JP2500166B2 - 電気二重層コンデンサの製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解液中に対向させて
配した分極性電極対と、各分極性電極に接続した導電性
電極とを備える電気二重層コンデンサの製造方法に関す
る。
配した分極性電極対と、各分極性電極に接続した導電性
電極とを備える電気二重層コンデンサの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気二重層コンデンサとしては、
特公平２−５００７号公報に開示されたものがあり、こ
の種の電気二重層コンデンサは、電解液中に対向させた
一対の分極性電極と、各分極性電極の外面に接続した一
対の導電性電極（集電極）とを備えている。ここで、導
電性電極としては、ステンレススチール、アルミニウ
ム、チタン等の金属材が用いられている。
特公平２−５００７号公報に開示されたものがあり、こ
の種の電気二重層コンデンサは、電解液中に対向させた
一対の分極性電極と、各分極性電極の外面に接続した一
対の導電性電極（集電極）とを備えている。ここで、導
電性電極としては、ステンレススチール、アルミニウ
ム、チタン等の金属材が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気二
重層コンデンサでは、電気化学的変質が生じない電圧範
囲でのみ使用可能であることから、従来のものでは、耐
電圧を高く設定できないという問題点があり、その耐電
圧は、３ボルト程度が限界であった。即ち、電気二重層
コンデンサは、内部に電解液を有し、分極性電極間に電
圧を印加したときに、分極性電極の表面に発生する電気
二重層を利用する。ここで、電解液として水溶液系電解
液を用いた場合の耐電圧は、水の電気分解電位によって
規定され、この電位Ｅｗは、図５に示すように、１．７
ボルト程度である。一方、電解液として有機系電解液
（有機溶媒系電解液）を用いた場合の耐電圧は、導電性
電極に用いた金属材の電解液中への溶解電位Ｅｄによっ
て規定され、たとえば、導電性電極にアルミニウムを用
いた場合の溶解電位Ｅｄは、２．３ボルト程度、導電性
電極にチタンを用いた場合の溶解電位Ｅｄは、２．９ボ
ルト程度である。このため、電気二重層コンデンサをメ
モリのバックアップ等に用いるには、出力電圧が低いた
め、複数の電気二重層コンデンサを直列接続する必要が
ある。
重層コンデンサでは、電気化学的変質が生じない電圧範
囲でのみ使用可能であることから、従来のものでは、耐
電圧を高く設定できないという問題点があり、その耐電
圧は、３ボルト程度が限界であった。即ち、電気二重層
コンデンサは、内部に電解液を有し、分極性電極間に電
圧を印加したときに、分極性電極の表面に発生する電気
二重層を利用する。ここで、電解液として水溶液系電解
液を用いた場合の耐電圧は、水の電気分解電位によって
規定され、この電位Ｅｗは、図５に示すように、１．７
ボルト程度である。一方、電解液として有機系電解液
（有機溶媒系電解液）を用いた場合の耐電圧は、導電性
電極に用いた金属材の電解液中への溶解電位Ｅｄによっ
て規定され、たとえば、導電性電極にアルミニウムを用
いた場合の溶解電位Ｅｄは、２．３ボルト程度、導電性
電極にチタンを用いた場合の溶解電位Ｅｄは、２．９ボ
ルト程度である。このため、電気二重層コンデンサをメ
モリのバックアップ等に用いるには、出力電圧が低いた
め、複数の電気二重層コンデンサを直列接続する必要が
ある。
【０００４】ここに、本願発明者は、電解液不透過性炭
素材により成形した導電性電極を用いるとともに、導電
性電極と分極性電極とを一体に形成することを提案する
ものである。
素材により成形した導電性電極を用いるとともに、導電
性電極と分極性電極とを一体に形成することを提案する
ものである。
【０００５】また、本願発明者は、導電性電極と分極性
電極とを一体に形成するにあたって、耐電圧やこれらの
電極間の接続抵抗を損なうことなく一体化することを提
案するものである。
電極とを一体に形成するにあたって、耐電圧やこれらの
電極間の接続抵抗を損なうことなく一体化することを提
案するものである。
【０００６】すなわち、本発明の課題は、導電性電極と
分極性電極とを一体化することにより組立を容易にする
とともに、耐電圧が高く、接続抵抗が小さな電気二重層
コンデンサの製造方法を実現することにある。
分極性電極とを一体化することにより組立を容易にする
とともに、耐電圧が高く、接続抵抗が小さな電気二重層
コンデンサの製造方法を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、以下の手段を講じてある。
に、本発明においては、以下の手段を講じてある。
【０００８】まず、図１に示すように、電解液Ｃを介し
て対向する分極性電極対と、各分極性電極に接続する導
電性電極とを備えるコンデンサ素子を有する電気二重層
コンデンサを構成するにあたって、導電性電極２ｐ、２
ｎを、高密度等方性炭素又はガラス状炭素等の難黒鉛化
性炭素を用いた電解液不透過性炭素材Ｍにより形成す
る。
て対向する分極性電極対と、各分極性電極に接続する導
電性電極とを備えるコンデンサ素子を有する電気二重層
コンデンサを構成するにあたって、導電性電極２ｐ、２
ｎを、高密度等方性炭素又はガラス状炭素等の難黒鉛化
性炭素を用いた電解液不透過性炭素材Ｍにより形成す
る。
【０００９】また、図７に示すように、電解液を介して
対向する分極性電極対と、各分極性電極に接続する導電
性電極とを備えるコンデンサ素子を２以上積層した電気
二重層コンデンサにおいて、導電性電極２ｐ、２ｎ、２
ｃは、電解液不透過性炭素材により構成され、積層した
コンデンサ素子１ｘ、１ｙのうち、重なり合うコンデン
サ素子１ｘ、１ｙ間では、導電性電極２ｃが一体、すな
わち、コンデンサ素子１ｘ、１ｙが導電性電極２ｃを共
有する場合もある。
対向する分極性電極対と、各分極性電極に接続する導電
性電極とを備えるコンデンサ素子を２以上積層した電気
二重層コンデンサにおいて、導電性電極２ｐ、２ｎ、２
ｃは、電解液不透過性炭素材により構成され、積層した
コンデンサ素子１ｘ、１ｙのうち、重なり合うコンデン
サ素子１ｘ、１ｙ間では、導電性電極２ｃが一体、すな
わち、コンデンサ素子１ｘ、１ｙが導電性電極２ｃを共
有する場合もある。
【００１０】 いずれの構造の場合であっても、本発明
においては、図１または図２に示すように、導電性電極
２ｐ、２ｎに分極性電極３ｐ、３ｎを一体形成してなる
電極ユニット５ｐ、５ｎを用いることができ、この電極
ユニット５ｐ、５ｎは、電解液不透過性炭素材Ｍにより
成形した導電性電極２ｐ、２ｎに、少なくとも熱硬化性
樹脂、たとえばフェノール系樹脂を含有する活性炭素繊
維などの活性炭素材を重ねて熱圧着成形したものに炭化
処理を施して得ることができる。
においては、図１または図２に示すように、導電性電極
２ｐ、２ｎに分極性電極３ｐ、３ｎを一体形成してなる
電極ユニット５ｐ、５ｎを用いることができ、この電極
ユニット５ｐ、５ｎは、電解液不透過性炭素材Ｍにより
成形した導電性電極２ｐ、２ｎに、少なくとも熱硬化性
樹脂、たとえばフェノール系樹脂を含有する活性炭素繊
維などの活性炭素材を重ねて熱圧着成形したものに炭化
処理を施して得ることができる。
【００１１】
【作用】本発明に係る電気二重層コンデンサ１は、導電
性電極２ｐ、２ｎに電解液不透過性炭素材Ｍを用いるた
め、その耐電圧は、金属材を用いた場合における有機系
電解液により金属材の溶解電位Ｅｄに依存しない。従っ
て、耐電圧は、図５に示すように、有機系電解液の分解
電位Ｅｃまたは炭素材電極のアノード酸化電位Ｅｍに依
存することになり、これらの電位Ｅｃ及びＥｍは、通
常、５ボルト程度と高い。
性電極２ｐ、２ｎに電解液不透過性炭素材Ｍを用いるた
め、その耐電圧は、金属材を用いた場合における有機系
電解液により金属材の溶解電位Ｅｄに依存しない。従っ
て、耐電圧は、図５に示すように、有機系電解液の分解
電位Ｅｃまたは炭素材電極のアノード酸化電位Ｅｍに依
存することになり、これらの電位Ｅｃ及びＥｍは、通
常、５ボルト程度と高い。
【００１２】 ここで、導電性電極２ｐ、２ｎは、金属
材ではなく、電解液不透過性炭素材Ｍで構成してあるた
め、その表面に被膜が形成されないので、コンデンサ素
子を積層して高耐電圧化を図った場合でも、コンデンサ
素子間の接触抵抗が小さい。
材ではなく、電解液不透過性炭素材Ｍで構成してあるた
め、その表面に被膜が形成されないので、コンデンサ素
子を積層して高耐電圧化を図った場合でも、コンデンサ
素子間の接触抵抗が小さい。
【００１３】 また、本発明において、コンデンサ素子
１ｘ、１ｙを積層するにあたって、重なり合うコンデン
サ素子１ｘ、１ｙ間で導電性電極２ｃを共有させた場合
には、構成要素を削減できるので、電気二重層コンデン
サ１の薄形化及び低コスト化に有利である。
１ｘ、１ｙを積層するにあたって、重なり合うコンデン
サ素子１ｘ、１ｙ間で導電性電極２ｃを共有させた場合
には、構成要素を削減できるので、電気二重層コンデン
サ１の薄形化及び低コスト化に有利である。
【００１４】 さらに、予め、導電性電極２ｐ、２ｎに
分極性電極３ｐ、３ｎを一体形成して電極ユニット５
ｐ、５ｎにしたものを用いるため、電気二重層コンデン
サ１の組立工程において、導電性電極２ｐ、２ｎと分極
性電極３ｐ、３ｎとを接合するための加圧処理を行う必
要がないので、生産性が向上する。しかも、電極ユニッ
ト５ｐ、５ｎは、電解液不透過性炭素材Ｍにより成形し
た導電性電極２ｐ、２ｎに、少なくとも熱硬化性樹脂、
たとえばフェノール系樹脂を含有する活性炭素繊維など
の活性炭素材を重ねて熱圧着成形したものに炭化処理を
施す方法で形成する。このようすると、熱硬化性樹脂
は、いわゆるＣ／Ｃコンポジットを構成し、導電性電極
２ｐと分極性電極３ｐとの境界部分でも電極の一部にな
ってしまうので、耐電圧を低下させることがなく、ま
た、導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間における接
触抵抗が小さい。
分極性電極３ｐ、３ｎを一体形成して電極ユニット５
ｐ、５ｎにしたものを用いるため、電気二重層コンデン
サ１の組立工程において、導電性電極２ｐ、２ｎと分極
性電極３ｐ、３ｎとを接合するための加圧処理を行う必
要がないので、生産性が向上する。しかも、電極ユニッ
ト５ｐ、５ｎは、電解液不透過性炭素材Ｍにより成形し
た導電性電極２ｐ、２ｎに、少なくとも熱硬化性樹脂、
たとえばフェノール系樹脂を含有する活性炭素繊維など
の活性炭素材を重ねて熱圧着成形したものに炭化処理を
施す方法で形成する。このようすると、熱硬化性樹脂
は、いわゆるＣ／Ｃコンポジットを構成し、導電性電極
２ｐと分極性電極３ｐとの境界部分でも電極の一部にな
ってしまうので、耐電圧を低下させることがなく、ま
た、導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間における接
触抵抗が小さい。
【００１５】
【実施例】〔実施例１〕 次に、図面を参照して、本発明の実施例１に係る電気二
重層コンデンサを説明する。
重層コンデンサを説明する。
【００１６】 図１は、本発明の実施例１に係る電気二
重層コンデンサの縦断面図、図２は、それに用いた電極
ユニットの構成を示す斜視図である。
重層コンデンサの縦断面図、図２は、それに用いた電極
ユニットの構成を示す斜視図である。
【００１７】 これらの図において、電気二重層コンデ
ンサ１は、電解液Ｃを介して対向する分極性電極対（分
極性電極３ｐ、３ｎ）と、各分極性電極３ｐ、３ｎの外
面側にに接続する導電性電極２ｐ、２ｎとを備えるコン
デンサ素子を有する。これらの分極性電極３ｐ、３ｎと
導電性電極２ｐ、２ｎとは、一体に形成されて、電極ユ
ニット５ｐ、５ｎになっている。
ンサ１は、電解液Ｃを介して対向する分極性電極対（分
極性電極３ｐ、３ｎ）と、各分極性電極３ｐ、３ｎの外
面側にに接続する導電性電極２ｐ、２ｎとを備えるコン
デンサ素子を有する。これらの分極性電極３ｐ、３ｎと
導電性電極２ｐ、２ｎとは、一体に形成されて、電極ユ
ニット５ｐ、５ｎになっている。
【００１８】 本例では、導電性電極２ｐ、２ｎとし
て、電解液不透過性炭素材Ｍを用いてあり、この電解液
不透過性炭素材Ｍとしては、たとえば、セルロース、フ
リフリルアルコール系樹脂、フェノールアルデヒド系樹
脂等の熱硬化性樹脂を用いた難黒鉛化炭素に属する高密
度等方性炭素又はガラス状炭素等である。
て、電解液不透過性炭素材Ｍを用いてあり、この電解液
不透過性炭素材Ｍとしては、たとえば、セルロース、フ
リフリルアルコール系樹脂、フェノールアルデヒド系樹
脂等の熱硬化性樹脂を用いた難黒鉛化炭素に属する高密
度等方性炭素又はガラス状炭素等である。
【００１９】 このため、本例の電気二重層コンデンサ
１の耐電圧は、図５を用いて先に説明したとおり、有機
系電解液の分解電位Ｅｃまたは炭素材電極のアノード酸
化電位Ｅｍに依存することになり、５ボルト程度と高
い。
１の耐電圧は、図５を用いて先に説明したとおり、有機
系電解液の分解電位Ｅｃまたは炭素材電極のアノード酸
化電位Ｅｍに依存することになり、５ボルト程度と高
い。
【００２０】 このような構成の電気二重層コンデンサ
１の製造方法を、図３に示す製造工程図も参照して説明
する。
１の製造方法を、図３に示す製造工程図も参照して説明
する。
【００２１】 まず、セルロース、フリフリルアルコー
ル系樹脂、フェノールアルデヒド系樹脂等の熱硬化性樹
脂を用いた難黒鉛化炭素に属する高密度等方性炭素又は
ガラス状炭素等の電解液不透過性炭素材Ｍから、薄板状
の導電性電極２ｐを成形する（工程１１）。
ル系樹脂、フェノールアルデヒド系樹脂等の熱硬化性樹
脂を用いた難黒鉛化炭素に属する高密度等方性炭素又は
ガラス状炭素等の電解液不透過性炭素材Ｍから、薄板状
の導電性電極２ｐを成形する（工程１１）。
【００２２】 次に、活性炭素繊維（又は、活性炭素繊
維と他の素材、たとえば、レーヨン、ポリアクリロニト
リル、ピッチ等を原料とする繊維やパルプの混合材）に
フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し（工程１
２）、これによって得た熱硬化性樹脂を含有する活性炭
素繊維を、工程１１より得た導電性電極２ｐに重ねて熱
圧着成形する（工程１３）。
維と他の素材、たとえば、レーヨン、ポリアクリロニト
リル、ピッチ等を原料とする繊維やパルプの混合材）に
フェノール系樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸し（工程１
２）、これによって得た熱硬化性樹脂を含有する活性炭
素繊維を、工程１１より得た導電性電極２ｐに重ねて熱
圧着成形する（工程１３）。
【００２３】 その結果、図２に示すように、熱硬化性
樹脂を含有する活性炭素繊維は、薄板状の分極側成形体
３ｐｍとして成形され、その大きさは、導電性電極２ｐ
よりも小さい。よって、分極側成形体３ｐｍが導電性電
極２ｐの上に一体に重なると共に、導電性電極２ｐの周
縁部が分極性成形体３ｐｍよりも外方に所定幅だけはみ
出した二層の中間成形体４ｐｆを得る。
樹脂を含有する活性炭素繊維は、薄板状の分極側成形体
３ｐｍとして成形され、その大きさは、導電性電極２ｐ
よりも小さい。よって、分極側成形体３ｐｍが導電性電
極２ｐの上に一体に重なると共に、導電性電極２ｐの周
縁部が分極性成形体３ｐｍよりも外方に所定幅だけはみ
出した二層の中間成形体４ｐｆを得る。
【００２４】 次に、工程１３より得た中間成形体４ｐ
ｆを、電極機能を損なわない程度の温度下で加熱する炭
化処理を行う。これにより、活性炭素繊維中の熱硬化性
樹脂が炭化されて、いわゆるＣ／Ｃコンポジットが形成
され、この部分が分極性電極３ｐになる（工程１４）。
ｆを、電極機能を損なわない程度の温度下で加熱する炭
化処理を行う。これにより、活性炭素繊維中の熱硬化性
樹脂が炭化されて、いわゆるＣ／Ｃコンポジットが形成
され、この部分が分極性電極３ｐになる（工程１４）。
【００２５】このようにして、導電性電極２ｐに分極性
電極３ｐを一体形成した電極ユニット５ｐを得ることが
できる（工程１５）、この電極ユニット５ｐでは、熱硬
化性樹脂は、Ｃ／Ｃコンポジットを構成しているので、
導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間の接触抵抗（内
部抵抗）が低減され、かつ、有機系電解液との組み合わ
せにより高い耐電圧を得ることができる。
電極３ｐを一体形成した電極ユニット５ｐを得ることが
できる（工程１５）、この電極ユニット５ｐでは、熱硬
化性樹脂は、Ｃ／Ｃコンポジットを構成しているので、
導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間の接触抵抗（内
部抵抗）が低減され、かつ、有機系電解液との組み合わ
せにより高い耐電圧を得ることができる。
【００２６】 次に、電極ユニット５ｐおよびこれと同
形の電極ユニット５ｎとを用いて、電気二重層コンデン
サ１を組み立てる（工程１６）。
形の電極ユニット５ｎとを用いて、電気二重層コンデン
サ１を組み立てる（工程１６）。
【００２７】 この組立工程においては、電極ユニット
５ｐ、５ｎがそれぞれアノード側とカソード側になるよ
うに、分極性電極３ｐ、３ｎを相対向させて平行に配置
すると共に、両者間には絶縁ブリッジ７を配置する。こ
れらの絶縁ブリッジ７は、電極ユニット５ｐ、５ｎを僅
かな隙間をもって離間させた状態に位置決めすることに
よって絶縁機能を発揮する。ここで、絶縁ブリッジ７と
分極性電極３ｐ、３ｎとの接触面積を可能な限り小さく
する方が、内部抵抗を小さくする観点からみて望まし
い。
５ｐ、５ｎがそれぞれアノード側とカソード側になるよ
うに、分極性電極３ｐ、３ｎを相対向させて平行に配置
すると共に、両者間には絶縁ブリッジ７を配置する。こ
れらの絶縁ブリッジ７は、電極ユニット５ｐ、５ｎを僅
かな隙間をもって離間させた状態に位置決めすることに
よって絶縁機能を発揮する。ここで、絶縁ブリッジ７と
分極性電極３ｐ、３ｎとの接触面積を可能な限り小さく
する方が、内部抵抗を小さくする観点からみて望まし
い。
【００２８】 また、８は、ケーシングであり、ケーシ
ング８は、絶縁性素材で形成した側板部８ｋと、側板部
８ｋの両端をそれぞれ覆う導電性素材で形成した端板部
８ｐ、８ｎとを備える。ここで、各電極ユニット５ｐ、
５ｎにおける導電性電極２ｐ、２ｎは、側板部８ｋにお
ける内周面の一端と他端に形成した切欠部９ｐ、９ｎに
それぞれ嵌合させて組み付ける一方、側板部８ｋの両端
開口は、端板部８ｐ、８ｎにより閉塞する。その結果、
各電極ユニット５ｐ、５ｎは、ケーシング８によって位
置決めされ、かつ、支持される。
ング８は、絶縁性素材で形成した側板部８ｋと、側板部
８ｋの両端をそれぞれ覆う導電性素材で形成した端板部
８ｐ、８ｎとを備える。ここで、各電極ユニット５ｐ、
５ｎにおける導電性電極２ｐ、２ｎは、側板部８ｋにお
ける内周面の一端と他端に形成した切欠部９ｐ、９ｎに
それぞれ嵌合させて組み付ける一方、側板部８ｋの両端
開口は、端板部８ｐ、８ｎにより閉塞する。その結果、
各電極ユニット５ｐ、５ｎは、ケーシング８によって位
置決めされ、かつ、支持される。
【００２９】 このようにして、側板部８ｋと端板部８
ｐ、８ｎによって全体を密閉すると共に、導電性電極２
ｐ、２ｎの外面を導電性素材で形成した端板部８ｐ、８
ｎの内面に接触させ、各端板部８ｐ、８ｎを、外部回路
と接続するための電極端子面とする。以上により、本例
の電気二重層コンデンサ１を得る。なお、この組付時に
は、電極ユニット５ｐ、５ｎの間に有機系電解液Ｃを注
入する。その結果、電気二重層コンデンサ１は、図４に
原理的構成を示すように、有機系電解液Ｃが分極性電極
３ｐ、３ｎの内部に浸透した状態にある。
ｐ、８ｎによって全体を密閉すると共に、導電性電極２
ｐ、２ｎの外面を導電性素材で形成した端板部８ｐ、８
ｎの内面に接触させ、各端板部８ｐ、８ｎを、外部回路
と接続するための電極端子面とする。以上により、本例
の電気二重層コンデンサ１を得る。なお、この組付時に
は、電極ユニット５ｐ、５ｎの間に有機系電解液Ｃを注
入する。その結果、電気二重層コンデンサ１は、図４に
原理的構成を示すように、有機系電解液Ｃが分極性電極
３ｐ、３ｎの内部に浸透した状態にある。
【００３０】 なお、電極ユニット５ｐ、５ｎは、ケー
シング８により所定の状態に保持されるため、絶縁ブリ
ッジ７・・・を省略することができ、絶縁ブリッジ７・
・・を省略した場合には、分極性電極３ｐ、３ｎ間に有
機系電解液Ｃのみが介在する構造の電気二重層コンデン
サを構成できる。
シング８により所定の状態に保持されるため、絶縁ブリ
ッジ７・・・を省略することができ、絶縁ブリッジ７・
・・を省略した場合には、分極性電極３ｐ、３ｎ間に有
機系電解液Ｃのみが介在する構造の電気二重層コンデン
サを構成できる。
【００３１】〔実施例２〕 図６を参照して、実施例２に係る電気二重層コンデンサ
を説明する。本例の電気二重層コンデンサおよび後述す
る実施例３の電気二重層コンデンサは、基本的な構成が
実施例１に係る電気二重層コンデンサと同様であって、
電極ユニットの構成のみが相違するため、以下の説明に
おいては、共通する部分には同符号を付してそれらの説
明を省略する。
を説明する。本例の電気二重層コンデンサおよび後述す
る実施例３の電気二重層コンデンサは、基本的な構成が
実施例１に係る電気二重層コンデンサと同様であって、
電極ユニットの構成のみが相違するため、以下の説明に
おいては、共通する部分には同符号を付してそれらの説
明を省略する。
【００３２】 本例の電気二重層コンデンサも、電解液
Ｃを介して対向する分極性電極３ｐ、３ｎと、各分極性
電極３ｐ、３ｎの外面側に接続する電解液不透過性炭素
材からなる導電性電極２ｐ、２ｎとを有し、これらの分
極性電極３ｐ、３ｎと導電性電極２ｐ、２ｎとは、一体
に形成されて、電極ユニット５ｐ、５ｎを構成してい
る。
Ｃを介して対向する分極性電極３ｐ、３ｎと、各分極性
電極３ｐ、３ｎの外面側に接続する電解液不透過性炭素
材からなる導電性電極２ｐ、２ｎとを有し、これらの分
極性電極３ｐ、３ｎと導電性電極２ｐ、２ｎとは、一体
に形成されて、電極ユニット５ｐ、５ｎを構成してい
る。
【００３３】 これらの電極ユニット５ｐ、５ｎを形成
するにあたって、本例では、まず、電解液不透過性炭素
材Ｍにより、薄板状の導電性電極２ｐを成形する（工程
２１）。
するにあたって、本例では、まず、電解液不透過性炭素
材Ｍにより、薄板状の導電性電極２ｐを成形する（工程
２１）。
【００３４】 次に、活性炭素繊維（又は、活性炭素繊
維と、レーヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ等の素
材からなる繊維やパルプとの混合材）にフェノール系樹
脂等の熱硬化性樹脂を含浸した後に、熱圧して、分極性
電極３ｐ（Ｃ／Ｃコンポジット）を得るための薄板状の
分極側成形体３ｐｍを成形する（工程２２）。
維と、レーヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ等の素
材からなる繊維やパルプとの混合材）にフェノール系樹
脂等の熱硬化性樹脂を含浸した後に、熱圧して、分極性
電極３ｐ（Ｃ／Ｃコンポジット）を得るための薄板状の
分極側成形体３ｐｍを成形する（工程２２）。
【００３５】 本例では、工程２１より得た導電性電極
２ｐと、工程２２より得た分極側成形体３ｐｍとをフェ
ノール系樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた貼着材Ｂにより
貼着する。これにより、図２に示すように、導電性電極
２ｐと分極側成形体３ｐとを貼り合わせた中間成形体４
ｐｓを得る（工程２３）。
２ｐと、工程２２より得た分極側成形体３ｐｍとをフェ
ノール系樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた貼着材Ｂにより
貼着する。これにより、図２に示すように、導電性電極
２ｐと分極側成形体３ｐとを貼り合わせた中間成形体４
ｐｓを得る（工程２３）。
【００３６】次に、工程２３より得た中間成形体４ｐｓ
を、電極機能が劣化しない程度の温度下で加熱する炭化
処理を行う。これにより、活性炭素繊維中の熱硬化性樹
脂及び貼着材Ｂの双方が炭化し、いわゆるＣ／Ｃコンポ
ジットが形成されることにより、この部分が分極性電極
３ｐになる。その結果、実施例１と同様に、導電性電極
２ｐに分極性電極３ｐを一体形成した電極ユニット５ｐ
を得ることができる。しかも、熱硬化性樹脂は、炭化処
理によってＣ／Ｃコンポジットを構成し、電極の一部に
なってしまうので、有機系電解液と組み合わせたときの
耐電圧を低下させることがなく、また、導電性電極２ｐ
と分極性電極３ｐとの間における接触抵抗が小さい（工
程２４、２５）。それ故、電気二重層コンデンサ１の組
立工程（工程１６）では、導電性電極２ｐと分極性電極
３ｐと接合するための加圧処理を行う必要がないので、
組立工程を簡略化しながら、電気二重層コンデンサ１の
電気的特性を向上することもできる。
を、電極機能が劣化しない程度の温度下で加熱する炭化
処理を行う。これにより、活性炭素繊維中の熱硬化性樹
脂及び貼着材Ｂの双方が炭化し、いわゆるＣ／Ｃコンポ
ジットが形成されることにより、この部分が分極性電極
３ｐになる。その結果、実施例１と同様に、導電性電極
２ｐに分極性電極３ｐを一体形成した電極ユニット５ｐ
を得ることができる。しかも、熱硬化性樹脂は、炭化処
理によってＣ／Ｃコンポジットを構成し、電極の一部に
なってしまうので、有機系電解液と組み合わせたときの
耐電圧を低下させることがなく、また、導電性電極２ｐ
と分極性電極３ｐとの間における接触抵抗が小さい（工
程２４、２５）。それ故、電気二重層コンデンサ１の組
立工程（工程１６）では、導電性電極２ｐと分極性電極
３ｐと接合するための加圧処理を行う必要がないので、
組立工程を簡略化しながら、電気二重層コンデンサ１の
電気的特性を向上することもできる。
【００３７】〔実施例３〕 本例では、実施例２の電気二重層コンデンサの製造工程
のうち、工程２２で得た分極側成形体３ｐｍに対して、
工程２４と同様な炭化処理を行うことにより、貼着前
に、分極性電極３ｐを製作しておき、この分極性電極３
ｐと、工程２１で得た導電性電極２ｐを貼着材Ｂにより
貼着する。しかる後に、貼着材Ｂに対する炭化処理を行
う。
のうち、工程２２で得た分極側成形体３ｐｍに対して、
工程２４と同様な炭化処理を行うことにより、貼着前
に、分極性電極３ｐを製作しておき、この分極性電極３
ｐと、工程２１で得た導電性電極２ｐを貼着材Ｂにより
貼着する。しかる後に、貼着材Ｂに対する炭化処理を行
う。
【００３８】本例の場合には、分極側成形体３ｐｍに対
する炭化処理と、貼着材Ｂに対する炭化処理を別工程で
行う必要があるが、それぞれの材料に応じた条件で炭化
処理を行えるという利点がある。しかも、実施例１、２
と同様、導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間におけ
る接触抵抗が小さく、かつ、有機系電解液との組み合わ
せにより耐電圧が高いという利点もある。
する炭化処理と、貼着材Ｂに対する炭化処理を別工程で
行う必要があるが、それぞれの材料に応じた条件で炭化
処理を行えるという利点がある。しかも、実施例１、２
と同様、導電性電極２ｐと分極性電極３ｐとの間におけ
る接触抵抗が小さく、かつ、有機系電解液との組み合わ
せにより耐電圧が高いという利点もある。
【００３９】〔実施例４〕 図７は、本発明の実施例４に係る電気二重層コンデンサ
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【００４０】 本例の電気二重層コンデンサ１は、図１
に示した電気二重層コンデンサを積層したものに相当
し、ケーシング８の内部に２つのコンデンサ素子１ｘ、
１ｙを設けてあることに特徴を有する。その他の構成
は、実施例１ないし実施例３の電気二重層コンデンサと
同様な構成を有するため、共通する部分には同符号を付
して、それらの説明を省略する。
に示した電気二重層コンデンサを積層したものに相当
し、ケーシング８の内部に２つのコンデンサ素子１ｘ、
１ｙを設けてあることに特徴を有する。その他の構成
は、実施例１ないし実施例３の電気二重層コンデンサと
同様な構成を有するため、共通する部分には同符号を付
して、それらの説明を省略する。
【００４１】 この電気二重層コンデンサ１では、積層
したコンデンサ素子１ｘ、１ｙの間に、両面に分極性電
極が形成された導電性電極２ｃを有し、この導電性電極
２ｃは、コンデンサ素子１ｘ、１ｙに共通な導電性電極
として機能する。なお、両側の導電性電極２ｐ、２ｎ
は、図１に示した電気二重層コンデンサと同様に、一方
の面側にのみ分極性電極が形成されている。
したコンデンサ素子１ｘ、１ｙの間に、両面に分極性電
極が形成された導電性電極２ｃを有し、この導電性電極
２ｃは、コンデンサ素子１ｘ、１ｙに共通な導電性電極
として機能する。なお、両側の導電性電極２ｐ、２ｎ
は、図１に示した電気二重層コンデンサと同様に、一方
の面側にのみ分極性電極が形成されている。
【００４２】 このため、本例の電気二重層コンデンサ
１では、導電性電極２ｐ、２ｎが電気二重層コンデンサ
１のアノード側およびカソード側になるのに対して、導
電性電極２ｃは、たとえば、コンデンサ素子１ｙのアノ
ード側になる一方、コンデンサ素子１ｘのカソード側と
して機能する。
１では、導電性電極２ｐ、２ｎが電気二重層コンデンサ
１のアノード側およびカソード側になるのに対して、導
電性電極２ｃは、たとえば、コンデンサ素子１ｙのアノ
ード側になる一方、コンデンサ素子１ｘのカソード側と
して機能する。
【００４３】 このような構成の電気二重層コンデンサ
１では、２つのコンデンサ素子１ｘ、１ｙが直列接続し
ているため、耐電圧が２倍である。しかも、中央の導電
性電極２ｃを２つのコンデンサ素子１ｘ、１ｙが兼用す
る構造になっているので、構成要素を削減でき、電気二
重層コンデンサ１の薄形化及び低コスト化に有利であ
る。しかも、コンデンサ素子１ｘ、１ｙ間の接触抵抗が
ない。
１では、２つのコンデンサ素子１ｘ、１ｙが直列接続し
ているため、耐電圧が２倍である。しかも、中央の導電
性電極２ｃを２つのコンデンサ素子１ｘ、１ｙが兼用す
る構造になっているので、構成要素を削減でき、電気二
重層コンデンサ１の薄形化及び低コスト化に有利であ
る。しかも、コンデンサ素子１ｘ、１ｙ間の接触抵抗が
ない。
【００４４】 なお、本例では、２つのコンデンサ素子
１ｘ、１ｙを積層してあるが、積層すべきコンデンサ素
子の数は、電気二重層コンデンサ１の定格電圧および定
格容量によって適正な数に設計されるべき性質のもので
あって、限定がなく、たとえば、３以上のコンデンサ素
子を積層してもよい。
１ｘ、１ｙを積層してあるが、積層すべきコンデンサ素
子の数は、電気二重層コンデンサ１の定格電圧および定
格容量によって適正な数に設計されるべき性質のもので
あって、限定がなく、たとえば、３以上のコンデンサ素
子を積層してもよい。
【００４５】 以上、各実施例について詳細に説明した
が、本発明は、このような実施例に限定されるものでは
なく、細部の構成、材料等については、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で任意に変更できる。
が、本発明は、このような実施例に限定されるものでは
なく、細部の構成、材料等については、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【００４６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明においては、電解
液を介して対向する分極性電極に接続する導電性電極
に、高密度等方性炭素又はガラス状炭素等の難黒鉛化性
炭素を用いた電解不透過性炭素材を用い、かつ、フェノ
ール系樹脂などの熱硬化性樹脂によって分極性電極と導
電性電極とを電極ユニットとして一体に形成することに
特徴を有する。従って、本発明によれば、電気二重層コ
ンデンサの耐電圧は、有機系電解液の分解電位あるいは
炭素材電極のアノード酸化電位に規定され、５ボルト程
度にまで向上できるという効果を奏する。また、フェノ
ール系樹脂などの熱硬化性樹脂によって分極性電極と導
電性電極とを電極ユニットとして一体に形成するので、
電気二重層コンデンサの組立が容易である。この場合で
も、熱硬化性樹脂は、炭化処理によってＣ／Ｃコンポジ
ットを構成し、電極の一部になってしまうので、耐電圧
を低下させることがなく、また、分極性電極と導電性電
極との間における接触抵抗が小さい。
液を介して対向する分極性電極に接続する導電性電極
に、高密度等方性炭素又はガラス状炭素等の難黒鉛化性
炭素を用いた電解不透過性炭素材を用い、かつ、フェノ
ール系樹脂などの熱硬化性樹脂によって分極性電極と導
電性電極とを電極ユニットとして一体に形成することに
特徴を有する。従って、本発明によれば、電気二重層コ
ンデンサの耐電圧は、有機系電解液の分解電位あるいは
炭素材電極のアノード酸化電位に規定され、５ボルト程
度にまで向上できるという効果を奏する。また、フェノ
ール系樹脂などの熱硬化性樹脂によって分極性電極と導
電性電極とを電極ユニットとして一体に形成するので、
電気二重層コンデンサの組立が容易である。この場合で
も、熱硬化性樹脂は、炭化処理によってＣ／Ｃコンポジ
ットを構成し、電極の一部になってしまうので、耐電圧
を低下させることがなく、また、分極性電極と導電性電
極との間における接触抵抗が小さい。
【００４７】 また、コンデンサ素子を積層してその耐
電圧を向上するにあたって、重なり合うコンデンサ素子
間で導電性電極を兼用させた場合には、構成要素を削減
できるので、電気二重層コンデンサの薄形化及び低コス
ト化を実現できる。
電圧を向上するにあたって、重なり合うコンデンサ素子
間で導電性電極を兼用させた場合には、構成要素を削減
できるので、電気二重層コンデンサの薄形化及び低コス
ト化を実現できる。
【図１】本発明の実施例１に係る電気二重層コンデンサ
の構成を示す縦断面図である。
の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す電気二重層コンデンサに用いた電極
ユニットの構成を示す斜視図である。
ユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示す電気二重層コンデンサの製造方法の
一部を示す縦断面図である。
一部を示す縦断面図である。
【図４】図１に示す電気二重層コンデンサの内部の状態
を説明するための原理構成図である。
を説明するための原理構成図である。
【図５】図１に示す電気二重層コンデンサの作用を説明
するための作用説明図である。
するための作用説明図である。
【図６】本発明の実施例２に係る電気二重層コンデンサ
の製造方法の一部を示す製造工程図である。
の製造方法の一部を示す製造工程図である。
【図７】本発明の実施例４に係る電気二重層コンデンサ
の縦断面図である。
の縦断面図である。
１・・・電気二重層コンデンサ １ｘ、１ｙ・・・コンデンサ素子 ２ｐ、２ｎ・・・導電性電極 ３ｐ、３ｎ・・・分極性電極 ３ｐｍ・・・分極側成形体 ５ｐ、５ｎ・・・電極ユニット Ｂ・・・貼着材 Ｍ・・・電解液不透過性炭素材 Ｃ・・・電解液
Claims (4)
- 【請求項１】 電解液を介して対向する分極性電極対
と、該分極性電極に接続する導電性電極とを備えるコン
デンサ素子を有する電気二重層コンデンサの製造方法に
おいて、電解液不透過性炭素材により成形した前記導電
性電極の少なくとも一方の面に、少なくとも熱硬化性樹
脂を含有する活性炭素材を重ねて熱圧着成形した後に、
炭化処理を施すことにより前記導電性電極に前記分極性
電極を一体に形成することを特徴とする電気二重層コン
デンサの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、前記導電性電極の両
面に前記分極性電極を一体に形成した後、前記導電性電
極および前記分極性電極からなる電極ユニットを２以上
積層することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造
方法。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記電解液
不透過性炭素材は、高密度等方性炭素又はガラス状炭素
のいずれかの難黒鉛化性炭素からなることを特徴とする
電気二重層コンデンサの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかの項におい
て、前記熱硬化性樹脂として、フェノール系樹脂を用い
ることを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349613A JP2500166B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349613A JP2500166B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05159974A JPH05159974A (ja) | 1993-06-25 |
| JP2500166B2 true JP2500166B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=18404916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349613A Expired - Fee Related JP2500166B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500166B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7766981B2 (en) * | 2007-11-30 | 2010-08-03 | Corning Incorporated | Electrode stack for capacitive device |
| RU2013149934A (ru) * | 2012-07-04 | 2015-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Автомобильных Проектов" | Электрод конденсатора с двойным электрическим слоем |
| EP4224500A1 (en) | 2013-03-14 | 2023-08-09 | Tesla, Inc. | Electrode graphite film and electrode divider ring for an energy storage device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5497770A (en) * | 1978-01-19 | 1979-08-02 | Nippon Electric Co | Doubleelayer condenser and method of producing same |
| JPS5745538A (en) * | 1980-09-01 | 1982-03-15 | Ricoh Co Ltd | Photographic film container |
| JPS6134918A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-19 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
| JPS647606A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Hitachi Condenser | Electric double layer capacitor |
| JPH0748453B2 (ja) * | 1989-08-23 | 1995-05-24 | いすゞ自動車株式会社 | 電気二重層コンデンサ |
| JPH07111937B2 (ja) * | 1991-09-13 | 1995-11-29 | 日本電気株式会社 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3349613A patent/JP2500166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05159974A (ja) | 1993-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |