JPH11340093A - Electric double layer capacitor - Google Patents

Electric double layer capacitor

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Publication number
JPH11340093A
JPH11340093A JP10141857A JP14185798A JPH11340093A JP H11340093 A JPH11340093 A JP H11340093A JP 10141857 A JP10141857 A JP 10141857A JP 14185798 A JP14185798 A JP 14185798A JP H11340093 A JPH11340093 A JP H11340093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electric double
layer capacitor
double layer
conductive
current collector
Prior art date
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Pending
Application number
JP10141857A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Kasahara
竜一 笠原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11340093A publication Critical patent/JPH11340093A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric double layer capacitor which is thin and by which dry-up of electrolytic solution is prevented and ESR(equivalent series resistance) is largely reduced. SOLUTION: An electric double layer capacitor uses an aqueous solution base electrolytic solution and a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a as collector 10. In this case, a swollen graphite layer 10b is formed on one side or both sides of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a. Since the electric double layer capacitor uses a collector comprised of a swollen graphite layer 10b formed on the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a, its thickness can be reduced, dry-up of the electrolytic solution can be prevented and the ESR can be largely reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サに関し、特に集電体材料の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor, and more particularly to an improvement in a current collector material.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、従来の電気二重層コンデンサの
基本セルの構造の一例を示す概略断面図である。この電
気二重層コンデンサの基本セルは、電気絶縁性で、かつ
イオン透過性の多孔性フィルムからなるセパレータ1
と、このセパレータ1を挟んで形成され、粉末活性炭や
活性炭繊維、またはこれらの活性炭をテフロンなどのバ
インダーにより固形化したものに、電解液を内部に染み
込ませたものからなる分極性電極2と、セパレータ1と
分極性電極2を側面から保持するガスケット3と、分極
性電極2の外側の表面上に形成され、カーボン粉末等に
より導電性を付与された導電性ゴムシートまたは導電性
プラスチックシートからなる一対の集電体4と、この集
電体4上に、端子取り出しのために配置された一対の端
子板5とから構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of the structure of a basic cell of a conventional electric double layer capacitor. The basic cell of this electric double layer capacitor is a separator 1 made of an electrically insulating and ion-permeable porous film.
A polarizable electrode 2 formed by sandwiching the separator 1 and made of powdered activated carbon, activated carbon fiber, or a solidified form of these activated carbons with a binder such as Teflon, into which an electrolyte is impregnated; The gasket 3 holds the separator 1 and the polarizable electrode 2 from the side, and a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet formed on the outer surface of the polarizable electrode 2 and provided with conductivity by carbon powder or the like. It comprises a pair of current collectors 4 and a pair of terminal plates 5 arranged on the current collectors 4 for taking out terminals.

【0003】また、上記集電体4の表面は平滑でないた
め、集電体4表面と分極性電極2との間、および集電体
4表面と端子板5との間に接触抵抗が生じる。この接触
抵抗を低減させるために、両側の端子板から数十kg/
cm2 の圧力をかけ、また、この圧力を保持する機構
(図示略)を有している。このような基本セルの耐電圧
は電解液によって決まり、水溶液系の場合1.0Vであ
り、有機溶媒系の場合、構成する化合物によって違うが
2.0〜3.0V程度である。電気二重層コンデンサ
は、所定の耐電圧にするために、必要な耐電圧に応じて
必要枚数の基本セルが直列に積層された構造とされてい
る。
Further, since the surface of the current collector 4 is not smooth, contact resistance is generated between the surface of the current collector 4 and the polarizable electrode 2 and between the surface of the current collector 4 and the terminal plate 5. To reduce this contact resistance, dozens of kg /
A mechanism (not shown) for applying a pressure of 2 cm 2 and maintaining this pressure is provided. The withstand voltage of such a basic cell depends on the electrolytic solution, and is 1.0 V in the case of an aqueous solution system, and is about 2.0 to 3.0 V in the case of an organic solvent system, though it differs depending on the constituent compounds. The electric double layer capacitor has a structure in which a required number of basic cells are stacked in series according to a required withstand voltage in order to achieve a predetermined withstand voltage.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような電気二重層
コンデンサは、これまで主にメモリ等のバックアップに
用いられてきたが、近年では、自動車関係や電子機器関
係などの大電流を必要とする用途での使用が増えてい
る。しかしながら、従来の電気二重層コンデンサは、集
電体4表面と分極性電極2との間、および集電体4表面
と端子板5との間に接触抵抗があるため、等価直列抵抗
(以下、ESRと記す)が大きい。そのため、電気二重
層コンデンサから放電によって大電流を流す際、ESR
によって電圧降下が起こるという欠点を有していた。
Such an electric double layer capacitor has been mainly used for backing up a memory or the like, but in recent years, it has required a large current for automobiles and electronic devices. Use in applications is increasing. However, the conventional electric double-layer capacitor has a contact resistance between the surface of the current collector 4 and the polarizable electrode 2 and between the surface of the current collector 4 and the terminal plate 5, so that an equivalent series resistance (hereinafter, referred to as “equivalent series resistance”). ESR) is large. Therefore, when a large current flows from the electric double layer capacitor by discharging, the ESR
Has the disadvantage that a voltage drop occurs.

【0005】このような電圧降下を低減し、電気二重層
コンデンサから大電流を流すためには、分極性電極2お
よび集電体4の形状を薄くし、ESRを減少させなけれ
ばならない。また、電子機器関係では、機器の小型化が
進んでいるため、それに伴い電気二重層コンデンサにも
薄いものが要求されるようになってきている。しかしな
がら、従来の電気二重層コンデンサは、接触抵抗を低減
させるために、両側の端子板5から数十kg/cm2
圧力をかけ、この圧力を保持する機構(図示略)を有し
ている。そのため、電気二重層コンデンサの薄型化は困
難であった。
In order to reduce such a voltage drop and allow a large current to flow from the electric double layer capacitor, the shapes of the polarizable electrode 2 and the current collector 4 must be reduced to reduce the ESR. In the field of electronic devices, the size of the devices has been reduced, and accordingly, thinner electric double layer capacitors have been required. However, the conventional electric double layer capacitor has a mechanism (not shown) for applying a pressure of several tens of kg / cm 2 from the terminal plates 5 on both sides in order to reduce the contact resistance. . Therefore, it has been difficult to reduce the thickness of the electric double layer capacitor.

【0006】この問題を解決する目的で、上述の圧力保
持機構が不要で、かつ接触抵抗が低減、安定化された電
気二重層コンデンサとして、集電体と分極性電極の間に
吸油量の大きなカーボンを主成分とする中間層を形成し
たものが、特開平1−136326号公報に開示されて
いる。また、特開平02−281607号公報には、集
電体と分極性電極の間にグラファイトシートを設けた電
気二重層コンデンサが開示されている。しかしながら、
吸油量の大きなカーボンを中間層に設けた場合でも、カ
ーボン粒子間、カーボン粒子と集電体との間、カーボン
粒子と分極性電極との間に接触抵抗が生じるため、接触
抵抗を大幅に低減することはできない。また、グラファ
イトシートを設けた場合、シート自体の厚みが大きいた
め、薄型化することは難しくなってしまう。
In order to solve this problem, an electric double layer capacitor which does not require the above-mentioned pressure holding mechanism and has reduced contact resistance and is stabilized has a large oil absorption between the current collector and the polarizable electrode. One in which an intermediate layer mainly composed of carbon is formed is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-136326. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-281607 discloses an electric double layer capacitor in which a graphite sheet is provided between a current collector and a polarizable electrode. However,
Even when carbon with large oil absorption is provided in the intermediate layer, contact resistance is generated between carbon particles, between carbon particles and current collector, and between carbon particles and polarizable electrode, so contact resistance is greatly reduced. I can't. Further, when a graphite sheet is provided, it is difficult to reduce the thickness because the thickness of the sheet itself is large.

【0007】また、電気二重層コンデンサの形状を薄く
するために集電体を薄くしてしまうと、集電体のガス透
過性が大きくなる。そのため、電解液のドライアップに
より、電気二重層コンデンサの信頼性が低下するという
問題が生ずる。ガス透過性が小さくされた集電板として
は、図8に示すような、ガス透過度の十分小さい絶縁層
6の両面に導電層7,8を形成し、絶縁層6中に貫通孔
9を形成して導電層7,8を導通させたものが、特開昭
59−208714号公報に開示されている。しかしな
がら、この集電板を用いる方法では、ガス透過性を抑え
るために貫通孔9の断面積をある程度小さくしなければ
ならず、そのため内部抵抗が大きくなるという欠点を有
している。
Further, if the current collector is made thin in order to make the shape of the electric double layer capacitor thin, the gas permeability of the current collector becomes large. Therefore, there arises a problem that the reliability of the electric double layer capacitor is reduced due to the dry-up of the electrolytic solution. As shown in FIG. 8, as a current collector plate having reduced gas permeability, conductive layers 7 and 8 are formed on both surfaces of an insulating layer 6 having a sufficiently low gas permeability, and through holes 9 are formed in the insulating layer 6. One formed and made conductive between the conductive layers 7 and 8 is disclosed in JP-A-59-208714. However, the method using the current collector plate has a disadvantage that the cross-sectional area of the through-hole 9 must be reduced to some extent in order to suppress gas permeability, and therefore the internal resistance increases.

【0008】よって、本発明における課題は、薄型で、
電解液のドライアップが防止され、かつESRが大幅に
低減された電気二重層コンデンサを提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to reduce the thickness
An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor in which dry-up of an electrolytic solution is prevented and ESR is greatly reduced.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる課題は、水溶液系
電解液を使用し、集電体として導電性ゴムシートまたは
導電性プラスチックシートを用いている電気二重層コン
デンサにおいて、上記導電性ゴムシートまたは導電性プ
ラスチックシートの片面または両面に、膨張黒鉛層を形
成したことを特徴とする電気二重層コンデンサによって
解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor using an aqueous electrolytic solution and a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet as a current collector. The problem is solved by an electric double layer capacitor characterized in that an expanded graphite layer is formed on one or both surfaces of a conductive plastic sheet.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
するが、本発明の電気二重層コンデンサは、以下の形態
例に限定されるものではない。図1は、本発明の電気二
重層コンデンサの基本セルの一例を示す概略断面図であ
る。この電気二重層コンデンサの基本セルは、セパレー
タ1と、このセパレータ1を挟んで形成された一対の分
極性電極2と、セパレータ1と分極性電極2を側面から
保持するガスケット3と、分極性電極2の外側表面に形
成された一対の集電体10と、この集電体10上に、端
子取り出しのために配置された一対の端子板5とから構
成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, but the electric double layer capacitor of the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a basic cell of the electric double layer capacitor of the present invention. The basic cell of the electric double layer capacitor includes a separator 1, a pair of polarizable electrodes 2 formed with the separator 1 interposed therebetween, a gasket 3 for holding the separator 1 and the polarizable electrode 2 from the side, and a polarizable electrode. The current collector 10 includes a pair of current collectors 10 formed on the outer surface thereof, and a pair of terminal plates 5 arranged on the current collector 10 for taking out terminals.

【0011】上記セパレータ1としては、電子絶縁性
で、かつイオン透過性を持った多孔性フィルムが用いら
れる。このような多孔性フィルムとしては、例えば、合
成樹脂等からなる不織布などが挙げられる。上記分極性
電極2としては、導電性があり、電解液に対して安定
で、かつ大きな表面積を有するものが好ましく、例え
ば、粉末活性炭や活性炭繊維、またはこれらの活性炭を
テフロン、フェノール系樹脂などのバインダーにより固
形化したものに、電解液を内部に染み込ませたものが用
いられる。電解液としては、硫酸や水酸化カリウム等を
水に溶解させたものなどが用いられる。上記ガスケット
3は、基本セルの形状を維持し、電解液の漏れを防ぐと
共に、上下の集電体18同士の接触による短絡を防ぐも
のである。ガスケット3の材質としては、例えば、AB
Sなどの樹脂材料が用いられる。
As the separator 1, a porous film having electronic insulation and ion permeability is used. An example of such a porous film is a nonwoven fabric made of a synthetic resin or the like. The above-mentioned polarizable electrode 2 is preferably electrically conductive, stable with respect to an electrolytic solution, and has a large surface area. For example, powdered activated carbon or activated carbon fiber, or these activated carbons such as Teflon, phenolic resin, etc. The one solidified with a binder and impregnated with an electrolytic solution is used. As the electrolytic solution, a solution in which sulfuric acid, potassium hydroxide, or the like is dissolved in water is used. The gasket 3 maintains the shape of the basic cell, prevents leakage of the electrolyte, and prevents short-circuiting due to contact between the upper and lower current collectors 18. The material of the gasket 3 is, for example, AB
A resin material such as S is used.

【0012】上記集電体10は、カーボン粉末等により
導電性を付与された導電性ゴムシートまたは導電性プラ
スチックシート10aと、この導電性ゴムシートまたは
導電性プラスチックシート10aの表面に形成された膨
張黒鉛層10bとから構成されている。上記導電性ゴム
シートまたは導電性プラスチックシート10aの材質と
しては、例えば、導電性ブチルゴムや、ポリエチレン
系、ポリプロピレン系、ニトリル系、スチレン系、ブタ
ジエン系等の導電性ゴム、導電性エラストマー、導電性
プラスチックなどが挙げられる。
The current collector 10 includes a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a provided with conductivity by carbon powder or the like, and an expansion formed on the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a. And a graphite layer 10b. Examples of the material of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a include conductive butyl rubber, conductive rubber such as polyethylene, polypropylene, nitrile, styrene, and butadiene, conductive elastomer, and conductive plastic. And the like.

【0013】上記膨張黒鉛層10bを形成している膨張
黒鉛は、黒鉛層間化合物を800〜1000℃程度に急
熱することにより得られる導電付与材であり、その形状
は、粉末状もしくは粒子状である。この膨張黒鉛は、通
常の黒鉛に比べ100倍以上の膨張を起こしているた
め、通常の黒鉛に比べ形状変化を起こしやすい。上記膨
張黒鉛層10bの膜厚は、10μm以下とされることが
好ましい。膜厚が10μmを越えると、膨張黒鉛層10
bが剥離する恐れがある。また、膜厚を10μmよりも
厚くしても、集電体10表面と分極性電極2との間、お
よび集電体10表面と端子板5との間の接触抵抗および
電気二重層コンデンサESRの低減効果はほとんど向上
しない。
The expanded graphite forming the expanded graphite layer 10b is a conductivity-imparting material obtained by rapidly heating a graphite intercalation compound to about 800 to 1000 ° C. The shape of the expanded graphite is powdery or particulate. is there. Since this expanded graphite has expanded 100 times or more as compared with normal graphite, it tends to change its shape as compared with normal graphite. The thickness of the expanded graphite layer 10b is preferably set to 10 μm or less. If the film thickness exceeds 10 μm, the expanded graphite layer 10
b may peel off. Even if the film thickness is larger than 10 μm, the contact resistance between the surface of the current collector 10 and the polarizable electrode 2 and between the surface of the current collector 10 and the terminal plate 5 and the electric double layer capacitor ESR The reduction effect is hardly improved.

【0014】上記集電体10は、例えば、以下の製造方
法によって製造することができる。図2は、集電体10
の製造工程の一例を示す模式図である。まず、膨張黒鉛
と溶媒を所定の割合で混合させた膨張黒鉛/溶媒混合物
11を導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシー
ト10a上に塗布機13を用いて厚めに塗布し、ブレー
ド14で膨張黒鉛/溶媒混合物11の塗布面を平滑にす
る。ついで、塗布された膨張黒鉛/溶媒混合物11を導
電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシート10a
にリバースロール12を用いて圧着し、膨張黒鉛を導電
性ゴムシートまたは導電性プラスチックシート10aに
密着させる。ついで、圧着された膨張黒鉛/溶媒混合物
11を乾燥機等で乾燥させ、溶媒を除去する。
The current collector 10 can be manufactured, for example, by the following manufacturing method. FIG. 2 shows the current collector 10.
It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing process of. First, an expanded graphite / solvent mixture 11 in which expanded graphite and a solvent are mixed at a predetermined ratio is applied thickly on a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a using an applicator 13 and a blade 14 is used to expand the expanded graphite / solvent mixture. The coating surface of the solvent mixture 11 is smoothed. Then, the applied expanded graphite / solvent mixture 11 is applied to a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a.
Is pressed using a reverse roll 12 so that the expanded graphite adheres to the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a. Next, the compressed expanded graphite / solvent mixture 11 is dried with a drier or the like to remove the solvent.

【0015】このような電気二重層コンデンサにあって
は、導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシート
10aの表面に膨張黒鉛層10bが形成された集電体1
0を用いているので、集電体10表面と分極性電極2と
の間、および集電体10表面と端子板5との間の接触抵
抗を大幅に低減することができる。これにより、圧力保
持機構が不要となるので電気二重層コンデンサの薄型化
が可能となり、また、電気二重層コンデンサのESRが
低減する。また、導電性ゴムシートまたは導電性プラス
チックシート10aの表面に膨張黒鉛層10bが形成さ
れているので、集電体10のガス透過性が低下し、電解
液のドライアップが防止される。
In such an electric double layer capacitor, the current collector 1 in which an expanded graphite layer 10b is formed on the surface of a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a is provided.
Since 0 is used, the contact resistance between the surface of the current collector 10 and the polarizable electrode 2 and the contact resistance between the surface of the current collector 10 and the terminal plate 5 can be significantly reduced. This eliminates the need for a pressure holding mechanism, so that the thickness of the electric double layer capacitor can be reduced, and the ESR of the electric double layer capacitor can be reduced. Further, since the expanded graphite layer 10b is formed on the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a, the gas permeability of the current collector 10 is reduced, and the dry-up of the electrolytic solution is prevented.

【0016】また、導電性ゴムシートまたは導電性プラ
スチックシート10aの表面に膨張黒鉛層10bをリバ
ースロール12等を用いて圧着した場合、導電性ゴムシ
ートまたは導電性プラスチックシート10aと膨張黒鉛
層10bとの密着性が増すので、さらに電気二重層コン
デンサのESRが低減し、電解液のドライアップが防止
される。
When the expanded graphite layer 10b is pressure-bonded to the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a using the reverse roll 12 or the like, the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a and the expanded graphite layer 10b , The ESR of the electric double layer capacitor is further reduced, and the electrolyte is prevented from drying up.

【0017】導電性ゴムシートまたは導電性プラスチッ
クシート10aの表面に膨張黒鉛層10bを形成するこ
とにより、集電体10表面と分極性電極2との間、およ
び集電体10表面と端子板5との間の接触抵抗が大幅に
低減し、電解液のドライアップが防止される理由として
は、以下のようなことが挙げられる。膨張黒鉛層10b
を形成している膨張黒鉛は、通常の黒鉛粒子に比べ形状
変化を起こしやすい。そのため、図3に示すように、膨
張黒鉛15は、導電性ゴムシートまたは導電性プラスチ
ックシート10aの表面との摩擦を起こすと、表面の凹
凸に合わせて変形して、表面に密着するので、高い導電
性を持ち、接触抵抗が低減し、また、ガス透過性も低下
する。一方、図4に示すように、通常の黒鉛粒子16
は、導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシート
10aの表面の凹凸に合わせて変形することがないの
で、黒鉛粒子間に隙間が多く、接触抵抗の低減の効果
や、ガス透過性の低下の効果が低い。
By forming an expanded graphite layer 10b on the surface of a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet 10a, the surface between the current collector 10 and the polarizable electrode 2 and between the surface of the current collector 10 and the terminal plate 5 are formed. The reasons why the contact resistance between the electrolyte solution and the electrolyte solution is greatly reduced and the dry-up of the electrolyte solution is prevented are as follows. Expanded graphite layer 10b
Is more likely to cause a shape change than ordinary graphite particles. Therefore, as shown in FIG. 3, when the expanded graphite 15 causes friction with the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a, the expanded graphite 15 is deformed according to the unevenness of the surface and adheres to the surface. It has conductivity, reduces contact resistance, and reduces gas permeability. On the other hand, as shown in FIG.
Is not deformed in accordance with the unevenness of the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet 10a. Low.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例を示す。 (実施例1)図4は、本実施例における試験用の電気二
重層コンデンサの断面構造を示す概略図である。固定炭
素分が97%以上である膨張黒鉛粉末と水を重量比1:
3で混合し、膨張黒鉛粉末/水混合物を調製した。厚さ
50μmの導電性ブチルゴムシート24aを用意し、こ
の両面にそれぞれ、膨張黒鉛粉末/水混合物を均一に塗
布および圧着し、膨張黒鉛粉末を導電性ブチルゴムシー
ト24a表面に密着させた。これを乾燥機により120
℃で1時間乾燥させ、残存する溶媒を除去し、導電性ブ
チルゴムシート24a表面に片面当たりの厚さが10μ
mの膨張黒鉛層24bが形成された集電体24を得た。
Embodiments are described below. (Embodiment 1) FIG. 4 is a schematic view showing a sectional structure of a test electric double layer capacitor in this embodiment. The weight ratio of expanded graphite powder having a fixed carbon content of 97% or more to water is 1:
3 to prepare an expanded graphite powder / water mixture. An electrically conductive butyl rubber sheet 24a having a thickness of 50 μm was prepared, and an expanded graphite powder / water mixture was uniformly applied and pressed on both surfaces thereof, so that the expanded graphite powder was brought into close contact with the surface of the electrically conductive butyl rubber sheet 24a. This is dried for 120
At 1 ° C. for 1 hour to remove the remaining solvent, and the thickness of one side of the conductive butyl rubber sheet 24a is 10 μm.
The current collector 24 on which the m expanded graphite layer 24b was formed was obtained.

【0019】活性炭粉末と粉末状フェノール系樹脂を重
量比6:4で混合し、70×50×0.5mmに成形
後、窒素雰囲気中900℃で熱処理したものを、40重
量%の硫酸水溶液(電解液)に24時間含浸させて分極
性電極22を得た。この分極性電極22を、厚さ20μ
mのポリプロピレン製不織布からなるセパレータ21を
間に挟んで対向させた。これに上述のようにして作成し
た集電体24を両側から圧着し、ついで両側の集電体2
4同士が接触しないように、ABS製のガスケット23
を分極性電極22の周囲に配置した。次に、一対のAB
S製の支持体26を集電体24表面の両端に配置し、こ
の支持体26とガスケット23で集電体24の両端部を
挟み込むような形にした。さらに、ガスケット23およ
び支持体26の周囲にエポキシ樹脂系接着剤を塗布し、
分極性電極22に含浸された電解液を封止した。
Activated carbon powder and powdered phenolic resin were mixed at a weight ratio of 6: 4, molded into 70 × 50 × 0.5 mm, and heat-treated at 900 ° C. in a nitrogen atmosphere. (Electrolytic solution) for 24 hours to obtain a polarizable electrode 22. This polarizable electrode 22 has a thickness of 20 μm.
m, and a separator 21 made of a polypropylene nonwoven fabric was interposed therebetween. The current collector 24 formed as described above is pressed from both sides thereof, and then the current collectors 2 on both sides are pressed.
Gasket 23 made of ABS so as not to contact each other
Was arranged around the polarizable electrode 22. Next, a pair of AB
S support members 26 were arranged at both ends of the surface of the current collector 24, and the support member 26 and the gasket 23 were formed so as to sandwich both ends of the current collector 24. Furthermore, an epoxy resin adhesive is applied around the gasket 23 and the support 26,
The electrolyte impregnated in the polarizable electrode 22 was sealed.

【0020】次に、端子取り出しのための端子板25
を、両側から5kg/cm2 の圧力をかけて集電体24
に固定し、端子板25の四隅をボルト27およびナット
28で固定した。両極のショートを防ぐため、端子板2
5とボルト27の間には、非導電性ブチルゴム系のパッ
キン29を取り付けた。このようにして組み立てられた
基本セルに、電解液である40重量%硫酸水溶液をガス
ケット23の側面に開けられた注入孔(図示略)より注
入し、電解液注入後、注入孔を熱融着により封止するこ
とによって、電気二重層コンデンサの基本セルを作製し
た。同様にして、端子板25の両側からかける圧力が2
0kg/cm2 の基本セルを作製した。
Next, a terminal plate 25 for taking out a terminal is provided.
With a pressure of 5 kg / cm 2 from both sides and a current collector 24
, And the four corners of the terminal plate 25 were fixed with bolts 27 and nuts 28. To prevent a short circuit between the two poles,
A non-conductive butyl rubber packing 29 was mounted between the bolt 5 and the bolt 27. A 40% by weight aqueous sulfuric acid solution as an electrolytic solution is injected into the thus assembled basic cell through an injection hole (not shown) formed in the side surface of the gasket 23, and after the electrolyte solution is injected, the injection hole is thermally fused. To form a basic cell of an electric double layer capacitor. Similarly, the pressure applied from both sides of the terminal plate 25 is 2
A basic cell of 0 kg / cm 2 was prepared.

【0021】(比較例1)集電体24として、膨張黒鉛
粉末を圧着した導電性ブチルゴムシートのかわりに、純
度98%以上の黒鉛粉末を塗布した導電性ブチルゴムシ
ート用いた以外は、実施例1と同様に行い、端子板25
の両側からかける圧力が5および20kg/cm2 の2
種類の基本セルを作製した。
(Comparative Example 1) Example 1 was repeated except that a conductive butyl rubber sheet coated with graphite powder having a purity of 98% or more was used as the current collector 24 instead of the conductive butyl rubber sheet pressed with expanded graphite powder. The terminal board 25
2 of pressure applied from both sides of the 5 and 20 kg / cm 2
Various types of basic cells were produced.

【0022】(比較例2)集電体24として、膨張黒鉛
粉末を圧着した導電性ブチルゴムシートのかわりに、厚
さ125μmのグラファイトシートを圧着した導電性ブ
チルゴムシートを用いた以外は、実施例1と同様に行
い、端子板25の両側からかける圧力が5および20k
g/cm2 の2種類の基本セルを作製した。
Comparative Example 2 Example 1 was repeated except that a conductive butyl rubber sheet obtained by pressing a 125 μm-thick graphite sheet was used as the current collector 24 in place of the conductive butyl rubber sheet obtained by pressing expanded graphite powder. The pressure applied from both sides of the terminal plate 25 is 5 and 20 k.
Two types of basic cells of g / cm 2 were prepared.

【0023】(比較例3)集電体24として、厚さ25
μmのアルミ箔中に貫通孔を10%設け、これを厚さ5
0μmの導電性ブチルゴムシート上に乗せて5kg/c
2 で圧着した後、アルミ箔側に実施例1と同様にして
膨張黒鉛を塗布し、さらにその上から再び厚さ50μm
の導電性ブチルゴムシートを5kg/cm2 で圧着した
ものを用いた以外は、実施例1と同様に行い、端子板2
5の両側からかける圧力が5および20kg/cm2
2種類の基本セルを作製した。
(Comparative Example 3) A current collector 24 having a thickness of 25
10% through-holes were formed in an aluminum foil of
5 kg / c on 0 μm conductive butyl rubber sheet
After press-bonding with m 2 , expanded graphite was applied to the aluminum foil side in the same manner as in Example 1, and a thickness of 50 μm was again applied thereon.
Except that the conductive rubber sheet was used and pressed at 5 kg / cm 2, as in Example 1 and the terminal plate 2
Two types of basic cells were prepared in which the pressure applied from both sides of 5 was 5 and 20 kg / cm 2 .

【0024】実施例1、比較例1〜3で作製された基本
セルを用いて電気二重層コンデンサをそれぞれ得た。電
気二重層コンデンサのESR、集電体の水蒸気透過率お
よび基本セルの厚さを以下の測定方法を用いて測定し
た。結果を表1に示す。
Using the basic cells produced in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, electric double layer capacitors were obtained. The ESR of the electric double layer capacitor, the water vapor permeability of the current collector, and the thickness of the basic cell were measured using the following measurement methods. Table 1 shows the results.

【0025】(ESRの測定)電気二重層コンデンサに
1kHz,10mVrms の交流電圧を印加して、電流と
位相差を測定することで求めた。 (水蒸気透過率)φ30mmのサンプル瓶内に、40重
量%の硫酸水溶液を入れ、サンプル瓶上に集電体を載
せ、10kg/cm2 の加圧をかけることにより集電体
をサンプル瓶にエポキシ系接着剤で圧着した。このサン
プル瓶を、70℃に設置した乾燥機内に放置し、サンプ
ル瓶の重量変化から求めた。 (基本セルの厚さ)基本セル中央部をデジタル式のノギ
スを用いて測定し、その値から両端の端子板25の厚さ
を除した値を基本セルの厚さとした。なお、基本セルの
厚さは、端子板25両側からの圧力が5kg/cm2
基本セルについて測定した。
(Measurement of ESR) An ESR was obtained by applying an AC voltage of 1 kHz and 10 mV rms to an electric double layer capacitor and measuring a current and a phase difference. In the sample bottle (water vapor permeability) .phi.30 mm, placed 40 wt% aqueous sulfuric acid solution, placing the current collector in a sample bottle onto an epoxy into a sample bottle a current collector by applying a pressure of 10 kg / cm 2 It was crimped with a system adhesive. This sample bottle was left in a drier set at 70 ° C., and determined from the change in weight of the sample bottle. (Thickness of basic cell) The central part of the basic cell was measured using a digital caliper, and the value obtained by dividing the thickness by the thickness of the terminal plates 25 at both ends was defined as the thickness of the basic cell. The thickness of the basic cell was measured for a basic cell in which the pressure from both sides of the terminal plate 25 was 5 kg / cm 2 .

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】実施例1のESRは比較例1と比べ、端子
板25への加圧力の大小に関わらず、減少した。このこ
とから、導電性ブチルゴムシート表面に膨張黒鉛層を形
成することが、ESRの低減に有効であることが分か
る。また、実施例1と比較例1では、水蒸気透過率は比
較例1の方が大きかった。これは、比較例1で用いてい
る一般の黒鉛粉末は粒子の形状変化が起こりにくく、導
電性ブチルゴムシートと黒鉛粒子との密着が十分でない
からと考えられる。
The ESR of the first embodiment was smaller than that of the first comparative example regardless of the magnitude of the pressure applied to the terminal plate 25. This indicates that forming an expanded graphite layer on the surface of the conductive butyl rubber sheet is effective in reducing ESR. In Example 1 and Comparative Example 1, the water vapor transmission rate of Comparative Example 1 was higher. This is considered to be because the general graphite powder used in Comparative Example 1 hardly changes the shape of the particles, and the adhesion between the conductive butyl rubber sheet and the graphite particles is not sufficient.

【0028】実施例1と比較例2では、ESRに大きな
変化はなく、また水蒸気透過率もほとんど変化はなかっ
た。しかし、セルの厚みを比較すると、比較例2の方が
40%以上厚くなっていた。また、実施例1と比較例3
では、比較例3の水蒸気透過率はかなり良好であったも
のの、比較例3のESRの値は実施例1の3倍以上とな
った。
In Example 1 and Comparative Example 2, there was no significant change in ESR, and there was almost no change in the water vapor transmission rate. However, comparing the cell thickness, Comparative Example 2 was 40% or more thicker. Example 1 and Comparative Example 3
In Comparative Example 3, although the water vapor transmission rate of Comparative Example 3 was fairly good, the ESR value of Comparative Example 3 was at least three times that of Example 1.

【0029】(実施例2)膨張黒鉛層24bの膜厚が片
面当たり1、5、10、20、30μmの集電体24を
それぞれ用いた電気二重層コンデンサを作成し、ESR
を測定した。結果を図6に示す。ここで、端子板25の
両側からかける圧力は、いずれも5kg/cm2 とし
た。
(Example 2) An electric double layer capacitor was prepared using a current collector 24 in which the thickness of the expanded graphite layer 24b was 1, 5, 10, 20, and 30 µm per side, and ESR was performed.
Was measured. FIG. 6 shows the results. Here, the pressure applied from both sides of the terminal plate 25 was 5 kg / cm 2 .

【0030】実施例2の結果より、片面当たりの膜厚が
かなり薄くても、ESRの値は大幅には悪くなっていな
いことがわかった。逆に、膜厚が10μmを超えると、
それ以上厚く塗ってもあまり効果はみられず、また膨張
黒鉛層24bが剥離することがあった。このことから、
導電性ブチルゴムシート24a表面に塗布する膨張黒鉛
層24bの膜厚を10μm以下にするとよいという結果
が得られた。なお、本実施例では、集電体を構成する材
料として導電性ブチルゴムを用いているが、導電性ブチ
ルゴムの代わりにポリエチレン系、ポリプロピレン系、
ニトリル系、スチレン系及びブタジエン系の導電性ゴ
ム、導電性エラストマー及び導電性プラスチックのいず
れかを用いても同様の結果が得られる。
From the results of Example 2, it was found that the ESR value was not significantly deteriorated even if the film thickness per one side was extremely small. Conversely, when the film thickness exceeds 10 μm,
Even if it is applied thicker, the effect is not so much seen, and the expanded graphite layer 24b may peel off. From this,
It was found that the thickness of the expanded graphite layer 24b applied to the surface of the conductive butyl rubber sheet 24a should be 10 μm or less. In this embodiment, the conductive butyl rubber is used as a material constituting the current collector, but instead of the conductive butyl rubber, a polyethylene type, a polypropylene type,
Similar results can be obtained by using any of nitrile, styrene and butadiene conductive rubbers, conductive elastomers and conductive plastics.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層コンデンサにあっては、導電性ゴムシートまたは導電
性プラスチックシートの表面に膨張黒鉛層を形成した集
電体を用いているので、薄型化が可能であり、電解液の
ドライアップを防止することができ、かつESRを大幅
に低減することができる。
As described above, in the electric double layer capacitor of the present invention, since the current collector having the expanded graphite layer formed on the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet is used. It is possible to reduce the thickness, prevent the electrolyte solution from drying up, and significantly reduce the ESR.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の電気二重層コンデンサの基本セルの
一例を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a basic cell of an electric double layer capacitor of the present invention.

【図2】 本発明の電気二重層コンデンサに用いられる
集電体の製造工程の一例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a manufacturing process of a current collector used for the electric double layer capacitor of the present invention.

【図3】 本発明の電気二重層コンデンサに用いられる
集電体の一例を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a current collector used in the electric double layer capacitor of the present invention.

【図4】 従来の電気二重層コンデンサに用いられる集
電体の一例を示す概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing an example of a current collector used in a conventional electric double layer capacitor.

【図5】 実施例で使用した電気二重層コンデンサの基
本セルの構造を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing the structure of a basic cell of the electric double layer capacitor used in the example.

【図6】 本発明の電気二重層コンデンサにおける導電
性ゴムシート表面の膨張黒鉛層の片面当たりの膜厚とE
SRの関係を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between the film thickness per one surface of the expanded graphite layer on the surface of the conductive rubber sheet and E in the electric double layer capacitor of the present invention.
It is the graph which showed the relationship of SR.

【図7】 従来の電気二重層コンデンサの基本セルの一
例を示す概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a basic cell of a conventional electric double layer capacitor.

【図8】 従来の電気二重層コンデンサに用いられる集
電体の一例を示す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing an example of a current collector used in a conventional electric double layer capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 集電体 10a 導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシ
ート 10b 膨張黒鉛層
Reference Signs List 10 current collector 10a conductive rubber sheet or conductive plastic sheet 10b expanded graphite layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水溶液系電解液を使用し、集電体として
導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシートを用
いている電気二重層コンデンサにおいて、 上記導電性ゴムシートまたは導電性プラスチックシート
の片面または両面に、膨張黒鉛層を形成したことを特徴
とする電気二重層コンデンサ。
1. An electric double-layer capacitor using an aqueous electrolytic solution and a conductive rubber sheet or a conductive plastic sheet as a current collector, wherein one or both sides of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet are provided. An electric double layer capacitor characterized by having an expanded graphite layer formed thereon.
【請求項2】 上記膨張黒鉛層の膜厚が、10μm以下
であることを特徴とする請求項1記載の電気二重層コン
デンサ。
2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the thickness of the expanded graphite layer is 10 μm or less.
【請求項3】 上記膨張黒鉛層が、粉末状または粒子状
の膨張黒鉛を上記導電性ゴムシートまたは導電性プラス
チックシートの表面に均一に塗布、圧着させてなること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の電気二重層
コンデンサ。
3. The expanded graphite layer according to claim 1, wherein the expanded graphite in the form of powder or particles is uniformly applied to the surface of the conductive rubber sheet or the conductive plastic sheet and pressed. The electric double layer capacitor according to claim 2.
JP10141857A 1998-05-22 1998-05-22 Electric double layer capacitor Pending JPH11340093A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6757154B2 (en) 2001-12-13 2004-06-29 Advanced Energy Technology Inc. Double-layer capacitor components and method for preparing them
CN100383904C (en) * 2003-05-14 2008-04-23 Nec东金株式会社 Electrochemical cell stack
JP2020184588A (en) * 2019-05-08 2020-11-12 学校法人 龍谷大学 Electric double layer capacitor and capacitor module

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6757154B2 (en) 2001-12-13 2004-06-29 Advanced Energy Technology Inc. Double-layer capacitor components and method for preparing them
CN100383904C (en) * 2003-05-14 2008-04-23 Nec东金株式会社 Electrochemical cell stack
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