JPH03278512A - Electric double layer capacitor - Google Patents

Electric double layer capacitor

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JPH03278512A
JPH03278512A JP2079093A JP7909390A JPH03278512A JP H03278512 A JPH03278512 A JP H03278512A JP 2079093 A JP2079093 A JP 2079093A JP 7909390 A JP7909390 A JP 7909390A JP H03278512 A JPH03278512 A JP H03278512A
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JP
Japan
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separator
film
inorganic fine
double layer
electric double
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Application number
JP2079093A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Watanabe
浩一 渡辺
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a separator material having very little self-discharge and leakage current, when the material is used for an electric double layer capacitor, by constituting a separator from a film in a specific state obtained through molding and stretching a mixture including polyolefine resin and inorganic fine powders. CONSTITUTION:In an electric double layer capacitor equipped with a separator 3 impregnated with an electrolyte and with a pair of polarizable electrodes 2a, 2b facing each other through the separator, the separator 3 is composed of a film 10 obtained through molding and stretching a mixture including polyolefine resin 12 and inorganic fine powders 11. In that film 10, air-gaps 13 giving a multiple-aperture state in a layered manner are formed in a mutually communicating state and the inorganic fine powders 11 are supported by filiform bodies 14 formed by stretching the polyolefine resin 12 in a threadlike manner within those air-gaps 13. For example, 40-80wt.% polyolefine resin 12 such as polypropylene and 60-20wt.% inorganic fine powders 11 such as diatomaceous earth are contained in the film 10.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、電気二重層コンデンサ、特に、電気二重層
コンデンサにおいて使用されるセパレータに関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electric double layer capacitor, and particularly to a separator used in an electric double layer capacitor.

[従来の技術] 電気二重層コンデンサは、第4図に示すセル1単独で構
成されたり、あるいは、2以上のセル1を積み重ねたも
ので構成されたりする。
[Prior Art] An electric double layer capacitor may be composed of a single cell 1 shown in FIG. 4, or may be composed of two or more cells 1 stacked together.

セル1は、互いに対向して配置された1対の分極性電極
2aおよび2bと、その間に配置されたセパレータ3と
、これらの周囲を囲む円環状のガスケット4と、ガスケ
ット4の上下面にそれぞれ加熱接着された1対の集電体
5aおよび5bとを備えている。
The cell 1 includes a pair of polarizable electrodes 2a and 2b arranged opposite to each other, a separator 3 arranged between them, an annular gasket 4 surrounding these electrodes, and electrodes on the upper and lower surfaces of the gasket 4, respectively. It includes a pair of current collectors 5a and 5b that are heat-bonded.

[発明が解決しようとする課題] 電気二重層コンデンサは、主にポータプル機器用の微小
電流供給源として利用されている。しかし、最近の半導
体製品のように消費電流が極めて小さくなると、半導体
製品よりも、電気二重層コンデンサに蓄積したエネルギ
の自己放電で消費する電流のほうが大きいという結果と
なり、製品の性能上、大きな問題となっている。このた
め、小型であるばかりでなく、自己放電の少ない電気二
重層コンデンサが望まれている。
[Problems to be Solved by the Invention] Electric double layer capacitors are mainly used as a minute current supply source for portable devices. However, when the current consumption becomes extremely small as in recent semiconductor products, the current consumed by self-discharge of the energy stored in the electric double layer capacitor is greater than that of the semiconductor product, which poses a serious problem in terms of product performance. It becomes. For this reason, there is a demand for electric double layer capacitors that are not only compact but also exhibit less self-discharge.

電気二重層コンデンサの自己放電経路を与える可能性の
あるものとしては、たとえば、セパレータ、分極性電極
、電解液などがあるが、これら系内に含まれる不純物が
自己放電の原因として考えられる。そこで、本件発明者
は、セパレータ材料の内部に形成される電子伝導経路が
、自己放電の大きな原因となっていることに着目した。
Things that can provide a self-discharge path for the electric double layer capacitor include, for example, separators, polarizable electrodes, and electrolytes, and impurities contained in these systems are thought to be the cause of self-discharge. Therefore, the inventor of the present invention focused on the fact that the electron conduction path formed inside the separator material is a major cause of self-discharge.

セパレータに求められる機能としては、セパレータを介
して相対する1対の分極性電極間の電子伝導を遮断し、
イオンのみを通過させることにある。
The functions required of a separator are to block electron conduction between a pair of polarizable electrodes facing each other via the separator,
The purpose is to allow only ions to pass through.

通常は、表裏を貫通する微細な孔を有する電気絶縁性の
樹脂フィルムによってセパレータが与えられ、このセパ
レータは、そこに電解液を含浸させて使用される。この
ため、セパレータ材料の選定にあたっては、電解液に対
する濡れ性、化学的および電気化学的安定性、耐熱性、
機械的強度などが考慮される。
Usually, a separator is provided by an electrically insulating resin film having fine holes penetrating the front and back sides, and this separator is used by impregnating it with an electrolyte. Therefore, when selecting a separator material, the wettability to electrolyte, chemical and electrochemical stability, heat resistance,
Mechanical strength etc. are taken into consideration.

しかし、セパレータ材料に求められる、より重要な特性
は、次の3点である。
However, the following three points are the more important characteristics required of the separator material.

■ 孔が十分に小さいこと・・・分極性電極から離脱し
た炭素微粒子が孔内に侵入して電子伝導経路を形成する
ことに起因する自己放電を防止する。
■ The pores are sufficiently small: self-discharge caused by carbon particles detached from the polarizable electrode entering the pores and forming electron conduction paths is prevented.

■ 薄いこと・・・厚いと、セパレータ表裏間の電解液
の抵抗が増大するだけでなく、製品の小型化および薄型
化の障害となる。
■ Thinness: If the separator is thick, it not only increases the resistance of the electrolyte between the front and back sides of the separator, but also becomes an obstacle to making the product smaller and thinner.

■ 開口率が大きいこと・・・開口部に含浸された電解
液がイオン伝導経路になるため、開口率が小さいと、イ
オン伝導性が低下し、抵抗が増大する。
■ Large aperture ratio: The electrolyte impregnated into the openings becomes an ion conduction path, so if the aperture ratio is small, ion conductivity decreases and resistance increases.

なお、電気二重層コンデンサでは、前述のように、小型
で自己放電の少ないものが望まれていることから、中で
も、上記■および■の条件を満たすことが特に重要であ
るといえる。
Note that, as mentioned above, electric double layer capacitors are desired to be small and have little self-discharge, so it is especially important to satisfy the conditions (1) and (2) above.

電気二重層コンデンサ用のセパレータとしては、特公昭
55−41015号公報(米国特許第3536963号
)に記載されているように、電池分野でセパレータとし
て使用されている、ポリジルコニウムフォスフェート、
多孔性ポリ塩化ビニル、ワットマンGFAガラスフィル
ターベーパー、酢酸セルロース、セルロースの混合エス
テルおよびガラス繊維布、などを利用することができる
としている。
As separators for electric double layer capacitors, polyzirconium phosphate, which is used as a separator in the battery field, as described in Japanese Patent Publication No. 55-41015 (US Pat. No. 3,536,963),
Porous polyvinyl chloride, Whatman GFA glass filter vapor, cellulose acetate, mixed esters of cellulose, and glass fiber cloth can be used.

また、特公昭61−29134号公報に記載されている
ように、セパレータとして、電解紙、ポリエチレン不織
布、ポリプロピレン不織布、ポリエステル不織布、また
はこれらを混抄したものに、これらの繊維径よりも径の
細いガラス繊維を混抄した多孔紙からなるものがある。
Furthermore, as described in Japanese Patent Publication No. 61-29134, as a separator, electrolytic paper, polyethylene non-woven fabric, polypropylene non-woven fabric, polyester non-woven fabric, or a mixture thereof, and glass having a diameter smaller than the fiber diameter of these are added. Some are made of porous paper mixed with fibers.

さらに、特公昭63−23649号公報に記載されてい
るように、セパレータとして、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどを用いて製作される合成紙、
またはクラフト紙、マニラ紙などの天然抄紙、または両
者を混抄した多孔紙を基材とし、この基材にセルロース
を付着させたものがある。
Furthermore, as described in Japanese Patent Publication No. 63-23649, synthetic paper produced using polyester, polyethylene, polypropylene, etc. as a separator;
Alternatively, there is one in which the base material is a natural paper such as kraft paper or Manila paper, or a porous paper made from a mixture of both, and cellulose is attached to this base material.

これらの従来技術は、概略的に見たとき、セパレータと
して、不織布または抄紙を用いている。
Generally speaking, these conventional techniques use nonwoven fabric or paper as the separator.

そこで、このような代表例である不織布または抄紙をセ
パレータとする電気二重層コンデンサについて検討した
ところ、前述した条件■、■および■のいずれについて
も、良好な結果は得られなかった。すなわち、不織布ま
たは抄紙のような材料は、樹脂の繊維状体の絡まりで形
成されているため、実質的に使用可能なレベルの孔径を
得るためには、150ミクロン以上の厚さが必要になる
Therefore, when we investigated electric double layer capacitors using nonwoven fabric or paper as a separator, which are typical examples of such electric double layer capacitors, good results were not obtained under any of the conditions (1), (2), and (2) described above. In other words, since materials such as non-woven fabrics or paper are made of tangled resin fibers, they need to have a thickness of 150 microns or more in order to obtain a usable pore size. .

また、電解液含浸時のイオン伝導性が悪く、さらに分極
性電極から離脱した炭素微粒子がセパレータ中に侵入し
て電子伝導経路を形成するため、自己放電および漏れ電
流がともに大きいという結果であった。
In addition, the ionic conductivity was poor when impregnated with the electrolyte, and the carbon particles released from the polarizable electrodes entered the separator and formed an electron conduction path, resulting in large self-discharge and leakage current. .

次に、ポリプロピレン・フィルム延伸時のフィブリル化
により孔を形成した微孔性ポリプロピレン−フィルム(
米国、セラニーズ社製;商品名セルガード)のセパレー
タへの適用について検討した。
Next, a microporous polypropylene film with holes formed through fibrillation during stretching of the polypropylene film (
We investigated the application of Celguard, manufactured by Celanese, USA, to separators.

これによれば、前述した条件■および■については十分
に満足できるレベルにあり、また、条件■についても、
孔径が非常に小さく、はぼ実用可能なレベルであった。
According to this, the above-mentioned conditions (■) and (2) are at a sufficiently satisfactory level, and as for condition (■),
The pore diameter was extremely small and at a practically usable level.

しかしながら、自己放電および漏れ電流は、セパレータ
材料の孔径と分極性電極を形成する炭素微粒子の粒径と
から予想される値よりも、はるかに大きなものであった
。これは、依然として炭素微粒子が微孔内に侵入し、絶
縁抵抗が低下していることが原因であると判明した。
However, the self-discharge and leakage current were much larger than expected from the pore size of the separator material and the particle size of the carbon particles forming the polarizable electrode. This was found to be due to the fact that carbon particles still penetrated into the pores and the insulation resistance decreased.

上述したセパレータ材料、さらにはその前に述べたいく
つかのセパレータ材料は、モデル的に見ると、いずれも
フィルム面に垂直に微孔が貫通しているものであり、こ
のような孔形状では炭素微粒子が侵入しやすいと考えら
れる。
The separator materials mentioned above, as well as some of the separator materials mentioned before, are modeled to have fine pores penetrating perpendicularly to the film surface, and with such pore shapes, carbon It is thought that fine particles can easily enter.

そこで、微孔がフィルム内部を蛇行しながら貫通してい
る構造のセパレータ材料について検討した。このような
材料をセパレータとした電気二重層コンデンサが、特開
昭62−205614号公報に記載されている。
Therefore, we investigated a separator material with a structure in which micropores meander through the film. An electric double layer capacitor using such a material as a separator is described in JP-A-62-205614.

このセパレータは、ポリオレフィン系樹脂を基材として
無機物を添加した多孔性のものであり、自己放電特性を
改善できるとしている。
This separator is porous and has inorganic substances added to a polyolefin resin base material, and is said to be able to improve self-discharge characteristics.

しかしながら、この公報には、多孔性とする具体的な方
法については明らかにされておらず、採り得る方法とし
ては、無機物を樹脂に混合した後、無機物を溶解するな
どの方法が考えられるが、無機物の溶解分が次第に自己
放電特性を劣化させるという問題を含んでいる。
However, this publication does not disclose a specific method for making it porous, and possible methods include mixing the inorganic material with the resin and then dissolving the inorganic material. This includes the problem that dissolved inorganic substances gradually deteriorate the self-discharge characteristics.

したがって、セパレータに要求される特性を十分に満足
できるまでには至らず、また、微孔の形状に改善の余地
が見られた。また、この材料は、製法が複雑であるため
、非常に高価となり、実用的観点から容認できるもので
はなかった。
Therefore, the characteristics required of a separator could not be fully satisfied, and there was also room for improvement in the shape of the micropores. Moreover, this material is very expensive due to its complicated manufacturing method, and is not acceptable from a practical point of view.

それゆえに、この発明の目的は、電気二重層コンデンサ
に使用したときの自己放電および漏れ電流が極めて少な
い、セパレータ材料を提供しようとすることである。
It is therefore an object of the present invention to provide a separator material that has extremely low self-discharge and leakage current when used in electric double layer capacitors.

[課題を解決するための手段] この発明によれば、簡単に言えば、微孔が蛇行しながら
貫通し、その孔形状が改善されたセパレータ材料が提供
される。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, to put it simply, a separator material is provided in which fine pores pass through the separator material in a meandering manner and the shape of the pores is improved.

すなわち、この発明は、電解液を含浸したセパレータと
、これを介して相対する1対の分極性電極とを備える、
電気二重層コンデンサに向けられるものであって、上述
した技術的課題を解決するため、前記セパレータは、ポ
リオレフィン樹脂と無機微粉体とを含む混合物を成形お
よび延伸することにより得られたフィルムから構成され
る。このフィルムには、層状に多孔化した状態を与える
空隙が相互に連通した状態で形成される。これら空隙の
内部では、前記ポリオレフィン樹脂が糸状に伸ばされた
糸状体によって前記無機微粉体が支えられている。
That is, the present invention includes a separator impregnated with an electrolytic solution and a pair of polarizable electrodes facing each other with the separator impregnated with the separator.
The separator is intended for electric double layer capacitors, and in order to solve the above-mentioned technical problems, the separator is composed of a film obtained by molding and stretching a mixture containing a polyolefin resin and an inorganic fine powder. Ru. This film is formed with interconnected voids that provide a layered porous state. Inside these voids, the inorganic fine powder is supported by filamentous bodies in which the polyolefin resin is stretched into filaments.

この発明の他の局面では、セパレータとして、ポリオレ
フィン樹脂と無機微粉体とを含む混合物をフィルム状に
成形し、これを一軸または二輪延伸することにより得ら
れた微孔性フィルムが用いられる。
In another aspect of the present invention, a microporous film obtained by forming a mixture containing a polyolefin resin and an inorganic fine powder into a film and uniaxially or biaxially stretching the film is used as the separator.

好ましくは、上述したようなフィルムにおいて、ポリオ
レフィン樹脂が40〜80wt%、無機微粉体が60〜
20 w t%金含有れる。
Preferably, in the film as described above, the polyolefin resin is 40 to 80 wt%, and the inorganic fine powder is 60 to 80 wt%.
Contains 20 wt% gold.

また、ポリオレフィン樹脂としては、たとえば、ポリプ
ロピレン樹脂が用いられ、また、無機微粉体としては、
硅簾土が用いられる。
In addition, as the polyolefin resin, for example, polypropylene resin is used, and as the inorganic fine powder,
Silk screen clay is used.

[発明の作用および効果] この発明に係る電気二重層コンデンサに用いられるセパ
レータを構成する微孔性フィルムは、ポリオレフィン樹
脂と無機微粉体とを含む混合物を成形および延伸するこ
とにより得られたものであるので、微孔すなわち空隙は
、無機微粉体が存在していた場所、すなわち無機微粉体
とポリオレフィン樹脂との界面であった部分に形成され
る。したがって、相互に連通した空隙は、フィルム全体
で見たとき、フィルム内部で蛇行した微孔を与えること
ができる。そのため、セパレータを貫通する電子伝導経
路の形成が困難になる。
[Operations and Effects of the Invention] The microporous film constituting the separator used in the electric double layer capacitor according to the present invention is obtained by molding and stretching a mixture containing a polyolefin resin and an inorganic fine powder. Therefore, micropores, or voids, are formed where the inorganic fine powder was present, that is, at the interface between the inorganic fine powder and the polyolefin resin. Thus, the interconnected voids can provide serpentine pores within the film when viewed throughout the film. Therefore, it becomes difficult to form an electron conduction path penetrating the separator.

また、フィルムの空隙の内部では、ポリオレフィン樹脂
が糸状に伸ばされた糸状体によって、無機微粉体が宙に
浮いた状態で支えられているので、空隙の実効径は、非
常に小さくなる。したがって、分極性電極から離脱した
炭素微粒子がセパレータの微孔内へ侵入することを効果
的に阻止することができる。
Furthermore, inside the voids of the film, the inorganic fine powder is supported in a suspended state by the filamentous filaments made of stretched polyolefin resin, so the effective diameter of the voids becomes extremely small. Therefore, the carbon particles separated from the polarizable electrode can be effectively prevented from entering into the pores of the separator.

このようなことから、上述のようなセパレータを用いた
電気二重層コンデンサによれば、自己放電および漏れ電
流を大幅に少なくすることが可能である。
For this reason, according to the electric double layer capacitor using the separator as described above, it is possible to significantly reduce self-discharge and leakage current.

[実施例コ ニの発明は、第4図に示したような電気二重層コンデン
サを構成するセル1に含まれるセパレータ3の構成に特
徴を有している。すなわち、ポリオレフィン樹脂中に無
機微粉体を混合し、フィルム状に成形した後、延伸する
ことにより得られる微孔性樹脂フィルムを、電気二重層
コンデンサ用のセパレータとして用いる。
[Embodiment] Koni's invention is characterized by the structure of the separator 3 included in the cell 1 constituting the electric double layer capacitor as shown in FIG. That is, a microporous resin film obtained by mixing inorganic fine powder in a polyolefin resin, forming it into a film shape, and then stretching it is used as a separator for an electric double layer capacitor.

より具体的には、まず、ポリオレフィン樹脂と無機微粉
体とからなる配合物を溶融混合した後、この混合物を、
インフレーション成形法またはTダイ押出し成形法など
により、フィルム状に成形する。次に、フィルム状成形
物を、樹脂の融点以下の軟化温度に加熱した状態で、一
軸または二軸延伸することによって、微孔性樹脂フィル
ムが得られる。
More specifically, first, after melt-mixing a compound consisting of a polyolefin resin and an inorganic fine powder, this mixture is
It is molded into a film by an inflation molding method or a T-die extrusion molding method. Next, a microporous resin film is obtained by uniaxially or biaxially stretching the film-shaped molded product while heating it to a softening temperature below the melting point of the resin.

上述の方法で得られた微孔性樹脂フィルムの電子顕微鏡
写真が、第1図に示されている。また、第2図は、第1
図の説明図である。第3図は、フィルムの断面を示した
説明図である。
An electron micrograph of the microporous resin film obtained by the above method is shown in FIG. Also, Figure 2 shows the first
It is an explanatory view of a figure. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a cross section of the film.

これら第1図、第2図および第3図に示すように、微孔
性樹脂フィルム10には、無機微粉体11とマトリック
ス樹脂12との間に空隙13が形成されており、これら
空隙13が、フィルム10内部で相互に連通した状態と
されている。空隙13は、第3図において特によく示さ
れているように、フィルム10に対して層状に多孔化し
た状態を与えている。その結果、フィルム10全体とし
ては、空[13によって、微孔が蛇行しながら貫通した
構造が与えられる。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, voids 13 are formed in the microporous resin film 10 between the inorganic fine powder 11 and the matrix resin 12. , are in communication with each other inside the film 10. The voids 13 give the film 10 a porous layered state, as is particularly well shown in FIG. As a result, the film 10 as a whole has a structure in which micropores meander through the voids [13].

また、空隙13の内部では、マトリックス樹脂12から
派生した樹脂であって、これが糸状に伸ばされることに
よって形成された糸状体14を観察することができる。
Further, inside the void 13, a filamentous body 14, which is a resin derived from the matrix resin 12 and is formed by being stretched into a filament, can be observed.

無機微粉体11は、空隙13の内部において、このよう
な糸状体14によって宙に浮いた状態で支えられている
The inorganic fine powder 11 is supported in a suspended state inside the void 13 by such filamentous bodies 14 .

上述した空隙13すなわち微孔は、延伸によって形成さ
れる。このときの作用機構については、次のように考え
られる。すなわち、フィルム状成形物を加熱状態で延伸
すると、マトリックス樹脂12は伸びるが、このような
フィルム状成形物中に分散している無機微粉体11は、
伸びに追従できないために、無機微粉体11とマトリッ
クス樹脂12との界面に空隙13が形成される。このよ
うな空隙13は、フィルム状成形物が延伸されているの
で、層状に多孔化した状態を、微孔性樹脂フィルム10
に対して与えるとともに、無機微粉体11が互いに比較
的接近して存在しているので、空1113は、相互に連
通した状態となる。また、マトリックス樹脂12は、多
かれ少なかれ無機微粉体11に粘着する性質を有してい
るので、上述したようなマトリックス樹脂12と無機微
粉体11との間での伸びの差に基づいて、マトリックス
樹脂12から派生する樹脂が糸状に伸ばされた状態とな
り、それによって糸状体14が形成される。
The above-mentioned voids 13, ie, micropores, are formed by stretching. The mechanism of action at this time can be considered as follows. That is, when a film-like molded product is stretched in a heated state, the matrix resin 12 stretches, but the inorganic fine powder 11 dispersed in such a film-like molded product
Since it cannot follow the elongation, voids 13 are formed at the interface between the inorganic fine powder 11 and the matrix resin 12. Such voids 13 are created by stretching the film-like molded product, so the microporous resin film 10
Since the inorganic fine powders 11 are present relatively close to each other, the spaces 1113 are in a state of communication with each other. In addition, since the matrix resin 12 has a property of adhering to the inorganic fine powder 11 to a greater or lesser extent, the matrix resin The resin derived from 12 is stretched into a thread-like state, thereby forming a thread-like body 14.

無機微粉体11が糸状体14によって支えられているの
は、このような糸状体14の形成の由来に基づいている
The reason why the inorganic fine powder 11 is supported by the filamentous bodies 14 is based on the origin of the formation of the filamentous bodies 14 as described above.

この発明による微孔性樹脂フィルムにおいてマトリック
スとなる樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン
などのポリオレフィン系の樹脂が優れており、また、必
要に応じて、無機微粉体との配合物中に、可塑剤、安定
剤、成形助剤などを加えてもよい。ポリオレフィン樹脂
は、化学的および電気化学的安定性が優れているだけで
なく、無機微粉体表面との親和性が低いため、延伸時に
空隙を生じやすいという特徴も有している。耐熱性を考
慮したとき、ポリオレフィン樹脂の中でも、ポリプロピ
レンが特に好ましい。
As the resin serving as the matrix in the microporous resin film according to the present invention, polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene are excellent, and if necessary, plasticizers, Stabilizers, molding aids, etc. may also be added. Polyolefin resins not only have excellent chemical and electrochemical stability, but also have a low affinity with the surface of inorganic fine powder, so they tend to form voids during stretching. When considering heat resistance, polypropylene is particularly preferred among polyolefin resins.

また、この発明に係る微孔性樹脂フィルムにおいて、ポ
リオレフィン樹脂に混合される無機微粉体としては、た
とえば、硅藻土、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラ
スマイクロバルーン、タルク、硫酸バリウムなどを用い
ることができる。その粒径は、0.05〜10ミクロン
、特に1〜3ミクロン程度が好ましい。
Further, in the microporous resin film according to the present invention, as the inorganic fine powder mixed with the polyolefin resin, for example, diatomaceous earth, silica, alumina, zeolite, glass microballoon, talc, barium sulfate, etc. can be used. can. The particle size is preferably about 0.05 to 10 microns, particularly about 1 to 3 microns.

無機微粉体の材料の選定にあたっては、電解液に対する
安定性や不純物の量または挙動などを考慮するのがよい
。特に不純物として含有される金属酸化物などは、電解
液中に溶出して重大欠陥を招くおそれがあるため、注意
を要する。
When selecting the material for the inorganic fine powder, it is preferable to take into consideration stability with respect to electrolyte solution, amount or behavior of impurities, etc. Particular attention must be paid to metal oxides contained as impurities, as they may dissolve into the electrolyte and cause serious defects.

無機微粉体の材料として、特に硅藻土が望ましい。なぜ
なら、硅藻土粒子の多孔性と表面に存在する活性な水酸
基のために、電解液に対する濡れ性が優れているととも
に、イオン伝導の阻害が小さいという特徴を有している
からである。
As the material for the inorganic fine powder, diatomaceous earth is particularly desirable. This is because, due to the porosity of the diatomaceous earth particles and the active hydroxyl groups present on the surface, they have excellent wettability with electrolyte solutions and are characterized by little inhibition of ionic conduction.

この発明に係る微孔性樹脂フィルムの多孔度は、主に無
機微粉体の含有量と延伸率とによって調整することがで
きる。無機微粉体の含有量が大きくなると、多孔度が増
大するが、60 w t%を超えると、フィルムの成形
性が低下し、フィルム製造の作業性が大幅に悪くなる。
The porosity of the microporous resin film according to the present invention can be adjusted mainly by the content of the inorganic fine powder and the stretching ratio. As the content of the inorganic fine powder increases, the porosity increases, but when it exceeds 60 wt%, the formability of the film decreases and the workability of film production becomes significantly worse.

他方、20wt%未満では、実用レベルの多孔度を得る
ことが困難となる。したがって、無機微粉体の含有量を
20〜60wt%の範囲内に設定することにより、実用
上、良好な微孔性樹脂フィルムを得ることができる。ま
た、延伸率を大きくすることによっても、多孔度を増大
させることができる。面積延伸率で最大15倍程度まで
可能であるが、フィルムの均一性および安定性などを考
慮すると、3〜6倍に設定するのが妥当である。
On the other hand, if it is less than 20 wt%, it becomes difficult to obtain a practical level of porosity. Therefore, by setting the content of the inorganic fine powder within the range of 20 to 60 wt%, a practically good microporous resin film can be obtained. The porosity can also be increased by increasing the stretching ratio. Although it is possible to increase the areal stretching ratio up to about 15 times, it is appropriate to set it to 3 to 6 times in consideration of the uniformity and stability of the film.

この発明に係る微孔性樹脂フィルムをセパレータとして
使用した電気二重層コンデンサの静電容量、E、  S
、 R,(等価直列抵抗)、漏れ電流、価格、厚みにつ
いて、不織布その他の従来材料をセパレータとして使用
した電気二重層コンデンサのそれらと定性的に比較した
結果が、第1表に示されている。
Capacitance, E, S of an electric double layer capacitor using the microporous resin film according to the present invention as a separator
, R, (equivalent series resistance), leakage current, price, and thickness are qualitatively compared with those of electric double layer capacitors using nonwoven fabric or other conventional materials as separators, and Table 1 shows the results. .

第1表 第1表に示されたそれぞれの評価項目において、◎、0
1△、×の順に、好ましさの度合が示されている。
Table 1 In each evaluation item shown in Table 1, ◎, 0
The degree of desirability is shown in the order of 1△ and ×.

なお、「セルガード」は、前述したように、セラニーズ
社製の多孔性フィルムであり、「ハイボア」は、脂化成
製の多孔性フィルムである。
As mentioned above, "Celguard" is a porous film manufactured by Celanese, and "High Bore" is a porous film manufactured by Fukaisei.

第1表からこの発明による実施例が、各評価項目にわた
ってバランスが取れており、最も優れたセパレータ材料
であることがわかる。
From Table 1, it can be seen that the examples according to the present invention are well-balanced across all evaluation items and are the most excellent separator materials.

次に、第2表に示すように、この発明による種々の実施
例および比較例を準備した。
Next, as shown in Table 2, various examples and comparative examples according to the present invention were prepared.

(以下余白) 第2表において、実施例1〜4では、マトリックス樹脂
として、ポリプロピレン(P P)を、実施例5では、
高密度ポリエチレン(P E)を使用した。また、実施
例1〜5において、無機微粉体は、すべて硅藻土(平均
粒径2ミクロン)を使用し、その含有量を、それぞれ、
第2表に示した。
(Margin below) In Table 2, in Examples 1 to 4, polypropylene (PP) was used as the matrix resin, and in Example 5,
High density polyethylene (PE) was used. Further, in Examples 1 to 5, diatomaceous earth (average particle size 2 microns) was used as the inorganic fine powder, and the content was determined as follows:
It is shown in Table 2.

また、比較例1は、ポリプロピレンからなるセルガード
(セラニーズ社製)、比較例2は、ポリエチレンからな
るハイボア(脂化成製)である。
Further, Comparative Example 1 is Celguard (manufactured by Celanese Co., Ltd.) made of polypropylene, and Comparative Example 2 is Hi-Bore (manufactured by Fukaisei Co., Ltd.) made of polyethylene.

それぞれのフィルムの多孔度は、透気度(JIS−P8
117)と電気抵抗(JIS−C2313)とによって
評価した。
The porosity of each film is based on the air permeability (JIS-P8
117) and electrical resistance (JIS-C2313).

また、製品性能は、それぞれのフィルムをセパレータ3
とする第1図のセル1を6個直列接続して得た試作品(
5゜5V、0.047F、外径11mm、高さ6.5〜
7.Omm)について評価した結果である。なお、自己
放電時定数は、試作品を5.Ovで1時間充電した後、
端子開放状態で25℃の雰囲気中に放置して測定した。
In addition, the product performance is determined by using separator 3 for each film.
A prototype obtained by connecting six cells 1 in Figure 1 in series (
5°5V, 0.047F, outer diameter 11mm, height 6.5~
7. These are the results of evaluation regarding 0mm). Note that the self-discharge time constant of the prototype is 5. After charging for 1 hour with Ov,
Measurements were taken by leaving the terminals open in an atmosphere at 25°C.

終端電圧は、便宜上2.Ovとした。For convenience, the termination voltage is 2. It was Ov.

第2表から明らかなように、この発明による実施例では
、いずれも自己放電時定数の改善効果が顕著である。自
己放電時定数を、実施例1および2のように、極めて長
くするためには、等価直列抵抗(E、  S、 R,)
も増大される傾向が見られるが、電気二重層コンデンサ
の性格上、この程度の増大は、全く問題とはならない。
As is clear from Table 2, in all the examples according to the present invention, the effect of improving the self-discharge time constant is remarkable. In order to make the self-discharge time constant extremely long as in Examples 1 and 2, the equivalent series resistance (E, S, R,)
However, due to the nature of electric double layer capacitors, this degree of increase is not a problem at all.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例による電気二重層コンデ
ンサのセパレータに用いられる微孔性樹脂フィルムの電
子顕微鏡写真である。第2図は、第1図の説明図である
。第3図は、第1図および第2図に示した微孔性樹脂フ
ィルムを断面方向から示した説明図である。 第4図は、電気二重層コンデンサを構成するセル1を示
す断面図である。 図において、1はセル、2a、2bは分極性電極、3は
セパレータ、4はガスケット、5a、5bは集電体、1
0は微孔性樹脂フィルム、11は無機微粉体、12はマ
トリックス樹脂、13は空隙、 14は糸状体である。 第1図 第4−図 平成2年7月25日
FIG. 1 is an electron micrograph of a microporous resin film used as a separator of an electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of FIG. 1. FIG. 3 is an explanatory view showing the microporous resin film shown in FIGS. 1 and 2 from a cross-sectional direction. FIG. 4 is a sectional view showing the cell 1 constituting the electric double layer capacitor. In the figure, 1 is a cell, 2a and 2b are polarizable electrodes, 3 is a separator, 4 is a gasket, 5a and 5b are current collectors, 1
0 is a microporous resin film, 11 is an inorganic fine powder, 12 is a matrix resin, 13 is a void, and 14 is a filamentous body. Figure 1 Figure 4-Figure July 25, 1990

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電解液を含浸したセパレータと、これを介して相
対する1対の分極性電極とを備える、電気二重層コンデ
ンサにおいて、 前記セパレータは、ポリオレフィン樹脂と無機微粉体と
を含む混合物を成形および延伸することにより得られた
フィルムからなり、前記フィルムには、層状に多孔化し
た状態を与える空隙が相互に連通した状態で形成され、
前記空隙の内部では、前記ポリオレフィン樹脂が糸状に
伸ばされた糸状体によって前記無機微粉体が支えられて
いることを特徴とする、電気二重層コンデンサ。
(1) An electric double layer capacitor comprising a separator impregnated with an electrolytic solution and a pair of polarizable electrodes facing each other through the separator, in which the separator is formed by molding a mixture containing a polyolefin resin and an inorganic fine powder. The film is made of a film obtained by stretching, and the film is formed with interconnected voids giving a layered porous state;
An electric double layer capacitor characterized in that, inside the void, the inorganic fine powder is supported by a thread-like body made of the polyolefin resin stretched into a thread-like shape.
(2)電解液を含浸したセパレータと、これを介して相
対する1対の分極性電極とを備える、電気二重層コンデ
ンサにおいて、 前記セパレータとして、ポリオレフィン樹脂と無機微粉
体とを含む混合物をフィルム状に成形し、これを一軸ま
たは二軸延伸することにより得られた微孔性フィルムを
用いたことを特徴とする、電気二重層コンデンサ。
(2) An electric double layer capacitor comprising a separator impregnated with an electrolytic solution and a pair of polarizable electrodes facing each other through the separator, in which the separator is made of a mixture containing a polyolefin resin and an inorganic fine powder in the form of a film. 1. An electric double layer capacitor characterized by using a microporous film obtained by molding the film and uniaxially or biaxially stretching the same.
(3)前記フィルムにおいて、前記ポリオレフィン樹脂
が40〜80wt%、前記無機微粉体が60〜20wt
%含有されている、請求項1または2に記載の電気二重
層コンデンサ。
(3) In the film, the polyolefin resin is 40 to 80 wt%, and the inorganic fine powder is 60 to 20 wt%.
% of the electric double layer capacitor according to claim 1 or 2.
(4)前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂で
あり、前記無機微粉体が硅藻土である、請求項1ないし
3のいずれかに記載の電気二重層コンデンサ。
(4) The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyolefin resin is a polypropylene resin, and the inorganic fine powder is diatomaceous earth.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07240348A (en) * 1994-02-28 1995-09-12 Nec Corp Electrical double layer capacitor
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JP2004014592A (en) * 2002-06-04 2004-01-15 Mitsubishi Paper Mills Ltd Separator for double layered capacitor
KR100836575B1 (en) * 2006-10-19 2008-06-10 주식회사 디지털텍 Manufacturing method using micro-porous synthetic resin separator for aluminum polymer capacitor

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