JPH04162510A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents

電気二重層キャパシタ

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JPH04162510A
JPH04162510A JP28915590A JP28915590A JPH04162510A JP H04162510 A JPH04162510 A JP H04162510A JP 28915590 A JP28915590 A JP 28915590A JP 28915590 A JP28915590 A JP 28915590A JP H04162510 A JPH04162510 A JP H04162510A
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capacitor
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昭彦 吉田
Kiyoaki Imoto
井本 清明
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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 本発明は活性炭を分極性電極に用いる電気二重層キャパ
シタに関するものであム 従来の技術 電気二重層キャパシタは分極性電極として活性炭を用(
\ 活性炭と電解液との界面電気二重層に蓄積される電
気二重層容量を利用した大容量コンデンサであム この
ような電気二重層キャパシタには従来大別して次の2種
類が存在すム すなわち硫酸水溶液のような水溶液系電
解液を用いたものと、プロピレンカーボネートのような
有機溶媒に電解質を添加した有機溶液系電解液を用いた
ものであa 第3図および第4図法 それぞれ両者の代
表例の構成を示すものであム 第3図に示すようへ セ
パレータ31を介して、活性炭粉末電極32.33が対
向し 絶縁ゴムケース34.35と導電電極30、36
よりなム 活性炭粉末電極32.33は活性炭粉末を濃
硫酸水溶液でペレット状に成型したもので硫酸水溶液は
バインダの役目もすa −X  有機電解液系キャパシタは第4図に示す構成を
有すも 活性炭粉末 弗素ポリマー、メチルアルコール
からなるペーストをアルミニウムネット40.41上に
塗布し 乾燥製膜した活性炭電極42.43をセパレー
タ44を介して捲回すム これにプロピレンカーボネー
トとテトラエチルアンモニウムバークロレートとの混合
溶液を含浸してハウジングする。 45、46、47、
′48はそれぞれ陽極リードミ 陰極リード、ゴムキャ
、。
ブ、アルミニウムケースである。
発明が解決しようとする課題 従来の二つの電解液系のキャパシタにはそれぞれ次のよ
うな特徴(長所と短所)がある。水溶液系の長所は電解
液の電気抵抗が低く大電流負荷放電に適することであり
、短所は電解液の分解電圧に左右されるキャパシタの使
用耐電圧が高々1. OVまでしか得られないことであ
ム 高電圧での使用の時は多くのキャパシタの直列接続
を余儀なくされ 長期の使用信頼性の点で問題があも一
方有機溶液系の長所は電解液の耐電圧が高い(〜3V)
ために水溶液系のものよりも高電圧使用が可能である。
短所(よ 電解液の電気抵抗のためにキャパシタの内部
抵抗が水溶液系のそれと比較して5−10倍になり大電
流負荷の用途での使用は困難であっt島 本発明の目的(よ 従来の二つの種類の電解液のキャパ
シタのそれぞれの長所を合わせ持ったキャパシタを実現
しようとすることであム すなわち使用耐電圧が高く内
部抵抗の低いキャパシタを得ることであム 課題を解決するための手段 本発明(友 体積充填率が(活性炭/バインダ)の比率
で0.4以上である分極性電極と、導電性電極 セルロ
ース 電解質とから構成されることを特徴とする電気二
重層キャパシタである。
作用 本発明によれ(渋 箔状導電基体に担持された活性炭分
極性電極として、電気抵抗が低く、箔状導電基体との電
気接触性に優れかつ活性炭膜の成膜性および自己形状保
持性の良い活性炭電極組成を提供するために得られたキ
ャパシタの電気抵抗が大幅に低(なる。
また 本発明の活性炭電極組成では活性炭層の厚さを非
常に薄くすることができ、かつ活性炭の充填密度が大き
いため+Q  電極の幾何学的な形状因子(単位キャパ
シタ体積の中に薄い層を収納可能な電極の表面積)から
も大容量で低抵抗のキャパシタを得′ることかできる。
さら(ミ これらの結果長期間にわたるキャパシタの信
頼性(容量、抵抗 漏れ電流などの変化率が小さい)が
小さくなも 実施例 次に本発明の具体的な実施例について述べる。
(実施例1) 活性炭粉末(比表面積:  2000m27g、、  
平均粒径:2μl1ll)10重量部とアセチレンブラ
ック2重量部とを水とメタノールの混合溶液に均一に分
散する。
カルボキシメチルセルロース2重量部を水に溶解すa 
両方の液をさらに混合攪拌して活性炭スラリーとすム 
第1図に示すように厚さ20μmの化学エツチング法に
よって粗面化したアルミニウム7f3(10mm140
mm長さ)1の両面に活性炭スラリーを浸 法で付着す
ム 空気中で30分乾燥後100℃で60分遠赤外線乾
燥し活性炭電極2、3を製膜する。
得られた箔状電極体の一対4、5を、セパレータ6を介
して捲回する。電解液としてプロピレンカーボネート液
にテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを
1m○1/1溶解し アルミニウムケース7、アルミニ
ウムリード電極8.9、ゴムパツキン10でハウジング
完成すも (実施例2) 実施例1と同じ構成で、カルボキシメチルセルロース(
CMC’)の添加量を1.5重量部にしな(実施例3) 実施例1と同じ構成で、CMCの添加量を1.2重量部
にしへ (実施例4) 実施例1と同じ構成で、CMCの添加量を1.0重量部
にしな (実施例5) 実施例1と同じ構成で、CMCの添加量を3.0重量部
にし九 以上の実施例で得られたキャパシタの特性を比較例とな
らべて表に示す。ただし 比較例1は60μm厚さのア
ルミニウム箔の片面に活性炭と非水溶性の有機バインダ
(弗素樹脂)とから構成される層(厚さ200μm)を
有する捲回型キャパシタの特性 比較例2は硫酸を電解
液に用いたキャパシタの特性であも また表の中での容量は100mA放電時の1.0■まで
の到達時間を秒で、その他はファラッド単位で示しへ 
信頼性ζ&  1.8V負荷(比較例2は1.0■負荷
)、70℃保存10000時間後の容量変化を%で示し
た第2図は炭素電極中の活性炭の充填率とコンデンサの
信頼性試験(条件は実施例に示した)における容量の変
化率を示したものであム この図から活性炭の充填率は
0. 4以上の時に安定なコンデンサ特性を示すことが
わかる。
な耘 活性炭は繊維状、粉末状何れもよしち また 活
性炭の粒間距離が5μm以下であることが望ましい。さ
らに 活性炭の粒径が5μm以下であることが望ましく
Xo  また 導電性電極がAI、Ta、Tiから選ば
れた金属の箔であること、分極性電極の厚さが1100
A1以下であることが望ましく℃ 発明の効果 以上のように本発明の電気二重層キャパシタにおいて(
よ 有機電解液の特徴である耐電圧を高く保持しながら
水溶液系電解液を用いたキャパシタと同等以上の内部抵
抗(インビーダン人 直流抵抗)と放電特性を得ること
ができ、インピーダンスの周波数依存性も非常に小さく
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの構
成図 第2図は炭素電極中の活性炭の充填率とコンデン
サの信頼性との関係医 第3図および第4図は従来のキ
ャパシタの例の構成図であ1・・アルミニウム胤 2、
3・・活性炭重態 4.5・・一対の箔状電極体 6・
・セパレー久 7・・アルミニウムケース 8、9・・
アルミニウムリード電機 10・・ゴムパツキン。 代理人の氏名弁理士小鍜治 明 ほか2名第1図 第2図 活性浸の光りIf

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)活性炭とバインダとから成り、体積充填率が(活
    性炭/バインダ)の比率で0.4以上である分極性電極
    と、導電性電極と、セパレータと、電解質を構成要素と
    する電気二重層キャパシタ。
  2. (2)分極性電極が導電性電極に担持されたものである
    ことを特徴とする請求項1記載の電気二重層キャパシタ
  3. (3)バインダがカルボキシメチルセルロースのNa塩
    またはアンモニウム塩であることを特徴とする請求項1
    記載の電気二重層キャパシタ。
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