JP2008010780A - Electrochemical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、凹状の形状を有する収納容器と、収納容器の内底面上に配置された一対の電極と、一対の電極間に介在するセパレータと、収納容器の上面に配置された封口板とを具備する電気化学素子に関する。 The present invention includes a storage container having a concave shape, a pair of electrodes disposed on the inner bottom surface of the storage container, a separator interposed between the pair of electrodes, and a sealing plate disposed on the top surface of the storage container. The present invention relates to an electrochemical element provided.
従来、電気化学素子の1つとして電気二重層キャパシタが知られている。電気二重層キャパシタは、小型大容量のキャパシタとして、携帯電話や家庭用電気製品のバックアップ電源、補助電源などに用いられ、その高性能化が期待されている。 Conventionally, an electric double layer capacitor is known as one of electrochemical elements. The electric double layer capacitor is used as a small-capacity, large-capacity capacitor for a backup power source, an auxiliary power source, etc. of a cellular phone or a household electric product, and is expected to have high performance.
この電気二重層キャパシタは、各種電子機器のプリント基板にハンダ付けされ、実装される。従来の電気二重層キャパシタは、コイン型あるいはボタン型などの丸い形状である上に、基板にハンダ付けするために端子の取り付けが必要であり、実装時の専有面積が大きくなっていた。このため、セラミックや樹脂等を用いた凹状容器と金属部分を有する封口板とからなる電気二重層キャパシタが開示されている。これにより、端子の取り付け工程削減や実装面積の低減が可能となった。 The electric double layer capacitor is soldered and mounted on a printed circuit board of various electronic devices. The conventional electric double layer capacitor has a round shape such as a coin type or a button type, and requires attachment of a terminal to be soldered to the board, and the exclusive area when mounted is large. For this reason, an electric double layer capacitor including a concave container using ceramic, resin, or the like and a sealing plate having a metal portion is disclosed. As a result, the terminal attachment process and the mounting area can be reduced.
更に、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、この凹部の内側面と底面との間に段差が形成されたセラミック基体と、段差の上面に形成された負極用配線と、凹部の底面に形成された正極用配線と、凹部の底面上に配置された正極と、正極上に配置されたセパレータと、セパレータ上に配置された負極とを有し、負極の一部が負極用配線に接触する電気二重層キャパシタが提案されている(特許文献1参照。)。
しかしながら、特許文献1の電気二重層キャパシタの構造においては、段差の上面に形成された負極用配線と負極とが接触することで負極からの集電がなされており、負極又はセパレータの配置のズレによる接触不良や、正極及び負極間で内部ショートが発生し、歩留まりが低下するという問題があった。 However, in the structure of the electric double layer capacitor disclosed in Patent Document 1, current is collected from the negative electrode by contact between the negative electrode wiring formed on the upper surface of the step and the negative electrode. There was a problem that contact failure due to, and an internal short circuit occurred between the positive electrode and the negative electrode, resulting in a decrease in yield.
上記問題点を鑑み、本発明は、歩留まりを向上させることが可能な電気化学素子を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electrochemical device capable of improving yield.
上記目的を達成するために、本発明の第1の特徴は、凹状の形状を有する収納容器と、収納容器の内底面上に順に配置された下部電極及び上部電極からなる一対の電極と、一対の電極間に介在するセパレータと、収納容器の上面に配置された封口板とを具備する電気化学素子であって、収納容器の少なくとも2つの内側面に、下部電極とセパレータとに向けて突出する突出部を備え、上部電極は、突出部の上面と封口板との間に固定される電気化学素子であることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the first feature of the present invention is that a storage container having a concave shape, a pair of electrodes composed of a lower electrode and an upper electrode arranged in order on the inner bottom surface of the storage container, An electrochemical element comprising a separator interposed between the electrodes and a sealing plate disposed on the upper surface of the storage container, and projects toward at least two inner surfaces of the storage container toward the lower electrode and the separator The gist is that the upper electrode is an electrochemical element that is provided between the upper surface of the protrusion and the sealing plate.
この特徴によれば、収納容器の少なくとも2つの内側面に、下部電極とセパレータとに向けて突出する突出部を備え、上部電極は、突出部の上面と封口板との間に固定されるので、上部電極の配置ズレを抑制可能となり、歩留まりを向上させることができる。 According to this feature, the at least two inner surfaces of the storage container are provided with a protruding portion protruding toward the lower electrode and the separator, and the upper electrode is fixed between the upper surface of the protruding portion and the sealing plate. In addition, it is possible to suppress the displacement of the upper electrode and to improve the yield.
本発明の第2の特徴は、第1の特徴に係る電気化学素子において、突出部の上面に配置され、上部電極と接触する配線を更に備えることを要旨とする。 The gist of the second feature of the present invention is that the electrochemical device according to the first feature further includes a wiring disposed on the upper surface of the protruding portion and in contact with the upper electrode.
この特徴によれば、突出部の上面に配置され、上部電極と接触する配線を更に備えるので、配線と上部電極との接触面積を増大させることが可能となる。この結果、電気化学素子の内部抵抗を低減させると共に、上部電極の配置にズレが生じても接触不良や内部ショートの発生を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。 According to this feature, since the wiring further disposed on the upper surface of the protruding portion and in contact with the upper electrode, the contact area between the wiring and the upper electrode can be increased. As a result, the internal resistance of the electrochemical device can be reduced, and even if the upper electrode is misaligned, contact failure and internal short circuit can be suppressed, and the yield can be improved.
本発明の第3の特徴は、第1又は第2の特徴に係る電気化学素子において、突出部は、収納容器の対向する2つの内側面、収納容器の3つの内側面、又は収納容器の4つの内側面に設けられ、セパレータは、突出部に挟まれて固定されることを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electrochemical device according to the first or second aspect, the projecting portion has two inner side faces of the storage container, three inner side faces of the storage container, or 4 of the storage container. The gist is that the separator is provided between the two inner surfaces and is fixed by being sandwiched between the protrusions.
この特徴によれば、突出部は、収納容器の対向する2つの内側面、収納容器の3つの内側面、又は収納容器の4つの内側面に設けられ、セパレータは、突出部に挟まれて固定されるので、セパレータの配置ズレを防止でき、歩留まりを向上させることができる。 According to this feature, the protrusions are provided on the two inner surfaces facing the storage container, the three inner surfaces of the storage container, or the four inner surfaces of the storage container, and the separator is fixed by being sandwiched between the protrusions. Therefore, it is possible to prevent the displacement of the separators and improve the yield.
本発明の第4の特徴は、第1〜第3のいずれかの特徴に係る電気化学素子において、上部電極とセパレータとの間に配置された、導電性材料からなる集電体を更に備えることを要旨とする。 A fourth feature of the present invention is the electrochemical device according to any one of the first to third features, further comprising a current collector made of a conductive material and disposed between the upper electrode and the separator. Is the gist.
この特徴によれば、上部電極とセパレータとの間に配置された、導電性材料からなる集電体を更に備えるので、上部電極から効率良く集電を行うことが可能となり、電気化学素子の内部抵抗を低減させることができる。 According to this feature, a current collector made of a conductive material, which is disposed between the upper electrode and the separator, is further provided, so that it is possible to efficiently collect current from the upper electrode, and the inside of the electrochemical device. Resistance can be reduced.
本発明の第5の特徴は、第4の特徴に係る電気化学素子において、集電体は、SUS製のパンチングメタルからなることを要旨とする。 The fifth feature of the present invention is summarized in that, in the electrochemical device according to the fourth feature, the current collector is made of a punched metal made of SUS.
この特徴によれば、集電体がSUS製のパンチングメタルからなるので、上部電極からより効率良く集電を行うことが可能となる。 According to this feature, since the current collector is made of punched metal made of SUS, it is possible to collect current more efficiently from the upper electrode.
本発明の第6の特徴は、第1〜第5のいずれかの特徴に係る電気化学素子において、上部電極の厚みが、突出部の上面と封口板の下面との間の厚みに対して、1.0〜1.05倍であることを要旨とする。 A sixth feature of the present invention is the electrochemical device according to any one of the first to fifth features, wherein the thickness of the upper electrode is relative to the thickness between the upper surface of the protruding portion and the lower surface of the sealing plate. The gist is 1.0 to 1.05 times.
この特徴によれば、上部電極の厚みが、突出部の上面と封口板の下面との間の厚みに対して、1.0〜1.05倍であるので、構成圧が増大し、上部電極の配置ズレを抑制可能となる。また、突出部の上面に配線が配置されている場合には、構成圧が増大したことによって、上部電極と配線との接触が良好に保たれ、電気化学素子の内部抵抗を低減させることができる。 According to this feature, the thickness of the upper electrode is 1.0 to 1.05 times the thickness between the upper surface of the protruding portion and the lower surface of the sealing plate. Can be suppressed. In addition, when the wiring is arranged on the upper surface of the protruding portion, the contact between the upper electrode and the wiring can be maintained well due to the increase in the component pressure, and the internal resistance of the electrochemical element can be reduced. .
本発明の第7の特徴は、第1〜第6のいずれかの特徴に係る電気化学素子において、下部電極の厚みが、内底面と突出部の上面との間の厚みに対して、0.95〜1.0倍であることを要旨とする。 According to a seventh feature of the present invention, in the electrochemical device according to any one of the first to sixth features, the thickness of the lower electrode is 0. 0 relative to the thickness between the inner bottom surface and the upper surface of the protruding portion. The gist is that it is 95 to 1.0 times.
この特徴によれば、下部電極の高さが突出部の高さを超えないようにすることで、セパレータの配置ズレを抑制し、内部ショートの発生を抑制可能となる。 According to this feature, by preventing the height of the lower electrode from exceeding the height of the protruding portion, it is possible to suppress the displacement of the separator and to prevent the occurrence of an internal short circuit.
本発明によれば、歩留まりを向上させることが可能な電気化学素子を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrochemical element which can improve a yield can be provided.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
以下の実施形態においては、電気化学素子として、凹状の形状を有する収納容器を備える電気二重層キャパシタを例に挙げ説明する。 In the following embodiments, an electric double layer capacitor including a storage container having a concave shape will be described as an example of an electrochemical element.
電気二重層キャパシタは、図1に示すように、凹状の形状を有する収納容器2と、収納容器2の内底面上に順に配置された正極(下部電極)1a及び負極(上部電極)1bからなる一対の電極1a,1bと、一対の電極1a,1b間に介在するセパレータ8と、一対の電極1a,1b及びセパレータ8に含浸される電解液10と、収納容器2の上面に配置された封口板9とを具備する。収納容器2の少なくとも2つの内側面に、正極1aとセパレータ8とに向けて突出する突出部4a,4bを備え、負極1bは、突出部4a,4bの上面と封口板9との間に固定される。
As shown in FIG. 1, the electric double layer capacitor includes a
図1の例においては、突出部4a,4bが、収納容器2の対向する2つの内側面に設けられているが、収納容器2の3つの内側面、又は収納容器2の4つの内側面に設けられていても良い。また、セパレータ8は、突出部4a,4bに挟まれて固定される。
In the example of FIG. 1, the
収納容器2は、矩形の平面形状を有し、矩形の開口部を上面に有している。この矩形の開口部は、封口板9によって封口される。収納容器2の内底面上には、集電体7が配置され、突出部4a,4bの上面には、負極1bと接触する負極用配線5bが配置される。例えば、負極用配線5bは、図2(a)に示すように収納容器2の外周に沿って配置されている。また、負極用配線5bは、収納容器2壁面を貫通し、収納容器2の外底面に延設して配置される。
The
集電体7は、引出電極6を介して正極用配線5aと電気的に接続される。正極用配線5aは、図1及び図2(b)に示すように、収納容器2壁面を貫通し、収納容器2の外底面に延設する。
The
収納容器2は、樹脂、ガラス、セラミックス、セラミックスガラス、又は金属の少なくとも1つからなる。これらは耐熱性に優れるため、これらを用いて構成された電気二重層キャパシタは、耐リフロー半田付け性や長期保存性に優れる。
The
封口板9は、収納容器2と同様に、ニッケル、銅、真鍮、亜鉛、スズ、金、白金、ステンレス(SUS444、SUS239J4L、SUS317J4L等)、タングステン、アルミニウム、コバール等の金属材料、あるいは、耐熱樹脂、ガラス、セラミックス又はセラミックスガラス等の耐熱材料から構成される。シールリング3は、ニッケルや金、コバールなどの金属材料から構成される。
The sealing plate 9 is made of a metal material such as nickel, copper, brass, zinc, tin, gold, platinum, stainless steel (SUS444, SUS239J4L, SUS317J4L, etc.), tungsten, aluminum, Kovar, or a heat resistant resin, like the
正極1a及び負極1bは、活性炭繊維や活性炭粉末からなるシート状活性炭を打ち抜き型で抜き取ることにより、作製される。尚、電極材料は、電気化学的に不活性であって、比表面積の大きい材料であれば使用できるが、大きい比表面積を有する活性炭粉末を主とすることが好ましい。活性炭粉末の他、カーボンブラック、金属微粒子、導電性金属酸化物微粒子などの比表面積の大きい材料を好ましく使用できる。
The positive electrode 1a and the
集電体7は、導電性に優れ、かつ電気化学的に耐久性のある材料であればよく、アルミニウム、チタン、タンタルなどのバルブ金属、ステンレス鋼、金、白金などの貴金属、黒鉛、グラッシーカーボン、カーボンブラックを含む導電性ゴムなどの炭素系材料が好ましく使用できる。
The
セパレータ8としては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち絶縁性の膜又は布が用いられる。リフローハンダ付けにおいては、ガラス繊維が最も安定して用いることができるが、熱変形温度が230℃以上のポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。セパレータ8の孔径、厚みは特に限定されるものではなく、使用機器の電流値とキャパシタ内部抵抗に基づき決定する設計的事項である。また、セラミックスの多孔質体を用いることもできる。
電解液10は、有機系電解液である。ここで、電解液10に用いる溶媒は、電解質を溶解させることのできるものであればよく、一般に電気二重層キャパシタや非水電解液二次電池の電解液に使用されている公知のものを用いることができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビニレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチル−テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、メチルホルメイト、ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等を用いることができる。
As the
The
また、上記の電解液10における電解質としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を使用することができる。ここで、上記のアンモニウム塩としては、例えば、NH4ClO4、NH4BF4、NH4PF6、NH4CF3SO3、(NH4)2 B10Cl10、(NH4)2B12Cl12、NH4N(CF3SO2)2、NH4N(C2F3SO2)2、NH4N(C4F9SO2)(CF3SO2)、NH4C(CF3SO2)3等を用いることができる。その他の電解質としては、例えば、(C2H5)4NClO4、(C2H5)4 NBF4、(C2H5)4NPF6、(C2H5)4NCF3SO3、[(C2H5)4N]2B10Cl10、[(C2H5)4N]2B12Cl12、(C2H5)4N(CF3SO2)2 、(C2H5)4N(C2F5SO2)2、(C2H5)4N(C4F9SO2)(CF3SO2)、(C2H5)4C(CF3SO2)3等を用いることができる。
Moreover, as electrolyte in said
(作用及び効果)
本実施形態に係る電気二重層キャパシタは、収納容器2の少なくとも2つの内側面に、正極1aとセパレータ8とに向けて突出する突出部4a,4bを備え、負極1bは、突出部4a,4bの上面と封口板9との間に固定されので、負極1bの配置ズレを抑制可能となり、歩留まりを向上させることができる。
(Function and effect)
The electric double layer capacitor according to this embodiment includes
また、突出部4a,4bの上面に配置され、負極1bと接触する負極用配線5bを備えるので、負極1bと負極用配線5bとの接触面積を増大させることが可能となる。この結果、電気二重層キャパシタセルの内部抵抗を低減させると共に、負極1bの配置にズレが生じても接触不良を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。
In addition, since the
更に、突出部4a,4bは、収納容器2の対向する2つの内側面、収納容器2の3つの内側面、又は収納容器2の4つの内側面に設けられ、セパレータ8は、この突出部に挟まれて固定されるので、セパレータ8の配置ズレを防止でき、正極1a及び負極1b間のショートの発生を抑制でき、歩留まりを向上させることができる。
Further, the
(その他の実施形態)
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
上述した実施形態に係る電気化学素子として、電気二重層キャパシタを用いて説明を行ったが、これに限らず、電解質を含む電解液10と、一対の電極1a,1bと、セパレータ8と、絶縁性材料からなる収納容器2とを具備する電気化学素子であれば、上述した実施形態と同様の効果が期待できる。例えば、凹状容器と封口板とから構成されるリチウム電池やポリアセン電池等の薄型電池などにおいても、本発明を同様に適用することができる。
The electrochemical element according to the above-described embodiment has been described using an electric double layer capacitor. However, the present invention is not limited to this, and the
また、突出部4a,4bの上面に負極用配線5bを配置する一例を説明したが、これに限らず、封口板9の下面に負極1bの集電部を設け、この集電部を収納容器2の外側面に形成された負極用配線5bに電気的に接続する構成であっても良い。
In addition, an example in which the
更に、正極1aを下部電極とし、負極1bを下部電極とする一例を説明したが、正極1aが下側に配置され、負極1bが上側に配置される構成でも良い。
Further, although an example in which the positive electrode 1a is the lower electrode and the
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。 Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the present invention is limited only by the invention specifying matters in the scope of claims reasonable from this disclosure.
以下、本発明に係る電気二重層キャパシタについて、実施例を挙げて具体的に説明すると共に、収納容器内部の少なくとも2辺に突出部(段差)を形成することにより、歩留まりが向上し、内部抵抗が低減することを、比較例を挙げて明らかにする。尚、本発明に係る電気二重層キャパシタは、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。 Hereinafter, the electric double layer capacitor according to the present invention will be specifically described with reference to examples, and by forming protrusions (steps) on at least two sides inside the storage container, the yield is improved and the internal resistance is increased. It will be clarified with a comparative example that the reduction is reduced. In addition, the electric double layer capacitor according to the present invention is not limited to those shown in the following examples, and can be appropriately changed and implemented without departing from the gist thereof.
(第1実施例)
第1実施例においては、正極1a、負極1b、電解液10、及び収納容器2を下記のようにして作製し、図1に示すような電気二重層キャパシタを作製した。
(First embodiment)
In the first example, the positive electrode 1a, the
[電極の作製]
比表面積2000m2/gの活性炭粉末に、アセチレンブラック10wt%、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)10wt%を加え混練してシート化し、厚み0.5mmとした。このようにして得られたシートを2.5mm角に打ち抜いて正極1aを作製すると共に、縦2.5mm、横3.5mmの長方形に打ち抜いて負極1bを作製した。
[Production of electrodes]
To activated carbon powder having a specific surface area of 2000 m 2 / g, 10 wt% acetylene black and 10 wt% polytetrafluoroethylene (PTFE) were added and kneaded to obtain a sheet having a thickness of 0.5 mm. The sheet thus obtained was punched into a 2.5 mm square to produce a positive electrode 1a, and a
[電解液の調整]
溶媒にプロピレンカーボネートを用い、溶質である(C2H5)4NBF4を1mol/lの濃度に溶解させて電解液10を調製した。
[Electrolyte adjustment]
[収納容器の作製]
収納容器2は、外寸の一辺が5.0mm、高さが1.25mm、内寸の一辺が4.0mmであるアルミナ製容器を用いた。収納容器2の上端にシールリング3を設け、内底面からシールリング3の上端までの高さは1.0mmとした。
[Production of storage container]
The
収納容器2の内部には、内底面から0.5mmの高さを有する突出部4a,4bを、収納容器2の内部の対向する2辺に設けた。収納容器2の突出部4a,4bの上面においては、負極用配線5bの露出する表面上に、ニッケル層及び金層をめっき法により順次被着した。
Inside the
また、収納容器2の内底面には、正極用配線5aの露出する表面上に、ニッケル層と、金層をめっき法により順次被着することで、引出電極6を形成した。引出電極6の上面には、引出電極6を被覆するように金をスパッタ法によって成膜し、集電体7を形成した。
The
[電気二重層キャパシタの作製]
上記のようにして作製された収納容器2の内底面の中央において、上記のようにして作製された正極1aを集電体7上に導電性ペーストで固定し、ガラス繊維製のセパレータ8を正極1a上に設置し、負極1bを収納容器2の2辺に設けられた突出部4a,4bに接触するように配置した。
[Production of electric double layer capacitor]
In the center of the inner bottom surface of the
正極1a、負極1b、及びセパレータ8が設置された収納容器2を露点−40℃以下の乾燥雰囲気下で250℃に加熱し、15分間放置することで正極1a、負極1bを乾燥させた。
The
次いで、上記のようにして調製された電解液10を収納容器2内に注液した後に、30秒間40kPaで真空含浸した。その後、封口板9を収納容器2上に配置し、パラレルシーム溶接にて溶接し、電気二重層キャパシタを得た。
Next, the
(第2実施例)
収納容器2の突出部を4辺(4内側面)に設け、負極1bを3.5mm角とした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(Second embodiment)
An electric double layer capacitor was fabricated in the same manner as in the first example, except that the protruding portion of the
(第3実施例)
負極1bの厚さを0.53mmとした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(Third embodiment)
An electric double layer capacitor was produced in the same manner as in the first example except that the thickness of the
(第4実施例)
負極1bの厚さを0.47mmとした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(Fourth embodiment)
An electric double layer capacitor was produced in the same manner as in the first example except that the thickness of the
(第5実施例)
正極1aの厚さを0.53mmとした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(5th Example)
An electric double layer capacitor was produced in the same manner as in the first example except that the thickness of the positive electrode 1a was changed to 0.53 mm.
(第6実施例)
正極1aの厚さを0.47mmとした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(Sixth embodiment)
An electric double layer capacitor was fabricated in the same manner as in the first example except that the thickness of the positive electrode 1a was 0.47 mm.
(第7実施例)
図3に示すように、負極1bとセパレータ8との間に、負極1bの集電体11として、SUS316製のパンチングメタルを配置した以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。このパンチングメタルとしては、口径0.5mmφ、開孔率50%、厚さ50μmのものを使用した。集電体11は、突出部4a,4bの上面に延びており、突出部4a,4b上において、集電体11と負極用配線5bとが電気的に接続されている。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 3, an electric double layer capacitor is formed in the same manner as in the first embodiment, except that a punching metal made of SUS316 is disposed between the
(比較例)
図4に示すように、収納容器2の突出部を1辺(1内側面)のみとした以外は、第1実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
(Comparative example)
As shown in FIG. 4, an electric double layer capacitor was produced in the same manner as in the first example except that the protruding portion of the
(試験)
次に、第1〜第7実施例及び比較例の電気二重層キャパシタをそれぞれ20セル作製し、内部抵抗値を測定した。内部抵抗値は、正負極間での1kHzにおける抵抗値をオームテスターにより測定した。作製したセルの中には、充電が不可能な不良セルが存在した。内部抵抗値の測定結果の平均値、及び不良セルの割合を表1に示す。
Next, 20 cells of each of the electric double layer capacitors of the first to seventh examples and the comparative example were produced, and the internal resistance value was measured. The internal resistance value was measured with an ohm tester at 1 kHz between the positive and negative electrodes. Among the fabricated cells, there were defective cells that could not be charged. Table 1 shows the average value of the measurement results of the internal resistance value and the ratio of defective cells.
第1〜第7実施例と、比較例との比較から明らかなように、突出部を対向する2辺、又は4辺とすることで、不良セルの割合を低減でき、且つセルの内部抵抗も低減した。突出部を対向する2辺、又は4辺としたことで、電極配置にズレが生じた場合でも、接触不良や内部ショートが発生しにくい構造となった。また、負極1bと負極用配線5bとの接触面積が増大したため、内部抵抗が低減したと考える。
As is apparent from the comparison between the first to seventh embodiments and the comparative example, the ratio of defective cells can be reduced and the internal resistance of the cells can be reduced by setting the protruding portions to two or four sides facing each other. Reduced. By adopting two or four sides that face each other, the structure is such that contact failure and internal short-circuiting are unlikely to occur even when the electrode arrangement is misaligned. Further, since the contact area between the
第1実施例と第7実施例との比較において、負極1bの集電体11を配置した第7実施例でセルの内部抵抗が低減した。これは、負極1bの集電性が向上したためと考えられる。
In comparison between the first example and the seventh example, the internal resistance of the cell was reduced in the seventh example in which the
第1実施例と、第3実施例と、第4実施例との比較において、負極1bの厚みを0.47mmとした第4実施例ではセルの内部抵抗値が増大し、0.5mm以上とした第1及び第3実施例でより低い内部抵抗値が得られた。これは、負極1bの厚みが、突出部4a,4bの上面と封口板9の下面との間の厚みよりも大きくなるために構成圧が増大することで、負極1bと負極用配線5bとの接触抵抗が低減したことによると考えられる。なお、負極1bの厚みを増大することで構成圧を増大したが、封口板9の下面に凸部を形成することで同様の効果を得ることができる。
In the comparison between the first example, the third example, and the fourth example, in the fourth example in which the thickness of the
第1実施例と、第5実施例と、第6実施例との比較において、正極1aの厚みを0.53mmとした第5実施例では、不良セルの割合が増大した。正極1aの厚みが突出部4a,4bの高さを超えるためにセパレータ8の配置にズレが生じ、正極1a及び負極1b間でショートが発生したためである。正極1aの厚みは、0.5mm以下とした第1及び第6実施例でより低い不良率とすることができた。
In comparison between the first example, the fifth example, and the sixth example, in the fifth example in which the thickness of the positive electrode 1a was 0.53 mm, the ratio of defective cells increased. This is because the thickness of the positive electrode 1a exceeds the height of the
今回、電解液10の注液後に真空含浸を行う含浸工程を採用した。特に第2実施例において、突出部により構成される凹部の開口部が負極1bに覆われているために、電解液10が正極1aに含浸されにくくなっており、上記の含浸工程が必要である。ただし、この含浸工程は、含浸を良好に施すことで省略できる。例えば、突出部を2辺、3辺、又は4辺とする場合に、負極1bの大きさを調整し、突出部により構成される凹部の開口部が負極1bに覆われないように構成することで、含浸を良好に施すことができる。
This time, an impregnation step of performing vacuum impregnation after the injection of the
なお、電気二重層キャパシタセルのサイズは、この実施例で説明したサイズに限らず、より大きなサイズを採用可能である。 The size of the electric double layer capacitor cell is not limited to the size described in this embodiment, and a larger size can be adopted.
1a…正極
1b…負極
2…収納容器
3…シールリング
4a,4b…突出部
5a…正極用配線
5b…負極用配線
6…引出電極
7…集電体
8…セパレータ
9…封口板
10…電解液
11…集電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ...
Claims (7)
前記収納容器の少なくとも2つの内側面に、前記下部電極と前記セパレータとに向けて突出する突出部を備え、
前記上部電極は、前記突出部の上面と前記封口板との間に固定されることを特徴とする電気化学素子。 A storage container having a concave shape, a pair of electrodes composed of a lower electrode and an upper electrode arranged in order on the inner bottom surface of the storage container, a separator interposed between the pair of electrodes, and an upper surface of the storage container An electrochemical device comprising a sealing plate disposed,
Providing a projecting portion projecting toward the lower electrode and the separator on at least two inner side surfaces of the storage container,
The electrochemical device, wherein the upper electrode is fixed between an upper surface of the protruding portion and the sealing plate.
前記セパレータは、前記突出部に挟まれて固定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気化学素子。 The protrusions are provided on two opposing inner surfaces of the storage container, three inner surfaces of the storage container, or four inner surfaces of the storage container,
The electrochemical device according to claim 1, wherein the separator is sandwiched and fixed between the protrusions.
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