JPH05166676A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

電気二重層コンデンサ

Info

Publication number
JPH05166676A
JPH05166676A JP33032591A JP33032591A JPH05166676A JP H05166676 A JPH05166676 A JP H05166676A JP 33032591 A JP33032591 A JP 33032591A JP 33032591 A JP33032591 A JP 33032591A JP H05166676 A JPH05166676 A JP H05166676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
double layer
electric double
layer capacitor
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP33032591A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3159754B2 (ja
Inventor
Shigeru Murakami
繁 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP33032591A priority Critical patent/JP3159754B2/ja
Publication of JPH05166676A publication Critical patent/JPH05166676A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3159754B2 publication Critical patent/JP3159754B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気抵抗が低いこと(低抵抗)、電解液(硫
酸など)によって腐食されないこと(耐食性)および電
解液が漏れないこと(液の不透過性)の特性を備え、か
つ製造が容易である導電性シートを提供することであ
る。 【構成】 イオン透過性で非電子伝導性のセパレータを
介して一対の分極性電極が配置され、該分極電極の両側
外表面に導電性シートが接合された電気二重層コンデン
サにおいて、導電性シートは、セルロース質繊維と、炭
素微粉と、フェノール樹脂とを焼成したガス不透過性炭
化物のシートで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電極表面と電界液との
界面に形成される電気二重層を利用したコンデンサ、よ
り詳しくは、該電気二重層コンデンサの外側表面の導電
性シート(導電性集電電極)に関する。
【0002】
【従来の技術】電気二重層コンデンサの基本構成は図1
に示すようなものであり、電解液を含有した分極性電極
1がイオン透過性で非電子伝導性のセパレータ2で分け
られおり、該分極電極1のそれぞれの外側表面に集電極
となる導電性シート3が接合され、そして周辺に電解液
漏れ防止の封止材4が配置されている。
【0003】分極電極としては化学的に安定でかつ表面
積の大きいことが必要であることから、炭素材料(活性
炭の粉末や繊維など)が多く使用されている。その分極
電極の形態としては、(1)硫酸水溶液などの電解液と
活性炭などの粉末とでペースト状にしたもの(例えば、
特開昭62−130506号公報、特開昭63−244
609号公報、特開平2−174210号公報)、
(2)多孔質の炭素形成体に電解液を含浸させて使用す
るもので、この炭素形成体としてフェノール樹脂形成体
を発泡、炭化、賦活したもの(例えば、特開平2−29
7915号公報)やメソピッチを賦活し、成形、炭化し
たもの(例えば、特開平2−297915号公報)、
(3)活性炭素繊維の織布などに電解液を含浸させたも
の(例えば、特開昭64−82514号公報)などがあ
る。
【0004】導電性シートとしては、(1)エチレン系
樹脂およびカーボンブラックからなる接着層と、エチレ
ン系樹脂(および/またはプロピレン系樹脂)およびカ
ーボンブラックからなる基材層との積層シート(例え
ば、特開昭63−181412号公報)や、(2)ゴム
材料に導電性カーボンを分散させたもの(例えば、特開
平2−174210号公報)が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】導電性シートが備える
べき特性は、電気抵抗が低いこと(低抵抗)、電解液
(硫酸など)によって腐食されないこと(耐食性)およ
び電解液が漏れないこと(液の不透過性)である。上述
した従来の導電性シートは何れも電気抵抗が比較的高
い。また、一般の炭素成形体(コークスなどの粉末とピ
ッチを成形し、炭化したもの)は、液がわずかに透過
し、かつ薄い板に成形することが容易ではない。
【0006】本発明の目的は、これら三つの特性を備
え、かつ製造が容易である導電性シートを提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、イオン透
過性で非電子伝導性のセパレータを介して一対の分極性
電極が配置され、該分極電極の両側外表面に導電性シー
トが接合された電気二重層コンデンサにおいて、導電性
シートを、セルロース質繊維と、炭素(黒鉛を含む)微
粉と、フェノール樹脂とを焼成したガス不透過性炭化物
のシートで構成することによって達成される。
【0008】これらの成分であるセルロース質繊維、炭
素微粉およびフェノール樹脂の使用量割合が25〜60
重量%、3〜25重量%および35〜65重量%である
ことは好ましい。セルロース繊維は抄紙し易いが、抄紙
シートの強度を保つためにポリアクリロニトリルやポリ
ビニルアルコールの繊維を少量(20重量%以下)添加
することができる。これらはセルロース繊維間のバイン
ダーとして作用し、シート強度を向上させる。
【0009】ポリアクリロニトリルは樹脂含浸後の焼成
時に溶融炭化するので炭化後のシートの強度には余り影
響せず、ポリビニルアルコールは焼成時に分解揮散する
ので炭化後のシートの強度には寄与しない。いずれの場
合も多過ぎると炭化後のシートの強度が低下するので2
0重量%以下とすることが好ましい。そして、導電性シ
ートはその厚さが0.3〜0.7mmであり、かつ電気比
抵抗が5mΩ・cm以下であることが望ましい。
【0010】セルロース質繊維としては、通常紙に使用
されるパルプが好適であり、レーヨン、綿などの短いセ
ルロース繊維でも良い。この繊維はシートにされるもの
であり、そのために抄紙法が容易で好ましい。その場合
には、繊維長さは5mm以下が望ましい。さらに、市販さ
れている紙、特に、濾紙を用いることもできる。炭素微
粉としては導電性を高めるため、黒鉛微粉の50μm以
下程度に粉砕したものが好ましい。そして、フェノール
樹脂はレゾール型のものが好ましく、未硬化液状で繊維
シートに含浸させることになる。この含浸を容易にする
ために、フェノール樹脂にアセトンなどの有機溶剤を粘
度調節のために加えるのが望ましい。なお、本明細書で
はフェノール樹脂の量は樹脂固形分の量で表示してあ
る。
【0011】本発明に係る導電性シートを製造するため
には、基本的には、パルプなどの抄紙にフェノール樹脂
を含浸させ、炭素微粉を抄紙のとき又は含浸のときに添
加しておき、乾燥し、樹脂を硬化させ、高温焼成するこ
とでガス不透過性炭化物シートとする。さらに、乾燥し
た含浸シートを硬化前に、積層し、圧着しても良く、圧
着と硬化をホットプレスで同時に行うこともできる。
【0012】セルロース繊維は、抄紙を容易とし、シー
トの強度を保つために、25〜65重量%(好ましくは
30〜50重量%)であり、フェノール樹脂はシートの
強度を保ち、繊維相互の隙間を埋め、かつ炭素微粉を繊
維間に保持するために、35〜65重量%(好ましくは
40〜60重量%)であり、そして、炭素微粉は3〜2
5重量%(好ましくは10〜20重量%)である。
【0013】付加添加のポリアクリロニトリルやポリビ
ニルアルコールの繊維は、抄紙工程にてセルロース繊維
に混ぜるのが適切であり、黒鉛微粉は抄紙工程ないしフ
ェノール樹脂含浸の際に混ぜるのが適切である。炭素微
粉を樹脂含浸と同時にシートを含ませる場合で説明する
と、セルロース繊維を公知の方法で抄紙して紙(シー
ト)としてから(市販の紙を用意してから)、有機溶剤
で粘度を下げて含浸し易くしたフェノール樹脂溶液に炭
素微粉を混合し良く攪拌し、該樹脂溶液中にシートを浸
漬して含浸させ、同時に炭素微粉をシート全体に均一に
分散させる。樹脂溶液から引き上げたシートを、必要に
より、ロール間を通すなどで含浸量を調整する。また、
この含浸量は有機溶剤による樹脂濃度調節によっても調
整できる。
【0014】この樹脂および炭素微粉を含浸させたシー
トを、120〜180℃にて乾燥して、プリプレグシー
トとする。このプリプレグシートが厚い場合(0.5〜
1.0mm程度の厚さ)には、そのまま一枚で硬化、焼成
して、ガス不透過性炭化物の導電性シートにすることが
できる。但し、厚くなると、抄紙しにくくなり、かつ含
浸時に樹脂および炭素微粉を均一に浸透させるのが難し
くなるので、製造が容易でかつ均一含浸も容易にできる
ようにプリプレグシートを薄く(0.2〜0.5mm程度
の厚さ)にして、複数枚積層して圧着し、硬化、焼成す
ることが望ましい。
【0015】硬化は150〜200℃に加熱することで
行われ、その際に黒鉛板などでプリプレグシートを挟ん
で0.5〜10kg/cm2の加圧で圧縮するのが好ましい。
圧縮によってシートに大きな気孔が生じるのを防止し、
さらに、積層の場合には各シート間の密着性が向上す
る。次に、硬化したシートを不活性雰囲気下で焼成し、
その際の昇温は早すぎると樹脂や繊維の分解および揮散
が急激に進行して大きな気孔の発生を招くので、800
℃程度までを20〜100時間かける。ガス不透過性炭
化物とするために800℃以上に加熱するのが望まし
く、焼成の最高温度には特に制限がなく、通常の炭素の
黒鉛化と同様に3000℃近くまで加熱することが可能
である。特に、高温で焼成すると、不純物を揮散除去す
ることができるので好ましい。さらに、シートが焼成中
に反らないように黒鉛板に挟んで、焼成を行うのが好ま
しい。
【0016】
【作用】本発明に係る電気二重層コンデンサの導電性シ
ートは、フェノール樹脂が十分にセルロース繊維の間に
浸透しかつ炭素微粉を覆った状態で硬化、焼成して炭化
するので、通気(気体透過)率の殆どないガス不透過性
炭化物シートとして得られ、その電気比抵抗も5mΩ・
cm以下と小さい。導電性シートの厚さは、0.3〜0.
7mmが好ましく、これより厚いと電気抵抗が大きくなり
かつ電気二重層コンデンサ自体のコンパクト化に不利益
となり、一方、薄いと機械的絶対強度が弱くかつハンド
リング性が悪くなる不利益がある。
【0017】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例および比較例によって本発明を詳細に説明する。 例1 叩解したセルロース質繊維(木材パルプ:カナディアン
フリーネス)70重量%、PVA(クラレ(株)製、V
PB105、1デニール、長さ4mm)10重量%と、粒
径30μm以下の黒鉛微粉(昭和電工(株)製VFG−
30):20重量%とから従来の抄紙法によって混抄シ
ートを得た。このシートは厚さが0.2mmであった。そ
して、このシートをエチルアルコールに溶解したフェノ
ール樹脂溶液中に浸漬して十分に含浸させ、引き上げて
から150℃にて1分間乾燥させてプリプレグシートと
した。樹脂含浸量(固形分)は51重量%であった。
【0018】このプリプレグシートを8枚積層し、黒鉛
板に挟み、10kg/cm2で加圧しながら、150℃に加熱
し、10分間保持して硬化させることで、厚さ1.0mm
の積層板を得た。次に、この積層板を黒鉛板で挟持して
反りを防止しながら、非酸化性雰囲気(窒素雰囲気)下
で徐々に加熱し、4日間で1000℃に昇温して、積層
板を完全に炭素化し、ガス不透過性炭化物シートにし
た。自然放冷で室温まで冷却してから黒鉛板を外し、厚
さ0.6mmの導電性シートを得た。
【0019】この導電性シートは電気比抵抗が2.1m
Ω・cmであり、通気率( 気体通過率)が2.3×10
-10 cm2/秒(窒素ガス、1気圧、室温)であり、曲げ強
度が1630kg/cm2であり、嵩密度が1.63g/cm3
あった。このようにして製造した導電性シートを図1に
示す電気二重層コンデンサに従来のものと同様に使用す
ることができる。このような通気率では分極性電極に含
有された電解液が漏れ出ることは殆どなく、ガス不透過
性炭化物シートは電解液によっては腐食されない。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、低抵抗、液の不透
過性および耐食性の優れた特性を備えた導電性シートが
抄紙法利用で容易に得られ、この改善した導電性シート
を電気二重層コンデンサに使用して、コンデンサの内部
抵抗の低減および信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気二重層コンデンサの基本構成を示す概略断
面図である。
【符号の説明】
1…分極性電極 2…セパレータ 3…導電性シート 4…封止材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン透過性で非電子伝導性のセパレー
    タを介して一対の分極性電極が配置され、該分極電極の
    両側外表面に導電性シートが接合された電気二重層コン
    デンサにおいて、前記導電性シートは、セルロース質繊
    維と、炭素微粉と、フェノール樹脂とを焼成したガス不
    透過性炭化物のシートで構成されていることを特徴とす
    る電気二重層コンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記セルロース質繊維、炭素微粉および
    フェノール樹脂の使用量割合が25〜60重量%、3〜
    25重量%および35〜65重量%であることを特徴と
    する請求項1記載の電気二重層コンデンサ。
  3. 【請求項3】 イオン透過性で非電子伝導性のセパレー
    タを介して一対の分極性電極が配置され、該分極電極の
    両側外表面に導電性シートが接合された電気二重層コン
    デンサにおいて、前記導電性シートは、セルロース質繊
    維と、炭素微粉と、フェノール樹脂と、ポリアクリロニ
    トリル繊維およびポリビニルアルコール繊維の少なくと
    も一種の付加成分とを焼成したガス不透過性炭化物のシ
    ートで構成されていることを特徴とする電気二重層コン
    デンサ。
  4. 【請求項4】 前記セルロース質繊維、炭素微粉、フェ
    ノール樹脂および付加成分の使用量割合が25〜60重
    量%、3〜25重量%、35〜65重量%および20重
    量%以下であることを特徴とする請求項1記載の電気二
    重層コンデンサ。
  5. 【請求項5】 前記導電性シートはその厚さが0.3〜
    0.7mmであり、かつ電気比抵抗が5mΩ・cm以下であ
    ることを特徴とする請求項1または3記載の電気二重層
    コンデンサ。
JP33032591A 1991-12-13 1991-12-13 電気二重層コンデンサ Expired - Fee Related JP3159754B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33032591A JP3159754B2 (ja) 1991-12-13 1991-12-13 電気二重層コンデンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33032591A JP3159754B2 (ja) 1991-12-13 1991-12-13 電気二重層コンデンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05166676A true JPH05166676A (ja) 1993-07-02
JP3159754B2 JP3159754B2 (ja) 2001-04-23

Family

ID=18231367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33032591A Expired - Fee Related JP3159754B2 (ja) 1991-12-13 1991-12-13 電気二重層コンデンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3159754B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013140724A1 (ja) * 2012-03-22 2013-09-26 パナソニック株式会社 グラファイトシートの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013140724A1 (ja) * 2012-03-22 2013-09-26 パナソニック株式会社 グラファイトシートの製造方法
US9475702B2 (en) 2012-03-22 2016-10-25 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for producing graphite sheet

Also Published As

Publication number Publication date
JP3159754B2 (ja) 2001-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1942536B1 (en) Porous carbon electrode substrate
US4619796A (en) Process for preparation of porous carbon plates
US6039823A (en) Composite article
JP3356534B2 (ja) 電解質保持板及びその製造方法
JP3332980B2 (ja) 分極性電極材の製造方法
JP3159754B2 (ja) 電気二重層コンデンサ
JPH11340103A (ja) 活性炭素材の製造方法
JPH0559867B2 (ja)
JP3132098B2 (ja) 分極性電極材の製造法
JPH0258369B2 (ja)
JPH11185771A (ja) 抄紙体および燃料電池用多孔質炭素板の製造方法
JP4080095B2 (ja) 肉厚多孔質炭素材の製造方法
JP2013063862A (ja) 多孔質炭素基材およびこれを用いたキャパシタ
JP2674317B2 (ja) 多孔質炭素板およびその製造法
JPH0360478A (ja) 多孔質炭素板の製造方法
JP2685365B2 (ja) 多孔質炭素板の製造法
JPH0129891B2 (ja)
EP0328135A2 (en) Corrosion Resistant Fuel Cell Substrates
JP2632955B2 (ja) 多孔質炭素板の製造法
JPH052625B2 (ja)
JPH1081575A (ja) 多孔質炭素材の製造方法
JPH07220732A (ja) リン酸型燃料電池用多孔質炭素板の製造方法
JPH04284363A (ja) 炭素板の製造方法
JPH03183672A (ja) ポーラスカーボン材の製造方法
JPS645817B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees