JP2000277391A - 電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法 - Google Patents

電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法

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JP2000277391A
JP2000277391A JP8197999A JP8197999A JP2000277391A JP 2000277391 A JP2000277391 A JP 2000277391A JP 8197999 A JP8197999 A JP 8197999A JP 8197999 A JP8197999 A JP 8197999A JP 2000277391 A JP2000277391 A JP 2000277391A
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sheet
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Tomohiro Bougaki
智博 坊垣
Toshihiko Nakagawa
敏彦 中川
Hiroyuki Katsukawa
裕幸 勝川
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧延工程の際に、圧延ロールを加熱すること
なく常温でシート状成形体の圧延を実施でき、圧延ロー
ルを加熱するための装置を必要とせず、より簡易な設備
で実施可能な電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造
方法を提供する。 【解決手段】 炭素微粉末、フッ素樹脂及び成形助剤を
混練し、得られた混練物をシート状に成形した後、当該
シート状成形体中の成形助剤を除去し、次いで、当該シ
ート状成形体1を圧延ロール3a、3bにて、1回当た
りの圧下率を40%以下に設定して、所定の厚さまで繰
り返し圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電気二重層コン
デンサ用分極性電極の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 現在、電気二重層コンデンサは、各種
の分野において、その用途開発が活発に行われている。
特に、環境問題及び資源問題から自動車による化石燃料
の使用量の大幅な削減が求められており、かかる削減の
方策の一つとして、化石燃料と電気との併用により化石
燃料の使用量を低減できるいわゆるハイブリッドカーが
注目を浴びている。この分野においては、高出力密度型
の電気二重層コンデンサのより一層の高出力密度化が求
められている。一方、パソコンや各種電子機器のいわゆ
るバックアップ電源としての使用も増大している。この
分野においては、高エネルギー密度型の電気二重層コン
デンサが使用されているが、より一層の高エネルギー密
度化が求められている。
【0003】 このような要請に応じるべく、電気二重
層コンデンサの高性能化を目的とした分極性電極の性能
向上や製造コストの低減が進められており、例えば、特
公平7−44127号公報には、電気二重層コンデンサ
用分極性電極を製造する方法として、炭素微粉末、含フ
ッ素重合体樹脂および液状潤滑剤の混練物をシート状に
予備成形した後に、液状潤滑剤を全量あるいは所定量除
去し、次いで、予備成形体を、40〜350℃に加熱し
た圧延ロールで所定の厚さに成形するという方法が開示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
特公平7−44127号公報に開示された製造方法は、
その圧延工程において、圧延ロールを加熱した状態でシ
ート状成形体(予備成形体)の圧延を行うため、圧延ロ
ールを加熱するための装置が必要である上、その制御が
不可欠となる。このため設備コストが高く、製造条件管
理が必要で、結果として高コストになるという問題があ
った。
【0005】 本発明は、このような従来の事情に鑑み
てなされたものであり、圧延工程の際に、圧延ロールを
加熱することなく常温でシート状成形体の圧延を実施で
き、圧延ロールを加熱するための装置を必要とせず、よ
り簡易な設備で実施可能な電気二重層コンデンサ用分極
性電極の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、炭素
微粉末、フッ素樹脂及び成形助剤を混練し、得られた混
練物をシート状に成形した後、当該シート状成形体中の
成形助剤を除去し、次いで、当該シート状成形体を圧延
ロールにて、1回当たりの圧下率を40%以下に設定し
て、所定の厚さまで繰り返し圧延することを特徴とする
電気二重層コンデンサ用分極性電極の製造方法、が提供
される。
【0007】
【発明の実施の形態】 本発明の製造方法においては、
まず、炭素微粉末、フッ素樹脂及び成形助剤を混練する
ことによって、成形用の混練物を調製する。混練物に使
用する炭素微粉末としては、活性炭、カーボンブラック
等の微粉末を用いることができる。活性炭とカーボンブ
ラックの微粉末は、混合して用いるのが好ましい。活性
炭は分極性電極のエネルギー密度向上において重要な役
割を果たし、カーボンブラックは分極性電極に導電性を
付与し、内部抵抗の低減に寄与する。
【0008】 活性炭とカーボンブラックの配合割合
は、活性炭100重量部に対してカーボンブラック1〜
20重量部とすることが好ましい。活性炭100重量部
に対してカーボンブラックが1重量部未満だと、電気二
重層コンデンサの内部抵抗を低減する効果が小さく、ま
た、20重量部を超えると、活性炭の混合割合が減少す
るため、電気二重層コンデンサに蓄電できるエネルギー
密度が低下する。
【0009】 フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)等を用いることができる。前記
のような活性炭とカーボンブラックとからなる炭素微粉
末に、フッ素樹脂としてPTFEを加えて混練する場
合、PTFEの配合割合は、活性炭100重量部に対し
て1〜15重量部とすることが好ましい。活性炭100
重量部に対してPTFEが1重量部未満だと、バインダ
ーとしての効果が小さく、混練物をシート状に成形する
ことが困難となり、また、15重量部を超えると電気二
重層コンデンサの内部抵抗が大きくなる。
【0010】 一般に、PTFEには、パウダーのもの
とディスパージョンのものが存在するが、パウダーのも
のはPTFEの一次粒子を凝集させて二次粒子を形成さ
せており、ディスパージョンのものはPTFEの一次粒
子を水に分散させている。炭素微粉末と均一に混合する
際には、ディスパージョンのものの方が均一分散させや
すく望ましい。
【0011】 成形助剤としては、水、アルコール、エ
チレングリコール等を用いることができる。また、液状
の成形助剤の保液剤として、ポリエチレングリコール等
を適宜用いることができる。前記のような活性炭とカー
ボンブラックとからなる炭素微粉末に、成形助剤を加え
て混練する場合、成形助剤の配合割合は、活性炭とカー
ボンブラックからなる炭素微粉末100重量部に対して
50〜200重量部とすることが好ましい。
【0012】 これらの混練材料をニーダー等で混練
し、得られた混練物をシート状に成形する。成形は、ド
クターブレード法や押出し成形法にて行う。成形で得ら
れるシート状成形体は、できる限り高密度であることが
好ましく、その観点からすれば、押出し成形法の方がよ
り好ましい成形法だと言える。
【0013】 また、この成形では、得られるシート状
成形体の厚みを、最終的な電極の厚さの3〜20倍程度
とすることが好ましい。シート状成形体の厚みが、最終
的な電極の厚さの3倍未満だと、後述する圧延後のシー
トの延伸が不十分で、シートの強度が小さくなるため、
実用的でない。一方、シート状成形体の厚みが、最終的
な電極の厚さの20倍を超えると、シートの巻き出し部
及び巻き終わり部の未圧延部と圧延部との境界部におけ
る厚みの差が大きくなり、シートの巻き出し時及び巻き
取り時の張力により、前記境界部での破断が生じやすく
なるため、実用的ではない。
【0014】 成形後、シート状成形体から成形体中に
含まれる成形助剤を除去する。成形助剤の除去は、シー
ト状成形体を100〜250℃程度で加熱処理すること
により実施することができる。例えば、炭素微粉末10
0重量部に対し、成形助剤としてイソプロピルアルコー
ルを130重量部配合した混練物から得られたシート状
成形体では、200℃で5時間程度加熱処理することに
より除去することができる。
【0015】 次に、成形助剤除去後のシート状成形体
を、ロール圧延により目的とする最終的な電極の厚さま
で薄膜化する。シート状成形体のロール圧延は、図1に
示すように、一対の圧延ロール3a、3b間にシート状
成形体1を通過させることにより行われるが、本発明で
は、従来のように加熱した圧延ロールにより一度に所定
の厚さまで圧延するのではなく、ロール圧延1回当たり
の圧下率を40%以下、好ましくは30%以下に設定
し、所定の厚さになるまで一方向に繰り返し圧延する。
成形助剤を除去したシート状成形体は圧延前に冷却する
必要はなく、例えば連続式の加熱炉から直接連続的に圧
延することが可能である。
【0016】 ところで、このような圧延では、シート
状成形体はその長さ方向に延ばされて行くが、圧延の条
件によっては横方向に広がることもある。この横方向の
広がりは、圧延ロールの形状(例えば溝付き形状)やロ
ール径を適切に選択することによって少なくすることが
できる。また、圧延の回数は、初期のシート状成形体の
厚さと密度、目標となる分極性電極の厚さと密度、使用
する圧延ロールのロール径等によって決まる。
【0017】 本発明のような方法で圧延を行うと、圧
延ロールの温度が室温程度であっても、シート状成形体
に亀裂などの損傷を与えることなく、0.10〜0.1
5mm程度の厚さまで薄膜化することができる。したが
って、本発明の製造方法は、従来のように圧延ロールを
加熱するための装置を必要とせず、より簡易な設備で実
施することができる。なお、ロール圧延1回当たりの圧
下率が40%を超えるように設定した場合には、室温で
ロール圧延を行うと、シート状成形体が圧延による変形
に追従できなくなって、圧延されたシート状成形体の特
に端部付近において亀裂や割れが発生しやすくなり、良
好な電気二重層コンデンサ用分極性電極が得られにく
い。
【0018】 本発明の製造方法により製造された電気
二重層コンデンサ用分極性電極は、従来の加熱した圧延
ロールによる圧延工程を経て製造されたものと比べて、
その電気的特性が劣ることはなく、また強度的にも遜色
のないものである。
【0019】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0020】(実施例)炭素微粉末(活性炭粉末とカー
ボンブラック粉末との混合粉末)0.9kg、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)0.1kg、及びエチ
レングリコール1.5kgをニーダーにて10分間混練
した。得られた混練物をピストン式押出し成形機によ
り、幅40mm、厚さ3mmのシート状成形体に成形
し、これを250℃で加熱処理してエチレングリコール
を除去した。次に、このシート状成形体をロール温度2
5℃のロール圧延機にて、圧下率30%で8回圧延し、
0.5mmの厚さのシートを得た。このシートには、亀
裂や割れは認められなかった。
【0021】(比較例)炭素微粉末(活性炭粉末とカー
ボンブラック粉末との混合粉末)0.9kg、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)0.1kg、及びエチ
レングリコール1.5kgをニーダーにて10分間混練
した。得られた混練物をピストン式押出し成形機によ
り、幅40mm、厚さ3mmのシート状成形体に成形
し、これを250℃で加熱処理してエチレングリコール
を除去した。次に、このシート状成形体をロール温度2
5℃のロール圧延機にて、圧下率45%で3回圧延し、
0.5mmの厚さのシートを得た。このシートには、亀
裂が認められた。
【0022】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の製造方
法によれば、シート状成形体の圧延工程を、圧延ロール
を加熱することなく常温で行うことが可能である。した
がって、本発明による電気二重層コンデンサ用分極性電
極の製造は、圧延ロールを加熱するための装置やその制
御を必要とせず、より簡易な設備で実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 シート状成形体のロール圧延工程を示す説明
図である。
【符号の説明】
1…シート状成形体、3a,3b…圧延ロール。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭素微粉末、フッ素樹脂及び成形助剤を
    混練し、得られた混練物をシート状に成形した後、当該
    シート状成形体中の成形助剤を除去し、次いで、当該シ
    ート状成形体を圧延ロールにて、1回当たりの圧下率を
    40%以下に設定して、所定の厚さまで繰り返し圧延す
    ることを特徴とする電気二重層コンデンサ用分極性電極
    の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7154738B2 (en) 2002-11-29 2006-12-26 Honda Motor Co., Ltd. Polarizing electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor therewith
US7297300B2 (en) 2002-11-29 2007-11-20 Daido Metal Company Ltd. Method of making polarizable electrode for electric double layer capacitor
JP2008252023A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Nippon Oil Corp 電気二重層キャパシタ電極及びその製造方法
JP2013030694A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Nichias Corp 電気二重層キャパシタ用導電性シート

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030701