JP2003151863A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- JP2003151863A JP2003151863A JP2001344747A JP2001344747A JP2003151863A JP 2003151863 A JP2003151863 A JP 2003151863A JP 2001344747 A JP2001344747 A JP 2001344747A JP 2001344747 A JP2001344747 A JP 2001344747A JP 2003151863 A JP2003151863 A JP 2003151863A
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- layer capacitor
- double layer
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 分極性電極と集電体とセパレータの積層体
を、渦巻状に巻き回した積層体に電解液を含浸してケー
スに封入し、開口部をエラストマーからなるキャップに
より封止し、前記集電体に接続されたリードが、前記キ
ャップを貫通して外部に突出した構造の電気二重層キャ
パシタの、電解液の漏れをなくす方法を提供すること。 【解決手段】 キャップの側面の一部に傾斜部を設け、
その部分のみ外径を、ケースの内径より大きくすること
で、ケースに挿入した際にキャップに応力を負荷してパ
ッキンとしての機能を向上する。キャップの外径がケー
スの内径よりも大きい部分は一部のみなので、封口工程
の作業性を低下させることはない。
を、渦巻状に巻き回した積層体に電解液を含浸してケー
スに封入し、開口部をエラストマーからなるキャップに
より封止し、前記集電体に接続されたリードが、前記キ
ャップを貫通して外部に突出した構造の電気二重層キャ
パシタの、電解液の漏れをなくす方法を提供すること。 【解決手段】 キャップの側面の一部に傾斜部を設け、
その部分のみ外径を、ケースの内径より大きくすること
で、ケースに挿入した際にキャップに応力を負荷してパ
ッキンとしての機能を向上する。キャップの外径がケー
スの内径よりも大きい部分は一部のみなので、封口工程
の作業性を低下させることはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層キャパ
シタに用いられるケースを封止するキャップの構造、及
びそれを用いた電気二重層キャパシタに関するものであ
る。
シタに用いられるケースを封止するキャップの構造、及
びそれを用いた電気二重層キャパシタに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、電荷を有する
固体とそれに接触する液体の界面に形成される、厚さ数
ｎｍ程度の電気二重層を、誘電体として利用したもので
ある。電気二重層の容量は、１ｃｍ２あたり数十μＦで
あるが、表面積が数千ｍ２にも及ぶ活性炭を電極として
用いることにより、数百〜数千Ｆの極めて大きな容量を
得ることが可能である。
固体とそれに接触する液体の界面に形成される、厚さ数
ｎｍ程度の電気二重層を、誘電体として利用したもので
ある。電気二重層の容量は、１ｃｍ２あたり数十μＦで
あるが、表面積が数千ｍ２にも及ぶ活性炭を電極として
用いることにより、数百〜数千Ｆの極めて大きな容量を
得ることが可能である。
【０００３】そして、電気二重層キャパシタには、下記
のように電池とコンデンサの中間のような特徴を有し、
実用に供されるとともに、さらなる性能向上のための検
討がなされている。 （１）充放電サイクルに伴う容量の劣化が少ない。 （２）一般的な電池に比較して、起動後に瞬時に大きな
出力を取り出せる。
のように電池とコンデンサの中間のような特徴を有し、
実用に供されるとともに、さらなる性能向上のための検
討がなされている。 （１）充放電サイクルに伴う容量の劣化が少ない。 （２）一般的な電池に比較して、起動後に瞬時に大きな
出力を取り出せる。
【０００４】現用の電気二重層キャパシタで、小型のも
のは、集電体上に活性炭を主とする分極性電極層を形成
した一対の分極性電極の間に、ポリプロピレン不織布な
どからなるセパレータを挟んで素子とし、この素子に電
解液を含浸させ、金属容器に収容し、封口板とガスケッ
トにより金属容器に密封したコイン型の構造をとってい
る。
のは、集電体上に活性炭を主とする分極性電極層を形成
した一対の分極性電極の間に、ポリプロピレン不織布な
どからなるセパレータを挟んで素子とし、この素子に電
解液を含浸させ、金属容器に収容し、封口板とガスケッ
トにより金属容器に密封したコイン型の構造をとってい
る。
【０００５】この他に比較的大容量のものとして、シー
ト状の分極性電極、集電体、セパレータを積層して渦巻
状に巻き回して素子とし、この素子に電解液を含浸さ
せ、金属容器に収容し、容器の開口部を封口部材で密閉
して構成した、巻き回し型の電気二重層キャパシタが製
造されている。これらの電気二重層キャパシタは、主に
ＩＣメモリのバックアップやアクチュエータのバックア
ップに使用されている。
ト状の分極性電極、集電体、セパレータを積層して渦巻
状に巻き回して素子とし、この素子に電解液を含浸さ
せ、金属容器に収容し、容器の開口部を封口部材で密閉
して構成した、巻き回し型の電気二重層キャパシタが製
造されている。これらの電気二重層キャパシタは、主に
ＩＣメモリのバックアップやアクチュエータのバックア
ップに使用されている。
【０００６】これらの電気二重層キャパシタを構成する
従来の分極性電極は、大表面積を有する活性炭を主とす
るものであり、巻回型のキャパシタでは、活性炭粉末な
どをポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記
す）をバインダーとして混練し、シート状に形成したも
のが、またコイン型では、上記シート状活性炭もしくは
活性炭繊維布が用いられている。
従来の分極性電極は、大表面積を有する活性炭を主とす
るものであり、巻回型のキャパシタでは、活性炭粉末な
どをポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記
す）をバインダーとして混練し、シート状に形成したも
のが、またコイン型では、上記シート状活性炭もしくは
活性炭繊維布が用いられている。
【０００７】そして、前記巻き回し型の電気二重層キャ
パシタの封口部材には、エチレンプロピレンゴムなどか
らなる円盤状のキャップが用いられている。図４は、従
来のキャップの一例を示す図である。従来のキャップ
は、図４に示したような形状であるため、外径をケース
の内径とほぼ同じに設定しないと、封口工程でケースへ
の挿入が困難となる。
パシタの封口部材には、エチレンプロピレンゴムなどか
らなる円盤状のキャップが用いられている。図４は、従
来のキャップの一例を示す図である。従来のキャップ
は、図４に示したような形状であるため、外径をケース
の内径とほぼ同じに設定しないと、封口工程でケースへ
の挿入が困難となる。
【０００８】このため、ケースに嵌入したキャップに
は、応力がほとんど負荷されていない状態なので、パッ
キンとしては、あまり強くない。これによって、従来の
巻き回し型の電気二重層キャパシタにおいては、高温で
電圧を数百時間に亘って印加すると、前記キャップの部
分から、電解液が漏れる場合があるという問題があっ
た。
は、応力がほとんど負荷されていない状態なので、パッ
キンとしては、あまり強くない。これによって、従来の
巻き回し型の電気二重層キャパシタにおいては、高温で
電圧を数百時間に亘って印加すると、前記キャップの部
分から、電解液が漏れる場合があるという問題があっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の技術
的な課題は、前記の課題を解決し、前記の条件でキャッ
プ部からの液漏れが発生しない、巻き回し型の電気二重
層キャパシタを提供することにある。
的な課題は、前記の課題を解決し、前記の条件でキャッ
プ部からの液漏れが発生しない、巻き回し型の電気二重
層キャパシタを提供することにある。
【０００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題解
決のため、前記キャップの構造の再検討により、封口の
作業性を低下させることなく、パッキンとしての機能向
上を図った結果なされたものである。
決のため、前記キャップの構造の再検討により、封口の
作業性を低下させることなく、パッキンとしての機能向
上を図った結果なされたものである。
【００１１】即ち、本発明は、分極性電極と集電体とセ
パレータの積層体が、渦巻状に巻き回され電解液が含浸
された状態で、封入されてなるケースの開口部が、ほぼ
円盤形状のエラストマーからなるキャップにより封口さ
れ、前記集電体に接続されたリードが、前記キャップを
貫通して外部に突出してなる電気二重層キャパシタにお
いて、前記キャップの側面の一部に傾斜が設けられてな
ることを特徴とする電気二重層キャパシタである。
パレータの積層体が、渦巻状に巻き回され電解液が含浸
された状態で、封入されてなるケースの開口部が、ほぼ
円盤形状のエラストマーからなるキャップにより封口さ
れ、前記集電体に接続されたリードが、前記キャップを
貫通して外部に突出してなる電気二重層キャパシタにお
いて、前記キャップの側面の一部に傾斜が設けられてな
ることを特徴とする電気二重層キャパシタである。
【００１２】また、本発明は、前記の電気二重層キャパ
シタにおいて、前記キャップの前記ケースの外側に向い
た方の直径が、前記積層体に向いた方の直径の、９０〜
１００％であることを特徴とする電気二重層キャパシタ
である。
シタにおいて、前記キャップの前記ケースの外側に向い
た方の直径が、前記積層体に向いた方の直径の、９０〜
１００％であることを特徴とする電気二重層キャパシタ
である。
【００１３】また、本発明は、前記の電気二重層キャパ
シタにおいて、前記キャップの側面部に設けられてなる
傾斜部分の高さが、前記キャップ全体の高さの２５％以
内であることを特徴とする電気二重層キャパシタであ
る。
シタにおいて、前記キャップの側面部に設けられてなる
傾斜部分の高さが、前記キャップ全体の高さの２５％以
内であることを特徴とする電気二重層キャパシタであ
る。
【００１４】
【作用】本発明によるキャップは、側面の一方にのみ傾
斜を有する突起を設けてあるので、突起の部分の直径を
ケースの内径より大きく設定しても、全体の直径をケー
スの内径より大きくした場合のように、ケースへの挿入
が困難となることがなく、封口工程の作業性が低下する
ことがない。しかも、ケースに嵌入した状態では、キャ
ップに応力が負荷されるので、パッキンとしての機能が
経時変化により低下する度合いを、従来に比較して極め
て小さくすることができる。
斜を有する突起を設けてあるので、突起の部分の直径を
ケースの内径より大きく設定しても、全体の直径をケー
スの内径より大きくした場合のように、ケースへの挿入
が困難となることがなく、封口工程の作業性が低下する
ことがない。しかも、ケースに嵌入した状態では、キャ
ップに応力が負荷されるので、パッキンとしての機能が
経時変化により低下する度合いを、従来に比較して極め
て小さくすることができる。
【００１５】本発明において、キャップのケースの外側
に向いた方の直径を、積層体に向いた方の直径の、９０
〜１００％に限定したのは、９０％未満では、キャップ
の封止性が低下し、１００％を超える範囲では、キャッ
プをケースに挿入する際の作業性が低下するからであ
る。
に向いた方の直径を、積層体に向いた方の直径の、９０
〜１００％に限定したのは、９０％未満では、キャップ
の封止性が低下し、１００％を超える範囲では、キャッ
プをケースに挿入する際の作業性が低下するからであ
る。
【００１６】また、キャップの側面部に設けられてなる
傾斜部分の高さを、キャップ全体の高さの２５％以内に
限定したのは、２５％を超える範囲では、分極性電極と
集電体とセパレータからなる積層体が損傷を受け、短絡
する可能性があるからである。
傾斜部分の高さを、キャップ全体の高さの２５％以内に
限定したのは、２５％を超える範囲では、分極性電極と
集電体とセパレータからなる積層体が損傷を受け、短絡
する可能性があるからである。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図を参照
して具体的に説明する。
して具体的に説明する。
【００１８】図１は、本発明に用いるキャップの一例の
斜視図である。このキャップは、フッ素ゴムからなり、
図１において、φ１＝３５ｍｍ、φ２＝３７ｍｍ、ｔ１
＝１０ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍである。
斜視図である。このキャップは、フッ素ゴムからなり、
図１において、φ１＝３５ｍｍ、φ２＝３７ｍｍ、ｔ１
＝１０ｍｍ、ｔ２＝２ｍｍである。
【００１９】また、図２は、前記のキャップを用いた、
本発明の巻き回し型の電気二重層キャパシタの構造の一
例を示した図である。図２において、２０１はキャッ
プ、２０２は内径が３５ｍｍのアルミニウムからなるケ
ース、２０３は分極性電極、２０４は集電体、２０５は
セパレータ、２０６はリード線で、集電体に電気的に接
続されている。
本発明の巻き回し型の電気二重層キャパシタの構造の一
例を示した図である。図２において、２０１はキャッ
プ、２０２は内径が３５ｍｍのアルミニウムからなるケ
ース、２０３は分極性電極、２０４は集電体、２０５は
セパレータ、２０６はリード線で、集電体に電気的に接
続されている。
【００２０】分極性電極２０３は、厚み３０μｍのアル
ミニウム箔からなる集電体２０４の上に、活性炭粉末と
カルボキシメチルセルロースと溶媒を混合したペースト
を、厚さが１００μｍとなるように塗付して形成した。
リード線２０６はアルミニウムからなり、集電体２０４
に接続した。
ミニウム箔からなる集電体２０４の上に、活性炭粉末と
カルボキシメチルセルロースと溶媒を混合したペースト
を、厚さが１００μｍとなるように塗付して形成した。
リード線２０６はアルミニウムからなり、集電体２０４
に接続した。
【００２１】そして、分極性電極２０３と集電体２０４
をセパレータ２０５とともに巻き回して積層体とした。
電解液は、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートを、プロピレンカーボネートに１ｋｍｏｌ／ｍ３
の濃度となるように溶解して調製した。この電解液を前
記積層体に含浸してケース２０２に挿入した。
をセパレータ２０５とともに巻き回して積層体とした。
電解液は、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートを、プロピレンカーボネートに１ｋｍｏｌ／ｍ３
の濃度となるように溶解して調製した。この電解液を前
記積層体に含浸してケース２０２に挿入した。
【００２２】その後、リード線２０６を突出させた状態
で、キャップ２０１により封口を行い、巻き回し型の電
気二重層キャパシタを得た。また、比較のため、図４に
示した形状で外径が３０.５ｍｍのキャップを用いた他
は、前記実施例とまったく同様にして巻き回し型の電気
二重層キャパシタを作製した。
で、キャップ２０１により封口を行い、巻き回し型の電
気二重層キャパシタを得た。また、比較のため、図４に
示した形状で外径が３０.５ｍｍのキャップを用いた他
は、前記実施例とまったく同様にして巻き回し型の電気
二重層キャパシタを作製した。
【００２３】次に、前記２種類の巻き回し型電気二重層
キャパシタに、７０℃の温度で２.５Ｖの電圧を１００
０時間印加して、封止性を評価した。その結果、比較例
では、１０００個中、８９個に液漏れが発生したのに対
して、本発明によるものは、１０００個中、液漏れが発
生したものは見られなかった。これは、本発明によって
電気二重層キャパシタの封止性が向上したことを示すも
のである。
キャパシタに、７０℃の温度で２.５Ｖの電圧を１００
０時間印加して、封止性を評価した。その結果、比較例
では、１０００個中、８９個に液漏れが発生したのに対
して、本発明によるものは、１０００個中、液漏れが発
生したものは見られなかった。これは、本発明によって
電気二重層キャパシタの封止性が向上したことを示すも
のである。
【００２４】なお、図３は、本発明に使用可能なキャッ
プの他の例の側面図である。図３に示したように、キャ
ップには、ケースに挿入する側に面取り加工などを施す
ことで、封口工程の作業性を向上することができる。
プの他の例の側面図である。図３に示したように、キャ
ップには、ケースに挿入する側に面取り加工などを施す
ことで、封口工程の作業性を向上することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、キャップの形状の再検討により、従来に比較して電
解液の漏れが極めて少ない電気二重層キャパシタを提供
することができる。
ば、キャップの形状の再検討により、従来に比較して電
解液の漏れが極めて少ない電気二重層キャパシタを提供
することができる。
【図１】本発明に用いるキャップの一例の斜視図。
【図２】本発明の巻き回し型の電気二重層キャパシタの
構造の一例を示す図。
構造の一例を示す図。
【図３】本発明に使用可能なキャップの他の例の側面
図。
図。
【図４】従来のキャップの一例を示す図。
２０１ キャップ
２０２ アルミニウムからなるケース
２０３ 分極性電極
２０４ 集電体
２０５ セパレータ
２０６ リード線
Claims (3)
- 【請求項１】 分極性電極と集電体とセパレータの積層
体が、渦巻状に巻き回され電解液が含浸された状態で、
封入されてなるケースの開口部が、ほぼ円盤形状のエラ
ストマーからなるキャップにより封口され、前記集電体
に接続されたリードが、前記キャップを貫通して外部に
突出してなる電気二重層キャパシタにおいて、前記キャ
ップの側面の一部に傾斜が設けられてなることを特徴と
する電気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電気二重層キャパシタ
において、前記キャップの前記ケースの外側に向いた方
の直径が、前記積層体に向いた方の直径の、９０〜１０
０％であることを特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 請求項１もしくは請求項２に記載の電気
二重層キャパシタにおいて、前記キャップの側面部に設
けられてなる傾斜部分の高さが、前記キャップ全体の高
さの２５％以内であることを特徴とする電気二重層キャ
パシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344747A JP2003151863A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344747A JP2003151863A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151863A true JP2003151863A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19158220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001344747A Pending JP2003151863A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003151863A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7404968B2 (ja) | 2020-03-25 | 2023-12-26 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサの製造方法 |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344747A patent/JP2003151863A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7404968B2 (ja) | 2020-03-25 | 2023-12-26 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサの製造方法 |
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