JPH02240911A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
- Publication number
- JPH02240911A JPH02240911A JP1062419A JP6241989A JPH02240911A JP H02240911 A JPH02240911 A JP H02240911A JP 1062419 A JP1062419 A JP 1062419A JP 6241989 A JP6241989 A JP 6241989A JP H02240911 A JPH02240911 A JP H02240911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated carbon
- double layer
- electric double
- fiber cloth
- layer capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は１分極性電極と電解質（液）との界面で形成さ
れる電気二重層を利用した静電容量の大きい特性を有し
、主に、揮発性半導体メモリー（例えば、ＲＡＭ・・・
ランダムアクセヌメモリー）の停電時のバックアップ用
として使用される電気二重層キャパシタに関するもので
ある。
れる電気二重層を利用した静電容量の大きい特性を有し
、主に、揮発性半導体メモリー（例えば、ＲＡＭ・・・
ランダムアクセヌメモリー）の停電時のバックアップ用
として使用される電気二重層キャパシタに関するもので
ある。
従来の技術
従来のこの種の電気二重層キャパシタは、添付図面に示
すように、円盤型（コイン型、ボタン型）と称される構
造で、黒鉛、活性炭、カーボンブラックおよび若干のバ
インダー等からなる材料を成型したり、アルミニウムや
ヌテンレスのネットに担持させた電極またはカーボン繊
維、特に活性炭繊維布からなる一対の炭素電極１，１′
の間に電解液２を含浸させたセパレータ３を介在させ、
そしてこれらを集電体と外装材を兼ねた金属ケー７４と
、金属蓋６および絶縁と封口材を葦ねたパツキン６によ
って密閉した構造となっている。さらに。
すように、円盤型（コイン型、ボタン型）と称される構
造で、黒鉛、活性炭、カーボンブラックおよび若干のバ
インダー等からなる材料を成型したり、アルミニウムや
ヌテンレスのネットに担持させた電極またはカーボン繊
維、特に活性炭繊維布からなる一対の炭素電極１，１′
の間に電解液２を含浸させたセパレータ３を介在させ、
そしてこれらを集電体と外装材を兼ねた金属ケー７４と
、金属蓋６および絶縁と封口材を葦ねたパツキン６によ
って密閉した構造となっている。さらに。
活性炭繊維布からなる電極の場合には、集電性を上げる
ために、金属ケースおよび金属蓋と接触する面上にプラ
ズマ溶射などによってアルミニウム層を形成している。
ために、金属ケースおよび金属蓋と接触する面上にプラ
ズマ溶射などによってアルミニウム層を形成している。
発明が解決しようとする課題
上記した構成の電気二重層キャパシタの場合。
通常、フェノール繊維布を炭化・賦活した活性炭繊維布
からなる電極が使用されている。その理由は、原料が化
学製品で不純物の混入が少ないこと。
からなる電極が使用されている。その理由は、原料が化
学製品で不純物の混入が少ないこと。
高い比表面積の活性炭が得られること、電極としての形
状がすでにそのほとんどが備わっていることなどである
。しかしながら、これは他の汎用の活性炭に比べて高価
であること、現在の炭化・賦活技術では厚み・目付（ｇ
／ｍ’）のバラツキが比較的大きいことなどが問題とし
てあげられる。特に、現出する静電容量は使用電極の重
量（径・厚み）で決定されるので、定格容量の品揃えの
ためには、数種の厚み（目付）の異なる電極の準備。
状がすでにそのほとんどが備わっていることなどである
。しかしながら、これは他の汎用の活性炭に比べて高価
であること、現在の炭化・賦活技術では厚み・目付（ｇ
／ｍ’）のバラツキが比較的大きいことなどが問題とし
てあげられる。特に、現出する静電容量は使用電極の重
量（径・厚み）で決定されるので、定格容量の品揃えの
ためには、数種の厚み（目付）の異なる電極の準備。
数種の径・厚みの異なる部品の準備、そしてそれに対処
できる多品種製造装置または数台の単能機が必要である
。さらに、高目付の活性炭繊維布を確保するためには、
その原料であるフェノール繊維布が当然高目付の布でな
ければならない。しかしながら、高目付には太い糸を使
用して厚みのある織布としなければならないが、どうし
ても相対的に密度が低下してしまうもので、すなわち、
高目付織布はど低密度となり、厚みが大である製品とな
ってしまうと、いう問題点があった。
できる多品種製造装置または数台の単能機が必要である
。さらに、高目付の活性炭繊維布を確保するためには、
その原料であるフェノール繊維布が当然高目付の布でな
ければならない。しかしながら、高目付には太い糸を使
用して厚みのある織布としなければならないが、どうし
ても相対的に密度が低下してしまうもので、すなわち、
高目付織布はど低密度となり、厚みが大である製品とな
ってしまうと、いう問題点があった。
本発明はこのような問題点を解決した電気二重層キャパ
シタを提供することを目的とするものである。
シタを提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
上記問題点の解決策として、使用する活性炭繊維布をミ
クロ的にみるとかなりの凹凸があり、その凹部を活性炭
で穴埋めすることによシ、厚みの平均化、高密度化、容
量の増大が図れることになると考えた。そして、この活
性炭の選択に着手した結果、比表面積１ｓｏｏｍ／ｇ以
上、願わくば１ａｏｏ７７ｊｌ／ｇ以上で、かり粒径３
００メツシユ以下の微粉末活性炭が必要であることが判
明した。
クロ的にみるとかなりの凹凸があり、その凹部を活性炭
で穴埋めすることによシ、厚みの平均化、高密度化、容
量の増大が図れることになると考えた。そして、この活
性炭の選択に着手した結果、比表面積１ｓｏｏｍ／ｇ以
上、願わくば１ａｏｏ７７ｊｌ／ｇ以上で、かり粒径３
００メツシユ以下の微粉末活性炭が必要であることが判
明した。
この活性炭の入手方法を出発原料でみると、今のところ
高賦活なため、低収率で高価格であるが。
高賦活なため、低収率で高価格であるが。
フェノール系またはピッチ系の高賦活繊維状活性炭を微
粉末化したもの、またはヤシからを高賦活化して微粉末
としたものがこれに適応するものである。ただし、活性
炭繊維布の糸間および繊維間への侵入性、低価格の面か
らは後者の方が優位である。また、活性炭に代わり、そ
の一部または全部を微粉末の黒鉛やアセチレンブラック
によって。
粉末化したもの、またはヤシからを高賦活化して微粉末
としたものがこれに適応するものである。ただし、活性
炭繊維布の糸間および繊維間への侵入性、低価格の面か
らは後者の方が優位である。また、活性炭に代わり、そ
の一部または全部を微粉末の黒鉛やアセチレンブラック
によって。
穴埋めすることにより、厚みの平均化・導電性の向上お
よび静電容量の調整に使用することができる。さらに、
導電性の向上からはマイナスであるが、活性炭繊維布へ
の結着性向上を目的として。
よび静電容量の調整に使用することができる。さらに、
導電性の向上からはマイナスであるが、活性炭繊維布へ
の結着性向上を目的として。
メチルセルローヌ・ポリビニルピロリドン・ホリフロン
などを使用すればよいもので１本発明は上記問題点を解
決するために、フェノール系活性炭繊維布に微粉末活性
炭・黒鉛・アセチレンブラックおよび若干のバインダー
を担持した分極性電極を使用するようにしたものである
。
などを使用すればよいもので１本発明は上記問題点を解
決するために、フェノール系活性炭繊維布に微粉末活性
炭・黒鉛・アセチレンブラックおよび若干のバインダー
を担持した分極性電極を使用するようにしたものである
。
作用
上記構成によれは、活性炭繊維布の糸間および系内に微
粉末活性炭が侵入するため、厚みの平均化・高密度化・
高電導性で、かつ高静電容量が図れるものである。これ
により、！極としての集電性は大きく改善され、かつ経
時特性は非常に安定し、寿命の延長が可能となるもので
ある。しかも現状寸法の維持であれば、高静電容量製品
ができ。
粉末活性炭が侵入するため、厚みの平均化・高密度化・
高電導性で、かつ高静電容量が図れるものである。これ
により、！極としての集電性は大きく改善され、かつ経
時特性は非常に安定し、寿命の延長が可能となるもので
ある。しかも現状寸法の維持であれば、高静電容量製品
ができ。
また静電容量の現状維持であれば、製品の小形化が可能
となるものである。
となるものである。
実施例
以下１本発明の詳細な説明する。まず、分極性電極とし
て、径φ６ｔｉ、比表面積１ｇｏｏｗｌ／ｇ。
て、径φ６ｔｉ、比表面積１ｇｏｏｗｌ／ｇ。
目付１３０ｇ／ｎ／のフェノール系活性炭繊維布を使用
した。そしてこの活性炭繊維布の片面には、Ｑ、Ｑ５１
１１１程度のアルミニウム層がプラズマ溶射によって形
成されている。その全体の厚みは０．６Ｎである。また
外径φ１１Ｈの金属ケース、これに対応する金属蓋、封
口体を準備した。電位的にマイナスとなる金属蓋は５Ｕ
Ｓ３０４を使用し、プラノとなる金属ケースは内面をア
ルミニウムで構成し、かつ外面は５ＵＳ３０４で構成し
て両者はクラツド化されて一体となっている。セパレー
タはポリプロピレン繊維からなる不織布で構成し。
した。そしてこの活性炭繊維布の片面には、Ｑ、Ｑ５１
１１１程度のアルミニウム層がプラズマ溶射によって形
成されている。その全体の厚みは０．６Ｎである。また
外径φ１１Ｈの金属ケース、これに対応する金属蓋、封
口体を準備した。電位的にマイナスとなる金属蓋は５Ｕ
Ｓ３０４を使用し、プラノとなる金属ケースは内面をア
ルミニウムで構成し、かつ外面は５ＵＳ３０４で構成し
て両者はクラツド化されて一体となっている。セパレー
タはポリプロピレン繊維からなる不織布で構成し。
この不織布は厚みが０．３５１１１．目付ｓｏｇ／ｉの
多孔シートである。封口体はポリプロピレン樹脂成型品
である。電解液は、プロピレンカーボネートにテトラエ
チルアンモニウムテトラフルオロボレートを１モル加え
たものであり、これを３ｏμｅ使用している。
多孔シートである。封口体はポリプロピレン樹脂成型品
である。電解液は、プロピレンカーボネートにテトラエ
チルアンモニウムテトラフルオロボレートを１モル加え
たものであり、これを３ｏμｅ使用している。
次に、封口した単セルは３ｖの耐電圧を持っているが、
半導体メモリーの駆動電圧に対処するために２枚積層し
、６．５Ｖ使用品としている。、本発明の電極と従来の
電極との比較は、それぞれの電極を使用した製品の（１
）初期特性（静電容量、内部抵抗、漏れ電流および低温
特性）＠）信頼性テストとして実施している高温負荷テ
スト（７０°Ｃ８５，６ｖ印加の３０００時−ｊ後の電
気的特性）によっている。
半導体メモリーの駆動電圧に対処するために２枚積層し
、６．５Ｖ使用品としている。、本発明の電極と従来の
電極との比較は、それぞれの電極を使用した製品の（１
）初期特性（静電容量、内部抵抗、漏れ電流および低温
特性）＠）信頼性テストとして実施している高温負荷テ
スト（７０°Ｃ８５，６ｖ印加の３０００時−ｊ後の電
気的特性）によっている。
第１表は、従来からの電極および本発明の処理を施した
各種電極を使用して、前記構成部材によって試作した電
気二重層キャパシタの初期値（測定温度：２０″Ｃ）、
低温特性（−２６°Ｃ）および高温負荷テス） （７０
℃、 ５．５ Ｖ印加）３０００時間後の特性比較を示
している。使用した材料は。
各種電極を使用して、前記構成部材によって試作した電
気二重層キャパシタの初期値（測定温度：２０″Ｃ）、
低温特性（−２６°Ｃ）および高温負荷テス） （７０
℃、 ５．５ Ｖ印加）３０００時間後の特性比較を示
している。使用した材料は。
（ａ）微粉末活性炭（ムＣ）は、ヤシからを出発原料と
した比表面積１Ｂｏｏ７７／／ｇ、平均粒径３００メツ
シユのもの、（ｂ）黒鉛（ＯＲ）は平均粒径３００メツ
シユの微粉末人造黒鉛、（Ｃ） アセチレンブラック（
ムＢ）、（ｄ）バインダーはカルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）、（６）バインダーはポリビニルピロリド
ン（ｐｖｐ）、（０バインダーはポリフロンディヌバー
ジョン（ＰＤｌ）である。また、第１表の電極の種類欄
内の数字〔○○ｍｇ／ｇ）は処理液（水を溶媒とした懸
濁液）への浸漬・乾燥後に元の活性炭繊維布に付着した
量を表している。また、この処理液には、乾燥後の微粉
末粉塵の防止用として、すべてＰＤｌが１％添加されて
いる。
した比表面積１Ｂｏｏ７７／／ｇ、平均粒径３００メツ
シユのもの、（ｂ）黒鉛（ＯＲ）は平均粒径３００メツ
シユの微粉末人造黒鉛、（Ｃ） アセチレンブラック（
ムＢ）、（ｄ）バインダーはカルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）、（６）バインダーはポリビニルピロリド
ン（ｐｖｐ）、（０バインダーはポリフロンディヌバー
ジョン（ＰＤｌ）である。また、第１表の電極の種類欄
内の数字〔○○ｍｇ／ｇ）は処理液（水を溶媒とした懸
濁液）への浸漬・乾燥後に元の活性炭繊維布に付着した
量を表している。また、この処理液には、乾燥後の微粉
末粉塵の防止用として、すべてＰＤｌが１％添加されて
いる。
（以 下金 白）
発明の効果
以上のように本発明によれば、フェノール系活性炭繊維
布に微粉末活性炭・黒鉛・アセチレンブラックおよび若
干のバインダーを担持した分極性電極を使用しているも
ので、活性炭繊維布の糸間および系内に微粉末活性炭が
侵入するため、厚みの平均化・高密度化・高電導性で、
かつ高静電容量化が図れるとともに初期特性、低温特性
および信頼性（高温負荷テスト）においても安定した特
性を維持することができるものである。
布に微粉末活性炭・黒鉛・アセチレンブラックおよび若
干のバインダーを担持した分極性電極を使用しているも
ので、活性炭繊維布の糸間および系内に微粉末活性炭が
侵入するため、厚みの平均化・高密度化・高電導性で、
かつ高静電容量化が図れるとともに初期特性、低温特性
および信頼性（高温負荷テスト）においても安定した特
性を維持することができるものである。
図は従来の電気二重層キャパシタを示す断面図である。
１．１′・・・・・・電極、２・・・・・・電解液、３
・・・・・・セパレータ、４・・・・・・金属ケース、
６・・・・・・金属蓋、６・・・・・・パッキ／Ｑ 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｔ、
ｔ’−−−電 極 ２・−篭Ｍ液 ３−−−セパｌ−タ ６−一−パヅキン
・・・・・・セパレータ、４・・・・・・金属ケース、
６・・・・・・金属蓋、６・・・・・・パッキ／Ｑ 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｔ、
ｔ’−−−電 極 ２・−篭Ｍ液 ３−−−セパｌ−タ ６−一−パヅキン
Claims (1)
- フェノール系活性炭繊維布に微粉末活性炭・黒鉛・アセ
チレンブラックおよび若干のバインダーを担持した分極
性電極を使用す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 |
|---|---|---|---|
| JP1062419A JPH02240911A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062419A JPH02240911A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240911A true JPH02240911A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=13199615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062419A Pending JPH02240911A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02240911A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994028563A1 (en) * | 1993-05-21 | 1994-12-08 | Alcan International, Ltd. | Supercapacitor and process for manufacturing same |
| US5649982A (en) * | 1987-05-21 | 1997-07-22 | Yardney Technical Products, Inc. | Process for manufacturing super capacitor |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1062419A patent/JPH02240911A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5649982A (en) * | 1987-05-21 | 1997-07-22 | Yardney Technical Products, Inc. | Process for manufacturing super capacitor |
| WO1994028563A1 (en) * | 1993-05-21 | 1994-12-08 | Alcan International, Ltd. | Supercapacitor and process for manufacturing same |
| EP0699337A1 (en) * | 1993-05-21 | 1996-03-06 | Yardney Technical Products, Inc. | Supercapacitor and process for manufacturing same |
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