JP3132181B2 - 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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭を分極性電極と
して用いる電気二重層コンデンサに関するものである。
して用いる電気二重層コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電気二重層コンデンサ
は、図２に示すような構造となっていた。すなわち、活
性炭とカーボンブラックからなる一対の分極性電極１
ａ，１ｂと、この一対の分極性電極１ａ，１ｂの間に介
在されたセパレータ２と、前記一対の分極性電極１ａ，
１ｂとセパレータ２に含浸された電解液とを有し、そし
て前記一対の分極性電極１ａ，１ｂと皿状の金属ケース
３および金属蓋４との間に導電層５ａ，５ｂを設け、前
記皿状の金属ケース３の開口部をガスケット６を介して
金属蓋４で密封することにより構成していた。また前記
導電層５ａ，５ｂの導電材料としては、同一粒径のカー
ボンブラックが用いられていた。
は、図２に示すような構造となっていた。すなわち、活
性炭とカーボンブラックからなる一対の分極性電極１
ａ，１ｂと、この一対の分極性電極１ａ，１ｂの間に介
在されたセパレータ２と、前記一対の分極性電極１ａ，
１ｂとセパレータ２に含浸された電解液とを有し、そし
て前記一対の分極性電極１ａ，１ｂと皿状の金属ケース
３および金属蓋４との間に導電層５ａ，５ｂを設け、前
記皿状の金属ケース３の開口部をガスケット６を介して
金属蓋４で密封することにより構成していた。また前記
導電層５ａ，５ｂの導電材料としては、同一粒径のカー
ボンブラックが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電気二重層コンデンサにおいて、導電層５ａ，
５ｂとして、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭や
カーボンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径のカ
ーボンブラックを用いた場合は、一対の分極性電極１
ａ，１ｂ中の活性炭やカーボンブラックと導電層５ａ，
５ｂ中のカーボンブラックとの接触点数が少なく、一
方、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭やカーボン
ブラックの粒径より小さい粒径のカーボンブラックを用
いた場合は、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭や
カーボンブラックと導電層５ａ，５ｂ中のカーボンブラ
ックとのアンカー効果が弱く、接合力が低下していた。
この接合力の低下および前記接触点数の少なさは、抵抗
を大きくすることになって、電気二重層コンデンサの特
性を劣化させる原因となっていた。
た従来の電気二重層コンデンサにおいて、導電層５ａ，
５ｂとして、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭や
カーボンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径のカ
ーボンブラックを用いた場合は、一対の分極性電極１
ａ，１ｂ中の活性炭やカーボンブラックと導電層５ａ，
５ｂ中のカーボンブラックとの接触点数が少なく、一
方、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭やカーボン
ブラックの粒径より小さい粒径のカーボンブラックを用
いた場合は、一対の分極性電極１ａ，１ｂ中の活性炭や
カーボンブラックと導電層５ａ，５ｂ中のカーボンブラ
ックとのアンカー効果が弱く、接合力が低下していた。
この接合力の低下および前記接触点数の少なさは、抵抗
を大きくすることになって、電気二重層コンデンサの特
性を劣化させる原因となっていた。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るもので、分極性電極と炭素系導電層との接合力が劣化
することはなく、相互の粒子間の接触点数が増大して、
抵抗を低減させることが可能となり、電気化学的にも安
定な電気二重層コンデンサを提供することを目的とする
ものである。
るもので、分極性電極と炭素系導電層との接合力が劣化
することはなく、相互の粒子間の接触点数が増大して、
抵抗を低減させることが可能となり、電気化学的にも安
定な電気二重層コンデンサを提供することを目的とする
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気二重層コンデンサは、一対の分極性電極
の間に介在されたセパレータと、前記一対の分極性電極
とセパレータに含浸された電解液と、前記一対の電極性
電極と集電体との間に設けられる炭素系導電層とを有
し、前記炭素系導電層を、一対の分極性電極中の活性炭
やカーボンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径の
導電材料と、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒径より小さい粒径の導電材料を用いて構成し
たものである。
に本発明の電気二重層コンデンサは、一対の分極性電極
の間に介在されたセパレータと、前記一対の分極性電極
とセパレータに含浸された電解液と、前記一対の電極性
電極と集電体との間に設けられる炭素系導電層とを有
し、前記炭素系導電層を、一対の分極性電極中の活性炭
やカーボンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径の
導電材料と、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒径より小さい粒径の導電材料を用いて構成し
たものである。
【０００６】
【作用】上記構成によれば、一対の分極性電極と集電体
との間に設けられる炭素系導電層を、一対の分極性電極
中の活性炭やカーボンブラックの粒径と同じもしくは大
きい粒径の導電材料と、一対の分極性電極中の活性炭や
カーボンブラックの粒径より小さい粒径の導電材料を用
いて構成しているため、一対の分極性電極中の活性炭や
カーボンブラックの粒子間には炭素系導電層中における
一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの粒径
と同じもしくは大きい粒径の導電材料がくい込むことに
なり、これにより、強力なアンカー効果が得られて両者
の接合力が向上するとともに、小さい粒径の導電材料も
一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの粒子
間に接触するため、相互の粒子間の接触点数も増大して
抵抗を低減させることができ、集電性も良好となる。こ
のように、一対の分極性電極との接合力が劣化すること
もなく、抵抗を低減させることができ、かつ抵抗の経時
変化も小さくすることが可能となるため、電気化学的に
も安定な電気二重層コンデンサが得られるものである。
との間に設けられる炭素系導電層を、一対の分極性電極
中の活性炭やカーボンブラックの粒径と同じもしくは大
きい粒径の導電材料と、一対の分極性電極中の活性炭や
カーボンブラックの粒径より小さい粒径の導電材料を用
いて構成しているため、一対の分極性電極中の活性炭や
カーボンブラックの粒子間には炭素系導電層中における
一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの粒径
と同じもしくは大きい粒径の導電材料がくい込むことに
なり、これにより、強力なアンカー効果が得られて両者
の接合力が向上するとともに、小さい粒径の導電材料も
一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの粒子
間に接触するため、相互の粒子間の接触点数も増大して
抵抗を低減させることができ、集電性も良好となる。こ
のように、一対の分極性電極との接合力が劣化すること
もなく、抵抗を低減させることができ、かつ抵抗の経時
変化も小さくすることが可能となるため、電気化学的に
も安定な電気二重層コンデンサが得られるものである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１において、１１ａ，１１ｂは活性炭とカー
ボンブラックからなる直径５．０mm、厚さ１．０mmの円
筒状の分極性電極で、この一対の分極性電極１１ａ，１
１ｂの間にはセパレータ１２を介在させている。また前
記一対の分極性電極１１ａ，１１ｂとセパレータ１２に
は１０ｗｔ％の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電解液
を含浸させている。また前記一対の分極性電極１１ａ，
１１ｂは集電体である皿状の金属ケース１３に収納して
おり、そしてこの皿状の金属ケース１３の開口部はガス
ケット１４を介して集電体である金属蓋１５により密封
されている。そしてまた前記分極性電極１１ａと皿状の
金属ケース１３との間および分極性電極１１ｂと金属蓋
１５との間には炭素系導電層１６ａ，１６ｂを設けてい
る。
明する。図１において、１１ａ，１１ｂは活性炭とカー
ボンブラックからなる直径５．０mm、厚さ１．０mmの円
筒状の分極性電極で、この一対の分極性電極１１ａ，１
１ｂの間にはセパレータ１２を介在させている。また前
記一対の分極性電極１１ａ，１１ｂとセパレータ１２に
は１０ｗｔ％の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電解液
を含浸させている。また前記一対の分極性電極１１ａ，
１１ｂは集電体である皿状の金属ケース１３に収納して
おり、そしてこの皿状の金属ケース１３の開口部はガス
ケット１４を介して集電体である金属蓋１５により密封
されている。そしてまた前記分極性電極１１ａと皿状の
金属ケース１３との間および分極性電極１１ｂと金属蓋
１５との間には炭素系導電層１６ａ，１６ｂを設けてい
る。
【０００８】（表１）は、電気二重層コンデンサの炭素
系導電層における導電材料の粒径を異ならせた本発明の
実施例と従来例１，２を示したもので、本発明の実施例
は、導電材料として一対の分極性電極１１ａ，１１ｂ中
の活性炭やカーボンブラックの粒径より小さい粒径２μ
ｍのカーボンブラックと一対の分極性電極１１ａ，１１
ｂ中の活性炭やカーボンブラックの粒径より大きい粒径
８μｍのカーボンブラックをそれぞれ５〜７５ｗｔ％用
い、そしてバインダーとしてアクリル酸樹脂−スチレン
共重合体を２０〜８０ｗｔ％用いて構成した炭素系導電
層１６ａ，１６ｂの上に電解液を含浸させた一対の分極
性電極をそれぞれ設置したものであり、一方従来例は、
導電材料として粒径２μｍのカーボンブラックを２０〜
８０ｗｔ％用いたもの（従来例１）、粒径８μｍのカー
ボンブラックを２０〜８０ｗｔ％用いたもの（従来例
２）、そしてバインダーとしてアクリル系樹脂を２０〜
８０ｗｔ％用いて構成した炭素系導電層の上に電解液を
含浸させた一対の分極性電極をそれぞれ設置したもので
あり、これらについて、初期特性（インピーダンス、容
量）と高温負荷試験後（７０℃、１０００時間後）のイ
ンピーダンスと容量変化率を測定した結果を示したもの
である。
系導電層における導電材料の粒径を異ならせた本発明の
実施例と従来例１，２を示したもので、本発明の実施例
は、導電材料として一対の分極性電極１１ａ，１１ｂ中
の活性炭やカーボンブラックの粒径より小さい粒径２μ
ｍのカーボンブラックと一対の分極性電極１１ａ，１１
ｂ中の活性炭やカーボンブラックの粒径より大きい粒径
８μｍのカーボンブラックをそれぞれ５〜７５ｗｔ％用
い、そしてバインダーとしてアクリル酸樹脂−スチレン
共重合体を２０〜８０ｗｔ％用いて構成した炭素系導電
層１６ａ，１６ｂの上に電解液を含浸させた一対の分極
性電極をそれぞれ設置したものであり、一方従来例は、
導電材料として粒径２μｍのカーボンブラックを２０〜
８０ｗｔ％用いたもの（従来例１）、粒径８μｍのカー
ボンブラックを２０〜８０ｗｔ％用いたもの（従来例
２）、そしてバインダーとしてアクリル系樹脂を２０〜
８０ｗｔ％用いて構成した炭素系導電層の上に電解液を
含浸させた一対の分極性電極をそれぞれ設置したもので
あり、これらについて、初期特性（インピーダンス、容
量）と高温負荷試験後（７０℃、１０００時間後）のイ
ンピーダンスと容量変化率を測定した結果を示したもの
である。
【０００９】
【表１】
【００１０】この（表１）から明らかなように、本発明
の実施例は、従来例１，２に比べて、初期特性のインピ
ーダンスを小さくすることができるとともに、７０℃の
高温負荷試験後のインピーダンスと容量変化率において
も、従来例１，２に比べて格段に小さなものとなり、そ
の結果、高温下で使用しても電気化学的に安定な電気二
重層コンデンサとして使用できるものである。
の実施例は、従来例１，２に比べて、初期特性のインピ
ーダンスを小さくすることができるとともに、７０℃の
高温負荷試験後のインピーダンスと容量変化率において
も、従来例１，２に比べて格段に小さなものとなり、そ
の結果、高温下で使用しても電気化学的に安定な電気二
重層コンデンサとして使用できるものである。
【００１１】なお、上記実施例においては、炭素系導電
層１６ａ，１６ｂにおける導電材料として、一対の分極
性電極１１ａ，１１ｂ中の活性炭やカーボンブラックの
粒径より大きい粒径のカーボンブラックを用いたものに
ついて説明したが、これの代わりに、一対の分極性電極
１１ａ，１１ｂ中の活性炭やカーボンブラックの粒径と
同じ粒径のカーボンブラックを用いても、上記実施例と
同様の作用効果を有するものである。
層１６ａ，１６ｂにおける導電材料として、一対の分極
性電極１１ａ，１１ｂ中の活性炭やカーボンブラックの
粒径より大きい粒径のカーボンブラックを用いたものに
ついて説明したが、これの代わりに、一対の分極性電極
１１ａ，１１ｂ中の活性炭やカーボンブラックの粒径と
同じ粒径のカーボンブラックを用いても、上記実施例と
同様の作用効果を有するものである。
【００１２】また、上記実施例においては、炭素系導電
層１６ａ，１６ｂにおける導電材料として、カーボンブ
ラックを用いたものについて説明したが、これに限定さ
れるものではなく、黒鉛を用いてもよく、また、黒鉛と
カーボンブラックを組み合わせたものを用いても、上記
実施例と同様の作用効果を有するものである。
層１６ａ，１６ｂにおける導電材料として、カーボンブ
ラックを用いたものについて説明したが、これに限定さ
れるものではなく、黒鉛を用いてもよく、また、黒鉛と
カーボンブラックを組み合わせたものを用いても、上記
実施例と同様の作用効果を有するものである。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明の電気二重層コンデ
ンサは、一対の分極性電極と集電体との間に設けられる
炭素系導電層を、一対の分極性電極中の活性炭やカーボ
ンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径の導電材料
と、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの
粒径より小さい粒径の導電材料を用いて構成していたも
ので、粒径の大きい導電材料と粒径の小さい導電材料の
存在により、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒子間には炭素系導電層中の粒径の大きい導電
材料がくい込むことになるため、強力なアンカー効果が
得られて両者の接合力が向上するとともに、粒径の小さ
い導電材料も一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒子間に接触するため、相互の粒子間の接触点
数も増大して抵抗を低減させることができ、集電性も良
好となる。このように、一対の分極性電極との接合力が
劣化することもなく、抵抗を低減させることができ、か
つ抵抗の経時変化も小さくすることが可能となるため、
電気化学的にも安定したものが得られ、実用上極めて有
利なものである。
ンサは、一対の分極性電極と集電体との間に設けられる
炭素系導電層を、一対の分極性電極中の活性炭やカーボ
ンブラックの粒径と同じもしくは大きい粒径の導電材料
と、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの
粒径より小さい粒径の導電材料を用いて構成していたも
ので、粒径の大きい導電材料と粒径の小さい導電材料の
存在により、一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒子間には炭素系導電層中の粒径の大きい導電
材料がくい込むことになるため、強力なアンカー効果が
得られて両者の接合力が向上するとともに、粒径の小さ
い導電材料も一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブ
ラックの粒子間に接触するため、相互の粒子間の接触点
数も増大して抵抗を低減させることができ、集電性も良
好となる。このように、一対の分極性電極との接合力が
劣化することもなく、抵抗を低減させることができ、か
つ抵抗の経時変化も小さくすることが可能となるため、
電気化学的にも安定したものが得られ、実用上極めて有
利なものである。
【図１】本発明の一実施例を示す電気二重層コンデンサ
の断面図
の断面図
【図２】従来の電気二重層コンデンサを示す断面図
１１ａ，１１ｂ 一対の分極性電極 １２ セパレータ １３ 皿状の金属ケース（集電体） １４ ガスケット １５ 金属蓋（集電体） １６ａ，１６ｂ 炭素系導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−232309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−67920（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/016
Claims (2)
- 【請求項１】一対の分極性電極の間に介在されたセパレ
ータと、前記一対の分極性電極とセパレータに含浸され
た電解液と、前記一対の分極性電極と集電体との間に設
けられる炭素系導電層とを有し、前記炭素系導電層を、
一対の分極性電極中の活性炭やカーボンブラックの粒径
と同じもしくは大きい粒径の導電材料と、一対の分極性
電極中の活性炭やカーボンブラックの粒径より小さい粒
径の導電材料を用いて構成した電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】導電材料は、黒鉛およびカーボンブラック
のいずれか一方、もしくは両方からなる請求項１記載の
電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23089392A JP3132181B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23089392A JP3132181B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684699A JPH0684699A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3132181B2 true JP3132181B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=16914956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23089392A Expired - Fee Related JP3132181B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132181B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4352349B2 (ja) * | 2008-01-23 | 2009-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | 電極および電極製造方法 |
| JP5647447B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2014-12-24 | ダイニック株式会社 | 電気化学素子用電極およびその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23089392A patent/JP3132181B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0684699A (ja) | 1994-03-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |