JPS6348113Y2 - - Google Patents

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JPS6348113Y2
JPS6348113Y2 JP1983185453U JP18545383U JPS6348113Y2 JP S6348113 Y2 JPS6348113 Y2 JP S6348113Y2 JP 1983185453 U JP1983185453 U JP 1983185453U JP 18545383 U JP18545383 U JP 18545383U JP S6348113 Y2 JPS6348113 Y2 JP S6348113Y2
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double layer
electric double
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layer capacitor
leakage current
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

この考案は、電気二重層コンデンサの改良に係
り、特にコンデンサ素子を構成するセパレータの
改良により、自己放電特性の向上および漏れ電流
の減少を図る電気二重層コンデンサの構造に関す
る。 一般に電気二重層コンデンサは、活性炭に希硫
酸等の水溶液系電解液を配合して組成する電極を
イオン透過性のセパレータにより分極するととも
にブチルゴム等で形成される絶縁性ガスケツトお
よび導電性ブチルゴム等で形成される集電体で密
封して形成された電気二重層コンデンサ素子を数
個積層し外装容器に封入して構成している。 この構造による電気二重層コンデンサの場合、
イオン透過性のセパレータは、両電極の電子伝導
を遮断するために親水性処理を施した多孔性ポリ
プロピレンで組成している。 このセパレータの親水性処理は、一般に多孔性
ポリプロピレンに、有機溶媒に溶解した界面活性
剤を全体に塗着した後、乾燥させることにより行
われている。 しかし、前記セパレータの端部を絶縁性ガスケ
ツトに接着剤等で接着して挟持し、両電極を密封
しても、セパレータの全体が親水性であるため、
両電極との接面部を介して電解液がセパレータ端
部にまで浸透し、その結果、完成した電気二重層
コンデンサの漏れ電流特性とともに、自己放電特
性にも悪影響がでる場合があつた。 また、一般に電気二重層コンデンサにおいて、
漏れ電流特性はセパレータの面積に比例するとい
われており、セパレータ面積の減少により漏れ電
流特性を改良することが考えられてきた。セパレ
ータに接面する電極面積を減少させ、かつ従来と
同一の静電容量を求める場合、静電容量は活性炭
量に比例するから、両電極の縦寸法を増加させる
必要があるが、この縦寸法の増大に伴つてインピ
ーダンスも増大することになり電気的特性に悪影
響を及ぼす。したがつて電極が接面するセパレー
タ面積の減少にも限界があつた。 本考案は、上記の欠点に鑑み、セパレータを改
良することにより、電気二重層コンデンサの自己
放電特性の向上を図るとともに漏れ電流特性の改
良を目的としている。 本考案は、活性炭を主体とした分極性電極と水
溶液系電解液界面で形成される電気二重層を利用
したコンデンサにおいて、多孔性ポリプロピレン
からなるセパレータの少なくとも周縁部を除く一
部に親水性処理を施した部分を設けた構成からな
る。 以下、本考案を図面にしたがい説明する。 第1図は、本考案による電気二重層コンデンサ
の実施例を示す断面図である。 図面において、電気二重層コンデンサを形成す
る外装容器2は、鉄、アルミニウム等の良電導性
金属からなり、該外装容器2の開口部は、絶縁性
の蓋部3によつて密閉される。この電気二重層コ
ンデンサ素子1は、活性炭に希硫酸を添加して組
成した電極6,7を少なくとも1個ないし複数個
積層し、該電極6,7の間隙に各電極6,7を分
離するセパレータ8を介在させて形成されてい
る。該セパレータ8は多孔性ポリプロピレンから
なり、その中心部13は、第2図に示すように、
ポリオキシエチレン・オレイルエーテル等の非イ
オン系界面活性剤のエタノール溶液からなる界面
活性剤を塗着した後乾燥して親水性処理が施され
ており、他方該セパレータの周端部12は疎水性
が保持されている。 各電極6,7は、前記セパレータ8の親水性処
理が施されていない周端部12をブチルゴム等か
らなる絶縁性ガスケツト5で挟持して分離される
ともに、各電極6,7の端面を覆う導電性ブチル
ゴム4によつて密封され、電気二重層コンデンサ
素子1が形成される。 このように形成された電気二重層コンデンサ素
子1を公知の構造で少なくとも1個ないし複数個
積層して外装容器2に収納し、各電極6,7から
導出した電極引出し端子9,10を外装容器2の
外部に突出させるとともに、前記外装容器2の開
口部に蓋部3を装着して該電気二重層コンデンサ
を密封する。 本実施例による場合、イオンが透過する部分
は、親水性処理した中央部13のみであり、した
がつて絶縁性ガスケツト5に挟持されたセパレー
タ8の周縁部12に電解液が透過する虞がなく、
漏れ電流特性の向上が期待できる。 また、セパレータ8の親水性処理する面積を容
易に調整することが可能となるので、電気二重層
コンデンサとして機能しつつ、なおかつ最小限度
の漏れ電流に抑制することが容易になる。 第3図は、本考案の第2の実施例を示すセパレ
ータの平面図である。 本実施例おいて各電極6,7を分離するセパレ
ータ11は、一定の密度をもつた格子状の親水性
部分14を有しており、該セパレータの周縁部1
5は疎水性が保持されている。 本実施例のよるセパレータ11は、格子状に部
分的に親水性処理されており、界面活性剤を有効
に使用することができる。 なお、本実施例においては、セパレータ11に
格子状に親水性処理を施したが、均一に親水性処
理が施されたものであれば、他のいかなる形状で
あつてもよい。 次に本実施例による電気二重層コンデンサの特
性を従来例と比較する。 試料は、定格電圧5ボルト(V)定格容量1フ
ラツド(F)の電気二重層コンデンサを各10個用意
し、各々の容量(F)漏れ電流(μA)インピーダン
ス(Ω)の平均値を測定した。なお漏れ電流は60
分値を測定している。結果を以下に示す。
This invention relates to the improvement of electric double layer capacitors, and in particular to the structure of electric double layer capacitors that improves self-discharge characteristics and reduces leakage current by improving separators constituting capacitor elements. Generally, an electric double layer capacitor consists of an electrode composed of activated carbon mixed with an aqueous electrolyte such as dilute sulfuric acid, polarized by an ion-permeable separator, an insulating gasket made of butyl rubber, etc., and an electrically conductive butyl rubber made of an insulating gasket. It is constructed by stacking several electric double layer capacitor elements sealed with a current collector and enclosing them in an outer container. In the case of an electric double layer capacitor with this structure,
