JP2992999B2 - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- layer capacitor
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器に搭載されているメモリーやマ
イクロコンピュータのバックアップ電源として用いられ
る電気二重層コンデンサに関するものである。
イクロコンピュータのバックアップ電源として用いられ
る電気二重層コンデンサに関するものである。
従来の技術 従来の電気二重層コンデンサは、第１図に示すよう
に、活性炭粉末と適当なバンインダーと練合したものを
プレス成型したり、集電体金属上に塗布するか、あるい
は、活性炭繊維上にアルミニウムの溶射層を形成したも
のを打ち抜き、これを分極性電極１とし、この分極性電
極１をそれぞれステンレススチールから成る金属ケース
４に収納し、二つの分極性電極１に電解液を含浸した後
セパレータ３を介して対向させ、両金属ケース４の開口
周縁部をガスケット５を介して封口する構成となってい
る。なお、２は分極性電極１に形成した導電性電極であ
る。
に、活性炭粉末と適当なバンインダーと練合したものを
プレス成型したり、集電体金属上に塗布するか、あるい
は、活性炭繊維上にアルミニウムの溶射層を形成したも
のを打ち抜き、これを分極性電極１とし、この分極性電
極１をそれぞれステンレススチールから成る金属ケース
４に収納し、二つの分極性電極１に電解液を含浸した後
セパレータ３を介して対向させ、両金属ケース４の開口
周縁部をガスケット５を介して封口する構成となってい
る。なお、２は分極性電極１に形成した導電性電極であ
る。
ここで、電気二重層コンデンサに使用される電解液は
大きく二つの系に分類される。すなわち、一つは硫酸や
水酸化カリウムの水溶液系電解液であり、二つめはプロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネートあるいはγ
−ブチロラクトンの有機溶媒に四級アンモニウム塩を電
解質として溶解した非水系電解液である。
大きく二つの系に分類される。すなわち、一つは硫酸や
水酸化カリウムの水溶液系電解液であり、二つめはプロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネートあるいはγ
−ブチロラクトンの有機溶媒に四級アンモニウム塩を電
解質として溶解した非水系電解液である。
前者の水溶液系電解液は水の理論分解電圧である1.23
Vで１セル当りの耐電圧が規制されるため、半導体メモ
リーで必要とされるバックアップ電圧を得るためには、
５〜６個以上の単セルを積層直列化する必要があった。
Vで１セル当りの耐電圧が規制されるため、半導体メモ
リーで必要とされるバックアップ電圧を得るためには、
５〜６個以上の単セルを積層直列化する必要があった。
一方、後者の非水系電解液を用いた場合は、水溶液系
に比べ単セル当りの耐電圧が２倍以上であり、積層個数
も水溶液系のものに比べて1/2〜1/3ですむため小形，軽
量化が可能である。
に比べ単セル当りの耐電圧が２倍以上であり、積層個数
も水溶液系のものに比べて1/2〜1/3ですむため小形，軽
量化が可能である。
代表的な非水系の電解液組成としては、テトラエチル
アンモニウムテトラフルオロボレートをプロピレンカー
ボネートに溶解したものを挙げられ、この電解液を使用
した場合、70℃の高温下で約2000時間の連続電圧印加が
可能である。
アンモニウムテトラフルオロボレートをプロピレンカー
ボネートに溶解したものを挙げられ、この電解液を使用
した場合、70℃の高温下で約2000時間の連続電圧印加が
可能である。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記と同一構成にて85℃中で使用した場
合、電解液の分解による内部直流抵抗の増加あるいは容
量減少が短時間で発生する。このため85℃で使用するた
めには更に積層枚数を増やして使用しなければならない
という欠点を有していた。
合、電解液の分解による内部直流抵抗の増加あるいは容
量減少が短時間で発生する。このため85℃で使用するた
めには更に積層枚数を増やして使用しなければならない
という欠点を有していた。
具体的には、マイコンやメモリーのバックアップ電源
として使用される場合、5.5Vの耐電圧が必要であり、更
に85℃で連続2000時間の使用を保証するためには、単セ
ルを３個直列に積層しなければならない。
として使用される場合、5.5Vの耐電圧が必要であり、更
に85℃で連続2000時間の使用を保証するためには、単セ
ルを３個直列に積層しなければならない。
本発明は、従来技術における上記問題点を解決しよう
とするもので、単セルを２個直列に積層したもので85℃
負荷に対し2000時間の寿命を保証する電気二重層コンデ
ンサを提供することを目的とする。
とするもので、単セルを２個直列に積層したもので85℃
負荷に対し2000時間の寿命を保証する電気二重層コンデ
ンサを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の電気二重層コンデ
ンサにおいては、それに用いる電解液組成として有機電
解質をプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート
等の有機溶媒に溶解させたものに、更に添加剤としてテ
トラアルキルホスホニウム塩を上記有機電解質に対する
濃度が0.1〜10重量％となるように添加した構成とした
ものである。
ンサにおいては、それに用いる電解液組成として有機電
解質をプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート
等の有機溶媒に溶解させたものに、更に添加剤としてテ
トラアルキルホスホニウム塩を上記有機電解質に対する
濃度が0.1〜10重量％となるように添加した構成とした
ものである。
本発明において添加剤として使用されるテトラアルキ
ルホスホニウム塩は、分子構造によりテトラメチルホス
ホニウム塩、テトラエチルホスホニウム塩そしてテトラ
ブチルホスホニウム塩等があるが、塩の溶解性や価格的
な面から考慮してテトラエチルホスホニウム塩が優れて
いる。
ルホスホニウム塩は、分子構造によりテトラメチルホス
ホニウム塩、テトラエチルホスホニウム塩そしてテトラ
ブチルホスホニウム塩等があるが、塩の溶解性や価格的
な面から考慮してテトラエチルホスホニウム塩が優れて
いる。
またこのテトラアルキルホスホニウム塩のアニオン種
は、使用する電解質のテトラアルキルアンモニウム塩と
同一のアニオン種を使用することが好ましい。アニオン
の耐電圧，電導度，熱的安定性および安全性等の面でテ
トラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、
トリフルオロメタンスルホン酸あるいは過塩素酸等のア
ニオンが優れている。
は、使用する電解質のテトラアルキルアンモニウム塩と
同一のアニオン種を使用することが好ましい。アニオン
の耐電圧，電導度，熱的安定性および安全性等の面でテ
トラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、
トリフルオロメタンスルホン酸あるいは過塩素酸等のア
ニオンが優れている。
更に、本発明におけるテトラアルキルホスホニウム塩
の添加濃度は、テトラアルキルホスホニウム塩自体の熱
安定性が悪いため高濃度添加すると特性を悪くする。そ
こで最適濃度として、電解質に対して0.1〜10重量％と
することが好ましい。
の添加濃度は、テトラアルキルホスホニウム塩自体の熱
安定性が悪いため高濃度添加すると特性を悪くする。そ
こで最適濃度として、電解質に対して0.1〜10重量％と
することが好ましい。
作 用 この構成により、高温下で長時間使用しても内部直流
抵抗の増加が少なくなるとともに、容量の減少が小さく
なる。
抵抗の増加が少なくなるとともに、容量の減少が小さく
なる。
実施例 以下本発明の一実施例について、説明する。
電気二重層コンデンサは第１図に示す構成であり、第
１図において分極性電極として、活性炭繊維からなる分
極性電極１の片側表面にアルミニウムの金属層をプロズ
マ溶射法による導電性電極２を形成して構成し、この分
極性電極１間にポリプロピレンを材料とした不織布のセ
パレータ３を介在させて短絡を防止、電解液を注入した
後、コイン型のステンレススチールケース４に上記構成
物を入れ、ガスケット５で両極ケースを絶縁するととも
に封口した。
１図において分極性電極として、活性炭繊維からなる分
極性電極１の片側表面にアルミニウムの金属層をプロズ
マ溶射法による導電性電極２を形成して構成し、この分
極性電極１間にポリプロピレンを材料とした不織布のセ
パレータ３を介在させて短絡を防止、電解液を注入した
後、コイン型のステンレススチールケース４に上記構成
物を入れ、ガスケット５で両極ケースを絶縁するととも
に封口した。
このような構成をしたコンデンサの電解液として、第
１表に示す組成で、初期の内部直流抵抗と容量を測定し
た後、85℃にて単セルに2.8Vの電圧を印加して2000時間
を経過した後の内部直流抵抗と容量を測定し、これらの
変化を比較できるように同じく第１表に示した。表中本
発明の実施例はNo.1〜８でNo.9〜10は従来のものであ
る。
１表に示す組成で、初期の内部直流抵抗と容量を測定し
た後、85℃にて単セルに2.8Vの電圧を印加して2000時間
を経過した後の内部直流抵抗と容量を測定し、これらの
変化を比較できるように同じく第１表に示した。表中本
発明の実施例はNo.1〜８でNo.9〜10は従来のものであ
る。
第１表から明らかなようにNo.9,10の従来の電解液組
成を使用したものに対し、本発明の実施例No.1〜８のよ
うに添加剤としてテトラアルキルホスホニウム塩を加え
たものは、85℃の高温負荷に対し内部直流抵抗の増加と
容量の減少が少なくなっていることがわかる。
成を使用したものに対し、本発明の実施例No.1〜８のよ
うに添加剤としてテトラアルキルホスホニウム塩を加え
たものは、85℃の高温負荷に対し内部直流抵抗の増加と
容量の減少が少なくなっていることがわかる。
発明の効果 以上のように本発明は有機溶媒と有機電解質から構成
される電解液組成において、更に上記有機電解質に対す
る濃度が0.1〜10重量％のテトラアルキルホスホニウム
塩を添加剤として加えることにより、85℃の高温下で長
時間使用しても内部直流抵抗の増加が少なく、かつ容量
の減少を小さく抑えることができる優れた電気二重層コ
ンデンサを実現できるものである。
される電解液組成において、更に上記有機電解質に対す
る濃度が0.1〜10重量％のテトラアルキルホスホニウム
塩を添加剤として加えることにより、85℃の高温下で長
時間使用しても内部直流抵抗の増加が少なく、かつ容量
の減少を小さく抑えることができる優れた電気二重層コ
ンデンサを実現できるものである。
第１図は本発明の実施例を含む一般的な電気二重層コン
デンサの部分縦断面図である。 １……分極性電極、２……導電性電極、３……セパレー
タ、４……金属ケース、５……ガスケット。
デンサの部分縦断面図である。 １……分極性電極、２……導電性電極、３……セパレー
タ、４……金属ケース、５……ガスケット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−220510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−32613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−86416（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/038
Claims (3)
- 【請求項１】有機溶媒と有機電解質からなる電解液に、
添加剤としてテトラアルキルホスホニウム塩を上記有機
電解質に対する濃度が0.1〜10重量％となるように添加
した電解液を用いたことを特徴とする電気二重層コンデ
ンサ。 - 【請求項２】テトラアルキルホスホニウム塩がテトラエ
チルホスホニウムイオン、テトラメチルホスホニウムイ
オン、またはテトラブチルホスホニウムイオンのいずれ
かから成ることを特徴とする請求項１記載の電気二重層
コンデンサ。 - 【請求項３】テトラアルキルホスホニウム塩のアニオン
が四フッ化ホウ素イオン、六フッ化リンイオン、過塩素
酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオンあるい
は六フッ化ヒ素イオンのいずれかのイオンから成ること
を特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313397A JP2992999B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63313397A JP2992999B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158113A JPH02158113A (ja) | 1990-06-18 |
| JP2992999B2 true JP2992999B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18040777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63313397A Expired - Fee Related JP2992999B2 (ja) | 1988-12-12 | 1988-12-12 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992999B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105229842A (zh) * | 2012-12-05 | 2016-01-06 | 伊赛欧尼克公司 | 鏻离子液体、盐、组合物、制作方法和由其形成的装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63220510A (ja) * | 1987-03-10 | 1988-09-13 | 旭硝子株式会社 | 電気二重層コンデンサ |
| JPS6432613A (en) * | 1987-04-30 | 1989-02-02 | Taiyo Yuden Kk | Electric double layer capacitor |
-
1988
- 1988-12-12 JP JP63313397A patent/JP2992999B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02158113A (ja) | 1990-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |