JPH06132163A - 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 - Google Patents

電気二重層キャパシタおよびその製造方法

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JPH06132163A
JPH06132163A JP4280393A JP28039392A JPH06132163A JP H06132163 A JPH06132163 A JP H06132163A JP 4280393 A JP4280393 A JP 4280393A JP 28039392 A JP28039392 A JP 28039392A JP H06132163 A JPH06132163 A JP H06132163A
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JP
Japan
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electric double
layer capacitor
double layer
current collector
carbon material
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Pending
Application number
JP4280393A
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English (en)
Inventor
Kiyoaki Imoto
清明 井元
Seiji Nonaka
誠治 野中
Ichiro Aoki
一郎 青木
Akihiko Yoshida
昭彦 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

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  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部抵抗の低減とエネルギ密度の増大を図っ
た電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。 【構成】 活性炭材料と炭素材料の複合材料からなる分
極性電極11と電解液不浸透性炭素材料からなる集電体
12を用いた電気二重層キャパシタで、前記集電体12
が外部取り出し電極と容器の一部を兼ね、さらに前記集
電体12上に金属層15を形成した構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、活性炭と電解液との界
面の電気二重層に電気エネルギを蓄積する電気二重層キ
ャパシタおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電気二重層キャパシタを図3を用
いて以下に詳しく説明する。円筒形のポリエチレン製の
封止材31の中央部の内周にポリエチレン製多孔質膜か
らなるセパレータ32の外周を熱融着し、前記封止材3
1の内部に電解液である硫酸(図示せず)と活性炭から
なるペースト状分極性電極33を充填し、封止材31の
両端の開口部を導電性ゴムからなる集電体34で熱融着
して封止し、封止材31の外周の中央部にポリエチレン
製封止材36を配し、その両側に外部取り出し電極を兼
ねたステンレス製容器35を配して電気二重層キャパシ
タを構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電気二重層
キャパシタには以下に挙げる課題があった。 (1)集電体34に用いている導電性ゴムの体積固有抵
抗が金属の10000倍以上であるので、電気二重層キ
ャパシタの内部抵抗が高かった。 (2)集電体34と外部取り出し電極であるステンレス
装置35の接触抵抗が大きいので、電気二重層キャパシ
タの内部抵抗が高かった。 (3)集電体34とペースト状分極性電極33の接触抵
抗が大きいので、電気二重層キャパシタの内部抵抗が高
かった。 (4)集電体34の外側に外部取り出し電極を兼ねた容
器35が必要であり、電気二重層キャパシタの体積効率
が悪く、エネルギ密度が低かった。
【0004】このように、内部抵抗が高く、エネルギ密
度が低く、大電流充放電用途に対応不可能であった。本
発明は、上記従来の電気二重層キャパシタの課題を解決
するもので、大電流充放電用途に対応可能な電気二重層
キャパシタとその製造方法を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、電気二重層キャパシタにおいて、電解液不
浸透性炭素材料により集電体を形成し、前記集電体が外
部取り出し電極と容器の一部を兼ねた構成とし、さらに
前記外部取り出し電極と容器の一部を兼ねた前記集電体
上に金属層を形成した構成とする。
【0006】また、電気二重層キャパシタの製造方法と
して、活性炭材料と炭素材料の複合材料からなる分極性
電極を電解液不浸透性炭素材料上に形成する工程と、さ
らに前記外部取り出し電極を兼ねた前記集電体上に金属
層を形成する工程を有する。
【0007】
【作用】上記の構成により、本発明には以下の作用があ
る。 (1)集電体が炭素材料であるので、前記集電体の体積
固有抵抗が小さくなり、電気二重層キャパシタの内部抵
抗を低くする。 (2)外部取り出し電極を兼ねた集電体上に金属層が存
在するので、前記集電体の体積固有抵抗が小さくなり、
電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くする。 (3)集電体が外部取り出し電極を兼ねているので、前
記集電体と前記外部取り出し電極間の接触抵抗が小さく
なり、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くする。 (4)集電体が外部取り出し電極を兼ねているので、従
来、前記集電体とは別に必要であった前記外部取り出し
電極を省略できるので体積効率が向上し、電気二重層キ
ャパシタのエネルギ密度が増大する。 (5)集電体が電解液不浸透性炭素材料であるので、集
電体を容器の一部として用いることができ、外部取り出
し電極を兼ねた容器を省略することができるので体積効
率が向上し、電気二重層キャパシタのエネルギ密度が増
大する。
【0008】
【実施例】(実施例1)ガラス状カーボンをフェノール
樹脂中に分散、プレスして得た複合材料に、メタノール
中に分散あるいは溶解したフェノール樹脂系活性炭(比
表面積1500m2 /g)とフェノール樹脂をディップ後
炭化処理をほどこすことにより、フェノール樹脂系活性
炭(比表面積1500m2 /g)とフェノール樹脂を原料
とする炭素材料からなる分極性電極を形成し、図1に示
すように前記分極性電極11を、ガラス状カーボンとフ
ェノール樹脂を原料とする炭素材料の複合材料からなる
電解液不浸透性炭素材料で、かつほぼコ字状をした集電
体12の内側に形成する。次に一対の前記分極性電極1
1をポリプロピレン製不織布よりなるセパレータ13を
介して対向配置する。この状態で分極性電極11に30
重量%の硫酸(図示せず)を含浸後、コ字状の集電体1
2の突出片間をポリエチレン製の封止材14を熱融着し
て密閉する。最後に、前記集電体12の外周上に電解メ
ッキにより銅層15を形成して電気二重層キャパシタを
完成する。
【0009】この際、集電体12は電解液不浸透性であ
るので、電気二重層キャパシタの容器と外部取り出し電
極を兼ねている。なお、実施例の活性炭材料としてフェ
ノール樹脂系活性炭を用いたこと、炭素材料の原料とし
てフェノール樹脂を用いたこと、電解液不浸透性炭素材
料としてガラス状カーボンとフェノール樹脂を原料とす
る炭素材料の複合材料を用いたこと、電解液不浸透性炭
素材料上に分極性電極をディップ、プレスにより形成し
たこと、電解液として30重量%硫酸を用いたこと、セ
パレータとしてポリプロピレン製不織布を用いたこと、
集電体間をポリエチレンの熱融着により密閉したことな
どは一例であり、これらに限定されるものではない。 (実施例2)フェノール樹脂を2−メトキシエタノール
中に溶解後グラファイト板に含浸、乾燥させて得た複合
材料に、2−メトキシエタノール中に分散、あるいは溶
解したピッチ系活性炭(比表面積1500m2 /g)とフ
ェノール樹脂を、印刷後炭化処理をほどこすことによ
り、ピッチ系活性炭(比表面積1500m2 /g)とフェ
ノール樹脂を原料とする炭素材料からなる分極性電極を
形成し、図2に示すように前記分極性電極21を、フェ
ノール樹脂を原料とする炭素材料とグラファイト板より
なり、かつほぼコ字状をした電解液不浸透性炭素材料の
集電体22の内側に形成する。次に、一対の前記分極性
電極22をポリプロピレン製多孔質膜よりなるセパレー
タ23を介して対向配置する。この状態で分極性電極2
1に30重量%の水酸化カリウム水溶液(図示せず)を
含浸後、集電体22の突出片間を前記ポリプロピレン製
多孔質膜からなるセパレータ23の一部を用いて熱融着
して密閉する。次に、前記集電体22の外周上に電解メ
ッキによりニッケル層24を形成する。
【0010】この際、集電体22は電解液不浸透性であ
るので、電気二重層キャパシタの容器と外部取り出し電
極を兼ねている。また、セパレータ23は封止材を兼ね
ている。
【0011】なお、活性炭材料としてピッチ系活性炭を
用いたこと、炭素材料としてフェノール樹脂を原料とす
る炭素材料を用いたこと、電解液不浸透性炭素材料とし
てフェノール樹脂を原料とする炭素材料とグラファイト
板よりなる複合材料を用いたこと、電解液不浸透性炭素
材料上に分極性電極を印刷により形成したこと、電解液
として30重量%水酸化カリウム水溶液を用いたこと、
セパレータとしてポリプロピレン製多孔質膜を用いたこ
と、集電体間をセパレータで熱融着密閉したこと等は一
例であり、これらに限定されるものではない。
【0012】以上の実施例により電気二重層キャパシタ
の内部抵抗とエネルギ密度を表1に示す。比較例とし
て、前述の従来例の電気二重層キャパシタの場合を示
す。なお、電気二重層キャパシタは耐圧0.9V、静電
容量1F仕様として比較し、内部抵抗は120Hzでの
インピーダンスの値で示した。
【0013】
【表1】
【0014】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明により内部抵抗が低く、エネルギ密度が高
く、大電流充放電に対応可能な電気二重層キャパシタを
実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による電気二重層キャパ
シタの断面図
【図2】本発明の第2の実施例による電気二重層キャパ
シタの断面図
【図3】従来例の電気二重層キャパシタの断面図
【符号の説明】
11 分極性電極 12 集電体 13 セパレータ 14 封止材 15 銅層(金属層)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性炭材料と炭素材料の複合材料よりな
    る分極性電極と、集電体と、外部取り出し電極と、セパ
    レータと、電解液と、封止材を構成要素とする電気二重
    層キャパシタであって、前記集電体が電解液不浸透性炭
    素材料からなり、かつ外部取り出し電極を兼ねている電
    気二重層キャパシタ。
  2. 【請求項2】 集電体が容器の一部を構成する請求項1
    記載の電気二重層キャパシタ。
  3. 【請求項3】 外部取り出し電極を兼ねた集電体上に金
    属層が形成された請求項1または2記載の電気二重層キ
    ャパシタ。
  4. 【請求項4】 活性炭材料と炭素材料の複合材料よりな
    る分極性電極を電解液不浸透性炭素材料上にディップ、
    印刷、プレスのうち少なくともいずれか一つの方法で形
    成する電気二重層キャパシタの製造方法。
  5. 【請求項5】 外部取り出し電極を兼ねた集電体上に金
    属層を形成する工程を有する請求項4記載の電気二重層
    キャパシタの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007043145A1 (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Kitagawa Seiki Kabushiki Kaisha チップ型電気二重層コンデンサ及びその製造方法
CN105006369A (zh) * 2015-06-29 2015-10-28 深圳市智胜新电子技术有限公司 铝电解电容器

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WO2007043145A1 (ja) * 2005-10-05 2007-04-19 Kitagawa Seiki Kabushiki Kaisha チップ型電気二重層コンデンサ及びその製造方法
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