JPS60171716A - 電気二重層キヤパシタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術骨“野〕 この発明は充電可能な電源用として有用な電気二重層キ
ャパシタに関する。

〔背景技術〕

電気二重層キャパシタは、第１図および第２図に示され
るように、対向する二つの集電板２１Ａ、２１Ｂ間にセ
パレータ２２で隔離された一対の電極２３Ａ、２３Ｂを
配設しその周縁部外方に上リング２４Ａと下リング２４
Ｂとで構成された絶縁リング２４を設けてなるユニット
２を正極缶３と負極缶４との間に少なくとも１個（２個
以上の場合はこれらを積層して）封入した簡単な構成か
らなっている。

この種のキャパシタは、これをたとえば缶４側を負極に
缶３ｊＩｌ！Ｉを正極に充電するとユニット２の負極缶
４例の電極２３Ａが負に帯電し正極缶３側の電極２３Ｂ
が正に帯電するとともにこの帯電が１ケ月ないしそれ以
上持続して電池としての性能を発揮し、放電完了後は再
び充電することにより上記同様の性能を発揮する。この
ことから、近年長時間にわたって使用可能な構成的に簡
単な電源として時計やその他各種の用途に広く応用され
つつある。

ところで、上記キャパシタにおけるユニット２内部への
電極の配設は、一般に集電板２１Ａと上リング２４Ａと
の接着接合体からなるいわゆるグロメット２５Ａと、同
様に集電板２１Ｂと下リング２４Ｂとの接着接合体から
なるグロメット２５Ｂとを作製し、これら両グロメット
２５Ａ、２５Ｂの各凹所に粉末活性炭と電解液とを含む
ペースト状物ないし成形物からなる電極２３Ａ、２３Ｂ
を内填させるという方法で行われている。

しかるに、かかる方法で配設される電極２３Ａ２３Ｂは
一般に集電板２１Ａ、２１Ｂの内面との密着性に劣り、
これが±ヤバシタの内部抵抗を大きくさせる要因となっ
てこの種用途に特に要求される急速充電を困難とし、短
時間充電後の放電特性を充分に満足させにくいという問
題を有していた。

〔発明の目的〕

この発明は、上記問題点を解消すること、つまり集電板
内面と電極との密着性に起因した内部抵抗の増大を可及
的に抑えて急速充電によっても良好な放電特性を得るこ
とができる電気二重層キャパシタを提供することにある
。

〔発明の概要〕 この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、集電板の少なくとも内面に凹凸を形成しこの凹
凸面に電極を密着させるようにしたところ、キャパシタ
の内部抵抗が大きく低下して急速充電性および放電特性
に非常に好結果が得られるものであることを知り、この
発明をなすに至った。

以下、この発明を図面を参考にして説明する。

第１図は、この発明の電気二重層キャパシタの一例を示
したもので、１はユニット２を２個積層してなるブロッ
ク、３および４は上記ブロック１を装填したステンレス
製などの正極缶および負極缶であり、上記正極缶３の開
口部をポリプロピレン製などのガスケット５を介して負
極缶４側に屈曲し封口することにより、上記ブロックｌ
を両缶３．４内に封入した構造となっている。

上記ユニット２は、第２図に示すように、ポリプロピレ
ンの如き合成樹脂に少量のゴム質ポリマー６′！″ｂｅ
ｔａ−ｄＥｒ（Ｄ如６導電物質４添加ゝ７フイルム成形
された二つの集電板２１Ａ、２１Ｂと、この集電板２Ｌ
Ａ、２１Ｂ間の中央部に配設されたｍ孔性のポリプロピ
レンフィルムの如きセパレータ２２と、上記集電板２１
Ａ、２１Ｂ藺に配設されかつ上記セパレータ２２によっ
て互いに隔離された有機系ないし硫酸その他の無機系の
電解液および粉末活性炭を含む一対の電極２３Ａ、２３
Ｂと、この電極２３Ａ、２３Ｂの周縁部外方に設けられ
たポリプロピレンやエチレンーブロビレンゴムなどの合
成樹脂製の上下リング２４Ａ、２４Ｂからなる絶縁リン
グ２４とで、構成されている。

上記構成のユニット２において、集電板２１Ａ（２１Ｂ
＞の内面２１０Ａ（２１０Ｂ）および外面２１１Ａ（２
１１Ｂ）には、第３図に拡大して示すように、面全体に
わたって微細な凹凸が形成されている。この凹凸はプレ
ス加工、研摩加工またはエツチング加工によって形成さ
れたもので、通常凹凸のピッチ幅が０．１〜０．３鰭程
度で深さが０．０３〜０．０５鮪程度である。

また、電極２３Ａ、２３Ｂは、たとえば上記凹凸面を有
する集電板２１Ａ、２１Ｂに対してそれぞれ上記の上リ
ン、グ２４Ａおよび下リング２４Ｂを超音波融着させる
かあるいは適宜の接着剤を用いて接着接合した二つのグ
ロメッ）２５Ａ、２５Ｂをつくり、この両グロメット２
５Ａ、２５Ｂのそれぞれの凹所に粉末活性炭と前記電解
液を含むペースト状物ないし成形物を内填することによ
り、形成されたものである。

このようにして電極２３Ａ、２３Ｂを内填してなる両グ
ロメット２５Ａ、２５Ｂを両者間にセパレータ２２を介
在させて上記同様の手段で融着ないし接着接合させるこ
とにより、前記構成のユニット２が得られる。この際、
上記電極２３Ａ、２３Ｂは上記融着ないし接着接合時の
外圧により凹凸面を有する集電板内面２１０Ａ、２１０
Ｂに強く食い込んで良好に密着し、この密着性は正負両
極缶３．４への封入時の外圧によってさらに高められる
。

〔発明の効果〕

上記説明にて明らかなように、この発明においては、ユ
ニット２における集電板２１Ａ、２１Ｂの内面２１０Ａ
、２１０Ｂを凹凸に形成してこの凹凸面に電極２３Ａ、
２３Ｂを密着させるようにしているから、上記集電板と
電極との間の接触抵抗が低くなってそのぶんキャパシタ
の内部抵抗が低下するため、急速充電が可能で短時間の
充電によっても良好な放電特性を示す電気二重層キャパ
シタを製造することができる。

また、前記例の如く集電板２１Ａ、２１Ｂの外面２１１
Ａ、２１１Ｂにも凹凸面を形成することにより、この凹
凸面と正負両極缶３，４の内面との密着性が向上し、さ
らにユニット２を積層してブロック１としたときのユニ
ット２，２同志の密着性も向上してくるため、これら要
因によって内部抵抗がさらに低下して急速充電性および
放電特性により一層良好な結果を得ることができる。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

ポリプロピレンと少量のゴム質ポリマーとカーボンとか
らなる厚み０．１鰭の板状物の表裏両面にプレス加工に
よって深さ０．０３ｍｍ、ヒツチ幅０．１順の凹凸を形
成した。この板状物を直径１０＋ｎに打抜成形して二つ
の集電板を作製した。

つぎに、この二つの集電板に、それぞれ外径１０龍、内
径３ｍ（厚み０．４　ｗのポリプロピレン製の上下リン
グを超音波融着させた一対のグロメットを作製し、両グ
ロメットの凹所に比表面積が１５００　ｒｄ／ｇの粉末
活性炭５　ｍ　ｇと電解液として３０重量％の硫酸水溶
液６μｌとを含む電極を内填した。しかるのち、両グロ
メットを雨間にセパレータとして直径１０鰭、厚み０．
０２５ｎ＋のポリプロピレン微孔性フィルムを介在させ
て超音波融着させることにより、ユニットを製造した。

このユニットを２個積層してブロックとし、これを内径
１０．６鰭のステンレス製の正極缶に装填し、正極缶の
開口部にポリプロピレン製ガスケットを介して内径１１
．１　鰭のステンレス製の負極缶を嵌合するとともに、
正極缶の開口部を内方に屈曲して封口することにより、
第１図に示される如き総高が２．０鰭のこの発明の電気
二重層キャパシタを作製した。

このキャパシタの内部抵抗を調べた結果および１．８Ｖ
−３０分の急速充電を行ったのちＩＭΩで放電したとき
の放電持続時間（終止電圧１．ＯＶ）を調べた結果は、
下記の表に示される通りであった。なお、表中の比較例
品とは、集電板の表裏両面に凹凸を形成しなかった以外
は前記実施例と同様にして作製した従来のキャパシタの
上記同様の試験結果である。

以上のように、この発明によれば、急速充電によっても
良好な放電特性を示す内部抵抗の小さい電気二重層キャ
パシタを提供できるものであることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電気二重層キャパシタの一例を示す
半部断面図、第２図は上記キャパシタのユニットの構成
を示す断面図、第３図は上記第２図の■部分の拡大断面
図である。 ２．２′・・・ユニット、３・・・正極缶、４・・・負
極缶、２１Ａ、、２１Ｂ−・・集電板、２１ＯＡ、２１
０Ｂ・・・内面、２２・・・セパレータ、２３Ａ、２３
Ｂ・・・電極、２４・・・絶縁リング 特許出願人　日立マクセル株式会社 代　理　人　弁理士　祢宜元　邦夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対向する二つの集電板間にセパレータで隔離され
   た一対の電極を配設しその周縁部外方に絶縁リングを設
   けてなるユニットを正負両極缶内に少なくとも１個封入
   した電気二重層キャパシタにおいて、上記画集電板の少
   なくとも内面に凹凸を形成し、これに上記電極を密着さ
   せたことを特徴とする電気二重層キャバシ、り