JP3028560B2 - 電気二重層コンデンサの分極性電極の製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの分極性電極の製造方法Info
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- JP3028560B2 JP3028560B2 JP18083490A JP18083490A JP3028560B2 JP 3028560 B2 JP3028560 B2 JP 3028560B2 JP 18083490 A JP18083490 A JP 18083490A JP 18083490 A JP18083490 A JP 18083490A JP 3028560 B2 JP3028560 B2 JP 3028560B2
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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、各種電子機器にメモリーバックアップ用な
どとして用いられる電気二重層コンデンサの分極性電極
の製造方法に関するものである。
どとして用いられる電気二重層コンデンサの分極性電極
の製造方法に関するものである。
従来の技術 一般に電気二重層コンデンサは、第６図に示すよう
に、活性炭，カーボンブラック及び若干のバインダー等
からなる炭素材料を担持した一対の集電体に引出しリー
ド1a,1bを溶接またはかしめにより接続することにより
構成した可撓性を有する一対の炭素電極を備え、この一
対の炭素電極間にセパレータを介在させて巻回すること
によりコンデンサ素子２を構成し、かつこのコンデンサ
素子２に電解液を含浸させ、その後、このコンデンサ素
子２を金属製の有底円筒状の外装ケース内３に収納する
とともに、その外装ケース３の開口部に、前記引出しリ
ード1a,1bが貫通するゴム等の弾性体４を装着し、そし
てこの外装ケース３の開口部を絞り加工等により密閉
し、さらにその封口性を高めるために弾性体４より外側
に樹脂５を充填することにより構成していた。
に、活性炭，カーボンブラック及び若干のバインダー等
からなる炭素材料を担持した一対の集電体に引出しリー
ド1a,1bを溶接またはかしめにより接続することにより
構成した可撓性を有する一対の炭素電極を備え、この一
対の炭素電極間にセパレータを介在させて巻回すること
によりコンデンサ素子２を構成し、かつこのコンデンサ
素子２に電解液を含浸させ、その後、このコンデンサ素
子２を金属製の有底円筒状の外装ケース内３に収納する
とともに、その外装ケース３の開口部に、前記引出しリ
ード1a,1bが貫通するゴム等の弾性体４を装着し、そし
てこの外装ケース３の開口部を絞り加工等により密閉
し、さらにその封口性を高めるために弾性体４より外側
に樹脂５を充填することにより構成していた。
この場合、前記一対の炭素電極は、活性炭，カーボン
ブラックに若干のバインダーを添加して構成しており、
このバインダー（例えば、四フッ化エチレン樹脂）は、
活性炭，カーボンブラックの継ぎの役割を果たし、電極
として形づくられており、従来は、前記バインダーを均
一に分散させるために、アルコール類を投入し、湿式状
態で構成するようにしていた。
ブラックに若干のバインダーを添加して構成しており、
このバインダー（例えば、四フッ化エチレン樹脂）は、
活性炭，カーボンブラックの継ぎの役割を果たし、電極
として形づくられており、従来は、前記バインダーを均
一に分散させるために、アルコール類を投入し、湿式状
態で構成するようにしていた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、湿式で炭素粉末材料を成形した場合に
は、例えば、圧延ロール機でシート状に成形する際に、
成型性は良好であるものの、シートに生じる圧縮力，せ
ん断力が小さいため、シートの引張（延性）強度が、不
十分であり、連続工程によって、シートを長尺にするこ
とができず、したがって連続の工程ラインを設計するこ
とは困難であった。
は、例えば、圧延ロール機でシート状に成形する際に、
成型性は良好であるものの、シートに生じる圧縮力，せ
ん断力が小さいため、シートの引張（延性）強度が、不
十分であり、連続工程によって、シートを長尺にするこ
とができず、したがって連続の工程ラインを設計するこ
とは困難であった。
また電気二重層コンデンサの製品特性においては、活
性炭粉末粒子間の結合が弱いためにカーボンが浮遊する
というおそれがあり、またバインダーを分散させるため
の分散溶液が電気化学的反応を引き起こすというおそれ
があり、これらが、電気的特性を劣化させる原因となっ
ている。特に電気二重層コンデンサの長期間の使用にお
いては、寿命の点で限界があった。
性炭粉末粒子間の結合が弱いためにカーボンが浮遊する
というおそれがあり、またバインダーを分散させるため
の分散溶液が電気化学的反応を引き起こすというおそれ
があり、これらが、電気的特性を劣化させる原因となっ
ている。特に電気二重層コンデンサの長期間の使用にお
いては、寿命の点で限界があった。
さらに、環境の面においても、分散剤として、アルコ
ール類を使用しているため、製造環境の雰囲気が悪く、
防爆設備等の安全性を考慮したライン設計が必要であ
り、その付帯設備も高いものであった。
ール類を使用しているため、製造環境の雰囲気が悪く、
防爆設備等の安全性を考慮したライン設計が必要であ
り、その付帯設備も高いものであった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、分極性
電極を長尺に連続的に製造することができる電気二重層
コンデンサの分極性電極の製造方法を提供することを目
的とする。
電極を長尺に連続的に製造することができる電気二重層
コンデンサの分極性電極の製造方法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 上記目的を達成するために本発明は、一対の分極性電
極と、この一対の分極性電極の間に介在されるセパレー
タと、これらに含浸される電解液とでコンデンサ素子を
構成し、このコンデンサ素子を金属ケース内に収納し、
かつ金属ケースの開口部を封口する電気二重層コンデン
サにおいて、前記分極性電極を、活性炭粉末，カーボン
ブラック、若干のバインダーからなる粉末材料を、回転
を利用して圧縮力−せん断力を連続的に発生させること
により摩砕と同時に均一な混練作業を行う圧縮摩砕式ミ
ルを用いて乾式混練した後、加熱しながら圧延成形する
ことによりシート状に成形したものである。
極と、この一対の分極性電極の間に介在されるセパレー
タと、これらに含浸される電解液とでコンデンサ素子を
構成し、このコンデンサ素子を金属ケース内に収納し、
かつ金属ケースの開口部を封口する電気二重層コンデン
サにおいて、前記分極性電極を、活性炭粉末，カーボン
ブラック、若干のバインダーからなる粉末材料を、回転
を利用して圧縮力−せん断力を連続的に発生させること
により摩砕と同時に均一な混練作業を行う圧縮摩砕式ミ
ルを用いて乾式混練した後、加熱しながら圧延成形する
ことによりシート状に成形したものである。
作 用 上記本発明によれば、分極性電極を、活性炭粉末，カ
ーボンブラック、若干のバインダーからなる粉末材料
を、回転を利用して圧縮力−せん断力を連続的に発生さ
せることにより摩砕と同時に均一な混練作業を行う圧縮
摩砕式ミルを用いて乾式混練した後、加熱しながら圧延
成形することによりシート状に成形するようにしたもの
で、例えば、ホットロール等でこの分極性電極をシート
状に圧延成形する場合、乾式であるため、バインダーは
活性炭粉末等の中に均一に分散することになり、その結
果、ロールの圧縮力，せん断力を受けることによってバ
インダーと活性炭粉末等の結着力は強固なものとなるた
め、分極性電極を長尺に連続的に製造することができ
る。
ーボンブラック、若干のバインダーからなる粉末材料
を、回転を利用して圧縮力−せん断力を連続的に発生さ
せることにより摩砕と同時に均一な混練作業を行う圧縮
摩砕式ミルを用いて乾式混練した後、加熱しながら圧延
成形することによりシート状に成形するようにしたもの
で、例えば、ホットロール等でこの分極性電極をシート
状に圧延成形する場合、乾式であるため、バインダーは
活性炭粉末等の中に均一に分散することになり、その結
果、ロールの圧縮力，せん断力を受けることによってバ
インダーと活性炭粉末等の結着力は強固なものとなるた
め、分極性電極を長尺に連続的に製造することができ
る。
またこの分極性電極を用いた電気二重層コンデンサに
おいては、カーボンの浮遊というものはまったく生じ
ず、また活性炭粉末，カーボンブラック，バインダーを
乾式で混練しているため、バインダーを分散させるため
の分散溶液は必要でなくなり、その結果、この分散溶液
による悪影響ということもなくなるため、電気化学的に
も安定で、電気特性を損うこともなくなって、製品寿命
を延ばすことができる。
おいては、カーボンの浮遊というものはまったく生じ
ず、また活性炭粉末，カーボンブラック，バインダーを
乾式で混練しているため、バインダーを分散させるため
の分散溶液は必要でなくなり、その結果、この分散溶液
による悪影響ということもなくなるため、電気化学的に
も安定で、電気特性を損うこともなくなって、製品寿命
を延ばすことができる。
そしてまた分散剤としてアルコール類を使用する必要
もないため、環境設備等の配慮もほとんどいらず、ライ
ン設計を簡略化することができる。
もないため、環境設備等の配慮もほとんどいらず、ライ
ン設計を簡略化することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例における電気二重層コンデ
ンサのコイン形のユニットセルを示したもので、これは
次のようにして作製した。
ンサのコイン形のユニットセルを示したもので、これは
次のようにして作製した。
まず、活性炭粉末に、８重量％のバインダーである４
フッ化エチレン樹脂を添加して乾式混練によってシート
化した。このようにして得られたシートを円板状に打ち
抜いて一対の分極性電極11a,11bを構成し、この分極性
電極11a,11bを、内面にアルミニウム層12aを形成したス
テンレススチームからなる金属ケース12と金属蓋13内に
収納し、前記一対の分極性電極11a,11b間には、セパレ
ータ14を介在させ、そして前記一対の分極性電極11a,11
bに有機系の電解液を含浸させ、前記金属ケース12と金
属蓋13の開口周辺部をガスケット15で封口することによ
り、電気二重層コンデンサを構成している。
フッ化エチレン樹脂を添加して乾式混練によってシート
化した。このようにして得られたシートを円板状に打ち
抜いて一対の分極性電極11a,11bを構成し、この分極性
電極11a,11bを、内面にアルミニウム層12aを形成したス
テンレススチームからなる金属ケース12と金属蓋13内に
収納し、前記一対の分極性電極11a,11b間には、セパレ
ータ14を介在させ、そして前記一対の分極性電極11a,11
bに有機系の電解液を含浸させ、前記金属ケース12と金
属蓋13の開口周辺部をガスケット15で封口することによ
り、電気二重層コンデンサを構成している。
次に、前記一対の分極性電極11a,11bの乾式混練によ
るシートの作製について詳細に説明する。
るシートの作製について詳細に説明する。
第２図は圧縮摩砕式ミルの外観構成を示したもので、
バッチ式の圧縮摩砕式ミル16を用いて、活性炭粉末，カ
ーボンブラック，バインダーを、重量比率で配合して、
乾式で混練を行う。
バッチ式の圧縮摩砕式ミル16を用いて、活性炭粉末，カ
ーボンブラック，バインダーを、重量比率で配合して、
乾式で混練を行う。
前記の混練は、第２図，第３図に示すような粋砕容器
17に、前記粉末材料を入れ、粋砕容器17を高速回転させ
ることによって、粋砕アーム18と粋砕容器17の内壁面17
aとの間に、粋砕層19を形成し、この粋砕層19で、粉末
材料に圧縮力−せん断力を連続的に発生させ、摩砕と同
時に均一な混練作業を数分で行う。
17に、前記粉末材料を入れ、粋砕容器17を高速回転させ
ることによって、粋砕アーム18と粋砕容器17の内壁面17
aとの間に、粋砕層19を形成し、この粋砕層19で、粉末
材料に圧縮力−せん断力を連続的に発生させ、摩砕と同
時に均一な混練作業を数分で行う。
前記粉末材料の混練作業後のモデルを第４図に示す。
この第４図からも明らかなように、活性炭粉末の粒子20
（10〜20μｍ）の回りには、バインダーの微粉末21（１
μｍ以下）が均一にからみあっているものである。これ
は、異なる素材の粉末にある種の機械的エネルギーを与
えて、粒子表面における機械・化学的な反応により、粒
子間に強固な表面融合を起こさせ、新しい物性をもった
微粒子複合材を創造させる技術で成り立っている。
この第４図からも明らかなように、活性炭粉末の粒子20
（10〜20μｍ）の回りには、バインダーの微粉末21（１
μｍ以下）が均一にからみあっているものである。これ
は、異なる素材の粉末にある種の機械的エネルギーを与
えて、粒子表面における機械・化学的な反応により、粒
子間に強固な表面融合を起こさせ、新しい物性をもった
微粒子複合材を創造させる技術で成り立っている。
前記粉末材料を混練した後、一旦、この粉末材料を材
料タンクに保存し、そして、これを第５図に示すよう
に、一対の圧延ロール機22a,22bに取付けられたホッパ
ー23に入れると、この粉末材料は垂直式スクリューフィ
ーダー24によって、一定圧力で圧延ロール機22a,22bに
送られ、シート状に加工され、かつ所定の厚みまで加工
される。
料タンクに保存し、そして、これを第５図に示すよう
に、一対の圧延ロール機22a,22bに取付けられたホッパ
ー23に入れると、この粉末材料は垂直式スクリューフィ
ーダー24によって、一定圧力で圧延ロール機22a,22bに
送られ、シート状に加工され、かつ所定の厚みまで加工
される。
前記圧延ロール機22a,22bは、通常平ロールを用い、
垂直式スクリューフィーダー24によって、粉末材料の押
し込み圧力を調整することによって、粉末材料のくい込
み量を制御する。この際、くい込みを良好にするため
に、ロール面を粗くしたり、溝を加工することが望まし
い。
垂直式スクリューフィーダー24によって、粉末材料の押
し込み圧力を調整することによって、粉末材料のくい込
み量を制御する。この際、くい込みを良好にするため
に、ロール面を粗くしたり、溝を加工することが望まし
い。
また前記圧延ロール機は、熱間ロールで表面温度を50
〜150℃にすることにより、バインダーによる粘性を加
速することができる。
〜150℃にすることにより、バインダーによる粘性を加
速することができる。
上記した本発明の一実施例の分極性電極の製造方法に
よれば、一対の分極性電極11a,11bを、活性炭粉末，カ
ーボンブラック、若干のバインダーを乾式で混練するこ
とによりシート状に圧延成形しているもので、この場
合、乾式であるため、バインダーは活性炭粉末等の中に
均一に分散することになり、その結果、圧延ロール機22
a,22bの圧縮力，せん断力を受けることによってバイン
ダーと活性炭粉末等の結着力は強固なものとなるため、
一対の分極性電極11a,11bを長尺に連続的に製造するこ
とができる。
よれば、一対の分極性電極11a,11bを、活性炭粉末，カ
ーボンブラック、若干のバインダーを乾式で混練するこ
とによりシート状に圧延成形しているもので、この場
合、乾式であるため、バインダーは活性炭粉末等の中に
均一に分散することになり、その結果、圧延ロール機22
a,22bの圧縮力，せん断力を受けることによってバイン
ダーと活性炭粉末等の結着力は強固なものとなるため、
一対の分極性電極11a,11bを長尺に連続的に製造するこ
とができる。
またこの一対の分極性電極11a,11bを用いた電気二重
層コンデンサにおいては、カーボンの浮遊というものは
まったく生じず、また活性炭粉末，カーボンブラック，
バインダーを乾式で混練しているため、バインダーを分
散させるための分散溶液は必要でなくなり、その結果、
この分散溶液による悪影響ということもなくなるため、
電気化学的にも安定で、電気特性を損うこともなくなっ
て、製品寿命を延ばすことができる。そしてまた分散剤
としてアルコール類を使用する必要もないため、環境設
備等の配慮もほとんどいらず、ライン設計を簡略化する
ことができる。
層コンデンサにおいては、カーボンの浮遊というものは
まったく生じず、また活性炭粉末，カーボンブラック，
バインダーを乾式で混練しているため、バインダーを分
散させるための分散溶液は必要でなくなり、その結果、
この分散溶液による悪影響ということもなくなるため、
電気化学的にも安定で、電気特性を損うこともなくなっ
て、製品寿命を延ばすことができる。そしてまた分散剤
としてアルコール類を使用する必要もないため、環境設
備等の配慮もほとんどいらず、ライン設計を簡略化する
ことができる。
なお、上記一実施例においては、乾式混練によって成
形された一対の分極性電極11a,11bをコイン形の電気二
重層コンデンサに採用したものについて説明したが、捲
回形の電気二重層コンデンサに採用しても、上記一実施
例と同様の作用効果を奏するものである。
形された一対の分極性電極11a,11bをコイン形の電気二
重層コンデンサに採用したものについて説明したが、捲
回形の電気二重層コンデンサに採用しても、上記一実施
例と同様の作用効果を奏するものである。
発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように、本発明の電気
二重層コンデンサの分極性電極の製造方法は、一対の分
極性電極を、活性炭粉末，カーボンブラック、若干のバ
インダーからなる粉末材料を、回転を利用して圧縮力−
せん断力を連続的に発生させることにより摩砕と同時に
均一な混練作業を行う圧縮摩砕式ミルを用いて乾式混練
した後、加熱しながら圧延成形することによりシート状
に成形するようにしたもので、例えばホットロール等で
この分極性電極をシート状に圧延成形する場合、乾式で
あるため、バインダーは活性炭粉末等の中に均一に分散
することになり、その結果、ロールの圧縮力，せん断力
を受けることによってバインダーと活性炭粉末等の結着
力は強固なものとなるため、分極性電極を長尺に連続的
に製造することができる。
二重層コンデンサの分極性電極の製造方法は、一対の分
極性電極を、活性炭粉末，カーボンブラック、若干のバ
インダーからなる粉末材料を、回転を利用して圧縮力−
せん断力を連続的に発生させることにより摩砕と同時に
均一な混練作業を行う圧縮摩砕式ミルを用いて乾式混練
した後、加熱しながら圧延成形することによりシート状
に成形するようにしたもので、例えばホットロール等で
この分極性電極をシート状に圧延成形する場合、乾式で
あるため、バインダーは活性炭粉末等の中に均一に分散
することになり、その結果、ロールの圧縮力，せん断力
を受けることによってバインダーと活性炭粉末等の結着
力は強固なものとなるため、分極性電極を長尺に連続的
に製造することができる。
またこの一対の分極性電極を用いた電気二重層コンデ
ンサにおいては、カーボンの浮遊というものはまったく
生じず、また活性炭粉末，カーボンブラック，バインダ
ーを乾式で混練しているため、従来のようにバインダー
を分散させるための分散溶液は必要でなくなり、その結
果、この分散溶液による悪影響ということもなくなるた
め、電気化学的にも安定で、電気特性を損うこともなく
なって、製品寿命を延ばすことができる。
ンサにおいては、カーボンの浮遊というものはまったく
生じず、また活性炭粉末，カーボンブラック，バインダ
ーを乾式で混練しているため、従来のようにバインダー
を分散させるための分散溶液は必要でなくなり、その結
果、この分散溶液による悪影響ということもなくなるた
め、電気化学的にも安定で、電気特性を損うこともなく
なって、製品寿命を延ばすことができる。
さらに分散剤として従来のようにアルコール類を使用
する必要もないため、環境設備等の配慮もほとんどいら
ず、ライン設計を簡略化することができるものである。
する必要もないため、環境設備等の配慮もほとんどいら
ず、ライン設計を簡略化することができるものである。
第１図は本発明の一実施例の製造方法により得られた分
極性電極を採用した電気二重層コンデンサの断面図、第
２図は同分極性電極の製造方法における圧縮摩砕式ミル
の外観斜視図、第３図は同ミルの粋砕主要部の拡大断面
図、第４図は同ミルによる粉末材料の粋砕，混練後の模
式図、第５図は混練された粉末材料をシート状に加工す
る工程を示す工程図、第６図は従来の捲回形の電気二重
層コンデンサの断面図である。 11a,11b……一対の分極性電極、12……金属ケース、14
……セパレータ、15……ガスケット。
極性電極を採用した電気二重層コンデンサの断面図、第
２図は同分極性電極の製造方法における圧縮摩砕式ミル
の外観斜視図、第３図は同ミルの粋砕主要部の拡大断面
図、第４図は同ミルによる粉末材料の粋砕，混練後の模
式図、第５図は混練された粉末材料をシート状に加工す
る工程を示す工程図、第６図は従来の捲回形の電気二重
層コンデンサの断面図である。 11a,11b……一対の分極性電極、12……金属ケース、14
……セパレータ、15……ガスケット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 一 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 特開 昭63−224315（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−241812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/058
Claims (1)
- 【請求項１】一対の分極性電極と、この一対の分極性電
極の間に介在されるセパレータと、これらに含浸される
電解液とでコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ素
子を金属ケース内に収納し、かつ金属ケースの開口部を
封口する電気二重層コンデンサにおいて、前記分極性電
極を活性炭粉末、カーボンブラック、若干のバインダー
からなる粉末材料を回転を利用して圧縮力−せん断力を
連続的に発生させることにより摩砕と同時に均一な混練
作業を行う圧縮摩砕式ミルを用いて乾式混練した後、加
熱しながら圧延成形することによりシート状に成形した
ことを特徴とする電気二重層コンデンサの分極性電極の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18083490A JP3028560B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 電気二重層コンデンサの分極性電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18083490A JP3028560B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 電気二重層コンデンサの分極性電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0467610A JPH0467610A (ja) | 1992-03-03 |
| JP3028560B2 true JP3028560B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=16090176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18083490A Expired - Fee Related JP3028560B2 (ja) | 1990-07-09 | 1990-07-09 | 電気二重層コンデンサの分極性電極の製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3028560B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7706130B2 (en) | 2006-03-24 | 2010-04-27 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing electrode for electric double layer capacitor and process for producing electric double layer capacitor employing the electrode |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001267187A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-28 | Ngk Insulators Ltd | 電気二重層コンデンサ用分極性電極 |
| WO2004064092A1 (ja) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Zeon Corporation | 電気二重層キャパシタ用電極の製造方法 |
| WO2005001861A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Zeon Corporation | 電気二重層キャパシタ用電極の製造方法 |
| US7352558B2 (en) | 2003-07-09 | 2008-04-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based capacitor and methods of making same |
| US7295423B1 (en) | 2003-07-09 | 2007-11-13 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based adhesive electrode and methods of making same |
| US7342770B2 (en) | 2003-07-09 | 2008-03-11 | Maxwell Technologies, Inc. | Recyclable dry particle based adhesive electrode and methods of making same |
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