JP2007019211A - Electric double layer capacitor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気二重層キャパシタおよびその製造方法に関し、特に、製造コストを低減するための技術に関する。 The present invention relates to an electric double layer capacitor and a method for manufacturing the same, and more particularly to a technique for reducing the manufacturing cost.
電気二重層キャパシタは、下記特許文献1に開示されているように、セパレータを挟んで互いに対向する分極性電極(正極及び負極)を設け、電解液中において分極性電極の表面に形成される電気二重層の静電容量を利用したものである。電気二重層キャパシタは、アルミコンデンサのような一般のキャパシタに比べて極めて大きな静電容量が得られることが特徴で、電子機器のバックアップ用の用途や、家電機器やコピー機の電力貯蔵、自動車のアイドルストップ時の始動用電源、ハイブリッド自動車の電源、風力や太陽光発電のピークシェービングや平準化のための電力貯蔵用の用途まで、幅広い利用が始まっており、省エネルギーや炭酸ガスの削減に役立つキーデバイスとして期待されている。
As disclosed in
電気二重層キャパシタは、ボタン型、積層型、巻回型などの形状の違いはあるが、いずれの場合も、活性炭などのカーボン粒子を主とする分極性電極から成る正極及び負極と、これらの両極を隔てるセパレータとを、放出弁が設けられた外装ケース内で交互に積層して、電解液(電解質を溶液に溶かしたものや、イオン性液体など)を含浸して構成されている。 The electric double layer capacitor has different shapes such as a button type, a laminated type, and a wound type, but in each case, a positive electrode and a negative electrode composed of polarizable electrodes mainly composed of carbon particles such as activated carbon, and these Separators that separate the two electrodes are alternately stacked in an outer case provided with a release valve, and impregnated with an electrolytic solution (such as an electrolyte dissolved in a solution or an ionic liquid).
電気二重層キャパシタは、充放電に際して化学反応を伴わないため、大電流を瞬時に充放電でき、充放電効率が良いという利点がある。また、10万回以上の充放電が可能であり、寿命が10年以上で信頼性が高いという利点もある。一方で、リチウムイオン電池などと比べると、充電電圧が低く、エネルギー密度が低いという欠点がある。 Since the electric double layer capacitor does not involve a chemical reaction during charging and discharging, there is an advantage that a large current can be charged and discharged instantaneously and charging and discharging efficiency is good. In addition, it has the advantages that it can be charged and discharged more than 100,000 times, has a lifetime of 10 years or more, and is highly reliable. On the other hand, compared with a lithium ion battery etc., there exists a fault that a charging voltage is low and an energy density is low.
そこで、下記特許文献1に開示されているように、複数のセル部を電気的に直列に接続した積層型電気二重層キャパシタが用いられている。積層型電気二重層キャパシタでは、
積層したセルの数だけ充電電圧を増すことができる。
Therefore, as disclosed in
The charging voltage can be increased by the number of stacked cells.
また、下記特許文献2には、2つ折りのセパレータで同数の正極体と負極体とを1個ずつ挟み込む積層型電気二重層キャパシタが開示されている。
従来の積層型電気二重層キャパシタは、電解液の液シールのための比較的に多くの部品から構成される。そのため、製造コストが高くなってしまうという問題点があった。 A conventional multilayer electric double layer capacitor is composed of a relatively large number of parts for liquid sealing of an electrolytic solution. Therefore, there has been a problem that the manufacturing cost becomes high.
本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであり、製造コストを低減できる電気二重層キャパシタおよびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor and a method for manufacturing the same that can reduce the manufacturing cost.
本発明に係る電気二重層キャパシタは、セパレータおよび当該セパレータを介して対向する2個の分極性電極ならびに当該2個の分極性電極を更に両側から挟み込む2個の集電極からなる単セルを複数個電気的に並列に接続してセルグループを構成し当該セルグループを複数個電気的に直列に接続して構成した電気二重層キャパシタであって、集電極は、複数個をまとめて1個の集電板として形成され、複数個の集電板は、負極端子および正極端子に接続される2個を除き、複数個の単セルにわたって共通に設けられ、その表面および裏面にそれぞれ分極性電極が配置される。 The electric double layer capacitor according to the present invention comprises a separator, two polarizable electrodes facing each other across the separator, and a plurality of single cells each comprising two collector electrodes sandwiching the two polarizable electrodes from both sides. An electric double layer capacitor configured by electrically connecting in parallel to form a cell group and electrically connecting a plurality of the cell groups in series, wherein the collector electrode is a single collector. Formed as an electric plate, a plurality of current collector plates are provided in common over a plurality of single cells except for two connected to the negative electrode terminal and the positive electrode terminal, and polarizable electrodes are arranged on the front and back surfaces, respectively. Is done.
本発明に係る電気二重層キャパシタは、セパレータおよび当該セパレータを介して対向する2個の分極性電極ならびに当該2個の分極性電極を更に両側から挟み込む2個の集電極からなる単セルを複数個電気的に並列に接続してセルグループを構成し当該セルグループを複数個電気的に直列に接続して構成した電気二重層キャパシタであって、集電極は、複数個をまとめて1個の集電板として形成され、複数個の集電板は、負極端子および正極端子に接続される2個を除き、複数個の単セルにわたって共通に設けられ、その表面および裏面にそれぞれ分極性電極が配置される。従って、部品点数を低減することにより、製造コストを低減することができる。 The electric double layer capacitor according to the present invention comprises a separator, two polarizable electrodes facing each other across the separator, and a plurality of single cells each comprising two collector electrodes sandwiching the two polarizable electrodes from both sides. An electric double layer capacitor configured by electrically connecting in parallel to form a cell group and electrically connecting a plurality of the cell groups in series, wherein the collector electrode is a single collector. Formed as an electric plate, a plurality of current collector plates are provided in common over a plurality of single cells except for two connected to the negative electrode terminal and the positive electrode terminal, and polarizable electrodes are arranged on the front and back surfaces, respectively. Is done. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts.
<実施の形態1>
図1〜3は、実施の形態1に係る積層型の電気二重層キャパシタ100の構造をそれぞれ示す展開模式図、断面図および上面図である。すなわち、図1は、図2〜3に示される電気二重層キャパシタ100において、外装ケース20内に収納される収納物10を取り出して展開させたものである。
<
1 to 3 are a developed schematic view, a cross-sectional view, and a top view showing the structure of the multilayer electric
図1に示されるように、外装ケース20の収納物10は、アルミ箔からなり負極側に接続された集電板1を1個、アルミ箔からなり正極側に接続された集電板2を1個、および長尺のアルミ箔シートからなる集電板3を3個備えている。集電板1,2はそれぞれ、断面視形状において、2箇所でU字形に折り曲げられ、集電板3は、4箇所でS字形に折り曲げられている。2箇所でU字形に折り曲げられた集電板1,2それぞれは、その凹みの内側に、1個の領域を有し、4箇所でS字形に折り曲げられた集電板3は、その凹みの内側に、2個の領域を有するが、これらの領域は、互いに隣接する集電板1〜3同士を組み合わせることにより、それぞれ更に2個に分けられる。すなわち、集電板1,2それぞれは、その凹みの内側に、2個の単セル用領域を有し、集電板3は、その凹みの内側に、4個の単セル用領域を有することとなる。
As shown in FIG. 1, the
集電板1〜3それぞれの表面および裏面には、これらの単セル用領域に対応して、カーボンからなる分極性電極4が配置される。本明細書では、分極性電極4のうち、負に分極するものを分極性電極4a、正に分極するものを分極性電極4bとも呼ぶ。
集電板1には3個の分極性電極4aが配置され、集電板2には3個の分極性電極4bが配置され、集電板3には3個の分極性電極4aおよび3個の分極性電極4bが配置される。すなわち、電気二重層キャパシタ100は、3+3+3×2×3=24個の分極性電極4を有している。この24個の分極性電極4は、それぞれ、2個ずつが長尺のセパレータ5を介して対向し分極性電極4a,4bとして機能することにより、12個の単セル7を構成する。すなわち、集電板1〜2は、それぞれ、3個の集電極をまとめたものであり、集電板3は、6個の集電極をまとめたものである。
Three
このセパレータ5は、可撓性を有しており、S字形に曲げられる。1個のセパレータ5は3個の単セル7にわたって延在するので、12個の単セル7を有する電気二重層キャパシタ100においては、4個のセパレータ5が配置される。
The
1個のセパレータ5に対応する3個の単セル7は、電気的に並列に接続され、1個のセルグループ6を構成する。4個のセルグループ6は、電気的に直列に接続され、1個の電気二重層キャパシタ100を構成する。
Three
図4は、図1に示される長尺の集電板3の構成を示す展開模式図である。集電板3の表面側には、電解液の液シールを行うための液シール部8aと、1個の分極性電極4aと、2個の分極性電極4bが形成されている。また、集電板3の裏面側には、電解液の液シールを行うための液シール部8bと、2個の分極性電極4aと、1個の分極性電極4bが形成されている。液シール部8の材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム、ブタジエン系ゴムなどが用いられる。
FIG. 4 is a developed schematic view showing the configuration of the long
分極性電極4としては、直径数μm程度の大きさの活性炭を、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素系樹脂などをバインダーとして結着した、厚さ数十〜数百μmの層が用いられる。
As the
次に、図2〜3を用いて、電気二重層キャパシタ100の構造について説明する。
Next, the structure of the electric
集電板1は負極端子30に接続され、集電板2は正極端子40に接続される。負極端子30および正極端子40は、それぞれ、電気絶縁およびシールされた状態で外装ケース20の外部に引き出されている。
The
4個のセルグループ6を含む収納物10を収納している外装ケース20は、アルミ箔の表面にポリエチレンなどの樹脂が張り合わされたラミネートフィルムから構成される。また、外装ケース20には、放出弁50が設けられている。放出弁50には小さな貫通孔が設けられており、この貫通孔は、通常は弁によって閉鎖されているが、外装ケース20の内圧が高まった場合には弁が開いて貫通孔が開通することにより、外装ケース20内のガスが外部に放出されるようになっている。
The
各セルグループ6間は、パッキング材60によって液シールされ、電気的に絶縁されている。パッキング材60としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム、ブタジエン系ゴムなどが用いられる。
Each
図2において、鉛直下方(外装ケース20の底部付近)では、セパレータ5が、電解液を溜めるための電解液リザーバ70と接している。また、鉛直上方(外装ケース20の放出弁50付近)では、セパレータ5が、パッキング材60を貫通し集電板1〜3よりも上に突き出ることによりセパレータ突出部80を形成している。
In FIG. 2, the
セパレータ5としては、天然パルプ、天然セルロース、溶剤紡糸セルロース、バクテリアセルロースなどのセルロース系や、ガラス繊維、非フィブリル化有機繊維を含有する不織布の他、ナイロン66、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリアゾ化合物、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリ−p−フェニレンベンゾビスチアゾール(PBZT)、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などのフィリル化フォルムあるいは多孔質フィルムが用いられる。
Examples of the
電解液リザーバ70としては、セパレータ5と同様の材料を用いることが好ましい。また、電解液リザーバ70の平均気孔径をセパレータ5よりも大きくすることにより、電解液リザーバ70に接するセパレータ5の電解液が不足した場合にポア(気孔)吸引力の差異によって電解液リザーバ70からセパレータ5に電解液が移動するので、正極および負極での電解液不足を防ぐことができる。電解液の体積変化は、活性炭を用いた場合には、電解質がインターカレーションするので、大きくなる。特にナノゲートカーボンを用いた場合には、電解液は、充電時に大きく膨張するとともに放電時に大きく収縮するため、充電時には電解液不足が、放電時には電解液あふれがそれぞれ起こる。電解液リザーバ70は、その過不足を補うために、電解液が溢れた時に大きなポアに吸収する。また、さらに溢れた電解液は、セパレータ突出部80に放出される。
It is preferable to use the same material as the
セパレータ突出部80は、単セル部7に発生したガスを放出する部分としても働く。カーボンからなる分極性電極4の過電圧が大きくなると、電解液やカーボンの吸着基やカーボン自身が分解して、二酸化炭素、水素、一酸化炭素などのガスを発生する。従来の積層型電気二重層キャパシタでは、液シールのために、発生したガスを逃がす機構が不十分であった。本実施の形態に係る電気二重層キャパシタ100では、セパレータ突出部80から発生したガスが放出されることによって、速やかにガス圧を高め、放出弁50から外部にガスを放出し、外装ケース20の破壊を防ぐことができる。従って、ガスを放出した後は、電気二重層キャパシタ100はほぼ元の性能を取り戻すことができる。
The
また、本明細書において、電解液とは、以下のような電解質および溶媒を含んだ液状の電解質溶液を示している。すなわち、電解質としては、例えばカチオンとアニオンの組み合わせで、カチオンが4級アンモニウム、1,3−ジアルキルイミダゾリウム、又は1,2,3−トリアルキルイミダゾリウムで、アニオンがBF4 -、PF6 -、ClO4 -、又はCF3SO3 -の塩や、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(EMI)、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム(DMPI)のAlCl4 -やBF4 -などの塩などが用いられている。また、溶媒としては、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、ジメトキシメタン、ジエトキシエタン、γ−ブチルラクトン、アセトニトリル、プロピオニトリルから選ばれる一種又はこれらの二種以上の混合溶媒などが用いられている。また、電解液すなわち電解質溶液としては、ゲル電解質を用いてもよく、ゲル電解質としては、4フッ化ホウ素系ゲル状電解質、高分子固体電解質、ポリエステル化合物を含む電解質、イミダゾリウム系などのイオン性液体などを用いることができる。 Further, in the present specification, the electrolytic solution refers to a liquid electrolytic solution containing the following electrolyte and solvent. That is, as the electrolyte, for example, a combination of a cation and an anion, the cation is quaternary ammonium, 1,3-dialkylimidazolium, or 1,2,3-trialkylimidazolium, and the anion is BF 4 − , PF 6 −. , ClO 4 − , or CF 3 SO 3 — , AlCl 4 − or BF 4 − of 1-ethyl-3-methylimidazolium (EMI) or 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium (DMPI). Salts such as are used. Examples of the solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethoxymethane, diethoxyethane, γ-butyllactone, acetonitrile, and a mixed solvent of two or more of these selected from propionitrile. It is used. Further, a gel electrolyte may be used as the electrolyte solution, that is, the electrolyte solution. As the gel electrolyte, boron tetrafluoride-based gel electrolyte, polymer solid electrolyte, electrolyte containing a polyester compound, imidazolium-based ionicity, etc. A liquid or the like can be used.
図5は、図1に示される外装ケース20の収納物10の詳細な構成を示す展開模式図である。図5に示される分極性電極4は、スクリーン印刷、バーコード塗工やグラビア印刷などの既存の手法を用いて、集電板1〜3上にそれぞれ塗布し形成することができる。分極性電極4の周囲には、同様に、スクリーン印刷、バーコード塗工やグラビア印刷などの既存の手法を用いて、液シール部8を形成する。
FIG. 5 is a developed schematic view showing a detailed configuration of the stored
外装ケース20の収納物10においては、両極の集電板1,2を除く複数個の集電板3およびセパレータ5は同様の構造を有するので、量産化に適している。
In the
製造方法としては、まず、表面および裏面にそれぞれ3個ずつ計6個の分極性電極4を塗布された長尺のアルミ箔シートからなる集電板3を複数個作製する。次に、作製されたこれら複数個の集電板3を、互いに、2個の分極性電極4に相当する長さずつずらした状態で、セパレータ5を挟んで、紙折り機などを用いて蛇腹に折り曲げて積層させる。これにより、図1に示されるような構成への組み立てを容易に行うことができる。
As a manufacturing method, first, a plurality of
次に、組み立てられた集電板1〜3およびセパレータ5を外装ケース20に収納した後、セパレータ突出部80を介して、電解液を注入する。これにより、電解液をセパレータ5および電解液リザーバ70に含浸することができる。
Next, after the assembled
このように、本実施の形態に係る電気二重層キャパシタ100は、集電板3を、長尺にすることにより複数個の単セル6にわたって共通に設けるとともに、その両面に分極性電極4を形成している。従って、部品点数を低減することにより、製造コストを低減することができる。
As described above, in the electric
また、複数個の集電板3およびセパレータ5は、それぞれ同様の形状を有するので、これらをリピートパーツとし部品種類数を低減することにより、さらに製造コストを低減することができる。
In addition, since the plurality of
なお、上述においては、1個の集電板1,2および3個の集電板3を用いて4個のセルグループ6を構成する場合について説明したが、集電板3の個数を変えることにより、2個以上の任意の個数のセルグループ6を構成することが可能である。
In the above description, the case where four
また、上述においては、集電板1〜3全てがアルミ箔からなる場合について説明したが、電解液にリチウムイオンが含まれる場合には負極側の集電板1からアルミニウムが溶出することがあるので、これを防ぐために集電板1の材料として銅箔を用いてもよい。
In the above description, the case where all of the
<実施の形態2>
実施の形態1では、図1に示されるように、4箇所でS字形に折り曲げられた集電板3を用いる場合について説明した。しかし、この集電板3としては、2箇所でU字形に折り曲げられた集電板を2個組み合わせて用いてもよい。
<
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the case where the
図6は、実施の形態2に係る積層型の電気二重層キャパシタの構造を示す展開模式図である。図6は、図1において、集電板3を、2箇所でU字形に折り曲げられた集電板3a,3bを組み合わせて構成したものである。負極側に配置された集電板3aは銅箔シートからなり、正極側に配置された集電板3bはアルミニウム箔シートからなる。
FIG. 6 is a developed schematic view showing the structure of the multilayer electric double layer capacitor according to the second embodiment. FIG. 6 shows a configuration in which the
このような構成は、電解液にリチウムイオンが含まれる場合に有効である。すなわち、リチウムイオンは、負極において、電位を低く安定化することができるが、上述したように、アルミニウムを溶出させる性質がある。従って、正極側に配置された集電板3bにはアルミニウム箔を用い負極側に配置された集電板3aにはアルミニウム以外の金属からなる金属箔を用いることにより、集電板3aからのアルミニウムの溶出を防ぐことができる。
Such a configuration is effective when lithium ions are contained in the electrolytic solution. That is, lithium ions can stabilize the potential at a low potential in the negative electrode, but have the property of eluting aluminum as described above. Therefore, aluminum from the
これらの集電板3a,3bは、別々に製造された後に、1個の集電板3に接合される。従って、接合前の工程においては、別々に分極性電極4が形成されるので、分極性電極4の材料となるカーボンの熱処理温度が集電板3a,3bで異なる場合にも対応できる。すなわち、異なる温度で別々にカーボンを熱処理することにより、集電板3a,3bそれぞれに分極性電極4を形成した後に、集電板3a,3bを接合させて1個の集電板3を形成すればよい。接合後の工程においては、実施の形態1と同様の手順で製造組み立てが可能となる。
These
このように、本実施の形態では、集電板3を、銅箔シートからなる集電板3aとアルミニウム箔シートからなる集電板3bとを部分的に重ねることにより構成し、集電板3aを負極側に配置し集電板3bを正極側に配置する。従って、実施の形態1の効果に加えて、集電板3aからのアルミニウムの溶出を防ぐことができるという効果を奏する。
Thus, in this embodiment, the
<実施の形態3>
実施の形態1では、図1に示されるように、3個の単セル7すなわち1個のセルグループ6において、1個のセパレータ5が配置される場合について説明した。しかし、このセパレータ5は、2個を重ねて配置してもよい。
<
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the case where one
図7は、実施の形態3に係る積層型の電気二重層キャパシタの構造を示す展開模式図である。図7は、図1において、2個のセパレータ5を全体的に重ねて配置させたものである。
FIG. 7 is a developed schematic view showing the structure of the multilayer electric double layer capacitor according to the third embodiment. FIG. 7 shows a configuration in which two
このように、本実施の形態に係る電気二重層キャパシタは、セパレータ5を二重構成で用いるので、実施の形態1の効果に加えて、負極側の分極性電極4aと正極側の分極性電極4bとの電気的短絡をより確実に防止できるという効果を奏する。
Thus, since the electric double layer capacitor according to the present embodiment uses the
<実施の形態4>
実施の形態3では、図7に示されるように、S字形に曲げられたセパレータ5が複数個重ねて配置される場合について説明した。しかし、S字形に曲げられたセパレータ5だけではなく、他の形状のセパレータを含めた複数個のセパレータを重ねて配置してもよい。
<
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, a case has been described in which a plurality of
図8は、実施の形態4に係る積層型の電気二重層キャパシタの構造を示す展開模式図である。図8は、図1におけるセパレータ5を、4個のセパレータ5a〜5dから構成させたものである。
FIG. 8 is a developed schematic view showing the structure of the multilayer electric double layer capacitor according to the fourth embodiment. FIG. 8 shows a configuration in which the
図8において、セパレータ5a〜5dは、負極側から正極側へ向かって、この順に配置されている。セパレータ5a,5dは直線状であり、セパレータ5b,5cはU字形に曲げられている。1個のセルグループ6に含まれる3個の単セル7においては、左側の単セル7では分極性電極4a,4b間にセパレータ5aの全部およびセパレータ5bの一方の直線部分が介在し、中央の単セル7では分極性電極4a,4b間にセパレータ5bの他方の直線部分およびセパレータ5cの一方の直線部分が介在し、右側の単セル7では分極性電極4a,4b間にセパレータ5cの他方の直線部分およびセパレータ5dの全部が介在している。
In FIG. 8, the
セパレータ5を複数個のセパレータ5a〜5dから構成させることにより、製造工程におけるセパレータ5の取り扱いを容易に行うことが可能となる。このような構成は、例えば、製造工程において、分極性電極4を、集電板3上に形成するのではなくセパレータ5a〜5d上に形成する場合に有効である。すなわち、まずセパレータ5a〜5dにゲル電解液やイオン性液体を含浸し、次にセパレータ5a〜5d上に分極性電極4を形成した後、集電板3と重ね合わせることにより組み立てる。
By configuring the
このように、本実施の形態では、セパレータ5を複数個のセパレータ5a〜5dを部分的に重ねることにより構成させているので、実施の形態3の効果に加えて、製造工程におけるセパレータ5の取り扱いを容易に行うことができるという効果を奏する。
Thus, in this Embodiment, since the
<実施の形態5>
実施の形態1〜4では、図1,6〜8に示されるように、U字形の集電板1,2とS字形の集電板3とを組み合わせることにより複数個の単セル7を形成する場合について説明した。このU字形の集電板1,2とS字形の集電板3において、板状(断面視においては直線状)の金属部材を設けることにより、単セル7の個数を増やすことが可能となる。
<
In the first to fourth embodiments, as shown in FIGS. 1 and 6 to 8, a plurality of
図9は、実施の形態5に係る積層型の電気二重層キャパシタの構造を示す展開模式図である。図9は、図1において、U字形の集電板1,2それぞれの凹みの内側に板状の金属からなる部材91を1個設けるとともに、S字形の集電板3の凹みの内側に板状の金属からなる部材92を2個設けたものである。この部材91,92は、それぞれ、集電板1,2および集電板3と同一の金属(アルミ箔等)から構成され、集電板1,2および集電板3に電気的に接続されている。なお、図9においては、図示の都合上、集電板3が1個の場合を示している。
FIG. 9 is a developed schematic view showing the structure of the multilayer electric double layer capacitor according to the fifth embodiment. FIG. 9 is a plan view of FIG. 1. In FIG. 1, one
図9において、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数は、1個の部材91および1個の部材92が設けられることにより、2個増える。すなわち、単セル7の個数は、3個から5個に増大する。
In FIG. 9, the number of
このように、本実施の形態に係る電気二重層キャパシタは、集電板1,2および集電板3に、それぞれ、部材91,92を設けることにより、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数を増大させている。従って、実施の形態1の効果に加えて、形状や大きさを変えることなく厚みを増大させ容量を増大させることができるという効果を奏する。
As described above, the electric double layer capacitor according to the present embodiment is provided with the
なお、上述においては、集電板3が1個の場合について説明したが、1個に限らず、図1,6〜8に示されるように集電板3が複数個の場合であっても、各集電板3に部材92を設けることにより、図9と同様に、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数を増大させることが可能となる。
In the above description, the case where the number of
<実施の形態6>
実施の形態5では、図9に示されるように、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数を、1個の部材91および1個の部材92を設けることにより、2個増やしている。しかし、部材91,92をさらに多く設けることにより、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数をさらに増やしてもよい。
<
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 9, the number of
図10は、実施の形態6に係る積層型の電気二重層キャパシタの構造を示す展開模式図である。図10は、図9において、1個のセルグループ6に対して設けられる部材91,92の個数を、それぞれ、1個ずつから3個ずつへ増やしたものである。これにより、1個のセルグループ6に含まれる単セル7の個数は、図9の5個からさらに4個増えて9個となる。
FIG. 10 is a developed schematic view showing the structure of the multilayer electric double layer capacitor according to the sixth embodiment. FIG. 10 is a diagram in which the number of
このように、本実施の形態に係る電気二重層キャパシタでは、1個のセルグループ6に対して任意の個数の部材91,92を設けることにより、形状や大きさを変えることなく、容量を任意に増大させることができる。従って、実施の形態5の効果に加えて、スペックを変えることなく、さまざまな用途やニーズに対応することが可能となるとともに、コストを低減することができるという効果を奏する。
As described above, in the electric double layer capacitor according to the present embodiment, by providing an arbitrary number of
1〜3 集電板、4 分極性電極、5 セパレータ、6 セルグループ、7 単セル、8 液シール部、10 収納物、20 外装ケース、30 負極端子、40 正極端子、50 放出弁、60 パッキング材、70 電解液リザーバ、80 セパレータ突出部、91,92 部材、100 電気二重層キャパシタ。
1 to 3 Current collector plate, 4 polarized electrode, 5 separator, 6 cell group, 7 single cell, 8 liquid seal part, 10 container, 20 outer case, 30 negative terminal, 40 positive terminal, 50 discharge valve, 60 packing Material, 70 Electrolyte reservoir, 80 Separator protrusion, 91, 92 member, 100 Electric double layer capacitor.
Claims (9)
前記集電極は、複数個をまとめて1個の集電板として形成され、
複数個の前記集電板は、負極端子および正極端子に接続される2個を除き、複数個の前記単セルにわたって共通に設けられ、その表面および裏面にそれぞれ前記分極性電極が配置される
電気二重層キャパシタ。 A cell group in which a plurality of single cells each composed of a separator and two polarizable electrodes opposed via the separator and two collector electrodes sandwiching the two polarizable electrodes from both sides are electrically connected in parallel. An electric double layer capacitor configured by electrically connecting a plurality of the cell groups in series,
The collector electrode is formed as a single current collector plate,
The plurality of current collector plates are provided in common over the plurality of single cells except for two connected to the negative electrode terminal and the positive electrode terminal, and the polarizable electrodes are arranged on the front and back surfaces, respectively. Double layer capacitor.
複数個の前記単セルにわたって共通に設けられる複数個の前記集電板は、互いに同様の形状を有し、
前記セパレータは、複数個の前記単セルにわたって共通に設けられる
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to claim 1,
The plurality of current collector plates provided in common over the plurality of single cells have the same shape as each other,
The separator is an electric double layer capacitor provided in common over a plurality of the single cells.
複数個の前記単セルにわたって共通に設けられる複数個の前記集電板は、断面視形状がS字形になるように折り曲げられており、
前記負極端子および前記正極端子に接続される2個の前記集電板は、断面視形状がU字形になるように折り曲げられている
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to claim 2,
The plurality of current collector plates provided in common over the plurality of single cells are bent so that the cross-sectional shape is S-shaped,
The two current collector plates connected to the negative electrode terminal and the positive electrode terminal are electric double layer capacitors that are bent so that the cross-sectional shape is U-shaped.
S字形に折り曲げられた前記集電板およびU字形に折り曲げられた前記集電板は、それぞれの凹みの内側に、自身に電気的に接続された板状の部材を有する
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to claim 3,
The current collector plate bent in an S-shape and the current collector plate bent in a U-shape each have a plate-like member electrically connected to itself inside each recess.
前記セパレータは、複数個が部分的もしくは全体的に重ねて設けられる
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 4,
The separator is an electric double layer capacitor in which a plurality of separators are provided partially or entirely overlapped.
複数個の前記単セルにわたって共通に設けられる複数個の前記集電板は、2個が部分的に重ねて設けられる
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 5,
An electric double layer capacitor in which two of the plurality of current collector plates provided in common over the plurality of single cells are partially overlapped.
前記複数個のセルグループを電解液に浸して収納する外装ケースおよび前記電解液を溜めるために前記外装ケース内に設けられる電解液リザーバを備え、
前記セパレータは前記電解液リザーバに接している
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 6,
An outer case for immersing and storing the plurality of cell groups in an electrolytic solution, and an electrolytic solution reservoir provided in the outer case for storing the electrolytic solution;
The separator is an electric double layer capacitor in contact with the electrolyte reservoir.
前記電解液を溜めるために前記外装ケース内に設けられるパッキング材をさらに備え、
前記セパレータは前記パッキング材を貫通し前記集電板より上に突き出ている
電気二重層キャパシタ。 The electric double layer capacitor according to claim 7,
A packing material provided in the outer case for storing the electrolytic solution;
The separator is an electric double layer capacitor that penetrates the packing material and protrudes above the current collecting plate.
複数個の前記集電板をずらしながら前記セパレータを挟んで蛇腹に折り曲げる工程
を備える電気二重層キャパシタの製造方法。
A method for manufacturing an electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 8,
A method of manufacturing an electric double layer capacitor comprising a step of bending a bellows with the separator interposed therebetween while shifting a plurality of the current collector plates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005198364A JP2007019211A (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Electric double layer capacitor and its manufacturing method |
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ID=37756110
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100923863B1 (en) | 2007-10-26 | 2009-10-28 | 엘에스엠트론 주식회사 | Energy storing device |
JP2014232647A (en) * | 2013-05-29 | 2014-12-11 | 株式会社豊田自動織機 | Power storage device |
JP2016219426A (en) * | 2011-03-09 | 2016-12-22 | アクイオン エナジー インコーポレイテッド | Aqueous electrolyte energy storage device |
-
2005
- 2005-07-07 JP JP2005198364A patent/JP2007019211A/en active Pending
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