JP2983427B2 - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
- Publication number
- JP2983427B2 JP2983427B2 JP6046939A JP4693994A JP2983427B2 JP 2983427 B2 JP2983427 B2 JP 2983427B2 JP 6046939 A JP6046939 A JP 6046939A JP 4693994 A JP4693994 A JP 4693994A JP 2983427 B2 JP2983427 B2 JP 2983427B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- polarity
- laminate
- conductor
- double layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭からなる分極性
電極を用いた電気二重層キャパシタに関する。
電極を用いた電気二重層キャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、分極性電極と
電解液との界面に形成される電気二重層に蓄積される電
気エネルギーを利用するものである。この電気二重層キ
ャパシタは、小型で、大容量の充電可能なコンデンサと
して、マイコン、メモリ、タイマーのバックアップ用な
どに広く用いられている。従来のこの種電気二重層キャ
パシタは、例えば米国特許第5,150,283号明細書に記載
されているように、シリンダータイプのものが代表的な
ものであった。すなわち、表面に活性炭と結着剤からな
る分極性電極を形成した一方の極性のシート状集電体
と、同じく表面に分極性電極を形成した他方の極性のシ
ート状集電体とを、両者間にセパレータを介在させて、
渦巻き状に捲回し、これを円筒形容器に挿入し、前記容
器の開口部は、ゴムパッキングにより封口した構成であ
る。そして、それぞれの集電体に接続されたリードは、
前記パッキングを貫通して外部に引き出されている。
電解液との界面に形成される電気二重層に蓄積される電
気エネルギーを利用するものである。この電気二重層キ
ャパシタは、小型で、大容量の充電可能なコンデンサと
して、マイコン、メモリ、タイマーのバックアップ用な
どに広く用いられている。従来のこの種電気二重層キャ
パシタは、例えば米国特許第5,150,283号明細書に記載
されているように、シリンダータイプのものが代表的な
ものであった。すなわち、表面に活性炭と結着剤からな
る分極性電極を形成した一方の極性のシート状集電体
と、同じく表面に分極性電極を形成した他方の極性のシ
ート状集電体とを、両者間にセパレータを介在させて、
渦巻き状に捲回し、これを円筒形容器に挿入し、前記容
器の開口部は、ゴムパッキングにより封口した構成であ
る。そして、それぞれの集電体に接続されたリードは、
前記パッキングを貫通して外部に引き出されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような円筒形の
キャパシタは、それ自体では高容量密度を有する。しか
し、機器によっては、円筒形のキャパシタは、体積効率
が悪い場合がある。特に、容量または電圧を大きくする
ため、複数のキャパシタを並列または直列に接続して使
用する場合においては、円筒形のキャパシタの複数個を
横方向に配列すると、デッドスペースが大きく、体積効
率が顕著に悪くなる。また、上記の従来のキャパシタに
おいては、リードは長尺帯状の集電体のごく一部に、電
気的に接続されている。そのため、リード部のインピー
ダンスが大きいという欠点を有する。活性炭を用いた電
気二重層キャパシタは、用途によっても異なるが、１０
０〜１，０００Ａの大電流を数秒から数十秒流す用途に
用いられる。そのため、リード部の低インピーダンス化
が強く要求される。なお、アルミ電解コンデンサにおい
ては、大電流を流す時間は、数μ秒ー数ｍ秒であるか
ら、電気二重層キャパシタのように、リード部の低イン
ピーダンス化はあまり要求されていない。
キャパシタは、それ自体では高容量密度を有する。しか
し、機器によっては、円筒形のキャパシタは、体積効率
が悪い場合がある。特に、容量または電圧を大きくする
ため、複数のキャパシタを並列または直列に接続して使
用する場合においては、円筒形のキャパシタの複数個を
横方向に配列すると、デッドスペースが大きく、体積効
率が顕著に悪くなる。また、上記の従来のキャパシタに
おいては、リードは長尺帯状の集電体のごく一部に、電
気的に接続されている。そのため、リード部のインピー
ダンスが大きいという欠点を有する。活性炭を用いた電
気二重層キャパシタは、用途によっても異なるが、１０
０〜１，０００Ａの大電流を数秒から数十秒流す用途に
用いられる。そのため、リード部の低インピーダンス化
が強く要求される。なお、アルミ電解コンデンサにおい
ては、大電流を流す時間は、数μ秒ー数ｍ秒であるか
ら、電気二重層キャパシタのように、リード部の低イン
ピーダンス化はあまり要求されていない。
【０００４】リード部のインピーダンスを低くするに
は、前記のような従来の構造のキャパシタにおいては、
リードの本数を増やさねばならないが、それは構造上困
難である。本発明は、角形で体積効率に優れ、リード部
のインピーダンスの低減された電気二重層キャパシタを
提供することを目的とする。
は、前記のような従来の構造のキャパシタにおいては、
リードの本数を増やさねばならないが、それは構造上困
難である。本発明は、角形で体積効率に優れ、リード部
のインピーダンスの低減された電気二重層キャパシタを
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層キャ
パシタは、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる
分極性電極を形成するとともにこの分極性電極部分を被
覆した袋状セパレータの開口部をリード部側の端部に接
合した、一方の極性の複数のシート状集電体と他方の極
性の複数のシート状集電体とを前記リード部が反対向き
となるように交互に積層した積層体と、前記各分極性電
極に接触する電解液と、前記積層体の一面において一方
の極性の各集電体のリード部と電気的に接続された板状
の第１の導体と、前記積層体の他方の面において他方の
極性の各集電体のリード部と電気的に接続された板状の
第２の導体と、前記積層体並びに第１および第２の導体
を収容し、かつ第１および第２の導体の端部を外部へ導
出させた角形の外装部材とからなり、各集電体のリード
部は、前記集電体の分極性電極を形成している部分の幅
の少なくとも１／２であることを特徴とし、複数のセル
を並列接続した構成を有する。
パシタは、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる
分極性電極を形成するとともにこの分極性電極部分を被
覆した袋状セパレータの開口部をリード部側の端部に接
合した、一方の極性の複数のシート状集電体と他方の極
性の複数のシート状集電体とを前記リード部が反対向き
となるように交互に積層した積層体と、前記各分極性電
極に接触する電解液と、前記積層体の一面において一方
の極性の各集電体のリード部と電気的に接続された板状
の第１の導体と、前記積層体の他方の面において他方の
極性の各集電体のリード部と電気的に接続された板状の
第２の導体と、前記積層体並びに第１および第２の導体
を収容し、かつ第１および第２の導体の端部を外部へ導
出させた角形の外装部材とからなり、各集電体のリード
部は、前記集電体の分極性電極を形成している部分の幅
の少なくとも１／２であることを特徴とし、複数のセル
を並列接続した構成を有する。
【０００６】また、同じく複数のセルを並列接続したも
のとして、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる
分極性電極を形成した、一方の極性の複数のシート状集
電体と他方の極性の複数のシート状集電体とを各集電体
の端部に形成されたリード部が反対向きとなるように、
セパレータを介して交互に積層した積層体と、前記各分
極性電極に接触する電解液と、前記積層体の一面におい
て一方の極性の各集電体のリード部と電気的に接続され
た板状の第１の導体と、前記積層体の第１の導体を設け
た側と反対側の面において他方の極性の各集電体のリー
ド部と電気的に接続された板状の第２の導体と、前記積
層体の外面にモールドされ、前記各集電体の端部を埋め
込んだ合成樹脂製の角形の外装部材とからなり、各集電
体のリード部は、前記集電体の分極性電極を形成してい
る部分の幅の少なくとも１／２であることを特徴とする
電気二重層キャパシタを提供する。
のとして、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる
分極性電極を形成した、一方の極性の複数のシート状集
電体と他方の極性の複数のシート状集電体とを各集電体
の端部に形成されたリード部が反対向きとなるように、
セパレータを介して交互に積層した積層体と、前記各分
極性電極に接触する電解液と、前記積層体の一面におい
て一方の極性の各集電体のリード部と電気的に接続され
た板状の第１の導体と、前記積層体の第１の導体を設け
た側と反対側の面において他方の極性の各集電体のリー
ド部と電気的に接続された板状の第２の導体と、前記積
層体の外面にモールドされ、前記各集電体の端部を埋め
込んだ合成樹脂製の角形の外装部材とからなり、各集電
体のリード部は、前記集電体の分極性電極を形成してい
る部分の幅の少なくとも１／２であることを特徴とする
電気二重層キャパシタを提供する。
【０００７】本発明は、また、表面に活性炭と結着剤を
含む混合物からなる分極性電極を形成し、セパレータを
介して積層された、複数のシート状集電体の積層体と、
前記各分極性電極と接触する電解液と、前記積層体を収
納するとともに内壁面に形成された溝部に前記集電体の
周縁部を液密にはめ込んだ角形の外装部材と、前記積層
体の一方の端部に露出する集電体の外面と電気的に接触
する板状の第１の導体と、前記積層体の他方の端部に露
出する集電体の外面と電気的に接触する板状の第２の導
体とからなり、複数のセルを直列接続した構成を有する
電気二重層キャパシタを提供する。
含む混合物からなる分極性電極を形成し、セパレータを
介して積層された、複数のシート状集電体の積層体と、
前記各分極性電極と接触する電解液と、前記積層体を収
納するとともに内壁面に形成された溝部に前記集電体の
周縁部を液密にはめ込んだ角形の外装部材と、前記積層
体の一方の端部に露出する集電体の外面と電気的に接触
する板状の第１の導体と、前記積層体の他方の端部に露
出する集電体の外面と電気的に接触する板状の第２の導
体とからなり、複数のセルを直列接続した構成を有する
電気二重層キャパシタを提供する。
【０００８】
【作用】本発明の複数のセルが並列に接続された構成の
電気二重層キャパシタは、大容量のキャパシタであり、
角形の外形を有する。また、各集電体は、分極性電極を
形成している部分の幅の少なくとも１／２の幅を有する
部分を電流取出し用リード部として板状の第１または第
２の導体に接続する構成により、リード部のインピーダ
ンスが低くなる。そして、一方の極性の集電体のリード
部と他方の極性の集電体のリード部とは、積層体の互い
に反対側の面に配置されて各々板状の導体と接続する構
成であるから、極性の異なる板状の導体が相互に接触し
て短絡を生じるような危険がなく、体積効率に優れ、か
つリード部のインピーダンスの低いキャパシタを得るこ
とができる。
電気二重層キャパシタは、大容量のキャパシタであり、
角形の外形を有する。また、各集電体は、分極性電極を
形成している部分の幅の少なくとも１／２の幅を有する
部分を電流取出し用リード部として板状の第１または第
２の導体に接続する構成により、リード部のインピーダ
ンスが低くなる。そして、一方の極性の集電体のリード
部と他方の極性の集電体のリード部とは、積層体の互い
に反対側の面に配置されて各々板状の導体と接続する構
成であるから、極性の異なる板状の導体が相互に接触し
て短絡を生じるような危険がなく、体積効率に優れ、か
つリード部のインピーダンスの低いキャパシタを得るこ
とができる。
【０００９】本発明の複数のセルが直列に接続された構
成の電気二重層キャパシタはまた、高電圧のキャパシタ
であり、角形の外形を有する。また、集電体の周縁部を
外装部材に液密に接合する構成により、隣接するセル間
の液絡がなく、信頼性の高い直列構成のキャパシタが得
られる。リードの取り出しは、積層体の端部に露出する
集電体の外面に、板状の導体を電気的に接触させること
により行うので、低インピーダンス化を実現できる。ま
た、並列接続された構成のキャパシタを直列に接続した
り、直列接続された構成のキャパシタを並列に接続した
りすることができる。
成の電気二重層キャパシタはまた、高電圧のキャパシタ
であり、角形の外形を有する。また、集電体の周縁部を
外装部材に液密に接合する構成により、隣接するセル間
の液絡がなく、信頼性の高い直列構成のキャパシタが得
られる。リードの取り出しは、積層体の端部に露出する
集電体の外面に、板状の導体を電気的に接触させること
により行うので、低インピーダンス化を実現できる。ま
た、並列接続された構成のキャパシタを直列に接続した
り、直列接続された構成のキャパシタを並列に接続した
りすることができる。
【００１０】
【実施例】本発明の好ましい態様においては、外装部材
は、箱形の容器と蓋からできており、他の態様において
は、分極性電極を有する集電体とセパレータとの積層体
の外周にモールドした樹脂からできている。本発明の複
数のセルが直列に接続された電気二重層キャパシタの好
ましい態様において、集電体の周縁部は、外装部材の内
面に形成された溝部に嵌め込まれ、更に接着剤により溝
部は液密にシールされる。また、他の態様においては、
集電体の端部は、モールドによって形成された外装部材
中に埋め込まれている。また、この直列構成のセルを上
下に重ね、共通の板状の導体を両セルの端部に露出する
集電体に接触させる構成により、直列構成のセルを並列
に接続できる。
は、箱形の容器と蓋からできており、他の態様において
は、分極性電極を有する集電体とセパレータとの積層体
の外周にモールドした樹脂からできている。本発明の複
数のセルが直列に接続された電気二重層キャパシタの好
ましい態様において、集電体の周縁部は、外装部材の内
面に形成された溝部に嵌め込まれ、更に接着剤により溝
部は液密にシールされる。また、他の態様においては、
集電体の端部は、モールドによって形成された外装部材
中に埋め込まれている。また、この直列構成のセルを上
下に重ね、共通の板状の導体を両セルの端部に露出する
集電体に接触させる構成により、直列構成のセルを並列
に接続できる。
【００１１】本発明において、分極性電極の構成材であ
る活性炭としては、石油ピッチ系活性炭、フェノール樹
脂系活性炭、やしがら系活性炭、その他の活性炭を用い
ることができる。また、活性炭は、粉末でも繊維状のも
のでもよい。分極性電極において、活性炭を相互に結合
し、かつ集電体に結合する結合剤としては、カルボキシ
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど
のセルロース誘導体、デンプン、キチンなどを包含する
多糖類、アルギン酸、キトサン、あるいはこれらの誘導
体または塩を用いることができる。また、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ナイロ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂などの、熱
可塑性樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂を用いることができる。
る活性炭としては、石油ピッチ系活性炭、フェノール樹
脂系活性炭、やしがら系活性炭、その他の活性炭を用い
ることができる。また、活性炭は、粉末でも繊維状のも
のでもよい。分極性電極において、活性炭を相互に結合
し、かつ集電体に結合する結合剤としては、カルボキシ
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど
のセルロース誘導体、デンプン、キチンなどを包含する
多糖類、アルギン酸、キトサン、あるいはこれらの誘導
体または塩を用いることができる。また、塩化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ナイロ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂などの、熱
可塑性樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂を用いることができる。
【００１２】これらの結合剤の中から、キャパシタに用
いる電解液に応じて適宜選択される。すなわち、アルカ
リ水溶液を電解液とする場合は、耐アルカリ性の結合剤
が、また有機電解液が用いられる場合は、耐有機電解液
性のものが、それぞれ選択される。分極性電極は、上記
の活性炭、結合剤の他、カーボンブラック等の導電剤を
含むことができる。分極性電極を設けるための集電体と
しては、耐電解液性の各種金属を用いることができる。
有機電解液を用いる場合は、アルミニウムが最も好まし
い。チタン、タンタル等の弁作用を有する金属も用いら
れる。一方、アルカリ電解液を用いる場合は、ニッケル
が適当である。カーボンのシートや箔は、いずれの電解
液を用いる場合にも適用できる。
いる電解液に応じて適宜選択される。すなわち、アルカ
リ水溶液を電解液とする場合は、耐アルカリ性の結合剤
が、また有機電解液が用いられる場合は、耐有機電解液
性のものが、それぞれ選択される。分極性電極は、上記
の活性炭、結合剤の他、カーボンブラック等の導電剤を
含むことができる。分極性電極を設けるための集電体と
しては、耐電解液性の各種金属を用いることができる。
有機電解液を用いる場合は、アルミニウムが最も好まし
い。チタン、タンタル等の弁作用を有する金属も用いら
れる。一方、アルカリ電解液を用いる場合は、ニッケル
が適当である。カーボンのシートや箔は、いずれの電解
液を用いる場合にも適用できる。
【００１３】アルカリ電解液としては、か性カリ水溶液
が一般に用いられる。水溶液系電解液は、電導度が高い
ので、セルの内部抵抗が低くなる。有機電解液は、プロ
ピレンカーボネートやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒
にテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、
過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の電解質塩を溶解
したものが用いられる。有機電解液を用いた場合は、水
溶液電解液を用いた場合に比べて動作電圧が２〜３倍と
高くなるので、高エネルギー密度の電気二重層キャパシ
タが得られる。以下、具体的な実施例を説明する。
が一般に用いられる。水溶液系電解液は、電導度が高い
ので、セルの内部抵抗が低くなる。有機電解液は、プロ
ピレンカーボネートやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒
にテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、
過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の電解質塩を溶解
したものが用いられる。有機電解液を用いた場合は、水
溶液電解液を用いた場合に比べて動作電圧が２〜３倍と
高くなるので、高エネルギー密度の電気二重層キャパシ
タが得られる。以下、具体的な実施例を説明する。
【００１４】［実施例１］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図１および図２に示す。これらの図におい
て、１１は一方の極性、例えば正極側の集電体であり、
表面を電解研磨した大きさ１１０ｍｍ×１１０ｍｍ、厚
さ１０μｍのアルミニウム箔から作られている。この集
電体の両面には、分極性電極１３が設けられている。こ
の分極性電極は、フェノール樹脂系活性炭（比表面積２
０００ｍ2／ｇ）１００ｇに、結合剤のカルボキシメチ
ルセルロース１０ｇを水１００ｍｌに溶解した溶液を加
え、ペースト状にしたものを集電体１１の表面に１００
ｍｍ×１００ｍｍの大きさに塗布し、乾燥して１００μ
ｍの厚さに形成したものである。１５は、ポリエチレン
の多孔質膜からなるセパレータである。このセパレータ
は、袋状にしてあり、その中に上記の分極性電極を設け
た集電体１１が挿入され、セパレータの開口部は集電体
１１の上方露出部の表面に熱溶着されている。
ャパシタを図１および図２に示す。これらの図におい
て、１１は一方の極性、例えば正極側の集電体であり、
表面を電解研磨した大きさ１１０ｍｍ×１１０ｍｍ、厚
さ１０μｍのアルミニウム箔から作られている。この集
電体の両面には、分極性電極１３が設けられている。こ
の分極性電極は、フェノール樹脂系活性炭（比表面積２
０００ｍ2／ｇ）１００ｇに、結合剤のカルボキシメチ
ルセルロース１０ｇを水１００ｍｌに溶解した溶液を加
え、ペースト状にしたものを集電体１１の表面に１００
ｍｍ×１００ｍｍの大きさに塗布し、乾燥して１００μ
ｍの厚さに形成したものである。１５は、ポリエチレン
の多孔質膜からなるセパレータである。このセパレータ
は、袋状にしてあり、その中に上記の分極性電極を設け
た集電体１１が挿入され、セパレータの開口部は集電体
１１の上方露出部の表面に熱溶着されている。
【００１５】電解研磨したアルミニウムからなる他方の
極性の集電体１２は、集電体１１と同様に、両面に活性
炭と結合剤との混合物からなる分極性電極１４を有し、
袋状のセパレータ１６内に収容されている。セパレータ
１６の開口部は、集電体１２の露出部に熱溶着されてい
る。上記集電体１１と１２とは、セパレータから露出し
ている部分がそれぞれ上下逆となるようにして、交互に
積層される。この積層体の上方には、集電体１１の端部
が突出しており、これらは、複数箇所でスポット溶接に
より、アルミニウム板からなる第１の導体１７に接続さ
れる。また、積層体の下方に突出する集電体１２の端部
は、同様に、アルミニウム板からなる第２の導体１８に
接続される。これら導体１７、１８の幅は、集電体１
１、１２のそれと同じである。上記の積層体は、ポリプ
ロピレンから作られた箱形の容器１９ａ内に挿入され
る。次いで、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロ
ボレートを０．１モル／ｌ溶解したプロピレンカーボネ
ート溶液からなる電解液を容器１９ａ内へ注入した後、
導体１７、１８の貫通孔を有する蓋１９ｂによりシール
される。
極性の集電体１２は、集電体１１と同様に、両面に活性
炭と結合剤との混合物からなる分極性電極１４を有し、
袋状のセパレータ１６内に収容されている。セパレータ
１６の開口部は、集電体１２の露出部に熱溶着されてい
る。上記集電体１１と１２とは、セパレータから露出し
ている部分がそれぞれ上下逆となるようにして、交互に
積層される。この積層体の上方には、集電体１１の端部
が突出しており、これらは、複数箇所でスポット溶接に
より、アルミニウム板からなる第１の導体１７に接続さ
れる。また、積層体の下方に突出する集電体１２の端部
は、同様に、アルミニウム板からなる第２の導体１８に
接続される。これら導体１７、１８の幅は、集電体１
１、１２のそれと同じである。上記の積層体は、ポリプ
ロピレンから作られた箱形の容器１９ａ内に挿入され
る。次いで、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロ
ボレートを０．１モル／ｌ溶解したプロピレンカーボネ
ート溶液からなる電解液を容器１９ａ内へ注入した後、
導体１７、１８の貫通孔を有する蓋１９ｂによりシール
される。
【００１６】以上のようにして、分極性電極１３を設け
た集電体１１と、分極性電極１４を設けた集電体１２と
をセパレータ１５、１６を介して交互に１７個ずつ積層
して、容器１９ａと蓋１９ｂからなる角形の外装部材１
９に収容した電気二重層キャパシタが組み立てられる。
このキャパシタにおいては、隣接する集電体１１と１２
の間で、セパレータを介して対向する分極性電極１３と
１４とにより１つのセルが構成される。従って、３３セ
ルが並列に接続された大容量のキャパシタである。ま
た、導体１７、１８には、集電体１１、１２より厚みの
大きいアルミニウムを用いたので、導体部分における電
気抵抗は小さく、かつ集電体１１、１２の上端をその幅
全体を利用して導体１７、１８へ接続する構成をとって
いるので、これら接続部における電気抵抗も小さい。
た集電体１１と、分極性電極１４を設けた集電体１２と
をセパレータ１５、１６を介して交互に１７個ずつ積層
して、容器１９ａと蓋１９ｂからなる角形の外装部材１
９に収容した電気二重層キャパシタが組み立てられる。
このキャパシタにおいては、隣接する集電体１１と１２
の間で、セパレータを介して対向する分極性電極１３と
１４とにより１つのセルが構成される。従って、３３セ
ルが並列に接続された大容量のキャパシタである。ま
た、導体１７、１８には、集電体１１、１２より厚みの
大きいアルミニウムを用いたので、導体部分における電
気抵抗は小さく、かつ集電体１１、１２の上端をその幅
全体を利用して導体１７、１８へ接続する構成をとって
いるので、これら接続部における電気抵抗も小さい。
【００１７】［実施例２］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図３に示す。集電体２１は大きさ１２０ｍｍ
×１２０ｍｍ、厚さ１０μｍのアルミニウムから作られ
ており、その表面には、大きさ１００ｍｍ×１００ｍ
ｍ、厚さ１００μｍの分極性電極２２が形成されてい
る。集電体２１の分極性電極を形成する部分には、エン
ボス加工により凹凸が設けられている。分極性電極２２
は、やしがら活性炭（比表面積１８００ｍ2／ｇ）１０
０ｇと、酢酸の１重量％水溶液１２０ｍｌに結着剤のキ
トサン１０ｇを溶解した溶液とを混合して作製したペー
ストを集電体２１の表面に塗布し、乾燥することにより
形成したものである。上記の集電体２１の１７個を、間
にセパレータ２３を介在させて積層し、その積層体を、
両端（左右）を開口した外装部材２４に挿入することに
より、セル２５ａが構成される。なお、積層体の両端の
集電体は、片面のみにしか分極性電極を有しない。
ャパシタを図３に示す。集電体２１は大きさ１２０ｍｍ
×１２０ｍｍ、厚さ１０μｍのアルミニウムから作られ
ており、その表面には、大きさ１００ｍｍ×１００ｍ
ｍ、厚さ１００μｍの分極性電極２２が形成されてい
る。集電体２１の分極性電極を形成する部分には、エン
ボス加工により凹凸が設けられている。分極性電極２２
は、やしがら活性炭（比表面積１８００ｍ2／ｇ）１０
０ｇと、酢酸の１重量％水溶液１２０ｍｌに結着剤のキ
トサン１０ｇを溶解した溶液とを混合して作製したペー
ストを集電体２１の表面に塗布し、乾燥することにより
形成したものである。上記の集電体２１の１７個を、間
にセパレータ２３を介在させて積層し、その積層体を、
両端（左右）を開口した外装部材２４に挿入することに
より、セル２５ａが構成される。なお、積層体の両端の
集電体は、片面のみにしか分極性電極を有しない。
【００１８】セル２５ａにおいては、隣接する集電体の
間で、セパレータを介して対向する一組の分極性電極に
より１つのセルが構成され、これらセルが１６個直列に
接続されている。すなわち、集電体２１は、積層体の両
端のものを除き、隣接するセル同志を接続する役割をす
るバイポーラ電極として機能する。また、集電体２１
は、その両側のセルの電解液を隔離する役目を有する。
従って、集電体の周縁部は、この実施例においては、外
装部材２４中に埋設されている。この実施例において
は、セパレータ２３は、ガラス混抄紙製の多孔質膜から
作られている。また、電解液は、０．１モル／ｌのテト
ラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解し
たプロピレンカーボネート溶液からなる。２５ｂは、上
記のセル２５ａと同様の構成のセルであり、これら２つ
のセルは、両端に露出する集電体に接触するアルミニウ
ム板からなる第１の導体２６及び第２の導体２７によっ
て並列に接続されて、高電圧、大容量の電気二重層キャ
パシタを構成している。同様のセルをさらに積み重ねる
ことによって、より大容量のキャパシタが得られる。
間で、セパレータを介して対向する一組の分極性電極に
より１つのセルが構成され、これらセルが１６個直列に
接続されている。すなわち、集電体２１は、積層体の両
端のものを除き、隣接するセル同志を接続する役割をす
るバイポーラ電極として機能する。また、集電体２１
は、その両側のセルの電解液を隔離する役目を有する。
従って、集電体の周縁部は、この実施例においては、外
装部材２４中に埋設されている。この実施例において
は、セパレータ２３は、ガラス混抄紙製の多孔質膜から
作られている。また、電解液は、０．１モル／ｌのテト
ラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解し
たプロピレンカーボネート溶液からなる。２５ｂは、上
記のセル２５ａと同様の構成のセルであり、これら２つ
のセルは、両端に露出する集電体に接触するアルミニウ
ム板からなる第１の導体２６及び第２の導体２７によっ
て並列に接続されて、高電圧、大容量の電気二重層キャ
パシタを構成している。同様のセルをさらに積み重ねる
ことによって、より大容量のキャパシタが得られる。
【００１９】上記のようなセル２５ａを作製する方法の
一例を次に述べる。両端（左右）を開口した外装部材２
４は、両端及び上面を開口した断面Ｕ字状の容器２４ａ
と、容器２４ａの上面開口を封じる蓋２４ｂとにより構
成する。そして、容器及び蓋の内壁面には、集電体２１
の端部を受け入れる溝２４ｃを形成する。溝２４ｃに接
着剤を注入した後、容器２４ａ内に上記の積層体を挿入
して、集電体の端部を容器内壁面の溝２４ｃに嵌め込
む。次に、分極性電極及びセパレータへ電解液を注入す
る。次に、容量２４ａの上面開口部を蓋２４により封じ
るとともに、蓋内壁面の溝２４ｃに集電体の上端を嵌め
込む。こうして、隣接するセル間が、集電体によって液
密に隔離され、かつ直列に接続された電気二重層キャパ
シタが構成される。セル２５ａを作製する他の方法とし
ては、両面に分極性電極２２を有する集電体とセパレー
タとを交互に積層した積層体の外周に、積層体両端にお
ける集電体の片面が露出するように、樹脂をモールドす
ることによって外装部材を作る方法がある。
一例を次に述べる。両端（左右）を開口した外装部材２
４は、両端及び上面を開口した断面Ｕ字状の容器２４ａ
と、容器２４ａの上面開口を封じる蓋２４ｂとにより構
成する。そして、容器及び蓋の内壁面には、集電体２１
の端部を受け入れる溝２４ｃを形成する。溝２４ｃに接
着剤を注入した後、容器２４ａ内に上記の積層体を挿入
して、集電体の端部を容器内壁面の溝２４ｃに嵌め込
む。次に、分極性電極及びセパレータへ電解液を注入す
る。次に、容量２４ａの上面開口部を蓋２４により封じ
るとともに、蓋内壁面の溝２４ｃに集電体の上端を嵌め
込む。こうして、隣接するセル間が、集電体によって液
密に隔離され、かつ直列に接続された電気二重層キャパ
シタが構成される。セル２５ａを作製する他の方法とし
ては、両面に分極性電極２２を有する集電体とセパレー
タとを交互に積層した積層体の外周に、積層体両端にお
ける集電体の片面が露出するように、樹脂をモールドす
ることによって外装部材を作る方法がある。
【００２０】［実施例３］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図４に示す。活性炭と結合剤の混合物からな
る分極性電極３３を表面に設けたアルミニウム製の集電
体３１と、同じく活性炭と結合剤の混合物からなる分極
性電極３４を表面に設けた集電体３２とが、間にセパレ
ータ３５を介在させて交互に積層されている。前記の分
極性電極は、結合剤のヒドロキシプロピルセルロース１
０ｇを溶解した水７０ｍｌと、石油ピッチ系活性炭（比
表面積１８００ｍ2／ｇ）１００ｇとを混合して得たペ
ーストを、集電体の表面に塗布し、乾燥して形成したも
ので、大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さは１００
μｍである。セパレータは、ガラス混抄紙からできてい
る。
ャパシタを図４に示す。活性炭と結合剤の混合物からな
る分極性電極３３を表面に設けたアルミニウム製の集電
体３１と、同じく活性炭と結合剤の混合物からなる分極
性電極３４を表面に設けた集電体３２とが、間にセパレ
ータ３５を介在させて交互に積層されている。前記の分
極性電極は、結合剤のヒドロキシプロピルセルロース１
０ｇを溶解した水７０ｍｌと、石油ピッチ系活性炭（比
表面積１８００ｍ2／ｇ）１００ｇとを混合して得たペ
ーストを、集電体の表面に塗布し、乾燥して形成したも
ので、大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さは１００
μｍである。セパレータは、ガラス混抄紙からできてい
る。
【００２１】集電体３１、３２の積層されている部分の
大きさは、１１０ｍｍ×１１０ｍｍであるが、それぞれ
反対側の端部にはリード部３１ａ、３２ａが一体に連設
してある。そして、これらリード部をそれぞれ一体に溶
接することにより、一方の極性の導体３７と他方の極性
の導体３８とを形成している。上記の積層体は、０．１
モル／ｌのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートを溶解したプロピレンカーボネート溶液からなる
電解液に含浸後、外周部にモールドによってポリプロピ
レンからなる角形の外装部材３９が構成される。こうし
て、、分極性電極３３を形成した集電体３１と、分極性
電極３４を形成した集電体３２とを、セパレータ３５を
介して交互に１７個ずつ積層されて、３３セルが並列接
続された大容量の電気二重層キャパシタが構成される。
大きさは、１１０ｍｍ×１１０ｍｍであるが、それぞれ
反対側の端部にはリード部３１ａ、３２ａが一体に連設
してある。そして、これらリード部をそれぞれ一体に溶
接することにより、一方の極性の導体３７と他方の極性
の導体３８とを形成している。上記の積層体は、０．１
モル／ｌのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートを溶解したプロピレンカーボネート溶液からなる
電解液に含浸後、外周部にモールドによってポリプロピ
レンからなる角形の外装部材３９が構成される。こうし
て、、分極性電極３３を形成した集電体３１と、分極性
電極３４を形成した集電体３２とを、セパレータ３５を
介して交互に１７個ずつ積層されて、３３セルが並列接
続された大容量の電気二重層キャパシタが構成される。
【００２２】上記各実施例及び従来例の電気二重層キャ
パシタの特性の比較を表１に示す。なお、従来例のキャ
パシタは、両面に分極性電極を形成した長尺帯状のアル
ミニウム箔からなる一対の集電体を、セパレータを介し
て捲回し、円筒形の容器に収納した構成のものである。
また、キャパシタの内部抵抗は、１２０Ｈｚにおけるイ
ンピーダンス値で表した。
パシタの特性の比較を表１に示す。なお、従来例のキャ
パシタは、両面に分極性電極を形成した長尺帯状のアル
ミニウム箔からなる一対の集電体を、セパレータを介し
て捲回し、円筒形の容器に収納した構成のものである。
また、キャパシタの内部抵抗は、１２０Ｈｚにおけるイ
ンピーダンス値で表した。
【００２３】
【表１】
【００２４】上記においては、特定の構成の実施例につ
いて説明したが、種々の変形が可能である。例えば、実
施例１においては、外装部材１９は容器１９ａと蓋１９
ｂから構成されているが、実施例３のように、樹脂のモ
ールドによって形成してもよい。また、導体１７、１８
は、集電体１１、１２と同じ幅のものを用いたが、幅を
集電体の幅の１／２程度まで小さくしてもよい。その場
合、集電体を導体へ接続する部分の幅も１／２程度まで
小さくしてもよい。しかし、集電体を導体へ接続する部
分の幅をそれ以上小さくすると、その接続部における電
気抵抗が大きくなる不都合が生じる。また、実施例２に
おいては、シート状のセパレータを用いたが、袋状のセ
パレータを用いてもよい。その場合、分極性電極を形成
した集電体全体を袋状セパレータ内に封入し、そのセパ
レータの周縁部を集電体の周縁部とともに外装部材の内
壁面に埋め込みないしは接合される。
いて説明したが、種々の変形が可能である。例えば、実
施例１においては、外装部材１９は容器１９ａと蓋１９
ｂから構成されているが、実施例３のように、樹脂のモ
ールドによって形成してもよい。また、導体１７、１８
は、集電体１１、１２と同じ幅のものを用いたが、幅を
集電体の幅の１／２程度まで小さくしてもよい。その場
合、集電体を導体へ接続する部分の幅も１／２程度まで
小さくしてもよい。しかし、集電体を導体へ接続する部
分の幅をそれ以上小さくすると、その接続部における電
気抵抗が大きくなる不都合が生じる。また、実施例２に
おいては、シート状のセパレータを用いたが、袋状のセ
パレータを用いてもよい。その場合、分極性電極を形成
した集電体全体を袋状セパレータ内に封入し、そのセパ
レータの周縁部を集電体の周縁部とともに外装部材の内
壁面に埋め込みないしは接合される。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、角形で体
積効率に優れた大容量の電気二重層キャパシタをうるこ
とができる。また、リード部のインピーダンスの低減さ
れた電気二重層キャパシタを得ることができる。さらに
また、角形で体積効率に優れた高電圧の電気二重層キャ
パシタを得ることができる。
積効率に優れた大容量の電気二重層キャパシタをうるこ
とができる。また、リード部のインピーダンスの低減さ
れた電気二重層キャパシタを得ることができる。さらに
また、角形で体積効率に優れた高電圧の電気二重層キャ
パシタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの縦
断面図である。
断面図である。
【図２】同電気二重層キャパシタの一部を切り欠いた斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタを
断面にした斜視図である。
断面にした斜視図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例の電気二重層キャパ
シタの縦断面図である。
シタの縦断面図である。
１１、１２ 集電体 １３、１４ 分極性電極 １５、１６ セパレータ １７、１８ 導体 １９ 外装部材 １９ａ 容器 １９ｂ 蓋 ２１ 集電体 ２２ 分極性電極 ２３ セパレータ ２４ 外装部材 ２４ａ 容器 ２４ｂ 蓋 ２４ｃ 溝 ２５ａ、２５ｂ セル ３１、３２ 集電体 ３１ａ、３１ｂ リード部 ３３、３４ 分極性電極 ３５ セパレータ ３７、３８ 導体 ３９ 外装部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井元 清明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 平３−92024（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−61322（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/155 H01G 9/016
Claims (4)
- 【請求項１】 表面に活性炭と結着剤を含む混合物から
なる分極性電極を形成するとともにこの分極性電極部分
を被覆した袋状セパレータの開口部をリード部側の端部
に接合した、一方の極性の複数のシート状集電体と他方
の極性の複数のシート状集電体とを前記リード部が反対
向きとなるように交互に積層した積層体と、 前記各分極性電極に接触する電解液と、前記積層体の一面において一方の極性の各集電体のリー
ド部と電気的に接続された板状の第１の導体と、 前記積層体の他方の面において他方の極性の各集電体の
リード部と電気的に接続された板状の第２の導体と、 前記積層体並びに第１および第２の導体を収容し、かつ
第１および第２の導体の端部を外部へ導出させた角形の
外装部材と、 を具備し、 前記各集電体のリード部は前記集電体の分極性電極を形
成している部分の幅の少なくとも１／２であることを特
徴とする 電気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 表面に活性炭と結着剤を含む混合物から
なる分極性電極を形成し、セパレータを介して積層され
た、複数のシート状集電体の積層体と、 前記各分極性電極と接触する電解液と、 前記積層体を収納するとともに内壁面に形成された溝部
に前記集電体の周縁部を液密にはめ込んだ角形の外装部
材と、 前記積層体の一方の端部に露出する集電体の外面と電気
的に接触する板状の第１の導体と、 前記積層体の他方の端部に露出する集電体の外面と電気
的に接触する板状の第２の導体と、 からなる 電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 前記外装部材が、前記積層体の外面にモ
ールドされた合成樹脂からなる請求項２記載の電気二重
層キャパシタ。 - 【請求項４】 表面に活性炭と結着剤を含む混合物から
なる分極性電極を形 成した、一方の極性の複数のシート
状集電体と他方の極性の複数のシート状集電体とを各集
電体の端部に形成されたリード部が反対向きとなるよう
に、セパレータを介して交互に積層した積層体と、 前記各分極性電極に接触する電解液と、 前記積層体の一面において一方の極性の各集電体のリー
ド部と電気的に接続された板状の第１の導体と、 前記積層体の第１の導体を設けた側と反対側の面におい
て他方の極性の各集電体のリード部と電気的に接続され
た板状の第２の導体と、 前記積層体の外面にモールドされ、前記各集電体の端部
を埋め込んだ合成樹脂製の角形の外装部材と、 を具備し、 前記各集電体のリード部は前記集電体の分極性電極を形
成している部分の幅の少なくとも１／２であることを特
徴とする 電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046939A JP2983427B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-03-17 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-141514 | 1993-05-19 | ||
| JP14151493 | 1993-05-19 | ||
| JP6046939A JP2983427B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-03-17 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794374A JPH0794374A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2983427B2 true JP2983427B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=26387105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046939A Expired - Fee Related JP2983427B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-03-17 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983427B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0955340A (ja) * | 1995-08-17 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
| JPH11274004A (ja) * | 1998-03-23 | 1999-10-08 | Asahi Glass Co Ltd | 電気化学素子 |
| JP2000306784A (ja) * | 1999-02-17 | 2000-11-02 | Hitachi Maxell Ltd | キャパシタ用の電極とその製造方法、およびキャパシタ |
| JP3998428B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2007-10-24 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| JP2005012128A (ja) * | 2003-06-20 | 2005-01-13 | Tdk Corp | 電気化学デバイス |
| JP2006286344A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk | リチウム非水電解質電池、およびその製造方法 |
| JP4690771B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-06-01 | 本田技研工業株式会社 | 電気化学素子 |
| JP4658682B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-03-23 | 本田技研工業株式会社 | 電気化学素子 |
| JP4658683B2 (ja) * | 2005-05-17 | 2011-03-23 | 本田技研工業株式会社 | 電気化学素子 |
| KR101287435B1 (ko) | 2005-10-11 | 2013-07-19 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | 전기 이중층 커패시터용 집전체, 전기 이중층 커패시터용전극, 전기 이중층 커패시터, 및 그들의 제조 방법 |
| JP4753369B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2011-08-24 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 積層型電気化学デバイス |
| JP2010016307A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | モジュール型蓄電装置 |
| KR101108855B1 (ko) * | 2010-06-23 | 2012-01-31 | 삼성전기주식회사 | 전기 화학 커패시터 |
| JP5795941B2 (ja) * | 2010-11-19 | 2015-10-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 充電装置 |
| KR101593767B1 (ko) * | 2011-02-23 | 2016-02-12 | 다이니치 세이카 고교 가부시키가이샤 | 수성 액상 조성물, 수성 도공액, 기능성 도공막 및 복합재료 |
| JP2012184508A (ja) * | 2012-04-06 | 2012-09-27 | Showa Denko Packaging Co Ltd | 電子部品ケース用包材及び電子部品用ケース並びに電子部品 |
| US11955593B2 (en) * | 2018-01-30 | 2024-04-09 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Power storage module and method for manufacturing power storage module |
| JP6842097B1 (ja) * | 2020-03-17 | 2021-03-17 | 株式会社ヤハタ | 蓄電モジュール |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3061322U (ja) * | 1999-02-08 | 1999-09-17 | 高山精工株式会社 | 肩掛け収穫籠保持具 |
| JP3092024U (ja) * | 2002-08-09 | 2003-02-28 | 敏明 高田 | がに股矯正構造 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP6046939A patent/JP2983427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794374A (ja) | 1995-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2983427B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| EP0625787B1 (en) | Electric double layer capacitor | |
| US5850331A (en) | Electric double-layer capacitor and capacitor device | |
| JP4753369B2 (ja) | 積層型電気化学デバイス | |
| KR101537999B1 (ko) | 전기 이중층 소자 | |
| US9831533B2 (en) | Energy storage structures and fabrication methods thereof | |
| JPH0666235B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP2015088605A (ja) | 蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイス | |
| JP2004335889A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| JP6866202B2 (ja) | 電気化学デバイス | |
| JP2007201248A (ja) | 積層型電気化学デバイス | |
| JP2004253562A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| JP2002343681A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| KR20070040954A (ko) | 초박형 전기 이중층 캐패시터의 제조방법 | |
| JPH1064769A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP2006024727A (ja) | 電気化学素子 | |
| JPH10125559A (ja) | 電気二重層キャパシタ及びキャパシタ装置 | |
| JP4514275B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
| JP2004319097A (ja) | 電気化学セル | |
| JP2000182895A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
| JP4382949B2 (ja) | 積層型電気二重層コンデンサ | |
| US7489497B2 (en) | Electrochemical device | |
| JP2004296520A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| JP2002280265A (ja) | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP4571756B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |