JP2003168628A - 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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- JP2003168628A JP2003168628A JP2001365417A JP2001365417A JP2003168628A JP 2003168628 A JP2003168628 A JP 2003168628A JP 2001365417 A JP2001365417 A JP 2001365417A JP 2001365417 A JP2001365417 A JP 2001365417A JP 2003168628 A JP2003168628 A JP 2003168628A
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- layer capacitor
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- double layer
- copper
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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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気二重層コンデンサ本来の充放電サイクル
における耐久性が強く長寿命、大電流の充放電が可能、
使用温度範囲が広いなどの特徴を維持しながら、コンデ
ンサ単位体積あたりあるいは単位重量あたりの静電容量
を増大する。 【解決手段】 −電極側の背面に導電性集電体として金
属銅を原材料とする銅箔、銅板を適用することにより、
電解液である希硫酸と前記金属銅の作用による静電容量
の発現効果を利用する。
における耐久性が強く長寿命、大電流の充放電が可能、
使用温度範囲が広いなどの特徴を維持しながら、コンデ
ンサ単位体積あたりあるいは単位重量あたりの静電容量
を増大する。 【解決手段】 −電極側の背面に導電性集電体として金
属銅を原材料とする銅箔、銅板を適用することにより、
電解液である希硫酸と前記金属銅の作用による静電容量
の発現効果を利用する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、個体と液体の界面
に形成する電気二重層を利用した電気二重層コンデンサ
に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気二重層コンデンサは、固体と液体の
相異なる２相が接触することで、その界面に正負の電荷
がきわめて短い距離に相対して帯電する界面導電現象を
利用したコンデンサであり、第３図に電気二重層コンデ
ンサの基本素子を示す。電気二重層コンデンサの基本素
子は、電極２２として、粉末活性炭（固体）を用い、こ
の電極間に多孔性フィルムからなるセパレータ２３を挟
むようにし、＋−電極（粉末活性炭）間のショートを防
止している。更に、この両電極（粉末活性炭）の背面に
導電性集電体２１ａおよび２１ｂを配置し、電圧が印加
できる構造となっている。また、粉末活性炭には電解液
として希硫酸（液体）を含浸させ、セパレータ２３を希
硫酸中のイオンが自由に行き来できる構造としており、
該希硫酸の封口と導電性集電体の絶縁のため、封止用ゴ
ム２４を電極の側面に配し構成されている。一般に、電
気二重層コンデンサは、第３図に示した基本素子を第２
図に示したように、直列に必要枚数積層しコンデンサ基
本素子間、粉末活性炭の相互間や粉末活性炭と導電性集
電体間の電気的接続を安定化させるために一定の圧力を
加えて外装することにより構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来、活性炭と希硫酸
のみの固体と液体の界面に形成する電気二重層を利用し
た電気二重層コンデンサは、二次電池などと比較して出
現する静電容量が小さく、二次電源としての用途範囲が
狭いという欠点があった。本発明の目的は電気二重層コ
ンデンサ本来の充放電サイクルにおける耐久性がよく、
長寿命、大電流の充放電が可能、使用温度範囲が広いな
どの特長を維持しながらコンデンサ単位体積あたり、あ
るいは単位重量あたりの静電容量を増大させることにあ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】−電極側の背面に導電性
集電体として金属銅を原材料とする銅箔、銅版を適用す
ることにより、電解液である希硫酸と前記金属銅の作用
による静電容量の発現効果を利用する。 【０００５】 【作用】充放電サイクルにおける耐久性が良く、長寿
命、大電流の充放電が可能、使用温度範囲が広いなどの
特徴がある電気二重層コンデンサにおいて、−側電極の
背面に導電性集電体として金属銅を原材料とする銅箔、
銅板を適用することにより、金属銅の電解液である希硫
酸中における作用による静電容量の発現効果を利用し、
コンデンサ単位体積あたり、あるいは単位重量あたりの
静電容量を増大させる。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明の一実施例の形態について
図１、図２を参照して説明する。電気二重層コンデンサ
は、次のように構成される。すなわち、６個の基本素子
１１を直列に積層し、最下の基本素子１１を上側の円状
電極板１２ａ上に載置し、この円状電極板１２ａを絶縁
材１３上に載置し、更に、絶縁材１３を下側の円状電極
板１２ｂ上に載置する。そして、全体を有底の円筒筐体
１４に収納する。基本素子１１には、一対の粉末活性炭
からなる電極２と、この電極間のショートを防止し電解
液である希硫酸中のイオンのみが通過できる多孔性フィ
ルムからなるセパレータ３を電極間に載置されており、
基本素子１１は、一定の圧力を外部から加えることによ
り粉末活性炭同士間の接触抵抗を安定させる必要があ
り、更に一対の前記電極２、２と各背面の導電性集電体
１ａ，１ｂの間、基本素子１１、１１同士の間の接触抵
抗についても、同様に一定の圧力を外部から印加するこ
とにより安定させる必要がある。外部からの圧力印加
は、圧力印加後、円筒筐体１４の開口部口縁１４ａを下
側の円状電極板１２ｂの外周部にかしめることにより外
部からの圧力印加状態を維持することができる。 【０００７】本発明の実施の形態の説明に先だって、ま
ず、比較対照となる従来の電気二重層コンデンサの具体
例について説明する。−側電極背面の導電性集電体：２
１ａと＋側電極背面の導電性集電体：２１ｂには、ブチ
ルゴムをベースに炭素粉末を混練して導電性を付与した
導電シートで構成し、また従来の電気二重層コンデンサ
の製品直径φＤ、製品背高Ｈ、重量及び電気特性を下記
の表１に示す。ここに適用した粉末活性炭は、フェノー
ル樹脂を原材料にした水蒸気等により賦活を行ったもの
である。この粉末活性炭について単位重量あたりの静電
容量を測定すると７７．０Ｆ／ｇとなった。 【０００８】この従来の電気二重層コンデンサを８５℃
の恒温槽内に１個の基本素子あたり０．９２Ｖの直流電
圧を印加し１０００時間放置する耐久試験を行った。耐
久試験の電気特性を下記の表２に示す【０００９】次に、本発明の一実施例の形態と比較例に
ついて説明する。銅箔：タフピッチ銅・厚み３５μｍを
−側電極背面の導電性集電体：１ａに適用した。この−
側電極背面の導電性集電体以外の適用材料は、前記の比
較対照となる従来の電気二重層コンデンサと同じものを
採用して図１の基本素子１１を作成し、この基本素子を
直列接続して図２の電気二重層コンデンサを作成した。
本発明の電気二重層コンデンサの製品直径φＤ、背高
Ｈ、重量及び電気特性を下記の表３に示す。ここに適用
した粉末活性炭は、該従来の電気二重層コンデンサに適
用したものと同じフェノール樹脂を原材料にした水蒸気
等により賦活を行ったものであり、この粉末活性炭につ
いて単位重量あたりの静電容量を測定すると１５７．８
Ｆ／ｇとなった。 【００１０】この本発明の電気二重層コンデンサについ
ても８５℃の恒温槽内に１個の基本素子あたり０．９２
Ｖの直流電圧を印加し１０００時間放置する耐久試験を
行った。耐久試験後の電気特性を下記の表４に示す。 【００１１】表１と表２の対比および表３と表４の対比
によって判明するように、同一設計の素子および同一粉
末活性炭を適用しながら、−側電極背面の導電性集電体
に銅箔を採用することにより、２．０５倍の静電容量を
有する電気二重層コンデンサを得ることが出来た。ま
た、その耐久試験における信頼性についても、本発明の
電気二重層コンデンサは、従来の電気二重層コンデンサ
とほぼ同等であることを確認した。 【００１２】 【発明の効果】同一粉末活性炭を適用しながら、−側電
極の背面に導電性集電体として金属銅を原材料とする銅
箔、銅板を適用することにより、より大きな静電容量を
発現することを可能にした。
に形成する電気二重層を利用した電気二重層コンデンサ
に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気二重層コンデンサは、固体と液体の
相異なる２相が接触することで、その界面に正負の電荷
がきわめて短い距離に相対して帯電する界面導電現象を
利用したコンデンサであり、第３図に電気二重層コンデ
ンサの基本素子を示す。電気二重層コンデンサの基本素
子は、電極２２として、粉末活性炭（固体）を用い、こ
の電極間に多孔性フィルムからなるセパレータ２３を挟
むようにし、＋−電極（粉末活性炭）間のショートを防
止している。更に、この両電極（粉末活性炭）の背面に
導電性集電体２１ａおよび２１ｂを配置し、電圧が印加
できる構造となっている。また、粉末活性炭には電解液
として希硫酸（液体）を含浸させ、セパレータ２３を希
硫酸中のイオンが自由に行き来できる構造としており、
該希硫酸の封口と導電性集電体の絶縁のため、封止用ゴ
ム２４を電極の側面に配し構成されている。一般に、電
気二重層コンデンサは、第３図に示した基本素子を第２
図に示したように、直列に必要枚数積層しコンデンサ基
本素子間、粉末活性炭の相互間や粉末活性炭と導電性集
電体間の電気的接続を安定化させるために一定の圧力を
加えて外装することにより構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従来、活性炭と希硫酸
のみの固体と液体の界面に形成する電気二重層を利用し
た電気二重層コンデンサは、二次電池などと比較して出
現する静電容量が小さく、二次電源としての用途範囲が
狭いという欠点があった。本発明の目的は電気二重層コ
ンデンサ本来の充放電サイクルにおける耐久性がよく、
長寿命、大電流の充放電が可能、使用温度範囲が広いな
どの特長を維持しながらコンデンサ単位体積あたり、あ
るいは単位重量あたりの静電容量を増大させることにあ
る。 【０００４】 【課題を解決するための手段】−電極側の背面に導電性
集電体として金属銅を原材料とする銅箔、銅版を適用す
ることにより、電解液である希硫酸と前記金属銅の作用
による静電容量の発現効果を利用する。 【０００５】 【作用】充放電サイクルにおける耐久性が良く、長寿
命、大電流の充放電が可能、使用温度範囲が広いなどの
特徴がある電気二重層コンデンサにおいて、−側電極の
背面に導電性集電体として金属銅を原材料とする銅箔、
銅板を適用することにより、金属銅の電解液である希硫
酸中における作用による静電容量の発現効果を利用し、
コンデンサ単位体積あたり、あるいは単位重量あたりの
静電容量を増大させる。 【０００６】 【発明の実施の形態】本発明の一実施例の形態について
図１、図２を参照して説明する。電気二重層コンデンサ
は、次のように構成される。すなわち、６個の基本素子
１１を直列に積層し、最下の基本素子１１を上側の円状
電極板１２ａ上に載置し、この円状電極板１２ａを絶縁
材１３上に載置し、更に、絶縁材１３を下側の円状電極
板１２ｂ上に載置する。そして、全体を有底の円筒筐体
１４に収納する。基本素子１１には、一対の粉末活性炭
からなる電極２と、この電極間のショートを防止し電解
液である希硫酸中のイオンのみが通過できる多孔性フィ
ルムからなるセパレータ３を電極間に載置されており、
基本素子１１は、一定の圧力を外部から加えることによ
り粉末活性炭同士間の接触抵抗を安定させる必要があ
り、更に一対の前記電極２、２と各背面の導電性集電体
１ａ，１ｂの間、基本素子１１、１１同士の間の接触抵
抗についても、同様に一定の圧力を外部から印加するこ
とにより安定させる必要がある。外部からの圧力印加
は、圧力印加後、円筒筐体１４の開口部口縁１４ａを下
側の円状電極板１２ｂの外周部にかしめることにより外
部からの圧力印加状態を維持することができる。 【０００７】本発明の実施の形態の説明に先だって、ま
ず、比較対照となる従来の電気二重層コンデンサの具体
例について説明する。−側電極背面の導電性集電体：２
１ａと＋側電極背面の導電性集電体：２１ｂには、ブチ
ルゴムをベースに炭素粉末を混練して導電性を付与した
導電シートで構成し、また従来の電気二重層コンデンサ
の製品直径φＤ、製品背高Ｈ、重量及び電気特性を下記
の表１に示す。ここに適用した粉末活性炭は、フェノー
ル樹脂を原材料にした水蒸気等により賦活を行ったもの
である。この粉末活性炭について単位重量あたりの静電
容量を測定すると７７．０Ｆ／ｇとなった。 【０００８】この従来の電気二重層コンデンサを８５℃
の恒温槽内に１個の基本素子あたり０．９２Ｖの直流電
圧を印加し１０００時間放置する耐久試験を行った。耐
久試験の電気特性を下記の表２に示す【０００９】次に、本発明の一実施例の形態と比較例に
ついて説明する。銅箔：タフピッチ銅・厚み３５μｍを
−側電極背面の導電性集電体：１ａに適用した。この−
側電極背面の導電性集電体以外の適用材料は、前記の比
較対照となる従来の電気二重層コンデンサと同じものを
