TWI407466B - Double charge layer capacitor - Google Patents

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TWI407466B
TWI407466B TW097133919A TW97133919A TWI407466B TW I407466 B TWI407466 B TW I407466B TW 097133919 A TW097133919 A TW 097133919A TW 97133919 A TW97133919 A TW 97133919A TW I407466 B TWI407466 B TW I407466B
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Hiroyuki Watanabe
Masahiro Mishima
Kengo Okumoto
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Meidensha Electric Mfg Co Ltd
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Description

雙電荷層電容器
本發明是關於雙電荷層電容器。
習知的雙電荷層電容器，是由隔著分隔板的一對電極、分極電極板、集電極板，及從集電極板取出電的導線等所構成。分隔板是使用纖維素類不織布或多孔質聚烯烴類薄片，電極是由活性碳、導電性助劑、黏合劑所構成，有可塗抹在集電極板上的產品，及薄片成型品。
對於分極電極板或集電極板等單元構成構件。主要是使用鋁箔、鋁板。此外，雙極型雙電荷層電容器的狀況，層疊後的單元構成構件是使用單元間可成為絕緣的襯墊，及使用壓力施加用的端板、鎖緊用螺絲及中空的絕緣隔件等。
第6圖是表示習知雙電荷層電容器構造的剖面圖。如第6圖所示，習知雙電荷層電容器2，是將鎖緊用的緊固螺絲31配合於絕緣隔件30使端板32彼此鎖緊藉此對雙電荷層電容器2加壓，但絕緣隔件30的長度是形成比鎖緊長度還短，所以線膨脹係數大的絕緣隔件30會因雙電荷層電容器2周圍溫度或雙電荷層電容器2本身的溫度變化而接觸於端板30，藉此防止降低對雙電荷層電容器2的加壓力。上述技術之一例是揭示在下述專利文獻1。
[專利文獻1]日本特開2003-217986號公報
上述習知的雙電荷層電容器2是將絕緣隔件30的尺寸厚度形成為可預估到鎖緊時的雙電荷層電容器2的厚度，雖然也可使緊固螺絲31的露出部31a不出現在鎖緊方向的空間，但過度的鎖緊會造成緊固螺絲31折斷，或者熱的影響會造成膨脹或收縮導致難以控制鎖緊力。因此，絕緣隔件30是形成比所預估的雙電荷層電容器2的厚度還短，構成需以強度的鎖緊力進行鎖緊。
然而，習知的雙電荷層電容器2，其習知的緊固螺絲31當中，除了絕緣隔件30的緊固螺絲31嵌合部份以外還有緊固螺絲31的露出部31a，以致集電極板33等單元構成構件即鋁箔或鋁板和緊固螺絲31的露出部31a會形成接觸，恐怕造成單元構成構件即鋁箔或鋁板帶電。
此外，於製造時若電解液和中空的絕緣隔件30接觸，導致電解液會侵入絕緣隔件30內部時，則絕緣隔件30的絕緣能力會降低，再加上，若緊固螺絲31和單元構成構件即鋁箔或鋁板接觸導致單元構成構件帶電時，則雙電荷層電容器2的全電壓會施加在絕緣隔件30，漏電電流會流動在絕緣隔件30使絕緣隔件30發熱因此恐怕會造成絕緣隔件30的強度降低以致破裂，或絕緣隔件30本身會燒損。
基於上述問題，本發明是以提供一種構成不會損及絕緣隔件電絕緣的雙電荷層電容器為目的。
本發明第1形態相關的雙電荷層電容器，
具備：
由夾入有分隔板的一對電極形成的元件；
從上下面夾著成複數疊層上述元件的上下集電極板；
從上下面夾著上述上下集電極板的上下絕緣板；
從上下面夾著上述上下絕緣板的上下端板；
配置在上述上下端板之間，內部為非貫通構造的絕緣隔件；及
貫通上述上下端板，與上述絕緣隔件結合的緊固螺絲。
本發明第2形態相關的雙電荷層電容器，
具備：
由夾入有分隔板的一對電極形成的元件；
從上下面夾著成複數疊層上述元件的上下集電極板；
從上下面夾著上述上下集電極板的上下絕緣板；
從上下面夾著上述上下絕緣板的上下端板；
配置在上述上下端板之間的絕緣隔件；
貫通上述上下端板，與上述絕緣隔件結合的緊固螺絲；及
上述緊固螺絲的位於上述上下端板之間的露出部覆蓋用的具彈性絕緣構件。
 [發明之最佳實施形態]
對於本發明相關雙電荷層電容器的各種形態，使用第1圖至第5圖進行說明。另，第1圖為表示本發明第1實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖，第2圖及第3圖為表示本發明第2實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖，第4圖為表示本發明第3實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖，第5圖為表示本發明第4實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
[第1實施形態]
以下，針對本發明第1實施形態相關的雙電荷層電容器進行說明。如第1圖所示，雙電荷層電容器1，隔著分隔板10設有一對電極11。該電極11的分隔板10相反側，設有電極11支撐用的分極電極板12構成一個單元13。
於本實施形態，雙電荷層電容器1，因是層疊型的雙電荷層電容器1，所以是由複數的單元13層疊構成單元群14。另，本實施形態，雖是構成層疊型的雙電荷層電容器1，但也可由一個單元13構成雙電荷層電容器。
各單元13設有各單元13間絕緣用的襯墊15。單元群14的下面設有正極集電極板16，單元群14的上面設有負極集電極板17。另，本實施形態中，雖是將正極集電極板16設置在下側，將負極集電極板17設置在上側，但極性也可成為相反。
正極集電極板16的下面設有下側絕緣板18，負極集電極板17的上面設有上側絕緣板19。下側絕緣板18的下面設有下側端板20，上側絕緣板19的上面設有上側端板21。上側端板21、上側絕緣板19及負極集電極板17，設有電解液注入在雙電荷層電容器1內部用的電解液注入口26。
下側端板20及上側端板21，分別設有可使夾在下側絕緣板18和上側絕緣板19之間的單元群14等施加壓力用的下側緊固螺絲22及上側緊固螺絲23。襯墊15設有絕緣隔件24使其可和下側端板20接觸，下側緊固螺絲22及上側緊固螺絲23和絕緣隔件24是以緊固螺絲結合著。
此外，本實施形態中，電極11是由椰殼活性碳粉末、乙炔黑及聚四氯乙烯所構成。電解液是使用SBPBF4/PC(1.4mol/L)。正極集電極板16及負極集電極板17是採用鋁箔。襯墊15是使用切出成墊圈狀的乙烯-丁二烯橡膠薄型片。
本實施形態是從內部中空之貫通構造的絕緣隔件24，將遮擋部24a形成在絕緣隔件24內部，使絕緣隔件24的構造成為非貫通構造。另，絕緣隔件24的材質是以可使聚苯硫醚(PPS)或F種玻璃環氧樹脂等的破損強度和絕緣獲得平衡的材質為佳。
如以上所述，根據本實施形態時，即使是在電解液侵入絕緣隔件24的內部時，還是能夠透過遮擋部24a物理性遮擋電解液，能夠確保絕緣隔件24的電氣絕緣，因此能夠提昇雙極型雙電荷層電容器1的可靠性。
[第2實施形態]
以下，針對本發明第2實施形態相關的雙電荷層電容器進行說明。另，本實施形態相關的雙電荷層電容器1的構造，除了絕緣隔件及下述的絕緣套筒的構造以外，其他是和第1實施形態相關的雙電荷層電容器1相同，因此於此省略相同部份的詳細說明。
本實施形態中，為了防止上側緊固螺絲23和負極集電極板17的接觸，在上側緊固螺絲23的正極集電極板16和負極集電極板17之間的露出部23a，設有電解液阻擋性高不被電解液侵入的乙烯-丁二烯橡膠製絕緣套筒25(絕緣構件)。
如上述，本實施形態是形成由絕緣套筒25覆蓋著上側緊固螺絲23露出部23a和絕緣隔件24上端部的構造。另，本實施形態中，絕緣套筒25雖是採用乙烯-丁二烯橡膠製品，但只要是材質柔軟程度不致於妨礙上側緊固螺絲23的鎖緊，具優越撓性，並且，不被電解液侵入的製品則可採任何素材製成。
如以上所述，根據本實施形態時，可使上側緊固螺絲23的露出部23a由具有絕緣能力的絕緣套筒25覆蓋著，因此能夠防止負極集電極板17和上側緊固螺絲23接觸。此外，因上側緊固螺絲23和絕緣隔件24的接觸部份是由絕緣套筒25覆蓋著，所以假設電解液即使侵入襯墊15和絕緣隔件24的間隙，但絕緣套筒25還是能夠防止電解液曝露至上側緊固螺絲23。如此一來，就不會損及絕緣隔件24的電絕緣，因此能夠提昇雙極型的雙電荷層電容器1的可靠性。
另，於本實施形態，絕緣隔件24可以是內部為中空的貫通構造，也可以是和第1實施形態相同的非貫通構造。第3圖為具有第1實施形態所說明之絕緣隔件24的雙電荷層電容器1。於該狀況時，可更加提昇雙極型的雙電荷層電容器1的可靠性。
[第3實施形態]
以下，針對本發明第3實施形態相關的雙電荷層電容器進行說明。另，本實施形態相關的雙電荷層電容器1的構造，除了下述的橡皮襯套26(參照第4圖)的構造以外，其他是和第2實施形態相關的雙電荷層電容器1相同，因此於此省略相同部份的詳細說明。
如第4圖所示，絕緣隔件24和下側端板20以下側緊固螺絲22固定的部份，為了防止電解液的侵入，構成為夾入有乙烯-丁二烯橡膠製的橡皮襯套26(絕緣構件)然後鎖緊下側緊固螺絲22的構造。
如以上所述，根據本實施形態時，能夠防止電解液從絕緣隔件24和下側端板20的接觸面利用毛細管現象侵入至絕緣隔件24內部，能夠確保絕緣隔件24的電絕緣，因此能夠提昇雙極型的雙電荷層電容器1的可靠性。
[第4實施形態]
以下，針對本發明第4實施形態相關的雙電荷層電容器進行說明。另，本實施形態相關的雙電荷層電容器1的構造，除了下述絕緣漆的構造以外，其他是和第2實施形態相關的雙電荷層電容器1相同，因此於此省略相同部份的詳細說明。
如第5圖所示，絕緣隔件24和下側端板20是以下側緊固螺絲22固定成一體，在絕緣隔件24和上側緊固螺絲23的接觸位置(第5圖中以圖號A圈選部份)，及在絕緣隔件24和下側端板20的接觸位置(第5圖中以圖號B圈選部份)，塗抹有可凝固的絕緣漆27(絕緣材料)。另，該絕緣漆27是使用不被電解液侵蝕的材料。
如以上所述，根據本實施形態時，可防止電解液侵入絕緣隔件24和上側緊固螺絲23之間，及絕緣隔件24和下側端板20之間。此外，還能夠阻止電解液侵入絕緣隔件24內部，能夠確保絕緣隔件24的電絕緣，因此能夠提昇雙極型的雙電荷層電容器1的可靠性。
[產業上之可利用性]
本發明，例如是可應用在雙極型的雙電荷層電容器，特別是可應用在層疊型的雙極型雙電荷層電容器。
1．．．雙電荷層電容器
10．．．分隔板
11．．．電極
12．．．分極電極板
13．．．單元
14．．．單元群
15．．．襯墊
16．．．正極集電極板
17．．．負極集電極板
18．．．下側絕緣板
19．．．上側絕緣板
20．．．下側端板
21．．．上側端板
22．．．下側緊固螺絲
23．．．上側緊固螺絲
23a．．．露出部
24．．．絕緣隔件
24a．．．遮擋部
25．．．絕緣套筒(絕緣構件)
26．．．電解液注入口(第1圖)
26．．．橡皮襯墊(第4圖)
27．．．絕緣漆(絕緣構件)
30．．．絕緣隔件(習知)
31．．．緊固螺絲(習知)
31a．．．露出部(習知)
32．．．端板(習知)
33．．．集電極板(習知)
A．．．絕緣隔件和上側緊固螺絲的接觸位置
B．．．絕緣隔件和上側端板的接觸位置
第1圖為表示本發明第1實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
第2圖為表示本發明第2實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
第3圖為表示本發明第2實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
第4圖為表示本發明第3實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
第5圖為表示本發明第4實施形態相關的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
第6圖為表示習知的雙電荷層電容器構造的剖面圖。
1．．．雙電荷層電容器
10．．．分隔板
11．．．電極
12．．．分極電極板
13．．．單元
14．．．單元群
15．．．襯墊
16．．．正極集電極板
17．．．負極集電極板
18．．．下側絕緣板
19．．．上側絕緣板
20．．．下側端板
21．．．上側端板
22．．．下側緊固螺絲
23．．．上側緊固螺絲
23a．．．露出部
24．．．絕緣隔件
24a．．．遮擋部
26．．．電解液注入口

Claims (4)

  1. 一種雙電荷層電容器，其特徵為，具備：由夾入有分隔板的一對電極形成的元件；從上下面夾著成複數疊層上述元件的上下集電極板；從上下面夾著上述上下集電極板的上下絕緣板；從上下面夾著上述上下絕緣板的上下端板；配置在上述上下端板之間，內部為非貫通構造的絕緣隔件；及貫通上述上下端板，與上述絕緣隔件結合的緊固螺絲。
  2. 一種雙電荷層電容器，其特徵為，具備：由夾入有分隔板的一對電極形成的元件；從上下面夾著成複數疊層上述元件的上下集電極板；從上下面夾著上述上下集電極板的上下絕緣板；從上下面夾著上述上下絕緣板的上下端板；配置在上述上下端板之間的絕緣隔件；貫通上述上下端板，與上述絕緣隔件結合的緊固螺絲；及上述緊固螺絲的位於上述上下端板之間的露出部覆蓋用的具彈性絕緣構件。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的雙電荷層電容器，其中，又具備有上述緊固螺絲的位於上述上下端板之間的露出部覆蓋用的具彈性絕緣構件。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所記載的雙電荷層電容器，其中，在上述絕緣隔件和上述緊固螺絲的接觸部，及在上述絕緣隔件和上述端板的接觸部，塗抹有可凝固不被電解液侵蝕的絕緣材料。
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