JPH11219855A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

電気二重層コンデンサ

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JPH11219855A
JPH11219855A JP10022159A JP2215998A JPH11219855A JP H11219855 A JPH11219855 A JP H11219855A JP 10022159 A JP10022159 A JP 10022159A JP 2215998 A JP2215998 A JP 2215998A JP H11219855 A JPH11219855 A JP H11219855A
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JP
Japan
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electric double
layer capacitor
basic cell
current collector
small
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JP10022159A
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Keiichi Ogawa
恵一 小川
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NEC Tokin Hyogo Ltd
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Tokin Ceramics Corp
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Publication date
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Publication of JPH11219855A publication Critical patent/JPH11219855A/ja
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性集電体の基本構造を改良して基本セル
やそれを積層した積層体の厚さを顕著に薄くすることで
具現される小型で低背高の電気二重層コンデンサを提供
すること。 【解決手段】 この補強材2´も、導電性集電体に埋設
されて基本セルに用いられるものであるが、ここでの補
強材2´には金属薄膜に均一且つ連続的な穴をあけた背
高寸法(厚さ)h2が小さい(厚さが薄い)パンチング
プレートが用いられ、導電性集電体においてはこのパン
チングプレートを導電性ゴムに埋め込んで一体的にシー
ティングして成っている。これにより、基本セルやこれ
を積層した積層体の厚さが大幅に薄くなり、結果的に積
層体に外装を施して作製される電気二重層コンデンサに
おいても、最近の電子部品に要求される小型化や低背高
化の具現が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として基本セル
における正極並びに負極の電極を挟み込む導電性集電体
の構造を改良した電気二重層コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサ
は、固体及び液体の相異なる2相が接触したとき、その
界面に正負の電荷が極めて短い距離で相対して帯電する
界面導電現象を利用したタイプのコンデンサとして知ら
れている。
【0003】図2は、従来の電気二重層コンデンサの要
部構成を示したもので、同図(a)は基本セル6の側面
断面図に関するもの,同図(b)は基本セル6を用いた
積層体7の側面図に関するものである。
【0004】図2(a)を参照すれば、基本セル6は、
電極3として固体の粉末活性炭と液体の電解質溶液とを
混合した粉末活性炭ペーストを用い、この電極3間にイ
オン透過性で且つ非電子伝導性の多孔性セパレータ(多
孔性有機フィルム)4を挟むようにして正極並びに負極
に分けられた電極3間のショートを防止している。又、
基本セル6では、補強材2が埋設された導電性集電体1
を電極3の背面に配置して電圧が印加できる構造となっ
ている。電極3の側面及び多孔性セパレータ4の両端部
に電解質溶液の封口並びに導電性材料の絶縁のための封
止用ゴム5を配置して構成されている。
【0005】一般に、電気二重層コンデンサでは、この
ような構成の基本セル6を直列に所定枚数積層し、図2
(b)に示されるように積層体7とした上でリード端子
を接続してから外装を施している。
【0006】図3は、図2(a),(b)で説明した基
本セル6による積層体7を用いた電気二重層コンデンサ
の一例を示した側面断面図である。この電気二重層コン
デンサは、一方のリード端子8が接続された金属外装ケ
ース10内に絶縁材9を介在させた上で他方のリード端
子8を接続した状態の積層体7を収納して成っている。
このように一定の圧力が加えられて外装された状態で
は、粉末活性炭ペーストの相互間や基本セル6同士の
間、或いは電極3と導電性集電体1間の電気的接続が安
定化された構成となる。
【0007】図4は、図2(a),(b)で説明した基
本セル6による積層体7を用いた電気二重層コンデンサ
の他例を示した側面断面図である。この電気二重層コン
デンサは、一対のリード端子8´を接続した状態の積層
体7をモールド樹脂11にて封口して成るもので、この
場合も一例の場合と同様に電気的接続が安定化された構
成となる。
【0008】ところで、こうした電気二重層コンデンサ
の場合、積層体7の外装時に基本セル6に一定の圧力が
加わり、導電性集電体1に伸びや破れを起こしたり、或
いは素子の変形を引き起こす可能性がある。そこで、こ
うした問題を防止するため、上述したように導電性集電
体1内に補強材2を埋設している。尚、このような補強
材2に関連する周知技術としては、例えば実公平5−6
653号公報や実公平5−21859号公報に提案され
ているように、導電性集電体1として金属線や繊維によ
り網目状に形成した補強材2を導電性ゴムに埋め込んで
成るものを用いる場合が挙げられる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した金属線や繊維
により網目状に形成した補強材の場合、図5(a)の部
分的に拡大して示した側面断面図,及び同図(b)の部
分的に拡大して示した平面図に示すように、補強材2の
線材に重なりがあり、その背高寸法(厚さ)h1がかな
り大きい(厚さが厚い)ものとなっているため、基本セ
ルやそれを積層した積層体の厚さがかなり厚くなってし
まい、これが結果的に積層体に外装を施して作製される
電気二重層コンデンサにおける最近の電子部品に要求さ
れる小型化や低背高化の具現の妨げとなってしまうとい
う問題がある。
【0010】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、導電性集電体の基
本構造を改良して基本セルやそれを積層した積層体の厚
さを顕著に薄くすることで具現される小型で低背高の電
気二重層コンデンサを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、補強材
を埋設した導電性集電体を含む基本セルを備えた電気二
重層コンデンサにおいて、導電性集電体は、補強材とし
て金属薄膜に均一且つ連続的な穴をあけたパンチングプ
レートを用いると共に、該パンチングプレートを導電性
ゴムに埋め込んで一体的にシーティングして成る電気二
重層コンデンサが得られる。
【0012】又、本発明によれば、上記電気二重層コン
デンサにおいて、基本セルを所定枚数積層して成る積層
体を備えた電気二重層コンデンサが得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の電
気二重層コンデンサについて、図面を参照して詳細に説
明する。
【0014】図1は、本発明の一実施例に係る電気二重
層コンデンサの基本セルに用いられる導電性集電体内に
埋設される補強材2´の外観構成を示したもので、同図
(a)は部分的に拡大して示した側面断面図に関するも
の,同図(b)は部分的に拡大して示した平面図に関す
るものである。
【0015】この補強材2´も、導電性集電体に埋設さ
れて基本セルに用いられるものであるが、ここでの補強
材2´には金属薄膜に均一且つ連続的な穴をあけた背高
寸法(厚さ)h2が小さい(厚さが薄い)パンチングプ
レートが用いられ、導電性集電体においてはこのパンチ
ングプレートを導電性ゴムに埋め込んで一体的にシーテ
ィングして成っている。但し、ここでのパンチングプレ
ートにおいては、金属薄膜に導電性ゴムとの密着性を良
くするために穴を開けて表面積を大きくし、更に、穴の
形状を均一且つ連続的なもの(穴の形状は丸,三角,四
角,多角形の何れであっても良い)とすることで、シー
トの平面方向における引っ張り強度を均一にして使用し
ている。
【0016】このため、ここでの導電性集電体は、図2
(a),(b)で説明した従来の基本セル6における導
電性集電体1と比べ、同等の強度を持ちながらその厚み
を低減させることができる。これにより、基本セルやこ
れを積層した積層体の厚さが大幅に薄くなり、結果的に
積層体に外装を施して作製される電気二重層コンデンサ
においても、最近の電子部品に要求される小型化や低背
高化の具現が可能になる。尚、ここでの導電性集電体を
用いた基本セルや積層体の構成は図2(a),(b)で
説明した場合と同様であり、又積層体に外装を施して構
成される電気二重層コンデンサの構成も図3(a),
(b)や図4(a),(b)で説明したものと同様にす
る場合が挙げられるが、何れの場合も外観上明らかに小
型化や低背高化が具現される。
【0017】具体的に云えば、図5(a),(c)に示
した既存の補強材2は、金属線や繊維を織って網目状に
形成して線材の重なる部分を生じてしまうため、本発明
の補強材2´のパンチングプレートと同一の素材で同一
の太さの線材を使用すると、その厚さはパンチングプレ
ートの2倍(即ち、h1=2h2)になる。
【0018】そこで、実際に本発明のパンチングプレー
トと同一の素材(ニッケル)で同一の太さ(0.1m
m)の繊維を用いた補強材2と本発明のパンチングプレ
ート(厚さ0.1mm)による補強材2´を導電性未加
硫ブチルゴムに埋め込み、一体的シーティングした導電
性集電体を作製し、任意の3点の厚さを測定したとこ
ろ、表1に示すような結果になった。
【0019】
【表1】
【0020】表1からは、本発明のパンチングプレート
による導電性集電体の場合、従来の繊維を用いた導電性
集電体よりも厚みが約33%低減されることが判る。
【0021】次に、これらの導電性集電体を用いてそれ
ぞれ別々に基本セルを作製し、それらの基本セルを6枚
積層した積層体の10個分の各々厚さ(平均値,最大
値,及び最小値)を測定したところ、表2に示すような
結果になった。
【0022】
【表2】
【0023】表2からは、本発明のパンチングプレート
による積層体の場合、その厚さが従来の繊維を用いた積
層体よりも約16.2%低減されることが判る。
【0024】尚、ここでの積層体を得るための基本セル
の作製には、厚さ0.33mmの非導電性未加硫ブチル
ゴムを同心円状に内径7.4mm,外径12.0mmの
寸法に打ち抜いて封止用ゴムを構成し、先に述べた導電
性集電体を直径12.0mmの寸法で打ち抜いて封止用
ゴムの下に配置して圧着させ、凹部を形成した。この凹
部に希硫酸と粉末活性炭とを混合して得られるペースト
状電極を充填し、電極充填シートを得た。更に、この電
極充填シートの一対に電極面が相対する方向で厚さ0.
