JPH1070051A

JPH1070051A - 電気化学素子

Info

Publication number: JPH1070051A
Application number: JP22486596A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fukumasa; 猛志福政; Takenori Izawa; 武紀井澤; Norio Nakajima; 則夫中嶋; Munehiro Morokuma; 宗宏諸隈
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高温、高湿の環境下で使用しても、シール性
に優れている信頼性の高い電気化学素子を提供すること
を目的とする。【解決手段】一対の電極およびセパレータに電解液を
含浸させた素子ユニット１１と、この素子ユニット１１
を収納する有底筒状の金属ケース１３と、この金属ケー
ス１３の開口部を密封する弾性封口体１４とを備え、前
記弾性封口体１４はブチルゴムを主成分とし、このブチ
ルゴムポリマーに対して、０．５部〜１００部の軟化剤
を配合し過酸化物加硫または樹脂加硫することにより構
成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器に利用
される電気化学素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の捲回形電気二重層コンデ
ンサは図２に示すように構成されていた。すなわち、図
２において、１は素子ユニットで、この素子ユニット１
は一対の電極およびセパレータを捲回することにより構
成し、かつ前記一対の電極には陽極側金属リード線２ａ
と陰極側金属リード線２ｂを接続している。そして、こ
の素子ユニット１は電解液を含浸させた後、有底円筒状
の金属ケース３内に収納している。４は内部の電解液が
蒸発しないように金属ケース３の開口部に装着されて金
属ケース３の開口部を密封する弾性封口体で、この弾性
封口体４には２つの貫通孔４ａ，４ｂを設け、そして、
この貫通孔４ａ，４ｂに前記陽極側金属リード線２ａと
陰極側金属リード線２ｂを貫通させて外部に引き出して
いる。また、前記金属ケース３の開口部は、この開口部
に配設された弾性封口体４とともに金属ケース３の開口
部の外周を内側に絞り加工することにより封止を行って
いる。

【０００３】また、電解液としてはプロピレンカーボネ
ートを主溶媒とし、電解質として一般的には第４級アン
モニウム塩を使用し、そして前記弾性封口体４としては
気密性に優れているブチルゴムを使用しており、その加
硫方法としては硫黄加硫、キノイド加硫、樹脂加硫、過
酸化物加流を用いている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の捲回形電気二重層コンデンサの構造において
は、弾性封口体４に設けた２つの貫通孔４ａ，４ｂに陽
極側金属リード線２ａと陰極側金属リード線２ｂを貫通
させて外部に引き出す構造であるため、この捲回形電気
二重層コンデンサを高温、高湿の環境下で使用した場
合、弾性封口体４に設けた２つの貫通孔４ａ，４ｂ部
は、素子ユニット１に含浸された電解液に対するシール
生の不具合を有するものであった。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高温、高湿の環境下で使用してもシール性に優れて
いる信頼性の高い電気化学素子を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気化学素子は、一対の電極およびセパレー
タに電解液を含浸させた素子ユニットと、この素子ユニ
ットを収納する有底筒状の金属ケースと、この金属ケー
スの開口部を密封する弾性封口体とを備え、前記弾性封
口体はブチルゴムを主成分とし、このブチルゴムポリマ
ーに対して、０．５部〜１００部の軟化剤を配合し過酸
化物加硫または樹脂加硫することにより構成したもの
で、この構成によれば、高温、高湿の環境下で使用して
もシール性に優れている信頼性の高い電気化学素子を得
ることができるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、一対の電極およびセパレータに電解液を含浸させた
素子ユニットと、この素子ユニットを収納する有底筒状
の金属ケースと、この金属ケースの開口部を密封する弾
性封口体とを備え、前記弾性封口体はブチルゴムを主成
分とし、このブチルゴムポリマーに対して、０．５部〜
１００部の軟化剤を配合し過酸化物加硫または樹脂加硫
することにより構成したもので、前記軟化剤が０．５部
以下の場合は弾性封口体の柔らかさが不足してシール性
の不具合が起こり、一方、軟化剤が１００部以上の場合
は弾性封口体が柔らかくなり過ぎてシール性の不具合が
起こる。したがって、０．５部〜１００部の軟化剤を配
合することにより高温、高湿の環境下で使用してもシー
ル性の不具合を低減でき、これにより従来のようなシー
ル性の不具合は激減し、素子ユニットの寿命が長くなる
ためシール性に優れている信頼性の高い電気化学素子を
得ることができるものである。

【０００８】次に本発明の具体的な実施の形態と比較例
について説明する。（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１における
捲回形電気二重層コンデンサの断面図を示したもので、
この図１において、１１は捲回形電気二重層コンデンサ
の素子ユニットで、この素子ユニット１１は一対の電極
およびセパレータを捲回することにより構成している。
そして前記一対の電極は、エッチングを施したアルミニ
ウム箔に活性炭粉末とセルロース系バインダーおよび導
電性カーボンブラックを水溶性溶媒に分散させたものを
塗布して構成し、かつこの一対の電極にはアルミニウム
製の陽極側金属リード線１２ａと陰極側金属リード線１
２ｂを針かしめにより接続している。またセパレータ
は、セルロースを主体としてガラス繊維を分散させたガ
ラス混抄紙により構成されている。

【０００９】そして、前記素子ユニット１１には、溶媒
がプロピレンカーボネートで電解質がテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボレートからなる０．６５Ｍ濃
度の電解液を含浸させ、その後、有底円筒状のアルミニ
ウム製の金属ケース１３内に収納している。また、この
金属ケース１３の開口部には、内部の電解液が蒸発しな
いようにブチルゴムからなる弾性封口体１４を装着し、
そしてこの弾性封口体１４に設けた貫通孔１４ａ，１４
ｂに前記陽極側金属リード線１２ａと陰極側金属リード
線１２ｂを貫通させて外部に引き出している。また、前
記金属ケース１３の開口部は、この開口部に配設された
弾性封口体１４とともに金属ケース１３の外周を内側に
絞り加工することにより封止を行って捲回形電気二重層
コンデンサを構成している。そしてこの本発明の実施の
形態１における捲回形電気二重層コンデンサの外観寸法
は直径が１８mm、高さが３５mmである。

【００１０】また、前記弾性封口体１４はブチルゴムを
過酸化物加硫することにより構成しているもので、この
過酸化物加硫ブチルゴムは、加硫剤、加硫助剤、カーボ
ン・フィラー並びに金属酸化物よりなる群から選択され
る添加剤を含有すれば好適となるもので、加硫剤として
は例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイド、２，５ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ヘキサンなどが適しており、そしてこれらの
量は０．５〜１０重量部の量で混和するのが好ましい。
また、カーボンの量は０〜１００重量部、好ましくは０
〜６０重量部の量で配合するのが好ましく、またフィラ
ーの量は０〜２００重量部、好ましくは０〜１５０重量
部の量で配合するのが好ましい。

【００１１】そしてまた、前記弾性封口体１４はブチル
ゴムを樹脂加硫することにより構成してもよく、この場
合、樹脂加硫ブチルゴムは、加硫剤、加硫助剤、カーボ
ン・フィラー並びに加硫活性剤よりなる群から選択され
る添加剤を含有すれば好適となるもので、前記加硫剤と
しては例えば、アルキルフェノールホルムアルデヒド樹
脂類が適しており、そしてこれらの量は０．５〜２０重
量部の量で混和するのが好ましい。また、カーボンの量
は０〜１００重量部、好ましくは０〜６０重量部の量で
配合するのが好ましく、またフィラーの量は０〜２００
重量部、好ましくは０〜１５０重量部の量で配合するの
が好ましい。

【００１２】また、上記したゴム組成物には、架橋助
剤、老化防止剤などが含まれてもよいものである。

【００１３】そして、この図１に示す捲回形電気二重層
コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブチレ
ン、イソプレン、ジビニルベンゼンの３成分共重合体か
らなるポリサーブチルＸＬ−１００００（商品名：バイ
エル社）１００部に対し、充填剤としてクレー１００
部、カーボンブラック５０部、加工助剤としてステアリ
ン酸０．５部、加硫助剤として酸化マグネシウム０．５
部、軟化剤として石油系軟化剤のアロマティック系０．
５部を添加してこれらを２本ロールで混練し、その後、
加硫剤としてジクミルパーオキサイド２部を添加し、加
熱プレスで加硫成形を行った過酸化物加硫ブチルゴムを
用い、捲回形電気二重層コンデンサを構成した。

【００１４】（実施の形態２）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン、ジビニルベンゼンの３成分共重合
体からなるポリサーブチルＸＬ−１００００（商品名：
バイエル社）１００部に対し、充填剤としてクレー１０
０部、カーボンブラック５０部、加工助剤としてステア
リン酸０．５部、加硫助剤として酸化マグネシウム０．
５部、軟化剤として石油系軟化剤のアロマティック系１
００部を添加してこれらを２本ロールで混練し、その
後、加硫剤としてジクミルパーオキサイド２部を添加
し、加熱プレスで加硫成形を行った過酸化物加硫ブチル
ゴムを用い、捲回形電気二重層コンデンサを構成した。

【００１５】（実施の形態３）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン共重合体からなるＪＳＲレギュラー
ブチル２６８（商品名：日本合成ゴム株式会社）１００
部に対し、充填剤としてクレー１００部、カーボンブラ
ック５０部、加工助剤としてステアリン酸０．５部、加
硫助剤として酸化亜鉛５部、軟化剤として石油系軟化剤
のアロマティック系０．５部を添加してこれらを２本ロ
ールで混練し、その後、加硫剤としてアルキルフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂１０部を添加し、加熱プレスで
加硫成形を行った樹脂加硫ブチルゴムを用い、捲回形電
気二重層コンデンサを構成した。

【００１６】（実施の形態４）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン共重合体からなるＪＳＲレギュラー
ブチル２６８（商品名：日本合成ゴム株式会社）１００
部に対し、充填剤としてクレー１００部、カーボンブラ
ック５０部、加工助剤としてステアリン酸０．５部、加
硫助剤として酸化亜鉛５部、軟化剤として石油系軟化剤
のアロマティック系１００部を添加してこれらを２本ロ
ールで混練し、その後、加硫剤としてアルキルフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂１０部を添加し、加熱プレスで
加硫成形を行った樹脂加硫ブチルゴムを用い、捲回形電
気二重層コンデンサを構成した。

【００１７】（実施の形態５）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン、ジビニルベンゼンの３成分共重合
体からなるポリサーブチルＸＬ−１００００（商品名：
バイエル社）１００部に対し、充填剤としてクレー１０
０部、カーボンブラック５０部、加工助剤としてステア
リン酸０．５部、加硫助剤として酸化マグネシウム０．
５部、軟化剤として石油系軟化剤のパラフィン系０．５
部を添加してこれらを２本ロールで混練し、その後、加
硫剤としてジクミルパーオキサイド２部を添加し、加熱
プレスで加硫成形を行った過酸化物加硫ブチルゴムを用
い、捲回形電気二重層コンデンサを構成した。

【００１８】（実施の形態６）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン、ジビニルベンゼンの３成分共重合
体からなるポリサーブチルＸＬ−１００００（商品名：
バイエル社）１００部に対し、充填剤としてクレー１０
０部、カーボンブラック５０部、加工助剤としてステア
リン酸０．５部、加硫助剤として酸化マグネシウム０．
５部、軟化剤として石油系軟化剤のパラフィン系１００
部を添加してこれらを２本ロールで混練し、その後、加
硫剤としてジクミルパーオキサイド２部を添加し、加熱
プレスで加硫成形を行った過酸化物加硫ブチルゴムを用
い、捲回形電気二重層コンデンサを構成した。

【００１９】（実施の形態７）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン共重合体からなるＪＳＲレギュラー
ブチル２６８（商品名：日本合成ゴム株式会社）１００
部に対し、充填剤としてクレー１００部、カーボンブラ
ック５０部、加工助剤としてステアリン酸０．５部、加
硫助剤として酸化亜鉛５部、軟化剤として石油系軟化剤
のパラフィン系０．５部を添加してこれらを２本ロール
で混練し、その後、加硫剤としてアルキルフェノールホ
ルムアルデヒド樹脂１０部を添加し、加熱プレスで加硫
成形を行った樹脂加硫ブチルゴムを用い、捲回形電気二
重層コンデンサを構成した。

【００２０】（実施の形態８）図１に示す捲回形電気二
重層コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブ
チレン、イソプレン共重合体からなるＪＳＲレギュラー
ブチル２６８（商品名：日本合成ゴム株式会社）１００
部に対し、充填剤としてクレー１００部、カーボンブラ
ック５０部、加工助剤としてステアリン酸０．５部、加
硫助剤として酸化亜鉛５部、軟化剤として石油系軟化剤
のパラフィン系１００部を添加してこれらを２本ロール
で混練し、その後、加硫剤としてアルキルフェノールホ
ルムアルデヒド樹脂１０部を添加し、加熱プレスで加硫
成形を行った樹脂加硫ブチルゴムを用い、捲回形電気二
重層コンデンサを構成した。

【００２１】（比較例１）図２に示す捲回形電気二重層
コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブチレ
ン、イソプレン、ジビニルベンゼンの３成分共重合体か
らなるポリサーブチルＸＬ−１００００（商品名：バイ
エル社）１００部に対し、充填剤としてクレー１００
部、カーボンブラック５０部、加工助剤としてステアリ
ン酸０．５部、加硫助剤として酸化マグネシウム０．５
部を添加してこれらを２本ロールで混練し、その後、加
硫剤としてジクミルパーオキサイド２部を添加し、加熱
プレスで加硫成形を行った過酸化物加硫ブチルゴムを用
い、捲回形電気二重層コンデンサを構成した。

【００２２】（比較例２）図２に示す捲回形電気二重層
コンデンサにおける弾性封口体１４として、イソブチレ
ン、イソプレン共重合体からなるＪＳＲレギュラーブチ
ル２６８（商品名：日本合成ゴム株式会社）１００部に
対し、充填剤としてクレー１００部、カーボンブラック
５０部、加工助剤としてステアリン酸０．５部、加硫助
剤として酸化亜鉛５部を添加してこれらを２本ロールで
混練し、その後、加硫剤としてアルキルフェノールホル
ムアルデヒド樹脂１０部を添加し、加熱プレスで加硫成
形を行った樹脂加硫ブチルゴムを用い、捲回形電気二重
層コンデンサを構成した。

【００２３】（表１）は本発明の実施の形態１〜８の弾
性封口体を用いた捲回形電気二重層コンデンサをそれぞ
れ２０個ずつと、比較例１と２の弾性封口体を用いた捲
回形電気二重層コンデンサをそれぞれ２０個ずつ用意
し、これらの捲回形電気二重層コンデンサに７０℃の高
温雰囲気中で直流電圧２．５Ｖを印加した際の、捲回形
電気二重層コンデンサのシール性の不具合が発生する時
間の比較を行った結果を示したものである。

【００２４】

【表１】

【００２５】（表１）から明らかなように、比較例１と
２の捲回形電気二重層コンデンサにおいては、５０００
時間あたりからシール性の不具合が認められた。これに
対し、本発明の実施の形態１〜８における捲回形電気二
重層コンデンサは、５０００時間後、１００００時間後
においても、シール性の不具合の発生数は極めて少ない
ものであった。

【００２６】なお、上記本発明の実施の形態１〜８で
は、ブチルゴムポリマー１００部に対し、軟化剤として
石油系軟化剤のアロマティック系あるいはパラフィン系
を０．５部あるいは１００部添加した場合について説明
したが、ブチルゴムポリマー１００部に対する軟化剤の
添加量は、０．５部〜１００部の間であれば、他の軟化
剤として、石油系軟化剤のナフテン系、フッ素系軟化
剤、シリコン系軟化剤および可塑剤のフタレート系、ア
ジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリエ
ーテル系等の軟化剤を使っても本発明は適用できるもの
である。

【００２７】また、本発明の実施の形態１〜８では、弾
性封口体のポリマー主成分として、ブチルゴムを用いた
が、フッ素ゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレン
ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリルゴム、天然ゴ
ムおよび熱可塑性エラストマーでも本発明は適用できる
ものである。

【００２８】そしてまた、本発明の実施の形態１〜８で
は、本発明を捲回形電気二重層コンデンサに適用したも
のについて説明したが、これに限定されるものではな
く、これ以外のコイン形電気二重層コンデンサ、アルミ
電解コンデンサ、電池などの電気化学素子にも本発明は
適用できるものである。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明の電気化学素子は、
一対の電極およびセパレータに電解液を含浸させた素子
ユニットと、この素子ユニットを収納する有底筒状の金
属ケースと、この金属ケースの開口部を密封する弾性封
口体とを備え、前記弾性封口体はブチルゴムを主成分と
し、このブチルゴムポリマーに対して０．５部〜１００
部の軟化剤を配合し過酸化物加硫または樹脂加硫するこ
とにより構成しているため、高温、高湿の環境下で使用
してもシール性の不具合を低減でき、これにより、従来
のようなシール性の不具合は激減し、素子ユニットの寿
命が長くなるため、シール性に優れている信頼性の高い
電気化学素子を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における捲回形電気二重
層コンデンサの断面図

【図２】従来の捲回形電気二重層コンデンサを示す断面
図

【符号の説明】

１１素子ユニット１３金属ケース１４弾性封口体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者諸隈宗宏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

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の電極およびセパレータに電解液を
含浸させた素子ユニットと、この素子ユニットを収納す
る有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を
密封する弾性封口体とを備え、前記弾性封口体はブチル
ゴムを主成分とし、このブチルゴムポリマーに対して、
０．５部〜１００部の軟化剤を配合し過酸化物加硫また
は樹脂加硫することにより構成した電気化学素子。