JPH0330974B2 - - Google Patents
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- JPH0330974B2 JPH0330974B2 JP59186715A JP18671584A JPH0330974B2 JP H0330974 B2 JPH0330974 B2 JP H0330974B2 JP 59186715 A JP59186715 A JP 59186715A JP 18671584 A JP18671584 A JP 18671584A JP H0330974 B2 JPH0330974 B2 JP H0330974B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、小型で薄型の大容量の湿式電気二重
層キヤパシタに関する。 従来例の構成とその問題点 第1図に従来の湿式電気二重層キヤパシタの一
構成例を示している。分極性電極1として活性炭
繊維布を用い、その分極性電極1に集電体2とし
てアルミニウム、チタン、ニツケル、ステンレス
等の金属層、または導電性樹脂層を形成し、セパ
レータ3を介在させて相対向させた後、電解液を
注入し、その後ケース4と封口板5およびガスケ
ツト6を用いて封口ケーシングした構成である。
ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維は、フエ
ノール系(硬化ノボラツク繊維)レーヨン系、ア
クリル系、ピツチ系の繊維布を炭化賦活すること
により得られる。活性炭繊維の電気抵抗、強度、
賦活収率等を考慮すると、上記の繊維の中でフエ
ノール系のものが一番分極性電極に適している。
金属の導電性層は、プラズマ溶射法、アーク溶射
法あるいはガス溶射法により形成される。また導
電性樹脂などの導電性層はスクリーン印刷法やス
プレイ法、デイツプ法のいずれかにより容易に形
成できる。以上の形状を有する分極性電極は所望
の径に打ちぬき可能であり、第1図に示したコイ
ン型平板小型の大容量キヤパシタを実現できる。
また、このような分極性電極はバインダーを使用
する必要がなく、内部抵抗を低減できる。特に溶
射法により導電層を形成すると、溶射金属層と活
性炭繊維層との密着強度が良く、接触抵抗が小さ
くなり、良好なキヤパシタ特性を得ることができ
る。 しかしながら、今日電子機器、特に半導体メモ
リの特性向上には著るしいものがあり、従来より
小容量のキヤパシタでその充放電特性(急速充
電)が優れているものが強く要求されている。ま
た、機器の軽薄短小化に伴い、二重層キヤパシタ
もさらに小型、薄型化が要求されている。従来の
活性炭繊維布を使用しているかぎり、キヤパシタ
の厚みは封口ケーシング後、1mm以下にすること
が極めて困難である。 さらに第2図に示すように活性炭繊維布7は結
合媒体を使用していないが、空間部分8が非常に
大きく体積効率を改善することができない。また
製造工程においても分極性電極の打ちぬき工程
で、繊維が飛びちり、粉じん公害をもたらす。ま
た二重層に蓄積される電荷は衆知の通りその形成
面積に比例するが、活性炭繊維は、賦活を進めれ
ば進めるほどその比表面積、細孔容積は増大す
る。一方、繊維強度は著しく減少し、実使用に耐
えられなくなる。 発明の目的 本発明は、従来の電気二重層キヤパシタの充放
電特性を改善し、さらに薄型、小型高エネルギー
密度化することを目的とする。 発明の構成 この目的を達成するために本発明は、分極性電
極にパルプを結合媒体として抄紙法により作られ
た厚みが400μm以下、密度が0.1g/cm3以上の紙
状の活性炭繊維を用い、この分極性電極の少なく
とも片面に導電性層を形成し、これらをセパレー
タを介して相対向させるとともに電解液を注入し
た構成を有するものであり、強度を維持したまま
で、充放電特性を改善するとともに、単位体積当
りのエネルギー密度を向上したものである。 実施例の説明 以下、具体的な実施例に基づいて説明する。 実施例 1 以下に示す構成材料、工程で第3図に示すコイ
ン型キヤパシタを作成した。 トウ状のフエノール系ノボラツク樹脂繊維
(φ15μm)を触媒、水蒸気を使用し、炭化賦活し
て得られた比表面積がBET法で測定して2400
m2/g、細孔容積1.5c.c./g、細孔径が20〜40A
に50%以上存在する活性炭繊維をミキサーで粉砕
細かくしたものに、パルプ(セルロース繊維)を
第1表の重量比で混合、場合によつては、0.5%
以下のポリエチレンオキサイド粘剤を添加し抄紙
し、カレンダー、ローラーやプレスを用い、第1
表に示した目付、密度の紙状活性炭繊維の分極性
電極を形成する。この分極性電極の少なくとも片
面に、30μmの厚みのアルミニウム層をプラズマ
溶射法により形成する。このように導電性層を有
した分極性電極を、導電性層がケース4や封口板
5に接触するように配置してスポツト溶接し、1
モル(C2H5)4NBF4、プロピレンカーボネート溶
液を注入した後、ガスケツト6を介在させ正、負
極を絶縁した状態で封口ケーシングする。本実施
例における分極性電極は直径が14mmの円板状のも
のである。第1表にそれぞれの条件で作製した分
極性電極を使用して作製したキヤパシタの諸特性
を示した。この表より、高密度なもの程、高エネ
ルギー密度でインピーダンスも低いことがわか
る。また、分極性電極の厚みが400μm以下、密度
が0.1g/cm3以上あり、また結合媒体が50%以下、
望ましくは20〜30%のものが強度も保持でき良好
なキヤパシタ特性を示すことがわかる。
層キヤパシタに関する。 従来例の構成とその問題点 第1図に従来の湿式電気二重層キヤパシタの一
構成例を示している。分極性電極1として活性炭
繊維布を用い、その分極性電極1に集電体2とし
てアルミニウム、チタン、ニツケル、ステンレス
等の金属層、または導電性樹脂層を形成し、セパ
レータ3を介在させて相対向させた後、電解液を
注入し、その後ケース4と封口板5およびガスケ
ツト6を用いて封口ケーシングした構成である。
ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維は、フエ
ノール系(硬化ノボラツク繊維)レーヨン系、ア
クリル系、ピツチ系の繊維布を炭化賦活すること
により得られる。活性炭繊維の電気抵抗、強度、
賦活収率等を考慮すると、上記の繊維の中でフエ
ノール系のものが一番分極性電極に適している。
金属の導電性層は、プラズマ溶射法、アーク溶射
法あるいはガス溶射法により形成される。また導
電性樹脂などの導電性層はスクリーン印刷法やス
プレイ法、デイツプ法のいずれかにより容易に形
成できる。以上の形状を有する分極性電極は所望
の径に打ちぬき可能であり、第1図に示したコイ
ン型平板小型の大容量キヤパシタを実現できる。
また、このような分極性電極はバインダーを使用
する必要がなく、内部抵抗を低減できる。特に溶
射法により導電層を形成すると、溶射金属層と活
性炭繊維層との密着強度が良く、接触抵抗が小さ
くなり、良好なキヤパシタ特性を得ることができ
る。 しかしながら、今日電子機器、特に半導体メモ
リの特性向上には著るしいものがあり、従来より
小容量のキヤパシタでその充放電特性(急速充
電)が優れているものが強く要求されている。ま
た、機器の軽薄短小化に伴い、二重層キヤパシタ
もさらに小型、薄型化が要求されている。従来の
活性炭繊維布を使用しているかぎり、キヤパシタ
の厚みは封口ケーシング後、1mm以下にすること
が極めて困難である。 さらに第2図に示すように活性炭繊維布7は結
合媒体を使用していないが、空間部分8が非常に
大きく体積効率を改善することができない。また
製造工程においても分極性電極の打ちぬき工程
で、繊維が飛びちり、粉じん公害をもたらす。ま
た二重層に蓄積される電荷は衆知の通りその形成
面積に比例するが、活性炭繊維は、賦活を進めれ
ば進めるほどその比表面積、細孔容積は増大す
る。一方、繊維強度は著しく減少し、実使用に耐
えられなくなる。 発明の目的 本発明は、従来の電気二重層キヤパシタの充放
電特性を改善し、さらに薄型、小型高エネルギー
密度化することを目的とする。 発明の構成 この目的を達成するために本発明は、分極性電
極にパルプを結合媒体として抄紙法により作られ
た厚みが400μm以下、密度が0.1g/cm3以上の紙
状の活性炭繊維を用い、この分極性電極の少なく
とも片面に導電性層を形成し、これらをセパレー
タを介して相対向させるとともに電解液を注入し
た構成を有するものであり、強度を維持したまま
で、充放電特性を改善するとともに、単位体積当
りのエネルギー密度を向上したものである。 実施例の説明 以下、具体的な実施例に基づいて説明する。 実施例 1 以下に示す構成材料、工程で第3図に示すコイ
ン型キヤパシタを作成した。 トウ状のフエノール系ノボラツク樹脂繊維
(φ15μm)を触媒、水蒸気を使用し、炭化賦活し
て得られた比表面積がBET法で測定して2400
m2/g、細孔容積1.5c.c./g、細孔径が20〜40A
に50%以上存在する活性炭繊維をミキサーで粉砕
細かくしたものに、パルプ(セルロース繊維)を
第1表の重量比で混合、場合によつては、0.5%
以下のポリエチレンオキサイド粘剤を添加し抄紙
し、カレンダー、ローラーやプレスを用い、第1
表に示した目付、密度の紙状活性炭繊維の分極性
電極を形成する。この分極性電極の少なくとも片
面に、30μmの厚みのアルミニウム層をプラズマ
溶射法により形成する。このように導電性層を有
した分極性電極を、導電性層がケース4や封口板
5に接触するように配置してスポツト溶接し、1
モル(C2H5)4NBF4、プロピレンカーボネート溶
液を注入した後、ガスケツト6を介在させ正、負
極を絶縁した状態で封口ケーシングする。本実施
例における分極性電極は直径が14mmの円板状のも
のである。第1表にそれぞれの条件で作製した分
極性電極を使用して作製したキヤパシタの諸特性
を示した。この表より、高密度なもの程、高エネ
ルギー密度でインピーダンスも低いことがわか
る。また、分極性電極の厚みが400μm以下、密度
が0.1g/cm3以上あり、また結合媒体が50%以下、
望ましくは20〜30%のものが強度も保持でき良好
なキヤパシタ特性を示すことがわかる。
【表】
実施例 2
実施例1のNo.4と同様な組成を有する分極性電
極で、結合媒体をパルプの代りにアクリル樹
脂、ポリエチレンオキサイド樹脂を用い、第3
図と同様なキヤパシタを試作した。その結果を第
2表に示す。,を用いると、容易に薄い分極
性電極を形成することができるが、インピーダン
スの大きいキヤパシタになることがわかる。
極で、結合媒体をパルプの代りにアクリル樹
脂、ポリエチレンオキサイド樹脂を用い、第3
図と同様なキヤパシタを試作した。その結果を第
2表に示す。,を用いると、容易に薄い分極
性電極を形成することができるが、インピーダン
スの大きいキヤパシタになることがわかる。
【表】
実施例 3
実施例1のNo.4と同様な組成を有する分極性電
極で活性炭繊維としてポリアクリロニトリル樹
脂を出発材料とした比表面積600m2/gのもの、
レーヨンを出発材料とした比表面積600m2/g
のものを用い、第3図と同様なキヤパシタを試作
した。その結果を第3表に示す。フエノール系の
活性炭繊維は比表面積が大きくエネルギー密度の
高いキヤパシタを形成できる。
極で活性炭繊維としてポリアクリロニトリル樹
脂を出発材料とした比表面積600m2/gのもの、
レーヨンを出発材料とした比表面積600m2/g
のものを用い、第3図と同様なキヤパシタを試作
した。その結果を第3表に示す。フエノール系の
活性炭繊維は比表面積が大きくエネルギー密度の
高いキヤパシタを形成できる。
【表】
実施例 4
実施例1のNo.4と同様な組成を有する分極性電
極表面にカーボンを導電性粒子とする導電性ペイ
ント層を塗布形成し、電解液には1モル
(C2H5)4NClO4プロピレンカーボネート溶液を用
い、第3図に示すコイン型のキヤパシタを作成し
た。実施例1のNo.4と比較し、インピーダンスが
25.1Ωと大きくなつたが、他の特性はほとんど同
じであつた。 実施例 5 実施例1のNo.4の組成、目付を有する分極性電
極にニツケルをおよそ30μm溶射形成し、導電性
層を形成した。そして第4図a,bに示すキヤパ
シタを作成した。第4図bは第4図aをX−
X′で切断した時の断面を示す。1は250μmの分
極性電極、9は30μmニツケルの導電性層、10
は50μmのニツケル集電板、11は50μm厚のポリ
プロピレン製セパレータ、12はポリエチレンテ
レフタレートにアイオノマー系接着剤を塗布した
熱溶着性の80μm厚のフイルムシート、13はリ
ードである。電解液には、24wt%の水酸化カリ
ウムを使用した。本実施例のキヤパシタは、集電
能も良くまた分極性電極の強度が強く、100×200
mm2の大きさでも十分作業性良く組み立てることが
できる。第4表に本実施例のキヤパシタの緒特性
を示す。
極表面にカーボンを導電性粒子とする導電性ペイ
ント層を塗布形成し、電解液には1モル
(C2H5)4NClO4プロピレンカーボネート溶液を用
い、第3図に示すコイン型のキヤパシタを作成し
た。実施例1のNo.4と比較し、インピーダンスが
25.1Ωと大きくなつたが、他の特性はほとんど同
じであつた。 実施例 5 実施例1のNo.4の組成、目付を有する分極性電
極にニツケルをおよそ30μm溶射形成し、導電性
層を形成した。そして第4図a,bに示すキヤパ
シタを作成した。第4図bは第4図aをX−
X′で切断した時の断面を示す。1は250μmの分
極性電極、9は30μmニツケルの導電性層、10
は50μmのニツケル集電板、11は50μm厚のポリ
プロピレン製セパレータ、12はポリエチレンテ
レフタレートにアイオノマー系接着剤を塗布した
熱溶着性の80μm厚のフイルムシート、13はリ
ードである。電解液には、24wt%の水酸化カリ
ウムを使用した。本実施例のキヤパシタは、集電
能も良くまた分極性電極の強度が強く、100×200
mm2の大きさでも十分作業性良く組み立てることが
できる。第4表に本実施例のキヤパシタの緒特性
を示す。
【表】
実施例 6
実施例1のNo.4の組成を有する分極性電極に
100μmの、アルミニウム層を溶射形成し、アルミ
ニウムのエツチング箔を集電体2とし、第5図に
示す円筒形キヤパシタを作製した。このような円
筒形キヤパシタは電極面積を大きくすることが可
能なため、大電流放電が可能である。しかしなが
ら、本発明の分極性電極を用いると、その厚みが
1000μmにもなると内部抵抗の大きいキヤパシタ
となつてしまい、好ましくは400μm以下の分極性
電極を使用する方が良い。図中、13はリード、
14はケース、15は封口パツキングである。電
解液には、1モルKPF6、プロピレンカーボネー
ト溶液を使用した。分極性電極体の大きさは、30
×200mm2のものを用いた。第5表に本実施例のキ
ヤパシタの諸特性を示す。この表より、本発明の
キヤパシタが充放電特性に優れた小型大容量キヤ
パシタであることがわかる。
100μmの、アルミニウム層を溶射形成し、アルミ
ニウムのエツチング箔を集電体2とし、第5図に
示す円筒形キヤパシタを作製した。このような円
筒形キヤパシタは電極面積を大きくすることが可
能なため、大電流放電が可能である。しかしなが
ら、本発明の分極性電極を用いると、その厚みが
1000μmにもなると内部抵抗の大きいキヤパシタ
となつてしまい、好ましくは400μm以下の分極性
電極を使用する方が良い。図中、13はリード、
14はケース、15は封口パツキングである。電
解液には、1モルKPF6、プロピレンカーボネー
ト溶液を使用した。分極性電極体の大きさは、30
×200mm2のものを用いた。第5表に本実施例のキ
ヤパシタの諸特性を示す。この表より、本発明の
キヤパシタが充放電特性に優れた小型大容量キヤ
パシタであることがわかる。
【表】
発明の効果
以上のように本発明によれば、充放電特性に優
れ、作業工程の簡単な薄型、小型大容量の電気二
重層キヤパシタが得られる。
れ、作業工程の簡単な薄型、小型大容量の電気二
重層キヤパシタが得られる。
第1図は、従来の電気二重層キヤパシタの一例
を示す断面図、第2図は活性炭繊維布の模式図、
第3図は本発明の電気二重層キヤパシタの一実施
例を示す断面図図、第4図a,bは他の実施例を
示す平面図および断面図、第5図はさらに他の実
施例を一部断面で示す正面図である。 1……分極性電極、2……集電体、3……セパ
レータ、4,14……ケース、5……封口板、
6,16……ガスケツト、7……活性炭繊維、9
……導電性層、10……集電板、11……ポリプ
ロピレン製セパレータ、12……フイルムシー
ト、13……リード、15……封口パツキング。
を示す断面図、第2図は活性炭繊維布の模式図、
第3図は本発明の電気二重層キヤパシタの一実施
例を示す断面図図、第4図a,bは他の実施例を
示す平面図および断面図、第5図はさらに他の実
施例を一部断面で示す正面図である。 1……分極性電極、2……集電体、3……セパ
レータ、4,14……ケース、5……封口板、
6,16……ガスケツト、7……活性炭繊維、9
……導電性層、10……集電板、11……ポリプ
ロピレン製セパレータ、12……フイルムシー
ト、13……リード、15……封口パツキング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 分極性電極にパルプを結合媒体として抄紙法
により作られた厚みが400μm以下、密度が0.1
g/cm3以上の紙状の活性炭繊維を用い、この分極
性電極の少なくとも片面に導電性層を形成し、こ
れらをセパレータを介して相対向させるとともに
電解液を注入した構成を有する電気二重層キヤパ
シタ。 2 結合媒体が集電体をもたない分極性電極の重
量比で50%以下であることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の電気二重層キヤパシタ。 3 分極性電極の少なくとも片面に形成された導
電性層が導電性ケースや集電体と接触することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電気二重
層キヤパシタ。 4 分極性電極を構成する活性炭繊維が、フエノ
ール系樹脂を炭化賦活して得られた比表面積が、
BET法で1500m2/g、細孔容積が0.5c.c./g以上
のものであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の電気二重層キヤパシタ。 5 分極性電極を構成する活性炭繊維が、ポリア
クリロニトリル樹脂またはレーヨン繊維を炭化賦
活して得られた比表面積がBET法で600m2/g以
上のものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電気二重層キヤパシタ。 6 分極性電極を構成する活性炭繊維の結合媒体
かアクリル樹脂、またはポリエチレンテレフタレ
ートのような合成樹脂であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の電気二重層キヤパシ
タ。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59186715A JPS6164113A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 電気二重層キャパシタ |
PCT/JP1985/000182 WO1986000750A1 (en) | 1984-07-17 | 1985-04-10 | Polarizable electrode and production method thereof |
US06/848,376 US4737889A (en) | 1984-07-17 | 1985-04-10 | Polarizable electrode body and method for its making |
EP85902107A EP0187163B1 (en) | 1984-07-17 | 1985-04-10 | Polarizable electrode body, a method for its making and an electric double-layer capacitor comprising the polarizable electrode body |
DE8585902107T DE3576878D1 (de) | 1984-07-17 | 1985-04-10 | Polarisierbarer elektrodenkoerper, verfahren zu seiner herstellung und elektrischer doppelschichtkondensator mit dem polarisierbaren elektrodenkoerper. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59186715A JPS6164113A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6164113A JPS6164113A (ja) | 1986-04-02 |
JPH0330974B2 true JPH0330974B2 (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=16193368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59186715A Granted JPS6164113A (ja) | 1984-07-17 | 1984-09-06 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6164113A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63268220A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
CA2542085A1 (en) * | 2003-10-23 | 2005-05-12 | Medtronic, Inc. | Methods of producing carbon layers on titanium metal |
JP5303235B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-10-02 | 日本ケミコン株式会社 | 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法 |
JP5304153B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-10-02 | 日本ケミコン株式会社 | 電気二重層キャパシタ用電極及びその製造方法 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186715A patent/JPS6164113A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6164113A (ja) | 1986-04-02 |
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