JP2002270475A - 電気二重層コンデンサの製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの製造方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実使用時における電気的特性の劣化やガスの
発生を抑制することができる電気二重層コンデンサの製
造方法を提供する。 【解決手段】 分極性電極に電解液を真空下で含浸させ
た後、電気二重層コンデンサを真空下で充電し、放電し
ながら、充放電中に発生するガスを放出させ、真空下で
電気二重層コンデンサを封止する。
発生を抑制することができる電気二重層コンデンサの製
造方法を提供する。 【解決手段】 分極性電極に電解液を真空下で含浸させ
た後、電気二重層コンデンサを真空下で充電し、放電し
ながら、充放電中に発生するガスを放出させ、真空下で
電気二重層コンデンサを封止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電気二重層コン
デンサの製造方法に関する。
デンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 電気二重層コンデンサ（又は、「キャ
パシタ」という。）は、ファラッド級の大容量を有し、
充放電サイクル特性にも優れることから、電子機器のバ
ックアップ電源や自動車を始めとした各種輸送機のバッ
テリーとして用いられている他、エネルギーの有効利用
の観点からは、夜間電力の貯蔵といった用途での使用も
検討されている。
パシタ」という。）は、ファラッド級の大容量を有し、
充放電サイクル特性にも優れることから、電子機器のバ
ックアップ電源や自動車を始めとした各種輸送機のバッ
テリーとして用いられている他、エネルギーの有効利用
の観点からは、夜間電力の貯蔵といった用途での使用も
検討されている。
【０００３】 上記電気二重層コンデンサは、例えば、
図１に示すように、分極性電極４２を集電極４０に密着
させた正極１８及び負極１９との間に、セパレータ４４
を介在させた後、電解液４８にケース４６内で浸漬され
てなるものである。
図１に示すように、分極性電極４２を集電極４０に密着
させた正極１８及び負極１９との間に、セパレータ４４
を介在させた後、電解液４８にケース４６内で浸漬され
てなるものである。
【０００４】 このように作製された電気二重層コンデ
ンサは、使用条件によって、例えば、大電流での使用、
６０℃を超えるような高温下での使用、あるいは長期に
渡って使用した場合、ケース内に封入された電解液の溶
媒又は溶質の分解により発生したガスが、ケースの内圧
を上昇させるため、電気二重層コンデンサの電気的特性
が低下するだけでなく、ケースを膨脹、変形させるとい
う問題があった。特に、ラミネートフィルム袋体で作製
されたケースの場合、ある程度、変形の余裕があるが、
それを超えると、ケースが破裂してしまい、ケース内の
電解液が外部に漏出するという問題があった。
ンサは、使用条件によって、例えば、大電流での使用、
６０℃を超えるような高温下での使用、あるいは長期に
渡って使用した場合、ケース内に封入された電解液の溶
媒又は溶質の分解により発生したガスが、ケースの内圧
を上昇させるため、電気二重層コンデンサの電気的特性
が低下するだけでなく、ケースを膨脹、変形させるとい
う問題があった。特に、ラミネートフィルム袋体で作製
されたケースの場合、ある程度、変形の余裕があるが、
それを超えると、ケースが破裂してしまい、ケース内の
電解液が外部に漏出するという問題があった。
【０００５】 特開平５−３４３２６３号公報には、分
極性電極に電解液を含浸した後に電気二重層コンデンサ
を充電して前記分極性電極に吸着していたガスを放出す
る工程と、真空下で再度前記分極性電極に電解液を含浸
させる工程とを行った後に電気二重層コンデンサを封止
することが記述されている。しかし、充放電時に発生す
るガスを除去していないため不十分であった。
極性電極に電解液を含浸した後に電気二重層コンデンサ
を充電して前記分極性電極に吸着していたガスを放出す
る工程と、真空下で再度前記分極性電極に電解液を含浸
させる工程とを行った後に電気二重層コンデンサを封止
することが記述されている。しかし、充放電時に発生す
るガスを除去していないため不十分であった。
【０００６】 特開平１０−４１１９９号公報には、正
極と負極間に定格電圧の１．０３〜１．１５倍の電圧を
封口前または封口後に予備的に印加させることが記述さ
れているが、これも放電時に発生するガスの除去につい
ては不十分であった。
極と負極間に定格電圧の１．０３〜１．１５倍の電圧を
封口前または封口後に予備的に印加させることが記述さ
れているが、これも放電時に発生するガスの除去につい
ては不十分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このよう
な従来技術の有する課題を鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、実使用時における電気的特性
の劣化やガスの発生を抑制することができる電気二重層
コンデンサの製造方法を提供するものである。
な従来技術の有する課題を鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、実使用時における電気的特性
の劣化やガスの発生を抑制することができる電気二重層
コンデンサの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、（ａ）分極性電極に電解液を真空下で含浸させた
後、（ｂ）電気二重層コンデンサを真空下で充電し、放
電しながら、充放電中に発生するガスを放出させ、
（ｃ）真空下で電気二重層コンデンサを封止することを
特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法が提供され
る。
ば、（ａ）分極性電極に電解液を真空下で含浸させた
後、（ｂ）電気二重層コンデンサを真空下で充電し、放
電しながら、充放電中に発生するガスを放出させ、
（ｃ）真空下で電気二重層コンデンサを封止することを
特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法が提供され
る。
【０００９】 このとき、工程（ａ）の後、工程（ｂ）
の前に、不活性ガスの雰囲気下で、常圧まで加圧するこ
とが好ましい。
の前に、不活性ガスの雰囲気下で、常圧まで加圧するこ
とが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】 本発明の電気二重層コンデンサ
の製造方法は、（ａ）分極性電極に電解液を真空下で含
浸させた後、（ｂ）電気二重層コンデンサを真空下で充
電し、放電しながら、充放電中に発生するガスを放出さ
せ、（ｃ）真空下で電気二重層コンデンサを封止するこ
とにある。
の製造方法は、（ａ）分極性電極に電解液を真空下で含
浸させた後、（ｂ）電気二重層コンデンサを真空下で充
電し、放電しながら、充放電中に発生するガスを放出さ
せ、（ｃ）真空下で電気二重層コンデンサを封止するこ
とにある。
【００１１】 本発明の製造方法の主な特徴は、電気二
重層コンデンサを封止する前に、真空下で充電し、放電
しながら、充放電中に発生するガス（例えば、分極性電
極と反応して生成したＣＯやＣＯ2）を放出させること
にある。これは、電気二重層コンデンサの充電時に電極
からガスの発生が認められるだけでなく、放電時にもガ
スの発生が認められており、充電時に発生するガスを除
去するだけでなく、放電時に発生するガスを除去するこ
とにより、実使用時における電気的特性の劣化やガスの
発生を抑制することができるため、より耐久性の高い電
気二重層コンデンサを提供することができるからであ
る。
重層コンデンサを封止する前に、真空下で充電し、放電
しながら、充放電中に発生するガス（例えば、分極性電
極と反応して生成したＣＯやＣＯ2）を放出させること
にある。これは、電気二重層コンデンサの充電時に電極
からガスの発生が認められるだけでなく、放電時にもガ
スの発生が認められており、充電時に発生するガスを除
去するだけでなく、放電時に発生するガスを除去するこ
とにより、実使用時における電気的特性の劣化やガスの
発生を抑制することができるため、より耐久性の高い電
気二重層コンデンサを提供することができるからであ
る。
【００１２】 また、本発明では、工程（ａ）の後、工
程（ｂ）の前に、不活性ガスの雰囲気下で、常圧まで加
圧することが好ましい。これは、分極性電極への電解液
の含浸を促進することができると類推されるからであ
る。
程（ｂ）の前に、不活性ガスの雰囲気下で、常圧まで加
圧することが好ましい。これは、分極性電極への電解液
の含浸を促進することができると類推されるからであ
る。
【００１３】 尚、本発明で用いる分極性電極は、キャ
パシタ用として工業化されている活性炭を炭素材料と
し、カーボンブラック等の導電材や有機バインダを添加
し、混合・混練し、シート状に成形したものである。集
電体は、表面をエッチング処理したアルミ箔を好適に用
いることができる。電極端子は、電気伝導性と電解液に
対する安定性から高純度アルミニウムが好適に用いるこ
とができる。セパレータは、コンデンサ用の紙セパレー
タや、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録
商標）製の多孔性樹脂フィルムを用いることができる。
パシタ用として工業化されている活性炭を炭素材料と
し、カーボンブラック等の導電材や有機バインダを添加
し、混合・混練し、シート状に成形したものである。集
電体は、表面をエッチング処理したアルミ箔を好適に用
いることができる。電極端子は、電気伝導性と電解液に
対する安定性から高純度アルミニウムが好適に用いるこ
とができる。セパレータは、コンデンサ用の紙セパレー
タや、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録
商標）製の多孔性樹脂フィルムを用いることができる。
【００１４】 電解液は、有機系または水系のどちらで
も適用できるが、キャパシタとして耐電圧が高くエネル
ギー密度を大きくできる有機系電解液が好ましい。有機
系電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、γ
−ブチルラクトン、エチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート、スルホランがあり、これらを単独で、あるい
は、複数種混合したり、この他の溶媒や界面活性剤等の
添加剤を加えた溶媒が好適に用いられる。電解質として
は、４級アンモニウム塩、例えば、テトラエチルアンモ
ニウム、テトラブチルアンモニウム、トリエチルメチル
アンモニウムの４フッ化ホウ素塩または６フッ化リン酸
塩、あるいは、４級ホスホニウムの４フッ化ホウ素塩ま
たは６フッ化リン酸塩などを用いることができる。
も適用できるが、キャパシタとして耐電圧が高くエネル
ギー密度を大きくできる有機系電解液が好ましい。有機
系電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、γ
−ブチルラクトン、エチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート、スルホランがあり、これらを単独で、あるい
は、複数種混合したり、この他の溶媒や界面活性剤等の
添加剤を加えた溶媒が好適に用いられる。電解質として
は、４級アンモニウム塩、例えば、テトラエチルアンモ
ニウム、テトラブチルアンモニウム、トリエチルメチル
アンモニウムの４フッ化ホウ素塩または６フッ化リン酸
塩、あるいは、４級ホスホニウムの４フッ化ホウ素塩ま
たは６フッ化リン酸塩などを用いることができる。
【００１５】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 （実施例）活性炭を主体とする炭素９０ｗｔ％と、残部
がポリテトラフルオロエチレンのバインダーからなる分
極性電極を、厚さ１５０μｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ
に調整し、集電極であるアルミニウム箔を張り合わせて
電極とした。これら電極２枚を対向させ、その間に電極
間の絶縁のために、厚さ５０μｍのポリエチレン樹脂製
のセパレータを挟み込み、電極を収容するケースに挿入
した。同ケースには、４０μｍのアルミニウム箔を樹脂
フィルムでラミネートしたバリアフィルムから作製され
たソフトケースを用いた。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 （実施例）活性炭を主体とする炭素９０ｗｔ％と、残部
がポリテトラフルオロエチレンのバインダーからなる分
極性電極を、厚さ１５０μｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ
に調整し、集電極であるアルミニウム箔を張り合わせて
電極とした。これら電極２枚を対向させ、その間に電極
間の絶縁のために、厚さ５０μｍのポリエチレン樹脂製
のセパレータを挟み込み、電極を収容するケースに挿入
した。同ケースには、４０μｍのアルミニウム箔を樹脂
フィルムでラミネートしたバリアフィルムから作製され
たソフトケースを用いた。
【００１６】 これを、真空中（約１〜１００Ｐａ程
度）にて、電解液（１Ｍテトラフルオロエチレン・テト
ラフルオロボレートの炭酸プロピレン溶液）を注入後、
Ａｒあるいは窒素の不活性ガスの雰囲気下で常圧まで加
圧して、電極ならびにセパレータ中に電解液を含浸させ
た（工程（ａ））。
度）にて、電解液（１Ｍテトラフルオロエチレン・テト
ラフルオロボレートの炭酸プロピレン溶液）を注入後、
Ａｒあるいは窒素の不活性ガスの雰囲気下で常圧まで加
圧して、電極ならびにセパレータ中に電解液を含浸させ
た（工程（ａ））。
【００１７】 その後、真空中（約１〜１００Ｐａ程
度）にて、同電気二重層コンデンサを３．６Ｖ迄、約
０．２５ｍＶ／ｓｅｃの走引速度で徐々に充電し、更に
３．６Ｖにて充電によるガス発生が認められなくなるま
で、充電保持した（工程（ｂ−１））。
度）にて、同電気二重層コンデンサを３．６Ｖ迄、約
０．２５ｍＶ／ｓｅｃの走引速度で徐々に充電し、更に
３．６Ｖにて充電によるガス発生が認められなくなるま
で、充電保持した（工程（ｂ−１））。
【００１８】 次に、０Ｖまで−１ｍＶ／ｓｅｃの走引
速度で徐々に放電し、放電末にてガスの発生が認められ
なくなるまで、真空中にて放置した（工程（ｂ−
２））。
速度で徐々に放電し、放電末にてガスの発生が認められ
なくなるまで、真空中にて放置した（工程（ｂ−
２））。
【００１９】 最後に、同電気二重層コンデンサを真空
中にて封止して乾燥させた（工程（ｃ））。
中にて封止して乾燥させた（工程（ｃ））。
【００２０】（比較例１〜２）比較例１は、実施例の工
程（ｂ−１）を省略して作製された電気二重層コンデン
サであり、比較例２は、実施例の工程（ｂ−１）及び工
程（ｂ−２）を省略して作製された電気二重層コンデン
サである。
程（ｂ−１）を省略して作製された電気二重層コンデン
サであり、比較例２は、実施例の工程（ｂ−１）及び工
程（ｂ−２）を省略して作製された電気二重層コンデン
サである。
【００２１】 それぞれ得られた電気二重層コンデンサ
（実施例、比較例１〜２）を、７０℃の環境下で２．７
Ｖフロート充電した時における１０００時間後の静電容
量の変化を測定するとともに、ガスの発生を観察した。
その結果を表１に示す。
（実施例、比較例１〜２）を、７０℃の環境下で２．７
Ｖフロート充電した時における１０００時間後の静電容
量の変化を測定するとともに、ガスの発生を観察した。
その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（考察）表１の結果から、実施例は、従来
技術（比較例１〜２）と比較して、実使用時における電
気的特性の劣化やガスの発生を抑制することができた。
技術（比較例１〜２）と比較して、実使用時における電
気的特性の劣化やガスの発生を抑制することができた。
【００２４】
【発明の効果】 以上の通り、本発明によれば、電気二
重層コンデンサを封止する前に、充電時に発生するガス
を除去するだけでなく、放電時に発生するガスを除去す
ることにより、実使用時における電気的特性の劣化やガ
スの発生を抑制することができる。これにより、本発明
で得られた電気二重層コンデンサは、ガスの発生による
ケースの破損や電気的特性を低下させることなく、長期
的に使用することができる。
重層コンデンサを封止する前に、充電時に発生するガス
を除去するだけでなく、放電時に発生するガスを除去す
ることにより、実使用時における電気的特性の劣化やガ
スの発生を抑制することができる。これにより、本発明
で得られた電気二重層コンデンサは、ガスの発生による
ケースの破損や電気的特性を低下させることなく、長期
的に使用することができる。
【図１】 電気二重層コンデンサの一例を示す概要図で
ある。
ある。
１８…正極（正電極）、１９…負極（負電極）、４０…
集電極、４２…分極性電極、４４…セパレータ、４６…
ケース、４８…電解液。
集電極、４２…分極性電極、４４…セパレータ、４６…
ケース、４８…電解液。
Claims (2)
- 【請求項１】 （ａ）分極性電極に電解液を真空下で含
浸させた後、 （ｂ）電気二重層コンデンサを真空下で充電し、放電し
ながら、充放電中に発生するガスを放出させ、 （ｃ）真空下で電気二重層コンデンサを封止することを
特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 工程（ａ）の後、工程（ｂ）の前に、不
活性ガスの雰囲気下で、常圧まで加圧する請求項１に記
載の電気二重層コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001070830A JP2002270475A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001070830A JP2002270475A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002270475A true JP2002270475A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18928630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001070830A Pending JP2002270475A (ja) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | 電気二重層コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002270475A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296863A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Tdk Corp | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP2005158818A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Tdk Corp | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP2019507958A (ja) * | 2016-03-09 | 2019-03-22 | ザップゴー リミテッド | スーパーキャパシタのガス放出を低減する方法 |
-
2001
- 2001-03-13 JP JP2001070830A patent/JP2002270475A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004296863A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Tdk Corp | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP2005158818A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Tdk Corp | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP4608871B2 (ja) * | 2003-11-20 | 2011-01-12 | Ｔｄｋ株式会社 | 電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに電気化学キャパシタ及びその製造方法 |
| JP2019507958A (ja) * | 2016-03-09 | 2019-03-22 | ザップゴー リミテッド | スーパーキャパシタのガス放出を低減する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20090423 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090507 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090915 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |