JP2014143226A - フラッシュｓｓｄ - Google Patents

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Tomonori Ito
智紀 伊東
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    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Abstract

【課題】大容量化に適したフラッシュＳＳＤを提供する。
【解決手段】フラッシュＳＳＤ２は、フラッシュメモリ４と、フラッシュメモリ４に接続されたコンデンサ１とを備える。コンデンサ１は、プロピレンカーボネートを含む電解液を備える電気二重層コンデンサ１により構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラッシュＳＳＤに関する。
近年、フラッシュメモリを利用したフラッシュＳＳＤ（Ｆｌａｓｈ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）を、ノートパーソナルコンピューターやタブレットパーソナルコンピューター（タブレットＰＣ）などに用いる試みがなされている。
特開平９−３０８１３６号公報
フラッシュメモリの電源としては、例えば、特許文献１に記載されているように、電解コンデンサを用いることが考えられる。しかしながら、近年、フラッシュメモリの容量が増大しており、電解コンデンサを電源として用いたフラッシュＳＳＤでは、大きなデータの記憶に十分な電力を供給できないという問題がある。
本発明は、大容量化に適したフラッシュＳＳＤを提供することにある。
本発明に係るフラッシュＳＳＤは、フラッシュメモリと、フラッシュメモリに電気的に接続されたコンデンサとを備える。コンデンサは、プロピレンカーボネートを含む電解液を備える電気二重層コンデンサにより構成されている。
本発明に係るフラッシュＳＳＤのある特定の局面では、電解液を構成している溶媒は、プロピレンカーボネートを８０体積％以上含有する。
本発明によれば、大容量化に適したフラッシュＳＳＤを提供することができる。
本発明の一実施形態に係るフラッシュＳＳＤの略図的回路図である。 本発明の一実施形態における電気二重層コンデンサの略図的平面図である。 図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける略図的断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図１に示されるように、本実施形態に係るフラッシュＳＳＤ２は、フラッシュメモリ４と、コンデンサ１と、直流電源３とを備える。フラッシュメモリ４は、電源３とグラウンド電位との間に接続されている。フラッシュメモリ４と電源３との間の接続点と、グラウンド電位との間には、コンデンサ１が接続されている。このコンデンサ１からフラッシュメモリ４に電力が供給される。
なお、フラッシュメモリ４は、特に限定されず、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリやＮＯＲ型フラッシュメモリなどであってもよい。
本実施形態において、コンデンサ１は、図２及び図３に示される電気二重層コンデンサにより構成されている。
電気二重層コンデンサ１は、複数の第１の電極１１と、複数の第２の電極１２と、セパレータ１３（図３を参照）と、外装体１０とを備える。
図３に示されるように、第１の電極１１は、集電極１１ａと、集電極１１ａの上に配された分極性電極１１ｂとを備える。同様に、第２の電極１２は、集電極１２ａと、集電極１２ａの上に配された分極性電極１２ｂとを備える。集電極１１ａ、１２ａは、それぞれ、例えば、アルミニウム箔等により構成することができる。分極性電極１１ｂ、１２ｂは、それぞれ、多孔質体からなる。分極性電極１１ｂ、１２ｂは、それぞれ、例えば、炭素材料、白金、金等を含むことが好ましく、炭素材料を含むことがより好ましい。好ましく用いられる炭素材料としては、活性炭が挙げられる。なお、集電極１１ａ、１２ａの厚みは、例えば、５μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。分極性電極１１ｂ、１２ｂの厚みは、例えば、５μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。
図２に示されるように、第１の電極１１は、第１の対向部１１ｃと、線状の第１の引き出し部１１ｄとを有する。第１の対向部１１ｃは、第２の電極１２（詳細には、後述する第２の対向部１２ｃ）と対向している。第１の対向部１１ｃは、ｘ軸方向に沿って延びる辺とｙ軸方向に沿って延びる辺とを有する矩形状に設けられている。
第１の引き出し部１１ｄは、第１の対向部１１ｃのｙ軸方向のｙ１側端部からｙ軸方向に沿って直線状に延びている。第１の引き出し部１１ｄは、外装体１０の外側にまで引き出されている。
第２の電極１２は、第２の対向部１２ｃと、線状の第２の引き出し部１２ｄとを有する。第２の対向部１２ｃは、第１の対向部１１ｃと対向している。第２の対向部１２ｃは、ｘ軸方向に沿って延びる辺とｙ軸方向に沿って延びる辺とを有する矩形状に設けられている。
第２の引き出し部１２ｄは、第２の対向部１２ｃのｙ軸方向のｙ１側端部からｙ軸方向に沿って直線状に延びている。第２の引き出し部１２ｄは、外装体１０の外側にまで引き出されている。第２の引き出し部１２ｄは、第１の引き出し部１１ｄと平行に延びている。第１の引き出し部１１ｄと第２の引き出し部１２ｄとは、ｘ軸方向において異なる位置に設けられている。第１の引き出し部１１ｄと第２の引き出し部１２ｄとは、ｚ軸方向から視た際に重なっていない。第２の引き出し部１２ｄは、第１の引き出し部１１ｄに対して、ｘ軸方向のｘ２側に配されている。
複数の第１の電極１１と複数の第２の電極１２とは、第１の電極１１と第２の電極１２とが互いに対向するように交互に設けられている。隣り合う第１の電極１１と第２の電極１２との間にはセパレータ１３が設けられている。このセパレータ１３によって第１の電極１１と第２の電極１２とが隔離されている。
第１の電極１１と第２の電極１２とセパレータ１３とは、外装体１０内に収納されている。本実施形態においては、外装体１０は、樹脂フィルムのラミネート体により構成されている。
外装体１０内には、電解質が充填されている。電解質は、陽イオンと、陰イオンと溶媒とを含む。好ましく用いられる陽イオンとしては、例えば、テトラエチルアンモニウム塩などが挙げられる。好ましく用いられる陰イオンとしては、例えば、四フッ化ホウ酸イオン（ＢＦ４−）や、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド（（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−）などが挙げられる。
電気二重層コンデンサ１では、電解質は、溶媒として、プロピレンカーボネートを含む。電解質を構成している溶媒は、プロピレンカーボネートを８０体積％以上含有することが好ましい。なお、電解質は、溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどをさらに含んでいてもよい。
以上説明したように、本実施形態では、フラッシュメモリへの電力供給源として、電気二重層コンデンサ１が用いられている。このため、フラッシュメモリへの電力供給源として電解コンデンサを用いた場合と比較して、フラッシュメモリに大電力を供給することができる。また、電気二重層コンデンサ１の電解質は、プロピレンカーボネートを含む。このため、電気二重層コンデンサ１は、優れた耐熱性を有する。よって、本実施形態のフラッシュＳＳＤによれば、フラッシュメモリの大容量化が可能であり、且つ優れた耐久性及び優れた信頼性を実現することができる。
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら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可能である。
（実施例１）
以下に示す方法で、上記実施形態において説明した電気二重層コンデンサ１と実質的に同様の構成を有する電気二重層コンデンサを作製した。
負極側集電極：アルミニウム箔
負極側分極性電極：活性炭からなる厚み３０μｍの多孔質体
正極側集電極：アルミニウム箔
正極側分極性電極：活性炭からなる厚み３０μｍの多孔質体
正極及び負極の積層数：１０層
電解質：５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボラート（ＳＢＰＢＦ４）を１．５モル／リットル含むプロピレンカーボネート（ＰＣ）
設計静電容量（ＣＡＰ）：７００ｍＦ±２０％
設計等価直列抵抗（Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：ＥＳＲ）：７０ｍΩ
（比較例１）
電解液に電解質としてのトリエチルモノメチルテトラフルオロボラート（ＴＥＭＡＢＦ４）を、アセトニトリルに溶解させたもの（電解質濃度：１．５ｍｏｌ／Ｌ）を電解質として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを作製した。
（比較例２）
電解質としてのトリエチルモノメチルテトラフルオロボラート（ＴＥＭＡＢＦ４）を、プロピオニトリルに溶解させたもの（電解質濃度：１．５ｍｏｌ／Ｌ）を電解質として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを作製した。
（比較例３）
電解質としての５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボラート（ＳＢＰＢＦ４）を、ガンマブチロラクトンに溶解させたもの（電解質濃度：１．５ｍｏｌ／Ｌ）を電解質として用いたこと以外は、実施例１と同様にして電気二重層コンデンサを作製した。
（評価）
７０℃の雰囲気下において、２．１Ｖの電圧を２０００時間または４０００時間印加する負荷試験を行った。負荷試験を実施する前の電気二重層コンデンサのＥＳＲとＣＡＰとをＥＩＡＪ ＲＣ−２３７７に準拠して測定した。また、負荷試験を２０００時間実施した後のＥＳＲ，ＣＡＰ、並びに負荷試験を４０００時間実施した後のＥＳＲ，ＣＡＰを同様にして測定した。その結果から、予想寿命を算出した。結果を表１に示す。
Figure 2014143226
表１に示す結果から、電解質としてプロピレンカーボネートを用いることにより、耐熱性及び信頼性に優れた電気二重層コンデンサが得られることが分かる。
１…電気二重層コンデンサ
２…フラッシュＳＳＤ
３…電源
４…フラッシュメモリ
１０…外装体
１１…第１の電極
１２…第２の電極
１１ａ、１２ａ…集電極
１１ｂ、１２ｂ…分極性電極
１１ｃ…第１の対向部
１１ｄ…第１の引き出し部
１２ｃ…第２の対向部
１２ｄ…第２の引き出し部
１３…セパレータ

Claims (2)

  1. フラッシュメモリと、
    フラッシュメモリに電気的に接続されたコンデンサと、
    を備え、
    前記コンデンサがプロピレンカーボネートを含む電解液を備える電気二重層コンデンサにより構成されている、フラッシュＳＳＤ。
  2. 前記電解液を構成している溶媒は、プロピレンカーボネートを８０体積％以上含有する、請求項１に記載のフラッシュＳＳＤ。
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