JP2002075788A - Electric double-layer capacitor and laminate of battery cells - Google Patents
Electric double-layer capacitor and laminate of battery cellsInfo
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサおよび電池セルの積層体に関し、特に電気二重層コ
ンデンサおよび電池セルの積層体の構造に関する。The present invention relates to a laminate of an electric double layer capacitor and a battery cell, and more particularly to a structure of a laminate of an electric double layer capacitor and a battery cell.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、電気二重層コンデンサおよび
電池セルには電解液が用いられている。これらの電気二
重層コンデンサおよび電池セルの寿命においては、電解
液の保持能力が重要な因子である。そのために電解液を
保持する(電解液のドライアップを抑制する)様々な工
夫がされている。2. Description of the Related Art Conventionally, electrolytes have been used for electric double layer capacitors and battery cells. In the life of these electric double layer capacitors and battery cells, the ability to hold the electrolyte is an important factor. For this purpose, various measures have been taken to hold the electrolytic solution (suppress the dry-up of the electrolytic solution).
【0003】例えば、特開平7−240348号公報に
ドライアップを抑制する電気二重層コンデンサのコンデ
ンサ素子が開示されている。図10は、特開平7−24
0348号に開示された電気二重層コンデンサのコンデ
ンサ素子を示す。図10に示すように、この電気二重層
コンデンサのコンデンサ素子26は、イオン透過性であ
って絶縁性を有する多孔性セパレータ22と、この多孔
性セパレータ22により分離され水溶液系電解質を含有
する一対のカーボンペースト電極層24と、これらのカ
ーボンペースト電極層24の周辺部を保持する非導電性
ガスケット25と、カーボンペースト電極層24および
非導電性ガスケット25を外部から挟持している一対の
導電性セパレータ23とからなる。このコンデンサ素子
26は、多孔性セパレータ22の微細孔内にアモルファ
スシリカ粒子層またはアルミナ粒子層を形成して水溶液
系電解液を凝集させることによりドライアップを抑制す
る。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240348 discloses a capacitor element of an electric double layer capacitor that suppresses dry-up. FIG.
3 shows a capacitor element of the electric double layer capacitor disclosed in No. 0348. As shown in FIG. 10, a capacitor element 26 of the electric double layer capacitor includes a porous separator 22 that is ion-permeable and insulative, and a pair of separators separated by the porous separator 22 and containing an aqueous electrolyte. A carbon paste electrode layer 24, a non-conductive gasket 25 that holds the periphery of the carbon paste electrode layer 24, and a pair of conductive separators that sandwich the carbon paste electrode layer 24 and the non-conductive gasket 25 from outside 23. The capacitor element 26 suppresses dry-up by forming an amorphous silica particle layer or an alumina particle layer in the fine pores of the porous separator 22 and coagulating the aqueous electrolyte solution.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このコ
ンデンサ素子26においては、多孔性セパレータ22の
微細孔壁にアモルファスシリカ粒子層またはアルミナ粒
子層と水溶液系電解液とを凝集させるために、イオンの
移動度が小さくなり、コンデンサ素子内の内部抵抗が大
きくなるという問題がある。However, in this capacitor element 26, ions are transferred to aggregate the amorphous silica particle layer or alumina particle layer and the aqueous electrolyte solution on the fine pore walls of the porous separator 22. However, there is a problem that the internal resistance in the capacitor element increases.
【0005】また、特開平11−145012号公報に
は、ドライアップを抑制し、電気二重層コンデンサのコ
ンデンサ素子内の内部抵抗を小さくする電気二重層コン
デンサが開示されている。図11に、特開平11−14
5012号に開示された電気二重層コンデンサのコンデ
ンサ素子を示す。図11に示したコンデンサ素子31
は、イオン透過性であって絶縁性を有する多孔性セパレ
ータ32と、この多孔性セパレータ32により分離され
多数の連通孔を有する一対のカーボンペースト電極層3
3と、これらのカーボンペースト電極層33の周端部を
保持する非導電性ガスケット34と、カーボンペースト
電極層33および非導電性ガスケット34を外部から挟
持している一対の導電性セパレータ35とより構成され
ている。このコンデンサ素子31は、カーボンペースト
電極層33の連通孔に電解液とこの電解液に対して0.
1重量%以上であって5重量%以下の濃度の微粒子とを
含有することにより、電解液が連通孔内を通過する際の
電極中心部から電極表面までの経路を長くしてドライア
ップを抑制している。また、このコンデンサ素子31
は、電解液が凝集してイオンの移動度に影響を与えない
ようにするために、含有する微粒子の濃度を電解液に対
して5重量%以下としているのでコンデンサ素子31の
内部抵抗が大きくならない。Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-145012 discloses an electric double layer capacitor that suppresses dry-up and reduces the internal resistance in the capacitor element of the electric double layer capacitor. FIG.
5 shows a capacitor element of the electric double layer capacitor disclosed in No. 5012. Capacitor element 31 shown in FIG.
Is a porous separator 32 that is ion-permeable and insulative, and a pair of carbon paste electrode layers 3 separated by the porous separator 32 and having a large number of communication holes.
3, a non-conductive gasket 34 that holds the peripheral end of the carbon paste electrode layer 33, and a pair of conductive separators 35 that sandwich the carbon paste electrode layer 33 and the non-conductive gasket 34 from outside. It is configured. The capacitor element 31 has an electrolyte and a 0.1.
By containing fine particles having a concentration of 1% by weight or more and 5% by weight or less, the path from the center of the electrode to the electrode surface when the electrolytic solution passes through the communication hole is lengthened to suppress dry-up. are doing. Also, this capacitor element 31
In order to prevent the electrolytic solution from aggregating and affecting the mobility of ions, the concentration of the contained fine particles is set to 5% by weight or less with respect to the electrolytic solution, so that the internal resistance of the capacitor element 31 does not increase. .
【0006】しかしながら、このコンデンサ素子31に
おいては、微粒子を含有することにより、電極重量あた
りの容量が減少してしまうという問題があった。However, in the capacitor element 31, there is a problem that the capacity per electrode weight is reduced by containing the fine particles.
【0007】また、特開平11−340093号公報に
は、電解液のドライアップを抑制し等価直列抵抗(以
下、ESRと記す)を低減する電気二重コンデンサが開
示されている。図12に、特開平11−340093号
に開示された電気二重コンデンサのコンデンサ素子を示
す。図12に示すように、このコンデンサ素子48は、
電気絶縁性であってイオン透過性の多孔性フィルムから
なるセパレータ41と、このセパレータ41を挟んで形
成される分極性電極42と、セパレータ41および分極
性電極42を側面から保持するガスケット43と、分極
性電極42の外側の表面上に形成され導電性ゴムシート
または導電性プラスチックシート46を用い、導電性ゴ
ムシートまたは導電性プラスチックシート46の両面
(または片面)に膨張黒鉛層47を備える集電体40
と、一対の端子板45とより構成される。このコンデン
サ素子48は、膨張黒鉛層47により集電体40のガス
透過性が低くなるために電解液のドライアップが抑制で
き、微粒子等を含ませることもないので内部抵抗も大き
くならない。また、このコンデンサ素子48は、集電体
表面40に密着性の高い膨張黒鉛層47を形成すること
により、端子板等との接触抵抗を低減し、これによりE
SRを低減できる。Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-340093 discloses an electric double capacitor that suppresses dry-up of an electrolytic solution and reduces equivalent series resistance (hereinafter, referred to as ESR). FIG. 12 shows a capacitor element of an electric double capacitor disclosed in JP-A-11-340093. As shown in FIG. 12, this capacitor element 48
A separator 41 made of an electrically insulating and ion-permeable porous film, a polarizable electrode 42 formed with the separator 41 interposed therebetween, a gasket 43 for holding the separator 41 and the polarizable electrode 42 from the side, A current collector using an electrically conductive rubber sheet or an electrically conductive plastic sheet 46 formed on the outer surface of the polarizable electrode 42 and having an expanded graphite layer 47 on both surfaces (or one surface) of the electrically conductive rubber sheet or the electrically conductive plastic sheet 46 Body 40
And a pair of terminal plates 45. In the capacitor element 48, the gas permeability of the current collector 40 is reduced by the expanded graphite layer 47, so that the dry-up of the electrolytic solution can be suppressed, and the internal resistance does not increase because no fine particles or the like are contained. In addition, the capacitor element 48 reduces the contact resistance with a terminal plate or the like by forming the expanded graphite layer 47 having high adhesion on the current collector surface 40, thereby reducing the E value.
SR can be reduced.
【0008】しかしながら、このコンデンサ素子48
は、膨張黒鉛層47を形成しているために、コンデンサ
素子自体が厚くなり、体積あたりの容量が減少してしま
うという問題があった。However, this capacitor element 48
However, since the expanded graphite layer 47 is formed, there is a problem that the capacitor element itself becomes thick and the capacity per volume decreases.
【0009】電気二重層コンデンサの重量および体積あ
たりの容量を減少させずにドライアップを抑制するため
には、全ての集電体にガス透過率の低い集電体を用いる
方法が考えられるが、ガス透過性の低い集電体は集電体
自体の抵抗が高いために電気二重層コンデンサのESR
が高くなってしまう。一方、ESRを低減するためにガ
ス透過率の高い集電体をすべての集電体に用いると、集
電体自体の抵抗が低いためにESRを低減できるが、電
解液のドライアップを招いてしまう。In order to suppress the dry-up without reducing the weight per unit volume and volume of the electric double layer capacitor, it is conceivable to use a current collector having a low gas permeability for all the current collectors. Since the current collector with low gas permeability has high resistance of the current collector itself, the ESR of the electric double layer capacitor
Will be higher. On the other hand, if a current collector having a high gas permeability is used for all the current collectors in order to reduce the ESR, the resistance of the current collector itself is low, so that the ESR can be reduced. I will.
【0010】そこで、上記従来の問題点を解消すべく、
本発明の目的は、ドライアップ現象を抑制し、ESRを
低減する電気二重層コンデンサを提供することにある。In order to solve the above-mentioned conventional problems,
An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor that suppresses a dry-up phenomenon and reduces ESR.
【0011】また、本発明の他の目的は、ドライアップ
現象を抑制し、ESRを低減する電池セルの積層体を提
供することにある。It is another object of the present invention to provide a battery cell stack that suppresses a dry-up phenomenon and reduces ESR.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、電気二重層コンデンサおよび電池セルの
積層体において、外部集電体にはガス透過性が低くい集
電体を用いて電解液のドライアップを抑制し、積層体の
内部集電体にはガス導電性が高く集電体自体の抵抗が低
い集電体を用いてESRを低減する。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laminated body of an electric double layer capacitor and a battery cell, wherein a current collector having low gas permeability is used as an external current collector. Thus, the dry-up of the electrolytic solution is suppressed, and the ESR is reduced by using a current collector having high gas conductivity and low resistance of the current collector itself as an internal current collector of the laminate.
【0013】本発明の第1の態様は、電解溶液を使用
し、セパレータと,前記セパレータにより分離される一
対の電極層と,前記電極層の周辺部を保持するガスケッ
トと,前記電極層および前記ガスケットを挟持する集電
体とを有するコンデンサ素子を電気的に直列の状態で積
層した電気二重層コンデンサであって、前記集電体が異
なるガス透過性を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a separator using an electrolytic solution, a pair of electrode layers separated by the separator, a gasket for holding a peripheral portion of the electrode layer, the electrode layer and the electrode layer. An electric double-layer capacitor in which capacitor elements each having a current collector sandwiching a gasket are stacked in an electrically serial state, wherein the current collectors have different gas permeability.
【0014】本発明の第2の態様は、電解溶液を使用
し、セパレータと,前記セパレータにより分離される一
対の電極層と,前記電極層の周辺部を保持するガスケッ
トと,前記電極層および前記ガスケットを挟持する集電
体とを有する電池セルを電気的に直列の状態で積層した
電池セルの積層体であって、前記集電体が異なるガス透
過性を有することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a separator using an electrolytic solution, a pair of electrode layers separated by the separator, a gasket holding a peripheral portion of the electrode layer, the electrode layer and the electrode layer. A battery cell stack in which battery cells each having a current collector sandwiching a gasket are stacked in an electrically connected state, wherein the current collectors have different gas permeability.
【0015】[0015]
【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。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0016】図1は、本発明の電池セルの構造の断面図
を示す。図1に示すように、本発明の電池セル1は、イ
オン透過性であって絶縁性を有する多孔性セパレータ4
と、多孔性セパレータ4,固体電解質,ゲル電解質,お
よび溶融塩を介して分離されている負極2および正極3
より成る電極層と、電極層の周端部を保持する非導電性
ガスケット5と、電極層の周辺部および非導電性ガスケ
ット5を外部から挟持する一対の集電体6とより構成さ
れる。この電池セルにおいて、負極2は負極活物質,導
電補助剤,および結着剤より成り、正極3は正極活物
質,導電補助剤,および結着剤より成る。FIG. 1 shows a sectional view of the structure of the battery cell of the present invention. As shown in FIG. 1, a battery cell 1 of the present invention comprises a porous separator 4 having ion permeability and insulating property.
And a negative electrode 2 and a positive electrode 3 separated via a porous separator 4, a solid electrolyte, a gel electrolyte, and a molten salt.
An electrode layer, a non-conductive gasket 5 that holds a peripheral end of the electrode layer, and a pair of current collectors 6 that sandwich the non-conductive gasket 5 from the outside around the electrode layer. In this battery cell, the negative electrode 2 comprises a negative electrode active material, a conductive auxiliary, and a binder, and the positive electrode 3 comprises a positive electrode active material, a conductive auxiliary, and a binder.
【0017】図2は、本発明の電池セルの積層体の構造
の断面図を示す。この電池セルの積層体7において、6
A,6Lは外部集電体であり、6B〜6Kはの内部集電
体である。この電池セルの積層体7は、図1に示した電
池セル1を積層したものであり、集電体6A〜6Lが配
置する箇所により異なるガス透過性を備えることを特徴
とする。例えば、外部集電体6A,6Lにガス透過率の
低いゴム集電体を用いて電解液のドライアップを抑制
し、電解液量の変化を防ぐことによりサイクル性を向上
させ、内部集電体6B〜6Kにガス透過率の高い集電体
を用いることにより電池セルの積層体のESRが高くな
ることを抑制することができる。本発明において、集電
体は、集電体の材料,ガス透過性,および厚さ等に限定
されるものではなく、配置される箇所において集電体が
所望するようなガス透過性であるように異なるガス透過
性を備えていればよい。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the battery cell stack of the present invention. In this battery cell stack 7, 6
A and 6L are external current collectors, and 6B to 6K are internal current collectors. The battery cell stack 7 is obtained by stacking the battery cells 1 shown in FIG. 1 and is characterized by having different gas permeability depending on where the current collectors 6A to 6L are arranged. For example, by using a rubber current collector having a low gas permeability for the external current collectors 6A and 6L, the dry-up of the electrolytic solution is suppressed, and a change in the amount of the electrolytic solution is prevented to improve the cyclability. By using a current collector having a high gas permeability for 6B to 6K, it is possible to suppress an increase in ESR of the battery cell stack. In the present invention, the current collector is not limited to the material, gas permeability, thickness and the like of the current collector, but may be gas permeable as desired by the current collector at the place where it is arranged. Suffice to have different gas permeability.
【0018】図3は、加硫接着した電池セルの積層体の
構造を示す。この電池セルの積層体8において、6A,
6Gは外部集電体であり、6B〜6Fは内部集電体であ
る。この電池セルの積層体8は、図1に示した電池セル
を積層したものを加硫接着して得られる。この電池セル
の積層体8における集電体も、集電体の材料,ガス透過
率,および厚さ等により限定されものではなく、配置さ
れる箇所において集電体が所望するようなガス透過性で
あるように異なるガス透過性を備えていればよい。FIG. 3 shows the structure of a laminated body of battery cells bonded by vulcanization. In this battery cell stack 8, 6A,
6G is an external current collector, and 6B to 6F are internal current collectors. The battery cell stack 8 is obtained by vulcanizing and bonding the stacked battery cells shown in FIG. The current collector in the stacked body 8 of the battery cells is not limited by the material, gas permeability, thickness, etc. of the current collector. What is necessary is to have different gas permeability as shown in FIG.
【0019】[0019]
【実施例】次に、本発明の電池セルの具体的な実施例に
ついて説明する。まず初めに、図2に示した電池セルの
積層体7について説明する。 (実施例1)負極および正極の調製および成膜方法は以
下に示すとおりである。実施例で用いた活物質を図4,
5に示す。図4は、ポリインドールの化学構造を示す図
であり、図5は、ポリフェニルキノキサンの化学構造を
示す図である。正極電極3を作成するために、活物質材
料としてポリインドール(図4参照)と導電性補助剤と
して気相成長カーボン(重量比4:1)とに重量比で8
wt%のバインダー樹脂ポリフッ化ビニリデン(平均分子
量:1100)を加えて、スラリーに調整した。このス
ラリーをホモジナイザーで十分に攪拌し、ドクターブレ
ードを用いて集電体シート上に成膜した。成膜後、10
0〜150℃で1時間真空乾燥した。乾燥後、ロールプ
レス機でプレスして電極膜厚を100μmにした。その
後、この膜を所定の形状に切断して正極電極3とした。Next, specific examples of the battery cell of the present invention will be described. First, the battery cell stack 7 shown in FIG. 2 will be described. (Example 1) Preparation of a negative electrode and a positive electrode and a film forming method are as described below. The active materials used in the examples are shown in FIGS.
It is shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a chemical structure of polyindole, and FIG. 5 is a diagram showing a chemical structure of polyphenylquinoxane. In order to form the positive electrode 3, polyindole (see FIG. 4) as an active material and vapor-grown carbon (weight ratio of 4: 1) as a conductive auxiliary were added in a weight ratio of 8%.
A slurry was prepared by adding wt% of a binder resin polyvinylidene fluoride (average molecular weight: 1100). This slurry was sufficiently stirred with a homogenizer, and a film was formed on a current collector sheet using a doctor blade. After film formation, 10
Vacuum dried at 0-150 ° C for 1 hour. After drying, the film was pressed with a roll press to make the electrode film thickness 100 μm. Thereafter, this film was cut into a predetermined shape to obtain a positive electrode 3.
【0020】次に、負極電極2を作成するために、活物
質としてポリフェニルキノキサリン(図3参照)と導電
性補助剤として気相成長カーボン(重量比3:1)とに
重量比で8wt%のバインダー樹脂ポリフッ化ビニリデン
(平均分子量:1100)を加えて、スラリーに調整し
た。このスラリーをホモジナイザーで十分に攪拌し、ド
クターブレードを用いて集電体シート上に成膜した。成
膜後、100〜150℃で1時間真空乾燥した。ロール
プレス機でプレスして電極膜厚を100μmにした。そ
の後、この膜を所定の形状に切断して負極電極2とし
た。Next, in order to form the negative electrode 2, 8 wt% by weight of polyphenylquinoxaline (see FIG. 3) as an active material and vapor-grown carbon (weight ratio of 3: 1) as a conductive auxiliary were used. Was added to obtain a slurry by adding polyvinylidene fluoride (average molecular weight: 1100). This slurry was sufficiently stirred with a homogenizer, and a film was formed on a current collector sheet using a doctor blade. After the film formation, it was vacuum-dried at 100 to 150 ° C. for 1 hour. The film was pressed with a roll press to make the electrode film thickness 100 μm. Thereafter, this film was cut into a predetermined shape to obtain a negative electrode 2.
【0021】次に、内径40×24mm,外径46×3
0mmに打ち抜き成形した長方形シートからなる厚さ
0.2mmのABS製非導電性ガスケット5の上面に、
46×30mmの大きさに成形した長方形シートからな
る厚さ0.2mmでブチルゴム製の集電体6を配置し、
ガスケット5のエッジの部分と集電体6をエポキシで接
着した。Next, an inner diameter of 40 × 24 mm and an outer diameter of 46 × 3
On the upper surface of a 0.2 mm thick ABS non-conductive gasket 5 made of a rectangular sheet stamped and formed to 0 mm,
A current collector 6 made of butyl rubber and having a thickness of 0.2 mm made of a rectangular sheet molded to a size of 46 × 30 mm is arranged.
The edge portion of the gasket 5 and the current collector 6 were bonded with epoxy.
【0022】次に、負極2,セパレータ4,正極3,お
よび集電体6の順に配置し、ガスケット5のエッジの部
分と集電体6をエポキシで接着して電池セル1とした。Next, the negative electrode 2, the separator 4, the positive electrode 3, and the current collector 6 were arranged in this order, and the edge of the gasket 5 and the current collector 6 were bonded with epoxy to complete the battery cell 1.
【0023】次に、電池セル1を6個を直列に積層し、
その積層体の上下を端子板、ゴム板、加圧板の順に挟み
込み、10kg/cm2 の圧力で保持して電池セルの積
層体7を得た(図2参照)。なお、外部集電体6A,6
Lには、ガス透過率1.44×106 (ml/m3 ・2
4h・atm)で膜厚0.2mmのブチルゴム集電体
を、内部集電体6B〜6Kにはガス透過率1.44×1
06 (ml/m3 ・24h・atm)で膜厚0.1mm
のブチルゴム集電体を使用した。Next, six battery cells 1 are stacked in series,
The upper and lower sides of the laminate were sandwiched in the order of a terminal plate, a rubber plate, and a pressure plate, and were held at a pressure of 10 kg / cm 2 to obtain a battery cell laminate 7 (see FIG. 2). The external current collectors 6A, 6A
L has a gas permeability of 1.44 × 10 6 (ml / m 3 · 2
4 h · atm) and a butyl rubber current collector having a thickness of 0.2 mm, and a gas permeability of 1.44 × 1 for the internal current collectors 6B to 6K.
0 thickness 0.1mm by 6 (ml / m 3 · 24h · atm)
Butyl rubber current collector was used.
【0024】その結果を、図6,図7を参照して説明す
る。図6は、電池セルの積層体を60℃で12時間経過
した後における重量変化率の測定結果を示し、図7は、
60℃でのESR測定およびサイクル試験評価の結果を
示す。図示したESR測定およびサイクル試験評価か
ら、電池としての機能を評価できる。図6に示すように
60℃での重量変化率が83.5%であった。また、図
7に示すようにサイクル試験前のESRは215mΩ、
5,000サイクル後のESR変化率が185%、かつ
初期容量の80%残存率が11,500回を達成するこ
とができた。これは、外部集電体6A,6Lのガス透過
率が小さいために電解液のドライアップを抑制し、内部
集電体6B〜6Kにガス透過率の高い集電体を用いたた
めにERSを向上することができたからであると考えら
れる。The result will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows the measurement results of the rate of change in weight of the battery cell stack after elapse of 12 hours at 60 ° C.
The results of ESR measurement at 60 ° C. and cycle test evaluation are shown. The function as a battery can be evaluated from the illustrated ESR measurement and cycle test evaluation. As shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was 83.5%. As shown in FIG. 7, the ESR before the cycle test was 215 mΩ,
The ESR change rate after 5,000 cycles was 185%, and the 80% initial capacity remaining rate was 11,500 times. This is because the gas permeability of the external current collectors 6A and 6L is small, so that the dry-up of the electrolytic solution is suppressed, and the current collector having a high gas permeability is used for the internal current collectors 6B to 6K to improve ERS. It is thought that it was possible.
【0025】また、図示していないが、集電体の厚さが
一定としていた従来の電池セルの積層体と比較して、本
発明の電池セルの積層体は内部集電体を薄くしたために
体積あたりの容量を増加することができる。 (実施例2)実施例1よりESRを低減することを目的
として、実施例1と比較して、外部集電体6A,6Lは
同じものをそのまま使用し、6B〜6Kの内部集電体を
ガス透過率を2.79×106 (ml/m3 ・24h・
atm)の高い透過率であって実施例1と同一の膜厚を
有する集電体に置き換えて実施した。Although not shown, the battery cell laminate of the present invention has a thinner internal current collector than the conventional battery cell laminate in which the current collector has a constant thickness. The capacity per volume can be increased. (Embodiment 2) For the purpose of reducing the ESR from the embodiment 1, compared to the embodiment 1, the same external current collectors 6A and 6L are used as they are, and the internal current collectors of 6B to 6K are used. Gas permeability is 2.79 × 10 6 (ml / m 3 · 24h ·
atm) and a current collector having the same film thickness as in Example 1 was carried out.
【0026】その結果を、図6,図7を参照して説明す
る。図6に示すように重量変化率が実施例1と比較して
82.8%とほぼ同等であったのは、外部集電体のガス
透過率が低いために電解液のドライアップを抑制できた
からあると考えられる。また、図7に示すように測定前
のESRを208mΩおよびサイクル試験後のESR変
化率を153%と低減することができたのは、高いガス
透過率を有する内部集電体に変えたためであると考えら
れる。また、サイクル数(初期容量の80%残存)は、
9,800回を達成した。 (実施例3)実施例2よりESRをさらに低減させるこ
とを目的として、実施例2と比較して、外部集電体6
A,6Lは同じものをそのまま使用し、内部集電体6B
〜6Kはカーボン添加量を増大しガス透過率が1.44
×106 (ml/m3 ・24h・atm)であって実施
例2と同一の膜厚を有する集電体に置き換えて実施し
た。The result will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, the rate of change in weight was approximately equal to 82.8% as compared with Example 1, because the gas permeability of the external current collector was low, so that the dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. It is thought that there is. Further, as shown in FIG. 7, the reason why the ESR before the measurement was reduced to 208 mΩ and the ESR change rate after the cycle test was reduced to 153% is because the internal current collector having a high gas permeability was changed. it is conceivable that. The number of cycles (80% of the initial capacity remaining)
9,800 was achieved. (Embodiment 3) For the purpose of further reducing the ESR as compared with the embodiment 2, the external current collector 6
A, 6L use the same thing as it is, and internal current collector 6B
At ~ 6K, the amount of added carbon is increased and the gas permeability is 1.44.
× 10 6 (ml / m 3 · 24 h · atm) and was replaced with a current collector having the same film thickness as in Example 2.
【0027】その結果、実施例2と比較して、図6に示
すように60℃での重量変化率が83.9%とほぼ同等
であった。これは、外部集電体のガス透過率が低いため
に電解液のドライアップを抑制できたからであると考え
られる。また、図7に示すように測定前のESRを20
5mΩと低減し、サイクル試験後のESR変化率も15
9%と低減したままサイクル数(初期容量の80%残
存)を11,800回と向上することができた。これ
は、集電体のガス透過率は実施例2に比べて低くした
が、カーボン添加量を増大させ導電率を上げたために効
率的に素子抵抗を小さくすることができたからであると
考えられる。 (実施例4)実施例3よりさらにESRを低減させるこ
とを目的として、実施例3と比較して、外部集電体6
A,6Lは同じものをそのまま使用し、内部集電体6B
〜6Kはゴムの種類を変化させてガス透過率を1.22
×108 (ml/m3 ・24h・atm)の高いガス透
過率であって実施例3と同一の膜厚である集電体に置き
換えて実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was almost equal to 83.9% as compared with Example 2. This is presumably because the gas permeability of the external current collector was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. In addition, as shown in FIG.
5mΩ and ESR change rate after cycle test is 15
The number of cycles (80% of the initial capacity remaining) could be improved to 11,800 times while being reduced to 9%. This is considered to be because although the gas permeability of the current collector was lower than that in Example 2, the element resistance could be efficiently reduced because the conductivity was increased by increasing the amount of added carbon. . (Embodiment 4) For the purpose of further reducing the ESR as compared with the embodiment 3, the external current collector 6
A, 6L use the same thing as it is, and internal current collector 6B
~ 6K changes the type of rubber to 1.22
The operation was performed by replacing the current collector with a high gas permeability of × 10 8 (ml / m 3 · 24 h · atm) and the same film thickness as in Example 3.
【0028】その結果、実施例3と比較して、図6に示
すように60℃での重量変化率が83.1%とほぼ同等
であった。これは、外部集電体のガス透過率が低いため
電解液のドライアップを抑制できたからであると考えら
れる。また、図7に示すように測定前のESRを201
mΩ、サイクル試験後のESR変化率は167%と低減
できた。これは、ゴムの種類を変えてガス透過率を向上
させたためと考えられる。また、サイクル数を12,3
00回を達成できた。 (実施例5)実施例4よりセル間の電解液量のばらつき
を抑えてさらにサイクル数を向上させることを目的とし
て、実施例4と比較して、外部集電体6A,6L、およ
び内部集電体6B〜6E,6H〜6Kは同じのものをそ
のまま使用し、中間の内部集電体6F,6Gは2.79
×106 (ml/m3 ・24h・atm)の低いガス透
過率であって実施例4と同一の膜厚を有する集電体に置
き換えて実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was almost equal to 83.1% as compared with Example 3. This is considered to be because the gas permeability of the external current collector was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. In addition, as shown in FIG.
mΩ and the ESR change rate after the cycle test could be reduced to 167%. This is presumably because the gas permeability was improved by changing the type of rubber. In addition, the number of cycles is 12,3.
00 times were achieved. Fifth Embodiment In comparison with the fourth embodiment, the external current collectors 6A and 6L and the internal collector are compared with the fourth embodiment for the purpose of suppressing the variation in the amount of the electrolyte between cells and further improving the number of cycles. The same current collectors 6B to 6E and 6H to 6K are used as they are, and the intermediate internal current collectors 6F and 6G are 2.79.
The operation was performed by replacing the current collector with a low gas permeability of × 10 6 (ml / m 3 · 24 h · atm) and the same film thickness as in Example 4.
【0029】その結果、実施例4と比較して、図6に示
すように60℃での重量変化率が84.1%とほぼ同等
であった。これは、外部集電体のガス透過率が低いため
電解液のドライアップを抑制できたからであると考えら
れる。また、図7に示すように、ESRは210mΩ、
ESR変化率は171%と若干劣っているが、サイクル
数が13,000回を達成することができた。これは、
中間にガス透過率の低い集電体を配置することにより、
セル間の電解液量のばらつきを抑えることができ、これ
により各セル電圧を均一に保つことができたからである
と考えられる。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was almost equal to 84.1% as compared with Example 4. This is considered to be because the gas permeability of the external current collector was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. Further, as shown in FIG. 7, the ESR is 210 mΩ,
Although the ESR change rate was slightly inferior to 171%, the number of cycles was 13,000. this is,
By arranging a current collector with low gas permeability in the middle,
This is considered to be because variation in the amount of the electrolyte solution between cells could be suppressed, and thereby the cell voltages could be kept uniform.
【0030】次に、以上の本発明による実施例の効果を
理解するために比較例1,2を実施した。 (比較例1)電池セルをエポキシで積層した実施例1〜
5の集電体を全てガス透過率の低い集電体を使用した場
合と比較をするために、実施例1の6A〜6Lのガス透
過率1.44×106 (ml/m3 ・24h・atm)
のブチルゴム集電体を使用した。その他の製法について
は、実施例1に準拠する。Next, Comparative Examples 1 and 2 were carried out in order to understand the effects of the embodiment according to the present invention. (Comparative Example 1) Examples 1 to 4 in which battery cells were laminated with epoxy
In order to make a comparison with the case where all the current collectors of No. 5 used a current collector having a low gas permeability, the gas permeability of 6A to 6 L of Example 1 was 1.44 × 10 6 (ml / m 3 · 24h).・ Atm)
Butyl rubber current collector was used. The other manufacturing method is based on Example 1.
【0031】その結果、重量変化率が89.1%、測定
前ESRが294mΩ、ESR変化率が147%、サイ
クル数が11,700回であった。これより、ガス透過
性を低くしたためにドライアップが抑制できるが、実施
例1〜5に比べてESRが非常に高い値になってしまう
ことが分かる。 (比較例2)電池セルをエポキシで積層した実施例1〜
5の集電体を全てガス透過率の高い集電体を使用した場
合の比較をするために、実施例1の6A〜6Lのガス透
過率1.2×108 (ml/m3 ・24h・atm)の
ブチルゴム集電体を使用した。その他の製法について
は、実施例1に準拠する。As a result, the weight change rate was 89.1%, the ESR before measurement was 294 mΩ, the ESR change rate was 147%, and the number of cycles was 11,700. From this, it can be seen that the dry-up can be suppressed because the gas permeability is lowered, but the ESR becomes a very high value as compared with Examples 1 to 5. (Comparative Example 2) Examples 1 to 4 in which battery cells were laminated with epoxy
In order to compare the case where all the current collectors of No. 5 use a current collector having a high gas permeability, the gas permeability of 6A to 6L of Example 1 was 1.2 × 10 8 (ml / m 3 · 24h Atm) butyl rubber current collector was used. Other manufacturing methods are based on Example 1.
【0032】次に、図3に示した加硫接着した電池セル
の積層体の実施例を説明する。Next, an embodiment of the laminated body of the vulcanized and bonded battery cells shown in FIG. 3 will be described.
【0033】その結果、重量変化率が67.8%、測定
前ESRが192mΩ、ESR変化率が587%、サイ
クル数が720回であった。これより、ガス透過性を高
くしたためにESRは低減できるが、実施例1〜5に比
べてドライアップが抑制できないことが分かる。 (実施例6)負極および正極の調製および成膜は、実施
例1と同様に行った。次に、内径40×24mm,外径
46×30mmに打ち抜き成形した長方形シートからな
る厚さ0.2mmで未加硫ブチルゴム製の非導電性ガス
ケット5の上面に、46×30mmの大きさに成形した
長方形シートからなる厚さ0.2mmで未加硫ブチルゴ
ム製の集電体6を配置する。次に、負極2,セパレータ
4,正極3,および集電体6の順に配置した(図1参
照)。次に、この電池セル1を6個直列に積層し、その
積層体の上下を端子板、ゴム板、加圧板の順に挟み込
み、10kg/cm 2 の圧力で保持して電池セルの積層
体を得た。As a result, the weight change rate was 67.8%,
Before ESR was 192mΩ, ESR change rate was 587%,
The number of vehicles was 720. This increases gas permeability.
Although the ESR can be reduced due to the reduction, it is compared with Examples 1 to 5.
It can be seen that dry-up cannot be suppressed. (Example 6) Preparation and film formation of a negative electrode and a positive electrode
It carried out like Example 1. Next, inner diameter 40 × 24mm, outer diameter
It is a rectangular sheet punched and formed to 46 x 30 mm.
Non-conductive gas made of unvulcanized butyl rubber with a thickness of 0.2 mm
Formed on the upper surface of the ket 5 to a size of 46 × 30 mm.
Unvulcanized butyl resin with a thickness of 0.2 mm consisting of a rectangular sheet
A current collector 6 made of a rubber is arranged. Next, negative electrode 2, separator
4, positive electrode 3, and current collector 6 (see FIG. 1).
See). Next, six battery cells 1 were stacked in series,
Insert the top and bottom of the laminate in the order of terminal plate, rubber plate, and pressure plate
Only, 10kg / cm Two Of battery cells while maintaining pressure
I got a body.
【0034】次に、この圧力を保持した状態で125±
5℃の温度雰囲気中に3時間放置し、未加硫のブチルゴ
ム間を加硫接着して、図3に示す耐圧7.2Vを有する
加硫接着した電池セルの積層体8を得た。なお、外部集
電体6A,6Gには、1.44×106 (ml/m3 ・
24h・atm)で膜厚0.2mmのブチルゴム集電体
を、内部集電体6B〜6Fにはガス透過率1.44×1
06 (ml/m3 ・24h・atm)で膜厚0.1mm
のブチルゴム集電体を使用した。Next, 125 ±
The unvulcanized butyl rubber was vulcanized and bonded in a 5 ° C. temperature atmosphere for 3 hours to obtain a vulcanized and bonded battery cell stack 8 having a withstand voltage of 7.2 V shown in FIG. The external current collectors 6A and 6G have a capacity of 1.44 × 10 6 (ml / m 3.
A butyl rubber current collector having a thickness of 0.2 mm at 24 h · atm) and a gas permeability of 1.44 × 1 for the internal current collectors 6B to 6F.
0 thickness 0.1mm by 6 (ml / m 3 · 24h · atm)
Butyl rubber current collector was used.
【0035】その結果、図6に示すように60℃での重
量変化率が81.5%であった。また、図7に示すよう
にサイクル試験前のESRは203mΩ、5,000サ
イクル後のESR変化率が203%であり、初期容量の
80%残存(サイクル数)が11,100回を達成する
ことができた。これは、外部集電体6A,6Gのガス透
過率が低いため電解液のドライアップを抑制することが
できたからであると考えられる。また、図示していない
が、従来の集電体の厚さが一定の電池セルの積層体と比
較して、本発明の電池セルの積層体は内部集電体を薄く
することによって、体積あたりの容量を増加することが
できる。 (実施例7)実施例6よりもESRを低減させることを
目的として、実施例6と比較して外部集電体6A,6G
は同じものをそのまま使用し、内部集電体6B〜6Fは
2.79×106 (ml/m3 ・24h・atm)の高
いガス透過率であって同一の膜厚を有する集電体に置き
換えて実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was 81.5%. As shown in FIG. 7, the ESR before the cycle test was 203 mΩ, the ESR change rate after 5,000 cycles was 203%, and 80% of the initial capacity (the number of cycles) reached 11,100. Was completed. This is presumably because the gas permeability of the external current collectors 6A and 6G was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. In addition, although not shown, the battery cell laminate of the present invention has a smaller internal current collector compared to a conventional battery cell laminate having a constant current collector thickness. Capacity can be increased. (Embodiment 7) External current collectors 6A and 6G as compared with Embodiment 6 for the purpose of lowering the ESR than Embodiment 6.
Are used as they are, and the internal current collectors 6B to 6F have a high gas permeability of 2.79 × 10 6 (ml / m 3 · 24 h · atm) and a current collector having the same film thickness. The replacement was performed.
【0036】その結果、図6に示すように、実施例6と
比較して、60℃での重量変化率が80.1%とほぼ同
値であった。これは、外部集電体6A,6Gのガス透過
率が低いため電解液のドライアップを抑制することがで
きたからであると考えられる。また、図7に示すように
測定前のESRを197mΩ、およびサイクル試験後の
ESR変化率を161%と低減することができた。これ
は、内部集電体のガス透過率を高くしたため素子抵抗を
小さくできたからであると考えられる。また、サイクル
数は9,500回を達成することができた。 (実施例8)実施例7と比較して、ESRをさらに低減
させることを目的として、外部集電体6A,6Gのガス
透過率は同じものをそのまま使用し、内部集電体6B〜
6Fはカーボン添加量を増加しガス透過率を1.44×
106 (ml/m3 ・24h・atm)であって膜厚は
実施例7と同一である集電体に置き換えて実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the rate of change in weight at 60 ° C. was almost the same as 80.1%, as compared with Example 6. This is presumably because the gas permeability of the external current collectors 6A and 6G was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. Further, as shown in FIG. 7, the ESR before the measurement was reduced to 197 mΩ, and the ESR change rate after the cycle test was reduced to 161%. This is presumably because the gas resistance of the internal current collector was increased to reduce the element resistance. The number of cycles was 9,500. (Embodiment 8) In order to further reduce the ESR as compared with Embodiment 7, the same gas permeability is used for the external current collectors 6A and 6G as they are, and the internal current collectors 6B to 6G are used.
6F increases the amount of added carbon and increases the gas permeability to 1.44 ×
The current collector was replaced with a current collector having a thickness of 10 6 (ml / m 3 · 24 h · atm) and the same film thickness as in Example 7.
【0037】その結果、図6に示すように実施例7と比
較して、60℃での重量変化率が80.9%とほぼ同等
であった。これは、外部集電体のガス透過率が低いため
電解液のドライアップを抑制することができたからであ
ると考えられる。また、図7に示すように測定前のES
Rを191mΩと低減し、サイクル試験後のESR変化
率も168%と低値であった。また、サイクル数は、1
1,700回と向上することができた。これは、集電体
のガス透過率は実施例6に比べて低くしたが、カーボン
添加量を増大させ導電率を上げたために効率的に素子抵
抗を小さくすることができたからであると考えられる。 (実施例9)実施例8と比較してさらにESRを低減す
ることを目的として、ゴムの種類を変化させ、外部集電
体6A,6Gは同じものをそのまま使用し、内部電体6
B〜6Fはガス透過率を1.22×108 (ml/m3
・24h・atm)の高いガス透過率であって実施例7
と同一の膜厚である集電体に置き換えて実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was almost equivalent to 80.9% as compared with Example 7. This is considered to be because the gas permeability of the external current collector was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. In addition, as shown in FIG.
R was reduced to 191 mΩ, and the ESR change rate after the cycle test was as low as 168%. The number of cycles is 1
It could be improved to 1,700 times. This is presumably because the gas permeability of the current collector was lower than that in Example 6, but the element resistance could be efficiently reduced because the conductivity was increased by increasing the amount of added carbon. . (Example 9) For the purpose of further reducing the ESR as compared with Example 8, the type of rubber was changed, and the same external current collectors 6A and 6G were used as they were,
B to 6F have a gas permeability of 1.22 × 10 8 (ml / m 3
24 h · atm) and a high gas permeability of Example 7
The current was replaced with a current collector having the same thickness.
【0038】その結果、実施例8と比較して、図6に示
すように60℃での重量変化率が80.9%とほぼ同等
であった。これは、外部集電体のガス透過率が低いため
電解液のドライアップを抑制することができたからであ
ると考えられる。また、図7に示すように測定前のES
Rを186%と低減し、サイクル試験後のESR変化率
も173%も低値であった。これは、内部の集電体のガ
ス透過率を高く集電体自体の抵抗が低いものに変えたた
め素子抵抗を小さくできたからであると考えられる。ま
た、サイクル数は12,000回を達成した。 (実施例10)実施例9と比較してセル間の電解液量の
ばらつきを抑えて、サイクル数を向上させることを目的
として、外部集電体6A,6Gおよび内部集電体6B,
6C,6E,6Fは実施例9と同じものをそのまま使用
し、中間の内部集電体6Dは2.79×106 (ml/
m3 ・24h・atm)の高いガス透過率であって実施
例9と同一の膜圧である集電体として実施した。As a result, as shown in FIG. 6, the weight change rate at 60 ° C. was almost equal to 80.9% as compared with Example 8. This is considered to be because the gas permeability of the external current collector was low, so that dry-up of the electrolytic solution could be suppressed. In addition, as shown in FIG.
R was reduced to 186%, and the ESR change rate after the cycle test was as low as 173%. This is considered to be because the gas resistance of the current collector inside was increased and the resistance of the current collector itself was reduced, so that the element resistance could be reduced. The number of cycles reached 12,000 times. (Embodiment 10) External collectors 6A and 6G and internal collectors 6B and 6B are provided for the purpose of suppressing the variation in the amount of electrolyte between cells and improving the number of cycles as compared with Embodiment 9.
6C, 6E and 6F are the same as those in Example 9, and the intermediate internal current collector 6D is 2.79 × 10 6 (ml /
It was carried out as a current collector having a high gas permeability of (m 3 · 24 h · atm) and the same film pressure as in Example 9.
【0039】実施例9と比較して、図9に示すようにE
SR変化率に関しては若干劣っているが、サイクル数が
12,700回を達成できた。これは、中間にガス透過
率の低い集電体を配置することにより、電気二重層コン
デンサ間の電解液量のばらつきを抑えたことで、各電気
二重層コンデンサ間の電圧が均一に保つことができたか
らであると考えられる。Compared with the ninth embodiment, as shown in FIG.
Although the SR change rate was slightly inferior, the number of cycles reached 12,700. This is because, by arranging a current collector with low gas permeability in the middle, the variation in the amount of electrolyte between the electric double layer capacitors is suppressed, and the voltage between each electric double layer capacitor can be kept uniform. It is thought that it was possible.
【0040】次に、以上の本発明による実施例の効果を
理解するために比較例3,4を実施した。 (比較例3)電池セルを加硫接着して積層した実施例6
〜10の集電体を全てガス透過率の低い集電体を使用し
た場合と比較をするために、実施例2の6A〜6Gにガ
ス透過率1.44×106 (ml/m3 ・24h・at
m)のブチルゴム集電体を使用した。その他の製法につ
いては、実施例2に準拠する。Next, Comparative Examples 3 and 4 were carried out in order to understand the effects of the embodiment according to the present invention. (Comparative Example 3) Example 6 in which battery cells are laminated by vulcanization bonding.
