JPH0794374A - Electric double-layer capacitor - Google Patents
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- JPH0794374A JPH0794374A JP6046939A JP4693994A JPH0794374A JP H0794374 A JPH0794374 A JP H0794374A JP 6046939 A JP6046939 A JP 6046939A JP 4693994 A JP4693994 A JP 4693994A JP H0794374 A JPH0794374 A JP H0794374A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭からなる分極性
電極を用いた電気二重層キャパシタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor using a polarizable electrode made of activated carbon.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、分極性電極と
電解液との界面に形成される電気二重層に蓄積される電
気エネルギーを利用するものである。この電気二重層キ
ャパシタは、小型で、大容量の充電可能なコンデンサと
して、マイコン、メモリ、タイマーのバックアップ用な
どに広く用いられている。従来のこの種電気二重層キャ
パシタは、例えば米国特許第5,150,283号明細書に記載
されているように、シリンダータイプのものが代表的な
ものであった。すなわち、表面に活性炭と結着剤からな
る分極性電極を形成した一方の極性のシート状集電体
と、同じく表面に分極性電極を形成した他方の極性のシ
ート状集電体とを、両者間にセパレータを介在させて、
渦巻き状に捲回し、これを円筒形容器に挿入し、前記容
器の開口部は、ゴムパッキングにより封口した構成であ
る。そして、それぞれの集電体に接続されたリードは、
前記パッキングを貫通して外部に引き出されている。2. Description of the Related Art An electric double layer capacitor utilizes electric energy accumulated in an electric double layer formed at an interface between a polarizable electrode and an electrolytic solution. This electric double layer capacitor is widely used as a compact, large-capacity, rechargeable capacitor for backing up microcomputers, memories, and timers. The conventional electric double layer capacitor of this type is typically of the cylinder type as described in, for example, US Pat. No. 5,150,283. That is, one polar sheet-shaped current collector having a polarizable electrode formed of activated carbon and a binder on the surface, and the other polar sheet-shaped current collector also having a polarizable electrode formed on the surface, With a separator in between,
It is wound in a spiral shape, inserted into a cylindrical container, and the opening of the container is sealed with rubber packing. And the lead connected to each current collector,
It penetrates through the packing and is drawn to the outside.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のような円筒形の
キャパシタは、それ自体では高容量密度を有する。しか
し、機器によっては、円筒形のキャパシタは、体積効率
が悪い場合がある。特に、容量または電圧を大きくする
ため、複数のキャパシタを並列または直列に接続して使
用する場合においては、円筒形のキャパシタの複数個を
横方向に配列すると、デッドスペースが大きく、体積効
率が顕著に悪くなる。また、上記の従来のキャパシタに
おいては、リードは長尺帯状の集電体のごく一部に、電
気的に接続されている。そのため、リード部のインピー
ダンスが大きいという欠点を有する。活性炭を用いた電
気二重層キャパシタは、用途によっても異なるが、１０
０〜１，０００Ａの大電流を数秒から数十秒流す用途に
用いられる。そのため、リード部の低インピーダンス化
が強く要求される。なお、アルミ電解コンデンサにおい
ては、大電流を流す時間は、数μ秒ー数ｍ秒であるか
ら、電気二重層キャパシタのように、リード部の低イン
ピーダンス化はあまり要求されていない。The cylindrical capacitor as described above has a high capacitance density by itself. However, depending on the device, the cylindrical capacitor may have poor volume efficiency. In particular, when using multiple capacitors connected in parallel or in series to increase the capacity or voltage, arranging a plurality of cylindrical capacitors in the lateral direction will result in a large dead space and significant volume efficiency. Get worse. Further, in the above-mentioned conventional capacitor, the lead is electrically connected to a small part of the long strip current collector. Therefore, there is a drawback that the impedance of the lead portion is large. Electric double layer capacitors using activated carbon differ depending on the application, but 10
It is used for the purpose of flowing a large current of 0 to 1,000 A for several seconds to several tens of seconds. Therefore, there is a strong demand for lowering the impedance of the lead portion. In the aluminum electrolytic capacitor, the time for flowing a large current is several microseconds to several milliseconds, so that lowering of the impedance of the lead portion is not so required unlike the electric double layer capacitor.
【０００４】リード部のインピーダンスを低くするに
は、前記のような従来の構造のキャパシタにおいては、
リードの本数を増やさねばならないが、それは構造上困
難である。本発明は、角形で体積効率に優れ、リード部
のインピーダンスの低減された電気二重層キャパシタを
提供することを目的とする。In order to reduce the impedance of the lead portion, in the capacitor having the conventional structure as described above,
It is necessary to increase the number of leads, but it is structurally difficult. An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor having a rectangular shape, excellent volumetric efficiency, and reduced lead impedance.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層キャ
パシタは、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる
分極性電極を形成した、一方の極性の複数のシート状集
電体と、表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる分
極性電極を形成し、セパレータを介して前記集電体と交
互に積層された、他方の極性の複数のシート状集電体
と、前記各分極性電極に接触する電解液と、前記各要素
を収容する角形の外装部材と、前記一方の極性の各集電
体と電気的に接続された第１の導体と、前記他方の各集
電体と電気的に接続された第２の導体と、からなる複数
のセルを並列接続した構成を有する。The electric double layer capacitor of the present invention comprises a plurality of sheet-shaped current collectors of one polarity, having polarizable electrodes made of a mixture containing activated carbon and a binder formed on the surface thereof, Forming a polarizable electrode made of a mixture containing activated carbon and a binder on the surface, alternately laminated with the current collector through a separator, a plurality of sheet-shaped current collectors of the other polarity, and each of the above An electrolytic solution that contacts the polar electrode, a rectangular exterior member that houses each of the elements, a first conductor electrically connected to each of the one-polarity current collectors, and the other of the current collectors. And a second conductor electrically connected to a plurality of cells connected in parallel.
【０００６】集電体の電流取り出し用のリード部は、集
電体の分極性電極を形成している部分の幅の少なくとも
１／２を利用し、これを第１または第２の導体に接続す
るか、または、前記のリード部を同一極性のもの同士を
一体に結合して第１まはた第２の導体を形成するのが好
ましい。The lead portion for current extraction of the current collector uses at least 1/2 of the width of the portion of the current collector forming the polarizable electrode, and connects this to the first or second conductor. Alternatively, it is preferable that the lead portions having the same polarity are integrally bonded to each other to form the first or second conductor.
【０００７】本発明は、また、表面に活性炭と結着剤を
含む混合物からなる分極性電極を形成し、セパレータを
介して積層された複数のシート状集電体と、前記分極性
電極に接触する電解液と、前記各要素を収容する角形の
外装部材と、前記積層された集電体の一方の端部の集電
体と電気的に接続された第１の導体と、他方の端部の集
電体と電気的に接続された第２の導体と、からなる複数
のセルを直列接続した構成の電気二重層キャパシタを提
供する。本発明の複数のセルが直列に接続された電気二
重層キャパシタの好ましい態様において、前記集電体の
周縁部は、液密に外装部材に接合されている。According to the present invention, a polarizable electrode made of a mixture containing activated carbon and a binder is formed on the surface, and a plurality of sheet-shaped current collectors laminated via a separator are contacted with the polarizable electrode. Electrolyte solution, a rectangular exterior member that houses each of the elements, a first conductor electrically connected to the current collector at one end of the stacked current collector, and the other end There is provided an electric double layer capacitor having a configuration in which a plurality of cells each including a second conductor electrically connected to the current collector are connected in series. In a preferred aspect of the electric double layer capacitor in which a plurality of cells of the present invention are connected in series, the peripheral portion of the current collector is liquid-tightly joined to the exterior member.
【０００８】[0008]
【作用】上記のように構成された本発明の電気二重層キ
ャパシタは、複数のセルが並列に接続された大容量のキ
ャパシタであり、角形の外形を有する。また、各集電体
は、分極性電極を形成している部分の幅の少なくとも１
／２の幅を有する部分を電流取出し用リード部として第
１または第２の導体に接続する構成により、リード部の
インピーダンスが低くなる。さらに、各集電体は、分極
性電極を形成している部分の幅の少なくとも１／２の幅
を有する部分を電流取出し用リード部として有し、それ
ぞれの極性のリードを一体に結合して第１または第２の
導体を形成する構成により、リード部のインピーダンス
が低くなる。The electric double layer capacitor of the present invention configured as described above is a large-capacity capacitor in which a plurality of cells are connected in parallel and has a rectangular outer shape. In addition, each current collector has at least one width of the portion forming the polarizable electrode.
The impedance of the lead portion is reduced by the configuration in which the portion having the width of / 2 is connected to the first or second conductor as the current extracting lead portion. Further, each current collector has a portion having a width of at least ½ of the width of the portion forming the polarizable electrode as a current extracting lead portion, and the leads of the respective polarities are integrally coupled. Due to the structure in which the first or second conductor is formed, the impedance of the lead portion is lowered.
【０００９】本発明の電気二重層キャパシタはまた、複
数のセルが直列に接続された高電圧のキャパシタであ
り、角形の外形を有する。また、集電体の周縁部を外装
部材に液蜜に接合する構成により、隣接するセル間の液
絡がなく、信頼性の高い直列構成のキャパシタが得られ
る。また、並列接続された構成のキャパシタを直列に接
続したり、直列接続された構成のキャパシタを並列に接
続したりすることができる。The electric double layer capacitor of the present invention is also a high-voltage capacitor in which a plurality of cells are connected in series and has a rectangular outer shape. Further, since the peripheral portion of the current collector is bonded to the outer member with the liquid honey, there is no liquid junction between the adjacent cells, and a highly reliable capacitor having a serial configuration can be obtained. Further, it is possible to connect capacitors having a configuration connected in parallel in series, or connect capacitors having a configuration connected in series in parallel.
【００１０】[0010]
【実施例】本発明の好ましい態様においては、両面に分
極性電極を形成した集電体は、袋状のセパレータに収納
し、セパレータの開口縁を集電体の端部近傍に溶着など
により結合する構成とする。また、外装部材は、一態様
においては、箱形の容器と蓋からできており、他の態様
においては、分極性を有する集電体とセパレータとの積
層体の外周にモールドした樹脂からできている。本発明
の複数のセルが直列に接続された電気二重層キャパシタ
の好ましい態様において、前記集電体の周縁部は、液密
に外装部材に接合されている。その一態様においては、
集電体の周縁部は、外装部材の内面に形成された溝部に
嵌め込まれ、更に接着剤により溝部は液密にシールされ
る。また、他の態様においては、集電体の端部は、モー
ルドによって形成された外装部材中に埋め込まれてい
る。EXAMPLES In a preferred embodiment of the present invention, a collector having polarizable electrodes formed on both sides is housed in a bag-shaped separator and the opening edge of the separator is bonded to the vicinity of the end of the collector by welding or the like. The configuration is Further, in one aspect, the exterior member is made of a box-shaped container and a lid, and in another aspect, is made of a resin molded on the outer periphery of the laminate of the polarizable current collector and the separator. There is. In a preferred aspect of the electric double layer capacitor in which a plurality of cells of the present invention are connected in series, the peripheral portion of the current collector is liquid-tightly joined to the exterior member. In one aspect thereof,
The peripheral portion of the current collector is fitted into a groove formed on the inner surface of the exterior member, and the groove is liquid-tightly sealed by an adhesive. Further, in another aspect, the end portion of the current collector is embedded in the exterior member formed by the mold.
【００１１】本発明において、分極性電極の構成材であ
る活性炭としては、石油ピッチ系活性炭、フェノール樹
脂系活性炭、やしがら系活性炭、その他の活性炭を用い
ることができる。また、活性炭は、粉末でも繊維状のも
のでもよい。分極性電極において、活性炭を相互に結合
し、かつ集電体に結合する結合剤としては、カルボキシ
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど
のセルロース誘導体、デンプン、キチンなどを包含する
多糖類、アルギン酸、キトサン、あるいはこれらの誘導
体または塩を用いることができる。また、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、ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、ナイロ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂などの、熱
可塑性樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂を用いることができる。In the present invention, petroleum pitch-based activated carbon, phenol resin-based activated carbon, coconut shell-based activated carbon, and other activated carbon can be used as the activated carbon constituting the polarizable electrode. The activated carbon may be powder or fibrous. In the polarizable electrode, the activated carbons are bound to each other, and as a binder for binding to the current collector, carboxymethyl cellulose, cellulose derivatives such as hydroxypropyl cellulose, starch, polysaccharides including chitin, alginic acid, chitosan, or These derivatives or salts can be used. Further, thermosetting resins such as vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, fluororesin, nylon, styrene-acrylonitrile copolymer resin, thermoplastic resin, melamine resin, epoxy resin, etc. are used. be able to.
【００１２】これらの結合剤の中から、キャパシタに用
いる電解液に応じて適宜選択される。すなわち、アルカ
リ水溶液を電解液とする場合は、耐アルカリ性の結合剤
が、また有機電解液が用いられる場合は、耐有機電解液
性のものが、それぞれ選択される。分極性電極は、上記
の活性炭、結合剤の他、カーボンブラック等の導電剤を
含むことができる。分極性電極を設けるための集電体と
しては、耐電解液性の各種金属を用いることができる。
有機電解液を用いる場合は、アルミニウムが最も好まし
い。チタン、タンタル等の弁作用を有する金属も用いら
れる。一方、アルカリ電解液を用いる場合は、ニッケル
が適当である。カーボンのシートや箔は、いずれの電解
液を用いる場合にも適用できる。From these binders, it is appropriately selected according to the electrolytic solution used for the capacitor. That is, when an alkaline aqueous solution is used as the electrolytic solution, an alkali resistant binder is selected, and when an organic electrolytic solution is used, an organic electrolytic solution resistant one is selected. The polarizable electrode may contain a conductive agent such as carbon black in addition to the above-mentioned activated carbon and binder. As a current collector for providing the polarizable electrode, various electrolytic solution resistant metals can be used.
Aluminum is most preferred when using organic electrolytes. Metals having a valve action such as titanium and tantalum are also used. On the other hand, when an alkaline electrolyte is used, nickel is suitable. The carbon sheet or foil can be applied regardless of which electrolytic solution is used.
【００１３】アルカリ電解液としては、か性カリ水溶液
が一般に用いられる。水溶液系電解液は、電導度が高い
ので、セルの内部抵抗が低くなる。有機電解液は、プロ
ピレンカーボネートやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒
にテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、
過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の電解質塩を溶解
したものが用いられる。有機電解液を用いた場合は、水
溶液電解液を用いた場合に比べて動作電圧が２〜３倍と
高くなるので、高エネルギー密度の電気二重層キャパシ
タが得られる。以下、具体的な実施例を説明する。An aqueous caustic potash solution is generally used as the alkaline electrolyte. Since the aqueous electrolyte has a high electric conductivity, the internal resistance of the cell becomes low. The organic electrolytic solution is tetraethylammonium tetrafluoroborate in an organic solvent such as propylene carbonate or γ-butyrolactone,
A solution in which an electrolyte salt such as tetraethylammonium perchlorate is dissolved is used. When the organic electrolytic solution is used, the operating voltage is 2-3 times higher than when the aqueous electrolytic solution is used, so that an electric double layer capacitor having a high energy density can be obtained. Specific examples will be described below.
【００１４】［実施例１］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図１および図２に示す。これらの図におい
て、１１は一方の極性、例えば正極側の集電体であり、
表面を電解研磨した大きさ１１０ｍｍ×１１０ｍｍ、厚
さ１０μｍのアルミニウム箔から作られている。この集
電体の両面には、分極性電極１３が設けられている。こ
の分極性電極は、フェノール樹脂系活性炭（比表面積２
０００ｍ2／ｇ）１００ｇに、結合剤のカルボキシメチ
ルセルロース１０ｇを水１００ｍｌに溶解した溶液を加
え、ペースト状にしたものを集電体１１の表面に１００
ｍｍ×１００ｍｍの大きさに塗布し、乾燥して１００μ
ｍの厚さに形成したものである。１５は、ポリエチレン
の多孔質膜からなるセパレータである。このセパレータ
は、袋状にしてあり、その中に上記の分極性電極を設け
た集電体１１が挿入され、セパレータの開口部は集電体
１１の上方露出部の表面に熱溶着されている。[Embodiment 1] An electric double layer capacitor according to this embodiment is shown in FIGS. 1 and 2. In these figures, 11 is one polarity, for example, a collector on the positive electrode side,
It is made of an aluminum foil having a size of 110 mm × 110 mm and a thickness of 10 μm, the surface of which is electrolytically polished. Polarizable electrodes 13 are provided on both surfaces of this current collector. This polarizable electrode is a phenol resin-based activated carbon (specific surface area 2
A solution of 10 g of carboxymethylcellulose as a binder in 100 ml of water was added to 100 g of 000 m 2 / g), and a paste-like solution was added to the surface of the current collector 11 by 100
Apply to a size of 100 mm x 100 mm and dry to 100μ
It is formed to a thickness of m. 15 is a separator made of a polyethylene porous film. This separator is in the shape of a bag, into which the current collector 11 provided with the polarizable electrode is inserted, and the opening of the separator is heat-welded to the surface of the upper exposed portion of the current collector 11. .
【００１５】電解研磨したアルミニウムからなる他方の
極性の集電体１２は、集電体１１と同様に、両面に活性
炭と結合剤との混合物からなる分極性電極１４を有し、
袋状のセパレータ１６内に収容されている。セパレータ
１６の開口部は、集電体１２の露出部に熱溶着されてい
る。上記集電体１１と１２とは、セパレータから露出し
ている部分がそれぞれ上下逆となるようにして、交互に
積層される。この積層体の上方には、集電体１１の端部
が突出しており、これらは、複数箇所でスポット溶接に
より、アルミニウム板からなる第１の導体１７に接続さ
れる。また、積層体の下方に突出する集電体１２の端部
は、同様に、アルミニウム板からなる第２の導体１８に
接続される。これら導体１７、１８の幅は、集電体１
１、１２のそれと同じである。上記の積層体は、ポリプ
ロピレンから作られた箱形の容器１９ａ内に挿入され
る。次いで、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロ
ボレートを０．１モル／ｌ溶解したプロピレンカーボネ
ート溶液からなる電解液を容器１９ａ内へ注入した後、
導体１７、１８の貫通孔を有する蓋１９ｂによりシール
される。Similarly to the current collector 11, the other polarity collector 12 made of electrolytically polished aluminum has polarizable electrodes 14 made of a mixture of activated carbon and a binder on both sides.
It is housed in a bag-shaped separator 16. The opening of the separator 16 is heat-welded to the exposed portion of the current collector 12. The current collectors 11 and 12 are alternately laminated so that the portions exposed from the separator are upside down. The ends of the current collector 11 project above the stack, and these are connected to the first conductor 17 made of an aluminum plate by spot welding at a plurality of locations. Further, the end portion of the current collector 12 projecting downward of the stacked body is similarly connected to the second conductor 18 made of an aluminum plate. The width of these conductors 17 and 18 is the current collector 1
It is the same as that of 1 and 12. The above laminate is inserted into a box-shaped container 19a made of polypropylene. Then, after injecting into the container 19a an electrolytic solution consisting of a propylene carbonate solution in which tetraethylammonium tetrafluoroborate was dissolved in 0.1 mol / l,
The conductors 17 and 18 are sealed by a lid 19b having through holes.
【００１６】以上のようにして、分極性電極１３を設け
た集電体１１と、分極性電極１４を設けた集電体１２と
をセパレータ１５、１６を介して交互に１７個ずつ積層
して、容器１９ａと蓋１９ｂからなる角形の外装部材１
９に収容した電気二重層キャパシタが組み立てられる。
このキャパシタにおいては、隣接する集電体１１と１２
の間で、セパレータを介して対向する分極性電極１３と
１４とにより１つのセルが構成される。従って、３３セ
ルが並列に接続された大容量のキャパシタである。ま
た、導体１７、１８には、集電体１１、１２より厚みの
大きいアルミニウムを用いたので、導体部分における電
気抵抗は小さく、かつ集電体１１、１２の上端をその幅
全体を利用して導体１７、１８へ接続する構成をとって
いるので、これら接続部における電気抵抗も小さい。As described above, the current collector 11 provided with the polarizable electrode 13 and the current collector 12 provided with the polarizable electrode 14 are alternately laminated by the separators 15 and 16 by 17 pieces each. , A rectangular exterior member 1 including a container 19a and a lid 19b
The electric double layer capacitor housed in 9 is assembled.
In this capacitor, the adjacent collectors 11 and 12
In between, the polarizable electrodes 13 and 14 facing each other via the separator form one cell. Therefore, 33 cells are large-capacity capacitors connected in parallel. Further, since aluminum having a larger thickness than the current collectors 11 and 12 is used for the conductors 17 and 18, the electric resistance in the conductor portion is small, and the upper ends of the current collectors 11 and 12 can be used over their entire width. Since the conductors 17 and 18 are connected to each other, the electric resistance at these connecting portions is also small.
【００１７】［実施例２］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図３に示す。集電体２１は大きさ１２０ｍｍ
×１２０ｍｍ、厚さ１０μｍのアルミニウムから作られ
ており、その表面には、大きさ１００ｍｍ×１００ｍ
ｍ、厚さ１００μｍの分極性電極２２が形成されてい
る。集電体２１の分極性電極を形成する部分には、エン
ボス加工により凹凸が設けられている。分極性電極２２
は、やしがら活性炭（比表面積１８００ｍ2／ｇ）１０
０ｇと、酢酸の１重量％水溶液１２０ｍｌに結着剤のキ
トサン１０ｇを溶解した溶液とを混合して作製したペー
ストを集電体２１の表面に塗布し、乾燥することにより
形成したものである。上記の集電体２１の１７個を、間
にセパレータ２３を介在させて積層し、その積層体を、
両端（左右）を開口した外装部材２４に挿入することに
より、セル２５ａが構成される。なお、積層体の両端の
集電体は、片面のみにしか分極性電極を有しない。[Embodiment 2] FIG. 3 shows an electric double layer capacitor according to this embodiment. Current collector 21 is 120 mm in size
It is made of aluminum with a size of 120 mm and a thickness of 10 μm, and the surface has a size of 100 mm and 100 m.
A polarizable electrode 22 having a thickness of m and a thickness of 100 μm is formed. The portion of the current collector 21 where the polarizable electrode is formed is provided with irregularities by embossing. Polarizing electrode 22
Coconut shell activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) 10
A paste prepared by mixing 0 g and a solution prepared by dissolving 10 g of chitosan as a binder in 120 ml of a 1 wt% aqueous solution of acetic acid is applied to the surface of the current collector 21 and dried. Seventeen of the above current collectors 21 are laminated with a separator 23 interposed therebetween, and the laminated body is
The cell 25a is formed by inserting the outer member 24 having both ends (left and right) opened. The collectors at both ends of the laminate have polarizable electrodes on only one side.
【００１８】セル２５ａにおいては、隣接する集電体の
間で、セパレータを介して対向する一組の分極性電極に
より１つのセルが構成され、これらセルが１６個直列に
接続されている。すなわち、集電体２１は、積層体の両
端のものを除き、隣接するセル同志を接続する役割をす
るバイポーラ電極として機能する。また、集電体２１
は、その両側のセルの電解液を隔離する役目を有する。
従って、集電体の周縁部は、この実施例においては、外
装部材２４中に埋設されている。この実施例において
は、セパレータ２３は、ガラス混抄紙製の多孔質膜から
作られている。また、電解液は、０．１モル／ｌのテト
ラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解し
たプロピレンカーボネート溶液からなる。２５ｂは、上
記のセル２５ａと同様の構成のセルであり、これら２つ
のセルは、両端に露出する集電体に接触するアルミニウ
ム板からなる第１の導体２６及び第２の導体２７によっ
て並列に接続されて、高電圧、大容量の電気二重層キャ
パシタを構成している。同様のセルをさらに積み重ねる
ことによって、より大容量のキャパシタが得られる。In the cell 25a, one cell is constituted by a pair of polarizable electrodes facing each other with a separator interposed between adjacent current collectors, and 16 cells are connected in series. That is, the current collector 21 functions as a bipolar electrode having a function of connecting adjacent cells to each other except for those on both ends of the stacked body. In addition, the current collector 21
Has the role of isolating the electrolyte of the cells on both sides of it.
Therefore, the peripheral portion of the current collector is embedded in the exterior member 24 in this embodiment. In this embodiment, the separator 23 is made of a glass-blended porous film. The electrolytic solution is a propylene carbonate solution in which 0.1 mol / l tetraethylammonium tetrafluoroborate is dissolved. 25b is a cell having the same configuration as the above-mentioned cell 25a, and these two cells are connected in parallel by a first conductor 26 and a second conductor 27 made of an aluminum plate in contact with the current collectors exposed at both ends. They are connected to form a high voltage, large capacity electric double layer capacitor. Larger capacitors can be obtained by further stacking similar cells.
【００１９】上記のようなセル２５ａを作製する方法の
一例を次に述べる。両端（左右）を開口した外装部材２
４は、両端及び上面を開口した断面Ｕ字状の容器２４ａ
と、容器２４ａの上面開口を封じる蓋２４ｂとにより構
成する。そして、容器及び蓋の内壁面には、集電体２１
の端部を受け入れる溝２４ｃを形成する。溝２４ｃに接
着剤を注入した後、容器２４ａ内に上記の積層体を挿入
して、集電体の端部を容器内壁面の溝２４ｃに嵌め込
む。次に、分極性電極及びセパレータへ電解液を注入す
る。次に、容量２４ａの上面開口部を蓋２４により封じ
るとともに、蓋内壁面の溝２４ｃに集電体の上端を嵌め
込む。こうして、隣接するセル間が、集電体によって液
密に隔離され、かつ直列に接続された電気二重層キャパ
シタが構成される。セル２５ａを作製する他の方法とし
ては、両面に分極性電極２２を有する集電体とセパレー
タとを交互に積層した積層体の外周に、積層体両端にお
ける集電体の片面が露出するように、樹脂をモールドす
ることによって外装部材を作る方法がある。An example of a method for producing the cell 25a as described above will be described below. Exterior member 2 with both ends (left and right) opened
4 is a container 24a having a U-shaped cross section with both ends and the upper surface opened.
And a lid 24b that closes the upper opening of the container 24a. The current collector 21 is provided on the inner wall surfaces of the container and the lid.
A groove 24c is formed to receive the end of the. After injecting the adhesive into the groove 24c, the above-mentioned laminated body is inserted into the container 24a, and the end portion of the current collector is fitted into the groove 24c on the inner wall surface of the container. Next, the electrolytic solution is injected into the polarizable electrode and the separator. Next, the upper surface opening of the capacitor 24a is sealed by the lid 24, and the upper end of the current collector is fitted into the groove 24c on the inner wall surface of the lid. Thus, an electric double layer capacitor in which adjacent cells are liquid-tightly isolated by the current collector and connected in series is configured. Another method for producing the cell 25a is to expose one side of the current collector at both ends of the laminate on the outer periphery of the laminate in which the current collector having the polarizable electrodes 22 on both surfaces and the separator are alternately laminated. There is a method of forming an exterior member by molding a resin.
【００２０】［実施例３］本実施例による電気二重層キ
ャパシタを図４に示す。活性炭と結合剤の混合物からな
る分極性電極３３を表面に設けたアルミニウム製の集電
体３１と、同じく活性炭と結合剤の混合物からなる分極
性電極３４を表面に設けた集電体３２とが、間にセパレ
ータ３５を介在させて交互に積層されている。前記の分
極性電極は、結合剤のヒドロキシプロピルセルロース１
０ｇを溶解した水７０ｍｌと、石油ピッチ系活性炭（比
表面積１８００ｍ2／ｇ）１００ｇとを混合して得たペ
ーストを、集電体の表面に塗布し、乾燥して形成したも
ので、大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚さは１００
μｍである。セパレータは、ガラス混抄紙からできてい
る。[Embodiment 3] An electric double layer capacitor according to this embodiment is shown in FIG. An aluminum current collector 31 having a polarizable electrode 33 made of a mixture of activated carbon and a binder on its surface, and a current collector 32 having a polarizable electrode 34 also made of a mixture of activated carbon and a binder on its surface were provided. , And the separators 35 are interposed therebetween to be alternately laminated. The polarizable electrode is the binder hydroxypropylcellulose 1
70 ml of water in which 0 g was dissolved and 100 g of petroleum pitch-based activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) were mixed to obtain a paste, which was formed by applying the paste on the surface of a current collector and drying it. Is 100 mm x 100 mm, thickness is 100
μm. The separator is made of glass mixed paper.
【００２１】集電体３１、３２の積層されている部分の
大きさは、１１０ｍｍ×１１０ｍｍであるが、それぞれ
反対側の端部にはリード部３１ａ、３２ａが一体に連設
してある。そして、これらリード部をそれぞれ一体に溶
接することにより、一方の極性の導体３７と他方の極性
の導体３８とを形成している。上記の積層体は、０．１
モル／ｌのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボ
レートを溶解したプロピレンカーボネート溶液からなる
電解液に含浸後、外周部にモールドによってポリプロピ
レンからなる角形の外装部材３９が構成される。こうし
て、、分極性電極３３を形成した集電体３１と、分極性
電極３４を形成した集電体３２とを、セパレータ３５を
介して交互に１７個ずつ積層されて、３３セルが並列接
続された大容量の電気二重層キャパシタが構成される。The size of the laminated portion of the current collectors 31 and 32 is 110 mm × 110 mm, but lead portions 31a and 32a are integrally connected to the opposite end portions. Then, the lead portions are welded together to form the conductor 37 of one polarity and the conductor 38 of the other polarity. The above laminated body is 0.1
After being impregnated with an electrolytic solution composed of a propylene carbonate solution in which mol / l of tetraethylammonium tetrafluoroborate is dissolved, a rectangular exterior member 39 made of polypropylene is formed on the outer peripheral portion by molding. In this way, the current collector 31 having the polarizable electrode 33 and the current collector 32 having the polarizable electrode 34 are alternately laminated in the number of 17 via the separator 35, and 33 cells are connected in parallel. A large capacity electric double layer capacitor is constructed.
【００２２】上記各実施例及び従来例の電気二重層キャ
パシタの特性の比較を表１に示す。なお、従来例のキャ
パシタは、両面に分極性電極を形成した長尺帯状のアル
ミニウム箔からなる一対の集電体を、セパレータを介し
て捲回し、円筒形の容器に収納した構成のものである。
また、キャパシタの内部抵抗は、１２０Ｈｚにおけるイ
ンピーダンス値で表した。Table 1 shows a comparison of the characteristics of the electric double layer capacitors of the above-mentioned respective examples and the conventional example. The conventional capacitor has a structure in which a pair of current collectors made of a long strip of aluminum foil having polarizable electrodes formed on both sides is wound via a separator and housed in a cylindrical container. .
Moreover, the internal resistance of the capacitor is represented by an impedance value at 120 Hz.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】上記においては、特定の構成の実施例につ
いて説明したが、種々の変形が可能である。例えば、実
施例１においては、外装部材１９は容器１９ａと蓋１９
ｂから構成されているが、実施例３のように、樹脂のモ
ールドによって形成してもよい。また、導体１７、１８
は、集電体１１、１２と同じ幅のものを用いたが、幅を
集電体の幅の１／２程度まで小さくしてもよい。その場
合、集電体を導体へ接続する部分の幅も１／２程度まで
小さくしてもよい。しかし、集電体を導体へ接続する部
分の幅をそれ以上小さくすると、その接続部における電
気抵抗が大きくなる不都合が生じる。また、実施例２に
おいては、シート状のセパレータを用いたが、袋状のセ
パレータを用いてもよい。その場合、分極性電極を形成
した集電体全体を袋状セパレータ内に封入し、そのセパ
レータの周縁部を集電体の周縁部とともに外装部材の内
壁面に埋め込みないしは接合される。Although the embodiment of the specific configuration has been described above, various modifications are possible. For example, in the first embodiment, the exterior member 19 includes the container 19a and the lid 19a.
Although it is composed of b, it may be formed by resin molding as in the third embodiment. Also, the conductors 17 and 18
Although the same width as that of the current collectors 11 and 12 was used, the width may be reduced to about 1/2 of the width of the current collector. In that case, the width of the portion connecting the current collector to the conductor may be reduced to about 1/2. However, if the width of the portion for connecting the current collector to the conductor is made smaller than that, there arises a disadvantage that the electric resistance at the connecting portion increases. Although the sheet-shaped separator is used in the second embodiment, a bag-shaped separator may be used. In that case, the entire current collector having the polarizable electrodes is enclosed in a bag-shaped separator, and the peripheral edge of the separator is embedded or joined to the inner wall surface of the exterior member together with the peripheral edge of the current collector.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、角形で体
積効率に優れた大容量の電気二重層キャパシタをうるこ
とができる。また、リード部のインピーダンスの低減さ
れた電気二重層キャパシタを得ることができる。さらに
また、角形で体積効率に優れた高電圧の電気二重層キャ
パシタを得ることができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a large-capacity electric double layer capacitor having a rectangular shape and excellent volume efficiency. Further, it is possible to obtain an electric double layer capacitor in which the impedance of the lead portion is reduced. Furthermore, it is possible to obtain a high voltage electric double layer capacitor having a prismatic shape and excellent volume efficiency.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの縦
断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of an electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention.
【図２】同電気二重層キャパシタの一部を切り欠いた斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view in which a part of the electric double layer capacitor is cut away.
【図３】本発明の他の実施例の電気二重層キャパシタを
断面にした斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a cross section of an electric double layer capacitor according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明のさらに他の実施例の電気二重層キャパ
シタの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view of an electric double layer capacitor of still another embodiment of the present invention.
１１、１２ 集電体 １３、１４ 分極性電極 １５、１６ セパレータ １７、１８ 導体 １９ 外装部材 １９ａ 容器 １９ｂ 蓋 ２１ 集電体 ２２ 分極性電極 ２３ セパレータ ２４ 外装部材 ２４ａ 容器 ２４ｂ 蓋 ２４ｃ 溝 ２５ａ、２５ｂ セル ３１、３２ 集電体 ３１ａ、３１ｂ リード部 ３３、３４ 分極性電極 ３５ セパレータ ３７、３８ 導体 ３９ 外装部材 11, 12 Current collector 13, 14 Polarizing electrode 15, 16 Separator 17, 18 Conductor 19 Exterior member 19a Container 19b Lid 21 Current collector 22 Polarizing electrode 23 Separator 24 Exterior member 24a Container 24b Lid 24c Groove 25a, 25b Cell 31, 32 Current collectors 31a, 31b Lead parts 33, 34 Polarizing electrodes 35 Separator 37, 38 Conductor 39 Exterior member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井元 清明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kiyoaki Imoto 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (5)
なる分極性電極を形成した、一方の極性の複数のシート
状集電体と、 表面に活性炭と結着剤を含む混合物からなる分極性電極
を形成し、セパレータを介して前記集電体と交互に積層
された、他方の極性の複数のシート状集電体と、 前記各分極性電極に接触する電解液と、 前記各要素を収容する角形の外装部材と、 前記一方の極性の各集電体と電気的に接続された第１の
導体と、 前記他方の極性の各集電体と電気的に接続された第２の
導体と、 からなる電気二重層キャパシタ。1. A plurality of sheet-shaped current collectors of one polarity on the surface of which polarizable electrodes made of a mixture containing activated carbon and a binder are formed, and a component containing a mixture containing activated carbon and a binder on the surface. Forming a polar electrode, alternately laminated with the current collector via a separator, a plurality of sheet-shaped current collectors of the other polarity, an electrolytic solution in contact with each polarizable electrode, and each element A rectangular exterior member to be housed, a first conductor electrically connected to each of the current collectors of one polarity, and a second conductor electrically connected to each of the current collectors of the other polarity. And an electric double layer capacitor.
している部分の幅の少なくとも１／２の幅を有する部分
を電流取出し用リード部として有し、そのリード部が前
記第１の導体または第２の導体に接続されている請求項
１記載の電気二重層キャパシタ。2. Each of the current collectors has a portion having a width that is at least ½ of the width of the portion forming the polarizable electrode as a current extraction lead portion, and the lead portion has the first portion. The electric double layer capacitor according to claim 1, which is connected to one conductor or a second conductor.
している部分の幅の少なくとも１／２の幅を有する部分
を電流取出し用リード部として有し、一方の極性の集電
体のリード部及び他方の極性の集電体のリード部はそれ
ぞれ一体に結合されて第１の導体及び第２の導体を形成
している請求項１記載の電気二重層キャパシタ。3. Each of the current collectors has a portion having a width that is at least ½ of the width of the portion forming the polarizable electrode as a current extracting lead portion, and the current collector having one polarity. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the lead portion of the body and the lead portion of the current collector of the other polarity are integrally coupled to each other to form a first conductor and a second conductor.
なる分極性電極を形成し、セパレータを介して積層され
た複数のシート状集電体と、 前記各分極性電極に接触する電解液と、 前記各要素を収容する角形の外装部材と、 前記積層された集電体の一方の端部の集電体と電気的に
接続された第１の導体と、 前記積層された集電体の他方の端部の集電体と電気的に
接続された第２の導体と、 からなる電気二重層キャパシタ。4. A plurality of sheet-shaped current collectors each having a polarizable electrode formed of a mixture containing activated carbon and a binder formed on the surface thereof and laminated via separators, and an electrolytic solution in contact with each polarizable electrode. A rectangular exterior member that houses each of the elements, a first conductor electrically connected to the current collector at one end of the stacked current collector, and the stacked current collector And a second conductor electrically connected to the current collector at the other end of the electric double layer capacitor.
に接合されている請求項４記載の電気二重層キャパシ
タ。5. The electric double layer capacitor according to claim 4, wherein a peripheral portion of the current collector is liquid-tightly joined to the exterior member.
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