JPS61102025A - 電気二重層キヤパシタ - Google Patents
電気二重層キヤパシタInfo
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- JPS61102025A JPS61102025A JP59224440A JP22444084A JPS61102025A JP S61102025 A JPS61102025 A JP S61102025A JP 59224440 A JP59224440 A JP 59224440A JP 22444084 A JP22444084 A JP 22444084A JP S61102025 A JPS61102025 A JP S61102025A
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- JP
- Japan
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- electric double
- double layer
- layer capacitor
- activated carbon
- capacitor according
- 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.)
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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
- Inorganic Fibers (AREA)
- 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
本発明は小型で大容量の電気二重層キャパシタに関する
。
。
従来例の構成とその問題点
第１図に従来の湿式電気二重層キャパシタの一構成例を
示す。分極性電極体１として活性炭繊維布を用い、この
分極性電極体１に集電体２としてアルミニウム、チタン
、ステンレス等の金属層、またはカーボンを導電性粒子
とした導電性樹脂層を形成して分極性電極を構成し、こ
の分極性電極間にセパレータ３を介在させて重ね合せる
と共に、電解液を注入した後、ガスケット４で、正、負
極が互いに絶縁されるようにしてコイン型ケース５と封
口板６を用いて封ロケーシ／グする。ここで、金属の集
電体の場合は、プラズマ溶射法、アーク溶射法により、
また導電性樹脂からなる集電体の場合は、主にスクリー
ン印刷法やスプレィ法あるいはディップ法のいずれかを
用いて形成する。このような構成を有するキャパシタは
、例えばフェノール系合成樹脂繊維布の炭化賦活によシ
得られる非常に高比表面積（〜２５００ ｍ２７ｙ ）
な活性炭繊維布を分極性電極に使用しているため、エネ
ルギー密度が高＜゛、かつ強度も十分強いため、溶射法
等による集電体形成が容易である。しかしながら、活性
炭繊維布は、直径が１５〜２ｏμｍのフェノール樹脂を
１ｏＯｏ〜２０００本集合させて糸とし、これらを織布
したものを炭化賦活して得ているだめ、均一に内部まで
賦活を進行させるためには、時間がかかり、賦活収率も
２０％以下と非常に悪くなる。また特に分極性電極とし
ての特性が、特に良好な、高比表面積、大きな細孔容積
を有する活性炭繊維布は、強度が弱くなるという欠点を
有している。
示す。分極性電極体１として活性炭繊維布を用い、この
分極性電極体１に集電体２としてアルミニウム、チタン
、ステンレス等の金属層、またはカーボンを導電性粒子
とした導電性樹脂層を形成して分極性電極を構成し、こ
の分極性電極間にセパレータ３を介在させて重ね合せる
と共に、電解液を注入した後、ガスケット４で、正、負
極が互いに絶縁されるようにしてコイン型ケース５と封
口板６を用いて封ロケーシ／グする。ここで、金属の集
電体の場合は、プラズマ溶射法、アーク溶射法により、
また導電性樹脂からなる集電体の場合は、主にスクリー
ン印刷法やスプレィ法あるいはディップ法のいずれかを
用いて形成する。このような構成を有するキャパシタは
、例えばフェノール系合成樹脂繊維布の炭化賦活によシ
得られる非常に高比表面積（〜２５００ ｍ２７ｙ ）
な活性炭繊維布を分極性電極に使用しているため、エネ
ルギー密度が高＜゛、かつ強度も十分強いため、溶射法
等による集電体形成が容易である。しかしながら、活性
炭繊維布は、直径が１５〜２ｏμｍのフェノール樹脂を
１ｏＯｏ〜２０００本集合させて糸とし、これらを織布
したものを炭化賦活して得ているだめ、均一に内部まで
賦活を進行させるためには、時間がかかり、賦活収率も
２０％以下と非常に悪くなる。また特に分極性電極とし
ての特性が、特に良好な、高比表面積、大きな細孔容積
を有する活性炭繊維布は、強度が弱くなるという欠点を
有している。
上記以外に分極性電極体にフェルト状の活性炭繊維を使
用することができる。しかしながら、フェルト状のもの
は、短繊維のからみ合いだけで結合しているため、炭化
賦活すると、賦活ガスのフェルト内への拡散が容易で均
一な活性炭を得ることが可能である。しかしながら、強
度が著しく低 下してしまい、集電体の形成は極
めて困難である。
用することができる。しかしながら、フェルト状のもの
は、短繊維のからみ合いだけで結合しているため、炭化
賦活すると、賦活ガスのフェルト内への拡散が容易で均
一な活性炭を得ることが可能である。しかしながら、強
度が著しく低 下してしまい、集電体の形成は極
めて困難である。
発明の目的
本発明は、単位容積あたりの電気二重層エネルギー密度
を向上させた小型で大容量の電気二重層キ・パシタを得
ることを目的とする。 （発明
の構成 この目的を達成するために本発明は、芯材として網状の
活性炭繊維布を有したフェルト状の活性炭繊維からなる
分極性電極体の少なくとも片面に、導電体層を形成して
分極性電極を構成することにより、分極性電極体の強度
を維持したままで、単位容積あたりのエネルギー密度を
向上したものである。
を向上させた小型で大容量の電気二重層キ・パシタを得
ることを目的とする。 （発明
の構成 この目的を達成するために本発明は、芯材として網状の
活性炭繊維布を有したフェルト状の活性炭繊維からなる
分極性電極体の少なくとも片面に、導電体層を形成して
分極性電極を構成することにより、分極性電極体の強度
を維持したままで、単位容積あたりのエネルギー密度を
向上したものである。
実施例の説明
具体的な実施例を述べる前に本発明の分極性電極の製造
方法について述べる。
方法について述べる。
第２図に製造工程のフローチャートを示す。
まずレーヨン製の網状の繊維布を作製する。この繊維布
は本発明の分極性電極体の芯材となるもので、できるだ
け高強度（特にひつげシ強度）なものが好ましい。この
ような芯材にフェノール系合成繊維（例えば、直径１６
μ？？！、長さ２〜１０ＭＭ）のチョップ状のものをお
互い物理的にからみ合わせながら芯材にうち込んでゆき
、うち込みとプレスを何回かく９返すことにより、所望
の目付を有するフェルト状合成繊維にする。ここで芯材
もフェノール系合成繊維糸を織った繊維布を使用しても
良いわけであるが、この合成繊維の価格、ならびに後で
述べる賦活工程での賦活の容易さを考えると、好ましい
とは言えない。
は本発明の分極性電極体の芯材となるもので、できるだ
け高強度（特にひつげシ強度）なものが好ましい。この
ような芯材にフェノール系合成繊維（例えば、直径１６
μ？？！、長さ２〜１０ＭＭ）のチョップ状のものをお
互い物理的にからみ合わせながら芯材にうち込んでゆき
、うち込みとプレスを何回かく９返すことにより、所望
の目付を有するフェルト状合成繊維にする。ここで芯材
もフェノール系合成繊維糸を織った繊維布を使用しても
良いわけであるが、この合成繊維の価格、ならびに後で
述べる賦活工程での賦活の容易さを考えると、好ましい
とは言えない。
以上のような方法で作製した芯材にレーヨン製の繊維布
を有するフェノール樹脂フェルトを、水蒸気や金属触媒
を用いることによシ賦活し、活性炭化する。この時、フ
ェルト状のものは、繊維布状のものに比べ、内部にまで
十分に賦活ガスが拡散し、高比表面積（２５００〜３０
００ ｍ”／ｙ ）、均一なフェルト状活性炭が製造で
きる。この場合でも芯材に用いるレーヨンは、フェノー
ル樹脂より容易に賦活が進行し好ましくなる。次にこの
ようにして形成した分極性電極体の少なくとも片面にプ
ラズマ溶射法やアーク溶射法を用いアルミニウム、チタ
ン、ステンレス、ニッケルからなる導電層を１００〜３
００μｉｎ形成する。集電体となる導電層は、導電性ペ
イントを塗布形成しても良いが、金属の方がよシ好まし
い。
を有するフェノール樹脂フェルトを、水蒸気や金属触媒
を用いることによシ賦活し、活性炭化する。この時、フ
ェルト状のものは、繊維布状のものに比べ、内部にまで
十分に賦活ガスが拡散し、高比表面積（２５００〜３０
００ ｍ”／ｙ ）、均一なフェルト状活性炭が製造で
きる。この場合でも芯材に用いるレーヨンは、フェノー
ル樹脂より容易に賦活が進行し好ましくなる。次にこの
ようにして形成した分極性電極体の少なくとも片面にプ
ラズマ溶射法やアーク溶射法を用いアルミニウム、チタ
ン、ステンレス、ニッケルからなる導電層を１００〜３
００μｉｎ形成する。集電体となる導電層は、導電性ペ
イントを塗布形成しても良いが、金属の方がよシ好まし
い。
（実施例１）
原料目付３０．！ｉ’／ｍ２のレーヨン繊維布に、フェ
ノール樹脂製チョップをうち込みプレスし、目付３５０
ｇ／ｍ２のフェルトを作製後、炭化賦活を行ない、収
率２５％でフェルト状活性炭を得た。
ノール樹脂製チョップをうち込みプレスし、目付３５０
ｇ／ｍ２のフェルトを作製後、炭化賦活を行ない、収
率２５％でフェルト状活性炭を得た。
この活性炭の比表面積は、ＢＥＴ法で２３０゜ｍ２／＆
、また細孔容積は１．３μｌ／ｉであった。このように
して得た活性炭を分極性電極体７とし、第３図に示すよ
うに片面にプラズマ溶射法を用いアルミニウム層を３０
○μｍ形成し集電体２とした。この分極性電極一対をポ
リプロピレン製のセパレータ３を介して対向させ、テト
ラエチルアンモニウムバークロレートの１モルプロピレ
ンカーボネート溶液を注入した後、第３図に示したコイ
ン型キャパシタを作成した。８は芯材からなる活性炭繊
維布である。第１表にこのキャパシタの諸特性を示す。
、また細孔容積は１．３μｌ／ｉであった。このように
して得た活性炭を分極性電極体７とし、第３図に示すよ
うに片面にプラズマ溶射法を用いアルミニウム層を３０
○μｍ形成し集電体２とした。この分極性電極一対をポ
リプロピレン製のセパレータ３を介して対向させ、テト
ラエチルアンモニウムバークロレートの１モルプロピレ
ンカーボネート溶液を注入した後、第３図に示したコイ
ン型キャパシタを作成した。８は芯材からなる活性炭繊
維布である。第１表にこのキャパシタの諸特性を示す。
同表より、本実施例のキャパシタは小型で大容量の信頼
性の高いキャパシタであることがわかる。さらに十分な
低温特性（例えば、−２５°Ｃでの容量減少率）を有す
るキャパシタを得るには、低温における電解液の粘度の
上昇、伝導度の低下などを考慮し、分極性電極体の細孔
直径が２０〜４０人に多数存在することが望ましく、比
表面積１５ｏｏｍ／ノ以下、細孔容量０．５μ吟以下の
ものでは、上記条件を満たすことが困難となり、低温特
性が著るしく悪くなる。
性の高いキャパシタであることがわかる。さらに十分な
低温特性（例えば、−２５°Ｃでの容量減少率）を有す
るキャパシタを得るには、低温における電解液の粘度の
上昇、伝導度の低下などを考慮し、分極性電極体の細孔
直径が２０〜４０人に多数存在することが望ましく、比
表面積１５ｏｏｍ／ノ以下、細孔容量０．５μ吟以下の
ものでは、上記条件を満たすことが困難となり、低温特
性が著るしく悪くなる。
本実施例のキャパシタは、径が２０唐、高さが１．４塾
のコイン型である。耐圧は２．Ｏｖでるる。
のコイン型である。耐圧は２．Ｏｖでるる。
（実施例２）
実施例１と同様な構成を有するキャパシタを、導電体層
をアルミニウムの替シにニッケルを用い、また電解液に
は、有機電解液の替シに２４ｗｔ％の水酸化カリウムの
水系電解液を用いた。第２表に本実施例のキャパシタの
諸特性を示す。実施例１よシ低インピーダンスで強放電
特性の優れたキャパシタでおることがわかる。＃電圧は
１．０ｖである。
をアルミニウムの替シにニッケルを用い、また電解液に
は、有機電解液の替シに２４ｗｔ％の水酸化カリウムの
水系電解液を用いた。第２表に本実施例のキャパシタの
諸特性を示す。実施例１よシ低インピーダンスで強放電
特性の優れたキャパシタでおることがわかる。＃電圧は
１．０ｖである。
第２表
（実施例３）
実施例１におけるアルミニウム導電体層のｗｂに、カー
ボンを導電性粒子とする導電性ペイントを導電体層とし
、実施例１と同様なキャパシタを作製した。その特性を
第３表に示した。本実施例のキャパシタは導電性ペイン
トに有機バインダーを使用しているため、実施例１より
充放電特性が悪かった。
ボンを導電性粒子とする導電性ペイントを導電体層とし
、実施例１と同様なキャパシタを作製した。その特性を
第３表に示した。本実施例のキャパシタは導電性ペイン
トに有機バインダーを使用しているため、実施例１より
充放電特性が悪かった。
（以 下 余 白）
第３表
発明の効果
以上のように本発明によれば、従来品より高エネルギー
密度で充放電特性の優れた小型大容量のキャパシタを得
ることができる。
密度で充放電特性の優れた小型大容量のキャパシタを得
ることができる。
第１図は従来の電気二重層キャパシタの断面図、第２図
は本発明の分極性電極体の製造工程図、第３図は本発明
の一実施例における電気二重層キャパシタの構成を示す
断面図である。 ２・・・・・・集電体、７・・・・・・分極性電極体、
８・・・・・・活性炭繊維布。
は本発明の分極性電極体の製造工程図、第３図は本発明
の一実施例における電気二重層キャパシタの構成を示す
断面図である。 ２・・・・・・集電体、７・・・・・・分極性電極体、
８・・・・・・活性炭繊維布。
Claims (7)
- （１）芯材として網状の活性炭繊維布を有したフェルト
状の活性炭繊維からなる分極性電極体の少なくとも片面
に、導電体層を設けて分極性電極を構成したことを特徴
とする電気二重層キャパシタ。 - （２）分極性電極体の密度を分極性電極体を加圧圧縮す
ることにより高めた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）芯材としての網状の活性炭繊維布がレーヨンを炭
化賦活して得られた活性炭繊維であ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。 - （４）フェルト状の活性炭繊維がフェノール系合成繊維
を炭化賦活して得られた比表面積がＢＥＴ法で１５００
ｍ＾２／ｇ以上、細孔容積が０．５ｃｃ／ｇ以上である
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。 - （５）導電体層がプラズマ溶射、アーク溶射法により形
成されたアルミニウム、チタン、ニッケル、タンタルま
たはステンレスであ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。 - （６）導電体層がカーボン粒子を導電性粒子とした導電
性ペイントからな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。 - （７）電解液として有機電解液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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224440A JPS61102025A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 電気二重層キヤパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59224440A JPS61102025A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 電気二重層キヤパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102025A true JPS61102025A (ja) | 1986-05-20 |
| JPH0256805B2 JPH0256805B2 (ja) | 1990-12-03 |
Family
ID=16813801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59224440A Granted JPS61102025A (ja) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | 電気二重層キヤパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61102025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341057B1 (en) | 1997-11-05 | 2002-01-22 | Danionics A/S | Double layer capacitor and its manufacturing method |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224440A patent/JPS61102025A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6341057B1 (en) | 1997-11-05 | 2002-01-22 | Danionics A/S | Double layer capacitor and its manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0256805B2 (ja) | 1990-12-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |