JP3151941B2 - Electric double layer capacitor - Google Patents

Electric double layer capacitor

Info

Publication number
JP3151941B2
JP3151941B2 JP16884892A JP16884892A JP3151941B2 JP 3151941 B2 JP3151941 B2 JP 3151941B2 JP 16884892 A JP16884892 A JP 16884892A JP 16884892 A JP16884892 A JP 16884892A JP 3151941 B2 JP3151941 B2 JP 3151941B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
electric double
layer
double layer
aluminum layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16884892A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0613266A (en
Inventor
淑子 橋本
浩二 森山
猛志 福政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP16884892A priority Critical patent/JP3151941B2/en
Publication of JPH0613266A publication Critical patent/JPH0613266A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3151941B2 publication Critical patent/JP3151941B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an electric double layer capacitor excellent in long term reliability wherein stable characteristics can be continuously obtained for a long time without decreasing the applied voltage under a high temperature condition. CONSTITUTION:The capacitor is provided with the following; a sheath case 16 composed of an anode member 14 constituted of stainless having a clad- bonded aluminum layer 13 and a cathode member 15 constituted of stainless, a pair of polarizable electrodes 11a, 11b arranged in the sheath case 16 so as to be in contact with the aluminum layer 13, and a separator 12 which is interposed between a pair of the polarizable electrodes 11a, 11b and impregnated with electrolyte. A layer containing phosphorus elements is formed on the surface or in the inside of the aluminum layer 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器にメモリ
ーバックアップ用等として用いられる電気二重層コンデ
ンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor used as a memory backup for various electronic devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来におけるこの種の電気二重層コンデ
ンサは、図4に示すように、活性炭粒子をプレス成型し
たり適当なバインダーと練合したものを集電体金属上に
塗布したり、活性炭繊維上のアルミニウムの溶射層を形
成して分極性電極1a,1bを構成し、この分極性電極
1a,1bを内面にクラッド接合したアルミニウム層2
をもつステンレス製の金属ケース3が陽極となるように
収納し、そして分極性電極1a,1bの間にセパレータ
4を介在させるとともに、有機電解液を含浸させ、その
後、金属ケース3の開口周縁部をガスケット5を介して
金属蓋6で密封することにより構成していた。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a conventional electric double layer capacitor of this type is formed by press-forming activated carbon particles or kneading an activated carbon particle with a suitable binder on a current collector metal. A sprayed layer of aluminum on fibers is formed to form polarizable electrodes 1a and 1b, and an aluminum layer 2 in which the polarizable electrodes 1a and 1b are clad bonded to the inner surface.
The metal case 3 is housed so as to serve as an anode, and the separator 4 is interposed between the polarizable electrodes 1a and 1b and impregnated with an organic electrolytic solution. Is sealed with a metal lid 6 via a gasket 5.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、エレクトロニク
ス業界、特に、産業機器分野においては、高温、長寿命
が望まれている。ここで、上記した従来の構成では、7
0℃の環境温度下で、単セル当りに2.8Vを印加して
2000時間連続使用できるものが、85℃の高温条件
下で、2.8Vを印加すると、短時間で特性劣化を生じ
る。これは、陽極側で酸化皮膜生成と金属溶解の協奏反
応が生じ、また陰極側で溶媒分解反応が生じているため
である。特に陽極側での金属溶解反応は特性劣化の大き
な原因となっていた。このため、85℃の高温条件下で
従来品を使用するためには、単セル当りの印加電圧を
1.8Vまで下げないと、2000時間連続して安定し
た特性を得ることができないという問題点があった。
In recent years, in the electronics industry, particularly in the field of industrial equipment, high temperature and long life are desired. Here, in the above-described conventional configuration, 7
A device that can be used continuously for 2,000 hours by applying 2.8 V per unit cell at an environmental temperature of 0 ° C., when 2.8 V is applied under a high temperature condition of 85 ° C., characteristic degradation occurs in a short time. This is because a concerted reaction between oxide film formation and metal dissolution occurs on the anode side, and a solvent decomposition reaction occurs on the cathode side. In particular, the metal dissolution reaction on the anode side was a major cause of characteristic deterioration. Therefore, in order to use the conventional product under a high temperature condition of 85 ° C., unless the applied voltage per cell is reduced to 1.8 V, stable characteristics cannot be obtained continuously for 2,000 hours. was there.

【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高温条件下でも印加電圧を下げることなく、長時間
連続して安定した特性を得ることができる長期信頼性に
優れた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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides an electric double layer excellent in long-term reliability that can obtain stable characteristics continuously for a long time without lowering the applied voltage even under high temperature conditions. It is an object to provide a capacitor.

【0005】[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、アルミニウムも
しくはクラッド接合したアルミニウム層をもつステンレ
スにより構成された陽極部材とステンレスにより構成さ
れた陰極部材とよりなる外装ケースと、この外装ケース
内に前記アルミニウムもしくはアルミニウム層に一方が
接するように装備される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、この電解液を含浸させた
セパレータとを備え、前記陽極部材を構成するアルミニ
ウムもしくはステンレスにクラッド接合したアルミニウ
ム層の表面または内部に燐の元素を含む層を設けたもの
である。
In order to achieve the above object, an electric double layer capacitor according to the present invention comprises an anode member made of stainless steel having an aluminum layer or an aluminum layer clad and bonded to a cathode member made of stainless steel. And a pair of polarizable electrodes provided in the outer case such that one of them is in contact with the aluminum or the aluminum layer, and is interposed between the pair of polarizable electrodes and impregnated with the electrolytic solution. And a layer containing a phosphorus element provided on the surface or inside of an aluminum layer clad with aluminum or stainless steel constituting the anode member.

【0006】[0006]

【作用】上記構成によれば、陽極部材を構成するアルミ
ニウムもしくはステンレスにクラッド接合したアルミニ
ウム層の表面または内部に燐の元素を含む層を設けてい
るため、この燐の元素を含む層の働きにより、陽極側に
おける金属溶解反応を抑制することができ、これによ
り、例えば85℃の高温条件下でも印加電圧を下げるこ
となく、長時間連続して安定した特性を得ることができ
る長期信頼性に優れた電気二重層コンデンサが得られる
ものである。
According to the above structure, the layer containing the phosphorus element is provided on the surface or inside of the aluminum layer clad with aluminum or stainless steel constituting the anode member. It is possible to suppress the metal dissolution reaction on the anode side, and thereby, it is possible to obtain stable characteristics continuously for a long time without lowering the applied voltage even under a high temperature condition of, for example, 85 ° C., and it is excellent in long-term reliability. The resulting electric double layer capacitor is obtained.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は本発明の一実施例における電気
二重層コンデンサの断面図を示したもので、この図1に
おいて、11a,11bは活性炭繊維もしくは活性炭粉
末からなるシート状活性炭を直径2cmの円板状の打ち抜
き型で抜き取ることにより得られた一対の分極性電極で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of an electric double layer capacitor according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 11a and 11b denote sheet-like activated carbon made of activated carbon fiber or activated carbon powder in the form of a disk having a diameter of 2 cm. It is a pair of polarizable electrodes obtained by extracting with a punching die.

【0008】この一対の分極性電極11a,11bの間
に、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させた電解
液を含浸させたセパレータ12を介在させ、そしてこれ
らは、クラッド接合したアルミニウム層13を内側にも
つステンレスにより構成された皿状の金属ケースよりな
る陽極部材14とステンレスにより構成された金属蓋よ
りなる陰極部材15とよりなる外装ケース16内に装備
されている。
Between the pair of polarizable electrodes 11a and 11b, a separator 12 impregnated with an electrolytic solution in which 10% by weight of tetraethylammonium tetrafluoroborate is dissolved in propylene carbonate is interposed, and these are clad-joined. It is provided in an outer case 16 composed of an anode member 14 made of a dish-shaped metal case made of stainless steel having an aluminum layer 13 inside and a cathode member 15 made of a metal lid made of stainless steel.

【0009】この場合、一対の分極性電極11a,11
bは、陽極部材14のアルミニウム層13に一方11b
が接するように装備される。また前記陽極部材14と陰
極部材15は、陽極部材14を構成する皿状の金属ケー
スの開口周縁部をガスケット17を介して陰極部材15
を構成する金属蓋で密封して封口することにより外装ケ
ース16を構成している。
In this case, a pair of polarizable electrodes 11a, 11
b is one side of the aluminum layer 13 of the anode member 14
Will be equipped to touch. Further, the anode member 14 and the cathode member 15 are connected to the peripheral edge of the opening of the dish-shaped metal case constituting the anode member 14 through the gasket 17.
The exterior case 16 is formed by sealing and sealing with a metal lid constituting the above.

【0010】そして前記陽極部材14を構成するステン
レス製の皿状の金属ケースの内側にクラッド接合したア
ルミニウム層13の表面または内部には、陽極部材14
をあらかじめ75℃〜85℃の2%燐酸水溶液(実施例
1)あるいは75℃〜85℃の2%燐酸第一アンモニウ
ム水溶液(実施例2)中で10分間ボイル処理すること
により、燐の元素を含む層を設けている。
The anode member 14 is provided on the surface or inside of the aluminum layer 13 clad with the inside of a stainless steel dish-shaped metal case constituting the anode member 14.
Is preliminarily boiled in a 2% aqueous solution of phosphoric acid at 75 ° C. to 85 ° C. (Example 1) or a 2% aqueous solution of monoammonium phosphate at 75 ° C. to 85 ° C. (Example 2) for 10 minutes to remove the element of phosphorus. Including a layer.

【0011】(表1)は本発明の実施例による電気二重
層コンデンサの高温負荷試験後(85℃,2.8V印
加,2000時間後)における諸特性(容量変化率,内
部抵抗)を従来例と比較して示したものである。
Table 1 shows conventional characteristics of the electric double layer capacitor according to the embodiment of the present invention (capacitance change rate, internal resistance) after a high temperature load test (at 85 ° C., 2.8 V applied, after 2,000 hours). It is shown in comparison with.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】この(表1)から明らかなように、本発明
の実施例は、従来例に比べて高温負荷試験後の容量変化
率および内部抵抗の変化率が小さくなるという点で優れ
た効果を有するものである。
As is apparent from Table 1, the embodiment of the present invention has an excellent effect in that the rate of change in capacitance and the rate of change in internal resistance after a high-temperature load test are smaller than in the conventional example. Have

【0014】図2は非水系電解液中の未処理のアルミニ
ウムの酸化方向の電流電位曲線を示す特性図を示したも
ので、実線で示す1回目の掃引を行うと、自然酸化皮膜
の耐圧を越えたあたりから電流が立ち上がり始める。そ
して電圧を上げていくと、これに伴って電流も上昇す
る。ここで、ある電圧V2で保持し、その後、一点鎖線
で示す2回目の掃引を、もう一度自然電位から行うと、
2までの耐圧を有する。この状態のままで、長時間非
水系電解液中に浸漬して、再度自然電位より掃引を行う
と、破線で示すように、V2よりも低い電位で電流の立
ち上がりが観察される。このような現象が起こるのは、
陽極側において、電解液中の陰イオンがアルミニウムの
酸化皮膜を攻撃して金属溶解反応を起こさせているため
と考えられる。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a current-potential curve in the oxidation direction of untreated aluminum in a non-aqueous electrolyte. When the first sweep shown by a solid line is performed, the breakdown voltage of the natural oxide film is reduced. The current starts to rise from around. As the voltage increases, the current also increases accordingly. Here, when the voltage is held at a certain voltage V 2 , and then the second sweep indicated by the dashed line is performed again from the natural potential,
With a breakdown voltage of up to V 2. In this state, when the electrode is immersed in the non-aqueous electrolyte for a long time, and the voltage is again swept from the spontaneous potential, a rise in current is observed at a potential lower than V 2 as shown by a broken line. This phenomenon occurs because
It is considered that an anion in the electrolytic solution attacks the aluminum oxide film on the anode side to cause a metal dissolution reaction.

【0015】これに対し、本発明の実施例のように、陽
極部材14を構成するステンレス製の皿状の金属ケース
の内側にクラッド接合したアルミニウム層13の表面ま
たは内部に、燐の元素を含む層を設けたものにおいて、
図2に示したものと同様の操作、すなわち、図3の実線
で示す1回目の掃引および一点鎖線で示す2回目の掃引
を行うと、図2に示したものとほぼ同様の特性が得られ
た。そして2回目の掃引によりV2までの耐圧を有して
いる状態のままで、長時間非水電解液中に浸漬して、再
度自然電位より掃引を行うと、破線で示すように、ほぼ
2の耐圧を維持することができた。これは、陽極側に
おいて、電解液中の陰イオンがアルミニウムの酸化皮膜
を攻撃して金属反応を起こさせるのを、アルミニウム層
13の表面または内部に設けた燐の元素を含む層が抑制
しているものと考えられる。
On the other hand, as in the embodiment of the present invention, the element of phosphorus is contained on the surface or inside of the aluminum layer 13 which is clad and bonded to the inside of a stainless steel dish-shaped metal case constituting the anode member 14. In those provided with layers,
When the same operation as that shown in FIG. 2 is performed, that is, the first sweep shown by the solid line in FIG. 3 and the second sweep shown by the one-dot chain line, almost the same characteristics as those shown in FIG. 2 are obtained. Was. Then, while maintaining the pressure resistance up to V2 by the second sweep, immersing in the non-aqueous electrolyte for a long time and again performing the sweep from the natural potential, as shown by the broken line, almost V The pressure resistance of 2 could be maintained. This is because, on the anode side, the layer containing the phosphorus element provided on the surface or inside of the aluminum layer 13 suppresses the anion in the electrolytic solution from attacking the aluminum oxide film to cause a metal reaction. It is thought that there is.

【0016】なお、上記実施例においては、陽極部材1
4を構成するステンレス製の皿状の金属ケースの内側に
クラッド接合したアルミニウム層13の表面または内部
に、燐の元素を含む層を設けたものについて説明した
が、陽極部材14をアルミニウム製の皿状の金属ケース
で構成した場合は、金属ケースを構成するアルミニウム
の表面または内部に、燐の元素を含む層を設ければよ
く、この構成においても、上記実施例と同様の作用効果
を奏するものである。
In the above embodiment, the anode member 1
4 is described in which a layer containing a phosphorus element is provided on the surface or inside of an aluminum layer 13 clad inside a stainless steel dish-shaped metal case constituting the anode member 4. In the case of a metal case, a layer containing a phosphorus element may be provided on the surface or inside of the aluminum constituting the metal case. In this structure, the same operation and effect as those of the above embodiment can be obtained. It is.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、陽極部材
を構成するアルミニウムもしくはステンレスにクラッド
接合したアルミニウム層の表面または内部に燐の元素を
含む層を設けているため、この燐の元素を含む層の働き
により、陽極側における金属溶解反応を抑制することが
でき、これにより、例えば85℃の高温条件下でも印加
電圧を下げることなく、長時間連続して安定した特性を
得ることができる長期信頼性に優れた電気二重層コンデ
ンサが得られるものである。
As described above, according to the present invention, a layer containing a phosphorus element is provided on the surface or inside of the aluminum layer clad with aluminum or stainless steel constituting the anode member. By the function of the layer containing, it is possible to suppress the metal dissolution reaction on the anode side, whereby it is possible to obtain stable characteristics continuously for a long time without lowering the applied voltage even under a high temperature condition of, for example, 85 ° C. An electric double layer capacitor excellent in long-term reliability that can be obtained is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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
FIG. 1 is a sectional view of an electric double layer capacitor showing an embodiment of the present invention.

【図2】非水系電解液中の未処理のアルミニウムにおけ
る酸化方向の電流電位曲線を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a current-potential curve in the oxidation direction of untreated aluminum in a non-aqueous electrolyte.

【図3】非水系電解液中の燐の元素を含むアルミニウム
における酸化方向の電流電位曲線を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a current-potential curve in the oxidation direction of aluminum containing a phosphorus element in a non-aqueous electrolyte.

【図4】従来例を示す電気二重層コンデンサの断面図FIG. 4 is a sectional view of an electric double layer capacitor showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a,11b 一対の分極性電極 12 セパレータ 13 アルミニウム層 14 陽極部材 15 陰極部材 16 外装ケース 11a, 11b A pair of polarizable electrodes 12 Separator 13 Aluminum layer 14 Anode member 15 Cathode member 16 Outer case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−289920(JP,A) 特開 昭63−261815(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/016 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-289920 (JP, A) JP-A-63-261815 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01G 9/016

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 アルミニウムもしくはクラッド接合した
アルミニウム層をもつステンレスにより構成された陽極
部材とステンレスにより構成された陰極部材とよりなる
外装ケースと、この外装ケース内に前記アルミニウムも
しくはアルミニウム層に一方が接するように装備される
一対の分極性電極と、この一対の分極性電極の間に介在
されかつ電解液を含浸させたセパレータとを備え、前記
陽極部材を構成するアルミニウムもしくはステンレスに
クラッド接合したアルミニウム層の表面または内部に燐
の元素を含む層を設けたことを特徴とする電気二重層コ
ンデンサ。
1. An outer case comprising an anode member made of stainless steel having an aluminum layer clad with aluminum or aluminum and a cathode member made of stainless steel, and one of the outer case contacts the aluminum or aluminum layer inside the outer case. An aluminum layer comprising a pair of polarizable electrodes equipped as described above and a separator interposed between the pair of polarizable electrodes and impregnated with an electrolyte, and clad to aluminum or stainless steel constituting the anode member An electric double layer capacitor characterized in that a layer containing a phosphorus element is provided on the surface or inside of the electric double layer capacitor.
JP16884892A 1992-06-26 1992-06-26 Electric double layer capacitor Expired - Fee Related JP3151941B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16884892A JP3151941B2 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Electric double layer capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16884892A JP3151941B2 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Electric double layer capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0613266A JPH0613266A (en) 1994-01-21
JP3151941B2 true JP3151941B2 (en) 2001-04-03

Family

ID=15875666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16884892A Expired - Fee Related JP3151941B2 (en) 1992-06-26 1992-06-26 Electric double layer capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3151941B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100994639B1 (en) * 2006-02-16 2010-11-15 파나소닉 주식회사 Electric double layer capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0613266A (en) 1994-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH097896A (en) Electric double-layer capacitor
JP6134917B2 (en) Capacitors
US11469052B2 (en) Oxide on edges of metal anode foils
US4476517A (en) Aluminum electrolytic capacitor
JP2950670B2 (en) Solid electrolytic capacitors
JP3151941B2 (en) Electric double layer capacitor
JPH0722081B2 (en) High voltage aluminum electrolytic capacitor
JP2003100569A (en) Electric double layer capacitor
JP2507125B2 (en) Electric double layer capacitor and manufacturing method thereof
JPS5915375B2 (en) Manufacturing method of anode body for aluminum electrolytic capacitor
JP3132181B2 (en) Electric double layer capacitor
JPH0338815A (en) Electric double layer capacitor
JP4119510B2 (en) Aluminum electrolytic capacitor
JP2003109861A (en) Electrical double layer capacitor and electrolyte therefor
JP2010003717A (en) Capacitor
JP3132182B2 (en) Electric double layer capacitor
JPH0338816A (en) Electric double layer capacitor
JP3500981B2 (en) Aluminum electrolytic capacitor
JPS5892207A (en) Electrolyte for driving electrolytic condenser
JPS622519A (en) Manufacture of solid electrolytic capacitor
JP2001093784A (en) Electric double-layer capacitor
JPS61271814A (en) Solid electrolytic capacitor
JPS63215033A (en) Electric double-layer capacitor
JPS6281708A (en) Compounding method for aluminum foil for electrolytic condenser
JPH0357207A (en) Electric double layer capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees