JPS62229819A - 電気二重層キャパシタの製造法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は各種電子機器に利用される電気二重層キャパ
シタの製造法に関するものである。

従来の技術 電気二重層キャパシタは分極性電極と電解液との界面で
形成される電気二重層を利用した静電容量の大きい特性
を有するもので、主に、揮発性半導体メモリー（例えば
、ＲＡＭ・・・ランダムアクセスメモリー）の停電時バ
ックアップ用として使用されている。

この種の従来例は、第２図のように、黒鉛、カーボンブ
ラック、活性炭などと若干のバインダーとからなる炭素
電極体１を集電体２上に配設した電極と、その間に介在
される電解液を含浸させたセパレータ３とにより構成さ
れている。

更に、この電気二重層キャパシタを得る場合は、まず第
３図に示すようにアルミニウムネットの集電体と電極材
料とを圧延によって密着させた電極４にリード６（内部
はアルばニウム、外部は錫びき銅線または鉄芯錫びき銅
線などよりなる）を接続し、これをセパレータ６ととも
に巻取って素子７とし、そしてこの後、第４図に示すよ
うに電解液を含浸し、アルミニウムケース８への収納し
、封口材料９による封口を行って製品としている。

また、第５図のように、円盤型（コイン型、ボタン型）
と称される構造で、黒鉛、活性炭、カーボンブラック及
び若干のバインダ等からなる材料を成型したり、アルミ
ニウムやステンレスのネットに担持させた電極又はカー
ボン繊維、特に活性炭繊維布からなる炭素電極９の間に
電解液１ｏを含浸させたセパレータ１１を介在させ、集
電体と外装材を兼ねた金属ケース１２、上ぶた１３及び
絶縁と封口材を兼ねたパツキン１４によって密閉されて
いる。更に、活性炭繊維布からなる電極の場合には、集
電性を上げるために、金属ケース１２及び金属ふた１３
と接触する面上にはプラズマ溶射などによってアルεニ
ウム層が形成されている。

発明が解決しようとする問題点 前記のような構成の電気二重層キャパシタの主たる特性
は、静電容量、内部抵抗、漏れ電流の３特性であるが、
本発明者らが、この３特性を測定すると、静電容量につ
いては大きな差を生じないが、内部抵抗と漏れ電流につ
いては、大きなバラツキが生じていることが判明した。

本発明は、この内部抵抗と漏れ電流のバラツキを少なく
する製造法についてである。本発明者らがその改善策と
して、最初に考えついたのは、長時間の電圧印加による
エージングであった。更には、高温中でのエージングで
あったが、この２つの方法では、特性を改善することが
できなかった。

更に熱衝撃を加えてみだが、やはり良い結果を得ること
ができなかった。

そこで、次に行なったのが本発明の方法である。

問題点を解決するだめの手段 すなわち、本発明の電気二重層キャパシタの製造法は黒
鉛、カーボンブラック、活性炭などの炭素電極体間にセ
パレータと電解液を介在させてなる素子に外装を施した
後、前記電極間に予め高電圧を充電しておいたコンデン
サの電荷を所定の回数繰返し印加するようにしたもので
ある。

作用 上記のように、本発明の製造法を採用した場合、電気二
重層キャパシタの電極材料や集電体、セパレータ、電解
液に対して、此の高電圧のエネルギーが、熱ショックと
して、まだスパークによる電極の飛散やまた逆の密着の
現象がうまく働いて好結果を持たらしているものと考え
ている。

実施例 次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明は、電気二重層キャパシタに電気的ショックを与
える方法である。この方法は、他の高電圧用のコンデン
サを使用し、予めそのコンデンサに充電しておいた電荷
をスイッチの切換えによって、電気二重層キャパシタに
放電するものである。

その時の電気的配線を第１図に示しており、第１図にお
いて１５は電気二重層キャパシタ、１６は高電圧印加用
コンデンサ、１７は切換えスイッチ、１８は直流電源で
ある。

第１表及び第２表に示すように、従来品と比較して、本
発明の製造法によって、キャパシタの初期特性において
その優位性が大きいことがわかった。次に具体例につい
て説明する。

実施例−１（第３図の構成のもの）及び実施例−２（第
６図の構成のもの）について述べる。

まず、実施例−１の電気二重層キャパシタ（定格電圧は
２．Ｏｖ、静電容量は１０Ｆ、ケースはφ１２．５　！
　３５ｍｍの円筒形）を２０個試作した。

実験では、このキャパシタの製造直後に２．ＯＶの直流
電圧を印加して、エージングを行い、その６０分後の漏
れ電流、そして内部抵抗、静電容量を測定した。

次に、この内１０個を１０００Ｖの直流電源から充電し
た４、４μＦのポリエステルフィルムコンデンサの電荷
をスイッチの切換えによって、放電する操作を１０回繰
返見した。

そして、この操作の後、再度（残りの１０個も）特性を
測定した。

以上の結果を表１に記載した。

（以下　余　白） 次に、実施例−２の電気二重層キャパシタ（定格電圧は
３．○Ｖ、静電容量は０．１５Ｆ、ケースはφ１１Ｘ１
．７ｔ）を２０個試作した。

このキャパシタの製造直後に３．Ｏｖの直流電圧を印加
して、エージングを行い、６０分後の漏れ電流、そして
内部抵抗、静電容量を測定した。この内１０個を２００
Ｖの直流電源から充電した４、４μＦのポリエステルフ
ィルムコンデンサの電荷をスイッチの切換えによって、
放電する操作を１０回繰返えした。

そして、この操作の後、再度（残りの１０個も）特性を
測定した。

以上の結果は、表２に記載した。

（以　下　余　白） 特に、大きな内部抵抗や漏れ電流の場合には、その回数
をもっと多くしたり、更に高電圧にするか、コンデンサ
の静電容量を大きくすると、正常値にすることができた
。

第１表、第２表で解かるように、本発明の製造法の採用
によって、内部抵抗及び漏れ電流の異常値のものが、正
常値に戻るのが殆んどであった。

そして、それが回復しないのは、明らかに他の要因が入
っていた。まだ、正常値に近いものや正常値のものにこ
の方法を施しても、さほど値が良くならないのも特徴の
一つである。

本発明の操作工程を製造方法の一工程として加えること
によって、従来、不良品としていた製品の殆んどが良品
として再生されることになり、その製造コストの低減に
対して持たらす効果は大きなものであシ、非常に効果大
な方法といえるのである。

ところで、実施例として述べだ印加電圧１　ｏｏｏｖや
２００Ｖ、静電容量４．４μＦのコンデンサについては
、電気二重層キャパシタの定格、静電容量により、選択
されるべきものであり、本発明者らも１Ｆの電気二重層
キャパシタの場合には、５００Ｖ。

４．４μＦのコンデンサを用いて放電を行なった。

特に、コンデンサの静電容量を一定にし、充電電圧を変
える方法がコンデンサの蓄積エネルギー（１／２Ｃｖ２
）からみても容易な方法である。

更に、上記説明では、切換えスイッチを用いた場合につ
いて説明したが、多数の製品を１度に行うには、リレー
が有利であり、更に無接点リレーであるサイリスタ使用
は効果的である。

発明の効果 以上のように、本発明の電気二重層キャパシタの製造法
によれば、電気二重層キャパシタの内部抵抗、漏れ電流
の特性において、従来では不良品とされていたものが良
品として再生させることができ、これによって歩留りを
向上させることができ、その工業的価値は犬なるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気二重層キャパシタの製造法を実施
するだめの電気回路図、第２図は、電気二重層キャパシ
タの基本構成を示す断面図、第３図は、同キャパシタの
一つの構成の素子を示す斜視図、第４図は、同キャパシ
タの一部を切り欠いて内部構造を示す断面図、第５図は
、もう一方の電気二重層キャパシタの構成を示す断面図
である。 １・・・・・・炭素電極体、３・・・・・・セパレータ
、１５・・・・・・電気二重層キャパシタ、１６・・・
・・・高電圧印加用コンデンサ、１７・・・・・・切換
エスイノチ、１８・・・・・・直流電源。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １２図 第　３　図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　黒鉛、カーボンブラック、活性炭などの炭素電極体間
   にセパレータと電解液を介在させてなる素子に外装を施
   した後、前記電極間に予め高電圧を充電しておいたコン
   デンサの電荷を所定の回数繰返し印加することを特徴と
   する電気二重層キャパシタの製造法。