JPH11154628A - 電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着剤 - Google Patents
電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着剤Info
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- JPH11154628A JPH11154628A JP9319284A JP31928497A JPH11154628A JP H11154628 A JPH11154628 A JP H11154628A JP 9319284 A JP9319284 A JP 9319284A JP 31928497 A JP31928497 A JP 31928497A JP H11154628 A JPH11154628 A JP H11154628A
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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
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 炭素電極と集電体との間に生じる応力を吸収
して剥がれにくく、抵抗が増大しにくい電気二重層コン
デンサ、炭素電極及び導電性接着剤を提供する。 【解決手段】 ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）樹脂炭
化物焼結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極１
と集電体２とを接合する導電性接着剤３の主剤として、
弾力性のある樹脂を使用する。シリコーン系樹脂を使用
する。カーボンブラックを５〜１０ｗｔ％添加すること
が好ましい。
して剥がれにくく、抵抗が増大しにくい電気二重層コン
デンサ、炭素電極及び導電性接着剤を提供する。 【解決手段】 ＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）樹脂炭
化物焼結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極１
と集電体２とを接合する導電性接着剤３の主剤として、
弾力性のある樹脂を使用する。シリコーン系樹脂を使用
する。カーボンブラックを５〜１０ｗｔ％添加すること
が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ、炭素電極及び導電性接着剤であり、特に導電性接
着剤に特徴のある電気二重層コンデンサ及び炭素電極に
関する。
ンサ、炭素電極及び導電性接着剤であり、特に導電性接
着剤に特徴のある電気二重層コンデンサ及び炭素電極に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、活性炭の粉末
に電解液をしみこませ、活性炭と電解液の界面にできる
電気二重層の静電容量を利用したコンデンサである。耐
電圧、最高使用温度は、電解液の分解電圧・温度に依存
しており、定格電圧は数Ｖと低いが、ファラッドオーダ
の静電容量が容易に得られることから、電池の代わりに
半導体メモリ（Ｄ−ＲＡＭ）のバックアップ用等の低電
流密度の用途に多く用いられるようになっており、最近
では、もっと電流密度の高い用途、例えば車載鉛蓄電池
の代わり、にも使用することが研究されている。
に電解液をしみこませ、活性炭と電解液の界面にできる
電気二重層の静電容量を利用したコンデンサである。耐
電圧、最高使用温度は、電解液の分解電圧・温度に依存
しており、定格電圧は数Ｖと低いが、ファラッドオーダ
の静電容量が容易に得られることから、電池の代わりに
半導体メモリ（Ｄ−ＲＡＭ）のバックアップ用等の低電
流密度の用途に多く用いられるようになっており、最近
では、もっと電流密度の高い用途、例えば車載鉛蓄電池
の代わり、にも使用することが研究されている。
【０００３】従来、電気二重層コンデンサ用炭素電極と
して、活性炭にバインダを混入させ焼結したものや焼結
後に腑活処理（酸化による不純物除去処理）したものを
用いていた。しかし、これらの炭素電極を使用すると、
次のような問題点が生じていた。 ａ）活性炭はマクロポアが多く細孔体積比率が高いた
め、密度が低い。 ｂ）比表面積は大きいが細孔径の分布が広いため、電気
二重層コンデンサ用炭素電極として働く実効的な細孔は
少ない。 ｃ）焼結を促進する目的で比較的高温で焼結するため、
電気二重層コンデンサ用炭素電極として働く実効的な細
孔は少ない。 ｄ）低温（８５０℃以下）で焼結すると、グラファイト
化が進まないため、粒子間焼結強度がなく、そして、抵
抗値が高い。
して、活性炭にバインダを混入させ焼結したものや焼結
後に腑活処理（酸化による不純物除去処理）したものを
用いていた。しかし、これらの炭素電極を使用すると、
次のような問題点が生じていた。 ａ）活性炭はマクロポアが多く細孔体積比率が高いた
め、密度が低い。 ｂ）比表面積は大きいが細孔径の分布が広いため、電気
二重層コンデンサ用炭素電極として働く実効的な細孔は
少ない。 ｃ）焼結を促進する目的で比較的高温で焼結するため、
電気二重層コンデンサ用炭素電極として働く実効的な細
孔は少ない。 ｄ）低温（８５０℃以下）で焼結すると、グラファイト
化が進まないため、粒子間焼結強度がなく、そして、抵
抗値が高い。
【０００４】これらの問題点を解決するため、ＰＶＤＣ
（ポリ塩化ビニリデン）樹脂の炭化物を使用することが
提案されている（特開平７−２４９５５１号公報参
照）。ＰＶＤＣ樹脂（あるいは塩化ビニリデン系共重合
体）炭化物を使用すると、他の活性炭と比較して長所を
有しており、その理由として、次のことによるといわれ
ている。ＰＶＤＣ樹脂は、２つの脱塩酸反応温度を有し
ている。第一点は１８０℃から２５０℃で自己分子鎖内
での脱塩酸反応であり、第二点は４５０℃から５５０℃
での分子鎖間の脱塩酸反応で、その際分子間結合が生じ
ている。第一点の温度範囲で加熱すると脱塩酸反応によ
り細孔が形成され、その細孔は、３６Å以下のマイクロ
ポアとよばれるものであって、これが電気二重層コンデ
ンサ用炭素電極として使用されると電解液との界面とし
て有効に働く。このため、炭素電極としての腑活処理は
不必要である。また、第二点の温度範囲以上で加熱する
と、脱塩酸反応により有効マイクロポアを保持しつつ比
較的低温でも焼結を進行させることができる。このた
め、電気二重層コンデンサ用炭素電極には不要である大
きな径のメソポアやマクロポアの発生を抑えることがで
きる。このため、ＰＶＤＣ樹脂炭化物は、比表面積は活
性炭に比べて少ないが、焼結密度が活性炭に比べて高く
なり、体積あたりの容量は大きくなる。
（ポリ塩化ビニリデン）樹脂の炭化物を使用することが
提案されている（特開平７−２４９５５１号公報参
照）。ＰＶＤＣ樹脂（あるいは塩化ビニリデン系共重合
体）炭化物を使用すると、他の活性炭と比較して長所を
有しており、その理由として、次のことによるといわれ
ている。ＰＶＤＣ樹脂は、２つの脱塩酸反応温度を有し
ている。第一点は１８０℃から２５０℃で自己分子鎖内
での脱塩酸反応であり、第二点は４５０℃から５５０℃
での分子鎖間の脱塩酸反応で、その際分子間結合が生じ
ている。第一点の温度範囲で加熱すると脱塩酸反応によ
り細孔が形成され、その細孔は、３６Å以下のマイクロ
ポアとよばれるものであって、これが電気二重層コンデ
ンサ用炭素電極として使用されると電解液との界面とし
て有効に働く。このため、炭素電極としての腑活処理は
不必要である。また、第二点の温度範囲以上で加熱する
と、脱塩酸反応により有効マイクロポアを保持しつつ比
較的低温でも焼結を進行させることができる。このた
め、電気二重層コンデンサ用炭素電極には不要である大
きな径のメソポアやマクロポアの発生を抑えることがで
きる。このため、ＰＶＤＣ樹脂炭化物は、比表面積は活
性炭に比べて少ないが、焼結密度が活性炭に比べて高く
なり、体積あたりの容量は大きくなる。
【０００５】しかし、ＰＶＤＣ樹脂炭化物は、次のよう
な問題点を有している。 ａ）バインダレスであるため、成形しにくい。 ｂ）低温（８５０℃以下）での焼結ではグラファイトが
進まないため、オーミックな抵抗が高い。そのため高電
流密度においてはＩＲドロップが大きく容量が取り出せ
ない。 ｃ）ＰＶＤＣ樹脂炭化物は高密度に焼結できるが、粒子
間の空隙やマクロポアが少ないため拡散抵抗が高い。
な問題点を有している。 ａ）バインダレスであるため、成形しにくい。 ｂ）低温（８５０℃以下）での焼結ではグラファイトが
進まないため、オーミックな抵抗が高い。そのため高電
流密度においてはＩＲドロップが大きく容量が取り出せ
ない。 ｃ）ＰＶＤＣ樹脂炭化物は高密度に焼結できるが、粒子
間の空隙やマクロポアが少ないため拡散抵抗が高い。
【０００６】また、従来活性炭等からなる電気二重層コ
ンデンサ用炭素電極１と集電体２とを固定する接着剤３
として、カーボンブラック等の導電性物質を混ぜたエポ
キシ系導電性接着剤を使用していた。しかし、この導電
性接着剤３は、硬化時、接着剤中の樹脂の収縮で残留応
力が発生し、そして、特に集電体２としてガス不透過性
炭化物シートを使用すると、この集電体２は収縮するこ
とができない固い材質であるため、接着剤３の収縮応力
に応じて収縮しないので、接着を保つことができず、炭
素電極１と集電体２とは剥がれてしまうという問題点が
有った。また、炭素電極材料は電解液含浸時に膨潤し、
そのため炭素電極１と集電体２との間に剥がれ等の重大
な不良が発生しやすくなっていた。
ンデンサ用炭素電極１と集電体２とを固定する接着剤３
として、カーボンブラック等の導電性物質を混ぜたエポ
キシ系導電性接着剤を使用していた。しかし、この導電
性接着剤３は、硬化時、接着剤中の樹脂の収縮で残留応
力が発生し、そして、特に集電体２としてガス不透過性
炭化物シートを使用すると、この集電体２は収縮するこ
とができない固い材質であるため、接着剤３の収縮応力
に応じて収縮しないので、接着を保つことができず、炭
素電極１と集電体２とは剥がれてしまうという問題点が
有った。また、炭素電極材料は電解液含浸時に膨潤し、
そのため炭素電極１と集電体２との間に剥がれ等の重大
な不良が発生しやすくなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、炭素電極と
集電体との間に生じる応力を吸収して剥がれにくく、抵
抗が増大しにくい電気二重層コンデンサ、炭素電極及び
導電性接着剤を提供するものである。
集電体との間に生じる応力を吸収して剥がれにくく、抵
抗が増大しにくい電気二重層コンデンサ、炭素電極及び
導電性接着剤を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＰＶＤＣ樹脂
炭化物焼結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極
において、集電体に固定する接着剤は、弾力性のある樹
脂を主剤とする導電性接着剤である電気二重層コンデン
サ用炭素電極である。
炭化物焼結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極
において、集電体に固定する接着剤は、弾力性のある樹
脂を主剤とする導電性接着剤である電気二重層コンデン
サ用炭素電極である。
【０００９】また、本発明は、上記弾力性のある樹脂
は、シリコーン系樹脂である電気二重層コンデンサ用炭
素電極である。
は、シリコーン系樹脂である電気二重層コンデンサ用炭
素電極である。
【００１０】そして、本発明は、上記導電性接着剤は、
カーボンブラックを５〜１０ｗｔ％有する電気二重層コ
ンデンサ用炭素電極である。
カーボンブラックを５〜１０ｗｔ％有する電気二重層コ
ンデンサ用炭素電極である。
【００１１】更に、本発明は、上記集電体は、ガス不透
過性炭化物シートである電気二重層コンデンサ用炭素電
極である。
過性炭化物シートである電気二重層コンデンサ用炭素電
極である。
【００１２】また、本発明は、ＰＶＤＣ樹脂炭化物焼結
体からなる炭素電極を具備する電気二重層コンデンサに
おいて、前記炭素電極と集電体とを固定する接着剤は、
弾力性のある樹脂を主剤とする導電性接着剤である電気
二重層コンデンサである。
体からなる炭素電極を具備する電気二重層コンデンサに
おいて、前記炭素電極と集電体とを固定する接着剤は、
弾力性のある樹脂を主剤とする導電性接着剤である電気
二重層コンデンサである。
【００１３】そして、本発明は、ＰＶＤＣ樹脂炭化物焼
結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極と集電体
とを固定する導電性接着剤において、弾力性のある樹脂
を主剤とする導電性接着剤である。
結体からなる電気二重層コンデンサ用炭素電極と集電体
とを固定する導電性接着剤において、弾力性のある樹脂
を主剤とする導電性接着剤である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の発明の実施の形態を説明
する。本発明の電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導
電性接着剤の一実施例について、図１を用いて説明す
る。
する。本発明の電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導
電性接着剤の一実施例について、図１を用いて説明す
る。
【００１５】本実施例の炭素電極１は、ＰＶＤＣ樹脂炭
化物粉末を６００〜９５０℃で焼結した焼結体である。
そして、集電体２としてガス不透過性炭化物シートを使
用し、そして、炭素電極１と集電体２とを、弾力性のあ
る接着剤、例えば主剤としてシリコーン系樹脂を使用し
た接着剤を用い、カーボンブラックを添加した導電性接
着剤で接着した。
化物粉末を６００〜９５０℃で焼結した焼結体である。
そして、集電体２としてガス不透過性炭化物シートを使
用し、そして、炭素電極１と集電体２とを、弾力性のあ
る接着剤、例えば主剤としてシリコーン系樹脂を使用し
た接着剤を用い、カーボンブラックを添加した導電性接
着剤で接着した。
【００１６】比較例として、従来のエポキシ系樹脂にカ
ーボンブラックを添加した導電性接着剤を使用し、その
他は実施例と同様として接着した。
ーボンブラックを添加した導電性接着剤を使用し、その
他は実施例と同様として接着した。
【００１７】実施例及び比較例の炭素電極を比較するた
め、これらの炭素電極を３５ｗｔ％硫酸に２４時間浸漬
して、接続具合及び抵抗値を測定した。抵抗値は、ＬＣ
Ｒメータ（１ｋＨｚ、１０ｍＡ）を用いた四端子法で測
定した。測定結果を表１に示す。
め、これらの炭素電極を３５ｗｔ％硫酸に２４時間浸漬
して、接続具合及び抵抗値を測定した。抵抗値は、ＬＣ
Ｒメータ（１ｋＨｚ、１０ｍＡ）を用いた四端子法で測
定した。測定結果を表１に示す。
【表１】
【００１８】表１が示すように、実施例の炭素電極は、
剥がれにくく、抵抗値も低い。これは、実施例で使用し
たシリコーン系接着剤は弾力性があるため、炭素電極と
集電体とに応力が生じても、それを吸収することがで
き、接着力が弱くならないためである。一方、比較例の
炭素電極では、剥がれが発生し、抵抗値が上がってい
た。接着剤に弾力性がなく、炭素電極と集電体とに応力
が生じたときそれを吸収することができないためであ
る。
剥がれにくく、抵抗値も低い。これは、実施例で使用し
たシリコーン系接着剤は弾力性があるため、炭素電極と
集電体とに応力が生じても、それを吸収することがで
き、接着力が弱くならないためである。一方、比較例の
炭素電極では、剥がれが発生し、抵抗値が上がってい
た。接着剤に弾力性がなく、炭素電極と集電体とに応力
が生じたときそれを吸収することができないためであ
る。
【００１９】次に、接着剤のカーボンブラック添加によ
る抵抗値の変化を説明する。シリコーン系樹脂に抵抗値
を下げるためカーボンブラックを添加し、添加量と抵抗
値の変化を図２に示す。これによると、接着剤にカーボ
ンブラックを添加すると、添加量が５ｗｔ％以上で抵抗
値が下がるが、添加量が１０ｗｔ％を超過するとほとん
ど変わらなくなった。このことから、接着性も考えて添
加量は５〜１０ｗｔ％が良い。
る抵抗値の変化を説明する。シリコーン系樹脂に抵抗値
を下げるためカーボンブラックを添加し、添加量と抵抗
値の変化を図２に示す。これによると、接着剤にカーボ
ンブラックを添加すると、添加量が５ｗｔ％以上で抵抗
値が下がるが、添加量が１０ｗｔ％を超過するとほとん
ど変わらなくなった。このことから、接着性も考えて添
加量は５〜１０ｗｔ％が良い。
【００２０】本実施例では、弾力性のある樹脂としてシ
リコーン系樹脂で説明したが、変成シリコーン系、ポリ
サルファイト系、ポリウレタン系等の樹脂であっても使
用可能である。また、集電体としは、ガス不透過性炭化
物シートが好ましいが、これ以外のものでも使用するこ
とができる。
リコーン系樹脂で説明したが、変成シリコーン系、ポリ
サルファイト系、ポリウレタン系等の樹脂であっても使
用可能である。また、集電体としは、ガス不透過性炭化
物シートが好ましいが、これ以外のものでも使用するこ
とができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、炭素電極と集電体との
間に生じる応力を吸収して剥がれにくく、抵抗が増大し
にくい電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着
剤を得ることができる。
間に生じる応力を吸収して剥がれにくく、抵抗が増大し
にくい電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着
剤を得ることができる。
【図１】炭素電極と集電体とを固定する導電性接着剤の
使用説明図。
使用説明図。
【図２】本実施例の炭素電極の接着剤のカーボンブラッ
ク添加による抵抗値の変化の特性説明図。
ク添加による抵抗値の変化の特性説明図。
１ 炭素電極 ２ 集電体 ３ 導電性接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 敏和 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 渋谷 秀樹 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 ＰＶＤＣ樹脂炭化物焼結体からなる電気
二重層コンデンサ用炭素電極において、 集電体に固定する接着剤は、弾力性のある樹脂を主剤と
する導電性接着剤であることを特徴とする電気二重層コ
ンデンサ用炭素電極。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気二重層コンデンサ用
炭素電極において、 上記弾力性のある樹脂は、シリコーン系樹脂であること
を特徴とする電気二重層コンデンサ用炭素電極。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電気二重層コン
デンサ用炭素電極において、 上記導電性接着剤は、カーボンブラックを５〜１０ｗｔ
％有することを特徴とする電気二重層コンデンサ用炭素
電極。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電
気二重層コンデンサ用炭素電極において、 上記集電体は、ガス不透過性炭化物シートであることを
特徴とする電気二重層コンデンサ用炭素電極。 - 【請求項５】 ＰＶＤＣ樹脂炭化物焼結体からなる炭素
電極を具備する電気二重層コンデンサにおいて、 前記炭素電極と集電体とを固定する接着剤は、弾力性の
ある樹脂を主剤とする導電性接着剤であることを特徴と
する電気二重層コンデンサ。 - 【請求項６】 ＰＶＤＣ樹脂炭化物焼結体からなる電気
二重層コンデンサ用炭素電極と集電体とを固定する導電
性接着剤において、 弾力性のある樹脂を主剤とすることを特徴とする導電性
接着剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9319284A JPH11154628A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9319284A JPH11154628A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11154628A true JPH11154628A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18108496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9319284A Pending JPH11154628A (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | 電気二重層コンデンサ、炭素電極及び導電性接着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11154628A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1672652A4 (en) * | 2003-10-10 | 2009-08-26 | Japan Gore Tex Inc | ELECTRODE FOR AN ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR, METHOD OF MANUFACTURING THEREOF, ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR AND CONDUCTIVE ADHESIVE |
| KR20150137793A (ko) * | 2014-05-30 | 2015-12-09 | 주식회사 모간 | 레독스 흐름전지의 일체화된 전극―흑연집전체 제조방법 |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP9319284A patent/JPH11154628A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1672652A4 (en) * | 2003-10-10 | 2009-08-26 | Japan Gore Tex Inc | ELECTRODE FOR AN ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR, METHOD OF MANUFACTURING THEREOF, ELECTRIC DOUBLE-LAYER CAPACITOR AND CONDUCTIVE ADHESIVE |
| KR20150137793A (ko) * | 2014-05-30 | 2015-12-09 | 주식회사 모간 | 레독스 흐름전지의 일체화된 전극―흑연집전체 제조방법 |
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