JP3467200B2 - 電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法 - Google Patents
電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法Info
- Publication number
- JP3467200B2 JP3467200B2 JP01444999A JP1444999A JP3467200B2 JP 3467200 B2 JP3467200 B2 JP 3467200B2 JP 01444999 A JP01444999 A JP 01444999A JP 1444999 A JP1444999 A JP 1444999A JP 3467200 B2 JP3467200 B2 JP 3467200B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal material
- carbon
- electrode
- capacitor
- carbon particles
- 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 - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電池やキャパシ
タなど、電解液と接触的に使用される電気部品用の電極
金属材料、特にこれを利用したキャパシタ、及びこれら
の製造方法に関するものである。
タなど、電解液と接触的に使用される電気部品用の電極
金属材料、特にこれを利用したキャパシタ、及びこれら
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電解液と接触して使用される電気部品に
おいては、例えば、現在、電気二重層キャパシタや電解
コンデンサがある。電気二重層キャパシタは、３Ｖ程度
までの充電が可能な大容量キャパシタとして、マイクロ
コンピュータ、メモリ素子、タイマーなどに使用されて
いるバックアップ用電源としての利用がある。
おいては、例えば、現在、電気二重層キャパシタや電解
コンデンサがある。電気二重層キャパシタは、３Ｖ程度
までの充電が可能な大容量キャパシタとして、マイクロ
コンピュータ、メモリ素子、タイマーなどに使用されて
いるバックアップ用電源としての利用がある。
【０００３】電気二重層キャパシタは、一般には、一対
の分極性電極、ないし二重層電極、が絶縁性セパレータ
を介して対面されて配置され、電極間には電解液が含浸
されている。電極は、支持体と集電体を兼ねた弁金属の
電極金属材料の表面に活性炭層を形成することによって
構成されている。
の分極性電極、ないし二重層電極、が絶縁性セパレータ
を介して対面されて配置され、電極間には電解液が含浸
されている。電極は、支持体と集電体を兼ねた弁金属の
電極金属材料の表面に活性炭層を形成することによって
構成されている。
【０００４】電気二重層キャパシタには、プロピレンカ
ーボネートなどの有機溶媒にテトラエチルアンモニウム
塩などの電解質を添加した有機溶液系の電解液を用いた
ものがある。従来の有機溶液系の電解液を利用した電気
二重層キャパシタの例については、容器内に一対の電気
二重層電極が捲回されて容器に収容される型と、一対の
電気二重層電極が積層される型とがあり、何れも米国特
許ＵＳＰ５１５０２８３号に開示されている。
ーボネートなどの有機溶媒にテトラエチルアンモニウム
塩などの電解質を添加した有機溶液系の電解液を用いた
ものがある。従来の有機溶液系の電解液を利用した電気
二重層キャパシタの例については、容器内に一対の電気
二重層電極が捲回されて容器に収容される型と、一対の
電気二重層電極が積層される型とがあり、何れも米国特
許ＵＳＰ５１５０２８３号に開示されている。
【０００５】捲回型においては、図７において、電極金
属材料１には、厚さ２０〜５０μｍのエッチングされた
アルミニウム箔が用いられ、また、電気二重層電極３に
ついては、活性炭粉末に所望の結合剤及び導電剤を混合
した混合粉末からペーストが得られ、ペーストから上記
金属箔上に塗膜が成形されて、活性炭を主成分とした活
性炭素層３０（即ち、分極性電極）が用いられる。
属材料１には、厚さ２０〜５０μｍのエッチングされた
アルミニウム箔が用いられ、また、電気二重層電極３に
ついては、活性炭粉末に所望の結合剤及び導電剤を混合
した混合粉末からペーストが得られ、ペーストから上記
金属箔上に塗膜が成形されて、活性炭を主成分とした活
性炭素層３０（即ち、分極性電極）が用いられる。
【０００６】一対の電気二重層電極３、３には、電極金
属材料１にはそれぞれリード６が取り付けられ、これら
の電極３、３はセパレータ５を介して対面するように捲
回される。電気二重層電極は、電解液の中で真空引きに
より電解液を活性炭素層３０とセパレータ５とに含浸さ
せ、アルミニウムケース７０に挿入し、パッキン８を用
いて開口部７がシールされている。この電気二重層キャ
パシタは、電解液には、例えば、有機溶媒としてプロピ
レンカーボネートと、また、電解質には、テトラエチル
アンモニウム塩とが利用されてきた。
属材料１にはそれぞれリード６が取り付けられ、これら
の電極３、３はセパレータ５を介して対面するように捲
回される。電気二重層電極は、電解液の中で真空引きに
より電解液を活性炭素層３０とセパレータ５とに含浸さ
せ、アルミニウムケース７０に挿入し、パッキン８を用
いて開口部７がシールされている。この電気二重層キャ
パシタは、電解液には、例えば、有機溶媒としてプロピ
レンカーボネートと、また、電解質には、テトラエチル
アンモニウム塩とが利用されてきた。
【０００７】さらに、ボタン型の電気二重層キャパシタ
は、図９及び図１０に概要を示すが、弁金属材料のディ
スク状シート１には、活性炭素層３０が接合されて、一
対の二重層電極３が形成され、絶縁性のセパレータ５を
介して対面するように配置され、２つ合わせの金属容器
内に収容される。２つの二重層電極は、それぞれの弁金
属材料シートが、金属容器の下底部６０と上蓋部６１と
の内面側に接合され、下底部と上蓋部は、その周縁部
で、絶縁性のリングパッキン６９により水密的に互いに
接合され、容器内は、非水性の電解液が、二重層電極及
び活性炭素層に充足するように充填されている。非水性
の電解液は、例えば、上記と同様に、プロピレンカーボ
ネートにテトラエチルアンモニウムパークロレイトを添
加した溶液が利用されている。
は、図９及び図１０に概要を示すが、弁金属材料のディ
スク状シート１には、活性炭素層３０が接合されて、一
対の二重層電極３が形成され、絶縁性のセパレータ５を
介して対面するように配置され、２つ合わせの金属容器
内に収容される。２つの二重層電極は、それぞれの弁金
属材料シートが、金属容器の下底部６０と上蓋部６１と
の内面側に接合され、下底部と上蓋部は、その周縁部
で、絶縁性のリングパッキン６９により水密的に互いに
接合され、容器内は、非水性の電解液が、二重層電極及
び活性炭素層に充足するように充填されている。非水性
の電解液は、例えば、上記と同様に、プロピレンカーボ
ネートにテトラエチルアンモニウムパークロレイトを添
加した溶液が利用されている。
【０００８】非水性の電解液を使用するキャパシタに
は、電解キャパシタが知られている。陽極は、弁金属の
箔の化成処理により誘電体皮膜が形成され、陰極側は、
弁金属の箔がそのまま使用されて、通常、両電極が対面
状態で、コイル状に捲回され、電解液の共存下で、容器
中に密閉されている。
は、電解キャパシタが知られている。陽極は、弁金属の
箔の化成処理により誘電体皮膜が形成され、陰極側は、
弁金属の箔がそのまま使用されて、通常、両電極が対面
状態で、コイル状に捲回され、電解液の共存下で、容器
中に密閉されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気二重層キャ
パシタでは、分極性電極を膜形成する弁金属のシートな
いし箔には、取り扱い中に、電極構造を構成する弁金属
材料固有の自然酸化被膜が存在するため、これを利用し
て電極構造を構成すると、図６に模式的に示すが、薄い
絶縁性の酸化皮膜４が弁金属材料であるアルミニウム箔
１と分極性電極３との界面に形成されていることが多か
った。また、上記の非水系電解液は、わずかであるが、
水分と酸素を含むもので、キャパシタの使用中に、電極
構造を構成する弁金属材料が電解液中の水分と反応し
て、金属の表面が酸化されていた。このため、この種の
金属を用いた電気二重層キャパシタは、長期に使用する
と、次第に等価直列抵抗（ＥＳＲ）、即ち、電源の内部
抵抗が大きくなり、また、静電容量も小さくなることが
あった。
パシタでは、分極性電極を膜形成する弁金属のシートな
いし箔には、取り扱い中に、電極構造を構成する弁金属
材料固有の自然酸化被膜が存在するため、これを利用し
て電極構造を構成すると、図６に模式的に示すが、薄い
絶縁性の酸化皮膜４が弁金属材料であるアルミニウム箔
１と分極性電極３との界面に形成されていることが多か
った。また、上記の非水系電解液は、わずかであるが、
水分と酸素を含むもので、キャパシタの使用中に、電極
構造を構成する弁金属材料が電解液中の水分と反応し
て、金属の表面が酸化されていた。このため、この種の
金属を用いた電気二重層キャパシタは、長期に使用する
と、次第に等価直列抵抗（ＥＳＲ）、即ち、電源の内部
抵抗が大きくなり、また、静電容量も小さくなることが
あった。
【００１０】このような電極の金属部の酸化による問題
は、上記のボタン型の電気二重層キャパシタにおいても
同様に生じていた。さらに、非水系電解液を使用する電
解キャパシタは、陽極にはアルミニウムなどの弁金属上
に陽極酸化により形成された誘電体絶縁層を備え、電解
液と直接接触する陰極にもアルミニウムなどの弁金属を
使用されるが、この場合には、陰極である金属の表面
に、電解液中の水分に起因する酸化により酸化皮膜を生
じ、これによるキャパシタの内部抵抗の上昇という同様
の問題を生じていた。
は、上記のボタン型の電気二重層キャパシタにおいても
同様に生じていた。さらに、非水系電解液を使用する電
解キャパシタは、陽極にはアルミニウムなどの弁金属上
に陽極酸化により形成された誘電体絶縁層を備え、電解
液と直接接触する陰極にもアルミニウムなどの弁金属を
使用されるが、この場合には、陰極である金属の表面
に、電解液中の水分に起因する酸化により酸化皮膜を生
じ、これによるキャパシタの内部抵抗の上昇という同様
の問題を生じていた。
【００１１】本発明の目的は、以上の問題に鑑み、キャ
パシタ内で非水系電解液と接触状態で使用される電極を
構成し得て、且つ、キャパシタの内部抵抗の小さくし得
る弁金属材料を提供することを目的とする。本発明の別
の目的は、非水系電解液と接触状態で使用される電極を
構成して、上記のようなキャパシタの内部抵抗を小さく
し得る弁金属材料の製造方法を提供するものである。
