JP2003209030A - 円筒型高電圧スーパーコンデンサーとその製造方法 - Google Patents

円筒型高電圧スーパーコンデンサーとその製造方法

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JP2003209030A JP2002105655A JP2002105655A JP2003209030A JP 2003209030 A JP2003209030 A JP 2003209030A JP 2002105655 A JP2002105655 A JP 2002105655A JP 2002105655 A JP2002105655 A JP 2002105655A JP 2003209030 A JP2003209030 A JP 2003209030A
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Rihin Li
莉頻 李
Meiho Sha
明芳 謝
Koshin Sho
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萬▲ティン▼ 羅
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンデンサーの動作電圧を増大させ、部品体
積を減少させることのできる円筒型高電圧スーパーコン
デンサーとその製造方法を提供する。 【解決手段】 陽極および陰極を提供するステップと、
少なくとも１つの双極性電極を陽極および陰極間に挿入
するステップと、２つの双極性電極の間、陽極およびこ
の陽極に隣接する双極性電極の間、陰極およびこの陰極
に隣接する双極性電極の間にそれぞれ隔離膜を配置する
ステップと、上述の順番で重ね合わされた陽極、陰極、
双極性電極、隔離膜を同心状に巻回してロールとし、円
筒型高電圧スーパーコンデンサーを形成するステップと
から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、円筒型高電圧ス
ーパーコンデンサー（Cylindrical high voltagesuperc
apacitors）とその製造方法に関し、特に、少なくとも
１つの双極性電極を陽極および陰極間に挟み込むととも
に、螺旋形に巻回した円筒型高電圧スーパーコンデンサ
ーとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電池は、通常、携帯式電子機器、充電式
電動工具、無停電システム、電気自動車等に必要なもの
である。これらの応用において、電池には、軽量小型で
高性能であることが求められており、これらのニーズを
満たすために、電池の新しい電極材料の開発ならびに電
池の新しい構造の開発が進められている。電池に蓄積さ
れたエネルギーは、数秒または数時間で放出することが
できる。長時間放電が必要である時には、電池に大きな
エネルギー密度が必要であり、一般的に言って、このよ
うな特性は、新材料の一定体積中に大量の反応物を詰め
込むことによって達成できる。そして、極短い放電時間
内に大電流を必要とする応用においては、負荷が瞬間電
力を消費するので、このような電力はハイパワー密度を
備えた電池であって初めて提供できる。電力は、電流密
度と電池操作電圧との乗積であり、電圧は、最大化によ
り比較的容易にハイパワー密度を獲得できる。また、動
作電圧を最大化する上で最も効率的な方法は、双極構造
を採用することであり、小さな電池体積により大きな電
圧を発生させることができる。文献中には、双極構造を
利用して鉛−酸電池のパワー密度を向上させた多くのレ
ポートがあり、ここで幾つかの例を挙げると、アメリカ
特許4,188,464; 4,539,268; 4,254,415; 5,729,891; 5,
882,817; 5,993,494およびLaFolletteとBennionとの199
0年12月の137期12巻のJ. Electrochem. Soc., “Design
Fundamentals of High Power Density,Pulse Discharg
e, Lead Acid Batteries”において、いずれも双極構造
が検討されている。電池産業がいかに努力しようとも、
瞬間電力は、コンデンサーにより提供されるべきであ
り、特に、スーパーコンデンサーにより提供されるのが
好ましく、スーパーコンデンサーは如何なる電池よりも
大きなパワー密度を有するものである。
【０００３】スーパーコンデンサーは、表面吸着つまり
静電吸引と表面の酸化還元とを利用して数千ファラッド
（Ｆ）を蓄積するエネルギー蓄積デバイスである。吸着
のような迅速な物理変化ならびに表面反応のような浅い
層の電荷集中によって、スーパーコンデンサーは、如何
なる電池が提供できるものよりも遥かに大きなパワー密
度を備えたものとなる。電池は、電極のバルク（bulk）
中に発生する緩やかな化学反応によりエネルギーを蓄積
するものであり、電池エネルギーの放出も同様に非常に
緩やかである。このような充電−放電メカニズムの差異
によって、電池が高いエネルギー密度を備えるものとな
り、スーパーコンデンサーが高いパワー密度を備えるも
のとなる。電池あるいはスーパーコンデンサーの発展に
おいて、その目標は、すなわちデバイスが先天的に不足
している特性を改善することにある。下記する数式１で
表すように、スーパーコンデンサーの蓄積エネルギーＥ
は、その動作電圧Ｖの自乗と正比例するから、電圧Ｖを
増大させてスーパーコンデンサーのエネルギー密度を向
上させるのがやはり合理的やり方である。
【０００４】
【数１】
【０００５】式中、Ｅは蓄積エネルギー、Ｃは静電容
量、Ｖは動作電圧である。適切な電解液を選択して電圧
Ｖを増大させる他にも、例えば水系電解液に１Ｖを提供
し、有機系に３Ｖの動作電圧を提供するなど、電池に使
用されている双極構造をスーパーコンデンサーに応用す
ることができる。実際上、すでに当該構造をスーパーコ
ンデンサーに使用して高電圧を有するものとした多くの
事例があり、例えば、アメリカ特許5,450,279; 5,646,8
15; 5,907,472; 5,930,108; 5,959,830; 5,993,494; 6,
187,061; 6,304,426; 6,306,270; 6,320,740ならびに日
本特許JP-A-6-5467（特開平6-5467）がそうである。双
極性電池と同様に、以上の事例は、全てイオン導電性を
備えた隔離膜で隔離された堆積双極性電極を使用すると
ともに、気密パッケージ中に納められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層に
わたる電極・隔離膜・密封パッドを順番に何回も積み重
ねていくことは、時間もコストもかかる製造プロセスと
なっていた。また、製造されたデバイスの体積が大きな
ものとなり、相も変わらず長方形または正方形のものと
して作製されるため、この種のデバイスが空間的にも形
状的にも応用の利かないものとなり、制約の多いものと
なっていた。
【０００７】しかも、従来技術において、多くのＩＣの
操作電圧が３〜５．５Ｖであるのに対して、円筒型スー
パーコンデンサーの動作電圧は、２．３〜２．５Ｖしか
なかった。従って、ＩＣ動作を維持するためには、少な
くとも２つの低電圧スーパーコンデンサーを直列使用し
なければならなかったとともに、印刷回路基板（ＰＣ
Ｂ）に高い静電容量を必要とする場合、使用されるコン
デンサーがアルミニウム電解コンデンサーという体積が
大きな部品であるため、ＰＣＢ上に多くの体積の大きな
コンデンサーを設置する必要があり、ＰＣＢを小型化す
ることが難しいものとなっていた。
【０００８】そこで、この発明の第１の目的は、螺旋巻
回により比較的容易に円筒型高電圧スーパーコンデンサ
ーを製造することができる円筒型高電圧スーパーコンデ
ンサーとその製造方法を提供することにある。この発明
の第２の目的は、体積が小さく、高い体積効率を備えた
円筒型高電圧スーパーコンデンサーを形成することので
きる円筒型高電圧スーパーコンデンサーとその製造方法
を提供することにある。この発明の第３の目的は、円筒
型高電圧スーパーコンデンサーの動作電圧を増大させる
ことができる円筒型高電圧スーパーコンデンサーとその
製造方法を提供することにある。この発明の第４の目的
は、印刷回路基板（ＰＣＢ）上の部品数量ならびに部品
体積を減少させることのできる円筒型高電圧スーパーコ
ンデンサーとその製造方法を提供することにある。この
発明の第５の目的は、並列により電力応用ができる円筒
型高電圧スーパーコンデンサーとその製造方法を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、所望
の目的を達成するために、この発明にかかる円筒型高電
圧スーパーコンデンサーは、陽極と、陰極と、陽極およ
び陰極間に挟まれる少なくとも１つの双極性電極と、２
つの双極性電極の間、陽極およびこの陽極に隣接する双
極性電極の間、陰極およびこの陰極に隣接する双極性電
極の間にそれぞれ配置される、少なくとも１つの隔離膜
とからなるものであって、陽極、陰極、双極性電極、隔
離膜が一体的に重ね合わされて螺旋形同心巻回状のロー
ルとなる円筒型高電圧スーパーコンデンサーから構成さ
れるものである。
【００１０】また、この発明にかかる円筒型高電圧スー
パーコンデンサーの製造方法は、陽極および陰極を提供
するステップと、少なくとも１つの双極性電極を陽極お
よび陰極間に挿入するステップと、２つの双極性電極の
間、陽極およびこの陽極に隣接する双極性電極の間、陰
極およびこの陰極に隣接する双極性電極の間にそれぞれ
隔離膜を配置するステップと、上述の順番で重ね合わさ
れた陽極、陰極、双極性電極、隔離膜を同心状に巻回し
てロールとし、円筒型高電圧スーパーコンデンサーを形
成するステップとから構成されるものである。
【００１１】上記構成から分かるように、この発明は、
陽極と陰極との間に少なくとも１つの双極性電極を挿入
して製造する円筒型高電圧スーパーコンデンサーを採用
しているが、この円筒型高電圧スーパーコンデンサーは
螺旋形に巻回されたものであり、垂直に堆積して製造す
るものではない。巻回は、堆積よりも手間がかからない
ものであり、しかも自動化が容易であるから、この発明
にかかる円筒型高電圧スーパーコンデンサーは、より製
造しやすいものとなる。しかも、巻回は堆積よりも単位
コンデンサー体積において、より少ない材料でより多い
電極面積を提供することができる。また、円筒型高電圧
スーパーコンデンサーの電圧は、含まれる双極性電極の
数量により増大する。従って、双極性電極の数量を増や
すことによって円筒型高電圧スーパーコンデンサーの動
作電圧を増大させることができる。
【００１２】また、円筒型高電圧スーパーコンデンサー
の動作電圧を増大させることができるので、１つの円筒
型高電圧スーパーコンデンサーにより２つの低電圧スー
パーコンデンサーを直列使用することに置き換えること
ができる。しかも、円筒型高電圧スーパーコンデンサー
は、高いエネルギー密度を備えることから、アルミニウ
ム電解コンデンサーのような従来の大体積部品に置き換
えることができ、ＰＣＢの部品数量を減らすことができ
るとともに、小型化が容易なものとなる。
【００１３】さらに、コンデンサーが十分な動作電圧を
備えることから、並列使用することができ、並列使用時
に、その総電気抵抗は、単一構成要素の電気抵抗をモジ
ュールを形成するスーパーコンデンサーの数量（構成要
素の電気抵抗が同一であると仮定した時）で割ったもの
となる。従って、モジュールがいかなる構成要素よりも
強力なものとなり、しかも、並列モジュールの構成要素
の１つが効力を失った時でも、モジュールが正常動作を
続けることができる。直列モジュールであれば、構成要
素の１つが効力を失った時、直ちにモジュールが失効す
ることになるので、並列モジュールの方が信頼性の高い
ものとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施形態を図面に基づいて説明する。スーパーコンデンサ
ーは、静電吸着を利用して極化可能な電極表面に電荷を
集結させる蓄積デバイスである。電極中に吸着位置とな
るカーボン材料または金属酸化物を含むが、このような
物質を活性材料とも言う。電気特性から言うと、例えば
静電容量および放充電速度について、スーパーコンデン
サーは、電気二重層コンデンサー（Electric Double La
yer Capacitor = EDLC）とウルトラコンデンサー（Ultr
acapacitor）と同義なものでなければならない。
【００１５】学者によっては、ＥＤＬＣはカーボン材料
を活性材料として使用するスーパーコンデンサーであ
り、金属酸化物を活性材料として使用するコンデンサー
をウルトラコンデンサーとすべきだという意見もある。
金属酸化物は、また表面酸化還元反応により、あるい
は、いわゆる擬似静電容量（pseudocapacitance）によ
りエネルギー蓄積ができる。デバイスの名称はともか
く、いずれも数千ファラッド（Ｆ）に達する電荷を蓄積
できるとともに、数百アンペア（Ａ）に達する瞬間電流
を放出することができる。
【００１６】習慣上、円筒型スーパーコンデンサーは、
２枚の電極と２枚の隔離膜とを使用し、各電極にそれぞ
れ隔離膜を対応させてから、同心巻回して形成される。
２つの電極は、いずれも導電材料または集電板上に同一
な活性材料を塗布したものからなる。電極の極性は、製
造において人為的に指定される。スーパーコンデンサー
の集電板または活性材料は、いずれも高い破壊強度を有
するものではなく、スーパーコンデンサーの動作電圧
は、実際上、使用する電解液の分解電圧である。使用す
る電解液により、水系電解液のスーパーコンデンサーの
定格電圧（ratedvoltage）は１．０Ｖであり、有機系電
解液の定格電圧は２．５Ｖである。スーパーコンデンサ
ーがその定格電圧を１０％上回るまで充電された時、破
壊の発生する可能性がある。２．５Ｖのスーパーコンデ
ンサーの応用は、通常、複数個を使用しなければなら
ず、モジュールの制御回路も複雑で高価なものとなるた
め、容易ではない。明確なことは、スーパーコンデンサ
ーの動作電圧を最大化することが使用において便利であ
り、応用範囲を拡大することができる。全ての実行可能
な方法中、双極構造こそがスーパーコンデンサーの動作
電圧を増大する上で最も有効な方法であろう。下記する
数式２により、同一電解液における双極性ならびに単極
性スーパーコンデンサーの動作電圧の関係を表すことが
できる。
【００１７】
【数２】
【００１８】式中、ＶｂｓとＶｍとは、それぞれ双極性
スーパーコンデンサーおよび単極性スーパーコンデンサ
ーの動作電圧であり、ｎは螺旋形に巻回された円筒中の
双極性電極の数量である。スーパーコンデンサーの電圧
は、それに含まれる双極性電極の数量に従って増大す
る。例えば、コンデンサーがただ１つだけの双極性電極
を含むのであるなら、同一な電解液を使用する場合、双
極構造の電圧は、単極性デバイスの２倍となる。もしも
２個の双極性電極を使用するならば、双極性電極の電圧
は、単極性デバイスの３倍となる。
【００１９】図１において、この発明にかかる円筒型高
電圧スーパーコンデンサーとその製造方法の好適な実施
形態を示すと、円筒型高電圧スーパーコンデンサー１０
は、その内部に符号１５，１７，１９で表される３層の
電極と符号１６で表される隔離膜とを含んでいる。電極
１５，１９は、いずれも単極性であって、それらの集電
板の一面にのみ活性材料が塗布されており、活性材料を
塗布しない別な一面は、フッ化重合物、エポキシ樹脂、
アクリル、ウレタン、シリコーンにより絶縁されてい
る。単極性電極１５，１９の別面を電気絶縁することに
より、一般に電極１５，１９に隣設される隔離膜を省略
することができる。コンデンサー中の隔離膜使用量が少
なければ少ない程、必要とする電解液の量が少なくて済
む。スーパーコンデンサーがもしも有機系電解液を使用
していれば、通常、電解液が最も高価な構成要素となる
ので、電解液の使用量が少なければ少ない程、コンデン
サーのコストが少なくて済む。
【００２０】双極性電極１７の製造方法は、単極性電極
１５，１９と同一であるが、双極性電極１７の両面に活
性材料を塗布することだけが異なっており、この活性材
料として、例えば、活性炭上に三酸化四鉄（Ｆｅ
3Ｏ4）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ2）、酸化鉛（ＰｂＯ2）をメッキしたものがある。ま
た、活性材料粉末を集電板上に固定する方法として、例
えば、ローラー塗布法、浸漬塗布法、粉末塗布法、電気
泳動堆積法、スパッタリング法がある。
【００２１】電極を作製してから、双極性電極１７を単
極性電極１５と単極性電極１９との間に挟み込む。次
に、２電極間ごとに１枚の隔離膜を挟み込んで、前述し
た順番に従って重ね合わせた単極性電極１５、単極性電
極１９、双極性電極１７、隔離膜１６からなる組立部品
を螺旋形同心巻回により１つのロール２３とする。スポ
ット溶接でリード１１を電極１５上に陽極として形成
し、リード１３を電極１９上に陰極として形成するが、
電極１７にはリードを接続しない。この時、電極１５と
電極１７との間ならびに電極１７と電極１９との間に、
いずれも隔離膜１６が挟み込まれている。
【００２２】隔離膜１６が電解液を吸収する時、電極１
５，１７，１９が直列となり、２つの螺旋形サブコンデ
ンサーが接続線無しで直列を形成したものに相当するも
のとなる。双極性スーパーコンデンサー１０は、２つの
同一なサブコンデンサーを含み、そのうちの１つが電極
１５，１７および隔離膜１６からなり、もう１つが電極
１７，１９ならびに隔離膜１６から形成されるので、双
極構造のスーパーコンデンサーの動作電圧は、１つのサ
ブコンデンサーの２倍となる。双極性電極の数量が増加
するに従って、発生される多極性デバイスの動作電圧
は、数式２により決定される。使用される電解液として
は、例えば、水（溶液）系電解液があるが、電解液とし
て硫酸、水酸化カリウム、硫酸ナトリウムおよびこれら
の混合物よりなるグループから選択する化学品が含まれ
る。また、有機（溶液）系電解液を使用することもで
き、電解液の組成としてＢＦ4 -を陰イオンとして含む第
４級アンモニウム塩を有機溶剤中に溶解させるととも
に、この有機溶剤をアセトニトリル、炭酸メチル、炭酸
エチレン、炭酸プロピレンおよびおよびこれらの混合物
よりなるグループから選択する。
【００２３】双極構造を有効なものとするためには、電
解液を各サブコンデンサー内部にとどめる必要がある。
電極と隔離膜とを巻回してコンデンサー１０の円筒とし
たら、その一端を密封材料２１となる弾性粘着剤で密封
するが、密封材料２１としては、例えば、ブチルゴム、
エポキシ樹脂、アクリル、ウレタン、シリコーンよりな
るグループから選択することができる。別な一端は、開
放して電解液を吸収させる。隔離膜が真空作用により十
分な量の電解液を吸収した後は、開放されていた別な一
端を密封材料で密封することによって、電解液がサブコ
ンデンサー間でクリープすることを防止する。リード１
１，１３が密封キャップ２５をしており、デバイス全体
をアルムニウムカン（この容器は、図１には図示されて
いない）に入れると、スーパーコンデンサーのパッケー
ジングが完了する。以上に開示した方法により、１つま
たは多数個の双極性電極を含む円筒型スーパーコンデン
サーを製造することができる。好適な数量の双極性電極
ならびに好適な電解液を使用することによって、スーパ
ーコンデンサーの動作電圧を必要とする水準に設定する
ことができるので、動作電圧が５Ｖ以上で、しかも静電
容量が少なくとも０．１より大きい円筒型高電圧スーパ
ーコンデンサーを製造することができる。
【００２４】以下、２つの実施形態により、この発明に
かかるスーパーコンデンサーが並列使用される利点を説
明するものであるが、この発明にかかる円筒型高電圧ス
ーパーコンデンサーを限定するためのものではない。
【００２５】＜第１実施形態＞２つの円筒型単極性スー
パーコンデンサーＣ１，Ｃ２を下記する条件のよって、
ローラー塗布法ならびに同心巻回により製作した。 電極の組成：４０ｇの複合粉末、つまり三酸化四鉄／Ｃ
（カーボン）を活性材料とし、２ｇのポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）を粘着剤とし、１２０ｍｌのＮ−メチ
ル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を溶剤として、３者を均
一なペーストに形成してローラー塗布法に使用した。 集電板：２０〜８０μｍのアルミニウム箔 電極の幾何面積：約１５０ｃｍ2 隔離膜：５０〜１００ｍｉｌのポリプロピレン（ＰＰ） 電解液：１Ｍのテトラエチル・フルオロホウ酸アンモニ
ウム／炭酸プロピレン コンデンサーＣ１，Ｃ２の動作電圧は、いずれも２．５
Ｖであり、下記する表１に単一スーパーコンデンサーお
よびその直列モジュール（Ｃ１＋Ｃ２）の電気特性を示
した。
【００２６】
【表１】
【００２７】Ｃ１，Ｃ２が直列である時、Ｃ１＋Ｃ２と
なり、モジュールのＥＳＲが、Ｃ１とＣ２との和とな
り、モジュールの静電容量は、３つの異なる放電速度に
おいて、いずれもＣ１またはＣ２よりも小さく、表１に
示した実施形態の静電容量はＣ１の半分しかない。Ｃ１
＋Ｃ２は、５．０Ｖの動作電圧を発生させることができ
るものの、Ｃ１またはＣ２が過充電となることを避ける
ために、モジュールを４．０Ｖまでしか充電しない。図
２において、Ｃ１＋Ｃ２の異なる放電率による３つの定
電流放電を示すが、放電に先立ってモジュールを４．０
Ｖまで充電した。
【００２８】＜第２実施形態＞２つの５．０Ｖの円筒型
スーパーコンデンサーＣ３，Ｃ４は、第１実施形態と類
似した条件であるが、図１に示した双極構造とした。 ３電極：２つの単極性電極と１つの双極性電極 電極の幾何面積：約４０ｃｍ2 下記する表２にＣ３，Ｃ４およびその並列あるいはＣ３
//Ｃ４の電気特性を示した。
【００２９】
【表２】
【００３０】Ｃ３とＣ４との電極面積は、Ｃ１とＣ２と
の１／３にも及ばず、しかも前者のＥＳＲも後者より大
きいので、Ｃ３とＣ４とが並列つまりＣ３//Ｃ４である
時、モジュールとしての静電容量はＣ３とＣ４との和と
なり、モジュールとしてのＥＳＲはＣ３またはＣ４の約
半分となった。第１実施形態において（Ｃ１＋Ｃ２）モ
ジュールは安全性の見地から４．０Ｖまでしか充電でき
なかったのと異なり、並列モジュール（Ｃ３//Ｃ４）は
安心して５．０Ｖまで充電できるので、１Ｖのエネルギ
ー量が増大した。従って、（Ｃ３//Ｃ４）は、多方面に
応用できるものとなる。図３において、Ｃ３//Ｃ４が
５．０Ｖまで充電された後の異なる放電率による３種類
の定電流放電を示した。
【００３１】図２と図３とから分かるように、もしも
３．０Ｖを放電の中止電圧とすれば、並列モジュールと
直列モジュールとは、似たような使用時間を有するもの
となった。しかしながら、並列モジュールの構成要素の
静電容量は、直列モジュールの構成要素の静電容量より
も遥かに小さいものであった。即ち、この発明にかかる
円筒型双極性スーパーコンデンサーの並列モジュール
は、従来技術にかかる円筒型単極性スーパーコンデンサ
ーの直列モジュールよりも遥かに小さい電極面積ならび
に従来技術よりも小さい静電容量によって、似たような
使用時間を得ることができたのである。
【００３２】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、当業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更
ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特
許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等
な領域を基準として定めなければならない。
【００３３】
【発明の効果】上記構成により、この発明は、下記する
ような利点を有する。 １．この発明にかかる円筒型高電圧スーパーコンデンサ
ーは、螺旋形に巻回されるものであり、垂直に堆積製造
されるものではない。巻回は、堆積よりも手間がかから
ず、自動化しやすいので、この発明にかかる円筒型高電
圧スーパーコンデンサーは、製造がより容易なものとな
る。 ２．巻回は堆積よりも単位コンデンサー体積において、
より少ない材料でより多い電極面積を提供することがで
きる。円筒は、長方形や正方形よりもサイズの変更が容
易であり、比較的良好な体積効率を備えるものとなる。 ３．円筒型高電圧スーパーコンデンサーの電圧は、含ま
れる双極性電極の数量により増大する。従って、双極性
電極の数量を増やすことによって円筒型高電圧スーパー
コンデンサーの動作電圧を増大させることができる。 ４．より多くの双極性電極で電圧を増大させる必要があ
る時、追加する双極性電極は、すでに配置されている双
極性電極の後に入れる必要がある。従って、全ての双極
性電極がやはり陽極と陰極との間に配置されるととな
り、これらの電極がロール中で直列となって、コンデン
サーに内部配線を使用する必要がない。 ５．円筒型高電圧スーパーコンデンサーの動作電圧を増
大させることができるので、１つの円筒型高電圧スーパ
ーコンデンサーにより２つの低電圧スーパーコンデンサ
ーを直列使用することに置き換えることができる。しか
も、円筒型高電圧スーパーコンデンサーは、高いエネル
ギー密度を備えることから、アルミニウム電解コンデン
サーのような従来の大体積部品に置き換えることがで
き、ＰＣＢの部品数量を減らすことができるとともに、
小型化が容易なものとなる。 ６．コンデンサーが十分な動作電圧を備えることから、
並列使用することができ、並列使用時に、その総電気抵
抗は、単一構成要素の電気抵抗をモジュールを形成する
スーパーコンデンサーの数量（構成要素の電気抵抗が同
一であると仮定した時）で割ったものとなる。従って、
モジュールがいかなる構成要素よりも強力なものとな
り、しかも、並列モジュールの構成要素の１つが効力を
失った時でも、モジュールが正常動作を続けることがで
きる。直列モジュールであれば、構成要素の１つが効力
を失った時、直ちにモジュールが失効することになるの
で、並列モジュールの方が信頼性の高いものとなる。従
って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかる双極性円筒型スーパーコン
デンサーを示す分解斜視図である。
【図２】 一般の円筒型スーパーコンデンサーを２つ直
列した場合の定電流放電状態を示すグラフである。
【図３】 この発明にかかる２つの双極性円筒型スーパ
ーコンデンサーを並列した場合の定電流放電状態を示す
グラフである。
【符号の説明】
１０ 双極性円筒型スーパーコンデンサー １１ リード １３ リード １５ 単極性電極 １６ 隔離膜 １７ 双極性電極 １９ 単極性電極 ２１ 密封材料 ２３ ロール
フロントページの続き (72)発明者 李 莉頻 台湾台中縣龍井郷龍西村茄投路132巷26弄 ８號 (72)発明者 謝 明芳 台湾台北市士林區天玉里２鄰天母路３號７ 樓之18 (72)発明者 鍾 興振 台湾新竹縣竹東鎮頭重里４鄰中興路四段 542號 (72)発明者 羅 萬▲ティン▼ 台湾新竹市北區磐石里８鄰西大路780巷６ 弄23號

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 陽極と、陰極と、 前記陽極および前記陰極間に挟まれる少なくとも１つの
    双極性電極と、 ２つの前記した双極性電極の間、前記陽極およびこの陽
    極に隣接する前記双極性電極の間、前記陰極およびこの
    陰極に隣接する前記双極性電極の間にそれぞれ配置され
    る、少なくとも１つの隔離膜とからなるものであって、 前記陽極、前記陰極、前記双極性電極、前記隔離膜が一
    体的に重ね合わされて螺旋形同心巻回（けんかい）状の
    ロールとなる、円筒型高電圧スーパーコンデンサー。
  2. 【請求項２】 前記ロールが、その両端に密封材料を配
    置して、前記ロールを密封するとともに、前記密封材料
    が、ブチルゴム、エポキシ樹脂、アクリル、ウレタン、
    シリコーンよりなるグループから１つを選択するもので
    ある請求項１記載の円筒型高電圧スーパーコンデンサ
    ー。
  3. 【請求項３】 前記円筒型高電圧スーパーコンデンサー
    の動作電圧が、５．０Ｖ以上であり、前記円筒型高電圧
    スーパーコンデンサーの静電容量が０．１Ｆ以上である
    請求項１記載の円筒型高電圧スーパーコンデンサー。
  4. 【請求項４】 陽極および陰極を提供するステップと、 少なくとも１つの双極性電極を前記陽極および前記陰極
    間に挿入するステップと、 ２つの前記した双極性電極の間、前記陽極およびこの陽
    極に隣接する前記双極性電極の間、前記陰極およびこの
    陰極に隣接する前記双極性電極の間にそれぞれ隔離膜を
    配置するステップと、 前記した順番で重ね合わされた前記陽極、前記陰極、前
    記双極性電極、前記隔離膜を同心状に巻回してロールと
    し、円筒型高電圧スーパーコンデンサーを形成するステ
    ップとを含む円筒型高電圧スーパーコンデンサーの製造
    方法。
  5. 【請求項５】 前記ロールが、その両端に密封材料を配
    置して、前記ロールを密封するとともに、前記密封材料
    が、ブチルゴム、エポキシ樹脂、アクリル、ウレタン、
    シリコーンよりなるグループから１つを選択するもので
    ある請求項４記載の円筒型高電圧スーパーコンデンサー
    の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記円筒型高電圧スーパーコンデンサー
    の動作電圧が、５．０Ｖ以上であり、前記円筒型高電圧
    スーパーコンデンサーの静電容量が０．１Ｆ以上である
    請求項４記載の円筒型高電圧スーパーコンデンサーの製
    造方法。
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