JPH1126322A - 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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JPH1126322A
JPH1126322A JP9187372A JP18737297A JPH1126322A JP H1126322 A JPH1126322 A JP H1126322A JP 9187372 A JP9187372 A JP 9187372A JP 18737297 A JP18737297 A JP 18737297A JP H1126322 A JPH1126322 A JP H1126322A
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JP
Japan
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current collector
lead
capacitor
metal case
electric double
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JP9187372A
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English (en)
Inventor
Naoto Iwano
直人 岩野
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Elna Co Ltd
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Elna Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

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Abstract

(57)【要約】 【課題】大容量の安価な電気二重層コンデンサを提供す
る。 【解決手段】スエ−ジ加工され上面および下面にリ−ド
面が形成されてなる複数のコンデンサ素子を、並列接続
状態になるよう同一金属ケ−ス内に収納した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サに関する。
【0002】
【従来の技術】電気二重層コンデンサは、例えば活性
炭、カ−ボンおよびバインダ−としてのポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)を混練してシ−ト状とした分
極性電極をあらかじめ引出リ−ドを固着した金属の板状
もしくは網目状の集電体に導電性接着剤で貼り合せて電
極体とし、同電極体の一対をセパレ−タを介して巻回し
てコンデンサ素子となし、電解液を含浸させた後、有底
の金属製のケ−ス内に同コンデンサ素子を1つ入れ、両
電極体にそれぞれ接続された引出リ−ドを絶縁性の封口
体に取り付けられた外部端子の内方端に固着した後、ケ
−スの開口部を封口体で密封してなる。
【0003】しかし引出リ−ドでは電流容量値が小さい
ため、瞬時に大電流を取り出すことができないので、集
電体の幅をシ−ト状の分極性電極よりも広くしてはみだ
しリ−ド部を設け、同はみだしリ−ド部をスエ−ジ加工
してリ−ド面として面接触するようにした乾電池型の電
気二重層コンデンサが提案されている(特開平4−15
2616公報および特願平9−96516号)。
【0004】これは例えば、陽極集電体の上側縁部およ
び陰極集電体の下側縁部をそれぞれシ−ト状の分極性電
極およびセパレ−タよりはみ出している、はみ出し状の
リ−ド部とし、陽極集電体および陰極集電体の各集電体
を互いに向かい合わせに配置し、その間にセパレ−タを
介在させ巻回してコンデンサ素子とし電解液を含浸させ
た後、両はみ出し状のリ−ド部をそれぞれスエ−ジ加工
により倒し込んで、コンデンサ素子の上面に陽極リ−ド
面、下面に陰極リ−ド面がそれぞれ形成されている。同
コンデンサ素子は金属ケ−ス内に1個収納され、陽極リ
−ド面側には陽極リ−ド面と面接触する端子板が配置さ
れ端子板の突出部は金属ケ−スの開口部を密封する封口
体を貫通して外部に突出し、一方、陰極リ−ド面は、金
属ケ−スの底部と面接触している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような乾電池型の
電気二重層コンデンサを用いて大きな静電容量を得よう
とすると、各電気二重層コンデンサを複数個並列に配置
接続しなければならず、配線が大変で面倒である。しか
も電気二重層コンデンサが一つ一つ異なる金属ケ−スに
収納されているため、コスト的にも高いものになってし
まう。また一つの電気二重層コンデンサで大きな静電容
量を得ようとするとコンデンサ素子の巻回数が増えて巻
きずれが発生しやすくなるという問題があった。
【0006】本発明は、安価な大容量の電気二重層コン
デンサを提供することを目的としている。
【0007】
【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、シ−ト状の分極性電極がそれより幅の広い金
属製の集電体の上方側縁部に片寄って配置されて同集電
体の下方にはみ出しリ−ド部が形成されている電極体
と、分極性電極が集電体の下方側縁部に片寄って配置さ
れて同集電体の上方にはみ出しリ−ド部が形成されてい
る同様の電極体とが、それぞれの分極性電極が互いに向
き合うように配置されて巻回され、対向する電極体間に
は電解質が形成されており、上記の上下のはみ出しリ−
ド部がスエ−ジ加工によりそれぞれ内側に倒し込まれ
て、上面および下面にリ−ド面が形成されてなる2個以
上の複数のコンデンサ素子が、同一平面状に配置された
状態で同一金属ケ−ス内に収納され、各コンデンサ素子
の上面側には各コンデンサ素子の上方のリ−ド面と面接
触する1つの端子板が配置され、この端子板の突出部が
金属ケ−スの開口部を密封する絶縁性の封口体を貫通し
て外部に突出し、一方、各コンデンサ素子の下面のリ−
ド面が金属ケ−スの底部と面接触し並列に接続している
ことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は本発明による電気二重層コ
ンデンサの一例を示す縦断面図、図2はそのコンデンサ
素子の一部分を巻き解いた状態を示す図、図3は図1の
電気二重層コンデンサの横断面図である。図2のように
コンデンサ素子2は陰極側電極体3と陽極側電極体4と
を、それらの間にセパレ−タ5、6を介在させて巻回し
てなる。
【0009】陰極側電極体3は例えば厚さ20〜100
μmのアルミニウム箔からなるテ−プ状の集電体3aの
両面に、例えば厚さ400〜800μmのシ−ト状の分
極性電極3bを張り合わせたものからなる。分極性電極
は例えば活性炭、カ−ボンおよびバインダ−としてのポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)を混練してシ−
ト状としたものである。なお集電体3aは、箔のほか、
金属製の板状体もしくは網目状体であってもよい。
【0010】集電体3aは分極性電極3bより幅が広
く、分極性電極3bは集電体3aの上側縁部側に沿って
配置されて、従って集電体3aの下側縁部側には分極性
電極3bよりはみ出ている、はみ出しリ−ド部3cが形
成されている。
【0011】一方、陽極側電極体4は例えば厚さ20〜
100μmのアルミニウム箔からなるテ−プ状の集電体
4aの両面に、例えば厚さ400〜800μmのシ−ト
状の分極性電極4bを導電性接着剤で貼り合わせたもの
からなる。分極性電極は例えば活性炭、カ−ボンおよび
バインダ−としてのポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)を混練してシ−ト状としたものである。集電体4
aは、箔のほか、金属製の板状体もしくは網目状体であ
ってもよい。
【0012】集電体4aは分極性電極4bより幅が広
く、分極性電極4bは集電体4aの下側縁部側に沿って
配置されて、従って集電体4aの上側縁部側には分極性
電極4bよりはみ出している、はみ出しリ−ド部4cが
形成されている。
【0013】なお図2では、陰極側電極体3および陽極
側電極体4の分極性電極3b、4bはそれぞれ集電体3
a、4aの両面に設けられているが、片面にだけ設けて
もよい。
【0014】セパレ−タ5、6は例えば厚さ50〜20
0μmのポリプロピレン製もしくはマニラ麻製などのシ
−トからなり、分極性電極3b、4bの幅より広いが、
集電体3a、4aの幅よりは狭くなされている。
【0015】陰極側電極体3と陽極側電極体4は、その
分極性電極3bと分極性電極4bとが互いに向き合うよ
うに配置され、その間にセパレ−タ5、6がそれぞれ配
置される。その際、陰極側電極体3のはみ出しリ−ド部
3cはセパレ−タ5、6の下側縁部より下に、また陽極
側電極体4のはみ出しリ−ド部4cはセパレ−タ5、6
の上側縁部より上に出るように配置される。
【0016】その後、陰極側電極体3と陽極側電極体4
を巻回して外周をテ−プ2aで止めてコンデンサ素子2
とされる。セパレ−タを挾んで対峙する電極体間には電
解質が配置される。電解質は電解液、ゲルからなる電解
質または固体電解質であることができ、電解液の場合、
コンデンサ素子を電解液中に浸漬(好ましくは真空浸
漬)して電解液を含浸させる。また固体電解質として
は、例えばTCNQ(テトラシアノキノジメタン)のよ
うな有機半導体や、ポリピロ−ルなどの導電性高分子固
体電解質などを用いることができる。これらゲルからな
る電解質または固体電解質はゾル、液状またはモノマ−
の状態でコンデンサ素子に含浸させ、その後加水分解、
冷却または重合によりゲルからなる電解質または固体電
解質に形成される。電解質に固体電解質またはゲルから
なる電解質を用いた場合、セパレ−タ5、6は巻回後に
炭化しておくのが好ましい。なお電解質に固体電解質ま
たはゲルからなる電解質を用いる場合、セパレ−タ5、
6はなくてもよい。
【0017】次にはみ出しリ−ド部3c、4cをそれぞ
れコンデンサ素子2の中心に向けて内側に倒し込むよう
にスエ−ジ加工する。このスエ−ジ加工により、コンデ
ンサ素子2の上面に陽極リ−ド面7が形成され、下面に
陰極リ−ド面8が形成される。
【0018】図1及び図3のように本発明の電気二重層
コンデンサ1ではこのようなコンデンサ素子2が6個、
同一平面上に配置されて金属ケ−ス10内に収納されて
いる。金属ケ−ス10はアルミニウムの有底の円筒体か
らなり、各コンデンサ素子2の下面の陰極リ−ド面8が
金属ケ−ス10の底部11と面接触している。なお接触
を確実にするために導電性の接着剤を用いてもよい。
【0019】各コンデンサ素子2の上面の陽極リ−ド面
7は、その上に配置されたアルミニウム製の端子板12
と面接触している。従って、各コンデンサは並列接続さ
れていることになる。なお、ここでも接触を確実にする
ために導電性の接着剤を用いてもよい。端子板12の中
央にはリ−ド棒12aが突出して設けられ、このリ−ド
棒12aが金属ケ−ス10の上方の開口部を密封してい
る絶縁性の封口体13を貫通して外部にまで突出してい
る。封口体13は例えばゴムやフェノ−ル樹脂などから
なる。
【0020】金属ケ−ス10の開口部付近では、封口体
13を係止するために、金属ケ−ス10に横絞り溝14
が形成され、封口体13をその横絞り溝14上に載置し
た後、金属ケ−ス10の開口端縁10aを内側にカ−ル
させることにより封口体13が固定される。なお密封性
を高めるために、カ−ルした金属ケ−スの開口端縁10
aは封口体13の設けられた環状のゴム部分13aに入
り込んでいる。また、金属ケ−ス10の外側には熱収縮
性の合成樹脂からなるスリ−ブ15が被せられている。
【0021】金属ケ−ス10内に収納されるコンデンサ
素子2の数は6個に限らず、それ以上でも、あるいはそ
れより少なくてもよい。また図4のように金属ケ−スを
方形の箱体20とするなど、金属ケ−スの形状は任意で
あることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明では、一つの金属ケ−スに収容さ
れた大容量の電気二重層コンデンサが得られ、個々の金
属ケ−スに入っている電気二重層コンデンサを並列接続
するよう配線する場合に比べて取り扱いが簡単である。
また個々の金属ケ−スに入っている電気二重層コンデン
サを使用する場合に比べてコストを低減できる。
【0023】本発明では、コンデンサ素子の数を増やす
ことにより任意の静電容量に簡単に対応できる。しかも
同じ静電容量の小容量のコンデンサ素子を複数使用して
いるので一種類のコンデンサ素子で複数の静電容量の電
気二重層コンデンサを製造することができるので製造設
備コストを低減できる。
【0024】さらに1つのコンデンサ素子で大容量を得
ようとすると巻回を多くして直径の大きなものとする必
要があるが、これでは巻きずれが起こり易く歩留まりが
悪い。その点本発明の電気二重層コンデンサではそのよ
うなことがない。また金属ケ−スの形状は四角など使用
場所に合わせて任意の形状にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気二重層コンデンサの縦断面図。
【図2】コンデンサ素子を示す図。
【図3】図1の電気二重層コンデンサの略示的横断面
図。
【図4】別の電気二重層コンデンサの横断面図。
【符号の説明】
1 電気二重層コンデンサ 2 コンデンサ素子 2a テ−プ 3 陰極側電極体 3a 集電体 3b 分極性電極 3c はみ出しリ−ド部 4 陽極側電極体 4a 集電体 4b 分極性電極 4c はみ出しリ−ド部 5 セパレ−タ 6 セパレ−タ 7 陽極リ−ド面 8 陰極リ−ド面 10 金属ケ−ス 10a 開口端縁 11 底部 12 端子板 12a リ−ド棒 13 封口体 13a 環状のゴム 14 横絞り溝 15 スリ−ブ 20 金属ケ−ス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シ−ト状の分極性電極がそれより幅の広い
    金属製の集電体の少なくとも片面の上方側縁部に片寄っ
    て配置されて同集電体の下方にはみ出しリ−ド部が形成
    されている電極体と、分極性電極が集電体の下方側縁部
    に片寄って配置されて同集電体の上方にはみ出しリ−ド
    部が形成されている同様の電極体とが、それぞれの分極
    性電極が互いに向き合うように配置されて巻回され、対
    向する電極体間には電解質が形成されており、上記の上
    下のはみ出しリ−ド部がスエ−ジ加工によりそれぞれ内
    側に倒し込まれて、上面および下面にリ−ド面が形成さ
    れてなるコンデンサ素子を複数、同一平面状に配置され
    た状態で同一金属ケ−ス内に収納され、各コンデンサ素
    子の上面側には各コンデンサ素子の上方のリ−ド面と面
    接触する1つの端子板が配置され、この端子板の突出部
    が金属ケ−スの開口部を密封する絶縁性の封口体を貫通
    して外部に突出し、一方、各コンデンサ素子の下面のリ
    −ド面が金属ケ−スの底部と面接触して並列に接続して
    いる、電気二重層コンデンサ。
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