JP3099339B2 - 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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- JP3099339B2 JP3099339B2 JP8022490A JP8022490A JP3099339B2 JP 3099339 B2 JP3099339 B2 JP 3099339B2 JP 8022490 A JP8022490 A JP 8022490A JP 8022490 A JP8022490 A JP 8022490A JP 3099339 B2 JP3099339 B2 JP 3099339B2
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- polarizable electrode
- carbon
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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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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
本発明は、分極性電極の比表面積を下げることなく内
部抵抗を小にした電気二重層コンデンサに関するもので
ある。
部抵抗を小にした電気二重層コンデンサに関するもので
ある。
電気二重層コンデンサは、小型ながら大容量を有する
コンデンサとして知られ、電源故障時のバックアップ用
などに用いられている。 第２図に、そのような従来の電気二重層コンデンサの
構成を示す。第２図において、１は集電体、２は分極性
電極、３はセパレータ、４はガスケットである。 集電体１としては導電性ゴムが用いられ、ガスケット
４としては絶縁性ゴムが用いられる。まず、集電体１と
ガスケット４とを加硫接着等により接着して出来た中央
凹部に分極性電極２を充填したものを、２組つくる。次
に、それらをセパレータ３を境にして分極性電極２が対
向するよう配置して、ガスケット４の部分でセパレータ
３の縁部を挟みつつ接着する。 セパレータ３としては、イオンは透過するが電子伝導
は阻止する性質を有する多孔性フィルム（例、プラスチ
ックフィルム）を用いる。また、ガスケット４は、分極
性電極２を外部から絶縁するための作用をはたす。 分極性電極２としては、活性炭粉末と電解液（例、希
釈酸）とを混合してペースト状としたものを用いる場合
が多い。しかしながら、活性炭の比抵抗は比較的大き
く、これが電気二重層コンデンサの内部抵抗を大きくす
る一因となっている。 そこで、内部抵抗を出来るだけ小さい電気二量層コン
デンサを得たい場合には、分極性電極２の材料として比
抵抗が小であるところの金属粉を含めることが提案され
ている。 例えば、分極性電極２の材料として金属粉だけを用い
るとか、活性炭粉末もしくは繊維炭素粉砕物に金属粉を
混合したものとか、或いはその焼結体を用いるとかする
ものである。 そのような技術に関する文献としては、例えば、特開
昭60−161611号公報，特開昭60−196923号公報，特開昭
61−36920号公報，特開昭63−186414号公報などがあ
る。
コンデンサとして知られ、電源故障時のバックアップ用
などに用いられている。 第２図に、そのような従来の電気二重層コンデンサの
構成を示す。第２図において、１は集電体、２は分極性
電極、３はセパレータ、４はガスケットである。 集電体１としては導電性ゴムが用いられ、ガスケット
４としては絶縁性ゴムが用いられる。まず、集電体１と
ガスケット４とを加硫接着等により接着して出来た中央
凹部に分極性電極２を充填したものを、２組つくる。次
に、それらをセパレータ３を境にして分極性電極２が対
向するよう配置して、ガスケット４の部分でセパレータ
３の縁部を挟みつつ接着する。 セパレータ３としては、イオンは透過するが電子伝導
は阻止する性質を有する多孔性フィルム（例、プラスチ
ックフィルム）を用いる。また、ガスケット４は、分極
性電極２を外部から絶縁するための作用をはたす。 分極性電極２としては、活性炭粉末と電解液（例、希
釈酸）とを混合してペースト状としたものを用いる場合
が多い。しかしながら、活性炭の比抵抗は比較的大き
く、これが電気二重層コンデンサの内部抵抗を大きくす
る一因となっている。 そこで、内部抵抗を出来るだけ小さい電気二量層コン
デンサを得たい場合には、分極性電極２の材料として比
抵抗が小であるところの金属粉を含めることが提案され
ている。 例えば、分極性電極２の材料として金属粉だけを用い
るとか、活性炭粉末もしくは繊維炭素粉砕物に金属粉を
混合したものとか、或いはその焼結体を用いるとかする
ものである。 そのような技術に関する文献としては、例えば、特開
昭60−161611号公報，特開昭60−196923号公報，特開昭
61−36920号公報，特開昭63−186414号公報などがあ
る。
（問題点） しかしながら、金属粉を含んだものを分極性電極の材
料とした場合、電気二重層コンデンサの内部抵抗は確か
に下がるものの、容量の方は小さくなってしまうという
問題点があった。 （問題点を説明） 周知のように活性炭粉末の１個１個は、無数の孔を有
しており、そのために比表面積は極めて大きい。電気二
重層コンデンサでは、分極性電極２に使用する材料の表
面積が大であればあるほど、容量が大となる。そのた
め、活性炭粉末を分極性電極の材料として用いた場合に
は、容量が大となる。 しかしながら、個々の金属粉は活性炭粉末とは異な
り、第３図に示すように孔は有していない。従って、金
属粉を分極性電極２の材料中に含めた場合には、容量が
小となってしまう。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題
とするものである。
料とした場合、電気二重層コンデンサの内部抵抗は確か
に下がるものの、容量の方は小さくなってしまうという
問題点があった。 （問題点を説明） 周知のように活性炭粉末の１個１個は、無数の孔を有
しており、そのために比表面積は極めて大きい。電気二
重層コンデンサでは、分極性電極２に使用する材料の表
面積が大であればあるほど、容量が大となる。そのた
め、活性炭粉末を分極性電極の材料として用いた場合に
は、容量が大となる。 しかしながら、個々の金属粉は活性炭粉末とは異な
り、第３図に示すように孔は有していない。従って、金
属粉を分極性電極２の材料中に含めた場合には、容量が
小となってしまう。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題
とするものである。
前記課題を解決するため、本発明の電気二重層コンデ
ンサでは、分極性電極の材料に無数の空孔を有する金属
粉を含めることとした。
ンサでは、分極性電極の材料に無数の空孔を有する金属
粉を含めることとした。
無数の空孔を有する金属粉を分極性電極の材料に含め
ると、そのような金属粉の表面積は大きいので、電気二
重層コンデンサの容量を低下させることなく、内部抵抗
をを小にすることができる。
ると、そのような金属粉の表面積は大きいので、電気二
重層コンデンサの容量を低下させることなく、内部抵抗
をを小にすることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は、本発明の電気二重層コンデンサの分極性電
極に使用する金属粉を示す図である。５は金属粉、６は
炭素、７は空孔である。 本発明では、内部抵抗を小にするために分極性電極２
の材料を金属粉を含んだものとはするが、その金属粉と
しては、特別の処理を施したものを用いる。特別の処理
とは、個々の金属粉に無数の空孔を設けて、表面積を大
にする処理である。 この処理は、まず第１の処理によって第１図（イ）の
金属粉５を製造し、ついで第２の処理によって第１図
（ロ）の金属粉５を製造することによって完了する。 以下、それらの処理について説明する。 （１）第１の処理…第１図（イ） この処理は、個々の金属粉５の中に炭素６を強制的に
含有させる処理である。金属粉５に炭素６を含有させる
方法の具体例を、次に示す。 第４図は、金属粉に炭素を含有させる第１の方法を示
す図である。これは、急冷凝固法と呼ばれる方法を応用
したものである。第４図において、８は容器、９はノズ
ル、10は混合体、11は接触部、12は金属板、13は回転軸
である。 混合体10は、溶融金属と炭素とを混合したものであ
る。これを回転している金属板12に向かって、ノズル９
より噴射する。噴射された混合体10は、金属板12と接触
するが（その部分が接触部11）、金属板12の温度が低い
ので、この時急冷されることになる。冷却速度は、例え
ば、10-4℃/sec以上である。これにより、第１図（イ）
に示すような、炭素６が含有された金属粉５が出来上が
る。 金属粉５としては、例えば、銅，アルミニウム，タン
タル，鉛，ニオブ，タングステン，モリブデン等を用い
ることが出来る。また、回転する金属板12には、銅等が
用いられる。 第５図は、金属粉に炭素を含有させる第２の方法を示
す図である。これはメカニカルアロイングと呼ばれる方
法を用いたものである。第５図において、14はボールミ
ル、15は鋼球である。ボールミル14では、その中に入れ
られた異種の金属または非金属は、回転により衝突する
鋼球15と鋼球15との衝突力により、擬似合金化される。 従って、ボールミル14に金属粉５と炭素６を入れた場
合、それらが擬似合金化されたもの、つまり、第１図
（イ）のように、炭素６が含有された金属粉５が出来上
がる。 （２）第２の処理…第１図（ロ） 炭素６を含有している金属粉５に対して、脱炭処理を
施す。すると、炭素６が存在していた部分は空孔７とな
る。そのため、１つの金属粉５の表面積は大となる。 脱炭処理の例としては、例えば、水素雰囲気中で加熱
保持する等の処理がある。 以上のような処理を施された金属粉は、従来の金属粉
とは異なり、無数の空孔を有するものとなっているの
で、これを分極性電極２の材料に含めれば（例えば、こ
の金属粉だけを用いるとか、この金属粉と活性炭粉末と
の混合物または焼結体を用いるとかする）、内部抵抗を
小にするのに寄与しつつも、容量を低下させることがな
い。
る。 第１図は、本発明の電気二重層コンデンサの分極性電
極に使用する金属粉を示す図である。５は金属粉、６は
炭素、７は空孔である。 本発明では、内部抵抗を小にするために分極性電極２
の材料を金属粉を含んだものとはするが、その金属粉と
しては、特別の処理を施したものを用いる。特別の処理
とは、個々の金属粉に無数の空孔を設けて、表面積を大
にする処理である。 この処理は、まず第１の処理によって第１図（イ）の
金属粉５を製造し、ついで第２の処理によって第１図
（ロ）の金属粉５を製造することによって完了する。 以下、それらの処理について説明する。 （１）第１の処理…第１図（イ） この処理は、個々の金属粉５の中に炭素６を強制的に
含有させる処理である。金属粉５に炭素６を含有させる
方法の具体例を、次に示す。 第４図は、金属粉に炭素を含有させる第１の方法を示
す図である。これは、急冷凝固法と呼ばれる方法を応用
したものである。第４図において、８は容器、９はノズ
ル、10は混合体、11は接触部、12は金属板、13は回転軸
である。 混合体10は、溶融金属と炭素とを混合したものであ
る。これを回転している金属板12に向かって、ノズル９
より噴射する。噴射された混合体10は、金属板12と接触
するが（その部分が接触部11）、金属板12の温度が低い
ので、この時急冷されることになる。冷却速度は、例え
ば、10-4℃/sec以上である。これにより、第１図（イ）
に示すような、炭素６が含有された金属粉５が出来上が
る。 金属粉５としては、例えば、銅，アルミニウム，タン
タル，鉛，ニオブ，タングステン，モリブデン等を用い
ることが出来る。また、回転する金属板12には、銅等が
用いられる。 第５図は、金属粉に炭素を含有させる第２の方法を示
す図である。これはメカニカルアロイングと呼ばれる方
法を用いたものである。第５図において、14はボールミ
ル、15は鋼球である。ボールミル14では、その中に入れ
られた異種の金属または非金属は、回転により衝突する
鋼球15と鋼球15との衝突力により、擬似合金化される。 従って、ボールミル14に金属粉５と炭素６を入れた場
合、それらが擬似合金化されたもの、つまり、第１図
（イ）のように、炭素６が含有された金属粉５が出来上
がる。 （２）第２の処理…第１図（ロ） 炭素６を含有している金属粉５に対して、脱炭処理を
施す。すると、炭素６が存在していた部分は空孔７とな
る。そのため、１つの金属粉５の表面積は大となる。 脱炭処理の例としては、例えば、水素雰囲気中で加熱
保持する等の処理がある。 以上のような処理を施された金属粉は、従来の金属粉
とは異なり、無数の空孔を有するものとなっているの
で、これを分極性電極２の材料に含めれば（例えば、こ
の金属粉だけを用いるとか、この金属粉と活性炭粉末と
の混合物または焼結体を用いるとかする）、内部抵抗を
小にするのに寄与しつつも、容量を低下させることがな
い。
以上述べた如く、本発明の電気二重層コンデンサによ
れば、無数の空孔を有する金属粉を分極性電極の材料に
含める。そのような金属粉の表面積は大きいので、電気
二重層コンデンサの容量を低下させることなく、内部抵
抗を小にすることができる。
れば、無数の空孔を有する金属粉を分極性電極の材料に
含める。そのような金属粉の表面積は大きいので、電気
二重層コンデンサの容量を低下させることなく、内部抵
抗を小にすることができる。
第１図…本発明の電気二重層コンデンサの分極性電極に
使用する金属粉を示す図 第２図…電気二重層コンデンサの構成を示す図 第３図…金属粉を示す図 第４図…金属粉に炭素を含有させる第１の方法を示す図 第５図…金属粉に炭素を含有させる第２の方法を示す図 図において、１は集電体、２は分極性電極、３はセパレ
ータ、４はガスケット、５は金属粉、６は炭素、７は空
孔、８は容器、９はノズル、10は混合体、11は接触部、
12は金属板、13は回転軸、14はボールミル、15は鋼球で
ある。
使用する金属粉を示す図 第２図…電気二重層コンデンサの構成を示す図 第３図…金属粉を示す図 第４図…金属粉に炭素を含有させる第１の方法を示す図 第５図…金属粉に炭素を含有させる第２の方法を示す図 図において、１は集電体、２は分極性電極、３はセパレ
ータ、４はガスケット、５は金属粉、６は炭素、７は空
孔、８は容器、９はノズル、10は混合体、11は接触部、
12は金属板、13は回転軸、14はボールミル、15は鋼球で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 彰夫 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動 車株式会社藤沢工場内 (72)発明者 小泉 均 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動 車株式会社藤沢工場内 (72)発明者 西本 睦男 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動 車株式会社藤沢工場内 (72)発明者 八木 三哉 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１ 号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 仁井田 頼明 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞエン ジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−54722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−203618（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/058
Claims (1)
- 【請求項１】分極性電極の材料に無数の空孔を有する金
属粉を含めたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022490A JP3099339B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8022490A JP3099339B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280415A JPH03280415A (ja) | 1991-12-11 |
| JP3099339B2 true JP3099339B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=13712393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8022490A Expired - Fee Related JP3099339B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099339B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2001216514A1 (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Kanebo Limited | Electrode material and capacitor |
| WO2005013299A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-02-10 | Eamex Corporation | キャパシタ及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP8022490A patent/JP3099339B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03280415A (ja) | 1991-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |