9, 9) mit niedriger Dichte aufweist, die durch Ruß leitend gemacht worden und integral mit bei­ den Oberflächen des Kernelements (8) verbunden sind.
5. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) an beiden Seiten integral mit ihr verbundene Polyethylenschichten (6 b, 6 b) niedriger Dichte aufweist, die mit den Kollektoren (7, 7) thermisch verbunden bzw. verklebt sind.
6. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsspeicherteil in seinem Zentrum zwei polarisierbare Elektroden (4, 4) und einen Separator (5) zur Trennung der Elektroden (4, 4) von­ einander aufweist.
7. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Ladungsspeicherteil weiterhin eine elektrolytische Lösung enthält, mit der die polarisierbaren Elektroden (4, 4) und der Separator (5) imprägniert sind,
  • - der Separator (5) durch einen dünnen Film gebildet ist, der einen tellerartigen Umfangsrandbereich aufweist, und
  • - die polarisierbaren Elektroden (4, 4) aus festen, kohlen­ stoffhaltigen Preßkörpern gebildet sind.
8. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin ein becherför­ miges Gehäuse (3) und eine Mehrzahl von elektrolytischen Doppelschicht-Kondensatorelementen (2) enthält, die über­ einandergeschichtet im becherförmigen Gehäuse (3) angeord­ net sind.
9. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinandergeschichteten Doppelschicht-Kondensatorelemente (2) durch einen isolie­ renden Schrumpfschlauch (10) an ihrem äußeren Umfangsbe­ reich miteinander verbunden und gegeneinander gepreßt sind.
10. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das becherförmige Gehäuse (3) aus Metallblech besteht.
11. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator (5) aus einem mikroporösen Polyolefin-Film oder aus einem Faservlies be­ steht.
12. Elektrischer Doppelschicht-Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (6) aus einem vulkanisierten Ethylen-Propylen-Kau­ tschuk besteht.
DE3801719A 1987-01-21 1988-01-21 Elektrischer doppelschicht-kondensator Granted DE3801719A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62012972A JPS63179510A (ja) 1987-01-21 1987-01-21 電気二重層コンデンサ

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