JP2002313678A - 積層型電気二重層キャパシタ - Google Patents
積層型電気二重層キャパシタInfo
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- JP2002313678A JP2002313678A JP2001114816A JP2001114816A JP2002313678A JP 2002313678 A JP2002313678 A JP 2002313678A JP 2001114816 A JP2001114816 A JP 2001114816A JP 2001114816 A JP2001114816 A JP 2001114816A JP 2002313678 A JP2002313678 A JP 2002313678A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユニット内の圧力変化が起きてもキャパシタ
特性に変化が起きないような構造を提案するものであ
る。 【解決手段】 エンドプレート１と集電極板２間にエア
ーバッファー層Ａを設けることによってユニット内の圧
力変化を抑えること、更に、前記集電極板２に穴８を設
けて、前記エアーバッファ層Ａとユニット内とを自動放
圧させることによって内圧変動を少なくたことを特徴と
する。
特性に変化が起きないような構造を提案するものであ
る。 【解決手段】 エンドプレート１と集電極板２間にエア
ーバッファー層Ａを設けることによってユニット内の圧
力変化を抑えること、更に、前記集電極板２に穴８を設
けて、前記エアーバッファ層Ａとユニット内とを自動放
圧させることによって内圧変動を少なくたことを特徴と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型電気二重層
キャパシタに関する。詳しくは、ゲル状電解質を用いた
積層型電気二重層キャパシタの構造に関する。
キャパシタに関する。詳しくは、ゲル状電解質を用いた
積層型電気二重層キャパシタの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在パソコンやオフコンのバックアップ
電源に用いられているキャパシタは更なる大容量化、長
寿命化が求められている。電気二重層キャパシタは分極
性電極に電解質中のアニオン、カチオンを正極、負極表
面に物理吸着させて電気を蓄えることを原理としてい
る。現在の電気二重層キャパシタ（以後キャパシタと呼
称する）は、平板状の活性炭電極、集電極を用意し、四
フッ化ホウ素（ＢＦ4）系ゲル状電解質を挟んだ「積層
型」 である。
電源に用いられているキャパシタは更なる大容量化、長
寿命化が求められている。電気二重層キャパシタは分極
性電極に電解質中のアニオン、カチオンを正極、負極表
面に物理吸着させて電気を蓄えることを原理としてい
る。現在の電気二重層キャパシタ（以後キャパシタと呼
称する）は、平板状の活性炭電極、集電極を用意し、四
フッ化ホウ素（ＢＦ4）系ゲル状電解質を挟んだ「積層
型」 である。
【０００３】即ち、図２及び図３に示すように、活性炭
繊維布を両面に接着したパイポーラ中間電極１５とゲル
電解質（セパレータ）１４とを枠状のゴムパッキン１３
を介在させて重ね合わせて、その両側に更に、集電極板
１２、エンドプレート１１を配置し、絶縁体１６を介し
て締め付けボルト１７にて両側から締め付けたものであ
る。ゴムパッキン１３は、内部の電解質が漏れ出さない
ようにシールを行うためのものであり、同時に積層間で
の絶縁も兼ねている。
繊維布を両面に接着したパイポーラ中間電極１５とゲル
電解質（セパレータ）１４とを枠状のゴムパッキン１３
を介在させて重ね合わせて、その両側に更に、集電極板
１２、エンドプレート１１を配置し、絶縁体１６を介し
て締め付けボルト１７にて両側から締め付けたものであ
る。ゴムパッキン１３は、内部の電解質が漏れ出さない
ようにシールを行うためのものであり、同時に積層間で
の絶縁も兼ねている。
【０００４】キャパシタの組立を行う際には、 図２に示
すように、必要な耐電圧分のセルとなるゲル電解質１
４、バイポーラ中間電極１５とゴムパッキン３とを交互
に積み重ね（単セル耐電圧２．５Ｖ程度）、最後にエン
ドプレート１で締め付けることにより密閉構造を保って
いる。ユニット内圧を均一にするために、パイポーラ中
間電極１５に貫通穴が開けられている。積層型キャパシ
タユニットは、金属電極端面の集電極板２にリード線を
取り付ければユニット内で直列接続となり、（単セル耐
電圧）×（積層数）だけの耐電圧を持つことになる。こ
の積層型キャパシタユニットは、一般的な巻き取り方式
を用いた同一容量のキャパシタと比較してケーブル等を
必要とせず、コンパクトに耐電圧が高く設計できるため
設置面積を小さくすることができる。
すように、必要な耐電圧分のセルとなるゲル電解質１
４、バイポーラ中間電極１５とゴムパッキン３とを交互
に積み重ね（単セル耐電圧２．５Ｖ程度）、最後にエン
ドプレート１で締め付けることにより密閉構造を保って
いる。ユニット内圧を均一にするために、パイポーラ中
間電極１５に貫通穴が開けられている。積層型キャパシ
タユニットは、金属電極端面の集電極板２にリード線を
取り付ければユニット内で直列接続となり、（単セル耐
電圧）×（積層数）だけの耐電圧を持つことになる。こ
の積層型キャパシタユニットは、一般的な巻き取り方式
を用いた同一容量のキャパシタと比較してケーブル等を
必要とせず、コンパクトに耐電圧が高く設計できるため
設置面積を小さくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にゲル電解質を用
いた電気二重層キャパシタは、ゲル電解質に含まれる水
分や充放電を行うことにより、二酸化炭素を主成分とす
る分解ガスが発生する。ガスの発生量はユニット内に含
まれる水分量、充放電電圧値、課電時間、温度によって
変化する。現状のバイポーラ型キャパシタユニットは、
図３に示すように、キャパシタユニット内で分解ガスが
発生すると、ユニット内圧が上昇してエンドプレート１
１と集電極板１２を外側に押し広げようとする力が加わ
る。
いた電気二重層キャパシタは、ゲル電解質に含まれる水
分や充放電を行うことにより、二酸化炭素を主成分とす
る分解ガスが発生する。ガスの発生量はユニット内に含
まれる水分量、充放電電圧値、課電時間、温度によって
変化する。現状のバイポーラ型キャパシタユニットは、
図３に示すように、キャパシタユニット内で分解ガスが
発生すると、ユニット内圧が上昇してエンドプレート１
１と集電極板１２を外側に押し広げようとする力が加わ
る。
【０００６】よってユニット内圧の上昇が起こると集電
極板１２、エンドプレート１１が外側に膨らみ、バイボ
ーラ中間電極１５間の距離が広がることになる。セルの
極間距離が広がると、ゲル電解質活性炭電極間の接触面
積が小さくなり内部抵抗の上昇、静電容量の減少が起き
特性変化が起こる。更に内圧が上昇するとゲル電解質と
活性炭電極の接触が完全に絶たれ、絶縁状態となってキ
ャパシタとして全く機能しなくなる。このように現状の
構造では、ユニット内の圧力変化によりキャパシタ特性
の変化が起きることになる。本発明の目的は、ユニット
内の圧力変化が起きてもキャパシタ特性に変化が起きな
いような構造を提案するものである。
極板１２、エンドプレート１１が外側に膨らみ、バイボ
ーラ中間電極１５間の距離が広がることになる。セルの
極間距離が広がると、ゲル電解質活性炭電極間の接触面
積が小さくなり内部抵抗の上昇、静電容量の減少が起き
特性変化が起こる。更に内圧が上昇するとゲル電解質と
活性炭電極の接触が完全に絶たれ、絶縁状態となってキ
ャパシタとして全く機能しなくなる。このように現状の
構造では、ユニット内の圧力変化によりキャパシタ特性
の変化が起きることになる。本発明の目的は、ユニット
内の圧力変化が起きてもキャパシタ特性に変化が起きな
いような構造を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の積層型電気二重層キャパシタは、エンドプレート
と集電極板間にエアーバッファー層を設けることによっ
てユニット内の圧力変化を抑えること、更に、前記集電
極板にガス抜き穴を設けて、前記エアーバッファー層と
ユニット内とを自動放圧させることによって内圧変動を
少なくしたことを特徴とする。
発明の積層型電気二重層キャパシタは、エンドプレート
と集電極板間にエアーバッファー層を設けることによっ
てユニット内の圧力変化を抑えること、更に、前記集電
極板にガス抜き穴を設けて、前記エアーバッファー層と
ユニット内とを自動放圧させることによって内圧変動を
少なくしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】〔実施例１〕本発明の第１の実施
例に係る積層型電気二重層キャパシタを図１に示す。本
実施例は、ユニット両端の集電極板２にガス抜き穴８を
あけ、エンドプレート１と集電極板１との間にエアーバ
ッファー層Ａを設けるものである。即ち、活性炭繊維布
を両面に接着したパイポーラ中間電極５とゲル電解質
（セパレータ）４とを枠状のゴムパッキン３を介在させ
て重ね合わせ、その両側に更に、集電極板２、エンドプ
レート１を配置し、絶縁体６を介し締め付けボルト７で
両側から締め付ける。
例に係る積層型電気二重層キャパシタを図１に示す。本
実施例は、ユニット両端の集電極板２にガス抜き穴８を
あけ、エンドプレート１と集電極板１との間にエアーバ
ッファー層Ａを設けるものである。即ち、活性炭繊維布
を両面に接着したパイポーラ中間電極５とゲル電解質
（セパレータ）４とを枠状のゴムパッキン３を介在させ
て重ね合わせ、その両側に更に、集電極板２、エンドプ
レート１を配置し、絶縁体６を介し締め付けボルト７で
両側から締め付ける。
【０００９】更に、集電極板２とエンドプレート１との
間にも枠状のゴムパッキン３を介在させてエアーバッフ
ァー層Ａを形成し、集電極板２にガス抜き穴８をあけた
ものである。このエアーバッファー層Ａもゴムパッキン
１３を用いて密封された空間となっており、外部からの
水分侵入が起きないようにしている。また、ユニット内
圧を均一とするため、パイポーラ中間電極５に貫通穴が
開けられている。本実施例では、集電極板２に設けられ
たガス抜きガス抜き穴８を通じて、エアーバッファー層
Ａとユニット内部とは常に同じ圧力になり、集電極板２
の両面では圧力が等しくなる。
間にも枠状のゴムパッキン３を介在させてエアーバッフ
ァー層Ａを形成し、集電極板２にガス抜き穴８をあけた
ものである。このエアーバッファー層Ａもゴムパッキン
１３を用いて密封された空間となっており、外部からの
水分侵入が起きないようにしている。また、ユニット内
圧を均一とするため、パイポーラ中間電極５に貫通穴が
開けられている。本実施例では、集電極板２に設けられ
たガス抜きガス抜き穴８を通じて、エアーバッファー層
Ａとユニット内部とは常に同じ圧力になり、集電極板２
の両面では圧力が等しくなる。
【００１０】よって、ユニット内圧上昇が起きても、エ
ンドプレート１を外側に広げようとするだけで、集電極
板１を外側に広げようとする力はキャンセルされること
になる。エンドプレート１がユニット内の圧力上昇にあ
る程度耐えることができれば、集電極板２は、内圧変動
でも影響を受けず、各セル間の極間距離にも全く影響を
及ぼさない。よって、本実施例では、キャパシタ特性に
及ぼす影響も小さくなる。
ンドプレート１を外側に広げようとするだけで、集電極
板１を外側に広げようとする力はキャンセルされること
になる。エンドプレート１がユニット内の圧力上昇にあ
る程度耐えることができれば、集電極板２は、内圧変動
でも影響を受けず、各セル間の極間距離にも全く影響を
及ぼさない。よって、本実施例では、キャパシタ特性に
及ぼす影響も小さくなる。
【００１１】このように説明したように本実施例では、
エンドプレート１と集電極板２間にエアーバッファー層
Ａを設けることで、ユニット内の圧力変動が起きても各
セル間の接触抵抗、静電容量が変化することを防止する
ことができる。また、ユニットの内圧が上昇しても内部
で絶縁状態（オープン故障）になることなくなり充放電
サイクル寿命が大幅に延伸する。
エンドプレート１と集電極板２間にエアーバッファー層
Ａを設けることで、ユニット内の圧力変動が起きても各
セル間の接触抵抗、静電容量が変化することを防止する
ことができる。また、ユニットの内圧が上昇しても内部
で絶縁状態（オープン故障）になることなくなり充放電
サイクル寿命が大幅に延伸する。
【００１２】〔実施例２〕本実施例は、実施例１の構造
にガス抜き弁９を付加したものである。即ち、ガス抜き
弁９をエンドプレート１に取り付けることにより、キャ
パシタユニット内部及びエアーバッファー層Ａのガスが
一定圧力以上になると、このガス抜き弁９を通じて外部
に抜けるようにしたものである。
にガス抜き弁９を付加したものである。即ち、ガス抜き
弁９をエンドプレート１に取り付けることにより、キャ
パシタユニット内部及びエアーバッファー層Ａのガスが
一定圧力以上になると、このガス抜き弁９を通じて外部
に抜けるようにしたものである。
【００１３】このようにガス抜き弁９を通じて圧力が逃
げるために、圧力変動が小さくなる結果、集電極板２に
及ぼす影響も非常に小さくなり、特性変化も小さくなる
という効果を奏する。また、ユニット内のガスが適時抜
けることによって、ユニット内圧の変動が小さくなり、
キャパシタの特性変動が更に小さくなる。更に、ユニッ
ト内圧が一定値以上大きくならないのでエンドプレート
１の間隔を小さくすることができ、ユニットを軽量化、
小型化することができる。尚、ガス抜き弁９としては、
内圧が一定以上となると圧力を逃がす公知の逆止弁がが
広く使用できる。例えば、特願２０００−３６２５号に
開示されるものも使用可能である。
げるために、圧力変動が小さくなる結果、集電極板２に
及ぼす影響も非常に小さくなり、特性変化も小さくなる
という効果を奏する。また、ユニット内のガスが適時抜
けることによって、ユニット内圧の変動が小さくなり、
キャパシタの特性変動が更に小さくなる。更に、ユニッ
ト内圧が一定値以上大きくならないのでエンドプレート
１の間隔を小さくすることができ、ユニットを軽量化、
小型化することができる。尚、ガス抜き弁９としては、
内圧が一定以上となると圧力を逃がす公知の逆止弁がが
広く使用できる。例えば、特願２０００−３６２５号に
開示されるものも使用可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、積層型電気二重層キャパシタに
おいて、エンドプレートと集電極板間にエアーバッファ
ー層を設けることによってユニット内の圧力変化による
キャパシタ性能変化を抑制することができる。また、集
電極板にガス抜き穴を設けると、エアーバッファー層と
ユニット内とを自動放圧させることによって内圧変動を
少なくし、キャパシタユニットのオープン故障を防止
し、更に性能変化を抑制することができる。
たように、本発明では、積層型電気二重層キャパシタに
おいて、エンドプレートと集電極板間にエアーバッファ
ー層を設けることによってユニット内の圧力変化による
キャパシタ性能変化を抑制することができる。また、集
電極板にガス抜き穴を設けると、エアーバッファー層と
ユニット内とを自動放圧させることによって内圧変動を
少なくし、キャパシタユニットのオープン故障を防止
し、更に性能変化を抑制することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る積層型電気二重層キャ
パシタの断面図である。
パシタの断面図である。
【図２】従来技術に係る積層型電気二重層キャパシタの
組立図である。
組立図である。
【図３】従来技術に係る積層型電気二重層キャパシタの
断面図である。
断面図である。
１，１１ エンドプレート ２，１２ 集電電極 ３，１３ ゴムパッキン ４，１４ ゲル電解質（セパレータ） ５，１５ バイポーラ中間電極 ６，１６ 絶縁体 ７，１７ 締付けボルト ８ ガス抜き穴 ９ ガス抜き弁 Ａ エアーバッファー層
Claims (2)
- 【請求項１】 積層型電気二重層キャパシタにおいて、
エンドプレートと集電極板間にエアーバッファー層を設
けることによってユニット内の圧力変化を抑えることを
特徴とする積層型電気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 前記集電極板にガス抜き穴を設けて、前
記エアーバッファ層とユニット内とを自動放圧させるこ
とによって内圧変動を少なくしたことを特徴とする請求
項１記載の積層型電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114816A JP3921957B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 積層型電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114816A JP3921957B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 積層型電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002313678A true JP2002313678A (ja) | 2002-10-25 |
| JP3921957B2 JP3921957B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=18965812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001114816A Expired - Fee Related JP3921957B2 (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 積層型電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3921957B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008028296A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Meidensha Corp | 積層型電気二重層キャパシタ |
| JP2009065080A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Meidensha Corp | 積層型電気二重層キャパシタ |
| US9502186B2 (en) | 2005-07-29 | 2016-11-22 | Seiko Instruments Inc. | Electrochemical cell |
| KR101905364B1 (ko) * | 2018-05-11 | 2018-10-05 | 대동콘덴서공업(주) | 안전장치 외부 일체형 고용량 커패시터 |
Citations (13)
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| JP2001284176A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Meidensha Corp | 積層型電気二重層キャパシタ |
| JP2001284195A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Meidensha Corp | 積層型電気二重層キャパシタ |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001114816A patent/JP3921957B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3921957B2 (ja) | 2007-05-30 |
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