JP5003747B2 - 電気二重層キャパシタ及びその製造方法とこれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態1によるEDLCの電極を作製する方法を示す製造工程図である。
図4は本発明の実施の形態2によるEDLCの構成を示した一部切り欠き斜視図、図5はその斜視図である。
EDLCの耐電圧を向上させることができる。
図10A、10Bは本発明の実施の形態3によるEDLCに使用される電極体のプラズマ処理前とプラズマ処理後の構成を夫々示した断面図である。この電極体は実施の形態1で説明した方法と同様の製造方法により、厚み20μmのアルミニウム箔からなる集電体1の表層部に、厚み2μmのアルミニウムと炭素からなるAl4C3組成の合金層1aが形成され、さらにその上に活性炭2aを主成分とする電極層2が形成されている。なお、活性炭2aを主成分とする電極層2には、活性炭2aの他に、導電助剤2bとバインダ2cが含まれている。
こす。従って、プラズマ処理を行うことによってアルミニウム成分を予めAlF3の組成
にしておくことにより、この電極体を電解液中に含浸し、充放電を行っても、アルミニウムの溶出を抑制することができるようになる。このようにして、容量ならびに抵抗の劣化を防止することができる。すなわち、上記プラズマ処理前の電極体(アルミニウムと炭素からなるAl4C3組成の合金層1aが形成され、さらにその上に活性炭2aを主成分とする電極層2が形成されたもの)は、アルミニウムと炭素からなるAl4C3組成の合金層1aが電極層2と集電体1の間に介在することにより、接触抵抗を低減させる効果がある。しかし、この電極体を電解液中に浸漬し、充放電を行うと、Al4C3組成の合金層1aの一部からアルミニウムが溶出し、電解液中のフッ素成分と反応してAlF化合物が生成し、活性炭2aの表面に付着する。そのため、活性炭面積が低下し、EDLCの容量が低下するようになる。
図11A、11Bは本発明の実施の形態4によるEDLCに使用されるケースの加工前と加工後を示した断面図である。
本実施の形態では、上記実施の形態4で説明したEDLCとは素子の構造が異なるのみであり、これ以外の構成は実施の形態4と同様である。したがって、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ図面を用いて以下説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態5のEDLCとはケースに設けたフッ化アルミニウム層の形成方法が異なるのみである。これ以外の構成は実施の形態5と同様であるため、同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ図面を用いて以下に説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1―6に記載のEDLCを電子機器に搭載した例を示したものである。電子機器としてEVを用いた例で説明する。図18は本実施の形態におけるEVのシステム図を、図19はキャパシタユニット内の回路図を夫々示す。
1a、1b 合金層
2 電極層
2a、15 活性炭
2b、28 導電助剤
2c、29 バインダ
3 電極体
4、11、40 セパレータ
5、12 リード線
6 リングパッキン
7 シーリング材
8、9、30、31、35、36、48 ケース
10、27 電極箔
13、33 封口ゴム
14 フッ化アルミニウム
15a 陽極の活性炭
15b 陰極の活性炭
16 電解液
17 アニオン
18 カチオン
19 プラズマ処理用チャンバー
20 プラズマ発生用チャンバー
21 チャンバー接続孔
22 ガス導入孔
23 高周波電源
24A、24B 電極
25 プラズマ導出孔
26 プラズマ導入孔
27a 未処理電極箔
27b 処理済み電極箔
31a、36a フッ化アルミニウム層
32、34、37、52 素子
38a、53a 陽極集電部
38b 陽極電極部
39a、54a 陰極集電部
39b 陰極電極部
41 封口部材
42 リード板
43 陽極端子
44 陰極端子
45 接続バー
46 注入口
47 調圧弁
49 含フッ素溶液
50 対極
51 直流電源
55 車軸
56 モータ
57 燃料電池
58 キャパシタユニット
59A 水素タンク
59B 加湿装置
59C 水タンク
59D エアーコンプレッサ
59E モータコントローラ
60A 充放電制御回路
Claims (8)
- 素子と、
この素子に含浸される電解液と、
前記素子および前記電解液を収容するケースとを備え、
前記素子は正負一対の分極性電極が対向してその間にセパレータが介在するように構成され、前記一対の分極性電極の少なくとも一方はアルミニウム製である電極箔とこの電極箔の表裏面のうち少なくとも一方に付着した炭素材料を含む電極層とから成り、前記電極箔は炭素およびアルミニウムからなる合金層を有し、この合金層はAl 4 C 3 を含む電気二重層キャパシタ。 - 正負一対の分極性電極を対向させると共にその間にセパレータを介在させて素子を作製する工程と、この素子と電解液をケースに収容する工程とから成り、前記素子を作製する工程において、作製する一対の分極性電極のうち少なくとも一方の分極性電極に、アルミニウム製である電極箔の表裏面のうち少なくとも一方に、予め炭素材料から成る導電材を塗布し、前記電極箔および前記導電材を合金化する温度以上に加熱して炭素およびアルミニウムの合金を形成して合金層を形成し、この合金層を形成した電極箔の上に炭素材料を含む電極層を形成する電気二重層キャパシタの製造方法。
- 前記合金層を形成するために、前記電極箔の表面へ予め真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法からなる群のうちのいずれか一つにより前記炭素材料と同一又は異なる炭素材料からなる導電材を形成し、前記電極箔のアルミニウムおよび前記導電材を合金化する温度以上に加熱して炭素およびアルミニウムの合金を形成する請求項2に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
- 前記アルミニウムの電極箔に代えて炭素材料から成る電極箔を用い、この電極箔の電極層を形成する面に前記合金層を形成するために、前記電極箔の表面へ予め真空蒸着法、スパッタリング法、CVD法からなる群のうちのいずれか一つにより前記炭素材料から成る電極箔の表面にアルミニウムからなる導電材を形成し、前記電極箔の炭素材料および前記導電材を合金化する温度以上に加熱し、炭素とアルミニウムからなる合金を形成する請求項2に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
- モータの電流供給路に請求項1に記載の電気二重層キャパシタを有する電子機器。
- 前記電気二重層キャパシタが複数個直列接続あるいは並列接続されたものを有する請求項5に記載の電子機器。
- モータと燃料電池の間の電流供給路に請求項1に記載の電気二重層キャパシタを有する電子機器。
- 前記電気二重層キャパシタが複数個直列接続されたものを有する請求項7に記載の電子機器。
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