JPH06232006A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents

電気二重層キャパシタ

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JPH06232006A
JPH06232006A JP5020051A JP2005193A JPH06232006A JP H06232006 A JPH06232006 A JP H06232006A JP 5020051 A JP5020051 A JP 5020051A JP 2005193 A JP2005193 A JP 2005193A JP H06232006 A JPH06232006 A JP H06232006A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric double
layer capacitor
double layer
resin
paste
Prior art date
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Pending
Application number
JP5020051A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoaki Imoto
清明 井元
Ichiro Aoki
一郎 青木
Seiji Nonaka
誠治 野中
Akihiko Yoshida
昭彦 吉田
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.)
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

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】電解液が水溶液系電解液であり、前記結着剤が
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び多糖類の誘導体から選
ばれる少なくとも一つの物質を含み、かつ前記電極体と
セパレータとが積層された状態で捲回された電気二重層
キャパシタとすることにより、大電流充放電用途に対応
可能な電気二重層キャパシタとする。 【構成】高密度ポリエチレン粉末4gを加熱溶融し、フ
ェノール樹脂系活性炭(比表面積1500m2 /g)6gと
アセチレンブラック2gを添加して混合し、ペーストに
する。このペーストをニッケル棒の外部取り出し電極1
1を備えたニッケルのパンチングメタルの集電体12に
塗布し冷却し、厚さ150μmの分極性電極13を形成
する。次に一対の電極体14をナイロン製不織布のセパ
レータ15を介して捲回し、電解液として30重量%の
水酸化カリウム水溶液を含浸し、ポリエチレン製シート
の外装材16で熱融着封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分極性電極と電解液の
界面に生じる電気二重層に電気エネルギーを蓄積する電
気二重層キャパシタに関する。さらに詳しくは、捲回型
の電気二重層キャパシタに関する。
【0002】
【従来の技術】キャパシタは、一般的に対向した電極を
もち、電極間に誘電体が介在する電気・電子部品であ
る。
【0003】従来の電気二重層キャパシタを図2を用い
て、以下に詳しく説明する。円筒型ポレエチレン製の封
止材21の中央部の内周にポリエチレン製多孔質膜から
なるセパレータ22の外周を熱融着し、前記封止材21
の内部に電解液である硫酸(図示せず。)と活性炭から
なるペーストからなるバルク状分極性電極23を充填
し、封止材21の両端の開口部を導電性ゴムからなる集
電体24で熱融着して封止し、封止材21の外周の中央
部にポリエチレン製封止材25を配し、その両側に外部
取り出し電極を兼ねたステンレス製容器26を配して電
気二重層キャパシタを構成していた(特開昭54−95
360号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の電気二重層キャパシタには以下に挙げる課題があっ
た。
【0005】電気二重層キャパシタの内部抵抗は、電解
液の液抵抗に比例し、集電面積に逆比例する性質がある
が、、従来例の電気二重層キャパシタは、電解液の液抵
抗は小さい反面、バルク状分極性電極を採用しているの
で集電面積が小さく、全体としては内部抵抗が高かっ
た。すなわち、前記のように、従来の電気二重層キャパ
シタは内部抵抗が高く、大電流充放電用途に対応不可能
であった。
【0006】本発明は、前記従来の電気二重層キャパシ
タの課題を解決するもので、大電流充放電用途に対応可
能な電気二重層キャパシタを提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の電気二重層キャパシタは、活性炭材料と結
着剤からなるシート状分極性電極と、集電体と、セパレ
ータと、電解液を構成要素とする電気二重層キャパシタ
であって、前記電解液が水溶液系電解液であり、前記結
着剤が熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び多糖類の誘導体
から選ばれる少なくとも一つの物質を含み、かつ前記電
極体とセパレータとが積層された状態で捲回されている
ことを特徴とする。
【0008】前記構成においては、水溶液系電解液がア
ルカリ性水溶液であることが好ましい。また前記構成に
おいては、結着剤の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び多
糖類の誘導体から選ばれる少なくとも一つの物質が、耐
アルカリ性を有することが好ましい。
【0009】また前記構成においては、熱可塑性樹脂
が、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレン−アクリ
ロニトリルコポリマー、ABS樹脂、ナイロン及びフッ
素樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂であり、熱硬
化性樹脂が、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及びポリカル
ボジイミド樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂であ
り、多糖類の誘導体が、デンプン、セルロース、アルギ
ン酸、キチン、キトサンの誘導体から選ばれる少なくと
も一つの物質であることが好ましい。
【0010】また前記構成においては、集電体が金属の
箔、導電性樹脂のシート、導電性ゴムのシート、カーボ
ン材料から選ばれる少なくとも一つのシートであること
が好ましい。
【0011】また前記構成においては、分極性電極の厚
さが、200μm以下であることが好ましい。
【0012】
【作用】前記した本発明の構成によれば、電解液が水溶
液系電解液であり、前記結着剤が熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂及び多糖類の誘導体から選ばれる少なくとも一つ
の物質を含み、かつ前記電極体とセパレータとが積層さ
れた状態で捲回されていることにより、本発明には以下
の作用がある。
【0013】(1) 電解液が水溶液電解液であるで、電解
液の電導度が高く、電気二重層キャパシタの内部抵抗が
低くなる。 (2) 電極構成が捲回型であるので、集電面積が大きくな
り、電気二重層キャパシタの内部抵抗が低くなる。
【0014】前記構成において、水溶液系電解液がアル
カリ性水溶液であると、内部抵抗の低い電気二重層キャ
パシタとすることができる。また前記構成において、結
着剤の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び多糖類の誘導体
から選ばれる少なくとも一つの物質が、耐アルカリ性を
有するものであると、アルカリ性水溶液系電解液を用い
ても耐久性を発揮できる。
【0015】
【実施例】本発明による一実施例の電気二重層キャパシ
タの断面図を図1に示す。図1において、11は外部取
り出し電極、12は金属箔等の集電体、13は結着剤に
よって集電体の表面に積層コーティングされたシート状
分極性電極、14は前記集電体12とシート状分極性電
極13とから構成される電極体、15は前記電極体14
に重ね合わされたセパレータ、16は外装材である。
【0016】前記実施例において、熱可塑性樹脂が、塩
化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、スチレン−アクリロニト
リルコポリマー、ABS樹脂、ナイロン及びフッ素樹脂
から選ばれる少なくとも一つの樹脂であり、熱硬化性樹
脂が、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及びポリカルボジイ
ミド樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂であり、多
糖類の誘導体が、デンプン、セルロース、アルギン酸、
キチン、キトサンの誘導体から選ばれる少なくとも一つ
の物質であると耐アルカリ性を発揮できる。
【0017】また前記実施例において、集電体が金属の
箔、導電性樹脂のシート、導電性ゴムのシート、カーボ
ン材料から選ばれる少なくとも一つのシートであると内
部抵抗の低い電気二重層キャパシタとすることができ
る。
【0018】また前記実施例において、分極性電極の厚
さが、200μm以下であるとさらに内部抵抗の低い電
気二重層キャパシタとすることができる。
【0019】実施例1 高密度ポリエチレン粉末4gを加熱溶融し、フェノール
樹脂系活性炭(比表面積1500m2 /g)6gとアセチレ
ンブラック2gを添加して混合し、ペーストにする。こ
のペーストをニッケル棒からなる外部取り出し電極11
を備えたニッケルのパンチングメタルからなる集電体1
2に塗布し、冷却し、厚さ150μmの分極性電極13
を形成した。一対の電極体14をナイロン製不織布から
なるセパレータ15を介して捲回し、電解液として30
重量%の水酸化カリウム水溶液を含浸した。最後に、ポ
リエチレン製シートからなる外装材16で熱融着封止し
て電気二重層キャパシタを完成した。
【0020】実施例2 ABS樹脂2gを塩化メチレン50mlに溶解し、フェ
ノール樹脂系活性炭(比表面積m2 /g)6gとアセチ
レンブラック2gを添加して混合し、ペーストにする。
このペーストをニッケル棒からなる外部取り出し電極1
1を備えたニッケルの箔からなる集電体12に塗布乾燥
し、厚さ80μmの分極性電極13を形成した。一対の
電極体14をポリエチレン多孔質膜からなるセパレータ
15を介して捲回し、電解液として30重量%の水酸化
カリウム水溶液を含浸する。最後に、ポリプロピレン製
シートからなる外装材16で熱融着封止して電気二重層
キャパシタを完成した。
【0021】実施例3 ポリカルボジイミド樹脂2gを四塩化炭素50mlに溶
解し、フェノール樹脂系活性炭(比表面積1500m2
g)6gとアセチレンブラック2gを添加して混合し、
ペーストにした。このペーストをニッケル棒からなる外
部取り出し電極11を備えたニッケルのネットからなる
集電体12に塗布乾燥後、200℃で2時間硬化し、厚
さ100μmの分極性電極13を形成した。一対の電極
体14をポリエチレン不織布からなるセパレータ15を
介して捲回し、電解液として30重量%の水酸化カリウ
ム水溶液を含浸した。最後に、ポリプロピレン製シート
からなる外装材16で熱融着封止して電気二重層キャパ
シタを完成した。
【0022】実施例4 エチルセルロースをエタノール50mlに溶解し、フェ
ノール樹脂系活性炭(比表面積1500m2 /g)6gとア
セチレンブラック2gを添加して混合し、ペーストにす
る。このペーストをニッケル棒からなる外部取り出し電
極11を備えたニッケルのネットからなる集電体12に
塗布乾燥し、厚さ60μmの分極性電極13を形成す
る。一対の電極体14をポリエチレン不織布からなるセ
パレータ15を介して捲回し、電解液として30重量%
の水酸化カリウム水溶液を含浸する。最後に、ポリエチ
レン製シートからなる外装材16で熱融着封止して電気
二重層キャパシタを完成する。
【0023】実施例5 キトサンを1%酢酸水溶液50mlに溶解し、フェノー
ル樹脂系活性炭(比表面積1500m2 /g)6gとアセチ
レンブラック2gを添加して混合し、ペーストにする。
このペーストをニッケル棒からなる外部取り出し電極1
1を備えたニッケルのネットからなる集電体12に塗布
乾燥し、厚さ70μmの分極性電極13を形成した。一
対の電極体14をポリエチレン不織布からなるセパレー
タ15を介して捲回し、電解液として30重量%の水酸
化カリウム水溶液を含浸した。最後に、ポリエチレン製
シートからなる外装材16で熱融着封止して電気二重層
キャパシタを完成した。
【0024】以上の実施例による電気二重層キャパシタ
の内部抵抗を表1に示す。比較例として、前述の従来例
の電気二重層キャパシタの場合を示す。なお、電気二重
層キャパシタは動作電圧2.5V、静電容量1F使用と
して比較し、内部抵抗は120Hzでのインピーダンス
値で示した。
【0025】
【表1】
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
により内部抵抗が低く、大電流充放電用途に対応可能な
電気二重層キャパシタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの断
面図
【図2】従来例の電気二重層キャパシタの断面図
【符号の説明】
11 外部取り出し電極 12,24 集電体 13 シート状分極性電極 14 電極体 15,22 セパレータ 16 外装材 21,25 封止材 23 バルク状分極性電極 26 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭材料と結着剤からなるシート状分
    極性電極と、集電体と、セパレータと、電解液を構成要
    素とする電気二重層キャパシタであって、前記電解液が
    水溶液系電解液であり、前記結着剤が熱可塑性樹脂、熱
    硬化性樹脂及び多糖類の誘導体から選ばれる少なくとも
    一つの物質を含み、かつ前記電極体とセパレータとが積
    層された状態で捲回されていることを特徴とする電気二
    重層キャパシタ。
  2. 【請求項2】 水溶液系電解液がアルカリ性水溶液であ
    り、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び多糖類の誘導体か
    ら選ばれる少なくとも一つの物質からなる結着剤が、耐
    アルカリ性を有する請求項1に記載の電気二重層キャパ
    シタ。
JP5020051A 1993-02-08 1993-02-08 電気二重層キャパシタ Pending JPH06232006A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU774448B2 (en) * 2000-07-25 2004-06-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Activated carbon, process for producing the same, polarisable electrode, and electric double layer capacitor
TWI616910B (zh) * 2015-08-12 2018-03-01 村田製作所股份有限公司 電容器及其製造方法

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AU774448B2 (en) * 2000-07-25 2004-06-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Activated carbon, process for producing the same, polarisable electrode, and electric double layer capacitor
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