JP3714652B2 - 非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子に関し、さらに詳しくは、重負荷放電特性が優れた電源素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非水電解液一次電池は、水溶液系電解液に比べて長期保存性や信頼性に優れているものの、電導度が低く、重負荷放電特性が劣っている。そのため、軽負荷では高容量であるにもかかわらず、重負荷ではその特徴を生かせない。
【０００３】
そのため、従来は、二酸化マンガン−リチウム電池などで、巻回構造を採用して電極面積を大きくすることによって重負荷放電特性を向上させることが行われているが、そのように電極面積を拡大した場合には、反応面積が増えるため自己放電が大きくなり長期信頼性に欠けるという問題があった。
【０００４】
また、ユーザー側で非水電解液一次電池を電気二重層コンデンサと組み合わせて使用することも検討されているが、この場合は、最適の部品を選択するのに手間を要したり、部品点数が増加するなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決し、非水電解液一次電池の重負荷放電特性を向上させて、重負荷放電特性の優れた電源素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒形の非水電解液一次電池をボタン形またはコイン形の電気二重層コンデンサと並列に接続して一体化することにより通常の電池と同様に正極と負極の２端子を備えた電源素子とすることによって、あたかも重負荷放電特性が優れた電池と同様に使用可能にして、上記課題を解決したものである。
【０００７】
すなわち、本発明では、上記のように非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとを並列に接続することによって、非水電解液一次電池の重負荷放電特性の悪さを電気二重層コンデンサの優れた急速充放電特性によって補い、重負荷放電特性を向上させて、重負荷放電特性の優れた電源素子としたのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの一体化の方法としては、固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材で接続する方法を採用する。上記固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材はそのまま電源素子の端子としても使用できるので、スペース、コストの点から、上記固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材を用いる方法が好ましい。
【０００９】
本発明において、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの一体化は、それぞれ１個ずつを組み合わせて並列に接続してもよいし、また、いずれか一方あるいは両方を直列または並列に接続してから、それらの非水電解液一次電池群と電気二重層コンデンサ群とを並列に接続してもよい。
【００１０】
非水電解液一次電池としては、たとえば、塩化チオニル−リチウム電池などの無機非水電解液電池、二酸化マンガン−リチウム電池、フッ化黒鉛−リチウム電池などの有機非水電解液電池が挙げられるが、塩化チオニル−リチウム電池で代表される無機非水電解液電池は、特に内部抵抗が高く、重負荷放電特性が劣っているので、本発明は、この無機非水電解液電池に適用して、その重負荷放電特性を向上させるのに適している。
【００１１】
電気二重層コンデンサとしては、たとえば、扁平な外装ケースとキャップと環状ガスケットとで形成される空間内に内容物が収容されたボタン形のものや、あるいは、それぞれ正負の電極端子を兼ねる２枚の封口板と環状スペーサとで形成される空間内に内容物が収容されたコイン形のものなど、扁平形で小型のものが好ましい。
【００１２】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明はそれら例示の実施例のみに限定されるものではない。
【００１３】
図１は本発明の電源素子の一実施例を示す概略斜視図であり、図２はその要部正面図である。図中、１は非水電解液一次電池であり、この非水電解液一次電池１は円筒形をしていて、その電池ケース１ａの側壁部や底部は負極端子としての機能を有しており、正極端子１ｂは上記電池ケース１ａの開口端部に溶接された電池蓋にガラスなどからなる絶縁層を介して設けられている。
【００１４】
電気二重層コンデンサ２は、図２にその詳細を示すように、ボタン形をしたものを２個用い、それらの電気二重層コンデンサ２、２間をリード線２ｃで直列に接続し、その状態で上記非水電解液一次電池１の電池ケース１ａの底部に取り付けられ、この電気二重層コンデンサ２、２のうち、電池ケース１ａの底部に近い側の電気二重層コンデンサ２のキャップ２ａ（このキャップ２ａは電気二重層コンデンサ２の負極端子を兼ねている）と非水電解液一次電池１の電池ケース１ａとは金属製導電部材３により直接接続され、この金属製導電部材３は非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２との固定部材としての作用を兼ね、さらにこの非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２との組合せ電源素子の負極側の端子としての作用も兼ねている。
【００１５】
そして、非水電解液一次電池１の正極端子１ｂと電気二重層コンデンサ２、２のうち電池ケース１ａの底部に遠い側の電気二重層コンデンサ２の外装ケース２ｂ（この外装ケース２ｂは電気二重層コンデンサ２の正極端子を兼ねている）とは端部に幅広部を有するリード線４によって接続され、これらの非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２とは上記固定部材としての作用を兼ねる導電部材３とリード線４とで並列に接続され、上記のように金属製導電部材３が電源素子の負極端子として作用し、非水電解液一次電池１の正極端子１ｂが電源素子の正極端子としても作用し、電源素子として機能するように組み立てられている。
【００１７】
非水電解液一次電池として開路電圧が３．６Ｖで、外径１７ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒形の塩化チオニル−リチウム電池を用い、この塩化チオニル−リチウム電池と静電容量が３Ｆで、外径１６ｍｍ、高さ２．５ｍｍのボタン形の電気二重層コンデンサを２個直列に接続したものとを並列に接続した。この塩化チオニル−リチウム電池と電気二重層コンデンサとの接続は図１に示すような態様で負極側を固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材３で接続し、正極側を図１に示すようにリード線４で接続したものである。
【００１８】
この電源素子を２０℃、５０ｍＡで放電したところ、１秒後の電圧は２．６Ｖであり、半導体メモリのバックアップ電源として必要な２．０Ｖ以上の電圧を有していて、５０ｍＡ放電という重負荷放電でも優れた特性を有していた。
【００１９】
これに対し、上記電源素子に使用されている塩化チオニル−リチウム電池を電池のみで使用し２０℃、５０ｍＡで放電したところ、１秒後の電圧は０．５Ｖしかなく、半導体メモリのバックアップ電源として必要な２．０Ｖ以上を保つことができなかった。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとを並列に接続して一体化することにより、重負荷放電特性の優れた電源素子を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子の一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す概略正面図である。
【符号の説明】
１ 非水電解液一次電池
１ａ 電池ケース
１ｂ 正極端子
２ 電気二重層コンデンサ
２ａ キャップ
２ｂ 外装ケース
２ｃ リード線
３ 金属製導電部材
４ リード線
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子に関し、さらに詳しくは、重負荷放電特性が優れた電源素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非水電解液一次電池は、水溶液系電解液に比べて長期保存性や信頼性に優れているものの、電導度が低く、重負荷放電特性が劣っている。そのため、軽負荷では高容量であるにもかかわらず、重負荷ではその特徴を生かせない。
【０００３】
そのため、従来は、二酸化マンガン−リチウム電池などで、巻回構造を採用して電極面積を大きくすることによって重負荷放電特性を向上させることが行われているが、そのように電極面積を拡大した場合には、反応面積が増えるため自己放電が大きくなり長期信頼性に欠けるという問題があった。
【０００４】
また、ユーザー側で非水電解液一次電池を電気二重層コンデンサと組み合わせて使用することも検討されているが、この場合は、最適の部品を選択するのに手間を要したり、部品点数が増加するなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術における問題点を解決し、非水電解液一次電池の重負荷放電特性を向上させて、重負荷放電特性の優れた電源素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒形の非水電解液一次電池をボタン形またはコイン形の電気二重層コンデンサと並列に接続して一体化することにより通常の電池と同様に正極と負極の２端子を備えた電源素子とすることによって、あたかも重負荷放電特性が優れた電池と同様に使用可能にして、上記課題を解決したものである。
【０００７】
すなわち、本発明では、上記のように非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとを並列に接続することによって、非水電解液一次電池の重負荷放電特性の悪さを電気二重層コンデンサの優れた急速充放電特性によって補い、重負荷放電特性を向上させて、重負荷放電特性の優れた電源素子としたのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの一体化の方法としては、固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材で接続する方法を採用する。上記固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材はそのまま電源素子の端子としても使用できるので、スペース、コストの点から、上記固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材を用いる方法が好ましい。
【０００９】
本発明において、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの一体化は、それぞれ１個ずつを組み合わせて並列に接続してもよいし、また、いずれか一方あるいは両方を直列または並列に接続してから、それらの非水電解液一次電池群と電気二重層コンデンサ群とを並列に接続してもよい。
【００１０】
非水電解液一次電池としては、たとえば、塩化チオニル−リチウム電池などの無機非水電解液電池、二酸化マンガン−リチウム電池、フッ化黒鉛−リチウム電池などの有機非水電解液電池が挙げられるが、塩化チオニル−リチウム電池で代表される無機非水電解液電池は、特に内部抵抗が高く、重負荷放電特性が劣っているので、本発明は、この無機非水電解液電池に適用して、その重負荷放電特性を向上させるのに適している。
【００１１】
電気二重層コンデンサとしては、たとえば、扁平な外装ケースとキャップと環状ガスケットとで形成される空間内に内容物が収容されたボタン形のものや、あるいは、それぞれ正負の電極端子を兼ねる２枚の封口板と環状スペーサとで形成される空間内に内容物が収容されたコイン形のものなど、扁平形で小型のものが好ましい。
【００１２】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明はそれら例示の実施例のみに限定されるものではない。
【００１３】
図１は本発明の電源素子の一実施例を示す概略斜視図であり、図２はその要部正面図である。図中、１は非水電解液一次電池であり、この非水電解液一次電池１は円筒形をしていて、その電池ケース１ａの側壁部や底部は負極端子としての機能を有しており、正極端子１ｂは上記電池ケース１ａの開口端部に溶接された電池蓋にガラスなどからなる絶縁層を介して設けられている。
【００１４】
電気二重層コンデンサ２は、図２にその詳細を示すように、ボタン形をしたものを２個用い、それらの電気二重層コンデンサ２、２間をリード線２ｃで直列に接続し、その状態で上記非水電解液一次電池１の電池ケース１ａの底部に取り付けられ、この電気二重層コンデンサ２、２のうち、電池ケース１ａの底部に近い側の電気二重層コンデンサ２のキャップ２ａ（このキャップ２ａは電気二重層コンデンサ２の負極端子を兼ねている）と非水電解液一次電池１の電池ケース１ａとは金属製導電部材３により直接接続され、この金属製導電部材３は非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２との固定部材としての作用を兼ね、さらにこの非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２との組合せ電源素子の負極側の端子としての作用も兼ねている。
【００１５】
そして、非水電解液一次電池１の正極端子１ｂと電気二重層コンデンサ２、２のうち電池ケース１ａの底部に遠い側の電気二重層コンデンサ２の外装ケース２ｂ（この外装ケース２ｂは電気二重層コンデンサ２の正極端子を兼ねている）とは端部に幅広部を有するリード線４によって接続され、これらの非水電解液一次電池１と電気二重層コンデンサ２とは上記固定部材としての作用を兼ねる導電部材３とリード線４とで並列に接続され、上記のように金属製導電部材３が電源素子の負極端子として作用し、非水電解液一次電池１の正極端子１ｂが電源素子の正極端子としても作用し、電源素子として機能するように組み立てられている。
【００１７】
非水電解液一次電池として開路電圧が３．６Ｖで、外径１７ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒形の塩化チオニル−リチウム電池を用い、この塩化チオニル−リチウム電池と静電容量が３Ｆで、外径１６ｍｍ、高さ２．５ｍｍのボタン形の電気二重層コンデンサを２個直列に接続したものとを並列に接続した。この塩化チオニル−リチウム電池と電気二重層コンデンサとの接続は図１に示すような態様で負極側を固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材３で接続し、正極側を図１に示すようにリード線４で接続したものである。
【００１８】
この電源素子を２０℃、５０ｍＡで放電したところ、１秒後の電圧は２．６Ｖであり、半導体メモリのバックアップ電源として必要な２．０Ｖ以上の電圧を有していて、５０ｍＡ放電という重負荷放電でも優れた特性を有していた。
【００１９】
これに対し、上記電源素子に使用されている塩化チオニル−リチウム電池を電池のみで使用し２０℃、５０ｍＡで放電したところ、１秒後の電圧は０．５Ｖしかなく、半導体メモリのバックアップ電源として必要な２．０Ｖ以上を保つことができなかった。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとを並列に接続して一体化することにより、重負荷放電特性の優れた電源素子を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子の一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す概略正面図である。
【符号の説明】
１ 非水電解液一次電池
１ａ 電池ケース
１ｂ 正極端子
２ 電気二重層コンデンサ
２ａ キャップ
２ｂ 外装ケース
２ｃ リード線
３ 金属製導電部材
４ リード線
Claims (2)
- 円筒形の非水電解液一次電池とボタン形またはコイン形の電気二重層コンデンサとが並列に接続されて一体化し通常の電池と同様に正極と負極の２端子を備えており、
上記非水電解液一次電池と上記電気二重層コンデンサの正極と負極の少なくとも一方の端子が、リード線やプリント基板を介さずに、上記非水電解液一次電池と上記電気二重層コンデンサとの固定部材としての作用を兼ねる金属製導電部材により、上記非水電解液一次電池の平面部と上記電気二重層コンデンサの平面部とが対向した状態で直接接続されていることを特徴とする、非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子。 - 非水電解液一次電池が、無機非水電解液電池である請求項１記載の電源素子。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24610897A JP3714652B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24610897A JP3714652B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169621A JPH1169621A (ja) | 1999-03-09 |
| JP3714652B2 true JP3714652B2 (ja) | 2005-11-09 |
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ID=17143610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24610897A Expired - Fee Related JP3714652B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 非水電解液一次電池と電気二重層コンデンサとの組合せ電源素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3714652B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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| US20030129458A1 (en) * | 1999-09-02 | 2003-07-10 | John C. Bailey | An energy system for delivering intermittent pulses |
| US11817260B2 (en) * | 2021-11-30 | 2023-11-14 | Nissan North America, Inc. | Integrated supercapacitor-battery structure |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP24610897A patent/JP3714652B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH1169621A (ja) | 1999-03-09 |
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