11mmの多孔性セパレータを挟むように配置した後に
加圧し、その状態を保持して熱処理することにより、封
止用ゴム間と封止用ゴム及び導電性集電体間を加硫接着
して基本セルを得た。又、このようにして得られた基本
セルを6枚積層して圧着することで積層体を得た。
【0025】更に、これらの積層体を用いてそれぞれ別
々に図3に示したような電気二重層コンデンサを作製す
べく、これらの積層体を外径16.5mmの金属外装ケ
ース10に収納し、金属外装ケース10の開口部を内側
に折り曲げ、カシメ封口を行って、動作電圧5.5Vd
cの電気二重層コンデンサを得た。この電気二重層コン
デンサ10個分の各々電気的特性を測定したところ、表
3に示すような結果になった。
【0026】
【表3】
【0027】表3からは、本発明のパンチングプレート
による電気二重層コンデンサの場合、電気的特性におい
て従来の繊維を用いた電気二重層コンデンサとほぼ同等
となることが判った。
【0028】因みに、こうした電気二重層コンデンサを
それぞれ5000個作製した場合の外観不良を調べたと
ころ、本発明のパンチングプレートによる電気二重層コ
ンデンサや従来の繊維を用いた電気二重層コンデンサの
何れの場合においても、不良は発生しなかった。
【0029】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の電気二重層
コンデンサによれば、基本セルに用いられる導電性集電
体の構造を改良し、補強材として金属薄膜に均一且つ連
続的な穴を開けた線材の重なりが無く厚さが薄いパンチ
ングプレートを用い、これを導電性ゴムに埋め込んで一
体的にシーティングして成るものを用いるため、基本セ
ルやこれを積層した積層体の厚さが大幅に薄くなり、結
果的に電気二重層コンデンサにおいても、従来製品と同
等の機械的強度と電気的特性とを保ちながら最近の電子
部品に要求される小型化や低背高化が具現されるように
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電気二重層コンデンサ
の基本セルに用いられる導電性集電体内に埋設される補
強材の外観構成を示したもので、(a)は部分的に拡大
して示した側面断面図に関するもの,(b)は部分的に
拡大して示した平面図に関するものである。
【図2】従来の電気二重層コンデンサの要部構成を示し
たもので、(a)は基本セルの側面断面図に関するも
の,(b)は基本セルを用いた積層体の側面図に関する
ものである。
【図3】図2(a),(b)で説明した基本セルによる
積層体を用いた電気二重層コンデンサの一例を示した側
面断面図である。
【図4】図2(a),(b)で説明した基本セルによる
積層体を用いた電気二重層コンデンサの他例を示した側
面断面図である。
【図5】図3並びに図4で説明した電気二重層コンデン
サの基本セルに用いられる導電性集電体内に埋設される
補強材の外観構成を示したもので、(a)は部分的に拡
大して示した側面断面図に関するもの,(b)は部分的
に拡大して示した平面図に関するものである。
【符号の説明】
1 導電性集電体 2,2´ 補強材 3 電極 4 多孔性セパレータ(多孔性有機フィルム) 5 封止用ゴム 6 基本セル 7 積層体 8,8´ リード端子 9 絶縁材 10 金属外装ケース 11 モールド樹脂

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 補強材を埋設した導電性集電体を含む基
    本セルを備えた電気二重層コンデンサにおいて、前記導
    電性集電体は、前記補強材として金属薄膜に均一且つ連
    続的な穴をあけたパンチングプレートを用いると共に、
    該パンチングプレートを導電性ゴムに埋め込んで一体的
    にシーティングして成ることを特徴とする電気二重層コ
    ンデンサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電気二重層コンデンサに
    おいて、前記基本セルを所定枚数積層して成る積層体を
    備えたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
JP10022159A 1998-02-03 1998-02-03 電気二重層コンデンサ Withdrawn JPH11219855A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023159604A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体、极片、电池单体、电池、装置、制造方法及设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023159604A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 宁德时代新能源科技股份有限公司 集流体、极片、电池单体、电池、装置、制造方法及设备

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Effective date: 20050405