JP2001093784A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JP2001093784A JP2001093784A JP26710699A JP26710699A JP2001093784A JP 2001093784 A JP2001093784 A JP 2001093784A JP 26710699 A JP26710699 A JP 26710699A JP 26710699 A JP26710699 A JP 26710699A JP 2001093784 A JP2001093784 A JP 2001093784A
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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
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラス側電極及びマイナス側電極に、それぞ
れ最大の還元電位と酸化電位を示す活性炭を配置するこ
とにより、コンデンサ耐電圧を向上させて、長期信頼性
に耐える電気二重層コンデンサを提供すること。 【解決手段】 活性炭を主とする一対の分極性電極１
と、この一対の分極性電極の間にセパレータ２を配置し
た素子に有機系電解液３を含浸させ、金属蓋５、金属ケ
ース４、及びガスケット６で、密閉封口した電気二重層
コンデンサにおいて、前記分極性電極１のプラス側電極
１ａには、酸化処理を施した活性炭を配し、マイナス側
電極１ｂには、還元処理を施した活性炭を配し、異なる
物性を示す活性炭で構成することを特徴としている。
れ最大の還元電位と酸化電位を示す活性炭を配置するこ
とにより、コンデンサ耐電圧を向上させて、長期信頼性
に耐える電気二重層コンデンサを提供すること。 【解決手段】 活性炭を主とする一対の分極性電極１
と、この一対の分極性電極の間にセパレータ２を配置し
た素子に有機系電解液３を含浸させ、金属蓋５、金属ケ
ース４、及びガスケット６で、密閉封口した電気二重層
コンデンサにおいて、前記分極性電極１のプラス側電極
１ａには、酸化処理を施した活性炭を配し、マイナス側
電極１ｂには、還元処理を施した活性炭を配し、異なる
物性を示す活性炭で構成することを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサに関し、特に、分極性電極に活性炭を配した電気二
重層コンデンサに関するものである。
ンサに関し、特に、分極性電極に活性炭を配した電気二
重層コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサ
は、コイン型と称される構造を有していた。即ち、活性
炭繊維や活性炭粉末を、バインダーなどを用いて成形し
た一対の分極性電極と、この一対の分極性電極の間に介
在されたセパレータと、一対の分極性電極とセパレータ
に含浸された有機電解液とを有し、液もれ防止のため、
各々の分極性電極、及びセパレータを皿状の金属ケース
と金属蓋でガスケットを介して密封することにより構成
していた。
は、コイン型と称される構造を有していた。即ち、活性
炭繊維や活性炭粉末を、バインダーなどを用いて成形し
た一対の分極性電極と、この一対の分極性電極の間に介
在されたセパレータと、一対の分極性電極とセパレータ
に含浸された有機電解液とを有し、液もれ防止のため、
各々の分極性電極、及びセパレータを皿状の金属ケース
と金属蓋でガスケットを介して密封することにより構成
していた。
【０００３】また、前記分極性電極の主成分である活性
炭の材料としては、椰子殻や素灰あるいはコークスが用
いられる。これらの材料の表面改質は、高温度の環境下
で処理されていた。また、コンデンサの耐電圧を向上さ
せるために、使用する電解液の電位窓の幅を大きくした
り、構成材料である金属ケースの耐電圧を上げたりする
手段がとられている。
炭の材料としては、椰子殻や素灰あるいはコークスが用
いられる。これらの材料の表面改質は、高温度の環境下
で処理されていた。また、コンデンサの耐電圧を向上さ
せるために、使用する電解液の電位窓の幅を大きくした
り、構成材料である金属ケースの耐電圧を上げたりする
手段がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の電気二
重層コンデンサには、次のような欠点がある。即ち、こ
れらの耐電圧をある程度向上させても、分極性電極に用
いる活性炭の耐電圧が低いため、全体としての耐電圧を
上げることができず、長期通電試験における特性の維持
ができないなどの問題があった。
重層コンデンサには、次のような欠点がある。即ち、こ
れらの耐電圧をある程度向上させても、分極性電極に用
いる活性炭の耐電圧が低いため、全体としての耐電圧を
上げることができず、長期通電試験における特性の維持
ができないなどの問題があった。
【０００５】また、分極性電極に用いる活性炭表面に
は、様々な表面官能基が付着しているため、充電時に活
性炭エッジ面で充電電流による化学反応が生じたり、印
加電圧の大きさによっては、電解液の分解反応が生じ、
ガスが発生し、製品の内部圧力が経時的に上昇し続けて
寿命が低下するという問題がある。
は、様々な表面官能基が付着しているため、充電時に活
性炭エッジ面で充電電流による化学反応が生じたり、印
加電圧の大きさによっては、電解液の分解反応が生じ、
ガスが発生し、製品の内部圧力が経時的に上昇し続けて
寿命が低下するという問題がある。
【０００６】また、放電時には、表面官能基の分布状態
及び濃度に起因して、物理的吸着量よりも化学的吸着量
が増すため、急激な大電流での放電が不可能となる。
及び濃度に起因して、物理的吸着量よりも化学的吸着量
が増すため、急激な大電流での放電が不可能となる。
【０００７】従って、本発明は、このような従来の問題
点を解決するためになされたもので、分極性電極材料で
ある活性炭の表面改質により、活性炭の耐電圧の向上を
図ることで、寿命が長く、大電流の放電が可能な電気二
重層コンデンサを提供することにある。
点を解決するためになされたもので、分極性電極材料で
ある活性炭の表面改質により、活性炭の耐電圧の向上を
図ることで、寿命が長く、大電流の放電が可能な電気二
重層コンデンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、プラス
側電極やマイナス側電極で起こる反応を抑制するため、
予め各々電極の酸化処理及び還元処理を行い、活性炭の
表面改質を試みることで、反応に預かる領域を抑制し、
かつ、減少させることができる電気二重層コンデンサが
得られる。
側電極やマイナス側電極で起こる反応を抑制するため、
予め各々電極の酸化処理及び還元処理を行い、活性炭の
表面改質を試みることで、反応に預かる領域を抑制し、
かつ、減少させることができる電気二重層コンデンサが
得られる。
【０００９】即ち、本発明は、セパレータを介して対向
するプラス側電極とマイナス側電極とで一対の分極性電
極を形成してなる電気二重層コンデンサにおいて、前記
プラス側電極とマイナス側電極は、互いに異なる物性を
示す活性炭からなる電気二重層コンデンサである。
するプラス側電極とマイナス側電極とで一対の分極性電
極を形成してなる電気二重層コンデンサにおいて、前記
プラス側電極とマイナス側電極は、互いに異なる物性を
示す活性炭からなる電気二重層コンデンサである。
【００１０】また、本発明は、前記プラス側電極が酸化
処理を施した活性炭からなり、前記マイナス側電極が還
元処理を施した活性炭からなる上記の電気二重層コンデ
ンサである。
処理を施した活性炭からなり、前記マイナス側電極が還
元処理を施した活性炭からなる上記の電気二重層コンデ
ンサである。
【００１１】また、本発明は、前記プラス側電極に用い
る活性炭は、フェノール樹脂を原料とする高純度の活性
炭であり、前記マイナス側電極に用いる活性炭は、椰子
殻を原料とする活性炭である上記の電気二重層コンデン
サである。
る活性炭は、フェノール樹脂を原料とする高純度の活性
炭であり、前記マイナス側電極に用いる活性炭は、椰子
殻を原料とする活性炭である上記の電気二重層コンデン
サである。
【００１２】また、本発明は、前記分極性電極に用いる
活性炭の比表面積は、１０００ｃｍ ２／ｇ〜３０００ｃ
ｍ２／ｇである上記の電気二重層コンデンサである。
活性炭の比表面積は、１０００ｃｍ ２／ｇ〜３０００ｃ
ｍ２／ｇである上記の電気二重層コンデンサである。
【００１３】また、本発明は、前記マイナス側電極の厚
みがプラス側電極の厚みに対し、１〜２倍の厚みを有す
る上記の電気二重層コンデンサである。
みがプラス側電極の厚みに対し、１〜２倍の厚みを有す
る上記の電気二重層コンデンサである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
て、図面を参照しながら説明する。
【００１５】図１は、本発明の実施の形態による電気二
重層コンデンサの断面図である。図１において、一対の
円板状の分極性電極１の一方のプラス側電極１ａを構成
する活性炭は、フェノール樹脂系活性炭であり、比表面
積は１５００〜２５００ｃｍ ２／ｇである。また、この
プラス側電極１ａは、直径１４.５ｍｍ、厚み０.６５ｍ
ｍの大きさで、金属蓋５に収納されている。
重層コンデンサの断面図である。図１において、一対の
円板状の分極性電極１の一方のプラス側電極１ａを構成
する活性炭は、フェノール樹脂系活性炭であり、比表面
積は１５００〜２５００ｃｍ ２／ｇである。また、この
プラス側電極１ａは、直径１４.５ｍｍ、厚み０.６５ｍ
ｍの大きさで、金属蓋５に収納されている。
【００１６】他方、マイナス側電極１ｂを構成する活性
炭は、椰子殻炭であり、比表面積は１５００〜２０００
ｃｍ２／ｇである。また、このマイナス側電極１ｂは、
直径１５.０ｍｍ、厚み０.５０ｍｍの大きさで、皿状の
金属ケース４に収納されている。
炭は、椰子殻炭であり、比表面積は１５００〜２０００
ｃｍ２／ｇである。また、このマイナス側電極１ｂは、
直径１５.０ｍｍ、厚み０.５０ｍｍの大きさで、皿状の
金属ケース４に収納されている。
【００１７】分極性電極１は、２００℃−６０ｍｉｎ
（at １０ｍｍＨｇ以下）の条件下で減圧、乾燥し、分
