JPH01253910A

JPH01253910A - 電気二重層キャパシタ

Info

Publication number: JPH01253910A
Application number: JP63081564A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Yoshida; 昭彦吉田; Atsushi Nishino; 敦西野; Yoshizo Omukae; 大迎　淑三; Masaki Ikeda; 正樹池田; Ichiro Tanahashi; 棚橋　一郎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1989-10-11
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2563461B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電子部品および電池に関するものであり、電
気二重層キャパシタやリチウム電池なとの高性能化、高
信頼性化に関するものである。

従来の技術コイン型？を気二＠層キャパシタを例に挙げて従来のコ
イン型電子部品の外装について述べる。第４図は、従来
のコイン型電気二重層キャパシタの断面を示すものであ
る。活性炭ｍ維からなる分極性電極４０．４０導電性４
Ｊ電極４２．４３セパレータ４４がステンレスなどの金
属より成るケース４５．４６とポリプロピレンなどから
成るガスケットリング４７を介して封口される。分極性
電極４０．４１およびセパレータ４４には電解液が含浸
されている。電解液としては、テトラエチルアンモニウ
ムバークロレートのプロピレンカーボネート溶液のよう
な有機電解液や硫酸のような水溶。

液が用いられている。

発明が解決しようとする課題従来のこの様な外装法では外装時にケース４５と４６と
ガスケットリング４７とにプレス加圧して電解液のケー
スからの漏洩を防いでいる。すなはち金属製のケースが
樹脂製のガスケットリングに食い込むことによって電解
液の漏洩を防いでいる。

しかしながら、高温高温環境下での使用や使用電圧を高
くしたときなど、従来の外装方式では電解液の漏洩は免
れえない。このことは回路や製品の破損につながり改善
せねばならないことである。

課題を解決するための手段本発明は、電極板とこの電極板の一部と結合したガラス
絶縁層とこのガラス絶縁層と結合した導電性板と、電極
板の一部と接触する分極性電極または非分極性電極と、
セパレータ、電解液を介した分極性電極または非分極性
電極と、これの一部と接触する導電性ケースとから成り
前記電極板と導電性ケースとが電気的に結合された構造
を有する電子部品または電池である。

作用本発明によればガラス−金属間結合を利用したいわゆる
ハーメチックシール型の両極絶縁構造とレーザ封口のよ
うな金属−金属間結合により電子部品あるいは電池の高
い気密性が保持される。電極板と導電板との結合にガラ
スシートを溶融して接着しているために高さの低い導電
性ケースを用いることによりいわゆるコイン型もしくは
ボタン型の電子部品や電池を作ることも可能になり、電
解液の７１ｉｄの全くない信頼性の高いコイン型電子部
品などを得ることができる。

実施例以下に図面にしたがって本発明の具体的な実施例を示す
。

（実施例１）第１図に示す円形電極板ｌおよびドーナツ状導電性板（
Ｆ　ｅ−Ｃｒ系ステンレス５ＵＳ４３０製、Ａ＝Ｉ４ｍ
ａ＋、Ｂ＝１２ｍｍ、Ｃ＝１６ｍｍ）　２を第１図に示
すガラスシート製リング（Ｄ＝１２ｍｍ、Ｅ＝１５ａ＋
ｍ）　３をはさんで接着し蓋部４を作る。ガラスシート
製リング３は硼珪酸ガラス粉末を有機樹脂バインダと共
に紙に印刷したものを加工したものであり接着の時に水
に浸せばガラスリングのみになる。これを１，２の間に
はさんで８００℃で１０分間焼成し両者を接着する。こ
の時１，２それぞれの片側にガラスリングを溶融接着し
引き続き両者のガラス部を接触加熱することによって接
着を行ってもよい。５はガラス絶縁層である。つぎに活
性炭ｉ＆維布（２００ｇ／ｍ２）の片面にプラズマ溶射
法により厚さ１００７ｚ＋ａのアルミニウム層を形成す
る。これを直径１０ｍｍに打ち抜き分極性電極７とする
。これをアルミニウム層６が電極板１１と接するように
配置し両者を溶接する。

一方、５ＵＳ４３０よりなるケース（Ｆ：１．５ｍｍ）
８にこのケースに接するように前記活性炭繊維分極性電
極を配置する。このときも両者の閏を溶接で接合する。

９．ｌＯはそれぞれ活性炭繊維布およびアルミニウム層
である。前記の分極性電極を接着した蓋部４および分極
性電極を接着したケース部１１をポリプロピレンからな
るセパレータ１２を介して対向配置する。セパレータお
よび分極性電極にはプロピレンカーボネートにテトラエ
チルアンモニウムバークロレートを溶解した電解液が含
浸される。蓋部４とケース部１１との接合は外周部１３
のＹＡＧレーザによるレーザ封口法を採用した。１４は
完成素子の断面図である。

なお、上記実施例ではガラス材料として硼珪酸ガラスを
用いたが、第１表〜第４表に示す組成野ものでもよい。

また、第１表に示した鉛系ガラスは次のような組成範囲
のものが好ましい。５ｉ０２１０〜３０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ
３１０〜３０ｗ　ｔ％、ＰｂＯ７０〜８５ｗ　ｔ％、Ｚ
ｎＯＯ〜１０ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３０〜１０ｗｔ％。また
第２表に示したポウケン酸ガラスも次のような組成範囲
のものが好ましい。

すなわち、ＳｉＯ２４０〜５５　Ｖｌ／　Ｌ％、Ｂ　２
０　Ｊｌｏ　〜２０ｗｔ　　％、　　　Ｎ３２０　　　
１５〜２５ｗｔ、　％。

Ｋ、！０１〜７ｗｔ％、［、ｉ２０　１−１０ｗｔ％Ａ
ｌ２Ｏ３８〜１５ｗＬ％、ＣａＯ１〜５ｗｔ。

％。さらに第３表に示した無アルカリボウケイ酸ガラス
も次のような組成範囲のものが好ましい。

５ｉ０２１０〜２３　ｗ　ｔ％、Ｂ２０ｔ１２〜３４ｗ
ｔ％、Ｂａ０　１６〜５０ｗｔ％、Ｍｇ０１６〜４２　
ｗ　ｔ％、Ｚｎ０Ｏ〜１１ｗｔ％　Ｚｔ・０２０〜５ｗ
ｔ％　Ａｌ２Ｏ３０〜５ｗｔ％、５ｎｏ２０〜５ｗｔ％
。第４表に示したカラスはチタン乳白フリットと呼ばれ
るものである。

ガラスと平板電極の焼成は、第１表に示した組成のもの
が４５０℃、第２表および第３表に示すものが８９０℃
、第４表に示すものが８１０℃である。

第１表　　　　　　　第２表第３表　　　　　　　第４表以りのようにして作製した第３図に示した構成のコイン
型キャパシタを８５℃の雰囲気下で２゜４■常時直流電
圧を印加しＩＱ、０００時間後のキャパシタ特性（容徽
減少率）と漏液の状態を顕徹鏡で調べた結果を第５表に
示す。第５表には、封口ガラス組成の組み合わせを示す
。試験したサンプル数は各１００個であった。

本実施例のガラスは膨張係数がいずれも８５〜１７０Ｘ
１０−７℃″１と平板電極１２０×目〕−７℃−１と近
く熱的歪が小さかった。他の組成を有するガラスはガラ
スと平板電極との焼成時にクラックが入ったり、接着強
度が十分でなかった。

第３図に示した構成のものも第２図のものとほぼ同様な
試験結果が得られた。

第５表（実施例２）実施例１のレーザ封口時に蓋部（４）とケース部（ＩＩ
）との間に圧力（ｌ０Ｋ８／ｃｍ２）を加えセパレータ
を介した二つの分極性電極の接触をより強固にする。

（実施例３）実施例１のケース側の分極性電極の替わりに非分極性電
極を用いてもよい。その場合リチウムをドーピングした
鉛−カドミウム合金を用いる。電解液としてリチウムバ
ークロレートを溶解したブロビレンカーホネートを用い
る。

（実施例４）実施例１と同じ蓋部４およびケース部１１を用い蓋側の
電極板に二酸化マンガンをベレット状にした電極を、ま
たケース側に亜鉛をペレット状にした電極をＩＭ／ｌの
ＫＯＨ水溶液を電解液に用いて電池を構成する。ただ腰
電極直径は７ｍｍとした。

（実施例５）第２図に示す電気二重層キャパシタ。１５，１６は上部
金属部、１７はガラス絶縁部、１８は下部金属板１９，
２０．２１はそれぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、
ポリプロン製セパレータであり、これらには実施例１と
同じ電解液が含浸されている。蓋部とケース部とは２２
部分で円周上が抵抗溶接されている。

（実施例６）第３図に示す電気二重層キャパシタ。２５，２６は金属
部、２７はガラス絶縁部、２８は金属ケース、２９，３
０．３１はそれぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、セ
パレータであり、これらには実施例１と同じ電解液が願
浸されている。蓋部とケース部とは３２０部分で円周上
がレーザ溶接されている。

以上の実施例で得られた電子部品または電池の特性およ
び信頼性テストの結果を第６表に示す。

比較例１．および比較例２はそれぞれ実施例１および実
施例４の封口にポリプロピレン製のガスケットリングを
用いた電気二重層キャパシタおよび電池である。

第６表発明の効果以上のように、本発明によれはガラス−金属間結合や、
金属−金属間結合による高い気密性を活かした形で構成
される。この結果従来のガスケットリング封目方式のと
きのような電解液の漏液による事故を全くなくすること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエネルギー貯Ｒ装置である
電気二重層キャパシタの製造プロセス図、第２図は本発
明の他の実施例のエネルギー貯Ｒ装置の断面構造図、第
３図は本発明の他の実施例のエネルギー貯Ｒ装置の断面
構造図、第４図は従来例の電気二重層キャパシタの断面
構造図である。！パ・・円形電極板、２・・・ドーナツ状導電性板、３
・・・ガラスシート製リング、５・・・グラス絶縁層、
６・・・アルミニウム層、７，９・・・活性炭布繊維、
８・・・ケース、１ｏ・・命アルミニウム層、１２・・
Φセパレータ。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第　１　図 ■ ＋　　／Ｆｌ形！極板／／／′ ９１θ 第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電極板と、前記電極板の一部と結合したガラス絶
縁層と、前記ガラス絶縁層と結合した導電性板と、導電
性ケースを有し、前記導電性ケースは、前記電極板もし
くは導電性板の一部と接触した分極性電極または非分極
性電極と、セパレータと、電解液と、前記分極性電極ま
たは非分極性電極を収納し、かつ前記分極性電極または
非分極性電極の一部と接触し、前記導電性板と導電性ケ
ースとを少なくとも接合した構造を有するエネルギー貯
蔵装置。
（２）電極板が円板状でガラス絶縁層が前記円板状電極
板の外周の縁部にリング状に存在し、このガラス絶縁層
を介して存在する前記導電性板がその外径が前記電極板
より大きなリング状であり、導電性ケースが円筒形であ
ることを特徴とする請求項１記載のエネルギー貯蔵装置
。
（３）ガラス絶縁層の熱膨張係数は８５〜１７０×１０
＾−＾７℃＾−＾１であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のエネルギー貯蔵装置。
（４）ガラス絶縁層がガラスフリットと有機樹脂バイン
ダとから成るシートを電極板、導電性板の上に配置し加
熱溶融することにより得ることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のエネルギー貯蔵装置。
（５）導電性板と導電性ケースとを結合するとき、両者
の間に圧力を加えることを特徴とする請求項１記載のエ
ネルギー貯蔵装置。
（６）一方の電極が電極板に接し他方の電極が導電性ケ
ースに接することを特徴とする請求項１記載のエネルギ
ー貯蔵装置。