JPH0562026U - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 板状に加圧成形された活性炭電極に多量の電
解液を速やかに吸収させることができるようにする。 【構成】 板状に加圧成形された活性炭電極５にその表
面から裏面に達するスリット５ａを適宜な線状パターン
で形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、分極性電極として板状に加圧成形された活性炭電極を用いる電気 二重層コンデンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

平板形ケーシング構造の電気二重層コンデンサの構成例を図１、図２に示して いる。内面側に導電性フィルム１が接着された２枚の金属板２の間にプラスチッ ク製の円形の枠体３を挾み込むことによって偏平なケーシングが構成され、その 内部に、セパレータ４で２層に分割された活性炭電極５を電解液とともに密封し ている。２枚の金属板２の４隅がプラスチック製のボルト６とナット７で締結さ れている。

【０００３】 導電性フィルム１は活性炭電極５に密着し、集電体として機能する。金属板２ はケーシングの主体であるとともに、外部接続用の端子として機能する。枠体３ は２枚の金属板２の間に挾まれてコンデンサ・セルを密封する封口ガスケットと して機能する。活性炭電極５は、テフロンバインダを加えた活性炭の粉体を加圧 成形して円板形に構成したものである。セパレータ４はポリプロピレンなどのイ オン透過性の多孔性フィルムからなる。電解液は希硫酸などからなり、活性炭電 極５とセパレータ４に十分に含浸させる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

例えば特開平１−１５２７１５号公報にも記載されているように、バインダを 加えて板状に加圧成形された活性炭電極の表面は非常に平滑で、電解液が内部に しみこみにくいという問題がある。電気二重層コンデンサの製造過程において、 活性炭電極に所定量の電解液を接触させて吸収されるのを待つのであるが、電解 液の吸収速度が遅いので待ち時間が非常に長くなるということと、電解液の吸収 性が悪いことから最終的にも活性炭電極の深部まで電解液が行きわたらないとい う問題があった。活性炭電極に十分に電解液が含浸されていないと、コンデンサ の静電容量が設計値よりも低くなってしまう。

【０００５】 そのため特開平１−１５２７１５号公報の技術では、板状に加圧成形された活 性炭電極の表面にエンボス加工などによる傷を形成し、電極内部へ速やかに電解 液が吸収されるようにしている。この技術はもちろん有効である。しかし活性炭 電極の表面の平滑層を傷によって破壊し、表面の電解液吸収性能を高めているだ けなので、活性炭電極の厚みが大きいと十分に深部にまで電解液を吸収させるこ とは困難であった。

【０００６】 この考案は前述した従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、大容量 の電気二重層コンデンサに用いられる厚みの大きな活性炭電極に対しても短時間 で十分な量の電解液を含浸させることができるようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

そこでこの考案では、板状に加圧成形された活性炭電極にその表面から裏面に 達するスリット（切り目）を適宜な線状パターンで形成して電気二重層コンデン サを構成するようにした。

【０００８】

【作用】

前記スリットが形成されている板状の活性炭電極に所定量の電解液を接触させ ると、電極の表面からだけでなくスリット内にも電解液が入り込み、そのスリッ トの断面からも電解液が吸収される。

【０００９】

【実施例】

図１と図２に示す電気二重層コンデンサの基本構造は以下に説明する本考案の 実施例にも共通するものである。この構造の電気二重層コンデンサの製造工程の 一過程を図３に示している。前記の金属板２の中央部の表面に円形の導電性フィ ルム１を熱圧着し、その導電性フィルム１上にテフロンバインダを用いて円板形 に加圧成形した活性炭電極５を熱圧着する。この活性炭電極５にカッターナイフ により図のように十字形のスリット（切り目）５ａをいれる。その後、この活性 炭電極５上に所定量の電解液を接触させる。その電解液は活性炭電極５の表面か ら吸収されるとともにスリット５ａ内に入り込み、スリット５ａの断面からも吸 収される。スリット５ａを形成したことにより電解液の吸収が非常に速くなるの で、吸収の待ち時間が短縮され、図３に示す組立品を２個用いて図１、図２に示 す電気二重層コンデンサを組立てる作業性が向上する。また、スリット５ａは活 性炭電極５の表面から裏面まで達しているので、電極５の厚さが大きくても電極 全体に電解液を十分にしみわたらせることができる。

【００１０】 図４は活性炭電極５に形成するスリット５ａの線状パターンの他の３つの例を 示している。（Ａ）は４５°間隔の放射線状にスリット５ａを形成したものであ り、（Ｂ）は碁盤目状にスリット５ａを形成した例であり、（Ｃ）は同心円状に スリット５ａを形成した例である。このように様々なパターンでスリット５ａを 形成することができる。

【００１１】 ここで、直径２０mm，厚さ１．７mmの円盤状電極５を用い、これにカッターナ イフで図３に示すような十字形のスリット５ａを形成した電極を製作し、１枚の 電極に０．５mlの電解液を、電極全体に均一に行き渡るように加え、電気二重層 コンデンサを組み立てて、静電容量のばらつき，および組み立て後の経過時間と 静電容量との関係を測定した。そして、スリットが形成されていない電極を用い て製作した電気二重層コンデンサについても同様の測定を行い、両者の測定結果 を比較した。

【００１２】 図５は組み立て後１０分経過した電気二重層コンデンサの静電容量のばらつき を示している。十字形のスリット５ａが形成されている電気二重層コンデンサの 方がばらつきが少なく、平均静電容量も高かった。十字形のスリット５ａが形成 されている方を１００とすると、スリット５ａが形成されていない方の平均は７ ０であった。

【００１３】 図６は組み立て後の経過時間と静電容量との関係を示している。十字形のスリ ット５ａが形成されている方は、約２分で静電容量が一定となったのに対し、ス リット５ａが形成されていない方は、組み立て後１０分経過しても、静電容量が 一定とならなかった。なお、図６では、十字形のスリット５ａが形成された電気 二重層コンデンサの静電容量が一定となったときの静電容量の値を１００として 表現している。

【００１４】 以上の結果は、電極５に十字形のスリット５ａを設けることによって、短時間 に多くの電解液を電極５に深く含浸させることができることによる。

【００１５】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、この考案の電気二重層コンデンサでは、板状に加 圧成形された活性炭電極にその表面から裏面に達するスリットが適宜な線状パタ ーンで形成されているので、そのスリットの断面を通して電極の内部に電解液が 速やかに吸収されるとともに、電解液の吸収量が従来より多くなる。従って製造 過程での電解液の吸収待ち時間が短くなり、作業能率が向上するだけでなく、電 解液の吸収量が多いことにより静電容量が大きくなり、製品間での容量のバラツ キも少なくなる。つまり高性能な電気二重層コンデンサを能率良く量産すること 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造の一例を示す
断面図である。

【図２】同上電気二重層コンデンサの斜視図である。

【図３】同上電気二重層コンデンサに本考案を適用した
場合の製造過程を示す斜視図である。

【図４】この考案において電極に形成するスリットのパ
ターンの他の例を示す平面図である。

【図５】電極のスリットの有無による静電容量のばらつ
きを示すグラフである。

【図６】電極のスリットの有無による組み立て後経過時
間と静電容量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 導電性フィルム ２ 金属板 ３ 枠体 ４ セパレータ ５ 活性炭電極 ５ａ スリット ６ プラスチック製ボルト ７ プラスチック製ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中村 光宏 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)考案者 山崎 龍也 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)考案者 高田 和夫 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)考案者 倉林 研 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状に加圧成形された２枚の活性炭電極
   の間にセパレータが挾み込まれるとともに全体に電解液
   が含浸されてケースに収納され、２枚の活性炭電極にそ
   れぞれ集電体が接合された基本構造の電気二重層コンデ
   ンサであって、前記板状の活性炭電極にはその表面から
   裏面に達するスリットが適宜な線状パターンで形成され
   ていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。