JPH04162510A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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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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-
- 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
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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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。
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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
、。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- (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)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)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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2289155A JP2690187B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 電気二重層キャパシタ |
DE69128805T DE69128805T2 (de) | 1990-03-29 | 1991-03-22 | Elektrolytischer Doppelschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung |
EP91104570A EP0449145B1 (en) | 1990-03-29 | 1991-03-22 | Electric double layer capacitor and method for producing the same |
US07/676,175 US5150283A (en) | 1990-03-29 | 1991-03-28 | Electric double layer capacitor and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2289155A JP2690187B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04162510A true JPH04162510A (ja) | 1992-06-08 |
JP2690187B2 JP2690187B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=17739479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2289155A Expired - Fee Related JP2690187B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-10-25 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2690187B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0955340A (ja) * | 1995-08-17 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法 |
US5636437A (en) * | 1995-05-12 | 1997-06-10 | Regents Of The University Of California | Fabricating solid carbon porous electrodes from powders |
JPH11102844A (ja) * | 1997-07-28 | 1999-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
EP1314174A1 (en) * | 2000-05-12 | 2003-05-28 | Maxwell Electronic Components Group, Inc. | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes |
JP2005072087A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-17 | Kri Inc | キャパシタ |
US6912116B2 (en) | 2002-03-29 | 2005-06-28 | Tdk Corporation | Electrochemical device and process for producing same |
DE10039174B4 (de) * | 1999-08-10 | 2006-06-29 | Honda Giken Kogyo K.K. | Elektrode für einen elektrischen Doppelschichtkondensator und Aufschlemmung zur Bildung derselben |
WO2006103967A1 (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 分極性電極とそれを用いたキャパシタ、分極性電極の製造方法 |
WO2007055348A1 (ja) | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 電気二重層キャパシタ |
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