JP2000294455A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- JP2000294455A JP2000294455A JP10166299A JP10166299A JP2000294455A JP 2000294455 A JP2000294455 A JP 2000294455A JP 10166299 A JP10166299 A JP 10166299A JP 10166299 A JP10166299 A JP 10166299A JP 2000294455 A JP2000294455 A JP 2000294455A
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- Japan
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- layer capacitor
- container
- double layer
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- 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
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄型で表面実装可能な電気二重層キャパシタ
の提供。 【解決手段】 平面状に配置された正極分極活物質１０
６と負極分極活物質１０７間に電解質１０８を配置し、
それぞれの活物質の上面に正極集電体１０３と負極集電
体１０４を接続する。
の提供。 【解決手段】 平面状に配置された正極分極活物質１０
６と負極分極活物質１０７間に電解質１０８を配置し、
それぞれの活物質の上面に正極集電体１０３と負極集電
体１０４を接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装可能な電
気二重層原理を利用した電気二重層キャパシタに関する
ものである。
気二重層原理を利用した電気二重層キャパシタに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、従来、時計機
能のバックアップ電源や半導体のメモリのバックアップ
電源やマイクロコンピュータやＩＣメモリ等の電子装置
予備電源やソーラ時計の電池やモーター駆動用の電源な
どとして使用されており、近年は電気自動車の電源やエ
ネルギー変換・貯蔵システムの補助貯電ユニットなどと
しても検討されている。
能のバックアップ電源や半導体のメモリのバックアップ
電源やマイクロコンピュータやＩＣメモリ等の電子装置
予備電源やソーラ時計の電池やモーター駆動用の電源な
どとして使用されており、近年は電気自動車の電源やエ
ネルギー変換・貯蔵システムの補助貯電ユニットなどと
しても検討されている。
【０００３】バックアップ電源としては、今まで高容量
と半導体を駆動する電流が必要とされてきた。しかし、
近年半導体メモリは不揮発性メモリ技術の進歩によりバ
ックアップ電源を必要としないものが出てきている。ま
た、時計機能素子においても低消費電力化が進んでい
る。したがって、電気二重層キャパシタの容量、電流と
もそれほど大きなものの必要性が減ってきている。
と半導体を駆動する電流が必要とされてきた。しかし、
近年半導体メモリは不揮発性メモリ技術の進歩によりバ
ックアップ電源を必要としないものが出てきている。ま
た、時計機能素子においても低消費電力化が進んでい
る。したがって、電気二重層キャパシタの容量、電流と
もそれほど大きなものの必要性が減ってきている。
【０００４】電気二重層キャパシタは、図２に示すよう
にコインボタン型の電池とほぼ同等の構造を有してい
た。
にコインボタン型の電池とほぼ同等の構造を有してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電気二重層キャパシタ
は、半導体メモリは不揮発化、時計機能素子の低消費電
力化により、容量、電流ともそれほど大きなものの必要
性が減ってきている。むしろ、電気二重層キャパシタの
ニーズとしては、薄型やリフローハンダ付け（あらかじ
めプリント基板上のハンダ付を行なう部分にハンダクリ
ーム等を塗布しておきその部分に部品を載置するか、あ
るいは、部品を載置後ハンダ小球（ハンダバンプ）をハ
ンダ付部分に供給し、ハンダ付部分がハンダの融点以
上、例えば、２００〜２３０℃となるように設定された
高温雰囲気の炉内に部品を搭載したプリント基板を通過
させることにより、ハンダを溶融させてハンダ付を行な
う方法）に対する要求が強くなっている。
は、半導体メモリは不揮発化、時計機能素子の低消費電
力化により、容量、電流ともそれほど大きなものの必要
性が減ってきている。むしろ、電気二重層キャパシタの
ニーズとしては、薄型やリフローハンダ付け（あらかじ
めプリント基板上のハンダ付を行なう部分にハンダクリ
ーム等を塗布しておきその部分に部品を載置するか、あ
るいは、部品を載置後ハンダ小球（ハンダバンプ）をハ
ンダ付部分に供給し、ハンダ付部分がハンダの融点以
上、例えば、２００〜２３０℃となるように設定された
高温雰囲気の炉内に部品を搭載したプリント基板を通過
させることにより、ハンダを溶融させてハンダ付を行な
う方法）に対する要求が強くなっている。
【０００６】従来の電気二重層キャパシタは、図２に示
すようにケース内にセパレータを挟み正極、負極の分極
性活物質が積層された構造となっていた。そのため、薄
型の達成において限界があった。また、リフローハンダ
付けを行うには端子等をケースにあらかじめ溶接してお
く必要があり、部品点数の増加および製造工数の増加と
いう点でコストアップとなっていた。
すようにケース内にセパレータを挟み正極、負極の分極
性活物質が積層された構造となっていた。そのため、薄
型の達成において限界があった。また、リフローハンダ
付けを行うには端子等をケースにあらかじめ溶接してお
く必要があり、部品点数の増加および製造工数の増加と
いう点でコストアップとなっていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】正極負極として用いる分
極性活物質と電解質とからなる電気二重層キャパシタに
おいて、分極性活物質と電解質を収納する容器に、あら
かじめ容器内部と容器外部を電気的に接続する２個以上
の外部への接続端子を兼ねる集電体を設けた。その容器
内に正極負極となる２個の分極性活物質をそれぞれの集
電体に接触するように並べ電気二重層キャパシタを作製
した。
極性活物質と電解質とからなる電気二重層キャパシタに
おいて、分極性活物質と電解質を収納する容器に、あら
かじめ容器内部と容器外部を電気的に接続する２個以上
の外部への接続端子を兼ねる集電体を設けた。その容器
内に正極負極となる２個の分極性活物質をそれぞれの集
電体に接触するように並べ電気二重層キャパシタを作製
した。
【０００８】収納する容器は、耐熱樹脂、ガラス、セラ
ミックス、セラミックスガラスまたは金属等の耐熱性の
材料を使うことにより、リフローハンダ付けが可能とな
る。金属の容器を用いた場合は容器自体を外部への接続
端子を兼ねる集電体として用いることができるが、片方
の極として用いる分極性活物質に対し絶縁しておく必要
がある。
ミックス、セラミックスガラスまたは金属等の耐熱性の
材料を使うことにより、リフローハンダ付けが可能とな
る。金属の容器を用いた場合は容器自体を外部への接続
端子を兼ねる集電体として用いることができるが、片方
の極として用いる分極性活物質に対し絶縁しておく必要
がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の代表的な構造として図１
を用いて説明する。図１は本発明の電気二重層キャパシ
タの断面図である。凹状の容器１０１はポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）製である。封口板１０２もＰＰ
Ｓ製で、外部への接続端子を兼ねる正極集電体１０３と
外部への接続端子を兼ねる負極集電体１０４が形成され
ている。外部への接続端子を兼ねる集電体はＳＵＳ４４
４製での容器内部となる方には炭素系の導電ペースト１
０５を塗布した。容器外部となる方にはニッケルめっき
を施し、さらにその上にハンダめっきを施した。分極性
活物質は同一平面に並べて配置し、外部への接続端子を
兼ねる集電体に正極分極性活物質１０６と負極分極性活
物質１０７をそれぞれ接触させた。電解質１０８を加
え、ＰＰＳ製の封口板１０２で封口した。
を用いて説明する。図１は本発明の電気二重層キャパシ
タの断面図である。凹状の容器１０１はポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）製である。封口板１０２もＰＰ
Ｓ製で、外部への接続端子を兼ねる正極集電体１０３と
外部への接続端子を兼ねる負極集電体１０４が形成され
ている。外部への接続端子を兼ねる集電体はＳＵＳ４４
４製での容器内部となる方には炭素系の導電ペースト１
０５を塗布した。容器外部となる方にはニッケルめっき
を施し、さらにその上にハンダめっきを施した。分極性
活物質は同一平面に並べて配置し、外部への接続端子を
兼ねる集電体に正極分極性活物質１０６と負極分極性活
物質１０７をそれぞれ接触させた。電解質１０８を加
え、ＰＰＳ製の封口板１０２で封口した。
【００１０】従来の分極性活物質を積層する図２に示し
た電気二重層キャパシタに比べ、本発明の分極性活物質
を同一平面に並べて配置するものは内部抵抗が約二倍程
度高い。しかし、メモリーバックアップや時計機能のバ
ックアップにより流れる電流は数μＡであるため、問題
となる値ではない。封口板の形成方法は、穴の開いた封
口板１０２に外部への接続端子を兼ねる集電体を挿入し
接着剤等で接着する方法もあるが、インサート成形法等
により射出成形時に同時につくることも効果的である。
た電気二重層キャパシタに比べ、本発明の分極性活物質
を同一平面に並べて配置するものは内部抵抗が約二倍程
度高い。しかし、メモリーバックアップや時計機能のバ
ックアップにより流れる電流は数μＡであるため、問題
となる値ではない。封口板の形成方法は、穴の開いた封
口板１０２に外部への接続端子を兼ねる集電体を挿入し
接着剤等で接着する方法もあるが、インサート成形法等
により射出成形時に同時につくることも効果的である。
【００１１】凹状の容器と封口板の封口方法は、熱融
着、超音波溶接、接着等の技術を利用することができ、
特に限定するものではない。凹状の容器と封口板の材質
により最適のものを選べばよい。樹脂どうしまたは、樹
脂とセラミックスや金属の接着であれば熱融着、超音波
溶接が利用できる。セラミックスどうしやセラミックス
と金属の接着であれば、間に樹脂を挟み熱融着、超音波
溶接をしたり、接着剤を用いることができる。封口後、
熱硬化型の樹脂にディッピングすることも信頼性を上げ
ることの上で効果的である。
着、超音波溶接、接着等の技術を利用することができ、
特に限定するものではない。凹状の容器と封口板の材質
により最適のものを選べばよい。樹脂どうしまたは、樹
脂とセラミックスや金属の接着であれば熱融着、超音波
溶接が利用できる。セラミックスどうしやセラミックス
と金属の接着であれば、間に樹脂を挟み熱融着、超音波
溶接をしたり、接着剤を用いることができる。封口後、
熱硬化型の樹脂にディッピングすることも信頼性を上げ
ることの上で効果的である。
【００１２】収納容器に小孔をあらかじめ設けておき、
封口終了後電解液をいれる方法をとれば、封口方法はさ
まざまな方法を用いることができる。例えば、封口面
に、低融点ガラス、ハンダを用いる方法や電子ビーム溶
接、シーム溶接、抵抗溶接等の方法が利用できる。電解
液を入れた後の封止は、接着剤、樹脂の融着等がある。
更に、接続端子を兼ねる集電体は図１に示したような、
容器を貫通した構造である必要はなく、めっきや印刷等
の配線により、容器内部と容器外部を電気的に接続する
ものであればよい。材質としては、正極側に用いる方は
ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ２３９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ４
Ｌ、アルミニウム、金、白金などが用いられる。負極側
として用いられるものとしては、正極側に用いられる材
料の他にニッケル、銅、ＳＵＳ３０４、真鍮等がある。
封口終了後電解液をいれる方法をとれば、封口方法はさ
まざまな方法を用いることができる。例えば、封口面
に、低融点ガラス、ハンダを用いる方法や電子ビーム溶
接、シーム溶接、抵抗溶接等の方法が利用できる。電解
液を入れた後の封止は、接着剤、樹脂の融着等がある。
更に、接続端子を兼ねる集電体は図１に示したような、
容器を貫通した構造である必要はなく、めっきや印刷等
の配線により、容器内部と容器外部を電気的に接続する
ものであればよい。材質としては、正極側に用いる方は
ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ２３９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ４
Ｌ、アルミニウム、金、白金などが用いられる。負極側
として用いられるものとしては、正極側に用いられる材
料の他にニッケル、銅、ＳＵＳ３０４、真鍮等がある。
【００１３】接続端子を兼ねる集電体の外側の部分につ
いては、基盤とハンダ付けするためにニッケル、金、ハ
ンダの層を設けることがよい。層の形成方法としては、
めっき、蒸着などの気相法、印刷法等がある。電気二重
層キャパシタが小型化していった場合は接続端子を兼ね
る集電体の外側の部分にハンダバンプを形成することが
有効である。ハンダバンプの形成方法としては、めっ
き、蒸着などの気相法、印刷法、マイクロプレス法、ボ
ールボンディング法等がある。
いては、基盤とハンダ付けするためにニッケル、金、ハ
ンダの層を設けることがよい。層の形成方法としては、
めっき、蒸着などの気相法、印刷法等がある。電気二重
層キャパシタが小型化していった場合は接続端子を兼ね
る集電体の外側の部分にハンダバンプを形成することが
有効である。ハンダバンプの形成方法としては、めっ
き、蒸着などの気相法、印刷法、マイクロプレス法、ボ
ールボンディング法等がある。
【００１４】収納する容器を構成する凹状の容器１０
１、封口板１０２はＰＰＳ製のものについて説明した
が、樹脂、ガラス、セラミックス、セラミックスガラス
または金属等を用いることができる。耐熱性の材質を用
いることによりリフローハンダ付けを可能とすることが
できる。ただし、金属の容器を用いた場合は容器自体を
外部への接続端子を兼ねる集電体として用いることがで
きるが、片方の極として用いる分極性活物質に対し絶縁
しておく必要がある。絶縁方法としては分極性活物質と
容器の間に絶縁性の樹脂を挟んだり、絶縁性の塗料を塗
ることができる。
１、封口板１０２はＰＰＳ製のものについて説明した
が、樹脂、ガラス、セラミックス、セラミックスガラス
または金属等を用いることができる。耐熱性の材質を用
いることによりリフローハンダ付けを可能とすることが
できる。ただし、金属の容器を用いた場合は容器自体を
外部への接続端子を兼ねる集電体として用いることがで
きるが、片方の極として用いる分極性活物質に対し絶縁
しておく必要がある。絶縁方法としては分極性活物質と
容器の間に絶縁性の樹脂を挟んだり、絶縁性の塗料を塗
ることができる。
【００１５】図１の構成では、電解質１０８により分極
性活物質はつながっているため、特にセパレータを必要
としないが、振動に対する信頼性の向上や電解液の保液
性向上のために正極分極性活物質１０６と負極分極性活
物質１０７の間にセパレータを設置することも可能であ
る。用いられるセパレーターとしては、大きなイオン透
過度を持ち、所定の機械的強度を持ち絶縁性の膜が用い
られる。リフローハンダ付けにおいては、ガラス繊維が
最も安定して用いることができるが、熱変形温度が２３
０℃以上のポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン
テレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂を
用いることもできる。セパレーターの孔径、厚みは特に
限定されるものではなく、使用機器の電流値とキャパシ
タ内部抵抗に基ずき決定する設計的事項である。また、
セラミックスの多孔質体を用いることもできる。
性活物質はつながっているため、特にセパレータを必要
としないが、振動に対する信頼性の向上や電解液の保液
性向上のために正極分極性活物質１０６と負極分極性活
物質１０７の間にセパレータを設置することも可能であ
る。用いられるセパレーターとしては、大きなイオン透
過度を持ち、所定の機械的強度を持ち絶縁性の膜が用い
られる。リフローハンダ付けにおいては、ガラス繊維が
最も安定して用いることができるが、熱変形温度が２３
０℃以上のポリフェニレンサルファイド、ポリエチレン
テレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂を
用いることもできる。セパレーターの孔径、厚みは特に
限定されるものではなく、使用機器の電流値とキャパシ
タ内部抵抗に基ずき決定する設計的事項である。また、
セラミックスの多孔質体を用いることもできる。
【００１６】電気二重層キャパシタに使用する電極とし
ては、おが屑、椰子殻、ピッチなどを賦活処理して得ら
れる粉末状活性炭を、適当なバインダーと一緒にプレス
成形または圧延ロールして用いることができる。また、
フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系など
の繊維を、不融化及び炭化賦活処理して活性炭または活
性炭素繊維とし、これをフェルト状、繊維状、紙状また
は焼結体状にしても用いてもよい。また、ポリアニリン
（ＰＡＮ）やポリアセンなども利用できる。
ては、おが屑、椰子殻、ピッチなどを賦活処理して得ら
れる粉末状活性炭を、適当なバインダーと一緒にプレス
成形または圧延ロールして用いることができる。また、
フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系など
の繊維を、不融化及び炭化賦活処理して活性炭または活
性炭素繊維とし、これをフェルト状、繊維状、紙状また
は焼結体状にしても用いてもよい。また、ポリアニリン
（ＰＡＮ）やポリアセンなども利用できる。
【００１７】正極負極に用いられる活物質は同一のもの
である必要はなく、これらの活物質を組み合わせて用い
ることも可能である。電解質には、特に限定されること
なく従来の電気二重層キャパシタや非水二次電池に用い
られている非水溶媒が用いられる。上記非水溶媒には、
環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖
状エーテル類等が用いられ、具体的には、プロピレンカ
−ボネ−ト（ＰＣ）、エチレンカ−ボネ−ト（ＥＣ）、
ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボ
ネート（ＤＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、２
メチル‐γ‐ブチロラクトン、アセチル‐γ‐ブチロラ
クトン、γ‐バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）、１，２‐エトキシエタン、ジエチルエー
テル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリ
コールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコール
ジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチル
エチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチ
ルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、
エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネ
ート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアル
キルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフ
ラン（ＴＨＦ）、アルキルテトラヒドロフラン、ジアル
キルアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒ
ドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３
‐ジオキソラン、アルキル‐１，３‐ジオキソラン、
１，４‐ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、ジメチルスルフォキシド、１，３−ジオキソラン、
ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、
アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸
トリエステル、無水マレイン酸、スルホラン、３−メチ
ルスルホランなどの非水溶媒およびこれらの誘導体や混
合物などが好ましく用いられる。
である必要はなく、これらの活物質を組み合わせて用い
ることも可能である。電解質には、特に限定されること
なく従来の電気二重層キャパシタや非水二次電池に用い
られている非水溶媒が用いられる。上記非水溶媒には、
環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖
状エーテル類等が用いられ、具体的には、プロピレンカ
−ボネ−ト（ＰＣ）、エチレンカ−ボネ−ト（ＥＣ）、
ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボ
ネート（ＤＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、２
メチル‐γ‐ブチロラクトン、アセチル‐γ‐ブチロラ
クトン、γ‐バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）、１，２‐エトキシエタン、ジエチルエー
テル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリ
コールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコール
ジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチル
エチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチ
ルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、
エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネ
ート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアル
キルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフ
ラン（ＴＨＦ）、アルキルテトラヒドロフラン、ジアル
キルアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒ
ドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、１，３
‐ジオキソラン、アルキル‐１，３‐ジオキソラン、
１，４‐ジオキソラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、ジメチルスルフォキシド、１，３−ジオキソラン、
ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、
アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチ
ル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸
トリエステル、無水マレイン酸、スルホラン、３−メチ
ルスルホランなどの非水溶媒およびこれらの誘導体や混
合物などが好ましく用いられる。
【００１８】リフローハンダ付けように本発明の電気二
重層キャパシタを用いる場合は、電解液としては常圧で
の沸点が２００℃以上の非水溶媒が安定である。リフロ
ー温度は２５０℃程度に上がる場合があるが、その温度
で電池内部の圧力が上がっているせいか常圧での沸点が
２０４℃のγ−ブチロラクトン（γＢＬ）を用いた場合
でも電池の破裂はなかった。プロピレンカーボネート
（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロ
ラクトン（γＢＬ）選ばれる単独または複合物で用いる
ことが良好であった。
重層キャパシタを用いる場合は、電解液としては常圧で
の沸点が２００℃以上の非水溶媒が安定である。リフロ
ー温度は２５０℃程度に上がる場合があるが、その温度
で電池内部の圧力が上がっているせいか常圧での沸点が
２０４℃のγ−ブチロラクトン（γＢＬ）を用いた場合
でも電池の破裂はなかった。プロピレンカーボネート
（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロ
ラクトン（γＢＬ）選ばれる単独または複合物で用いる
ことが良好であった。
【００１９】これら非水溶媒中に存在する主な不純物と
しては、水分と、有機過酸化物（例えばグリコール類、
アルコール類、カルボン酸類）などが挙げられる。前記
各不純物は、電極の表面に絶縁性の被膜を形成し、電極
の界面抵抗を増大させるものと考えられる。したがっ
て、サイクル寿命や容量の低下に影響を与える恐れがあ
る。また高温（６０℃以上）貯蔵時の自己放電も増大す
る恐れがある。このようなことから、非水溶媒を含む電
解質においては前記不純物はできるだけ低減されること
が好ましい。具体的には、水分は５０ｐｐｍ以下、有機
過酸化物は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
しては、水分と、有機過酸化物（例えばグリコール類、
アルコール類、カルボン酸類）などが挙げられる。前記
各不純物は、電極の表面に絶縁性の被膜を形成し、電極
の界面抵抗を増大させるものと考えられる。したがっ
て、サイクル寿命や容量の低下に影響を与える恐れがあ
る。また高温（６０℃以上）貯蔵時の自己放電も増大す
る恐れがある。このようなことから、非水溶媒を含む電
解質においては前記不純物はできるだけ低減されること
が好ましい。具体的には、水分は５０ｐｐｍ以下、有機
過酸化物は１０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２０】支持塩としては（Ｃ２Ｈ５）４ＰＢＦ４、
（Ｃ３Ｈ７）４ＰＢＦ４、（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ
ＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＰ
Ｆ６、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＣＦ３ＳＯ４、（Ｃ２Ｈ５）４
ＮＰＦ６、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ
化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、ホウフッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6
）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 ）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド
リチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ］、チオシアン
塩、アルミニウムフッ化塩などのリチウム塩などの１種
以上の塩を用いることができる。
（Ｃ３Ｈ７）４ＰＢＦ４、（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５）３Ｎ
ＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＰ
Ｆ６、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＣＦ３ＳＯ４、（Ｃ２Ｈ５）４
ＮＰＦ６、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ
化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、ホウフッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6
）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 ）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド
リチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ］、チオシアン
塩、アルミニウムフッ化塩などのリチウム塩などの１種
以上の塩を用いることができる。
【００２１】また、ポリエチレンオキサイド誘導体か該
誘導体を含むポリマ−、ポリプロピレンオキサイド誘導
体か該誘導体を含むポリマ−、リン酸エステルポリマ−
等も上記支持塩と併用し用いることもできる。本発明の
電気二重層キャパシタの形状は基本的に自由である。従
来の図２に示したかしめ封口による電気二重層キャパシ
タの形状はほぼ円形に限定される。そのため、四角形状
がほとんどである他の電子部品と同一の基板上に並べよ
うとするとどうしてもデットスペースができ無駄であっ
た。本発明の電気二重層キャパシタは四角い設計も可能
で、端子等の出っ張りがないため効率的に基板上に配置
することができる。
誘導体を含むポリマ−、ポリプロピレンオキサイド誘導
体か該誘導体を含むポリマ−、リン酸エステルポリマ−
等も上記支持塩と併用し用いることもできる。本発明の
電気二重層キャパシタの形状は基本的に自由である。従
来の図２に示したかしめ封口による電気二重層キャパシ
タの形状はほぼ円形に限定される。そのため、四角形状
がほとんどである他の電子部品と同一の基板上に並べよ
うとするとどうしてもデットスペースができ無駄であっ
た。本発明の電気二重層キャパシタは四角い設計も可能
で、端子等の出っ張りがないため効率的に基板上に配置
することができる。
【００２２】
【実施例】図３は用いた凹状の容器３０１に、正極分極
性活物質３０６、負極分極性活物質３０７、電解質３０
８を加えたものを上部より見た図である。凹状の容器３
０１はＰＰＳ製で、サイズは６．８×６．８×１．５ｍ
ｍの大きさである。凹状のへこみは深さが０．７５ｍｍ
で、中央に電解質３０８により分極性活物質をつなぐた
めの溝のある隔壁３０９を設けた。正極分極性活物質３
０６、負極分極性活物質３０７のは次の様にして作製し
た。市販の活性炭（比表面積２２６０ｍ２／ｇ）に導電
剤としてカーボンブラックを、結着剤としてフッ素樹脂
を重量比８０：１２：８の割合で混合して正極合剤と
し、シート状に加圧成形し、厚みを０．７５ｍｍとし
た。このシートの体積密度は約０．４ｇ／ｃｍ３となっ
た。このシートを４．５×２ｍｍに切断して用いた。電
解質３０８は、ＰＣに支持塩として（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ
５）３ＮＢＦ４を１ｍｏｌ/Ｌ添加したものを１５μＬ
加え用いた。
性活物質３０６、負極分極性活物質３０７、電解質３０
８を加えたものを上部より見た図である。凹状の容器３
０１はＰＰＳ製で、サイズは６．８×６．８×１．５ｍ
ｍの大きさである。凹状のへこみは深さが０．７５ｍｍ
で、中央に電解質３０８により分極性活物質をつなぐた
めの溝のある隔壁３０９を設けた。正極分極性活物質３
０６、負極分極性活物質３０７のは次の様にして作製し
た。市販の活性炭（比表面積２２６０ｍ２／ｇ）に導電
剤としてカーボンブラックを、結着剤としてフッ素樹脂
を重量比８０：１２：８の割合で混合して正極合剤と
し、シート状に加圧成形し、厚みを０．７５ｍｍとし
た。このシートの体積密度は約０．４ｇ／ｃｍ３となっ
た。このシートを４．５×２ｍｍに切断して用いた。電
解質３０８は、ＰＣに支持塩として（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ
５）３ＮＢＦ４を１ｍｏｌ/Ｌ添加したものを１５μＬ
加え用いた。
【００２３】封口板３０２は、サイズ６．８×６．８×
０．５ｍｍで、アルミナ製のものに厚膜プロセスによ
り、金の接続端子を兼ねる正極集電体３０３と接続端子
を兼ねる負極集電体３０４を形成したものを用いた。図
４は図３における線分Ａ、Ｂの断面図である。封口は図
４の上下方向に圧力をかけながら超音波振動を加え溶接
する超音波溶接法により行った。出来上がった本発明の
電気二重層キャパシタは内部抵抗が１２０Ω（１ｋＨｚ
交流抵抗法）で０〜２．５Ｖまでの容量が０．１２ｍＡ
ｈであった。この電気二重層キャパシタを図４の上下を
逆さにし、金の接続端子を兼ねる正極集電体３０３と接
続端子を兼ねる負極集電体３０４を基板上のクリームハ
ンダに載せることによりリフローハンダ付けが可能であ
った。
０．５ｍｍで、アルミナ製のものに厚膜プロセスによ
り、金の接続端子を兼ねる正極集電体３０３と接続端子
を兼ねる負極集電体３０４を形成したものを用いた。図
４は図３における線分Ａ、Ｂの断面図である。封口は図
４の上下方向に圧力をかけながら超音波振動を加え溶接
する超音波溶接法により行った。出来上がった本発明の
電気二重層キャパシタは内部抵抗が１２０Ω（１ｋＨｚ
交流抵抗法）で０〜２．５Ｖまでの容量が０．１２ｍＡ
ｈであった。この電気二重層キャパシタを図４の上下を
逆さにし、金の接続端子を兼ねる正極集電体３０３と接
続端子を兼ねる負極集電体３０４を基板上のクリームハ
ンダに載せることによりリフローハンダ付けが可能であ
った。
【００２４】本実施例では、金の接続端子を兼ねる正極
集電体３０３と接続端子を兼ねる負極集電体３０４を厚
膜法により形成したが、めっき法および気相法である蒸
着法で形成した場合も同様の効果があった。
集電体３０３と接続端子を兼ねる負極集電体３０４を厚
膜法により形成したが、めっき法および気相法である蒸
着法で形成した場合も同様の効果があった。
【００２５】
【発明の効果】本発明の電気二重層キャパシタは、分極
性活物質を積層する従来のものに比べ薄型化が可能であ
る。また、耐熱性の部材により構成することによりリフ
ローハンダ付けに対応できる。ハンダ付けするための端
子等の出っ張りがないため実装面積も少なくすることが
できる。
性活物質を積層する従来のものに比べ薄型化が可能であ
る。また、耐熱性の部材により構成することによりリフ
ローハンダ付けに対応できる。ハンダ付けするための端
子等の出っ張りがないため実装面積も少なくすることが
できる。
【図１】本発明の電気二重層キャパシタの断面図。
【図２】従来の電気二重層キャパシタの断面図。
【図３】実施例１での電気二重層キャパシタの平面図。
【図４】実施例１での電気二重層キャパシタの断面図。
１０１ 凹状の容器 １０２ 封口板 １０３ 接続端子を兼ねる正極集電体 １０４ 接続端子を兼ねる負極集電体 １０５ 導電ペースト １０６ 正極分極性活物質 １０７ 負極分極性活物質 １０８ 電解質 ２０１ 正極分極性活物質 ２０２ 電極集電体 ２０３ 正極ケース ２０４ 負極分極性活物質 ２０５ 負極ケース ２０６ 電解質 ２０７ ガスケット ２０８ セパレータ ３０１ 凹状の容器 ３０２ 封口板 ３０３ 接続端子を兼ねる正極集電体 ３０４ 接続端子を兼ねる負極集電体 ３０６ 正極分極性活物質 ３０７ 負極分極性活物質 ３０８ 電解質 ３０９ 隔壁
フロントページの続き (72)発明者 原田 豊郎 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 菅野 佳実 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 小野寺 英晴 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 高杉 信一 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 玉地 恒昭 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 正極負極として用いる分極性活物質と電
解質とからなる電気二重層キャパシタにおいて、 前記分極性活物質と前記電解質を収納する容器に、前記
容器の内部と外部を電気的に接続する２個以上の外部へ
の接続端子を兼ねる集電体を有し、 前記集電体の少なくとも一つに接触し互いに離隔した２
個の分極性活物質を有することを特徴とする電気二重層
キャパシタ。 - 【請求項２】 前記容器が凹状ケースと前記凹状ケース
上の封口板からなり、少なくとも一方の分極性活物質に
対し絶縁性を有し、樹脂、ガラス、セラミックス、セラ
ミックスガラスまたは金属から選ばれることを特徴とす
る請求項１の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 前記樹脂が熱変形温度２３０℃以上であ
ることを特徴とする請求項２記載の電気二重層キャパシ
タ。 - 【請求項４】 前記樹脂がポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイ
ミドから選ばれることを特徴とする請求項３記載の電気
二重層キャパシタ。 - 【請求項５】 前記集電体の収納容器外側に露出してい
る部分の表面にニッケル、金またはハンダを有すること
を特徴とする請求項１記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項６】 前記集電体の収納容器外側に露出してい
る部分の表面にハンダバンプを有することを特徴とする
請求項１記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項７】 前記電極が活性炭、炭素材料またはポリ
アニリンから選ばれることを特徴とする請求項１記載の
電気二重層キャパシタ。 - 【請求項８】 前記電解質が非水溶媒とアンモニウム塩
からなることを特徴とする請求項１記載の電気二重層キ
ャパシタ。 - 【請求項９】 容器に複数の分極性活物質を電解質を介
して平面状に配置し、金属製の外部への接続端子を兼ね
る集電体をインサート成形工程を有する電気二重層キャ
パシタの製造方法。 - 【請求項１０】 分極性活物質と電解質を平面状に配置
し収納する容器が、樹脂、ガラス、セラミックスまたは
セラミックスガラスからなり、厚膜法、めっき法または
気相法で外部への接続端子を兼ねる集電体を成形する工
程を有する電気二重層キャパシタの製造方法。 - 【請求項１１】 分極性活物質と電解質を平面状に配置
し収納する容器が、凹状ケースと前記凹状ケースを封口
する封口板からなり、前記封口板の封口方法が、熱融着
工程を有することを特徴とする電気二重層キャパシタの
製造方法。 - 【請求項１２】 分極性活物質と電解質を平面状に配置
し収納する容器が、凹状ケースと前記凹状ケースを封口
する封口板からなり、前記封口板による封口方法が、超
音波溶接工程を有することを特徴とする電気二重層キャ
パシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10166299A JP2000294455A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10166299A JP2000294455A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294455A true JP2000294455A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14306595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10166299A Pending JP2000294455A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006092798A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Seiko Instruments Inc | 電気化学セルおよびその製造方法 |
| JP2012023220A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Seiko Instruments Inc | 電子部品、電子装置、及び電子部品の製造方法 |
| JP2012104804A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-31 | Seiko Instruments Inc | 電子部品、及び電子装置 |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP10166299A patent/JP2000294455A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006092798A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Seiko Instruments Inc | 電気化学セルおよびその製造方法 |
| JP2012023220A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Seiko Instruments Inc | 電子部品、電子装置、及び電子部品の製造方法 |
| JP2012104804A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-31 | Seiko Instruments Inc | 電子部品、及び電子装置 |
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| RD01 | Notification of change of attorney |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20061120 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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Effective date: 20070807 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |