JPH09148202A - 電気二重層コンデンサの電極と集電体の接合方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの電極と集電体の接合方法Info
- Publication number
- JPH09148202A JPH09148202A JP7332673A JP33267395A JPH09148202A JP H09148202 A JPH09148202 A JP H09148202A JP 7332673 A JP7332673 A JP 7332673A JP 33267395 A JP33267395 A JP 33267395A JP H09148202 A JPH09148202 A JP H09148202A
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- Japan
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- electrode
- current collector
- collector plate
- electric double
- double layer
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】固形電極と集電体との接合方法としては、導電
性接着剤を使用する方法や熱硬化性樹脂を接合材として
使用する方法が知られている。しかしながら、これらの
方法では電極の接合強度が不十分で、電極のはがれや亀
裂が発生する。本発明は、電極のはがれや亀裂の発生が
なく、しかも接合抵抗の低い接合方法を提供する。 【解決手段】電極がポリ塩化ビニリデン（以下、ＰＶＤ
Ｃと表わす）樹脂を炭化してなる固形電極で構成される
電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方法にお
いて、集電体に溶剤で溶融させたＰＶＤＣ樹脂を塗布
し、次に電極を前記集電体のＰＶＤＣ樹脂を塗布した面
にのせ、前記電極と集電体とを加圧し、電極の炭化温度
以下の温度で加熱する電気二重層コンデンサの電極と集
電体との接合方法。また、上記溶剤としてテトラヒドロ
フラン、又はメチルエチルケトンのいずれかを使用する
上記の電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方
法。
性接着剤を使用する方法や熱硬化性樹脂を接合材として
使用する方法が知られている。しかしながら、これらの
方法では電極の接合強度が不十分で、電極のはがれや亀
裂が発生する。本発明は、電極のはがれや亀裂の発生が
なく、しかも接合抵抗の低い接合方法を提供する。 【解決手段】電極がポリ塩化ビニリデン（以下、ＰＶＤ
Ｃと表わす）樹脂を炭化してなる固形電極で構成される
電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方法にお
いて、集電体に溶剤で溶融させたＰＶＤＣ樹脂を塗布
し、次に電極を前記集電体のＰＶＤＣ樹脂を塗布した面
にのせ、前記電極と集電体とを加圧し、電極の炭化温度
以下の温度で加熱する電気二重層コンデンサの電極と集
電体との接合方法。また、上記溶剤としてテトラヒドロ
フラン、又はメチルエチルケトンのいずれかを使用する
上記の電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サの製造方法に関し、特に電極と集電体との接合部の電
気抵抗を低くするのに最適な電気二重層コンデンサの電
極と集電体との接合方法に関する。
サの製造方法に関し、特に電極と集電体との接合部の電
気抵抗を低くするのに最適な電気二重層コンデンサの電
極と集電体との接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気二重層に基づく電荷の蓄積、
すなわち電気二重層原理を用いた電気二重層コンデンサ
が開発されて製品化されており、該コンデンサは大静電
容量が得られるため、小型のものは電子機器の半導体メ
モリー用のバックアップ電源から、大型のものは車載の
鉛バッテリの用途の一部にまで使用されている。
すなわち電気二重層原理を用いた電気二重層コンデンサ
が開発されて製品化されており、該コンデンサは大静電
容量が得られるため、小型のものは電子機器の半導体メ
モリー用のバックアップ電源から、大型のものは車載の
鉛バッテリの用途の一部にまで使用されている。
【０００３】この種の電気二重層コンデンサ用の電極は
通常活性炭が原料として使用されており、電気二重層コ
ンデンサの静電容量を向上させる手段として電極を固形
化することが公知である。ところが、固形電極を使用し
た場合に、電極と集電体との接合状態が不安定になりや
すく、電極と集電体間に間隙が生じて接合部分の電気抵
抗が大きくなるという問題があった。この問題を解決す
る手段が特開平５−７４６５８号公報に開示されてい
る。
通常活性炭が原料として使用されており、電気二重層コ
ンデンサの静電容量を向上させる手段として電極を固形
化することが公知である。ところが、固形電極を使用し
た場合に、電極と集電体との接合状態が不安定になりや
すく、電極と集電体間に間隙が生じて接合部分の電気抵
抗が大きくなるという問題があった。この問題を解決す
る手段が特開平５−７４６５８号公報に開示されてい
る。
【０００４】上記公報には、固形電極とカーボンからな
る集電体とを熱硬化性樹脂からなる導電性接着剤にて接
着し、その後熱処理して接着剤を炭化させて固形電極と
カーボン集電体とを一体化する方法が記載されている。
る集電体とを熱硬化性樹脂からなる導電性接着剤にて接
着し、その後熱処理して接着剤を炭化させて固形電極と
カーボン集電体とを一体化する方法が記載されている。
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、前述の
公報に開示された方法には以下の問題がある。 １）電気二重層コンデンサの電極は炭化されているが、
炭化温度が７００〜９００℃であるため完全な黒鉛では
なく、炭化前の原材料の特性を僅かであるが有してい
る。ここで前述の公報のように電極の原材料と材質の異
なる接着剤を電極と集電体との接合に使用すると、加熱
時に熱膨張の違いによる熱応力が作用し接合部分に亀裂
が生じる場合がある。 ２）熱硬化性樹脂は炭化において収縮しないため熱軟化
性樹脂に比較し電気抵抗が大きいので、コンデンサの内
部抵抗が大きくなる。 ３）上記と同じ理由で接着層として熱硬化性樹脂の厚さ
がそのまま残るので、電極以外の部分の厚さが増加し、
電極の充填効率が悪くなる。 ４）接着時熱硬化性樹脂の厚さの分だけ加熱時間が長く
なる。
公報に開示された方法には以下の問題がある。 １）電気二重層コンデンサの電極は炭化されているが、
炭化温度が７００〜９００℃であるため完全な黒鉛では
なく、炭化前の原材料の特性を僅かであるが有してい
る。ここで前述の公報のように電極の原材料と材質の異
なる接着剤を電極と集電体との接合に使用すると、加熱
時に熱膨張の違いによる熱応力が作用し接合部分に亀裂
が生じる場合がある。 ２）熱硬化性樹脂は炭化において収縮しないため熱軟化
性樹脂に比較し電気抵抗が大きいので、コンデンサの内
部抵抗が大きくなる。 ３）上記と同じ理由で接着層として熱硬化性樹脂の厚さ
がそのまま残るので、電極以外の部分の厚さが増加し、
電極の充填効率が悪くなる。 ４）接着時熱硬化性樹脂の厚さの分だけ加熱時間が長く
なる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記の課題
を解決し、電気抵抗が低く、しかも電極と集電体との接
着後において接着層の厚さのない電極と集電体との接合
方法を提供することを目的とし、電極がポリ塩化ビニリ
デン（以下、ＰＶＤＣと表わす）樹脂を炭化してなる固
形電極で構成される電気二重層コンデンサの電極と集電
体との接合方法において、前記集電体に溶剤で溶融させ
たＰＶＤＣ樹脂を塗布する工程と、前記電極を前記集電
体のＰＶＤＣ樹脂を塗布した面にのせる工程と、前記電
極と集電体とを加圧し、前記電極の炭化温度以下の温度
で加熱する工程とを有することを特徴とする電気二重層
コンデンサの電極と集電体との接合方法が提供され、さ
らに、上記溶剤としてテトラヒドロフラン、又はメチル
エチルケトンのいずれかを使用すること特徴とする上記
の電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方法が
提供される。
を解決し、電気抵抗が低く、しかも電極と集電体との接
着後において接着層の厚さのない電極と集電体との接合
方法を提供することを目的とし、電極がポリ塩化ビニリ
デン（以下、ＰＶＤＣと表わす）樹脂を炭化してなる固
形電極で構成される電気二重層コンデンサの電極と集電
体との接合方法において、前記集電体に溶剤で溶融させ
たＰＶＤＣ樹脂を塗布する工程と、前記電極を前記集電
体のＰＶＤＣ樹脂を塗布した面にのせる工程と、前記電
極と集電体とを加圧し、前記電極の炭化温度以下の温度
で加熱する工程とを有することを特徴とする電気二重層
コンデンサの電極と集電体との接合方法が提供され、さ
らに、上記溶剤としてテトラヒドロフラン、又はメチル
エチルケトンのいずれかを使用すること特徴とする上記
の電気二重層コンデンサの電極と集電体との接合方法が
提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明を実施例で具体的に説明す
る。図１は本発明の一実施例の電極と集電体との接合方
法のフローチャートである。以下、本図に従って、実施
例を説明する。まず、第１工程ではＰＶＤＣ樹脂にテト
ラヒドロフラン又はメチルエチルケトンを、ＰＶＤＣ樹
脂の重量にに対し重量比で５％混合しＰＶＤＣ樹脂を溶
融しＰＶＤＣ樹脂溶融希釈液を製造する。ここで、テト
ラヒドロフラン又はメチルエチルケトンを重量比で５％
としたのは、次の第２工程において集電体にＰＶＤＣ樹
脂溶融希釈液を塗布するに際して最も適した粘度とする
ためであり、塗布方法によって混合比は適宜選択するも
のである。
る。図１は本発明の一実施例の電極と集電体との接合方
法のフローチャートである。以下、本図に従って、実施
例を説明する。まず、第１工程ではＰＶＤＣ樹脂にテト
ラヒドロフラン又はメチルエチルケトンを、ＰＶＤＣ樹
脂の重量にに対し重量比で５％混合しＰＶＤＣ樹脂を溶
融しＰＶＤＣ樹脂溶融希釈液を製造する。ここで、テト
ラヒドロフラン又はメチルエチルケトンを重量比で５％
としたのは、次の第２工程において集電体にＰＶＤＣ樹
脂溶融希釈液を塗布するに際して最も適した粘度とする
ためであり、塗布方法によって混合比は適宜選択するも
のである。
【０００８】次に、第２工程では、カーボン集電体に第
１工程で製造したＰＶＤＣ樹脂希釈溶融液を刷毛等で塗
布する。塗布の方法としては刷毛塗りの他、ドクターブ
レード法、シルクプリント法等の周知の塗布方法が使用
できる。この際、希釈液の粘度は前述のように夫々に合
わせて選択するものである。ここで、集電体としてカー
ボン集電体としたのは、後述の固形電極が炭化電極であ
り、接合時の接合強度を強固にするためには近い材質の
方が、熱膨張率等の物性が同レベルであるので、後述の
第４工程での加熱時に、集電体と固形電極との熱膨張率
の差で発生する熱応力による接合面の亀裂、はがれ等が
なくなるためである、
１工程で製造したＰＶＤＣ樹脂希釈溶融液を刷毛等で塗
布する。塗布の方法としては刷毛塗りの他、ドクターブ
レード法、シルクプリント法等の周知の塗布方法が使用
できる。この際、希釈液の粘度は前述のように夫々に合
わせて選択するものである。ここで、集電体としてカー
ボン集電体としたのは、後述の固形電極が炭化電極であ
り、接合時の接合強度を強固にするためには近い材質の
方が、熱膨張率等の物性が同レベルであるので、後述の
第４工程での加熱時に、集電体と固形電極との熱膨張率
の差で発生する熱応力による接合面の亀裂、はがれ等が
なくなるためである、
【０００９】次に、第３工程では、ＰＶＤＣ樹脂を８０
０℃で焼成し、固形化した電極を前記カーボン集電体の
ＰＶＤＣ樹脂希釈溶融液を塗布した面にのせ１０ｋｇ／
ｃｍ2 で加圧する。
０℃で焼成し、固形化した電極を前記カーボン集電体の
ＰＶＤＣ樹脂希釈溶融液を塗布した面にのせ１０ｋｇ／
ｃｍ2 で加圧する。
【００１０】最後に、第４工程では、加圧状態のままの
カーボン集電体と固形電極と７５０℃で加熱焼成し、カ
ーボン集電体と固形電極とが一体に接合されたものを得
ることができた。ここで焼成温度を７５０℃としたの
は、固形電極の焼成温度以上であると固形電極の炭素構
造に悪影響を与えるためで、固形電極の焼成温度よりも
若干低い温度で焼成したものである。従って、固形電極
の焼成温度が８５０℃であれば、今回の実施例よりも高
い温度で焼成することもできる。
カーボン集電体と固形電極と７５０℃で加熱焼成し、カ
ーボン集電体と固形電極とが一体に接合されたものを得
ることができた。ここで焼成温度を７５０℃としたの
は、固形電極の焼成温度以上であると固形電極の炭素構
造に悪影響を与えるためで、固形電極の焼成温度よりも
若干低い温度で焼成したものである。従って、固形電極
の焼成温度が８５０℃であれば、今回の実施例よりも高
い温度で焼成することもできる。
【００１１】前述のようにして製造したカーボン集電体
と固形電極とが接合されたものと、市販の導電性接着剤
でカーボン集電体と固形電極とを接着したものとを希硫
酸（３０重量％硫酸水溶液）に浸漬し、煮沸した。市販
の導電性接着剤で接着剤で接着したものは、煮沸開始直
後に電極が剥離したが、上記実施例のものは数時間以上
剥離しなかった。
と固形電極とが接合されたものと、市販の導電性接着剤
でカーボン集電体と固形電極とを接着したものとを希硫
酸（３０重量％硫酸水溶液）に浸漬し、煮沸した。市販
の導電性接着剤で接着剤で接着したものは、煮沸開始直
後に電極が剥離したが、上記実施例のものは数時間以上
剥離しなかった。
【００１２】上記実施例のものと、市販の導電性接着剤
で接着したものと夫々で電気二重層コンデンサを試作し
電流密度（電極単位表面積当たりの放電電流）に対する
静電容量を夫々について測定した。その結果図２のよう
に、上記実施例のほうが高電流密度において静電容量が
高い結果を得た。低電流密度での静電容量は両者におい
て差が無いので、この差は電極の特性の差ではなく接合
部の内部抵抗の影響であることがいえる。
で接着したものと夫々で電気二重層コンデンサを試作し
電流密度（電極単位表面積当たりの放電電流）に対する
静電容量を夫々について測定した。その結果図２のよう
に、上記実施例のほうが高電流密度において静電容量が
高い結果を得た。低電流密度での静電容量は両者におい
て差が無いので、この差は電極の特性の差ではなく接合
部の内部抵抗の影響であることがいえる。
【００１３】
【発明の効果】上述のように、この発明によれば、電極
の原材料と接合材が同じ樹脂であるので、接合時の加熱
によるはがれや亀裂の発生がなく、しかも接合後の接合
強度が高い。さらに、接合部の厚さを薄くできるので、
コンデンサの容積が小さいものとなり、接合部も炭化さ
れるので、電極として機能する。さらに、接合部の内部
抵抗が減少し特に大電流での容量に低下が少なくなる。
の原材料と接合材が同じ樹脂であるので、接合時の加熱
によるはがれや亀裂の発生がなく、しかも接合後の接合
強度が高い。さらに、接合部の厚さを薄くできるので、
コンデンサの容積が小さいものとなり、接合部も炭化さ
れるので、電極として機能する。さらに、接合部の内部
抵抗が減少し特に大電流での容量に低下が少なくなる。
【図１】本発明の一実施例の電極と集電体との接合方法
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図２】本発明の実施例と従来例との対比表図である。
Claims (2)
- 【請求項１】電極がポリ塩化ビニリデン樹脂を炭化して
なる固形電極で構成される電気二重層コンデンサの電極
と集電体との接合方法において、前記集電体に溶剤で溶
融させたポリ塩化ビニリデン樹脂を塗布する工程と、前
記電極を前記集電体のポリ塩化ビニリデン樹脂を塗布し
た面にのせる工程と、前記電極と集電体とを加圧し、前
記電極の炭化温度以下の温度で加熱する工程とを有する
ことを特徴とする電気二重層コンデンサの電極と集電体
との接合方法。 - 【請求項２】前記溶剤としてテトラヒドロフラン、又は
メチルエチルケトンのいずれかを使用すること特徴とす
る請求項１記載の電気二重層コンデンサの電極と集電体
との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332673A JPH09148202A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 電気二重層コンデンサの電極と集電体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7332673A JPH09148202A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 電気二重層コンデンサの電極と集電体の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09148202A true JPH09148202A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=18257604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7332673A Pending JPH09148202A (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 電気二重層コンデンサの電極と集電体の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09148202A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6339529B1 (en) * | 1999-06-21 | 2002-01-15 | Nec Corporation | Electric double layer capacitor and method of forming the same |
| US7403371B2 (en) | 2003-04-23 | 2008-07-22 | Tdk Corporation | Method of making electrochemical capacitor electrode, method of making electrochemical capacitor, and porous particle with solvent for use therein |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP7332673A patent/JPH09148202A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6339529B1 (en) * | 1999-06-21 | 2002-01-15 | Nec Corporation | Electric double layer capacitor and method of forming the same |
| US7403371B2 (en) | 2003-04-23 | 2008-07-22 | Tdk Corporation | Method of making electrochemical capacitor electrode, method of making electrochemical capacitor, and porous particle with solvent for use therein |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040120 |