JP3488957B2 - 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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Description
【発明の詳細な説明】
【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、特に、大容量の電気二重層コンデンサの内部電極
構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサと
しては、特許２０５４３８０号に開示されたものがあ
る。 【０００３】特許２０５４３８０号に開示された電気二
重層コンデンサ（以下、従来例１という）は図２に示さ
れるように、活性炭粉末とポリアセン系材料との複合体
を用いた分極性電極、特に活性炭粉末と、粒状或いは粉
末状フェノール系樹脂とを混合して熱硬化させた分極性
電極１を用い、分極性電極界面に生じる電気二重層を用
いたコンデンサ構造となっている。 【０００４】図２に示される電気二重層コンデンサは、
セパレータ２が両面から２枚の分極性電極１で挟持さ
れ、各々の分極性電極１に集電体３が接触しており、セ
パレータ２，分極性電極１及び集電体３の相互間がガス
ケット４で固定され、これを基本セル５として用いてい
る。また、分極のための媒体としては、希硫酸を用いて
いる。 【０００５】図２に示す基本セル５は図３に示されるよ
うに、必要電圧に応じて複数層積層され、その両側に端
子板８が配置されて大容量電気二重層コンデンサとして
構成されている。 【０００６】図２に示される従来例１によれば、内部抵
抗が低く、かつ大容量のコンデンサを構築することがで
き、また、充放電メカニズムが、電池と違って化学反応
を伴わないため、原理的に充放電の回数が無制限であ
り、また、大電流による急速充放電が可能であるという
特徴をもっている。 【０００７】したがって、図２に示す電気二重層コンデ
ンサは、蓄電量としてはＰｂ蓄電池など従来の二次電池
には及ばないものの、上述の特徴を活かして、メンテナ
ンス・フリーの電源、或いは、大電流用の蓄電源とし
て、様々な分野での応用が検討されている。 【０００８】ところで、図２に示される従来例１には、
用途面からすると、次のような性能が要求される場合が
ある。 【０００９】すなわち、用途の面からすると、常用時に
は低電力であるが、長時間に渡って電力の供給を行な
い、瞬時に大電流の供給を行なうための性能を要求され
る場合がある。 【００１０】電気二重層コンデンサの構造及び性能から
考えると、分極性電極１の密度が高くなればなるほど、
内部でのイオンの移動が妨げられるため、大電流は取り
出しにくくなる。また、密度を下げてしまうと、大電流
は取り出せるものの、エネルギー密度が低くなるため、
必要なエネルギーを取り出すためには、体積効率が悪く
なり、体積を大きくせざるを得ない。 【００１１】この点を改善する技術として、特開平３−
２０１５１９号公報に開示された技術（以下、従来例２
という）がある。 【００１２】特開平３−２０１５１９号公報に開示され
た技術は図４に示されるように、活性炭粒子を焼結結合
して互いに密度の異なる第１活性炭７と第２活性炭６か
らなる多孔質焼結体を分極性電極として用い、密度の高
い第２活性炭６からなる多孔質焼結体が集電体３に密着
している構造となっている。 【００１３】密度の調整は、粉末活性炭の平均粒径をコ
ントロールする方法で行なっており、低密度の第１活性
炭には、平均粒径２０μｍの粉体を用い、焼結密度０．
６１ｇ／ｃｍ3に調整しており、高密度の第２活性炭に
は、平均粒径５μｍの粉体を用い、焼結密度０．８２ｇ
／ｃｍ3に調整している。 【００１４】従来例２において、密度の調整を行なう目
的は、低密度の活性炭のみでは、集電体との接触抵抗が
大きく、内部抵抗が上昇してしまうのを回避するため
に、集電体３側に高密度の活性炭６が配置され、接触抵
抗を下げ、内部抵抗の上昇を防止することにある。 【００１５】また従来例２によれば、大電流を必要とす
る場合には、低密度の第１活性炭７からのイオン供給に
より電力を供給し、エネルギー密度は、高密度の第２活
性炭６で確保する構造を有している。 【００１６】したがって、従来例２によれば、負荷変動
の大きい用途に用いることが可能になっている。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示される従来例２では、十分な大電流を供給することが
できないという問題がある。 【００１８】その理由について説明する。すなわち、図
４に示されるように、分極性電極６と集電体３との接触
抵抗、分極性電極６，７内の材料粒子の接触抵抗、分極
性電極６，７内でのイオン移動の困難性、さらには、密
度の異なる活性炭を重ねている構造による活性炭間の接
触抵抗等に起因している。 【００１９】さらに、従来例２では、高密度の活性炭を
集電体３側に用いているため、集電体３との接触抵抗を
低下する効果は得られるが、分極性電極６，７の材料と
して、活性炭のみを用いているため、焼結体内での粒子
同士の接触抵抗が大きい。 【００２０】また従来例２を示す前記公報には、低密度
の活性炭は、集電体との接触抵抗が高いとされている
が、これは、活性炭の表面の粒子が荒いことを示してい
る。これは、粒径の大きな粉末を使用したことにも一因
があり、このことから、粒子同士の連結が不十分であ
り、その結果、内部の接触抵抗も高い。当然ながら、高
密度活性炭と低密度活性炭との間の接触抵抗を下げるこ
とは不可能である。 【００２１】以上の理由により、従来例２では、内部抵
抗の低減が不十分なため、十分な大電流を取り出すこと
はできない。 【００２２】本発明の目的は、エネルギー密度が高く、
かつ大電流を取り出すために内部抵抗の小さい大容量の
電気二重層コンデンサを提供することにある。 【００２３】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電気二重層コンデンサにおいては、分
極性電極を有する電気二重層コンデンサであって、前記
分極性電極は、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼
成したものであり、該分極性電極の一面側がセパレータ
に、他面側が集電体にそれぞれ接触しており、さらに前
記分極性電極は、同じ粒径の粉末活性炭を用いて活性炭
とフェノール樹脂の重量比を異ならせることにより、セ
パレータ側に０．５０〜０．７０（ｇ／ｃｍ３）の密度
をもつ低密度の分極性電極を形成し、集電体側に０．６
０〜０．９５（ｇ／ｃｍ３）の密度をもつ高密度の分極
性電極を形成して両分極性電極を積層したものであり、
エネルギー密度が高く、かつ内部抵抗が小さいため大電
流の取出しが可能である。 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。 【００２７】図１は、本発明の実施形態に係る電気二重
層コンデンサを示す断面図である。図１に示す本発明の
実施形態に係る電気二重層コンデンサは、分極性電極と
して、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼成した分
極性電極９，１０を用い、分極性電極９，１０をセパレ
ータ２を挟んで両側に配置したものである。 【００２８】図１に示す実施形態では、密度の異なる分
極性電極９，１０を２層に積層してセパレータ２の両側
に配置している。そして、内側の分極性電極１０はセパ
レータ２の片面に接触し、外側の分極性電極９は集電体
３に接触しており、これらは、ガスケット４にて封止さ
れ、内部に分極用の媒体液が注入されている。図１に示
す構造は、基本セル５をなすものである。 【００２９】さらに図１に示す本発明の実施形態に係る
構造は、分極性電極９，１０のうち、低密度の分極性電
極１０をセパレータ側に、高密度の分極性電極９を集電
体３側に配置して積層した構造を有するものである。 【００３０】また低密度の分極性電極１０は、０．５０
〜０．７０（ｇ／ｃｍ3）の密度に設定し、高密度の分
極性電極９は、０．６０〜０．９５（ｇ／ｃｍ3）の密
度に設定している。 【００３１】次に、本発明の実施形態に係る構造の具体
例を実施例として説明する。 【００３２】本発明の実施例では、活性炭粉末とフェノ
ール樹脂粉末を重量部にして８：２の割合で混合し、プ
レス金型で１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力をもって成形
し、その後、真空雰囲気下で９００℃に焼成し、１００
ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍの低密度分極性電極１０を得
た。その密度は０．４９ｇ／ｃｍ3であった。 【００３３】一方、活性炭粉末とフェノール樹脂粉末を
重量部にして３：７の割合で混合し、プレス金型で１０
００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をもって成形し、その後、真
空雰囲気で９００℃の温度に焼成し、１００ｍｍ×１０
０ｍｍ×６ｍｍの高密度分極性電極９を得た。その密度
は０．９１ｇ／ｃｍ3であった。 【００３４】高密度分極性電極９と低密度分極性電極１
０を積層し、高密度分極性電極９を導電性ゴムからなる
集電体３と接触させた。セパレータ２としては、ガラス
繊維布を、ガスケット４としては熱可塑性樹脂を用い、
基本セル５を構成した。 【００３５】また内部の分極媒体としては、４０重量％
の希硫酸を用いた。従来例と同様に、図３のように基本
セル５を積層し、両端に端子板８を取り付け、大容量電
気二重層コンデンサとした。 【００３６】負荷変動のある用途向けの効果を見るため
に、以下の構成でデータを取得した。大容量電気二重層
コンデンサを入力として、電圧６Ｖを出力とするＤＣ／
ＤＣコンバータを介し、負荷として１０Ａの電流を２分
引き出した後、０．１Ａで何時間放電できるかを測定し
た。尚、予め大容量電気二重層コンデンサは、１２Ｖで
満充電させておいた。またＤＣ／ＤＣコンバータが動作
する終端電圧は５Ｖであった。 【００３７】すなわち、大容量電気二重層コンデンサの
端子電圧として、１２Ｖから５Ｖまで使用することとな
る。 【００３８】また同様の構成で、最大電流として、０．
１Ａ放電時の静電容量として１／２を発現できる電流を
調査した。 【００３９】その結果、１０Ａ放電が可能であり、０．
１Ａ放電時間として５．８（ｈ）、最大電流として２２
Ａとなる大容量電気二重層コンデンサが得られた。 【００４０】実施例１では、低密度分極性電極１０の活
性炭とフェノール樹脂の重量部を６：４として、大容量
電気二重層コンデンサを形成し、同様の測定をした。 【００４１】その結果、１０Ａ放電が可能で、０．１Ａ
放電時間が６．３（ｈ）、最大電流が１８Ａのコンデン
サが得られた。 【００４２】同様に、低密度分極性電極９の活性炭とフ
ェノール樹脂の重量部、ならびに高密度分極性電極１０
の活性炭とフェノール樹脂の重量部を調整して、密度を
調整し、測定した結果を、表１及び表３に示す。 【００４３】（比較例１）従来技術１を用いた場合の一
例について示す。本発明の実施例１と異なる部分を記
す。低密度分極性電極と高密度分極性電極とに分離せず
に、一体で活性炭とフェノール樹脂の比率を重量部で
８：２で分極性電極を作製し、電気二重層コンデンサと
して実施例１と同様の測定した。その結果を表２及び表
４に示す。 【００４４】（比較例２）従来技術１において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で４：６で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例２として、本発明の実施例１と同様の測定した。
その結果を表２及び表４に示す。 【００４５】（比較例３）従来技術１において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で５：５で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例３として、本発明の実施例１と同様の測定した。
その結果を表２及び表４に示す。 【００４６】（比較例４）従来技術２において、低密度
分極性電極９として活性炭のみで形成した密度０．６１
（ｇ／ｃｍ3）の活性炭焼結体を用いたものを比較例４
として作製した。本発明の実施例１と同じプレス条件及
び焼成条件で製造すると、その密度は０．４２（ｇ／ｃ
ｍ3）となる。 【００４６】したがって、プレス圧力を２２００（ｋｇ
ｆ／ｃｍ2）、焼成温度を９５０℃とし、上記活性炭焼
結体（比較例４）を得た。 【００４７】比較例４では、高密度分極性電極１０とし
ては活性炭のみで形成した密度０．８２（ｇ／ｃｍ3）
の活性炭焼結体を用いた。プレス圧力を３５００（ｋｇ
ｆ／ｃｍ2）、焼成温度を１０３０℃とし、上記活性炭
焼結体を得た。その結果、最大電流は５Ａの電気二重層
コンデンサとなった。 【００４８】なお、本発明の実施例及び比較例において
は、平均粒径は５μｍの活性炭粉末を用いたが、従来技
術２のような平均粒径２０μｍの活性炭粉末を用いた場
合、焼結に関する粉末の活性度がより低いため、同じ密
度を得るには、より高温にするなど、焼結を加速する条
件を選択しなければならない。その結果、活性炭内部の
細孔は焼結時に表面拡散、あるいは体積拡散によって塞
がり、エネルギー密度は、より低くなることになる。 【００４９】表に示す通り、従来技術では、本発明の実
施例１とは異なり、出力として６．０Ｖ、１０Ａで２
分、０．１Ａで５ｈ以上供給できるような電気二重層コ
ンデンサを構成することはできない。 【００５０】一方、本発明によれば、例えば、実施例３
のような、１０Ａで２分、０．１Ａで６．８ｈのエネル
ギーを供給できるような大容量電気二重層コンデンサを
形成することができる。 【００５１】 【表１】 【００５２】 【表２】【００５３】 【表３】 【００５４】 【表４】【００５４】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。 【００５５】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、活
性炭粉末とフェノール樹脂とを混合、焼成した分極性電
極について、密度を０．５０〜０．７０（ｇ／ｃｍ3）
に調整した低密度の分極性電極をセパレータ側に、密度
を０．６０〜０．９５（ｇ／ｃｍ3）に調整した高密度
の分極性電極を集電体側に配置することにより、大電流
を取り出しことができ、かつ高いエネルギー密度を実現
することができる。
ンサ、特に、大容量の電気二重層コンデンサの内部電極
構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の電気二重層コンデンサと
しては、特許２０５４３８０号に開示されたものがあ
る。 【０００３】特許２０５４３８０号に開示された電気二
重層コンデンサ（以下、従来例１という）は図２に示さ
れるように、活性炭粉末とポリアセン系材料との複合体
を用いた分極性電極、特に活性炭粉末と、粒状或いは粉
末状フェノール系樹脂とを混合して熱硬化させた分極性
電極１を用い、分極性電極界面に生じる電気二重層を用
いたコンデンサ構造となっている。 【０００４】図２に示される電気二重層コンデンサは、
セパレータ２が両面から２枚の分極性電極１で挟持さ
れ、各々の分極性電極１に集電体３が接触しており、セ
パレータ２，分極性電極１及び集電体３の相互間がガス
ケット４で固定され、これを基本セル５として用いてい
る。また、分極のための媒体としては、希硫酸を用いて
いる。 【０００５】図２に示す基本セル５は図３に示されるよ
うに、必要電圧に応じて複数層積層され、その両側に端
子板８が配置されて大容量電気二重層コンデンサとして
構成されている。 【０００６】図２に示される従来例１によれば、内部抵
抗が低く、かつ大容量のコンデンサを構築することがで
き、また、充放電メカニズムが、電池と違って化学反応
を伴わないため、原理的に充放電の回数が無制限であ
り、また、大電流による急速充放電が可能であるという
特徴をもっている。 【０００７】したがって、図２に示す電気二重層コンデ
ンサは、蓄電量としてはＰｂ蓄電池など従来の二次電池
には及ばないものの、上述の特徴を活かして、メンテナ
ンス・フリーの電源、或いは、大電流用の蓄電源とし
て、様々な分野での応用が検討されている。 【０００８】ところで、図２に示される従来例１には、
用途面からすると、次のような性能が要求される場合が
ある。 【０００９】すなわち、用途の面からすると、常用時に
は低電力であるが、長時間に渡って電力の供給を行な
い、瞬時に大電流の供給を行なうための性能を要求され
る場合がある。 【００１０】電気二重層コンデンサの構造及び性能から
考えると、分極性電極１の密度が高くなればなるほど、
内部でのイオンの移動が妨げられるため、大電流は取り
出しにくくなる。また、密度を下げてしまうと、大電流
は取り出せるものの、エネルギー密度が低くなるため、
必要なエネルギーを取り出すためには、体積効率が悪く
なり、体積を大きくせざるを得ない。 【００１１】この点を改善する技術として、特開平３−
２０１５１９号公報に開示された技術（以下、従来例２
という）がある。 【００１２】特開平３−２０１５１９号公報に開示され
た技術は図４に示されるように、活性炭粒子を焼結結合
して互いに密度の異なる第１活性炭７と第２活性炭６か
らなる多孔質焼結体を分極性電極として用い、密度の高
い第２活性炭６からなる多孔質焼結体が集電体３に密着
している構造となっている。 【００１３】密度の調整は、粉末活性炭の平均粒径をコ
ントロールする方法で行なっており、低密度の第１活性
炭には、平均粒径２０μｍの粉体を用い、焼結密度０．
６１ｇ／ｃｍ3に調整しており、高密度の第２活性炭に
は、平均粒径５μｍの粉体を用い、焼結密度０．８２ｇ
／ｃｍ3に調整している。 【００１４】従来例２において、密度の調整を行なう目
的は、低密度の活性炭のみでは、集電体との接触抵抗が
大きく、内部抵抗が上昇してしまうのを回避するため
に、集電体３側に高密度の活性炭６が配置され、接触抵
抗を下げ、内部抵抗の上昇を防止することにある。 【００１５】また従来例２によれば、大電流を必要とす
る場合には、低密度の第１活性炭７からのイオン供給に
より電力を供給し、エネルギー密度は、高密度の第２活
性炭６で確保する構造を有している。 【００１６】したがって、従来例２によれば、負荷変動
の大きい用途に用いることが可能になっている。 【００１７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示される従来例２では、十分な大電流を供給することが
できないという問題がある。 【００１８】その理由について説明する。すなわち、図
４に示されるように、分極性電極６と集電体３との接触
抵抗、分極性電極６，７内の材料粒子の接触抵抗、分極
性電極６，７内でのイオン移動の困難性、さらには、密
度の異なる活性炭を重ねている構造による活性炭間の接
触抵抗等に起因している。 【００１９】さらに、従来例２では、高密度の活性炭を
集電体３側に用いているため、集電体３との接触抵抗を
低下する効果は得られるが、分極性電極６，７の材料と
して、活性炭のみを用いているため、焼結体内での粒子
同士の接触抵抗が大きい。 【００２０】また従来例２を示す前記公報には、低密度
の活性炭は、集電体との接触抵抗が高いとされている
が、これは、活性炭の表面の粒子が荒いことを示してい
る。これは、粒径の大きな粉末を使用したことにも一因
があり、このことから、粒子同士の連結が不十分であ
り、その結果、内部の接触抵抗も高い。当然ながら、高
密度活性炭と低密度活性炭との間の接触抵抗を下げるこ
とは不可能である。 【００２１】以上の理由により、従来例２では、内部抵
抗の低減が不十分なため、十分な大電流を取り出すこと
はできない。 【００２２】本発明の目的は、エネルギー密度が高く、
かつ大電流を取り出すために内部抵抗の小さい大容量の
電気二重層コンデンサを提供することにある。 【００２３】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電気二重層コンデンサにおいては、分
極性電極を有する電気二重層コンデンサであって、前記
分極性電極は、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼
成したものであり、該分極性電極の一面側がセパレータ
に、他面側が集電体にそれぞれ接触しており、さらに前
記分極性電極は、同じ粒径の粉末活性炭を用いて活性炭
とフェノール樹脂の重量比を異ならせることにより、セ
パレータ側に０．５０〜０．７０（ｇ／ｃｍ３）の密度
をもつ低密度の分極性電極を形成し、集電体側に０．６
０〜０．９５（ｇ／ｃｍ３）の密度をもつ高密度の分極
性電極を形成して両分極性電極を積層したものであり、
エネルギー密度が高く、かつ内部抵抗が小さいため大電
流の取出しが可能である。 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。 【００２７】図１は、本発明の実施形態に係る電気二重
層コンデンサを示す断面図である。図１に示す本発明の
実施形態に係る電気二重層コンデンサは、分極性電極と
して、粉末活性炭とフェノール樹脂を混合、焼成した分
極性電極９，１０を用い、分極性電極９，１０をセパレ
ータ２を挟んで両側に配置したものである。 【００２８】図１に示す実施形態では、密度の異なる分
極性電極９，１０を２層に積層してセパレータ２の両側
に配置している。そして、内側の分極性電極１０はセパ
レータ２の片面に接触し、外側の分極性電極９は集電体
３に接触しており、これらは、ガスケット４にて封止さ
れ、内部に分極用の媒体液が注入されている。図１に示
す構造は、基本セル５をなすものである。 【００２９】さらに図１に示す本発明の実施形態に係る
構造は、分極性電極９，１０のうち、低密度の分極性電
極１０をセパレータ側に、高密度の分極性電極９を集電
体３側に配置して積層した構造を有するものである。 【００３０】また低密度の分極性電極１０は、０．５０
〜０．７０（ｇ／ｃｍ3）の密度に設定し、高密度の分
極性電極９は、０．６０〜０．９５（ｇ／ｃｍ3）の密
度に設定している。 【００３１】次に、本発明の実施形態に係る構造の具体
例を実施例として説明する。 【００３２】本発明の実施例では、活性炭粉末とフェノ
ール樹脂粉末を重量部にして８：２の割合で混合し、プ
レス金型で１０００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力をもって成形
し、その後、真空雰囲気下で９００℃に焼成し、１００
ｍｍ×１００ｍｍ×６ｍｍの低密度分極性電極１０を得
た。その密度は０．４９ｇ／ｃｍ3であった。 【００３３】一方、活性炭粉末とフェノール樹脂粉末を
重量部にして３：７の割合で混合し、プレス金型で１０
００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をもって成形し、その後、真
空雰囲気で９００℃の温度に焼成し、１００ｍｍ×１０
０ｍｍ×６ｍｍの高密度分極性電極９を得た。その密度
は０．９１ｇ／ｃｍ3であった。 【００３４】高密度分極性電極９と低密度分極性電極１
０を積層し、高密度分極性電極９を導電性ゴムからなる
集電体３と接触させた。セパレータ２としては、ガラス
繊維布を、ガスケット４としては熱可塑性樹脂を用い、
基本セル５を構成した。 【００３５】また内部の分極媒体としては、４０重量％
の希硫酸を用いた。従来例と同様に、図３のように基本
セル５を積層し、両端に端子板８を取り付け、大容量電
気二重層コンデンサとした。 【００３６】負荷変動のある用途向けの効果を見るため
に、以下の構成でデータを取得した。大容量電気二重層
コンデンサを入力として、電圧６Ｖを出力とするＤＣ／
ＤＣコンバータを介し、負荷として１０Ａの電流を２分
引き出した後、０．１Ａで何時間放電できるかを測定し
た。尚、予め大容量電気二重層コンデンサは、１２Ｖで
満充電させておいた。またＤＣ／ＤＣコンバータが動作
する終端電圧は５Ｖであった。 【００３７】すなわち、大容量電気二重層コンデンサの
端子電圧として、１２Ｖから５Ｖまで使用することとな
る。 【００３８】また同様の構成で、最大電流として、０．
１Ａ放電時の静電容量として１／２を発現できる電流を
調査した。 【００３９】その結果、１０Ａ放電が可能であり、０．
１Ａ放電時間として５．８（ｈ）、最大電流として２２
Ａとなる大容量電気二重層コンデンサが得られた。 【００４０】実施例１では、低密度分極性電極１０の活
性炭とフェノール樹脂の重量部を６：４として、大容量
電気二重層コンデンサを形成し、同様の測定をした。 【００４１】その結果、１０Ａ放電が可能で、０．１Ａ
放電時間が６．３（ｈ）、最大電流が１８Ａのコンデン
サが得られた。 【００４２】同様に、低密度分極性電極９の活性炭とフ
ェノール樹脂の重量部、ならびに高密度分極性電極１０
の活性炭とフェノール樹脂の重量部を調整して、密度を
調整し、測定した結果を、表１及び表３に示す。 【００４３】（比較例１）従来技術１を用いた場合の一
例について示す。本発明の実施例１と異なる部分を記
す。低密度分極性電極と高密度分極性電極とに分離せず
に、一体で活性炭とフェノール樹脂の比率を重量部で
８：２で分極性電極を作製し、電気二重層コンデンサと
して実施例１と同様の測定した。その結果を表２及び表
４に示す。 【００４４】（比較例２）従来技術１において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で４：６で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例２として、本発明の実施例１と同様の測定した。
その結果を表２及び表４に示す。 【００４５】（比較例３）従来技術１において、活性炭
とフェノール樹脂の比率を重量部で５：５で一体型の分
極性電極を作製し、電気二重層コンデンサとしたものを
比較例３として、本発明の実施例１と同様の測定した。
その結果を表２及び表４に示す。 【００４６】（比較例４）従来技術２において、低密度
分極性電極９として活性炭のみで形成した密度０．６１
（ｇ／ｃｍ3）の活性炭焼結体を用いたものを比較例４
として作製した。本発明の実施例１と同じプレス条件及
び焼成条件で製造すると、その密度は０．４２（ｇ／ｃ
ｍ3）となる。 【００４６】したがって、プレス圧力を２２００（ｋｇ
ｆ／ｃｍ2）、焼成温度を９５０℃とし、上記活性炭焼
結体（比較例４）を得た。 【００４７】比較例４では、高密度分極性電極１０とし
ては活性炭のみで形成した密度０．８２（ｇ／ｃｍ3）
の活性炭焼結体を用いた。プレス圧力を３５００（ｋｇ
ｆ／ｃｍ2）、焼成温度を１０３０℃とし、上記活性炭
焼結体を得た。その結果、最大電流は５Ａの電気二重層
コンデンサとなった。 【００４８】なお、本発明の実施例及び比較例において
は、平均粒径は５μｍの活性炭粉末を用いたが、従来技
術２のような平均粒径２０μｍの活性炭粉末を用いた場
合、焼結に関する粉末の活性度がより低いため、同じ密
度を得るには、より高温にするなど、焼結を加速する条
件を選択しなければならない。その結果、活性炭内部の
細孔は焼結時に表面拡散、あるいは体積拡散によって塞
がり、エネルギー密度は、より低くなることになる。 【００４９】表に示す通り、従来技術では、本発明の実
施例１とは異なり、出力として６．０Ｖ、１０Ａで２
分、０．１Ａで５ｈ以上供給できるような電気二重層コ
ンデンサを構成することはできない。 【００５０】一方、本発明によれば、例えば、実施例３
のような、１０Ａで２分、０．１Ａで６．８ｈのエネル
ギーを供給できるような大容量電気二重層コンデンサを
形成することができる。 【００５１】 【表１】 【００５２】 【表２】【００５３】 【表３】 【００５４】 【表４】【００５４】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。 【００５５】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、活
性炭粉末とフェノール樹脂とを混合、焼成した分極性電
極について、密度を０．５０〜０．７０（ｇ／ｃｍ3）
に調整した低密度の分極性電極をセパレータ側に、密度
を０．６０〜０．９５（ｇ／ｃｍ3）に調整した高密度
の分極性電極を集電体側に配置することにより、大電流
を取り出しことができ、かつ高いエネルギー密度を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデン
サの基本セルを示す縦断面図である。 【図２】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。 【図３】従来例に係る電気二重層コンデンサを示す斜視
図である。 【図４】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。 【符号の説明】 ９ 高密度分極性電極 １０ 低密度分極性電極
サの基本セルを示す縦断面図である。 【図２】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。 【図３】従来例に係る電気二重層コンデンサを示す斜視
図である。 【図４】従来例に係る電気二重層コンデンサの基本セル
を示す縦断面図である。 【符号の説明】 ９ 高密度分極性電極 １０ 低密度分極性電極
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/058
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 分極性電極を有する電気二重層コンデン
サであって、 前記分極性電極は、粉末活性炭とフェノール樹脂を混
合、焼成したものであり、該分極性電極の一面側がセパ
レータに、他面側が集電体にそれぞれ接触するように
し、 さらに前記分極性電極は、同じ粒径の粉末活性炭を用い
て活性炭とフェノール樹脂の重量比を異ならせることに
より、セパレータ側に０．５０〜０．７０（ｇ／ｃ
ｍ３）の密度をもつ低密度の分極性電極を形成し、集電
体側に０．６０〜０．９５（ｇ／ｃｍ３）の密度をもつ
高密度の分極性電極を形成して両分極性電極を積層した
ものであることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052998A JP3488957B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18052998A JP3488957B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000012403A JP2000012403A (ja) | 2000-01-14 |
| JP3488957B2 true JP3488957B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=16084867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18052998A Expired - Fee Related JP3488957B2 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488957B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023062656A1 (en) * | 2021-10-17 | 2023-04-20 | Log 9 Materials Scientific Private Limited | High density carbon electrodes for ultra capacitors |
-
1998
- 1998-06-26 JP JP18052998A patent/JP3488957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023062656A1 (en) * | 2021-10-17 | 2023-04-20 | Log 9 Materials Scientific Private Limited | High density carbon electrodes for ultra capacitors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000012403A (ja) | 2000-01-14 |
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