The ion-permeable separator is made of porous polypropylene that has been subjected to hydrophilic treatment to block electron conduction between both electrodes. This hydrophilic treatment of the separator is generally carried out by applying a surfactant dissolved in an organic solvent to the entire porous polypropylene and then drying it. However, even if the ends of the separator are glued to an insulating gasket with an adhesive or the like and both electrodes are sealed, the separator as a whole is hydrophilic.
The electrolytic solution permeated to the ends of the separator through the contact surfaces with both electrodes, and as a result, there were cases in which the self-discharge characteristics as well as the leakage current characteristics of the completed electric double layer capacitor were adversely affected. Also, generally in electric double layer capacitors,
It is said that leakage current characteristics are proportional to the area of the separator, and it has been considered that the leakage current characteristics can be improved by reducing the separator area. When reducing the electrode area in contact with the separator and seeking the same capacitance as before, it is necessary to increase the vertical dimension of both electrodes because capacitance is proportional to the amount of activated carbon. As the impedance increases, the impedance also increases, which adversely affects the electrical characteristics. Therefore, there is a limit to the reduction in the area of the separator with which the electrodes come into contact. In view of the above drawbacks, the present invention aims to improve the self-discharge characteristics of electric double layer capacitors and to improve the leakage current characteristics by improving the separator. The present invention proposes a capacitor that utilizes an electric double layer formed between a polarizable electrode mainly made of activated carbon and an aqueous electrolyte, in which at least a portion of the separator made of porous polypropylene, excluding the peripheral edge, is subjected to hydrophilic treatment. It consists of a structure with applied parts. The present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an electric double layer capacitor according to the present invention. In the drawing, an outer container 2 forming an electric double layer capacitor is made of a highly conductive metal such as iron or aluminum, and an opening of the outer container 2 is sealed with an insulating lid 3. This electric double layer capacitor element 1 has at least one or a plurality of laminated electrodes 6 and 7 made by adding dilute sulfuric acid to activated carbon, and a separator is provided in the gap between the electrodes 6 and 7 to separate the electrodes 6 and 7. It is formed with 8 interposed therebetween. The separator 8 is made of porous polypropylene, and its central portion 13 is made of porous polypropylene, as shown in FIG.
A surfactant consisting of an ethanol solution of a nonionic surfactant such as polyoxyethylene oleyl ether is coated and dried to make it hydrophilic, while the peripheral edge 12 of the separator is hydrophobic. is retained. Each electrode 6, 7 is separated by sandwiching the peripheral end 12 of the separator 8, which has not been subjected to hydrophilic treatment, between an insulating gasket 5 made of butyl rubber, etc., and covers the end surface of each electrode 6, 7. It is sealed with conductive butyl rubber 4 to form electric double layer capacitor element 1. At least one or more electric double layer capacitor elements 1 thus formed are stacked in a known structure and housed in an outer container 2, and electrode lead terminals 9 and 10 led out from each electrode 6 and 7 are placed in the outer container. The electric double layer capacitor 2 is made to protrude outside, and a lid 3 is attached to the opening of the outer container 2 to seal the electric double layer capacitor. In the case of this embodiment, the only part through which ions permeate is the hydrophilically treated central part 13, so there is no possibility that the electrolyte will permeate into the peripheral part 12 of the separator 8 sandwiched between the insulating gaskets 5. ,
Improvements in leakage current characteristics can be expected. Further, since the area of the separator 8 to be hydrophilized can be easily adjusted, it is possible to easily suppress leakage current to the minimum level while functioning as an electric double layer capacitor. FIG. 3 is a plan view of a separator showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the separator 11 that separates the electrodes 6 and 7 has a grid-like hydrophilic portion 14 with a constant density, and the peripheral edge 1 of the separator
5 retains hydrophobicity. The separator 11 according to this embodiment is partially hydrophilized in a lattice shape, and a surfactant can be used effectively. In this embodiment, the separator 11 is hydrophilic-treated in a grid pattern, but any other shape may be used as long as the separator 11 is uniformly hydrophilic-treated. Next, the characteristics of the electric double layer capacitor according to this example will be compared with those of the conventional example. As samples, we prepared 10 electric double layer capacitors with a rated voltage of 5 volts (V) and a rated capacity of 1 flat (F), and measured the average values of each capacitance (F), leakage current (μA), and impedance (Ω). . The leakage current is 60
The minute value is being measured. The results are shown below.

【表】 また、上記の試料と同じ定格電圧および定格容
量の本実施例による電気二重層コンデンサ(A)と従
来例の電気二重層コンデンサBとの自己放電特性
の測定を行つた。測定は各々10個の試料に定格電
圧を蓄電した後常温下に放置し、75時間、1000時
間および300時間経過後の残留電圧の平均値を測
定して行つた。その結果を第4図に示す。 上記の特性測定結果からも明らかなように本実
施例による電気二重層コンデンサの漏れ電流特性
は、従来の電気二重層コンデンサの漏れ電流特性
と比較して約25%向上するにもかかわらず、容量
特性、インピーダンス特性に特出すべき差異は見
られなかつた。 また、第4図に示すように、従来の電気二重層
コンデンサの300時間後の残留電圧は、定格電圧
に対して、約20%低下するのに対して、本考案の
電気二重層コンデンサは、約10%の低下に止ま
り、自己放電特性が向上していることを示してい
る。 以上のように、本考案は活性炭を主体とした分
極性電極と水溶液系電解液界面で形成される電気
二重層を利用したコンデンサにおいて、両電極を
分離する多孔性ポリプロピレンからなるセパレー
タの少なくとも周縁部を除く一部に親水性処理を
施した部分を設けたことを特徴とするので、絶縁
性ガスケツトが挟持するセパレータ周縁部が疎水
性に保持され、該セパレータの周縁部に電解液が
浸透することがなくなるとともに全体のセパレー
タ面積を減少することができ、漏れ電流特性を向
上させることができる。また、漏れ電流特性が向
上することにより、電気二重層コンデンサの自己
放電特性も向上する。 また、前記漏れ電流特性の向上は、活性炭量の
増大を伴わずに実現することが可能なので、イン
ピーダンス特性に影響を与えることがない。 更に、セパレータに必要最小限の親水性処理を
施してイオン透過性を具備させることになるの
で、効率的な作業をすることができるようにな
る。 以上要するに、本考案は電気二重層コンデンサ
の漏れ電流を最小限に抑制するとともに、極めて
効率的な電解液のイオン透過を図ることができる
有益な考案である。
[Table] Furthermore, the self-discharge characteristics of the electric double layer capacitor (A) according to this example and the electric double layer capacitor B of the conventional example having the same rated voltage and rated capacity as the above samples were measured. The measurements were performed by charging each of the 10 samples with the rated voltage, leaving them at room temperature, and measuring the average value of the residual voltage after 75 hours, 1000 hours, and 300 hours. The results are shown in FIG. As is clear from the above characteristic measurement results, although the leakage current characteristics of the electric double layer capacitor according to this example are improved by approximately 25% compared to the leakage current characteristics of the conventional electric double layer capacitor, the capacitance No notable differences were observed in the characteristics or impedance characteristics. Furthermore, as shown in Figure 4, the residual voltage of the conventional electric double layer capacitor after 300 hours is approximately 20% lower than the rated voltage, whereas the electric double layer capacitor of the present invention has a The decrease was only about 10%, indicating that the self-discharge characteristics were improved. As described above, the present invention provides a capacitor that utilizes an electric double layer formed at the interface between a polarizable electrode mainly made of activated carbon and an aqueous electrolyte, at least at the peripheral edge of a separator made of porous polypropylene that separates both electrodes. Since the separator is characterized in that a portion other than the separator is hydrophilically treated, the peripheral edge of the separator sandwiched by the insulating gasket is kept hydrophobic, and the electrolyte can penetrate into the peripheral edge of the separator. This eliminates the problem, reduces the overall separator area, and improves leakage current characteristics. Further, by improving the leakage current characteristics, the self-discharge characteristics of the electric double layer capacitor are also improved. Furthermore, since the improvement in leakage current characteristics can be achieved without increasing the amount of activated carbon, impedance characteristics are not affected. Furthermore, since the separator is subjected to the minimum necessary hydrophilic treatment to make it ion permeable, it becomes possible to work more efficiently. In summary, the present invention is a useful invention that can suppress the leakage current of the electric double layer capacitor to a minimum and achieve extremely efficient ion permeation of the electrolyte.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本考案による電気二重層コンデンサ
を示す断面図、第2図ないし第3図は、本考案に
よる電気二重層コンデンサのセパレータを示す平
面図である。第4図は、本考案による電気二重層
コンデンサの電気的特性を示すグラフである。 1……電気二重層コンデンサ素子、2……外装
容器、3……蓋部、4……導電性ゴム、5……ガ
スケツト、6,7……電極、8,11……セパレ
ータ、9,10……外部接続端子、A……本実施
例、B……従来例。
FIG. 1 is a sectional view showing an electric double layer capacitor according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are plan views showing a separator of the electric double layer capacitor according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing the electrical characteristics of the electric double layer capacitor according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electric double layer capacitor element, 2... Outer container, 3... Lid, 4... Conductive rubber, 5... Gasket, 6, 7... Electrode, 8, 11... Separator, 9, 10 ...External connection terminal, A...This embodiment, B...Conventional example.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 活性炭を主体とした分極性電極と水溶液系電
解液界面で形成される電気二重層を利用したコ
ンデンサにおいて、疎水性素材からなるセパレ
ータの少なくとも周縁部を除く一部に親水性部
分を設けたことを特徴とする電気二重層コンデ
ンサ。 (2) 多孔性ポリプロピレンからなるセパレータの
少なくとも一部を親水性処理したことを特徴と
する実用新案登録請求の範囲第1項記載の電気
二重層コンデンサ。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A capacitor that utilizes an electric double layer formed between a polarizable electrode mainly made of activated carbon and an aqueous electrolyte, excluding at least the periphery of a separator made of a hydrophobic material. An electric double layer capacitor characterized by having a hydrophilic part in a part. (2) The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein at least a portion of the separator made of porous polypropylene is treated to make it hydrophilic.
JP18545383U 1983-11-30 1983-11-30 electric double layer capacitor Granted JPS6092816U (en)

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JPS6092816U JPS6092816U (en) 1985-06-25
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5628007A (en) * 1979-08-14 1981-03-19 Tokyu Car Corp Locking apparatus for vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5628007A (en) * 1979-08-14 1981-03-19 Tokyu Car Corp Locking apparatus for vehicle

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JPS6092816U (en) 1985-06-25

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