JPS61214419A - 電気二重層キャパシタの製造方法 - Google Patents
電気二重層キャパシタの製造方法Info
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- JPS61214419A JPS61214419A JP60054915A JP5491585A JPS61214419A JP S61214419 A JPS61214419 A JP S61214419A JP 60054915 A JP60054915 A JP 60054915A JP 5491585 A JP5491585 A JP 5491585A JP S61214419 A JPS61214419 A JP S61214419A
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- electrode
- electric double
- double layer
- layer capacitor
- capacitor
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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、小型薄型で大容量の湿式電気二重層キャパシ
タに関する。
タに関する。
従来の技術
従来、薄型の電気二重層キャパシタとしては、例えば特
開昭５６−８３９２０号公報に示されているものがある
。すなわち、活性炭繊維布を用いた分極性電極の片面に
アルミニウム、ニッケル等の導電層を形成し、セパレー
タを介し相対向させ、これを電解液とともに金属ケース
と封口板および両者を絶縁するガスケットによって密封
したものである。
開昭５６−８３９２０号公報に示されているものがある
。すなわち、活性炭繊維布を用いた分極性電極の片面に
アルミニウム、ニッケル等の導電層を形成し、セパレー
タを介し相対向させ、これを電解液とともに金属ケース
と封口板および両者を絶縁するガスケットによって密封
したものである。
ここで、分極性電極に用いる活性炭繊維はフェノール系
、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系の繊維を直接炭化
賦活するかまたは一度炭化後さらに賦活して得られたも
のである。活性炭繊維の電気抵抗９強度、賦活収率等を
考慮すると、上記の繊維の中でフェノール系のものが分
極性電極に一番適している。また金庫の集電体（導電層
）は、プラズマ溶射法やアーク溶射法により容易に形成
できる。以上のような構成を有する分極性電極を所望の
径の円形に打ちぬいて前記のような構成の小型大容量キ
ャパシタが実現される。また、この種の分極性電極はバ
インダーをまったく用いていないため、電極自体の抵抗
も低くできる。特に溶射法により導電層を形成すると、
溶射金属層と活性炭繊維層との密着強度が強く接触抵抗
を小さくでき、良好なキャパシタ特性を得ることができ
る。
、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系の繊維を直接炭化
賦活するかまたは一度炭化後さらに賦活して得られたも
のである。活性炭繊維の電気抵抗９強度、賦活収率等を
考慮すると、上記の繊維の中でフェノール系のものが分
極性電極に一番適している。また金庫の集電体（導電層
）は、プラズマ溶射法やアーク溶射法により容易に形成
できる。以上のような構成を有する分極性電極を所望の
径の円形に打ちぬいて前記のような構成の小型大容量キ
ャパシタが実現される。また、この種の分極性電極はバ
インダーをまったく用いていないため、電極自体の抵抗
も低くできる。特に溶射法により導電層を形成すると、
溶射金属層と活性炭繊維層との密着強度が強く接触抵抗
を小さくでき、良好なキャパシタ特性を得ることができ
る。
発明が解決しようとする問題点
従来の活性炭繊維布を用いる二重層キャパシタでは、た
とえば電極径を６闘程度にした場合、その容量値を０．
１Ｆ以下にすることが製造工穆上極めて困難であり、現
在需要の大きい低抵抗低容量のたとえば０．０６ Ｆで
６０径のキャパシタを実現しにくい。そこで、活性炭繊
維をパルプのような結合媒体と共に抄紙した紙状の分極
性電極を用いれば、活性炭繊維の含有量を変えることに
より容計のコントロールができる。しかし、この種の分
極性電極は、天然パルプのような結合媒体を使用してい
るため、長期使用中に結合媒体が膨潤し、活性炭繊維間
隔が広まり、内部抵抗が増大してくる。従って、電気二
重層に蓄積された電荷を放電時に効率よく外部電流とし
て取り出せなくなる。
とえば電極径を６闘程度にした場合、その容量値を０．
１Ｆ以下にすることが製造工穆上極めて困難であり、現
在需要の大きい低抵抗低容量のたとえば０．０６ Ｆで
６０径のキャパシタを実現しにくい。そこで、活性炭繊
維をパルプのような結合媒体と共に抄紙した紙状の分極
性電極を用いれば、活性炭繊維の含有量を変えることに
より容計のコントロールができる。しかし、この種の分
極性電極は、天然パルプのような結合媒体を使用してい
るため、長期使用中に結合媒体が膨潤し、活性炭繊維間
隔が広まり、内部抵抗が増大してくる。従って、電気二
重層に蓄積された電荷を放電時に効率よく外部電流とし
て取り出せなくなる。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するため、活性炭繊維と結
合媒体から構成される紙状の分極性電極に穴を設け、電
極の一方の面と前記穴の内面に導電性層を設け、このよ
うな構成の電極と対極とをセパレータを介して相対向さ
せて電気二重層キャパシタを構成するものである。
合媒体から構成される紙状の分極性電極に穴を設け、電
極の一方の面と前記穴の内面に導電性層を設け、このよ
うな構成の電極と対極とをセパレータを介して相対向さ
せて電気二重層キャパシタを構成するものである。
作 用
本発明の分極性電極は、上記の構成により、集電能が高
まり、信頼性の高い薄型大容量の電気二重層キャパシタ
を実現することができる。
まり、信頼性の高い薄型大容量の電気二重層キャパシタ
を実現することができる。
実施例
第１図は本発明の実施例の電気二重層キャパシタを示す
。
。
１は分極性電極、２は穴、３は集電体としての導電層、
４はセパレータ、６は対極であり、これらは電解液とと
もに、電極１の端子を兼ねる封口板６と、対極６の端子
を兼ねるケース７、及び両者を絶縁するガスケット８に
より密封されている。
４はセパレータ、６は対極であり、これらは電解液とと
もに、電極１の端子を兼ねる封口板６と、対極６の端子
を兼ねるケース７、及び両者を絶縁するガスケット８に
より密封されている。
この例では、対極６は電極１と同じ構成である。
次に分極性電極の製造法を説明する。一般に活性炭繊維
を得るには、フェノール系、レーヨン系。
を得るには、フェノール系、レーヨン系。
ＰＡＮ系等の出発材料があるが、電気二重層キャパシタ
の分極性電極にはその電気特性９強度を考慮するとフェ
ノール系のものが最も適している。
の分極性電極にはその電気特性９強度を考慮するとフェ
ノール系のものが最も適している。
まずＴＯＷ状フエフエノール系ノボラック樹脂繊維００
〜１０００’Ｃの温度で触媒あるいは水蒸気を用い炭化
賦活し、比表面積が１８００〜２５００ｍ’／ｙ の活
性炭繊維を得、これを抄紙しやすいように２〜４Ｍ１１
程度のチョップに粉砕し、天然パルプや、ポリエチレン
、ポリプロピレン等の人工パルプあるいは、天然パルプ
と人工パルプの混合したものを結合媒体に用い抄紙する
。抄紙後形成されたものをカレンダー加工やプレスをし
密度を上げると共に、穴をあける。このようにして穴を
有し密度の上がった分極性電極１に、第２図に示すよう
に斜めから溶射ガン９により穴２の内部にまで溶射導電
層３を形成する。
〜１０００’Ｃの温度で触媒あるいは水蒸気を用い炭化
賦活し、比表面積が１８００〜２５００ｍ’／ｙ の活
性炭繊維を得、これを抄紙しやすいように２〜４Ｍ１１
程度のチョップに粉砕し、天然パルプや、ポリエチレン
、ポリプロピレン等の人工パルプあるいは、天然パルプ
と人工パルプの混合したものを結合媒体に用い抄紙する
。抄紙後形成されたものをカレンダー加工やプレスをし
密度を上げると共に、穴をあける。このようにして穴を
有し密度の上がった分極性電極１に、第２図に示すよう
に斜めから溶射ガン９により穴２の内部にまで溶射導電
層３を形成する。
（実施例１）
比表面積２２ ｏｏｒｒ？／ｙのフェノール系活性炭繊
維と結合媒体のクラフトパルプを９０：１０の重量比で
混合し、さらに若干の分散剤を添加して抄紙し、目付６
０！／ｄ、密度ｏ、３の紙状分極性電極を得、この電極
に１．５朋のピッチで直径１．６朋の小穴をあけ、第２
図のようにしてアルミニウム溶射層による導電層を形成
した。なお溶射は分極性電極体に対し斜めから行ない、
穴の内面に溶射層が形成しやすいようにした。これを直
径６１ｎＩの円板に打ち抜いた。上記構成を有する一対
の分極性電極を用いて第１図に示すキャパシタを得た。
維と結合媒体のクラフトパルプを９０：１０の重量比で
混合し、さらに若干の分散剤を添加して抄紙し、目付６
０！／ｄ、密度ｏ、３の紙状分極性電極を得、この電極
に１．５朋のピッチで直径１．６朋の小穴をあけ、第２
図のようにしてアルミニウム溶射層による導電層を形成
した。なお溶射は分極性電極体に対し斜めから行ない、
穴の内面に溶射層が形成しやすいようにした。これを直
径６１ｎＩの円板に打ち抜いた。上記構成を有する一対
の分極性電極を用いて第１図に示すキャパシタを得た。
なお、電極１６の導電層はそれぞれ封口板６．ケース７
にスポット溶接した。また、セパレータ４にはポリプロ
ビレ／の不織布を用い、電解液には、（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ
ＢＦ６を１モル／ｌの割合で溶解したプロピレンカーボ
ネート溶液を用いた。
にスポット溶接した。また、セパレータ４にはポリプロ
ビレ／の不織布を用い、電解液には、（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ
ＢＦ６を１モル／ｌの割合で溶解したプロピレンカーボ
ネート溶液を用いた。
上記のキャパシタをＡ比較例として穴を有していない他
は同じ構成の分極性電極を使用したキャパシタをＢとす
る。両者を７０℃の雰囲気下で２ｖを印加し、信頼性試
験をした結果を第３図に示す。
は同じ構成の分極性電極を使用したキャパシタをＢとす
る。両者を７０℃の雰囲気下で２ｖを印加し、信頼性試
験をした結果を第３図に示す。
図より本発明のキャパシタの信頼性の改善が良くわかる
。これは分極性電極の膨潤が抑制されており、また縦方
向の集電能が改善されているためであると考えられる。
。これは分極性電極の膨潤が抑制されており、また縦方
向の集電能が改善されているためであると考えられる。
（実施例２）
実施例１と同様なキャパシタで、分極性電極に導電性改
良剤として炭素繊維またはグラファイトを１０重ｉ％添
加した。すなわち、活性炭繊維と結合媒体と導電性改良
剤の比８０：１０：１０の分極性電極を用いた。実施例
１と同様、７０’Ｃ２Ｖ印加試験結果を第４図に示す。
良剤として炭素繊維またはグラファイトを１０重ｉ％添
加した。すなわち、活性炭繊維と結合媒体と導電性改良
剤の比８０：１０：１０の分極性電極を用いた。実施例
１と同様、７０’Ｃ２Ｖ印加試験結果を第４図に示す。
図中ａ、が炭素繊維添加品、ａ２がグラファイト添加品
である。
である。
（実施例３）
分極性電極として、次の組成を有し、１．５ｊｌｌｌピ
ツチで１Ｎ径の穴を有し、集電体として２６０μｍのア
ルミニウム溶射層を形成したものを用い、実施例１と同
様なキャパシタを構成した。
ツチで１Ｎ径の穴を有し、集電体として２６０μｍのア
ルミニウム溶射層を形成したものを用い、実施例１と同
様なキャパシタを構成した。
分極性電甑の組成（重量パーセント）
活性炭繊維 （６ｏ）クラフト天然
パルプ （２ｏ）ポリエチレン、ポリフｂピ
レン合成ノ４７” （３０）第６図に７０
’Ｃ，２Ｖ印加試験結果を示す。図中ａ３が本実施例の
もの、ｂは実施例と同組成で穴を有していない分極性電
極を用いたキャパシタを示す。この実施例においても集
電性の改良が顕著であることがわかる。
パルプ （２ｏ）ポリエチレン、ポリフｂピ
レン合成ノ４７” （３０）第６図に７０
’Ｃ，２Ｖ印加試験結果を示す。図中ａ３が本実施例の
もの、ｂは実施例と同組成で穴を有していない分極性電
極を用いたキャパシタを示す。この実施例においても集
電性の改良が顕著であることがわかる。
（実施例４）
実施例１と同組成で１．５０ピツチで１．Ｏｆｆ径の穴
を有した紙状分極性電極を用い、第６図に示した巻き取
りタイプの円筒形キャパシタを作成した。
を有した紙状分極性電極を用い、第６図に示した巻き取
りタイプの円筒形キャパシタを作成した。
本実施例では、正極側の分極性電極１０．負極側の分極
性電極１１はともに厚みが２００μｍであり、この上に
アルミニウムの溶射層１２を１００μｍの厚さに形成し
、溶射層側にアルミニウムエツチング箔からなる補助集
電体１３を設置している。リード１４は、アルミニウム
エツチング箔１３にスポット溶接して取りつけた。１６
は封口パッキング、１６はケース、１７はセパレータで
ある。
性電極１１はともに厚みが２００μｍであり、この上に
アルミニウムの溶射層１２を１００μｍの厚さに形成し
、溶射層側にアルミニウムエツチング箔からなる補助集
電体１３を設置している。リード１４は、アルミニウム
エツチング箔１３にスポット溶接して取りつけた。１６
は封口パッキング、１６はケース、１７はセパレータで
ある。
電極は、正極が３０Ｘ２０Ｏｆｆ、負極が３０Ｘ２１０
ＷＩＩの大きさであり、電解液、セパレータは実施例１
と同じものを使用した。本実施例では、分極性電極の厚
みも２００μｍと薄く、厚み方向の集電能が向上し、充
放電特性の優れたキャパシタとなる。室温下、０〜２．
ＯＶ間で１万回充放電後の容量減少率は５％であった。
ＷＩＩの大きさであり、電解液、セパレータは実施例１
と同じものを使用した。本実施例では、分極性電極の厚
みも２００μｍと薄く、厚み方向の集電能が向上し、充
放電特性の優れたキャパシタとなる。室温下、０〜２．
ＯＶ間で１万回充放電後の容量減少率は５％であった。
（実施例５）
正極側分極性電極に実施例１と同様な電極を用い、対極
の負極側非分極性電極として、５ｎ８６重量％、Ｃｄ
１５重量％からなるウッド合金に１０ｍＡｈ 相当の
リチウムを吸蔵させたものを用いて、第１図のような扁
平形キャパシタを作成した。電解液には１モル／ｌのＬ
ｉＣｌＣ４を溶解したプロピレンカーボネート溶液を用
いた。上記電極の大きさは直径１４ＭＭである。次表に
このキャパシタの緒特性を示す。耐電圧は３．Ｏｖと高
く信頼性も良好であった。
の負極側非分極性電極として、５ｎ８６重量％、Ｃｄ
１５重量％からなるウッド合金に１０ｍＡｈ 相当の
リチウムを吸蔵させたものを用いて、第１図のような扁
平形キャパシタを作成した。電解液には１モル／ｌのＬ
ｉＣｌＣ４を溶解したプロピレンカーボネート溶液を用
いた。上記電極の大きさは直径１４ＭＭである。次表に
このキャパシタの緒特性を示す。耐電圧は３．Ｏｖと高
く信頼性も良好であった。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、集電性の良好な信頼性
の高い小型大容量の電気二重層キャパシタが得られる。
の高い小型大容量の電気二重層キャパシタが得られる。
第１図は本発明の実施例のキャパシタを示す縦断面図、
第２図は分極性電極に集電体層を形成する様子を示す図
、第３図、第４図及び第６図は実施例のキャパシタの信
頼性試験結果を示す図、第６図は他の実施例のキャパシ
タの一部を断面にした側面図である。 １・・・・・・分極性電極、２・・・・・・穴、３・・
・・・・導電層、４・・・・・・セパレータ、６・・・
・・・対極、６・・・・・・封口板、７・・・・・・ケ
ース、８・・・・・・ガスケット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 容量麦化牟Ｃ’／、） 容量支化−？（’−ｉ） 容量吏化卑（％） 第６図
第２図は分極性電極に集電体層を形成する様子を示す図
、第３図、第４図及び第６図は実施例のキャパシタの信
頼性試験結果を示す図、第６図は他の実施例のキャパシ
タの一部を断面にした側面図である。 １・・・・・・分極性電極、２・・・・・・穴、３・・
・・・・導電層、４・・・・・・セパレータ、６・・・
・・・対極、６・・・・・・封口板、７・・・・・・ケ
ース、８・・・・・・ガスケット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 容量麦化牟Ｃ’／、） 容量支化−？（’−ｉ） 容量吏化卑（％） 第６図
Claims (5)
- （１）活性炭繊維と結合媒体から構成される穴を有した
シート状で、その一方の面と前記穴の内面に導電層を有
する分極性電極と、セパレータを介して前記電極と相対
向させた対極とを有する電気二重層キャパシタ。 - （２）結合媒体が天然パルプ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。 - （３）結合媒体が撥水性かつ熱融着性樹脂であることを
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）結合媒体が天然パルプと撥水性が熱融着性樹脂で
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）分極性電極の穴の部分と少なくとも片端面に形成
された導電性層が導電性ケースや導電体接触することを
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 |
|---|---|---|---|
| JP60054915A JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60054915A JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214419A true JPS61214419A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0424849B2 JPH0424849B2 (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=12983900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60054915A Granted JPS61214419A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214419A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152715A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Elna Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH01201908A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分極性電極の製造法 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60054915A patent/JPS61214419A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01152715A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Elna Co Ltd | 電気二重層コンデンサ |
| JPH01201908A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分極性電極の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424849B2 (ja) | 1992-04-28 |
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