JPS6381914A

JPS6381914A - 電気二重層コンデンサ

Info

Publication number: JPS6381914A
Application number: JP61226216A
Authority: JP
Inventors: 剛森本; 和也平塚; 恭宏真田; 広志有賀
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd; Elna Co Ltd
Current assignee: Elna Co Ltd; AGC Inc
Priority date: 1986-09-26
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1988-04-12
Also published as: JPH0353766B2; US4757424A

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）本発明は電気二重層コンデンサに関するものである。

（従来の技術）電気二重層コンデンサにおいて、集電体およびコンデン
サの構成部材を収納する収納ケースの材質に関しては従
来、特開昭５０−４４４６１号公報、同５０−４４４６
４号公報、同５８−２０６１１６号公報、同６０−２６
３４１８号公報などに記載されたものがある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、これらの電気二重層コンデンサにおいて
は、たとえば電解液と接触する集電体あるいは収納ケー
スの材料としてアルミニウムやステンレスを用いた場合
には、これらの材料のアノード酸化によって不動態化す
ることなく、部分的に溶解現象を起すという問題点があ
った。また、チタン、ニオブなどの弁作用金属を材料と
して用いた場合にも、高電圧充電を行った際には、アノ
ード溶解に起因する腐食が発生するため、コンデンサの
耐電圧の定格価を低く設定せざるを得ないという問題点
があった。

本発明は、電気二重層コンデンサの集電体や収納ケース
に用いられる材料に特有の前記問題点を解決して、高温
条件下での容量劣化が少なく長期信頼性に優れた電気二
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
。

（問題点を解決するための手段）前記の問題点を解決するため本発明は、分極性電極と電
解液との界面において形成される電気二重層を利用した
電気二重層コンデンサにおいて、集電体および／または
、コンデンサの構成部材を収納する収納ケースの少なく
とも電解液と接触する部分が、０．１〜２．０重量％の
窒素を含有する合金鋼により形成されていることを特徴
とする電気二重層コンデンサを提供するものである。

本発明で用いられるコンデンサの集電体および収納ケー
ス、特にこれらの電解液と接触する部分は０．１〜２．
０重量％の窒素、特に好ましくは０．２〜１．５　Ｍｔ
ｋ％の窒素を含有する合金鋼、たとえばステンレス鋼に
より形成されている。窒素の含有量が０．１重ｒ゛％以
下の合金鋼では電気化学的な溶解が起り易く、またｉｉ
ｔ解液中の不純物などに起因する腐食、特にｉｔのハロ
ゲンによる孔食が発生し易い、また、窒素の含有量が２
．０冗以上になると、合金鋼としての均一な溶融、さら
には圧延が困難となり、機械的強度も低下する。０．１
〜２．０重量％の窒素を含有した合金鋼の中でも、Ｆｅ
５０゜０〜７５．３重量％、特には５５．０〜７０．０
重量％、Ｃ，ｒｌｏ、０〜３５．０重量％、特には１５
゜０〜３２．０重量％、Ｎｉ０〜２５．０重量％、特に
は０．５〜２０．Ｏｆｆ％、およびＭｏ０．１〜５．Ｏ
ｆＫ量％、特には】１．５〜４．８重量％を含有するも
のは耐食性が優れているので特に好適である。

本発明の電気二重層コンデンサに用いる収納ケースとし
ては、前記組成の合金鋼を溶融、圧延して得られる薄板
またはラミネート板を適宜加工して用いることができる
。また、集電体としては、前記の収納ケースと同様の薄
板または箔、あるいは加工したエクスパンドメツシュを
用いることができる。

本発明において用いられる！解液としては、特に限定さ
れるものではなく、通常電気二重層コンデンサに用いら
れるもの、すなわち電気化学的に安定な電解質（溶質）
を、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、
スルホラン、β−ブチロラクトン、Ｔ−ブチロラクトン
、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ニトロメタ
ンなどの極性有機溶媒に０．１〜３モル／Ｉ！、好まし
くは０．５〜１．５モル／ｌの濃度で溶解したものが使
用できる。

本発明で用いられる電解液の溶質としては、たとえば、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム、テト
ラアルキルアンモニウム、テトラアルキルホスホニウム
などのカチオンと、４７フ化ホウ酸、６７フ化リン酸、
過塩素酸、６フフ化ヒ酸、４塩化アルミン酸、パーフル
オロアルキルスルホン酸などのアニオンとを組合せてな
る塩などが好適に使用される。

これらの塩の中で、溶媒に対する溶解度、溶液の電気伝
導度および電気化学的安定性の点で、テトラアルキルホ
スホニウムまたはテトラアルキルアンモニウムの４フツ
化ホウ酸塩、６フツ化リン酸塩、６フツ化ヒ酸塩、過塩
素酸塩またはトリフルオロメタンスルホン酸塩などは特
に好適な電解質である。

本発明において使用する分極性電極の材質については、
特に限定されないが、電解液に対して電気化学的に不活
性で、かつ比表面積の大きな活性炭あるいは活性炭繊維
を使用するのが好ましい。

特に、活性炭にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ
）などの結着剤を添加し、ロール成型してシート化し、
さらに必要に応じて延伸処理などを施した電極は、単位
体積当りの容量、強度および長期信転性に優れているの
で好適に使用される。

このような電極をコンデンサの形状に適合するよう加工
形成させた電極間に夕孔質セパレータを挟み、前記のよ
うな電解液を含浸又は満たし、これを本発明の合金鋼よ
りなるケース中に密閉することにより電気二重層コンデ
ンサを得ることができる。

多孔質セパレータとしては、例えばボリブロビレン繊維
不織布、ガラス繊維混抄不織布等が好適に使用できる。

又、セパレータの厚みは５０〜２００μｍ１望ましくは
１００〜１５０μｍとするのが適当である。

（実施例）次に、実施例および比較例を図面を参照して具体的に説
明する。

本発明の実施例および比較例に共通のものとして第１図
に示すようなコイン型の電気二重層コンデンサのユニッ
トセル（直ａ２０ｔｃ、ＩＥみ２．Ｏ，ｔｍ）を次のよ
うにして製作した。まず、活性炭粉末（比表面積約２，
０００　ｍ／　ｇ）に１０重量％のポリテトラフルオロ
エチレンを添加して湿式混練によってシート化した。こ
のようにして得られたシートを円板状に打ち抜いて分極
性電極１　（直径１５鶴、厚さＯ０７ｆｉ）とし、分極
性電極１．とこれと同一の組成、形状を有する分極性電
極２とをポリプロピレン繊維不織布よりなるセパレータ
３を介して第１表に示す種々の材質の合金鋼製のキャン
プ４（充電時■側）および５ＵＳ３０４製の缶５（充電
時ｅ側）からなる外装容器中に収納する０次に、ユニッ
トセル中に所定の電解液を注入して分極性電極１．２お
よびセパレータ３中にこの電解液を充分に含浸させた後
、ポリプロピレン製バッキング６を介してキャップ４お
よび缶５の端部をかしめて封口し一体化した。

前述のようにして製作した電気二重層コンデンサのユニ
ットセルを使用し、第１表に示すような種々の！解液を
用いた各セルについて、２．８ｖの電圧を印加したとき
の初期容量（Ｆｏ）および内部抵抗を測定した後、引続
いてこのセルに２．８ｖの電圧を印加しながら７０℃で
１０００時間貯蔵した後の容量を測定し、初期容量（Ｆ
Ｏ）からの容量劣化率（％）を算出した。

実施例１〜５および比較例１〜３の測定結果は第１表に
示した。

なお、第１表中、ＰＣはプロピレンカーボネートを、Ｓ
Ｌはスルホランを、Ｅｔはエチル基を、Ｂｕはｎ−ブチ
ル基を表わす、また、電解液の濃度は実施例、比較例と
もすべて０．５Ｍ／１１とした。

（発明の効果）本発明によれば、集電体および収納ケースの少なくとも
電解液と接触する部分が、０．１〜２．０重量％の窒素
を含有する合金鋼により形成されていることにより、高
温条件下での容量劣化が少なく長期信転性に優れた電気
二重層コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気二重層コンデンサの一実施例
を示す部分断面図である。１．２・・・・・・分極性電極、３・・・・・・セパレータ、４・・・・・・キャップ、５・・・・・・缶、６・・・・・・バッキング。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分極性電極と電解液との界面において形成される
電気二重層を利用した電気二重層コンデンサにおいて、
集電体および／または、コンデンサの構成部材を収納す
る収納ケースの少なくとも電解液と接触する部分が、０
．１〜２．０重量％の窒素を含有する合金鋼により形成
されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
（２）前記合金鋼が、Ｆｅ５０．０〜７５．３重量％、
Ｃｒ１０．０〜３５．０重量％、Ｎｉ０〜２５．０重量
％、Ｍｏ０．１〜５．０重量％を含有するものである特
許請求の範囲第１項記載の電気二重層コンデンサ。