JPH05347233A - 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

電気二重層コンデンサおよびその製造方法

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JPH05347233A
JPH05347233A JP4177645A JP17764592A JPH05347233A JP H05347233 A JPH05347233 A JP H05347233A JP 4177645 A JP4177645 A JP 4177645A JP 17764592 A JP17764592 A JP 17764592A JP H05347233 A JPH05347233 A JP H05347233A
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JP
Japan
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electric double
layer capacitor
double layer
activated carbon
thick film
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JP4177645A
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English (en)
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Yukari Kibi
ゆかり 吉備
Junji Tabuchi
順次 田渕
Takayuki Saito
貴之 斉藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性炭厚膜を分極性電極に用いた電気二重層
コンデンサをさらに薄型化し、かつその封止を完全にす
る。 【構成】 絶縁性基板上の同一平面内にスペースをあけ
て一対の櫛形形状の分極性電極を形成する。またその封
止は一対の分極性電極に端子取り出しのための突起部を
有する集電体を接続し、この突起部を外に出すように全
体を2枚のプラスチックフィルムで挟み、プラスチック
フィルムの周囲を熱シールして密閉する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は薄型の電気二重層コンデ
ンサおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、電極と電解液
の界面に生じる電気二重層を利用した大容量コンデンサ
であり、用途は主にVTR、カメラ、電話機などのマイ
コンやメモリのバックアップである。近年、電子部品の
小型化が強く要求されており、電気二重層コンデンサの
小型化を図るためには、単位重量当たりの容量が大きな
電極材料を開発することと、電極材料の充填密度を向上
させる必要がある。従来の電気二重層コンデンサの分極
性電極としては活性炭粉末または活性炭繊維が用いられ
てきた。これらの分極性電極では粉末間または繊維間の
電気的接続を取るために加圧圧縮されなければならない
ため、大型化および低抵抗化に限界があった。また単位
体積当たりの容量の向上にも限界があった。そこで特に
コンデンサの小型化、薄型化の点から、特願平3−81
262号に開示されているように、活性炭粉末とフェノ
ール樹脂に溶媒を加えて混合したペーストを基板上に成
膜し、熱処理を施すことによって得られる厚さ数十から
数百ミクロンの活性炭厚膜電極が開発された。この活性
炭厚膜を用いた電気二重層コンデンサの構造は、ペース
ト印刷時の基板を導電性基板にしてこれを集電体として
用い、活性炭厚膜の周囲にゴムあるいはプラスチック製
のガスケットを配置し、電解液を封止していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
活性炭厚膜電極を用いた電気二重層コンデンサの構造
は、厚み数百μmの集電体基板上に活性炭厚膜を形成し
たものを2枚用意し、間に厚み数百μmのセパレータを
挟んで活性炭厚膜電極を対向させたものであるため、集
電体基板やセパレータの厚みの分、薄型化に限界があっ
た。また、活性炭厚膜電極を用いた電気二重層コンデン
サは、電解液を含む部品であるので、電解液を封止する
必要があるが、従来の技術に示したような集電体基板間
をガスケットを用いて封止する構造では、基板とガスケ
ットの接着性が悪く、液漏れを起こすことがあった。本
発明の目的は、このような従来の問題点を解決すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、活性炭
厚膜を分極性電極に用いる電気二重層コンデンサにおい
て、絶縁基板上に2つの活性炭厚膜パターンが間隔をあ
けて形成され、該活性炭厚膜パターンは封止された電解
液に浸漬されて一対の分極性電極として機能することを
特徴とする電気二重層コンデンサである。ここで、一対
の分極性電極はそれぞれ櫛形形状で、それぞれの櫛部が
互い違いに位置するように形成された活性炭厚膜パター
ンであることを好適とし、また、絶縁基板と分極性電極
との間には、導電層が形成されていることを好適とす
る。また、本発明の第2は、活性炭厚膜が一対の分極性
電極として同一もしくは別々の基板上に形成され、各分
極性電極に端子取り出しのための突起部を有する導電体
が接続された電気二重層コンデンサの製造方法であっ
て、突起部を外に出すように全体を2枚のプラスチック
フィルムで挟み、該プラスチックフィルムの周囲を熱シ
ールで密閉することを特徴とする電気二重層コンデンサ
の製造方法であある。さらに、本発明の第3は、上記の
製造方法によって得られる電気二重層コンデンサが少な
くとも2つ以上直列に接続されていることを特徴とする
電気二重層コンデンサである。
【0005】
【作用】活性炭厚膜を分極性電極に用いた電気二重層コ
ンデンサにおいて、絶縁基板上の同一平面内にスペース
をあけて一対の分極性電極を形成することにより非常に
薄型の電気二重層コンデンサが得られる。また、それぞ
れの分極性電極を櫛形とし、櫛部が互い違いに位置する
ように形成することにより、両極の対向面積が増加し電
解液の抵抗を低減できる。また、絶縁基板と活性炭厚膜
の間に集電体として機能する導電層を形成することによ
りコンデンサの等価直列抵抗を低減することができる。
さらに、従来の活性炭厚膜電極を用いた電気二重層コン
デンサは、集電体基板間をガスケットを用いて封止する
構造であったため、基板とガスケットの接着性が悪く液
漏れを起こすという問題点があったが、本発明によれ
ば、それぞれの分極性電極に端子取り出しのための突起
部を有する集電体を接続し、該突起部を外に出すように
全体を2枚のプラスチックフィルムで挟み、該プラスチ
ックフィルムの周囲を熱シールして密閉することによっ
て、電解液を完全に封止することができる。また、この
密閉型電気二重層コンデンサを端子部で複数個直列接続
することによって、所望の耐電圧の電気二重層コンデン
サが得られる。
【0006】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例1 本実施例の電気二重層コンデンサの構造を図1を用いて
説明する。厚み100μmのアルミナ製絶縁性基板1
に、金の導電性ペーストをスクリーン印刷法を用いて所
定のパターンで厚み10μm塗布し、900℃の熱処理
を行って導電層2とする。次にフェノール系活性炭粉末
とフェノール樹脂粉末(商品名ベルパール(登録商標)
・鐘紡株式会社製)とメチルセロソルブの重量比が70
/30/82になるようにペースト状に混合した。この
ペースト状混合物を集電体となる前記導電層2上に端子
取り出しのための突起部を除いて同一のパターンにスク
リーン印刷法を用いて100μm塗布し、150℃で熱
硬化を行った後、900℃の熱処理を行い活性炭厚膜3
とした。次に図2に示すように全体をプラスチックフィ
ルム4で挟み、端子取り出し部を有する辺を除く三方を
熱シールし、シールされていない口から30wt%硫酸
水溶液を注ぎ、30分間真空中に放置し、活性炭厚膜内
部に電解液を含浸させた。次にシールしていない口を他
の三方と同様に熱シールすることによって密閉型の電気
二重層コンデンサが得られた。
【0007】得られたコンデンサの外観寸法を下に示
す。またこのコンデンサの両極に0.9Vを印加し、1
時間定電圧充電を行った後、1mAで定電流放電させ、
電圧が0.54Vから0.45Vに降下するのに要した
時間から静電容量を求めた。また等価直列抵抗は、1k
Hz、10mAの定電流をこの電気二重層コンデンサに
流し、その時両端に現れる電圧から求めた。それぞれの
測定値を下に示す。 外観寸法 : 80×60×0.4mm3 静電容量 : 4.95F 等価直列抵抗: 0.27Ω
【0008】実施例2 本実施例の電気二重層コンデンサの構造を図3および図
4を用いて説明する。端子取り出しのための突起を有す
るガラス状カーボン基板11に、フェノール系活性炭粉
末とフェノール樹脂粉末(商品名ベルパール(登録商
標)・鐘紡株式会社製)とメチルセロソルブの重量比が
70/30/82のペースト状混合物をスクリーン印刷
法を用いて100μm塗布し、150℃で熱硬化を行っ
た後、900℃の熱処理を行い活性炭厚膜3とした。こ
のようなガラス状基板と一体の活性炭厚膜を2枚作製
し、図3に示すように、活性炭厚膜が形成された面が内
側になるようにして、間に厚さ100μmのポリエチレ
ン製セパレータ5を挟んで対向させる。次に図4に示す
ように全体をプラスチックフィルム4(軟質塩化ビニ
ル)で挟み、端子取り出し部を有する辺を除く三方を熱
シールし、シールされていない開口部から30wt%硫
酸水溶液を注ぎ、30分間真空中に放置し、活性炭厚膜
内部に電解液を含浸させた。次にシールしていない開口
部を他の三方と同様に熱シールすることによって密閉型
の電気二重層コンデンサが得られた。
【0009】得られたコンデンサの外観寸法を下に示
す。またこのコンデンサを10個作製し、静電容量及び
等価直列抵抗を求めた平均値を下に示す。静電容量は両
極に0.9Vを印加し、1時間定電圧充電を行った後、
1mAで定電流放電させ、電圧が0.54Vから0.4
5Vに降下するのに要した時間から求めた。また等価直
列抵抗は、1kHz、10mAの定電流をこの電気二重
層コンデンサに印加し、その時両端に現れる電圧から求
めた。 外観寸法 : 50×60×0.9mm3 静電容量 : 11.2F 等価直列抵抗: 0.024Ω これらのコンデンサはいずれも電圧印加時においても液
漏れは見られず、完全な密閉型の電気二重層コンデンサ
が得られることがわかった。
【0010】実施例3 実施例2に示した密閉型電気二重層コンデンサを6個作
製し、端子部を順に金属製クリップ6を用いて直列接続
した。図5は、この電気二重層コンデンサを上から見た
説明図である。得られたコンデンサの静電容量及び等価
直列抵抗を測定した結果を下に示す。静電容量は両極に
5.0Vを印加し、1時間定電圧充電を行った後、1m
Aで定電流放電させ、電圧が0.54Vから0.45V
に降下するのに要した時間から求めた。また等価直列抵
抗は、1kHz、10mAの定電流をこの電気二重層コ
ンデンサに印加し、その時両端に現れる電圧から求め
た。 外観寸法 : 50×60×6.1mm3 静電容量 : 1.7F 等価直列抵抗: 0.411Ω
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一対の分極性電極を同一平面内に形成することにより、
超薄型の電気二重層コンデンサが得られた、またその分
極性電極を櫛形とすることにより電解液の抵抗を低減化
できる。また、本発明によれば、プラスチックフィルム
の周辺を熱シールすることにより、確実に封止された薄
型密閉型の電気二重層コンデンサが得られ、またこの密
閉型コンデンサを複数個端子部で直列接続することによ
って所望の耐電圧の電気二重層コンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電気二重層コンデンサの製造方法
の一例の説明図である。
【図2】本発明による電気二重層コンデンサの製造方法
の一例の説明図である。
【図3】本発明のプラスチックフィルムの周辺部を熱シ
ールすることによって得られる密閉型電気二重層コンデ
ンサの製造方法の一例の説明図である。
【図4】本発明のプラスチックフィルムの周辺部を熱シ
ールすることによって得られる密閉型電気二重層コンデ
ンサの製造方法の一例の説明図である。
【図5】本発明のプラスチックフィルムの周辺部を熱シ
ールしたコンデンサを6個直列接続した電気二重層コン
デンサを上から見た説明図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基板 2 導電層 3 活性炭厚膜 4 プラスチックフィルム 5 セパレータ 6 金属製クリップ 11 ガラス状カーボン基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭厚膜を分極性電極に用いる電気二
    重層コンデンサにおいて、絶縁基板上に2つの活性炭厚
    膜パターンが間隔をあけて形成され、該活性炭厚膜パタ
    ーンは封止された電解液に浸漬されて一対の分極性電極
    として機能することを特徴とする電気二重層コンデン
    サ。
  2. 【請求項2】 一対の分極性電極がそれぞれ櫛形形状
    で、それぞれの櫛部が互い違いに位置するように形成さ
    れた活性炭厚膜パターンである請求項1記載の電気二重
    層コンデンサ。
  3. 【請求項3】 絶縁基板と分極性電極との間に、導電層
    が形成されている請求項1または2記載の電気二重層コ
    ンデンサ。
  4. 【請求項4】 活性炭厚膜が一対の分極性電極として同
    一もしくは別々の基板上に形成され、各分極性電極に端
    子取り出しのための突起部を有する導電体が接続された
    電気二重層コンデンサの製造方法であって、突起部を外
    に出すように全体を2枚のプラスチックフィルムで挟
    み、該プラスチックフィルムの周囲を熱シールで密閉す
    ることを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の製造方法によって得られ
    る電気二重層コンデンサが少なくとも2つ以上直列に接
    続されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
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