JPS6384109A - 電気二重層キヤパシタおよびその製造法 - 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 本発明は、小型薄型で大容量の湿式電気二重層キャパシ
タに関する。

従来の技術 従来、薄型の電気二重層キャパシタとしては、活性炭繊
維布を用いた分極性電極の片面にアルミニウム、ニッケ
ル等の導電層を形成し、セパレータを介し相対向させ、
これを電解液とともに金属ケースと封口板および両者を
絶縁するガスケットによって密封したものがある（特開
昭５６−８３９２０号公報）。

ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維はフェノール系
、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系の繊維を直接炭化
賦活するかまたは一度炭化後さらに賦活して得られたも
のである。活性炭繊維の電気抵抗１強度、賦活収率等を
考慮すると、上記の繊維の中でフェノール系のものが分
極性電極に一番適している。また金属の集電体（導電層
）は、プラズマ溶射法やアーク溶射法により容易に形成
できる。以上のような構成を有する分極性電極を所望の
径の円形に打ちぬいて前記のような構成の小型大容量キ
ャパシタが実現される。また、この種の分極性電極はバ
インダーをまったく用いていないため、電極自体の抵抗
も低くできる。特に溶射法により導電層を形成すると、
溶射金属層と活性炭繊維層との密着強度が強く接触抵抗
を小さくでき、良好なキャパシタ特性を得ることができ
る。

発明が解決しようとする問題点 上記のような構成の分極性電極は、いずれも厚み方向の
導電性が十分ではなく、内部抵抗が大きくなり、急速充
電することが困難であり、まだ長期にわたる信頼性も十
分ではない。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記問題点を解決するため、活性炭繊維と炭素
または黒鉛粒子により導電性を有した結合媒体から構成
されたペーパ状で、その片面に導電層を有する分極性電
極と、セパレータを介して前記分極性電極を相対向させ
た構成からなるものである。

作　　用 上記の構成により、分極性電極の抵抗値を低減し、急速
充電に適した信頼性の高い分極性電極を実現することが
できる。ここで本発明で用いる結合媒体に導電性を付与
するコロイダルカーボン溶液について述べる。黒鉛は一
般に１μｍ以下の大きさのコロイド粒子にすると、粗粒
子の黒鉛よりはるかに優れた分散性、被膜形成性が得ら
れることが知られている。本発明で用いたコロイダルカ
ーボン溶液は、１μｍ以下の黒鉛を分散相とし、水を分
散媒としたものであり、通常光電管などの内部導電膜塗
装に用いられる。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

（実施例１） 分極性電極に長さ０．５〜３門、直径１０〜１３μｍの
チョップ状活性炭繊維とマニラ麻とクラフトパルプから
なる結合媒体を混合抄紙してペーパ状としだものを、１
μｍ以下の黒鉛を分散相とし、水を分散媒としたコロイ
ダルカーボン（たとえば日立粉末冶金製、商品名ヒタゾ
ル）の比重１．２の溶液に浸漬し、パルプにコロイダル
カーボンを浸透させ１００℃で２時間熱風乾燥し、バル
ブに導電性を付与する。本実施例で用いた活性炭繊維は
、フェノール系、比表面積１−ｒｏｏｍ／ｑ　、細孔容
積ｏ、ｓｃｃ／ｇのものであった。上記分極性電極の表
面に１００〜３００μｍ厚のアルミニウム金属層を溶射
形成し、導電体層とする。このような分極性電極を直径
６叫の円板状とし、第１図に示す構成の扁平型電気二重
層キャパシタを作成した。本実施例におけるペーパ状分
極性電極（日付はいずれも１００ｇ／ｍ’）は、コロイ
ダルカーボン浸漬前の表面抵抗値が約２０Ω／σ程度あ
ったのに対し、約６Ω声と％以下になった。また電解液
にはテトラエチルアンモニウムバークロレートの１モル
／ｌプロピレンカーボネート溶液を、セパレータには、
ポリプロピレン多孔膜を用いた。第１表に、分極性電極
の活性炭繊維と結合媒体の組成比（チ）と本発明で行な
うコロイダルカーボン浸漬処理の有無に対するキャパシ
タとしての特性を示した。キャパシタ特性はキャパシタ
を２．４ｖで定電圧充電し、１、○ｍＡで定電流放電し
て求めた容量値と、キャパシタを７０℃雰囲気下、常時
２．４ｖ印加した状、態に１ｏｏＯ時間保存した後の初
期容量に対するり、いずれの組成においても本発明の効
果は明白であり、特に結合媒体比率の高い、したがって
電気抵抗の大きいもの（Ａ７，８の比較）においてばそ
の効果が顕著である。また本発明の他の効果として分極
性電極の強度がかなり高まることがわかった。さらに＆
３，４のフル充電に要した時間はそれぞれ２８秒と４３
秒であった。

第１図において、１ｉ←は分極性電極、２は導電性電極
、３はセパレータ、４はケース、５は封口板、６はガス
ケットである。

第　　　１　　　　表 ■ ［− （実施例２） 実施例１では、活性炭繊維にフェノール系のものを用い
たが、本実施例では、■ポリアクリロニトリル系（比表
面積１２ｏｏｍ／ｑ　）、■レーヨン系（比表面積１　
ｔｓｏｏｍ”／ｑ　）　、　＠ピッチ系（比表面積１ａ
ｏｏｒｒ？／ｑ　）を用い、実施例１第１表＆３組成と
同様な分極性電極を作成し、同様な構成を有するキャパ
シタを作成したところ第２表の結果を得た。

第　　　２　　　表 （実施例３） 実施例１，２では、結合媒体としてマニラ麻またはクラ
フトパルプ等の天然パルプを用いたが本発明では、■ポ
リエチレン、■ポリプロピレン。

■ガラス繊維等からなる人工パルプを用い、実施例１第
１表＆３組成の分極性電極を作成し同様なキャパシタを
作成し、第３表に示す特性のキャパシタを得た。

第　　　３　　　表 （実施例４） 正極側分極性電極として実施例１の第１表の悪３と同様
な電極を用い、負極としてＳｎとｃｄの比が８５：１５
の合金（ウッド合金）にリチウムを吸蔵させた非分極性
電極を用いて電気二重層キャパシタを作成した。本実施
例においても他の構成は実施例１と同様である。本実施
例におけるキャパシタ特性は、容量値が０．２５Ｆ、使
用電圧が３、ＯＶ、７０℃雰囲気下、ｓ、ｏＶ常時印加
１ｏｏ。

時間後の容量減少率は１１％であった。

また実施例１〜４で述べてきた分極性電極は電気二重層
キャパシタのみならず、電池や、エレクトロクロミック
ディスプレイ等に広く使用できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、分極性電極の抵抗を低下
させ、信頼性の優れた電気二重層キャパシタを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例の電気二重層キャパシタの構成
を示す縦断面図である。 １−、、−、−・分極性電極、２・・・・・・導電性電
極、３・・・・・・セパレータ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４ケ
ース

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性炭繊維と、炭素または黒鉛粒子により導電性
   を付与された結合媒体とからペーパ状に構成され、その
   片面に導電層を有する分極性電極をセパレータを介して
   相対向させ、電解液を注入したことを特徴とする電気二
   重層キャパシタ。
2. （２）活性炭繊維と絶縁性の結合媒体から構成されたペ
   ーパ状の分極性電極をコロイダルカーボン溶液に浸漬、
   乾燥することにより導電性を付与し、前記導電性を付与
   した分極性電極をセパレータを介して相対向させ電解液
   を注入し構成したことを特徴とする電気二重層キャパシ
   タの製造法。