JPH0574657A - 電気二重層コンデンサとその製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサとその製造方法Info
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- JPH0574657A JPH0574657A JP3261332A JP26133291A JPH0574657A JP H0574657 A JPH0574657 A JP H0574657A JP 3261332 A JP3261332 A JP 3261332A JP 26133291 A JP26133291 A JP 26133291A JP H0574657 A JPH0574657 A JP H0574657A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体活性炭および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の信頼性を高め、薄型化を
実現する。 【構成】 集電体６，７にガラス状カ―ボンを用いる。 【効果】 従来の黒鉛基板や導電性セラミックス基板に
比べて、薄型で、液体および気体の遮断性に優れている
ため信頼性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
用いた電気二重層コンデンサの信頼性を高め、薄型化を
実現する。 【構成】 集電体６，７にガラス状カ―ボンを用いる。 【効果】 従来の黒鉛基板や導電性セラミックス基板に
比べて、薄型で、液体および気体の遮断性に優れている
ため信頼性の高い電気二重層コンデンサが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気二重層コンデンサと
その製造方法に関するものである。
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用である。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せなければならない
ため、大型化、電気二重層コンデンサの低抵抗化に限界
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。これらの問題点を解決する分極性電極が近年開
発されるに至った。例えば、特願平３−８１２６２号に
開示されているように、活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉
末の混合物を加熱加圧下で金型成型し、さらに熱処理す
ることにより得られる活性炭／ポリアセン系材料複合体
がこれに適した分極性電極であることが見い出されてい
る。また、特開昭６４−２３１４号公報に開示されてい
るように、活性炭粉末または活性炭繊維とコ―ルタ―ル
またはピッチを混合し非酸化製雰囲気中で熱処理するこ
とにより得られる活性炭粉末あるいは活性炭繊維と炭素
質から構成される電極もある。また、特開昭６２−２９
２６１２号公報に開示されているような粘結性を有する
石炭を型枠に入れ固化温度以上で乾留焼成後、水蒸気賦
活して得られるような固体活性炭も電気二重層コンデン
サの分極性電極として使用することができる。さらに、
特開平３−７８２２１号公報に開示されているように、
活性炭粉末を高温、加圧下でパルス状電圧を印加して活
性炭粉末を焼結せしめることにより得られる固体活性炭
も電気二重層コンデンサの分極性電極として使用するこ
とができる。これらいずれの方法によっても固体活性炭
が得られることは周知となっている。
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用である。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せなければならない
ため、大型化、電気二重層コンデンサの低抵抗化に限界
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。これらの問題点を解決する分極性電極が近年開
発されるに至った。例えば、特願平３−８１２６２号に
開示されているように、活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉
末の混合物を加熱加圧下で金型成型し、さらに熱処理す
ることにより得られる活性炭／ポリアセン系材料複合体
がこれに適した分極性電極であることが見い出されてい
る。また、特開昭６４−２３１４号公報に開示されてい
るように、活性炭粉末または活性炭繊維とコ―ルタ―ル
またはピッチを混合し非酸化製雰囲気中で熱処理するこ
とにより得られる活性炭粉末あるいは活性炭繊維と炭素
質から構成される電極もある。また、特開昭６２−２９
２６１２号公報に開示されているような粘結性を有する
石炭を型枠に入れ固化温度以上で乾留焼成後、水蒸気賦
活して得られるような固体活性炭も電気二重層コンデン
サの分極性電極として使用することができる。さらに、
特開平３−７８２２１号公報に開示されているように、
活性炭粉末を高温、加圧下でパルス状電圧を印加して活
性炭粉末を焼結せしめることにより得られる固体活性炭
も電気二重層コンデンサの分極性電極として使用するこ
とができる。これらいずれの方法によっても固体活性炭
が得られることは周知となっている。
【０００３】しかしながら、上述の固体活性炭はいずれ
も成型加工であるため厚さ１ｍｍ以下の加工が難しく、
そのため小型化、薄型化の点で限界があった。そこで、
特願平３−８１２６２号に開示されているように、活性
炭粉末とフェノ―ル樹脂に溶媒を加えて混合したペ―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。また、活性炭厚膜成膜時の基板として導電性基板
あるいは導電性フィルムを用い、そのままこの基板を集
電体として機能させることによって、集電体と一体の活
性炭厚膜電極が得られ、集電体と分極性電極との接触抵
抗が低減されるために、等価直列抵抗の低い電気二重層
コンデンサが得られる。
も成型加工であるため厚さ１ｍｍ以下の加工が難しく、
そのため小型化、薄型化の点で限界があった。そこで、
特願平３−８１２６２号に開示されているように、活性
炭粉末とフェノ―ル樹脂に溶媒を加えて混合したペ―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。また、活性炭厚膜成膜時の基板として導電性基板
あるいは導電性フィルムを用い、そのままこの基板を集
電体として機能させることによって、集電体と一体の活
性炭厚膜電極が得られ、集電体と分極性電極との接触抵
抗が低減されるために、等価直列抵抗の低い電気二重層
コンデンサが得られる。
【０００４】これらの固体活性炭あるいは活性炭厚膜を
分極性電極とした電気二重層コンデンサの集電体に要求
されることは、電気抵抗率が低いことだけでなく、液体
および気体の遮断性が高いこと等が挙げられる。また、
集電体基板と一体の活性炭厚膜電極を用いた電気二重層
コンデンサにおいては、小型化のためにはできるだけ薄
い基板が望まれるため、基板は薄く加工でき、なおかつ
十分な強度を有することと、活性炭厚膜との接着性に優
れていることが要求される。一方、これらの固体活性炭
あるいは活性炭厚膜を分極性電極とした電気二重層コン
デンサの集電体として、特願平３−８１２６２号で開示
されているように、カ―ボン材料のうち等方性黒鉛また
は導電性セラミックスのうち金属窒化物、金属炭化物、
金属ホウ化物が公知となっている。
分極性電極とした電気二重層コンデンサの集電体に要求
されることは、電気抵抗率が低いことだけでなく、液体
および気体の遮断性が高いこと等が挙げられる。また、
集電体基板と一体の活性炭厚膜電極を用いた電気二重層
コンデンサにおいては、小型化のためにはできるだけ薄
い基板が望まれるため、基板は薄く加工でき、なおかつ
十分な強度を有することと、活性炭厚膜との接着性に優
れていることが要求される。一方、これらの固体活性炭
あるいは活性炭厚膜を分極性電極とした電気二重層コン
デンサの集電体として、特願平３−８１２６２号で開示
されているように、カ―ボン材料のうち等方性黒鉛また
は導電性セラミックスのうち金属窒化物、金属炭化物、
金属ホウ化物が公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】集電体材料は十分な強
度を有することと、液体および気体を通さない緻密性、
電解液に対する耐薬品性、および低い抵抗率が要求され
る。また、集電体基板あるいは集電体フィルムと一体で
ある活性炭厚膜を分極性電極とした電気二重層コンデン
サにおいては、導電性基板あるいは導電性フィルムは薄
いほど小型化が可能であるため、薄く加工でき、なおか
つ十分な強度を有することが要求される。しかし、等方
性黒鉛は脆い材料であるうえ、気孔率が十数％と緻密性
に欠けるため液体および気体の遮断性が悪く、炭素粉末
の遊離があるため漏れ電流の原因になる等の問題があ
り、導電性セラミックスは高価である。また、等方性黒
鉛、導電性セラミックス共に厚さ０．５ｍｍ以下に加工
することが困難であるという問題があり、全ての条件を
満たす材料は未だ得られていない。また、集電体基板あ
るいは集電体フィルムと一体である活性炭厚膜を分極性
電極とした電気二重層コンデンサにおいては、導電性基
板あるいは導電性フィルムと活性炭厚膜が十分な強度で
接着していることが必要であるが、基板あるいはフィル
ムの表面状態によっては接着力が弱く、剥がれるという
問題がある。本発明の目的は以上のような従来の問題点
を解決することにある。
度を有することと、液体および気体を通さない緻密性、
電解液に対する耐薬品性、および低い抵抗率が要求され
る。また、集電体基板あるいは集電体フィルムと一体で
ある活性炭厚膜を分極性電極とした電気二重層コンデン
サにおいては、導電性基板あるいは導電性フィルムは薄
いほど小型化が可能であるため、薄く加工でき、なおか
つ十分な強度を有することが要求される。しかし、等方
性黒鉛は脆い材料であるうえ、気孔率が十数％と緻密性
に欠けるため液体および気体の遮断性が悪く、炭素粉末
の遊離があるため漏れ電流の原因になる等の問題があ
り、導電性セラミックスは高価である。また、等方性黒
鉛、導電性セラミックス共に厚さ０．５ｍｍ以下に加工
することが困難であるという問題があり、全ての条件を
満たす材料は未だ得られていない。また、集電体基板あ
るいは集電体フィルムと一体である活性炭厚膜を分極性
電極とした電気二重層コンデンサにおいては、導電性基
板あるいは導電性フィルムと活性炭厚膜が十分な強度で
接着していることが必要であるが、基板あるいはフィル
ムの表面状態によっては接着力が弱く、剥がれるという
問題がある。本発明の目的は以上のような従来の問題点
を解決することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は、固体活
性炭を分極性電極とした電気二重層コンデンサにおい
て、集電体としてガラス状カ―ボンを用いることを特徴
とする電気二重層コンデンサである。本発明の第２は、
導電性基板あるいは導電性フィルム上に成膜された活性
炭厚膜を分極性電極とし、該導電性基板あるいは導電性
フィルムは集電体として機能する電気二重層コンデンサ
において、導電性基板あるいは導電性フィルムにガラス
状カ―ボンを用いることを特徴とする電気二重層コンデ
ンサである。また、第２の発明による電気二重層コンデ
ンサの製造方法は、活性炭厚膜を成膜する前に、ガラス
状カ―ボン基板あるいはガラス状カ―ボンフィルムの表
面を賦活する工程を有することを特徴とする。
性炭を分極性電極とした電気二重層コンデンサにおい
て、集電体としてガラス状カ―ボンを用いることを特徴
とする電気二重層コンデンサである。本発明の第２は、
導電性基板あるいは導電性フィルム上に成膜された活性
炭厚膜を分極性電極とし、該導電性基板あるいは導電性
フィルムは集電体として機能する電気二重層コンデンサ
において、導電性基板あるいは導電性フィルムにガラス
状カ―ボンを用いることを特徴とする電気二重層コンデ
ンサである。また、第２の発明による電気二重層コンデ
ンサの製造方法は、活性炭厚膜を成膜する前に、ガラス
状カ―ボン基板あるいはガラス状カ―ボンフィルムの表
面を賦活する工程を有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】集電体にガラス状カ―ボンを用いると、ガラス
状カ―ボンは導電性セラミックスに比べて安価なうえ、
緻密な等方性組織のため液体、気体の遮断性が高く、耐
薬品性にも優れ、黒鉛基板等に比べて炭素粉末の遊離も
ないため、漏れ電流が小さく信頼性の優れた電気二重層
コンデンサが得られる。集電体基板あるいは集電体フィ
ルムと一体である活性炭厚膜を分極性電極とした電気二
重層コンデンサにおいて、集電体である導電性基板ある
いは導電性フィルムとしてガラス状カ―ボンを用いる
と、等方性黒鉛あるいは導電性セラミックスでは厚さが
０．５ｍｍ以下に加工することが難しいのに比べて、厚
さ０．０１ｍｍから１．０ｍｍのフィルムが得られるた
め、非常に薄型の電気二重層コンデンサが得られる。ま
た、ガラス状カ―ボン基板あるいはガラス状カ―ボンフ
ィルムの表面を賦活することにより、基板あるいはフィ
ルムの表面に凹凸が形成され、活性炭厚膜との接着性が
向上する。ガラス状カ―ボンは、セルロ―スまたはフル
フリルアルコ―ルやフェノ―ルホルムアルデヒド樹脂等
を熱処理して得られるものや、特開昭６３−１６１０１
０号公報に開示されているように、ポリカルボジイミド
樹脂を熱処理して得られるものを用いる。
状カ―ボンは導電性セラミックスに比べて安価なうえ、
緻密な等方性組織のため液体、気体の遮断性が高く、耐
薬品性にも優れ、黒鉛基板等に比べて炭素粉末の遊離も
ないため、漏れ電流が小さく信頼性の優れた電気二重層
コンデンサが得られる。集電体基板あるいは集電体フィ
ルムと一体である活性炭厚膜を分極性電極とした電気二
重層コンデンサにおいて、集電体である導電性基板ある
いは導電性フィルムとしてガラス状カ―ボンを用いる
と、等方性黒鉛あるいは導電性セラミックスでは厚さが
０．５ｍｍ以下に加工することが難しいのに比べて、厚
さ０．０１ｍｍから１．０ｍｍのフィルムが得られるた
め、非常に薄型の電気二重層コンデンサが得られる。ま
た、ガラス状カ―ボン基板あるいはガラス状カ―ボンフ
ィルムの表面を賦活することにより、基板あるいはフィ
ルムの表面に凹凸が形成され、活性炭厚膜との接着性が
向上する。ガラス状カ―ボンは、セルロ―スまたはフル
フリルアルコ―ルやフェノ―ルホルムアルデヒド樹脂等
を熱処理して得られるものや、特開昭６３−１６１０１
０号公報に開示されているように、ポリカルボジイミド
樹脂を熱処理して得られるものを用いる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例１ フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉末（商品名
ベルパ―ル：鐘紡株式会社製登録商標）の重量比が７０
／３０になるように秤量し、ボ―ルミルにて乾式混合を
行った。この混合粉末１０ｇを１５０℃、１００ｋｇ／
ｃｍ2の圧力で１０分間、金型成型し、５０×３５ｍ
ｍ2、厚さ６ｍｍの活性炭含有フェノ―ル樹脂板を得
た。これを電気炉中、Ｎ2雰囲気下で９００℃で２時間
熱処理を行った。昇降温速度は１０℃／ｈとした。得ら
れた固体活性炭の寸法は４７×３３×６ｍｍ3の直方体
であり、分極性電極となる。ガラス状カ―ボン製集電体
（フェノ―ルホルムアルデヒド樹脂を原料としたガラス
状カ―ボン・鐘紡株式会社製）は一部に円筒形の突起が
設けてあり、円筒形の突起部にはネジ穴が設けてある。
これらをカ―ボン系導電性接着剤で一体化した。導電性
接着剤をガラス状カ―ボン製集電体に塗布し、分極性電
極と接着し、１５０℃で３０分間熱硬化した。この後、
電気炉中、Ｎ2雰囲気下で８００℃で３０分間熱処理を
行い、導電性接着剤を炭化した。
ベルパ―ル：鐘紡株式会社製登録商標）の重量比が７０
／３０になるように秤量し、ボ―ルミルにて乾式混合を
行った。この混合粉末１０ｇを１５０℃、１００ｋｇ／
ｃｍ2の圧力で１０分間、金型成型し、５０×３５ｍ
ｍ2、厚さ６ｍｍの活性炭含有フェノ―ル樹脂板を得
た。これを電気炉中、Ｎ2雰囲気下で９００℃で２時間
熱処理を行った。昇降温速度は１０℃／ｈとした。得ら
れた固体活性炭の寸法は４７×３３×６ｍｍ3の直方体
であり、分極性電極となる。ガラス状カ―ボン製集電体
（フェノ―ルホルムアルデヒド樹脂を原料としたガラス
状カ―ボン・鐘紡株式会社製）は一部に円筒形の突起が
設けてあり、円筒形の突起部にはネジ穴が設けてある。
これらをカ―ボン系導電性接着剤で一体化した。導電性
接着剤をガラス状カ―ボン製集電体に塗布し、分極性電
極と接着し、１５０℃で３０分間熱硬化した。この後、
電気炉中、Ｎ2雰囲気下で８００℃で３０分間熱処理を
行い、導電性接着剤を炭化した。
【０００９】次に本実施例で作製した電気二重層コンデ
ンサの構造を図５を用いて次に説明する。図において、
（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。上述した
集電体５２を一体化した分極性電極５１を片側電極とし
て同じ構成の片側電極をもう一つ用意し、厚さ２５μｍ
のポリプロピレン製セパレ―タ５３を挟んで向かい合わ
せた。これらをポリプロピレン製容器蓋５４ｂにエポキ
シ樹脂をシ―リング剤として接着封止した。分極性電極
５１に電解液を含浸させるために、全体を真空にした
後、ポリプロピレン製容器５４ａに電解液を注入しなが
ら、上述した２つの分極性電極５１を挿入した。電解液
としては、３０ｗｔ％の硫酸水溶液を用いた。ポリプロ
ピレン製容器５４ａと容器蓋５４ｂの封止断面の４つの
角とも封止が行い易いように外周で半径４ｍｍに角を丸
めてある。この蓋５４ｂと容器５４ａを出力１２００
Ｗ、周波数２１ｋＨｚの超音波融着機により封止した。
超音波融着の条件は、融着前および融着中１．０ｋｇ／
ｃｍ2の加圧、加圧後発振、融着時間０．５秒とした。
封止した容器５４ａの蓋５４ｂの外側からネジが切って
あるステンレス製端子５６を接続した。このようにして
本発明の電気二重層コンデンサを試作した。
ンサの構造を図５を用いて次に説明する。図において、
（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。上述した
集電体５２を一体化した分極性電極５１を片側電極とし
て同じ構成の片側電極をもう一つ用意し、厚さ２５μｍ
のポリプロピレン製セパレ―タ５３を挟んで向かい合わ
せた。これらをポリプロピレン製容器蓋５４ｂにエポキ
シ樹脂をシ―リング剤として接着封止した。分極性電極
５１に電解液を含浸させるために、全体を真空にした
後、ポリプロピレン製容器５４ａに電解液を注入しなが
ら、上述した２つの分極性電極５１を挿入した。電解液
としては、３０ｗｔ％の硫酸水溶液を用いた。ポリプロ
ピレン製容器５４ａと容器蓋５４ｂの封止断面の４つの
角とも封止が行い易いように外周で半径４ｍｍに角を丸
めてある。この蓋５４ｂと容器５４ａを出力１２００
Ｗ、周波数２１ｋＨｚの超音波融着機により封止した。
超音波融着の条件は、融着前および融着中１．０ｋｇ／
ｃｍ2の加圧、加圧後発振、融着時間０．５秒とした。
封止した容器５４ａの蓋５４ｂの外側からネジが切って
あるステンレス製端子５６を接続した。このようにして
本発明の電気二重層コンデンサを試作した。
【００１０】得られた電気二重層コンデンサの静電容量
と等価直列抵抗を測定した。電気二重層コンデンサの両
極の間に０．９Ｖを印加し、６時間定電圧充電を行い、
１００ｍＡ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、電気二重層
コンデンサの容量を求めた。また、交流四端子法により
これらの電気二重層コンデンサのインピ―ダンスを測定
した。入力信号電圧を１０ｍＶrmsとし、１ｋＨｚの時
のインピ―ダンスの実数部を等価直列抵抗とした。これ
らの電気二重層コンデンサの静電容量と等価直列抵抗の
測定結果を次にまとめる。 コンデンサ特性（０．９Ｖ耐圧） 静電容量 ：９８４Ｆ 等価直列抵抗：０．０３８Ω また、コンデンサに０．９Ｖ定電圧を印加して３時間後
にコンデンサを流れる電流を漏れ電流として測定した結
果、等方性黒鉛を集電体に用いたコンデンサでは２０．
１ｍＡであったのに対し、ガラス状カ―ボンを集電体に
用いたコンデンサでは９．３ｍＡであった。
と等価直列抵抗を測定した。電気二重層コンデンサの両
極の間に０．９Ｖを印加し、６時間定電圧充電を行い、
１００ｍＡ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、電気二重層
コンデンサの容量を求めた。また、交流四端子法により
これらの電気二重層コンデンサのインピ―ダンスを測定
した。入力信号電圧を１０ｍＶrmsとし、１ｋＨｚの時
のインピ―ダンスの実数部を等価直列抵抗とした。これ
らの電気二重層コンデンサの静電容量と等価直列抵抗の
測定結果を次にまとめる。 コンデンサ特性（０．９Ｖ耐圧） 静電容量 ：９８４Ｆ 等価直列抵抗：０．０３８Ω また、コンデンサに０．９Ｖ定電圧を印加して３時間後
にコンデンサを流れる電流を漏れ電流として測定した結
果、等方性黒鉛を集電体に用いたコンデンサでは２０．
１ｍＡであったのに対し、ガラス状カ―ボンを集電体に
用いたコンデンサでは９．３ｍＡであった。
【００１１】実施例２ 図１に本実施例の電気二重層コンデンサの断面図を示
す。まず、図２および図３を用いて分極性電極の作製方
法を示す。フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉
末（商品名ベルパ―ル：鐘紡株式会社製登録商標）とメ
チルセロソルブの重量比が７０／３０／８２になるよう
にペ―スト状に混合した。このペ―スト状混合物を２０
０メッシュのステンレス製スクリ―ンを用いて、図２に
示すように、面積５０×５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍの
ガラス状カ―ボン基板６（ポリカルボジイミド樹脂を原
料としたガラス状カ―ボン・日清紡績株式会社製）の片
面に４０×４０ｍｍ2の面積に印刷し、オ―ブン中、１
５０℃で３０分間熱硬化させた。また、図３に示すよう
に、面積５０×５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍのガラス状
カ―ボン基板７の両面に図２と同様の熱硬化膜を形成し
た。これらを電気炉中、Ｎ2雰囲気下で９００℃、２時
間熱処理を行い、活性炭厚膜８を作製した。昇降温速度
は１００℃／ｈとした。これらの活性炭厚膜に３０ｗｔ
％硫酸水溶液を滴下し１時間真空含浸を行い、活性炭厚
膜内部に電解質溶液を含浸させた。
す。まず、図２および図３を用いて分極性電極の作製方
法を示す。フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉
末（商品名ベルパ―ル：鐘紡株式会社製登録商標）とメ
チルセロソルブの重量比が７０／３０／８２になるよう
にペ―スト状に混合した。このペ―スト状混合物を２０
０メッシュのステンレス製スクリ―ンを用いて、図２に
示すように、面積５０×５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍの
ガラス状カ―ボン基板６（ポリカルボジイミド樹脂を原
料としたガラス状カ―ボン・日清紡績株式会社製）の片
面に４０×４０ｍｍ2の面積に印刷し、オ―ブン中、１
５０℃で３０分間熱硬化させた。また、図３に示すよう
に、面積５０×５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍのガラス状
カ―ボン基板７の両面に図２と同様の熱硬化膜を形成し
た。これらを電気炉中、Ｎ2雰囲気下で９００℃、２時
間熱処理を行い、活性炭厚膜８を作製した。昇降温速度
は１００℃／ｈとした。これらの活性炭厚膜に３０ｗｔ
％硫酸水溶液を滴下し１時間真空含浸を行い、活性炭厚
膜内部に電解質溶液を含浸させた。
【００１２】次に、図２の構造の活性炭厚膜８が形成さ
れたガラス状カ―ボン基板６の活性炭厚膜側に、５０×
５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍのブチルゴムシ―トから中
心部４０×４０ｍｍ2を切りとったガスケット５を貼り
合わせたものを１枚、ブチルゴム製ガスケット５のない
ものを１枚用意した。図３の構造の活性炭厚膜８が形成
されたガラス状カ―ボン基板７の片側に同様にブチルゴ
ム製ガスケット５を貼り合わせたものを５組用意した。
次に図１に示すように、図２の構造のガラス状カ―ボン
基板６上活性炭厚膜（分極性電極）８を分極性電極が内
側になるように両端に配置し、その間に図３の構造のガ
ラス状カ―ボン基板７上分極性電極８と、３０ｗｔ％硫
酸水溶液を浸した厚さ１１０μｍのポリエチレン製セパ
レ―タ４を交互に挟み、全体を加熱加圧することによ
り、ブチルゴム製ガスケット５とガラス状カ―ボン基板
７を貼り合わせ、さらに外側から耐硫酸性エポキシ樹脂
を塗り込むことによって封止した。
れたガラス状カ―ボン基板６の活性炭厚膜側に、５０×
５０ｍｍ2、厚さ０．２ｍｍのブチルゴムシ―トから中
心部４０×４０ｍｍ2を切りとったガスケット５を貼り
合わせたものを１枚、ブチルゴム製ガスケット５のない
ものを１枚用意した。図３の構造の活性炭厚膜８が形成
されたガラス状カ―ボン基板７の片側に同様にブチルゴ
ム製ガスケット５を貼り合わせたものを５組用意した。
次に図１に示すように、図２の構造のガラス状カ―ボン
基板６上活性炭厚膜（分極性電極）８を分極性電極が内
側になるように両端に配置し、その間に図３の構造のガ
ラス状カ―ボン基板７上分極性電極８と、３０ｗｔ％硫
酸水溶液を浸した厚さ１１０μｍのポリエチレン製セパ
レ―タ４を交互に挟み、全体を加熱加圧することによ
り、ブチルゴム製ガスケット５とガラス状カ―ボン基板
７を貼り合わせ、さらに外側から耐硫酸性エポキシ樹脂
を塗り込むことによって封止した。
【００１３】次に図４にその外観を示すように、外側の
ガラス状カ―ボン基板側にそれぞれ端子取り出し用突起
部を有する厚さ０．３ｍｍのステンレス板１０を導電性
接着剤を用いて接着し、全体を絶縁性フィルムで絶縁し
た後、厚さ０．２ｍｍのステンレス製ケ―ス１１に収納
した。このコンデンサの外観寸法およびコンデンサ特性
を次にまとめて記す。なお、コンデンサの静電容量は、
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３．０Ｖから２．５Ｖ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
デンサに流し、その時両端に現れる電圧から求めた。 外観寸法 縦 ：５０．５ｍｍ 横 ：５０．０ｍｍ 高さ： ４．０ｍｍ コンデンサ特性（５Ｖ耐圧） 静電容量 ：２．１Ｆ 等価直列抵抗：０．０４Ω また、コンデンサに５Ｖ定電圧を印加して３０分後にコ
ンデンサを流れる電流を漏れ電流として測定した結果、
等方性黒鉛基板を用いたコンデンサでは０．７６１ｍＡ
であったのに対し、ガラス状カ―ボン基板を用いたコン
デンサでは０．０８４ｍＡで、等方性黒鉛基板の場合の
１０分の１程度であった。
ガラス状カ―ボン基板側にそれぞれ端子取り出し用突起
部を有する厚さ０．３ｍｍのステンレス板１０を導電性
接着剤を用いて接着し、全体を絶縁性フィルムで絶縁し
た後、厚さ０．２ｍｍのステンレス製ケ―ス１１に収納
した。このコンデンサの外観寸法およびコンデンサ特性
を次にまとめて記す。なお、コンデンサの静電容量は、
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３．０Ｖから２．５Ｖ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
デンサに流し、その時両端に現れる電圧から求めた。 外観寸法 縦 ：５０．５ｍｍ 横 ：５０．０ｍｍ 高さ： ４．０ｍｍ コンデンサ特性（５Ｖ耐圧） 静電容量 ：２．１Ｆ 等価直列抵抗：０．０４Ω また、コンデンサに５Ｖ定電圧を印加して３０分後にコ
ンデンサを流れる電流を漏れ電流として測定した結果、
等方性黒鉛基板を用いたコンデンサでは０．７６１ｍＡ
であったのに対し、ガラス状カ―ボン基板を用いたコン
デンサでは０．０８４ｍＡで、等方性黒鉛基板の場合の
１０分の１程度であった。
【００１４】実施例１、実施例２とも測定後コンデンサ
を分解したところ、黒鉛からは炭素粒子の遊離がみられ
たが、ガラス状カ―ボンからはみられなかったことか
ら、ガラス状カ―ボンを用いることによって、炭素粒子
の遊離による漏れ電流を防げることがわかった。実施例
では、ガラス状カ―ボンとして、フェノールホルムアル
デヒド樹脂およびポリカルボジイミド樹脂を原料とした
ものを用いたが、セルロ―スまたはフルフリルアルコ―
ル等を原料として熱処理したものを用いた場合もほぼ同
様の特性が得られる。また、分極性電極として、活性炭
粉末とフェノ―ル樹脂粉末を熱処理して得られる固体活
性炭を用いたが、従来技術で述べたようなその他の固体
活性炭を用いても同様の効果が得られる。
を分解したところ、黒鉛からは炭素粒子の遊離がみられ
たが、ガラス状カ―ボンからはみられなかったことか
ら、ガラス状カ―ボンを用いることによって、炭素粒子
の遊離による漏れ電流を防げることがわかった。実施例
では、ガラス状カ―ボンとして、フェノールホルムアル
デヒド樹脂およびポリカルボジイミド樹脂を原料とした
ものを用いたが、セルロ―スまたはフルフリルアルコ―
ル等を原料として熱処理したものを用いた場合もほぼ同
様の特性が得られる。また、分極性電極として、活性炭
粉末とフェノ―ル樹脂粉末を熱処理して得られる固体活
性炭を用いたが、従来技術で述べたようなその他の固体
活性炭を用いても同様の効果が得られる。
【００１５】実施例３ 厚さ０．２ｍｍのガラス状カ―ボン基板（ポリカルボジ
イミド樹脂を原料としたガラス状カ―ボン・日清紡績株
式会社製）を電気炉中、水蒸気を導入しながら９００℃
で１時間賦活を行った。昇降温速度は２００℃／ｈとし
た。賦活後のガラス状カ―ボンの表面は光沢を失い、数
ミクロンのオ―ダ―の凹凸が形成されていることが確か
められた。基板表面の賦活処理を施した基板と、全く処
理していない基板をそれぞれ２１枚ずつ用いて、実施例
２と同様の方法で電気二重層コンデンサを作製した。表
面の賦活処理を行わなかった基板を用いた場合、活性炭
厚膜の熱処理時に１２枚が基板から剥離したが、表面の
賦活処理を行った基板は全てこのような剥離はなかっ
た。
イミド樹脂を原料としたガラス状カ―ボン・日清紡績株
式会社製）を電気炉中、水蒸気を導入しながら９００℃
で１時間賦活を行った。昇降温速度は２００℃／ｈとし
た。賦活後のガラス状カ―ボンの表面は光沢を失い、数
ミクロンのオ―ダ―の凹凸が形成されていることが確か
められた。基板表面の賦活処理を施した基板と、全く処
理していない基板をそれぞれ２１枚ずつ用いて、実施例
２と同様の方法で電気二重層コンデンサを作製した。表
面の賦活処理を行わなかった基板を用いた場合、活性炭
厚膜の熱処理時に１２枚が基板から剥離したが、表面の
賦活処理を行った基板は全てこのような剥離はなかっ
た。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の等方性黒鉛あるいは導電性セラミックスを集電体
に用いた電気二重層コンデンサに比べて、薄型で信頼性
の高い電気二重層コンデンサが提供される。
従来の等方性黒鉛あるいは導電性セラミックスを集電体
に用いた電気二重層コンデンサに比べて、薄型で信頼性
の高い電気二重層コンデンサが提供される。
【図１】本発明の電気二重層コンデンサの一例の断面図
である。
である。
【図２】本発明の電気二重層コンデンサに用いられる活
性炭厚膜分極性電極の一例の断面図である。
性炭厚膜分極性電極の一例の断面図である。
【図３】本発明の電気二重層コンデンサに用いられる活
性炭厚膜分極性電極の一例の断面図である。
性炭厚膜分極性電極の一例の断面図である。
【図４】本発明の電気二重層コンデンサの一例の斜視図
である。
である。
【図５】本発明の電気二重層コンデンサの一例の断面図
である。
である。
４，５３ セパレ―タ ５ ガスケット ６，７ ガラス状カ―ボン基板 ８ 活性炭厚膜 ９ 電気二重層コンデンサ １０ ステンレス
板 １１ ステンレス製ケ―ス ５１ 分極性電極 ５２ 集電体 ５４ａ 容器 ５４ｂ 容器蓋 ５６ 端子
板 １１ ステンレス製ケ―ス ５１ 分極性電極 ５２ 集電体 ５４ａ 容器 ５４ｂ 容器蓋 ５６ 端子
Claims (3)
- 【請求項１】 固体活性炭を分極性電極とした電気二重
層コンデンサにおいて、集電体としてガラス状カ―ボン
を用いることを特徴とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 導電性基板あるいは導電性フィルム上に
成膜された活性炭厚膜を分極性電極とし、該導電性基板
あるいは導電性フィルムは集電体として機能する電気二
重層コンデンサにおいて、導電性基板あるいは導電性フ
ィルムにガラス状カ―ボンを用いることを特徴とする電
気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の電気二重層コンデンサ
の製造方法であって、活性炭厚膜を成膜する前に、ガラ
ス状カ―ボン基板あるいはガラス状カ―ボンフィルムの
表面を賦活する工程を有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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261332A JPH0574657A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気二重層コンデンサとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261332A JPH0574657A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気二重層コンデンサとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574657A true JPH0574657A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17360348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3261332A Pending JPH0574657A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 電気二重層コンデンサとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574657A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5649982A (en) * | 1987-05-21 | 1997-07-22 | Yardney Technical Products, Inc. | Process for manufacturing super capacitor |
| JP2001297938A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nissin Electric Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2016518704A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-23 | マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド | エネルギー蓄積装置用の集電グラファイト膜および電極仕切りリング |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3261332A patent/JPH0574657A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5649982A (en) * | 1987-05-21 | 1997-07-22 | Yardney Technical Products, Inc. | Process for manufacturing super capacitor |
| JP2001297938A (ja) * | 2000-04-13 | 2001-10-26 | Nissin Electric Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2016518704A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-06-23 | マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド | エネルギー蓄積装置用の集電グラファイト膜および電極仕切りリング |
| US10096432B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-10-09 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrode graphite film and electrode divider ring for an energy storage device |
| US10818441B2 (en) | 2013-03-14 | 2020-10-27 | Maxwell Technologies, Inc. | Electrode graphite film and electrode divider ring for an energy storage device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980922 |