JPH053047A - 電気二重層電池 - Google Patents
電気二重層電池Info
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- JPH053047A JPH053047A JP3027497A JP2749791A JPH053047A JP H053047 A JPH053047 A JP H053047A JP 3027497 A JP3027497 A JP 3027497A JP 2749791 A JP2749791 A JP 2749791A JP H053047 A JPH053047 A JP H053047A
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- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
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- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蓄電器の性質を有し、１次・２次電池に近い
電気保存能力をもち、永いサイクル寿命をもった電気保
持体を得ること。 【構成】 一対の電極取り出しターミナルを設けた電池
内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜
を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミナ
ルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池で
あって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性炭
粉末を圧着して固型化したものを核とし、この核の外殻
材として、電解液と誘電材とをゲル化せしめたもの、ガ
ラス等の誘電粉体に酸又はアルカリの電解液をまぶしゲ
ル化せしめたもの、酸又はアルカリの電解液とガラス等
の誘電粉体とカーボン粉体との混合体とをゲル化したも
の、酸又はアルカリ電解液に該電解液のイオン化を促進
する添加剤を加えた液体をガラス等の誘電粉体にまぶし
ゲル化したものを用いた。
電気保存能力をもち、永いサイクル寿命をもった電気保
持体を得ること。 【構成】 一対の電極取り出しターミナルを設けた電池
内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜
を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミナ
ルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池で
あって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性炭
粉末を圧着して固型化したものを核とし、この核の外殻
材として、電解液と誘電材とをゲル化せしめたもの、ガ
ラス等の誘電粉体に酸又はアルカリの電解液をまぶしゲ
ル化せしめたもの、酸又はアルカリの電解液とガラス等
の誘電粉体とカーボン粉体との混合体とをゲル化したも
の、酸又はアルカリ電解液に該電解液のイオン化を促進
する添加剤を加えた液体をガラス等の誘電粉体にまぶし
ゲル化したものを用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁層を介してカーボ
ン電極を相対峙させる形式の電気二重層蓄電器の改良に
関する。
ン電極を相対峙させる形式の電気二重層蓄電器の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電気を蓄えるものとして、電池
とキャパシターが知られている。そのうち電池は、二次
電池においてのみ多少電荷の復元をなすことが可能であ
るが、元来一方向性の化学変化による作用なので、例え
ば図４に示すように、その蓄電能力は有限である。
とキャパシターが知られている。そのうち電池は、二次
電池においてのみ多少電荷の復元をなすことが可能であ
るが、元来一方向性の化学変化による作用なので、例え
ば図４に示すように、その蓄電能力は有限である。
【０００３】他方、キャパシターは、電気的時定数を整
えることを元来目的としており、例えば図５に見るよう
に、極めて短時間に充・放電を完了し、且つこれを繰り
返すものとして知られている。
えることを元来目的としており、例えば図５に見るよう
に、極めて短時間に充・放電を完了し、且つこれを繰り
返すものとして知られている。
【０００４】この両者の特性を兼ね備えているものが電
気二重層蓄電器で、例えば米国特許第３５３６９６３号
公報に記載されている。
気二重層蓄電器で、例えば米国特許第３５３６９６３号
公報に記載されている。
【０００５】なお、我が国では、シリコン単結晶・多結
晶・非結晶（アモルファス）のＰ−Ｎ接合ウエーハを太
陽電池と称しているが、これは前述した本来的な電池で
はなく、ソーラーセル、或いはソーラーボルタイックセ
ルといった所謂起電体であり、電圧を発生する能力はあ
るが、そこに生じた電荷を蓄えておく能力はない。
晶・非結晶（アモルファス）のＰ−Ｎ接合ウエーハを太
陽電池と称しているが、これは前述した本来的な電池で
はなく、ソーラーセル、或いはソーラーボルタイックセ
ルといった所謂起電体であり、電圧を発生する能力はあ
るが、そこに生じた電荷を蓄えておく能力はない。
【０００６】さて、前記電気二重層蓄電器は、図６及び
図７に示すように、一対の電極取り出しターミナル１，
１間に、絶縁膜２を挟んでカーボン電極３，３を充填し
て構成されており、上記絶縁膜２によって、カーボン電
極３，３が二重に区分された二重層となされている。図
６において、４，４はゴム、５，５は端子、７，７はゲ
ル化域である。上記電気二重層蓄電器には、電離性のよ
い（抵抗の低い）酸、例えば硫酸や、アルカリ、例えば
アンモニウム塩のプロピレングリコール液等の電解液が
用いられていて、当該電解液をカーボン電極に浸透させ
て一極が構成されている。また、絶縁膜としては、マイ
ラーのような小粒イオンのみが通過可能な薄膜が用いら
れている。
図７に示すように、一対の電極取り出しターミナル１，
１間に、絶縁膜２を挟んでカーボン電極３，３を充填し
て構成されており、上記絶縁膜２によって、カーボン電
極３，３が二重に区分された二重層となされている。図
６において、４，４はゴム、５，５は端子、７，７はゲ
ル化域である。上記電気二重層蓄電器には、電離性のよ
い（抵抗の低い）酸、例えば硫酸や、アルカリ、例えば
アンモニウム塩のプロピレングリコール液等の電解液が
用いられていて、当該電解液をカーボン電極に浸透させ
て一極が構成されている。また、絶縁膜としては、マイ
ラーのような小粒イオンのみが通過可能な薄膜が用いら
れている。
【０００７】そして、両電極に外部から電圧をかける
と、電解液に希硫酸を用いたものでは、図８に示すよう
な化学変化を生じる。すなわち、Ｈ2Ｏ＋Ｈ2ＳＯ4→Ｈ+
＋Ｈ2Ｏ＋ＨＳＯ4 -となって水素イオンを生じ、この水
素イオンの一部が中央の膜を通り抜けてマイナス側（図
の左側）へ移動する。つまり、大容量蓄電器と、化学変
化による＋−イオンの発生・移動による電圧発生とが共
存する。そこでこの現象を電気二重層と指称している。
と、電解液に希硫酸を用いたものでは、図８に示すよう
な化学変化を生じる。すなわち、Ｈ2Ｏ＋Ｈ2ＳＯ4→Ｈ+
＋Ｈ2Ｏ＋ＨＳＯ4 -となって水素イオンを生じ、この水
素イオンの一部が中央の膜を通り抜けてマイナス側（図
の左側）へ移動する。つまり、大容量蓄電器と、化学変
化による＋−イオンの発生・移動による電圧発生とが共
存する。そこでこの現象を電気二重層と指称している。
【０００８】上記電気二重層蓄電器には、従来、上述の
ように電極としてカーボンが用いられている。これは、
カーボンが、比重が軽い、導電性がよい、化学的
に侵されにくい、酸化されにくい、細かい球形を作
りやすい等、多くの利点を有しているためである。
ように電極としてカーボンが用いられている。これは、
カーボンが、比重が軽い、導電性がよい、化学的
に侵されにくい、酸化されにくい、細かい球形を作
りやすい等、多くの利点を有しているためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記カーボン電
極を用いた従来の電気二重層蓄電器は、ペースト状の炭
素（カーボンペースト）で電極を構成しているので、大
きな容量が得られないという欠点がある。つまり、従来
の電気二重層蓄電器は所謂キャパシターであって、蓄電
体ではない。更に、キャパシターの生命である電圧の立
ち上りが悪く、且つ誘電率も悪いので、実際は実用性に
乏しく、高いパワーを採ることは無論不可能であった。
極を用いた従来の電気二重層蓄電器は、ペースト状の炭
素（カーボンペースト）で電極を構成しているので、大
きな容量が得られないという欠点がある。つまり、従来
の電気二重層蓄電器は所謂キャパシターであって、蓄電
体ではない。更に、キャパシターの生命である電圧の立
ち上りが悪く、且つ誘電率も悪いので、実際は実用性に
乏しく、高いパワーを採ることは無論不可能であった。
【００１０】また、従来の電気二重層蓄電器では、その
電極取り出しターミナルに、銅、アルミニウム、スズ、
チタン、ニッケル、クロム、タングステン、コバルト、
或いはこれらの合金が用いられているが、上述のよう
に、ペースト状の炭素で電極を構成しているので、カー
ボン電極と電極取り出しターミナルとの接触抵抗が大き
く、したがって電気二重層蓄電器から大電流を発生せし
めようとする場合は、この部位において発熱する等、エ
ネルギーのロスを生じ、結局、従来のものでは大電流が
得られないし、これだけ実施しても尚難点がある。その
難点としては、電池に於ける電解液のリーク現象と、起
電反応を促進せしめる促進剤の添加を要することがあげ
られる。
電極取り出しターミナルに、銅、アルミニウム、スズ、
チタン、ニッケル、クロム、タングステン、コバルト、
或いはこれらの合金が用いられているが、上述のよう
に、ペースト状の炭素で電極を構成しているので、カー
ボン電極と電極取り出しターミナルとの接触抵抗が大き
く、したがって電気二重層蓄電器から大電流を発生せし
めようとする場合は、この部位において発熱する等、エ
ネルギーのロスを生じ、結局、従来のものでは大電流が
得られないし、これだけ実施しても尚難点がある。その
難点としては、電池に於ける電解液のリーク現象と、起
電反応を促進せしめる促進剤の添加を要することがあげ
られる。
【００１１】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、この種の電気二重層蓄電器を改良して、キャパシタ
ーとしてでなく、蓄電池（二次電池）として用いる電気
二重層電池を提供すべくなされた。
で、この種の電気二重層蓄電器を改良して、キャパシタ
ーとしてでなく、蓄電池（二次電池）として用いる電気
二重層電池を提供すべくなされた。
【００１２】
【課題を解決するための手段】すなわち、本願は一対の
電極取り出しターミナルを設けた電池内にカーボン電極
を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜を設け、当該カー
ボン電極を前記電極取り出しターミナルに対応させて二
重に区分する形式の電気二重層電池であって、前記カー
ボン電極を、直径１０μ以下の活性炭粉末を圧着して固
型化したものを核とし、電解液と誘電材とをゲル化せし
めたものを前記核の外殻材とした電気二重層電池を第１
の発明とし、一対の電極取り出しターミナルを設けた電
池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁
膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミ
ナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池
であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性
炭粉末を固型化したものを核とし、ガラス等の誘電粉体
に酸又はアルカリの電解液をまぶしゲル化せしめたもの
を前記核の外殻材とした電気二重層電池を第２の発明と
し、一対の電極取り出しターミナルを設けた電池内にカ
ーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜を設
け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミナルに
対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池であっ
て、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性炭粉末
を固型化したものを核とし、酸又はアルカリの電解液と
ガラス等の誘電粉体とカーボン粉体との混合体とをゲル
化し、前記核の外殻材とした電気二重層電池を第３の発
明とし、更に、一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を固型化したものを核とし、酸又はアルカリ電
解液に該電解液のイオン化を促進する添加剤を加えた液
体をガラス等の誘電粉体にまぶしゲル化したものを前記
核の外殻材とした電気二重層電池を第４の発明とするも
のである。
電極取り出しターミナルを設けた電池内にカーボン電極
を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜を設け、当該カー
ボン電極を前記電極取り出しターミナルに対応させて二
重に区分する形式の電気二重層電池であって、前記カー
ボン電極を、直径１０μ以下の活性炭粉末を圧着して固
型化したものを核とし、電解液と誘電材とをゲル化せし
めたものを前記核の外殻材とした電気二重層電池を第１
の発明とし、一対の電極取り出しターミナルを設けた電
池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁
膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミ
ナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池
であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性
炭粉末を固型化したものを核とし、ガラス等の誘電粉体
に酸又はアルカリの電解液をまぶしゲル化せしめたもの
を前記核の外殻材とした電気二重層電池を第２の発明と
し、一対の電極取り出しターミナルを設けた電池内にカ
ーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶縁膜を設
け、当該カーボン電極を前記電極取り出しターミナルに
対応させて二重に区分する形式の電気二重層電池であっ
て、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活性炭粉末
を固型化したものを核とし、酸又はアルカリの電解液と
ガラス等の誘電粉体とカーボン粉体との混合体とをゲル
化し、前記核の外殻材とした電気二重層電池を第３の発
明とし、更に、一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を固型化したものを核とし、酸又はアルカリ電
解液に該電解液のイオン化を促進する添加剤を加えた液
体をガラス等の誘電粉体にまぶしゲル化したものを前記
核の外殻材とした電気二重層電池を第４の発明とするも
のである。
【００１３】
【作用・効果】本発明は、直径１０μ以下の活性炭粉末
を圧着して固型化し、これに電解液を浸透せしめてカー
ボン電極を構成したので、多孔質の活性炭があたかもコ
ークスや軽石のようになってこれが電極として形成さ
れ、したがって、第１に、実質面積が大きく採れるの
で、これに伴い容量が電極面積に比例して増大する。細
かい活性炭の表面積は６００〜２０００ｍ2／ｇにもな
り、これはカーボンペースト状電極をもつ従来の電気二
重層蓄電器の数十倍から数百倍にも増大し、更に内部抵
抗を百分の１以下に下げることが可能となる。
を圧着して固型化し、これに電解液を浸透せしめてカー
ボン電極を構成したので、多孔質の活性炭があたかもコ
ークスや軽石のようになってこれが電極として形成さ
れ、したがって、第１に、実質面積が大きく採れるの
で、これに伴い容量が電極面積に比例して増大する。細
かい活性炭の表面積は６００〜２０００ｍ2／ｇにもな
り、これはカーボンペースト状電極をもつ従来の電気二
重層蓄電器の数十倍から数百倍にも増大し、更に内部抵
抗を百分の１以下に下げることが可能となる。
【００１４】第２に、電極を固型化することにより、電
気保持体自体の大型化が可能となる。すなわち、従来の
ペースト状電極の場合は、固型電極としての機能に必要
なカーボンの密度を確保するためには、およそ１０〜１
００ｋｇ／ｃｍ2の荷重を電極に掛けなければならない
ため、大型化、大電力化には問題があったが、本発明に
よれば、これを解決することができる。
気保持体自体の大型化が可能となる。すなわち、従来の
ペースト状電極の場合は、固型電極としての機能に必要
なカーボンの密度を確保するためには、およそ１０〜１
００ｋｇ／ｃｍ2の荷重を電極に掛けなければならない
ため、大型化、大電力化には問題があったが、本発明に
よれば、これを解決することができる。
【００１５】第３に、電極の固型化と相俟て、電解液の
リークを除去し且つ必要に応じてイオン化促進剤を添加
した前記固型化された核電極の周囲に電解液をゲル化し
た外周材を備えたところ、極めて電気的に安定なかつ、
数千ファラッドにも及ぶ大容量をもつ電池を得ることが
出来た。
リークを除去し且つ必要に応じてイオン化促進剤を添加
した前記固型化された核電極の周囲に電解液をゲル化し
た外周材を備えたところ、極めて電気的に安定なかつ、
数千ファラッドにも及ぶ大容量をもつ電池を得ることが
出来た。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明を実施した電気二重層電池を
示す図で、従来の電気二重層蓄電器と同様に、一対の電
極取り出しターミナル１，１間に、絶縁膜２を挟んでカ
ーボン電極３，３を充填して構成されるものであり、こ
の絶縁膜２によって、カーボン電極３，３が二重に区分
されて二重層に形成されている。なお、４，４はゴムで
ある。
示す図で、従来の電気二重層蓄電器と同様に、一対の電
極取り出しターミナル１，１間に、絶縁膜２を挟んでカ
ーボン電極３，３を充填して構成されるものであり、こ
の絶縁膜２によって、カーボン電極３，３が二重に区分
されて二重層に形成されている。なお、４，４はゴムで
ある。
【００１７】そして、絶縁膜２は、前述のように、マイ
ラーのような小粒イオンのみが通過可能な薄膜を用い、
電解液としては希硫酸を使用している。
ラーのような小粒イオンのみが通過可能な薄膜を用い、
電解液としては希硫酸を使用している。
【００１８】カーボン電極３，３は、直径１０μ以下の
直径を有する球状活性炭粉末に圧力を掛けて（圧着し
て）固型化した（固体とした）ものに電解液を浸透せし
めて構成され、実施例では、縦６０ｍｍ、横４０ｍｍ、
厚さ８ｍｍの多孔質の活性炭電極となされている。
直径を有する球状活性炭粉末に圧力を掛けて（圧着し
て）固型化した（固体とした）ものに電解液を浸透せし
めて構成され、実施例では、縦６０ｍｍ、横４０ｍｍ、
厚さ８ｍｍの多孔質の活性炭電極となされている。
【００１９】また、固体化された活性炭塊をとりまくよ
うに１０μ程度以下の直径を有する球状ガラス体、或い
はプラスチック体等の誘電体に電解液をまぶした外殻体
を前記活性炭塊と密着するごとく備えた電極を構成する
ものである。この外殻体には必要に応じ核と同質のカー
ボン粉体を入れたり、電池活性剤として亜鉛、カドミウ
ム、リチウム、白金、ロジウム等を加えて電解液の分離
（希硫酸に於てはＨ+とＨＳＯ4 -のイオン化）を促進す
る剤・材を添加すれば尚効果的である。
うに１０μ程度以下の直径を有する球状ガラス体、或い
はプラスチック体等の誘電体に電解液をまぶした外殻体
を前記活性炭塊と密着するごとく備えた電極を構成する
ものである。この外殻体には必要に応じ核と同質のカー
ボン粉体を入れたり、電池活性剤として亜鉛、カドミウ
ム、リチウム、白金、ロジウム等を加えて電解液の分離
（希硫酸に於てはＨ+とＨＳＯ4 -のイオン化）を促進す
る剤・材を添加すれば尚効果的である。
【００２０】６は電極棒で、前記電極取り出しターミナ
ル１，１同様炭素又は炭素と第IV族金属との複合体から
なるものである。この実施例では、電極棒６の全部が炭
素と第IV族金属との複合体で形成されている。そして、
この電極棒６は、前記電極取り出しターミナルを挿通し
て、カーボン電極３，３に取り付けられている。実施例
では、カーボン電極３，３にねじ穴をあけ、他方、電極
棒６の端部にねじ切りをなし、この電極棒６をカーボン
電極３に螺着して取り付けている。電極棒６は、前述の
ように炭素のみで形成してよいが、これに第IV族金属を
用いて複合体とした場合は、縦方向のみならず、横方向
からの圧力に対し一層の剛性を付与することができる。
ル１，１同様炭素又は炭素と第IV族金属との複合体から
なるものである。この実施例では、電極棒６の全部が炭
素と第IV族金属との複合体で形成されている。そして、
この電極棒６は、前記電極取り出しターミナルを挿通し
て、カーボン電極３，３に取り付けられている。実施例
では、カーボン電極３，３にねじ穴をあけ、他方、電極
棒６の端部にねじ切りをなし、この電極棒６をカーボン
電極３に螺着して取り付けている。電極棒６は、前述の
ように炭素のみで形成してよいが、これに第IV族金属を
用いて複合体とした場合は、縦方向のみならず、横方向
からの圧力に対し一層の剛性を付与することができる。
【００２１】更に本実施例に於ては、図６で７，７とし
て示す電極を用いている。すなわち、カーボン電極３の
まわりに、１μ程度のガラス粉末５０％と０．７μ程度
のカーボン粉体５０％との混合体に希硫酸をまぶし、ゲ
ル化した外殻材を圧着した厚さ約１．５ｍｍの電極７，
７を構成しアルミ管の中に納めた。この場合、例えば亜
鉛粉末を少量加えてイオン化を促進してやれば更に効果
があがることが予想される。
て示す電極を用いている。すなわち、カーボン電極３の
まわりに、１μ程度のガラス粉末５０％と０．７μ程度
のカーボン粉体５０％との混合体に希硫酸をまぶし、ゲ
ル化した外殻材を圧着した厚さ約１．５ｍｍの電極７，
７を構成しアルミ管の中に納めた。この場合、例えば亜
鉛粉末を少量加えてイオン化を促進してやれば更に効果
があがることが予想される。
【００２２】この実施例に示す本発明の電気二重層電池
において、１．５Ｖの電圧を両電極に与えたとき、極め
て大きな容量（この例では４０００ファラッド）の電気
が蓄えられたことを確認した。
において、１．５Ｖの電圧を両電極に与えたとき、極め
て大きな容量（この例では４０００ファラッド）の電気
が蓄えられたことを確認した。
【００２３】更に、この実施例の構造の場合、図２に示
す電圧・時間の特性が得られ、実際には６Ｖ、７００ｍ
Ａの負荷を４時間持続稼働せしめ得る電池を構成するに
至った。
す電圧・時間の特性が得られ、実際には６Ｖ、７００ｍ
Ａの負荷を４時間持続稼働せしめ得る電池を構成するに
至った。
【００２４】本発明は、直径１０μ以下の活性炭粉末を
圧着して固型化し、これに電解液を浸透せしめてカーボ
ン電極を構成したので、多孔質の活性炭があたかもコー
クスや軽石のようになってこれが電極として形成され、
したがって、実質面積が大きく採れるので、これに伴い
蓄電器の容量が電極面積に比例して増大し、細かい活性
炭の表面積は６００〜２０００ｍ2／ｇにもなり、これ
はカーボンペースト状電極をもつ従来の電気二重層蓄電
器の数十倍から数百倍にも増大し、更に内部抵抗を百分
の１以下に下げることが可能となる。
圧着して固型化し、これに電解液を浸透せしめてカーボ
ン電極を構成したので、多孔質の活性炭があたかもコー
クスや軽石のようになってこれが電極として形成され、
したがって、実質面積が大きく採れるので、これに伴い
蓄電器の容量が電極面積に比例して増大し、細かい活性
炭の表面積は６００〜２０００ｍ2／ｇにもなり、これ
はカーボンペースト状電極をもつ従来の電気二重層蓄電
器の数十倍から数百倍にも増大し、更に内部抵抗を百分
の１以下に下げることが可能となる。
【００２５】また、電極を固型化することにより、電気
保持体自体の大型化が可能となる。すなわち、従来のペ
ースト状電極の場合は、固型電極としての機能に必要な
カーボンの密度を確保するためには、およそ１０〜１０
０ｋｇ／ｃｍ2の荷重を電極に掛けなければならないた
め、大型化、大電力化には問題があったが、本発明によ
れば、これを解決することができ、したがって、リーク
の極めて少ない且つ安定な供給電流を負荷に与え得る電
池が得られる。
保持体自体の大型化が可能となる。すなわち、従来のペ
ースト状電極の場合は、固型電極としての機能に必要な
カーボンの密度を確保するためには、およそ１０〜１０
０ｋｇ／ｃｍ2の荷重を電極に掛けなければならないた
め、大型化、大電力化には問題があったが、本発明によ
れば、これを解決することができ、したがって、リーク
の極めて少ない且つ安定な供給電流を負荷に与え得る電
池が得られる。
【００２６】前述のように、６Ｖ、７００ｍＡの負荷を
４時間持続稼働せしめ得る電池を構成する本発明は、今
迄のマイコンのバックアップ電源等に用いられた電気二
重層蓄電器とはその趣が全く異なり、機械系の駆動電源
等の大電力機器に用いることが可能となる。もっとも、
本発明の電気二重層電池の場合は、電圧を上げるため
に、これをシリーズに接続するとその容量は減少する。
例えば、電気二重層電池一組のもつ起電力が１．２Ｖ、
内部抵抗４００ｍΩ、容量４０００Ｆとすると、出力６
Ｖ、３Ａの電池を得るには５組シリーズに接続すればよ
く、この場合、容量は８００Ｆとなる。ところで、６
Ｖ、３Ａの電池を得る場合、第１次電池１個で構成する
のは難しいし、第２次電池で構成する場合も自動車バッ
テリーのように大型で重いものとならざるを得ない。こ
れを軽量に済ませ得るものとして太陽電池セルがある。
４時間持続稼働せしめ得る電池を構成する本発明は、今
迄のマイコンのバックアップ電源等に用いられた電気二
重層蓄電器とはその趣が全く異なり、機械系の駆動電源
等の大電力機器に用いることが可能となる。もっとも、
本発明の電気二重層電池の場合は、電圧を上げるため
に、これをシリーズに接続するとその容量は減少する。
例えば、電気二重層電池一組のもつ起電力が１．２Ｖ、
内部抵抗４００ｍΩ、容量４０００Ｆとすると、出力６
Ｖ、３Ａの電池を得るには５組シリーズに接続すればよ
く、この場合、容量は８００Ｆとなる。ところで、６
Ｖ、３Ａの電池を得る場合、第１次電池１個で構成する
のは難しいし、第２次電池で構成する場合も自動車バッ
テリーのように大型で重いものとならざるを得ない。こ
れを軽量に済ませ得るものとして太陽電池セルがある。
【００２７】すなわち、地球上、南北各緯度７５度内の
太陽エネルギーの平均は、１０００Ｗ（１ｋＷ）／ｍ2
であり、昨今、ソーラーセル起電体の変換効率は単結晶
ウエーハで１８〜２０％、多結晶ウエーハで１５〜１８
％、アモルファスウエーハで６〜９％となっている。
今、多結晶ウエーハで１５％のものを例にとってみる
と、１５０Ｗ／ｍ2となる。ソーラーセルを、１０ｃｍ
×１０ｃｍのウエーハを１単位とすると、１単位あたり
１．５Ｗの電力が得られる。実測では、この１０ｃｍ×
１０ｃｍのウエーハからの発生電力は０．５Ｖであるの
で、電流は最大３Ａのものが得られる。この１０ｃｍ角
のソーラーセルを例えば１２枚直列に並べると、６Ｖ、
３Ａという大きなエネルギーが生じる。このようなエネ
ルギーに対応し、このエネルギーを保持する有機体は、
本発明に係る電気二重層電池が最適となる。しかもこの
電池は、従来の蓄電池や乾電池と異なり、永久保持型
で、太陽の存在する間は使用できるものである。これを
示したものが図３で、図中、Ｖｍｉｎは最小稼働電圧を
表わすものである。
太陽エネルギーの平均は、１０００Ｗ（１ｋＷ）／ｍ2
であり、昨今、ソーラーセル起電体の変換効率は単結晶
ウエーハで１８〜２０％、多結晶ウエーハで１５〜１８
％、アモルファスウエーハで６〜９％となっている。
今、多結晶ウエーハで１５％のものを例にとってみる
と、１５０Ｗ／ｍ2となる。ソーラーセルを、１０ｃｍ
×１０ｃｍのウエーハを１単位とすると、１単位あたり
１．５Ｗの電力が得られる。実測では、この１０ｃｍ×
１０ｃｍのウエーハからの発生電力は０．５Ｖであるの
で、電流は最大３Ａのものが得られる。この１０ｃｍ角
のソーラーセルを例えば１２枚直列に並べると、６Ｖ、
３Ａという大きなエネルギーが生じる。このようなエネ
ルギーに対応し、このエネルギーを保持する有機体は、
本発明に係る電気二重層電池が最適となる。しかもこの
電池は、従来の蓄電池や乾電池と異なり、永久保持型
で、太陽の存在する間は使用できるものである。これを
示したものが図３で、図中、Ｖｍｉｎは最小稼働電圧を
表わすものである。
【００２８】このように、本発明の電気二重層電池は、
蓄電器の性質を有するとともに、限りなく１次・２次電
池に近い電気保存能力をもち、しかも永いサイクル寿命
をもった極めてクリーンな電気保持体である。
蓄電器の性質を有するとともに、限りなく１次・２次電
池に近い電気保存能力をもち、しかも永いサイクル寿命
をもった極めてクリーンな電気保持体である。
【図１】本発明を実施した電気二重層電池を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る電気二重層電池の電圧・時間の特
性図である。
性図である。
【図３】太陽電池の永久繰り返し使用を示す電圧・時間
の関連図である。
の関連図である。
【図４】第１次・第２次電池の電圧・時間の関連図であ
る。
る。
【図５】一般キャパシターの電圧・時間の関連図であ
る。
る。
【図６】従来の電気二重層蓄電器を示す図である。
【図７】同上の電気的構成図である。
【図８】同上の化学変化を示す図である。
１ 電極取り出しターミナル
２ 絶縁膜
３ カーボン電極
６ 電極棒
Claims (4)
- 【請求項１】 一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を圧着して固型化したものを核とし、電解液と
誘電材とをゲル化せしめたものを前記核の外殻材とした
ことを特徴とする電気二重層電池。 - 【請求項２】 一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を固型化したものを核とし、ガラス等の誘電粉
体に酸又はアルカリの電解液をまぶしゲル化せしめたも
のを前記核の外殻材としたことを特徴とする電気二重層
電池。 - 【請求項３】 一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を固型化したものを核とし、酸又はアルカリの
電解液とガラス等の誘電粉体とカーボン粉体との混合体
とをゲル化し、前記核の外殻材としたことを特徴とする
電気二重層電池。 - 【請求項４】 一対の電極取り出しターミナルを設けた
電池内にカーボン電極を充填し、該カーボン電極間に絶
縁膜を設け、当該カーボン電極を前記電極取り出しター
ミナルに対応させて二重に区分する形式の電気二重層電
池であって、前記カーボン電極を、直径１０μ以下の活
性炭粉末を固型化したものを核とし、酸又はアルカリ電
解液に該電解液のイオン化を促進する添加剤を加えた液
体をガラス等の誘電粉体にまぶしゲル化したものを前記
核の外殻材としたことを特徴とする電気二重層電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3027497A JP3003712B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 電気二重層電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3027497A JP3003712B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 電気二重層電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053047A true JPH053047A (ja) | 1993-01-08 |
| JP3003712B2 JP3003712B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=12222780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3027497A Expired - Fee Related JP3003712B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 電気二重層電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3003712B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329500A (ja) * | 1998-05-14 | 1999-11-30 | Sony Corp | 固体電解質電池 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53856A (en) * | 1976-06-23 | 1978-01-07 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Wet electrolytic capacitor |
| JPS5797612A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-17 | Nippon Electric Co | Carbon paste electrode |
| JPS58209107A (ja) * | 1982-05-03 | 1983-12-06 | ザ・スタンダ−ド・オイル・カンパニ− | 改良された二重層エネルギ−貯蔵装置 |
| JPS60235419A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | エルナ−株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
| JPS63110622A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-16 | 松下電器産業株式会社 | 分極性電極 |
| JPS63186414A (ja) * | 1987-01-28 | 1988-08-02 | 松下電器産業株式会社 | 電気二重層キヤパシタ |
| JPH0214506A (ja) * | 1988-03-24 | 1990-01-18 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | ゲル状電解液 |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP3027497A patent/JP3003712B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3003712B2 (ja) | 2000-01-31 |
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