JP6249546B2 - Electric double layer capacitor - Google Patents

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Description

本発明は、繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭を分極性電極として用いた電気二重層キャパシタに関する。   The present invention relates to an electric double layer capacitor using activated carbon obtained by carbonizing and activating a fiber material as a polarizable electrode.

電解液に導体が接すると、電解液と導体の界面にプラス電荷の層とマイナス電荷の層とからなる電気二重層が形成される。この現象を利用して電気エネルギーを蓄えるものが電気二重層キャパシタである。   When the conductor is in contact with the electrolytic solution, an electric double layer composed of a positively charged layer and a negatively charged layer is formed at the interface between the electrolytic solution and the conductor. An electric double layer capacitor stores electric energy by utilizing this phenomenon.

この電気二重層キャパシタは、急速充電が可能であるとともに、従前の二次電池と比較して充放電を繰返しても劣化することが殆どないという優れた特性を有する一方で、リチウム電池等の二次電池と比較して蓄えられるエネルギー容量が小さいという欠点を有している。   This electric double layer capacitor is capable of rapid charging and has an excellent characteristic that it hardly deteriorates even after repeated charging and discharging as compared with a conventional secondary battery. There is a drawback that the energy capacity stored is smaller than that of the secondary battery.

これに対し、近年、表面積の大きい活性炭を分極性電極として利用し、電極と電解液との接触面積を大きくすることにより、静電容量の大容量化を図った電気二重層キャパシタが開発され公知になっている。   On the other hand, in recent years, an electric double layer capacitor has been developed, which uses an activated carbon with a large surface area as a polarizable electrode and increases the contact area between the electrode and the electrolyte, thereby increasing the capacitance. It has become.

具体的な構成を説明すると、一対の集電極間に電解液を介在させるとともに、該集電極間のスペースをイオンの通過を許容する絶縁体であるセパレータによって区切り、活性炭からなる分極性電極を、各集電極のセパレータ側の面に設ける。   To describe a specific configuration, while interposing an electrolyte between a pair of collector electrodes, a space between the collector electrodes is separated by a separator that is an insulator that allows passage of ions, and a polarizable electrode made of activated carbon is Provided on the separator-side surface of each collector electrode.

そして、これを改良したものとして、繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭を、分極性電極として用い、静電容量を増加させた特許文献1に示す電気二重層キャパシタが公知になっている。   And as an improvement of this, an electric double layer capacitor shown in Patent Document 1 in which activated carbon obtained by carbonizing and activating a fiber material is used as a polarizable electrode and the capacitance is increased is known. ing.

特開2002−299185号公報JP 2002-299185 A

しかし、上記文献の電気二重層キャパシタでは、蓄えられるエネルギー容量をさらに増加させようとした場合、大型化して活性体の表面積を広げるか、或いは、一対の集電極及び分極性電極並びにセパレータのセットを、複数組用意する必要があり、コスト高になる。   However, in the electric double layer capacitor of the above-mentioned document, when the stored energy capacity is further increased, the surface area of the active body is increased by increasing the size, or a set of a pair of collector electrode, polarizable electrode and separator is used. It is necessary to prepare a plurality of sets, which increases the cost.

本発明は、繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭を分極性電極として用い、さらなる大容量化を低コストで実現できる電気二重層キャパシタを提供することを課題としている。   An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor capable of realizing further increase in capacity at a low cost by using activated carbon obtained by carbonizing and activating a fiber material as a polarizable electrode.

上記課題を解決するために本発明は、第1に、一対の集電極6,6間に電解液を介在させるとともに、該集電極6,6間のスペースをイオンの通過を許容する絶縁体であるセパレータ7によって区切り、繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭である分極性電極8を、各集電極6のセパレータ7側の面に設けた電気二重層キャパシタであって、前記電解液は水系の電解液であり、前記分極性電極8は綿状の繊維物質から得られる綿状活性炭からなり、前記分極性電極8には上記電解液含浸され、該分極性電極8を集電極6に押付けて設けるにあたり、該分極性電極8セパレータ7と集電極6との間のスペースに圧縮した状態で充填したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention firstly is an insulator that interposes an electrolyte between a pair of collector electrodes 6 and 6 and allows the passage of ions between the collector electrodes 6 and 6. Separate by some separator 7, a polarizable electrode 8 is activated carbon obtained by activating carbonized fiber material, an electric double layer capacitor provided on the surface of the separator 7 side of the collector electrode 6, the electrolyte liquid is an electrolyte of an aqueous, the polarizable electrode 8 is Ri Do from cotton activated carbon obtained from the cotton-like fiber material, the electrolytic solution is impregnated in the polarizable electrode 8, the polarizable electrode 8 In pressing the collector electrode 6, the polarizable electrode 8 is filled in a compressed state in the space between the separator 7 and the collector electrode 6.

第2に、内部に収容部9が形成され且つフレキシブルに変更可能な収容体12を備え、上記セパレータ7、一対の集電極6,6及び一対の分極性電極8,8を前記収容部9に収容し、該状態の収容部9内の空気を排出することによって、該分極性電極8,8が圧縮された状態で充填されたことを特徴とする。 Second, the container 9 is formed with a container 12 that can be flexibly changed. The separator 7, the pair of collector electrodes 6, 6, and the pair of polarizable electrodes 8, 8 are provided in the container 9. The polarizable electrodes 8 and 8 are filled in a compressed state by storing and discharging the air in the storage portion 9 in this state .

第3に、各集電極6を、開口部を有する導電性の電極容器によって構成し、分極性電極8を電極容器6内に形成された収容部9圧縮して充填し、一対の電極容器6,6の内部同士がセパレータ7で仕切られるようにして、該電極容器6,6の開口部側同士を接続したことを特徴とする。 Third, each collecting electrode 6, constituted by the electrodes a conductive container having an opening, a polarizable electrode 8, and filled and compressed in the housing portion 9 formed in the electrode container 6, a pair of electrodes The insides of the containers 6, 6 are partitioned by a separator 7, and the openings of the electrode containers 6, 6 are connected to each other.

第4に、各電極容器6の開口部にフランジ部17を形成し、一対の電極容器6,6のフランジ部17,17同士を、互いに絶縁させた状態で、締着固定したことを特徴とする。 Fourth, the flange portion 17 is formed in the opening of each electrode container 6, and the flange portions 17, 17 of the pair of electrode containers 6, 6 are fastened and fixed while being insulated from each other. To do.

第5に、前記集電極6の表層部分には、上記分極性電極8の細孔に対応したサイズの凹凸を形成したことを特徴とする。 Fifth, the surface layer portion of the collector electrode 6 is characterized in that irregularities having a size corresponding to the pores of the polarizable electrode 8 are formed .

に、前記電解液は、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液の何れかであることを特徴とする。 Sixth , the electrolytic solution is any one of an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, or an aqueous potassium carbonate solution.

上記構成によれば、シート状の繊維物質から得られるシート状活性炭を複数枚重ね合せてなる分極性電極、或いは綿状の繊維物質から得られる綿状活性炭からなる分極性電極に、電解液を含浸させることにより、集電極やセパレータを別途必要とすることなく、活性炭の表面積を増加させることが可能であり、低コストで、静電容量のさらなる大容量化は図ることが可能になる他、分極性電極を集電極に押付けて設けているため、内部抵抗も低下する。   According to the above configuration, the electrolyte solution is applied to a polarizable electrode formed by stacking a plurality of sheet-like activated carbons obtained from a sheet-like fiber material, or a polarizable electrode made of cotton-like activated carbon obtained from a cotton-like fiber material. By impregnating, it is possible to increase the surface area of the activated carbon without separately requiring a collector electrode or a separator, and at a lower cost, the capacitance can be further increased. Since the polarizable electrode is pressed against the collector electrode, the internal resistance is also reduced.

また、繊維物質木綿であるものによれば、木綿が安価なため、コストがさらに低減する。 Moreover, according to what the fiber substance is cotton, since cotton is cheap, cost further reduces.

また、木綿が不織布又は織布であるものによれば、静電容量がさらに増加する。   Moreover, according to what cotton is a nonwoven fabric or a woven fabric, an electrostatic capacitance increases further.

さらに、シート状の繊維物質を、予め複数枚重ねた状態で、炭化処理及び賦活処理することにより、複数枚重ね合されたシート状活性炭を形成するものによれば、シート状活性炭を、重ね合せる作業が不要になり、製造コストが低減される他、シート状活性体に触れた際の破損も防止できる。   Furthermore, according to what forms the sheet-like activated carbon superposed | stacked by carrying out the carbonization process and activation process in the state which piled up the sheet-like fiber substance in advance, a sheet-like activated carbon is superposed | stacked. This eliminates the need for work, reduces manufacturing costs, and prevents damage when the sheet-like active material is touched.

なお、各集電極を、開口部を有する導電性の電極容器によって構成し、分極性電極を電極容器内に充填し、一対の電極容器の内部同士がセパレータで仕切られるようにして、該電極容器の開口部側同士を接続したものによれば、各種部材を収容する部材を別途用意する必要がなく、コストがさらに低減される。   Each collecting electrode is constituted by a conductive electrode container having an opening, the polarizable electrode is filled in the electrode container, and the inside of the pair of electrode containers is partitioned by a separator, According to what connected the opening part side, it is not necessary to prepare the member which accommodates various members separately, and cost is further reduced.

本発明を適用した複数の電気二重層キャパシタをユニット化することによりなるキャパシタユニットの側面図である。It is a side view of a capacitor unit formed by unitizing a plurality of electric double layer capacitors to which the present invention is applied. 本発明を適用した複数の電気二重層キャパシタをユニット化することによりなるキャパシタユニットの平面図である。It is a top view of a capacitor unit formed by unitizing a plurality of electric double layer capacitors to which the present invention is applied. 図1及び図2に示す電気二重層キャパシタの正面図である。FIG. 3 is a front view of the electric double layer capacitor shown in FIGS. 1 and 2. 図1及び図2に示す電気二重層キャパシタの側面図である。FIG. 3 is a side view of the electric double layer capacitor shown in FIGS. 1 and 2. 図1及び図2に示す電気二重層キャパシタの平断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional plan view of the electric double layer capacitor shown in FIGS. 1 and 2. 図1及び図2に示すキャパシタユニットの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the capacitor unit shown in FIG.1 and FIG.2. 電気二重層キャパシタの別実施形態の構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the structure of another embodiment of an electrical double layer capacitor. 電気二重層キャパシタの別実施形態の構成を示す分解側断面図である。It is an exploded side sectional view showing the composition of another embodiment of an electric double layer capacitor. 図7及び図8に示す集電極の平面図である。It is a top view of the collector electrode shown in FIG.7 and FIG.8. (A)は電気二重層キャパシタの測定回路であり、(B)は電気二重層キャパシタの充放電の特性グラフである。(A) is a measurement circuit of an electric double layer capacitor, and (B) is a characteristic graph of charge and discharge of the electric double layer capacitor.

本願発明者らは、鋭意検討の結果、繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭が含浸性に優れていることに着目し、綿状の活性炭又は重ね合わされた複数の活性炭を、分極性電極として用い、この分極性電極に電解液を含有させることにより、電気二重層キャパシタの静電容量が増加することを見出し、これを利用するものである。   As a result of intensive studies, the inventors of the present application focused on the fact that the activated carbon obtained by carbonizing and activating the fiber material is excellent in impregnation, and separated the flocculent activated carbon or a plurality of superimposed activated carbons. It is found that the capacitance of the electric double layer capacitor is increased by using the polar electrode and containing the electrolyte in the polarizable electrode.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図1,図2は、本発明を適用した複数の電気二重層キャパシタをユニット化することによりなるキャパシタユニットの側面図及び平面図である。キャパシタユニットは、厚板状に形成された複数の電気二重層キャパシタ1と、該複数の電気二重層キャパシタ1を厚み方向に重ね合せた状態で、該重ね合せ方向両端側から挟持する一対の挟持プレート2,2と、該一対の挟持プレート2,2同士を連結する複数の連結ボルト3とを備えている。   1 and 2 are a side view and a plan view of a capacitor unit obtained by unitizing a plurality of electric double layer capacitors to which the present invention is applied. The capacitor unit includes a plurality of electric double layer capacitors 1 formed in a thick plate shape, and a pair of holding members sandwiched from both ends in the overlapping direction in a state where the plurality of electric double layer capacitors 1 are stacked in the thickness direction. Plates 2 and 2 and a plurality of connecting bolts 3 for connecting the pair of sandwiching plates 2 and 2 to each other are provided.

連結ボルト3は、挟持プレート2,2間において、電気二重層キャパシタ1を避けるようにして、挟持プレート2,2の四隅にそれぞれ配置されている。各連結ボルト3は、一方の挟持プレート2から他方の挟持プレート2に挿通されており、該他方の挟持プレート2から突出した連結ボルト3の先端部に連結ナット4をネジ係合されて締付けることにより、挟持プレート2,2間の電気二重層キャパシタ1が互いに密着圧縮された状態で、締着固定される。   The connecting bolts 3 are respectively disposed at the four corners of the sandwiching plates 2 and 2 so as to avoid the electric double layer capacitor 1 between the sandwiching plates 2 and 2. Each connecting bolt 3 is inserted from one holding plate 2 into the other holding plate 2, and a connecting nut 4 is screwed and tightened to the tip of the connecting bolt 3 protruding from the other holding plate 2. Thus, the electric double layer capacitor 1 between the sandwiching plates 2 and 2 is fastened and fixed in a state in which the electric double layer capacitor 1 is tightly compressed.

この複数の電気二重層キャパシタ1は、後述するように隣接するもの同士が互いに直列接続されるとともに、両端側の電気二重層キャパシタ1を介して、電気の充放電が行われる。以下、この電気二重層キャパシタ1の構成について、詳述する。   As will be described later, adjacent ones of the plurality of electric double layer capacitors 1 are connected in series, and electricity is charged and discharged through the electric double layer capacitors 1 on both ends. Hereinafter, the configuration of the electric double layer capacitor 1 will be described in detail.

図3乃至図5は、図1及び図2に示す電気二重層キャパシタの正面図、側面図及び平断面図である。電気二重層キャパシタ1は、平行な状態で対向する板状の一対の集電極6,6と、この2つの集電極6,6間のスペースを仕切る方形シート状のセパレータ7と、各集電極6とセパレータ7との間に充填状態で介挿された分極性電極8と、一対の集電極間6,6に介在するように各分極性電極8に含浸された電解液と、各種部材を収容する収容部9と、各集電極6,6に取付けられたプレート状の接続端子11とを備えている。   3 to 5 are a front view, a side view, and a plan sectional view of the electric double layer capacitor shown in FIGS. 1 and 2. The electric double layer capacitor 1 includes a pair of plate-like collector electrodes 6, 6 that face each other in parallel, a rectangular sheet-like separator 7 that partitions the space between the two collector electrodes 6, 6, and each collector electrode 6. Contains a polarizable electrode 8 inserted between the separator 7 and the separator 7, an electrolyte solution impregnated in each polarizable electrode 8 so as to be interposed between the pair of collector electrodes 6 and 6, and various members And a plate-like connection terminal 11 attached to each collector electrode 6, 6.

上記集電極6は、上下方向が長手方向となる方形板状に成形され、少なくとも分極性電極8と接する側の面(内面)を、導体によって構成する必要があるが、本例では全体が導体で構成されている。導体として用いる金属は、例えば、ニッケル、コバルト、鉄、銀、金又は白金であり、これらの組合せであってもよいが、本例では、この中でも、コスト面を考慮して、鉄を集電極6用の導体として用いている。なお、樹脂シートの表面に、導体層をコーティングすることにより集電極6を構成してもよく、具体的には、樹脂シートの表面に金属膜をメッキする。   The collector electrode 6 is formed in a rectangular plate shape whose vertical direction is the longitudinal direction, and at least the surface (inner surface) on the side in contact with the polarizable electrode 8 needs to be constituted by a conductor. It consists of The metal used as the conductor is, for example, nickel, cobalt, iron, silver, gold, or platinum, and may be a combination thereof. In this example, iron is a collector electrode in consideration of cost. It is used as a conductor for 6. In addition, you may comprise the collector electrode 6 by coating the surface of a resin sheet with a conductor layer, and specifically, a metal film is plated on the surface of a resin sheet.

また、集電極6の内面の表層部分には、該分極性電極8として用いる活性炭に形成された無数の細孔のサイズに対応した(細孔のサイズに近い)図示しない凹凸が形成され、具体的には、該集電極6の前記表面に0.1mm〜数mm程度の細穴を複数形成してもよい。   Further, on the surface layer portion of the inner surface of the collector electrode 6, irregularities (not shown) corresponding to the infinite number of pore sizes formed in the activated carbon used as the polarizable electrode 8 (close to the pore size) are formed. Specifically, a plurality of fine holes of about 0.1 mm to several mm may be formed on the surface of the collector electrode 6.

なお、繊維状の樹脂シートの表面に集電極6用の導体をコーティングすることにより集電極6を構成した場合、集電極6の表面には、自然に上記大きさの凹凸が形成される。この他、集電極6用金属からなる金属線又は集電極6用金属をメッキした金属線を編みこんで網状シートを形成し、この網状シートを板状の集電極6として用いれば、該集電極6の表面にも上述の凹凸が形成される。これら細穴や凹凸を形成することにより、集電極6と分極性電極8の接触面間の電気抵抗を低減できる。   When the collector electrode 6 is configured by coating the surface of the fibrous resin sheet with a conductor for the collector electrode 6, the surface of the collector electrode 6 is naturally formed with irregularities of the above size. In addition, if a metal wire made of a metal for the collector electrode 6 or a metal wire plated with the metal for the collector electrode 6 is knitted to form a mesh sheet, and this mesh sheet is used as the plate-like collector electrode 6, the collector electrode The aforementioned irregularities are also formed on the surface of 6. By forming these fine holes and irregularities, the electrical resistance between the contact surfaces of the collector electrode 6 and the polarizable electrode 8 can be reduced.

上記電解液としては、水系の電解液であり、具体的には、濃度が10〜40重量%の水酸化カリウム水溶液か、或いは濃度が10〜30重量%の水酸化ナトリウム水溶液か、炭酸カリウム水溶液等を用いる。ちなみに、強アルカリとなる電解液は、塩酸等によって容易に中和処理できるため、使用後も安全に廃棄することができ、環境負荷も少ない。   The electrolytic solution is an aqueous electrolytic solution, specifically, a potassium hydroxide aqueous solution having a concentration of 10 to 40% by weight, a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 10 to 30% by weight, or a potassium carbonate aqueous solution. Etc. are used. By the way, the electrolytic solution that becomes a strong alkali can be easily neutralized with hydrochloric acid or the like, so that it can be safely discarded after use, and the environmental load is small.

上記分極性電極8は、シート状活性炭を複数重ね合せることにより構成されるか、或いは、ある程度の厚みを有する綿状活性炭から構成される。このシート状又は綿状(図示する例ではシート状活性炭)の活性炭8は、シート状又は綿状の繊維物質を炭化処理することにより製造される繊維状炭を、ガス賦活又はアルカリ賦活することにより得られる繊維状活性炭である。   The polarizable electrode 8 is constituted by superposing a plurality of sheet-like activated carbons or made of cotton-like activated carbon having a certain thickness. This sheet-like or cotton-like (sheet-like activated carbon in the illustrated example) activated carbon 8 is obtained by gas-activating or alkali-activating fibrous carbon produced by carbonizing a sheet-like or cotton-like fiber substance. It is the fibrous activated carbon obtained.

繊維物質としては、例えば、セルロール繊維や、ポリアクリロニトリル(PAN)系繊維や、石炭タール若しくは石油ピッチからつくるピッチ系炭素繊維や、レーヨンやフェノール等からなる炭素繊維を用いることができる。そして、このなかでも、特に、織布若しくは不織布の木綿、或いは綿状の木綿を、セルロース繊維として、用いることがコスト的に好ましい。   As the fiber material, for example, cellulose fiber, polyacrylonitrile (PAN) fiber, pitch-based carbon fiber made from coal tar or petroleum pitch, carbon fiber made of rayon, phenol, or the like can be used. Of these, in particular, it is preferable in terms of cost to use woven or non-woven cotton or cotton-like cotton as cellulose fibers.

このように、繊維物質を炭化及び賦活して得られる繊維状活性炭8は、含浸性に優れているため、多量の電解液を含有させることが可能である。ちなみに、この繊維状活性炭はそのまま分極性電極8に用いることも可能であるし、或いは、所定サイズに切断して、分極性電極8に用いることも可能である。以下、ガス賦活の場合と、アルカリ賦活の場合に分けて、分極性電極8の製造方法を詳述する。   Thus, since the fibrous activated carbon 8 obtained by carbonizing and activating a fiber substance is excellent in impregnation property, it is possible to contain a large amount of electrolytic solution. Incidentally, this fibrous activated carbon can be used for the polarizable electrode 8 as it is, or it can be cut into a predetermined size and used for the polarizable electrode 8. Hereinafter, the manufacturing method of the polarizable electrode 8 will be described in detail separately for the case of gas activation and the case of alkali activation.

まず、ガス賦活処理による製造方法について詳述すると、繊維物質を設置した炭化炉において、300〜800℃(さらに好ましくは、400〜800℃)まで昇温させ、その状態で25分〜8時間保持した後に、常温まで降温させることにより繊維状炭を得る。続いて、この繊維状炭を設置した管状炉に、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下において、水蒸気、炭酸ガス又はこれらの混合気体を注入しながら、450〜950℃まで昇温して、この状態を25分〜8時間保持するガス賦活を行い、繊維状活性炭8を得る。   First, the manufacturing method by gas activation treatment will be described in detail. In a carbonization furnace in which a fiber material is installed, the temperature is raised to 300 to 800 ° C. (more preferably, 400 to 800 ° C.) and kept in that state for 25 minutes to 8 hours. After that, fibrous carbon is obtained by lowering the temperature to room temperature. Subsequently, the temperature was raised to 450 to 950 ° C. while injecting water vapor, carbon dioxide gas or a mixed gas thereof into an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas into the tubular furnace in which the fibrous coal was installed. Then, gas activation for holding this state for 25 minutes to 8 hours is performed to obtain fibrous activated carbon 8.

一方、アルカリ賦活処理による製造方法について詳述すると、繊維物質を設置した炭化炉において、400℃〜1200℃まで昇温させ、その状態で5分〜20時間保持した後に、常温まで降温させることにより繊維状炭を得る。ちなみに、950℃以上の温度で炭化処理を行うと後述の賦活速度が遅くなり、処理に時間がかかる。   On the other hand, in detail about the manufacturing method by alkali activation treatment, in a carbonization furnace in which a fiber material is installed, the temperature is raised to 400 ° C. to 1200 ° C., held in that state for 5 minutes to 20 hours, and then cooled to room temperature. Obtain fibrous carbon. Incidentally, when carbonization is performed at a temperature of 950 ° C. or higher, the activation rate described later is slowed down, and the processing takes time.

続いて、窒素ガス、アルゴンガス又はこれらの混合物等からなる不活性ガスと、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液とを用いて、上記繊維状炭のアルカリ賦活処理を行う。詳しくは、上記水溶液を、上記炭の重量に対して0.5〜4倍程度用意し、これを上記繊維状炭に加えて十分吸着させる。その後、不活性ガス雰囲気下において、加熱処理を行うことによってアルカリ賦活処理を行い、繊維状活性炭8を得る。   Subsequently, an alkali activation treatment of the fibrous carbon is performed using an inert gas composed of nitrogen gas, argon gas, a mixture thereof, or the like and a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or a potassium carbonate aqueous solution. Specifically, the aqueous solution is prepared about 0.5 to 4 times the weight of the charcoal, and this is added to the fibrous charcoal and sufficiently adsorbed. Thereafter, an alkali activation treatment is performed by performing a heat treatment in an inert gas atmosphere to obtain fibrous activated carbon 8.

この加熱処理は、繊維状炭に吸着させた水溶液が、急激に蒸発することを防ぐため、室温から150℃までは、毎分2℃で昇温させる。そして、150℃から所定の賦活温度までは、毎分5℃で昇温させる。このときの賦活温度は、500〜1000℃程度とする。加熱処理は10分〜6時間程度行う。   In this heat treatment, in order to prevent the aqueous solution adsorbed on the fibrous charcoal from rapidly evaporating, the temperature is raised from room temperature to 150 ° C. at 2 ° C. per minute. And from 150 degreeC to predetermined activation temperature, it heats up at 5 degreeC per minute. The activation temperature at this time shall be about 500-1000 degreeC. The heat treatment is performed for about 10 minutes to 6 hours.

なお、このように、電解液に用いるものと同一又は同質のものを用いてアルカリ賦活処理を行うため、賦活処理によって得られた繊維状活性炭8を、そのまま電解液に浸すことが可能になり、酸洗浄による中和処理や、イオン交換水による繰返しの洗浄処理や、乾燥処理を軽減若しくは不要とすることが可能になる。   In addition, since the alkali activation treatment is performed using the same or the same material as that used for the electrolytic solution in this way, the fibrous activated carbon 8 obtained by the activation treatment can be immersed in the electrolytic solution as it is, It is possible to reduce or eliminate the neutralization treatment by acid washing, repeated washing treatment with ion-exchanged water, and drying treatment.

上記セパレータ7は、一方の分極性電極8及び集電極6と、他方の分極性電極8及び集電極6との接触(特に集電極9,9間の接触)を防止する耐アルカリ性の絶縁シートであり、集電極9,9間のイオンの流通及び分極性電極8,8間のイオンの流通を妨げないように構成されている。具体的には、液体が含浸させた際に収縮し難い耐アルカリ性のろ紙や、セルロース繊維やポリビニルアルコール繊維からなるセパレータ7を用いる。   The separator 7 is an alkali-resistant insulating sheet that prevents contact between one polarizable electrode 8 and collector electrode 6 and the other polarizable electrode 8 and collector electrode 6 (particularly contact between collector electrodes 9 and 9). Yes, the flow of ions between the collector electrodes 9 and 9 and the flow of ions between the polarizable electrodes 8 and 8 are not hindered. Specifically, an alkali-resistant filter paper that hardly shrinks when impregnated with a liquid, or a separator 7 made of cellulose fiber or polyvinyl alcohol fiber is used.

上記接続端子11は、一対の集電極6,6の外面側に各別に設けられた方形板状部材であり、自身の長手方向が集電極6方向に向けられた状態で、該集電極6に設置されている。具体的には、接続端子11が、導体(さらに具体的には金属)で構成され、図示する例では、集電極6と同一の金属である鉄によって構成されている。   The connection terminal 11 is a rectangular plate-like member separately provided on the outer surface side of the pair of collector electrodes 6, 6, and is connected to the collector electrode 6 in a state where its longitudinal direction is directed toward the collector electrode 6. is set up. Specifically, the connection terminal 11 is composed of a conductor (more specifically, metal), and in the illustrated example, is composed of iron which is the same metal as the collector electrode 6.

各接続端子11の下半部は、集電極6の外面上部に密着している一方で、接続端子11の上半部は、集電極6の上端よりも上方に延出されている。この接続端子11を介して、図示する電気二重層キャパシタ1の充填及び放電を行う。これ加えて、一方の接続端子11は、集電極6の幅方向一方寄りに配置されるとともに、他方の接続端子11は、集電極6の幅方向他方寄りに配置されている。   The lower half of each connection terminal 11 is in close contact with the upper part of the outer surface of the collector electrode 6, while the upper half of the connection terminal 11 extends upward from the upper end of the collector electrode 6. The electric double layer capacitor 1 shown in the figure is charged and discharged through the connection terminal 11. In addition, one connection terminal 11 is disposed closer to one side in the width direction of the collector electrode 6, and the other connection terminal 11 is disposed closer to the other side in the width direction of the collector electrode 6.

上記収容部9は、フレキシブルに変形可能な耐アルカリ性(具体的には、ポリエチレン製)の収容袋(収容体)12の内部に形成されている。この収容袋12は、扁平な筒状に成形され、収容袋12の内部、すなわち、収容部9には、セパレータ7の全部と、一対の集電極6,6の全部と、電解液を含浸させた一対の分極性電極8,8の全部と、一対の接続端子11,11の一部とが、厚み方向を収容袋12と一致させた状態で、差込み収容され、開放された収容袋12の上端部または下端部が、対向面同士で熱圧着されて密閉される。   The accommodating portion 9 is formed inside an alkali-resistant (specifically, polyethylene) accommodating bag (accommodating body) 12 that can be flexibly deformed. The storage bag 12 is formed into a flat cylindrical shape, and the interior of the storage bag 12, that is, the storage portion 9 is impregnated with the separator 7, the pair of collector electrodes 6 and 6, and the electrolyte. All of the pair of polarizable electrodes 8 and 8 and a part of the pair of connection terminals 11 and 11 are inserted and accommodated in a state in which the thickness direction coincides with the accommodation bag 12. The upper end portion or the lower end portion is sealed by thermocompression between the opposing surfaces.

また、収容袋12には、接続端子11を内部から外側に上方突出させるスリット状の挿通口12aが、接続端子11毎に形成されている。この挿通口12aを介して、下部側が密着状態で集電極6に接触した接続端子11の上部が、収容袋12外に露出した状態になる。   In addition, the accommodation bag 12 is formed with a slit-shaped insertion port 12 a that protrudes the connection terminal 11 upward from the inside to the connection terminal 11. Through this insertion port 12 a, the upper part of the connection terminal 11 that is in contact with the collector electrode 6 with the lower side in close contact is exposed to the outside of the housing bag 12.

また、挿通口12aと接続端子11との間は、密閉手段によって密閉されている。具体的には、接続端子11の集電極9側面(内面)と、収容袋12の収容部9と反対側の面(外面)とを、固着して密閉する両面テープ又は接着材等の内側固着手段13と、接続端子11の集電極6と反対側の面(外面)と、収容袋12の収容部9側の面(内面)とを、固着して密閉する両面テープ又は接着剤等の外側固着手段14と、接続端子11の外面と収容袋12の外面との境界を覆うように接続端子11外面及び収容袋12外面に固着される撥水性の高い密封シール16とによって、上述の密着手段が構成されている。   The space between the insertion opening 12a and the connection terminal 11 is sealed by a sealing means. Specifically, the inner side fixing such as a double-sided tape or an adhesive that fixes and seals the collector electrode 9 side surface (inner surface) of the connection terminal 11 and the surface (outer surface) opposite to the storage portion 9 of the storage bag 12. The outer surface of the means 13, the surface of the connecting terminal 11 opposite to the collector electrode 6 (outer surface), and the surface (inner surface) of the housing bag 12 on the housing portion 9 side are fixed and sealed. The adhering means described above includes the adhering means 14 and the highly water-repellent sealing seal 16 adhering to the outer surface of the connecting terminal 11 and the outer surface of the containing bag 12 so as to cover the boundary between the outer surface of the connecting terminal 11 and the outer surface of the containing bag 12. Is configured.

この密着手段による挿通口12a側での密閉と、上述した開口端側での対向面同士の熱圧着による密閉とによって、収容部9は密封された空間になる。このように収容部9が密閉空間となるため、分極性電極8に含有させた電解液が収容部9から流出することを防止できるとともに、外部の空気が収容部9内に流入することも防止できる。   The housing portion 9 becomes a sealed space by the sealing on the insertion port 12a side by the close contact means and the sealing by thermocompression of the opposing surfaces on the opening end side described above. Thus, since the accommodating part 9 becomes sealed space, while being able to prevent the electrolyte solution contained in the polarizable electrode 8 from flowing out from the accommodating part 9, it also prevents external air from flowing into the accommodating part 9 it can.

さらに、収容部9から、真空ポンプ等によって空気を排出し、該収容部9内を真空状態又は真空に違い低圧状態に設定する。これによって、集電極6の電解液と接する部分(具体的には、集電極6の内面)の酸化がより抑制されるため、錆を効率的に防止できる。   Further, air is exhausted from the housing portion 9 by a vacuum pump or the like, and the inside of the housing portion 9 is set to a low pressure state, unlike a vacuum state or a vacuum. Thereby, since the oxidation of the part (specifically inner surface of the collector electrode 6) which contacts the electrolyte solution of the collector electrode 6 is suppressed more, rust can be prevented efficiently.

また、一対の集電極1,1間を押圧することによって、分極性電極8及びセパレータ7に含浸させた電解液が若干量流出して底側に溜まるが、収容袋12の一部を切断等によって開口することにより、この電解液を外部に排出し、その後、この開口部分を介して、真空ポンプ等により、空間を排出し、収容部9を低圧状態又は真空状態とした後、この開口部を熱圧着等によって密封してもよい。   Further, by pressing between the pair of collector electrodes 1 and 1, a little amount of the electrolyte impregnated in the polarizable electrode 8 and the separator 7 flows out and collects on the bottom side, but a part of the storage bag 12 is cut off, etc. The electrolytic solution is discharged to the outside by opening it, and then the space is discharged by a vacuum pump or the like through this opening portion, and the housing portion 9 is brought into a low-pressure state or a vacuum state, and then the opening portion. May be sealed by thermocompression bonding or the like.

このように、収容袋12の内部を低圧又は真空とすることにより、収容袋12の内面によって各集電極6が内部に押圧され、この集電極6,6間に配された一対の分極性電極8,8が圧縮された状態になり、この結果、集電極6と分極性電極8とセパレータ7とが、隣接するもの同士で、互いに押圧されて密着した状態となり、この電気二重層キャパシタ1の内部抵抗が低減される。   In this way, by setting the inside of the storage bag 12 to a low pressure or a vacuum, each collector electrode 6 is pressed inside by the inner surface of the storage bag 12, and a pair of polarizable electrodes disposed between the collector electrodes 6 and 6. As a result, the collector electrode 6, the polarizable electrode 8, and the separator 7 are pressed against each other and are in close contact with each other. Internal resistance is reduced.

なお、収容部を不活性ガス雰囲気として、集電極6の酸化を防止してもよい。具体的には、不活性ガス雰囲気下の室内に、上端、下端側又はその他の部分が開口した状態の電気二重層キャパシタ1を導入することにより、収容袋12内に該不活性ガスを充填し、この室内で、電気二重層キャパシタ1の開口部分を密封する。ちなみに、図示しないグローブボックス内に不活性ガス雰囲気を形成し、このグローブボックスの内部で、グローブによって上述の作業を行うことにより、効率的な組立作業を行うことが可能になる。   In addition, you may prevent the oxidation of the collector electrode 6 by making an accommodating part into inert gas atmosphere. Specifically, by introducing the electric double layer capacitor 1 in which the upper end, the lower end side or other portions are opened into a room under an inert gas atmosphere, the containing bag 12 is filled with the inert gas. In this chamber, the opening of the electric double layer capacitor 1 is sealed. Incidentally, by forming an inert gas atmosphere in a glove box (not shown) and performing the above-described operation with the glove inside the glove box, an efficient assembling operation can be performed.

また、上述した通り、図1及び図2に示すキャパシタユニットでは、厚み方向に並べられた複数の電気二重層キャパシタ1において、隣接するもの同士が互いに圧着するように、両端の挟持プレート2によって挟持されているため、分極性電極8及びセパレータ7が厚み方向に圧縮され、分極性電極8と集電極6との密着性がさらに高まる。   Further, as described above, in the capacitor unit shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of electric double layer capacitors 1 arranged in the thickness direction are sandwiched by the sandwiching plates 2 at both ends so that the adjacent ones are crimped to each other. Therefore, the polarizable electrode 8 and the separator 7 are compressed in the thickness direction, and the adhesion between the polarizable electrode 8 and the collector electrode 6 is further enhanced.

さらに、キャパシタユニットにおいて、隣接する電気二重層キャパシタ1,1同士は、接続端子11,11同士が直接密着するように、互いの密着面を境に対称な形状に成形され、これによって、キャパシタユニット内で、厚み方向に並べられた複数の電気二重層キャパシタ11が電気的に直列接続され、両端側の電気二重層キャパシタ11,11における挟持プレート2に近い側の接続端子11A,11Bが、キャパシタユニットの充放電用端子となる。   Further, in the capacitor unit, the adjacent electric double layer capacitors 1 and 1 are formed in a symmetrical shape with respect to each other's close contact surface so that the connection terminals 11 and 11 are in close contact with each other. A plurality of electric double layer capacitors 11 arranged in the thickness direction are electrically connected in series, and the connection terminals 11A and 11B on the side close to the sandwiching plate 2 in the electric double layer capacitors 11 and 11 on both ends are connected to the capacitor. It becomes the charging / discharging terminal of the unit.

ちなみに、密着する接続端子11,11同士は、互いに自身の電気二重層キャパシタ側に押圧され、隣接する電気二重層キャパシタ1,1同士は、互いの対向面全体が密着又はほぼ密着した状態になり、接続端子11,11間の接触抵抗も最小限に抑制される。   Incidentally, the connection terminals 11 and 11 that are in close contact with each other are pressed toward the electric double layer capacitor, and the adjacent electric double layer capacitors 1 and 1 are in contact with each other or in close contact with each other. The contact resistance between the connection terminals 11 and 11 is also suppressed to a minimum.

以上のように構成される本キャパシタユニットによれば、空気中で酸化し易い鉄を集電極6として用いた場合でも、収容部9の内部を密閉することにより、酸化を防止できるため、大容量のキャパシタユニットを安価に製造できる。   According to the capacitor unit configured as described above, even when iron that is easily oxidized in the air is used as the collector electrode 6, the inside of the housing portion 9 can be sealed to prevent oxidation. Can be manufactured at low cost.

また、集電極6と分極性電極8とが密着するため、内部抵抗も低くなり、エネルギー効率も向上する。ちなみに、収容部9内を不活性ガスで充填して酸化を防止するような場合でも、一対の挟持プレート2,2及び複数の連結ボルト3によって、電気二重層キャパシタ1が厚み方向に圧縮されため、集電極6と分極性電極8の密着性が保持される。   In addition, since the collector electrode 6 and the polarizable electrode 8 are in close contact with each other, the internal resistance is reduced and the energy efficiency is improved. Incidentally, even in the case where the inside of the accommodating portion 9 is filled with an inert gas to prevent oxidation, the electric double layer capacitor 1 is compressed in the thickness direction by the pair of sandwiching plates 2 and 2 and the plurality of connecting bolts 3. The adhesion between the collector electrode 6 and the polarizable electrode 8 is maintained.

さらに、電解液の含漬性が良好な繊維状活性炭を分極性電極8に用いるため、集電極6及び分極性電極8の全体を、電解液に浸す必要がなく、構成も簡略化され、コストも低減される。   Furthermore, since the fibrous activated carbon with good impregnation of the electrolytic solution is used for the polarizable electrode 8, it is not necessary to immerse the entire collecting electrode 6 and polarizable electrode 8 in the electrolytic solution, the configuration is simplified, and the cost is reduced. Is also reduced.

なお、電解液として、水系電解液を用いる例を上述したが、有機系の電解液を用いてもよい。この場合には、分極性電極の賦活方法は、上述した例と同様であるが、電解液と、賦活処理に用いる水溶液とが異なるため、洗浄作業と乾燥をより念入りに行う必要がある。   In addition, although the example using a water-system electrolyte solution was mentioned above as an electrolyte solution, you may use an organic electrolyte solution. In this case, the method for activating the polarizable electrode is the same as in the above-described example, but since the electrolytic solution and the aqueous solution used for the activation treatment are different, it is necessary to perform cleaning and drying more carefully.

さらに、分極性電極8を集電極6に押圧して密着させているが、導電接着剤によって、両者を密着させてもよい。具体的には、上述の活性炭の粉末、鉄粉又はニッケル粉末を混合して得られた導電性の接着剤である導電性接着剤によって、上述した集電極6に接着させる。   Further, although the polarizable electrode 8 is pressed and brought into close contact with the collector electrode 6, both may be brought into close contact with a conductive adhesive. Specifically, the above-described collector electrode 6 is adhered by a conductive adhesive which is a conductive adhesive obtained by mixing the above-mentioned activated carbon powder, iron powder or nickel powder.

具体的には、スチレンブタジエンゴム(43%)をジクロヘキサン、アセトン又はこれらの混合物等の有機溶剤(57%)で溶かした接着剤(商品名:コニシ株式会社製、GPクリアー)に、分極性電極8で用いる活性炭を粉砕したものを重量比で1:9となるように混練することにより、接着剤を製造し、これを前記導電接着剤として用いる。そして、この導電接着剤を集電極6に塗布した後、シート状の活性炭を集電極6側へ圧着し、100℃程度の温度で2時間程かけて乾燥させることによって、導電接着剤中の有機溶剤を揮発させることにより、集電極6と分極性電極8とを一体化させる。   Specifically, polarizability is applied to an adhesive (trade name: GP Clear, manufactured by Konishi Co., Ltd.) obtained by dissolving styrene butadiene rubber (43%) in an organic solvent (57%) such as dichlorohexane, acetone, or a mixture thereof. An adhesive is produced by kneading the pulverized activated carbon used in the electrode 8 so that the weight ratio is 1: 9, and this is used as the conductive adhesive. And after apply | coating this electrically conductive adhesive to the collector electrode 6, a sheet-like activated carbon is crimped | bonded to the collector electrode 6 side, and it is made to dry over about 2 hours at the temperature of about 100 degreeC, and the organic in an electrically conductive adhesive is carried out. The collector electrode 6 and the polarizable electrode 8 are integrated by volatilizing the solvent.

また、シート状活性炭8は、1枚毎に形成してもよいが、シート状の繊維物質を、予め複数枚重ねた状態で、炭化処理及び賦活処理することにより、複数枚重ね合されたシート状活性炭8をまとめて一体形成してもよい。   Moreover, although the sheet-like activated carbon 8 may be formed for each sheet, a plurality of sheets are overlapped by performing carbonization treatment and activation treatment in a state where a plurality of sheet-like fiber materials are overlapped in advance. The activated carbon 8 may be integrally formed.

図6は、図1及び図2に示すキャパシタユニットの変形例を示す平面図である。図示する例では、キャパシタユニットを構成する複数の電気二重層キャパシタ1が、平面視で、同一姿勢になるように厚み方向に並列させている。   FIG. 6 is a plan view showing a modification of the capacitor unit shown in FIGS. 1 and 2. In the illustrated example, the plurality of electric double layer capacitors 1 constituting the capacitor unit are juxtaposed in the thickness direction so as to have the same posture in plan view.

これによって、隣接する電気二重層キャパシタ1,1同士において、対向面同士の接続端子11,11が、幅方向で隣接して側面視ラップするように配置される。ちなみに、幅方向で隣接する接続端子11,11同士を電気的に接続する配線を施すことにより、並べられた複数の電気二重層キャパシタが電気的に直列接続される。   As a result, in the adjacent electric double layer capacitors 1, 1, the connection terminals 11, 11 on the opposing surfaces are arranged so as to wrap adjacently in the width direction in a side view. Incidentally, a plurality of electric double layer capacitors arranged in series are electrically connected in series by providing a wiring for electrically connecting the connection terminals 11 and 11 adjacent in the width direction.

次に、図7乃至図9に基づき、電気二重層キャパシタの別実施形態について説明する。   Next, another embodiment of the electric double layer capacitor will be described with reference to FIGS.

図7及び図8は、電気二重層キャパシタの別実施形態の構成を示す側断面図及び分解側断面図であり、図9は、図7及び図8に示す集電極の平面図である。各集電極6は、一端が開放され且つ他端が閉塞された筒状(さらに具体的には円筒状)の電極容器からなる。この導電性の電極容器6の開放端側には、円形リング状のフランジ部17が一体形成され、この電極容器6の内周側には、上述した収容部9が形成されている。   7 and 8 are a side sectional view and an exploded side sectional view showing the configuration of another embodiment of the electric double layer capacitor, and FIG. 9 is a plan view of the collector electrode shown in FIGS. 7 and 8. Each collector electrode 6 is composed of a cylindrical (more specifically, cylindrical) electrode container having one end opened and the other end closed. A circular ring-shaped flange portion 17 is integrally formed on the open end side of the conductive electrode container 6, and the accommodating portion 9 described above is formed on the inner peripheral side of the electrode container 6.

この収容部9内には、綿状活性炭からなる分極性電極8または複数枚のシート状活性炭が重ね合わされることによりなる分極性電極8(図示する例では綿状活性炭からなる分極性電極8)が、電解液を最大限含浸された状態で、圧縮充填されている。このようにして、分極性電極8が収容された一対の電極容器6,6は、互いの開放端側が向き合うようにして、フランジ部17,17同士が締着固定される。この際、収容部9,9同士は、電極容器6,6間に介在されたシート状の1枚又は2枚のセパレータ7によって、区切られる。   In this accommodating portion 9, a polarizable electrode 8 made of cotton-like activated carbon or a polarizable electrode 8 formed by stacking a plurality of sheet-like activated carbon (in the example shown, a polarizable electrode 8 made of cotton-like activated carbon) However, it is compressed and filled in a state where the electrolyte solution is fully impregnated. In this way, the flange portions 17 and 17 are fastened and fixed to each other so that the open ends of the pair of electrode containers 6 and 6 in which the polarizable electrode 8 is accommodated face each other. At this time, the accommodating portions 9 and 9 are separated from each other by one or two sheet-like separators 7 interposed between the electrode containers 6 and 6.

また、フランジ部17,17同士を締着固定する固定部材は、図示する例では、締着ボルト18及び締着ナット19になり、このフランジ部17及びセパレータ7には、該フランジ部17の周方向に沿って所定間隔毎に取付孔17a,7aが穿設され、この取付孔17a,7aに挿通された締着ボルト18の先端部に締着ナット17がネジ係合されて、フランジ部17,17同士が締着固定される。   Further, in the example shown in the figure, the fixing member for fastening and fixing the flange portions 17 and 17 is a fastening bolt 18 and a fastening nut 19, and the flange portion 17 and the separator 7 are connected to the periphery of the flange portion 17. Mounting holes 17a and 7a are formed at predetermined intervals along the direction, and a fastening nut 17 is threadedly engaged with a distal end portion of a fastening bolt 18 inserted through the mounting holes 17a and 7a. , 17 are fastened and fixed together.

さらに、締着ボルト18又は締着ナット19が、集電極6,6同士を導通させることがないように、締着ボルト18又は締着ナット19と、集電極6とを絶縁させる絶縁手段が設けられている。具体的には、締着ボルト18のボルトヘッドとフランジ部17との間、及び締着ナット19とフランジ部17との間に、締着ボルト18の軸部が挿通される絶縁リング21が介挿されるとともに、締着ボルト18の軸部には、絶縁スリーブ22が外装され、これらの絶縁リング21や絶縁スリーブ22が上述の絶縁手段を構成している。なお、固定部材自体を絶縁体で構成することにより、絶縁手段を構成してもよい。   Furthermore, an insulating means for insulating the fastening bolt 18 or the fastening nut 19 and the collector electrode 6 is provided so that the fastening bolt 18 or the fastening nut 19 does not connect the collector electrodes 6 and 6 to each other. It has been. Specifically, an insulating ring 21 through which the shaft portion of the fastening bolt 18 is inserted is interposed between the bolt head of the fastening bolt 18 and the flange portion 17 and between the fastening nut 19 and the flange portion 17. In addition, an insulating sleeve 22 is externally mounted on the shaft portion of the fastening bolt 18, and the insulating ring 21 and the insulating sleeve 22 constitute the above-described insulating means. In addition, you may comprise an insulation means by comprising fixing member itself with an insulator.

以上のように構成される電気二重層キャパシタ1によれば、集電極6によって、収容部9を形成するため、分極性電極8や電解液を収納する収容体12を、別途設ける必要がなく、部品点数が減少して、製造コストが低減される。また、集電極6が外部に露出するため、接続端子11も不要になり、さらにコストが低減される。   According to the electric double layer capacitor 1 configured as described above, the accommodating portion 9 is formed by the collector electrode 6, so that there is no need to separately provide the polarizable electrode 8 and the accommodating body 12 for accommodating the electrolytic solution, The number of parts is reduced and the manufacturing cost is reduced. Further, since the collector electrode 6 is exposed to the outside, the connection terminal 11 is not necessary, and the cost is further reduced.

次に、図10に基づき、電気二重層キャパシタ1の静電容量と内部抵抗を測定する方法について説明する。   Next, a method for measuring the capacitance and internal resistance of the electric double layer capacitor 1 will be described with reference to FIG.

図10(A)は電気二重層キャパシタの測定回路であり、(B)は電気二重層キャパシタの充放電の特性グラフである。図示する測定回路31は、2つのスイッチSW1,SW2を有し、この2つのスイッチSW1,SW2は、両方とも同時にONされることはなく、何れか一方がONで且つ他方がOFF、或いは、両方ともOFFに操作される。   FIG. 10A is a measurement circuit of an electric double layer capacitor, and FIG. 10B is a characteristic graph of charge / discharge of the electric double layer capacitor. The measurement circuit 31 shown in the figure has two switches SW1 and SW2, and these two switches SW1 and SW2 are not turned on at the same time, either one is ON and the other is OFF, or both. Both are operated OFF.

スイッチSW1がON且つスイッチSW2がOFFの場合、測定対象の電気二重層キャパシタ1と、充電電流検知抵抗Rとは、直列接続されて電源Eに直結された状態になり、充電電流検知抵抗Rにかかる電圧Vと、電気二重層キャパシタ1にかかる電圧であるキャパシタ電圧Vとは電圧計で測定される。また、充電電流検知抵抗Rに流れる充電電流Iは以下の式から求める。 When the switch SW1 is ON and the switch SW2 is OFF, the electric double layer capacitor 1 to be measured and the charging current detection resistor Rc are connected in series and directly connected to the power source E, and the charging current detection resistor R A voltage V c applied to c and a capacitor voltage V which is a voltage applied to the electric double layer capacitor 1 are measured by a voltmeter. The charging current I c flowing through the charging current detecting resistor R c are determined from the following equation.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

一方、スイッチSW1がOFF且つスイッチSW2がONの場合、測定対象の電気二重層キャパシタ1と、放電抵抗Rとが直結されてRC回路を構成し、キャパシタ電圧Vがダイレクトに放電抵抗Rにかかる状態になり、放電抵抗Rにかかる電圧Vと、キャパシタ電圧Vとは電圧計で測定される。また、放電抵抗Rに流れる充電電流Iは以下の式から求める。 On the other hand, when the switch SW1 is OFF and the switch SW2 is ON, the electric double layer capacitor 1 to be measured and the discharge resistor RD are directly connected to form an RC circuit, and the capacitor voltage V directly becomes the discharge resistor RD . becomes such a state, the voltage V D applied to the discharge resistor R D, the capacitor voltage V is measured with a voltmeter. The charging current I D flowing through the discharge resistor R D is obtained from the following equation.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

また、測定回路31の動作としては、まず、スイッチSW1をONするとともにスイッチSW2をOFFにする充電工程を行い、充電工程が完了すると、スイッチSW1及びスイッチSW2をOFFして電気二重層キャパシタ1を非接続とする自己放電工程を経て、スイッチSW1をOFFするとともにスイッチSW2をONする放電工程を行う。   In addition, as the operation of the measurement circuit 31, first, a charging process is performed in which the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off. Through a self-discharging process for disconnection, a discharging process for turning off the switch SW1 and turning on the switch SW2 is performed.

上記充電工程では、充電電流Iが減少して0又はそれに近い値になるとともに、キャパシタ電圧Vが増加して電源Eと同一の最大値(最大電圧Vmax)になり、その値で一定値又して時点で、電気二重層キャパシタ1への充電が完了する。 In the charging step, the charging current I c becomes zero or close to it decreases, the same maximum value and the power source E a capacitor voltage V is increased becomes (maximum voltage V max), a constant value in the value At that time, charging of the electric double layer capacitor 1 is completed.

充電工程後の自己放電工程では、電気二重層キャパシタ1の自己放電によって、キャパシタ電圧Vが最大電圧Vmaxよりも減少電圧ΔVSD分だけ減少する。この自己放電工程後に下記放電工程に移行するが、この移行直前のキャパシタ電圧Vを初期電圧Vとする。 In the self-discharge process after the charging process, the capacitor voltage V decreases by the decrease voltage ΔV SD from the maximum voltage V max by self-discharge of the electric double layer capacitor 1. This shifts after self-discharge process in the following discharging process, but the capacitor voltage V of this transition immediately before an initial voltage V 0.

放電工程では、初期段階で、一気にキャパシタ電圧Vが降下電圧ΔV分だけ減少して、その後、徐々に放電され、キャパシタ電圧Vが減少していく。放電開始からt秒後のキャパシタ電圧Vは、測定対象の電気二重層キャパシタの静電容量をCとした場合、以下の式で表される。 In the discharging process, at the initial stage, the capacitor voltage V is reduced by a drop voltage ΔV D at a stroke, and thereafter, the capacitor voltage V is gradually discharged. The capacitor voltage V after t seconds from the start of discharge is expressed by the following formula, where C is the capacitance of the electric double layer capacitor to be measured.

Figure 0006249546
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また、時定数τは次の式が表される。   The time constant τ is expressed by the following formula.

Figure 0006249546
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こので、t=τの場合のキャパシタ電圧は以下の式で求まる。   Thus, the capacitor voltage when t = τ is obtained by the following equation.

Figure 0006249546
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すなわち、キャパシタ電圧Vが初期電圧Vから1/e倍に減少する時間が時定数τとなり、この時定数τが求まれば、放電抵抗Rも既知であるため、上述の式から電気二重層キャパシタの静電容量Cを測定することが可能になる。 That is, the time for the capacitor voltage V to decrease from the initial voltage V 0 to 1 / e times becomes the time constant τ, and once this time constant τ is obtained, the discharge resistance RD is also known. It becomes possible to measure the capacitance C of the multilayer capacitor.

また、放電工程を開始した瞬間に流れる放電電流Iである初期電流Iを測定すれば、この初期電流Iから電気二重層キャパシタ1の内部抵抗rも算出することができる。ちなみに、その際の算出式は以下の式に基づく。 Further, by measuring the initial current I 0 which is the discharge current ID flowing at the moment when the discharge process is started, the internal resistance r of the electric double layer capacitor 1 can be calculated from the initial current I 0 . Incidentally, the calculation formula at that time is based on the following formula.

Figure 0006249546
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以上のように単純な測定回路31で、電気二重層キャパシタ1の静電容量Cや内部抵抗rを測定できる。   As described above, the capacitance C and the internal resistance r of the electric double layer capacitor 1 can be measured with the simple measurement circuit 31.

続いて、上述のように構成された電気二重層キャパシタ1の静電容量C及び内部抵抗rを測定した実験結果について説明する。   Then, the experimental result which measured the electrostatic capacitance C and the internal resistance r of the electric double layer capacitor 1 comprised as mentioned above is demonstrated.

<実験1>
繊維物質としては、タオル地の木綿を用い、炭化時の温度が450℃に設定され、賦活温度が750〜850℃に設定され、水酸化カリウムを用いたアルカリ賦活によって賦活処理を行い、その後、酸性の水溶液等で洗浄したものを乾燥させることにより、繊維状のシート状活性炭を製造し、これを一辺の長さが5cmとなる正方形状に切断したもの分極性電極8として用い、集電極1としては鉄、電解液としては、水酸化カリウムの濃度が30重量%の水酸化カリウム水溶液をそれぞれ使用して、電気二重層キャパシタ1を製造した。
<Experiment 1>
As the fiber material, toweling cotton is used, the temperature at the time of carbonization is set to 450 ° C., the activation temperature is set to 750 to 850 ° C., the activation treatment is performed by alkali activation using potassium hydroxide, and then the acidity is set. A fibrous sheet-like activated carbon is produced by drying what is washed with an aqueous solution of the above, and this is cut into a square shape having a side length of 5 cm. The electric double layer capacitor 1 was manufactured using iron and an aqueous solution of potassium hydroxide having a potassium hydroxide concentration of 30% by weight as the electrolyte.

この電気二重層キャパシタ1は、図3乃至図5に示すものであり、器具等によって集電極6,6同士を近づく方向に圧縮した状態で実験を行った。   This electric double layer capacitor 1 is shown in FIGS. 3 to 5 and was tested in a state in which the collector electrodes 6 and 6 were compressed in a direction approaching each other with an instrument or the like.

ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの4種類を用いた。   Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. Four types were used, one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating three sheet-like activated carbons, and one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating five sheet-like activated carbons.

そして、それぞれの種類の電気二重層キャパシタ1毎に、図10に示す方法により、一日毎に5回づつで5日間、計25回測定し、その測定値の平均値を、各電気二重層キャパシタ1の静電容量C及び内部抵抗rとした。その測定結果を下記に示す。   Each type of electric double layer capacitor 1 is measured 25 times a total of 5 times a day for 5 days by the method shown in FIG. 10, and the average value of the measured values is calculated for each electric double layer capacitor. The electrostatic capacity C and the internal resistance r were 1. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
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上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon.

<実験2>
繊維物質としては、織布の木綿を用い、その他の条件は実験1と同一にして実験を行った。電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を10枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を15枚積層して構成されたものとの6種類を用いた。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 2>
As the fiber material, woven cotton was used, and the other conditions were the same as in Experiment 1. As the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is configured by using one sheet-like activated carbon, each polarizable electrode 8 is configured by stacking two sheet-like activated carbons, The polarizable electrode 8 is constructed by laminating three sheet-like activated carbons, each polarizable electrode 8 is constructed by laminating five sheet-like activated carbons, and each polarizable electrode 8 is made of sheet-like activated carbon. Six types were used, each of which was formed by laminating 10 sheets, and each of the polarizable electrodes 8 being formed by laminating 15 sheets of sheet-like activated carbon. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon.

<実験3>
一辺の長さが2.5cmとなる正方形状に切断した繊維状のシート状活性炭を分極性電極8として用いた以外は、実験2同一条件で、実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの4種類を用いた。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 3>
The experiment was performed under the same conditions as in Experiment 2, except that a fibrous sheet-like activated carbon cut into a square shape with a side length of 2.5 cm was used as the polarizable electrode 8. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. Four types were used, one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating three sheet-like activated carbons, and one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating five sheet-like activated carbons. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon.

<実験4>
一辺の長さが7.5cmとなる正方形状に切断した繊維状のシート状活性炭を分極性電極8として用いた以外は、実験2と同一条件で、実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの4種類を用いた。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 4>
The experiment was performed under the same conditions as in Experiment 2 except that a fibrous sheet-like activated carbon cut into a square shape with a side length of 7.5 cm was used as the polarizable electrode 8. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. Four types were used, one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating three sheet-like activated carbons, and one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating five sheet-like activated carbons. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon.

<実験5>
縦10cm且つ横17cmとなる長方形状に切断した繊維状のシート状活性炭を分極性電極8として用いた以外は、実験2と同一条件で、実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの4種類を用いる。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 5>
The experiment was performed under the same conditions as in Experiment 2 except that a fibrous sheet-like activated carbon cut into a rectangular shape having a length of 10 cm and a width of 17 cm was used as the polarizable electrode 8. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. The polarizable electrodes 8 are formed by stacking three sheet-like activated carbons, and the polarizable electrodes 8 are formed by stacking five sheet-like activated carbons. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon.

さらに、実験2〜実験5の結果から、シート状活性炭の積層数だけでなく、シート状活性炭の面積についても、静電容量Cに比例関係または略比例関係にあることが明らかになった。これらからシート状活性炭の静電容量Cは、活性炭の体積に比例すると考えられる。この実験結果から、安価に体積を大きくできる綿屑から活性炭を製造し、これを分極性電極8に使用できる可能性について、下記実験6を行った。   Furthermore, from the results of Experiments 2 to 5, it became clear that not only the number of sheet-like activated carbon layers but also the area of the sheet-like activated carbon is proportional to or substantially proportional to the capacitance C. From these, it is considered that the electrostatic capacity C of the sheet-like activated carbon is proportional to the volume of the activated carbon. From this experimental result, the following experiment 6 was conducted on the possibility that activated carbon was manufactured from cotton dust that could be increased in volume at low cost and could be used for the polarizable electrode 8.

<実験6>
繊維物質としては、綿屑を用い、アルカリ賦活には炭酸カリウムを使用し、それ以外は、実験1と同一の方法で炭化及び賦活処理し、一辺の長さが5cmとなる正方形状に切断した厚板状のもの分極性電極8として用い、他の実験条件は、実験1と同一にして実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1つ用いて構成されたものを用いた。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 6>
As the fiber material, cotton dust is used, and potassium carbonate is used for alkali activation. Otherwise, carbonization and activation treatment are performed in the same manner as in Experiment 1 and cut into a square shape with a side length of 5 cm. The thick plate-shaped polarizable electrode 8 was used, and the other experimental conditions were the same as in Experiment 1. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, one in which each polarizable electrode 8 is configured by using one sheet-like activated carbon was used. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、綿状活性炭を用いても、織布の木綿と同程度の体積当りの静電容量Cが得られた。また、内部抵抗rも小さいことも観察された。この実験では、アルカリ賦活には、炭酸カリウム水溶液を用い、電解液には水酸化カリウムを用いたが、この2つの物質によって化学的反応は起こらなかったため、これらの性質が異なる物質を用いても、電二重層キャパシタ1としては、問題がないことが確認された。 According to the result of the said table | surface, even if cotton-like activated carbon was used, the electrostatic capacitance C per volume comparable as the woven cotton was obtained. It was also observed that the internal resistance r was small. In this experiment, potassium carbonate aqueous solution was used for alkali activation, and potassium hydroxide was used for the electrolyte. However, since these two substances did not cause a chemical reaction, substances having different properties may be used. , as the electric double layer capacitor 1, it was confirmed that there is no problem.

<実験7>
アルカリ賦活には炭酸カリウムを使用するとともに、電解液として、濃度が50重量%の炭酸カリウム水溶液を用い、その他の条件は実験2と同一にして実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの4種類を用いた。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 7>
For the alkali activation, potassium carbonate was used, and as the electrolytic solution, an aqueous potassium carbonate solution having a concentration of 50% by weight was used, and the other conditions were the same as in Experiment 2. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. Four types were used, one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating three sheet-like activated carbons, and one in which each polarizable electrode 8 was constituted by laminating five sheet-like activated carbons. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、電解液に炭酸カリウムを用いても、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。しかしながら、電解液に炭酸カリウムを用いた場合には、水酸化カリウムを用いた場合に比べ、体積当りの静電容量が小さいことも明らかになった。
According to the result of the said table | surface, even if it used potassium carbonate for electrolyte solution, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon. However, it has also been clarified that when potassium carbonate is used as the electrolyte, the capacitance per volume is smaller than when potassium hydroxide is used.

<実験8>
アルカリ賦活には炭酸カリウムを使用するとともに、その他の条件は実験2と同一にして実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を2枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を10枚積層して構成されたものとの4種類を用いる。その測定結果を下記に示す。
<Experiment 8>
The experiment was carried out under the same conditions as in Experiment 2 while using potassium carbonate for alkali activation. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating two sheet-like activated carbons. The polarizable electrodes 8 are formed by stacking five sheets of activated carbon, and the polarizable electrodes 8 are stacked of 10 sheets of activated carbon. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、実験2の結果と比較すると、水酸化カリウムを電解液に使用した場合、炭酸カリウムで賦活された織布の木綿も、水酸化カリウムで賦活されたものと同等の静電容量を持つことが明らかになった。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. In addition, when compared with the results of Experiment 2, when potassium hydroxide is used as the electrolyte, the woven fabric cotton activated with potassium carbonate has the same capacitance as that activated with potassium hydroxide. Became clear.

<実験9>
炭酸カリウムを用いたアルカリ賦活によって賦活処理を行い、その他の条件は実験1と同一にして実験を行った。ちなみに、電気二重層キャパシタ1としては、各分極性電極8がシート状活性炭を1枚用いて構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を3枚積層して構成されたものと、各分極性電極8がシート状活性炭を5枚積層して構成されたものとの3種類を用いる。その測定結果は下記に示す。
<Experiment 9>
The activation treatment was performed by alkali activation using potassium carbonate, and the other conditions were the same as in Experiment 1 and the experiment was performed. Incidentally, as the electric double layer capacitor 1, each polarizable electrode 8 is constituted by using one sheet-like activated carbon, and each polarizable electrode 8 is constituted by laminating three sheet-like activated carbons. The polarizable electrodes 8 are used in the form of a laminate of five sheet-like activated carbons. The measurement results are shown below.

Figure 0006249546
Figure 0006249546

上記表の結果によれば、シート状活性炭の枚数を増加させることにより、静電容量Cが比例的に増加している状態が観察された。また、シート状活性炭の枚数の増加によって、内部抵抗rが増加しないことも観察された。炭酸カリウムで賦活したタオル地の木綿も、水酸化カリウムで賦活で賦活したものと同等の静電容量を持つことが明らかになった。   According to the result of the said table | surface, the state which the electrostatic capacitance C increased proportionally by increasing the number of sheet-like activated carbon was observed. It was also observed that the internal resistance r did not increase with the increase in the number of sheet-like activated carbon. It was revealed that cotton towels activated with potassium carbonate have the same capacitance as that activated with potassium hydroxide.

6 集電極
7 セパレータ
8 分極性電極(活性炭)
12 収容袋(収容体)
17 フランジ部
6 Current collector 7 Separator 8 Polarized electrode (activated carbon)
12 Containment bag (container)
17 Flange

Claims (6)

一対の集電極(6,6)間に電解液を介在させるとともに、該集電極(6,6)間のスペースをイオンの通過を許容する絶縁体であるセパレータ(7)によって区切り、
繊維物質を炭化して賦活することにより得られる活性炭である分極性電極(8)を、各集電極(6)のセパレータ(7)側の面に設けた電気二重層キャパシタであって、
前記電解液は水系の電解液であり、
前記分極性電極(8)は綿状の繊維物質から得られる綿状活性炭からなり、
前記分極性電極(8)には上記電解液が含浸され、
該分極性電極(8)を集電極(6)に押付けて設けるにあたり、該分極性電極(8)をセパレータ(7)と集電極(6)との間のスペースに圧縮した状態で充填した
電気二重層キャパシタ。
While interposing an electrolyte between the pair of collector electrodes (6, 6), the space between the collector electrodes (6, 6) is separated by a separator (7) which is an insulator that allows passage of ions,
An electric double layer capacitor in which a polarizable electrode (8), which is activated carbon obtained by carbonizing and activating a fiber material, is provided on the separator (7) side surface of each collector electrode (6),
The electrolytic solution is an aqueous electrolytic solution,
The polarizable electrode (8) is made of cotton-like activated carbon obtained from cotton-like fiber material,
The polarizable electrode (8) is impregnated with the electrolytic solution,
In pressing the polarizable electrode (8) against the collector electrode (6), the polarizable electrode (8) is packed in a compressed state in the space between the separator (7) and the collector electrode (6). Double layer capacitor.
内部に収容部(9)が形成され且つフレキシブルに変更可能な収容体(12)を備え、
上記セパレータ(7)、一対の集電極(6,6)及び一対の分極性電極(8,8)を前記収容部(9)に収容し、該状態の収容部(9)内の空気を排出することによって、該分極性電極(8,8)が圧縮された状態で充填された
請求項1記載の電二重層キャパシタ。
A housing (12) having a housing (9) formed therein and changeable flexibly;
The separator (7), the pair of collector electrodes (6, 6), and the pair of polarizable electrodes (8, 8) are housed in the housing portion (9), and the air in the housing portion (9) in this state is discharged. it allows electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the polarizable electrodes (8,8) is filled in a compressed state to.
各集電極(6)を、開口部を有する導電性の電極容器によって構成し、
分極性電極(8)を、電極容器(6)内に形成された収容部(9)に圧縮して充填し、
一対の電極容器(6,6)の内部同士がセパレータ(7)で仕切られるようにして、該電極容器(6,6)の開口部側同士を接続した
請求項1記載の電気二重層キャパシタ。
Each collecting electrode (6) is constituted by a conductive electrode container having an opening,
The polarizable electrode (8) is compressed and filled into the accommodating part (9) formed in the electrode container (6),
The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the insides of the pair of electrode containers (6, 6) are partitioned by a separator (7) and the openings of the electrode containers (6, 6) are connected to each other.
各電極容器(6)の開口部にフランジ部(17)を形成し、
一対の電極容器(6,6)のフランジ部(17,17)同士を、互いに絶縁させた状態で、締着固定した
請求項3記載の電気二重層キャパシタ。
Forming a flange (17) in the opening of each electrode container (6);
The electric double layer capacitor according to claim 3, wherein the flange portions (17, 17) of the pair of electrode containers (6, 6) are fastened and fixed in a state of being insulated from each other.
前記集電極(6)の表層部分には、上記分極性電極(8)の細孔に対応したサイズの凹凸を形成した
請求項1乃至4の何れかに記載の電二重層キャパシタ。
The surface layer portion of the collector electrode (6), electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 4 to form irregularities of a size corresponding to the pores of the polarizable electrode (8).
前記電解液は、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液の何れかである
請求項1乃至の何れかに記載の電気二重層キャパシタ。
The electrolyte, aqueous potassium hydroxide, the electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 5 is either aqueous sodium carbonate or aqueous potassium hydroxide solution.
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