JP2563461B2 - 電気二重層キャパシタ - Google Patents
電気二重層キャパシタInfo
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品および電池に関するものであり、
電気ニ重層キャパシタの高性能化、高信頼性化に関する
ものである。
電気ニ重層キャパシタの高性能化、高信頼性化に関する
ものである。
従来の技術 コイン型電気二重層キャパシタを例に挙げて従来のコ
イン型電子部品の外装について述べる。第４図は、従来
のコイン型電気二重層キャパシタの断面を示すものであ
る。活性炭繊維からなる分極性電極40,41導電性集電極4
2,43セパレータ44がステンレスなどの金属より成るケー
ス45,46とポリプロピレンなどから成るガスケットリン
グ47を介して封口される。分極性電極40,41およびセパ
レータ44には電解液が含浸されている。電解液として
は、テトラエチルアンモニウムパークロレートのプロピ
レンカーボネート溶液のような有機電解液や硫酸のよう
な水溶液が用いられている。
イン型電子部品の外装について述べる。第４図は、従来
のコイン型電気二重層キャパシタの断面を示すものであ
る。活性炭繊維からなる分極性電極40,41導電性集電極4
2,43セパレータ44がステンレスなどの金属より成るケー
ス45,46とポリプロピレンなどから成るガスケットリン
グ47を介して封口される。分極性電極40,41およびセパ
レータ44には電解液が含浸されている。電解液として
は、テトラエチルアンモニウムパークロレートのプロピ
レンカーボネート溶液のような有機電解液や硫酸のよう
な水溶液が用いられている。
発明が解決しようとする課題 従来のこの様な外装法では外装時にケース45と46とガ
スケットリング47とにブレス加圧して電解液のケースか
らの漏洩を防いでいる。すなはち金属製のケースが樹脂
製のガスケットリングに食い込むことによって電解液の
漏洩を防いでいる。しかしながら、高温高湿環境下での
使用や使用電圧を高くしたときなど、従来の外装方式で
は電解液の漏洩は免れえない。このことは回路や製品の
破損につながり改善せねばならないことである。
スケットリング47とにブレス加圧して電解液のケースか
らの漏洩を防いでいる。すなはち金属製のケースが樹脂
製のガスケットリングに食い込むことによって電解液の
漏洩を防いでいる。しかしながら、高温高湿環境下での
使用や使用電圧を高くしたときなど、従来の外装方式で
は電解液の漏洩は免れえない。このことは回路や製品の
破損につながり改善せねばならないことである。
課題を解決するための手段 本発明は、電極板とこの電極板の一部と結合したガラ
ス絶縁層とこのガラス絶縁層と結合した導電性板と、電
極板の一部と接触する分極性電極と、セパレータ、電解
液を介した分極性電極と、これの一部と接触する導電性
ケースとから成り前記導電性と導電性ケースとが電気的
に結合された構造を有する電子部品または電池である。
ス絶縁層とこのガラス絶縁層と結合した導電性板と、電
極板の一部と接触する分極性電極と、セパレータ、電解
液を介した分極性電極と、これの一部と接触する導電性
ケースとから成り前記導電性と導電性ケースとが電気的
に結合された構造を有する電子部品または電池である。
作用 本発明によればガラス−金属間結合を利用したいわゆ
るハーメチックシール型の両極絶縁構造とレーザ封口の
ような金属−金属間結合により電子部品あるいは電池の
高い気密性が保持される。電極板と導電板との結合にガ
ラスシートを溶融して接着しているために高さの低い導
電性ケースを用いることによりいわゆるコイン型もしく
はボタン型の電子部品や電池を作ることも可能になり、
電解液の漏液の全くない信頼性の高いコイン型電子部品
などを得ることができる。
るハーメチックシール型の両極絶縁構造とレーザ封口の
ような金属−金属間結合により電子部品あるいは電池の
高い気密性が保持される。電極板と導電板との結合にガ
ラスシートを溶融して接着しているために高さの低い導
電性ケースを用いることによりいわゆるコイン型もしく
はボタン型の電子部品や電池を作ることも可能になり、
電解液の漏液の全くない信頼性の高いコイン型電子部品
などを得ることができる。
実施例 以下に図面にしたがって本発明の具体的な実施例を示
す。
す。
（実施例１） 第１図に示す円形電極板１およびドーナツ状導電性板
（Fe−Cr系ステンレスSUS430製,A＝14mm,B＝12mm,C＝16
mm）２を第１図に示すガラスシート製リング（Ｄ＝12m
m,E＝15mm）３をはさんで接着し蓋部４を作る。ガラス
シート製リング３は硼珪酸ガラス粉末を有機樹脂バイン
ダと共に紙に印刷したものを加工したものであり接着の
時に水に浸せばガラスリングのみになる。これを1,2の
間にはさんで800℃で10分間焼成し両者を接着する。こ
の時1,2それぞれの片側にガラスリングを溶融接着し引
き続き両者のガラス部を接触加熱することによって接着
を行ってもよい。５はガラス絶縁層である。つぎに活性
炭繊維布（200g/m2）の片面にプラズマ溶射法により厚
さ100μｍのアルミニウム層を形成する。これを直径10m
mに打ち抜き分極性電極７とする。これをアルミニウム
層６が電極板11と接するように配置し両者を熔接する。
（Fe−Cr系ステンレスSUS430製,A＝14mm,B＝12mm,C＝16
mm）２を第１図に示すガラスシート製リング（Ｄ＝12m
m,E＝15mm）３をはさんで接着し蓋部４を作る。ガラス
シート製リング３は硼珪酸ガラス粉末を有機樹脂バイン
ダと共に紙に印刷したものを加工したものであり接着の
時に水に浸せばガラスリングのみになる。これを1,2の
間にはさんで800℃で10分間焼成し両者を接着する。こ
の時1,2それぞれの片側にガラスリングを溶融接着し引
き続き両者のガラス部を接触加熱することによって接着
を行ってもよい。５はガラス絶縁層である。つぎに活性
炭繊維布（200g/m2）の片面にプラズマ溶射法により厚
さ100μｍのアルミニウム層を形成する。これを直径10m
mに打ち抜き分極性電極７とする。これをアルミニウム
層６が電極板11と接するように配置し両者を熔接する。
一方、SUS430よりなるケース（Ｆ＝1.5mm）８にこの
ケースに接するように前記活性炭繊維分極性電極を配置
する。このときも両者の間を熔接で接合する。9,10はそ
れぞれ活性炭繊維布およびアルミニウム層である。前記
の分極性電極を接着した蓋部４および分極性電極を接着
したケース部11をポリプロピレンからなるセパレータ12
を介して対向配置する。セパレータおよび分極性電極に
はプロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウム
パークロレートを溶解した電解液が含浸される。蓋部４
とケース部11との接合は外周部13のYAGレーザによるレ
ーザ封口法を採用した。14は完成素子の断面図である。
ケースに接するように前記活性炭繊維分極性電極を配置
する。このときも両者の間を熔接で接合する。9,10はそ
れぞれ活性炭繊維布およびアルミニウム層である。前記
の分極性電極を接着した蓋部４および分極性電極を接着
したケース部11をポリプロピレンからなるセパレータ12
を介して対向配置する。セパレータおよび分極性電極に
はプロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウム
パークロレートを溶解した電解液が含浸される。蓋部４
とケース部11との接合は外周部13のYAGレーザによるレ
ーザ封口法を採用した。14は完成素子の断面図である。
なお、上記実施例ではガラス材料として硼珪酸ガラス
を用いたが、第１表〜第４表に示す組成のものでもよ
い。
を用いたが、第１表〜第４表に示す組成のものでもよ
い。
また、第１表に示した鉛系ガラスは次のような組成範
囲のものが好ましい。SiO210〜30wt％、B2O310〜30wt
％,PbO70〜85wt％,ZnO0〜10wt％,Al2O30〜10wt％。また
第２表に示したホウ珪酸ガラスも次のような組成範囲の
ものが好ましい。すなわち、SiO240〜55wt％、B2O310〜
20wt％,Na2O15〜25wt％,K2O1〜7wt％、Li2O1〜10wt％Al
2O38〜15wt％,CaO1〜5wt％。さらに第３表に示した無ア
ルカリホウケイ酸ガラスも次のような組成範囲のものが
好ましい。SiO210〜23wt％、B2O312〜34wt％,BaO16〜50
wt％,MgO16〜42wt％、ZnO0〜11wt％ ZrO20〜5wt％、Al
2O30〜5wt％、SnO20〜5wt％。第４表に示したガラスは
チタン乳白フリットと呼ばれるものである。
囲のものが好ましい。SiO210〜30wt％、B2O310〜30wt
％,PbO70〜85wt％,ZnO0〜10wt％,Al2O30〜10wt％。また
第２表に示したホウ珪酸ガラスも次のような組成範囲の
ものが好ましい。すなわち、SiO240〜55wt％、B2O310〜
20wt％,Na2O15〜25wt％,K2O1〜7wt％、Li2O1〜10wt％Al
2O38〜15wt％,CaO1〜5wt％。さらに第３表に示した無ア
ルカリホウケイ酸ガラスも次のような組成範囲のものが
好ましい。SiO210〜23wt％、B2O312〜34wt％,BaO16〜50
wt％,MgO16〜42wt％、ZnO0〜11wt％ ZrO20〜5wt％、Al
2O30〜5wt％、SnO20〜5wt％。第４表に示したガラスは
チタン乳白フリットと呼ばれるものである。
ガラスと平板電極の焼成は、第１表に示した組成のも
のが450℃、第２表および第３表に示すものが890℃、第
４表に示すものが810℃である。
のが450℃、第２表および第３表に示すものが890℃、第
４表に示すものが810℃である。
以上のようにして作製した第１図に示した構成のコイ
ン型キャパシタを85℃の雰囲気下で2.4V常時直流電圧を
印加し10,000時間後のキャパシタ特性（容量減少率）と
漏液の状態を顕微鏡で調べた結果を第５表に示す。第５
表には、封口ガラス組成の組み合わせを示す。試験した
サンプル数は各100個であった。
ン型キャパシタを85℃の雰囲気下で2.4V常時直流電圧を
印加し10,000時間後のキャパシタ特性（容量減少率）と
漏液の状態を顕微鏡で調べた結果を第５表に示す。第５
表には、封口ガラス組成の組み合わせを示す。試験した
サンプル数は各100個であった。
本実施例のガラスは膨張係数がいずれも85〜170×10
-7℃-1と平板電極120×10-7℃-1と近く熱的歪が小さか
った。他の組成を有するガラスはガラスと平板電極との
焼成時にクラックが入ったり、接着強度が十分でなかっ
た。
-7℃-1と平板電極120×10-7℃-1と近く熱的歪が小さか
った。他の組成を有するガラスはガラスと平板電極との
焼成時にクラックが入ったり、接着強度が十分でなかっ
た。
（実施例２） 実施例１のレーザ封口時に蓋部（４）とケース部（1
1）との間に圧力（10Kg/cm2）を加えセパレータを介し
た二つの分極性電極の接触をより強固にする。
1）との間に圧力（10Kg/cm2）を加えセパレータを介し
た二つの分極性電極の接触をより強固にする。
（実施例５） 第２図に示す電気二重層キャパシタ。15,16は上部金
属部、17はガラス絶縁部、18は下部金属板19,20,21はそ
れぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、ポリプロン製セ
パレータであり、これらには実施例１と同じ電解液が含
浸されている。蓋部とケース部とは22部分で円周上が抵
抗熔接されている。
属部、17はガラス絶縁部、18は下部金属板19,20,21はそ
れぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、ポリプロン製セ
パレータであり、これらには実施例１と同じ電解液が含
浸されている。蓋部とケース部とは22部分で円周上が抵
抗熔接されている。
（実施例６） 第３図に示す電気二重層キャパシタ。25,26は金属
部、27はガラス絶縁部、28は金属ケース、29,30,31はそ
れぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、セパレータであ
り、これらには実施例１と同じ電解液が願浸されてい
る。蓋部とケース部とは32の部分で円周上がレーザ溶接
されている。
部、27はガラス絶縁部、28は金属ケース、29,30,31はそ
れぞれ活性炭繊維布、アルミニウム層、セパレータであ
り、これらには実施例１と同じ電解液が願浸されてい
る。蓋部とケース部とは32の部分で円周上がレーザ溶接
されている。
以上の実施例で得られた電子部品または電池の特性お
よび信頼性テストの結果を第６表に示す。比較例１は実
施例１の封口にポリプロピレン製のガスケットリングを
用いた電気ニ重層キャパシタである。
よび信頼性テストの結果を第６表に示す。比較例１は実
施例１の封口にポリプロピレン製のガスケットリングを
用いた電気ニ重層キャパシタである。
発明の効果 以上のように、本発明によればガラス−金属間結合
や、金属−金属間結合による高い気密性を活かした形で
構成される。この結果従来のガスケットリング封口方式
のときのような電解液の漏液による事故を全くなくする
ことができた。
や、金属−金属間結合による高い気密性を活かした形で
構成される。この結果従来のガスケットリング封口方式
のときのような電解液の漏液による事故を全くなくする
ことができた。
第１図は本発明の一実施例のエネルギー貯蔵装置である
電気二重層キャパシタの製造プロセス図、第２図は本発
明の他の実施例のエネルギー貯蔵装置の断面構造図、第
３図は本発明の他の実施例のエネルギー貯蔵装置の断面
構造図、第４図は従来例の電気二重層キャパシタの断面
構造図である。 １……円形電極板、２……ドーナツ状導電性板、３……
ガラスシート製リング、５……ガラス絶縁層、６……ア
ルミニウム層、7,9……活性炭布繊維、８……ケース、1
0……アルミニウム層、12……セパレータ。
電気二重層キャパシタの製造プロセス図、第２図は本発
明の他の実施例のエネルギー貯蔵装置の断面構造図、第
３図は本発明の他の実施例のエネルギー貯蔵装置の断面
構造図、第４図は従来例の電気二重層キャパシタの断面
構造図である。 １……円形電極板、２……ドーナツ状導電性板、３……
ガラスシート製リング、５……ガラス絶縁層、６……ア
ルミニウム層、7,9……活性炭布繊維、８……ケース、1
0……アルミニウム層、12……セパレータ。
フロントページの続き (72)発明者 池田 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 棚橋 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−101432（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−129067（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】円板状の電極板と、前記電極板外周の縁部
にリング状に存在し前記電極板とガラス−金属間結合に
より結合されたガラス絶縁層と、このガラス絶縁層を介
して、前記電極板の直径より外径が大きく内径の小さな
リング状の導電性板と、ガラス−金属間結合により結合
された導電性ケースと、前記電極板の一部と接触した分
極性電極と、セパレータと、電解液と、前記導電性ケー
スの一部と接触した他の分極性電極とからなる電気二重
層キャパシタで、前記ガラスが、SiO210〜30wt％、B2O3
10〜30wt％、PbO70〜85wt％、ZnO0〜10wt％、Al2O30〜1
0wt％からなる鉛系ガラス、またはSiO240〜55wt％、B2O
310〜20wt％、Na2O15〜25wt％、K2O1〜7wt％、Li2O1〜1
0wt％、Al2O38〜15wt％、CaO1〜5wt％からなるホウケイ
酸ガラス、またはSiO210〜23wt％、B2O312〜34wt％、Ba
O16〜50wt％、MgO16〜42wt％、ZnO0〜11wt％、ZrO20〜5
wt％、Al2O30〜5wt％、SnO20〜5wt％からなる無アルカ
リホウケイ酸ガラス、又はチタン乳白フリット組成のガ
ラスのいずれかであることを特徴とする電気二重層キャ
パシタ。 - 【請求項２】ガラス絶縁層の熱膨張係数は85〜170×10
-7℃-1であることを特徴とする請求項１記載の電気二重
層キャパシタ。 - 【請求項３】ガラス絶縁層がガラスフリットと有機樹脂
バインダとから成るシートを電極板と導電性板の間に配
置し加熱溶融することにより得ることを特徴とする請求
項１または２記載の電気二重層キャパシタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081564A JP2563461B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 電気二重層キャパシタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081564A JP2563461B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 電気二重層キャパシタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253910A JPH01253910A (ja) | 1989-10-11 |
| JP2563461B2 true JP2563461B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=13749788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63081564A Expired - Fee Related JP2563461B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 電気二重層キャパシタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563461B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7830646B2 (en) | 2007-09-25 | 2010-11-09 | Ioxus, Inc. | Multi electrode series connected arrangement supercapacitor |
| US8411413B2 (en) | 2008-08-28 | 2013-04-02 | Ioxus, Inc. | High voltage EDLC cell and method for the manufacture thereof |
| CN104064361B (zh) * | 2013-03-20 | 2017-05-24 | 纳米新能源（唐山）有限责任公司 | 自充电超级电容器 |
| JP7298662B2 (ja) * | 2017-09-01 | 2023-06-27 | 株式会社村田製作所 | 密閉型蓄電装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52101432A (en) * | 1976-02-21 | 1977-08-25 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Sealed alkaline battery |
| JPS5549857A (en) * | 1978-10-04 | 1980-04-10 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Enclosed alkaline battery |
| JPS59194346A (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-05 | Citizen Watch Co Ltd | 硝子封止電池 |
| JPS60129067U (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-29 | 日立マクセル株式会社 | 薄形密閉電池 |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63081564A patent/JP2563461B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01253910A (ja) | 1989-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |