JPS6035510A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
- Publication number
- JPS6035510A JPS6035510A JP58143653A JP14365383A JPS6035510A JP S6035510 A JPS6035510 A JP S6035510A JP 58143653 A JP58143653 A JP 58143653A JP 14365383 A JP14365383 A JP 14365383A JP S6035510 A JPS6035510 A JP S6035510A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- double layer
- electric double
- electrode body
- polarizable electrode
- layer capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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。
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、小型大容量の湿式電気二重層キャパシタに関
するものである。
するものである。
（従来例の構成とその問題点）
第１図は従来のコイン型電気二重層キャパシタの構成を
示すもので、分極性電極体ＩＫ４電性電極２を形成し、
上記分極性電極体１をセパレータ３を介して相対向させ
、電解液を含浸し、ガスケット４とケース５を用いて封
ロケーノノグしたものとなっている。また分極性電極体
１として活性炭繊維を用い、導電性電極２としてアルミ
ニウム、チタン等の金属層まだは導電性樹脂層を形成し
たものは、導電性電極２を有した分極性電極体１を所望
の径の円状に打ちぬくことが可能であり、コイン型電気
二重層キャパシタが実現した。しかしながら、第２図及
び第３図は分極性電極体の打ち抜きパターンで、シート
状の分極性電極体６から円形の分極性電極体１を打抜く
と、打ち抜き数を非常に大きくして第２図よりも効率の
良い第３図のパターンでも９１％以上の利用効率を得る
ことができない。このことは、二重層キャパシタのコス
トダウンという点で大きな問題となっている。
示すもので、分極性電極体ＩＫ４電性電極２を形成し、
上記分極性電極体１をセパレータ３を介して相対向させ
、電解液を含浸し、ガスケット４とケース５を用いて封
ロケーノノグしたものとなっている。また分極性電極体
１として活性炭繊維を用い、導電性電極２としてアルミ
ニウム、チタン等の金属層まだは導電性樹脂層を形成し
たものは、導電性電極２を有した分極性電極体１を所望
の径の円状に打ちぬくことが可能であり、コイン型電気
二重層キャパシタが実現した。しかしながら、第２図及
び第３図は分極性電極体の打ち抜きパターンで、シート
状の分極性電極体６から円形の分極性電極体１を打抜く
と、打ち抜き数を非常に大きくして第２図よりも効率の
良い第３図のパターンでも９１％以上の利用効率を得る
ことができない。このことは、二重層キャパシタのコス
トダウンという点で大きな問題となっている。
（発明の目的）
本発明は、コイル型電気二重層キャパシタにおいて、そ
の原料の利用効率を高くすることを目的とするものであ
る。
の原料の利用効率を高くすることを目的とするものであ
る。
（発明の構成）
本発明は、導電性電極を有する／−ト状の分極性電極体
から有効に正六角形の分極性電極体を打ち抜き、これら
をセパレータを介して相互に相対向させ両極を配置し、
電解液を注入後封ロケーシングした構成を有するもので
ある。
から有効に正六角形の分極性電極体を打ち抜き、これら
をセパレータを介して相互に相対向させ両極を配置し、
電解液を注入後封ロケーシングした構成を有するもので
ある。
（実施例の説明）
具体的実施例を述べる前に、電気二重層キャパシタの動
作原理を簡単に説明する。
作原理を簡単に説明する。
第４図は電気二重層キャパシタの基本原理をモデルで示
しだもので、分極性電極体として活性炭繊維７を用い、
集電能を有する導電性電極としてアルミニウム８を用い
ている。また、電解液にはプロピレンカーボネートに過
塩素酸テトラエチルアンモニウムを溶解した有機電解液
９を用いたものを示す。
しだもので、分極性電極体として活性炭繊維７を用い、
集電能を有する導電性電極としてアルミニウム８を用い
ている。また、電解液にはプロピレンカーボネートに過
塩素酸テトラエチルアンモニウムを溶解した有機電解液
９を用いたものを示す。
このように、活性炭繊維を電解液に対して平行に配置し
、電界を加えると、界面に電荷が蓄積され、この界面に
蓄積された電荷が取り出せれば、電気二重層キャパシタ
となる。
、電界を加えると、界面に電荷が蓄積され、この界面に
蓄積された電荷が取り出せれば、電気二重層キャパシタ
となる。
ここで、ηを単位面積当たりの電荷量、ｄを媒質の誘電
率、δを固体表面からイオン中Ｊシマでの平均距離、φ
を二重層電位とすると（］）式が成立する。
率、δを固体表面からイオン中Ｊシマでの平均距離、φ
を二重層電位とすると（］）式が成立する。
η＝Ｔ丁φ ・・・・・・・・・・ （１）（］）式よ
り、界面に蓄積きれる電荷量が二重層形成面積に比例す
ることがわかる。
り、界面に蓄積きれる電荷量が二重層形成面積に比例す
ることがわかる。
即ち、コイン型二重層キャバ７夕において、その電極を
円形にするのがケース内で最大に電極面積をかせげる。
円形にするのがケース内で最大に電極面積をかせげる。
しかしながら、原料のシート状分極性電極から円形を連
続して打ち抜く時その利用効率が良くない。
続して打ち抜く時その利用効率が良くない。
次に具体的な計算により、打ち抜きパターン形状が原料
の利用効率にどのように影響するかを明らかにする。
の利用効率にどのように影響するかを明らかにする。
まず第３図に示すように円形を最密充填してゆく場合を
考える。
考える。
半径１０の円を縦、横ｎ個ずつ打ち抜くとすると、横は
２ｎｃｙ＋、縦はＪＴ （ｎ −１） ＋ ｚｃｚ ｏ
長方形態／−トが必要となり、そこから打ち抜かれる円
ｎ２個の総面積はｎ２・π確２となる。ここで利用効率
をＥｌとすると、 となる。ここでｎを無限大とした場合、となり、９０．
６９％以上の利用効率を得ることは不可能である。
２ｎｃｙ＋、縦はＪＴ （ｎ −１） ＋ ｚｃｚ ｏ
長方形態／−トが必要となり、そこから打ち抜かれる円
ｎ２個の総面積はｎ２・π確２となる。ここで利用効率
をＥｌとすると、 となる。ここでｎを無限大とした場合、となり、９０．
６９％以上の利用効率を得ることは不可能である。
次に第５図に示すように本発明の分極性電極体として正
六角形を最密充填して行く場合を考える。
六角形を最密充填して行く場合を考える。
１辺が１−の正六角形を縦、横にｎ個ずつ打抜くとする
と、縦は１＋（ｎ４−］ ）Ｘ０．５ （−’ａ、横は
）ｎ ｔｘ必要となり、そこから打ち抜かれる正六角形
０２個のＥ２とすると、 となりｎを無限大とした時 となりｎを大きくすればするほど利用効率が１００チに
近ずくことがわかる。たとえばｎ ＝ Ｚｏｏとした場
合の第３図及び第５図における利用効率はそれぞれ９０
５５％及び９９６６％となる。
と、縦は１＋（ｎ４−］ ）Ｘ０．５ （−’ａ、横は
）ｎ ｔｘ必要となり、そこから打ち抜かれる正六角形
０２個のＥ２とすると、 となりｎを無限大とした時 となりｎを大きくすればするほど利用効率が１００チに
近ずくことがわかる。たとえばｎ ＝ Ｚｏｏとした場
合の第３図及び第５図における利用効率はそれぞれ９０
５５％及び９９６６％となる。
（実施例１）
第６図（ａ）及び（ｂ）は本発明の電気二重層キャパシ
タの一実施例の分極性電極体及びセパレータの平面図、
（Ｃ）はその構成断面図を示し、１は分極性電框体、２
は導電性電極、３はセパレータ、４はガ” スケノド、
５はケースである。
タの一実施例の分極性電極体及びセパレータの平面図、
（Ｃ）はその構成断面図を示し、１は分極性電框体、２
は導電性電極、３はセパレータ、４はガ” スケノド、
５はケースである。
分極性電極体１として活性炭繊維を用い、その表面上に
プラズマ溶射法によりアルミニウムを溶射して導電性電
極２を形成する。その後、−辺１０篩の正六角形の電極
を第５図のパターンで打ち抜いたりまたは切断したりし
て形成し、電解液としてはプロピレンカーボネートに過
堪素酸テトラエチルアンモニウムを溶解した有機電解液
を用い、封ロケーノノダし本発明のキャパシタを構成す
る。
プラズマ溶射法によりアルミニウムを溶射して導電性電
極２を形成する。その後、−辺１０篩の正六角形の電極
を第５図のパターンで打ち抜いたりまたは切断したりし
て形成し、電解液としてはプロピレンカーボネートに過
堪素酸テトラエチルアンモニウムを溶解した有機電解液
を用い、封ロケーノノダし本発明のキャパシタを構成す
る。
なおセパレータ３は分極性電極体１等に比べ安価であり
さらに短絡防止のため円形のものを用いる。
さらに短絡防止のため円形のものを用いる。
ここで、上記のようなキャパシタヲ１０，０００ 個作
成する時に必要な原料活性炭繊維量と、電極を第３図の
ようなパターンで直径２０１１１１の円形に打ち抜いた
時に必要な量とを比較し表１に示す。
成する時に必要な原料活性炭繊維量と、電極を第３図の
ようなパターンで直径２０１１１１の円形に打ち抜いた
時に必要な量とを比較し表１に示す。
表１
を２５俤もダウンさせることができ、このコストダウン
は生産量が大きくなるに従がって大きくなる。
は生産量が大きくなるに従がって大きくなる。
また電極の形体が正六角形（Ｘ辺１０削）と円形（半径
１ｋ ）のものとの面積比は、前者が後者の約８２７％
となる。従って容量値が従来の８２７％程度に減少する
が、原料活性炭繊維は従来の７５２係しか必要なく、コ
ストダウンに太きく寄与し得ることがわかる。
１ｋ ）のものとの面積比は、前者が後者の約８２７％
となる。従って容量値が従来の８２７％程度に減少する
が、原料活性炭繊維は従来の７５２係しか必要なく、コ
ストダウンに太きく寄与し得ることがわかる。
表２に本発明のキャパシタの特性を従来例と共に示す。
表２
（実施例２）
実施例１と同様な構成を有し電解液に希硫酸を用いた場
合の特性を表３に示す。表：うより、希硫酸のような無
機電解液を用いると、耐圧は有機電解液系の２■という
値は得られず、水の分解電圧である１、２ｖが限界とな
るが、大容量値が得られ、しかもインピーダンスも低減
でき、強放電の用途に適したものとなる。
合の特性を表３に示す。表：うより、希硫酸のような無
機電解液を用いると、耐圧は有機電解液系の２■という
値は得られず、水の分解電圧である１、２ｖが限界とな
るが、大容量値が得られ、しかもインピーダンスも低減
でき、強放電の用途に適したものとなる。
表３
（実施例３）
第７図は実施例１と同様な系において、分極性電極体１
を２枚積層した構成のキャパシタを組み立てだ場合のも
のでおり、２は導電性電極、３はセパレータを示すこと
は前記の各図と同じである。
を２枚積層した構成のキャパシタを組み立てだ場合のも
のでおり、２は導電性電極、３はセパレータを示すこと
は前記の各図と同じである。
その特性を表４に示す。
表４
表４と表２を比較すると、分極性電極体の量に比例し容
量値が増大することがわかる。インピーダンスは電解液
の内部抵抗に支配されており、表２と表４であまり大差
はない。
量値が増大することがわかる。インピーダンスは電解液
の内部抵抗に支配されており、表２と表４であまり大差
はない。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、分極性電極体を
正六角形とするため原料の利用効率が大量生産において
１００％に近くなり、従来のものと比較し電極面積は、
８２．７％になるが、コストが７５．２％となり、小型
大容量二重層キャパシタのコストダウンに大きく寄与す
ることができる。
正六角形とするため原料の利用効率が大量生産において
１００％に近くなり、従来のものと比較し電極面積は、
８２．７％になるが、コストが７５．２％となり、小型
大容量二重層キャパシタのコストダウンに大きく寄与す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のコイン型電気二重層キヤ・くシタの構成
を示す図、第２図及び第３図は分極性電極体の打ち抜き
パターンを示す図、第４図は電気二重層キャパシタの基
本原理をモデルで示しだ説明図、第５図は本発明の分極
性電極体パターンを示す図、第６図は本発明の電気二重
層キャパシタの一実施例の構成を示す図、第７図は本発
明の他の実施例を示す図である。 ｌ ・・・・・・・・・分極性電極体、 ２・・・・・
・・・・導電性電極、３ ・・・・・・・・・セパレー
タ、 ４ ・・・・・・・・・ガスケット、５ ・・・
・・・・・・ケース、 ６凹曲・シーＩ・状の分極性電
極体、 ７曲・間活性炭繊維、 ８・・・・・・・・・
アルミニウム電極、 ９・・・・・・・・・有機電解液
。 特許出願人 松下電器産業株式会社 ”−（；パ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 （ｂ） （Ｃ） 第７図
を示す図、第２図及び第３図は分極性電極体の打ち抜き
パターンを示す図、第４図は電気二重層キャパシタの基
本原理をモデルで示しだ説明図、第５図は本発明の分極
性電極体パターンを示す図、第６図は本発明の電気二重
層キャパシタの一実施例の構成を示す図、第７図は本発
明の他の実施例を示す図である。 ｌ ・・・・・・・・・分極性電極体、 ２・・・・・
・・・・導電性電極、３ ・・・・・・・・・セパレー
タ、 ４ ・・・・・・・・・ガスケット、５ ・・・
・・・・・・ケース、 ６凹曲・シーＩ・状の分極性電
極体、 ７曲・間活性炭繊維、 ８・・・・・・・・・
アルミニウム電極、 ９・・・・・・・・・有機電解液
。 特許出願人 松下電器産業株式会社 ”−（；パ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 （ｂ） （Ｃ） 第７図
Claims (4)
- （１） 導電性電極を有するシート状の分極性電極体か
ら、正六角形の分極性電極体を形成し、これらをセパレ
ータを介して相互に相対向させ両極を配置し、電解液を
注人後封ロケーシングした構成を有することを特徴とす
る電気二重層キャＩくシタ。 - （２） 分極性電極体として活性炭繊維を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電気二重層
キャパシタ。 - （３） 導電性電極として溶射法、蒸着法のいずれか一
つにより、アルミニウム、銅などの金属層を分極性電極
体に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項及び第（２）項記載の電気二重層キャパシタ。 - （４） 導電性電極として、スクリーン印刷法、スプレ
ー法、デツプ法のいずれかの方法で導電性樹脂層を分極
性電極体に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第
（１〕項及び第（２）項記載の電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143653A JPS6035510A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58143653A JPS6035510A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035510A true JPS6035510A (ja) | 1985-02-23 |
| JPS6313333B2 JPS6313333B2 (ja) | 1988-03-25 |
Family
ID=15343789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58143653A Granted JPS6035510A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035510A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222035A (ja) * | 1988-03-08 | 1990-01-24 | Osaka Prefecture | 光学的造形法 |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP58143653A patent/JPS6035510A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222035A (ja) * | 1988-03-08 | 1990-01-24 | Osaka Prefecture | 光学的造形法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6313333B2 (ja) | 1988-03-25 |
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