JP2007242992A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】各種電子機器に使用される電気二重層コンデンサに関し、安全弁を設けることによりコストアップし、安全弁から浸入する水分により特性が劣化するという課題を解決し、低価格で高信頼性の電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】コンデンサ素子1を駆動用電解液と共に金属ケース2に収容し、開口部を端子板3で封止した電気二重層コンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤6をコンデンサ素子1の中空部1a内に埋設した構成により、高温中で長時間過電圧が印加される等により内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤6が吸着するために金属ケース2の内圧が上昇することがなく、長期に亘って優れた特性を維持することができる。
【選択図】図1
【解決手段】コンデンサ素子1を駆動用電解液と共に金属ケース2に収容し、開口部を端子板3で封止した電気二重層コンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤6をコンデンサ素子1の中空部1a内に埋設した構成により、高温中で長時間過電圧が印加される等により内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤6が吸着するために金属ケース2の内圧が上昇することがなく、長期に亘って優れた特性を維持することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は各種電子機器に使用される電気二重層コンデンサに関するものである。
図3はこの種の従来の電気二重層コンデンサの構成を示した一部切り欠き斜視図、図4はこの電気二重層コンデンサに使用される安全弁の断面図であり、図3と図4において、11はエッチングされたアルミニウム箔、12はこのアルミニウム箔11の両面に活性炭電極を形成することにより構成された電極体、13はこの電極体12に接合されたアルミ板からなるリード、14はセパレータであり、上記電極体12を一対とし、その間にセパレータ14を介在させて対向させ、これを巻回することによりコンデンサ素子15が構成されているものである。
16は上記コンデンサ素子15を図示しない駆動用電解液と共に収容した有底円筒状の金属ケース、17はこの金属ケース16の開口部を封止する封口体、18はこの封口体17に設けられたターミナル部、19は同じく封口体17に設けられた自己復帰型の安全弁である。
また、この自己復帰型の安全弁19は、上記金属ケース16の内部と連通する連通孔20aを有する弁座20と、この弁座20に連通孔20aを囲むように取り付けられ、かつ外部と連通する孔21aを有するキャップ21と、このキャップ21内に装備され、かつ上記弁座20の連通孔20aを常時閉塞する方向に付勢され、金属ケース16内の圧力が所定の圧力以上になると弁座20の連通孔20aを開放してキャップ21の孔21aとを連通させる閉塞体22により構成され、この閉塞体22はシリコンゴムにより構成されたものである。
このように構成された従来の電気二重層コンデンサは、高温中で長時間過電圧が印加された場合等にコンデンサの内部でガスが発生して金属ケース16の内圧が上昇し、この内圧が所定の圧力以上になると安全弁19が作動して内部で発生したガスを外部へ放出して内圧を減少させることができ、そしてこの金属ケース16の内圧の減少により安全弁19は作動前の状態に復帰して金属ケース16の内部の気密性を保持することになり、これにより金属ケース16の変形や安全弁19の開裂等、電気二重層コンデンサの外観に異常をきたすことなく、その特性を維持することができるというものであった。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開平11−145015号公報
しかしながら上記従来の電気二重層コンデンサでは、安全弁19を設けることによりコストがアップするという問題の他に、安全弁19の部分から水分が浸入する恐れがあり、この水分が浸入した場合には特性が劣化するという課題があった。
本発明はこのような従来の課題を解決し、コンデンサ内部で発生するガスを効率良く吸着することにより安全弁を無くし、低価格で高信頼性の電気二重層コンデンサを提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した封口部材からなるコンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤をコンデンサ素子の中心に形成された中空状の巻き芯部内に埋設した構成にしたものである。
以上のように本発明による電気二重層コンデンサは、高温中で長時間過電圧が印加される等によりコンデンサの内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤が吸着するために金属ケースの内圧が上昇することがなく、電気二重層コンデンサの特性を長期に亘って維持することができるという効果が得られるものである。
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、4に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、4に記載の発明について説明する。
図1は本発明の実施の形態1による電気二重層コンデンサの構成を示した断面図であり、図1において、1はコンデンサ素子、1aはこのコンデンサ素子1に形成された中空部を示し、このコンデンサ素子1はアルミニウム箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に位置をずらして、その間にセパレータを介在させて巻回する(全て図示せず)ことにより構成され、このコンデンサ素子1の両端面(図1において上下方向)から陽極と陰極を夫々取り出すようにしたものである。
2は上記コンデンサ素子1を図示しない駆動用電解液と共に収容したアルミニウム製の有底円筒状の金属ケース、2aはコンデンサ素子1の中空部1a内に嵌まり込むように内底面に一体で設けられた突起であり、この突起2aを金属ケース2内に挿入されたコンデンサ素子1の中空部1aに嵌め込むと共に、コンデンサ素子1の陰極側の端面を金属ケース2の内底面にレーザー溶接等の手段によって機械的、かつ電気的に接合するようにしたものである。2bはこの金属ケース2に施された断面V字形の絞り加工部であり、コンデンサ素子1の図中における上部側の端面周縁を外方から押さえ込むようにしているものである。
3はアルミニウム製の端子板、3aはこの端子板3の表面側に一体で設けられた外部接続用の陽極端子、3bは同内面側に設けられたコンデンサ素子1の陽極側端面との接合部、3cはコンデンサ素子1の中空部1a内に嵌まり込む突起であり、コンデンサ素子1の陽極側端面を上記接合部3bにレーザー溶接等の手段によって接合することにより、機械的、かつ電気的に接続するようにしたものである。
4はリング状に形成されて上記金属ケース2に施された絞り加工部2bの上端に配設された絶縁リングであり、この絶縁リング4は上記金属ケース2の内面と端子板3の外周面との間から端子板3の内面周縁の一部に繋がるように形成されることにより、端子板3と金属ケース2間の絶縁を保つようにしたものである。
5は絶縁性のゴムからなるリング状の封止リングであり、上記端子板3の表面周縁に配設された状態で、この封止リング5を介在させて上記金属ケース2の開口部を巻き込むように加工(一般に、カーリング加工と呼ばれている)することによって封止して構成されたものである。
6は上記コンデンサ素子1の中空部1a内に埋設されたガス吸着剤であり、このガス吸着剤6は比表面積が100m2/g以上の活性炭、あるいはBF4またはPF6からなるカルシウム化合物を主成分とした粉末を成型して構成されたものであり、これにより、コンデンサ素子1の一方の電極(陰極)を金属ケース2から、同他方の電極(陽極)を端子板3に設けた陽極端子3aから取り出すようにし、かつ、コンデンサ素子1の中空部1a内にガス吸着剤6が埋設された電気二重層コンデンサが構成されているものである。
また、上記ガス吸着剤6は、過電圧等によりコンデンサ内部で発生するガスを吸収する作用を有するものであり、このガス吸着剤6の効果を確認する目的で、ガス吸着剤6を用いた場合と用いない場合とを比較してガス発生量を測定した結果を図2に示す。
図2から明らかなように、ガス吸着剤6を用いないものは時間経過と共にガス発生量が増加するのに対し、ガス吸着剤6を用いたものは発生するガスをガス吸着剤6が吸収しているためにガス発生量は限りなくゼロに近い状態であることが分かるものである。
以上のように本実施の形態による電気二重層コンデンサは、ガス吸着剤6をコンデンサ素子1の中空部1a内に埋設した構成により、高温中で長時間過電圧が印加される等によりコンデンサの内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤6が吸着することができるために金属ケース2の内圧が上昇することがなく、電気二重層コンデンサの特性を長期に亘って維持することができるという格別の効果が得られるものである。
また、従来のように、コンデンサの内部でガスが発生して金属ケース2の内圧が上昇した際に、このガスを外部に放出して金属ケース2の内圧を減少させるための安全弁を設ける必要が無くなるため、部品削減ならびに組み立て工数削減によるコスト低減を図ることが可能になるという効果も得られるものである。
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2、4に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2、4に記載の発明について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した電気二重層コンデンサに設けたガス吸着剤の配設手段が異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態1で示した図1の電気二重層コンデンサの金属ケース2の内壁面にガス吸着剤をコーティングした構成のものであり、このガス吸着剤は実施の形態1と同様のものを用い、このガス吸着剤を溶剤に分散させて金属ケース2の内壁面に塗布した後、乾燥させることにより形成したものである。
このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態1による電気二重層コンデンサと同様に、高温中で長時間過電圧が印加される等によりコンデンサの内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤が吸着することができるために金属ケース2の内圧が上昇することがなく、電気二重層コンデンサの特性を長期に亘って維持することができるという格別の効果が得られるものである。
また、従来のように、コンデンサの内部でガスが発生して金属ケース2の内圧が上昇した際に、このガスを外部に放出して金属ケース2の内圧を減少させるための安全弁を設ける必要が無くなるため、部品削減ならびに組み立て工数削減によるコスト低減を図ることが可能になるという効果も得られるものである。
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項3、4に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項3、4に記載の発明について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明した電気二重層コンデンサに設けたガス吸着剤の配設手段が異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。
本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態1で示した図1の電気二重層コンデンサのコンデンサ素子1を構成する分極性電極層にガス吸着剤を添加した構成のものであり、このガス吸着剤は実施の形態1と同様のものを用い、分極性電極層を形成するための電極液材料にガス吸着剤を1〜10%添加し、これを混練して分散させた後、金属箔からなる集電体上に塗布し、乾燥させて分極性電極層を形成したものである。
このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態1による電気二重層コンデンサと同様に、高温中で長時間過電圧が印加される等によりコンデンサの内部でガスが発生しても、このガスをガス吸着剤が吸着することができるために金属ケース2の内圧が上昇することがなく、電気二重層コンデンサの特性を長期に亘って維持することができるという格別の効果が得られるものである。
また、従来のように、コンデンサの内部でガスが発生して金属ケース2の内圧が上昇した際に、このガスを外部に放出して金属ケース2の内圧を減少させるための安全弁を設ける必要が無くなるため、部品削減ならびに組み立て工数削減によるコスト低減を図ることが可能になるという効果も得られるものである。
本発明による電気二重層コンデンサは、低価格で高信頼性の電気二重層コンデンサを提供することができるという効果を有し、各種電子機器に使用される電気二重層コンデンサとして有用である。
1 コンデンサ素子
1a 中空部
2 金属ケース
2a、3c 突起
2b 絞り加工部
3 端子板
3a 陽極端子
3b 接合部
4 絶縁リング
5 封止リング
6 ガス吸着剤
1a 中空部
2 金属ケース
2a、3c 突起
2b 絞り加工部
3 端子板
3a 陽極端子
3b 接合部
4 絶縁リング
5 封止リング
6 ガス吸着剤
Claims (4)
- 金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した封口部材からなる電気二重層コンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤をコンデンサ素子の中心に形成された中空状の巻き芯部内に埋設した電気二重層コンデンサ。
- 金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した封口部材からなる電気二重層コンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤を金属ケースの内壁面にコーティングした電気二重層コンデンサ。
- 金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した封口部材からなる電気二重層コンデンサにおいて、比表面積が100m2/g以上の活性炭、ゼオライト、あるいはBF4またはBF6のカルシウム化合物を主成分とするガス吸着剤を分極性電極層に混練した電気二重層コンデンサ。
- 電気二重層コンデンサとして、金属箔からなる集電体上に分極性電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回し、正負の電極が互いに逆方向の端面に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、コンデンサ素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記コンデンサ素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなり、コンデンサ素子の一方の電極を金属ケースから、同他方の電極を端子板に設けた外部接続用の端子部から取り出すようにした電気二重層コンデンサを用いた請求項1〜3のいずれか一つに記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006065373A JP2007242992A (ja) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006065373A JP2007242992A (ja) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007242992A true JP2007242992A (ja) | 2007-09-20 |
Family
ID=38588223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006065373A Pending JP2007242992A (ja) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007242992A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010239085A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nippon Chemicon Corp | 電気二重層キャパシタ |
JP2016534565A (ja) * | 2013-08-22 | 2016-11-04 | コーニング インコーポレイテッド | 分子篩を含有する炭素系電極 |
-
2006
- 2006-03-10 JP JP2006065373A patent/JP2007242992A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010239085A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nippon Chemicon Corp | 電気二重層キャパシタ |
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