JP3252437B2 - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- JP3252437B2 JP3252437B2 JP12706092A JP12706092A JP3252437B2 JP 3252437 B2 JP3252437 B2 JP 3252437B2 JP 12706092 A JP12706092 A JP 12706092A JP 12706092 A JP12706092 A JP 12706092A JP 3252437 B2 JP3252437 B2 JP 3252437B2
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- Y—GENERAL 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
- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気二重層キャパシタに
関するものである。
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
との界面の電気二重層に蓄積される電気エネルギを利用
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
可能な大容量コンデンサである。
との界面の電気二重層に蓄積される電気エネルギを利用
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
可能な大容量コンデンサである。
【０００３】従来、この種のコンデンサの分極性電極に
用いる活性炭の種類は粉末状と繊維状の２種類であっ
た。図５は粉末活性炭を硫酸水溶液で加圧成型したペレ
ット１４をセパレータ１５を介して構成したもので、導
電性樹脂１６が集電極、１７はリング状の絶縁性ガスケ
ットである。図６は繊維状活性炭布１８を分極性電極に
用い、金属溶射層１９を集電電極に用い、セパレータ２
０、ガスケット２１、金属ケース２２，２３でコイン型
のキャパシタが構成される。活性炭粉末を用いたキャパ
シタの他の従来例を図７に示す。このキャパシタは、活
性炭粉末とバインダとからなる層２４を金属ネットや箔
２５の表面に担持し、セパレータ２６を介して捲回し、
全体を金属ケース２７にハウジングしたものである。２
８はゴム封口板、２９，３０はリードである。
用いる活性炭の種類は粉末状と繊維状の２種類であっ
た。図５は粉末活性炭を硫酸水溶液で加圧成型したペレ
ット１４をセパレータ１５を介して構成したもので、導
電性樹脂１６が集電極、１７はリング状の絶縁性ガスケ
ットである。図６は繊維状活性炭布１８を分極性電極に
用い、金属溶射層１９を集電電極に用い、セパレータ２
０、ガスケット２１、金属ケース２２，２３でコイン型
のキャパシタが構成される。活性炭粉末を用いたキャパ
シタの他の従来例を図７に示す。このキャパシタは、活
性炭粉末とバインダとからなる層２４を金属ネットや箔
２５の表面に担持し、セパレータ２６を介して捲回し、
全体を金属ケース２７にハウジングしたものである。２
８はゴム封口板、２９，３０はリードである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のキャパシタはい
ずれも単位体積当りの容量密度が小さい。すなわち、活
性炭粉末を硫酸水溶液で加圧成型したものは粉末を物理
的に加圧して成型体としているのみなので粉末の充填密
度は０．５ｇ／cc程度である。また活性炭繊維を用いる
ものは織布状であるためにこれ自体の自己形状保持性は
高く製造時のハンドリング性や使用時の高い信頼性は達
成されるが、繊維の間の空間はそのまま容量密度の減少
の原因となってしまう。捲回型のキャパシタは、電極自
身が非常に薄くまた面積を広くできるので抵抗を小さく
できる特徴を有するが、集電用の電極の占める割合が高
く容量密度の低下を来してしまう。
ずれも単位体積当りの容量密度が小さい。すなわち、活
性炭粉末を硫酸水溶液で加圧成型したものは粉末を物理
的に加圧して成型体としているのみなので粉末の充填密
度は０．５ｇ／cc程度である。また活性炭繊維を用いる
ものは織布状であるためにこれ自体の自己形状保持性は
高く製造時のハンドリング性や使用時の高い信頼性は達
成されるが、繊維の間の空間はそのまま容量密度の減少
の原因となってしまう。捲回型のキャパシタは、電極自
身が非常に薄くまた面積を広くできるので抵抗を小さく
できる特徴を有するが、集電用の電極の占める割合が高
く容量密度の低下を来してしまう。
【０００５】さらに従来のキャパシタは分極性電極、集
電層、金属ケースとの接触抵抗が大きいために大電流放
電の用途には制限があった。
電層、金属ケースとの接触抵抗が大きいために大電流放
電の用途には制限があった。
【０００６】またセル全体に占める外装ケースの体積占
有率も大きく、特にこれを複数個接続して使用するとき
などシステム全体の体積が非常に大きくなり、体積当り
の容量密度がさらに小さくなってしまった。
有率も大きく、特にこれを複数個接続して使用するとき
などシステム全体の体積が非常に大きくなり、体積当り
の容量密度がさらに小さくなってしまった。
【０００７】
【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、気密性を有する導電層を用いてここからの
液漏れを防ぐ構造になっている。
するために、気密性を有する導電層を用いてここからの
