JP3008399B2 - 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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- JP3008399B2 JP3008399B2 JP63048764A JP4876488A JP3008399B2 JP 3008399 B2 JP3008399 B2 JP 3008399B2 JP 63048764 A JP63048764 A JP 63048764A JP 4876488 A JP4876488 A JP 4876488A JP 3008399 B2 JP3008399 B2 JP 3008399B2
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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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は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、電気二重層コンデンサの分極性電極として粉末
活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）等を湿式混練し、シート化したものが用いら
れてきた（例えば特開昭62−311109号公報参照）。
活性炭、カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）等を湿式混練し、シート化したものが用いら
れてきた（例えば特開昭62−311109号公報参照）。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来法にあっては炭素系材料の粒度及
び混合割合、混練、延伸等の程度により、電極の細孔容
積や密度に著しい差を生じていた。この為、一定の電解
液量を入れた場合、ある電極を用いたコンデンサに対し
て丁度よいが、ある電極を用いたコンデンサに対しては
液量が多すぎたり、逆に少なすぎたりして寿命試験にか
けると劣化するものが多かった。
び混合割合、混練、延伸等の程度により、電極の細孔容
積や密度に著しい差を生じていた。この為、一定の電解
液量を入れた場合、ある電極を用いたコンデンサに対し
て丁度よいが、ある電極を用いたコンデンサに対しては
液量が多すぎたり、逆に少なすぎたりして寿命試験にか
けると劣化するものが多かった。
又、活性炭素繊維布を分極性電極として用いるコンデ
ンサも開発されており、これらの電極は細孔容積や密度
等については、再現性よく得られているものの、活性炭
素繊維の目付量を少し変えることにより細孔容積、電極
密度が大きく変化するため、電解液の注入量の最適化と
いう面で大きな問題を生じていた。
ンサも開発されており、これらの電極は細孔容積や密度
等については、再現性よく得られているものの、活性炭
素繊維の目付量を少し変えることにより細孔容積、電極
密度が大きく変化するため、電解液の注入量の最適化と
いう面で大きな問題を生じていた。
また、コンデンサの構成材料として不可欠であるセパ
レータについても多孔度、厚み等を変えることにより空
隙、容積が大きく変化するため、前述した分極性電極と
同様、電解液量の最適化は問題があった。
レータについても多孔度、厚み等を変えることにより空
隙、容積が大きく変化するため、前述した分極性電極と
同様、電解液量の最適化は問題があった。
［課題を解決するための手段］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、粉末活性炭、粒状活性炭又は活性炭繊維を主材料と
して作られる多孔性の分極性電極と多孔性セパレータと
電解液とを構成材料とする電気二重層コンデンサであっ
て、該電解液の液量を、セパレータ及び分極性電極の空
隙率から計算される空隙容量の1.1〜1.6倍とすることを
特徴とする電気二重層コンデンサを提供するにある。
り、粉末活性炭、粒状活性炭又は活性炭繊維を主材料と
して作られる多孔性の分極性電極と多孔性セパレータと
電解液とを構成材料とする電気二重層コンデンサであっ
て、該電解液の液量を、セパレータ及び分極性電極の空
隙率から計算される空隙容量の1.1〜1.6倍とすることを
特徴とする電気二重層コンデンサを提供するにある。
本発明において、セパレータ及び分極性電極の空隙率
とは次の様に定義される。
とは次の様に定義される。
空隙率＝全孔容積／多孔体の容積 ここで全孔容積とは、電極の場合には構成材料粒子内
の細孔容積と粒子間の隙間容積の和を示し、セパレータ
の場合には構成材料繊維間の隙間容積を示す。
の細孔容積と粒子間の隙間容積の和を示し、セパレータ
の場合には構成材料繊維間の隙間容積を示す。
実際には、空隙率＝全孔容積／多孔体の容積＝多孔体
に含浸された電解液量／多孔体の体積として計算する。
に含浸された電解液量／多孔体の体積として計算する。
本発明の分極性電極としては、粉末活性炭、粒状活性
炭、粉砕された活性炭素繊維、カーボンブラック等を粉
末ペースト状、分散された分極性電極、活性炭素繊維か
らなる分極性電極、又は粉末活性炭、粒状活性炭、粉末
活性炭素繊維、カーボンブラック等をポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）等の結着剤と混練延伸させたシート
状の分極性電極等が考えられるが、これ以外であって
も、導電性を有する多孔体であれば特に限定されない。
またセパレータについてもポリプロピレン、マニラ麻、