パシタ内で非水系電解液と接触状態で使用される電極を
構成し得て、且つ、キャパシタの内部抵抗の小さくし得
る弁金属材料を提供することを目的とする。本発明の別
の目的は、非水系電解液と接触状態で使用される電極を
構成して、上記のようなキャパシタの内部抵抗を小さく
し得る弁金属材料の製造方法を提供するものである。
【００１２】本発明の別の目的は、非水系電解液と接触
状態で使用される電極を構成する金属材料に関連した抵
抗変化を抑制して、内部抵抗を小さくし得るキャパシタ
を提供するものである。本発明の更なる目的は、非水系
電解液と接触状態で使用される電極を構成する電極金属
材料に関連した抵抗変化を抑制して、内部抵抗を小さく
し得るキャパシタを製造する方法を提供するものであ
る。
状態で使用される電極を構成する金属材料に関連した抵
抗変化を抑制して、内部抵抗を小さくし得るキャパシタ
を提供するものである。本発明の更なる目的は、非水系
電解液と接触状態で使用される電極を構成する電極金属
材料に関連した抵抗変化を抑制して、内部抵抗を小さく
し得るキャパシタを製造する方法を提供するものであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の電極金属材料
は、表面にカーボン粒子を含有した弁金属材料から形成
され、電極を構成する。カーボン含有金属材料のカーボ
ン粒子が、電極金属材料とこれに接触すべき導電体（電
解液も含む）との電気的接続を確保する。
は、表面にカーボン粒子を含有した弁金属材料から形成
され、電極を構成する。カーボン含有金属材料のカーボ
ン粒子が、電極金属材料とこれに接触すべき導電体（電
解液も含む）との電気的接続を確保する。
【００１４】カーボン含有金属材料は、詳しくは、弁金
属材料と、弁金属材料の表面内に固定され且つ表面に露
出する多数のカーボン粒と、から成る。本発明は、特
に、カーボン粒を弁金属材料の表面上に露出するよう
に、わずかに、突出させ、接触すべき導電体との導電性
と接着性を高める。
属材料と、弁金属材料の表面内に固定され且つ表面に露
出する多数のカーボン粒と、から成る。本発明は、特
に、カーボン粒を弁金属材料の表面上に露出するよう
に、わずかに、突出させ、接触すべき導電体との導電性
と接着性を高める。
【００１５】本発明の電極金属材料は、非水系電解液と
接触的に使用される電極構造に使用される。このような
カーボン含有弁金属材料は、それ自体が、電解液に接触
する電極であってもよいし、また、カーボン含有弁金属
材料の表面上に皮膜されて形成された活性炭素層、即
ち、分極性電極を有してもよい。前者は、電解キャパシ
タの陰極に対応して、後者は電気二重層キャパシタの二
重層電極に相当する。
接触的に使用される電極構造に使用される。このような
カーボン含有弁金属材料は、それ自体が、電解液に接触
する電極であってもよいし、また、カーボン含有弁金属
材料の表面上に皮膜されて形成された活性炭素層、即
ち、分極性電極を有してもよい。前者は、電解キャパシ
タの陰極に対応して、後者は電気二重層キャパシタの二
重層電極に相当する。
【００１６】カーボン含有金属材料は、電解キャパシタ
内では、表面内に露出するカーボン粒子が、電解液に直
接接触して、金属材料と電解液との導電性を確保する。
カーボン含有弁金属材料は、電気二重層キャパシタ内で
は、その表面内に露出するカーボン粒子が、活性炭素層
に直接接触することを可能にして、金属材料と活性炭素
層との導電性を確保する。何れの場合も、カーボン含有
弁金属材料は、電解液に接触して、その金属性表面が、
電解液中の含有水分などにより酸化されても、上記の導
電性に変化がほとんど生じない。
内では、表面内に露出するカーボン粒子が、電解液に直
接接触して、金属材料と電解液との導電性を確保する。
カーボン含有弁金属材料は、電気二重層キャパシタ内で
は、その表面内に露出するカーボン粒子が、活性炭素層
に直接接触することを可能にして、金属材料と活性炭素
層との導電性を確保する。何れの場合も、カーボン含有
弁金属材料は、電解液に接触して、その金属性表面が、
電解液中の含有水分などにより酸化されても、上記の導
電性に変化がほとんど生じない。
【００１７】詳しくは、本発明の弁金属材料は、該多数
のカーボン粒が弁金属材料の表面上に突出するように表
面内に固結されたものが採用される。このために、弁金
属材料の表面が、カーボン粒子が突出する程度に削除さ
れたものが好ましい。これにより、弁金属材料の表面上
の凹凸形状が、活性炭素層との導電性を確保し、同時
に、活性炭素層との接着力を強化する。
のカーボン粒が弁金属材料の表面上に突出するように表
面内に固結されたものが採用される。このために、弁金
属材料の表面が、カーボン粒子が突出する程度に削除さ
れたものが好ましい。これにより、弁金属材料の表面上
の凹凸形状が、活性炭素層との導電性を確保し、同時
に、活性炭素層との接着力を強化する。
【００１８】更に、詳しくは、弁金属材料の該金属表面
は不動態皮膜により被覆されて、これにより、弁金属材
料の金属性表面は導電性を失うが、安定して電解液と接
触による酸化を防止し、且つ、炭素粒子による安定した
導電性を長期にわたり確保することができる。
は不動態皮膜により被覆されて、これにより、弁金属材
料の金属性表面は導電性を失うが、安定して電解液と接
触による酸化を防止し、且つ、炭素粒子による安定した
導電性を長期にわたり確保することができる。
【００１９】本発明の弁金属材料は、シートに成形され
得る。ここに、シートの語は、プレート、シート、フィ
ルム及び箔を含むものとする。弁金属材料は、所望形状
の薄肉の他の成形品も利用される。シートその他の成形
品は、その少なくとも片面にカーボン粒子を含有する。
成形品の両面にカーボン粒子を含有してもよい。
得る。ここに、シートの語は、プレート、シート、フィ
ルム及び箔を含むものとする。弁金属材料は、所望形状
の薄肉の他の成形品も利用される。シートその他の成形
品は、その少なくとも片面にカーボン粒子を含有する。
成形品の両面にカーボン粒子を含有してもよい。
【００２０】本発明の電極用の弁金属材料は、金属表面
に多数のカーボン粒子を圧入することにより達成され
る。カーボン粒子の圧入には、金型によるプレス又はロ
ーラによるローリングが採用される。本発明の電極用の
弁金属材料の製造方法おいては、弁金属の粉末原料をカ
ーボンと混合状態で、半溶解する過程を設け、加圧して
緻密な金属塊とする。金属塊には、内部に分散されたカ
ーボン粒子を含むので、これを鍛造ないし圧延して所望
形状の成形品に成形され、後に、成形品の表面にカーボ
ン粒子が露出させられる。
に多数のカーボン粒子を圧入することにより達成され
る。カーボン粒子の圧入には、金型によるプレス又はロ
ーラによるローリングが採用される。本発明の電極用の
弁金属材料の製造方法おいては、弁金属の粉末原料をカ
ーボンと混合状態で、半溶解する過程を設け、加圧して
緻密な金属塊とする。金属塊には、内部に分散されたカ
ーボン粒子を含むので、これを鍛造ないし圧延して所望
形状の成形品に成形され、後に、成形品の表面にカーボ
ン粒子が露出させられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の電極用の弁金属材料は、
上述のように、弁金属材料の表面上にカーボン粒子を含
有させたものであるが、弁金属には、表面の不動態を形
成する金属から選ばれ、例えば、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウムなどの金属が利用できる。また、これら
の元素を含んで弁作用を生じる合金、例えば、ホウ素と
すずとを含むチタン系合金、クロムとバナジウムとを含
むチタン系合金、パラジウムとアンチモンとを含むチタ
ン系合金、及び、チタンを含むアルミニウム系合金の中
から選ばれる。最も好ましいのは、アルミニウム、特
に、高純度アルミニウムである。
上述のように、弁金属材料の表面上にカーボン粒子を含
有させたものであるが、弁金属には、表面の不動態を形
成する金属から選ばれ、例えば、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウムなどの金属が利用できる。また、これら
の元素を含んで弁作用を生じる合金、例えば、ホウ素と
すずとを含むチタン系合金、クロムとバナジウムとを含
むチタン系合金、パラジウムとアンチモンとを含むチタ
ン系合金、及び、チタンを含むアルミニウム系合金の中
から選ばれる。最も好ましいのは、アルミニウム、特
に、高純度アルミニウムである。
【００２２】電極金属材料は、所望厚みの成形体、例え
ば、シートに成形されている。シートの厚みは、キャパ
シタの種類により、また電極の種類に依存するが、１０
μｍ〜５ｍｍの範囲が採用される。一般に捲回型の電気
二重層キャパシタと電解キャパシタには、可撓性と捲回
数の確保のために厚み５０〜５００μｍの金属箔が好ま
しく利用される。他方、ボタン型など、電気二重層キャ
パシタにおいては、弁金属材料は、それが容器の壁部、
底部などの一部を兼ねるときは、これらの強度を確保す
るために、厚みを大きくして、例えば、０．５０〜３．
０ｍｍ程度の厚みを有するのが好ましい。
ば、シートに成形されている。シートの厚みは、キャパ
シタの種類により、また電極の種類に依存するが、１０
μｍ〜５ｍｍの範囲が採用される。一般に捲回型の電気
二重層キャパシタと電解キャパシタには、可撓性と捲回
数の確保のために厚み５０〜５００μｍの金属箔が好ま
しく利用される。他方、ボタン型など、電気二重層キャ
パシタにおいては、弁金属材料は、それが容器の壁部、
底部などの一部を兼ねるときは、これらの強度を確保す
るために、厚みを大きくして、例えば、０．５０〜３．
０ｍｍ程度の厚みを有するのが好ましい。
【００２３】尤も、強度を確保する基材金属プレートに
上記の薄い弁金属がクラッドされ、カーボン粒子がクラ
ッド弁金属に含有されてもよい。このような基材金属に
は、耐食性の大きい金属又は合金、例えば、ニッケル、
ステンレス鋼が利用できる。
上記の薄い弁金属がクラッドされ、カーボン粒子がクラ
ッド弁金属に含有されてもよい。このような基材金属に
は、耐食性の大きい金属又は合金、例えば、ニッケル、
ステンレス鋼が利用できる。
【００２４】他方のカーボン粒子は、グラファイト、カ
ーボンブラック等の導電性カーボンの粒子が利用され
る。カーボンブラックには、一例として、アセチレンブ
ラックが利用できる。さらに、カーボン粒子は、活性炭
の粒子でもよい。
ーボンブラック等の導電性カーボンの粒子が利用され
る。カーボンブラックには、一例として、アセチレンブ
ラックが利用できる。さらに、カーボン粒子は、活性炭
の粒子でもよい。
【００２５】カーボン粒は、０．０１〜５０μｍの粒径
を有することが望ましく、特に、０．１〜１０μｍの範
囲がよい。カーボン粒には、また、粒状、顆粒状、繊維
状のうちの１つの形状を有することができる。繊維状カ
ーボン粒は、上記の０．１〜５０μｍの粒径とは、繊維
長を言うものとする。
を有することが望ましく、特に、０．１〜１０μｍの範
囲がよい。カーボン粒には、また、粒状、顆粒状、繊維
状のうちの１つの形状を有することができる。繊維状カ
ーボン粒は、上記の０．１〜５０μｍの粒径とは、繊維
長を言うものとする。
【００２６】カーボン粒子の含有量は、弁金属材料の表
面全体に占めるカーボンの面積占有率で、５〜９０％で
あるのが適当である。カーボンの占有率が５％未満で
は、十分に表面での接触抵抗を下げることは困難かも知
れない。カーボンの占有率は高いほうが好ましいが、カ
ーボンの占有率９０％を超えると、圧入法で弁金属表面
に圧入されたカーボン粒子を安定に担持するのが困難に
なる。好ましくは、カーボンの表面占有率は、２０〜７
５％、特に、３０〜６０％の範囲がよい。
面全体に占めるカーボンの面積占有率で、５〜９０％で
あるのが適当である。カーボンの占有率が５％未満で
は、十分に表面での接触抵抗を下げることは困難かも知
れない。カーボンの占有率は高いほうが好ましいが、カ
ーボンの占有率９０％を超えると、圧入法で弁金属表面
に圧入されたカーボン粒子を安定に担持するのが困難に
なる。好ましくは、カーボンの表面占有率は、２０〜７
５％、特に、３０〜６０％の範囲がよい。
【００２７】前記弁金属材料は、粗い表面であるのが好
ましい。特に、金属の表面よりわずかに、カーボン粒が
突出されているのが好ましい。カーボン粒子の突出は、
酸性水溶液中で電解エッチングすることにより得られ
る。多数のカーボン粒の露出は、電気二重層電極構成の
ための活性炭層の接触頻度を高めることができ、さら
に、アンカー効果により活性炭層を強固に定着すること
ができる。
ましい。特に、金属の表面よりわずかに、カーボン粒が
突出されているのが好ましい。カーボン粒子の突出は、
酸性水溶液中で電解エッチングすることにより得られ
る。多数のカーボン粒の露出は、電気二重層電極構成の
ための活性炭層の接触頻度を高めることができ、さら
に、アンカー効果により活性炭層を強固に定着すること
ができる。
【００２８】図１には、シート状の弁金属材料１０の片
面にほぼ粒状のカーボン粒子２が圧入されたカーボン圧
入金属材料１を示している。この図は、カーボン粒子２
は、金属材料の表面に一部が埋め込まれ、残りが突出し
ている例を模式的に示している。
面にほぼ粒状のカーボン粒子２が圧入されたカーボン圧
入金属材料１を示している。この図は、カーボン粒子２
は、金属材料の表面に一部が埋め込まれ、残りが突出し
ている例を模式的に示している。
【００２９】図２は、同様の図であるが、カーボン粒子
２は、潰されて、全部が金属材料の表面に埋められてい
る状態を観念的に示している。カーボン圧入金属材料１
は、しかしなお、カーボン粒子の表面が、金属材料の表
面に露出していて、導電性の確保に利用できる。このよ
うな状態は、比較的軟質のカーボン粒子を強く押圧した
場合に生じるであろう。
２は、潰されて、全部が金属材料の表面に埋められてい
る状態を観念的に示している。カーボン圧入金属材料１
は、しかしなお、カーボン粒子の表面が、金属材料の表
面に露出していて、導電性の確保に利用できる。このよ
うな状態は、比較的軟質のカーボン粒子を強く押圧した
場合に生じるであろう。
【００３０】図３は、上記の図２に示すカーボン圧入金
属材料１を、電解エッチングにより金属性表面１１を削
除して、結果として、カーボン粒子を突出させたことを
示している。図４は、弁金属材料のシートの両面に圧入
したカーボン粒子をエッチング処理により突出して形成
させたことを示している。
属材料１を、電解エッチングにより金属性表面１１を削
除して、結果として、カーボン粒子を突出させたことを
示している。図４は、弁金属材料のシートの両面に圧入
したカーボン粒子をエッチング処理により突出して形成
させたことを示している。
【００３１】さらに、粗い表面は、カーボン含有金属材
料の表面全体がブラストされた表面でもよい。ブラスト
は、弁金属材料の直接の粗面化と、カーボン粒子の露出
を実現することができ、活性炭層を強固に定着し、接触
抵抗を低下させる。
料の表面全体がブラストされた表面でもよい。ブラスト
は、弁金属材料の直接の粗面化と、カーボン粒子の露出
を実現することができ、活性炭層を強固に定着し、接触
抵抗を低下させる。
【００３２】カーボン含有金属材料は、その金属材料の
表面（例えば、図３と図４の金属性表面１１、参照）に
不動態皮膜が形成されているのが好ましい。不動態は、
電極としての使用中に、電解液中の水分が存在しても、
弁金属材料の表面の酸化ないし腐食を防止し、カーボン
粒子の存在による導電性には影響を与えることなく、電
極の一層の安定化を図ることができる。不動態は、その
キャパシタの使用電圧に耐える厚みがあればよく、例え
ば、定格２．５〜３．５Ｖの電気二重層キャパシタで
は、４〜５Ｖの耐圧に対応する皮膜厚みでよい。この場
合、弁金属材料は、６０Å以上の不動態厚みが備えられ
る。
表面（例えば、図３と図４の金属性表面１１、参照）に
不動態皮膜が形成されているのが好ましい。不動態は、
電極としての使用中に、電解液中の水分が存在しても、
弁金属材料の表面の酸化ないし腐食を防止し、カーボン
粒子の存在による導電性には影響を与えることなく、電
極の一層の安定化を図ることができる。不動態は、その
キャパシタの使用電圧に耐える厚みがあればよく、例え
ば、定格２．５〜３．５Ｖの電気二重層キャパシタで
は、４〜５Ｖの耐圧に対応する皮膜厚みでよい。この場
合、弁金属材料は、６０Å以上の不動態厚みが備えられ
る。
【００３３】多数のカーボン粒を少なくとも表面内に含
む弁金属材料からなる電極金属材料を製造するために
は、いくつかの方法が採用される。第１の方法は、弁金
属粉末とカーボン粉末との混合物を容器中で加熱加圧す
ることによって塊状の弁金属塊にカーボン粉末を含有さ
せるものである。この方法は、さらに、この過程で製造
された炭素含有弁金属塊を、所望形状の弁金属材料に塑
性加工する過程とを含む。塑性加工の過程は、熱間又は
冷間での鍛造や圧延が利用されることができ、所望の厚
みのシートその他の成形品を得る。
む弁金属材料からなる電極金属材料を製造するために
は、いくつかの方法が採用される。第１の方法は、弁金
属粉末とカーボン粉末との混合物を容器中で加熱加圧す
ることによって塊状の弁金属塊にカーボン粉末を含有さ
せるものである。この方法は、さらに、この過程で製造
された炭素含有弁金属塊を、所望形状の弁金属材料に塑
性加工する過程とを含む。塑性加工の過程は、熱間又は
冷間での鍛造や圧延が利用されることができ、所望の厚
みのシートその他の成形品を得る。
【００３４】第２の方法は、弁金属材料の表面上に分散
させたカーボン粉末に加圧することにより、弁金属表面
中にカーボン粒を圧入させるカーボン粉末含有過程を含
む。
させたカーボン粉末に加圧することにより、弁金属表面
中にカーボン粒を圧入させるカーボン粉末含有過程を含
む。
【００３５】上記カーボン粒含有過程は、弁金属材料の
表面上にカーボン粒を圧入する金型によるプレス法によ
ることもできる。金型は、硬質な平板などでもよい。ま
た、上記カーボン粒含有過程が、弁金属材料の表面上に
カーボン粒を圧入するローラによる転動法によることも
できる。両方法のいずれでも、カーボン粒子は、弁金属
材料の表面上に圧入されて、固定されることができる。
表面上にカーボン粒を圧入する金型によるプレス法によ
ることもできる。金型は、硬質な平板などでもよい。ま
た、上記カーボン粒含有過程が、弁金属材料の表面上に
カーボン粒を圧入するローラによる転動法によることも
できる。両方法のいずれでも、カーボン粒子は、弁金属
材料の表面上に圧入されて、固定されることができる。
【００３６】この第２の方法において、所望厚みの弁金
属材料のシートの表面にカーボン粒子の圧入が成され
る。上記カーボン粒含有過程は、金属材料表面上に垂直
方向に０．５〜１００００ｋｇ／ｃｍ2の面圧を加える
ことによって、実施できる。この圧力は、弁金属の表面
での硬さ、カーボン粒子の硬さに依存して決められる。
属材料のシートの表面にカーボン粒子の圧入が成され
る。上記カーボン粒含有過程は、金属材料表面上に垂直
方向に０．５〜１００００ｋｇ／ｃｍ2の面圧を加える
ことによって、実施できる。この圧力は、弁金属の表面
での硬さ、カーボン粒子の硬さに依存して決められる。
【００３７】また、このカーボン粒含有過程が、弁金属
のブランクから所望形状の成形品にプレス又は段造の成
形加工する過程を兼ねてもよい。即ち、この場合は、上
記のカーボン粒含有過程が、弁金属の塊状材料の熱間又
は冷間加工の工程で行われる。この過程は、熱間又は冷
間で、鍛造又は圧延して、弁金属材料を圧下する際に、
同時に、カーボン粒を鍛造面又は圧延面に圧入させる。
のブランクから所望形状の成形品にプレス又は段造の成
形加工する過程を兼ねてもよい。即ち、この場合は、上
記のカーボン粒含有過程が、弁金属の塊状材料の熱間又
は冷間加工の工程で行われる。この過程は、熱間又は冷
間で、鍛造又は圧延して、弁金属材料を圧下する際に、
同時に、カーボン粒を鍛造面又は圧延面に圧入させる。
【００３８】本発明の製造方法は、カーボン粒圧入過程
の後に、さらに、前記弁金属表面を粗面化されるのが好
ましい。そのために、望ましくは、製造方法は、カーボ
ン粒含有過程の後に、酸性水溶液中で電解エッチングす
ることにより該表面にカーボン粒を露出させる過程を含
む。この処理により、表面上に露出していたカーボン粒
子は、表面から突出して且つ、粗面化し、さらに、表面
下にわずかに埋没していた炭素粒子を表面上に露出させ
ることができる。多数のカーボン粒の露出は、電気二重
層電極構成のための活性炭層の接触頻度を高めかつ、ア
ンカー効果により活性炭層を強固に定着することができ
る。
の後に、さらに、前記弁金属表面を粗面化されるのが好
ましい。そのために、望ましくは、製造方法は、カーボ
ン粒含有過程の後に、酸性水溶液中で電解エッチングす
ることにより該表面にカーボン粒を露出させる過程を含
む。この処理により、表面上に露出していたカーボン粒
子は、表面から突出して且つ、粗面化し、さらに、表面
下にわずかに埋没していた炭素粒子を表面上に露出させ
ることができる。多数のカーボン粒の露出は、電気二重
層電極構成のための活性炭層の接触頻度を高めかつ、ア
ンカー効果により活性炭層を強固に定着することができ
る。
【００３９】製造方法が、カーボン粒含有過程の後に、
更に、ブラスト処理を行うことにより表面にカーボン粒
子を露出させる過程を含む。この方法においても、プラ
ストによる直接の粗面化と、カーボン粒子の露出を実現
することができる。
更に、ブラスト処理を行うことにより表面にカーボン粒
子を露出させる過程を含む。この方法においても、プラ
ストによる直接の粗面化と、カーボン粒子の露出を実現
することができる。
【００４０】製造方法は、上記のカーボン粒露出過程の
後に、金属材料の金属性表面に不動態皮膜を形成する過
程を含むのが好ましい。皮膜の形成は、カーボン含有金
属材料を酸化性雰囲気で、例えば、空気中で加熱して酸
化させる方法が利用される。他の方法は、カーボン含有
金属材料を陽極酸化させる方法である。不動態厚みは、
例えば、定格２．５〜３．５Ｖの電気二重層キャパシタ
では、４〜５Ｖの耐圧に対応する皮膜厚みでよい。この
場合、弁金属材料は、６０Å以上の不動態厚みを備えら
れる。
後に、金属材料の金属性表面に不動態皮膜を形成する過
程を含むのが好ましい。皮膜の形成は、カーボン含有金
属材料を酸化性雰囲気で、例えば、空気中で加熱して酸
化させる方法が利用される。他の方法は、カーボン含有
金属材料を陽極酸化させる方法である。不動態厚みは、
例えば、定格２．５〜３．５Ｖの電気二重層キャパシタ
では、４〜５Ｖの耐圧に対応する皮膜厚みでよい。この
場合、弁金属材料は、６０Å以上の不動態厚みを備えら
れる。
【００４１】本発明のキャパシタには、電気二重層キャ
パシタと電解キャパシタを含むが、何れも、非水系の電
解液を使用し、弁金属材料が電解液に接触して使用され
るキャパシタである。電気二重層キャパシタにおいて
は、捲回型のキャパシタが、図７に概要で示されてい
る。捲回型のキャパシタには、可撓性の電気二重層電極
が使用され、この電極は、弁金属として薄い弁金属箔と
この箔の両面に接着された活性炭素層とから構成され
る。箔の表面には、多数の炭素粒子が表面に露出するよ
うに固着され、活性炭素層と接触している。
パシタと電解キャパシタを含むが、何れも、非水系の電
解液を使用し、弁金属材料が電解液に接触して使用され
るキャパシタである。電気二重層キャパシタにおいて
は、捲回型のキャパシタが、図７に概要で示されてい
る。捲回型のキャパシタには、可撓性の電気二重層電極
が使用され、この電極は、弁金属として薄い弁金属箔と
この箔の両面に接着された活性炭素層とから構成され
る。箔の表面には、多数の炭素粒子が表面に露出するよ
うに固着され、活性炭素層と接触している。
【００４２】一対の電気二重層電極は、セパレータを間
に挟んで、捲回されて、非水系の電解液により含浸され
た状態で、容器内に密封されて、電気二重層型のキャパ
シタを構成する。電解液には、水を含まない有機溶剤
と、このような溶剤に溶けて解離し得る塩が利用され
る。例えば、プロピレンカーボネートを溶媒にして、電
解質としてテトラエチルアンモニウムパークロレイトを
添加した溶液が挙げられる。
に挟んで、捲回されて、非水系の電解液により含浸され
た状態で、容器内に密封されて、電気二重層型のキャパ
シタを構成する。電解液には、水を含まない有機溶剤
と、このような溶剤に溶けて解離し得る塩が利用され
る。例えば、プロピレンカーボネートを溶媒にして、電
解質としてテトラエチルアンモニウムパークロレイトを
添加した溶液が挙げられる。
【００４３】活性炭素層は、活性炭素粉末をペースト状
にして弁金属箔上に適用して薄膜に形成されている。こ
のためのペーストは、例えば、活性炭素粉末と、必要に
より導電性カーボン粉末と、適当なバインダー、例え
ば、セルロース、フッ素系樹脂などの混合物を水その他
の溶剤と共に混練して得られる。塗着されたペースト膜
は、その弁金属箔とともに、適当に乾燥され、加熱され
て、バインダーを硬化させて、定着されて、電気二重層
電極を得る。
にして弁金属箔上に適用して薄膜に形成されている。こ
のためのペーストは、例えば、活性炭素粉末と、必要に
より導電性カーボン粉末と、適当なバインダー、例え
ば、セルロース、フッ素系樹脂などの混合物を水その他
の溶剤と共に混練して得られる。塗着されたペースト膜
は、その弁金属箔とともに、適当に乾燥され、加熱され
て、バインダーを硬化させて、定着されて、電気二重層
電極を得る。
【００４４】一対の電気二重層電極は、それぞれリード
が接続され、更に、セパレータを電極間に挟んで、捲回
されて、コイルを得る。セパレータには、例えば、ガラ
ス繊維の織布ないし不織布など、絶縁性で且つ通水性の
薄い適当な材料が利用される。電気二重層電極とセパレ
ータとから成るコイルには、電解液が含浸され、有底の
金属容器に装入され、開口部がシール材によりシールさ
れる。リードは、シール材を貫通して外部に導出され
る。
が接続され、更に、セパレータを電極間に挟んで、捲回
されて、コイルを得る。セパレータには、例えば、ガラ
ス繊維の織布ないし不織布など、絶縁性で且つ通水性の
薄い適当な材料が利用される。電気二重層電極とセパレ
ータとから成るコイルには、電解液が含浸され、有底の
金属容器に装入され、開口部がシール材によりシールさ
れる。リードは、シール材を貫通して外部に導出され
る。
【００４５】上記の電極構造により、図５に示すよう
に、電気二重層キャパシタの電極金属材料１の箔状の金
属材料１０と分極性電極３との界面に存在する薄い絶縁
皮膜４が存在しても、電極箔１０から露出するカーボン
粒子２の表面には酸化被膜ができないので、カーボン粒
子によりところどころでカーボン粒子２による電気的導
通を保つことができる。その結果、電気二重層キャパシ
タの等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さくなり、また、導通
箇所が増加することにより、静電容量も大きくなる。
に、電気二重層キャパシタの電極金属材料１の箔状の金
属材料１０と分極性電極３との界面に存在する薄い絶縁
皮膜４が存在しても、電極箔１０から露出するカーボン
粒子２の表面には酸化被膜ができないので、カーボン粒
子によりところどころでカーボン粒子２による電気的導
通を保つことができる。その結果、電気二重層キャパシ
タの等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さくなり、また、導通
箇所が増加することにより、静電容量も大きくなる。
【００４６】ボタン型の電気二重層キャパシタは、図９
及び図１０に示されるが、本発明の弁金属材料のディス
ク状シート１０には、活性炭素層３０が接着層９を介し
て接合されて、一対の二重層電極３が形成されている。
２つの二重層電極３は、絶縁性のセパレータ５を介して
対面するように配置され、２つ合わせの金属容器６０、
６１の内部に収容されている。
及び図１０に示されるが、本発明の弁金属材料のディス
ク状シート１０には、活性炭素層３０が接着層９を介し
て接合されて、一対の二重層電極３が形成されている。
２つの二重層電極３は、絶縁性のセパレータ５を介して
対面するように配置され、２つ合わせの金属容器６０、
６１の内部に収容されている。
【００４７】２つの二重層電極３、３は、それぞれの弁
金属材料のシート１０１０が、金属容器の下底部６０と
上蓋部６１との内面側に接合され、下底部と上蓋部は、
その周縁部で、絶縁性のリングパッキン６９により水密
的に互いに接合され、容器内は、非水性の電解液が、二
重層電極及び活性炭素層に充足するように充填されてい
る。非水性の電解液は、例えば、上記と同様に、プロピ
レンカーボネートを溶媒にして、電解質としてテトラエ
チルアンモニウムパークロレイトが添加された溶液が利
用される。
金属材料のシート１０１０が、金属容器の下底部６０と
上蓋部６１との内面側に接合され、下底部と上蓋部は、
その周縁部で、絶縁性のリングパッキン６９により水密
的に互いに接合され、容器内は、非水性の電解液が、二
重層電極及び活性炭素層に充足するように充填されてい
る。非水性の電解液は、例えば、上記と同様に、プロピ
レンカーボネートを溶媒にして、電解質としてテトラエ
チルアンモニウムパークロレイトが添加された溶液が利
用される。
【００４８】このボタン型の電気二重層キャパシタの二
重層電極３が、図８に示されているが、活性炭素層３
０、即ち、分極性電極３０には、活性炭素粒子や活性炭
素繊維のシートが利用される。例えば、活性炭素層３０
は、活性炭素粉末と溶媒と適当なバインダによりペース
ト状に調製され、このペーストから薄膜を形成してこれ
を乾燥固化することにより、活性炭素粒子を含むシート
とされる。活性炭素繊維のシートについては、活性炭素
繊維には、例えば、フェノール系樹脂繊維の炭化過程で
活性化された繊維などが利用される。活性炭素繊維から
布が織られて、シートにされる。二重層電極３は、上記
の活性炭粒シート又は、活性炭素繊維シートが、所望形
状のシート片に打ち抜き成形され、弁金属材料シートの
カーボン含有側に接合されて、組み立てられる。通常
は、接合は、導電性を有する有機接着剤９でなされる。
導電性接着剤は、化学的に活性炭素繊維などのシートと
弁金属材料シートとの両者を強固に接合する。さらに、
この接着剤９は、弁金属材料側の炭素粒子と活性炭素側
の繊維ないし粒子の一部とを電気的に結合する。弁金属
材料側の炭素粒子２は、接着剤層９を介して、二重層電
極３での導電性を確保して、電源としてのキャパシタと
しての内部抵抗を低下させる。
重層電極３が、図８に示されているが、活性炭素層３
０、即ち、分極性電極３０には、活性炭素粒子や活性炭
素繊維のシートが利用される。例えば、活性炭素層３０
は、活性炭素粉末と溶媒と適当なバインダによりペース
ト状に調製され、このペーストから薄膜を形成してこれ
を乾燥固化することにより、活性炭素粒子を含むシート
とされる。活性炭素繊維のシートについては、活性炭素
繊維には、例えば、フェノール系樹脂繊維の炭化過程で
活性化された繊維などが利用される。活性炭素繊維から
布が織られて、シートにされる。二重層電極３は、上記
の活性炭粒シート又は、活性炭素繊維シートが、所望形
状のシート片に打ち抜き成形され、弁金属材料シートの
カーボン含有側に接合されて、組み立てられる。通常
は、接合は、導電性を有する有機接着剤９でなされる。
導電性接着剤は、化学的に活性炭素繊維などのシートと
弁金属材料シートとの両者を強固に接合する。さらに、
この接着剤９は、弁金属材料側の炭素粒子と活性炭素側
の繊維ないし粒子の一部とを電気的に結合する。弁金属
材料側の炭素粒子２は、接着剤層９を介して、二重層電
極３での導電性を確保して、電源としてのキャパシタと
しての内部抵抗を低下させる。
【００４９】本発明は、また、陰極に弁金属材料のシー
トを利用した非水系電解キャパシタが含まれる。電解キ
ャパシタは、陽極として、表面に絶縁性の非常に薄い高
誘電体層を備えた弁金属シートを利用し、陰極として、
表面にカーボン粒子を含有した弁金属シートを利用す
る。陽極と陰極の両シートは、対面しながら捲回または
集積されて、容器中に収容され、容器内の電解液に浸漬
されている。
トを利用した非水系電解キャパシタが含まれる。電解キ
ャパシタは、陽極として、表面に絶縁性の非常に薄い高
誘電体層を備えた弁金属シートを利用し、陰極として、
表面にカーボン粒子を含有した弁金属シートを利用す
る。陽極と陰極の両シートは、対面しながら捲回または
集積されて、容器中に収容され、容器内の電解液に浸漬
されている。
【００５０】この電解キャパシタの電解液が、例えば、
エチレングリコール系の溶剤に適当な無機塩ないし有機
塩を加えて調整されるが、電解液中に少量の水が存在し
