JPH05159973A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

電気二重層コンデンサ

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JPH05159973A
JPH05159973A JP3322684A JP32268491A JPH05159973A JP H05159973 A JPH05159973 A JP H05159973A JP 3322684 A JP3322684 A JP 3322684A JP 32268491 A JP32268491 A JP 32268491A JP H05159973 A JPH05159973 A JP H05159973A
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JP
Japan
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aluminum
pair
current collector
metal case
polarizable electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP3322684A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoko Yamagishi
友子 山岸
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

(57)【要約】 【目的】 85℃の高温下で使用しても電気化学的に安
定な電位領域を有効に使用できる電気二重層コンデンサ
を提供することを目的とする。 【構成】 一対の分極性電極11a,11bを収納する
とともに、内面にアルミニウム層14を設けた皿状の金
属ケース13と、この皿状の金属ケース13の開口部を
ガスケット16を介して密封する金属蓋17とを有し、
前記金属ケース13のアルミニウム層14にアルミ集電
体15をあらかじめ冷間圧接により固定し、このアルミ
集電体15上に前記一対の分極性電極11a,11bを
載置するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭を分極性電極と
して用いる電気二重層コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電気二重層コンデンサ
は、図2に示すような構成となっていた。すなわち、活
性炭繊維や活性炭粉末により構成され、かつ片面にアル
ミ溶射によりアルミ集電層1を設けた一対の分極性電極
2a,2bと、この一対の分極性電極2a,2bの間に
介在されたセパレータ3と、前記一対の分極性電極2
a,2bとセパレータ3に含浸された電解液と、前記一
対の分極性電極2a,2bを収納するとともに、内面に
アルミニウム層4を接合した皿状の金属ケース5と、こ
の皿状の金属ケース5の開口部をガスケット6を介して
密封する金属蓋7とを有し、前記金属ケース5の内面に
接合したアルミニウム層4に、前記一対の分極性電極2
a,2bの片面に設けたアルミ集電層1を抵抗溶接する
ことにより構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の電気二重層コ
ンデンサは、活性炭と電解液の界面に生じる電気二重層
に電荷をチャージして充放電に利用するものであるた
め、この電荷をスムーズに取り出したり、充電する必要
がある。この場合、問題となるのが、一対の分極性電極
2a,2bの内部抵抗および一対の分極性電極2a,2
bと金属ケース5,金属蓋7との接触抵抗である。
【0004】上記した従来の電気二重層コンデンサにお
いては、一対の分極性電極2a,2bの内部抵抗と、一
対の分極性電極2a,2bと金属ケース5および金属蓋
7との溶接により集電性を確保し、さらに、集電体とな
る金属ケース5の内面、すなわち電解液との接触面にア
ルミニウム層4を接合しているため、このアルミニウム
層4の表面には印加電圧に応じた酸化皮膜が形成される
ことになり、その結果、一度電圧が印加された領域では
溶解反応が起こらず、電気化学的にも安定化した電気二
重層コンデンサを得ることができる。
【0005】しかしながら、金属ケース5の電解液との
接触面に接合したアルミニウム層4と、一対の分極性電
極2a,2bの片面にアルミ溶射により設けたアルミ集
電層1とを抵抗溶接により接合する場合、溶接機の電極
やアルミ集電層1の表面状態によっては、電流がスムー
ズに流れずに急激な放電を起こす場合があり、このよう
な状態になると、アルミニウム層4と分極性電極2bと
の溶接面でアルミニウム層4が破れてしまい、その結
果、下地である金属ケース5を構成するステンレスが露
出し、これが電解液と接触して溶解反応を起こしてい
た。このような溶解反応が起こってしまうと、分極性電
極1bと電解液で決定される電気化学的に安定な電位領
域を有効に使用できなくなるものであった。特に電気二
重層コンデンサを85℃の高温下で使用した場合、その
現象は顕著であった。
【0006】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、85℃の高温下で使用しても電気化学的に安定な電
位領域を有効に使用できる電気二重層コンデンサを提供
することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気二重層コンデンサは、活性炭により構成
された一対の分極性電極と、この一対の分極性電極の間
に介在されたセパレータと、前記一対の分極性電極とセ
パレータに含浸された電解液と、前記一対の分極性電極
を収納するとともに、内面にアルミニウム層を設けた皿
状の金属ケースと、この皿状の金属ケースの開口部をガ
スケットを介して密封する金属蓋とを有し、前記金属ケ
ースの内面に設けたアルミニウム層にアルミ集電体をあ
らかじめ冷間圧接により固定し、このアルミ集電体上に
前記一対の分極性電極を載置するように構成したもので
ある。
【0008】
【作用】上記構成によれば、金属ケースの内面に設けた
アルミニウム層にアルミ集電体をあらかじめ冷間圧接に
より固定し、このアルミ集電体上に一対の分極性電極を
載置するように構成しているため、従来のように金属ケ
ースの電解液との接触面に接合したアルミニウム層と、
一対の分極性電極の片面にアルミ溶射により設けたアル
ミ集電層とを抵抗溶接によって接合するという作業は不
要となり、その結果、従来のように金属ケースの電解液
との接触面に接合したアルミニウム層が破れて下地であ
る金属ケースを構成するステンレスが露出するというこ
とはなくなるため、85℃の高温下で使用しても、分極
性電極と電解液で決定される電気化学的に安定な電位領
域を有効に使用できるものである。
【0009】またアルミ集電体を、アルミニウムのシー
トに切れ目を入れ、これを延伸して金網状としたアルミ
ラス板で構成したり、打ち抜きにより多数の孔を設けた
パンチングメタルで構成した場合には、アルミ集電体が
多孔性となるため、皿状の金属ケースの開口部をガスケ
ットを介して金属蓋で密封するためにプレス機により金
属ケースの開口周縁部のかしめを行った場合、一対の分
極性電極の一部がアルミ集電体の孔中に入り込んで保持
されることになり、これにより、安定した電子電導性が
得られるものである。
【0010】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例1を添付
図面にもとづいて説明する。図1において、11a,1
1bは活性炭繊維や活性炭粉末からなるシート状活性炭
を直径2cmの円板状の打ち抜き型で抜き取ることにより
構成した一対の分極性電極で、この一対の分極性電極1
1a,11bの間にはセパレータ12を介在させてい
る。また前記一対の分極性電極11a,11bとセパレ
ータ12には10wt%のテトラエチルアンモニウムテト
ラフルオロボレートをプロピレンカーボネートに溶解し
た電解液を含浸させている。
【0011】また前記一対の分極性電極11a,11b
は皿状の金属ケース13に収納されるものであり、この
場合、皿状の金属ケース13の内面に設けたアルミニウ
ム層14に、アルミニウムのシートに切れ目を入れ、こ
れを延伸して金網状としたアルミラス板からなる直径2
cmの円板状のアルミ集電体15をあらかじめ冷間圧接に
より固定し、このアルミ集電体15の上に前記一対の分
極性電極11a,11bを載置するようにしている。そ
してこの皿状の金属ケース13の開口部はガスケット1
6を介して金属蓋17により密封されている。
【0012】以上のように構成された本発明の実施例1
によれば、皿状の金属ケース13の開口部をガスケット
16を介して金属蓋17により密封するために、金属ケ
ース13の開口周縁部をプレス機でかしめた場合、一対
の分極性電極11a,11bのうち、金属ケース13側
に位置する分極性電極11bはアルミ集電体15を構成
するアルミラス板のラス目の中にくいこんだ状態となっ
て保持されるとともに、分極性電極11bがくいこんで
いるアルミラス板も加圧されてラス目がつぶれるため、
分極性電極11bの保持はさらに強固なものとなり、集
電がより一層確実となるものである。
【0013】(実施例2)皿状の金属ケース13の内面
に設けたアルミニウム層14に、アルミ集電体15とし
て構成され、かつアルミ箔に酸あるいはアルカリでエッ
チング処理を施して凹部を多数設けた直径2cmの円板状
のアルミエッチド箔を冷間圧接によりあらかじめ固定し
たもので、これ以外は実施例1と同様である。
【0014】以上のように構成された本発明の実施例2
によれば、分極性電極11bがアルミエッチド箔のピッ
ト中にくいこむため、安定した電子伝導性が得られる。
ここで、この実施例2が実施例1と異なるのは、ピット
が微細であるため、このピット中に分極性電極11bが
挿入されると、その間には電解液が介在せず、アルミに
皮膜を作らないことである。そのため、この電気二重層
コンデンサを高温中で長時間使用しても抵抗変化の小さ
い安定した電気二重層コンデンサが得られる。
【0015】(実施例3)皿状の金属ケース13の内面
に設けたアルミニウム層14に、アルミ集電体15とし
て構成され、かつ打ち抜きにより多数の孔を設けた直径
2cmの円板状のパンチングメタルを冷間圧接によりあら
かじめ固定したもので、これ以外は実施例1と同様であ
る。
【0016】以上のように構成された本発明の実施例3
によれば、分極性電極11bがパンチングメタルの多数
の孔の中にくいこんでアンカー効果により保持されるた
め、安定した電子電導性が得られる。
【0017】(比較例)皿状の金属ケース13の内面に
設けたアルミニウム層14に、アルミ集電体15として
構成され、かつアルミニウムのシートに切れ目を入れ、
これを延伸して金網板とした直径2cmの円板状のアルミ
ラス板を抵抗溶接により固定したもので、これ以外は実
施例1と同様である。
【0018】(従来例)図2で示したように、金属ケー
ス5の内面に接合したアルミニウム層4に、一対の分極
性電極2a,2bの片面にアルミ溶射により設けたアル
ミ集電層1を抵抗溶接した。
【0019】(表1)は85℃の高温中で使用した場合
の特性変化を、本発明の実施例1〜3、比較例、従来例
のそれぞれについて比較して示したものである。
【0020】
【表1】
【0021】この(表1)から明らかなように、本発明
の実施例1〜3は、85℃の高温中で使用した場合の容
量変化率、内部抵抗の点で、比較例、従来例よりも優れ
ているものである。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明の電気二重層コンデ
ンサは、金属ケースの内面に設けたアルミニウム層にア
ルミ集電体をあらかじめ冷間圧接により固定し、このア
ルミ集電体上に一対の分極性電極を載置するように構成
しているため、従来のように金属ケースの電解液との接
触面に接合したアルミニウム層と、一対の分極性電極の
片面にアルミ溶射により設けたアルミ集電層とを抵抗溶
接によって接合するという作業は不要となり、その結
果、従来のように金属ケースの電解液との接触面に接合
したアルミニウム層が破れて下地である金属ケースを構
成するステンレスが露出するということはなくなるた
め、85℃の高温下で使用しても、分極性電極と電解液
で決定される電気化学的に安定な電位領域を有効に使用
できるものである。
【0023】またアルミ集電体を、アルミニウムのシー
トに切れ目を入れ、これを延伸して金網状としたアルミ
ラス板で構成したり、打ち抜きにより多数の孔を設けた
パンチングメタルで構成した場合には、アルミ集電体が
多孔性となるため、皿状の金属ケースの開口部をガラス
ケットを介して金属蓋で密封するためにプレス機により
金属ケースの開口周縁部のかしめを行った場合、一対の
分極性電極の一部がアルミ集電体の孔中に入り込んで保
持されることになり、これにより、安定した電子電導性
が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す電気二重層コンデンサの
断面図
【図2】従来の電気二重層コンデンサを示す断面図
【符号の説明】
11a,11b 一対の分極性電極 12 セパレータ 13 皿状の金属ケース 14 アルミニウム層 15 アルミ集電体 16 ガスケット 17 金属蓋

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】活性炭により構成された一対の分極性電極
    と、この一対の分極性電極の間に介在されたセパレータ
    と、前記一対の分極性電極とセパレータに含浸された電
    解液と、前記一対の分極性電極を収納するとともに、内
    面にアルミニウム層を設けた皿状の金属ケースと、この
    皿状の金属ケースの開口部をガスケットを介して密封す
    る金属蓋とを有し、前記金属ケースの内面に設けたアル
    ミニウム層にアルミ集積体をあらかじめ冷間圧接により
    固定し、このアルミ集電体上に前記一対の分極性電極を
    載置するように構成した電気二重層コンデンサ。
  2. 【請求項2】アルミ集電体は、アルミニウムのシートに
    切れ目を入れ、これを延伸して金網状としたアルミラス
    板である請求項1記載の電気二重層コンデンサ。
  3. 【請求項3】アルミ集電体は、アルミ箔にエッチング処
    理を施したアルミエッチド箔である請求項1記載の電気
    二重層コンデンサ。
  4. 【請求項4】アルミ集電体は、打ち抜きにより多数の孔
    を設けたパンチングメタルである請求項1記載の電気二
    重層コンデンサ。
JP3322684A 1991-12-06 1991-12-06 電気二重層コンデンサ Pending JPH05159973A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014027161A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Seiko Instruments Inc 電気化学セル
US10714271B2 (en) 2011-07-08 2020-07-14 Fastcap Systems Corporation High temperature energy storage device

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