In order to make a comparison with the case where the current collectors having low gas permeability were used for all the current collectors of Nos. 10 to 10, the gas permeability of 1.44 × 10 6 (ml / m 3. 24h-at
m) butyl rubber current collector was used. The other manufacturing method is based on Example 2.
【0041】その結果、重量変化率が85.1%、測定
前ESRが354mΩ、ESR変化率が165%、サイ
クル数が11,400回であった。これより、ガス透過
性を低くしたために効果的にドライアップが抑制できる
が、実施例6〜10に比べてESRが非常に高い値にな
ってしまうことが分かる。 (比較例4)電池セルを加硫接着して積層した実施例6
〜10の集電体を全てガス透過率の高い集電体を使用し
た場合と比較をするために、実施例2の6A〜6Gにガ
ス透過率1.2×108 (ml/m3 ・24h・at
m)のブチルゴム集電体を使用した。その他の製法につ
いては、実施例2に準拠する。As a result, the weight change rate was 85.1%, the ESR before measurement was 354 mΩ, the ESR change rate was 165%, and the number of cycles was 11,400. From this, it can be seen that the dry-up can be effectively suppressed because the gas permeability is lowered, but the ESR becomes a very high value as compared with Examples 6 to 10. (Comparative Example 4) Example 6 in which battery cells were laminated by vulcanization bonding.
In order to make a comparison with the case where the current collectors having high gas permeability were used for all the current collectors of Nos. 10 to 10, the gas permeability of 1.2 × 10 8 (ml / m 3 ···) was applied to 6A to 6G of Example 2. 24h-at
m) butyl rubber current collector was used. The other manufacturing method is based on Example 2.
【0042】その結果、重量変化率が63.5%、測定
前ESRが172mΩ、ESR変化率が550%、サイ
クル数が750回であった。これより、ガス透過性を高
くしたためにESRは低減できるが、実施例6〜10に
比べてドライアップが抑制できないことが分かる。As a result, the weight change rate was 63.5%, the ESR before measurement was 172 mΩ, the ESR change rate was 550%, and the number of cycles was 750. From this, it can be seen that the ESR can be reduced due to the increased gas permeability, but the dry-up cannot be suppressed as compared with Examples 6 to 10.
【0043】最後に、本発明の効果を容易に理解できる
ように、図8に上述した実施例1〜5、および比較例1
〜2の60℃におけるサイクル試験結果を示す。図示の
ように、全てのゴムにガス透過性の高い集電体を用いた
比較例2は、他の実施例に比べサイクル数の低下が著し
いことが分かる。これは、外部集電体にガス透過性の高
い集電体を用いたためにドライアップを抑制することが
できなかったためと考えられる。また、図9に、実施例
6〜10、および比較例3〜4の60℃におけるサイク
ル試験結果を示す。図示のように、全てのゴムにガス透
過性の高い集電体を用いた比較例4は、他の実施例に比
べサイクル数の低下が著しいことが分かる。これは、外
部集電体にガス透過性の高い集電体を用いたためにドラ
イアップを抑制することができなかったためと考えられ
る。Finally, in order to easily understand the effects of the present invention, FIG.
2 shows the results of a cycle test at 60 ° C. As shown in the figure, it can be seen that Comparative Example 2 in which a current collector having high gas permeability is used for all rubbers has a remarkable decrease in the number of cycles as compared with the other examples. This is presumably because dry-up could not be suppressed because a current collector having high gas permeability was used as the external current collector. FIG. 9 shows the results of the cycle test at 60 ° C. for Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 and 4. As shown in the figure, Comparative Example 4 in which a current collector having high gas permeability is used for all rubbers has a remarkable decrease in the number of cycles as compared with the other examples. This is presumably because dry-up could not be suppressed because a current collector having high gas permeability was used as the external current collector.
【0044】なお、実施例において電池セルを6個積層
した場合についてのみ説明したが、積層する電池セルの
数はこれに限られるものではない。Although only the case where six battery cells are stacked in the embodiment has been described, the number of battery cells to be stacked is not limited to this.
【0045】また、電池セルについての積層体にのみ説
明したが、電気二重層コンデンサにおいても同様に実施
できる。図示していないが、本発明の電気二重層コンデ
ンサのコンデンサ素子は、イオン透過性であって絶縁性
を有する多孔性セパレータと、この多孔性セパレータに
より分離され一対の電極層と、これらの電極層の周辺部
を保持する非導電性ガスケットと、電極層および非道電
性ガスケットを外部から挟持している一対の集電体より
構成される。また、上述と同様にこのコンデンサ素子を
積層する場合には、配置される箇所において集電体が所
望するようなガス透過性であるように異なるガス透過性
を備えていればよい。Although the description has been given only of the stacked body of the battery cell, the present invention can be similarly applied to an electric double layer capacitor. Although not shown, the capacitor element of the electric double layer capacitor of the present invention includes a porous separator that is ion-permeable and has insulating properties, a pair of electrode layers separated by the porous separator, and these electrode layers. And a pair of current collectors sandwiching the electrode layer and the non-conductive gasket from outside. When the capacitor elements are stacked as described above, the current collector may have different gas permeability so as to have a desired gas permeability at a place where the capacitor element is arranged.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の効
果は、ドライアップ現象を抑制し、内部抵抗が小さい電
気二重層コンデンサおよび電池セルの積層体を提供する
ことができることである。As described above, the first effect of the present invention is to provide a laminated body of an electric double layer capacitor and a battery cell which suppress the dry-up phenomenon and have a small internal resistance.
【0047】その理由は、電気二重層コンデンサおよび
電池セルの積層体において、外部集電体にはガス透過率
の低い集電体を用いて電解液のドライアップを抑制し、
内部集電体にはガス導電率の高く集電体自体の抵抗が低
い集電体を用いて電気二重層コンデンサおよび電池セル
の積層体のESRを低減するものとしたからである。The reason is that, in the laminate of the electric double layer capacitor and the battery cell, the current collector having a low gas permeability is used as the external current collector to suppress the dry-up of the electrolyte,
This is because a current collector having a high gas conductivity and a low resistance of the current collector itself is used as the internal current collector to reduce the ESR of the stacked body of the electric double layer capacitor and the battery cell.
【0048】本発明の第2の効果は、電極重量当たりの
容量の減少および体積当たりの容量の減少をさせずに、
ドライアップ現象を抑制し、内部抵抗が小さい電気二重
層コンデンサおよび電池セルの積層体を提供することが
できることである。The second advantage of the present invention is that the capacitance per electrode weight and the capacitance per volume are not reduced.
An object of the present invention is to provide a laminate of an electric double layer capacitor and a battery cell which suppresses a dry-up phenomenon and has a small internal resistance.
【0049】その理由は、ドライアップ現象を抑制し、
内部抵抗が小さくするために、電解液に微粒子を含ませ
て電極重量を増加させたり、集電体に膨張黒鉛層を形成
して電気二重層コンデンサおよび電池セルを厚くしたり
しないからである。The reason is that the dry-up phenomenon is suppressed,
This is because, in order to reduce the internal resistance, the electrode weight is not increased by including fine particles in the electrolytic solution, or the electric double layer capacitor and the battery cell are not thickened by forming an expanded graphite layer on the current collector.
【図1】本発明の電池セルの構造の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a structure of a battery cell of the present invention.
【図2】本発明の電池セルの積層体の構造の断面図であ
る。FIG. 2 is a cross-sectional view of the structure of the battery cell stack of the present invention.
【図3】本発明の加硫接着した電池セルの積層体の断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a vulcanized and bonded battery cell laminate of the present invention.
【図4】ポリインドールの化学構造を示す図である。FIG. 4 shows the chemical structure of polyindole.
【図5】ポリフェニルキノキサンの化学構造を示す図で
ある。FIG. 5 is a view showing a chemical structure of polyphenylquinoxane.
【図6】電池セルの積層体および加硫した電池セルの積
層体の重量変化率の測定結果を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing measurement results of weight change rates of a battery cell laminate and a vulcanized battery cell laminate.
【図7】電池セルの積層体および加硫した電池セルの積
層体のESR測定およびサイクル試験評価の結果を示す
図である。FIG. 7 is a diagram showing the results of ESR measurement and cycle test evaluation of a battery cell laminate and a vulcanized battery cell laminate.
【図8】本発明の電池セルの積層体を用いた場合のサイ
クル試験結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a cycle test result in the case of using the battery cell laminate of the present invention.
【図9】本発明の加硫接着した電池セルの積層体を用い
た場合のサイクル試験結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of a cycle test when a vulcanized and bonded battery cell laminate of the present invention is used.
【図10】従来の電気二重層コンデンサのコンデンサ素
子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a capacitor element of a conventional electric double layer capacitor.
【図11】従来の電気二重層コンデンサのコンデンサ素
子を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a capacitor element of a conventional electric double layer capacitor.
【図12】従来の電気二重層コンデンサのコンデンサ素
子を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a capacitor element of a conventional electric double layer capacitor.
1 電池セル 26,31,48 コンデンサ素子 2 負極 3 正極 4,22,32,41 セパレータ 5,25,34,43 非導電性ガスケット 6 集電体 7 電池セルの積層体 8 加硫接着した電池セルの積層体 23,35 導電性セパレータ 24,33,42 電極 45 端子板 46 導電性ゴムシート 47 膨張黒鉛層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery cell 26,31,48 Capacitor element 2 Negative electrode 3 Positive electrode 4,22,32,41 Separator 5,25,34,43 Non-conductive gasket 6 Current collector 7 Battery cell laminated body 8 Vulcanized and bonded battery cell 23, 35 Conductive separator 24, 33, 42 Electrode 45 Terminal plate 46 Conductive rubber sheet 47 Expanded graphite layer
フロントページの続き (72)発明者 紙透 浩幸 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 原田 学 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 中川 裕二 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 吉田 真也 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 信田 知希 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 黒崎 雅人 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) 5H017 AS02 AS06 EE00 HH01 HH03 HH10 5H028 AA01 BB01 CC08 EE00 FF06 HH01 HH05 HH10 Continued on the front page (72) Inventor Hiroyuki Shima Toru 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Manabu Harada 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (72) Inventor Yuji Nakagawa 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation Inside (72) Inventor Shinya Yoshida 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (72) Inventor Tomoki Shinda 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside the NEC Corporation (72) Inventor Masato Kurosaki 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation F term (reference) 5H017 AS02 AS06 EE00 HH01 HH03 HH10 5H028 AA01 BB01 CC08 EE00 FF06 HH01 HH05 HH10
Claims (14)
パレータにより分離される一対の電極層と,前記電極層
の周辺部を保持するガスケットと,前記電極層および前
記ガスケットを挟持する集電体とを有するコンデンサ素
子を電気的に直列の状態で積層した電気二重層コンデン
サにおいて、 前記集電体は、異なるガス透過性を有することを特徴と
する電気二重層コンデンサ。1. A separator using an electrolytic solution, a pair of electrode layers separated by the separator, a gasket holding a peripheral portion of the electrode layer, and a current collector sandwiching the electrode layer and the gasket. An electric double-layer capacitor in which capacitor elements having the following are electrically stacked in series with each other, wherein the current collectors have different gas permeability.
の前記集電体は、ガス透過率の低い集電体であることを
特徴とする請求項1記載の電気二重層コンデンサ。2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the current collector for suppressing dry-up of the electrolyte is a current collector having a low gas permeability.
の前記集電体の厚さは、前記他の集電体より厚いことを
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。3. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein a thickness of the current collector for suppressing dry-up of the electrolyte is thicker than the other current collector.
ス透過率が高く、抵抗が低いことを特徴とする請求項
1,2,または3記載の電気二重層コンデンサ。4. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein said current collector for reducing ESR has a high gas permeability and a low resistance.
は、前記他の集電体よりも薄いことを特徴とする請求項
1,2,3,または4記載の電気二重層コンデンサ。5. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein said current collector for reducing ESR is thinner than said other current collector. .
電率を高めるための材料を添加されることを特徴とする
請求項1,2,3,4,または5記載の電気二重層コン
デンサ。6. The electric double layer according to claim 1, wherein said current collector for reducing ESR is added with a material for increasing electric conductivity. Capacitors.
集電体は、ガス透過率の低い集電体であることを特徴と
する請求項1,2,3,4,5,または6記載の電気二
重層コンデンサ。7. The current collector according to claim 1, wherein said current collector for suppressing variations in said electrolyte is a current collector having a low gas permeability. Electric double layer capacitor.
レータにより分離される一対の電極層と,前記電極層の
周辺部を保持するガスケットと,前記電極層および前記
ガスケットを挟持する集電体とを有する電池セルを電気
的に直列の状態で積層した電池セルの積層体において、 前記集電体は、異なるガス透過性を有することを特徴と
する電池セルの積層体。8. A separator using an electrolytic solution, a separator, a pair of electrode layers separated by the separator, a gasket holding a peripheral portion of the electrode layer, and a current collector sandwiching the electrode layer and the gasket. A battery cell stack in which battery cells having the following are electrically stacked in a series state, wherein the current collectors have different gas permeability.
の前記集電体は、ガス透過率の低い集電体であることを
特徴とする請求項8記載の電池セルの積層体。9. The battery cell stack according to claim 8, wherein the current collector for suppressing dry-up of the electrolytic solution is a current collector having a low gas permeability.
めの前記集電体の厚さは、前記他の集電体より厚いこと
を特徴とする請求項8または9記載の電池セルの積層
体。10. The battery cell stack according to claim 8, wherein a thickness of the current collector for suppressing dry-up of the electrolyte is thicker than the other current collector. .
は、ガス透過率が高く、抵抗が低いことを特徴とする請
求項8,9,または10記載の電池セルの積層体。11. The battery cell stack according to claim 8, wherein the current collector for reducing element resistance has a high gas permeability and a low resistance.
厚さは、前記他の集電体よりも薄いことを特徴とする請
求項8,9,10,または11記載の電池セルの積層
体。12. The battery cell according to claim 8, wherein the thickness of the current collector for reducing the element resistance is smaller than the thickness of the other current collector. Laminate.
は、導電率を高めるための材料を添加されることを特徴
とする請求項8,9,10,11,または12記載の電
池セルの積層体。13. The battery cell according to claim 8, wherein said current collector for reducing element resistance is added with a material for increasing conductivity. Laminate.
記集電体は、ガス透過率の低い集電体であることを特徴
とする請求項8,9,10,11,12,または13記
載の電池セルの積層体。14. The current collector for suppressing variation in the electrolytic solution is a current collector having a low gas permeability. Of the battery cell.
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