JPS6254418A - エネルギ貯蔵装置 - Google Patents
エネルギ貯蔵装置Info
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- JPS6254418A JPS6254418A JP60193519A JP19351985A JPS6254418A JP S6254418 A JPS6254418 A JP S6254418A JP 60193519 A JP60193519 A JP 60193519A JP 19351985 A JP19351985 A JP 19351985A JP S6254418 A JPS6254418 A JP S6254418A
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- activated carbon
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- storage device
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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。
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
本発明は、分極性電極として活性炭、もしくは活性炭繊
維を用いたキャパシタ、電池などのエネルギ貯蔵装置に
関するものであシ、従来よシも、小型で大容量のエネル
ギ貯蔵装置に関するものである。
維を用いたキャパシタ、電池などのエネルギ貯蔵装置に
関するものであシ、従来よシも、小型で大容量のエネル
ギ貯蔵装置に関するものである。
従来の技術
従来、分極性電極を用いた電気二重層キャパシタには、
活性炭粉末、活性炭繊維を分極性電極に用いた２種類が
存在する。また電解液として、有機系溶媒を用いたもの
と、水溶液を用いたものとがある。第３図は、その代表
例を図示したものである。すなわち、活性炭繊維布よシ
成る１対の分極性電極３０，３１、セパレータ３２、ア
ルミニウムのような金属よシ成る導電層３３．３４、上
ブタ３５、ケース３６、絶縁性ガスケットリング３７か
ら構成され、上ブタ３６とケース３６は加圧によシガス
ケットリング３７を介して封口されておシ、分極性電極
３０．３１に含浸されている電解液は、この方法によシ
系内に封じ込められ密閉性が保たれている。第４図は、
キャパシタの他の構成を示すものであり、片面に金属導
電層を有する活性炭繊維布をセパレータを介して捲回し
て素子４ｏを形成し、これをゴムキャップ４１、および
アルミニウムケース４２を用いてノ１ウジノグしたもの
である。電解液を分極性電極に含浸した後、アルミニウ
ムケース４２の上部を折曲げてゴムキャップ４１にくい
込ませることによシケースの密閉性が保たれる。４３．
４４はリード端子である。
活性炭粉末、活性炭繊維を分極性電極に用いた２種類が
存在する。また電解液として、有機系溶媒を用いたもの
と、水溶液を用いたものとがある。第３図は、その代表
例を図示したものである。すなわち、活性炭繊維布よシ
成る１対の分極性電極３０，３１、セパレータ３２、ア
ルミニウムのような金属よシ成る導電層３３．３４、上
ブタ３５、ケース３６、絶縁性ガスケットリング３７か
ら構成され、上ブタ３６とケース３６は加圧によシガス
ケットリング３７を介して封口されておシ、分極性電極
３０．３１に含浸されている電解液は、この方法によシ
系内に封じ込められ密閉性が保たれている。第４図は、
キャパシタの他の構成を示すものであり、片面に金属導
電層を有する活性炭繊維布をセパレータを介して捲回し
て素子４ｏを形成し、これをゴムキャップ４１、および
アルミニウムケース４２を用いてノ１ウジノグしたもの
である。電解液を分極性電極に含浸した後、アルミニウ
ムケース４２の上部を折曲げてゴムキャップ４１にくい
込ませることによシケースの密閉性が保たれる。４３．
４４はリード端子である。
分極性電極と非分極性電極とから成るエネルギ貯蔵装置
は、分極性電極として活性炭繊維、非分極性電極として
リチウム金属をドーピングした５ｎ−Ｐｂ合金を用いて
、第３図、第４図と同じ構成のものが開発されている。
は、分極性電極として活性炭繊維、非分極性電極として
リチウム金属をドーピングした５ｎ−Ｐｂ合金を用いて
、第３図、第４図と同じ構成のものが開発されている。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、上に述べた構成のエネルギ貯蔵装置において
、活性炭の表面をよシ有効に利用することを目的とし、
低粘度、高導電性電解液を高密閉性ハウジングにて用い
られるようにするものであり、小型高容量のエネルギ貯
蔵装置を得ようとするものである。
、活性炭の表面をよシ有効に利用することを目的とし、
低粘度、高導電性電解液を高密閉性ハウジングにて用い
られるようにするものであり、小型高容量のエネルギ貯
蔵装置を得ようとするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、粉末活性炭もしくは活性炭繊維から成る分極
性電極と、セパレータと、このセパレータを介して前記
分極性電極と対向する別の分極性電極もしくは非分極性
電極と、エーテル系液体を少なくとも含む溶媒から成る
電解液、前記エーテル系液体が外部に漏洩−しない状態
で前記分極性電極、前記セパレータ、前記側の分極性電
極もしくは非分極性電極、前記電解液を密封するケース
とを備えたエネルギー貯蔵装置。
性電極と、セパレータと、このセパレータを介して前記
分極性電極と対向する別の分極性電極もしくは非分極性
電極と、エーテル系液体を少なくとも含む溶媒から成る
電解液、前記エーテル系液体が外部に漏洩−しない状態
で前記分極性電極、前記セパレータ、前記側の分極性電
極もしくは非分極性電極、前記電解液を密封するケース
とを備えたエネルギー貯蔵装置。
作用
本発明によれば、低粘度、高導電性のエーテル系電解液
によシ、直径２０Å以下の細孔内壁に形成される電気二
重層容量を引出すことが可能になシ、従来よシも体積当
た９１．５〜２倍の初期容量が得られるとともに、密閉
性の高いノ・ウジングにより、例えば高温負荷ライフテ
ストにおいてもその初期容量の変化は小さく、長期にわ
たって高容量が保たれ、小型高容量で信頼性の高いエネ
ルギ貯蔵装置が得られる。
によシ、直径２０Å以下の細孔内壁に形成される電気二
重層容量を引出すことが可能になシ、従来よシも体積当
た９１．５〜２倍の初期容量が得られるとともに、密閉
性の高いノ・ウジングにより、例えば高温負荷ライフテ
ストにおいてもその初期容量の変化は小さく、長期にわ
たって高容量が保たれ、小型高容量で信頼性の高いエネ
ルギ貯蔵装置が得られる。
実施列
本発明の具体的な実施例を述べる前に、本発明の内容に
ついてさらに詳しく説明する。
ついてさらに詳しく説明する。
第５図は、Ａ、８２種類の活性炭繊維の細孔径分布を示
すものである。これを分極性電極として用い第４図に示
すものと同じ構成のキャパシタを組み、その容量を比較
して第１表に示す。
すものである。これを分極性電極として用い第４図に示
すものと同じ構成のキャパシタを組み、その容量を比較
して第１表に示す。
ここで電解液ａはプロピレンカーボネートに約２０ｗｔ
％のテトラエチルアンモニウムバークロレートを溶解し
たもの、ｂはプロピレンカーボネートと１．２ジメトキ
シエタンとを体積比で７５＝２５に混合し、これに約２
０ｗｔ％のテトラエチルアンモニウムバークロレートを
溶解したものである。この第１表かられかるように、エ
ーテル系混合溶媒を用いることにより、ムの活性炭では
室温容量がプロピレンカーボネート系溶媒の約２倍にな
シ、Ｂの活性炭では１．６倍になっておシ、さらにＢの
活性炭では、低温においての引出容素が非常に小さかっ
たものが、エーテル系溶媒を用いることによりム活性炭
と同等のレベルまで引出されている。
％のテトラエチルアンモニウムバークロレートを溶解し
たもの、ｂはプロピレンカーボネートと１．２ジメトキ
シエタンとを体積比で７５＝２５に混合し、これに約２
０ｗｔ％のテトラエチルアンモニウムバークロレートを
溶解したものである。この第１表かられかるように、エ
ーテル系混合溶媒を用いることにより、ムの活性炭では
室温容量がプロピレンカーボネート系溶媒の約２倍にな
シ、Ｂの活性炭では１．６倍になっておシ、さらにＢの
活性炭では、低温においての引出容素が非常に小さかっ
たものが、エーテル系溶媒を用いることによりム活性炭
と同等のレベルまで引出されている。
これらの事は、使用する電解液の粘性、導電性と、活性
炭の細孔の大きさとの相関に起因する。
炭の細孔の大きさとの相関に起因する。
すなわち、電気二重層の厚さが、イオンの溶媒和まで考
慮すると５〜１０人あり、プロピレンカーボネートのよ
うな溶媒を用いた電解液では活性炭Ｂのように２０八以
下の直径の細孔を多く有する活性炭を用いると低温にお
ける電解液の高抵抗。
慮すると５〜１０人あり、プロピレンカーボネートのよ
うな溶媒を用いた電解液では活性炭Ｂのように２０八以
下の直径の細孔を多く有する活性炭を用いると低温にお
ける電解液の高抵抗。
高粘度のため低温容量が充分引出せなくなる。これに対
し、プロピレンカーボネート−１，２ジメトキシエタン
のような電解液は高導電性、低粘度であシ、２０Å以下
の径の細孔内の電気二重層形成、およびこの容量引出し
の役目を充分果たすので低温容量はもちろんのこと、室
温容量もプロピレンカーボネート系溶媒を用いた時の１
．６〜２倍得られる。
し、プロピレンカーボネート−１，２ジメトキシエタン
のような電解液は高導電性、低粘度であシ、２０Å以下
の径の細孔内の電気二重層形成、およびこの容量引出し
の役目を充分果たすので低温容量はもちろんのこと、室
温容量もプロピレンカーボネート系溶媒を用いた時の１
．６〜２倍得られる。
このようにエーテル系電解液を用いることにより活性炭
の細孔容量が大きく取出せるのであるが、例えば、溶媒
の沸点は、１．２ジメトキシエタン；８３℃、ＴＨＦ
；６６°Ｃ，１，３ジオキンラン；７８°Ｃのように、
プロピレンカーボネートの２４１．７°Ｃと比較すると
非常に低い。このため高温負荷テストにおいて電解液は
従来の封口方法（加圧プレス、ゴムキャップ封口なυで
は封口部を通って系外に散逸する。この結果第６図に示
すように７０℃２ｖ印加１０００ｈｒで、プロピレンカ
ーボネート系のものａが安定した容量なのに対し、プロ
ピレンカーボネート−エーテル系のものｂは初期容量が
高いにもかかわらず、時間とともに容量が減少し、１０
００ｈｒ後では従来のものと同等もしくは、それ以下の
容量になってしまう０ 本発明は、このようなエーテル系電解液の高容量引出し
効果を生かすべく、密閉性の高い封口ハウジング方法を
用いたエネルギ貯蔵装置に関するものである。
の細孔容量が大きく取出せるのであるが、例えば、溶媒
の沸点は、１．２ジメトキシエタン；８３℃、ＴＨＦ
；６６°Ｃ，１，３ジオキンラン；７８°Ｃのように、
プロピレンカーボネートの２４１．７°Ｃと比較すると
非常に低い。このため高温負荷テストにおいて電解液は
従来の封口方法（加圧プレス、ゴムキャップ封口なυで
は封口部を通って系外に散逸する。この結果第６図に示
すように７０℃２ｖ印加１０００ｈｒで、プロピレンカ
ーボネート系のものａが安定した容量なのに対し、プロ
ピレンカーボネート−エーテル系のものｂは初期容量が
高いにもかかわらず、時間とともに容量が減少し、１０
００ｈｒ後では従来のものと同等もしくは、それ以下の
容量になってしまう０ 本発明は、このようなエーテル系電解液の高容量引出し
効果を生かすべく、密閉性の高い封口ハウジング方法を
用いたエネルギ貯蔵装置に関するものである。
以下に本発明の具体的な実施例について詳細に説明する
。
。
〔実施ＦｐＩＪ−１）
目付１６ｏｇ／ｖｌの活性炭繊維布の片面にプラズマ溶
射法によシ厚さ１００μｍのアルミニウム層を形成し、
これを巾１ＯＮ、長さ６０１１ｒｌＩの矩形に切断する
。第１図のこの活性炭繊維布、１上のアルミニウム層２
の面に、リード線３を有したアルミニウム箔４を重ね、
セパレータ６を介して一対の電極を捲回する。絶縁性ガ
ラス６により絶縁されたハーメチックシール７のリード
部８にリード線３を溶接し、素子１ｏに電解液を充分に
含浸させる。ここで電解液としてプロピレンカーボネー
ト７５ｖＯ１％、１．２−ジメトキシエタン２５ｖｏ１
％の溶媒に、１０ｗｔ％のテトラエチルアンモニウムバ
ークロレートを溶解したものを用いる。このようにして
得られた素子１ｏを有するノ・−メチツクシールの円周
部１１をレーザ溶接によシ金属ケース１２に溶接し密封
ハウジングする。１３．１４は外部リードである。
射法によシ厚さ１００μｍのアルミニウム層を形成し、
これを巾１ＯＮ、長さ６０１１ｒｌＩの矩形に切断する
。第１図のこの活性炭繊維布、１上のアルミニウム層２
の面に、リード線３を有したアルミニウム箔４を重ね、
セパレータ６を介して一対の電極を捲回する。絶縁性ガ
ラス６により絶縁されたハーメチックシール７のリード
部８にリード線３を溶接し、素子１ｏに電解液を充分に
含浸させる。ここで電解液としてプロピレンカーボネー
ト７５ｖＯ１％、１．２−ジメトキシエタン２５ｖｏ１
％の溶媒に、１０ｗｔ％のテトラエチルアンモニウムバ
ークロレートを溶解したものを用いる。このようにして
得られた素子１ｏを有するノ・−メチツクシールの円周
部１１をレーザ溶接によシ金属ケース１２に溶接し密封
ハウジングする。１３．１４は外部リードである。
〔実施列−２〕
目付１２ｏｆｌ／ｎｆの活性炭繊維布の片面に厚さ１０
０μｍのアルミニウム集電極をプラズマ溶射法によシ形
成する。第２図のようにこれを直径１０Ｈの円形電極２
０．２１に打抜き、セパレータ２２を介して積層する。
０μｍのアルミニウム集電極をプラズマ溶射法によシ形
成する。第２図のようにこれを直径１０Ｈの円形電極２
０．２１に打抜き、セパレータ２２を介して積層する。
これをケース２３．絶縁ガラス層２４を有するハーメチ
ックシール２５を用い２６部をレーザ溶接することによ
シ封密ハウジングする。ただし、ハウジングの前に実施
列１と同じ電解液を注入する。
ックシール２５を用い２６部をレーザ溶接することによ
シ封密ハウジングする。ただし、ハウジングの前に実施
列１と同じ電解液を注入する。
〔実施例−３〕
活性炭粉末とＰＴＦＩＣ粉末とを混合加圧し直径１０Ｗ
Ｍ、厚さＱ、５ ｆｆｌのペレット状に成形する。片面
に厚さ１００μｍのアルミニウム層を形成し、セパレー
タを介してリチウムをドーピングしたＰｂ−８ｎ合金を
円形にしたものを配置し、実施列２と同じ方法でハウジ
ングする。ただし電解液は、プロピレンカーボネート７
５／テトラヒトロワラン２６の混合溶媒に２０ｗｔ％の
リチウムバークロレートを溶解したものを用いる。
Ｍ、厚さＱ、５ ｆｆｌのペレット状に成形する。片面
に厚さ１００μｍのアルミニウム層を形成し、セパレー
タを介してリチウムをドーピングしたＰｂ−８ｎ合金を
円形にしたものを配置し、実施列２と同じ方法でハウジ
ングする。ただし電解液は、プロピレンカーボネート７
５／テトラヒトロワラン２６の混合溶媒に２０ｗｔ％の
リチウムバークロレートを溶解したものを用いる。
第２表に本発明実施例のエネルギ貯蔵装置の特性を、従
来のものと比較して示す。
来のものと比較して示す。
（以下余白）
このうち従来列１．２．３は素子構成が実施例１．２．
３と同じで、ノ為つジング法が１が第４図に示す方法、
２．３が第３図に示す方法によるものである。また従来
列４．６は、電解液溶媒としてプロピレンカーボネート
のみを用い、電解質にテトラエチルアンモニウムバーク
ロレート、リチウムバークロレートをそれぞれ用いたも
のであり、ハウジング方法は、第奉図、第３図の方法を
それぞれ用いたものである。
３と同じで、ノ為つジング法が１が第４図に示す方法、
２．３が第３図に示す方法によるものである。また従来
列４．６は、電解液溶媒としてプロピレンカーボネート
のみを用い、電解質にテトラエチルアンモニウムバーク
ロレート、リチウムバークロレートをそれぞれ用いたも
のであり、ハウジング方法は、第奉図、第３図の方法を
それぞれ用いたものである。
また実施例においては、エーテル系溶媒として１．２ジ
メトキシエタン、ＴＨＦのみについて説ａＪ］Ｌりが、
１．３ジオキソランなど低粘度、高導電性を与えるその
他のエーテル系溶媒を用いても本発明の効果は得られる
。さらに、封口方法として半田付法を用いても良い。
メトキシエタン、ＴＨＦのみについて説ａＪ］Ｌりが、
１．３ジオキソランなど低粘度、高導電性を与えるその
他のエーテル系溶媒を用いても本発明の効果は得られる
。さらに、封口方法として半田付法を用いても良い。
発明の効果
本発明によれば、密閉度の高いノ・ウジフグ封口法と、
エーテル系電解液の優れた容量引出し効果との相乗作用
によシ、初期に従来の倍近い容量が得られるとともに、
７０’Ｃの高温における電圧印加においても１００ｏｈ
ｒ経過後、容量変化がほとんど認められず、長期に亘っ
て高い容量と低いインピーダンスが保たれる。
エーテル系電解液の優れた容量引出し効果との相乗作用
によシ、初期に従来の倍近い容量が得られるとともに、
７０’Ｃの高温における電圧印加においても１００ｏｈ
ｒ経過後、容量変化がほとんど認められず、長期に亘っ
て高い容量と低いインピーダンスが保たれる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明の実施例におけるエネ
ルギ貯蔵装置の要部を断面にして示す斜視図および断正
面図、第３図、第４図は従来例におけるエネルギ貯蔵装
置の断正面図、第６図は活性炭繊維の細孔径分布を示す
特性図、第６図はエネルギ貯蔵装置の７０°Ｃ２Ｖ印加
ライフテストにおける容量変化を示す特性図である。 １・・・・・・活性炭繊維布、２・・・・・・Ａｌ集電
層、３・・・・・・リード線、４・・・・・・ムｅ箔、
６・・・・・・セパレータ、６・°・・・・絶縁性ガラ
ス、７・・・・・・・・−メチツクシール、８・・・・
・・リード部、１ｏ・・・・・・素子、１１・・・・・
・レーザ溶接部、１２・・・・・・金属ケース、１３．
１４・・・・・・外部リード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／３．外部リード 第３図 第４図 第５図 ＃ル五社（Ａ） 第６図 所間（ν２
ルギ貯蔵装置の要部を断面にして示す斜視図および断正
面図、第３図、第４図は従来例におけるエネルギ貯蔵装
置の断正面図、第６図は活性炭繊維の細孔径分布を示す
特性図、第６図はエネルギ貯蔵装置の７０°Ｃ２Ｖ印加
ライフテストにおける容量変化を示す特性図である。 １・・・・・・活性炭繊維布、２・・・・・・Ａｌ集電
層、３・・・・・・リード線、４・・・・・・ムｅ箔、
６・・・・・・セパレータ、６・°・・・・絶縁性ガラ
ス、７・・・・・・・・−メチツクシール、８・・・・
・・リード部、１ｏ・・・・・・素子、１１・・・・・
・レーザ溶接部、１２・・・・・・金属ケース、１３．
１４・・・・・・外部リード。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ／３．外部リード 第３図 第４図 第５図 ＃ル五社（Ａ） 第６図 所間（ν２
Claims (3)
- （１）粉末活性炭もしくは活性炭繊維から成る分極性電
極と、セパレータと、このセパレータを介して前記分極
性電極と対向する別の分極性電極もしくは非分極性電極
と、エーテル系液体を少なくとも含む溶媒から成る電解
液と、前記エーテル系液体が外部に漏洩しない状態で前
記分極性電極、前記セパレータ、前記別の分極性電極も
しくは非分極性電極、前記電解液を密封するケースとを
備えたエネルギ貯蔵装置。 - （２）エーテル系液体が、１．２−ジメトキシエタン、
テトラヒドロフラン、１．３−ジオキソランのうちのひ
とつ以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のエネルギ貯蔵装置。 - （３）非分極性電極が、Ｓｎ、Ｐｂなどから成る合金に
、リチウムをドーピングして得られたウッド合金である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエネルギ
貯蔵装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193519A JPS6254418A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | エネルギ貯蔵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60193519A JPS6254418A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | エネルギ貯蔵装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254418A true JPS6254418A (ja) | 1987-03-10 |
Family
ID=16309416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60193519A Pending JPS6254418A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | エネルギ貯蔵装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6254418A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4859363A (ja) * | 1971-11-12 | 1973-08-20 | ||
| JPS52128523A (en) * | 1976-03-08 | 1977-10-28 | Mallory & Co Inc P R | Electrochemical battery |
| JPS58222520A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
| JPS60167280A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 再充電可能な電気化学装置 |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60193519A patent/JPS6254418A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4859363A (ja) * | 1971-11-12 | 1973-08-20 | ||
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