JPH11283886A - 電気化学キャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
電気化学キャパシタ及びその製造方法Info
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- JPH11283886A JPH11283886A JP10083156A JP8315698A JPH11283886A JP H11283886 A JPH11283886 A JP H11283886A JP 10083156 A JP10083156 A JP 10083156A JP 8315698 A JP8315698 A JP 8315698A JP H11283886 A JPH11283886 A JP H11283886A
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- metal fine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属微粒子を用いて、従来よりも容量が大き
く且つ内部抵抗が小さい電気化学キャパシタとその製造
方法を提供する。 【解決手段】 セパレータ15と、該セパレータ15を介し
て対向する一対の分極性電極11、12とを具える電気化学
キャパシタに於て、本発明の電気化学キャパシタは、少
なくとも一方の分極性電極に、金属微粒子が互いに繋が
った状態で含まれることを特徴とする。
く且つ内部抵抗が小さい電気化学キャパシタとその製造
方法を提供する。 【解決手段】 セパレータ15と、該セパレータ15を介し
て対向する一対の分極性電極11、12とを具える電気化学
キャパシタに於て、本発明の電気化学キャパシタは、少
なくとも一方の分極性電極に、金属微粒子が互いに繋が
った状態で含まれることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学キャパシ
タ及びその製造方法に関するものである。特に、本発明
は、電気化学キャパシタにおける分極性電極の構造に関
するものである。
タ及びその製造方法に関するものである。特に、本発明
は、電気化学キャパシタにおける分極性電極の構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、一般的な電気化学キャパシタ
の構成を示す概要図である。電気化学キャパシタ(100)
は、一対の分極性電極(101)(102)が、電子絶縁性且つイ
オン透過性である多孔性のセパレータ(103)を挟持し、
これを、電子伝導性且つイオン不透過性である電極端子
(104)(105)と、電気絶縁性のガスケット(106)とによっ
て取り囲み、電解液を注入した後に封止した構造となっ
ている。電気化学キャパシタは、分極性電極(101)(102)
と電解液との界面に生じる電気二重層が大きな静電容量
を有することを利用して充放電を行なうものであり、近
時、ＩＣやメモリのバックアップ電源として、或いは小
電力の直流電源として使用されている。
の構成を示す概要図である。電気化学キャパシタ(100)
は、一対の分極性電極(101)(102)が、電子絶縁性且つイ
オン透過性である多孔性のセパレータ(103)を挟持し、
これを、電子伝導性且つイオン不透過性である電極端子
(104)(105)と、電気絶縁性のガスケット(106)とによっ
て取り囲み、電解液を注入した後に封止した構造となっ
ている。電気化学キャパシタは、分極性電極(101)(102)
と電解液との界面に生じる電気二重層が大きな静電容量
を有することを利用して充放電を行なうものであり、近
時、ＩＣやメモリのバックアップ電源として、或いは小
電力の直流電源として使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電気化学キャパシタ
は、電池に代わる電源またはエネルギー蓄積デバイスと
して、さらに多くの用途に利用されるために、大容量化
と内部抵抗の低減化が要求されている。電気化学キャパ
シタの容量を増大させるには、分極性電極と電解液の接
触面積を増大させれば良い。このため、従来は、分極性
電極の材料として、活性炭等のカーボンや、ポリアセ
ン、ポリピロール等の導電性高分子が使用されている。
また、電気化学キャパシタの容量をさらに増大させるた
めに、カーボンと導電性高分子を組み合わせた分極性電
極が提案されており、例えば、特公平７−９１４４９号
（ＩＰＣ：Ｃ０８Ｌ６５／００）、特開平７−２０１６
７６号（ＩＰＣ：Ｈ０１Ｇ ９／０５８）等の公報や、
文献「Electrochemical Society ProceedingVolume 96-
25 (p.209)」に記載されている。
は、電池に代わる電源またはエネルギー蓄積デバイスと
して、さらに多くの用途に利用されるために、大容量化
と内部抵抗の低減化が要求されている。電気化学キャパ
シタの容量を増大させるには、分極性電極と電解液の接
触面積を増大させれば良い。このため、従来は、分極性
電極の材料として、活性炭等のカーボンや、ポリアセ
ン、ポリピロール等の導電性高分子が使用されている。
また、電気化学キャパシタの容量をさらに増大させるた
めに、カーボンと導電性高分子を組み合わせた分極性電
極が提案されており、例えば、特公平７−９１４４９号
（ＩＰＣ：Ｃ０８Ｌ６５／００）、特開平７−２０１６
７６号（ＩＰＣ：Ｈ０１Ｇ ９／０５８）等の公報や、
文献「Electrochemical Society ProceedingVolume 96-
25 (p.209)」に記載されている。
【０００４】導電性高分子材や炭素系材料の導電率は、
10〜1000Ｓ（ジーメンス）／ｃｍの範囲にあり、金属合
金系の導電率は、10ｋ〜100ｋＳ／ｃｍの範囲にある。
従って、電気化学キャパシタの内部抵抗を低減するに
は、導電性高分子材や炭素系材料よりも、金属合金系の
材料を分極性電極として使用する方が効果的である。し
かしながら、一般に、金属合金系の材料は、導電性高分
子材や炭素系材料よりも、比表面積が著しく小さく、気
孔径が著しく大きいため、容量を大きくすることが困難
である。現在市販されている金属合金系の材料として
は、ニッケルカドミウム電池等に使用されているニッケ
ル多孔体焼結金属があり、住友電気工業株式会社製のセ
ルメットを例にすると、最も気孔率の大きいものでも、
比表面積が75ｃｍ2／ｃｍ3であり、活性炭の1000〜2000
ｍ2／ｃｍ3に比べて著しく小さく、また、気孔径の平均
値が0.5ｍｍ程度であり、活性炭の１〜４ｎｍに比べて
非常に大きい。
10〜1000Ｓ（ジーメンス）／ｃｍの範囲にあり、金属合
金系の導電率は、10ｋ〜100ｋＳ／ｃｍの範囲にある。
従って、電気化学キャパシタの内部抵抗を低減するに
は、導電性高分子材や炭素系材料よりも、金属合金系の
材料を分極性電極として使用する方が効果的である。し
かしながら、一般に、金属合金系の材料は、導電性高分
子材や炭素系材料よりも、比表面積が著しく小さく、気
孔径が著しく大きいため、容量を大きくすることが困難
である。現在市販されている金属合金系の材料として
は、ニッケルカドミウム電池等に使用されているニッケ
ル多孔体焼結金属があり、住友電気工業株式会社製のセ
ルメットを例にすると、最も気孔率の大きいものでも、
比表面積が75ｃｍ2／ｃｍ3であり、活性炭の1000〜2000
ｍ2／ｃｍ3に比べて著しく小さく、また、気孔径の平均
値が0.5ｍｍ程度であり、活性炭の１〜４ｎｍに比べて
非常に大きい。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、金属微粒子を用いて、従来よ
りも容量が大きく且つ内部抵抗が小さい電気化学キャパ
シタとその製造方法を提供することを目的とする。
りも容量が大きく且つ内部抵抗が小さい電気化学キャパ
シタとその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電気化学キャパシタは、セパレータと、該
セパレータを介して対向する一対の分極性電極とを具え
る電気化学キャパシタに於て、少なくとも一方の分極性
電極は、金属微粒子が互いに繋がった構造としたことを
特徴とする。このような分極性電極は、鉄、コバルト、
ニッケル等の強磁性体である金属微粒子が、液中で懸濁
した状態で磁界中に置き、金属微粒子が互いに繋がった
後に、結合剤の追加、活性炭の充填または導電性高分子
の形成により、互いに繋がった金属微粒子が固定される
ことによって生成される。
め、本発明の電気化学キャパシタは、セパレータと、該
セパレータを介して対向する一対の分極性電極とを具え
る電気化学キャパシタに於て、少なくとも一方の分極性
電極は、金属微粒子が互いに繋がった構造としたことを
特徴とする。このような分極性電極は、鉄、コバルト、
ニッケル等の強磁性体である金属微粒子が、液中で懸濁
した状態で磁界中に置き、金属微粒子が互いに繋がった
後に、結合剤の追加、活性炭の充填または導電性高分子
の形成により、互いに繋がった金属微粒子が固定される
ことによって生成される。
【０００７】
【作用及び効果】上記構成の電気化学キャパシタでは、
少なくとも一方の分極性電極に、互いに繋がった金属微
粒子が含まれるから、導電性高分子材や炭素系材料を使
用する場合に比べて、内部抵抗を減少でき、金属合金系
の材料を使用する場合に比べて、比表面積を著しく大き
くできる。従って、上記構成の電気化学キャパシタは、
従来よりも容量を大きく且つ内部抵抗を小さくできる。
少なくとも一方の分極性電極に、互いに繋がった金属微
粒子が含まれるから、導電性高分子材や炭素系材料を使
用する場合に比べて、内部抵抗を減少でき、金属合金系
の材料を使用する場合に比べて、比表面積を著しく大き
くできる。従って、上記構成の電気化学キャパシタは、
従来よりも容量を大きく且つ内部抵抗を小さくできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。実施形態１ 図１は、図１１に示した従来の電気化学キャパシタ(10
0)に対応する本発明に係る電気化学キャパシタ(10)であ
る。本実施形態の電気化学キャパシタ(10)は、従来の電
気化学キャパシタに比べて、分極性電極(11)(12)が、互
いに繋がった金属微粒子(13)を含む導電性高分子層(14)
である点が異なり、その他の点は従来と同じである。本
実施形態において使用される金属微粒子は、鉄、コバル
ト、ニッケル等の強磁性体である。また、前記導電性高
分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフ
ラン、ポリアニリン、及びこれらの誘導体等が使用され
る。
説明する。実施形態１ 図１は、図１１に示した従来の電気化学キャパシタ(10
0)に対応する本発明に係る電気化学キャパシタ(10)であ
る。本実施形態の電気化学キャパシタ(10)は、従来の電
気化学キャパシタに比べて、分極性電極(11)(12)が、互
いに繋がった金属微粒子(13)を含む導電性高分子層(14)
である点が異なり、その他の点は従来と同じである。本
実施形態において使用される金属微粒子は、鉄、コバル
ト、ニッケル等の強磁性体である。また、前記導電性高
分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフ
ラン、ポリアニリン、及びこれらの誘導体等が使用され
る。
【０００９】前記分極性電極の製法を説明する。まず、
図２に示すように、分極性電極を生成するため、非磁性
材料から形成された生成容器(20)内に、永久磁石または
電磁石によって磁界を発生させる。生成容器(20)は、後
記するように、分極性電極に電子を分配し、または分極
性電極から電子を集電する集電基体となることが望まし
く、このため、アルミニウムのような、非磁性体であり
且つ導電体である材料によって形成されることが望まし
い。また、図示の場合では、永久磁石(21)を使用してお
り、生成容器(20)の下方に配備される。永久磁石(21)
は、先端部から発生する磁界の強さを一様とするため
に、先端部の中央が隆起した形状となっている。
図２に示すように、分極性電極を生成するため、非磁性
材料から形成された生成容器(20)内に、永久磁石または
電磁石によって磁界を発生させる。生成容器(20)は、後
記するように、分極性電極に電子を分配し、または分極
性電極から電子を集電する集電基体となることが望まし
く、このため、アルミニウムのような、非磁性体であり
且つ導電体である材料によって形成されることが望まし
い。また、図示の場合では、永久磁石(21)を使用してお
り、生成容器(20)の下方に配備される。永久磁石(21)
は、先端部から発生する磁界の強さを一様とするため
に、先端部の中央が隆起した形状となっている。
【００１０】次に、図３に示すように、懸濁容器(30)
に、イソプロピルアルコール等の低沸点有機溶媒(31)
と、金属微粒子(32)を入れ、この液を超音波等により振
動を加えて懸濁する。金属微粒子(32)は、比表面積を大
きくするために、粒径が約0.1μｍ以下である金属超微
粒子であることが望ましい。また、金属微粒子(32)の形
状は、細長状のような、互いに接触し易い形状であるこ
とが望ましい。懸濁容器(30)内の懸濁液を、生成容器(2
0)に滴下すると、生成容器(20)内の磁界により金属微粒
子が磁化されるから、金属微粒子は、磁力線に沿って配
向し、個々の金属微粒子が磁石となって互いに繋がっ
て、図４に示すように、樹枝状にに集合して伸びた形状
となる。また、互いに繋がった金属微粒子(22)は、自重
により、その一端が生成容器(20)の底に接触して導通す
る。
に、イソプロピルアルコール等の低沸点有機溶媒(31)
と、金属微粒子(32)を入れ、この液を超音波等により振
動を加えて懸濁する。金属微粒子(32)は、比表面積を大
きくするために、粒径が約0.1μｍ以下である金属超微
粒子であることが望ましい。また、金属微粒子(32)の形
状は、細長状のような、互いに接触し易い形状であるこ
とが望ましい。懸濁容器(30)内の懸濁液を、生成容器(2
0)に滴下すると、生成容器(20)内の磁界により金属微粒
子が磁化されるから、金属微粒子は、磁力線に沿って配
向し、個々の金属微粒子が磁石となって互いに繋がっ
て、図４に示すように、樹枝状にに集合して伸びた形状
となる。また、互いに繋がった金属微粒子(22)は、自重
により、その一端が生成容器(20)の底に接触して導通す
る。
【００１１】次に、生成容器(20)に、導電性高分子とな
る単量体と酸化剤の混合液を滴下する。すると、単量体
と酸化剤の混合液は、前記有機溶媒(23)に溶解し、化学
重合により導電性高分子が形成される。ここで、単量体
としては、ピロール、チオフェンなど、重合により導電
性高分子となる任意の単量体が使用でき、酸化剤として
は、ハロゲン、過酸化物など、一般に知られている任意
の酸化剤を使用できる。
る単量体と酸化剤の混合液を滴下する。すると、単量体
と酸化剤の混合液は、前記有機溶媒(23)に溶解し、化学
重合により導電性高分子が形成される。ここで、単量体
としては、ピロール、チオフェンなど、重合により導電
性高分子となる任意の単量体が使用でき、酸化剤として
は、ハロゲン、過酸化物など、一般に知られている任意
の酸化剤を使用できる。
【００１２】なお、導電性高分子は、その内部に適当な
物質がドーピングされると、金属的性質を発現し、導電
率が著しく上昇する。ドーピングされる前記物質をドー
パントと称する。従って、生成容器(20)に、単量体と酸
化剤を滴下する際に、ドーパントを与えるドーパント剤
を滴下することにより、導電性高分子内に適当な物質が
ドーピングされる。ドーパント剤としては、硫酸、硝酸
などのプロトン酸や、アルキルスルホン酸塩などの界面
活性剤を使用できる。ドーパント剤として使用できるそ
の他の化合物の例は、特公平５−８３１６７号やその他
の文献（例えば、吉野勝美、小野田光宣：「高分子エレ
クトロニクス」、コロナ社（1996））に詳述されてい
る。なお、酸化剤を含む溶液にドーパント剤を追加する
場合、酸化剤とドーパント剤の何れにもなり得る化合物
（例えば、ハロゲン類、遷移金属ハライド、プロトン酸
など）であれば、該化合物を溶液に含ませれば良く、酸
化剤とドーパント剤の２種類の化合物を溶液に含ませる
必要は無い。
物質がドーピングされると、金属的性質を発現し、導電
率が著しく上昇する。ドーピングされる前記物質をドー
パントと称する。従って、生成容器(20)に、単量体と酸
化剤を滴下する際に、ドーパントを与えるドーパント剤
を滴下することにより、導電性高分子内に適当な物質が
ドーピングされる。ドーパント剤としては、硫酸、硝酸
などのプロトン酸や、アルキルスルホン酸塩などの界面
活性剤を使用できる。ドーパント剤として使用できるそ
の他の化合物の例は、特公平５−８３１６７号やその他
の文献（例えば、吉野勝美、小野田光宣：「高分子エレ
クトロニクス」、コロナ社（1996））に詳述されてい
る。なお、酸化剤を含む溶液にドーパント剤を追加する
場合、酸化剤とドーパント剤の何れにもなり得る化合物
（例えば、ハロゲン類、遷移金属ハライド、プロトン酸
など）であれば、該化合物を溶液に含ませれば良く、酸
化剤とドーパント剤の２種類の化合物を溶液に含ませる
必要は無い。
【００１３】それから、低沸点有機溶媒(23)が蒸発し
て、図５に示すように、互いに繋がった金属微粒子(22)
を含む導電性高分子層(24)が生成容器(20)内に形成され
る。なお、形成された導電性高分子が脆性を有する場合
には、フッ素系バインダ等の結着剤を使用することが望
ましい。
て、図５に示すように、互いに繋がった金属微粒子(22)
を含む導電性高分子層(24)が生成容器(20)内に形成され
る。なお、形成された導電性高分子が脆性を有する場合
には、フッ素系バインダ等の結着剤を使用することが望
ましい。
【００１４】次に、形成された導電性高分子層(24)を分
極性電極として、一対の分極性電極(11)(12)がセパレー
タ(15)を挟持し、これに電解液を注入した後、電極端子
(16)(17)とガスケット(18)にて封止されることにより、
図１に示す電気化学キャパシタ(10)が完成する。なお、
セパレータは、電子絶縁性およびイオン透過性である多
孔体であり、具体的には、多孔性のポリプロピレンフィ
ルムまたはポリエチレンフィルム、不織布などが使用さ
れる。また、電解液は、溶質として、例えばテトラエチ
ルアンモニウムテトラフルオロボレートのような四級ア
ンモニウム塩などが使用され、溶媒として、プロピレン
カーボネートやγ−ブチロラクトンなどが使用される。
極性電極として、一対の分極性電極(11)(12)がセパレー
タ(15)を挟持し、これに電解液を注入した後、電極端子
(16)(17)とガスケット(18)にて封止されることにより、
図１に示す電気化学キャパシタ(10)が完成する。なお、
セパレータは、電子絶縁性およびイオン透過性である多
孔体であり、具体的には、多孔性のポリプロピレンフィ
ルムまたはポリエチレンフィルム、不織布などが使用さ
れる。また、電解液は、溶質として、例えばテトラエチ
ルアンモニウムテトラフルオロボレートのような四級ア
ンモニウム塩などが使用され、溶媒として、プロピレン
カーボネートやγ−ブチロラクトンなどが使用される。
【００１５】実施形態２ 図６は、本発明を、コイン型電気化学キャパシタ(40)に
適用した実施形態を示している。本実施形態では、アル
ミニウムのような、非磁性体であり且つ導電体である材
料から形成された生成容器(20)に分極性電極が生成され
る。本実施形態における分極性電極は、第１実施形態に
比べて、懸濁液、単量体および酸化剤の生成容器(20)へ
の滴下量を減らし、その他は同様にすることにより、図
７に示すように、互いに繋がった金属微粒子を含む薄い
導電性高分子層(24)が形成され、この工程を数回繰り返
すことにより、互いに繋がった金属微粒子を含む導電性
高分子層(24)が積層される。なお、生成容器と導電性高
分子層、または導電性高分子層間の付着強度が弱い場合
には、予めシランカップリング剤を単量体および酸化剤
の混合液に混ぜるか、或いは、生成容器内の底面に塗布
することにより、付着強度が改善される。シランカップ
リング剤には、γ−グリシドキシプロピル・トリメトキ
シシラン等が使用される。
適用した実施形態を示している。本実施形態では、アル
ミニウムのような、非磁性体であり且つ導電体である材
料から形成された生成容器(20)に分極性電極が生成され
る。本実施形態における分極性電極は、第１実施形態に
比べて、懸濁液、単量体および酸化剤の生成容器(20)へ
の滴下量を減らし、その他は同様にすることにより、図
７に示すように、互いに繋がった金属微粒子を含む薄い
導電性高分子層(24)が形成され、この工程を数回繰り返
すことにより、互いに繋がった金属微粒子を含む導電性
高分子層(24)が積層される。なお、生成容器と導電性高
分子層、または導電性高分子層間の付着強度が弱い場合
には、予めシランカップリング剤を単量体および酸化剤
の混合液に混ぜるか、或いは、生成容器内の底面に塗布
することにより、付着強度が改善される。シランカップ
リング剤には、γ−グリシドキシプロピル・トリメトキ
シシラン等が使用される。
【００１６】積層された導電性高分子層(24)を生成容器
(20)と共に、型で円形に打ち抜くことにより、図８に示
すような、集電基体(41)上に導電性高分子層(42)が積層
された分極性電極(43)となる。この分極性電極(43)を２
つ用いて、各集電基体(41a)(41b)が外側となるように分
極性電極(43a)(43b)を対向させ、分極性電極(43a)(43b)
間にセパレータ(45)を挟持し、分極性電極(43a)(43b)お
よびセパレータの周囲を、各集電基体(41a)(41b)にそれ
ぞれ電極端子(46)(47)を接触するように、電極端子(46)
(47)およびガスケット(48)により取り囲み、電解液を注
入した後に電極端子(46)(47)をカシメることにより封止
して、図６に示すコイン型電気化学キャパシタが完成す
る。
(20)と共に、型で円形に打ち抜くことにより、図８に示
すような、集電基体(41)上に導電性高分子層(42)が積層
された分極性電極(43)となる。この分極性電極(43)を２
つ用いて、各集電基体(41a)(41b)が外側となるように分
極性電極(43a)(43b)を対向させ、分極性電極(43a)(43b)
間にセパレータ(45)を挟持し、分極性電極(43a)(43b)お
よびセパレータの周囲を、各集電基体(41a)(41b)にそれ
ぞれ電極端子(46)(47)を接触するように、電極端子(46)
(47)およびガスケット(48)により取り囲み、電解液を注
入した後に電極端子(46)(47)をカシメることにより封止
して、図６に示すコイン型電気化学キャパシタが完成す
る。
【００１７】実施形態３ 図９は、本発明を、円筒型電気化学キャパシタ(50)に適
用した実施形態を示している。円筒型のものは、第２実
施形態のコイン型のものに比べて、容量を大きくでき
る。本実施形態では、生成容器は、アルミニウムのよう
な、非磁性体であり且つ導電体である材料を用いて、底
面が矩形状に形成される。第２実施形態と同様にして、
生成容器内に、互いに繋がった金属微粒子を含む可撓性
の導電性高分子層を積層し、生成容器の側壁を除去する
ことにより、集電基体上に導電性高分子層が積層された
矩形状且つ可撓性の分極性電極となる。この分極性電極
を２つ用いて、図１０に示すように、各分極性電極(51)
(52)における一端部の集電基体側に、リード箔(53)(54)
を配備し、各集電基体が外側となり、巻始め部に一方の
リード箔(53)が、巻終り部に他方のリード箔(54)が配置
するように分極性電極(51)(52)をずらして対向させ、分
極性電極(51)(52)の間と、一方の分極性電極(51)の外側
にセパレータ(55)(55)を配備し、これを巻き取って、図
９に示すようなケース(56)に収納し、各リード箔(53)(5
4)を各電極端子(57)(58)に接続し、ケース(56)内に電解
液を充填し、ケース(56)をカシメることにより封止し
て、図９に示す円筒型電気化学キャパシタ(50)が完成す
る。
用した実施形態を示している。円筒型のものは、第２実
施形態のコイン型のものに比べて、容量を大きくでき
る。本実施形態では、生成容器は、アルミニウムのよう
な、非磁性体であり且つ導電体である材料を用いて、底
面が矩形状に形成される。第２実施形態と同様にして、
生成容器内に、互いに繋がった金属微粒子を含む可撓性
の導電性高分子層を積層し、生成容器の側壁を除去する
ことにより、集電基体上に導電性高分子層が積層された
矩形状且つ可撓性の分極性電極となる。この分極性電極
を２つ用いて、図１０に示すように、各分極性電極(51)
(52)における一端部の集電基体側に、リード箔(53)(54)
を配備し、各集電基体が外側となり、巻始め部に一方の
リード箔(53)が、巻終り部に他方のリード箔(54)が配置
するように分極性電極(51)(52)をずらして対向させ、分
極性電極(51)(52)の間と、一方の分極性電極(51)の外側
にセパレータ(55)(55)を配備し、これを巻き取って、図
９に示すようなケース(56)に収納し、各リード箔(53)(5
4)を各電極端子(57)(58)に接続し、ケース(56)内に電解
液を充填し、ケース(56)をカシメることにより封止し
て、図９に示す円筒型電気化学キャパシタ(50)が完成す
る。
【００１８】
【実施例】次に上記第２実施形態の具体例およびそれに
対応する比較例を説明する。実施例 まず、図２に示すように、生成容器として、厚さ数十μ
ｍ、底面の寸法が20ｍｍ×400ｍｍであるアルミ容器(2
0)の下方に、永久磁石(21)を配備しておき、図３に示す
ように、低沸点有機溶媒としてのイソプロピルアルコー
ル(31)200ｃｍ3に、金属微粒子として平均粒径が20ｎｍ
であるニッケル微粒子(32)１ｇ（グラム）（真空冶金
製）を混ぜて、超音波により懸濁させる。次に、この懸
濁液10ｇをアルミ容器(20)に滴下する。このとき、ニッ
ケル微粒子は、図４に示すように、アルミ容器(20)内に
発生する磁界により磁界方向に配向して繋がる。
対応する比較例を説明する。実施例 まず、図２に示すように、生成容器として、厚さ数十μ
ｍ、底面の寸法が20ｍｍ×400ｍｍであるアルミ容器(2
0)の下方に、永久磁石(21)を配備しておき、図３に示す
ように、低沸点有機溶媒としてのイソプロピルアルコー
ル(31)200ｃｍ3に、金属微粒子として平均粒径が20ｎｍ
であるニッケル微粒子(32)１ｇ（グラム）（真空冶金
製）を混ぜて、超音波により懸濁させる。次に、この懸
濁液10ｇをアルミ容器(20)に滴下する。このとき、ニッ
ケル微粒子は、図４に示すように、アルミ容器(20)内に
発生する磁界により磁界方向に配向して繋がる。
【００１９】次に、導電性高分子の単量体として３，４
ジオギシチオフェン1.5ｇと、酸化剤およびドーパント
剤としてＰ−トルエンスルホン酸鉄３ｇとをアルミ容器
(20)に滴下する。すると、化学重合によりポリチオフェ
ンが生成される一方、イソプロピルアルコールが蒸発し
て、図５に示すように、互いに繋がったニッケル微粒子
(22)を含むポリチオフェン層(24)がアルミ容器(20)内に
形成された。上記工程を繰り返すことにより、互いに繋
がったニッケル微粒子(22)を含むポリチオフェン層(24)
をアルミ容器(20)内に積層し、これをアルミ容器(20)と
共に、打抜き型で直径15ｍｍの円形に打ち抜くことによ
り、図８に示すような、集電基体となるアルミ箔(41)上
にポリチオフェン層(24)が積層された分極性電極となっ
た。なお、ポリチオフェンは脆性であるから、ポリチオ
フェン層(24)の形成後に、フッ素系バインダであるポリ
フッ化ビニリデンを結着剤として使用した。
ジオギシチオフェン1.5ｇと、酸化剤およびドーパント
剤としてＰ−トルエンスルホン酸鉄３ｇとをアルミ容器
(20)に滴下する。すると、化学重合によりポリチオフェ
ンが生成される一方、イソプロピルアルコールが蒸発し
て、図５に示すように、互いに繋がったニッケル微粒子
(22)を含むポリチオフェン層(24)がアルミ容器(20)内に
形成された。上記工程を繰り返すことにより、互いに繋
がったニッケル微粒子(22)を含むポリチオフェン層(24)
をアルミ容器(20)内に積層し、これをアルミ容器(20)と
共に、打抜き型で直径15ｍｍの円形に打ち抜くことによ
り、図８に示すような、集電基体となるアルミ箔(41)上
にポリチオフェン層(24)が積層された分極性電極となっ
た。なお、ポリチオフェンは脆性であるから、ポリチオ
フェン層(24)の形成後に、フッ素系バインダであるポリ
フッ化ビニリデンを結着剤として使用した。
【００２０】この分極性電極を陽極側分極性電極とし、
従来使用されている活性炭電極（厚さ１ｍｍ、比表面積
1500ｍ2／ｇ）を陰極側分極性電極として、第２実施形
態と同様に、集電基体が外側となるように一対の分極性
電極を対向させ、分極性電極間にセパレータを挟持し、
分極性電極およびセパレータの周囲を、電極端子および
ガスケットにより取り囲み、電解液を注入した後に電極
端子をカシメることにより封止して、コイン型電気化学
キャパシタを完成させた。完成した電気化学キャパシタ
の特性を調べたところ、充電電圧が2.3Ｖ、単位体積当
たりの静電容量が30Ｆ／ｃｍ3、内部抵抗が45Ωであっ
た。
従来使用されている活性炭電極（厚さ１ｍｍ、比表面積
1500ｍ2／ｇ）を陰極側分極性電極として、第２実施形
態と同様に、集電基体が外側となるように一対の分極性
電極を対向させ、分極性電極間にセパレータを挟持し、
分極性電極およびセパレータの周囲を、電極端子および
ガスケットにより取り囲み、電解液を注入した後に電極
端子をカシメることにより封止して、コイン型電気化学
キャパシタを完成させた。完成した電気化学キャパシタ
の特性を調べたところ、充電電圧が2.3Ｖ、単位体積当
たりの静電容量が30Ｆ／ｃｍ3、内部抵抗が45Ωであっ
た。
【００２１】比較例 比較例の電気化学キャパシタは、実施例に比べて、陽極
側分極性電極として、従来利用されている平均孔径約0.
5ｍｍのニッケル多孔体焼結金属（上記セルメット）を
使用する点が異なり、その他は同様にしてコイン型電気
化学キャパシタを完成させた。完成した電気化学キャパ
シタの特性を調べたところ、充電電圧が2.3Ｖ、単位体
積当たりの静電容量が0.3Ｆ／ｃｍ3、内部抵抗が6.5ｋ
Ωであった。
側分極性電極として、従来利用されている平均孔径約0.
5ｍｍのニッケル多孔体焼結金属（上記セルメット）を
使用する点が異なり、その他は同様にしてコイン型電気
化学キャパシタを完成させた。完成した電気化学キャパ
シタの特性を調べたところ、充電電圧が2.3Ｖ、単位体
積当たりの静電容量が0.3Ｆ／ｃｍ3、内部抵抗が6.5ｋ
Ωであった。
【００２２】従って、上記実施例の電気化学キャパシタ
は、金属合金系材料を用いた従来の電気化学キャパシタ
よりも容量を大きく且つ内部抵抗を小さくできることが
分かる。
は、金属合金系材料を用いた従来の電気化学キャパシタ
よりも容量を大きく且つ内部抵抗を小さくできることが
分かる。
【００２３】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、金属
微粒子を繋げる手段として磁界を利用したが、電界を利
用しても金属微粒子を繋ぐことができる。この場合、生
成容器には、電気絶縁性のものを使用する必要がある。
また、上記実施形態では、導電性高分子の形成には、化
学重合を利用しているが、電界重合等任意の重合方法を
利用できる。
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、金属
微粒子を繋げる手段として磁界を利用したが、電界を利
用しても金属微粒子を繋ぐことができる。この場合、生
成容器には、電気絶縁性のものを使用する必要がある。
また、上記実施形態では、導電性高分子の形成には、化
学重合を利用しているが、電界重合等任意の重合方法を
利用できる。
【図１】本発明の第１実施形態である電気化学キャパシ
タを示す断面図である。
タを示す断面図である。
【図２】生成容器を磁界中に載置する工程を示す概要図
である。
である。
【図３】金属微粒子の懸濁液を生成する工程を示す概要
図である。
図である。
【図４】互いに繋がった金属微粒子を生成容器内に形成
する工程を示す概要図である。
する工程を示す概要図である。
【図５】互いに繋がった金属微粒子を含む導電性高分子
層を生成容器内に形成する工程を示す概要図である。
層を生成容器内に形成する工程を示す概要図である。
【図６】第２実施形態のコイン型電気化学キャパシタを
示す要部断面図である。
示す要部断面図である。
【図７】第２実施形態において、互いに繋がった金属微
粒子を含む導電性高分子層を生成容器内に形成する工程
を示す概要図である。
粒子を含む導電性高分子層を生成容器内に形成する工程
を示す概要図である。
【図８】第２実施形態にて使用される分極性電極を示す
側面図である。
側面図である。
【図９】第３実施形態の円筒型電気化学キャパシタを示
す概要図である。
す概要図である。
【図１０】第３実施形態においてセパレータを挟持した
一対の分極性電極を巻き取る工程を示す概要図である。
一対の分極性電極を巻き取る工程を示す概要図である。
【図１１】従来の電気化学キャパシタを示す断面図であ
る。
る。
(10) 電気化学キャパシタ (11)(12) 分極性電極 (13) 互いに繋がった金属微粒子 (14) 導電性高分子層 (15) セパレータ
Claims (4)
- 【請求項１】 セパレータ(15)と、該セパレータ(15)を
介して対向する一対の分極性電極(11)(12)とを具える電
気化学キャパシタに於て、 少なくとも一方の分極性電極には、金属微粒子が互いに
繋がった状態で含まれることを特徴とする電気化学キャ
パシタ。 - 【請求項２】 金属微粒子は強磁性体である、請求項１
に記載の電気化学キャパシタ。 - 【請求項３】 分極性電極には、導電性高分子(14)又は
活性炭粉末中に金属微粒子が互いに繋がった状態で含ま
れる、請求項１又は請求項２に記載の電気化学キャパシ
タ。 - 【請求項４】 一対の分極性電極を生成する工程と、一
対の分極性電極を、セパレータを介して対向させる工程
とを含む電気化学キャパシタの製造方法に於て、 一対の分極性電極を生成する工程のうち、少なくとも一
方の分極性電極を生成する工程は、強磁性体の金属微粒
子を液中に懸濁させ、これを磁界中に置いて金属微粒子
を磁界方向に沿って繋げる工程と、互いに繋がった金属
微粒子を、結合剤の追加、活性炭の充填または導電性高
分子の形成により固定させる工程を含むことを特徴とす
る電気化学キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083156A JPH11283886A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10083156A JPH11283886A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283886A true JPH11283886A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13794392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10083156A Withdrawn JPH11283886A (ja) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | 電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11283886A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004508705A (ja) * | 2000-08-29 | 2004-03-18 | ユニバーサル・リソーシーズ・アクチェンゲゼルシャフト | 電気二重層を有する電解コンデンサー |
| KR100451133B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-10-02 | (주)폴리메리츠 | 폴리피롤을 함유한 분극성 복합전극을 이용한 슈퍼커패시터 |
| KR100750996B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 전기 이중층 캐패시터, 전기 이중층 캐패시터용 분극전극및 이들의 제조방법 |
| KR100918472B1 (ko) * | 2007-07-23 | 2009-09-24 | 삼성전기주식회사 | 슈퍼캐패시터용 전극 및 그 제조방법 |
| JP2011061167A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Future Eve Technology Kk | 蓄電デバイス |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10083156A patent/JPH11283886A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004508705A (ja) * | 2000-08-29 | 2004-03-18 | ユニバーサル・リソーシーズ・アクチェンゲゼルシャフト | 電気二重層を有する電解コンデンサー |
| KR100451133B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2004-10-02 | (주)폴리메리츠 | 폴리피롤을 함유한 분극성 복합전극을 이용한 슈퍼커패시터 |
| KR100750996B1 (ko) | 2005-12-29 | 2007-08-22 | 엘지전자 주식회사 | 전기 이중층 캐패시터, 전기 이중층 캐패시터용 분극전극및 이들의 제조방법 |
| KR100918472B1 (ko) * | 2007-07-23 | 2009-09-24 | 삼성전기주식회사 | 슈퍼캐패시터용 전극 및 그 제조방법 |
| US8107222B2 (en) | 2007-07-23 | 2012-01-31 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Supercapacitor and manufacturing method thereof |
| JP2011061167A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Future Eve Technology Kk | 蓄電デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |