JP3097305B2 - 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタ及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内部抵抗の低減を図っ
た電気二重層キャパシタとその製造方法に関するもので
ある。
た電気二重層キャパシタとその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、活性炭と電解
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、ファラッドオーダの電気容
量を瞬時に充放電できる大容量コンデンサである。
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、ファラッドオーダの電気容
量を瞬時に充放電できる大容量コンデンサである。
【０００３】従来、電気二重層キャパシタの分極性電極
としては、粉末状活性炭を硫酸水溶液で加圧成形したも
のや、片面に金属溶射層を形成した活性炭繊維布などを
用いてきた。またコンデンサの単位体積当たりの容量密
度を向上させるために、分極性電極を焼結して固形の板
状にしたものも提案されている。固形の分極性電極を用
いた電気二重層キャパシタの内部抵抗の低減を図ったも
のとしては例えば図３に示すようなものがある（特開平
−８０５１７号公報）。７は活性炭粉末やカーボンブラ
ック粉末などの導電性粉末をプレス焼結して高密度化し
た板状の集電体、８は前記集電体の一方の面に希硫酸等
の電解液を含浸させた活性炭粉末を焼結して一体に付着
形成した分極性電極、９はセパレータ、１０はガスケッ
トである。
としては、粉末状活性炭を硫酸水溶液で加圧成形したも
のや、片面に金属溶射層を形成した活性炭繊維布などを
用いてきた。またコンデンサの単位体積当たりの容量密
度を向上させるために、分極性電極を焼結して固形の板
状にしたものも提案されている。固形の分極性電極を用
いた電気二重層キャパシタの内部抵抗の低減を図ったも
のとしては例えば図３に示すようなものがある（特開平
−８０５１７号公報）。７は活性炭粉末やカーボンブラ
ック粉末などの導電性粉末をプレス焼結して高密度化し
た板状の集電体、８は前記集電体の一方の面に希硫酸等
の電解液を含浸させた活性炭粉末を焼結して一体に付着
形成した分極性電極、９はセパレータ、１０はガスケッ
トである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の電気
二重層キャパシタでは、板状の集電体をプレス焼結成形
し、前記集電体の上に分極性電極を焼結成形しているた
め、前記板状の集電体と前記分極性電極との間には界面
が存在し接触抵抗が大きい。このため、前記板状集電体
と分極性電極より形成される電極体を用いた電気二重層
キャパシタは、内部抵抗が高いという問題を有してい
た。
二重層キャパシタでは、板状の集電体をプレス焼結成形
し、前記集電体の上に分極性電極を焼結成形しているた
め、前記板状の集電体と前記分極性電極との間には界面
が存在し接触抵抗が大きい。このため、前記板状集電体
と分極性電極より形成される電極体を用いた電気二重層
キャパシタは、内部抵抗が高いという問題を有してい
た。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、集電
体と分極性電極との間の接触抵抗を極めて小さくし、内
部抵抗が低い電気二重層キャパシタとその製造方法を提
供することを目的としている。
体と分極性電極との間の接触抵抗を極めて小さくし、内
部抵抗が低い電気二重層キャパシタとその製造方法を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、炭素材料の集電体材料と炭素素材の分極性
電極材料とからなる傾斜材料を含む構造体を用いた。即
ち、電極体中において集電体側から分極性電極方向に向
けて活性炭の組成を増加させている。
するために、炭素材料の集電体材料と炭素素材の分極性
電極材料とからなる傾斜材料を含む構造体を用いた。即
ち、電極体中において集電体側から分極性電極方向に向
けて活性炭の組成を増加させている。
【０００７】また、その製造方法として一方の面から他
方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、分極性電極
材料を同様に０〜１００％含み両面の間で両方の材料組
成が段階的または連続的に変化する傾斜材料を含む構造
体を用いるか、または集電体と分極性電極の材料とを積
層させたものを用いる。
方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、分極性電極
材料を同様に０〜１００％含み両面の間で両方の材料組
成が段階的または連続的に変化する傾斜材料を含む構造
体を用いるか、または集電体と分極性電極の材料とを積
層させたものを用いる。
【０００８】
【作用】本発明は上記した構成により、電極体が集電体
と分極性電極の傾斜材料体であるので、前記電極体内で
前記集電体と前記分極性電極が連続しており、前記集電
体と前記分極性電極との間の接触抵抗が極めて小さくで
きる。よって、前記電極体を用いることにより電気二重
層キャパシタの内部抵抗を低減することができる。
と分極性電極の傾斜材料体であるので、前記電極体内で
前記集電体と前記分極性電極が連続しており、前記集電
体と前記分極性電極との間の接触抵抗が極めて小さくで
きる。よって、前記電極体を用いることにより電気二重
層キャパシタの内部抵抗を低減することができる。
【０００９】
【実施例】本発明の具体的な実施例を図面に従って以下
に説明する。
に説明する。
【００１０】（実施例１）集電体の材料として、黒鉛粉
末と非ノボラック、非レゾール型フェノール樹脂とを重
量比７：３で混合した粉末（以下これを集電体材料と呼
ぶ）を調製する。また分極性電極材料として、フェノー
ル樹脂系活性炭と非ノボラック、非レゾール型フェノー
ル樹脂とを重量比７：３で混合した粉末（以下これを分
極性電極材料と呼ぶ）を調製する。次に上記集電体材料
と上記分極性電極材料を重量比（ａ）１０：０，（ｂ）
８：２，（ｃ）６：４，（ｄ）４：６，（ｅ）２：８，
（ｆ）０：１０に調合し、これらをプレス金型内に所定
の厚さで（ａ）から（ｆ）まで順番に積層する。積層し
た集電体材料と分極性電極材料をプレス温度１２０−２
００℃、プレス圧１００−４００kg／cm2でプレス成形
する。このようにプレス成形して得られた成型体を不活
性雰囲気中６００−１０００℃で焼結して電極体を形成
した。
末と非ノボラック、非レゾール型フェノール樹脂とを重
量比７：３で混合した粉末（以下これを集電体材料と呼
ぶ）を調製する。また分極性電極材料として、フェノー
ル樹脂系活性炭と非ノボラック、非レゾール型フェノー
ル樹脂とを重量比７：３で混合した粉末（以下これを分
極性電極材料と呼ぶ）を調製する。次に上記集電体材料
と上記分極性電極材料を重量比（ａ）１０：０，（ｂ）
８：２，（ｃ）６：４，（ｄ）４：６，（ｅ）２：８，
（ｆ）０：１０に調合し、これらをプレス金型内に所定
の厚さで（ａ）から（ｆ）まで順番に積層する。積層し
た集電体材料と分極性電極材料をプレス温度１２０−２
００℃、プレス圧１００−４００kg／cm2でプレス成形
する。このようにプレス成形して得られた成型体を不活
性雰囲気中６００−１０００℃で焼結して電極体を形成
した。
【００１１】この電極体内では、前記集電体と前記分極
性電極が連続しており、前記集電体と前記分極性電極と
の間の接触抵抗が極めて小さい。
性電極が連続しており、前記集電体と前記分極性電極と
の間の接触抵抗が極めて小さい。
【００１２】この電極体に電解液として３０重量％の硫
酸を含浸し、セパレータとガスケットを用いて図１に示
す形状の電気二重層キャパシタを製造した。図１におい
て、１は電極体である。電極体中でセパレータ側は、活
性炭の量が多いため非常に比表面積が大きく、反対側
は、黒鉛の量が多いので非常に電気抵抗が低い。また２
はセパレータ、３はガスケットである。
酸を含浸し、セパレータとガスケットを用いて図１に示
す形状の電気二重層キャパシタを製造した。図１におい
て、１は電極体である。電極体中でセパレータ側は、活
性炭の量が多いため非常に比表面積が大きく、反対側
は、黒鉛の量が多いので非常に電気抵抗が低い。また２
はセパレータ、３はガスケットである。
【００１３】なお、集電体の材料として黒鉛粉末を用い
たが、焼結後に導電性を有する物質であればこれに限定
されるものではなく、非ノボラック、非レゾール型フェ
ノール樹脂についても、硬化温度以下で溶融する熱硬化
型のバインダであればこれに限定されるものではない。
たが、焼結後に導電性を有する物質であればこれに限定
されるものではなく、非ノボラック、非レゾール型フェ
ノール樹脂についても、硬化温度以下で溶融する熱硬化
型のバインダであればこれに限定されるものではない。
【００１４】なお、分極性電極の材料としてフェノール
樹脂系の活性炭を用いたが、活性炭であればこれに限定
されるものではなく、非ノボラック、非レゾール型フェ
ノール樹脂についても、硬化温度以下で溶融する熱硬化
型のバインダであればこれに限定されるものではない。
樹脂系の活性炭を用いたが、活性炭であればこれに限定
されるものではなく、非ノボラック、非レゾール型フェ
ノール樹脂についても、硬化温度以下で溶融する熱硬化
型のバインダであればこれに限定されるものではない。
【００１５】なお、電解液として３０重量％の硫酸を用
いたが、これに限定されるものではない。
いたが、これに限定されるものではない。
【００１６】なお、セパレータとしてポリプロピレンの
多孔膜を用いたが、非電子伝導性でイオン透過性であれ
ばこれに限定されるものではない。
多孔膜を用いたが、非電子伝導性でイオン透過性であれ
ばこれに限定されるものではない。
【００１７】本実施例による電気二重層キャパシタの内
部抵抗と従来例の電気二重層キャパシタの内部抵抗を
（表１）に比較して示す。従来例としては、図３に示す
構成で実施例１と同じ電解液と、セパレータを用いた。
部抵抗と従来例の電気二重層キャパシタの内部抵抗を
（表１）に比較して示す。従来例としては、図３に示す
構成で実施例１と同じ電解液と、セパレータを用いた。
【００１８】この（表１）から明らかなように、本実施
例によれば従来例に比較して内部抵抗を低減することが
できる。
例によれば従来例に比較して内部抵抗を低減することが
できる。
【００１９】
【表１】
【００２０】（実施例２）図２において複合電極材料体
４は、集電体部４ａと分極性電極部４ｂとによって構成
されている。集電体部の材料として黒鉛粉末と非ノボラ
ック、非レゾール型樹脂とを重量比７：３で混合した粉
末と、分極性電極部の材料としてフェノール樹脂系活性
炭と非ノボラック、非レゾール型フェノール樹脂とを重
量比７：３で混合した粉末を積層する。積層した集電体
部の材料と分極性電極部の材料とをプレス温度１２０〜
２００℃、プレス圧１００〜４００kg／cm2で同時にプ
レス成型する。プレス成型したものを不活性雰囲気中６
００〜１０００℃で焼結して複合材料電極体４を形成し
た。
４は、集電体部４ａと分極性電極部４ｂとによって構成
されている。集電体部の材料として黒鉛粉末と非ノボラ
ック、非レゾール型樹脂とを重量比７：３で混合した粉
末と、分極性電極部の材料としてフェノール樹脂系活性
炭と非ノボラック、非レゾール型フェノール樹脂とを重
量比７：３で混合した粉末を積層する。積層した集電体
部の材料と分極性電極部の材料とをプレス温度１２０〜
２００℃、プレス圧１００〜４００kg／cm2で同時にプ
レス成型する。プレス成型したものを不活性雰囲気中６
００〜１０００℃で焼結して複合材料電極体４を形成し
た。
【００２１】この複合材料電極体４に電解液として３０
重量の硫酸を含浸し、セパレータ５とガスケット６を用
いて電気二重層キャパシタを製造した。
重量の硫酸を含浸し、セパレータ５とガスケット６を用
いて電気二重層キャパシタを製造した。
【００２２】本実施例による電気二重層キャパシタの内
部抵抗と従来例の電気二重層キャパシタの内部抵抗を
（表２）に比較して示す。従来例としては、図３に示す
構成で実施例１と同じ電解液と、セパレータを用いた。
部抵抗と従来例の電気二重層キャパシタの内部抵抗を
（表２）に比較して示す。従来例としては、図３に示す
構成で実施例１と同じ電解液と、セパレータを用いた。
【００２３】この（表２）から明らかなように、本実施
例によれば従来例に比較して内部抵抗を低減することが
できる。
例によれば従来例に比較して内部抵抗を低減することが
できる。
【００２４】
【表２】
【００２５】なお、集電体部、分極性電極部、電解液、
セパレータ、ガスケット等は、実施例１と同じでありこ
れらに限定されるものではない。
セパレータ、ガスケット等は、実施例１と同じでありこ
れらに限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば集電体材料と分極性電極材料とからなる傾斜材
料を含む構造体を用い、また電極体中において集電体側
から分極性電極方向に向けて活性炭の組成を増加させる
ことにより前記電極体内で前記集電体と前記分極性電極
が連続しており、前記集電体と前記分極性電極との間の
接触抵抗が極めて小さくできる。よって、前記電極体を
用いることにより電気二重層キャパシタの内部抵抗を低
減することができる。
によれば集電体材料と分極性電極材料とからなる傾斜材
料を含む構造体を用い、また電極体中において集電体側
から分極性電極方向に向けて活性炭の組成を増加させる
ことにより前記電極体内で前記集電体と前記分極性電極
が連続しており、前記集電体と前記分極性電極との間の
接触抵抗が極めて小さくできる。よって、前記電極体を
用いることにより電気二重層キャパシタの内部抵抗を低
減することができる。
【００２７】また、その製造方法として一方の面から他
方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、分極性電極
材料を同様に０〜１００％含み両面の間で両方の材料組
成が段階的または連続的に変化する傾斜材料を含む構造
体を用いるか、または集電体と分極性電極の材料とを積
層させたものを用いることにより、上記構造を容易に効
率よく製造することができる。
方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、分極性電極
材料を同様に０〜１００％含み両面の間で両方の材料組
成が段階的または連続的に変化する傾斜材料を含む構造
体を用いるか、または集電体と分極性電極の材料とを積
層させたものを用いることにより、上記構造を容易に効
率よく製造することができる。
【図１】本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの内
部構成を示す縦断面図
部構成を示す縦断面図
【図２】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタの
内部構成を示す縦断面図
内部構成を示す縦断面図
【図３】従来の電気二重層キャパシタの内部構成を示す
縦断面図
縦断面図
１ 集電体材料と分極性電極材料からなる傾斜材料を含
む構造である電極体 ２ セパレータ ３ ガスケット ４ 複合材料電極体 ４ａ 集電体部 ４ｂ 分極性電極部 ５ セパレータ ６ ガスケット ７ 集電体 ８ 分極性電極 ９ セパレータ １０ ガスケット
む構造である電極体 ２ セパレータ ３ ガスケット ４ 複合材料電極体 ４ａ 集電体部 ４ｂ 分極性電極部 ５ セパレータ ６ ガスケット ７ 集電体 ８ 分極性電極 ９ セパレータ １０ ガスケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 誠治 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64−1220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−7606（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−226019（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201519（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−80517（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/058 H01G 9/016
Claims (4)
- 【請求項１】 導電性炭素材料と熱硬化性樹脂とからな
る集電体、活性炭と熱硬化性樹脂とからなる分極性電極
体、セパレータと、電解液から構成される電気二重層キ
ャパシタであって、前記電極体が前記集電体と前記分極
性電極それぞれの材料から構成される傾斜材料を含む構
造体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】 導電性炭素材料と熱硬化性樹脂バインダ
を炭化した材料とからなる集電体、活性炭と熱硬化性樹
脂バインダを炭化した材料とからなる分極性電極体、セ
パレータと、電解液から構成される電気二重層キャパシ
タであって、前記電極体が前記集電体と前記分極性電極
それぞれの材料から構成される傾斜材料を含む構造体で
あることを特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 一方の面から他方の面に向けて導電性炭
素材料と熱硬化性樹脂とからなる集電体材料を１００〜
０％、活性炭と熱硬化性樹脂とからなる分極性電極材料
を同様に０〜１００％含み両面の間で両方の材料組成が
段階的または連続的に変化する傾斜材料を含む構造体で
ある電極体が、一体成型され、焼結することにより製造
されることを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方
法。 - 【請求項４】 導電性炭素材料と熱硬化性樹脂とからな
る集電体と分極性電極の材料とを積層する工程と、前記
積層された集電体と、活性炭と熱硬化性樹脂とからなる
と分極性電極の材料を同時にプレス成形する工程と、前
記プレス成形された集電体と分極性電極の材料を焼結し
複合材料電極体を形成する工程と、前記複合材料電極体
に電解液を含浸する工程と、電解液を含浸した複合材料
電極体とセパレータとガスケットを用いて電気二重層キ
ャパシタを組み立てる工程とを有することを特徴とする
電気二重層キャパシタの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12706192A JP3097305B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
| US08/064,933 US5381303A (en) | 1992-05-20 | 1993-05-20 | Electric double layer capacitor and method for manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12706192A JP3097305B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326326A JPH05326326A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3097305B2 true JP3097305B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14950625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12706192A Expired - Fee Related JP3097305B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097305B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3705567B2 (ja) * | 1999-02-19 | 2005-10-12 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜の製造方法及び製造装置並びに薄膜及び薄膜積層体及び薄膜部品 |
| JP3436189B2 (ja) * | 1999-06-21 | 2003-08-11 | 日本電気株式会社 | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
| JP3941917B2 (ja) * | 2001-10-19 | 2007-07-11 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | 電気二重層コンデンサの製造方法及び電気二重層コンデンサ |
| US20070122698A1 (en) | 2004-04-02 | 2007-05-31 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same |
| US20050266298A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-12-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based electro-chemical device and methods of making same |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP12706192A patent/JP3097305B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326326A (ja) | 1993-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |