JP2000200738A - ハイパワ―型電気二重層キャパシタ、電極及びその製造方法 - Google Patents

ハイパワ―型電気二重層キャパシタ、電極及びその製造方法

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JP2000200738A
JP2000200738A JP195499A JP195499A JP2000200738A JP 2000200738 A JP2000200738 A JP 2000200738A JP 195499 A JP195499 A JP 195499A JP 195499 A JP195499 A JP 195499A JP 2000200738 A JP2000200738 A JP 2000200738A
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JP
Japan
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electrode
electric double
layer capacitor
double layer
type electric
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JP195499A
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Masahiko Taniguchi
雅彦 谷口
Toshikazu Takeda
敏和 竹田
Hideki Shibuya
秀樹 渋谷
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CCR KK
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャパシタユニットとしての充填密度が高
く、そして、各電極層より電流を取出すためにタブずれ
の心配もなく、更に、電極の存在しないデスボリューム
を生じさせることのないハイパワー型電気二重層キャパ
シタ、電極及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 正極及び負極等の積層体11、電解液、
ケース6、等からなるハイパワー型電気二重層キャパシ
タ1において、正極及び負極2は、それぞれ電流取出し
部21を電極横方向の周辺に設ける。正極の電流取出し
部21は、負極の電流取出し部21とは電極横方向に反
対側に位置している。正極及び負極2は、それぞれ電流
取出し部21が外側に出るように電極横方向にずれてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイパワー型電気
二重層キャパシタ、電極及びその製造方法であり、特
に、積層された電極からの電流取出し部に特徴の有るハ
イパワー型電気二重層キャパシタ、電極及びその製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】電気二重層キャパシタ(EDLC)は、
活性炭の粉末に電解液を染み込ませ、活性炭と電解液の
界面にできる電気二重層の静電容量を利用したキャパシ
タである。耐電圧、最高使用温度は、電解液の分解電圧
・温度に依存しており、定格電圧は数Vと低いが、ファ
ラッドオーダの静電容量が容易に得られることから、電
池の代わりに半導体メモリ(D−RAM)のバックアッ
プ用等の低電流密度の用途に多く用いられるようになっ
ており、最近では、もっと電流密度の高い用途、例えば
車載鉛蓄電池の代わり、にも使用することが研究されて
いる。
【0003】従来のハイパワー電気二重層キャパシタ
は、電極面積を稼ぐために両電極を一体に巻回した巻回
型の構造を取っていた。巻回型の場合、大電流に対応す
るために多数の電流取出し用のタブを取付ける必要があ
るため、タブの取付け間隔がシビアになり、タブずれが
生じやすいという欠点があった。また、製品としての形
状は丸くなるため、いくつかのキャパシタをバンクとし
て使用する場合、充填密度が小さくなっていた。
【0004】これらを解決する手段として、正極及び負
極等を交互に積層した積層型が提案されている(図5b
及び図6c、d参照)。この場合、製品形状は四角形と
なるため、キャパシタユニットとしての充填密度は高く
することができる。また、各層より電流を取出すために
タブずれの心配もない。しかし、電流取出し用の集電用
箔が製造時の取扱によって切れないように厚くする必要
があるため、素子としての充填密度を下げざるを得なか
った。更に、集電用箔を電極上部に取付るため、複数の
集電用箔を集めるスペースを電極積層体の上部空間に確
保する必要があり、また、短い集電用箔を使用すると複
数の箔を集める際に集める部位の変形量が大きくなり応
力がかかって箔切れをおこすため、集電用箔をある程度
変形しやすくしておく必要があり、長い集電用箔を使用
せざるを得ず、電極積層体の上部空間が大きくなって、
電極の存在しないデスボリュームが生じるという問題点
が生じていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような従来例の問題点を解決するものであり、キャパシ
タユニットとしての充填密度が高く、そして、各電極層
より電流を取出すためにタブずれの心配もなく、更に、
電極の存在しないデスボリュームを生じさせることのな
いハイパワー型電気二重層キャパシタ、電極及びその製
造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極及び負極
等の積層体、電解液、ケース、等からなるハイパワー型
電気二重層キャパシタにおいて、前記正極及び負極は、
それぞれ電流取出し部を電極横方向の周辺に設けている
ハイパワー型電気二重層キャパシタである。
【0007】また、本発明は、前記正極の電流取出し部
は、負極の電流取出し部とは電極横方向に反対側に位置
しているハイパワー型電気二重層キャパシタである。
【0008】そして、本発明は、上記正極及び負極は、
それぞれ電流取出し部が外側に出るように電極横方向に
ずれているハイパワー型電気二重層キャパシタである。
【0009】更に、本発明は、上記正極及び負極は、そ
れぞれ電流取出し部にリード部材を取付けているハイパ
ワー型電気二重層キャパシタである。
【0010】また、本発明は、上記正極及び負極は、そ
れらの形状が長方形又は正方形であるハイパワー型電気
二重層キャパシタである。
【0011】そして、本発明は、正極及び負極等の積層
体、電解液、ケース、等からなるハイパワー型電気二重
層キャパシタに使用される電極において、電流取出し部
を電極横方向の周辺に設けているハイパワー型電気二重
層キャパシタの電極である。
【0012】更に、本発明は、基体に活物質スラリーを
塗布し、乾燥等して電極体とし、該電極体を切断し、電
流取出し部材を取付けるハイパワー型電気二重層キャパ
シタ用電極の製造方法において、基体に活物質スラリー
を塗布する際、スラリー未塗布部を設け、そして、電極
体を切断する際、該スラリー未塗布部が電極の周辺とな
るように切断するハイパワー型電気二重層キャパシタ用
電極の製造方法である。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。本発明のハイパワー型電気二重層キャパシタ、電
極及びその製造方法の実施例について、図1〜図6を用
いて説明する。図1は、実施例のハイパワー型電気二重
層キャパシタの電極ユニットの説明図である。図2は、
実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタのリード部
材取付けの説明図である。図3は、実施例のハイパワー
型電気二重層キャパシタの組立の説明図である。図4
は、実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタの外観
の説明図である。図5は、実施例及び従来例の電気二重
層キャパシタの電極積層体の説明図である。図6は、実
施例及び従来例の電気二重層キャパシタの縦及び横断面
の説明図である。
【0014】実施例を説明する。ハイパワー型電気二重
層キャパシタの製造方法について、説明する。まず、基
体となるアルミニウム箔に、未塗布部分を一部設けるよ
うに活性炭スラリーを塗布し、乾燥させてスラリーを固
化し、電極体を製造する。得られた電極体を、スラリー
を塗布した部分が80×50mmの長方形となり、そし
て、その長方形の1辺の外側がスラリー未塗布部分とな
るように切断して電極2を得た。続いて、電極の電流取
出し部21にリード部材4を超音波溶接で取付けてリー
ド付電極とした。リード部材4は可撓性を有するため、
形状を逆L字形に変形させることが可能である。次に、
図1に示すように、正極及び負極となる2枚のリード付
電極及びセパレータ(図示していない。)をリード部材
4が互いに電極横方向に反対側となり、そして、電極の
電流取出し部21が外側に出るようにずらしてまとめて
1組の電極ユニットを作成した。この電極ユニット3組
を、同一極のリード部材が同じ側となるように積層して
電極積層体11とし(図2参照)、そして、リード部材
4をふた5の取出し端子51に超音波溶接して長円形の
ふた5と電極積層体11とを一体化し、これを断面が長
円形のアルミニウムケース6に入れた(図3参照)。電
解液を含浸した後にかしめて、目的とするハイパワー型
電気二重層キャパシタ1を製造した(図4参照)。
【0015】本実施例における電極積層体11を、図5
(a)に示す。本実施例の電極積層体11は、正極及び
負極の電極2とセパレータ3とからなり、電極2及びセ
パレータ3の形状は長方形又は正方形である。電極の電
流取出し部21は、製造時における基体のスラリー未塗
布部分であり、電極横方向の周辺に設けられており、そ
して、後工程でリード部材4が取付けられる。正極及び
負極の電流取出し部21は、互いに電極横方向に反対側
に位置しており、同一極のリード部材4が同じ側となっ
ている。なお、従来の積層型を図5(b)に示してい
る。従来例の電極積層体11´も、電極2´とセパレー
タ3´とからなるが、リード部材4´は電極上部に設け
られている。
【0016】次に、パッケージングをした場合のキャパ
シタの構造及びその断面について、説明する。本実施例
の場合を図6(a)及び(b)に示し、従来例を図6
(c)及び(d)に示している。本実施例のキャパシタ
のリード部材4は、幅は狭いが長さは長く、そして、可
撓性を有するため、その形状を逆L字形に変形させやす
く、電極積層体11の横のケースとの空間13に配置す
ることが可能であるため、電極積層体11の上部の空間
12を少なくすることができる。一方、従来例のリード
部材4´は、形状はI字形であって、幅は広いが長さは
短く、そして、電極ユニット積層体11´横のケースと
の空間13´は利用されておらず、また、上部の空間1
2´が広くなっている。これは、本実施例のキャパシタ
1においては、電極の電流取出し部21は電極横方向の
周辺であり、リード部材4を電極2に取付ける部分の縦
方向の長さを長くすることができるため、リード部材4
の幅を狭くしても、取付面積を確保できる。また、リー
ド部材4は電極積層体11の外側に出ているため、横の
ケースとの空間13を利用することができる。一方、従
来例のキャパシタ1´においては、電極の電流取出し部
21´は電極上部であり、リード部材4´を電極2´に
取付ける部分の長さを長くすることができないため、リ
ード部材4´の幅を広くせざるを得ないからである。こ
れにより、本実施例のキャパシタ1では、従来構造にお
いて無駄となっているスペース13にリード部材を配置
して利用し、そして、リード部材の幅が狭いので電極積
層体の上部の空間12を削減することができるため、削
減部分を電極積層体用スペースとして利用することがで
きるのである。同じキャパシタケース5に挿入すること
ができる電極1枚の活性炭塗布部分のサイズは、従来型
では75×50mmであるのに対し、本実施例品では8
0×50mmと大きくなり、それにともない、容量が従
来品では440Fであったのに対し、本実施例品では5
20Fとなり、また、内部抵抗が従来品では1.4mΩ
に対し、本実施例品では1.0mΩとなり、本実施例品
においては特性の向上が見られた。更に、電極の電流取
出し部21及びリード部材4が電極積層体11の外側に
出ているため、電極の電流取出し部21及びリード部材
4の厚みを増やすことができるため、箔切れ等は全く発
生しなかった。
【0017】以上説明したように、電極の電流取出し部
を電極の横方向の周辺に設けることにより、箔断面積を
増加させて箔切れを防ぐことができ、また、上部のデス
ボリューム分を電極充填密度の向上に使用することによ
って、容量を増加させ、抵抗の低下させたハイパワー型
電気二重層キャパシタとすることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、キャパシタユニットと
しての充填密度が高く、そして、各電極層より電流を取
出すためにタブずれの心配もなく、更に、電極の存在し
ないデスボリュームを生じさせることのないハイパワー
型電気二重層キャパシタ、電極を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタの
電極ユニットの説明図。
【図2】実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタの
リード部材取付けの説明図。
【図3】実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタの
組立の説明図。
【図4】実施例のハイパワー型電気二重層キャパシタの
外観の説明図。
【図5】実施例及び従来例の電気二重層キャパシタの電
極積層体の説明図。
【図6】実施例及び従来例の電気二重層キャパシタの縦
及び横断面の説明図。
【符号の説明】
1 キャパシタ 11 電極積層体 12 電極積層体上の空間 2 電極 21 電流取出し部 3 セパレータ 4 リード部材 41 溶接部 5 蓋 51 取出し端子 6 ケース

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極及び負極等の積層体、電解液、ケー
    ス、等からなるハイパワー型電気二重層キャパシタにお
    いて、 前記正極及び負極は、それぞれ電流取出し部を電極横方
    向の周辺に設けていることを特徴とするハイパワー型電
    気二重層キャパシタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のハイパワー型電気二重層
    キャパシタにおいて、 前記正極の電流取出し部は、負極の電流取出し部とは電
    極横方向に反対側に位置していることを特徴とするハイ
    パワー型電気二重層キャパシタ。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のハイパワー型電気二重層
    キャパシタにおいて、 上記正極及び負極は、それぞれ電流取出し部が外側に出
    るように電極横方向にずれていることを特徴とするハイ
    パワー型電気二重層キャパシタ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハ
    イパワー型電気二重層キャパシタにおいて、 上記正極及び負極は、それぞれ電流取出し部にリード部
    材を取付けていることを特徴とするハイパワー型電気二
    重層キャパシタ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載のハ
    イパワー型電気二重層キャパシタにおいて、 上記正極及び負極は、それらの形状が長方形又は正方形
    であることを特徴とするハイパワー型電気二重層キャパ
    シタ。
  6. 【請求項6】 正極及び負極等の積層体、電解液、ケー
    ス、等からなるハイパワー型電気二重層キャパシタに使
    用される電極において、 電流取出し部を電極横方向の周辺に設けていることを特
    徴とするハイパワー型電気二重層キャパシタの電極。
  7. 【請求項7】 基体に活物質スラリーを塗布し、乾燥等
    して電極体とし、該電極体を切断し、電流取出し部材を
    取付けるハイパワー型電気二重層キャパシタ用電極の製
    造方法において、 基体に活物質スラリーを塗布する際、スラリー未塗布部
    を設け、そして、電極体を切断する際、該スラリー未塗
    布部が電極の周辺となるように切断することを特徴とす
    るハイパワー型電気二重層キャパシタ用電極の製造方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010161244A (ja) * 2009-01-08 2010-07-22 Fdk Corp 蓄電デバイス及びその製造方法
CN115394565A (zh) * 2022-08-10 2022-11-25 上海奥威科技开发有限公司 一种超长超级电容器

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