極性電極１と金属蓋５及び金属ケース４との間は、グラ
ファイト系導電性接着剤７で接着しており、有機電界液
３に浸されている。
（at １０ｍｍＨｇ以下）の条件下で減圧、乾燥し、分
極性電極１と金属蓋５及び金属ケース４との間は、グラ
ファイト系導電性接着剤７で接着しており、有機電界液
３に浸されている。
【００１８】また、分極性電極１は、プラス側電極１ａ
とマイナス側電極１ｂが対向するように配置され、その
間に、有機電解液３を含浸させた直径１７ｍｍのセパレ
ータ２（厚み２５μｍ）を介在させ、ガスケット６を介
して金属ケース４及び金属蓋５とで密封されている。こ
の電気二重層コンデンサの外形は２０ｍｍ、厚みは１.
６ｍｍである。
とマイナス側電極１ｂが対向するように配置され、その
間に、有機電解液３を含浸させた直径１７ｍｍのセパレ
ータ２（厚み２５μｍ）を介在させ、ガスケット６を介
して金属ケース４及び金属蓋５とで密封されている。こ
の電気二重層コンデンサの外形は２０ｍｍ、厚みは１.
６ｍｍである。
【００１９】表１に、本発明の実施の形態による従来品
、及び本発明品、、の電極の酸化電位、及び
還元電位をサイクリックボルタンメトリーにて測定した
結果と、耐電圧の結果を示す。また、表２に、同様に、
初期電気特性を比較した表を示す。
、及び本発明品、、の電極の酸化電位、及び
還元電位をサイクリックボルタンメトリーにて測定した
結果と、耐電圧の結果を示す。また、表２に、同様に、
初期電気特性を比較した表を示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】ここで、従来品及びは、活性炭に、椰
子殻活性炭、フェノール樹脂系活性炭を用いた。本発明
品は、椰子殻活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学的に
酸化若しくは還元させた。本発明品は、フェノール樹
脂活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学的に酸化、若しく
は還元させた。本発明品は、椰子殻活性炭を硝酸にて
洗浄し、電気化学的に還元させ、マイナス側電極に配
し、フェノール樹脂活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学
的に酸化させ、プラス側電極に配した。なお、従来品及
び本発明品について、活性炭電極以外は同一の部材を使
用した。
子殻活性炭、フェノール樹脂系活性炭を用いた。本発明
品は、椰子殻活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学的に
酸化若しくは還元させた。本発明品は、フェノール樹
脂活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学的に酸化、若しく
は還元させた。本発明品は、椰子殻活性炭を硝酸にて
洗浄し、電気化学的に還元させ、マイナス側電極に配
し、フェノール樹脂活性炭を硝酸にて洗浄し、電気化学
的に酸化させ、プラス側電極に配した。なお、従来品及
び本発明品について、活性炭電極以外は同一の部材を使
用した。
【００２３】表１より、本発明品の方が従来品より耐電
圧が向上しており、また、表２より、等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）は、本発明品の方が従来品よりばらつきが抑えら
れており、かつ、もれ電流（Ｌｃ）も小さく、内部抵抗
の増加が抑制されていることがわかる。
圧が向上しており、また、表２より、等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）は、本発明品の方が従来品よりばらつきが抑えら
れており、かつ、もれ電流（Ｌｃ）も小さく、内部抵抗
の増加が抑制されていることがわかる。
【００２４】また、図２、図３に、本発明の実施の形態
による等価直列抵抗の変化率（ＥＳＲ変化率）と静電容
量の変化率（Ｃａｐ変化率）を高温負荷試験（７０℃−
３.５Ｖ−１００Ｈｒ）で比較した結果を示す。図２及
び図３の両者とも、本発明品の方が従来品よりも時間に
対して変化率が小さいことがわかる。
による等価直列抵抗の変化率（ＥＳＲ変化率）と静電容
量の変化率（Ｃａｐ変化率）を高温負荷試験（７０℃−
３.５Ｖ−１００Ｈｒ）で比較した結果を示す。図２及
び図３の両者とも、本発明品の方が従来品よりも時間に
対して変化率が小さいことがわかる。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明の電気二
重層コンデンサによれば、分極性電極に用いる活性炭を
酸化還元処理をすることで、活性炭の表面官能基を変化
させ、プラス側及びマイナス側に配置させた個々の電極
の耐電圧を向上させることで、耐電圧の向上を図ること
ができた。また、内部抵抗を下げることで、急速充電が
可能となり、もれ電流が小さく、大きな電流の供給が可
能な電気二重層コンデンサが提供できる。
重層コンデンサによれば、分極性電極に用いる活性炭を
酸化還元処理をすることで、活性炭の表面官能基を変化
させ、プラス側及びマイナス側に配置させた個々の電極
の耐電圧を向上させることで、耐電圧の向上を図ること
ができた。また、内部抵抗を下げることで、急速充電が
可能となり、もれ電流が小さく、大きな電流の供給が可
能な電気二重層コンデンサが提供できる。
【図１】本発明の実施の形態による電気二重層コンデン
サの断面図。
サの断面図。
【図２】本発明の実施の形態による等価直列抵抗値の高
温負荷試験結果を示す図。
温負荷試験結果を示す図。
【図３】本発明の実施の形態による静電容量の高温負荷
試験結果を示す図。
試験結果を示す図。
１ 分極性電極 １ａ プラス側電極 １ｂ マイナス側電極 ２ セパレータ ３ 有機電解液 ４ 金属ケース ５ 金属蓋 ６ ガスケット ７ グラファイト系導電性接着剤
Claims (5)
- 【請求項１】 セパレータを介して対向するプラス側電
極とマイナス側電極とで一対の分極性電極を形成してな
る電気二重層コンデンサにおいて、前記プラス側電極と
マイナス側電極は、互いに異なる物性を示す活性炭から
なることを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 前記プラス側電極は、酸化処理を施した
活性炭からなり、前記マイナス側電極は、還元処理を施
した活性炭からなることを特徴とする請求項１記載の電
気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 前記プラス側電極に用いる活性炭は、フ
ェノール樹脂を原料とする高純度の活性炭であり、前記
マイナス側電極に用いる活性炭は、椰子殻を原料とする
活性炭であることを特徴とする請求項１または２記載の
電気二重層コンデンサ。 - 【請求項４】 前記分極性電極に用いる活性炭の比表面
積は、１０００ｃｍ ２／ｇ〜３０００ｃｍ２／ｇである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電
気二重層コンデンサ。 - 【請求項５】 前記マイナス側電極の厚みは、プラス側
電極の厚みに対し、１〜２倍の厚みを有することを特徴
とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気二重層コ
ンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26710699A JP2001093784A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26710699A JP2001093784A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093784A true JP2001093784A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17440158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26710699A Withdrawn JP2001093784A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093784A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010511302A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-08 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） | 水性媒体中で異なる特徴を有する２つの炭素電極を有する電気化学系コンデンサ |
| JP2014513414A (ja) * | 2011-03-18 | 2014-05-29 | シーエヌアールエス | 電気化学キャパシタ |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP26710699A patent/JP2001093784A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010511302A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-04-08 | サントル ナシオナル ドゥ ラ ルシェルシェサイアンティフィク（セエヌエールエス） | 水性媒体中で異なる特徴を有する２つの炭素電極を有する電気化学系コンデンサ |
| JP2014513414A (ja) * | 2011-03-18 | 2014-05-29 | シーエヌアールエス | 電気化学キャパシタ |
| US10008334B2 (en) | 2011-03-18 | 2018-06-26 | Cnrs | Electrochemical capacitor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060116 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070821 |