JP2003100570A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャパシタ素子の占有体積を大きくし、さら
に短絡を防止した電気二重層キャパシタを提供する。 【解決手段】 集電体箔に分極性電極層を設けた正負一
対の電極体をセパレータを介して巻回したキャパシタ素
子１と電解液を金属ケース３に収納し、封口体４で封止
した円筒型の電気二重層キャパシタにおいて、金属ケー
ス３の内面に絶縁層５を設ける。
に短絡を防止した電気二重層キャパシタを提供する。 【解決手段】 集電体箔に分極性電極層を設けた正負一
対の電極体をセパレータを介して巻回したキャパシタ素
子１と電解液を金属ケース３に収納し、封口体４で封止
した円筒型の電気二重層キャパシタにおいて、金属ケー
ス３の内面に絶縁層５を設ける。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャパシタ素子の
体積効率を改善することによってキャパシタ特性の向上
を図るとともに、短絡を防止した円筒型の電気二重層キ
ャパシタに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタは、図２に
示すように構成されていた。即ち、アルミニウム等の金
属箔の片面あるいは両面に主に活性炭等の分極性電極層
を設け、かつリード線１２を接続して一対の電極体を形
成し、これらの一対の電極間にセパレータを介在させて
巻回することでキャパシタ素子１１を構成し、このキャ
パシタ素子１１に電解液を含浸した後、有底円筒状の金
属ケース１３に収納し、この金属ケース１３の開口部に
封口体１４を装着して封止することにより構成されてい
た。 【０００３】この電気二重層キャパシタは、ニッケル−
カドミウム二次電池と比較して、充電容量は６０分の１
程度と低いものの、充放電時に化学反応を伴う二次電池
とは異なり、原理的にイオンの吸脱着を利用した充放電
機構であるため、充放電による劣化が少なく、短時間で
充電できる特徴を有している。また、同様な理由で充放
電サイクルも半永久的であり、使用温度範囲も二次電池
よりも広いことが特徴となっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
電子部品の小型化が要求されており、電気二重層キャパ
シタにおいても、同様に小型化が望まれている。電気二
重層キャパシタの小型化を図るには、分極性電極の単位
体積当たりの静電容量を向上させ、さらにキャパシタ素
子の占有体積を大きくする方法が挙げられる。 【０００５】しかしながら、キャパシタ素子の占有体積
を大きくすればするほど、金属ケースの内底面にキャパ
シタ素子が接触しやすくなるため、金属ケースを介して
短絡を起こす欠点があった。 【０００６】本発明は、上記の従来の問題点を鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、キャパシ
タ素子の占有体積を大きくし、さらに短絡を防止した円
筒型の電気二重層キャパシタを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、集電体に分極
性電極層を設けた正負一対の電極体をセパレータを介し
て巻回したキャパシタ素子と電解液を金属ケースに収納
し、封口体で封止した円筒型の電気二重層キャパシタに
おいて、前記金属ケースの内面に絶縁層を設けてなるこ
とを特徴とする電気二重層キャパシタである。 【０００８】かかる本発明によれば、キャパシタ素子と
金属ケースとの接触面に絶縁層が設けられているため、
キャパシタ素子の占有体積が大きくなり、金属ケースの
内底面にキャパシタ素子が接触しても短絡を起こすこと
がないため、キャパシタの小型化を図ることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を参照
して説明する。ここで、図１は、本発明の電気二重層キ
ャパシタの断面図である。 【００１０】図１において、キャパシタ素子１は、アル
ミニウム等の金属箔の片面あるいは両面に分極性電極層
（主に活性炭）を設け、かつリード線２を接続した一対
の電極間にセパレータを介在させて巻回することにより
構成されている。 【００１１】このキャパシタ素子１を電解液を含浸させ
た後、有底円筒状の金属ケース３に収納し、この金属ケ
ース３の開口部に封口体４を装着して封止を行い、電気
二重層キャパシタを構成している。ここで、金属ケース
３の内面には、絶縁層５が設けられており、この絶縁層
５によってキャパシタ素子１と金属ケース３の間を絶縁
する働きがある。 【００１２】上述した絶縁層５は、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリイミド、シリコーン樹脂、ブ
チルゴム等が挙げられる。これらで作製された絶縁層
は、電解液の有機溶媒（例えば、プロピレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネートなど
のカーボネート類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン
類やスルホランなど）に対して耐薬品性を有しているた
め、電気二重層キャパシタの品質、信頼性を損なうこと
なく、良好な絶縁性を有する。 【００１３】 【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。 【００１４】（実施例１）比表面積１５００ｍ２／ｇの
フェノール系活性炭とカーボンブラックを重量比８：１
の割合で混合し、この混合粉末にバインダとしてＮ−メ
チルピロリドンに溶解したポリフッ化ビニリデンを加え
混練してスラリー状にした。次いで、集電体箔として２
５μｍ厚のアルミニウム箔にスラリーを均一に塗布し、
乾燥後、集電体箔が変形しない程度に圧延を行い、分極
性電極層が７０μｍ厚の電極体を得た。得られた電極体
の集電体箔とアルミニウムリード端子の羽子板を溶接に
て接続させた。次いで、一対の電極体の間に４０μｍ厚
のセパレータを配置し、渦巻き状に所定の径になるまで
巻き取ることでキャパシタ素子を作製した。このキャパ
シタ素子は、１２０℃での乾燥後、ポリプロピレンの絶
縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースに収納し、
テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを
０.７ｍｏｌ／ｌの濃度でプロピレンカーボネートに溶
解させることによって調製した電解液を滴下し、ガスケ
ットを介して封口して電気二重層キャパシタを作製し
た。なお、キャパシタの内部空間の中でキャパシタ素子
が占める占有体積は８７％である。 【００１５】（実施例２）実施例１において、ポリイミ
ドの絶縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースを用
いた以外は、実施例１と同様に電気二重層キャパシタを
作製した。 【００１６】（実施例３）実施例１において、ブチルゴ
ムの絶縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースを用
いた以外は、実施例１と同様に電気二重層キャパシタを
作製した。 【００１７】（従来例）実施例１において、ポリイミド
製の粘着テープを貼り付けず、他は実施例１と同様にし
て従来の電気二重層キャパシタを作製した。 【００１８】実施例１〜３、従来例の方法で作製した巻
回型電気二重層キャパシタ各１００個の短絡による不具
合品量と不具合品を除いたものの静電容量および内部抵
抗を測定した平均値を示す。 【００１９】 【表１】 【００２０】金属ケース内部に絶縁層を設けた実施例１
〜３の電気二重層キャパシタでは、短絡による不具合品
発生を抑えることができた。また、実施例１〜３により
作製された電気二重層キャパシタは、従来品より、わず
かではあるが静電容量が向上し、内部抵抗も低下してい
ることがわかる。 【００２１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層キャパシタによれば、キャパシタ素子と金属ケースと
の接触面に絶縁層が設けられているため、従来、キャパ
シタ素子の占有体積を大きくした際に生じていた金属ケ
ースとキャパシタ素子の接触による短絡が起きることが
ないため、小型化を図ることができる。
体積効率を改善することによってキャパシタ特性の向上
を図るとともに、短絡を防止した円筒型の電気二重層キ
ャパシタに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタは、図２に
示すように構成されていた。即ち、アルミニウム等の金
属箔の片面あるいは両面に主に活性炭等の分極性電極層
を設け、かつリード線１２を接続して一対の電極体を形
成し、これらの一対の電極間にセパレータを介在させて
巻回することでキャパシタ素子１１を構成し、このキャ
パシタ素子１１に電解液を含浸した後、有底円筒状の金
属ケース１３に収納し、この金属ケース１３の開口部に
封口体１４を装着して封止することにより構成されてい
た。 【０００３】この電気二重層キャパシタは、ニッケル−
カドミウム二次電池と比較して、充電容量は６０分の１
程度と低いものの、充放電時に化学反応を伴う二次電池
とは異なり、原理的にイオンの吸脱着を利用した充放電
機構であるため、充放電による劣化が少なく、短時間で
充電できる特徴を有している。また、同様な理由で充放
電サイクルも半永久的であり、使用温度範囲も二次電池
よりも広いことが特徴となっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
電子部品の小型化が要求されており、電気二重層キャパ
シタにおいても、同様に小型化が望まれている。電気二
重層キャパシタの小型化を図るには、分極性電極の単位
体積当たりの静電容量を向上させ、さらにキャパシタ素
子の占有体積を大きくする方法が挙げられる。 【０００５】しかしながら、キャパシタ素子の占有体積
を大きくすればするほど、金属ケースの内底面にキャパ
シタ素子が接触しやすくなるため、金属ケースを介して
短絡を起こす欠点があった。 【０００６】本発明は、上記の従来の問題点を鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、キャパシ
タ素子の占有体積を大きくし、さらに短絡を防止した円
筒型の電気二重層キャパシタを提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、集電体に分極
性電極層を設けた正負一対の電極体をセパレータを介し
て巻回したキャパシタ素子と電解液を金属ケースに収納
し、封口体で封止した円筒型の電気二重層キャパシタに
おいて、前記金属ケースの内面に絶縁層を設けてなるこ
とを特徴とする電気二重層キャパシタである。 【０００８】かかる本発明によれば、キャパシタ素子と
金属ケースとの接触面に絶縁層が設けられているため、
キャパシタ素子の占有体積が大きくなり、金属ケースの
内底面にキャパシタ素子が接触しても短絡を起こすこと
がないため、キャパシタの小型化を図ることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を参照
して説明する。ここで、図１は、本発明の電気二重層キ
ャパシタの断面図である。 【００１０】図１において、キャパシタ素子１は、アル
ミニウム等の金属箔の片面あるいは両面に分極性電極層
（主に活性炭）を設け、かつリード線２を接続した一対
の電極間にセパレータを介在させて巻回することにより
構成されている。 【００１１】このキャパシタ素子１を電解液を含浸させ
た後、有底円筒状の金属ケース３に収納し、この金属ケ
ース３の開口部に封口体４を装着して封止を行い、電気
二重層キャパシタを構成している。ここで、金属ケース
３の内面には、絶縁層５が設けられており、この絶縁層
５によってキャパシタ素子１と金属ケース３の間を絶縁
する働きがある。 【００１２】上述した絶縁層５は、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリイミド、シリコーン樹脂、ブ
チルゴム等が挙げられる。これらで作製された絶縁層
は、電解液の有機溶媒（例えば、プロピレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネートなど
のカーボネート類、γ−ブチロラクトンなどのラクトン
類やスルホランなど）に対して耐薬品性を有しているた
め、電気二重層キャパシタの品質、信頼性を損なうこと
なく、良好な絶縁性を有する。 【００１３】 【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明す
る。 【００１４】（実施例１）比表面積１５００ｍ２／ｇの
フェノール系活性炭とカーボンブラックを重量比８：１
の割合で混合し、この混合粉末にバインダとしてＮ−メ
チルピロリドンに溶解したポリフッ化ビニリデンを加え
混練してスラリー状にした。次いで、集電体箔として２
５μｍ厚のアルミニウム箔にスラリーを均一に塗布し、
乾燥後、集電体箔が変形しない程度に圧延を行い、分極
性電極層が７０μｍ厚の電極体を得た。得られた電極体
の集電体箔とアルミニウムリード端子の羽子板を溶接に
て接続させた。次いで、一対の電極体の間に４０μｍ厚
のセパレータを配置し、渦巻き状に所定の径になるまで
巻き取ることでキャパシタ素子を作製した。このキャパ
シタ素子は、１２０℃での乾燥後、ポリプロピレンの絶
縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースに収納し、
テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを
０.７ｍｏｌ／ｌの濃度でプロピレンカーボネートに溶
解させることによって調製した電解液を滴下し、ガスケ
ットを介して封口して電気二重層キャパシタを作製し
た。なお、キャパシタの内部空間の中でキャパシタ素子
が占める占有体積は８７％である。 【００１５】（実施例２）実施例１において、ポリイミ
ドの絶縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースを用
いた以外は、実施例１と同様に電気二重層キャパシタを
作製した。 【００１６】（実施例３）実施例１において、ブチルゴ
ムの絶縁層を内面に設けた有底円筒型の金属ケースを用
いた以外は、実施例１と同様に電気二重層キャパシタを
作製した。 【００１７】（従来例）実施例１において、ポリイミド
製の粘着テープを貼り付けず、他は実施例１と同様にし
て従来の電気二重層キャパシタを作製した。 【００１８】実施例１〜３、従来例の方法で作製した巻
回型電気二重層キャパシタ各１００個の短絡による不具
合品量と不具合品を除いたものの静電容量および内部抵
抗を測定した平均値を示す。 【００１９】 【表１】 【００２０】金属ケース内部に絶縁層を設けた実施例１
〜３の電気二重層キャパシタでは、短絡による不具合品
発生を抑えることができた。また、実施例１〜３により
作製された電気二重層キャパシタは、従来品より、わず
かではあるが静電容量が向上し、内部抵抗も低下してい
ることがわかる。 【００２１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層キャパシタによれば、キャパシタ素子と金属ケースと
の接触面に絶縁層が設けられているため、従来、キャパ
シタ素子の占有体積を大きくした際に生じていた金属ケ
ースとキャパシタ素子の接触による短絡が起きることが
ないため、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気二重層キャパシタの断面図。
【図２】従来の電気二重層キャパシタの断面図。
【符号の説明】
１，１１ キャパシタ素子
２，１２ リード線
３，１３ 金属ケース
４，１４ 封口体
５ 絶縁層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 集電体に分極性電極層を設けた正負一対
の電極体をセパレータを介して巻回したキャパシタ素子
と電解液を金属ケースに収納し、封口体で封止した円筒
型の電気二重層キャパシタにおいて、前記金属ケースの
内面に絶縁層を設けてなることを特徴とする電気二重層
キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001294367A JP2003100570A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001294367A JP2003100570A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100570A true JP2003100570A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19115988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001294367A Pending JP2003100570A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003100570A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019153800A (ja) * | 2012-10-08 | 2019-09-12 | マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド | ３ボルトウルトラキャパシタのための電解質 |
| US20250132102A1 (en) * | 2022-02-07 | 2025-04-24 | KYOCERA AVX Components (Chengdu) Co., Ltd | Supercapacitor |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001294367A patent/JP2003100570A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019153800A (ja) * | 2012-10-08 | 2019-09-12 | マックスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド | ３ボルトウルトラキャパシタのための電解質 |
| US11302488B2 (en) | 2012-10-08 | 2022-04-12 | Ucap Power, Inc. | Carbon surface modification for three-volt ultracapacitor |
| US20250132102A1 (en) * | 2022-02-07 | 2025-04-24 | KYOCERA AVX Components (Chengdu) Co., Ltd | Supercapacitor |
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