JPH0380519A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

電気二重層コンデンサ

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JPH0380519A
JPH0380519A JP1217112A JP21711289A JPH0380519A JP H0380519 A JPH0380519 A JP H0380519A JP 1217112 A JP1217112 A JP 1217112A JP 21711289 A JP21711289 A JP 21711289A JP H0380519 A JPH0380519 A JP H0380519A
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double layer
electric double
electrode
layer capacitor
capacitive element
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Teruhiro Shirata
白田 彰宏
Ken Kurabayashi
倉林 研
Yoshinobu Tsuchiya
土屋 善信
Yoriaki Niida
仁井田 頼明
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Isuzu Motors Ltd
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    • 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】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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、複数の基本セルを積層して構成される大型の
電気二重層コンデンサに関する。
(従来の技術) 乗用車など内燃機関を搭載した車両には、内燃機関を始
動するためのスタータモータ、内燃機関の回転力を用い
て発電する発電機、及び該発電機の発電電力を一時的に
蓄えておき始動時Cスタータそ一夕に電力供給し或は他
の電気機器に電力供給する鉛バッテリなどが搭載されて
いる。
一方、近年になって電気二重層型の大容量コンデンサが
開発され、一部でバッテリの用途に使用されるものが現
われており、該大容量のコンデンサを内燃機関の始動用
に用いる提案が車両用電源装置として特許願昭和63年
第329846号に明示されている。
第7図は、一般にペースト電極を用いて形成される電気
二重層コンデンサを示している。これは、米国特許第3
,536,963号公報に示されるものであって、一対
の集電電極となる電子導電体の電流コレクタ1、活性炭
粒子よりなる炭素電極2、非導電性ガスケット3、およ
び電極2の間で電子が移動することを防止するための隔
離板4から単一の基本セルが構成されている。
上記炭素電極は、粉末または美粒子の形状にある活性炭
と電解質とを混合した濃厚スラリーとして製造される。
ここで電解質は、3つの機能を果す。つまりイオン伝導
の促進剤としての作用、イオン源としての作用、および
炭素粒子の結合剤としての作用である。
こうした電気二重層コンデンサを車両用の電源に使用す
るCは、例えば100〜150F(ファラッド)の容量
値の大きいものが要求される。しかし、セルの集積数を
多くすることにより必要な容量値を実現しようとすれば
、その重量や体積が大きくなり、車両に積載するには適
当でない。そこでエネルギー密度、つまり単位体積当り
の容量値、あるいは単位重量当りの容量値を高めるため
に、基本セル自体を大型化することが必要になる。
しかし基本セルを大型化したとき、集電々極の面積が広
くなり、その結果、基本セルに対する積層加圧がその中
央部と周辺部とで異なると、差圧が発生する。したがっ
て、電源としての性能の安定化を実現するには、積層さ
れる各基本セルの集電々極同士が均一かつ十分な密着力
により接触している必要がある。
(発明が解決しようとする課題) 通常の電気二重層コンデンサの構造は、その内部抵抗を
小さくするために、かしめにより複数のセルを加圧する
ようにしている。例えば特開昭56−2621号公報に
記載されている自立型コンデンサは、第8図に示すケー
スの構造を有している。つまり外装ケース5には、第1
電極、端子6が第1電極板7から起立して設けられ、絶
縁板8を介して第2電極端子9が起立するN2電極板1
0が積層され、外装ケース5内に補強板11により圧力
が加えられる所要数の基本セル12が収容されると、2
つの端子6.9側で上記電極板7上から圧力を加えて外
装ケース5の周縁部分を内側に曲げてかしめるようにし
ている。
このような従来の電気二重層コンデンサでは、そこに加
えられる圧力は電極の大きさだけでなく、炭素物質の粒
子の大きさ、あるいは使用される電解質のIn類等にも
依るが、10〜30kg/cm 2の圧力が必要とされ
る。しかし、圧力を大きくするには、ケースの板厚を増
やすなど、その剛性を高める必要があり、全体の重量や
材料コストの点で限界があった。また、加圧手段や、か
しめのための装置を用意しなくてはならず、適切な圧力
を加える作業工程を複雑なものとするという問題があっ
た。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
複数の電気二重層容量素子を積層するとき、その加圧を
均一にかつその調整も容易に行なえるようにした電気二
重層コンデンサを提供することを目的としている。
また、本発明の他の目的は、大型の容量素子を容易に製
造するための電気二重層容量素子の構造およびその製造
方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、複数の電気二重層容量素子を加圧圧縮
状態で積層する電気二重層コンデンサにおいて、前記各
容量素子の中央部に形成された透孔と、この透孔を介し
て前記容量素子の両端にそれぞれ配置された固定板を互
いに連結して締付けて積層されている容量素子を加圧す
る締着手段とを具備することを特徴とする電気二重層コ
ンデンサを提供できる。
(作用) 本発明の電気二重層コンデンサでは、複数の電気二重層
容量素子を積層する際に、各容量素子の中央部の透孔を
介して固定板を互いに連結して締付けることができ、そ
の加圧を均一にかつその圧力の調整も容易に行なえる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
第1図は、本発明の電気二重層コンデンサを示す部分断
面図、第2図は、第1図の電気二重層コンデンサを構成
する電気二重層容量素子(基本素子)を示す外形斜視図
である。
電気二重層コンデンサ20は、円形の平面をなす基本素
子30が複数個積層されて構成されており、これら基本
素子30は、いずれもその中央部分に透孔31が形成さ
れている。
21は、積層された基本素子の上下の面にあってコンデ
ンサの両極板を兼ねる圧縮板であり、22は、積層され
た基本素子30の外周を覆う円筒形の外装ケースである
。圧縮板21は、高剛性の金属、例えばステンレス鋼か
らなり、基本素子の固定板として基本素子30と同一の
大きさの円形をなしている。そして、そこには上記透孔
31に対応する孔が形成され、これら圧縮板21を互い
に連結して基本素子30を締付けるために、ボルト23
がこの基本素子3oの透孔31に挿通され、他端の圧縮
板21がナツト24により圧着されている。25は、透
孔31にその両端部分から挿入される樹脂等からなる一
対のカラーであり、ボルト23の外周面と基本素子3o
及び圧縮板21との接触面を、電気的に絶縁する機能を
果している。
上記基本素子30は、セパレータ32により2層に分離
されたカーボンペーストの分極性電極33が一対の集T
L電極34間に封入された構成をなし、この分極性電極
33を封止する環状のガスケット35.36が上記透孔
31側の内周部分と集電を極34の外周部分に設けられ
ている。つまり分極性電極33を封止するガスケット3
5により、所定の大きさの円形の透孔31が形成されて
いる点で、第7図に示す従来の電気二重層容量素子と構
成が異なる。
上記構成の電気二重層コンデンサ20は、ボルト23を
圧縮板21、所定数の基本素子3o、圧縮板21の順に
挿通し、ナツト24を螺合して連結し、これらを締付け
ることにより積層されている基本素子30を簡単に加圧
することができる。
第3図は、上記一対のカラー25の接合面に設定された
クリアランスΔΩを示している。
つまりこのカラー25は、ボルト23の中間部分でその
長さ方向上下に2分割され、積層された複数の基本素子
30の最大圧縮歪量に対応するギャップとしてこのクリ
アランスΔΩが設定される。したがって、組立工程でナ
ツト24の締付ける際に、基本素子30を破壊しない程
度の歪量を設定しておくことにより、内部抵抗の調整が
容易に行なえる。
第4゛図は、本発明の電気二重層コンデンサの他の実施
例を示す断面図である。
この実施例では、上下の圧縮板41の外に、樹脂製の外
装ケース42の中央部分に隔壁42aを形成し、この隔
壁42aの両側から基本素子30を加圧するようにして
いる。また、圧縮板41と基本素子30との間にリード
端子を引出すための導電板43が設けられ、ボルト44
で圧縮板41を連結しナツト45により締付けて固定す
る。これらボルト44、ナツト45は、組立の後に樹脂
モールド、あるいはタール等を吹き付けることにより絶
縁加工される。
なお、ここでは2つのリード端子は同極となり、図示し
ていないが、上記ボルト44が外装ケース42の中間部
分で基本素子30と電気的上接続されることにより、反
対極の電極リードを構成する。そして用途に応じて外部
ケーブルによりコンデンサの各基本素子は、パラシリー
ズ接続される。
このように、外装ケースの中央部に固定された隔壁を設
けて、両側から加圧することにより、第1図のような片
側から圧縮する方式に比較して、基本素子30の積層密
着力がより均一になる。また、大型の基本素子を積層す
るとき、集電々極の面積が広くなっても、中央部分の透
孔31を大きく形成することにより、単位重量当りの容
量値を高めることができ、しかもボルト44、ナツト4
5の締付けに際して差圧が生じにくくなるから、集電々
極の間の接触抵抗も小さくできる。
第5図(a)、(b)は、第4図のコンデンサの圧縮板
を変形した例を示す部分断面および斜視図である。ここ
では、中央部が周辺部より厚く形成された圧縮板51が
使用されている。このことにより、なお−層各基本素子
に対する圧力が均一に加えられることになる。
第6図(a)〜(e)は、第2図の電気二重層容量素子
の製造工程を示す説明図である。
まず、集電々極32をなす所定の大きさの円板を用意し
、その外周部分と中央部分にそれぞれガスケット36.
35を接着する(同図a)。ガスケットは、たとえば硬
質のゴムなどが好ましい。
次に、これらガスケット35.36の間の溝部分に分極
性電極33となるカーボンペーストを充填する(同図b
)。こうして作成された分極性電極33をイオン透過性
のセパレータ32で封じ込め(同図c ) 、同様にし
て用意された分極性電極33とセパレータ32を介して
接合し、容量素子30として形成する(同図d)。その
後、接合された容量素子の集電々極34の中央部分に、
所定の大きさでガスケット35を貫通する透孔31を形
成する(同図e)。
以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、その好ましい実施態様の説明
は、構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範囲
に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な変
形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更すること
ができることは明らかである。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、基本素子(セル
)が大型になっても、セルに高い圧力を加えて、その内
部抵抗を低減することができ、その中央部分を締付ける
ことにより、セルの集電電極同士の密着の瓜合が均一に
なり、コンデンサ全体として接触抵抗が低くできる電気
二重層コンデンサを提供できる。
また、必要な容量値に応じてセルを積層し、積層された
厚さに応じてボルト及びカラーの長さを変更するだけで
良く、製造が容易である。
さらに積層される複数のセルの内部抵抗にばらつきがあ
っても、ボルトの締付は時に内部抵抗を測定しながら適
正な締付は作業を行なうことにより、その内部抵抗の調
整が可能になる。
しかも締付は作業の際にその力が過大となっても、最大
歪量がカラーにより設定されていることにより、セルが
破壊されるおそれがない。
また基本素子(セル)が大型になっても、セルの中央部
分に空隙部を設け、コンデンサ全体の重量を削減するこ
とが容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す部分断面図、第2図
は、第1図の電気二重層コンデンサを構成する電気二重
層容量素子を示す外形斜視図、第3図は、ボルトの外周
面を覆う電気絶縁性のカラーの接続部分を示す図、第4
図は、本発明の他の実施例を示す部分断面図、第5図(
a)(b)は、第4図のコンデンサの変形例を示す部分
断面および斜視図、第6図(a)〜(e)は、第2図の
電気二重層容量素子の製造工程を示す説明図、第7図は
、従来のペースト電極を用いて形成される電気二重層コ
ンデンサの一例を示す部分断面図、第8図は、従来のコ
ンデンサケースの構造を示す断面図である。 20・・・電気二重層コンデンサ、21・・・圧縮板、
23・・・ボルト、24・・・ナツト、25・・・カラ
ー30・・・電気二重層容量素子(基本素子)、31・
・・透孔。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の電気二重層容量素子を加圧圧縮状態で積層
    する電気二重層コンデンサにおいて、前記各容量素子の
    中央部に形成された透孔と、この透孔を介して前記容量
    素子の両端にそれぞれ配置された固定板を互いに連結し
    て締付けて積層されている容量素子を加圧する締着手段
    とを具備することを特徴とする電気二重層コンデンサ。
  2. (2)前記締着手段は、積層された前記容量素子の一方
    の集電々極となる固定板から他方の集電々極となる固定
    板に達するボルトと、このボルトに螺合するナットから
    構成されていることを特徴とする請求項(1)に記載の
    電気二重層コンデンサ。
  3. (3)前記ボルトの外周面は、電気絶縁性のカラーによ
    り覆われていることを特徴とする請求項(2)に記載の
    電気二重層コンデンサ。
  4. (4)前記ボルトの外周面を覆うカラーは、ボルトの長
    さ方向上下に2分割され、これらカラーの間に、積層さ
    れた容量素子の最大圧縮歪量に対応するギャップが設定
    されていることを特徴とする請求項(3)に記載の電気
    二重層コンデンサ。
  5. (5)前記請求項(1)に記載の電気二重層コンデンサ
    を構成する電気二重層容量素子であって、セパレータに
    より2層に分離されたカーボンペーストの分極性電極と
    、この分極性電極の両側に平行に配置される集電電極と
    、これら分極性電極および集電電極を貫通する透孔と、
    この透孔側の内周部分と集電電極の外周部分において分
    極性電極を封止するガスケットとから構成されているこ
    とを特徴とする電気二重層容量素子。
  6. (6)前記請求項(1)に記載の電気二重層コンデンサ
    を構成する電気二重層容量素子の製造方法であって、集
    電々極をなす板の外周部分と中央部分にそれぞれガスケ
    ットを接着する工程、これらガスケットの間の溝部分に
    分極性電極となるカーボンペーストを充填する工程、2
    つの分極性電極をセパレータを介して接合して容量素子
    として形成するする工程、接合された容量素子の集電々
    極の中央に前記ガスケットを貫通する透孔を形成する工
    程とからなることを特徴とする電気二重層容量素子の製
    造方法。
JP1217112A 1989-08-23 1989-08-23 電気二重層コンデンサ Expired - Lifetime JPH067540B2 (ja)

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US07/501,785 US5077634A (en) 1989-08-23 1990-03-30 Electric double layer capacitor
DE69017982T DE69017982T2 (de) 1989-08-23 1990-03-30 Elektrischer Doppelschichtkondensator.
EP90303456A EP0414337B1 (en) 1989-08-23 1990-03-30 Electric double layer capacitor
CA002023550A CA2023550C (en) 1989-08-23 1990-08-17 Electric double layer capacitor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7489497B2 (en) 2005-12-15 2009-02-10 Tdk Corporation Electrochemical device
JP2013171965A (ja) * 2012-02-21 2013-09-02 Nissin Electric Co Ltd 電気化学素子

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