JP2001068384A - Electric double layer capacitor, basic cell thereof, and manufacture thereof - Google Patents

Electric double layer capacitor, basic cell thereof, and manufacture thereof

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JP2001068384A JP24222599A JP24222599A JP2001068384A JP 2001068384 A JP2001068384 A JP 2001068384A JP 24222599 A JP24222599 A JP 24222599A JP 24222599 A JP24222599 A JP 24222599A JP 2001068384 A JP2001068384 A JP 2001068384A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electric double layer capacitor of a structure wherein a pressure is applied by an encapsulating case to a capacitor element made of a basic cell alone or laminated to hold its structure and which can improve its stability with time in electrical characteristics. SOLUTION: A structure of the basic cell includes a porous separator 4, two cylindrical gaskets 3 and 3 sandwiching the separator therebetween as laminated therewith, polarizable electrodes 2 and 2 containing an electrolytic solution placed in the interior of the respective cylindrical gaskets, and lid- shaped collectors 1 and 1 for closing opening of the electrodes 2 and 2 opposed to the separator 4. A height of the electrodes 2 and 2 from the separator is set to be lower than the height of each gasket 3. Since a pressure applied to between the collectors 1 and 1 acts on the gaskets, a sealing ability between the collector 1 and the gasket 3 and between the gaskets can be improved, thus making it difficult to occur a dry-up phenomenon of the electrolytic solution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ及びその基本セル並びに基本セルの製造方法に関
し、特に、分極性電極に含まれる電解質溶液のドライア
ップ現象の防止に有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor, a basic cell thereof, and a method of manufacturing the basic cell, and more particularly to a technique effective for preventing a dry-up phenomenon of an electrolyte solution contained in a polarizable electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気二重層コンデンサは、一般に基本セ
ルと呼ばれる電荷蓄積作用を示す基本の構造体を単独
で、或いは電気的に直列になるように積層して、コンデ
ンサ素子とする。図7に、基本セルの断面構造の一例を
示す。図7を参照して、この図に示す基本セルは、非電
子伝導性でイオン透過性の多孔性セパレータ4と、その
セパレータ4を挟んで対置された2つの分極性電極2
と、分極性電極2の周囲を取り囲む電気絶縁性で筒状の
2つのガスケット3,3と、筒状ガスケットのセパレー
タとは反対側の開口部を塞ぐ導電性の2つの集電体1,
1とで電荷蓄積作用を発現する。この基本セルを電気二
重層コンデンサとして実用に供するには、使用目的に応
じて耐圧を高めるためにいくつかの基本セルを電気的に
直列になるように積層することや、外部との電気的接続
のためのリード端子(外部リード端子)の取出し構造或
いは、素子と外部リード端子との機械的構造を保持し保
護するための外装構造などが必要であるが、電荷蓄積作
用という点からいえば、図7に示す構造が基本である。
2. Description of the Related Art An electric double-layer capacitor is a capacitor element formed by arranging a basic structure generally called a basic cell and exhibiting a charge accumulating action alone or electrically in series. FIG. 7 shows an example of a cross-sectional structure of the basic cell. With reference to FIG. 7, the basic cell shown in this figure comprises a non-electronically conductive and ion-permeable porous separator 4 and two polarizable electrodes 2 opposed to each other with the separator 4 interposed therebetween.
And two electrically insulating tubular gaskets 3 surrounding the polarizable electrode 2 and two conductive current collectors 1 closing the opening of the tubular gasket opposite to the separator.
1 expresses a charge storage effect. In order to use this basic cell as an electric double-layer capacitor for practical use, several basic cells must be stacked in series in order to increase the withstand voltage according to the purpose of use, or electrically connected to the outside. A lead-out structure (external lead terminal) or an exterior structure for holding and protecting the mechanical structure between the element and the external lead terminal is required, but from the viewpoint of the charge storage effect, The structure shown in FIG. 7 is fundamental.

【0003】図7に示す基本セルは、一例として、以下
に述べるような材料と製造工程とにより得られる。先
ず、電気絶縁性ゴムのシートをリング状に打ち抜いて、
上下開放の円筒形のガスケット3を得る。次に、ガスケ
ット3の一方の開口端に、導電性ゴムのシートを打ち抜
いて作った円板状の集電体1を配置して、ガスケット3
と集電体ゴム1とをゴムの粘着性を利用して貼り合わせ
る。この工程により、円筒形ガスケットの一方の開口が
集電体1で塞がれた有底の円筒ができる。尚、集電体1
は必ずしもゴム製ではなく、導電性のプラスチックフィ
ルムでもよい。また、ガスケット3は必ずしも円筒では
なく、角筒であってもよい。
The basic cell shown in FIG. 7 is obtained, for example, by the following materials and manufacturing steps. First, punch out a sheet of electrically insulating rubber in a ring shape,
A vertically open cylindrical gasket 3 is obtained. Next, at one open end of the gasket 3, a disk-shaped current collector 1 made by punching a sheet of conductive rubber is arranged.
And the current collector rubber 1 are bonded together using the adhesiveness of the rubber. By this step, a bottomed cylinder in which one opening of the cylindrical gasket is closed by the current collector 1 is formed. In addition, the current collector 1
Is not necessarily made of rubber, but may be a conductive plastic film. Further, the gasket 3 is not necessarily a cylinder, but may be a square tube.

【0004】上記の工程とは別に、粉末状の活性炭と例
えば希硫酸のような電解質溶液とを混練して、ペースト
状の分極性電極を予め準備しておく。そして、上記の導
電性の集電体1で底を塞がれたガスケット3の中に、上
述のペースト状の分極性電極2を、例えばスキージーな
どを用いてガスケットの高さまで充填する。このよう
な、分極性電極2を充填された有底筒型のガスケット
を、2つ作成する。尚、電解質溶液は必ずしも上述のよ
うな水溶液系のものではなく、例えばプロピレンカーボ
ネートやγ―ブチルラクトンなどの有機溶媒にテトラエ
チルアンモニウムのホウフッ化塩や六フッ化リン酸塩を
溶質としたもののような、非水溶液系のものであっても
よい。
Separately from the above steps, powdered activated carbon and an electrolyte solution such as dilute sulfuric acid are kneaded to prepare a paste-like polarizable electrode in advance. Then, the paste-like polarizable electrode 2 is filled into the gasket 3 whose bottom is closed with the conductive current collector 1 using a squeegee or the like to the height of the gasket. Two such bottomed cylindrical gaskets filled with the polarizable electrode 2 are prepared. Incidentally, the electrolyte solution is not necessarily an aqueous solution as described above, for example, an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyl lactone as a solute obtained by using a borofluoride or hexafluorophosphate of tetraethylammonium as a solute. And a non-aqueous solution type.

【0005】次いで、上記の分極性電極充填済みの2つ
のガスケットを、多孔性セパレータ4を挟んで開口面が
向き合うように対置する。多孔性セパレータ4は、非常
に微細な空孔をもつプラスチックなどのフィルムであ
り、非電子伝導性でイオン透過性を備えている。
[0005] Next, the two gaskets filled with the polarizable electrodes are opposed to each other so that the opening surfaces face each other with the porous separator 4 interposed therebetween. The porous separator 4 is a film made of plastic or the like having very fine pores, and has non-electron conductivity and ion permeability.

【0006】その後、向い合せに対置した2つのガスケ
ットの上下を、強化プラスチック製の平板或いはアルミ
ニウム板などからなる剛性の高い2枚の押圧板(図示せ
ず)で挟み、押圧板の間に力を加えて上下の集電体1,
1間に均一な圧力を加えながら、加熱する。この加圧、
加熱により、集電体1とガスケット3との間及び上下の
ガスケットどうしの間が加硫、接合されて、分極性電極
2がガスケット内に封止される。
Thereafter, the upper and lower sides of the two gaskets opposed to each other are sandwiched between two highly rigid pressing plates (not shown) made of a reinforced plastic flat plate or an aluminum plate, and a force is applied between the pressing plates. Current collectors 1,
Heat while applying a uniform pressure between the two. This pressurization,
By heating, the space between the current collector 1 and the gasket 3 and between the upper and lower gaskets are vulcanized and joined, and the polarizable electrode 2 is sealed in the gasket.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電気
二重層コンデンサの基本セルはその内部に、電解質溶液
を含む分極性電極2を封止した構造になっていて、分極
性電極を構成する活性炭と電解質溶液との固・液接触界
面に電気二重層を生成させている。従って、コンデンサ
が所定の電気的特性を示し、しかもその電気的特性が経
時的にも変化しないようにするには、電解質溶液が漏出
して活性炭と電解質溶液との比率が変化したり、或いは
蒸発し抜け出して濃度が変化することがないようにしな
ければならない。すなわち、集電体1とガスケット3と
の間及びガスケットとガスケットとの間の接合部分の封
止性が高くなくてはならない。
As described above, the basic cell of an electric double layer capacitor has a structure in which a polarizable electrode 2 containing an electrolyte solution is sealed therein, and constitutes a polarizable electrode. An electric double layer is formed at the solid / liquid contact interface between the activated carbon and the electrolyte solution. Therefore, in order for the capacitor to exhibit predetermined electrical characteristics and not to change over time, the electrolyte solution leaks and the ratio between the activated carbon and the electrolyte solution changes, or evaporation occurs. It must be ensured that it does not escape and change the density. That is, the sealing properties between the current collector 1 and the gasket 3 and the joint between the gasket and the gasket must be high.

【0008】上記各接合部分の封止性を高めるための一
つの技術が、この発明の譲受人と同一譲受人による特許
第2722021号(特開平4−302126号公報)
に開示されている。図8及び図9は、上記特許第272
2021号の図面図1及び図2を再掲して示す図である
(但し、各部の符合及び名称は、説明の都合上、省略し
又は変更して示す)。図8を参照して、この図に示す基
本セルは、その製造の途中で、セパレータ4を挟んで対
置させた分極性電極充填済みの2つのガスケットに集電
体側から圧力を加えるとき、ガスケット3,3の部分に
大きな圧力が加わるように、押圧板5と集電体1との間
に、ガスケットと同心となる枠状の加圧板6を挟んでい
る。このようにすると、ガスケット3,3の部分に十分
な圧力が加わるので、集電体1とガスケット3との間及
びガスケットどうしの間の接合が強くなり、封止性が向
上する。
[0008] One technique for improving the sealing property of each of the above joints is disclosed in Japanese Patent No. 2722021 (JP-A-4-302126) by the same assignee as the assignee of the present invention.
Is disclosed. FIG. 8 and FIG.
FIG. 2 is a diagram showing FIG. 1 and FIG. 2 of No. 2021 again (however, reference numerals and names of respective parts are omitted or changed for convenience of explanation). Referring to FIG. 8, the basic cell shown in FIG. 8 has a gasket 3 when pressure is applied from the current collector side to two gaskets filled with polarizable electrodes which are opposed to each other with a separator 4 interposed therebetween. , 3, a frame-shaped pressing plate 6 concentric with the gasket is sandwiched between the pressing plate 5 and the current collector 1 so that a large pressure is applied. In this case, since a sufficient pressure is applied to the gaskets 3 and 3, the bonding between the current collector 1 and the gasket 3 and between the gaskets is strengthened, and the sealing performance is improved.

【0009】上記特許第2722021号はまた、図9
に示すような、ガスケットの加硫、接合の際に、押圧板
5と集電体1との間に、ビッカース硬度60〜80度の
弾性を示すゴム板7を挟んで加圧する方法を、他の例と
して開示している。このようにしても、集電体1とガス
ケット3との間及びガスケットどうしの間の接合度を高
め、封止性を向上させることができる。
Japanese Patent No. 2722021 also discloses FIG.
And vulcanizing and joining a gasket, a method of pressing a rubber plate 7 having an elasticity of Vickers hardness of 60 to 80 degrees between a pressing plate 5 and a current collector 1 to apply pressure. Is disclosed as an example. Also in this case, the degree of bonding between the current collector 1 and the gasket 3 and between the gaskets can be increased, and the sealing performance can be improved.

【0010】しかしながら、上述の封止性を高めた基本
セルを用いた電気二重層コンデンサにおいても未だ、完
成後のコンデンサで電気的特性が経時的に変化すること
がわかった。その電気的特性の経時変化は、高温の環境
下に置かれたり、或いは実使用時に高い電圧を加えられ
た場合に特に顕著である。以下にその説明を行なう。
However, it has been found that even in the electric double-layer capacitor using the above-described basic cell having improved sealing properties, the electrical characteristics of the completed capacitor change with time. The change over time in the electrical characteristics is particularly remarkable when the device is placed in a high-temperature environment or when a high voltage is applied during actual use. The description is given below.

【0011】前述したように、実用の電気二重層コンデ
ンサは、図7に示す基本セルを単独で、或いはいくつか
を直列に積層してコンデンサ素子とし、その素子に対し
て、外部リード端子取出しのための構造や、外装構造が
必要になる。そのような実用の電気二重層コンデンサの
構造の一例を、図10に示す。図10を参照して、この
図に示す電気二重層コンデンサは、基本セル10を6個
直列に積層したものをコンデンサ素子とする積層型の電
気二重層コンデンサであって、素子11と、その上下に
設けられた2枚の圧接板12A,12Bとが、有底円筒
形の金属製外装ケース14の中に収納されている。素子
11の外装ケースの開口側には、リード端子が切り起こ
された端子板13Bが圧接板12Bに面で接触するよう
に設けられ、更に、同様にリード端子が切り起こされた
別の端子板13Aが重ねられている。2枚のリード端子
板13A,13Bどうしは、プラスチック製の絶縁ケー
ス15を挟んで互いに絶縁されている。外装ケース14
の開口部の縁は内側にかしめられて、リード端子板13
Aの平板部分に押し付けられている。結局、この図に示
す電気二重層コンデンサにおいては、素子11の上下両
端面に位置する2つの集電体(図示なし)のうち紙面上
側の集電体は、圧接板12Aから外装ケース14の底
面、側面、かしめ部分を介して、端子板13Aに接続
し、一方、紙面下側の集電体は圧接板12Bを介して、
端子板13Bに接続していることになる。
As described above, in a practical electric double layer capacitor, the basic cells shown in FIG. 7 are used alone or some of them are stacked in series to form a capacitor element. Structure and exterior structure are required. FIG. 10 shows an example of the structure of such a practical electric double layer capacitor. Referring to FIG. 10, the electric double-layer capacitor shown in FIG. 10 is a multilayer electric double-layer capacitor having six basic cells 10 stacked in series as a capacitor element. Are housed in a metal outer case 14 having a bottomed cylindrical shape. On the opening side of the exterior case of the element 11, a terminal plate 13B having a lead terminal cut and raised is provided so as to come into contact with the press contact plate 12B at a surface, and another terminal plate having a lead terminal similarly cut and raised. 13A is superimposed. The two lead terminal plates 13A and 13B are insulated from each other with an insulating case 15 made of plastic therebetween. Outer case 14
The edge of the opening of the lead terminal plate 13 is crimped inward.
A is pressed against the flat plate portion. After all, in the electric double layer capacitor shown in this figure, of the two current collectors (not shown) located on both upper and lower end surfaces of the element 11, the current collector on the upper side of the drawing is from the press contact plate 12 </ b> A to the bottom surface of the outer case 14. , The side surface and the caulking portion, and connected to the terminal plate 13A, while the current collector on the lower side of the paper surface is
This means that it is connected to the terminal plate 13B.

【0012】ここで、このコンデンサの製造の過程で外
装ケース14の開口部の縁をかしめるときは、圧接板1
2A、コンデンサ素子11、圧接板12B、端子板13
B、絶縁ケース15、端子板13Aをこの順に重ねたも
のを外装ケース内に挿入した後、図示しない治工具で端
子板13Aの平板部分に力を加え、外装ケース14の底
面と協働して素子11に圧力を加える。そしてその加圧
状態のままで、外装ケース14の開口端をかしめ、端子
板13Aに押し付ける。その結果、製造の過程で上述の
治工具によって素子11に加えられていた圧力は、完成
後も、外装ケースの底面とかしめ部分とで保持されるこ
とになる。このようにして素子に圧力をかけた状態にし
ておくことで、積層した素子11における基本セルと基
本セルの間の接触抵抗や、素子11と圧接板12A,1
2Bとの間或いは圧接板と端子板13A,13Bとの間
の接触抵抗を低くすることができる。尚、以上の説明
は、積層型の電気二重層コンデンサを例にして説明した
が、単独の基本セルでコンデンサ素子としたコンデンサ
であっても、同じことが言える。
Here, when caulking the edge of the opening of the outer case 14 in the process of manufacturing the capacitor, the pressing plate 1
2A, capacitor element 11, press contact plate 12B, terminal plate 13
B, the insulating case 15, and the terminal plate 13A which are stacked in this order are inserted into the outer case, and then a force is applied to the flat portion of the terminal plate 13A with a jig (not shown) to cooperate with the bottom surface of the outer case 14. Pressure is applied to the element 11. Then, in the pressurized state, the open end of the outer case 14 is swaged and pressed against the terminal plate 13A. As a result, the pressure applied to the element 11 by the above-mentioned jigs and tools during the manufacturing process is maintained by the bottom surface and the swaged portion of the outer case even after completion. By keeping the element under pressure in this way, the contact resistance between the basic cells in the stacked element 11 and the element 11 and the pressure contact plates 12A, 1
2B or the contact resistance between the press contact plate and the terminal plates 13A, 13B can be reduced. Although the above description has been made with reference to a laminated electric double layer capacitor as an example, the same can be said for a capacitor having a single basic cell as a capacitor element.

【0013】ところで、上述の特許第2722021号
に係る電気二重層コンデンサにおいては、基本セルの製
造過程で、図8或いは図9に示す方法を用いて、ガスケ
ットの部分に大きな圧力が加わるようにする。従って、
完成した基本セルでは、ガスケット3の集電体側の面が
内部の分極性電極2の面より低くなっているか、或い
は、せいぜい同じ高さになっている。そのため、図10
に示すように素子11を外装ケース14に収納してかし
め部分から圧力を加えても、各基本セルでは、ガスケッ
ト3には圧力がかかり難くなっている。その結果、実使
用時に高い電圧が加えられることに伴って生じる電解質
溶液の電気分解による水素ガスの発生や、高温の環境下
に置かれたときの電解質溶液の気化などで基本セル内の
圧力が高まると、集電体1とガスケット3との間(図7
参照)、或いはガスケットとガスケットとの間(同)の
接合度が低下して、それらの界面から気化ガスや水素ガ
スが抜け出して行き、はなはだしいときは電解質溶液そ
のものが漏れ出して行くなどの所謂ドライアップが起
り、コンデンサの電気的特性が系時的に変化してしまう
のである。
By the way, in the electric double layer capacitor according to the above-mentioned Japanese Patent No. 2722021, a large pressure is applied to the gasket portion by using the method shown in FIG. . Therefore,
In the completed basic cell, the surface of the gasket 3 on the side of the current collector is lower than the surface of the internal polarizable electrode 2, or at most the same height. Therefore, FIG.
As shown in (1), even when the element 11 is housed in the outer case 14 and pressure is applied from the caulked portion, pressure is less likely to be applied to the gasket 3 in each basic cell. As a result, the pressure in the basic cell increases due to the generation of hydrogen gas due to the electrolysis of the electrolyte solution that occurs when a high voltage is applied during actual use, and the vaporization of the electrolyte solution when placed in a high-temperature environment. As the height increases, the gap between the current collector 1 and the gasket 3 (FIG. 7)
Or the degree of bonding between the gaskets (same as above) is reduced, and vaporized gas or hydrogen gas escapes from the interface between them, and in extreme cases, the electrolyte solution itself leaks out. Up occurs, and the electrical characteristics of the capacitor change with time.

【0014】従って、本発明は、基本セルを単独で或い
は積層してなるコンデンサ素子に圧力を加え、保持せし
める構造の電気二重層コンデンサにおいて、電気的特性
の経時的な安定性を向上させることを目的とするもので
ある。
Accordingly, the present invention provides an electric double-layer capacitor having a structure in which pressure is applied to and holds a capacitor element having a basic cell alone or in a stacked structure, thereby improving the stability over time of electric characteristics. It is the purpose.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層コン
デンサの基本セルは、非電子伝導性でイオン透過性の多
孔性セパレータと、筒状で前記多孔性セパレータを挟ん
で積み重ねられた電気絶縁性の二つのガスケットと、各
々の筒状ガスケットの内部に収納された、電解質溶液を
含む分極性電極と、各々の筒状ガスケットの前記セパレ
ータとは反対側の開口を閉塞する蓋状の集電体とを含ん
でなる電気二重層コンデンサの基本セルにおいて、各々
の分極性電極の前記多孔性セパレータからの高さを各々
のガスケットの高さより低くしたことを特徴とする。
The basic cell of the electric double layer capacitor according to the present invention comprises a non-electronically conductive and ion-permeable porous separator, and a cylindrically-shaped electrically insulating laminate sandwiching the porous separator. Two gaskets, a polarizable electrode containing an electrolyte solution housed inside each cylindrical gasket, and a lid-shaped current collector for closing the opening of each cylindrical gasket on the side opposite to the separator. Wherein the height of each polarizable electrode from the porous separator is smaller than the height of each gasket.

【0016】上記の基本セルは、電気絶縁性で上下開放
の筒状ガスケットの一方の底部を導電性の集電体で閉塞
する第1の工程と、前記第1の工程終了後の集電体とガ
スケットとからなる有底の筒の内部に、粉末活性炭と電
解質溶液とを予め混練して得たペースト状の分極性電極
を充填する第2の工程と、前記第2の工程終了後の、内
部に分極性電極を充填された二つの有底筒状のガスケッ
トを、向い合せにした互いの開口端の間に非電子伝導性
でイオン透過性の多孔性セパレータを挟んで対置させ、
二つの集電体間に圧力を加えつつ加熱することで一体化
させる第3の工程とを備える電気二重層コンデンサの基
本セルの製造方法において、前記第2の工程では、前記
分極性電極を前記ガスケットの高さより低く充填するこ
とを特徴とする製造方法によって製造される。
The above-mentioned basic cell comprises a first step of closing one bottom of an electrically insulating, vertically open tubular gasket with a conductive current collector, and a current collector after completion of the first step. A second step of filling a paste-like polarizable electrode obtained by previously kneading powdered activated carbon and an electrolyte solution inside a bottomed cylinder made of a gasket and a gasket, and after the second step, Two bottomed cylindrical gaskets filled with polarizable electrodes inside are opposed to each other with a non-electroconductive and ion-permeable porous separator between the open ends facing each other,
And a third step of integrating by heating while applying pressure between the two current collectors, wherein in the second step, the polarizable electrode is It is manufactured by a manufacturing method characterized in that filling is performed below the height of the gasket.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1(a)は、本発明の
一実施の形態に係る基本セルの、でき上がり状態の断面
を示す図である。また、図1(b)は、基本セルの、製
造途中における断面を示す図である。図1(a)を参照
して、本実施の形態に係る基本セルは、図7〜9に示す
従来の基本セルと比べた場合、ガスケット3の高さの方
が分極性電極2の高さより高くなっている点が異なって
いる。なお、各部品(セパレータ4、分極性電極2、ガ
スケット3、集電体1)の材料及び製造方法は、従来と
同じである。また、上記各部品を用いて基本セルを製造
するときの方法も、後に述べる点を除いて、同じであ
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a diagram illustrating a cross section of a completed state of a basic cell according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a diagram showing a cross section of the basic cell during its manufacture. Referring to FIG. 1A, in the basic cell according to the present embodiment, the height of gasket 3 is greater than the height of polarizable electrode 2 when compared with the conventional basic cells shown in FIGS. The difference is that it is higher. The materials and manufacturing methods of each component (separator 4, polarizable electrode 2, gasket 3, current collector 1) are the same as those in the related art. Also, the method of manufacturing a basic cell using each of the above components is the same except for the points described later.

【0018】基本セルを図1(a)に示すような構造に
すると、この基本セルをコンデンサ素子として外装ケー
ス14にケーシングした場合(図10参照)、ケースの
底面と開口側のかしめ部とで素子11に加えられる圧力
は、ガスケット3の部分に加わる。従って、ケーシング
後に高温環境下に置かれたり、或いは電気二重層コンデ
ンサとしての実使用時に高い電圧を印加されたりして基
本セル内の圧力が高まった場合でも、集電体1とガスケ
ット3との間或いはガスケットとガスケットとの間の接
合度は低下することがなく、封止性が低下することはな
い。すなわち、電気二重層コンデンサとしての電気的特
性の経時的な安定性が、従来の電気二重層コンデンサに
おけるより向上する。
When the basic cell has a structure as shown in FIG. 1A, when the basic cell is casing as a capacitor element in the outer case 14 (see FIG. 10), the bottom surface of the case and the caulked portion on the opening side are formed. The pressure applied to the element 11 is applied to the gasket 3. Therefore, even if the pressure inside the basic cell increases due to being placed in a high-temperature environment after the casing or being applied with a high voltage during actual use as an electric double-layer capacitor, the current collector 1 and the gasket 3 are not connected to each other. The degree of bonding between the gaskets or between the gaskets does not decrease, and the sealing performance does not decrease. That is, the stability over time of the electrical characteristics of the electric double layer capacitor is improved as compared with the conventional electric double layer capacitor.

【0019】本発明者らは、上記の作用効果を確かめる
ため、以下に述べる方法で電気二重層コンデンサを作成
し、電気的特性の経時変化の大きさを調査した。図1
(b)を参照して、先ず、厚さ0.1mmの絶縁性のブ
チルゴムシートを円筒形に打ち抜いてガスケット3を得
る。ガスケットの内径は30mmφ、外径は40mmφ
である。一方、同じブチルゴムにカーボンを分散させて
導電性を付与した導電性のブチルゴムシートを直径40
mmφに打ち抜いて、円板状の集電体1を作成する。集
電体の厚さは、0.1mmである。その後、集電体1と
ガスケット3とを同心になるように配置し、ゴムの粘着
性を利用して貼り合せる。これにより、一方の開口が集
電体1で塞がれた有底筒状のガスケットが得られる。
The present inventors have prepared an electric double layer capacitor by the method described below and investigated the magnitude of the change over time in the electric characteristics in order to confirm the above-mentioned effects. FIG.
Referring to (b), first, a gasket 3 is obtained by punching out an insulating butyl rubber sheet having a thickness of 0.1 mm into a cylindrical shape. Gasket inner diameter is 30mmφ, outer diameter is 40mmφ
It is. On the other hand, a conductive butyl rubber sheet obtained by dispersing carbon in the same butyl rubber and imparting conductivity thereto has a diameter of 40.
The disk-shaped current collector 1 is formed by punching into a diameter of mmφ. The thickness of the current collector is 0.1 mm. Thereafter, the current collector 1 and the gasket 3 are arranged so as to be concentric, and are bonded by utilizing the adhesiveness of rubber. Thereby, a bottomed cylindrical gasket in which one opening is closed by the current collector 1 is obtained.

【0020】次に、予め希硫酸と粉末状の活性炭とを混
練して得ておいたペースト状の活性炭電極を、上記の集
電体1とガスケット3とからなる有底の筒の中に充填す
る。このとき、図1(b)に示すように、ガスケット内
の活性炭電極2の高さが、ガスケット2の高さより低く
なるようにする。この点が、従来の基本セルの製造方法
と異なる点である。本実施の形態では、上記の活性炭電
極の高さ対ガスケットの高さの比を変えた何種類かの基
本セル(後述する)を作成した。
Next, a paste-like activated carbon electrode previously obtained by kneading dilute sulfuric acid and powdered activated carbon is filled in a bottomed cylinder composed of the current collector 1 and the gasket 3 described above. I do. At this time, as shown in FIG. 1B, the height of the activated carbon electrode 2 in the gasket is set lower than the height of the gasket 2. This is a difference from the conventional method for manufacturing a basic cell. In the present embodiment, several types of basic cells (described later) in which the ratio of the height of the activated carbon electrode to the height of the gasket was changed were prepared.

【0021】次いで、上記の活性炭電極充填済みのガス
ケットを2つ準備し、多孔性セパレータ4を挟んで同心
状に向い合せて対置させ、ゴムの粘着性で貼り合せる。
セパレータ4は、厚さ0.05mmのポリプロピレンシ
ートから得た、直径33mmφの円板状のものである。
Next, two gaskets filled with the above-mentioned activated carbon electrode are prepared, concentrically opposed to each other with the porous separator 4 interposed therebetween, and bonded with rubber adhesiveness.
The separator 4 is a disk having a diameter of 33 mmφ and obtained from a 0.05 mm thick polypropylene sheet.

【0022】その後、セパレータを挟んで貼り合せた上
下2つのガスケット3,3を、弾性のあるゴム板7とそ
の上の強化プラスチック製押圧板5で上下から挟み、押
圧板5,5の間に7kg/cm2 の圧力を加える。この
ようにすると、ゴム板7の弾性でペースト状の分極性電
極2がセパレータ4側に沈み込み、図1(a)に示すよ
うに、分極性電極2のセパレータからの高さのほうがガ
スケット3の高さより低くなる。その後、上記の状態で
圧力をかけたまま、温度125℃、5時間の加熱を行な
うことにより、集電体1とガスケットとの間及びガスケ
ットとガスケットとの間を加硫、接合して、図1(a)
に示す基本セルを得た。ゴム板7としては、ビッカース
硬度で60〜80度の範囲のものが適当であった。ゴム
材には、ブチルゴム、シリコンゴム或いは弗素ゴムなど
を用いることができる。
Thereafter, the upper and lower gaskets 3 and 3 bonded together with a separator interposed therebetween are sandwiched from above and below by an elastic rubber plate 7 and a reinforced plastic pressing plate 5 thereon. A pressure of 7 kg / cm 2 is applied. In this manner, the paste-like polarizable electrode 2 sinks into the separator 4 due to the elasticity of the rubber plate 7, and the height of the polarizable electrode 2 from the separator is higher than that of the gasket 3 as shown in FIG. Lower than the height of After that, by heating at a temperature of 125 ° C. for 5 hours while applying pressure in the above state, vulcanization and joining are performed between the current collector 1 and the gasket and between the gasket and the gasket. 1 (a)
Was obtained. The rubber plate 7 having a Vickers hardness in the range of 60 to 80 degrees was suitable. As the rubber material, butyl rubber, silicon rubber, fluorine rubber, or the like can be used.

【0023】更に、上述のようにして得た基本セルを単
独でコンデンサ素子とし、図10に示す構造で素子11
に50kg/cm2 の圧力が加わるようにケーシングし
て、本実施の形態に係る電気二重層コンデンサを完成さ
せた。
Further, the basic cell obtained as described above is used alone as a capacitor element, and the element 11 having the structure shown in FIG.
Was applied so that a pressure of 50 kg / cm 2 was applied thereto, thereby completing the electric double layer capacitor according to the present embodiment.

【0024】本実施の形態では、図1(a)に示すよう
な、分極性電極2の方がガスケット3より低い構造で、
分極性電極2の多孔性セパレータ1よりの高さ(以後、
電極高さhD と記す)対ガスケット3の高さ(同、ガス
ケット高さhG と記す)の比が異なる4種類の電気二重
層コンデンサ(実施例1〜4。表1参照)を作成し、高
温負荷試験を施して、時間の経過に伴う静電容量C及び
等価直列抵抗ESRの変化の大きさを調査した。また、
比較のために、図8に示す従来の製造方法により、分極
性電極の方がガスケットより高い構造で、電極高さ対ガ
スケット高さの比(hD /hG )が異なる2種類の電気
二重層コンデンサ(比較例1〜2。同)を作成し、実施
例と共に高温負荷試験に供した。なお、高温負荷試験
は、基本セルに対する印加電圧=0.8V、温度=85
℃の条件で、500時間まで行なった。
In this embodiment, the polarizable electrode 2 has a lower structure than the gasket 3 as shown in FIG.
Height of the polarizable electrode 2 above the porous separator 1 (hereinafter referred to as
Electrode referred to as the height h D) of the pair gasket 3 height (same, to create a gasket referred to as height h G) ratio four different electric double layer capacitor (see Examples 1-4. Table 1) A high-temperature load test was performed to investigate the magnitude of changes in the capacitance C and the equivalent series resistance ESR over time. Also,
For comparison, according to the conventional manufacturing method shown in FIG. 8, the polarizable electrode has a higher structure than the gasket, and two types of electric electrodes having different electrode height to gasket height ratios (h D / h G ). Multilayer capacitors (Comparative Examples 1 and 2; same) were prepared and subjected to a high-temperature load test together with the examples. In the high-temperature load test, the applied voltage to the basic cell = 0.8 V, the temperature = 85
The operation was performed at 500C for up to 500 hours.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】図2に、実施例4と比較例1,2におけ
る、試験時間と等価直列抵抗の変化の関係を示す。ま
た、図3に、試験時間と静電容量の変化の関係を示す。
なお、図2、図3において、縦軸はそれぞれ下記のよう
に定義した値を表す。 図2の場合 試験後の等価直列抵抗値ESRt /等価直列抵抗の初期
値ESR0 図3の場合 試験後の静電容量値Ct /静電容量の初期値C0 図2を参照すると、コンデンサの等価直列抵抗ESR
は、いずれの試料の場合でも、時間の経過と共に大きく
なる傾向を示す。この傾向は電気二重層コンデンサに一
般に見られる現象であるが、ESRの増大量は、電極高
さ対ガスケット高さの比が大きいほど大きい。特に、h
D /hG =1.2(比較例2)になると、500時間経
過後のESRの増大が顕著になる。一方、図3を参照す
ると、静電容量Cは、いずれの試料でも時間の経過と共
に小さくなる傾向を示す。この傾向も電気二重層コンデ
ンサに一般に見られる現象であるが、Cの減少量は電極
高さ対ガスケット高さの比が大きいほど大きくなる。特
に、hD /hG =1.2(比較例2)になると、既に2
50時間経過した辺りからCの減少が顕著になる。以上
のことから、電極高さ対ガスケット高さの比が小さい方
が、電気二重層コンデンサの電気的特性の経時安定性は
高いといえる。
FIG. 2 shows the relationship between the test time and the change in the equivalent series resistance in Example 4 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 3 shows the relationship between the test time and the change in capacitance.
Note that in FIGS. 2 and 3, the ordinate represents a value defined as follows. In the case of FIG. 2, the equivalent series resistance value ESR t after the test / the initial value ESR 0 of the equivalent series resistance In the case of FIG. 3, the capacitance value C t after the test / the initial value C 0 of the capacitance Referring to FIG. Equivalent series resistance ESR of capacitor
Shows a tendency to increase over time in any of the samples. This tendency is a phenomenon generally observed in electric double layer capacitors, but the amount of increase in ESR increases as the ratio of electrode height to gasket height increases. In particular, h
When D / h G = 1.2 (Comparative Example 2), the increase in ESR after 500 hours has become remarkable. On the other hand, referring to FIG. 3, the capacitance C of any of the samples tends to decrease over time. This tendency is also a phenomenon generally observed in the electric double layer capacitor, but the amount of reduction of C increases as the ratio of the electrode height to the gasket height increases. In particular, when h D / h G = 1.2 (Comparative Example 2), 2
After about 50 hours, the decrease of C becomes remarkable. From the above, it can be said that the smaller the ratio of the electrode height to the gasket height is, the higher the stability over time of the electrical characteristics of the electric double layer capacitor is.

【0027】次に、図4に、電極高さ対ガスケット高さ
の比と高温負荷試験500時間後の等価直列抵抗の変化
の関係を示す。また、図5に、電極高さ対ガスケット高
さの比と高温負荷試験500時間後の静電容量の変化の
関係を示す。なお、図4及び図5において縦軸はそれぞ
れ、下記の式で定義した値を示す。 図4の場合 500h後の等価直列抵抗値ESR500 /等価直列抵抗
の初期値ESR0 図3の場合 500h後の静電容量値C500 /静電容量の初期値C0 図4を参照すると、500時間経過後の等価直列抵抗
は、hD /hG =0.6〜0.9迄はほぼ一定である
が、hD /hG =0.9を越えると、hD /hG の増大
に伴って大きくなる傾向を示す。一方、図5を参照する
と、500時間経過後の静電容量は、hD /hG =0.
6〜0.8迄はほぼ一定であるが、これを越えるとhD
/hG の増大に伴って小さくなる傾向を示す。特に、h
D /hG =0.9を越えてからの変化は著しい。
Next, FIG. 4 shows the relationship between the ratio of the electrode height to the gasket height and the change in the equivalent series resistance after 500 hours of the high-temperature load test. FIG. 5 shows the relationship between the ratio of the electrode height to the gasket height and the change in capacitance after 500 hours of the high-temperature load test. Note that in FIGS. 4 and 5, the vertical axes respectively indicate values defined by the following equations. In the case of FIG. 4, the equivalent series resistance value ESR 500 after 500 hours / the initial value ESR 0 of the equivalent series resistance In the case of FIG. 3, the capacitance value C 500 after 500 hours / the initial value C 0 of the capacitance FIG. equivalent series resistance after 500 hours, although up to h D / h G = 0.6~0.9 is substantially constant, exceeds h D / h G = 0.9, the h D / h G It shows a tendency to increase with increase. On the other hand, referring to FIG. 5, the capacitance after 500 hours elapses is h D / h G = 0.
It is almost constant from 6 to 0.8, but beyond this, h D
/ H G tends to decrease with increase. In particular, h
The change after D / h G = 0.9 is remarkable.

【0028】これまで述べた、図2〜5に示す高温負荷
試験の結果から、電気二重層コンデンサの電気的特性の
経時安定性は、基本セルの電極高さ対ガスケット高さの
比が小さい方が高い傾向を示すといえる。すなわち、従
来の、電極高さ対ガスケット高さの比≧1.0である電
気二重層コンデンサより、電極高さ対ガスケット高さの
比<1.0である本発明の電気二重層コンデンサの方
が、電気的特性の経時安定性に優れているといえる。特
に、hD /hG =0.6〜0.9の範囲では、電気的特
性の経時変化はゼロであるといって過言でない。
From the results of the high-temperature load test described above and shown in FIGS. 2 to 5, the temporal stability of the electric characteristics of the electric double-layer capacitor is smaller when the ratio of the electrode height to the gasket height of the basic cell is smaller. Indicates a high tendency. That is, the electric double layer capacitor of the present invention having an electrode height to gasket height ratio of less than 1.0 is better than the conventional electric double layer capacitor having an electrode height to gasket height ratio of ≧ 1.0. Can be said to have excellent stability over time in electrical characteristics. In particular, in the range of h D / h G = 0.6 to 0.9, it is not an exaggeration to say that the change over time in the electrical characteristics is zero.

【0029】次に、図6に、等価直列抵抗の初期値と電
極高さ対ガスケット高さの比の関係を示す。図6を参照
すると、等価直列抵抗の初期値は、電極高さ対ガスケッ
ト高さの比が小さい領域では、比の値が小さくなるに従
って大きくなる傾向を示し、hD /hG =1.2〜0.
8迄はほぼ一定の値であるのに対し、hD /hG が0.
8より小さくなると急激に大きくなる。
FIG. 6 shows the relationship between the initial value of the equivalent series resistance and the ratio of the electrode height to the gasket height. Referring to FIG. 6, the initial value of the equivalent series resistance tends to increase as the ratio value decreases in a region where the ratio of the electrode height to the gasket height is small, and h D / h G = 1.2. ~ 0.
8 is almost constant, whereas h D / h G is equal to 0.
If it is smaller than 8, it will increase rapidly.

【0030】以上のことから、電気的特性の経時安定性
の向上と、初期特性とくに等価直列抵抗の悪化とを勘案
して、電極高さ対ガスケット高さの比は0.8以上1.
0未満にするのが好ましいといえる。
From the above, the ratio of the height of the electrode to the height of the gasket is 0.8 or more in consideration of the improvement of the temporal stability of the electrical characteristics and the deterioration of the initial characteristics, particularly the equivalent series resistance.
It can be said that it is preferable to set the value to less than 0.

【0031】なお、本発明において、基本セルを構成す
る各部材は実施例のものに限られるものではない。例え
ば、集電体1及びガスケット3はブチルゴムに限られ
ず、エチレンプロピレンジエンゴムなどの他のゴム類、
或いはポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチ
ック類などを用いることができる。また、分極性電極2
は、粉末状活性炭と電解質溶液とを混練してペースト状
にしたものの他にも、粉末状活性炭と樹脂とを混練して
シート状に形成したものに電解質溶液を含浸させたも
の、或いは繊維状活性炭と樹脂とを混練してシート状に
形成した後、同様に電解質溶液を含浸させたものなどが
使用できる。電解質溶液も、水溶液系のものではなく、
例えばプロピレンカーボネートやγ―ブチルラクトンな
どの有機溶媒にテトラエチルアンモニウムのホウフッ化
塩や六フッ化リン酸塩を溶質としたもののような、非水
溶液系の電解質溶液を用いてもよい。水溶液系の電解質
を用いた場合には、非水溶液系の電解質溶液を用いる場
合に比べ、等価直列抵抗を小さくできる。セパレータに
は、ポリプロピレン、ポリエチレン或いはガラス繊維な
どを素材としたシート状のものを用いることができる。
上述の各材料は、電気二重層コンデンサの製造に従来用
いられているものであって、何ら特別のものではない。
In the present invention, the members constituting the basic cell are not limited to those of the embodiment. For example, the current collector 1 and the gasket 3 are not limited to butyl rubber, but other rubbers such as ethylene propylene diene rubber,
Alternatively, plastics such as polypropylene and polyvinyl chloride can be used. In addition, the polarizable electrode 2
In addition to those obtained by kneading powdered activated carbon and an electrolyte solution to form a paste, those obtained by kneading powdered activated carbon and a resin to form a sheet, and impregnating the electrolyte solution, or fibrous After kneading the activated carbon and the resin to form a sheet, and then similarly impregnating with an electrolyte solution, it can be used. The electrolyte solution is not an aqueous solution,
For example, a non-aqueous electrolyte solution such as one obtained by using a borofluoride or hexafluorophosphate of tetraethylammonium as a solute in an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyllactone may be used. When an aqueous electrolyte is used, the equivalent series resistance can be reduced as compared with the case where a non-aqueous electrolyte is used. As the separator, a sheet-like material made of polypropylene, polyethylene, glass fiber, or the like can be used.
The above-mentioned materials are those conventionally used in the production of electric double layer capacitors, and are not special at all.

【0032】なお又、図10に示すケースに収納された
電気二重層コンデンサににおいて、コンデンサ素子11
と端子板13A,13Bとの間に設けた圧接板12A,
12Bは、素子に均一に圧力が加わるようにするための
ものであるので、端子板13A,13Bの剛性が高けれ
ば、特に必要なものではない。
In the electric double layer capacitor housed in the case shown in FIG.
Press-connecting plates 12A, provided between the terminal plates 13A and 13B,
Since 12B is for uniformly applying pressure to the element, it is not particularly necessary if the rigidity of the terminal plates 13A and 13B is high.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電気二
重層コンデンサの基本セルにおいて、分極性電極の多孔
性セパレータからの高さをガスケットの高さより低くし
て、両端面の集電体の間に均一な圧力を加えたとき、ガ
スケット部分に圧力が加わるようにしている。
As described above, according to the present invention, in the basic cell of the electric double layer capacitor, the height of the polarizable electrode from the porous separator is made lower than the height of the gasket so that the current collectors at both end faces are provided. When a uniform pressure is applied between the gaskets, the pressure is applied to the gasket portion.

【0034】これにより、本発明によれば、基本セルを
単独で或いは積層してコンデンサ素子とし、素子両端の
集電体の間に圧力を加える構造に外装ケースに収納した
とき、各基本セルにあっては、ガスケット部分に外装ケ
ースからの圧力が常時加わっているようにできるので、
集電体とガスケットとの間及びガスケットとガスケット
との間の封止性を向上させ、コンデンサとしての電気的
特性の経時安定性を高めることができる。
Thus, according to the present invention, when each of the basic cells is housed in an outer case in a structure in which a pressure is applied between the current collectors at both ends of the element, the basic cells are individually or laminated to form a capacitor element. Since it is possible to always apply pressure from the outer case to the gasket part,
The sealability between the current collector and the gasket and between the gasket and the gasket can be improved, and the temporal stability of the electrical characteristics of the capacitor can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】分図(a)は、本発明に係る電気二重層コンデ
ンサの基本セルの、完成後の断面を示す図である。分図
(b)は、製造途中の断面を示す図である。
FIG. 1A is a diagram showing a cross section of a basic cell of an electric double layer capacitor according to the present invention after completion. (B) is a diagram showing a cross section during the manufacturing.

【図2】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
ときの等価直列抵抗の経時変化の様子を、本発明に係る
電気二重層コンデンサと従来の技術による電気二重層コ
ンデンサとで比較して示す図である。
FIG. 2 shows how the equivalent series resistance changes with time when an electric double layer capacitor is subjected to a high-temperature load test by comparing an electric double layer capacitor according to the present invention with an electric double layer capacitor according to a conventional technique. FIG.

【図3】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
ときの静電容量の経時変化の様子を、本発明に係る電気
二重層コンデンサと従来の技術による電気二重層コンデ
ンサとで比較して示す図である。
FIG. 3 shows how the capacitance changes over time when the electric double-layer capacitor is subjected to a high-temperature load test by comparing the electric double-layer capacitor according to the present invention with the electric double-layer capacitor according to the related art. FIG.

【図4】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
後の等価直列抵抗の変化の大きさと、分極性電極高さ対
ガスケット高さの関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the magnitude of the change in equivalent series resistance after subjecting the electric double-layer capacitor to a high-temperature load test, and the relationship between the height of the polarizable electrode and the height of the gasket.

【図5】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
後の静電容量の変化の大きさと、分極性電極高さ対ガス
ケット高さの関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the magnitude of change in capacitance after subjecting an electric double-layer capacitor to a high-temperature load test, and the relationship between the height of a polarizable electrode and the height of a gasket.

【図6】電気二重層コンデンサの等価直列抵抗の初期値
と、分極性電極高さ対ガスケット高さの関係を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an initial value of an equivalent series resistance of an electric double layer capacitor and a relationship between a height of a polarizable electrode and a height of a gasket.

【図7】電気二重層コンデンサの基本セルの一例の構造
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a structure of an example of a basic cell of an electric double layer capacitor.

【図8】従来の技術による基本セルの製造方法を説明す
るための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing a basic cell according to a conventional technique.

【図9】従来の技術による基本セルの製造方法の他の例
を説明するための図である。
FIG. 9 is a view for explaining another example of a method of manufacturing a basic cell according to a conventional technique.

【図10】電気二重層コンデンサのケーシング構造を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a casing structure of the electric double layer capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 集電体 2 分極性電極 3 ガスケット 4 セパレータ 5 押圧板 6 加圧板 7 ゴム板 10 基本セル 11 コンデンサ素子 12A,12B 圧接板 13A,13B 端子板 14 外装ケース 15 絶縁ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current collector 2 Polarized electrode 3 Gasket 4 Separator 5 Press plate 6 Press plate 7 Rubber plate 10 Basic cell 11 Capacitor element 12A, 12B Pressure contact plate 13A, 13B Terminal plate 14 Outer case 15 Insulation case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三村 和矢 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5E082 AB09 BC40 LL21 MM22 MM24 PP09 PP10  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (72) Inventor Kazuya Mimura 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo F-term within NEC Corporation 5E082 AB09 BC40 LL21 MM22 MM24 PP09 PP10

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非電子伝導性でイオン透過性の多孔性セ
パレータと、筒状で前記多孔性セパレータを挟んで積み
重ねられた電気絶縁性の二つのガスケットと、各々の筒
状ガスケットの内部に収納された、電解質溶液を含む分
極性電極と、各々の筒状ガスケットの前記セパレータと
は反対側の開口を閉塞する蓋状の集電体とを含んでなる
電気二重層コンデンサの基本セルにおいて、 各々の分極性電極の前記多孔性セパレータからの高さを
各々のガスケットの高さより低くしたことを特徴とする
電気二重層コンデンサの基本セル。
1. A non-electronically conductive and ion-permeable porous separator, two cylindrical gaskets which are stacked with the porous separator interposed therebetween, and housed inside each cylindrical gasket. In a basic cell of an electric double layer capacitor comprising a polarized electrode containing an electrolyte solution and a lid-shaped current collector closing an opening of the cylindrical gasket on the side opposite to the separator, 3. The basic cell of an electric double layer capacitor, wherein the height of the polarizable electrode from the porous separator is lower than the height of each gasket.
【請求項2】 前記分極性電極の前記多孔性セパレータ
からの高さ対前記ガスケットの高さの比が0.8以上
1.0未満であることを特徴とする、請求項1に記載の
電気二重層コンデンサの基本セル。
2. The electric power according to claim 1, wherein a ratio of a height of the polarizable electrode from the porous separator to a height of the gasket is 0.8 or more and less than 1.0. Basic cell for double-layer capacitors.
【請求項3】 前記分極性電極が、活性炭粉末と電解質
溶液とを混練したペースト状のものであることを特徴と
する、請求項1又は請求項2に記載の電気二重層コンデ
ンサの基本セル。
3. The basic cell of an electric double layer capacitor according to claim 1, wherein said polarizable electrode is a paste-like material obtained by kneading an activated carbon powder and an electrolyte solution.
【請求項4】 前記電解質溶液が水溶性のものであるこ
とを特徴とする、請求項3に記載の電気二重層コンデン
サの基本セル。
4. The basic cell according to claim 3, wherein the electrolyte solution is water-soluble.
【請求項5】 請求項1に記載の基本セルが単独で又は
複数が電気的に直列になるように積層されてなるコンデ
ンサ素子と、 前記コンデンサ素子の両端の集電体に面で接する高剛性
の二つの電極板と、 前記電極板を備えるコンデンサ素子をその一方の電極板
が底部に密着するように収納する有底筒状の金属製ケー
スとを含んでなり、 前記金属製ケースの開口側の縁を内向きにかしめて前記
コンデンサ素子の他方の電極板に圧接させることによ
り、前記コンデンサ素子に前記二つの電極板を介して所
定の圧力を加え保持せしめる構造の電気二重層コンデン
サ。
5. A capacitor element in which the basic cells according to claim 1 are stacked singly or plurally so as to be electrically connected in series, and a high rigidity in surface contact with current collectors at both ends of the capacitor element. And a bottomed cylindrical metal case that houses the capacitor element including the electrode plate such that one of the electrode plates is in close contact with the bottom, and the opening side of the metal case. An electric double layer capacitor having a structure in which a predetermined pressure is applied to the capacitor element via the two electrode plates by holding the edge of the capacitor element inward and pressing the other electrode plate of the capacitor element to the other electrode plate.
【請求項6】 電気絶縁性で上下開放の筒状ガスケット
の一方の底部を導電性の集電体で閉塞する第1の工程
と、 前記第1の工程終了後の集電体とガスケットとからなる
有底の筒の内部に、粉末活性炭と電解質溶液とを予め混
練して得たペースト状の分極性電極を充填する第2の工
程と、 前記第2の工程終了後の、内部に分極性電極を充填され
た二つの有底筒状のガスケットを向い合せにし、互いの
開口端の間に非電子伝導性でイオン透過性の多孔性セパ
レータを挟んで対置させ、二つの集電体間に圧力を加え
つつ加熱することで分極性電極とガスケット及びガスケ
ットどうしを接合させる第3の工程とを備える電気二重
層コンデンサの基本セルの製造方法において、 前記第2の工程では、前記分極性電極を前記ガスケット
の高さより低く充填することを特徴とする電気二重層コ
ンデンサの基本セルの製造方法。
6. A first step of closing one bottom of an electrically insulating, vertically open tubular gasket with a conductive current collector; and the current collector and the gasket after completion of the first step. A second step of filling a paste-like polarizable electrode obtained by previously kneading powdered activated carbon and an electrolyte solution into the inside of a bottomed cylinder having the following characteristics: Two bottomed cylindrical gaskets filled with electrodes are opposed to each other, opposed to each other with a non-electron conductive and ion permeable porous separator between their open ends, and between the two current collectors. In the method for manufacturing a basic cell of an electric double layer capacitor, comprising: a polarizable electrode, a gasket, and a third step of joining the gaskets to each other by heating while applying pressure, wherein in the second step, the polarizable electrode is Fill below the gasket height A method for manufacturing a basic cell of an electric double layer capacitor, comprising:
【請求項7】 前記第3の工程では、前記分極性電極が
充填され多孔性セパレータを介して対置された二つの有
底の筒に、各々の集電体に面で接するように配置した弾
性体及び前記弾性体に面で接するように配置した高剛性
の部材を介して圧力を加えることを特徴とする、請求項
6に記載の電気二重層コンデンサの基本セルの製造方
法。
7. In the third step, an elastic member is disposed in two bottomed cylinders filled with the polarizable electrode and opposed to each other with a porous separator interposed therebetween so as to be in contact with each current collector. 7. The method for manufacturing a basic cell of an electric double layer capacitor according to claim 6, wherein pressure is applied via a highly rigid member disposed so as to be in contact with a body and the elastic body.
【請求項8】 前記弾性体として、ブチルゴム、シリコ
ンゴム、弗素ゴムのいずれか一つを材料とし、ビッカー
ス硬度60度以上80度以下の弾性を有する板体を用い
ることを特徴とする、請求項7に記載の電気二重コンデ
ンサの基本セルの製造方法。
8. A plate body made of any one of butyl rubber, silicon rubber, and fluorine rubber and having an elasticity of Vickers hardness of 60 degrees or more and 80 degrees or less is used as the elastic body. 8. The method for manufacturing a basic cell of an electric double capacitor according to item 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040031958A (en) * 2002-10-08 2004-04-14 (주)카마텍 Electric Double Layer Capacitor Having Synthetic Resin Coating Body
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