JPS61150317A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

電気二重層コンデンサ

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JPS61150317A
JPS61150317A JP59277221A JP27722184A JPS61150317A JP S61150317 A JPS61150317 A JP S61150317A JP 59277221 A JP59277221 A JP 59277221A JP 27722184 A JP27722184 A JP 27722184A JP S61150317 A JPS61150317 A JP S61150317A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器にメモリーバックアンプ用などと
して用いられる電気二重層コンデンサに関するものであ
る。
従来の技術 従来におけるこの種の電気二重層コンデンサは。
第Ｓ図に示すように、活性炭粒子をプレス成型したり適
当なバインダーと練合したもの全集電体金属上に塗布し
たり、活性炭繊維上にアルミニウムの溶射層を形成して
分極性電極１とし、この分極性電極１をそれぞれステン
レススチールからなる金属ケース２に収納し、２つの分
極性電極１間に電解液とセパレータ３１ｆ：介して対向
させ、両金属ケース２の開口周縁部をガスケット４を介
して封口して構成されていた。
また、他の従来例として、第６図に示すように一方の電
極全非分極性電極５としたものも実用化されている。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、電解液の溶媒として、プロ
ピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ、Ｎ−ジ
メチルホルムアルデヒド、アセトニ）　ＩＪルが使用さ
れるが、これらの電解液中においてステンレススチール
はアノード分極した場合に完全な不動態を作らず溶解し
ていた。この溶解による電流が流れ始める電位は、陰極
側の溶媒の分解電位との間で決まる２、３〜２．４ｖで
、これらの有機溶媒を用いた電解洛中での活性炭の酸化
あるいは電解質の分解電位よりも低いため、ステンレス
スチールの金属ケース２を集電体とした場合には、陽極
電位がステンレススチールの溶解電位で制限され分極性
電極１と電解液で決定される電気化学的に安定な電位領
域である３ｖを有効に使用することができなかった。
例えば、漏れ電流が増加し始める電圧より過剰の電圧を
加えると陰極側の電極中に多量の鉄、ニッケル等が検出
されステンレススチールの溶解と鉄イオンの陽極側から
陰極側への移行が発生することが確認された。
以上説明したように金属ケース２としてステンレススチ
ールを用いると、活性炭分極性電極１と電解液で決定さ
れる電気化学的に安定領域である３ｖを有効に使うには
、有効でなく、３ｖ使用を可能とする高い耐電圧の電気
二重層コンデンサを得るためには、使用する溶媒の中で
アノード分極を行った場合、分極′性電極１である活性
炭と同程度かあるいはそれ以上の電位で反応性電流が流
れる材料でかつケース材料として十分な強度のある材料
を使用する必要があった。
その−例として電解液中でも不動態を形成するチタンが
あるが、第７図に示すようにステンレススチルを用いる
場合よりも耐電圧は高くなり、プロピレンカーボネート
、テトラエチルアンモニウムバークロレート系の電解液
では０．８ｖ程度反応電流が流れる領域は拡大する。し
かし、この場合。
内部抵抗の増加が大きくなり、電気二重層コンデンサを
使用する場合の電圧低下が大きくなるため実用に供し得
ない問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するもので。
３ｖ以上の耐電圧を有する高耐電圧の電気二重層コンデ
ンサを提供することを目的とするものである。
間Ｍ解決するための手段 この問題を解決するために本発明は、少なくとも陽極と
なる側の金属ケースの導電性電極および電解液と接する
面にアルミニウム層を設けた構成としたものである。
作用 この構成により、電解質との接触面をアルミニウムにす
ると、アルミニウム層上に印加電圧に応じた酸化皮膜が
形成され、−変電圧が印加され念願域では反応電流が流
れないため溶解反応を阻止でき、３ｖ印加しても電気化
学的に安定な電気二重層コンデンサを得ることができる
。
また、３ｖ程度の低電圧では酸化アルミニウム膜厚が薄
く抵抗が低いため、チタンを用いた場合のような製品の
内部抵抗の上昇は見られない。この場合、集電体金属は
ケース材料も兼ねているのでケース材料としての十分な
強度が必要であるが。
アルミニウムのみでケース材料を構成すれば強度的に不
十分となり、シかも製品寸法からくるケース材厚の制約
があるから、むやみに厚くすることもできない。したが
って、これらの制約条件下ではステンレススチールなど
の外部端子として電気接続的に問題のないもので、かつ
強度を備えたものと、アルミニウムの複合化が有効とな
る。
実施例 以下、本発明の実施例ｆｔ第１図〜第４図を用いて説明
する。
まず、第１図に示すものは、活性炭線の布または活性炭
粉末をバインダーと混練し成型した分極性電極６０片面
にプラズマ溶射法などによりアルミニウムの導電性電極
７を形成し、この分極性電極６をそれぞれ内面にアルミ
ニウム層８を形成したステンレススチールよりなる金属
ケース９゜１０内に上記分極性電極６を導電性１極７が
金属ケースの内面に接するように組込み、金属ケース９
．１０と導電性電極７をスポット溶接により接続し、こ
の一方の分極性電極６である対向電極１３に、プロピレ
ンカーボネートにテトラエチルアンモニウムテトラフル
オロボーレー）１０ｗｔ％を加えた電解液を含浸し、か
つ、この分極性電極６間にイオン透過性のセパレータ１
１を介して突合せ、両金属ケース９，１ｏの開口周縁部
にガスケット１２を配置して、金属ケース１０の周縁部
噂をカーリング加工して封口して構成されている。
また、第２図に示すものは、陰極側となる金属ケース１
０の内面にアルミニウム層を形成しない例を示している
。
さらに、第３図に示すものは、第１図に示した実施例の
うち、陰極側の電極としてリチウムなどの非分極性電極
の対向電極１３を用いた例を示しており、金属ケース９
，１０の内面にはアルミニウム層８がそれぞれ形成され
ている。
また、第４図に示すものは、対向電極１３として非分極
性電極を用い、この対向電極１４側の金属ケース１ｏと
して内面にアルミニウム層を設けない構成とした例を示
したものである。
なお、金属ケース９，１０としては、ステンレススチー
ルの他に、鉄、ニッケル、チタン、銅合金を用いること
もできる。
次に具体的な例を用いて説明を加える。
〔具体例１〕 第１図、第２図に示す実施例において、フェノール系活
性炭繊維製の布（厚さｏ、ｓｍｍ、比表面積２０００ｍ
　／ｑｒ）からなる分極性電極６の表面に、厚さ２５０
７７ｍのアルミニウム層の導電性電極７をプラズマ溶射
法により形成する。この２層構造物を直径２Ｃｍの円板
状に打抜き型で抜き取り電極体を得る。この電極体にプ
ロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウムテト
ラフルオロボーレート１０ｗｔ％を加えた電解Ｑを含浸
した後１間ニセパレータ１１を介在させて重ね合わせ。
さらにこれをステンレス製の金属ケース９，１゜の内面
をアルミニウム層８（純度９９．８６％、厚さ７０μｍ
のものと、純度９９．９９％、厚さ６０μｍのもの）で
それぞれ陽極となる側のみおよび両極共皮覆したもので
挾み、そしてその金属ケース９，１ｏの開口端にガスケ
ット１２を配置すると共に、かしめにより封口全行う。
第１表に、本発明による電気二重層コンデンサの緒特性
をＩ６１〜３に示す。同じく第１表には比較のためにス
テンレスケースの゛内面にアルミニウムを皮覆していな
い構造の従来例のものについて試作したものの特性を＆
６に示す。
（以下余白） 〔具体例２ｊ やしから活性炭粒子をポリフロンからなるバインダーと
混練し成型したもの（厚さｏ、ｓｗｎ、比表面積８ｏｏ
ｍ２／ｑ【）からなる分極性電極６の表面に、厚さ２６
０μｍのアルミニウム層の導電性電極７をプラズマ溶射
法により形成する。この２層構造物を直径２Ｃｆｆｌの
円板状に打抜き型で抜き取り電極体を得る。この電極体
にプロピレンカーボネートにテトラエチルアンモニウム
テトラフルオロボーレート１０ｗｔ％を加えた電解液を
含浸した後１間にセパレータ１１を介在させて重ね合わ
せ、さらにこれをステンレス梨の金属ケース９または９
，１０の内面をアルミニウム層８（純度９９．８６　％
・厚さ７０μｍ）で被覆したもので挾み、この金属ケー
ス９．１０の開口端にガスケット１２を配置すると共に
かしめにより封口を行う。
第１表に、本発明による電気二重層コンデンサの諸特性
を示す。
〔具体例３〕 第３図、第４図に示すようにアクリル系活性炭繊維の布
（厚さ０．５　ｍＭ　＋比表面積ｓｏｏｍ２／ｇｒ）か
らなる分極性電極６の表面に、厚さ２５０μｍのアルミ
ニウム層の導電性電極７をプラズマ溶射法により形成す
る。この２層構造物を直径２Ｃｍの円板状に打抜き型で
抜き取り陽極電極体を得る。
この電極体に陰極電極体として直径２Ｃｍのリチウムな
どからなるリチウム非分極性電極１３を、それぞれの電
極体の間にセパレータ１１を介在させ重ね合わせ一組の
電極体とする。この−組の電極体にプロピレンカーボネ
ートにリチウムテトラフルオロボーレート１０ｗｔ％を
加えた電解液を含浸した後、これをステンレス裂金属ケ
ース９または９，１０の内面をアルミニウム層８（純度
９９．９９　％厚さ６０μｍ）で皮覆したもので挾み。
そしてその金属ケース９．１０の開口端にガスケット１
２を配置すると共にかしめにより封口する。
第２表に、本発明による電気二重層コンデンサの諸特性
を＆１，２に示す。同じく第２表には。
比較のためにステンレスの金属ケースの内面にアルミニ
ウム層を皮覆していない構造のものについて試作したも
のの特性をＡ３に示す。
（以下余白］ 発明の効果 以上のように本発明は、アルミニウム層がその印加電圧
に応じて電気化学的に安定な陽極酸化皮膜を形成しかつ
その皮膜抵抗が実用上全く問題とならない程度に低いと
いう性質を巧みに利用して、３ｖ以上の耐電圧を有する
高耐電圧電気二重層コンデンサを容易に得ることができ
ることになり。
工業的価値の犬なるものである。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の電気二重層コンデンサの一実施例を示
す断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例を示す
断面図、第６図、第６図は従来の電気二重層コンデンサ
を示す断面図、第７図はステンレススチールとチタン全
集電体とした電気二重層コンデンサの電位−電流特性図
である。 ６・・・・・・分極性電極、７・・・・・・導電性電極
、８・・・・・・アルミニウム層、９，１０・・・・春
金属ケース、１１・・・・・・セパレータ、１２・・・
・・・ガスケット＋１３・・・・・・対向電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
１　図 第５図 第６図 第７図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）活性炭繊維や活性炭粉末により分極性電極を構成
    し、この分極性電極の片面に導電性電極を形成し、この
    分極性電極の他面側に電解液とセパレータを介して対向
    電極を配置し、上記分極性電極と対向電極をそれぞれ金
    属ケースに収納し、この２の金属ケースの内少なくとも
    分極性電極を収納する金属ケースの導電性電極および電
    解液に接する面にアルミニウム層を設け、この両金属ケ
    ースの開口周縁部を絶縁体を介して封口した電気二重層
    コンデンサ。
  2. （２）対向電極として、片面に導電性電極を形成した活
    性炭繊維や活性炭粉末よりなる分極性電極を用いてなる
    特許請求の範囲第１項記載の電気二重層コンデンサ。
  3. （３）対向電極として、非分極性電極を陰極として用い
    てなる特許請求の範囲第１項記載の電気二重層コンデン
    サ。
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