ガラス繊維などを単独もしくは、混合されたものが一般
的であるが、電気絶縁性を有する多孔体であれば特に限
定されない。また、電解液濃度としては、低温特性、充
電特性、放電容量およびコストを考慮して0.2M〜1.5M程
度が一般的である。
炭、粉砕された活性炭素繊維、カーボンブラック等を粉
末ペースト状、分散された分極性電極、活性炭素繊維か
らなる分極性電極、又は粉末活性炭、粒状活性炭、粉末
活性炭素繊維、カーボンブラック等をポリテトラフルオ
ロエチレン（PTFE）等の結着剤と混練延伸させたシート
状の分極性電極等が考えられるが、これ以外であって
も、導電性を有する多孔体であれば特に限定されない。
またセパレータについてもポリプロピレン、マニラ麻、
ガラス繊維などを単独もしくは、混合されたものが一般
的であるが、電気絶縁性を有する多孔体であれば特に限
定されない。また、電解液濃度としては、低温特性、充
電特性、放電容量およびコストを考慮して0.2M〜1.5M程
度が一般的である。
分極性電極の空隙率は、40〜90容量％、セパレータの
空隙率としては30〜90容量％が一般的であるが、電解液
の含浸のし易さ及び保液量から双方とも60容量％以上が
望ましい。
空隙率としては30〜90容量％が一般的であるが、電解液
の含浸のし易さ及び保液量から双方とも60容量％以上が
望ましい。
電解液量としては空隙容量の1.1〜1.6倍が適量である
が、1.3〜1.5倍程度が最も好ましい。
が、1.3〜1.5倍程度が最も好ましい。
［実施例］ 次に実施例及び比較例を図面に基いて具体的に説明す
る。
る。
実施例１ 本発明の実施例及び比較例に共通のものとして第１図
に示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径18mm、厚み2.0mm）を次の様にして作製し
た。
に示す様なコイン型の電気二重層コンデンサのユニット
セル（直径18mm、厚み2.0mm）を次の様にして作製し
た。
まず、活性炭粉末（比表面積約1,700m2/g、平均細孔
径18Å、平均粒径25μｍ）80％、カーボンブラック（比
表面積約950m2/g、平均細孔径40Å、平均粒径0.5μｍ）
10％にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）10％を添加
して、湿式混練と延伸により厚さ0.65mmにシート化し
た。
径18Å、平均粒径25μｍ）80％、カーボンブラック（比
表面積約950m2/g、平均細孔径40Å、平均粒径0.5μｍ）
10％にポリテトラフルオロエチレン（PTFE）10％を添加
して、湿式混練と延伸により厚さ0.65mmにシート化し
た。
この様にして得られたシート状分極性電極は真空乾燥
ののち電解液を含浸させ吸収された電解液量から、空隙
率72％であり、２枚の分極性電極を満たす電解液量は最
低106μであった。このシートを第１図に示す円板状
の分極性電極１（直径12mm、厚さ0.65mm）とし、これと
同一の組成・形状を有する分極性電極２の間にポリプロ
ピレン繊維不織布よりなるセパレータ３（直径17mm、厚
さ129μｍ、空隙率70％）を挟んで、ステンレス鋼製の
キャップ４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容器
中に黒鉛系導電性接着剤7,7′にてそれぞれ接着し収納
する。
ののち電解液を含浸させ吸収された電解液量から、空隙
率72％であり、２枚の分極性電極を満たす電解液量は最
低106μであった。このシートを第１図に示す円板状
の分極性電極１（直径12mm、厚さ0.65mm）とし、これと
同一の組成・形状を有する分極性電極２の間にポリプロ
ピレン繊維不織布よりなるセパレータ３（直径17mm、厚
さ129μｍ、空隙率70％）を挟んで、ステンレス鋼製の
キャップ４及びステンレス鋼製の缶５からなる外装容器
中に黒鉛系導電性接着剤7,7′にてそれぞれ接着し収納
する。
次にユニットセル中に0.6Mのテトラフルオロホウ酸テ
トラエチルホスホニウム塩（Et4PBF4）をプロピレンカ
ーボネート（PC）に溶解させた電解液を160〜170μ含
浸後、ポリプロピレンパッキング６を介してキャップ４
及び缶５の端部をかしめて封口した。
トラエチルホスホニウム塩（Et4PBF4）をプロピレンカ
ーボネート（PC）に溶解させた電解液を160〜170μ含
浸後、ポリプロピレンパッキング６を介してキャップ４
及び缶５の端部をかしめて封口した。
かくして作製した電気二重層コンデンサのユニットセ
ルを２コ直列につなぎ、1KHzにおける等価直列抵抗を測
定したところ９〜10Ωであった。次に、5.0Vの直流電圧
を１時間印加した後、室温にて24時間放置し、保持電圧
を測定したところ4.7Vを示した。こののち70℃にて5.5V
を1000時間にわたり印加し、高温負荷試験後の容量と重
量を測定し容量劣化率と、重量変化を求めた。この結果
を表１に示す。
ルを２コ直列につなぎ、1KHzにおける等価直列抵抗を測
定したところ９〜10Ωであった。次に、5.0Vの直流電圧
を１時間印加した後、室温にて24時間放置し、保持電圧
を測定したところ4.7Vを示した。こののち70℃にて5.5V
を1000時間にわたり印加し、高温負荷試験後の容量と重
量を測定し容量劣化率と、重量変化を求めた。この結果
を表１に示す。
尚、容量については5.5Vから2.0Vまで1mAにて放電
し、放電時間により計算した。
し、放電時間により計算した。
比較例１ 実施例１と同じ電極、セパレータを使用し、電解液を
125〜135μ注液した。実施例１と同様にしてコインセ
ルを試作し、等価直列抵抗、保持電圧及び高温負荷試験
後の容量と重量を測定した結果を表１に示す。
125〜135μ注液した。実施例１と同様にしてコインセ
ルを試作し、等価直列抵抗、保持電圧及び高温負荷試験
後の容量と重量を測定した結果を表１に示す。
比較例２ 実施例１と同じ電極、セパレータを使用し、電解液を
230〜240μ注液した。実施例１と同様にしてコインセ
ルを試作し、等価直列抵抗、保持電圧及び高温負荷試験
後の容量と重量を測定した結果を表１に示す。
230〜240μ注液した。実施例１と同様にしてコインセ
ルを試作し、等価直列抵抗、保持電圧及び高温負荷試験
後の容量と重量を測定した結果を表１に示す。
実施例２ 比表面積2500m2/gの活性炭素繊維（0.65mmt）シート
を直径12mmの円板状に打ち抜き、分極性電極とした。
を直径12mmの円板状に打ち抜き、分極性電極とした。
この分極性電極は、真空乾燥ののち電解液を含浸させ
たときの吸収された電解液量から空隙率85％であり、２
枚の分極性電極を満たす電解液量は最低125μであっ
た。実施例１で用いたセパレータ（直径17mm、厚さ120
μｍ、空隙率70％）を使用し、電解液を180〜190μ含
浸させた。こののち、実施例１と同じ条件にてセルを組
み立て封口した。このユニットセルを２コ直列につな
ぎ、実施例１と同様の測定を行った結果を表１に示す。
たときの吸収された電解液量から空隙率85％であり、２
枚の分極性電極を満たす電解液量は最低125μであっ
た。実施例１で用いたセパレータ（直径17mm、厚さ120
μｍ、空隙率70％）を使用し、電解液を180〜190μ含
浸させた。こののち、実施例１と同じ条件にてセルを組
み立て封口した。このユニットセルを２コ直列につな
ぎ、実施例１と同様の測定を行った結果を表１に示す。
比較例３ 実施例２と同じ分極性電極とセパレータを使用し、電
解液を145〜155μ注液含浸させユニットセルを封口し
た。このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と
同様の測定を行った結果を表１に示す。
解液を145〜155μ注液含浸させユニットセルを封口し
た。このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と
同様の測定を行った結果を表１に示す。
比較例４ 実施例２と同じ分極性電極とセパレータを使用し、電
解液を235〜240μ注液含浸させユニットセルを封口し
た。このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と
同様の測定を行った結果を表１に示す。
解液を235〜240μ注液含浸させユニットセルを封口し
た。このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と
同様の測定を行った結果を表１に示す。
実施例３ 実施例１で用いたシート電極を直径13.5mmの円板状に
くり抜いて分極性電極とした。この分極性電極は、空隙
率72％で、２枚の分極性電極を満たす電解液量は134μ
であった。
くり抜いて分極性電極とした。この分極性電極は、空隙
率72％で、２枚の分極性電極を満たす電解液量は134μ
であった。
実施例１で用いたセパレータを使用し、電解液を200
〜220μ注液含浸し、実施例１の様に組み立て、封口
した。
〜220μ注液含浸し、実施例１の様に組み立て、封口
した。
このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と同
様の測定を行った結果を表１に示す。
様の測定を行った結果を表１に示す。
比較例５ 実施例３と同じ分極性電極とセパレータを使用し、電
解液を160〜165μ注液してユニットセルを封口した。
このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と同様
の測定を行った結果を表１に示す。
解液を160〜165μ注液してユニットセルを封口した。
このユニットセルを２コ直列につなぎ、実施例１と同様
の測定を行った結果を表１に示す。
［発明の効果］ 表１から理解される如く、本発明によれば低温特性及
び高温負荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供
することが可能であり、その工業価値は極めて大きい。
び高温負荷特性にすぐれた電気二重層コンデンサを提供
することが可能であり、その工業価値は極めて大きい。
第１図は本発明の一例による電気二重層コンデンサの断
面図である。 1,2……分極性電極 ３……セパレータ ４……キャップ ５……外装容器 ６……パッキング 7,7′……接着剤
面図である。 1,2……分極性電極 ３……セパレータ ４……キャップ ５……外装容器 ６……パッキング 7,7′……接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真田 恭宏 神奈川県横浜市保土ケ谷区川島町1404― １―11 (72)発明者 有賀 広志 神奈川県横浜市神奈川区片倉町１―17― 14 (56)参考文献 特開 昭62−239513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−205614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−205613（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】粉末活性炭、粒状活性炭又は活性炭素繊維
を主材料として作られる多孔性の分極性電極と多孔性セ
パレータと電解液とを構成材料とする電気二重層コンデ
ンサであって、該電解液の液量を、セパレータ及び分極
性電極の空隙率から計算される空隙容積の1.1〜1.6倍と
することを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】分極性電極の空隙率が40〜90容量％であ
り、かつセパレータの空隙率が30〜90容積％である請求
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 |
|---|---|---|---|
| JP63048764A JP3008399B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63048764A JP3008399B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01223714A JPH01223714A (ja) | 1989-09-06 |
| JP3008399B2 true JP3008399B2 (ja) | 2000-02-14 |
Family
ID=12812346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63048764A Expired - Lifetime JP3008399B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3008399B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7268995B2 (en) | 2005-09-26 | 2007-09-11 | Nisshinbo Industries, Inc. | Electric double layer capacitor |
| US7704635B2 (en) | 2004-02-25 | 2010-04-27 | Tdk Corporation | Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device |
| US9799455B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-10-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrode for capacitors and capacitor using same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006024611A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Nisshinbo Ind Inc | 電気二重層キャパシタ |
| JP5035510B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2012-09-26 | 日清紡ホールディングス株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| JP2007194614A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | 電気二重層キャパシタ |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0722072B2 (ja) * | 1986-03-05 | 1995-03-08 | 日本電気株式会社 | 電気二重層コンデンサ |
| JPS62205613A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタの製造方法 |
| JPS62239513A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | 旭硝子株式会社 | 電気二重層コンデンサ |
-
1988
- 1988-03-03 JP JP63048764A patent/JP3008399B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7704635B2 (en) | 2004-02-25 | 2010-04-27 | Tdk Corporation | Electrochemical device and method of manufacturing electrochemical device |
| US7268995B2 (en) | 2005-09-26 | 2007-09-11 | Nisshinbo Industries, Inc. | Electric double layer capacitor |
| US9799455B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-10-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrode for capacitors and capacitor using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01223714A (ja) | 1989-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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