JPH0715865B2 - Multilayer Electric Double Layer Capacitor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は積層型電気二重層コンデンサに関し、さらに
詳しく言えば、１セル２層形電気二重層コンデンサに関
するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laminated electric double layer capacitor, and more specifically to a one-cell two-layer electric double layer capacitor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電気二重層コンデンサは、活性炭などよりなる表面積の
大きい分極性電極と電解液との界面で形成される電気二
重層に電荷を蓄積することを原理とするものであり、そ
の他のコンデンサよりも遥かに大きい静電容量が得られ
る点で注目されている。The electric double layer capacitor is based on the principle of accumulating electric charge in the electric double layer formed at the interface between the polarizable electrode having a large surface area such as activated carbon and the electrolyte, and is far superior to other capacitors. Attention has been paid to the fact that a large capacitance can be obtained.

この電気二重層コンデンサは、通常、コイン形ユニット
セルもしくはボタン形ユニットセルと呼ばれ、次のよう
に構成されている。すなわち、底の浅い皿状をなすケー
ス本体と、これに被せられるキャップとを含み、その各
底部には導電性接着剤を介して分極性電極がそれぞれ取
付けられる。各電極に所定の電解液が含浸されたのち、
それらの間にセパレータが配置される。そして、ケース
本体内にガスケットが入れられ、同ケース本体の開口端
縁をかしめることにより、キャップの周縁が封口され
る。This electric double layer capacitor is usually called a coin type unit cell or a button type unit cell, and has the following structure. That is, it includes a case body having a shallow dish shape and a cap that covers the case body, and polarizable electrodes are attached to the respective bottom portions of the case body through a conductive adhesive. After each electrode is impregnated with the specified electrolyte,
A separator is placed between them. Then, a gasket is put into the case body, and the opening edge of the case body is caulked to close the peripheral edge of the cap.

このようにしてユニットセルが得られるのであるが、そ
の主な用途であるRAM−ICメモリのバックアップ電源と
しては、5.5Vの使用電圧が要求されるのに対して、この
ユニットセルの耐電圧は水溶媒系の電解液を用いた場合
は約0.8V、非水溶媒系の電解液を用いた場合は約1.8V〜
2.8Vであるため、通常ユニットセルを直列に２〜７個積
層して使用する必要がある。The unit cell is obtained in this way, but the backup voltage of the RAM-IC memory, which is its main application, requires a working voltage of 5.5 V, whereas the withstand voltage of this unit cell is About 0.8V when using an aqueous solvent-based electrolyte, about 1.8V when using a non-aqueous solvent-based electrolyte
Since it is 2.8V, it is usually necessary to stack 2 to 7 unit cells in series.

そこで従来では、有低円筒状の金属製外装ケース内に、
複数の上記ユニットセルを例えば電気絶縁性で熱収縮性
のスリーブにて一体的に積層してなるセル積層体を収納
し、その上部に、ともに引出しリードを有する電極板間
に電気絶縁板を介在させてなる電極ユニットを載置し、
上記外装ケースの開口端縁をかしめて同外装ケースを封
口するようにしている（例えば、実開昭62−163922号公
報参照）。これによれば、セル積層体の一方の電極面
は、それに接触するように載置された電極ユニットの下
部電極板より外部に引出されるとともに、セル積層体の
他方の電極面は、底部においてそれと接触する外装ケー
スおよび同外装ケースのかしめられた開口端縁に接触す
る電極ユニットの上記電極板を介して外部に引出され
る。So, in the past, in a low and low cylindrical metal outer case,
A cell laminated body in which a plurality of the unit cells are integrally laminated with, for example, an electrically insulating and heat-shrinkable sleeve is housed, and an electric insulating plate is interposed between the electrode plates each having an extraction lead on the upper part thereof. Place the resulting electrode unit,
The outer edge of the outer case is crimped to seal the outer case (see, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-163922). According to this, one electrode surface of the cell stack is pulled out from the lower electrode plate of the electrode unit placed so as to be in contact with it, and the other electrode surface of the cell stack is at the bottom. It is drawn to the outside through the outer case that contacts the outer case and the electrode plate of the electrode unit that contacts the crimped opening edge of the outer case.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記の積層型電気二重層コンデンサにお
いては、複数のユニットセルを直列的に積層してなるセ
ル積層体を外装ケース内に収納するとともに、その開口
部内に電極ユニットを配置した上で、同外装ケースをか
しめることによって一体化するものであるため、多くの
部品を必要とし、組立作業が面倒であり、しかも外形が
大きくなってしまうという問題点があった。However, in the above-mentioned laminated electric double layer capacitor, the cell laminated body in which a plurality of unit cells are laminated in series is housed in the outer case, and the electrode unit is arranged in the opening, Since they are integrated by caulking the outer case, there are problems that many parts are required, the assembling work is troublesome, and the outer shape becomes large.

そこで、本出願人らは、上記のような問題点を解決し
て、製造工程を簡略化することにより製造コストを低減
し得るようにした積層型電気二重層コンデンサを例えば
特願昭62−18581号として出願しており、その構成は概
略次のとおりである。Therefore, the present applicants have proposed, for example, Japanese Patent Application No. 62-18581 a multilayer electric double layer capacitor which solves the above problems and simplifies the manufacturing process to reduce the manufacturing cost. It has been filed as an issue and its structure is as follows.

セパレータを介して対向させた一対の分極性電極と非水
溶媒系電解液との界面で形成される電気二重層を利用す
る電気二重層コンデンサのコンデンサ素子を直列に２個
積層してなる積層型電気二重層コンデンサにおいて、内
面が一方のコンデンサ素子の陽極側に当接し外装ケース
を兼ねる第１電極板と、内面が他方のコンデンサ素子の
陰極側に当接し外装ケースを兼ねる第３電極板と、両面
がそれぞれ上記一方のコンデンサ素子の陰極側および上
記他方のコンデンサ素子の陽極側に当接するように上記
第１電極板と第３電極板との中間に配置された第２電極
板とを備え、上記第1,第２および第３電極板の周端部を
それぞれ電気絶縁材料を介して一体的に接合してなる。A laminated type in which two capacitor elements of an electric double layer capacitor that uses an electric double layer formed at the interface between a pair of polarizable electrodes and a non-aqueous solvent-based electrolytic solution that are opposed to each other via a separator are stacked in series. In the electric double layer capacitor, a first electrode plate whose inner surface abuts on the anode side of one of the capacitor elements and also serves as an outer case, and a third electrode plate whose inner surface abuts on the cathode side of the other capacitor element and also serves as an outer case, A second electrode plate disposed between the first electrode plate and the third electrode plate so that both surfaces contact the cathode side of the one capacitor element and the anode side of the other capacitor element, respectively. Peripheral end portions of the first, second and third electrode plates are integrally joined via an electrically insulating material.

これによれば、１つの外装ケース中に例えば２個のコン
デンサ素子が直列に接続した状態で収納されるため、ユ
ニットセルを２個収納してなる積層型電気二重層コンデ
ンサと同等の機能を有する自立型のコンデンサが得られ
る。According to this, for example, two capacitor elements are housed in a state that they are connected in series in one outer case, and thus have the same function as a laminated electric double layer capacitor that houses two unit cells. A free-standing capacitor is obtained.

ところで、この先願発明のものにおいては、２対のコン
デンサ素子を第２電極板を介して単純に積み重ねた構造
であるため、少なくともその全体厚みは、４つの分極性
電極の厚みに、３つの電極板の厚みを加えたものとな
り、それ以上の薄形化は困難とされていた。By the way, in the invention of this prior application, since two pairs of capacitor elements are simply stacked via the second electrode plate, at least the entire thickness thereof is equal to the thickness of four polarizable electrodes and three electrodes. It became the thickness of the plate, and it was difficult to make it thinner.

したがって、この発明の目的は、より薄形に形成するこ
とができるようにした積層型電気二重層コンデンサを提
供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a laminated electric double layer capacitor that can be formed thinner.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この発明においては、一対の
分極性電極間にセパレータを介在させてなる第１コンデ
ンサ素子と、同じく一対の分極性電極間にセパレータを
介在させてなり、上記第１コンデンサ素子に対して直列
的に積層される第２コンデンサ素子と、内面が上記第１
コンデンサ素子の陽極側に電気的に接合される外装ケー
スを兼ねる第１電極板と、内面が上記第２コンデンサ素
子の陰極側に電気的に接合される外装ケースを兼ねる第
３電極板と、両面がそれぞれ上記第１コンデンサ素子の
陰極側および上記第２コンデンサ素子の陽極側に電気的
に接続するように上記第１電極板と第３電極板との中間
に配置された導電性でかつイオン不浸透性の第２電極板
とを備えてなる積層型電気二重層コンデンサにおいて、 上記第１コンデンサ素子と第２コンデンサ素子を、上記
第１電極板もしくは第３電極板側から見て互いに重なり
合わないように配置したことを特徴としている。In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, a first capacitor element having a separator interposed between a pair of polarizable electrodes and a separator interposed between a pair of polarizable electrodes are also provided. A second capacitor element laminated in series with the element, and an inner surface of the first capacitor element
A first electrode plate also serving as an outer case electrically joined to the anode side of the capacitor element; a third electrode plate having an inner surface also serving as an outer case electrically joined to the cathode side of the second capacitor element; Are electrically conductive and non-ionizable arranged between the first electrode plate and the third electrode plate so as to be electrically connected to the cathode side of the first capacitor element and the anode side of the second capacitor element, respectively. A laminated electric double layer capacitor comprising a permeable second electrode plate, wherein the first capacitor element and the second capacitor element do not overlap each other when viewed from the first electrode plate or the third electrode plate side. It is characterized by being arranged like this.

〔作用〕[Action]

上記のように、各コンデンサ素子を配置したことによ
り、全体厚みに関与する分極性電極の厚みが小さくな
り、その分より薄型化することができる。By arranging each capacitor element as described above, the thickness of the polarizable electrode, which contributes to the overall thickness, is reduced, and the thickness can be reduced accordingly.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら詳細
に説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第１図に示されているように、この電気二重層コンデン
サは、外装ケースを兼ねる例えばステンレス鋼製の第１
電極板１と、同じく外装ケースを兼ねる例えばステンレ
ス鋼製の第３電極板12とを備えている。この実施例にお
いて、第１電極板１は、底の浅い逆皿状に形成されてお
り、同第１電極板１の内面には導電性接着層３を介して
分極性電極２が固着されている。As shown in FIG. 1, this electric double layer capacitor has a first case made of, for example, stainless steel which also serves as an outer case.
The electrode plate 1 and the third electrode plate 12 made of, for example, stainless steel, which also serves as an outer case, are provided. In this embodiment, the first electrode plate 1 is formed in an inverted dish shape with a shallow bottom, and the polarizable electrode 2 is fixed to the inner surface of the first electrode plate 1 via a conductive adhesive layer 3. There is.

これに対して、第３電極板12は、上記第１電極板１をキ
ャップとするような大きさの有低筒状体からなり、実質
的にこのコンデンサの本体ケースを構成している。同第
３電極板12の内面には導電性接着層13を介して分極性電
極11が固着されている。On the other hand, the third electrode plate 12 is composed of a lower tubular body having a size such that the first electrode plate 1 serves as a cap, and substantially constitutes the main body case of this capacitor. The polarizable electrode 11 is fixed to the inner surface of the third electrode plate 12 via a conductive adhesive layer 13.

第１電極板１と第３電極板12との中間には第２電極板６
が配置されている。この第２電極板６は導電性でかつイ
オン不浸透性の材料（例えば、導電性のカーボンや樹脂
もしくは金属）からなり、その両面には、それぞれ分極
性電極5,8が導電性接着層7,9を介して固着されている。
分極性電極２と５および分極性電極８と11は、それぞれ
例えばポリプロピレンもしくはガラス繊維不織布よりな
るセパレータ４および10を介して対向して配置され、第
１コンデンサ素子Ａおよび第２コンデンサ素子Ｂを構成
している。この実施例において、分極性電極2,5,8およ
び11はいずれも例えば活性炭粉末とカーボンとポリテト
ラフルオロエチレンとを混練し、シート化して延伸し円
板状に打抜いたものからなる。The second electrode plate 6 is provided between the first electrode plate 1 and the third electrode plate 12.
Are arranged. The second electrode plate 6 is made of a conductive and ion-impermeable material (for example, conductive carbon, resin, or metal), and polarizable electrodes 5 and 8 are provided on both sides of the conductive adhesive layer 7 respectively. It has been fixed via 9, 9.
The polarizable electrodes 2 and 5 and the polarizable electrodes 8 and 11 are arranged so as to face each other with the separators 4 and 10 made of, for example, polypropylene or a glass fiber non-woven fabric interposed therebetween to form the first capacitor element A and the second capacitor element B. is doing. In this embodiment, each of the polarizable electrodes 2, 5, 8 and 11 is formed by, for example, kneading activated carbon powder, carbon and polytetrafluoroethylene, forming a sheet, stretching and punching into a disk shape.

各コンデンサ素子A,Bは同容量もしくは同体積である
が、第１電極板１もしくは第３電極板12側から見て、互
いに重ならないように配置されている。この実施例にお
いては、第２図および第３図に例示されているように、
コンデンサ素子ＡとＢは同心的、すなわちコンデンサ素
子Ａが中央に位置し、そのまわりにコンデンサ素子Ｂが
環状に配置されている。これに伴って、第２電極板６
は、コンデンサ素子Ａがコンデンサ素子Ｂの内側に入り
込むように皿状に形成されている。このように、各コン
デンサ素子A,Bを重ならないようにずらして配置するこ
とにより、全体の厚みをより薄くすることができる。Although the respective capacitor elements A and B have the same capacity or the same volume, they are arranged so as not to overlap each other when viewed from the first electrode plate 1 or the third electrode plate 12 side. In this embodiment, as illustrated in FIGS. 2 and 3,
The capacitor elements A and B are concentric, that is, the capacitor element A is located at the center, and the capacitor element B is annularly arranged around it. Along with this, the second electrode plate 6
Is formed in a dish shape so that the capacitor element A enters the inside of the capacitor element B. By thus arranging the capacitor elements A and B so as not to overlap each other, the overall thickness can be made thinner.

第４図ないし第６図には、他の実施例が示されている。
すなわち、コンデンサ素子A,Bを左右対称的に配置する
ことによっても、上記実施例と同様、全体の厚みをより
薄くすることができる。Another embodiment is shown in FIGS.
That is, by arranging the capacitor elements A and B symmetrically, the overall thickness can be made thinner, as in the above embodiment.

なお、第１電極板１、第２電極板６および第３電極板12
の各周縁部1a,6aおよび12aは、それぞれ電気絶縁材料14
にて互いに絶縁されるとともに、第３電極板12の周縁部
12aはガスケット16を介して第１電極板の周縁部1aにか
しめられる。また、この電気二重層コンデンサが例えば
外圧などにより変形した際、第１電極板１と第２電極板
６の間、第２電極板６と第３電極板12との間において短
絡不良を生ずるおそれがある個所については、予め内部
に図示省略の電気絶縁材を介在させておくとよい。The first electrode plate 1, the second electrode plate 6 and the third electrode plate 12
Each of the peripheral portions 1a, 6a and 12a of the
Are insulated from each other at the periphery of the third electrode plate 12
The gasket 12a is caulked to the peripheral edge portion 1a of the first electrode plate via the gasket 16. Further, when the electric double layer capacitor is deformed by, for example, external pressure, short circuit failure may occur between the first electrode plate 1 and the second electrode plate 6 and between the second electrode plate 6 and the third electrode plate 12. It is advisable to interpose an electrical insulating material (not shown) in advance at a certain point.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明によれば、１セル２層形
電気二重層コンデンサにおいて、２つのコンデンサ素子
を外装ケースを兼ねる電極板方向から見て、互いに重な
らないように配置したことにしたことにより、全体厚み
をより薄くすることがすることができる。As described above, according to the present invention, in the one-cell two-layer electric double layer capacitor, the two capacitor elements are arranged so as not to overlap each other when viewed from the direction of the electrode plate that also serves as the outer case. As a result, the overall thickness can be made thinner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図はこの発明による積層型電気二重層コンデンサの
一実施例を示す断面図、第２図および第３図は同実施例
におけるコンデンサ素子の配置例を示した説明図、第４
図は他の実施例に係る断面図、第５図および第６図は他
の実施例におけるコンデンサ素子の配置例を示した説明
図である。 図中、１は第１電極板、2,5,8,11は分極性電極、3,7,9,
13は導電性接着剤、4,10はセパレータ、６は第２電極
板、12は第３電極板、A,Bはコンデンサ素子である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a laminated electric double layer capacitor according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory views showing an example of the arrangement of capacitor elements in the same embodiment, and FIG.
FIGS. 5A and 5B are sectional views according to another embodiment, and FIGS. 5 and 6 are explanatory views showing an example of arrangement of capacitor elements in another embodiment. In the figure, 1 is the first electrode plate, 2, 5, 8, 11 are polarizable electrodes, 3, 7, 9,
13 is a conductive adhesive, 4 and 10 are separators, 6 is a second electrode plate, 12 is a third electrode plate, and A and B are capacitor elements.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一杉 健一 神奈川県藤沢市辻堂新町２丁目２番１号 エルナー株式会社内 (72)発明者 木村 好克 神奈川県藤沢市辻堂新町２丁目２番１号 エルナー株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichi Ichisugi 2-2-1 Tsujido Shinmachi, Fujisawa City, Kanagawa Elner Co., Ltd. (72) Inventor Yoshikatsu Kimura 2-2-1 Tsujido Shinmachi, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture No. Elner Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】一対の分極性電極間にセパレータを介在さ
せてなる第１コンデンサ素子と、同じく一対の分極性電
極間にセパレータを介在させてなり、上記第１コンデン
サ素子に対して直列的に積層される第２コンデンサ素子
と、内面が上記第１コンデンサ素子の陽極側に電気的に
接合される外装ケースを兼ねる第１電極板と、内面が上
記第２コンデンサ素子の陰極側に電気的に接合される外
装ケースを兼ねる第３電極板と、両面がそれぞれ上記第
１コンデンサ素子の陰極側および上記第２コンデンサ素
子の陽極側に電気的に接続するように上記第１電極板と
第３電極板との中間に配置された導電性でかつイオン不
浸透性の第２電極板とを備えてなる積層型電気二重層コ
ンデンサにおいて、 上記第１コンデンサ素子と第２コンデンサ素子は、上記
第１電極板もしくは第３電極板側から見て互いに重なり
合わないように配置されていることを特徴とする積層型
電気二重層コンデンサ。1. A first capacitor element having a separator interposed between a pair of polarizable electrodes, and a separator also interposed between a pair of polarizable electrodes, which are connected in series to the first capacitor element. A second capacitor element to be laminated, a first electrode plate whose inner surface also serves as an outer case electrically joined to the anode side of the first capacitor element, and an inner surface electrically to the cathode side of the second capacitor element. A third electrode plate also serving as an outer case to be joined, and the first electrode plate and the third electrode so that both surfaces are electrically connected to the cathode side of the first capacitor element and the anode side of the second capacitor element, respectively. A laminated electric double-layer capacitor comprising a conductive and ion-impermeable second electrode plate disposed intermediate the plate, wherein the first capacitor element and the second capacitor element are: The laminated electric double layer capacitor, which is arranged so as not to overlap each other when viewed from the first electrode plate or the third electrode plate side. 【請求項２】上記第１コンデンサ素子と第２コンデンサ
素子は、同心的に配置されている請求項１記載の積層型
電気二重層コンデンサ。2. The laminated electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the first capacitor element and the second capacitor element are concentrically arranged. 【請求項３】上記第１コンデンサ素子と第２コンデンサ
素子は、左右対称的に配置されている請求項１記載の積
層型電気二重層コンデンサ。3. The multilayer electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the first capacitor element and the second capacitor element are symmetrically arranged. 【請求項４】上記第１コンデンサ素子と第２コンデンサ
素子は、同容量もしくは同体積である請求項1,2または
３記載の積層型電気二重層コンデンサ。4. The laminated electric double layer capacitor according to claim 1, 2 or 3, wherein the first capacitor element and the second capacitor element have the same capacity or volume.