JP3398971B2 - 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタおよびその製造方法Info
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- layer capacitor
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- 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、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】従来、内部抵抗の低減を図った電気二重
層キャパシタは、例えば、図３に示す構成を有してい
た。図３において、１は活性炭粉末と熱硬化性のバイン
ダとのプレス成形体を焼結した分極性電極、２は集電
体、３はセパレータ、４はガスケットである。
層キャパシタは、例えば、図３に示す構成を有してい
た。図３において、１は活性炭粉末と熱硬化性のバイン
ダとのプレス成形体を焼結した分極性電極、２は集電
体、３はセパレータ、４はガスケットである。
【０００３】さらに、分極性電極１を詳細に拡大した図
４で説明すると、５は活性炭粉末、６はプレス焼結後の
熱硬化性のバインダ、７はプレス焼結時の熱硬化性バイ
ンダの体積収縮により生じた空隙である。
４で説明すると、５は活性炭粉末、６はプレス焼結後の
熱硬化性のバインダ、７はプレス焼結時の熱硬化性バイ
ンダの体積収縮により生じた空隙である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
構成では、分極性電極として熱硬化性のバインダと活性
炭のプレス成形体を焼結して用いる。前記プレス成形体
は以下の結合より形成されている。
構成では、分極性電極として熱硬化性のバインダと活性
炭のプレス成形体を焼結して用いる。前記プレス成形体
は以下の結合より形成されている。
【０００５】（１）熱硬化性バインダと熱硬化性バイン
ダとの間の化学結合 （２）熱硬化性バインダと活性炭との非化学結合 したがって、焼結の際に前記熱硬化性バインダが分解、
炭化し体積が収縮するので、前記分極性電極内に空隙を
生じる。この結果、前記分極性電極は体積固有抵抗が高
く、ひいては前記分極性電極を用いた電気二重層キャパ
シタは内部抵抗が高くなるという問題を有していた。
ダとの間の化学結合 （２）熱硬化性バインダと活性炭との非化学結合 したがって、焼結の際に前記熱硬化性バインダが分解、
炭化し体積が収縮するので、前記分極性電極内に空隙を
生じる。この結果、前記分極性電極は体積固有抵抗が高
く、ひいては前記分極性電極を用いた電気二重層キャパ
シタは内部抵抗が高くなるという問題を有していた。
【０００６】本発明は、上記の従来の課題を解決するも
ので、分極性電極の体積固有抵抗が低く、内部抵抗が低
い電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
ので、分極性電極の体積固有抵抗が低く、内部抵抗が低
い電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、分極性電極は、活性炭と結合剤を主成分とし熱硬
化性バインダを含んでおり、前記熱硬化性バインダと反
応性を有するモノマーとの重合体を焼結したものであ
り、前記熱硬化性バインダはその硬化温度以下で溶融す
るものを用いる。
めに、分極性電極は、活性炭と結合剤を主成分とし熱硬
化性バインダを含んでおり、前記熱硬化性バインダと反
応性を有するモノマーとの重合体を焼結したものであ
り、前記熱硬化性バインダはその硬化温度以下で溶融す
るものを用いる。
【０００８】
【作用】上記構成により、分極性電極は熱硬化性バイン
ダと反応性を有するモノマーとの重合体を焼結したもの
であり、前記重合体は下記の結合により形成されてお
り、 （１）熱硬化性バインダと熱硬化性バインダとの間の化
学結合 （２）熱硬化性バインダと活性炭との非化学結合 （３）熱硬化性バインダと前記熱硬化性バインダと反応
性を有するモノマーとの間の化学結合 （４）前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマー
と活性炭との非化学結合 焼結の際に前記熱硬化性バインダと前記熱硬化性バイン
ダと反応性を有するモノマーとの重合体が分解、炭化し
体積が収縮するので前記分極性電極内部に空隙を生じ
る。
ダと反応性を有するモノマーとの重合体を焼結したもの
であり、前記重合体は下記の結合により形成されてお
り、 （１）熱硬化性バインダと熱硬化性バインダとの間の化
学結合 （２）熱硬化性バインダと活性炭との非化学結合 （３）熱硬化性バインダと前記熱硬化性バインダと反応
性を有するモノマーとの間の化学結合 （４）前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマー
と活性炭との非化学結合 焼結の際に前記熱硬化性バインダと前記熱硬化性バイン
ダと反応性を有するモノマーとの重合体が分解、炭化し
体積が収縮するので前記分極性電極内部に空隙を生じ
る。
【０００９】しかし、前記重合体に熱硬化性バインダと
前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマーとの間
の化学結合が存在するため、体積収縮が従来例に比較し
て低減され、前記分極性電極内で前記活性炭間の導電経
路が太くなる。この結果、前記分極性電極の体積固有抵
抗は低下し、ひいては前記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に寄与する。
前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマーとの間
の化学結合が存在するため、体積収縮が従来例に比較し
て低減され、前記分極性電極内で前記活性炭間の導電経
路が太くなる。この結果、前記分極性電極の体積固有抵
抗は低下し、ひいては前記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に寄与する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１１】図１において、８は活性炭と結合剤を主成
分とする分極性電極で、９はセパレータで、１０は集電
体である。
分とする分極性電極で、９はセパレータで、１０は集電
体である。
【００１２】さらに分極性電極８を拡大して詳細に図２
で説明すると、１１は活性炭、１２は焼結後の熱硬化性
バインダと前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノ
マーとの重合体、１３はプレス焼結時の前記重合体の体
積収縮により生じた空隙である。
で説明すると、１１は活性炭、１２は焼結後の熱硬化性
バインダと前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノ
マーとの重合体、１３はプレス焼結時の前記重合体の体
積収縮により生じた空隙である。
【００１３】以下具体的に電気二重層キャパシタを製造
する製造方法を示す。硬化温度以下で溶融する熱硬化性
バインダであるフェノール樹脂粉末（以下、Ｐｈと略
す。）１０ｇと前記熱硬化性バインダと反応性を有する
モノマーであるメチルメタアクリレート（以下、ＭＭＡ
と略す。）１ｇとをメタノール溶液中で硝酸二セリウム
アンモニウムを開始剤として重合し、Ｐｈ−ＭＭＡ重合
体を形成する。前記Ｐｈ−ＭＭＡ重合体１１ｇとフェノ
ール樹脂を原料とする粉末活性炭（比表面積１５００m2
／ｇ）５０ｇを混合し、プレス圧３００kg／cm2、プレ
ス温度１５０℃でプレス成形後、不活性雰囲気中１００
０℃で焼結し、分極性電極を形成した。
する製造方法を示す。硬化温度以下で溶融する熱硬化性
バインダであるフェノール樹脂粉末（以下、Ｐｈと略
す。）１０ｇと前記熱硬化性バインダと反応性を有する
モノマーであるメチルメタアクリレート（以下、ＭＭＡ
と略す。）１ｇとをメタノール溶液中で硝酸二セリウム
アンモニウムを開始剤として重合し、Ｐｈ−ＭＭＡ重合
体を形成する。前記Ｐｈ−ＭＭＡ重合体１１ｇとフェノ
ール樹脂を原料とする粉末活性炭（比表面積１５００m2
／ｇ）５０ｇを混合し、プレス圧３００kg／cm2、プレ
ス温度１５０℃でプレス成形後、不活性雰囲気中１００
０℃で焼結し、分極性電極を形成した。
【００１４】前記分極性電極に電解液として３０重量％
の硫酸を含浸し、セパレータとしてポリエチレン製の多
孔膜を用い、集電体として白金箔を用いて電気二重層キ
ャパシタを構成した。
の硫酸を含浸し、セパレータとしてポリエチレン製の多
孔膜を用い、集電体として白金箔を用いて電気二重層キ
ャパシタを構成した。
【００１５】なお、熱硬化性バインダとしてフェノール
樹脂粉末を用いたが、硬化温度以下で溶融する熱硬化性
バインダであればこれに限定されるものではない。
樹脂粉末を用いたが、硬化温度以下で溶融する熱硬化性
バインダであればこれに限定されるものではない。
【００１６】なお、モノマーとしてＭＭＡを用いたが、
前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマーであれ
ばこれに限定されるものではない。
前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマーであれ
ばこれに限定されるものではない。
【００１７】なお、硬化温度以下で溶融する熱硬化性バ
インダと前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマ
ーをメタノール中で開始剤を用いて重合したが、重合方
法はこれに限定されるものではない。
インダと前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマ
ーをメタノール中で開始剤を用いて重合したが、重合方
法はこれに限定されるものではない。
【００１８】なお、活性炭としてフェノール樹脂粉末活
性炭を用いたが、原料、形状はこれに限定されるもので
はない。
性炭を用いたが、原料、形状はこれに限定されるもので
はない。
【００１９】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。
【００２０】なお、セパレータとしてポリエチレン製の
多孔膜を用いたが、非電子電導性かつイオン透過性で、
電解液と反応しないものであればよい。
多孔膜を用いたが、非電子電導性かつイオン透過性で、
電解液と反応しないものであればよい。
【００２１】なお、集電体として白金箔を用いたが、電
子電導性で電解液と反応しないものであればこれに限定
されるものではない。
子電導性で電解液と反応しないものであればこれに限定
されるものではない。
【００２２】以上、本発明による電気二重層キャパシタ
の分極性電極の体積固有抵抗と電気二重層キャパシタの
内部抵抗を従来例と比較して（表１）に示す。
の分極性電極の体積固有抵抗と電気二重層キャパシタの
内部抵抗を従来例と比較して（表１）に示す。
【００２３】なお、硬化温度以下で溶融する熱硬化性バ
インダであるフェノール樹脂粉末（以下、Ｐｈと略
す。）１０ｇとフェノール樹脂を原料とする粉末活性炭
（比表面積１５００m2／ｇ）４０ｇを混合し、プレス圧
３００kg／cm2、プレス温度１５０℃でプレス成形後、
不活性雰囲気中１０００℃で焼結して形成した分極性電
極に電解液として３０重量％の硫酸を含浸し、セパレー
タとしてポリエチレン製の多孔膜を用い、集電体として
白金箔を用いて構成した電気二重層キャパシタを従来例
とした。
インダであるフェノール樹脂粉末（以下、Ｐｈと略
す。）１０ｇとフェノール樹脂を原料とする粉末活性炭
（比表面積１５００m2／ｇ）４０ｇを混合し、プレス圧
３００kg／cm2、プレス温度１５０℃でプレス成形後、
不活性雰囲気中１０００℃で焼結して形成した分極性電
極に電解液として３０重量％の硫酸を含浸し、セパレー
タとしてポリエチレン製の多孔膜を用い、集電体として
白金箔を用いて構成した電気二重層キャパシタを従来例
とした。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電気二重層キャパシタは、硬化温度以下で溶融する熱
硬化性バインダと前記熱硬化性バインダと反応性を有す
るモノマーとの重合体の焼結体からなる結合剤と、活性
炭からなる分極性電極を用いるため、前記分極性電極の
体積固有が低減され、ひいては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。
の電気二重層キャパシタは、硬化温度以下で溶融する熱
硬化性バインダと前記熱硬化性バインダと反応性を有す
るモノマーとの重合体の焼結体からなる結合剤と、活性
炭からなる分極性電極を用いるため、前記分極性電極の
体積固有が低減され、ひいては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。
【図１】本発明の一実施例による電気二重層キャパシタ
の断面図
の断面図
【図２】本発明の一実施例による電気二重層キャパシタ
の分極性電極の拡大図
の分極性電極の拡大図
【図３】従来例の電気二重層キャパシタの断面図
【図４】従来例の電気二重層キャパシタの分極性電極の
拡大図
拡大図
８ 活性炭粉末と熱硬化性のバインダとのプレス成形体
を焼結した分極性電極 ９ セパレータ １０ ガスケット １１ 活性炭粉末 １２ プレス焼結後の熱硬化性バインダ １３ プレス焼結後の熱硬化性バインダの体積収縮によ
り生じた空隙
を焼結した分極性電極 ９ セパレータ １０ ガスケット １１ 活性炭粉末 １２ プレス焼結後の熱硬化性バインダ １３ プレス焼結後の熱硬化性バインダの体積収縮によ
り生じた空隙
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63−151010（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−50405（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−27113（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−1219（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−288361（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/058
Claims (2)
- 【請求項１】分極性電極と、セパレータと、電解液と、
集電体とを備え、分極性電極は、活性炭と結合剤を主成
分とし熱硬化性バインダを含んでおり、前記熱硬化性バ
インダと反応性を有するモノマーとの重合体を焼結した
ものであり、前記熱硬化性バインダはその硬化温度以下
で溶融するもの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】硬化温度以下で溶融する熱硬化性バインダ
と前記熱硬化性バインダと反応性を有するモノマーとの
重合体を形成する工程と、前記重合体と活性炭を混合す
る工程と、前記混合された前記重合体と活性炭を焼結し
分極性電極を形成する工程と、前記分極性電極に電解液
を含浸する工程と、前記電解液を含浸した分極性電極を
用いて電気二重層キャパシタを組み立てる工程を有する
電気二重層キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16075192A JP3398971B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16075192A JP3398971B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065466A JPH065466A (ja) | 1994-01-14 |
| JP3398971B2 true JP3398971B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15721677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16075192A Expired - Fee Related JP3398971B2 (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398971B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5890668A (en) * | 1995-02-02 | 1999-04-06 | Shimano Inc. | Spinning reel having a roller-type one-way clutch |
| JP4483508B2 (ja) * | 2004-07-27 | 2010-06-16 | Ｔｄｋ株式会社 | 積層型電子部品の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP16075192A patent/JP3398971B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH065466A (ja) | 1994-01-14 |
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