JPH0370892B2

JPH0370892B2 -

Info

Publication number: JPH0370892B2
Application number: JP60045122A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Murata; Koichi Watanabe; Michinobu Maesaka
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1991-11-11
Also published as: JPS6216506A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は電気二重層コンデンサの製造方法に
関するものである。

（従来の技術）電気二重層コンデンサは米国特許第3536963号
公報等において知られている如く、第２図に示す
構造からなる。

図において、１１は空孔１２をそれぞれ有する
絶縁部材（ガスケツト）であり、各絶縁部材１１
はイオン透過性で非導電性のセパレータ１３を介
して接合されている。この絶縁部材１１の空孔１
２には主として活性炭、電解質溶液を含むペース
トを充填し乾燥した分極性電極１４が配置されて
おり、さらに空孔１２を閉じるように導電性ゴム
などからなる集電極１５が配置、接合されてい
る。

（発明が解決しようとする問題）しかしながら、従来公知の電気二重層コンデン
サでは、活性炭、電解質溶液からなるペーストを
絶縁部材に充填し、これを乾燥することにより分
極性電極を構成しているため、次のような問題点
を有していた。

つまり、充填量のバラツキによつて静電容量が変化す
る。

充填密度を高めにくいため、大きな静電容量
を得にくい。

個々の空孔にペースト状のものを充填するた
め作業性が悪く、空孔から溢れると汚れる。

などの問題があつた。

（発明の目的）したがつて、この発明は上記した問題のない電
気二重層コンデンサの製造方法を提供することを
目的とする。

つまり、この発明は分極性電極を固形状とし、
組立作業の容易な電気二重層コンデンサの製造方
法を提供することを目的とする。

また、分極性電極を固形状としたとき成形密度
が上がり、その結果単位容積当りの静電容量の大
きい電気二重層コンデンサの製造方法を提供する
ことを目的とする。

さらには、等価直列抵抗（E.S.R）の小さい電
気二重層コンデンサの製造方法を提供することを
目的とする。

（発明の構成）したがつて、この発明にかかる電気二重層コン
デンサの製造方法は、各空孔に分極性電極を収納した一対の絶縁部材
をセパレータを介して接合し、集電極を分極性電
極を収納している空孔を閉じるように配置、接合
した電気二重層コンデンサにおいて、前記分極性電極は、炭素系粉末とラテツクスを
溶媒とともに均一に撹拌混合し、この混合溶液を
脱溶媒処理し、凝集物を得た後、これを成形した
成形体に電解液を含浸することにより形成するこ
とを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法
である。

（問題点を解決するための手段）この発明の製造方法により得られた電気二重層
コンデンサによれば、概ね第２図に示した従来の
電気二重層コンデンサと同様の構成からなる。特
に、従来の電気二重層コンデンサとの違いは、そ
の分極性電極の構成にある。つまり、分極性電極
が炭素系粉末とラテツクスを出発材料とする粘結
材との混合成形体からなるということであり、前
記炭素系粉末は前記粘結材によりその表面が被覆
されることなく、かつ前記粘結材により相互に結
合されたものからなる。

この分極性電極は電気二重層コンデンサの絶縁
部材の空孔に収納され、使用態様において電解質
溶液が含浸される。この電解質溶液としては、硫
酸、カセイアルカリなどを電解質とする水溶液系
のものと、プロピレンカーボネート、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミド、アセト・ニトリル、γ−ブ
チルラクトンなどの有機溶媒系のものがある。

また、分極性電極は主として炭素系粉末と粘結
材との混合成形体からなるのであるが、粘結材の
粘着力により炭素系粉末を有形固型状に固めたも
のである。

ここで、炭素系粉末は粘結材によりその表面が
被覆されることなく、かつ粘結材により相互に結
合された形態からなるが、このような形態を実現
する粘結材に好適なものとしてラテツクスが出発
材料として用いられる。

ラテツクスは別の表現としてエマルジヨンと称
されるものであり、製法または生成の過程という
観点から分類すれば、その例として天然ラテツク
ス、合成ラテツクス、人造ラテツクスがある。

このうち、天然ラテツクスは天然において生成
するポリマーのエマルジヨンであり、もともとラ
テツクスと称されるものである。

また、合成ラテツクスは乳化重合によつて製造
されたものであり、たとえばスチレン−ブタジエ
ンゴム（SBR）、アクリロニトリル−ブタジエン
ゴム（NBR）、クロロプレンゴム（CR）、アクリ
レート、酢酸ビニル、塩化ビニルなどがある。

さらに、人造ラテツクスは別名デイスパーシヨ
ンと呼ばれ、広義には合成ラテツクスの中に分類
されるものである。

これは塊状のポリマーを人工的にエマルジヨン
またはデイスパーシヨンとしたもので、天然のも
のでも合成のものでもこの分類に含まれる。

この人造ラテツクスとしては、天然ゴムデイス
パーシヨン、再生ゴムデイスパーシヨン、ステレ
オゴムラテツクス（イソブレンゴム、ブタジエン
ゴムなど）、溶液およびバルク重合ポリマーのラ
テツクス（イソブテン−イソブレンゴム、チオコ
ール、ウレタン、ポリエチレン、ポリブデンな
ど）がある。

これらのラテツクスの固形分の粒径は直径が
0.03〜5μmであり、球に近い形状になつている。

この分極性電極の製造過程において、ラテツク
スは水や有機溶媒などの分散媒に分散させて分散
系として調整される。このほかたとえば塩化ビニ
ルペーストは可塑材からなる分散媒に分散された
ものがある。

一方、炭素系粉末は水などの溶媒に分散された
状態で準備される。そしてこの分散系の炭素系粉
末はすでに準備されている分散系のラテツクスと
撹拌される。

この状態で炭素系粉末の表面にはラテツクスが
粒子状の状態で付着する。溶媒質は上澄液となつ
て炭素質粉末と分離される。第１図はこの過程ま
でで得られた炭素系粉末の概略的構造図である。
図において１は炭素系粉末、２はラテツクスであ
る。

次いでまた炭素系粉末に付着している上澄液な
どの過剰の溶媒質を除去すると、凝集状態の混合
物が得られる。

このような混合物を一旦粉砕し、粉砕物を造粒
する。次いで造粒粉末をプレス機などにより、加
圧成形することによつて成形体が得られる。この
成形体の構造は第２図に類したものになるが、加
圧成形により多少変形したものとなる。

炭素系粉末とラテツクスの混合比は15〜80重量
％と80〜15重量％の範囲で選ばれる。特に、成形
性の観点からラテツクスは25〜40重量％の範囲が
好ましい。しかしながら、ラテツクスを増やして
も電導度にあまり変化が見られない。これは炭素
系粉末の間に炭素系粉末同志の接触を阻害しない
程度にラテツクスの粒子が介在していることによ
る。

（作用）この発明により得られた電気二重層コンデンサ
によれば、分極性電極が炭素系粉末の間にラテツ
クスを出発材料とした粘結材が介在した状態であ
り、炭素粉末の表面が粘結材で覆われていないた
め、炭素系粉末の表面活性は損われない。したが
つて、炭素系粉末の比表面積の低下が極めて小さ
く、電気電導度が良好で、その結果電解質溶液の
存在下で大きな静電容量が得られることになる。
またこの分極性電極は固形状であり、固形物とし
て取り扱えるため、絶縁部材の空孔への収納作業
が行ないやすいという利点を有する。さらには一
定容積の分極性電極を量産できるため、従来のよ
うにペースト状の分極性電極の充填時における量
バラツキがなく、製品間の特性バラツキを抑える
ことができる。さらにまた等価直列抵抗（E.S.
R.）も小さいという効果を有する。

（実施例）以下、この発明を実施例に従つて詳細に説明す
る。

325メツシユ以下の木粉系活性炭80重量％を、
水を分散媒とするクロロスルフフオン化ポリエチ
レンからなる人造ラテツクス（デイスパーシヨ
ン）20重量％（固形分）を分散させたものに加
え、これをよく撹拌混合した。

この混合溶液を脱水処理して分散液などの溶液
を除去し、得られた凝集物を乾燥した。次いで凝
集物を粉砕し、さらにこれを造粒した。この造粒
粉末を加圧して直径16mmφ、厚み0.9mmの円板に
成形した。

この成形体を30％硫酸溶液を含浸させた状態で
絶縁部材の空孔に収納し、第２図に示した構造か
らなる電気二重層コンデンサを構成した。

得られた電気二重層コンデンサの静電容量は、
10.6F、等価直列抵抗（Ｅ：Ｓ：Ｒ：）は0.2Ωで
あつた。

比較例分極性電極を活性炭と希硫酸との混合ペースト
で調製したものとし、このペースト状分極性電極
を用いて上記実施例と同様に電気二重層コンデン
サを構成したところ、静電容量は8F、等価直列
抵抗は0.4Ωであつた。

なお、上記した実施例のほか、粘結材として酢
酸ビニルエマルジヨンやポリフロンデイスパージ
ンなど他のラテツクスについても同様な結果を示
すことが確認できた。

（効果）この発明により得られた電気二重層コンデンサ
によれば、分極性電極が炭素系粉末とラテツクス
を出発材料とする粘結材との混合成形体からなる
ものが得られ、固形状のものとして取扱えるた
め、電気二重層コンデンサを製造する段階で収納
作業が行いやすいものである。また、分極性電極
を固形状としたとき成形密度が上がり、その結果
単位容積当りの静電容量が大きくなる。さらには
等価直列抵抗（Ｅ：Ｓ：Ｒ：）の小さい電気二重
層コンデンサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる電気二重層コンデン
サの分極性電極の製造過程中における一部概略構
造図である。第２図は電気二重層コンデンサの全
体概略構造図である。１は炭素系粉末、２はラテツクス、１１は絶縁
部材、１２は空孔、１３はセパレータ、１４は分
極性電極、１５は集電極。

Claims

【特許請求の範囲】１各空孔に分極性電極を収納した一対の絶縁部
材をセパレータを介して接合し、集電極を分極性
電極を収納している空孔を閉じるように配置、接
合した電気二重層コンデンサにおいて、前記分極性電極は、炭素系粉末とラテツクスを
溶媒とともに均一に撹拌混合し、この混合溶液を
脱溶媒処理し、凝集物を得た後、これを成形した
成形体に電解液を含浸することにより形成するこ
とを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方
法。