JP2000348976A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで、封入する必要がない部材から構
成され、かつ電気回路の小型化、低背化をもたらす電気
二重層コンデンサを提供すること。 【解決手段】 セパレータ３を隔てて、該セパレータ３
および導電性の集電体４によって囲まれた空間に収容さ
れた正極１、負極２、および、空間に充たされた電解液
６から構成され、集電体４は、異方性の導電膜から構成
されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
成され、かつ電気回路の小型化、低背化をもたらす電気
二重層コンデンサを提供すること。 【解決手段】 セパレータ３を隔てて、該セパレータ３
および導電性の集電体４によって囲まれた空間に収容さ
れた正極１、負極２、および、空間に充たされた電解液
６から構成され、集電体４は、異方性の導電膜から構成
されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサに関する。
ンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、コイン型と呼ばれ電気二重層コ
ンデンサの構造を示す図である。図５において、電気二
重層コンデンサは、一対の正極２１と負極２２を間に配
置して、正極２１と負極２２を隔離するセパレータ２
３、および電解液２６を収容した金属製容器２５と金属
製ふた２４の間を、ガスケット２９を介して封止して構
成されている。分極性電極をなす正極２１と負極２２
は、主としてシート状にした活性炭繊維や活性炭粉末を
打ち抜いて、ペレット状にして使われることが多い。コ
イン型の電気二重層コンデンサには、ガスケット２９等
の封止材を用いた、かしめ封止方法が採用されていた。
ンデンサの構造を示す図である。図５において、電気二
重層コンデンサは、一対の正極２１と負極２２を間に配
置して、正極２１と負極２２を隔離するセパレータ２
３、および電解液２６を収容した金属製容器２５と金属
製ふた２４の間を、ガスケット２９を介して封止して構
成されている。分極性電極をなす正極２１と負極２２
は、主としてシート状にした活性炭繊維や活性炭粉末を
打ち抜いて、ペレット状にして使われることが多い。コ
イン型の電気二重層コンデンサには、ガスケット２９等
の封止材を用いた、かしめ封止方法が採用されていた。
【０００３】大きい容量は、積層型の電気二重層コンデ
ンサによって実現される。図６は、積層型の電気二重層
コンデンサの構造を示す図である。積層型の電気二重層
コンデンサは、正極板３１と負極板３２からなる一対の
電極シート間にセパレータ３３を挟んだ積層シートを倦
回し、有機電解液を含浸させ、金属製容器３５に収容し
て封入した構造をなす。積層型の電気二重層コンデンサ
の封止は、熱圧着法等によってなされていた。
ンサによって実現される。図６は、積層型の電気二重層
コンデンサの構造を示す図である。積層型の電気二重層
コンデンサは、正極板３１と負極板３２からなる一対の
電極シート間にセパレータ３３を挟んだ積層シートを倦
回し、有機電解液を含浸させ、金属製容器３５に収容し
て封入した構造をなす。積層型の電気二重層コンデンサ
の封止は、熱圧着法等によってなされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの電気
二重層コンデンサを作製するには、電気二重層コンデン
サの部材を封入する必要がある。封入操作は、電気二重
層コンデンサのコストを押し上げてしまう。さらに、封
入構造は電気二重層コンデンサの嵩を大きくし、この電
気二重層コンデンサを組み込む電気回路は、実装密度が
増大してしまうという問題を生じてしまう。
二重層コンデンサを作製するには、電気二重層コンデン
サの部材を封入する必要がある。封入操作は、電気二重
層コンデンサのコストを押し上げてしまう。さらに、封
入構造は電気二重層コンデンサの嵩を大きくし、この電
気二重層コンデンサを組み込む電気回路は、実装密度が
増大してしまうという問題を生じてしまう。
【０００５】そこで、本発明の目的は、低コストで、封
入する必要がない部材から構成され、かつ電気回路の小
型化、低背化をもたらす電気二重層コンデンサを提供す
ることである。
入する必要がない部材から構成され、かつ電気回路の小
型化、低背化をもたらす電気二重層コンデンサを提供す
ることである。
【０００６】
【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、セパレータを隔てて、該セパレータおよび導
電性の集電体によって囲まれた空間に収容された分極性
電極、および、空間に充たされた電解液から構成され、
集電体は、異方性の導電膜から構成されていることを特
徴とする。異方性の導電膜は、導電部分と絶縁部分が、
面上で交互に、かつ、面の一方向と厚さ方向には連続し
て形成されている。
デンサは、セパレータを隔てて、該セパレータおよび導
電性の集電体によって囲まれた空間に収容された分極性
電極、および、空間に充たされた電解液から構成され、
集電体は、異方性の導電膜から構成されていることを特
徴とする。異方性の導電膜は、導電部分と絶縁部分が、
面上で交互に、かつ、面の一方向と厚さ方向には連続し
て形成されている。
【０００７】本発明の電気二重層コンデンサにおいて、
セパレータ、および導電膜の絶縁部分には、同一の材
料、性質が互いに類似した材料、あるいは加工性等の諸
特性において相性が良い材料を用いて形成される。具体
的には、本発明の電気二重層コンデンサは、セパレー
タ、および導電膜の絶縁部分には、ポリプロピレンとポ
リエチレン、ポリエチレンとポリエチレンテレフタレー
ト、ポリアミドとポリアミドイミド、および、ナイロン
とポリアクリロニトリルの、いずれかのグループの、少
なくとも一方の材料が用いられていることを特徴とす
る。
セパレータ、および導電膜の絶縁部分には、同一の材
料、性質が互いに類似した材料、あるいは加工性等の諸
特性において相性が良い材料を用いて形成される。具体
的には、本発明の電気二重層コンデンサは、セパレー
タ、および導電膜の絶縁部分には、ポリプロピレンとポ
リエチレン、ポリエチレンとポリエチレンテレフタレー
ト、ポリアミドとポリアミドイミド、および、ナイロン
とポリアクリロニトリルの、いずれかのグループの、少
なくとも一方の材料が用いられていることを特徴とす
る。
【０００８】本発明の電気二重層コンデンサは、分極性
電極を構成する正極および負極を、セパレータを隔て
て、それぞれの主面を相対して配置して構成されている
ことを特徴とする。
電極を構成する正極および負極を、セパレータを隔て
て、それぞれの主面を相対して配置して構成されている
ことを特徴とする。
【０００９】さらに、本発明によれば、分極性電極を構
成する正極および負極を、セパレータを隔てて、それぞ
れの側面を相対して配置して構成した電気二重層コンデ
ンサとしてもよい。この場合、分極性電極を構成する正
極および負極を、それぞれ複数からなるように構成した
電気二重層コンデンサも可能である。
成する正極および負極を、セパレータを隔てて、それぞ
れの側面を相対して配置して構成した電気二重層コンデ
ンサとしてもよい。この場合、分極性電極を構成する正
極および負極を、それぞれ複数からなるように構成した
電気二重層コンデンサも可能である。
【００１０】本発明によれば、分極性電極が接続された
集電体のみに、異方性の導電膜を用いることにより、片
面のみから端子電圧の取り出しができる構成とすること
ができる。
集電体のみに、異方性の導電膜を用いることにより、片
面のみから端子電圧の取り出しができる構成とすること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１２】本発明の電気二重層コンデンサは、集電体
が異方性の導電膜から構成されていることに特徴があ
る。図４は、異方性の導電膜の構造を模式的に示す断面
図である。異方性の導電膜１３は、導電部分１５と絶縁
部分１４が面上で交互に、かつ厚さ方向と面の一方向
に、ともに連続して形成されている。異方性の導電膜１
３は、面内で導電部分１５と絶縁部分１３の形成方向に
のみ導電性を有する異方性を示し、厚さ方向には導電部
分１５を通して導電性を有する。
が異方性の導電膜から構成されていることに特徴があ
る。図４は、異方性の導電膜の構造を模式的に示す断面
図である。異方性の導電膜１３は、導電部分１５と絶縁
部分１４が面上で交互に、かつ厚さ方向と面の一方向
に、ともに連続して形成されている。異方性の導電膜１
３は、面内で導電部分１５と絶縁部分１３の形成方向に
のみ導電性を有する異方性を示し、厚さ方向には導電部
分１５を通して導電性を有する。
【００１３】電気二重層コンデンサの分極性電極は、シ
ート状の電極材から、ペレット状の所定の寸法に打ち抜
いて作製される。シート状の電極材は、熱処理により賦
活処理を施した活性炭粉末（平均粒度１０μｍ）８０重
量部、カーボンブラック粉末１０重量部、ポリテトラフ
ルオロエチレン１０重量部からなる混合物にエタノール
を加えてスラリーを得、さらに窒素気流中、温度１２０
℃で４時間の熱処理により溶剤と水分を除去して作製さ
れる。カーボンブラック粉末の代替として、アセチレン
ブラック、ファーネスブラック、その他金属粒子等を使
用してもよい。分極性電極は、正極、および負極として
有機電解液に浸積されている。
ート状の電極材から、ペレット状の所定の寸法に打ち抜
いて作製される。シート状の電極材は、熱処理により賦
活処理を施した活性炭粉末（平均粒度１０μｍ）８０重
量部、カーボンブラック粉末１０重量部、ポリテトラフ
ルオロエチレン１０重量部からなる混合物にエタノール
を加えてスラリーを得、さらに窒素気流中、温度１２０
℃で４時間の熱処理により溶剤と水分を除去して作製さ
れる。カーボンブラック粉末の代替として、アセチレン
ブラック、ファーネスブラック、その他金属粒子等を使
用してもよい。分極性電極は、正極、および負極として
有機電解液に浸積されている。
【００１４】電解液には、水系の硫酸水溶液、有機系の
プロピレンカーボネイトなどの溶媒にテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボロン等の電解質を溶かしたも
のがある。本発明の電気二重層コンデンサには、有機系
で電気化学的に安定な第４級の塩が用いられる。
プロピレンカーボネイトなどの溶媒にテトラエチルアン
モニウムテトラフルオロボロン等の電解質を溶かしたも
のがある。本発明の電気二重層コンデンサには、有機系
で電気化学的に安定な第４級の塩が用いられる。
【００１５】また、電気二重層コンデンサに用いるセパ
レータは、強度、イオン透過性、絶縁性、耐温度特性等
が良好であるものが求められる。本発明の電気二重層コ
ンデンサのセパレータには、ブチルゴム、多孔質プロピ
レン、レーヨン、マニラ麻、各種ナイロン等が好適であ
る。
レータは、強度、イオン透過性、絶縁性、耐温度特性等
が良好であるものが求められる。本発明の電気二重層コ
ンデンサのセパレータには、ブチルゴム、多孔質プロピ
レン、レーヨン、マニラ麻、各種ナイロン等が好適であ
る。
【００１６】図１は、本発明の第１の実施の形態である
電気二重層コンデンサの断面図である。図１において、
電気二重層コンデンサは、セパレータ３と集電体４によ
って囲まれた空間に収容された正極１と負極２、およ
び、空間に充たされた電解液６から構成されている。正
極１と負極２は、セパレータ３を隔てて、それぞれの主
面を対向して配置されている。正極１および負極２は、
電気二重層コンデンサの内側で、異方性の導電膜１３で
構成される集電極４に、導電性結着剤５で接着されてい
る。電気二重層コンデンサの正極側および負極側の集電
体に、正極リード７、負極リード８をそれぞれ接続すれ
ば、端子電圧を取り出すことができる。
電気二重層コンデンサの断面図である。図１において、
電気二重層コンデンサは、セパレータ３と集電体４によ
って囲まれた空間に収容された正極１と負極２、およ
び、空間に充たされた電解液６から構成されている。正
極１と負極２は、セパレータ３を隔てて、それぞれの主
面を対向して配置されている。正極１および負極２は、
電気二重層コンデンサの内側で、異方性の導電膜１３で
構成される集電極４に、導電性結着剤５で接着されてい
る。電気二重層コンデンサの正極側および負極側の集電
体に、正極リード７、負極リード８をそれぞれ接続すれ
ば、端子電圧を取り出すことができる。
【００１７】表１は、本実施の形態による電気二重層コ
ンデンサについて、従来のコイン型の電気二重層コンデ
ンサを比較例とした対比表である。表１には、印加電圧
３．０Ｖで充電し、０．５ｍＡで放電したときの初期静
電容量特性（Ｆ）と内部抵抗（Ω）、および厚さを示し
てある（以下において同じ）。表１によれば、両者の特
性はほぼ同等であるが、本実施の形態による電気二重層
コンデンサは、低背化すなわち小型化が図られている。
ンデンサについて、従来のコイン型の電気二重層コンデ
ンサを比較例とした対比表である。表１には、印加電圧
３．０Ｖで充電し、０．５ｍＡで放電したときの初期静
電容量特性（Ｆ）と内部抵抗（Ω）、および厚さを示し
てある（以下において同じ）。表１によれば、両者の特
性はほぼ同等であるが、本実施の形態による電気二重層
コンデンサは、低背化すなわち小型化が図られている。
【００１８】
【表１】
【００１９】図２は、本発明の第２の実施の形態である
電気二重層コンデンサの断面図である。図２において、
電気二重層コンデンサは、セパレータ３を隔てて、正極
１と負極２の側面が相対して配置して構成されている。
正極１および負極２は、電気二重層コンデンサの内側
で、異方性の導電膜１３で構成される集電体４に、導電
性結着剤５で接着されている。分極性電極をなす正極１
および負極２を、平面的に構成するために、薄型の電気
二重層コンデンサが実現される。さらに、集電体４をな
す異方性の導電膜１３は、図４において、紙面に垂直な
方向にのみ導電性を有するため、集電体の方向性を選択
すれば、正極リード７および負極リード８を、電気二重
層コンデンサの集電体４の同一面に設けることができ
る。したがって、異方性の導電膜を使えば、集電機能を
有する集電体は、分極性電極が接続された側に存在すれ
ば足り、他の片面には、保護する機能が求められるのみ
となる。
電気二重層コンデンサの断面図である。図２において、
電気二重層コンデンサは、セパレータ３を隔てて、正極
１と負極２の側面が相対して配置して構成されている。
正極１および負極２は、電気二重層コンデンサの内側
で、異方性の導電膜１３で構成される集電体４に、導電
性結着剤５で接着されている。分極性電極をなす正極１
および負極２を、平面的に構成するために、薄型の電気
二重層コンデンサが実現される。さらに、集電体４をな
す異方性の導電膜１３は、図４において、紙面に垂直な
方向にのみ導電性を有するため、集電体の方向性を選択
すれば、正極リード７および負極リード８を、電気二重
層コンデンサの集電体４の同一面に設けることができ
る。したがって、異方性の導電膜を使えば、集電機能を
有する集電体は、分極性電極が接続された側に存在すれ
ば足り、他の片面には、保護する機能が求められるのみ
となる。
【００２０】表２は、本実施の形態による電気二重層コ
ンデンサについて、比較例との対比表である。表２によ
れば、両者の特性はほぼ同等であるが、本実施の形態に
よる電気二重層コンデンサは、低背化すなわち小型化が
図られている。
ンデンサについて、比較例との対比表である。表２によ
れば、両者の特性はほぼ同等であるが、本実施の形態に
よる電気二重層コンデンサは、低背化すなわち小型化が
図られている。
【００２１】
【表２】
【００２２】図３は、本発明の第３の実施の形態である
電気二重層コンデンサの断面図である。図３に示す電気
二重層コンデンサは、セパレータ３を隔てて側面を相対
して配置する正極１と負極２がそれぞれ複数個から構成
されていることに特徴がある。正極１および負極２は、
電気二重層コンデンサの内側で、異方性の導電膜１３で
構成される集電体４に、導電性結着剤５で接着されてい
る。集電体４が異方性の導電膜１３から構成されている
ため、正極リード７および負極リード８を、電気二重層
コンデンサの集電体４の同一面に設けることができる。
この構成により、高い端子電圧の、あるいは、大容量の
電気二重層コンデンサを得ることができる。
電気二重層コンデンサの断面図である。図３に示す電気
二重層コンデンサは、セパレータ３を隔てて側面を相対
して配置する正極１と負極２がそれぞれ複数個から構成
されていることに特徴がある。正極１および負極２は、
電気二重層コンデンサの内側で、異方性の導電膜１３で
構成される集電体４に、導電性結着剤５で接着されてい
る。集電体４が異方性の導電膜１３から構成されている
ため、正極リード７および負極リード８を、電気二重層
コンデンサの集電体４の同一面に設けることができる。
この構成により、高い端子電圧の、あるいは、大容量の
電気二重層コンデンサを得ることができる。
【００２３】表３は、本実施の形態による電気二重層コ
ンデンサについて、比較例との対比表である。表３によ
れば、本実施の形態による電気二重層コンデンサは、初
期静電容量特性を増加した上に、低背化すなわち小型化
が図られている。
ンデンサについて、比較例との対比表である。表３によ
れば、本実施の形態による電気二重層コンデンサは、初
期静電容量特性を増加した上に、低背化すなわち小型化
が図られている。
【００２４】
【表３】
【００２５】なお、セパレータを隔てて、正極と負極の
主面を対向した対を、平面的に複数配置した電気二重層
コンデンサを構成することもできる。本発明は、さら
に、複数の正極と負極を、セパレータを隔てて、３次元
的に構築することも可能とする。
主面を対向した対を、平面的に複数配置した電気二重層
コンデンサを構成することもできる。本発明は、さら
に、複数の正極と負極を、セパレータを隔てて、３次元
的に構築することも可能とする。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層コンデンサによれば、低コストで、封入する必要がな
い部材から構成され、さらに本発明の電気二重層コンデ
ンサを用いることにより、電気回路に小型化、低背化を
もたらす。
層コンデンサによれば、低コストで、封入する必要がな
い部材から構成され、さらに本発明の電気二重層コンデ
ンサを用いることにより、電気回路に小型化、低背化を
もたらす。
【図１】本発明の第１の実施の形態である電気二重層コ
ンデンサの断面図。
ンデンサの断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態である電気二重層コ
ンデンサの断面図。
ンデンサの断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態である電気二重層コ
ンデンサの断面図。
ンデンサの断面図。
【図４】異方性の導電膜の構造を模式的に示す断面図。
【図５】コイン型の電気二重層コンデンサの構造を示す
図。
図。
【図６】積層型の電気二重層コンデンサの構造を示す
図。
図。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 集電体 ５ 導電性結着剤 ６ 電解液 ７ 正極リード ８ 負極リード １３ 異方性の導電膜 １４ 絶縁部分 １５ 導電部分 ２１ 正極 ２２ 負極 ２３ セパレータ ２４ 金属製ふた ２５ 金属製容器 ２６ 電解液 ２９ ガスケット ３１ 正極板 ３２ 負極板 ３３ セパレータ ３４ 正極端子 ３５ 金属製容器 ３９ ガスケット
Claims (10)
- 【請求項１】 セパレータを隔てて、該セパレータおよ
び導電性の集電体によって囲まれた空間に収容された分
極性電極、および、該空間に充たされた電解液から構成
された電気二重層コンデンサにおいて、前記集電体は、
異方性の導電膜から構成されていることを特徴とする電
気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 前記異方性の導電膜は、導電部分と絶縁
部分を、面上で交互に、かつ、厚さ方向と前記面の一方
向に連続して形成されていることを特徴とする請求項１
記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項３】 前記セパレータ、および、前記導電膜の
絶縁部分は、それぞれ、ポリプロピレンおよびポリエチ
レンのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または
請求項２記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項４】 前記セパレータ、および、前記導電膜の
絶縁部分は、それぞれ、ポリエチレンとポリエチレンテ
レフタレートのいずれかを含むことを特徴とする請求項
１または請求項２記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項５】 前記セパレータ、および、前記導電膜の
絶縁部分は、それぞれ、ポリアミドとポリアミドイミド
のいずれかを含むことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項６】 前記セパレータ、および、前記導電膜の
絶縁部分は、それぞれ、ナイロンとポリアクリロニトリ
ルのいずれかを含むことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項７】 前記分極性電極を構成する正極および負
極は、前記セパレータを隔てて、それぞれの主面を相対
して配置して構成されていることを特徴とする請求項１
ないし請求項６のいずれかに記載の電気二重層コンデン
サ。 - 【請求項８】 前記分極性電極を構成する正極および負
極は、前記セパレータを隔てて、それぞれの側面を相対
して配置して構成されていることを特徴とする請求項１
ないし請求項６のいずれかに記載の電気二重層コンデン
サ。 - 【請求項９】 前記分極性電極を構成する正極および負
極は、それぞれ複数からなることを特徴とする請求項８
記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項１０】 前記分極性電極が接続された前記集電
体のみが、前記異方性の導電膜から構成されることを特
徴とする請求項８または請求項９記載の電気二重層コン
デンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157244A JP2000348976A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11157244A JP2000348976A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000348976A true JP2000348976A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15645406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11157244A Pending JP2000348976A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000348976A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012023220A (ja) * | 2010-07-15 | 2012-02-02 | Seiko Instruments Inc | 電子部品、電子装置、及び電子部品の製造方法 |
| JP2013165267A (ja) * | 2012-01-20 | 2013-08-22 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 薄膜型スーパーキャパシタおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-06-04 JP JP11157244A patent/JP2000348976A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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