JP2000228335A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JP2000228335A JP2000228335A JP11028981A JP2898199A JP2000228335A JP 2000228335 A JP2000228335 A JP 2000228335A JP 11028981 A JP11028981 A JP 11028981A JP 2898199 A JP2898199 A JP 2898199A JP 2000228335 A JP2000228335 A JP 2000228335A
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- layer capacitor
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電気二重層コンデンサ用分極性電極におい
て、分極性電極の厚みを大きくした場合に生じる分極性
電極の不均一に起因すると考えられる静電容量密度の低
下を防止し、静電容量密度の大きな電気二重層コンデン
サを得る。 【解決手段】 正極および負極集電体の間に設けた正極
側および負極側の分極性電極の少なくともいずれかが、
複数の単位分極性電極を積層することにより、静電容量
の大きい電気二重層コンデンサを得ることができる。
又、上記の単位分極性電極の積層面には、導電性物質を
存在させて積層する。
て、分極性電極の厚みを大きくした場合に生じる分極性
電極の不均一に起因すると考えられる静電容量密度の低
下を防止し、静電容量密度の大きな電気二重層コンデン
サを得る。 【解決手段】 正極および負極集電体の間に設けた正極
側および負極側の分極性電極の少なくともいずれかが、
複数の単位分極性電極を積層することにより、静電容量
の大きい電気二重層コンデンサを得ることができる。
又、上記の単位分極性電極の積層面には、導電性物質を
存在させて積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサに関し、静電容量が大きな電気二重層コンデンサに
関する。
ンサに関し、静電容量が大きな電気二重層コンデンサに
関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、活性炭等から
なる分極性電極を導電剤および結着剤と共に混練したも
の、活性炭と未炭化のフェノールレジンを混合後に焼結
し固体電極としたもの等を正極および負極として、セパ
レータを介して対向させて、両電極に集電体を接触させ
るとともに、水性電解液あるいは非水性電解液を含浸し
たものが知られている。
なる分極性電極を導電剤および結着剤と共に混練したも
の、活性炭と未炭化のフェノールレジンを混合後に焼結
し固体電極としたもの等を正極および負極として、セパ
レータを介して対向させて、両電極に集電体を接触させ
るとともに、水性電解液あるいは非水性電解液を含浸し
たものが知られている。
【０００３】活性炭粉末と導電剤および接着剤をアルミ
など金属製集電極に塗布して炭素による分極性電極と
し、これをセパレータを挟んで電解液に浸し正極、正負
極として用いる電気二重層キャパシタにおいては、電気
二重層コンデンサの内部抵抗を下げるため、集電極の上
に５０〜１００μｍ程度とごく薄く分極性電極を設ける
のが通例であった。
など金属製集電極に塗布して炭素による分極性電極と
し、これをセパレータを挟んで電解液に浸し正極、正負
極として用いる電気二重層キャパシタにおいては、電気
二重層コンデンサの内部抵抗を下げるため、集電極の上
に５０〜１００μｍ程度とごく薄く分極性電極を設ける
のが通例であった。
【０００４】しかしながら、本発明者等は、エネルギー
貯蔵装置用の電気二重層コンデンサにあっては、定格電
圧、あるいは単位体積当たりの静電容量密度がエネルギ
ー貯蔵容量への寄与が大きく、内部抵抗の増大等の問題
を犠牲にしても、電気二重層コンデンサの静電容量、定
格電圧を高くし、電気二重層コンデンサの内部抵抗は、
電子回路を組み合わせることによって補償することを提
案している。このような静電容量密度の大きな電気二重
層コンデンサに用いる分極性電極にあっては、厚さが１
５０μｍ〜２ｍｍのものが用いられている。
貯蔵装置用の電気二重層コンデンサにあっては、定格電
圧、あるいは単位体積当たりの静電容量密度がエネルギ
ー貯蔵容量への寄与が大きく、内部抵抗の増大等の問題
を犠牲にしても、電気二重層コンデンサの静電容量、定
格電圧を高くし、電気二重層コンデンサの内部抵抗は、
電子回路を組み合わせることによって補償することを提
案している。このような静電容量密度の大きな電気二重
層コンデンサに用いる分極性電極にあっては、厚さが１
５０μｍ〜２ｍｍのものが用いられている。
【０００５】これらの厚い電極は、ドクタープレード
法、塗工法、各種印刷方法等のように厚みの薄い電極の
製造の手法で作るには厚すぎて困難なため、原料を混
合、混練して、圧延または圧粉成形の方法が多く用いら
れている。
法、塗工法、各種印刷方法等のように厚みの薄い電極の
製造の手法で作るには厚すぎて困難なため、原料を混
合、混練して、圧延または圧粉成形の方法が多く用いら
れている。
【０００６】しかし、分極性電極を上述の方法で作る
と、厚さが増すにしたがって表層と内部の密度の状態に
差が生じるものとみられ、全体を平均した電極密度が低
下する傾向が生じる。その結果、キャパシタとしては最
も重要な、電極体積当たりの静電容量が低下する問題が
起こっていた。
と、厚さが増すにしたがって表層と内部の密度の状態に
差が生じるものとみられ、全体を平均した電極密度が低
下する傾向が生じる。その結果、キャパシタとしては最
も重要な、電極体積当たりの静電容量が低下する問題が
起こっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、エネルギー
貯蔵装置に好適な電気二重層コンデンサ用の分極性電極
において、分極性電極の厚みを大きくした場合に生じる
分極性電極の不均一に起因すると考えられる静電容量密
度の低下を防止し、静電容量密度が大きな電気二重層コ
ンデンサ得ることを課題とするものである。
貯蔵装置に好適な電気二重層コンデンサ用の分極性電極
において、分極性電極の厚みを大きくした場合に生じる
分極性電極の不均一に起因すると考えられる静電容量密
度の低下を防止し、静電容量密度が大きな電気二重層コ
ンデンサ得ることを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気二重層コ
ンデンサにおいて、正極および負極集電体の間に設けた
正極側および負極側の分極性電極の少なくともいずれか
が、複数の単位分極性電極を積層した電気二重層コンデ
ンサである。単位分極性電極の積層面に導電性物質を存
在させて単位分極性電極を積層した前記の電気二重層コ
ンデンサである。
ンデンサにおいて、正極および負極集電体の間に設けた
正極側および負極側の分極性電極の少なくともいずれか
が、複数の単位分極性電極を積層した電気二重層コンデ
ンサである。単位分極性電極の積層面に導電性物質を存
在させて単位分極性電極を積層した前記の電気二重層コ
ンデンサである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、電気二重層コンデンサ
を作製する工程において、厚みが薄い単位分極性電極の
必要枚数を積層することによって、厚みが厚い単位分極
性電極を用いることに比べて容量が大きな電気二重層コ
ンデンサが得られることを見いだしたものである。
を作製する工程において、厚みが薄い単位分極性電極の
必要枚数を積層することによって、厚みが厚い単位分極
性電極を用いることに比べて容量が大きな電気二重層コ
ンデンサが得られることを見いだしたものである。
【００１０】本発明の電気二重層コンデンサは、厚みの
厚い分極性電極を用いた場合に比べて分極性電極の積層
工程が加わるために、製造工程数の増加という好ましく
ない面があるにもかかわらず、静電容量密度が大きな電
気二重層コンデンサが得られるので、静電容量の大きな
電気二重層コンデンサを製造する場合に特に適してい
る。
厚い分極性電極を用いた場合に比べて分極性電極の積層
工程が加わるために、製造工程数の増加という好ましく
ない面があるにもかかわらず、静電容量密度が大きな電
気二重層コンデンサが得られるので、静電容量の大きな
電気二重層コンデンサを製造する場合に特に適してい
る。
【００１１】本発明において用いることができる単位分
極性電極板は、活性炭などの炭素質材料にカーボンブラ
ック等の導電性材料に、結着剤として作用するポリテト
ラフルオロエチレンなどを混練して製造することができ
る。混練後の成形手段としては、圧粉成形、ロール圧延
法を用いることができる。
極性電極板は、活性炭などの炭素質材料にカーボンブラ
ック等の導電性材料に、結着剤として作用するポリテト
ラフルオロエチレンなどを混練して製造することができ
る。混練後の成形手段としては、圧粉成形、ロール圧延
法を用いることができる。
【００１２】また、本発明の分極性電極には、電気二重
層コンデンサに一般に用いられている活性炭等の材料を
用いることができるが、とくに電圧の印加によって膨張
する炭素材料を用いた電気二重層コンデンサでは、電圧
を加えて膨張する前の電極の密度をできるだけ高く製作
しておく方が、電気二重層コンデンサ完成後のエネルギ
ー密度が大きなものが得られるので本発明の方法の適用
には一層有利である。
層コンデンサに一般に用いられている活性炭等の材料を
用いることができるが、とくに電圧の印加によって膨張
する炭素材料を用いた電気二重層コンデンサでは、電圧
を加えて膨張する前の電極の密度をできるだけ高く製作
しておく方が、電気二重層コンデンサ完成後のエネルギ
ー密度が大きなものが得られるので本発明の方法の適用
には一層有利である。
【００１３】単位分極性電極の製造には、各種の方法を
用いることができるが、一般的に行われているロール圧
延方法を適用する場合には、表面の電気抵抗が増大して
単位分極性電極相互の接触抵抗が増大することを防止す
ることが必要である。すなわち、ロールで圧延する方法
でシート状分極性電極を作製する場合には、ロールによ
る圧延の回数が増加すると結着剤として使用するポリテ
トラフルオロエチレン等が表層に現れる傾向があり、表
面の接触抵抗が大きくなる。また圧延した分極性電極の
シートの表面に凹凸があると、積層した場合に分極性電
極が密着されなくなり、分極性電極相互の接触抵抗が大
きくなる。
用いることができるが、一般的に行われているロール圧
延方法を適用する場合には、表面の電気抵抗が増大して
単位分極性電極相互の接触抵抗が増大することを防止す
ることが必要である。すなわち、ロールで圧延する方法
でシート状分極性電極を作製する場合には、ロールによ
る圧延の回数が増加すると結着剤として使用するポリテ
トラフルオロエチレン等が表層に現れる傾向があり、表
面の接触抵抗が大きくなる。また圧延した分極性電極の
シートの表面に凹凸があると、積層した場合に分極性電
極が密着されなくなり、分極性電極相互の接触抵抗が大
きくなる。
【００１４】そこで、そのような場合には、積層前に表
面層を掻き取るか、あるいは積層前に積層部にカーボン
ブラックなどの導電性物質を散布、あるいは塗布するこ
とによって相互の接触抵抗を小さくすることが好まし
い。本発明による分極性電極の積層枚数は、そこで使用
する製法で最も特性の優れた分極性電極の得られる厚さ
の電極を積み重ねて目的の厚さとすることができる。一
般には、０．３〜０．５ｍｍの電極が作りやすいから、
これを必要な厚さになるまで積み重ねるが、製造工数の
点からは積層する枚数が少ない方が有利である。
面層を掻き取るか、あるいは積層前に積層部にカーボン
ブラックなどの導電性物質を散布、あるいは塗布するこ
とによって相互の接触抵抗を小さくすることが好まし
い。本発明による分極性電極の積層枚数は、そこで使用
する製法で最も特性の優れた分極性電極の得られる厚さ
の電極を積み重ねて目的の厚さとすることができる。一
般には、０．３〜０．５ｍｍの電極が作りやすいから、
これを必要な厚さになるまで積み重ねるが、製造工数の
点からは積層する枚数が少ない方が有利である。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を示し本発明を説明する。 実施例１ 窒素凝集法で測定した比表面積が２００ｍ2／ｇ 、平均
細孔径が１．６ｎｍの活性炭、導電材としてのカーボン
ブラックおよび結着剤としてのポリテトラフルオロエチ
レン粉末を重量比８：１：１の割合で混合したものを混
練し、反復圧延を７回繰り返して次第に薄くし、厚さ
０．５ｍｍのシート状に仕上げた。得られた圧延シート
から直径２０ｍｍの円盤状に打ち抜いて、これらを真空
デシケータ中で１０torrに減圧し、１６０℃において２
４時間乾燥して分極性電極を作製した。
細孔径が１．６ｎｍの活性炭、導電材としてのカーボン
ブラックおよび結着剤としてのポリテトラフルオロエチ
レン粉末を重量比８：１：１の割合で混合したものを混
練し、反復圧延を７回繰り返して次第に薄くし、厚さ
０．５ｍｍのシート状に仕上げた。得られた圧延シート
から直径２０ｍｍの円盤状に打ち抜いて、これらを真空
デシケータ中で１０torrに減圧し、１６０℃において２
４時間乾燥して分極性電極を作製した。
【００１６】グローブボックス内で圧縮状態で１００μ
ｍのガラス繊維製セパレータを介して、正極側、負極側
の分極性電極としてそれぞれ２枚の分極性電極を積層し
て外側をアルミニウム製集電用電極で侠みコンデンサ要
素とした。コンデンサ要素をアルミニウム製気密容器に
入れ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレー
ト１モルを溶解したプロピレンカーボーネートを電解液
として充分含浸させ、Ｏリングで封じることによって、
３個の試験用電気二重層コンデンサを作製した。得られ
た電気二重層コンデンサを、５ｍＡの定電流で０〜２．
７Ｖまで３サイクルの充放電を行い、第３サイクルにお
ける充放電波形から、放電電荷を積分して静電容量に換
算する方法で静電容量の測定を、放電開始時のステップ
の大ききから過渡特性を算定する方法で内部抵抗を算出
し、３個の平均値を測定結果として表１に示す。
ｍのガラス繊維製セパレータを介して、正極側、負極側
の分極性電極としてそれぞれ２枚の分極性電極を積層し
て外側をアルミニウム製集電用電極で侠みコンデンサ要
素とした。コンデンサ要素をアルミニウム製気密容器に
入れ、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレー
ト１モルを溶解したプロピレンカーボーネートを電解液
として充分含浸させ、Ｏリングで封じることによって、
３個の試験用電気二重層コンデンサを作製した。得られ
た電気二重層コンデンサを、５ｍＡの定電流で０〜２．
７Ｖまで３サイクルの充放電を行い、第３サイクルにお
ける充放電波形から、放電電荷を積分して静電容量に換
算する方法で静電容量の測定を、放電開始時のステップ
の大ききから過渡特性を算定する方法で内部抵抗を算出
し、３個の平均値を測定結果として表１に示す。
【００１７】比較例１ 分極性電極として厚さ１ｍｍのシート状分極性電極を作
製し、分極性電極の各１個を用いた点を除き実施例１と
同様にして、３個の試験用の電気二重層コンデンサを作
製して実施例１と同様にして静電容量密度および内部抵
抗を算出し、３個の平均値を測定結果として表１に示
す。
製し、分極性電極の各１個を用いた点を除き実施例１と
同様にして、３個の試験用の電気二重層コンデンサを作
製して実施例１と同様にして静電容量密度および内部抵
抗を算出し、３個の平均値を測定結果として表１に示
す。
【００１８】
【表１】 試料 静電容量密度 内部抵抗 実施例１ １９．８Ｆ／ｃｃ １１０ΩＦ 比較例１ １８．２Ｆ／ｃｃ １００ΩＦ
【００１９】
【発明の効果】電気二重層コンデンサの分極性電極を、
厚みの薄い分極性電極を積層することによって、同等の
厚みの分極性電極を用いたものに比べて、内部抵抗は同
等で静電容量密度が大きな電気二重層コンデンサを得る
ことができた。
厚みの薄い分極性電極を積層することによって、同等の
厚みの分極性電極を用いたものに比べて、内部抵抗は同
等で静電容量密度が大きな電気二重層コンデンサを得る
ことができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 廸夫 神奈川県横浜市南区南太田２−19−６ (72)発明者 松田 邦宏 東京都八王子市石川町2951番地の５ カシ オ計算機株式会社八王子研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 電気二重層コンデンサにおいて、正極お
よび負極集電体の間に設けた正極側および負極側の分極
性電極の少なくともいずれかが、複数の単位分極性電極
を積層したものであることを特徴とする電気二重層コン
デンサ。 - 【請求項２】 単位分極性電極の積層面に導電性物質を
存在させて単位分極性電極を積層したものであることを
特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028981A JP2000228335A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11028981A JP2000228335A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228335A true JP2000228335A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12263605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11028981A Pending JP2000228335A (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228335A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103818A (ja) * | 1987-07-22 | 1989-04-20 | Taiyo Yuden Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH01117311A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Hitachi Condenser Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH03104206A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-01 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH04175277A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-23 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 炭素多孔体及びその製造方法並びに電気二重層キャパシタ |
| JPH10256098A (ja) * | 1997-03-10 | 1998-09-25 | Elna Co Ltd | 分極性電極およびそれを用いた電気二重層コンデンサ |
| JPH1111921A (ja) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Kyocera Corp | 固形状活性炭 |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP11028981A patent/JP2000228335A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01103818A (ja) * | 1987-07-22 | 1989-04-20 | Taiyo Yuden Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH01117311A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Hitachi Condenser Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH03104206A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-05-01 | Isuzu Motors Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH04175277A (ja) * | 1990-11-09 | 1992-06-23 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 炭素多孔体及びその製造方法並びに電気二重層キャパシタ |
| JPH10256098A (ja) * | 1997-03-10 | 1998-09-25 | Elna Co Ltd | 分極性電極およびそれを用いた電気二重層コンデンサ |
| JPH1111921A (ja) * | 1997-06-26 | 1999-01-19 | Kyocera Corp | 固形状活性炭 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| A621 | Written request for application examination |
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070824 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071023 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080125 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080523 |