採用して図１の基本素子１１を作成し、この基本素子を
直列接続して図２の電気二重層コンデンサを作成した。
本発明の電気二重層コンデンサの製品直径φＤ、背高
Ｈ、重量及び電気特性を下記の表３に示す。ここに適用
した粉末活性炭は、該従来の電気二重層コンデンサに適
用したものと同じフェノール樹脂を原材料にした水蒸気
等により賦活を行ったものであり、この粉末活性炭につ
いて単位重量あたりの静電容量を測定すると１５７．８
Ｆ／ｇとなった。 【００１０】この本発明の電気二重層コンデンサについ
ても８５℃の恒温槽内に１個の基本素子あたり０．９２
Ｖの直流電圧を印加し１０００時間放置する耐久試験を
行った。耐久試験後の電気特性を下記の表４に示す。 【００１１】表１と表２の対比および表３と表４の対比
によって判明するように、同一設計の素子および同一粉
末活性炭を適用しながら、−側電極背面の導電性集電体
に銅箔を採用することにより、２．０５倍の静電容量を
有する電気二重層コンデンサを得ることが出来た。ま
た、その耐久試験における信頼性についても、本発明の
電気二重層コンデンサは、従来の電気二重層コンデンサ
とほぼ同等であることを確認した。 【００１２】 【発明の効果】同一粉末活性炭を適用しながら、−側電
極の背面に導電性集電体として金属銅を原材料とする銅
箔、銅板を適用することにより、より大きな静電容量を
発現することを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気二重層コンデンサの基本素子断面
図 【図２】本発明の電気二重層コンデンサの製品概要図 【図３】従来の電気二重層コンデンサの基本素子断面図 【符号の説明】 １ａ −側電極背面の導電性集電体（銅箔） １ｂ，２１ｂ ＋側電極背面の導電性集電体（ブチルゴ
ムベース） ２、２２ 電極 ３、２３ セパレータ ４、２４ 封止用ゴム １１ 基本素子 １２ａ，１２ｂ 円状電極板 １３ 絶縁体 １４ 円筒筐体 １４ａ 円筒筐体の開口部口縁 ２１ａ −側電極背面の導電性集電体（ブチルゴムベー
ス）
図 【図２】本発明の電気二重層コンデンサの製品概要図 【図３】従来の電気二重層コンデンサの基本素子断面図 【符号の説明】 １ａ −側電極背面の導電性集電体（銅箔） １ｂ，２１ｂ ＋側電極背面の導電性集電体（ブチルゴ
ムベース） ２、２２ 電極 ３、２３ セパレータ ４、２４ 封止用ゴム １１ 基本素子 １２ａ，１２ｂ 円状電極板 １３ 絶縁体 １４ 円筒筐体 １４ａ 円筒筐体の開口部口縁 ２１ａ −側電極背面の導電性集電体（ブチルゴムベー
ス）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 希硫酸を含む電解液と、活性炭を用いた
電極とを有する電気二重層コンデンサにおいて、−側電
極の背面に導電性集電体として金属銅を採用したことを
特徴とする電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001365417A JP2003168628A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001365417A JP2003168628A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003168628A true JP2003168628A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19175443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001365417A Pending JP2003168628A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003168628A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111276334A (zh) * | 2020-02-05 | 2020-06-12 | 沈新平 | 纳米电容电池 |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001365417A patent/JP2003168628A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111276334A (zh) * | 2020-02-05 | 2020-06-12 | 沈新平 | 纳米电容电池 |
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