JPS60201613A - 電気二重層キヤパシタの製造方法 - 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】 〔技術分野〕 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
ャパシタの製造方法に関する。

〔背景技術〕

電気二重層キャパシタは、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作製する工程と
、このユニットを正極缶と負極缶との間に少なくとも一
個（２個以上の場合はこれらを積層して）封入する工程
とにより、製造されている。

この種のキャパシタは、これを負極借倒を負極に正極缶
側を正極に充電すると各ユニットの負極借倒の電極が負
に帯電し正極缶側の電極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源としての性能を
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、上記キャパシタの製造は一般に大気中で行わ
れているため、製造されたキャパシタのユニット内や正
負両極缶内には必然的に酸素が封入される。特にユニッ
ト内の電極構成材である活性炭はその比表面積が大きく
また吸着力が強くその上酸素を吸着保持しやすい性質を
有しているため、ユニットの製造作業中多量の酸素がこ
の活性炭に吸着保持されることになる。

そして、上記キャパシタ内に封入された酸素は初期充電
時に次式； ％式％ にしたがって還元される。つまり充電時の電気量の一部
が酸素の還元に消費されることになり、これがリーク電
流増加の要因となってキャパシタの充電効率を大きく低
下させる。

このため、上記従来法にて製造されるキャパシタは、こ
の種用途に特に要求される急速充電性に欠け、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、つまりキャパ
シタ内の酸素に起因した初期充電時のリーク電流の増大
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の製造方法を提
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、キャパシタの製造にあたって上記ユニットを作
製する工程および上記ユニットの正負両極缶内への封入
工程を共に脱酸素雰囲気中で行うようにしたところ、キ
ャパシタのリーク電流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、この発明の方法にしたがって製造された電気
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とともにカー
ボンの如き導電物質を添加してフィルム成形された二つ
の集電板２１．２１と、この集電板２１．２１間の中央
部に配設された微孔性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２１．２１間に配設されか
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活性炭を含む
一対の電極２３．２３と、この電極２３゜２３の周縁部
外方に設けられたポリプロピレンやエチレン−プロピレ
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。

上記構成のキャパシタを製造するにあたっては、上記ユ
ニット２を作製する工程とこのユニット２を正負両極缶
３．４内に封入する工程とが、共に５脱酸素雰囲気中で
行われる。

すなわち、ユニット２の作製は、脱酸素雰囲気中でたと
えば上記集電板２１．．２１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
ロメット２５．２５をつくり、両グロメット２５．２５
をそれぞれの凹所に上記電極２３．２３を内填したのち
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、行われる。

また、上記方法で作製されたユニット２を脱酸素雰囲気
中で２個積層してブロック１とし、このブロック１を上
記同様の雰囲気中で負極缶４に内填し、これにガスケッ
ト５を介して正極缶３を嵌合させ、正極缶の開口部を内
方へ屈曲して封口する。

なお、上記脱酸素雰囲気としてはアルゴンガスや窒素ガ
スなどの不活性ガス雰囲気のほか、減圧雰囲気であって
もよい。

〔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、キ
ャパシタの製造を脱酸素雰囲気中で行うようにしている
から、ユニット２内および缶３゜４内に酸素が封入され
るのを防止でき、特に製造作業中電極構成材である活性
炭に多量の酸素が吸着保持されるのを有効に防止できる
。

このため酸素に起因したキャパシタの初期充電時のリー
ク電流の増加を可及的に阻止でき、これによりこの種キ
ャパシタに特に要求される急速充電を容易にし、短時間
充電後の放電特性を充分に満足させることができる。

〔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。

アルゴンガス雰囲気下において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直径１０．０ｍｍ
、厚み０．１鶴の二つの集電板に、それぞれ外径１０．
０＋ａｍ、内径８ｍ、厚み０．４　ａｍ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１，５００
ｒｒｒ／ｇの粉末活性炭６■と電解液として３０重量％
の硫酸水溶液６ｐｌ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１ＯＮ
、厚み０．０２５貫■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。

つぎに、上記同様の脱酸素雰囲気中で、上記ユニットを
２個積層してブロックとし、これを内径１０．６鶴のス
テンレス製の負極缶に装填し、負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１１．１ｎのステン
レス製の正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、ＯＨのこの発明の電気二重層キャパシタ
を作製した。

このキャパシタを、第３図に示す電気回路にて、１．８
■の定電圧で充電し、充電開始より３０分の回路電圧（
Ｖｒ）を測定し、下記の式にしたがってリーク電流を算
出した。なお、第３図中、６はキャパシタ、７は定電圧
電源（１，８Ｖ）、８は抵抗（３００Ω）、９は電圧測
定機である。

また、上記キャパシタを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。これらの結果は、下記の表に
示される通りであった。なお、表中の比較測高とは、キ
ャパシタの製造を大気中で行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図はこの発明の製造方法によって得られた電気二重
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図はリー
ク電流測定用の電気回路を示す回路図である。 ２・・・ユニット、３・・・正極缶、４・・・負極缶、
２１゜２１・・・集電板、２２・・・セパレータ、２３
．２３・・・電極、２４・・・絶縁リング 特許出願人　日立マクセル株式会社 １ 第２図 第３図

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クで隔離され
   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作製する工程と、このユニットを正
   負両極缶内に少なくとも１個封入する工程とにより電気
   二重層キャパシタを製造する方法において、上記ユニッ
   ト作製工程および上記封入工程を共に脱酸素雰囲気中で
   行うことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法
   。