JPS60167412A - Method of producing electric double layer capacitor - Google Patents

Method of producing electric double layer capacitor

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JPS60167412A
JPS60167412A JP59023346A JP2334684A JPS60167412A JP S60167412 A JPS60167412 A JP S60167412A JP 59023346 A JP59023346 A JP 59023346A JP 2334684 A JP2334684 A JP 2334684A JP S60167412 A JPS60167412 A JP S60167412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
double layer
plating
electric double
layer capacitor
activated carbon
Prior art date
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Pending
Application number
JP59023346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
棚橋 一郎
敦 西野
昭彦 吉田
康弘 竹内
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS60167412A publication Critical patent/JPS60167412A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は分極性電極と電解質の界面で形成される電気二
重層を利用した電気二重層キャパシタに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an electric double layer capacitor that utilizes an electric double layer formed at the interface between a polarizable electrode and an electrolyte.

従来例の構成とその問題点 活性炭粉末や活性炭繊維を分極性電極とする電気二重層
キャパシタにおりでは、第1図に示すように集電体1と
してアルミニウムやチタンのパンチングメタルを使用し
、集電体1の表面に活性炭粉末を主成分とする分極性電
極2を成形プレスするか、または圧延ロールにかけ担持
させていた。
Conventional Structures and Problems In electric double layer capacitors that use activated carbon powder or activated carbon fibers as polarizable electrodes, a punched metal such as aluminum or titanium is used as the current collector 1, as shown in Figure 1. A polarizable electrode 2 containing activated carbon powder as a main component was supported on the surface of the electric body 1 by either mold-pressing or rolling.

図中、3はセパレータである。In the figure, 3 is a separator.

このような集電体では、集電体金属と活性炭粉末とがバ
インダーを介しての単なる物理的な接触であり、接触抵
抗も大きくまた機械的強度も期待できない。
In such a current collector, the current collector metal and the activated carbon powder are in mere physical contact via a binder, and the contact resistance is large and mechanical strength cannot be expected.

一方、分極性電極2として、第2図に示すような活性炭
繊維を主成分とする布2紙、フェルト状のものを使用し
、この分極性電極2上に集電体1としてアルミニウム、
チタンなどの金属層を溶射法、蒸着法により形成するも
のがある。第2図中、3はセパレータ、4はケース、6
はガスケットである。例えば、布状の活性炭繊維の片面
にアルミニウム金属等を溶射形成、蒸着形成した場合前
述31、 の場合より、分極性電極である活性炭繊維と金属集電体
との接着強度が強く、両者の接触抵抗が低減できるとい
う長所を有する。しかしながら、溶射法では、溶射装装
置が犬がかりであり、まだ高価な設備となる。まだ、蒸
着法では、バッチ式でないと生産を行なうことができず
、大量生産にむかないという大きな欠点を有している。
On the other hand, as the polarizable electrode 2, a cloth 2 paper or felt-like material whose main component is activated carbon fiber as shown in FIG.
There are some in which a metal layer such as titanium is formed by a thermal spraying method or a vapor deposition method. In Figure 2, 3 is the separator, 4 is the case, and 6
is a gasket. For example, when aluminum metal, etc. is thermally sprayed or vapor-deposited on one side of a cloth-like activated carbon fiber, the adhesive strength between the activated carbon fiber, which is a polarizable electrode, and the metal current collector is stronger than in the case described in 31 above, and the contact between the two is strong. It has the advantage of reducing resistance. However, in the thermal spraying method, the thermal spraying equipment is complicated and is still an expensive equipment. However, the vapor deposition method has a major drawback in that it cannot be produced unless it is a batch method, and is not suitable for mass production.

1だ、分極性電極に、金属粒子あるいはカーボン粒子を
導電性粒子とした導電性ペイント層をディップ法、塗布
法、スクリーン印刷法等を用いて形成し集電体とするも
のがある。
1. There is a polarizable electrode that is used as a current collector by forming a conductive paint layer containing metal particles or carbon particles as conductive particles using a dipping method, a coating method, a screen printing method, or the like.

このような方法は、大変容易にしかも特別な設備を必要
とせず集電体を形成しうるものである。
Such a method makes it possible to form a current collector very easily and without requiring any special equipment.

しかしながら、導電性ペイントは一般に広く知られてい
るように、金属と比較して比抵抗が大きく、急速充電が
できないばかりか、強放電を行った場合、放電過電圧に
」:るIRドロップか大きくなるという欠点を有してい
る。寸だ、導電性粒子を結合するだめの結合材として有
機物を使用するだめ、長期にわたる使用において劣化が
生じやすい。
However, as is generally known, conductive paints have a higher specific resistance than metals, which not only makes it impossible to charge them quickly, but also increases the IR drop caused by discharge overvoltage when a strong discharge is performed. It has the following drawbacks. In fact, if organic substances are used as the binder to bind the conductive particles, deterioration is likely to occur over long periods of use.

特開昭GO−IG7412(2) 発明の目的 本発明はこのような電気二重層キャパシタの集電体の集
電能を改善することを目的とするものである。
JP-A No. 1997-112000-IG7412 (2) Object of the Invention The present invention aims to improve the current collecting ability of the current collector of such an electric double layer capacitor.

発明の構成 この目的を達成するために本発明は、分極性電極表面上
に導電性電極(集電体)を化学メッキ法により形成する
ことを特徴とするものである。
Structure of the Invention In order to achieve this object, the present invention is characterized in that a conductive electrode (current collector) is formed on the surface of a polarizable electrode by a chemical plating method.

実施例の説明 電気メッキでは、外部電流によって金属イオンを還元し
てカソード上に金属として析出されるのに対し、外部電
流を1吏わずに溶液中の金属イオンを還元するだめの方
法が化学メッキであり、特にその中でも本発明には、触
媒反応型化学メッキが適している。また、分極性電極に
電気メッキを施こす場合、分極性電極の電気伝導度が低
ければ低いほど電気メッキは、困難になってくるのに対
し、化学メッキは、プラスチックなどの非導電体上にも
メッキが可能である。
Explanation of Examples In electroplating, metal ions are reduced by an external electric current and deposited as metal on the cathode, whereas a chemical method is used to reduce metal ions in a solution without using an external electric current. Among these plating methods, catalytic chemical plating is particularly suitable for the present invention. Furthermore, when electroplating a polarizable electrode, the lower the electrical conductivity of the polarizable electrode, the more difficult the electroplating becomes. Plating is also possible.

次に、化学メッキのひとつのプロセスを説明す5 、 る。Next, I will explain one process of chemical plating. Ru.

〔1表面調整〕 脱脂、エツチングなどを行ない、素材表面の汚れを除去
したり、メッキ膜の密着性をよくするだめの工程。
[1.Surface conditioning] A final process that involves degreasing, etching, etc. to remove dirt from the surface of the material and improve the adhesion of the plating film.

〔2触媒化〕 化学メッキの反応を開始させるために素材表面にAu 
、Pt 、Pd、Agなどの貴金属触媒核を付与する工
程。
[2 Catalyticization] Au is added to the surface of the material to start the chemical plating reaction.
, a step of providing noble metal catalyst nuclei such as Pt, Pd, and Ag.

〔3化学メウキ〕 触媒化された導電体あるいは非導電体を化学還元剤を含
む化学メッキ液中に浸漬すれば、ただちに化学メッキ反
応が開始する。析出した金属はそのま捷反応の触媒にな
り、メッキ反応は持続する。
[3] Chemical plating reaction When a catalyzed conductor or non-conductor is immersed in a chemical plating solution containing a chemical reducing agent, a chemical plating reaction begins immediately. The deposited metal directly becomes a catalyst for the plating reaction, and the plating reaction continues.

(実施例 1) 比表面積2000m1/g を有する活性炭繊維に第1
表〜第5表に示した組成浴を用い、ニッケルの化学メッ
キを施こし、集電体を形成した。化学メッキを用いると
、分極性電極上に極めて均一なメッキ層の形成が可能で
ある。第1.2表のメッキ浴は、還元剤としてヒドラジ
ンを使用し、第3゜4.6表のメッキ浴は、次亜リン酸
塩を使用した。
(Example 1) The first activated carbon fiber with a specific surface area of 2000 m1/g
Chemical plating of nickel was performed using the composition baths shown in Tables 5 to 5 to form current collectors. Using chemical plating, it is possible to form an extremely uniform plating layer on the polarizable electrode. The plating baths in Table 1.2 used hydrazine as the reducing agent, and the plating baths in Table 3.4.6 used hypophosphite.

このようにして集電体を形成し、第3図に示しだコイン
型キャパシタを作製した。電極面積は、およそ160m
Aであった。セパレータ3にはポリプロピレン製のもの
を1吏用した。6かメッキ層である。9は分極性電極で
ある活性炭繊維である。
A current collector was thus formed, and a coin-shaped capacitor as shown in FIG. 3 was manufactured. The electrode area is approximately 160m
It was A. As the separator 3, one made of polypropylene was used. There are 6 plating layers. 9 is an activated carbon fiber which is a polarizable electrode.

第6表に、第1〜6表の条件で化学メッキし、集電体を
形成したキャパシタの緒特性を示す。捷だ、同表に、使
用した電解液も合わせて示す。
Table 6 shows the characteristics of capacitors whose current collectors were formed by chemical plating under the conditions shown in Tables 1 to 6. The same table also shows the electrolyte used.

第1表 第2表 了・・; 特開昭GO−167412(3) 9 ・ ・ この第6表より、いずれのキャパシタも良好な特性(特
にインピーダンス)を示すことがわかる。
Table 1 End of Table 2...; JP-A-167412(3) 9. From Table 6, it can be seen that all capacitors exhibit good characteristics (especially impedance).

さらに第1,2表に記載したニリケル化学メ、7キ浴を
使用すると、さらに良好な特性を示すキャパシタが得ら
れる。これは、第3.4.5表に記載した次亜リン酸塩
浴からのメ、7キでは6〜16%のリンを含むN1−P
合金であるのに対し、第1゜2表のヒドラジン浴を使用
したものは、一般にメッキ速度は遅いが得られるメッキ
膜が純二・Jケルに近いためであることに起因すると考
えられる。
Furthermore, by using the Nylikel chemical baths listed in Tables 1 and 2, capacitors exhibiting even better characteristics can be obtained. This is due to the N1-P containing 6-16% phosphorus in the 7kg from the hypophosphite bath described in Table 3.4.5.
This is thought to be due to the fact that, in contrast to alloys, those using the hydrazine bath shown in Table 1.2 generally have a slower plating rate, but the resulting plating film is close to pure 2.J Kel.

(実施例 2) 比表面積1200m’/fl 、多孔度8%1曲げ強度
30 Kg/d の活性炭多孔体に、実施例1.第1表
の条件でニッケル化学メッキ法により集電体を形成し、
第4図に示すようなキャパシタを作製した。
(Example 2) Example 1. A current collector was formed by nickel chemical plating method under the conditions shown in Table 1,
A capacitor as shown in FIG. 4 was manufactured.

図中、7は活性炭多孔体、(1ooxcsox7mJ)
、 6はニッケルよりなるメッキ層、3はセパレータで
ある。電解液には、25wt%の水酸化カリウムを用い
た。8はニッケルのリード線である。8′はケースであ
る第7表にこのキャパシタの特性ヲ示1゜ この第7表より大容量、低インピーダンスのキャパシタ
であることがわかる。
In the figure, 7 is activated carbon porous material, (1ooxcsox7mJ)
, 6 is a plating layer made of nickel, and 3 is a separator. 25 wt % potassium hydroxide was used as the electrolyte. 8 is a nickel lead wire. The characteristics of this capacitor are shown in Table 7, where 8' is a case.1. From Table 7, it can be seen that this capacitor has a large capacity and low impedance.

第7表 (実施例 3) 正極に比表面積2000m’/、9 の活性炭繊維から
なる分極性電極を用い、この表面に実施例1.第1表記
載のニッケル化学メッキ法により集電体を形成する。ま
だ負極には、非分極性電極である金属リチウムを使用し
、第3図に示すコイン型キャパシタを作製した。図中、
9は活性炭繊維(直径14ii)、6はニッケルのメッ
キ層、3はセパレータ、10はリチウム、5はガスケッ
ト、4はケースである。電解液には、1モルの過塩素酸
リチウムを含むプロピレンカーボネートを用いた。この
キャパシタの特性を第8表に示す。第8表より、小型大
容量で使用電圧の高いキャパシタであることがわかる。
Table 7 (Example 3) A polarizable electrode made of activated carbon fibers with a specific surface area of 2000 m'/. A current collector is formed by the nickel chemical plating method described in Table 1. Metal lithium, which is a non-polarizable electrode, was used as the negative electrode, and a coin-shaped capacitor shown in FIG. 3 was fabricated. In the figure,
9 is activated carbon fiber (diameter 14ii), 6 is a nickel plating layer, 3 is a separator, 10 is lithium, 5 is a gasket, and 4 is a case. Propylene carbonate containing 1 mol of lithium perchlorate was used as the electrolyte. The characteristics of this capacitor are shown in Table 8. From Table 8, it can be seen that the capacitor is small in size, has a large capacity, and can be used at a high voltage.

11 、。11.

第8表 (実施例 4) 実施例1と同様の活性炭繊維を分極性電極とし、この表
面に、第9表のメッキ浴を用いてコバルトの化学メッキ
を、また第10表のメッキ浴を用いてコバルトーニッケ
ルの合金化学メッキを行ない、集電体を形成した。
Table 8 (Example 4) The same activated carbon fiber as in Example 1 was used as a polarizable electrode, and the surface was chemically plated with cobalt using the plating bath shown in Table 9 and the plating bath shown in Table 10. Cobalt-nickel alloy chemical plating was performed to form a current collector.

第9表 第10表 特開昭GO−167412(4) そして、この電極を月it、−1で第3図に示したコイ
ン型キャパシタを作製した。
Table 9 Table 10 JP-A-167412 (4) Then, the coin-shaped capacitor shown in FIG. 3 was fabricated using this electrode at a month it of -1.

そのキャパシタ特性を第11表に示す。Table 11 shows the capacitor characteristics.

電解液には、1molの過塩素酸テトラエチルアンモ÷
ウムを含むプロピレンカーボネートを用いた。
The electrolyte contains 1 mol of tetraethyl ammo perchlorate ÷
Propylene carbonate containing aluminum was used.

第11表 この第11表よりコバルトの化学メッキを用いてもニッ
ケル同様良好なキャパシタが得られることがわかる。
Table 11 From Table 11, it can be seen that even if chemical plating of cobalt is used, a capacitor as good as that of nickel can be obtained.

発明の効果 以上のように本発明は、集電体としての導電性電極を化
学メッキ法を用いて形成するため、均一な集電体を分極
性電極上に強固に形成することが3 「11°能で、極めて集電能に優れた小型犬容赦を有す
る電気二重層キャパシタを得ることができる。
Effects of the Invention As described above, in the present invention, since a conductive electrode as a current collector is formed using a chemical plating method, it is possible to firmly form a uniform current collector on a polarizable electrode. Therefore, it is possible to obtain an electric double layer capacitor having a small-sized dog's tolerance and extremely excellent current collecting ability.

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

第1図は従来の電気二重層キャパシタの要部を示す斜視
図、第2図は平板コイン型の従来の電気二重層キャパシ
タの構成を示す半断面正面図、第3図〜第5図はそれぞ
れ本発明の実施例による電気二重層キャパシタを示す断
面図である。 1・・・・・集電体、2・・・・・・分極性電極、6−
・・・メッキ層、7 ・・・活性炭多孔体、9−・・・
・活性炭繊維。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
因 @2図
Fig. 1 is a perspective view showing the main parts of a conventional electric double layer capacitor, Fig. 2 is a half-sectional front view showing the configuration of a flat coin type conventional electric double layer capacitor, and Figs. 3 to 5 are respectively FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention. 1... Current collector, 2... Polarizable electrode, 6-
... Plated layer, 7 ... Activated carbon porous body, 9-...
・Activated carbon fiber. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Reason@2 diagram

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)分極性電極表面上に、導電性電極を化学メッキ法
により形成することを特徴とする電気二重層キャパシタ
の製造方法。
(1) A method for manufacturing an electric double layer capacitor, which comprises forming a conductive electrode on the surface of a polarizable electrode by chemical plating.
(2)導電性電極として化学メッキする金属が、二、ノ
ケル、コバルトまだはこれらの合金であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の眠気二重層キャパシタ
の製造方法。
(2) The method for manufacturing a drowsy double layer capacitor according to claim 1, wherein the metal to be chemically plated as the conductive electrode is dichloromethane, cobalt, cobalt, or an alloy thereof.
(3) 分極性電極が活4’l炭繊紺布2紙状、フェル
ト状、不織布状まだは多孔質体状の活性炭であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電気二重層キャ
パシタの製造方法。
(3) The electric electrode according to claim 1, wherein the polarizable electrode is activated carbon in the form of paper, felt, non-woven fabric, or porous material. A method for manufacturing a multilayer capacitor.
JP59023346A 1984-02-10 1984-02-10 Method of producing electric double layer capacitor Pending JPS60167412A (en)

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Cited By (2)

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