JPS63186414A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電気二重層を利用した電気容量素子である電
気二重層キャパシタに関する。

従来の技術 従来、活性炭を用いた電気二重層キャパシタの分極性電
甑としては、活性炭粉末と溶液とで活性炭粉末をペース
ト状にし、このペーストを集電体上に塗布したものや、
活性炭繊維上にアルミニウム集電体を溶射によシ取シつ
けたものが用いられていた。これらの方法は各々特徴が
あり、いずれも大容量キャパシタとしてはすぐれたもの
である。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来の構成の分極性電極では、電気二重層キャ
パシタとして低静電容量、たとえば０．０１Ｆ以下のも
のを作りにくかった。すなわちペースト状のものを塗布
する場合、均一の厚さで塗布するためには、ある程度以
上の量を必要とし、その結果、電気二重層キャパシタの
静電容量を増やすものであった。また、活性炭繊維を用
いる場合でも、製造作業中に破れないように、活性炭繊
維にある程度の強度を必要とするため、厚さの厚いもの
となり、活性炭繊維の場合でも静電容量の低いものを得
ることは困難であった。

まだ、上述している問題点を解決するだめに分極性電極
の塗布面積を小さくして容１を小さくすることも考えら
れるが、この場合には、電気二重層キャパシタの内部抵
抗が大きくなる欠点を有していた。

本発明は、このような問題点を解決するもので、内部抵
抗を大きくすることなく静電容量の低い電気二重層キャ
パシタを得ることを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記従来の問題点を解決するために本発明は、分極性電
極を活性炭と弁作用金属との多孔性の混合焼結体または
加圧成形体から構成したものである。

作用 上記構成により、分極性電極の体積を変えることなく、
分極性電極中の金属量と活性炭量を調整することができ
、分極性電極中の活性炭量を減らすことができる。

そのため、粉末活性炭自体で成形した従来のものと同体
積の弁作用金属と活性炭との混合焼結体あるいは加圧成
形体の分極性電極において、活性炭自体の従来のものよ
シも小さな静電容量の電気二重層キャパシタを容易に得
ることができる。

さらに、従来の活性炭粉末を塗布したものの場合、電極
電位の伝達、すなわち活性炭表面からの集電は、活性炭
粉末間の接触抵抗と活性炭および集電体間の接触抵抗を
介してなされるため、内部抵抗は大きくなりがちであり
、これを少なくするだめに導電性のカーボンブランクを
添加させたシしているが、本発″明による電極の場合、
活性炭と金属が直接接合される状態になっており、活性
炭間の接触抵抗を介さずに集電ができるため、内部抵抗
の小さい電気二重層キャパシタを得ることができる。

さらに、分極性電極中の金属として弁作用金属を使用し
ているため、電気二重層キャパシタに電圧が印加された
際に分極性電極の陽極側で酸化膜を作り、電解溶中に溶
けださないため安定した電気二重層キャパシタを得るこ
とができる。

実施例 以下に本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

（実施例１） 第１図ａは本発明の第１の実施例を示すもので、平均粒
径１ｏμｍのアルミニウム（ｉ）粉末１ａに比表面積１
０ｏ　ｏ　ｉ　／　ｇの活性炭粉末２ａを重量比で６％
、Ｑ、６％、　０．０６％混入し、十分に混合して加圧
成形によシ約１顛の厚さで直径１６ｆＪｌの分極性電極
を構成した際の組織図である。この加圧成形体による分
極性電極：３ａ　、３ｂを第２図に示すように金属ケー
ス４内にセパレータ５を介して積層収納し、分極性電極
３ａ、３ｂやセパレータ５に電解液を含浸させ、金属ケ
ース４の周縁部に組込んだゴム等のガスケット６に周縁
部が保持されるように金属カバー８を組込み、金属ケー
ス４に分極性電極３２Ｌを、金属カバー７に分極性電極
３ｂをスポット溶接で接合して電気二重層キャパシタを
構成していた。このようにして構成した電気二重層キャ
パシタの静電容量と内部抵抗値を表１に示す。なお、電
解液としては、プロピレンカーボネイトに過塩素酸テト
ラエチルアンモニウム塩を０．７　ｍｏｌ　／β溶解さ
せたものを用い、内部抵抗としてはＩ　ＫＨｚの周波数
に対してのインピーダンスを示し、まだ、従来品として
は本実施例の分極性電極と同形状のものを用いて第２図
に示す電気二重層キャパシタを構成したものについて示
しだ。

表１ 表１から明らかなように、静電容量は分極性電極の含有
活性炭重量比にほぼ比例しており、アルミニウム粉末１
ａに対する活性炭粉末２ａの重量比を減らすことによっ
て、静電容量を小さくすることができる。そして、金属
ケース４および金属カバー７と分極性電極３１Ｌ、３ｂ
とをスポット溶接で接合しているため、接触抵抗を減ら
すことができ、従来のものよりも内部抵抗を減少させる
ことができる。また、弁作用金属であるアルミニウム粉
末を使用しており、そのため陽極表面で酸化膜を形成し
、電解液中に溶出しにくいので分極性電極として安定し
たものを得ることができる。なお、同じ弁作用金属でも
第３図に示すようにステンレス（ＳＵＳ３０４）のよう
に有機溶媒系の電解液中で印加電圧を上昇させるにつれ
て溶出し、電流が流れるものは、有機溶媒系の電解液を
使用することはできないが、その点において、アルミニ
ウムは印加電圧を上昇させても溶出することがないため
優れていることがわかる。

（実施例２） 第１図すは本発明の第２の実施例を示すもので、平均粒
径３μｍのタリウム粉末１ｂに比表面積１０００ｄ／ｆ
ｉの活性炭粉末２ｂを重量比で０．４％、　６．ｏ　４
％混入し、十分に混合して熱加圧成形によシ約１ｆｆの
厚さで直径１６ｍの分極性電極を構成した際の組織図で
ある。この熱加圧成形による混合焼結体の分極性電極を
使用して実施例１と同じ第４図に示す構造の電気二重層
キャパシタを構成した際の電気二重層キャパシタの静電
容量と内部抵抗値を表２に示す。なお、電解液としては
、γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）に四フフ化ホウ素酸
テトラエテルアンモニウム塩（（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４
）を０．７　ｍｏｌ　／　ｌ溶解させたものと２ｍ０１
／ｌの水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨａｑ、ｓｏｌ
、）とを用い、内部抵抗としてはＩ　ＫＨｚの周波数に
対してのインピーダンスを示した。

表２ 表２から明らかなように、実施例１と同様に分極性電極
の含有活性炭重量比を減らすことにより、どの電解液に
おいても静電容量を小さくすることができる。

なお、実施例１と実施例２において、アルミニウム粉末
と活性炭粉末との加圧成形体と、タンタル粉末と活性炭
粉末との混合焼結体における分極性電極について説明し
ているが、チタン粉末と活性炭粉末との混合焼結体また
は加圧成形体における分極性電極についても、上述した
効果と同様の効果を有するものである。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、分極性電極中の活性炭量を減少させることによシ、
静電容量を従来のものよシも小さくすることができ、さ
らに、分極性電極を構成する活性炭と弁作用金属が直接
接合されている状態（活性炭と金属との多孔質の混合焼
結体または加圧成形体の状態）になっており、活性炭間
の接触抵抗を介さずに集電できるため、従来のものより
も内部抵抗を小さくすることができ、また、電圧を印加
した際に陽極の分極性電極から金属成分が溶は出すこと
がなく、安定した電気二重層コンデンサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の第１の実施例を示す電気二重層キャ
パシタにおける分極性電極の組織図、第１図すは本発明
の第２の実施例を示す電気二重層キャパシタにおける分
極性電極の組織図、第２図は本発明の一実施例における
電気二重層キャパシタを示す縦断面図、第３図は分極性
電極の金属における電解液に対する印加電圧と電流の関
係を示すグラフである。 １ａ・・・・・・アルミニウム粉末、１ｂ・・・・・・
タンタル粉末、２２Ｌ　、２ｂ・・・・・・活性炭粉末
、３ａ　、３ｂ・・・・・分極性電極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性炭と弁作用金属との多孔性の混合焼結体また
   は加圧成形体からなる分極性電極を備えたことを特徴と
   する電気二重層キャパシタ。
2. （２）弁作用金属がアルミニウム、タンタル、チタンの
   うち少なくとも１種からなる特許請求の範囲第１項記載
   の電気二重層キャパシタ。