JPH038576B2 - - Google Patents
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- JPH038576B2 JPH038576B2 JP59147811A JP14781184A JPH038576B2 JP H038576 B2 JPH038576 B2 JP H038576B2 JP 59147811 A JP59147811 A JP 59147811A JP 14781184 A JP14781184 A JP 14781184A JP H038576 B2 JPH038576 B2 JP H038576B2
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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
Landscapes
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、活性炭を分極性電極に用いる電気二
重層キヤパシタに関するものである。 従来例の構成とその問題点 現在までに考案されている電気二重層キヤパシ
タの代表例としては次の２つのタイプがある。第
１のタイプは第１図に示すもので、同図ａに示す
ように、活性炭粉末とPTFE粉末およびその他の
有機バインダとを混ぜて得られたペースト１を、
アルミニウムネツト、もしくは箔２の上に担持
し、セパレータ３と共に捲回し、次いでこれを電
解液含浸後、ハウジングしたものである。第１図
ｂはこのキヤパシタの全体図を示すもので、金属
ネツトあるいは箔のような導電体４、活性炭混合
物電極５及びセパレータ６が重ねて捲回され、外
装ケース７中に、ゴム封口材８を用いて封入され
ている。９，１０は電極リードである。 第２の型のものは、第２図に示すもので、例え
ば特開昭55−99714に記載されたものである。す
なわち、活性炭繊維布１１上の金属電極１２と、
セパレータ１３とから成り、活性炭繊維布１１及
びセパレータ１３には電解液が含浸される。絶縁
性ガスケツトリング１４を介して結合されるケー
ス１５および１６の中にこれらの材料が保持さ
れ、全体として平板コイン型のキヤパシタが構成
される。 これらの２つの型のキヤパシタは、それぞれ次
のような特徴を有する。 第１の捲回型のものは、比較的大きな寸法の電
極、例えば３cm×６cmの大きさの電極を捲回して
大きなケースに収納しているため、幾何学的な要
因から発生するキヤパシタの内部抵抗が低く、例
えば、充電エネルギーを、モータ駆動のような強
負荷で大電流放電に用いることが可能である。こ
れに対し、第２の型のものでは、第１の型のもの
と比べてその（容量／容積）比は約４倍にまで改
善されるが、電極の幾何学的形状から、その内部
抵抗が大きくなり、（第１の型より１オーダー高
い）大電流放電用には適用が困難であり、もつぱ
ら、CMOSメモリバツクアツプ用など弱放電回
路用にその用途が限られる。 一方、これらのキヤパシタの製造過程について
みてみると、第１の活性炭粉末を用いるものは数
ミクロンの直径の微粉活性炭をPTFEなどと混
練、乾燥する工程が必要であり、粉末飛散など作
業環境が悪く、金属ネツトなどにこれを塗布する
時も、全体面に均一に塗布することは難しく、混
合物の脱落、はく離などのためにキヤパシタの容
量の制御、均一化が難しい。これに対し、第２の
型のものでは、活性炭繊維を主体とした布、紙な
ど、それ自身で自己形状保持性のものを用い、こ
れを円形状などに打抜いて用いるため、製造時の
繁雑さはほとんどなく、非常に簡易な操作でキヤ
パシタをつくることができる。 そこで本発明者等は、上記第１、第２の型のキ
ヤパシタの優れた点を取入れて第３図に示すよう
に、金属ネツト１７上に活性炭繊維布１８を載せ
てセパレータ（図示せず）をはさんで捲回したも
のを考案した。しかしながら、金属ネツト１７と
活性炭繊維布１８間２０の接触抵抗が大きいこ
と、活性炭繊維布１８の平面方向２１の電気伝導
性が悪く、これに隣接する金属ネツト１７だけで
は電極リード１９からはなれた部分に存在する活
性炭２２からの容量の取出は非常に困難であるこ
と、などから、小容量、高抵抗キヤパシタしか得
ることができなかつた。 発明の目的 本発明は、上記のような、２つの型のキヤパシ
タの欠点を克服し、両者の優れた点を活かした小
型、大容量で大電流放電に適した電気二重層キヤ
パシタを得ることを目的とする。 発明の構成 活性炭繊維をその構成材料として含む分極性電
極の片方の面に導電層を有し、この導電層と、箔
状もしくはネツト状の導電体とを隣接接触させた
もの２つを、セパレータを介して分極性電極が相
対向するようにして捲回してなる電気二重層キヤ
パシタ。 本発明によれば、活性炭分極性電極と非常に強
固に接着し両者の充分なオーミツク接触に寄与し
ている導電層が存在するために、電極厚さ方向の
容量取出しは非常に優れたものになる。またこの
導電層により取出された厚さ方向の容量は、この
導電層に隣接して接触する金属ネツト、箔などの
導電体によつて電極の平面方向の容量取出しが達
成され、リード部から離れた部分の容量取出しも
低抵抗で良好になされ、大電流放電が可能にな
る。 実施例の説明 第４図は本発明における電極の基本構成を示す
ものである。すなわち、Al、Ti、Ta、Niのよう
な金属から構成される、ネツト、パンチングメタ
ル、エクスパンドメタルあるいは箔、などの形状
を有する導電体３０とこれと導電層３２を介して
隣接する活性炭繊維分極性電極３１とから成り、
活性炭繊維分極性電極３１が導電体３０と接する
側の面には、導電層３２が形成されている。この
導電層３２は、活性炭繊維布３０上にプラズマ溶
射、アーク溶射、炎溶射などによりAl、Ti、
Ta、Ni、の溶射膜を形成したり、有機バインダ
とカーボン粒子とのコロイダルグラフアイト層を
塗布して形成したり、蒸着、熱分触などにより
RuO2のような金属酸化物膜を形成したりするこ
とによつて施される。本発明で用いる活性炭繊維
分極性電極は、活性炭繊維単独、もしくは、活性
炭繊維と、炭素繊維、金属繊維、カーボン粉末バ
インダ、アセチレンブラツク、PTFE、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、パルプ、のうちのいず
れかひとつ以上との混合物で混成される、織布、
不織不、紙、フエルト、圧力をかけて成型した多
孔体のいずれもが有効である。 以下に本発明の具体的な実施例について述べ
る。 実施例 １ 第５図に示すように、フエノール樹脂系ノボラ
ツク繊維を炭化賦活して得られた活性炭繊維布
（目付150ｇ／m2）３９の片面にプラズマ溶射法に
より厚さ300μｍのAl溶射膜４０を形成した。こ
れを2.5cm×７cmの大きさに切断し、厚さ30μｍ
で、2.5cm×7.5cmのアルミニウム箔４１の上にAl
溶射膜４０がアルミニウム箔４１に接するように
して載置した。アルミニウム箔４１の残りしろ部
４２にアルミニウム製リード棒４３をかしめ４４
によつて接続した。このようにしてできた電極２
つをセパレータを介して第１図ｂのような形に組
立てた。電解液として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
したものを用いた。 実施例 ２ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維とAl金属繊維とから成るフエルト
（目付300ｇ／m2）の片面にプラズマ溶射Al層を
設け、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを作
成した。 実施例 ３ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と紙パルプとを９：１（重量比）の
割合で混ぜた混抄紙の片面にプラズマ溶射Ni層
を設け、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを
作成した。 実施例 ４ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と、PTFEとを９：１の重量比で混
合して加圧成型した厚さ0.5mmの構成物の片面に
プラズマ溶射によりTa膜を形成し、以降実施例
１と同じ方法でキヤパシタを作成した。 実施例 ５ フエノール樹脂系ノボラツク繊維と、アクリル
系炭素繊維、Ni金属繊維を７：２：１の重量比
で混抄した紙の片面にコロイダルグラフアイトを
塗布し、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを
作成した。 実施例 ６ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と、アセチレンブラツクとを重量比
で10：１の割合で混合して混抄した紙の片面に蒸
着法によりRuO2膜を形成し、以降実施例１と同
じ方法でキヤパシタを作成した。 以上の実施例について特性を測定した結果を下
表に示す。
重層キヤパシタに関するものである。 従来例の構成とその問題点 現在までに考案されている電気二重層キヤパシ
タの代表例としては次の２つのタイプがある。第
１のタイプは第１図に示すもので、同図ａに示す
ように、活性炭粉末とPTFE粉末およびその他の
有機バインダとを混ぜて得られたペースト１を、
アルミニウムネツト、もしくは箔２の上に担持
し、セパレータ３と共に捲回し、次いでこれを電
解液含浸後、ハウジングしたものである。第１図
ｂはこのキヤパシタの全体図を示すもので、金属
ネツトあるいは箔のような導電体４、活性炭混合
物電極５及びセパレータ６が重ねて捲回され、外
装ケース７中に、ゴム封口材８を用いて封入され
ている。９，１０は電極リードである。 第２の型のものは、第２図に示すもので、例え
ば特開昭55−99714に記載されたものである。す
なわち、活性炭繊維布１１上の金属電極１２と、
セパレータ１３とから成り、活性炭繊維布１１及
びセパレータ１３には電解液が含浸される。絶縁
性ガスケツトリング１４を介して結合されるケー
ス１５および１６の中にこれらの材料が保持さ
れ、全体として平板コイン型のキヤパシタが構成
される。 これらの２つの型のキヤパシタは、それぞれ次
のような特徴を有する。 第１の捲回型のものは、比較的大きな寸法の電
極、例えば３cm×６cmの大きさの電極を捲回して
大きなケースに収納しているため、幾何学的な要
因から発生するキヤパシタの内部抵抗が低く、例
えば、充電エネルギーを、モータ駆動のような強
負荷で大電流放電に用いることが可能である。こ
れに対し、第２の型のものでは、第１の型のもの
と比べてその（容量／容積）比は約４倍にまで改
善されるが、電極の幾何学的形状から、その内部
抵抗が大きくなり、（第１の型より１オーダー高
い）大電流放電用には適用が困難であり、もつぱ
ら、CMOSメモリバツクアツプ用など弱放電回
路用にその用途が限られる。 一方、これらのキヤパシタの製造過程について
みてみると、第１の活性炭粉末を用いるものは数
ミクロンの直径の微粉活性炭をPTFEなどと混
練、乾燥する工程が必要であり、粉末飛散など作
業環境が悪く、金属ネツトなどにこれを塗布する
時も、全体面に均一に塗布することは難しく、混
合物の脱落、はく離などのためにキヤパシタの容
量の制御、均一化が難しい。これに対し、第２の
型のものでは、活性炭繊維を主体とした布、紙な
ど、それ自身で自己形状保持性のものを用い、こ
れを円形状などに打抜いて用いるため、製造時の
繁雑さはほとんどなく、非常に簡易な操作でキヤ
パシタをつくることができる。 そこで本発明者等は、上記第１、第２の型のキ
ヤパシタの優れた点を取入れて第３図に示すよう
に、金属ネツト１７上に活性炭繊維布１８を載せ
てセパレータ（図示せず）をはさんで捲回したも
のを考案した。しかしながら、金属ネツト１７と
活性炭繊維布１８間２０の接触抵抗が大きいこ
と、活性炭繊維布１８の平面方向２１の電気伝導
性が悪く、これに隣接する金属ネツト１７だけで
は電極リード１９からはなれた部分に存在する活
性炭２２からの容量の取出は非常に困難であるこ
と、などから、小容量、高抵抗キヤパシタしか得
ることができなかつた。 発明の目的 本発明は、上記のような、２つの型のキヤパシ
タの欠点を克服し、両者の優れた点を活かした小
型、大容量で大電流放電に適した電気二重層キヤ
パシタを得ることを目的とする。 発明の構成 活性炭繊維をその構成材料として含む分極性電
極の片方の面に導電層を有し、この導電層と、箔
状もしくはネツト状の導電体とを隣接接触させた
もの２つを、セパレータを介して分極性電極が相
対向するようにして捲回してなる電気二重層キヤ
パシタ。 本発明によれば、活性炭分極性電極と非常に強
固に接着し両者の充分なオーミツク接触に寄与し
ている導電層が存在するために、電極厚さ方向の
容量取出しは非常に優れたものになる。またこの
導電層により取出された厚さ方向の容量は、この
導電層に隣接して接触する金属ネツト、箔などの
導電体によつて電極の平面方向の容量取出しが達
成され、リード部から離れた部分の容量取出しも
低抵抗で良好になされ、大電流放電が可能にな
る。 実施例の説明 第４図は本発明における電極の基本構成を示す
ものである。すなわち、Al、Ti、Ta、Niのよう
な金属から構成される、ネツト、パンチングメタ
ル、エクスパンドメタルあるいは箔、などの形状
を有する導電体３０とこれと導電層３２を介して
隣接する活性炭繊維分極性電極３１とから成り、
活性炭繊維分極性電極３１が導電体３０と接する
側の面には、導電層３２が形成されている。この
導電層３２は、活性炭繊維布３０上にプラズマ溶
射、アーク溶射、炎溶射などによりAl、Ti、
Ta、Ni、の溶射膜を形成したり、有機バインダ
とカーボン粒子とのコロイダルグラフアイト層を
塗布して形成したり、蒸着、熱分触などにより
RuO2のような金属酸化物膜を形成したりするこ
とによつて施される。本発明で用いる活性炭繊維
分極性電極は、活性炭繊維単独、もしくは、活性
炭繊維と、炭素繊維、金属繊維、カーボン粉末バ
インダ、アセチレンブラツク、PTFE、アクリル
樹脂、ポリエステル樹脂、パルプ、のうちのいず
れかひとつ以上との混合物で混成される、織布、
不織不、紙、フエルト、圧力をかけて成型した多
孔体のいずれもが有効である。 以下に本発明の具体的な実施例について述べ
る。 実施例 １ 第５図に示すように、フエノール樹脂系ノボラ
ツク繊維を炭化賦活して得られた活性炭繊維布
（目付150ｇ／m2）３９の片面にプラズマ溶射法に
より厚さ300μｍのAl溶射膜４０を形成した。こ
れを2.5cm×７cmの大きさに切断し、厚さ30μｍ
で、2.5cm×7.5cmのアルミニウム箔４１の上にAl
溶射膜４０がアルミニウム箔４１に接するように
して載置した。アルミニウム箔４１の残りしろ部
４２にアルミニウム製リード棒４３をかしめ４４
によつて接続した。このようにしてできた電極２
つをセパレータを介して第１図ｂのような形に組
立てた。電解液として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
したものを用いた。 実施例 ２ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維とAl金属繊維とから成るフエルト
（目付300ｇ／m2）の片面にプラズマ溶射Al層を
設け、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを作
成した。 実施例 ３ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と紙パルプとを９：１（重量比）の
割合で混ぜた混抄紙の片面にプラズマ溶射Ni層
を設け、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを
作成した。 実施例 ４ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と、PTFEとを９：１の重量比で混
合して加圧成型した厚さ0.5mmの構成物の片面に
プラズマ溶射によりTa膜を形成し、以降実施例
１と同じ方法でキヤパシタを作成した。 実施例 ５ フエノール樹脂系ノボラツク繊維と、アクリル
系炭素繊維、Ni金属繊維を７：２：１の重量比
で混抄した紙の片面にコロイダルグラフアイトを
塗布し、以降実施例１と同じ方法でキヤパシタを
作成した。 実施例 ６ フエノール樹脂系ノボラツク繊維を賦活して得
た活性炭繊維と、アセチレンブラツクとを重量比
で10：１の割合で混合して混抄した紙の片面に蒸
着法によりRuO2膜を形成し、以降実施例１と同
じ方法でキヤパシタを作成した。 以上の実施例について特性を測定した結果を下
表に示す。
【表】
本実施例では活性炭繊維としてフエノール系の
もののみを用いて説明したが、PAN系、セルロ
ース系、ピツチ系のものを用いても同様の効果が
得られる。また、導電層と誘電体とをスポツト溶
接などで接着することにより、更に本発明の効果
は高められる。 発明の効果 以上記載のごとく、本発明によれば、粉末より
高比表面積（粉末800〜1500m2／ｇに対し繊維は
〜3000m2／ｇ）を有する活性炭繊維を含む布、
紙、フエルト、成型物からなる分極性電極を用
い、その片面に形成したプラズマ溶射層などの導
電層と、これに接する金属導電体とにより、活性
炭繊維から、容量を低抵抗で取出すことが可能に
なり、従来の粉末型、繊維型の両者のキヤパシタ
の優れた点を合わせもつた高容量、小型、大電流
放電用キヤパシタが得られる。
もののみを用いて説明したが、PAN系、セルロ
ース系、ピツチ系のものを用いても同様の効果が
得られる。また、導電層と誘電体とをスポツト溶
接などで接着することにより、更に本発明の効果
は高められる。 発明の効果 以上記載のごとく、本発明によれば、粉末より
高比表面積（粉末800〜1500m2／ｇに対し繊維は
〜3000m2／ｇ）を有する活性炭繊維を含む布、
紙、フエルト、成型物からなる分極性電極を用
い、その片面に形成したプラズマ溶射層などの導
電層と、これに接する金属導電体とにより、活性
炭繊維から、容量を低抵抗で取出すことが可能に
なり、従来の粉末型、繊維型の両者のキヤパシタ
の優れた点を合わせもつた高容量、小型、大電流
放電用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構成
例を示す斜視図、第２図は同他の例を示す断面
図、第３図は、第１図の型のキヤパシタの容量取
出しの難しさを説明するための斜視図、第４図
は、本発明キヤパシタ電極の基本構成を示す断面
図、第５図は、本発明の一実施例における電極を
示す斜視図である。 ３０，４１……導電体、３１，３９……活性炭
繊維分極性電極、３２，４０……導電層。
例を示す斜視図、第２図は同他の例を示す断面
図、第３図は、第１図の型のキヤパシタの容量取
出しの難しさを説明するための斜視図、第４図
は、本発明キヤパシタ電極の基本構成を示す断面
図、第５図は、本発明の一実施例における電極を
示す斜視図である。 ３０，４１……導電体、３１，３９……活性炭
繊維分極性電極、３２，４０……導電層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも活性炭繊維をその構成材料として
含む分極性電極の片方の面に導電層を有し、この
導電層と箔状もしくはネツト状の導電体とを隣
接、接触させたもの２つをセパレータを介して前
記分極性電極が相対向するようにして捲回して構
成した電気二重層キヤパシタ。 ２ 分極性電極が、活性炭繊維単独、もしくは活
性炭繊維と、炭素繊維、金属繊維、カーボン粉末
バインダ、アセチレンブラツク、PTFE、アクリ
ル樹脂、ポリエステル樹脂、パルプ、のうちのひ
とつ以上との混合物で構成される織布、不織布、
紙、フエルト、圧力をかけて成型した多孔体のう
ちのいずれか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 導電層が、プラズマ溶射、アーク溶射、炎溶
射で形成されたAl、Ti、Ta、Niのような金属導
電層、導電性カーボン層、RuO2のような導電性
金属酸化物層のうちのいずれかであることを特徴
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 |
|---|---|---|---|
| JP14781184A JPS6126209A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 電気二重層キヤパシタ |
| 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 |
| PCT/JP1985/000182 WO1986000750A1 (en) | 1984-07-17 | 1985-04-10 | Polarizable electrode and production method thereof |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP14781184A JPS6126209A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 電気二重層キヤパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126209A JPS6126209A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH038576B2 true JPH038576B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=15438748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14781184A Granted JPS6126209A (ja) | 1984-07-17 | 1984-07-17 | 電気二重層キヤパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126209A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5948917A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
-
1984
- 1984-07-17 JP JP14781184A patent/JPS6126209A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5948917A (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-21 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6126209A (ja) | 1986-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |