JPH1167601A - Electric double-layer capacitor - Google Patents

Electric double-layer capacitor

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JPH1167601A
JPH1167601A JP9221265A JP22126597A JPH1167601A JP H1167601 A JPH1167601 A JP H1167601A JP 9221265 A JP9221265 A JP 9221265A JP 22126597 A JP22126597 A JP 22126597A JP H1167601 A JPH1167601 A JP H1167601A
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JP
Japan
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activated carbon
electric double
layer capacitor
electrode
carbon fiber
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Withdrawn
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JP9221265A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Imai
康志 今井
Kenshirou Oyamada
建四郎 小山田
Hiroyuki Watanabe
裕之 渡辺
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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 reduce the internal resistance of a capacitor by joining an collecting electrodes at a specified temperature with the aid of an activated brazing metal containing Ti at a specified weight %. SOLUTION: Electrolytic iron 12 is disposed between polarized electrodes 11a and 11b. Collecting electrodes 13 are provided outside the polarized electrodes. In this case, the polarized electrodes 11a and 11b are made of activated carbon textile. The activated carbon textile and the collecting electrodes are joined by vacuum brazing with the aid of an activated brazing metal. In this case, the brazing metal contains 2 weight % Ti and the brazing is performed at a temperature lower than the highest temperature of the melting point of the brazing metal by 20-40 deg.C. In this way, junction between the activated carbon and the collecting plate which are different materials is made possible and the internal resistance can be 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
サに関する。
[0001] The present invention relates to an electric double layer capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在用いられているコンピュータには、
メモリのバックアップ用として、電気二重層コンデンサ
が利用されている。このコンデンサは、小型で大容量で
あり、また繰り返し寿命が長いという特徴を有する。該
電気二重層コンデンサは、従来のAl電解コンデンサに
代表される電極間に誘電体を有するコンデンサに比べ、
体積あたりの容量が300〜1000倍高い。上記二重
層コンデンサは、分極性電極に電解質中のアニオン,カ
チオンをそれぞれ正極,負極表面に物理吸着させて電気
を蓄えるという原理で動作するため、その吸着する電極
の表面積が大きいことが要求される。
2. Description of the Related Art Currently used computers include:
An electric double layer capacitor is used for memory backup. This capacitor is characterized in that it is small, has a large capacity, and has a long repeated life. The electric double layer capacitor is compared with a capacitor having a dielectric between electrodes typified by a conventional Al electrolytic capacitor.
The capacity per volume is 300 to 1000 times higher. The above-mentioned double-layer capacitor operates on the principle of storing electricity by physically adsorbing anions and cations in the electrolyte to the polarizable electrode on the positive and negative electrode surfaces, respectively, and therefore requires a large surface area of the adsorbed electrode. .

【0003】そこで、現在では、比表面積が1000〜
3000(m2 /g)の活性炭がこの電気二重層コンデ
ンサの電極として利用されている。該電気二重層コンデ
ンサはこの2つの電極の間に電解質が存在する構造を有
している。近年、この電気二重層コンデンサを様々な機
器のバックアップ電源として広く用いられるようになっ
てきた。適用の対象も大容量化に伴い、バックアップと
して用いる電気二重層コンデンサも、大容量化が望まれ
ている。このとき、大容量化のコンデンサにおいては、
使用電圧の高いことが望ましい。そこで、有機溶液系の
電解質に関する検討が行われている。
Therefore, at present, the specific surface area is 1000-1000.
3000 (m 2 / g) activated carbon is used as an electrode of this electric double layer capacitor. The electric double layer capacitor has a structure in which an electrolyte exists between these two electrodes. In recent years, this electric double layer capacitor has been widely used as a backup power supply for various devices. With the increase in the capacity of the object to be applied, the capacity of the electric double layer capacitor used as a backup is also desired to be increased. At this time, in a capacitor with a large capacity,
It is desirable that the working voltage be high. Thus, studies on organic solution-based electrolytes have been conducted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

<第1の課題>ここで、電気二重層コンデンサの電解液
は、大きく水溶性と有機溶液系とがある。水溶液系は、
電解質として主に希硫酸が用いられている。該希硫酸は
電気伝導度が大きい反面、分解電圧が1.2 Vと低いとい
う問題がある。一方、有機電解液系では、分解電圧は、
水溶液系に比べて2.5 〜3Vと高いが、電気伝導度が小
さいという問題がある。このように、水溶液系と有機溶
液系とでお互いに相反する性質を有している。ここで、
大容量化のためには、コンデンサの使用電圧の高いこと
が望ましく、この点から有機溶液系が有効であるが、有
機溶液系は、その電気伝導度が水溶液系に比べて低く、
結果としてコンデンサの内部抵抗が高いという問題があ
る。
<First problem> Here, the electrolytic solution of the electric double layer capacitor is largely classified into a water-soluble type and an organic solution type. The aqueous system is
Dilute sulfuric acid is mainly used as an electrolyte. Although the diluted sulfuric acid has high electric conductivity, it has a problem that the decomposition voltage is as low as 1.2 V. On the other hand, in the organic electrolyte system, the decomposition voltage is
Although it is as high as 2.5 to 3 V as compared with the aqueous solution system, there is a problem that the electric conductivity is small. As described above, the aqueous solution system and the organic solution system have mutually contradictory properties. here,
In order to increase the capacity, it is desirable that the working voltage of the capacitor is high. From this point, the organic solution system is effective, but the electric conductivity of the organic solution system is lower than that of the aqueous solution system.
As a result, there is a problem that the internal resistance of the capacitor is high.

【0005】電気二重層コンデンサの分極性電極として
活性炭を用いる場合、電極製造法としては、現在(1)
粉末活性炭をバインダーで混練し、成形する方法、
(2)活性炭繊維布を用いる方法を挙げることができ
る。ここで、活性炭繊維としては、例えばカイノール活
性炭繊維(商品名:群栄化学工業社製)等を挙げること
ができる。この活性炭繊維電極からの集電は、ケースに
接触させる方法、活性炭の片面に施されたアルミ溶射皮
膜からリードを取り出す方法等が提案されている。
[0005] When activated carbon is used as a polarizable electrode of an electric double layer capacitor, an electrode manufacturing method is currently (1)
A method of kneading powdered activated carbon with a binder and molding,
(2) A method using an activated carbon fiber cloth can be mentioned. Here, examples of the activated carbon fibers include kainol activated carbon fibers (trade name: manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) and the like. For the current collection from the activated carbon fiber electrode, a method of contacting with a case, a method of extracting a lead from an aluminum sprayed coating applied to one surface of activated carbon, and the like have been proposed.

【0006】しかしながら、ケースに接触させる方法
は、接触抵抗が大きいという問題がある。また、アルミ
溶射皮膜からのリードを取り出す方法は、高い動作電圧
に対して積層構造をとることが困難であり、複雑な構造
となり、製造に高度な技術を要し、簡便な方法として、
導電性接着剤(銀ペースト)を用いた接合方法が望まれ
ている。
However, the method of contacting the case has a problem that the contact resistance is large. Also, the method of taking out the lead from the aluminum sprayed coating is difficult to take a laminated structure for high operating voltage, it becomes complicated structure, requires advanced technology for manufacturing, and as a simple method,
A bonding method using a conductive adhesive (silver paste) is desired.

【0007】<第2の課題>ここで、上記電気二重コン
デンサを構成するには、電流の入出力のため、分極性活
性炭電極と金属製集電極とを接合する必要がある。この
ように接合するのは、活性炭電極と集電極との接触界面
の電気抵抗が大きくなり、通電による発熱がおおきくな
ってしまうからである。従来のコンデンサにおける活性
炭電極と金属製集電極との接合には、導電性接着シート
を用いている。金属製集電極の材質はアルミニウムであ
り、該アルミニウムと接着シートとの密着を向上させる
ために、アルミニウム表面を粗さ180番の研磨紙で研
磨している。従来の接着は図10に示すように、研磨し
たアルミニウム集電極01と活性炭繊維布電極02との
間に導電性シート03を挟みつけ、約0.2kg/ cm2 で加
圧しながら150 ℃で4 時間の加熱を行っている。
<Second Problem> Here, in order to constitute the electric double capacitor, it is necessary to join a polarizable activated carbon electrode and a metal collector electrode for inputting and outputting current. This bonding is performed because the electrical resistance at the contact interface between the activated carbon electrode and the collector electrode increases, and heat generation due to energization increases. In a conventional capacitor, a conductive adhesive sheet is used for joining an activated carbon electrode and a metal collecting electrode. The material of the metal collecting electrode is aluminum, and the aluminum surface is polished with a # 180 abrasive paper to improve the adhesion between the aluminum and the adhesive sheet. Conventional adhesive, as shown in FIG. 10, sandwiched conductive sheet 03 between the polished aluminum collector electrode 01 and the activated carbon fiber cloth electrodes 02, at 0.99 ° C. under pressure of about 0.2 kg / cm 2 4 Heating for hours.

【0008】また、図11は接着した電極を用いた単セ
ル構造を示す(断面図)。同図に示すように、対向する
活性炭電極02a,02b間に電解質04を配置し、こ
の電解質04の漏液を防ぐためスペーサ05にて封止し
たものである。なお、06はリード線である。従来の接
合方法においては、以下のような問題がある。 電極面積が大きくなると、接合体全体を一様に加圧す
ることが困難となる。 加圧が一様でないと、接着も一様でなく、接触抵抗が
大きくなる。 導電性シートは高価なため電極面積の大きいコンデン
サになると実用上受け入れがたいという問題がある。
FIG. 11 shows a single-cell structure using bonded electrodes (cross-sectional view). As shown in the figure, an electrolyte 04 is disposed between opposing activated carbon electrodes 02a and 02b, and sealed with a spacer 05 to prevent the electrolyte 04 from leaking. In addition, 06 is a lead wire. The conventional joining method has the following problems. When the electrode area is large, it is difficult to uniformly pressurize the entire joined body. If the pressure is not uniform, the adhesion is not uniform and the contact resistance increases. Since the conductive sheet is expensive, there is a problem that a capacitor having a large electrode area is not practically acceptable.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の[請求項1]の電気二重層コンデンサは、分極性電
極として活性炭繊維布を用いた電気2重層コンデンサに
おいて、 活性金属ろう材を用いて集電極を接合するこ
とにより、コンデンサの内部抵抗を低減したことを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric double layer capacitor using an activated carbon fiber cloth as a polarizable electrode. The present invention is characterized in that the internal resistance of the capacitor is reduced by bonding the collector electrode using the same.

【0010】[請求項2]の電気二重層コンデンサは、
請求項1において、活性金属ろう材がTiを2重量%含
有することを特徴とする。
The electric double layer capacitor according to claim 2 is
Claim 1 is characterized in that the active metal brazing material contains 2% by weight of Ti.

【0011】[請求項3]の電気二重層コンデンサは、
請求項1又は2において、ろう材の融点の最高温度から
20〜40℃低い接合温度で接合することを特徴とす
る。
[0011] The electric double layer capacitor according to claim 3 is:
Claim 1 or 2 is characterized in that the joining is performed at a joining temperature 20 to 40 ° C lower than the maximum temperature of the melting point of the brazing material.

【0012】[請求項4]の電気二重層コンデンサは、
分極性電極として活性炭繊維布を用いた電気2重層コン
デンサにおいて、 前記活性炭繊維布同士を活性金属ろ
う材を用いて接合してなり、ろう材が集電部分形成と活
性炭繊維布の接合を同時に行うことを特徴とする。
The electric double layer capacitor according to claim 4 is
In an electric double layer capacitor using an activated carbon fiber cloth as a polarizing electrode, the activated carbon fiber cloths are joined to each other using an active metal brazing material, and the brazing material simultaneously forms a current collecting portion and joins the activated carbon fiber cloth. It is characterized by the following.

【0013】[請求項5]の電気二重層コンデンサは、
請求項1乃至請求項4記載の電気二重層コンデンサにお
いて、活性炭繊維布に真空加熱処理を施したことを特徴
とする。
[0013] The electric double layer capacitor according to claim 5 is:
The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 4, wherein the activated carbon fiber cloth is subjected to a vacuum heating treatment.

【0014】[請求項6]の電気二重層コンデンサは、
分極性電極として活性炭繊維布を用いた電気2重層コン
デンサにおいて、活性炭繊維布にアルミニウム溶射皮膜
を形成し、アルミニウム集電極と半田接合してなること
を特徴とする。
[0014] The electric double layer capacitor of claim 6 is:
An electric double layer capacitor using an activated carbon fiber cloth as a polarizable electrode is characterized in that an aluminum sprayed film is formed on the activated carbon fiber cloth and soldered to an aluminum collector electrode.

【0015】[請求項7]の電気二重層コンデンサは、
請求項6において、接合用半田が錫−亜鉛半田であるこ
とを特徴とする。
[0015] The electric double layer capacitor of claim 7 is:
According to a sixth aspect of the present invention, the bonding solder is a tin-zinc solder.

【0016】[請求項8]の電気二重層コンデンサは、
請求項6又は7の電気二重層コンデンサを活性炭繊維布
同士を半田接合し、積層コンデンサの中間電極とするこ
とを特徴とする。
The electric double layer capacitor according to claim 8 is:
The electric double layer capacitor according to claim 6 or 7 is characterized in that an activated carbon fiber cloth is soldered to each other to form an intermediate electrode of a multilayer capacitor.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の効果を示す好適な一実施例を
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment showing the effects of the present invention will be described, but the present invention is not limited to this.

【0018】図1は本実施例にかかる電気二重層コンデ
ンサのモデルセルの概略を示している。本実施例では内
部抵抗を低減するような電気二重層コンデンサの集電方
法を提案する。図1に示すように、本実施例の二重層コ
ンデンサは、例えば2mmの電極間距離を有する対向す
る分極性電極11a,11b間に電解質12を配置し、
その外側に集電極13を設けている。ここで、上記分極
性電極11a,11bは、活性炭繊維布であり、活性炭
繊維布は、カイノール活性炭繊維(商品名)とし、比表
面積が2500m2 /gであり、また電解質12は、支
持電解質を四フッ化ホウ酸テトラエチルアンモニウム
(濃度は1.2Mol/l)とし、溶媒はプロピレンカ
ーボネートとした。
FIG. 1 schematically shows a model cell of an electric double layer capacitor according to this embodiment. In this embodiment, a method of collecting current of an electric double layer capacitor that reduces internal resistance is proposed. As shown in FIG. 1, in the double-layer capacitor of the present embodiment, an electrolyte 12 is arranged between opposing polarizable electrodes 11a and 11b having an inter-electrode distance of 2 mm, for example.
A collecting electrode 13 is provided outside the electrode. Here, the polarizable electrodes 11a and 11b are activated carbon fiber cloth, the activated carbon fiber cloth is kainol activated carbon fiber (trade name), the specific surface area is 2500 m 2 / g, and the electrolyte 12 is a supporting electrolyte. Tetraethylammonium tetrafluoroborate (concentration: 1.2 Mol / l) was used, and the solvent was propylene carbonate.

【0019】[第1の実施例]本実施例における電極
は、活性炭繊維布と集電極との接合を活性金属ろう材
(以下「ろう材」という)を用いて真空ろう付けした。
活性炭繊維布11とろう材14との形状はほぼ同程度と
し、集電極13はこれよりも若干大きいサイズ(60m
m×60mm)の銅板とした。ろう材14は、東京ブレ
イズ株式会社製「活性銀ろう(品番:TB−629
T)」を用いた。ここで用いたろう材の溶融温度は62
0℃〜720℃である。このろう材の化学成成分を下記
「表1」に示す。
[First Embodiment] In the electrode of this embodiment, the joining between the activated carbon fiber cloth and the collector was vacuum brazed using an active metal brazing material (hereinafter referred to as "brazing material").
The shapes of the activated carbon fiber cloth 11 and the brazing material 14 are substantially the same, and the collector 13 has a slightly larger size (60 m).
mx 60 mm). The brazing material 14 is manufactured by Tokyo Blaze Co., Ltd. “Activated Silver Brazing (Part No .: TB-629)
T)). The melting temperature of the brazing material used here was 62
0 ° C to 720 ° C. The chemical components of this brazing material are shown in Table 1 below.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】このろう材を用いて、融点の最高温度72
0℃よりも30℃高い温度の750℃で30分保持し活
性炭電極と集電極とを接合した。接合した電極の表面状
態を図2に示す。本実施例ではろう材としてTiを2%
重量%含有するものを用いたので、集電板と活性炭繊維
布との接合が可能となった。なお、本実施例において
は、図2に示すように、ろう材14の溶出がみられた。
Using this brazing material, a maximum melting point of 72
The temperature was held at 750 ° C., which was 30 ° C. higher than 0 ° C., for 30 minutes to join the activated carbon electrode and the collector electrode. FIG. 2 shows the surface state of the joined electrodes. In this embodiment, 2% of Ti is used as a brazing filler metal.
The use of a material containing by weight allowed the current collector to be joined to the activated carbon fiber cloth. In this example, as shown in FIG. 2, elution of the brazing material 14 was observed.

【0022】本実施例の方法で接合した電極を用いて、
モデルセルを作製し、充放電試験を行った。その試験結
果を下記「表2」に示す。
Using the electrodes joined by the method of this embodiment,
A model cell was prepared and a charge / discharge test was performed. The test results are shown in Table 2 below.

【0023】一方、比較として、従来より使用されてい
る銀ペーストを用いて接合した電極を用いてモデルセル
を作製し、充放電した結果を同表に示す。本実施例によ
り、導電性接着剤(銀ペースト)に比べて内部抵抗が低
減できた。
On the other hand, as a comparison, the same table shows the results of producing and charging / discharging a model cell using an electrode joined using a conventionally used silver paste. According to the present example, the internal resistance was reduced as compared with the conductive adhesive (silver paste).

【0024】本実施例によれば、集電極13を活性金属
ろう材14を用いて接合することで、電気二重層コンデ
ンサの内部抵抗の低減を図ることができた。
According to the present embodiment, the internal resistance of the electric double layer capacitor can be reduced by joining the collector electrode 13 using the active metal brazing material 14.

【0025】[第2の実施例]第2の実施例は集電極の
接合温度を第1の実施例よりも低い温度である680℃
〜700℃の範囲で実施したものである。本実施例にお
いては、接合温度をろう材の融点の最高温度から20〜
40℃低い温度で接合するものである。用いた電極材
料,ろう材,集電板は第1の実施例と同様である。本実
施例によれば、図3に示すように、電解質に接触する側
にろう材のシミ出しはなかった。またその拡大図である
図4では、接合温度を700℃で接合した場合を示す。
図4に示すように、集電極13と活性炭繊維布11の一
部にのみろう材14が反応し接合されている様子がわか
る。本実施例によれば、静電容量,内部抵抗とも「表
2」に示すように、比較例に比べて大幅に向上している
ことが分かる。
[Second Embodiment] In the second embodiment, the junction temperature of the collector is 680 ° C., which is lower than that of the first embodiment.
It was carried out in the range of -700 ° C. In the present embodiment, the joining temperature is set to 20 to
The bonding is performed at a temperature lower by 40 ° C. The used electrode material, brazing material and current collector plate are the same as in the first embodiment. According to the present example, as shown in FIG. 3, there was no stain of the brazing material on the side in contact with the electrolyte. FIG. 4 is an enlarged view showing a case where the bonding is performed at a bonding temperature of 700 ° C.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the brazing material 14 reacts and is bonded only to a part of the collecting electrode 13 and the activated carbon fiber cloth 11. According to the present example, as shown in Table 2, it can be seen that both the capacitance and the internal resistance are greatly improved as compared with the comparative example.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[第3の実施例]第3の実施例は活性炭繊
維布同士の接合により、バイポーラ電極を製造するもの
である。なお、本実施例の温度条件は上述した第2の実
施例と同様とした。電気二重層コンデンサにおいて、動
作電圧を高めるために単セルを積層する必要があるが、
このときにバイポーラ電極を用いることが有効である。
[Third Embodiment] In a third embodiment, a bipolar electrode is manufactured by bonding activated carbon fiber cloths. Note that the temperature conditions in this embodiment were the same as those in the above-described second embodiment. In electric double layer capacitors, it is necessary to stack single cells to increase the operating voltage,
At this time, it is effective to use a bipolar electrode.

【0028】図5に接合状態の断面図を示す。本実施例
においては、ろう付けによりバイポーラ電極を製造する
ものであり、図5に示すように、活性炭繊維布11a,
11bの間にろう材14を挟み込み、第2実施例の条件
でろう付けを行うものである。図6はこの接合状態を示
すA部拡大の接合断面拡大図である。
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the joined state. In the present embodiment, a bipolar electrode is manufactured by brazing, and as shown in FIG.
The brazing material 14 is sandwiched between the members 11b, and brazing is performed under the conditions of the second embodiment. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a portion A showing the bonding state.

【0029】この方法によれば、ろう材14は完全に溶
解せず、半溶融状態のため、一部は固体として残り、活
性炭繊維布11a,11bとの接触部分のみが活性炭側
にわずかに浸透してろう反応層15を形成し、接合す
る。この方法によれば、ろう材14がバイポーラ電極の
集電部となり、活性炭電極の接合と集電極形成とが同時
に可能となる。
According to this method, since the brazing material 14 is not completely dissolved and is in a semi-molten state, a part thereof remains as a solid, and only the contact portions with the activated carbon fiber cloths 11a and 11b slightly penetrate into the activated carbon side. Then, a brazing reaction layer 15 is formed and joined. According to this method, the brazing material 14 becomes a current collecting portion of the bipolar electrode, and the joining of the activated carbon electrode and the formation of the collecting electrode can be simultaneously performed.

【0030】[第4の実施例]第4の実施例は活性炭繊
維布の真空加熱処理と集電極接合を同時に行うものであ
る。上述した第1乃至第3の実施例にいずれの製造工程
においても、ろう付け雰囲気は真空中である。
[Fourth Embodiment] In a fourth embodiment, the activated carbon fiber cloth is subjected to vacuum heating and collector electrode bonding simultaneously. In any of the manufacturing steps of the first to third embodiments, the brazing atmosphere is in a vacuum.

【0031】活性炭は、その吸着能の高さから、様々な
分野に適用されている。電気二重層コンデンサ用として
利用する場合にも、利用時に脱水処理或いは保管状態を
良好にして利用されている。活性炭繊維布は真空加熱処
理(600〜1000℃)を施すことで、高い放電容量
が得られる。従って、第1乃至第3の実施例の工程を経
ることで、電極接合(集電極接合,バイポーラ電極形
成)と真空加熱処理を同時に行うことができ、工程の簡
略化が可能となる。
Activated carbon has been applied to various fields because of its high adsorption capacity. Also, when used for electric double layer capacitors, they are used with good dehydration treatment or storage conditions at the time of use. Activated carbon fiber cloth can be obtained with a high discharge capacity by performing a vacuum heating treatment (600 to 1000 ° C.). Therefore, through the steps of the first to third embodiments, the electrode bonding (collector electrode bonding, bipolar electrode formation) and the vacuum heating process can be performed at the same time, and the process can be simplified.

【0032】次に、高価な導電性シート(銀ペースト)
による従来の接着をアルミニウム用の半田で接合する実
施例について説明する。この方法は、活性炭繊維布に高
速プラズマ溶射機を用いてアルミニウムのコーティング
を施すことによって、亜鉛−錫半田での活性炭繊維布の
接合を可能としたものである。
Next, an expensive conductive sheet (silver paste)
An embodiment in which the conventional bonding according to the above is joined with solder for aluminum will be described. In this method, an activated carbon fiber cloth is coated with aluminum using a high-speed plasma spraying machine, thereby enabling the activated carbon fiber cloth to be joined with zinc-tin solder.

【0033】[第5の実施例]活性炭繊維布へのアルミ
ニウム溶射は通常のガスプラズマ溶射方式では、溶射皮
膜の繊維布の織目(隙間)への侵入が浅く、表面に付着
した状態で十分な密着が得られない。高速プラズマ溶射
皮膜は接着に布の厚さ0.8mmに対して約0.1mm侵入
し、十分な密着が得られる。アルミニウム皮膜を施した
活性炭繊維とアルミニウム集電板との接合は、90%錫
−10%亜鉛半田を用いる。この半田の溶融温度は19
8℃であり、接合温度としては、230〜250℃に加
熱して行う。
[Fifth Embodiment] In the case of spraying aluminum onto activated carbon fiber cloth, in a normal gas plasma spraying method, the penetration of the sprayed coating into the weave (gap) of the fiber cloth is shallow, and it is sufficient to adhere to the surface. Good adhesion cannot be obtained. The high-speed plasma sprayed coating penetrates about 0.1 mm into the cloth with a thickness of 0.8 mm for bonding, and a sufficient adhesion can be obtained. 90% tin-10% zinc solder is used for joining the activated carbon fiber with the aluminum film and the aluminum current collector plate. The melting temperature of this solder is 19
The heating is performed at a temperature of 230 to 250 ° C. as the bonding temperature.

【0034】本実施例では、図7に示すように、高速プ
ラズマ溶射によりアルミニウム皮膜21を施した活性炭
繊維布電極22とアルミニウム集電極板23とをホット
プレート上で加熱し、アルミニウム溶射皮膜21面に半
田24をのせて溶射し、金属製ヘラで押しつけて皮膜と
半田とを反応させる。次に、アルミニウム集電極板23
も同様に加熱して半田24の溶融めっきを施す。半田の
下地処理を施した活性炭繊維布電極22とアルミニウム
集電極板23とを重ね合せ、加熱すれば接合される。
In this embodiment, as shown in FIG. 7, an activated carbon fiber cloth electrode 22 coated with an aluminum film 21 by high-speed plasma spraying and an aluminum collector plate 23 are heated on a hot plate, and the surface of the aluminum sprayed film 21 is heated. Is coated with solder 24 and sprayed, and pressed with a metal spatula to react the coating with the solder. Next, the aluminum collector plate 23
Is also heated and hot-dip plating of the solder 24 is performed. The activated carbon fiber cloth electrode 22 that has been subjected to the solder base treatment and the aluminum current collector plate 23 are overlapped and heated to be joined.

【0035】このようにして形成された接合電極25は
「表3」に示すように、従来の導電性接着シートによる
接着電極に比べて接触抵抗を小さくすることができる。
これは、導電性シートの固有抵抗が3Ω・cmであるの
に対し、半田の固有抵抗が50×10-6Ω・cmと小さ
いからである。また、半田が隙間を埋めるように流れる
ので、未接合部が残りにくいことによる。なお、錫−亜
鉛半田はフラックス無しでアルミニウムと反応するの
で、フラックス残留によるコンデンサ特性劣化の心配が
ない。
As shown in Table 3, the bonding electrode 25 thus formed can have a smaller contact resistance as compared with a conventional bonding electrode using a conductive bonding sheet.
This is because the specific resistance of the conductive sheet is 3 Ω · cm, while the specific resistance of the solder is as small as 50 × 10 −6 Ω · cm. In addition, since the solder flows so as to fill the gap, the unjoined portion hardly remains. Since the tin-zinc solder reacts with the aluminum without the flux, there is no fear of deterioration of the capacitor characteristics due to the residual flux.

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】[第6の実施例]上記第5の実施例で示し
た活性炭繊維布のアルミニウム溶射皮膜と錫−亜鉛半田
のフラックス無し接合が可能なことから、積層セル間の
電極接合にも本接合方式を用いた実施例を以下に説明す
る。
[Sixth Embodiment] Since the aluminum sprayed coating of the activated carbon fiber cloth and the tin-zinc solder can be bonded without flux as shown in the fifth embodiment, the present invention is also applicable to electrode bonding between laminated cells. An embodiment using the joining method will be described below.

【0038】図8は、アルミニウム溶射皮膜を施した活
性炭繊維布電極22a,22b同士を錫−亜鉛半田24
で接合した半田接合電極26を示す。なお、従来法で
は、溶射皮膜と半田層の部材に導電性接着シートが用い
られていた。また、図9に、上記半田接合電極26を用
いて多段の積層コンデンサを作製した一例を示す。従来
例の導電性接着シートで貼り合わせた電極は、剛性が低
く、変形し易いので、大型電極での積層が困難となる
が、本実施例のように、半田を用いて接合した電極は剛
性が高く、積層時の作業が容易となる。なお、図中、符
号27は電解質、28は保持枠及び29はリード線を各
々図示する。
FIG. 8 shows a case where the activated carbon fiber cloth electrodes 22a and 22b coated with the aluminum
2 shows the solder joint electrode 26 joined by. In the conventional method, a conductive adhesive sheet was used for the members of the thermal spray coating and the solder layer. FIG. 9 shows an example in which a multi-stage multilayer capacitor is manufactured using the solder bonding electrodes 26. The electrodes bonded with the conductive adhesive sheet of the conventional example have low rigidity and are easily deformed, so that it is difficult to laminate large electrodes. However, as in the present embodiment, the electrodes bonded using solder are rigid. And the work at the time of lamination becomes easy. In the drawings, reference numeral 27 denotes an electrolyte, 28 denotes a holding frame, and 29 denotes a lead wire.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、以下の
効果を奏する。 (1)Tiを2%含有する活性金属ろう材を用いて接合
することで、活性炭と集電板という異種材料の接合が可
能となる。 (2)活性金属ろう材を用いて接合することにより、内
部抵抗の低い電気二重層コンデンサの製造が可能とな
る。 (3)活性金属ろう材を用いてバイポーラ電極を製造す
ることにより、従来必要としていたバイポーラ電極の集
電部と活性炭電極との接合において集電材が不要にな
り、バイポーラ電極を薄くすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) By joining using an active metal brazing material containing 2% of Ti, joining of different materials such as activated carbon and a current collector plate becomes possible. (2) By joining using an active metal brazing material, an electric double layer capacitor having a low internal resistance can be manufactured. (3) By manufacturing a bipolar electrode using an active metal brazing material, a current collecting material is not required at the junction between the current collecting portion of the bipolar electrode and the activated carbon electrode, which has been conventionally required, and the bipolar electrode can be thinned. Becomes

【0040】また、活性炭請求項に布を電気二重層コン
デンサの分極性電極として用いるため、アルミニウム集
電極との接合及び活性炭電極同士の半田接合を可能とし
た効果は以下の通りである。 (4)従来の導電性接着シートによる接着電極に比べ、
接合界面の電気抵抗を三割強低減できる。 (5)接合に用いる錫−亜鉛半田はフラックス無しでア
ルミニウムと反応するので、フラクッス残留によるコン
デンサ特性への悪影響の心配がない。 (6)積層セル間の電極を半田接合することで電極の剛
性が増大し、大型電極の形成が容易となる。 (7)高価な導電性接着シートを用いることがないの
で、大容量のコンデンサが安価に製造できる。 (8)接合に用いる90%錫−10%亜鉛半田は、溶融
開始(固相)温度が198℃、完全に液体になる温度が
10℃で、この間の温度では半溶融状態である。アルミ
ニウムと反応すると、半溶融状態の温度範囲の上限側温
度が高くなり(約240℃)、アルミニウムを過剰に浸
食することが抑制され、適度な接合状態を得ることがで
きる。
Further, since the cloth is used as the polarizable electrode of the electric double layer capacitor in the activated carbon claim, the effect of enabling the joining with the aluminum collecting electrode and the solder joining between the activated carbon electrodes is as follows. (4) Compared to the adhesive electrode using the conventional conductive adhesive sheet,
The electric resistance at the bonding interface can be reduced by more than 30%. (5) Since the tin-zinc solder used for the bonding reacts with the aluminum without the flux, there is no fear that the residual flux may adversely affect the capacitor characteristics. (6) By soldering the electrodes between the stacked cells, the rigidity of the electrodes is increased, and the formation of a large electrode is facilitated. (7) Since an expensive conductive adhesive sheet is not used, a large-capacity capacitor can be manufactured at low cost. (8) The 90% tin-10% zinc solder used for bonding has a melting start (solid phase) temperature of 198 ° C., a temperature at which it becomes completely liquid at 10 ° C., and is in a semi-molten state at temperatures between these. When reacting with aluminum, the upper limit temperature of the temperature range in the semi-molten state increases (about 240 ° C.), so that excessive erosion of aluminum is suppressed, and an appropriate bonding state can be obtained.

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

【図1】電気二重層コンデンサの構造の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a structure of an electric double layer capacitor.

【図2】実施例1の電極表面の状態図である。FIG. 2 is a state diagram of an electrode surface according to the first embodiment.

【図3】実施例2の電極表面の状態図である。FIG. 3 is a state diagram of an electrode surface according to a second embodiment.

【図4】実施例2の電極の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an electrode according to a second embodiment.

【図5】バイポーラ電極の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a bipolar electrode.

【図6】実施例3の接合の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a joint according to a third embodiment.

【図7】実施例5の電極の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of an electrode according to a fifth embodiment.

【図8】実施例6の電極の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of an electrode according to a sixth embodiment.

【図9】実施例6の積層コンデンサの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a multilayer capacitor according to a sixth embodiment.

【図10】従来の電極−集電極の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional electrode-collector electrode.

【図11】従来の単セル構造の概略図である。FIG. 11 is a schematic view of a conventional single cell structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a,11b 分極性電極 12 電解質 13 集電極 14 ろう材 15 ろう反応層 21 アルミニウム皮膜 22 活性炭繊維布電極 23 アルミニウム集電極板 24 半田 25 接合電極 26 接合電極 27 電解質 28 保持枠 29 リード線 11a, 11b Polarized electrodes 12 Electrolyte 13 Collector electrode 14 Brazing material 15 Brazing reaction layer 21 Aluminum film 22 Activated carbon fiber cloth electrode 23 Aluminum collector electrode plate 24 Solder 25 Joining electrode 26 Joining electrode 27 Electrolyte 28 Holding frame 29 Lead wire

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 分極性電極として活性炭繊維布を用いた
電気2重層コンデンサにおいて、 活性金属ろう材を用いて集電極を接合することにより、
コンデンサの内部抵抗を低減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 activated carbon fiber cloth as a polarizing electrode, wherein an active metal brazing material is used to join a collecting electrode,
An electric double layer capacitor characterized by reduced internal resistance of the capacitor.
【請求項2】 請求項1において、 活性金属ろう材がTiを2重量%含有することを特徴と
する電気二重層コンデンサ。
2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the active metal brazing filler metal contains 2% by weight of Ti.
【請求項3】 請求項1又は2において、 ろう材の融点の最高温度から20〜40℃低い接合温度
で接合することを特徴とする電気二重層コンデンサ。
3. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the joining is performed at a joining temperature lower by 20 to 40 ° C. than the maximum temperature of the melting point of the brazing material.
【請求項4】 分極性電極として活性炭繊維布を用いた
電気2重層コンデンサにおいて、 前記活性炭繊維布同士を活性金属ろう材を用いて接合し
てなり、ろう材が集電部分形成と活性炭繊維布の接合を
同時に行うことを特徴とする電気2重層コンデンサ。
4. An electric double layer capacitor using an activated carbon fiber cloth as a polarizing electrode, wherein said activated carbon fiber cloths are joined to each other using an active metal brazing material, and the brazing material forms a current collecting portion and activates the activated carbon fiber cloth. An electric double-layer capacitor, wherein the electric double-layer capacitors are simultaneously bonded.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4記載の電気二重
層コンデンサにおいて、 活性炭繊維布に真空加熱処理を施したことを特徴とする
電気二重層コンデンサ。
5. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the activated carbon fiber cloth is subjected to a vacuum heating treatment.
【請求項6】 分極性電極として活性炭繊維布を用いた
電気2重層コンデンサにおいて、 活性炭繊維布にアルミニウム溶射皮膜を形成し、アルミ
ニウム集電極と半田接合してなることを特徴とする電気
二重層コンデンサ。
6. An electric double-layer capacitor using an activated carbon fiber cloth as a polarizing electrode, wherein an aluminum sprayed film is formed on the activated carbon fiber cloth and soldered to an aluminum collector electrode. .
【請求項7】 請求項6において、 接合用半田が錫−亜鉛半田であることを特徴とする電気
二重層コンデンサ。
7. The electric double layer capacitor according to claim 6, wherein the joining solder is tin-zinc solder.
【請求項8】 請求項6又は7の電気二重層コンデンサ
を活性炭繊維布同士を半田接合し、積層コンデンサの中
間電極とすることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
8. An electric double layer capacitor, wherein the electric double layer capacitor according to claim 6 or 7 is joined by soldering activated carbon fiber cloths to each other as an intermediate electrode of a multilayer capacitor.
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