液漏れを防ぐ構造になっている。
【０００８】また、２枚の絶縁板の外周部を電解液に対
して耐食性があるシーリング層で接着している。
して耐食性があるシーリング層で接着している。
【０００９】
【作用】本発明によれば、導電層と分極性電極層とが一
体になった複合材料を外周の絶縁性接着剤を介して配置
する構造であるために単セルの体積を非常に小さくで
き、なおかつ集電能力に優れた構造であるために抵抗値
も非常に小さくなる。また、複数のセルを組み合わせる
ときも導電層同志を接触して重ね合わせれば直列・並列
接続が容易にできる。
体になった複合材料を外周の絶縁性接着剤を介して配置
する構造であるために単セルの体積を非常に小さくで
き、なおかつ集電能力に優れた構造であるために抵抗値
も非常に小さくなる。また、複数のセルを組み合わせる
ときも導電層同志を接触して重ね合わせれば直列・並列
接続が容易にできる。
【００１０】
【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。
【００１１】（実施例１）活性炭の粉末とフェノール樹
脂粉末バインダを重量比９／１で混合し、低温で加圧仮
成型する。この仮成型体の一方の面に前記と同じ種類の
フェノール樹脂粉末を所定の厚さに配置し、全体を２０
０℃で加熱しながら加圧成型する。このようにして得ら
れた成型体を６００℃で１時間Ｎ2雰囲気で炭化し、図
１の電極１の形状にする。２はフェノール樹脂粉末の炭
化部、３は活性炭粉末を含む部分である。一対の電極１
をセパレータ４を介して配置し、エチレン酢酸ビニルコ
ポリマー樹脂層５の溶融接着を行う。この層を形成する
前または後に３０％の硫酸水溶液を電極とセパレータと
に含浸する。
脂粉末バインダを重量比９／１で混合し、低温で加圧仮
成型する。この仮成型体の一方の面に前記と同じ種類の
フェノール樹脂粉末を所定の厚さに配置し、全体を２０
０℃で加熱しながら加圧成型する。このようにして得ら
れた成型体を６００℃で１時間Ｎ2雰囲気で炭化し、図
１の電極１の形状にする。２はフェノール樹脂粉末の炭
化部、３は活性炭粉末を含む部分である。一対の電極１
をセパレータ４を介して配置し、エチレン酢酸ビニルコ
ポリマー樹脂層５の溶融接着を行う。この層を形成する
前または後に３０％の硫酸水溶液を電極とセパレータと
に含浸する。
【００１２】（実施例２）（フェノール樹脂粉末／活性
炭粉末）に比率を（ａ）１．０／０、（ｂ）０．８／
０．２、（ｃ）０．６／０．４、（ｄ）０．５／０．
５、（ｅ）０．４／０．６、（ｆ）０．２／０．８、
（ｇ）０／１．０に調合した材料を順番に層状に重ね加
圧成型し、さらに炭化処理した。この材料は、図２の電
極６に示すように厚さ方向の組成が（ａ）〜（ｇ）に順
番に変化したいわゆる傾斜機能材料である。組成も順次
変化しているために板全体の強度も高い。当然、（ａ）
部が電気抵抗が非常に低く（ｇ）部に向けて比表面積が
大きくなっていく。この材料を実施例１と同じ形状に加
工し同じ形状のセルを得る。セルの外側は（ａ）にす
る。
炭粉末）に比率を（ａ）１．０／０、（ｂ）０．８／
０．２、（ｃ）０．６／０．４、（ｄ）０．５／０．
５、（ｅ）０．４／０．６、（ｆ）０．２／０．８、
（ｇ）０／１．０に調合した材料を順番に層状に重ね加
圧成型し、さらに炭化処理した。この材料は、図２の電
極６に示すように厚さ方向の組成が（ａ）〜（ｇ）に順
番に変化したいわゆる傾斜機能材料である。組成も順次
変化しているために板全体の強度も高い。当然、（ａ）
部が電気抵抗が非常に低く（ｇ）部に向けて比表面積が
大きくなっていく。この材料を実施例１と同じ形状に加
工し同じ形状のセルを得る。セルの外側は（ａ）にす
る。
【００１３】（実施例３）図３に示すように、ガラス状
炭素の板７の外周部をエチレン酢酸ビニルコポリマー樹
脂で接着封口して封口層８とし、実施例２で用いた時と
同じ電極６を図のように配置する。９はセパレータであ
り、セルには硫酸水溶液を注入する。
炭素の板７の外周部をエチレン酢酸ビニルコポリマー樹
脂で接着封口して封口層８とし、実施例２で用いた時と
同じ電極６を図のように配置する。９はセパレータであ
り、セルには硫酸水溶液を注入する。
【００１４】（実施例４）図４に示すように、実施例１
で用いた電極１をセパレータ１０を介して図のように配
置し全体をエチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂で封口し
たガラス板１１ではさんでハウジングする。１２は樹脂
封口部。１３部で炭素電極は樹脂層と気密接着封口され
ている。
で用いた電極１をセパレータ１０を介して図のように配
置し全体をエチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂で封口し
たガラス板１１ではさんでハウジングする。１２は樹脂
封口部。１３部で炭素電極は樹脂層と気密接着封口され
ている。
【００１５】（比較例１）従来例の図５で述べたもの。
【００１６】（比較例２）従来例の図６で述べたもの。
【００１７】実施例１，２，３，４、従来例１および２
の実験結果を（表１）に示す。
の実験結果を（表１）に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】以上記載のように本発明によれば、集電
電極と分極性電極層とが一体になった複合材料を外装材
も兼ねて構成できるために、容量の体積効率が非常に大
きくできると共に、抵抗値を非常に低くでき、複数個の
セルを直列、並列するときも構成が簡単になる。また、
用いたエチレン酢酸ビニルコポリマーが非常に接着性が
高く通気性が高いために、セルの気密性が保たれ長期の
信頼性も優れたものになる。
電極と分極性電極層とが一体になった複合材料を外装材
も兼ねて構成できるために、容量の体積効率が非常に大
きくできると共に、抵抗値を非常に低くでき、複数個の
セルを直列、並列するときも構成が簡単になる。また、
用いたエチレン酢酸ビニルコポリマーが非常に接着性が
高く通気性が高いために、セルの気密性が保たれ長期の
信頼性も優れたものになる。
【図１】（ａ）本発明の一実施例の電気二重層キャパシ
タを示す側断面図 （ｂ）本発明の一実施例の電気二重層キャパシタを示す
上断面図
タを示す側断面図 （ｂ）本発明の一実施例の電気二重層キャパシタを示す
上断面図
【図２】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタを
示す図
示す図
【図３】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタを
示す図
示す図
【図４】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタを
示す図
示す図
【図５】従来の電気二重層キャパシタを示す図
【図６】従来の電気二重層キャパシタを示す図
【図７】従来の電気二重層キャパシタを示す図
１ 電極 ２ 導電層部 ３ 分極性電極部 ４ セパレータ ５ エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂層 ６ 電極 ７ ガラス状炭素の板 ８ 封口層 ９ セパレータ １０ セパレータ １１ ガラス板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 一郎 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 平３−80517（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−303712（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74658（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/10 H01G 9/016 H01G 9/058
Claims (3)
- 【請求項１】 気密性を有する炭素層と、前記炭素層と
一体で存在する前記炭素層と同じ材料と活性炭とからな
る分極性電極とから構成される電極体で、前記電極体が
炭素層に対して垂直方向に炭素材料と活性炭との比率が
変化するような構成を有し、前記電極体がセパレータを
介して同じく前記電極体と対向して配置され、これに電
解液を含浸し、外周部にシーリング層を配置してなる電
気二重層キャパシタ。 - 【請求項２】 活性炭粉末とフェノール樹脂粉末を混合
し加圧加熱して得られた仮成型体の上に前記と同じ種類
のフェノール樹脂粉末を所定の厚さに配置し加圧成型
し、しかる後に高温で焼成して得られた電極体一対とセ
パレータと電解液と外周シーリング層とから構成される
請求項１記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項３】 フェノール樹脂粉末／活性炭粉末の比率
を１／０から段階的に０／１に調合した材料を順番に層
状に重ね加圧成型し、炭化処理して得られた電極体一対
とセパレータ、電解液、外周シーリングとから構成され
る請求項２記載の電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12706092A JP3252437B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP12706092A JP3252437B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326329A JPH05326329A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3252437B2 true JP3252437B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14950602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12706092A Expired - Fee Related JP3252437B2 (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252437B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005064632A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Tdk Corporation | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP12706092A patent/JP3252437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326329A (ja) | 1993-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |