JPH07106206A - 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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JPH07106206A
JPH07106206A JP5249641A JP24964193A JPH07106206A JP H07106206 A JPH07106206 A JP H07106206A JP 5249641 A JP5249641 A JP 5249641A JP 24964193 A JP24964193 A JP 24964193A JP H07106206 A JPH07106206 A JP H07106206A
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JP
Japan
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electric double
double layer
layer capacitor
internal resistance
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JP5249641A
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Yoshihiro Kobayashi
吉広 小林
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
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    • H01G11/22—Electrodes
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Abstract

(57)【要約】 【目的】電気二重層コンデンサの内部抵抗低減を目的と
する。 【構成】本発明は、電気二重層コンデンサの構成部品で
あるセパレータをディンプル形状にすることによって、
その面積を拡大して内部抵抗を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、充放電可能な電源用と
して有用な電気二重層コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気二重層コンデンサは、図３に
示すように、活性炭に硫酸を含浸させた分極性電極１
ａ，１ｂを二分するセパレータ２ｃと、分極性電極１
ａ，１ｂを外部と接続する外部電極３ａ，３ｂおよびこ
れをケーシングする外装ケース４より構成されている。
セパレータ２ｃは、エッチング処理等によりイオン透
過，電子不透過の微細な孔を有するポリエチレン等の絶
縁性フィルムである。外部電極３ａ，３ｂはカーボン等
の耐酸性導電電極であり、外装ケース４も耐酸性のプラ
スチックケースである。
【０００３】この電気二重層コンデンサは、外部電極３
ａをプラスに、外部電極３ｂをマイナスに充電すると分
極性電極１ａの活性炭表面がプラスに、分極性電極１ｂ
の活性炭表面がマイナスに帯電する。電気二重層コンデ
ンサは、この活性炭と電解液の硫酸の界面に生ずる電気
二重層を利用したコンデンサであり、活性炭のような１
０００ｍ2 ／ｇの比表面積が大きい材料を電極とて用い
ているので、２０〜４０μＦ／ｃｍ2 の大容量が得ら
れ、結果的に活性炭１ｇ当たり２００〜４００Ｆの大容
量が得られることが特長のコンデンサである。このよう
に大容量を得られるが故、簡単な電源として各種電子回
路に広く使用されている。
【０００４】ところで、このコンデンサの充放電性能は
主にコンデンサの内部抵抗に依存し、低抵抗なものほど
大電流の急速充放電が可能である。上述した従来の電気
二重層コンデンサの場合、内部抵抗はセパレータ２ｃの
微細な孔を通過するイオンの量に依存する。従って、セ
パレータ２ｃの孔の数を多くしたり孔を大きくする等の
方法はあるが、現状の技術レベルでは、セパレータ２ｃ
の大きさが２０ｃｍ2の場合、内部抵抗は３ｍΩ程度で
あり数アンペアの充放電電流の通電が限界であった。ま
た、原理上、硫酸を用いている電気二重層コンデンサの
耐電圧は１．２Ｖであるため、使用電圧に応じ複数個直
列に図３に示すコンデンサを接続しなければならず、内
部抵抗の低下は極めて大きな問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の電気二重層
コンデンサでは、セパレータ２ｃを通過するイオンの量
で内部抵抗の大きさが決まっており、かつ耐電圧を確保
するため耐電圧の分だけ必要個数直列にコンデンサユニ
ットを接続しなければならなかった。例えば、硫酸を電
解液に用いた場合の耐電圧は約１．２Ｖであるため、５
Ｖの充放電回路が必要な回路ではコンデンサユニットを
５個直列に接続しなければならず、内部抵抗が単純に５
倍となり充放電電流の大きなものには使用できなかっ
た。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層コン
デンサは、活性炭を主体とする対向する二つの分極性電
極間をイオン透過、電子不透過のセパレータで隔離し、
分極性電極と電解液との界面に生ずる電気二重層を利用
したもので、セパレータにディンプル加工を施こしたこ
とを特徴としている。
【０００７】また、本発明は分極性電極を相対して、く
し状に複数枚交互にセパレータを介して入り組ませた積
層構造を特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明はイオンの通過するセパレータの孔の大
きさは変えず、ディンプル加工または分極性電極と交互
に入り組んだ形状にしてセパレータの面積を拡大したも
のである。したがって、セパレータの面積が２倍になれ
ば内部抵抗は１／２に、１０倍になれば１／１０に低下
させることができ大電流の充放電が可能となる。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の電気二重層コンデン
サの断面図である。このコンデンサの製造に当たって
は、先ず粉末活性炭を約１５０℃の温度でディンプル加
工が施された金型内で１０分間プレスした後９００℃で
焼結させ、分極性電極１ａ，１ｂを形成する。次にこの
分極性電極１ａ，１ｂの一部に切削加工を施し外部電極
３ａ，３ｂと接続する。一方、セパレータ２ａは化学的
にエッチング処理させ、微細孔の設けられたポリエチレ
ンのような合成樹脂であり、シート状に切断する際、切
断金型の内面の一部に設けられたディンプル形凹凸によ
って粉末活性炭と同様な形状に変形させる。この際、金
型の温度は１００℃前後で行うのが良い。
【００１０】このようにしてディンプル加工されたセパ
レータ２ａを外装ケース４内にエポキシ樹脂等を用い取
り付ける。次にセパレータ２ａによって仕切られた外層
ケース４内にセパレータ２ａのディンプル形状にフィッ
トするようディンプル加工された分極性電極１ａ，１ｂ
を挿入し、電解液である硫酸を外装ケース４内に注入す
る。このような加工工程を経た後、外部電極３ａ，３ｂ
と外装ケース４の合せ面や硫酸注入部をエポキシ樹脂等
で封止して製品が出来上がる。
【００１１】このようにして出来上がった製品の内部抵
抗は、セパレータ２ａの面積に逆比例し、セパレータ２
ａの面積がディンプル加工によって３倍程度となり、従
来３ｍΩ程度の内部抵抗が１ｍΩ程度に低減する。
【００１２】次に本発明の第２の実施例の電気二重層コ
ンデンサについて、図２を用いて説明する。この第２の
実施例は上述した第１の実施例に対し、粉末活性炭と硫
酸を混合した分極性電極１ａ，１ｂをセパレータ２ｂ上
に繰り返し印刷し積層構造にしたものである。この場
合、セパレータ２ｂと外装ケース４とは耐酸性の樹脂を
用い、電極１ａが電極１ｂに移動しないように完全にシ
ーリングする。この第２の実施例は第１の実施例に比べ
更にセパレータの面積を大きくできるので、内部抵抗を
著しく低減させることが出来る。実際に第２の実施例の
場合、セパレータ２ｂの面積は従来のセパレータ２ｃに
比べ１０倍程度に拡大可能なため内部抵抗も０．３ｍΩ
程度となり、電気自動車等を駆動するために必要な２０
０〜３００Ａの通電が可能とする。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、飛
躍的にセパレータの面積を拡大できるので、内部抵抗の
低下、大電流の供給が可能な電気二重層コンデンサを得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す断面図である。
【図３】従来の電気二重層コンデンサを示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 分極性電極 ２ａ，２ｂ，２ｃ セパレータ ３ａ，３ｂ 外部電極 ４ 外装ケース

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性炭を主体とする対向する二つの分極
    性電極間をイオン透過、電子不透過のセパレータで隔離
    し、前記分極性電極と電解液との界面に生ずる電気二重
    層を利用した電気二重層コンデンサにおいて、前記セパ
    レータにディンプル加工を施すことを特徴とする電気二
    重層コンデンサ。
  2. 【請求項２】 分極性電極とセパレータと電解液から成
    る電気二重層コンデンサにおいて、前記分極性電極を相
    対させてくし状に複数枚交互に前記セパレータを介して
    入り組ませた積層構造としたことを特徴とする電気二重
    層コンデンサ。
JP5249641A 1993-10-06 1993-10-06 電気二重層コンデンサ Pending JPH07106206A (ja)

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Effective date: 19970107