ても、弁金属材料の金属性表面が酸化されるだけで、炭
素粒子は電解液と接触して導通を確保することができ
る。従って、長期使用によっても電解キャパシタの容量
が低下したり内部抵抗が増加する可能性は極めて少なく
なる。
エチレングリコール系の溶剤に適当な無機塩ないし有機
塩を加えて調整されるが、電解液中に少量の水が存在し
ても、弁金属材料の金属性表面が酸化されるだけで、炭
素粒子は電解液と接触して導通を確保することができ
る。従って、長期使用によっても電解キャパシタの容量
が低下したり内部抵抗が増加する可能性は極めて少なく
なる。
【００５１】
【実施例】［実施例１］弁金属として、厚さ２０μｍ、
フォア−９級の高純度アルミ箔が使用された。電極金属
材料は、金属箔の表面に平均粒径２μｍのアセチレンブ
ラックを表面の単位面積当たり、金属箔に対する重量比
で、５０％の量で、均一に分散され、次いで、圧延ロー
ラによって箔表面鉛直の方向に１００ｋｇ／ｃｍの線圧
力を加えることによって製造され、これにより、アルミ
箔表面に多数のカーボン粒子が圧入されたカーボン埋込
み金属箔が得られた。
フォア−９級の高純度アルミ箔が使用された。電極金属
材料は、金属箔の表面に平均粒径２μｍのアセチレンブ
ラックを表面の単位面積当たり、金属箔に対する重量比
で、５０％の量で、均一に分散され、次いで、圧延ロー
ラによって箔表面鉛直の方向に１００ｋｇ／ｃｍの線圧
力を加えることによって製造され、これにより、アルミ
箔表面に多数のカーボン粒子が圧入されたカーボン埋込
み金属箔が得られた。
【００５２】［実施例２］電極金属材料は、同様に、厚
さ２０μｍ、フォア−９級の高純度アルミ箔の表面に平
均粒径２μｍのアセチレンブラックを同様に重量比で５
０％量均一に分散させ、圧延ローラによって箔表面鉛直
の方向に１００ｋｇ／ｃｍの線圧力を加えることによ
り、製造され、アルミ箔表面に多数のカーボン粒子が圧
入された。その後、このカーボン埋込み金属箔は、硝酸
系のエッチング液中で電解エッチングされて、表面にカ
ーボンを露出させた。
さ２０μｍ、フォア−９級の高純度アルミ箔の表面に平
均粒径２μｍのアセチレンブラックを同様に重量比で５
０％量均一に分散させ、圧延ローラによって箔表面鉛直
の方向に１００ｋｇ／ｃｍの線圧力を加えることによ
り、製造され、アルミ箔表面に多数のカーボン粒子が圧
入された。その後、このカーボン埋込み金属箔は、硝酸
系のエッチング液中で電解エッチングされて、表面にカ
ーボンを露出させた。
【００５３】［実施例３］弁金属材料、同様に、厚さ２
０μｍ、フォア−９級の高純度アルミニウムのエッチド
箔の表面に粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を重
量比で２０％の量で均一に分散され、圧延ローラによっ
て箔表面鉛直の方向に１００ｋｇ／ｃｍの圧力を加える
ことによりアルミ箔表面に多数のカーボン粒子を圧入さ
せた。その後、このカーボン埋め込み金属箔は、ブラス
ト処理を行い表面にカーボン粒子を露出させた。
０μｍ、フォア−９級の高純度アルミニウムのエッチド
箔の表面に粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を重
量比で２０％の量で均一に分散され、圧延ローラによっ
て箔表面鉛直の方向に１００ｋｇ／ｃｍの圧力を加える
ことによりアルミ箔表面に多数のカーボン粒子を圧入さ
せた。その後、このカーボン埋め込み金属箔は、ブラス
ト処理を行い表面にカーボン粒子を露出させた。
【００５４】これらの実施例１〜３の電極用のカーボン
埋め込み金属箔は、電気二重層キャパシタの組み立て提
供された。二重層電極を形成するために、カーボン埋め
込み金属箔には、活性炭素含有ペーストが塗着された。
ペーストは、粒径５μｍのフェノール樹脂系の活性炭粉
末、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩（Ｃ
6Ｈ9Ｏ5ＣＨ2ＣＯ2ＮＨ4）n 及びアセチレンブラック
を１０：１．２：２の重量比に混合した混合粉末から、
この混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５
倍量の水とを加えて混練することによって、調製され
た。電極金属材料の箔がこのペーストに１５秒間浸され
て、金属箔１上にペーストの皮膜を形成した。その後、
空気中１００℃で１時間乾燥されて、活性炭素層（分極
性電極）が形成されて、次いで、２５ｍｍ×４００ｍｍ
の寸法に２枚に切断して二重層電極を１組得た。
埋め込み金属箔は、電気二重層キャパシタの組み立て提
供された。二重層電極を形成するために、カーボン埋め
込み金属箔には、活性炭素含有ペーストが塗着された。
ペーストは、粒径５μｍのフェノール樹脂系の活性炭粉
末、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩（Ｃ
6Ｈ9Ｏ5ＣＨ2ＣＯ2ＮＨ4）n 及びアセチレンブラック
を１０：１．２：２の重量比に混合した混合粉末から、
この混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５
倍量の水とを加えて混練することによって、調製され
た。電極金属材料の箔がこのペーストに１５秒間浸され
て、金属箔１上にペーストの皮膜を形成した。その後、
空気中１００℃で１時間乾燥されて、活性炭素層（分極
性電極）が形成されて、次いで、２５ｍｍ×４００ｍｍ
の寸法に２枚に切断して二重層電極を１組得た。
【００５５】続いて、二重層電極にアルミニウムリード
６が取り付けられ、２枚の二重層電極が、セパレータ５
を介して対面するように配置し、次いで、捲回されて、
コイルを得た。コイルは、プロピレンカーボネートにテ
トラエチルアンモニウムパークロレイトを０．５mol/l
添加した電解液に浸漬され、真空引きすることにより、
電解液が二重層電極３及びセパレータ５に含浸された。
その後、アルミニウムケース７に挿入し、パッキンを用
いて封口し、電気二重層キャパシタが得られた。
６が取り付けられ、２枚の二重層電極が、セパレータ５
を介して対面するように配置し、次いで、捲回されて、
コイルを得た。コイルは、プロピレンカーボネートにテ
トラエチルアンモニウムパークロレイトを０．５mol/l
添加した電解液に浸漬され、真空引きすることにより、
電解液が二重層電極３及びセパレータ５に含浸された。
その後、アルミニウムケース７に挿入し、パッキンを用
いて封口し、電気二重層キャパシタが得られた。
【００５６】［実施例４］弁金属材料は、実施例１と同
様にして表面に炭素粒子を圧入して形成された。弁金属
材料は、硝酸系のエッチング液中で電解的にエッチング
されて、表面にカーボン粒子が露出され、次いで、大気
中で４００℃、２分間の酸化処理された。
様にして表面に炭素粒子を圧入して形成された。弁金属
材料は、硝酸系のエッチング液中で電解的にエッチング
されて、表面にカーボン粒子が露出され、次いで、大気
中で４００℃、２分間の酸化処理された。
【００５７】弁金属材料は、実施例１と同様にして、活
性炭素層がその表面に形成されて、二重層電極とし、電
気二重層キャパシタを得た。
性炭素層がその表面に形成されて、二重層電極とし、電
気二重層キャパシタを得た。
【００５８】［実施例５］弁金属材料は、実施例３と同
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミ箔を、ブラスト処理を
行い表面にカーボンを露出させた。
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミ箔を、ブラスト処理を
行い表面にカーボンを露出させた。
【００５９】二重層電極を形成するために、弁金属材料
の箔にペーストが塗着された。ペーストは、粒径５μｍ
のフェノール樹脂系の活性炭粉末、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩及びアセチレンブラックを１
０：１．２：２の重量比に混合した混合粉末から、この
混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５倍量
の水とを加えて混練することによって、調製された。電
極金属材料箔がこのペーストに１５秒間浸されて、金属
箔１上にペーストの皮膜を形成した。その後、空気中１
８０℃で１時間乾燥されて、活性炭素層（分極性電極）
が形成されて、次いで、２５ｍｍ×４００ｍｍの寸法に
２枚に切断して二重層電極を１組得た。二重層電極は、
続いて、上記実施例と同様にして、電気二重層キャパシ
タの組み立てに使用された。
の箔にペーストが塗着された。ペーストは、粒径５μｍ
のフェノール樹脂系の活性炭粉末、カルボキシメチルセ
ルロースのアンモニウム塩及びアセチレンブラックを１
０：１．２：２の重量比に混合した混合粉末から、この
混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５倍量
の水とを加えて混練することによって、調製された。電
極金属材料箔がこのペーストに１５秒間浸されて、金属
箔１上にペーストの皮膜を形成した。その後、空気中１
８０℃で１時間乾燥されて、活性炭素層（分極性電極）
が形成されて、次いで、２５ｍｍ×４００ｍｍの寸法に
２枚に切断して二重層電極を１組得た。二重層電極は、
続いて、上記実施例と同様にして、電気二重層キャパシ
タの組み立てに使用された。
【００６０】［実施例６］弁金属材料は、実施例３と同
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミニウム箔が利用して、
ブラスト処理を行い表面にカーボンが露出された。さら
に、この弁金属材料は、大気中で４００℃、２分間の酸
化処理された。
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミニウム箔が利用して、
ブラスト処理を行い表面にカーボンが露出された。さら
に、この弁金属材料は、大気中で４００℃、２分間の酸
化処理された。
【００６１】二重層電極を形成するために、得られたカ
ーボン含有弁金属材料の箔にペーストが塗着された。ペ
ーストは、長鎖方向に５μｍに切断したフェノール樹脂
系の活性炭繊維、カルボキシメチルセルロースのアンモ
ニウム塩及びアセチレンブラックを１０：１．２：２の
重量比に混合した混合粉末から、この混合粉末に対して
重量比で３倍量のメタノールと５倍量の水とを加えて混
練することによって、調製された。電極金属材料箔がこ
のペーストに１５秒間浸されて、金属箔１上にペースト
の皮膜を形成した。その後、空気中１８０℃で１時間乾
燥されて、活性炭素層が形成されて、次いで、２５ｍｍ
×４００ｍｍの寸法に２枚に切断して二重層電極を１組
得た。続いて、上記実施例と同様にして、電気二重層キ
ャパシタを得た。
ーボン含有弁金属材料の箔にペーストが塗着された。ペ
ーストは、長鎖方向に５μｍに切断したフェノール樹脂
系の活性炭繊維、カルボキシメチルセルロースのアンモ
ニウム塩及びアセチレンブラックを１０：１．２：２の
重量比に混合した混合粉末から、この混合粉末に対して
重量比で３倍量のメタノールと５倍量の水とを加えて混
練することによって、調製された。電極金属材料箔がこ
のペーストに１５秒間浸されて、金属箔１上にペースト
の皮膜を形成した。その後、空気中１８０℃で１時間乾
燥されて、活性炭素層が形成されて、次いで、２５ｍｍ
×４００ｍｍの寸法に２枚に切断して二重層電極を１組
得た。続いて、上記実施例と同様にして、電気二重層キ
ャパシタを得た。
【００６２】［実施例７］弁金属材料は、実施例１と同
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミ箔が使用された。ペー
ストのための混合粉末は、長鎖方向に５μｍに切断した
フェノール樹脂系の活性炭繊維、カルボキシメチルセル
ロースのアンモニウム塩及びアセチレンブラックを１
０：１．２：２の重量比に混合したものが用いられた。
この混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５
倍量の水とを加えてスラリー状の混合溶液を調整する。
そして、集電体１をこの混合溶液に１５秒間浸して、集
電体１上に分極性電極３を製膜する。その後、空気中１
８０℃で１時間乾燥し、２５ｍｍ×４００ｍｍに２枚切
断して電極体を１組得る。上記実施例と同様にして、電
気二重層キャパシタが得られた。
様にして、粒径１０μｍのフェノール樹脂系活性炭を均
一に加えた厚さ２０μｍのアルミ箔が使用された。ペー
ストのための混合粉末は、長鎖方向に５μｍに切断した
フェノール樹脂系の活性炭繊維、カルボキシメチルセル
ロースのアンモニウム塩及びアセチレンブラックを１
０：１．２：２の重量比に混合したものが用いられた。
この混合粉末に対して重量比で３倍量のメタノールと５
倍量の水とを加えてスラリー状の混合溶液を調整する。
そして、集電体１をこの混合溶液に１５秒間浸して、集
電体１上に分極性電極３を製膜する。その後、空気中１
８０℃で１時間乾燥し、２５ｍｍ×４００ｍｍに２枚切
断して電極体を１組得る。上記実施例と同様にして、電
気二重層キャパシタが得られた。
【００６３】［比較例］電極金属材料の箔は、カーボン
粒子を含有しないで、厚さ２０μｍ、フォア−９級の高
純度アルミニウム箔が使用された。この弁金属材料は、
塩酸１．０Ｎ、硫酸６．０Ｎ、およびりん酸を４．０Ｎ
添加した水溶液に浸漬された後、アルミ箔を正極にして
直流を印加してエッチングされ、実施例１と同様にし
て、電気二重層キャパシタとされた。
粒子を含有しないで、厚さ２０μｍ、フォア−９級の高
純度アルミニウム箔が使用された。この弁金属材料は、
塩酸１．０Ｎ、硫酸６．０Ｎ、およびりん酸を４．０Ｎ
添加した水溶液に浸漬された後、アルミ箔を正極にして
直流を印加してエッチングされ、実施例１と同様にし
て、電気二重層キャパシタとされた。
【００６４】これら実施例及び比較例のキャパシタが、
２．５Ｖ定電圧で充電１時間充電された。次いで、キャ
パシタは、１００ｍＡ定電流で放電され、静電容量およ
びＥＳＲを測定した。さらに、キャパシタは、７５℃恒
温槽中で２．８Ｖ定電圧で充電された状態で、３０００
時間保持されたあと、１００ｍＡ定電流で放電され、同
様にして静電容量Ｃと等価直列抵抗ＥＳＲが測定され
た。その結果を表１に示した。
２．５Ｖ定電圧で充電１時間充電された。次いで、キャ
パシタは、１００ｍＡ定電流で放電され、静電容量およ
びＥＳＲを測定した。さらに、キャパシタは、７５℃恒
温槽中で２．８Ｖ定電圧で充電された状態で、３０００
時間保持されたあと、１００ｍＡ定電流で放電され、同
様にして静電容量Ｃと等価直列抵抗ＥＳＲが測定され
た。その結果を表１に示した。
【００６５】
【表１】
【００６６】表１中のΔＣとΔＥＳＲとは、初期ＣとＥ
ＳＲに対する上記条件下での３０００時間後のＣとＥＳ
Ｒの変化率をそれぞれ示している。表１から明らかなよ
うに、実施例のカーボン含有弁金属材料を用いた電気二
重層キャパシタは、比較例のものより静電容量が大き
く、ＥＳＲが小さくなることが理解される。これは、カ
ーボンを加えた電極箔を用いることにより、電極箔表面
にカーボンが露出し、電極箔と分極性電極と間の界面に
導通を保つことが可能になるためである。さらに、この
表からは、カーボン含有弁金属材料の表面に、エッチン
グまたはブラスティング処理を施して粗面化すこと、特
に、酸化処理をして不動態化することにより、静電容量
とＥＳＲの時間的安定性が高くなることが見出される。
ＳＲに対する上記条件下での３０００時間後のＣとＥＳ
Ｒの変化率をそれぞれ示している。表１から明らかなよ
うに、実施例のカーボン含有弁金属材料を用いた電気二
重層キャパシタは、比較例のものより静電容量が大き
く、ＥＳＲが小さくなることが理解される。これは、カ
ーボンを加えた電極箔を用いることにより、電極箔表面
にカーボンが露出し、電極箔と分極性電極と間の界面に
導通を保つことが可能になるためである。さらに、この
表からは、カーボン含有弁金属材料の表面に、エッチン
グまたはブラスティング処理を施して粗面化すこと、特
に、酸化処理をして不動態化することにより、静電容量
とＥＳＲの時間的安定性が高くなることが見出される。
【００６７】
【発明の効果】本発明の電極金属材料は、非水系電解液
に接触するキャパシタの電極構造に使用されるものであ
るが、弁金属材料の表面に多数のカーボン粒を少なくと
も表面内に含むので、電極金属材料が接合される活性炭
素などの炭素電極部材ないしは電解液との電気的接続が
確保され、安定した電極構造を提供することができる。
この電極金属材料は、電解液中の水分の存在化で使用さ
れても、電極機能の劣化が生じない。
に接触するキャパシタの電極構造に使用されるものであ
るが、弁金属材料の表面に多数のカーボン粒を少なくと
も表面内に含むので、電極金属材料が接合される活性炭
素などの炭素電極部材ないしは電解液との電気的接続が
確保され、安定した電極構造を提供することができる。
この電極金属材料は、電解液中の水分の存在化で使用さ
れても、電極機能の劣化が生じない。
【００６８】さらに、電極金属材料は、該カーボン粒が
弁金属材料の表面上に露出するように表面内に固結され
ることができ、電気的接続と共に、電極部材との接着の
強化をもはかることができる。また、電極金属材料は、
弁金属材料の該表面は不動態皮膜により被覆されておれ
ば、特に、長期安定的に、電極部材や電解液に対する大
きな導電性が確保できる。
弁金属材料の表面上に露出するように表面内に固結され
ることができ、電気的接続と共に、電極部材との接着の
強化をもはかることができる。また、電極金属材料は、
弁金属材料の該表面は不動態皮膜により被覆されておれ
ば、特に、長期安定的に、電極部材や電解液に対する大
きな導電性が確保できる。
【００６９】本発明の電極金属材料は、活性炭素層が被
着形成されて、電気二重層キャパシタの二重層電極とし
て利用でき、低内部抵抗で、且つ大きな静電容量を発現
することができる。またこの電極金属材料は、非水系電
解液に接触して、電解キャパシタの陰極として利用さ
れ、長期にわたって安定した導電性を有する陰極を構成
でき、電解キャパシタの低内部抵抗で、且つ大きな静電
容量を発現することができる。
着形成されて、電気二重層キャパシタの二重層電極とし
て利用でき、低内部抵抗で、且つ大きな静電容量を発現
することができる。またこの電極金属材料は、非水系電
解液に接触して、電解キャパシタの陰極として利用さ
れ、長期にわたって安定した導電性を有する陰極を構成
でき、電解キャパシタの低内部抵抗で、且つ大きな静電
容量を発現することができる。
【図１】 本発明によるカーボン粒子を弁金属シート表
面に固着させたカーボン含有弁金属材料の一例を示す模
式的断面図。
面に固着させたカーボン含有弁金属材料の一例を示す模
式的断面図。
【図２】 本発明によるカーボン含有弁金属材料の他の
例を示す模式的断面図。
例を示す模式的断面図。
【図３】 本発明によるカーボン含有弁金属材料の他の
例を示す模式的断面図。
例を示す模式的断面図。
【図４】 本発明により、弁金属シートの両面にカーボ
ン粒子を固着させたカーボン含有弁金属材料の例を示す
模式的断面図。
ン粒子を固着させたカーボン含有弁金属材料の例を示す
模式的断面図。
【図５】 本発明によるカーボン含有弁金属材料を利用
した電気二重層キャパシタに使用される二重層電極の模
式的な部分断面図。
した電気二重層キャパシタに使用される二重層電極の模
式的な部分断面図。
【図６】 従来の電気二重層キャパシタに使用された二
重層電極の模式的な部分断面図。
重層電極の模式的な部分断面図。
【図７】 捲回型電気二重層キャパシタの模式的な部分
切欠き斜視図。
切欠き斜視図。
【図８】 本発明によるカーボン含有弁金属材料を利用
したボタン型電気二重層キャパシタに使用される二重層
電極の模式的な部分断面図。
したボタン型電気二重層キャパシタに使用される二重層
電極の模式的な部分断面図。
【図９】 ボタン型捲回型電気二重層キャパシタの模式
的な断面図。
的な断面図。
【図１０】 ボタン型捲回型電気二重層キャパシタの模
式的な部分切欠き斜視図。
式的な部分切欠き斜視図。
１０ 弁金属材料
１ カーボン固着電極材料
２ カーボン粒子
３０ 活性炭素層
３ 二重層電極
４ 酸化皮膜
５ セパレータ
６ リード
７０ ケース
８ シーリング材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｍ 4/36 Ｈ０１Ｇ 9/04 ３４６
(56)参考文献 特開 昭60−235419（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−186615（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−53079（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−26466（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−121301（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−60828（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−205983（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/016
H01G 9/042
H01G 9/055
H01M 4/02
H01M 4/04
H01M 4/36
Claims (41)
- 【請求項１】 非水系電解液に接触する電極構造に使用
される電極金属材料において、 電極金属材料が、表面が粗面化された弁金属材料と該弁
金属材料の表面内に固定された多数のカーボン粒とから
成るカーボン含有金属材料であり、該カーボン粒が弁金
属材料の表面に埋め込まれて且つ該表面上に露出するよ
うに突出しており、且つ弁金属材料の金属表面が不動態
皮膜により被覆されていることを特徴とする電極金属材
料。 - 【請求項２】 電極金属材料に活性炭素層が被着形成さ
れて、電気二重層キャパシタの二重層電極が構成される
請求項１に記載の電極金属材料。 - 【請求項３】 電極金属材料が、薄肉のシート形状を有
する請求項１又は２に記載の電極金属材料。 - 【請求項４】 弁金属材料が、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウム、ホウ素とすずとを含むチタン系合金、
クロムとバナジウムとを含むチタン系合金、パラジウム
とアンチモンとを含むチタン系合金、及び、チタンを含
むアルミニウム系合金の中から選ばれた何れか一種であ
ることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の
電極金属材料。 - 【請求項５】 カーボン粒が、グラファイト又はカーボ
ンブラック等の導電性カーボンから成ることを特徴とす
る請求項１に記載の電極金属材料。 - 【請求項６】 前記カーボン粒が、活性炭から成ること
を特徴とする請求項１に記載の電極金属材料。 - 【請求項７】 前記カーボン粒が、０．０１〜５０μｍ
の粒径を有することを特徴とする請求項１に記載の電極
金属材料。 - 【請求項８】 前記カーボン粒が、粒状、顆粒状、繊維
状のうちの１つの形状を有することを特徴とする請求項
１に記載の電極金属材料。 - 【請求項９】 多数のカーボン粒を少なくとも表面内に
含む弁金属材料からなるカーボン含有金属材料である電
極金属材料を製造する方法であって、 その方法が、粗面化された弁金属材料の表面上に分散さ
せたカーボン粉末に加圧することによって弁金属材料表
面中にカーボン粒を圧入させ且つ該表面上に露出させて
カーボン含有金属材料とするカーボン埋め込み過程と、
前記カーボン含有金属材料を粗面化する過程と、を含む
ことを特徴とする電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１０】 上記カーボン埋め込み過程が、金型に
よりカーボン粒を圧入するプレス法を利用する請求項９
に記載の電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１１】 上記カーボン埋め込み過程が、ローラ
によりカーボン粒を圧入する転動法を利用する請求項９
に記載の電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１２】 製造方法が、カーボン含有金属材料
を、さらに、酸性水溶液中で電解エッチングすることに
より該表面にカーボン粒を露出させる過程を含むことを
特徴とする請求項９ないし１１の何れかに記載の電極金
属材料の製造方法。 - 【請求項１３】 製造方法が、さらに、カーボン含有金
属材料を、ブラスト処理を行うことにより表面にカーボ
ン粒を露出させる過程を含むことを特徴とする請求項９
ないし１１の何れかに記載の電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１４】 上記方法が、カーボン粒露出過程の後
に、さらに、カーボン含有金属材料の金属性表面に不動
態皮膜を形成する過程を含む請求項１２又は１３に記載
の電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１５】 弁金属材料が、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウム、ホウ素とすずとを含むチタン系合金、
クロムとバナジウムとを含むチタン系合金、パラジウム
とアンチモンとを含むチタン系合金、及び、チタンを含
むアルミニウム系合金の中から選ばれた何れか一種であ
ることを特徴とする請求項９ないし１４の何れかに記載
の電極金属材料の製造方法。 - 【請求項１６】 カーボン粒が、グラファイト、カーボ
ンブラック等の導電性カーボンから成ることを特徴とす
る請求項９ないし１４の何れかに記載の電極金属材料の
製造方法。 - 【請求項１７】 前記カーボン粒が、活性炭から成るこ
とを特徴とする請求項９ないし１４の何れかに記載の金
属材料の製造方法。 - 【請求項１８】 前記カーボン粒が、０．０１〜５０μ
ｍの粒径を有することを特徴とする請求項９ないし１４
の何れかに記載の金属材料の製造方法。 - 【請求項１９】 前記カーボン粒が、粒状、顆粒状、繊
維状のうちの１つの形状を有することを特徴とする請求
項９ないし１４の何れかに記載の電極金属材料の製造方
法。 - 【請求項２０】 １対の電極とこれらに接触する非水系
電解液とから成るキャパシタにおいて、 該キャパシタの少なくともいずれかの電極が、電極金属
材料を含み、表面が粗面化された弁金属材料と該弁金属
材料の表面内に固定され且つ表面に露出する多数のカー
ボン粒とから成るカーボン含有金属材料であり、該カー
ボン粒が弁金属材料の表面に埋め込まれて且つ表面上に
露出するように突出し、且つ弁金属材料の金属表面が不
動態皮膜により被覆されていることを特徴とするキャパ
シタ。 - 【請求項２１】 上記キャパシタが電気二重層キャパシ
タであり、上記１対の電極が、上記のカーボン含有金属
材料と当該金属材料の表面上に該カーボン粒と接触して
形成された活性炭素層とから成る電気二重層電極である
ことを特徴とする請求項２０に記載のキャパシタ。 - 【請求項２２】 上記の弁金属材料が可撓性のシートで
あり、一対の電気二重層電極が、セパレータを介装して
相対面して捲回され、且つ、容器内に密封収容されて、
捲回型電気二重層キャパシタとした請求項２１に記載の
キャパシタ。 - 【請求項２３】 一対の電気二重層電極の活性炭素層同
士がセパレータを介して容器に収容され、各弁金属材料
が、互いに絶縁的に接合された容器の対応金属底部に接
続されて、ボタン型電気二重層キャパシタとした請求項
２１に記載のキャパシタ。 - 【請求項２４】 上記弁金属材料が、上記容器の金属底
部にクラッドされて一体化された請求項２３に記載のキ
ャパシタ。 - 【請求項２５】 弁金属材料が、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウム、ホウ素とすずとを含むチタン系合金、
クロムとバナジウムとを含むチタン系合金、パラジウム
とアンチモンとを含むチタン系合金、及び、チタンを含
むアルミニウム系合金の中から選ばれた何れか一種であ
ることを特徴とする請求項２０ないし２４の何れかに記
載のキャパシタ。 - 【請求項２６】 カーボン粒が、グラファイト、カーボ
ンブラック等の導電性カーボンから成ることを特徴とす
る請求項２０ないし２４の何れかに記載のキャパシタ。 - 【請求項２７】 前記カーボン粒が、活性炭から成るこ
とを特徴とする請求項２０ないし２４の何れかに記載の
キャパシタ。 - 【請求項２８】 前記カーボン粒が、０．０１〜５０μ
ｍの粒径を有することを特徴とする請求項２０ないし２
４の何れかに記載のキャパシタ。 - 【請求項２９】 前記カーボン粒が、粒状、顆粒状、繊
維状のうちの１つの形状を有するこを特徴とする請求項
２０ないし２４の何れかに記載のキャパシタ。 - 【請求項３０】 弁金属材料の金属性表面に不動態皮膜
が形成されている請求項２０ないし２４の何れかに記載
のキャパシタ。 - 【請求項３１】 弁金属材料の表面上に形成された活性
炭素層から成る一対の電気二重層電極と、両電気二重層
電極を分離するセパレータと、電解液とからなる電気二
重層キャパシタの製造方法であって、 該方法が、表面が粗面化された弁金属材料の表面に多数
のカーボン粒を少なくとも表面内に含み且つ表面に露出
するカーボン含有金属材料を形成する過程と、 カーボン含有金属材料の表面に活性炭を含むペーストを
適用する過程と、 ペースト塗膜を乾燥固化して、電気二重層電極とする過
程とを含み、 カーボン含有金属材料を形成する上記の過程が、弁金属
材料の表面上に分散させたカーボン粉末に加圧すること
によって弁金属材料表面中にカーボン粒を圧入させて且
つ該表面上に露出させてカーボン含有金属材料とするカ
ーボン埋め込み過程と、前記カーボン含有金属材料を粗
面化する過程と、を含むことを特徴とするキャパシタの
製造方法。 - 【請求項３２】 上記の方法が、炭素粒子を含むカーボ
ン含有金属材料を形成する上記の過程後に、さらに、該
金属材料に酸水溶液中で電解エッチングをしてカーボン
粒子を金属材料の表面上に露出させる過程を含む請求項
３１に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項３３】 電極金属材料の表面に形成した活性炭
素層を有する一対の電気二重層電極が、一対の活性炭素
層同士をセパレータを介して重積して容器に収容され、
各電極金属材料が、互いに絶縁的に接合された容器の対
応金属底部に接続されて成るボタン型電気二重層キャパ
シタの製造方法であって、 該方法が、電極金属材料として、表面が粗面化された弁
金属材料の表面内に多数のカーボン粒を含み且つ該表面
に露出するカーボン含有金属材料を形成する過程と、 弁金属材料の表面に活性炭層を適用して、電気二重層電
極とする過程と、を含み、 カーボン含有金属材料を形成する上記の過程が、弁金属
材料の表面上に分散させたカーボン粉末に加圧すること
によって、弁金属材料表面中にカーボン粒を圧入させ且
つ該表面上に露出させて、カーボン含有金属材料とする
カーボン埋め込み過程と、前記カーボン含有金属材料を
粗面化する過程を含むことを特徴とするキャパシタの製
造方法。 - 【請求項３４】 上記の方法は、予め上記弁金属材料が
上記容器の金属底部にクラッドされて一体化する過程を
含む請求項３３に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項３５】 上記カーボン埋め込み過程が、金型に
よりカーボン粒を圧入するプレス法を利用する請求項３
１又は３３に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項３６】 上記カーボン埋め込み過程が、ローラ
によりカーボン粒を圧入する転動法を利用する請求項３
１又は３３に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項３７】 方法が、カーボン埋め込み過程の後、
さらに、カーボン含有金属材料を、さらに、酸性水溶液
中で電解エッチングすることにより該表面にカーボン粒
を露出させる過程を含むことを特徴とする請求項３３に
記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項３８】 方法が、さらに、カーボン含有金属材
料を、ブラスト処理を行うことにより表面にカーボン粒
を露出させる過程を含むことを特徴とする請求項３１、
３３、３５及び３６の何れかに記載のキャパシタの製造
方法。 - 【請求項３９】 方法が、カーボン粒露出過程の後に、
さらに、カーボン含有金属材料の金属性表面に不動態皮
膜を形成する過程を含む請求項３７又は３８に記載のキ
ャパシタの製造方法。 - 【請求項４０】 弁金属材料が、タンタル、アルミニウ
ム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、ビスマス、ケイ
素、ハフニウム、ホウ素とすずとを含むチタン系合金、
クロムとバナジウムとを含むチタン系合金、パラジウム
とアンチモンとを含むチタン系合金、及び、チタンを含
むアルミニウム系合金の中から選ばれた何れか一種であ
ることを特徴とする請求項３１ないし３９の何れかに記
載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項４１】 カーボン粒が、グラファイト、カーボ
ンブラック等の導電性カーボンから成ることを特徴とす
る請求項３１ないし３９の何れかに記載のキャパシタの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01444999A JP3467200B2 (ja) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | 電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-11077 | 1998-01-23 | ||
| JP1107898 | 1998-01-23 | ||
| JP1107798 | 1998-01-23 | ||
| JP10-11078 | 1998-01-23 | ||
| JP01444999A JP3467200B2 (ja) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | 電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11288849A JPH11288849A (ja) | 1999-10-19 |
| JP3467200B2 true JP3467200B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=27279256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01444999A Expired - Lifetime JP3467200B2 (ja) | 1998-01-23 | 1999-01-22 | 電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467200B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7394648B2 (en) | 2004-01-19 | 2008-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electric double-layer capacitor, its manufacturing method, and electronic device using same |
| JP4654637B2 (ja) * | 2004-09-07 | 2011-03-23 | パナソニック株式会社 | アルミ電解コンデンサの製造方法 |
| EP1833065A4 (en) * | 2004-12-27 | 2013-11-06 | Panasonic Corp | POLARIZABLE ELECTRODE MEMBER, PROCESS FOR ITS MANUFACTURE AND ELECTROCHEMICAL CONDENSER WITH THE LINK |
| US8178241B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Electrode including current collector with nano-scale coating and method of making the same |
| US9514887B2 (en) | 2009-11-11 | 2016-12-06 | Hitachi Metals, Ltd. | Aluminum foil with carbonaceous particles dispersed and supported therein |
| KR101197875B1 (ko) | 2010-12-10 | 2012-11-05 | 삼성전기주식회사 | 에너지 저장장치용 전극, 그 제조방법 및 이를 이용한 에너지 저장장치 |
| KR101724045B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2017-04-06 | 한국제이씨씨(주) | 전기 이중층 커패시터의 저저항 전극의 제조방법 |
| KR101685559B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2016-12-12 | 한국제이씨씨(주) | 전기 이중층 커패시터의 고밀도 전극의 제조방법 |
| CN105869899B (zh) * | 2015-02-06 | 2018-06-29 | 韩国Jcc株式会社 | 双电层电容器的高容量电极及其制备方法 |
| CN105869905A (zh) * | 2015-02-06 | 2016-08-17 | 韩国Jcc株式会社 | 双电层电容器的高电压电极及其制备方法 |
| CN105869900B (zh) * | 2015-02-06 | 2018-03-06 | 韩国Jcc株式会社 | 双电层电容器的高温长寿命电极及其制备方法 |
| WO2018045339A1 (en) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | Composite Materials Technology, Inc. | Nano-scale/nanostructured si coating on valve metal substrate for lib anodes |
-
1999
- 1999-01-22 JP JP01444999A patent/JP3467200B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11288849A (ja) | 1999-10-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6493210B2 (en) | Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery | |
| US6808845B1 (en) | Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery | |
| US6310765B1 (en) | Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same | |
| US20060256506A1 (en) | Solid electrolyte capacitor and process for producing same | |
| JP3467200B2 (ja) | 電極金属材料、これを利用したキャパシタ及びそれらの製造方法 | |
| US7729103B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and method of producing the same | |
| KR100380925B1 (ko) | 전극 금속재료, 이것을 이용한 캐패시터 및 이들의 제조방법 | |
| EP1798743A1 (en) | Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member | |
| JP2003133183A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP5906374B2 (ja) | キャパシタおよびその製造方法 | |
| JP2001185460A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法並びに回路基板 | |
| JP2006332379A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| US7049679B2 (en) | Capacitor and production method therefor | |
| JPH11219861A (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2001297952A (ja) | 電極金属材料の製造方法、及び電極金属材料を用いたキャパシタの製造方法 | |
| JPH10135080A (ja) | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 | |
| JP5611745B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ | |
| JP4748726B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP3416076B2 (ja) | 電解コンデンサの製造方法 | |
| JP2001035752A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP2000068160A (ja) | Ｔａ固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP4452141B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JP3496013B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2775762B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| JP2001210557A (ja) | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070829 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |