JPH07118435B2 - 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
JPH07118435B2
JPH07118435B2 JP1341005A JP34100589A JPH07118435B2 JP H07118435 B2 JPH07118435 B2 JP H07118435B2 JP 1341005 A JP1341005 A JP 1341005A JP 34100589 A JP34100589 A JP 34100589A JP H07118435 B2 JPH07118435 B2 JP H07118435B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
double layer
activated carbon
electric double
layer capacitor
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1341005A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03201519A (ja
Inventor
善信 土屋
研 倉林
博芳 諸星
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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 Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP1341005A priority Critical patent/JPH07118435B2/ja
Publication of JPH03201519A publication Critical patent/JPH03201519A/ja
Publication of JPH07118435B2 publication Critical patent/JPH07118435B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、活性炭微粒子により構成した多孔質焼結体を
分極性電極として用いた電気二重層コンデンサとその分
極性電極の製造方法に関する。
(従来の技術) 乗用車など内燃機関を搭載した車両には、内燃機関を始
動するためのスタータモータ、内燃機関の回転力を用い
て発電する発電機、及び該発電機の発電電力を一時的に
蓄えておき始動時にスタータモータに電力供給し或は他
の電気機器に電力供給する鉛バッテリなどが搭載されて
いる。
一方、近年になって電気二重層型の大容量コンデンサが
開発され、一部でバッテリの用途に使用されるものが現
われており、該大容量のコンデンサを内燃機関の始動用
に用いる提案が車両用電源装置として特許願昭和63年第
329,846号に明示されている。
第8図、一般にスラリー状のペースト電極を用いて形成
される電気二重層コンデンサを示している。これは、米
国特許第3,536,963号公報に示されるものであって、一
対の集電電極となる電子導電体の電流コレクタ101、活
性炭粒子よりなる炭素電極102、非導電性ガスケット10
3、電極102の間で電子が移動することを防止するための
隔離板104から単一の基本セルが構成されている。
上記炭素電極は、粉末または微粉末の形状にある活性炭
と電解質とを混合した濃厚スラリーとして製造される。
ここで電解質は、3つの機能を果す。つまりイオン伝導
の促進剤としての作用、イオン源としての作用、および
炭素粒子の結合剤としての作用である。
(発明が解決しようとする課題) こうした電気二重層コンデンサを車両用の電源に使用す
るには、例えば100F(ファラッド)〜150F(ファラッ
ド)程度の大静電容量値を有するものが要求される。し
かし、セルの集積数を多くすることにより必要な容量値
を実現しようとすれば、その重量や体積が大きくなり、
車両に積載するには適当でない。そこでエネルギー密
度、つまり単位体積当りの容量値、あるいは単位重量当
りの容量値を高めるための新規な電気二重層コンデンサ
が要求される。
また、こうした電気二重層コンデンサを車両用の電源に
使用する際には、一対の集電電極となる上記電流コレク
タ101と、活性炭粒子よりなる上記炭素電極102との接触
抵抗も問題となる。上記集電電極は、例えば金属あるい
は導電性のゴム等で形成され、多孔質の焼結体の炭素電
極102がこの集電電極に密着していないと、集電々極と
分極性電極との接触抵抗などにより、大きく影響される
から、こうした接触抵抗を低減するためには、基本セル
にその上下方向から圧力を加えて、ペースト状となった
活性炭粒子との接触を良好にする必要がある。
そこで、本発明は、活性炭と電解質の界面で形成される
電気二重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、
活性炭の焼結体の炭素電極が集電電極に対して小さな接
触抵抗となるような電気二重層コンデンサを得ようとす
るものである。
(課題を解決するための手段) 上述の如き本発明の目的を達成するために、本発明は、
炭素粉末と電解質の界面で形成される電気二重層を利用
する電気二重層コンデンサにおいて、炭素粉末からな
り、互いに密度の異なる第1の焼結体と第2の焼結体と
を分極性電極とし、密度の高い焼結体を集電電極側に密
着させた電気二重層コンデンサを提供する。そしてこの
種のコンデンサの電極を製造する方法として、平均粒径
が互いに異なる活性炭微粒子からなる第1、第2の粉体
を焼結型に順次積層しそれぞれに50Kgf/cm2〜800Kgf/cm
2の範囲の圧力を印加するステップと、圧力を印加され
た粉体の微粒子間にパルス状電圧を印加せしめて各粒子
間に放電を発生せしめるとともに加圧した活性炭微粒子
を700℃〜1000℃を保持して、活性炭微粒子を焼結する
ステップとを有する電気二重層コンデンサに使用する分
極性電極の製造方法も提供する。
(作用) 平均粒径が互いに異なる活性炭微粒子からなる第1、第
2の粉体を焼結型に順次投入して50Kgf/cm2〜800Kgf/cm
2の範囲の圧力を印加し、圧力を印加された粉体の微粒
子間にパルス状電圧を印加せしめて各粒子間に放電を発
生せしめるとともに加圧した活性炭微粒子を700℃〜100
0℃に保持して活性炭微粒子を焼結させ、互いに密度の
異なる積層された2層の多孔質焼結体からなる電極を形
成する。このように形成された2枚の電極に電界質を含
浸させて分極性電極を作成し、かつ電解液を含浸させた
セパレータをこれら2枚の分極性電極の間に挟んで電気
二重層コンデンサを製作する。
(実施例) 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第1図は、本発明に係る電気二重層コンデンサに用いる
分極性電極の構造を示す図である。ここで活性炭と電解
質の界面で形成される電気二重層を利用して電気二重層
コンデンサを構成するために、多孔質焼結体からなる分
極性電極が、活性炭微粒子を焼結結合せしめた、互いに
密度の異なる第1の焼結体と第2の焼結体とからなる多
孔質焼結体として形成されている。
つまりこの分極性電極1は、活性炭を焼結した密度の低
い第1の焼結体である焼結層2と、密度の高い第2の焼
結体である焼結層3とからなる多孔質焼結体であって、
例えば第2図に示すように焼結層3の側に集電電極4が
密着して設けられる。そして、この集電電極4との間の
接触抵抗を更に低減するために、焼結層3の表面が研摩
されている。
第3図は、上記集電電極4との間の接触抵抗の測定結果
を示しており、焼結に先立って印加される加重を横軸に
とって、従来の分極性電極と比較している。ここでは、
分極性電極1は直径が20mmで、厚さが4mmの円筒形状の
ものである。
この図から理解されるように、加重が低い場合でも、本
実施例の分極性電極1は集電電極4との間の接触抵抗が
小さくなる。
第4図は、活性炭微粒子の平均粒径の相違による多孔質
焼結体の密度を示す図である。ここに示される平均粒
径、焼結後の密度は、いずれも同一の焼結条件のもとで
測定されたものであり、同じ素材を使用しながら、その
粒径が小さくなると、高密度に焼結が行なえることを示
している。
この場合の焼結条件としては、活性炭からなる微粒子に
放電衝撃力を与えるパルス電流値は750A、その印加時間
は90sec、焼結型の表面温度は800℃、活性炭微粒子に印
加される圧力は300Kgf/cm2である。つまり、活性炭に通
電して、粒子間の発熱を利用して、分極性を有する多孔
質の焼結体を得るときに、粒子が小さいほうが全体に加
熱され、より高密度な多孔質焼結体となるということで
ある。なお圧縮焼結中の活性炭微粒子の温度が700℃以
下の場合には、多孔質焼結化しない。また、活性炭微粒
子を固体を保持した状態で、かつ比表面面積を維持する
には、50Kgf/cm2〜800Kgf/cm2の範囲の圧力が印加でき
る。
第5図は、本発明に係る電気二重層コンデンサに用いる
多孔質焼結体からなる分極性電極を製造するための装置
を示す概略構成図である。同図において、10は活性炭の
微粒子の粉末を収容する焼結型である。該型10はタング
ステン鋼のような強度のある金属からなり中央には微粒
子を収容する穴が形成されている。該穴の周囲には、絶
縁物である、酸化シリコン(SiO2)または窒化けい素
(Si3N4)が気相成長法などの周知の方法でコーティン
グされていて、絶縁層11が形成されている。12は上部電
極、13は下部電極であり、これら電極の上下先端は型10
に形成された穴に挿入されている。なお、これら上下電
極は耐熱性の金属たとえばタングステン、モリブデン等
から形成されている。また、上下電極12、13の間には、
活性炭の微粒子14が封入されている。なお、第5図には
示されていないが、これら上下電極12、13は、油圧ブレ
スで矢印方向に圧力を印加することができるように構成
されていて、微粒子14に所定の圧力を自由に印加できる
ようになっている。そしてまた、型10を含めた微粒子14
は、所望の雰囲気内に保持できる構造になっている。上
下電極12、13には、スイッチSW1とSW2とコンデンサCの
直列回路が接続され、さらに、コンデンサCとスイッチ
SW2の直列回路には、可変抵抗器Rと可変電源EAの直列
回路が並列接続されている。なお、15はスイッチSW1、S
W2のオン、オフ時間を制御するスイッチ制御回路であ
る。なお、スイッチSW1は常開スイッチであり、スイッ
チSW2は常閉スイッチである。
上記の型10は金属により形成されているが、酸化シリコ
ン(SiO2)、窒化けい素(Si3N4)、炭化けい素(SiC)
などのニューセラミックスで構成することもできる。
次に第5図に示す装置の動作を説明する。
まず、上下電極12、13に電圧が印加されていない状態で
上下電極12、13を駆動して微粒子14に加わる圧力を次第
に上昇せしめる。
第5図に示す状態では、コンデンサCに電荷が充分に充
電されている。微粒子14に加わる圧力が所定値となった
所で、スイッチSW1をオン、オフ制御する。
このスイッチのオン時間tonは、第6図に示すように、
コンデンサCに充電されている電荷が上下電極間に放電
する放電時間tdと同じかこれよりも少ない時間の範囲で
制御する。またオフ時間toffはコンデンサCの充電時間
tcとほぼ同じかこれよりも長い時間で制御する。すなわ
ち、上下電極間に流れる電流(i)を最大値から最小値
まで可変で流せるようにする。
スイッチSW1のオン、オフ動作の繰り返しで、上下電極
間には、鋭いパルス状の衝撃電流が流れる。なお、第6
図において、EcはコンデンサCの両端電圧を示す。
このパルス衝撃電流は、上下電極間に挟まれた活性炭の
微粒子のほとんどのもの同志が接触融着するまでの時間
だけ印加される。その後、時間tcにおいて微粒子14に印
加する圧力を一定圧力に保持したまま、スイッチSW2を
オフとし、スイッチSW1をオンするとともに、可変抵抗
器Rの値と可変電源EAの電圧値を調節し、所定値の加熱
電流を連続して流す。
しかし、加熱電流通電の初期には微粒子同志の接触融着
が浅い部分や不安定な融着をしている部分が崩れたり、
接着位置がずれたりし局部的に高温となるため、加熱電
流を制御しゆるやかに温度を上昇させる。
そして、目標温度に到達した後、加熱電流を一定に流
し、上昇し続けた活性炭からなる多孔質焼結体の温度を
一定値に保つ。
このような状態になれば、多孔質焼結体を構成する活性
炭微粒子同志も安定して接着しているので、上下電極1
2、13間に印加される放電電圧をオフとするとともに、
加圧力もオフする。そして多孔質焼結体の温度が常温に
まで低下した所で型10から多孔質焼結体を取り出す。
第7図には、本発明に係る多孔質焼結体の製造方法を示
す。
まず、焼結型10内に、平均粒径が20μmの活性炭を投入
し、上下電極により加圧する(同図(a))。次に、平
均粒径5μm以下の活性炭、あるいは黒鉛粉末、アセチ
レンブラック等を投入して、更に加圧する(同図
(b))。その後、前記第5図で説明した焼結装置によ
って焼結する。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、活性炭微
粒子を焼結結合せしめた、互いに密度の異なる第1の焼
結体と第2の焼結体とからなる多孔質焼結体を分極性電
極とし、密度の高い第2の焼結体が集電電極に密着して
電気二重層コンデンサが形成されている。このため、従
来例のようにペースト状の分極性電極に大きな圧力を印
加することなしに、ペースト状となった活性炭粒子と集
電電極の接触を良好にした電気二重層コンデンサを得る
ことができる。
また、平均粒径が互いに異なる活性炭微粒子からなる第
1、第2の粉体を焼結型に順次投入して、互いに密度の
異なる積層された2層の多孔質焼結体からなる分極性電
極を形成するようにしたので、同一の焼結条件の下で、
しかも1回の焼結によって活性炭の焼結体の炭素電極が
集電電極に対して小さな接触抵抗となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る分極性電極の構造を示す図、第2
図は同分極性電極に集電電極を設けた状態を示す図、第
3図は集電電極13との間の接触抵抗の測定結果を示す
図、第4図は活性炭微粒子の平均粒径の相違による多孔
質焼結体の密度を示す図、第5図は本発明に係る多孔質
焼結体を製造するための装置を示す概略構成図、第6図
は放電状態を示すタイムチャート、第7図は本発明に係
る多孔質焼結体の製造方法を示す説明図、第8図はスラ
リー状のペースト電極を用いて形成される従来形の電気
二重層コンデンサの断面図である。 1……分極性電極、4……集電電極、10……焼結型。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素粉末と電解質の界面で形成される電気
    二重層を利用する電気二重層コンデンサにおいて、炭素
    粉末からなり、互いに密度の異なる第1の焼結体と第2
    の焼結体とを分極性電極とし、密度の高い焼結体を集電
    電極側に密着させたことを特徴とする電気二重層コンデ
    ンサ。
  2. 【請求項2】平均粒径が互いに異なる活性炭微粒子から
    なる第1、第2の粉体を焼結型に順次積層しそれぞれに
    50Kgf/cm2〜800Kgf/cm2の範囲の圧力を印加するステッ
    プと、圧力を印加された粉体の微粒子間にパルス状電圧
    を印加せしめて各粒子間に放電を発生せしめるとともに
    加圧した活性炭微粒子を700℃〜1000℃に保持して、活
    性炭微粒子を焼結するステップとを有することを特徴と
    する電気二重層コンデンサに使用する分極性電極の製造
    方法。
JP1341005A 1989-12-28 1989-12-28 電気二重層コンデンサ Expired - Lifetime JPH07118435B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1341005A JPH07118435B2 (ja) 1989-12-28 1989-12-28 電気二重層コンデンサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1341005A JPH07118435B2 (ja) 1989-12-28 1989-12-28 電気二重層コンデンサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03201519A JPH03201519A (ja) 1991-09-03
JPH07118435B2 true JPH07118435B2 (ja) 1995-12-18

Family

ID=18342327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1341005A Expired - Lifetime JPH07118435B2 (ja) 1989-12-28 1989-12-28 電気二重層コンデンサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07118435B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3090996A1 (fr) * 2018-12-21 2020-06-26 Blue Solutions Procede de fabrication d'une electrode frittee, electrode frittee et dispositif comprenant une telle electrode

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10275748A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
US6800222B1 (en) * 1999-08-10 2004-10-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Electrode for electric double-layer capacitor, and slurry for forming the same
US6631074B2 (en) * 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
PL229399B1 (pl) 2013-03-28 2018-07-31 Genicore Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Urządzenie z wielkoprądowym łącznikiem elektronicznym dla konsolidacji materiałów proszkowych oraz sposób konsolidacji materiałów proszkowych za pomocą urządzenia z wielkoprądowym łącznikiem elektronicznym
US9607776B2 (en) 2013-10-24 2017-03-28 Corning Incorporated Ultracapacitor with improved aging performance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3090996A1 (fr) * 2018-12-21 2020-06-26 Blue Solutions Procede de fabrication d'une electrode frittee, electrode frittee et dispositif comprenant une telle electrode

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03201519A (ja) 1991-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2620596B2 (ja) 電気二重層コンデンサ及びその分極性電極の製造方法
US5115378A (en) Electric double layer capacitor
US5380341A (en) Solid state electrochemical capacitors and their preparation
JP2600939B2 (ja) 電気二重層コンデンサの電極の製造方法
US5196264A (en) Porous sintered body and method of manufacturing same
US6198621B1 (en) Electric double layer capacitor using polarizable electrode of single particle layer
JPH07118435B2 (ja) 電気二重層コンデンサ
US3625765A (en) Production of battery electrode
US4163173A (en) Porous electrode body for electrical accumulators
CN110444817B (zh) 一种锂电池
JP2830254B2 (ja) 電気二重層コンデンサに使用する分極性電極の製造方法
US20200067142A1 (en) Lithium Ion Accumulator In Sandwich Design And Method For The Production Thereof
JP2000100668A (ja) 電気二重層コンデンサの製造方法
JP2921003B2 (ja) 分極性電極の製造方法
Evans et al. Improved capacitor using amorphous RuO2
JP3032226B2 (ja) 分極性電極とその製造方法
JPH0897100A (ja) 電気二重層コンデンサー
JP4251688B2 (ja) アルカリ蓄電池用電極及びアルカリ蓄電池
RU2069355C1 (ru) Способ изготовления натриевой электрохимической ячейки
JP3417985B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
Mirzoev et al. Ways to improve the specific power of alkaline batteries
JPH0746615B2 (ja) ナトリウム−硫黄電池
JPH1197309A (ja) 電気二重層コンデンサと電極の製造方法
JPH04167510A (ja) 分極性電極の製造方法
JPH03244111A (ja) 電気二重層コンデンサとその製造方法