JPH0479308A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH0479308A JPH0479308A JP2194526A JP19452690A JPH0479308A JP H0479308 A JPH0479308 A JP H0479308A JP 2194526 A JP2194526 A JP 2194526A JP 19452690 A JP19452690 A JP 19452690A JP H0479308 A JPH0479308 A JP H0479308A
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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
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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。
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〕
本発明は電気二重層コンデンサに関し、特に電気二重層
コンデンサ用のカーボンペースト電極に関する。
コンデンサ用のカーボンペースト電極に関する。
カーボンペースト電極を用いた電気二重層コンデンサは
、例えば次の構成からなる。すなわち、リング状の非導
電性ガスケットと、その片面を完全に封止するイオン不
透過の導電性セパレータで形成されるガスケット内の凹
部に充填される粉末活性炭と電解貧溶液からなるカーボ
ンペースト電極との一対が、絶縁性でイオン透過性を有
する多孔性セパレータを介して合体され、カーボンペー
スト電極対が非導電性ガスケットおよび導電性セパレー
タにより保持され、外界から遮断され、かつ多孔性セパ
レータにより電気的に絶縁される構造からなる。
、例えば次の構成からなる。すなわち、リング状の非導
電性ガスケットと、その片面を完全に封止するイオン不
透過の導電性セパレータで形成されるガスケット内の凹
部に充填される粉末活性炭と電解貧溶液からなるカーボ
ンペースト電極との一対が、絶縁性でイオン透過性を有
する多孔性セパレータを介して合体され、カーボンペー
スト電極対が非導電性ガスケットおよび導電性セパレー
タにより保持され、外界から遮断され、かつ多孔性セパ
レータにより電気的に絶縁される構造からなる。
この種の電気二重層コンデンサ（以後基本セルと称す）
の電極となるカーボンペースト電極としては、従来、例
えば電解質として硫酸が、また粉末活性炭としてフェノ
ール樹脂系粉末活性炭が使われている。このカーボンペ
ースト電極においては、ペースト内の活性炭粉末と硫酸
との分離の抑制、および自己放電特性の安定化を目的と
して、硫酸にポリ−４−ビニルピリジン（以下Ｐ４ＶＤ
と称す）を溶解させていた。
の電極となるカーボンペースト電極としては、従来、例
えば電解質として硫酸が、また粉末活性炭としてフェノ
ール樹脂系粉末活性炭が使われている。このカーボンペ
ースト電極においては、ペースト内の活性炭粉末と硫酸
との分離の抑制、および自己放電特性の安定化を目的と
して、硫酸にポリ−４−ビニルピリジン（以下Ｐ４ＶＤ
と称す）を溶解させていた。
一方、カーボンペーストは、基本セル内にドクターナイ
フ工法により充填される。よって、カーボンペーストに
は、当工法に適した流動性と粘度を保持していることが
必要になる。特に粘度が高くなり、かつ流動性がなくな
ると、基本セル内へ充填されるカーボンペースト重量が
減少し、基本セル内に占めるカーボンペーストの体積使
用効率ｖｐ［％コが低下する。そのために、カーボンペ
ースト中の硫酸と粉末活性炭の混合重量比は、ある適度
な範囲に限定される。さらに、硫酸と粉末活性炭の混合
重量比により、カーボンペースト中の粉末活性炭の充填
密度ρ。［ｇ／ａ＋ｔｌが定まる。電気二重層コンデン
サの静電容量は、上述のρ。とｖＰに依存し、実際の粉
末活性炭の充填密度であ〔発明が解決しようとする課題
〕 この従来のカーボンペースト電極では、硫酸中のＰ４Ｖ
Ｐの溶解濃度が、カーボンペーストの流動性、粘度およ
び硫酸対粉末活性炭の混合重量比に、大きな影響を与え
る。具体的には、Ｐ４ＶＰ溶解濃度が増加するに従い、
カーボンペーストの硫酸対粉末活性炭の混合重量比は増
加し、流動性は低下し、粘度は増加する。すなわち、Ｐ
４ＶＰ溶解濃度の増加は、ρ。の増加と■２の低下を招
くことになる。従って、ある一定の静電容量を確保する
為に、Ｐ４ＶＰの溶解濃度は、ある適正な範囲に限定さ
れなければならない。
フ工法により充填される。よって、カーボンペーストに
は、当工法に適した流動性と粘度を保持していることが
必要になる。特に粘度が高くなり、かつ流動性がなくな
ると、基本セル内へ充填されるカーボンペースト重量が
減少し、基本セル内に占めるカーボンペーストの体積使
用効率ｖｐ［％コが低下する。そのために、カーボンペ
ースト中の硫酸と粉末活性炭の混合重量比は、ある適度
な範囲に限定される。さらに、硫酸と粉末活性炭の混合
重量比により、カーボンペースト中の粉末活性炭の充填
密度ρ。［ｇ／ａ＋ｔｌが定まる。電気二重層コンデン
サの静電容量は、上述のρ。とｖＰに依存し、実際の粉
末活性炭の充填密度であ〔発明が解決しようとする課題
〕 この従来のカーボンペースト電極では、硫酸中のＰ４Ｖ
Ｐの溶解濃度が、カーボンペーストの流動性、粘度およ
び硫酸対粉末活性炭の混合重量比に、大きな影響を与え
る。具体的には、Ｐ４ＶＰ溶解濃度が増加するに従い、
カーボンペーストの硫酸対粉末活性炭の混合重量比は増
加し、流動性は低下し、粘度は増加する。すなわち、Ｐ
４ＶＰ溶解濃度の増加は、ρ。の増加と■２の低下を招
くことになる。従って、ある一定の静電容量を確保する
為に、Ｐ４ＶＰの溶解濃度は、ある適正な範囲に限定さ
れなければならない。
Ｐ４ＶＰ溶解濃度が、ρ。と■２の両方に大きな影響を
与えることから、Ｐ４ＶＰを硫酸に溶解させる工程にお
ける厳密な溶解濃度管理と、カーボンペーストを基本セ
ル内に充填させる工程において、前述の溶解濃度の製造
上の変動を考慮した充填工程条件の微調整が必要であり
、製造工程上の作業能率の向上および製品の電気特性の
ばらつき低減の妨げとなっていた。
与えることから、Ｐ４ＶＰを硫酸に溶解させる工程にお
ける厳密な溶解濃度管理と、カーボンペーストを基本セ
ル内に充填させる工程において、前述の溶解濃度の製造
上の変動を考慮した充填工程条件の微調整が必要であり
、製造工程上の作業能率の向上および製品の電気特性の
ばらつき低減の妨げとなっていた。
本発明の目的は、電気的特性と粉末活性炭の充填密度を
損なわずに、カーボンペーストの体積使用効率の改善が
はかれ、ひいては製造工程上の作業能率の向上および静
電容量の製造工程上のばらつきを低減できるカーボンペ
ースト電極を有する電気二重層コンデンサを提供するこ
とにある。
損なわずに、カーボンペーストの体積使用効率の改善が
はかれ、ひいては製造工程上の作業能率の向上および静
電容量の製造工程上のばらつきを低減できるカーボンペ
ースト電極を有する電気二重層コンデンサを提供するこ
とにある。
本発明の電気二重層コンデンサは、フェノール樹脂系粉
末活性炭と、硫酸水溶液との混合物をカーボンペースト
電極とする電気二重層コンデンサにおいて、前述の硫酸
水溶液に対し０．１〜０．８重量％溶解したＰ４ＶＰと
、同じく硫酸水溶液に対し０．２〜０．８重量％溶解し
た非イオン系界面活性剤とを含むカーボンペースト電極
を有することを特徴として構成される。
末活性炭と、硫酸水溶液との混合物をカーボンペースト
電極とする電気二重層コンデンサにおいて、前述の硫酸
水溶液に対し０．１〜０．８重量％溶解したＰ４ＶＰと
、同じく硫酸水溶液に対し０．２〜０．８重量％溶解し
た非イオン系界面活性剤とを含むカーボンペースト電極
を有することを特徴として構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第４図は本発明のカーボンペースト電極を適用した電気
二重層コンデンサの基本セルの縦断面図である。図中、
１はカーボンペースト電極、２はイオン透過性で非電子
伝導性の多孔性セパレータ、３は絶縁性のガスケット、
４は導電性セパレータ、５は基本セルである。第５図は
、基本セル５の積層体６の外観図である。
二重層コンデンサの基本セルの縦断面図である。図中、
１はカーボンペースト電極、２はイオン透過性で非電子
伝導性の多孔性セパレータ、３は絶縁性のガスケット、
４は導電性セパレータ、５は基本セルである。第５図は
、基本セル５の積層体６の外観図である。
平均粒子径２μｍ（光透過式遠心沈降法による）、比表
面積１２００ｎ（／ｇ（ＢＥ、Ｔ法による）のフェノー
ル樹脂系粉末活性炭を、第１表の硫酸溶液Ａと混合して
、適度な流動性を持ったカーボンペーストを調製する。
面積１２００ｎ（／ｇ（ＢＥ、Ｔ法による）のフェノー
ル樹脂系粉末活性炭を、第１表の硫酸溶液Ａと混合して
、適度な流動性を持ったカーボンペーストを調製する。
第１表中、非イオン系界面活性剤は、指定分子式がＣ，
Ｈ，７０６Ｈ４０（ＣＨ２ＣＨ２０）ｆｉＨで表わされ
る。エチレンオキサイド基を有する界面活性剤である。
Ｈ，７０６Ｈ４０（ＣＨ２ＣＨ２０）ｆｉＨで表わされ
る。エチレンオキサイド基を有する界面活性剤である。
次に厚さ０．４ ｍｍで、外径φ２３ｍｍ、内径φ１８
闘に打抜かれたリング状の絶縁性ブチルゴムシートを絶
縁性ガスケット３となし、厚さ０．０５ｍｍで、直径φ
２３ｍｍの円板状に打ち抜かれた導電性カーボンを配合
したポリフロピレンシートを導電性セパレータ４となし
、両者を接着して形成された凹部に前述のカーボンペー
ストをドクターナイフ工法で充電し、カーボンペースト
電極１となす。この充填シート一対を厚さ１１０μｍ、
直径φ２０ｍｍ、空孔率１８％のポリエチレンを基材と
した多孔性セパレータ２を介して合体し、本発明の基本
セル５を得た。さらに基本セル５を６枚直列に積層し、
本発明の実施例の積層体６を得た。
闘に打抜かれたリング状の絶縁性ブチルゴムシートを絶
縁性ガスケット３となし、厚さ０．０５ｍｍで、直径φ
２３ｍｍの円板状に打ち抜かれた導電性カーボンを配合
したポリフロピレンシートを導電性セパレータ４となし
、両者を接着して形成された凹部に前述のカーボンペー
ストをドクターナイフ工法で充電し、カーボンペースト
電極１となす。この充填シート一対を厚さ１１０μｍ、
直径φ２０ｍｍ、空孔率１８％のポリエチレンを基材と
した多孔性セパレータ２を介して合体し、本発明の基本
セル５を得た。さらに基本セル５を６枚直列に積層し、
本発明の実施例の積層体６を得た。
第
■
表
しめ封口し、動作電圧５．５■の電気二重層コンデンサ
となし、それぞれ１０個ずつ、静電容■と自己放電特性
を測定したところ、その平均値および静電容量値の最大
値、最小値は第２表すのごとくなった。
となし、それぞれ１０個ずつ、静電容■と自己放電特性
を測定したところ、その平均値および静電容量値の最大
値、最小値は第２表すのごとくなった。
第２表
非イオン系界面活性剤濃度＝
次に、カーボンペースト電極に含まれる硫酸が、第１表
の硫酸Ｂであること以外は、前述の本発明の実施例と同
一材料、形状、構造の従来例の積層体を合わせて製作し
た。
の硫酸Ｂであること以外は、前述の本発明の実施例と同
一材料、形状、構造の従来例の積層体を合わせて製作し
た。
Ａ、Ｂ両者のカーボンペーストにおける活性炭の充填密
度ρｃ［ｇ／ｃｎ］と、基本セル内でのカーボンペース
トの占有する体積使用効率ｖ ｐ ［％］、また、Ａ、
Ｂ両者のカーボンペーストを充填した積層体を、公知の
自立型のケーシング構造にか自己放電特性：直流電圧５
ｖを２４時間印加後、室温で端子間開放状態で２４時間 放置した後の残留電圧。
度ρｃ［ｇ／ｃｎ］と、基本セル内でのカーボンペース
トの占有する体積使用効率ｖ ｐ ［％］、また、Ａ、
Ｂ両者のカーボンペーストを充填した積層体を、公知の
自立型のケーシング構造にか自己放電特性：直流電圧５
ｖを２４時間印加後、室温で端子間開放状態で２４時間 放置した後の残留電圧。
第２表ａより、非イオン系界面活性剤を溶解した硫酸Ａ
を用いたカーボンペーストと、非イオン系界面活性剤を
含まない硫酸Ｂを用いたカーボンペーストとでは、ρ。
を用いたカーボンペーストと、非イオン系界面活性剤を
含まない硫酸Ｂを用いたカーボンペーストとでは、ρ。
に差がなく、ＶｐはＡの方が改善されＡの方が増加して
いる。第２表すより、静電容量のばらつきはＢの方が大
きく、自己放電特性には差のないことが確認された。
いる。第２表すより、静電容量のばらつきはＢの方が大
きく、自己放電特性には差のないことが確認された。
次に、カーボンペースト電極に含まれる硫酸が第３表の
内容である以外は、実施例１と同一の材料・形状・構造
を有する第２の実施例の電気二重層コンデンサを各１０
個製作した。それぞれの第４表 ４表ａに、電気二重層コンデンサの静電容量、自己放電
特性を第４表すに示す。第３表中、非イオン系界面活性
剤は、第１表のものと同一成分である。
内容である以外は、実施例１と同一の材料・形状・構造
を有する第２の実施例の電気二重層コンデンサを各１０
個製作した。それぞれの第４表 ４表ａに、電気二重層コンデンサの静電容量、自己放電
特性を第４表すに示す。第３表中、非イオン系界面活性
剤は、第１表のものと同一成分である。
第３表
第４表ａより、同一のＰ４ＶＰ溶解濃度での、非イオン
系界面活性剤の影響をみると、ＣとＦ。
系界面活性剤の影響をみると、ＣとＦ。
ＤとＧ、ＥとＨのどの比較においても、ρ。には変化が
なく、■、は非イオン系界面活性剤を含む方が改善され
ていることが確認された。
なく、■、は非イオン系界面活性剤を含む方が改善され
ていることが確認された。
また、第４表すより、静電容量のばらつきは非イオン系
界面活性剤を含まない方が大きく、自己放電特性には差
がないことが確認された。
界面活性剤を含まない方が大きく、自己放電特性には差
がないことが確認された。
次に、カーボンペースト電極に含まれる硫酸が第５表の
内容である以外は、実施例１と同一の材料・形状・構造
を有する第３の実施例の電気二重層コンデンサを各１０
個製作した。それぞれの第６表 ６表ａに、電気二重層コンテンサの静電容量、自己放電
特性を第６表すに示す。第５表中、非イオン系界面活性
剤は第１表のものと同一成分である。
内容である以外は、実施例１と同一の材料・形状・構造
を有する第３の実施例の電気二重層コンデンサを各１０
個製作した。それぞれの第６表 ６表ａに、電気二重層コンテンサの静電容量、自己放電
特性を第６表すに示す。第５表中、非イオン系界面活性
剤は第１表のものと同一成分である。
第５表
以上の実箆例の結果を総括する。第２表ａ、第４ａ表、
第６表ａより、Ｐ４ＶＰ溶解濃度と、非イオン系界面活
性剤溶解濃度の変動に対するρ。。
第６表ａより、Ｐ４ＶＰ溶解濃度と、非イオン系界面活
性剤溶解濃度の変動に対するρ。。
以下糸′功ン
７− Ａ
図、第２図、第３図に示す。第１図より、非イオン系界
面活性剤溶解濃度が０．８重量％以下では、ρ。の変化
はほぼ同じ曲線になることがわかる。
面活性剤溶解濃度が０．８重量％以下では、ρ。の変化
はほぼ同じ曲線になることがわかる。
第２図より、非イオン系界面活性剤溶解濃度が大きくな
る程■、が改善されることがわかる。第３図より、Ｐ４
ＶＰ溶解濃度が０．８重量％以下で、かつ、非イオン系
界面活性剤溶解濃度が０．８重つことかわかる。
る程■、が改善されることがわかる。第３図より、Ｐ４
ＶＰ溶解濃度が０．８重量％以下で、かつ、非イオン系
界面活性剤溶解濃度が０．８重つことかわかる。
以上より、電気的特性とρ。を損なわずに、■、のＰ４
ＶＰ溶解濃度依存性を低減できることが確認された。
ＶＰ溶解濃度依存性を低減できることが確認された。
以上説明したように、本発明はＰ４ＶＰを溶解濃度０．
１〜０．８重量％の範囲で含む硫酸に非イオン系界面活
性剤を硫酸に対し０．２〜０．８重量％を添加すること
で、電気適時性と、ρ。を損なわずに■、の改善をはか
れ、ひいては、製造工程上の作業能率の向上および静電
容量の製造工程上のばらつき低減を可能ならしめる効果
を有する。
１〜０．８重量％の範囲で含む硫酸に非イオン系界面活
性剤を硫酸に対し０．２〜０．８重量％を添加すること
で、電気適時性と、ρ。を損なわずに■、の改善をはか
れ、ひいては、製造工程上の作業能率の向上および静電
容量の製造工程上のばらつき低減を可能ならしめる効果
を有する。
Ｐ４ＶＰ溶解濃度とρ。との関係を表わすプロット図、
第２図は本発明と従来例を比較するために非イオン系界
面活性剤溶解濃度を変えた試料につきＰ４ＶＰ溶解濃度
と■２との関係を表わすプロット図、第３図は本発明と
従来例を比較するために非イオン系界面活性剤溶解濃度
を変えた試料を表わすプロット図、第４図は本発明の基
本セルの縦断面図、第５図は、基本セルの積層体の外観
図である。
第２図は本発明と従来例を比較するために非イオン系界
面活性剤溶解濃度を変えた試料につきＰ４ＶＰ溶解濃度
と■２との関係を表わすプロット図、第３図は本発明と
従来例を比較するために非イオン系界面活性剤溶解濃度
を変えた試料を表わすプロット図、第４図は本発明の基
本セルの縦断面図、第５図は、基本セルの積層体の外観
図である。
１・・・・・・カーボンペースト電極、２・・・・・・
多孔性セパレータ、３・・・・・・絶縁性ガスケット、
４・・・・・・導電性セパレータ、５・・・・・・基本
セル、６・・・・・・ｆｉ／１体。
多孔性セパレータ、３・・・・・・絶縁性ガスケット、
４・・・・・・導電性セパレータ、５・・・・・・基本
セル、６・・・・・・ｆｉ／１体。
代理人 弁理士 内 原 晋
第１図は、本発明と従来例を比較するために非イオン系
界面活性剤溶解濃度を変えた試料につきＰ４ｖｐ溶解潰
度」ＩＺ） 兎１ 図 Ｐ４ＶＰ：精解濃度（型巣Ｚ） １ニア：ｌ−ボンへ一スト室３ん
界面活性剤溶解濃度を変えた試料につきＰ４ｖｐ溶解潰
度」ＩＺ） 兎１ 図 Ｐ４ＶＰ：精解濃度（型巣Ｚ） １ニア：ｌ−ボンへ一スト室３ん
Claims (1)
- フェノール樹脂系粉末活性炭と硫酸水溶液の混合物を
カーボンペースト電極とする電気二重層コンデンサにお
いて、前記カーボンペースト電極の硫酸水溶液にポリ−
４−ビニルピリジンが硫酸水溶液に対し０．１〜０．８
重量％，非イオン系界面活性剤が硫酸水溶液に対し０．
２〜０．８重量％含まれていることを特徴とする電気二
重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194526A JPH0479308A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2194526A JPH0479308A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0479308A true JPH0479308A (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=16326003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2194526A Pending JPH0479308A (ja) | 1990-07-23 | 1990-07-23 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0479308A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6565265B2 (en) | 2000-03-23 | 2003-05-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical connector and method of assembling optical connector |
| JP2007271790A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光コネクタ及びマイクロ化学反応装置 |
-
1990
- 1990-07-23 JP JP2194526A patent/JPH0479308A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6565265B2 (en) | 2000-03-23 | 2003-05-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical connector and method of assembling optical connector |
| JP2007271790A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光コネクタ及びマイクロ化学反応装置 |
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