JPH06140285A - 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Info
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- JPH06140285A JPH06140285A JP4284828A JP28482892A JPH06140285A JP H06140285 A JPH06140285 A JP H06140285A JP 4284828 A JP4284828 A JP 4284828A JP 28482892 A JP28482892 A JP 28482892A JP H06140285 A JPH06140285 A JP H06140285A
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- layer capacitor
- double layer
- electric double
- current collector
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、内部抵抗の低減とエネルギー密度
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からなる分極性電極１
１と集電体１２の複合材料体１３からなる一体物を用い
た電気二重層キャパシタで、前記複合材料体１３が外部
取り出し電極と容器の一部を兼ね、さらに前記外部取り
出し電極上に金属層１６が存在する構成とする。
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からなる分極性電極１
１と集電体１２の複合材料体１３からなる一体物を用い
た電気二重層キャパシタで、前記複合材料体１３が外部
取り出し電極と容器の一部を兼ね、さらに前記外部取り
出し電極上に金属層１６が存在する構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分極性電極と集電体を
一体化した電気二重層キャパシタおよびその製造方法に
関する。
一体化した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】電気二重層キャパシタは大きな容量を有
し、たとえば電力消費の少ない液晶表示装置のバックア
ップ電源等に用いられ、近来その需要は高まってきてい
る。以下従来の電気二重層キャパシタを図３を用いて詳
しく説明する。
し、たとえば電力消費の少ない液晶表示装置のバックア
ップ電源等に用いられ、近来その需要は高まってきてい
る。以下従来の電気二重層キャパシタを図３を用いて詳
しく説明する。
【０００３】図示のように円筒形のポリエチレン製の封
止筒３１の内部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の外周部を熱融着し、前記封
止筒３１の内部で、かつセパレータ３２の両側部にそれ
ぞれ電解液である硫酸（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、封止筒３１の両開口
部に導電性ゴムからなる集電体３４を熱融着し、封止筒
３１の外周の中央部にポリエチレン製の封止材３６を配
し、封止材３６の両側で、かつ封止筒３１の外周を覆う
外部取り出し電極を兼ねたステンレス製容器３５を設け
て電気二重層キャパシタを構成している。
止筒３１の内部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の外周部を熱融着し、前記封
止筒３１の内部で、かつセパレータ３２の両側部にそれ
ぞれ電解液である硫酸（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、封止筒３１の両開口
部に導電性ゴムからなる集電体３４を熱融着し、封止筒
３１の外周の中央部にポリエチレン製の封止材３６を配
し、封止材３６の両側で、かつ封止筒３１の外周を覆う
外部取り出し電極を兼ねたステンレス製容器３５を設け
て電気二重層キャパシタを構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の電
気二重層キャパシタには以下に挙げる課題がある。 (1) 集電体３４に用いている導電性ゴムの体積固有抵抗
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。
気二重層キャパシタには以下に挙げる課題がある。 (1) 集電体３４に用いている導電性ゴムの体積固有抵抗
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。
【０００５】(2) 集電体３４と外部取り出し電極となる
ステンレス容器３５と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。
ステンレス容器３５と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。
【０００６】(4) 集電体３４の外側に外部取り出し電極
を兼ねたステンレス製容器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、エネルギー密度が低か
った。
を兼ねたステンレス製容器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、エネルギー密度が低か
った。
【０００７】すなわち内部抵抗が高く、エネルギー密度
が低いという欠点を有しており、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。
が低いという欠点を有しており、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。
【０００８】
【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、分極性電極と集電体は活性炭材料と炭素材
料から形成される複合材料体からなる一体物とし、前記
複合材料体が電解液不浸透性を有しており、かつ外部取
り出し電極と容器の一部を兼ね、さらに前記外部取り出
し電極を兼ねた集電体上に金属層が存在する構成とす
る。
するために、分極性電極と集電体は活性炭材料と炭素材
料から形成される複合材料体からなる一体物とし、前記
複合材料体が電解液不浸透性を有しており、かつ外部取
り出し電極と容器の一部を兼ね、さらに前記外部取り出
し電極を兼ねた集電体上に金属層が存在する構成とす
る。
【０００９】また、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の一体化物を、ディップ、印
刷、プレス、積層のうち少なくともいずれか一つの方法
で形成し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電気二重層キャパ
シタの製造方法とする。
りなる分極性電極と集電体の一体化物を、ディップ、印
刷、プレス、積層のうち少なくともいずれか一つの方法
で形成し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電気二重層キャパ
シタの製造方法とする。
【００１０】
【作用】上記の構成の電気二重層キャパシタは以下の作
用がある。 (1) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物であるので、前記集
電体は体積固有抵抗が小さく、内部抵抗が低い。 (2) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ外部取り出
し電極を兼ねているので、前記外部取り出し電極と前記
集電体の接触抵抗がなく、電気二重層キャパシタとして
の内部抵抗を低い。 (3) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物であるので、前記分
極性電極と前記集電体の接触抵抗が小さく、電気二重層
キャパシタとしての内部抵抗を低くできる。 (4) 外部取り出し電極上に金属層を有するので、前記外
部取り出し電極の体積固有抵抗が実質上低くなり、電気
二重層キャパシタとしての内部抵抗が低い。 (5) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ外部取り出
し電極を兼ねているので、従来、分極性電極、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、
体積効率が向上し、電気二重層キャパシタのエネルギー
密度が増大する。 (6) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ電解液不浸
透性炭素材料であるので、前記複合材料体を容器の一部
として用いることができ、従来必要であった外部取り出
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ー密度が
増大する。
用がある。 (1) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物であるので、前記集
電体は体積固有抵抗が小さく、内部抵抗が低い。 (2) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ外部取り出
し電極を兼ねているので、前記外部取り出し電極と前記
集電体の接触抵抗がなく、電気二重層キャパシタとして
の内部抵抗を低い。 (3) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物であるので、前記分
極性電極と前記集電体の接触抵抗が小さく、電気二重層
キャパシタとしての内部抵抗を低くできる。 (4) 外部取り出し電極上に金属層を有するので、前記外
部取り出し電極の体積固有抵抗が実質上低くなり、電気
二重層キャパシタとしての内部抵抗が低い。 (5) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ外部取り出
し電極を兼ねているので、従来、分極性電極、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、
体積効率が向上し、電気二重層キャパシタのエネルギー
密度が増大する。 (6) 分極性電極と集電体が活性炭材料と炭素材料から形
成される複合材料体からなる一体物で、かつ電解液不浸
透性炭素材料であるので、前記複合材料体を容器の一部
として用いることができ、従来必要であった外部取り出
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ー密度が
増大する。
【００１１】
【実施例】（実施例１）以下に本発明に基づく電気二重
層キャパシタの第１の実施例を図１を用いて説明する。
まずフェノール樹脂系活性炭（比表面積1500ｍ2 /g)
と、ガラス状カーボンと、フェノール樹脂をメタノール
中に分散あるいは溶解後、グラファィト板上に、活性炭
とガラス状カーボンの組成を傾斜させながら印刷後炭化
することにより、活性炭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１１と、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とグラファィト
板からなる集電体１２の一体化した複合材料体１３を得
る。このとき、前記複合材料体１３において、前記分極
性電極１１から前記集電体１２の方向に前記活性炭の濃
度は減少し、前記ガラス状カーボンの濃度は増加してい
る。そして、複合材料体１３の形状は、図１(b) に示す
ように集電体１２が断面ほぼコ字状の半円筒容量状をし
ており、分極性電極１１はその内部に収容されている。
層キャパシタの第１の実施例を図１を用いて説明する。
まずフェノール樹脂系活性炭（比表面積1500ｍ2 /g)
と、ガラス状カーボンと、フェノール樹脂をメタノール
中に分散あるいは溶解後、グラファィト板上に、活性炭
とガラス状カーボンの組成を傾斜させながら印刷後炭化
することにより、活性炭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１１と、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とグラファィト
板からなる集電体１２の一体化した複合材料体１３を得
る。このとき、前記複合材料体１３において、前記分極
性電極１１から前記集電体１２の方向に前記活性炭の濃
度は減少し、前記ガラス状カーボンの濃度は増加してい
る。そして、複合材料体１３の形状は、図１(b) に示す
ように集電体１２が断面ほぼコ字状の半円筒容量状をし
ており、分極性電極１１はその内部に収容されている。
【００１２】次に一対の前記複合材料体１３の前記分極
性電極１１をポリプロピレン製不織布よりなるセパレー
タ１４を介して対向配置する。この状態で前記分極性電
極１１に３０重量％の硫酸（図示せず）を含浸後、前記
複合材料体１３の前記集電体１２の相対向する端縁をポ
リエチレン製の封止材１５で熱融着して密閉する。最後
に、前記複合材料体１３の前記集電体１２の外周上に電
解メッキにより銅の層１６を形成して電気二重層キャパ
シタを完成する。
性電極１１をポリプロピレン製不織布よりなるセパレー
タ１４を介して対向配置する。この状態で前記分極性電
極１１に３０重量％の硫酸（図示せず）を含浸後、前記
複合材料体１３の前記集電体１２の相対向する端縁をポ
リエチレン製の封止材１５で熱融着して密閉する。最後
に、前記複合材料体１３の前記集電体１２の外周上に電
解メッキにより銅の層１６を形成して電気二重層キャパ
シタを完成する。
【００１３】この際、前記複合材料体１３が電解液不浸
透性を有するので、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ることができる。なお、複合材料体
１３として活性炭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１１と、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とグラファィト板から
なる集電体１２の一体化したものを用いたが、これに限
定されるものではない。
透性を有するので、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ることができる。なお、複合材料体
１３として活性炭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１１と、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とグラファィト板から
なる集電体１２の一体化したものを用いたが、これに限
定されるものではない。
【００１４】また、電解液として３０重量％硫酸を用い
たが、これに限定されるものではない。さらにセパレー
タ１４としてホリプロピレン製不織布を用いたが、これ
に限定されるものではない。
たが、これに限定されるものではない。さらにセパレー
タ１４としてホリプロピレン製不織布を用いたが、これ
に限定されるものではない。
【００１５】また集電体１２間をポリエチレンの熱融着
により密閉したが、これに限定されるものではない。 （実施例２）本発明に基づく電気二重層キャパシタの第
２の実施例を図２を用いて説明する。
により密閉したが、これに限定されるものではない。 （実施例２）本発明に基づく電気二重層キャパシタの第
２の実施例を図２を用いて説明する。
【００１６】ピッチ系活性炭（比表面積1500ｍ2 /g)
と、ガラス状カーボンと、フェノール樹脂を混合し、活
性炭とガラス状カーボンの組成を傾斜させながら積層プ
レス後炭化することにより、活性炭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２１と、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から
なる集電体２２の一体化した複合材料体２３を得る。こ
のとき、前記複合材料体２３において、前記分極性電極
２１から前記集電体２２の方向に前記活性炭の濃度は減
少し、前記ガラス状カーボンの濃度は増加している。な
お、形状は図２(b) に示すように前述第１の実施例と同
様に形式されている。
と、ガラス状カーボンと、フェノール樹脂を混合し、活
性炭とガラス状カーボンの組成を傾斜させながら積層プ
レス後炭化することにより、活性炭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２１と、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から
なる集電体２２の一体化した複合材料体２３を得る。こ
のとき、前記複合材料体２３において、前記分極性電極
２１から前記集電体２２の方向に前記活性炭の濃度は減
少し、前記ガラス状カーボンの濃度は増加している。な
お、形状は図２(b) に示すように前述第１の実施例と同
様に形式されている。
【００１７】次に、一対の前記複合材料体２３の前記分
極性電極２１をポリプロピレン製多孔質膜よりなるセパ
レータ２４を介して対向配置する。この状態で分極性電
極２１に３０重量％の硫酸（図示せず）を含浸後、前記
複合材料体２３の前記一対の集電体２２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２４で熱融着し
て密閉する。次に、前記集電体２２の外周上に電解メッ
キによりニッケルの層２５を形成する。
極性電極２１をポリプロピレン製多孔質膜よりなるセパ
レータ２４を介して対向配置する。この状態で分極性電
極２１に３０重量％の硫酸（図示せず）を含浸後、前記
複合材料体２３の前記一対の集電体２２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２４で熱融着し
て密閉する。次に、前記集電体２２の外周上に電解メッ
キによりニッケルの層２５を形成する。
【００１８】この際、前記複合材料体２３が電解液不浸
透性を有するので、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ることができる。なお、複合材料体
２３として活性炭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２１と、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からなる集電体２２の
一体化したものを用いたが、これに限定されるものでは
ない。また電解液として３０重量％硫酸を用いたが、こ
れに限定されるものではない。
透性を有するので、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ることができる。なお、複合材料体
２３として活性炭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２１と、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からなる集電体２２の
一体化したものを用いたが、これに限定されるものでは
ない。また電解液として３０重量％硫酸を用いたが、こ
れに限定されるものではない。
【００１９】さらにセパレータ２４としてポリプロピレ
ン製多孔質膜を用いたが、これに限定されるものではな
い。また集電体２２間をセパレータで熱融着して密閉し
たが、これに限定されるものではない。
ン製多孔質膜を用いたが、これに限定されるものではな
い。また集電体２２間をセパレータで熱融着して密閉し
たが、これに限定されるものではない。
【００２０】以上の各実施例による電気二重層キャパシ
タの内部抵抗とエネルギー密度を表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。
タの内部抵抗とエネルギー密度を表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。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【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、エネルギー密度が高
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。
に、本発明により内部抵抗が低く、エネルギー密度が高
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１】(a) 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 (b) 本発明の一実施例による電気二重層キャパシタに用
いる活性炭材料と炭素材料から形成される複合材料体か
らなる集電体と分極性電極の一体物の断面図
ャパシタの断面図 (b) 本発明の一実施例による電気二重層キャパシタに用
いる活性炭材料と炭素材料から形成される複合材料体か
らなる集電体と分極性電極の一体物の断面図
【図２】(a) 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 (b) 本発明の一実施例による電気二重層キャパシタに用
いる活性炭材料と炭素材料から形成される複合材料体か
らなる集電体と分極性電極の一体物の断面図
ャパシタの断面図 (b) 本発明の一実施例による電気二重層キャパシタに用
いる活性炭材料と炭素材料から形成される複合材料体か
らなる集電体と分極性電極の一体物の断面図
【図３】従来例の電気二重層キャパシタの断面図
１１ 分極性電極 １２ 集電体 １３ 複合材料体 １４ セパレータ １５ 封止材 １６ 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)
- 【請求項１】 分極性電極と集電体を活性炭材料と炭素
材料から形成される複合材料体からなる一体物とし、前
記、複数の一体物を集合して構成され、前記複合材料体
の少なくとも一部が電解液不浸透性を有しており、かつ
外部取り出し電極を兼ねていることを特徴とする電気二
重層キャパシタ。 - 【請求項２】 活性炭材料と炭素材料から形成される複
合材料体が容器の一部を成す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】 集電体上に金属層を設けたことを特徴と
する請求項１または２記載の電気二重層キャパシタ。 - 【請求項４】 活性炭材料と炭素材料の複合材料よりな
る分極性電極と集電体を集合してなる一体物を、ディッ
プ、印刷、プレス、積層のうち少なくともいずれか一つ
の方法で形成することを特徴とする電気二重層キャパシ
タの製造方法。 - 【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ことを特徴とする請求項４
記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284828A JPH06140285A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284828A JPH06140285A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140285A true JPH06140285A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17683538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284828A Pending JPH06140285A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 電気二重層キャパシタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140285A (ja) |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP4284828A patent/JPH06140285A/ja active Pending
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