KR960003199B1 - 전기 이중층 콘덴서 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

전기 이중층 콘덴서
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전기 이중층 콘덴서 셀을 나타내는 도면이다.
제2도는 소결시켜 형성된 집전 전극을 나타내는 도면이다.
제3도는 집전 전극과 분극성 전극을 조합하여 소결시켜 형성된 소결체를 나타내는 도면이다.
제4도는 종래의 전기 이중층 콘덴서 셀을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,2 : 집전 전극 3,4 : 개스킷
5 : 세퍼레이터 6,7 : 페이스트상의 분극성 전극
11,21 : 집전 전극 61,71 : 고체상 분극성 전극
8 : 조합 소결체
본 발명은 작은 내부 저항을 갖는 전기 이중층 콘덴서에 관한 것이다.
제4도는 종래의 전기 이중층 콘덴서 셀을 나타낸다. 제4도에 있어서, 참조번호 1과 2는 집전 전극, 3과 4는 개스킷, 5는 세퍼레이터 6과 7은 페이스트상의 분극성 전극을 나타낸다.
집전 전극 (1)(2)로서는 도전성의 고무 시이트가 사용되며, 개스킷 (3)(4)로서는 절연성의 고무가 사용된다. 페이스트상의 분극성 전극 (6)(7)은, 활성탄 분말에 묽은 황산을 함침시켜 페이스트상으로 만든 것이다. 세퍼레이터(5)에 대해서는, 이온은 통과되지만 활성탄 입자는 통과되지 않는 다공질의 플라스틱 필름이 사용된다.
활성탄 입자들 상호간의 접촉을 양호하게 하며, 집전 전극(1)과 페이스트상의 분극성 전극(6) 및, 집전 전극(2)와 페이스트상의 분극성 전극(7)의 접촉을 양호하게 하기 위하여, 집전 전극(1)(2)상에 압력(1-100Kg/cm2)이 가해진다. 이 압력에 의하여 파손되지 않도록 하기 위해서는, 집전 전극 (1)(2) 및 개스킷 (3)(4)에 대한 재료가 탄성을 갖고 있는 그러한 것이어야 한다.
이러한 전기 이중층 콘덴서의 용량을 크게하기 위해서, 분극성 전극을 형성하는 활성탄의 비표면적(specific surface area)을 중대(통상적으로, 1000-2000m2/g)시키는 방법 및, 활성탄 충전시의 부피 밀도(bulk density)를 크게 하는 방법이 수행되고 있다.
한편, 분극성 전극이 페이스트형태로 되어있는 그러한 상태에서는 다루기 곤란하므로, 고형판상의 형태가 되도록 소결시키는 방법이 제안되어 있다(예를들면, 일본국 특허 공개 번호 292612/1987호 공보). 고형판상의 상태로 형성되는 경우. 부피 밀도가 높아져서 용량이 증대되며, 이와 더불어, 활성탄 입자들 상호간의 접촉도 긴밀하게 되어 접촉 저항이 감소되는 바와 같은 장점들이 있다.
그러나, 상기한 종래의 전기 이중층 콘덴서 셀은, 활성탄 입자들 상호간에 큰 접촉 저항이 존재하는 부분이 있으며, 전체로서의 내부 저항을 작게할 수가 없는 그러한 문제점이 있어왔다.
(1) 분극성 전극으로서 페이스트상의 분극성 전극이 사용되는 전기 이중층 콘덴서 셀에 있어서는 활성탄 입자들 상호간의 접촉 저항이 크다. 이것을 작게하기 위하여, 가압이 행하여지지만, 이 가압력은 외장 케이스의 코오킹(caulking)에 의하여 발생된다.
그러나, 전기 이중층 콘덴서 셀을 대형으로 만드는 경우, 가압시키고자 하는 면적이 커지게 되므로 필요로 하는 가압력은 증대되지만, 외장 케이스의 소재 측면등에 대한 제약으로 인하여, 발생시킬 수 있는 가압력의 크기에는 한계가 있었다. 따라서, 필요한 압력을 가하는 것이 불가능하였으며, 접촉 저항을 작게하는 데 있어서도 한계가 있었다.
(2) 분극성 전극으로서 고형판상이 분극성 전극이 사용되는 전기 이중층 콘덴서 셀에 있어서는, 활성탄 입자들 상호간의 접촉이 양호하게 되며, 입자들 상호간의 접촉 저항이 감소되기는 하지만, 고형판상의 분극성 전극과 집전 전극 사이의 접촉이 불균일하여 양 부재 사이의 접촉 저항이 필연적으로 커지게 되었다.
고형판상의 분극성 전극과 집전 전극사이의 접촉을 양호하게 하기 위해서, 집전 전극상에 압력을 가하여, 고형판상의 분극성 전극이 강제적으로 누르는 방법이 고려될 수 있다.
그러나, 상기한 바와같은 방식으로 수행함에 있어서는, 고형판상의 분극성 전극이 가해진 힘에 의하여 파손될 우려가 있으며, 따라서, 이 방법은 채택될 수 없다.
본 발명의 목적은, 전기 이중층 콘덴서 셀에 있어서, 집전 전극과 분극성 전극 사이의 접촉 저항을 감소시키는 것에 의하여, 전기 이중층 콘덴서는 내부 저항을 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 전기 이중층 콘덴서 셀의 구성 부분들중에서 페이스트상 부분을 사용하지 않는 것에 의하여, 제조 작업등의 경우에 있어서 부품의 취급을 용이하게 하는 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 집전 전극과 분극성 전극의 일체적인 소결에 의하여 형성되는 전기 이중층 콘덴서가 제공된다.
본 발명의 이들 및 다른 목적들은 이하의 상세한 설명 및 실시예에서 더욱 명백하게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 전기 이중층 콘덴서를 나타내며, 제2도는 소결하여 형성된 집전 전극을 나타내고, 제3도는 집전 전극과 분극성 전극을 함께 일체적으로 조합하여 소결시킨 소결체를 나타낸다.
이들 도면에 있어서, 부호들은 제4도의 부호들과 일치한다. 부호 11과 21은 집전 전극, 61과 71은 고체상 분극성 전극, 8은 조합 소결체를 나타낸다.
본 발명에 있어서, 집전 전극과 분극성 전극은 일체화된 구조로 형성되며, 그들 양자사이의 접촉 저항은 감소된다.
우선, 제2도에 나타낸 바와 같이, 활성탄 입자들이나 카본 블랙 입자들등과 같은 도전성 입자들을 프레스 소결하여 고밀도화시켜서, 판상의 집전 전극(11)(21)을 형성한다.
이어서, 이 판상 집전 전극(11)(21)의 한쪽 표면상에, 활성탄 입자들을 소결시켜 고체상 분극성 전극(61)(71)을 일체로 부착 성형하여, 제3도에 나타낸 바와 같은 조합 소결체(8)을 구성한다. 이 경우, 소결에 대한 구체적인 방법으로서는, 예컨대, 집전 전극(11)(21)상에 활성탄을 놓고서 프레스하고, 이 상태에서 플라스마 융착등의 방법으로 입자 표면을 융착하여 소결시키는 방법이 언급될 수 있다. 이러한 방법을 수행하는 것에 의하여, 활성탄은 다공성을 유지한 상태로 소결된다. 이어서, 고체상 분극 전극(61)(71)은 묽은 황상등과 같은 전해액으로 함침된다.
그런데, 집전 전극(11)(21)에 대한 고체상 분극성 전극(61)(71)의 부착을 양호하게 하기 위하여, 필요에 따라서 집전 전극(11)(21)의 부착면상에 요철이 설치될 수도 있다(제1도-제3도에 있어서는, 요철이 설치된 경우를 나타내고 있다).
상기한 바와 같은 방식으로 형성된 2개의 조합 소결체(8)은 세퍼레이터(5)로 분리되어 배설됨과 동시에, 그 주연부는 개스킷(3)(4)로 절연, 보호 유지되어 전기 이중층 콘덴서가 구성된다.
상기한 바와 같은 전기 이중층 콘덴서에 있어서는, 집전 전극과 고체상 분극성 전극이 일체적으로 형성되므로, 양 부재들 사이의 접촉부 저항은 극히 작아지게 된다. 2개의 부재가 동시에 일체적으로 고체화되어 있으므로, 제조 작업시등에 있어서의 취급이 유리하게 된다(취급성이 우수하다). 또한 분극성 전극으로서 고체상 분극성 전극을 채택하고 있으므로, 분극성 전극 중에 있어서의 활성탄 상호간의 접촉 저항이 작다.
본 발명을 어느 정도 상세히 그 바람직한 형태로 기재하였으나, 이하에서 특허 청구된 바와 같은 본 발명의 정신 및 영역으로부터의 일탈 없이도, 바람직한 형태에 관한 본 개시가 구성에 있어서의 세부 사항에 있어서 변경될 수 있으며, 부품들의 결합 및 배치도 재분류될 수 있다는 사실을 이해하여야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 집전 전극(11)(21)과 분극성 전극(61)(71)으로 구성되고, 도전성 입자들을 프레스 소결하여 고밀도화된 판상의 집전 전극(11)(21)으로 형성시키며, 그 한쪽 표면상에 활성탄 입자들을 소결시켜서 고체상 분극성 전극(61)(71)을 형성시켜서, 집전 전극(11)(21)과 분극성 전극(61)(71)을 조합 소결체로 만든 것을 특징으로 하는 전기 이중층 콘덴서.
  2. 제1항에 있어서, 집전 전극(11)(21)과 분극성 전극(61)(71)사이의 경제면에 요철이 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 이중층 콘덴서.
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