JP4839807B2 - Winding type electric double layer capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種電子機器に使用される巻回形電気二重層コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a wound electric double layer capacitor used in various electronic devices.
図5(a)、(b)はこの種の従来の巻回形電気二重層コンデンサの構成を示した分解斜視図と同コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した展開斜視図であり、図5において、31はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子31は陽極電極34と陰極電極35をその間にセパレータ36を介在させた状態で巻回することにより構成されているものである。
5 (a) and 5 (b) are an exploded perspective view showing the structure of a conventional wound electric double layer capacitor of this type and a developed perspective view showing the structure of a capacitor element used in the capacitor, In FIG. 5,
また、上記陽極電極34と陰極電極35は、金属箔からなる集電体(図示せず)の両面に分極性電極層(図示せず)を夫々形成することにより構成されたものであり、さらに、陽極電極34と陰極電極35には陽極リード線32と陰極リード線33が夫々接続されているものである。
The
そして、このように構成されたコンデンサ素子31は、図示しない駆動用電解液を含浸させた後に有底円筒状の金属ケース38内に挿入し、陽極リード線32と陰極リード線33が挿通する孔を有したゴム製の封口部材37を金属ケース38の開口部に配設した後、金属ケース38の開口部の外周を内側に絞り加工して封止を行っているものである。
The
また、上記陽極電極34と陰極電極35に形成された分極性電極層は、活性炭粉末と導電性付与剤であるカーボンブラック、バインダーとしてポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース(以下、CMCと略す)の水溶性バインダーを混合して混練機で充分に混練してペーストを作製し、このペーストをアルミニウム箔からなる集電体の表裏面に塗布、乾燥することにより形成したものであり、陽極電極34ならびに陰極電極35共に、略同じ寸法に形成されたものである。
The polarizable electrode layer formed on the
また、陽極リード線32と陰極リード線33は、集電体であるアルミニウム箔との接続を良好にするために、接続部分は分極性電極層が部分的に除去されて、集電体であるアルミニウム箔を露出させているものである。
Also, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
しかしながら上記従来の巻回形電気二重層コンデンサでは、陽極リード線32と陰極リード線33は集電体であるアルミニウム箔との接続を良好にするために、その接続部分は分極性電極層が部分的に除去されてアルミニウム箔が露出した部分に接続されている(リード線とセパレータを介して対向する他方の電極側には分極性電極層が存在する)構成であるため、このような構成のものを長時間使用すると、陰極電極35に接続された陰極リード線33の接続部とセパレータ36を介して対向する陽極電極34の間の電位差が、それ以外の陽極電極34、陰極電極35間どうしの電位差よりも大きいため、その間で駆動用電解液が化学反応を起こして電解質アニオンのBF4 -、PF6 -等が陽極側に引き寄せられ、その周辺部が酸性となってセパレータ36を劣化させてしまい、特性劣化が生じるという問題があった。
However, in the above-described conventional wound type electric double layer capacitor, the
一方、上記陽極電極34に接続された陽極リード線32の接続部とセパレータ36を介して対向する陰極電極35の間でも陰極側にアルカリ成分が引き寄せられ、セパレータ36が劣化するまではいかないものの、特性劣化が生じるという問題があった。
On the other hand, the alkaline component is attracted to the cathode side even between the connecting portion of the
さらに、陽極電極34の容量と陰極電極35の容量を同じ容量に設計しているため、電気二重層コンデンサに電圧を印加した際、陽極電極34と陰極電極35は自然電位より同じ幅だけ分極されることになり、これにより、各電極の分極性電極層の表面で電気化学反応が起きてガス発生や抵抗増加、及び容量減少等の特性劣化が発生するという課題を有したものであった。
Further, since the capacity of the
本発明はこのような従来の課題を解決し、分極性電極層の表面での電気化学反応を抑制して特性劣化の少ない高性能の巻回形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。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a high-performance wound electric double layer capacitor that suppresses an electrochemical reaction on the surface of a polarizable electrode layer and has little characteristic deterioration. Is.
上記課題を解決するために本発明は、金属箔からなる集電体の両面に分極性電極層を形成すると共に、この分極性電極層の一部に設けた集電体の露出部にリード線を接続した陽極電極と、この陽極電極と同様に形成された陰極電極とを、その間にセパレータを介在させて巻回することにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した開口部材からなる巻回形電気二重層コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子を構成する陽極電極と陰極電極それぞれに接続されたリード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極および陰極電極に集電体の露出部を設け、前記リード線が接続された電極の集電体の露出面積を(A1)とし、これと対向する電極の集電体の露出面積を(B1)としたとき、(A1)≦(B1)とした構成にしたものである。 In order to solve the above problems, the present invention forms a polarizable electrode layer on both surfaces of a current collector made of a metal foil, and leads to an exposed portion of the current collector provided on a part of the polarizable electrode layer. A capacitor element formed by winding an anode electrode connected to each other and a cathode electrode formed in the same manner as the anode electrode with a separator interposed therebetween, and the capacitor element is housed together with a driving electrolyte In a wound electric double layer capacitor comprising a bottomed cylindrical metal case and an opening member sealing the opening of the metal case, leads connected to the anode electrode and the cathode electrode constituting the capacitor element, respectively provided an exposed portion of the current collector to the anode electrode and the cathode electrode opposed to each other via a connecting portion and the separator lines, the exposed area of the current collector of the electrode the lead wire is connected to the (A1), and this When the exposed area of the current collector of the electrode toward the (B1), is obtained by the structure in which the (A1) ≦ (B1).
また、上記コンデンサ素子を構成する陽極電極に形成された分極性電極層の巻き終わり部分から少なくとも1周分を陰極電極に形成された分極性電極層を巻回することにより、コンデンサ素子の最外周面に、陰極電極に形成された分極性電極層どうしがセパレータを介して対向する部分を設けた構成にしたものである。 Further, by winding the polarizable electrode layer formed on the cathode electrode at least one turn from the winding end portion of the polarizable electrode layer formed on the anode electrode constituting the capacitor element, the outermost periphery of the capacitor element The surface is provided with a portion where polarizable electrode layers formed on a cathode electrode face each other with a separator interposed therebetween.
以上のように本発明による巻回形電気二重層コンデンサは、巻回されたコンデンサ素子を構成する陽極電極と陰極電極それぞれに接続されたリード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極および陰極電極に集電体の露出部を設け、前記リード線が接続された電極の集電体の露出面積を(A1)とし、これと対向する電極の集電体の露出面積を(B1)としたとき、(A1)≦(B1)としたことにより、陰極電極に接続されたリード線の接続部と対向する陽極電極に設けられた分極性電極層が存在しない部分の間では、駆動用電解液の化学反応によって電解質アニオンであるBF4 -、PF6 -等が陽極側に引き寄せられることがなくなり、セパレータの劣化を防ぐことができる。また、陽極電極に接続されたリード線の接続部と対向する陰極電極に設けられた分極性電極層が存在しない部分の間でも陰極側にアルカリ成分が引き寄せられることがなくなり、セパレータの劣化を防ぐことができる。 As described above, the wound electric double layer capacitor according to the present invention includes an anode electrode that constitutes a wound capacitor element , a lead wire connected to each of the anode electrode and the cathode electrode, and an anode electrode that is opposed via the separator, and An exposed portion of the current collector is provided on the cathode electrode, and the exposed area of the current collector of the electrode to which the lead wire is connected is defined as (A1), and the exposed area of the current collector of the electrode facing this is defined as (B1) When (A1) ≦ (B1), the electrolysis for driving between the portions where the polarizable electrode layer provided on the anode electrode facing the connecting portion of the lead wire connected to the cathode electrode does not exist Electrolyte anions such as BF 4 − and PF 6 − are not attracted to the anode side due to the chemical reaction of the liquid, and the deterioration of the separator can be prevented. Further, the alkaline component is not attracted to the cathode side even between the portions where the polarizable electrode layer provided on the cathode electrode facing the connecting portion of the lead wire connected to the anode electrode does not exist, and the deterioration of the separator is prevented. be able to.
また、コンデンサ素子の陽極電極に形成された分極性電極層の巻き終わり部分から少なくとも1周分を陰極電極に形成された分極性電極層を巻回することにより、コンデンサ素子の最外周面に、陰極電極に形成された分極性電極層どうしがセパレータを介して対向する部分を設けた構成により、駆動用電解液や各電極を構成する集電体等の部材が電気化学反応を起こさない電気化学的に安定な領域に分極性電極層の電位を設定することが可能になるため、電気化学反応によって生じるガス発生、抵抗の増加や容量の減少も無くなり、特性劣化の少ない高信頼性の巻回形電気二重層コンデンサを実現することができるという効果が得られるものである。 Further, by winding the polarizable electrode layer formed on the cathode electrode at least one turn from the winding end portion of the polarizable electrode layer formed on the anode electrode of the capacitor element, Electrochemistry in which members such as the driving electrolyte and current collectors that make up each electrode do not cause an electrochemical reaction due to the configuration in which the polarizable electrode layers formed on the cathode electrode face each other with a separator interposed therebetween. Because it is possible to set the potential of the polarizable electrode layer in a stable region, there is no gas generation caused by electrochemical reaction, no increase in resistance or a decrease in capacity, and highly reliable winding with little characteristic deterioration The effect that a type electric double layer capacitor can be realized is obtained.
(実施の形態)
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, the invention described in the entire claims of the present invention will be described by using embodiments.
図1は本発明の一実施の形態による巻回形電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した展開斜視図であり、図1において、1はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子1は陽極電極2と陰極電極3をその間にセパレータ4を介在させた状態で巻回することにより構成されているものである。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a capacitor element used in a wound electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a capacitor element. Is constituted by winding the
また、上記陽極電極2と陰極電極3は、後述する金属箔からなる集電体5の両面に分極性電極層6または7を夫々形成することにより構成されたものであり、さらに、陽極電極2と陰極電極3には陽極リード線8と陰極リード線9が夫々接続されているものであり、この陽極リード線8と陰極リード線9の接続は、図2(a)、(b)にその詳細を示すように、陰極電極3に形成された分極性電極層7(陽極電極2に形成された分極性電極層6も同じ)の一部を除去して集電体5を露出させ、この露出させた部分に陰極リード線9を冷間圧接、超音波溶接等で接続するようにしたものである。
The
さらに、図3に示すように、陰極電極3の陰極リード線9の接続部と対向する陽極電極2には、分極性電極層6が存在しない部分があらかじめ設けられているものである。
Further, as shown in FIG. 3, the
そして、このように構成されたコンデンサ素子1は、陽極リード線8と陰極リード線9を図示しないゴム製の封口部材に設けられた孔に挿通して封口部材を装着し、図示しない駆動用電解液を含浸させた後に図示しない有底円筒状の金属ケース内に挿入すると共に上記封口部材を金属ケースの開口部に配設し、この金属ケースの開口部に横絞り加工とカーリング加工を施すことによって上記封口部材を介して封止を行っているものである。
The thus configured capacitor element 1 has the
また、上記陽極電極2と陰極電極3に夫々形成された分極性電極層6,7を構成する活性炭粉末としては、木粉系、ヤシガラ系、フェノール樹脂系、石油コークス系、石炭コークス系、ピッチ系の原料を賦活したものが用いられる。
Further, as the activated carbon powder constituting the
また、駆動用電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネートのいずれか1種もしくは2種以上の混合物が用いられる。また、電解質カチオンとしては、第四級アンモニウム、第四級ホスホニウム、イミダゾリウム塩が使用され、一方、電解質アニオンとしては、BF4 -、PF6 -、ClO4 -、CF3SO3 -またはN(CF3SO2)2 -が用いられる。 In addition, as a solvent for the driving electrolyte, one or a mixture of two or more of propylene carbonate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, sulfolane, acetonitrile, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate is used. In addition, quaternary ammonium, quaternary phosphonium, and imidazolium salts are used as electrolyte cations, while BF 4 − , PF 6 − , ClO 4 − , CF 3 SO 3 − or N are used as electrolyte anions. (CF 3 SO 2 ) 2 - is used.
このように、巻回されたコンデンサ素子1の陰極電極3の集電体5に接続された陰極リード線9の接続部とセパレータ4を介して対向する陽極電極2に分極性電極層6が存在しない部分を設けることにより、駆動用電解液の化学反応による電解質アニオンであるBF4 -、PF6 -等が陽極側に引き寄せられることがなくなってセパレータ4の劣化を防ぐことができるようになり、この結果、電気化学反応が起きることによるガス発生、抵抗増加や容量減少もなくなるため、特性劣化の少ない高信頼性の巻回形電気二重層コンデンサを得ることができるようになるものである。
Thus, the polarizable electrode layer 6 is present on the
なお、図4に示すように、陽極電極2に接続された陽極リード線8とセパレータ4を介して対向する陰極電極3にも、部分的に分極性電極層7が存在しない部分を設けることにより、陰極側にアルカリ成分が引き寄せられることがなくなって、セパレータ4の劣化を抑制することができるようになるものである。
As shown in FIG. 4, the
以下、具体的な実施例について説明する。 Specific examples will be described below.
(実施例1)
金属箔からなる集電体として、厚さ30μmの高純度アルミニウム箔(AL:99.99%以上)を使用し、塩酸系のエッチング液中で電解エッチングしてアルミニウム箔の表面を粗面化した。
Example 1
As a current collector made of metal foil, a high-purity aluminum foil (AL: 99.99% or more) having a thickness of 30 μm was used, and the surface of the aluminum foil was roughened by electrolytic etching in a hydrochloric acid-based etching solution. .
次に、このアルミニウム箔の両面に分極性電極層を形成した。この分極性電極層の形成は、平均粒径5μmのフェノール樹脂系活性炭粉末と、導電性付与剤として平均粒径0.05μmのカーボンブラック、CMCを溶解した水溶性バインダー溶液を10:2:1の重量比に混合して混練機で充分に混練した後、メタノールと水の分散溶媒を少しずつ加え、更に混練して所定の粘度のペーストを作製した。続いて、このペーストをアルミニウム箔の表面に塗布して、100℃の大気中で1時間乾燥して分極性電極層を形成した。 Next, polarizable electrode layers were formed on both sides of the aluminum foil. The polarizable electrode layer is formed by using a phenol resin activated carbon powder having an average particle diameter of 5 μm, a carbon black having an average particle diameter of 0.05 μm as a conductivity imparting agent, and a water-soluble binder solution in which CMC is dissolved in 10: 2: 1. After mixing in a weight ratio of the above and sufficiently kneading with a kneader, methanol and water dispersion solvents were added little by little and further kneaded to prepare a paste having a predetermined viscosity. Then, this paste was apply | coated to the surface of aluminum foil, and it dried in 100 degreeC air | atmosphere for 1 hour, and formed the polarizable electrode layer.
次に、この分極性電極層が形成されたアルミニウム箔を、陽極電極として40×475mm、陰極電極として40×500mmの寸法に切断することにより、陽極電極と陰極電極を夫々作製した。 Next, the aluminum foil on which the polarizable electrode layer was formed was cut into dimensions of 40 × 475 mm as the anode electrode and 40 × 500 mm as the cathode electrode, thereby producing an anode electrode and a cathode electrode, respectively.
次に、陽極電極ならびに陰極電極に陽極リード線と陰極リード線を夫々接続した。この各リード線の接続は、アルミニウム箔の表面に形成された分極性電極層の一部(3.5×20mm)を取り除き、この取り除いた部分に各リード線を冷間圧接により接合した。そして、これらを巻回したときに陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極にも分極性電極層の一部(3.5×20mm)を取り除くことによって分極性電極層が存在しない部分を設けた(Al:70mm2、B1:70mm2)。 Next, an anode lead wire and a cathode lead wire were connected to the anode electrode and the cathode electrode, respectively. Each lead wire was connected by removing a part (3.5 × 20 mm) of the polarizable electrode layer formed on the surface of the aluminum foil and joining each lead wire to the removed portion by cold welding. And when these are wound, the polarizable electrode layer exists by removing a part (3.5 × 20 mm) of the polarizable electrode layer also on the anode electrode facing the connecting portion of the cathode lead wire through the separator A portion not to be provided was provided (Al: 70 mm 2 , B1: 70 mm 2 ).
続いて、上記陽極電極と陰極電極の間に厚さ35μmのセパレータを介在させた状態でこれらを巻回してコンデンサ素子(巻き径:φ18mm)を得た。 Subsequently, a capacitor element (winding diameter: φ18 mm) was obtained by winding a separator having a thickness of 35 μm between the anode electrode and the cathode electrode.
次に、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させた。この駆動用電解液はプロピレンカーボネートに4エチルアンモニウム4フッ化ホウ素を溶解したものを用いた。 Next, this capacitor element was impregnated with a driving electrolyte. This driving electrolyte was prepared by dissolving 4 ethylammonium boron tetrafluoride in propylene carbonate.
続いて、このコンデンサ素子を有底円筒状のアルミニウム製の金属ケース内に挿入し、この金属ケースの開口部をゴム製の封口部材を用いて封止することにより、本実施の形態による巻回形電気二重層コンデンサを作製した(コンデンサ寸法:φ20×45mm)。 Subsequently, the capacitor element is inserted into a bottomed cylindrical aluminum metal case, and the opening of the metal case is sealed with a rubber sealing member, whereby the winding according to the present embodiment is performed. An electric double layer capacitor was produced (capacitor dimension: φ20 × 45 mm).
(実施例2)
上記実施例1において、陰極電極に接続された陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極に設ける分極性電極層が存在しない部分の面積を4.0×25mmにした以外は実施例1と同様にして巻回形電気二重層コンデンサを作製した(Al:70mm2、B1:100mm2)。
(Example 2)
In Example 1 above, except that the area of the polarizable electrode layer provided on the anode electrode facing the connecting portion of the cathode lead wire connected to the cathode electrode through the separator is 4.0 × 25 mm. A wound electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 (Al: 70 mm 2 , B1: 100 mm 2 ).
(実施例3)
上記実施例1において、陰極電極に接続された陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極に設ける分極性電極層が存在しない部分の面積を5.0×28mmにした以外は実施例1と同様にして巻回形電気二重層コンデンサを作製した(Al:70mm2、B1:140mm2)。
(Example 3)
In Example 1 above, except that the area of the polarizable electrode layer provided on the anode electrode facing the connecting portion of the cathode lead wire connected to the cathode electrode through the separator was set to 5.0 × 28 mm. A wound electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 (Al: 70 mm 2 , B1: 140 mm 2 ).
(実施例4)
上記実施例1において、陰極電極に接続された陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極に設ける分極性電極層が存在しない部分の面積を3.5×20mmにした以外は実施例1と同様にして巻回形電気二重層コンデンサを作製した(Al:70mm2、B1:70mm2)。
Example 4
In Example 1 above, except that the area of the polarizable electrode layer provided on the anode electrode facing the connecting portion of the cathode lead wire connected to the cathode electrode through the separator was changed to 3.5 × 20 mm. A wound electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 (Al: 70 mm 2 , B1: 70 mm 2 ).
(実施例5)
上記実施例1において、陰極電極の寸法を30×535mmにした(陰極電極を陽極電極よりも60mm長く設定しているため、陽極電極に形成された分極性電極層の巻き終わりから1周分(53.38mm)を陰極電極に形成された分極性電極層が巻回することになるため、最外周面は陰極電極に形成された分極性電極層どうしがセパレータを介して対向することになる)以外は実施例1と同様にして巻回形電気二重層コンデンサを作製した。
(Example 5)
In Example 1 above, the dimensions of the cathode electrode were set to 30 × 535 mm (the cathode electrode was set to be 60 mm longer than the anode electrode, so one round from the end of winding of the polarizable electrode layer formed on the anode electrode ( 53.38 mm) is wound by the polarizable electrode layer formed on the cathode electrode, so that the polarizable electrode layers formed on the cathode electrode face each other via a separator) A wound electric double layer capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except for the above.
(比較例1)
上記実施例1において、陰極電極に接続された陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極に分極性電極層が存在するようにした以外は実施例1と同様にして巻回形電気二重層コンデンサを作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1 above, the wound shape is the same as in Example 1 except that the polarizable electrode layer is present on the anode electrode facing the connecting portion of the cathode lead wire connected to the cathode electrode through the separator. An electric double layer capacitor was produced.
このようにして得られた本発明の実施例1〜5及び比較例1の巻回形電気二重層コンデンサについて、初期特性(容量、直流コンデンサ抵抗(以下、DCRと略す)と、85℃で2.3V印加したときの特性劣化試験を行った結果を(表1)に示す。なお、試験数は20個で行い、その平均値を記載した。また、上記DCRは充電した後に放電させ、その開始の0.5〜2.0sec間の傾きを算出したものである。 For the wound electric double layer capacitors of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 thus obtained, the initial characteristics (capacitance, DC capacitor resistance (hereinafter abbreviated as DCR) and 2 at 85 ° C. were obtained. Table 1 shows the results of the characteristic degradation test when .3 V was applied, and the number of tests was 20, and the average value was written.The DCR was discharged after being charged. The slope between 0.5 to 2.0 seconds at the start is calculated.
(表1)から明らかなように、本発明の実施例1〜4による巻回形電気二重層コンデンサは、巻回されたコンデンサ素子の陰極電極に接続された陰極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陽極電極、ならびに、陽極電極に接続された陽極リード線の接続部とセパレータを介して対向する陰極電極に、分極性電極層が存在しない部分を夫々設けたことにより、比較例1に比べて容量変化が少なく、特性劣化試験によるΔC、ΔDCR、製品ふくれを大幅に改善することができることが分かるものである。 As is clear from Table 1, the wound electric double layer capacitors according to Examples 1 to 4 of the present invention include a cathode lead wire connection portion and a separator connected to the cathode electrode of the wound capacitor element. Comparative Example 1 was obtained by providing each of the anode electrode opposed to the anode electrode, and the anode electrode wire connected to the anode electrode and the cathode electrode opposed to the anode electrode via the separator without the polarizable electrode layer. It can be seen that the change in capacity is smaller than that of ΔC, and ΔC, ΔDCR, and product blistering by the characteristic deterioration test can be greatly improved.
また、実施例5による巻回形電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子の陽極電極に形成された分極性電極層の巻き終わり部分から1周分を陰極電極に形成された分極性電極層を巻回することにより、最外周面に、陰極電極に形成された分極性電極層どうしがセパレータを介して対向する部分を設けた構成により、駆動用電解液や分極性電極を構成する集電体等の部材が電気化学反応を起こさない電気化学的に安定な領域に分極性電極層の電位を設定することが可能になるため、電気化学反応によって生じるガス発生、抵抗の増加や容量の減少も無くなり、特性劣化をより少なくすることができるものである。 Further, in the wound electric double layer capacitor according to Example 5, the polarizable electrode layer formed on the cathode electrode is wound for one turn from the winding end portion of the polarizable electrode layer formed on the anode electrode of the capacitor element. By providing a configuration in which the polarizable electrode layers formed on the cathode electrode are opposed to each other with a separator provided on the outermost peripheral surface, the driving electrolyte, the current collector constituting the polarizable electrode, etc. Since it becomes possible to set the potential of the polarizable electrode layer in an electrochemically stable region where the member does not cause an electrochemical reaction, gas generation caused by the electrochemical reaction, increase in resistance and decrease in capacity are eliminated, The characteristic deterioration can be further reduced.
このように本発明による巻回形電気二重層コンデンサは、巻回されたコンデンサ素子の少なくとも一方の電極に接続されたリード線の接続部とセパレータを介して対向する他方の電極に分極性電極層が存在しない部分を設けることにより、陰極電極に接続された陰極リード線の接続部と対向する陽極電極に設けた分極性電極層が存在しない部分の間では、駆動用電解液の化学反応によって電解質アニオンであるBF4 -、PF6 -等が陽極側に引き寄せられることがなくなり、セパレータの劣化を防ぐことができる。また、陽極電極に接続された陽極リード線の接続部と対向する陰極電極に設けた分極性電極層が存在しない部分の間でも陰極側にアルカリ成分が引き寄せられることがなくなり、セパレータの劣化を防ぐことができる。 As described above, the wound electric double layer capacitor according to the present invention has a polarizable electrode layer on the other electrode facing the connecting portion of the lead wire connected to at least one electrode of the wound capacitor element via the separator. By providing a portion that does not exist, the electrolyte is generated by a chemical reaction of the driving electrolyte between the portion of the cathode lead wire connected to the cathode electrode and the portion where the polarizable electrode layer provided on the opposite anode electrode does not exist. Anions such as BF 4 − and PF 6 − are not attracted to the anode side, and the separator can be prevented from deteriorating. Further, the alkaline component is not attracted to the cathode side even between the portions where the polarizable electrode layer provided on the cathode electrode facing the connecting portion of the anode lead wire connected to the anode electrode does not exist, and the deterioration of the separator is prevented. be able to.
また、コンデンサ素子の陽極電極に形成された分極性電極層の巻き終わり部分から少なくとも1周分を陰極電極に形成された分極性電極層を巻回することにより、最外周面に、陰極電極に形成された分極性電極層どうしがセパレータを介して対向する部分を設けた構成により、駆動用電解液や分極性電極を構成する集電体等の部材が電気化学反応を起こさない電気化学的に安定な領域に分極性電極の電位を設定することが可能になるため、電気化学反応によって生じるガス発生、抵抗の増加や容量の減少も無くなり、特性劣化の少ない高信頼性の巻回形電気二重層コンデンサを実現することができるものである。 Further, by winding the polarizable electrode layer formed on the cathode electrode at least one turn from the end of winding of the polarizable electrode layer formed on the anode electrode of the capacitor element, the cathode electrode is formed on the outermost peripheral surface. The structure in which the formed polarizable electrode layers are opposed to each other with the separator interposed therebetween, so that the members such as the driving electrolyte and the current collector constituting the polarizable electrode do not cause an electrochemical reaction. Since it is possible to set the potential of the polarizable electrode in a stable region, gas generation caused by electrochemical reaction, increase in resistance, and decrease in capacity are eliminated, and highly reliable wound-type electric circuits with little characteristic deterioration are eliminated. A multilayer capacitor can be realized.
本発明による巻回形電気二重層コンデンサは、特性劣化が少なく信頼性に優れるという効果を有し、特に車載用の電子機器回路用等として有用である。 The wound electric double layer capacitor according to the present invention has an effect that the characteristic deterioration is small and the reliability is excellent, and is particularly useful for an in-vehicle electronic device circuit.
1 コンデンサ素子
2 陽極電極
3 陰極電極
4 セパレータ
5 集電体
6,7 分極性電極層
8 陽極リード線
9 陰極リード線
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