JPH0384915A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents
電気二重層コンデンサInfo
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- JPH0384915A JPH0384915A JP1223438A JP22343889A JPH0384915A JP H0384915 A JPH0384915 A JP H0384915A JP 1223438 A JP1223438 A JP 1223438A JP 22343889 A JP22343889 A JP 22343889A JP H0384915 A JPH0384915 A JP H0384915A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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。
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）
本発明は大容量で、等価直列抵抗を低減した小型で軽量
な電気二重層コンデンサに関するものである。
な電気二重層コンデンサに関するものである。
（従来の技術）
活性炭を分極性電極とする電気二重層コンデンサの基本
構成は、活性炭層と集電極を片側分極性電極とし、この
分極性電極ｌ対の間に電解質溶液を含浸し、セパレータ
で電子的短絡を防止したものである。従来、電気二重層
コンデンサの分極性電極としては、活性炭粉末もしくは
活性炭繊維が用いられてきた。活性炭粉末、活性炭繊維
は自立性がなく、絶縁性ゴム、金属ケースに入れられた
形でしか電気二重層コンデンサを構成することができな
かった。このため非常に大容量の電気二重層コンデンサ
を製造するには大きな金属ケース等が必要となるため、
重量が重くなるといった欠点があった。また、これら活
性炭粉末、活性炭繊維は分極性電極として用いた場合、
活性炭粉末どうしまたは活性炭繊維どうしの接触抵抗が
大きいため電気二重層コンデンサの等価直列抵抗が大き
くなるといった欠点があった。そのため、固体状の活性
炭が作製されれば、活性炭粉末どうしまたは活性炭繊維
どうしの接触抵抗が低減されることが期待される。さら
に、固体状の活性炭には自立性があるため、圧力をかけ
ることにより分極性電極と集電極の間の電気的接続を行
わなくてすむため封止が簡便になるという利点と製造プ
ロセスが簡便になるという利点が期待されてきた。
構成は、活性炭層と集電極を片側分極性電極とし、この
分極性電極ｌ対の間に電解質溶液を含浸し、セパレータ
で電子的短絡を防止したものである。従来、電気二重層
コンデンサの分極性電極としては、活性炭粉末もしくは
活性炭繊維が用いられてきた。活性炭粉末、活性炭繊維
は自立性がなく、絶縁性ゴム、金属ケースに入れられた
形でしか電気二重層コンデンサを構成することができな
かった。このため非常に大容量の電気二重層コンデンサ
を製造するには大きな金属ケース等が必要となるため、
重量が重くなるといった欠点があった。また、これら活
性炭粉末、活性炭繊維は分極性電極として用いた場合、
活性炭粉末どうしまたは活性炭繊維どうしの接触抵抗が
大きいため電気二重層コンデンサの等価直列抵抗が大き
くなるといった欠点があった。そのため、固体状の活性
炭が作製されれば、活性炭粉末どうしまたは活性炭繊維
どうしの接触抵抗が低減されることが期待される。さら
に、固体状の活性炭には自立性があるため、圧力をかけ
ることにより分極性電極と集電極の間の電気的接続を行
わなくてすむため封止が簡便になるという利点と製造プ
ロセスが簡便になるという利点が期待されてきた。
ところで、従来の電気二重層コンデンサは小型で大容量
の充電が可能なコンデンサとして、マイコン、メモリ、
タイマーのバックアップ用に広く用いられている。また
、モーター等の駆動部品は起動時に大きな電流を必要と
するため、電気二重層コンデンサが補助電源として使用
されている。
の充電が可能なコンデンサとして、マイコン、メモリ、
タイマーのバックアップ用に広く用いられている。また
、モーター等の駆動部品は起動時に大きな電流を必要と
するため、電気二重層コンデンサが補助電源として使用
されている。
瞬時に大電流を流す補助電源の用途には電気二重層コン
デンサの等価直列抵抗が高いとその抵抗の大きさにより
外部に流すことができる電流が制限されるため、等価直
列抵抗は低いことが望まれている。バックアップ用に電
気二重層コンデンサを用いる場合も、実際に蓄えられた
電荷による電圧よりも電気二重層コンデンサの等価直列
抵抗と流れる電流の積だけ電圧降下が起こってしまうた
め、電気二重層コンデンサの等価直列抵抗は低いことが
望まれている。一方、大きな電流を必要とするモーター
等の補助電源の用途として瞬時に大電流を取り出すこと
ができる非常に大容量、数１０Ｆ以上の電気二重層のコ
ンデンサの開発が望まれている。
デンサの等価直列抵抗が高いとその抵抗の大きさにより
外部に流すことができる電流が制限されるため、等価直
列抵抗は低いことが望まれている。バックアップ用に電
気二重層コンデンサを用いる場合も、実際に蓄えられた
電荷による電圧よりも電気二重層コンデンサの等価直列
抵抗と流れる電流の積だけ電圧降下が起こってしまうた
め、電気二重層コンデンサの等価直列抵抗は低いことが
望まれている。一方、大きな電流を必要とするモーター
等の補助電源の用途として瞬時に大電流を取り出すこと
ができる非常に大容量、数１０Ｆ以上の電気二重層のコ
ンデンサの開発が望まれている。
上記の従来技術を改善するためには固体状の活性炭の開
発が必須であったが、近年まで電気二重層コンデンサの
分極性電極として実用上使用され得るものはなかった。
発が必須であったが、近年まで電気二重層コンデンサの
分極性電極として実用上使用され得るものはなかった。
近年、カーボン材料の開発の進歩は著しく、ガス吸着、
脱臭用に比表面積が８００ｍ２７ｇ以上９多孔性ブロツ
ク状カーボン（例えば、三井石油化学工業（株）製条孔
性ブロック状カーボン、商品名“カーボセル″）等が開
発されている。これらのブロック状活性炭を用いて電気
二重層コンデンサを試作した例は未だ報告がない。
脱臭用に比表面積が８００ｍ２７ｇ以上９多孔性ブロツ
ク状カーボン（例えば、三井石油化学工業（株）製条孔
性ブロック状カーボン、商品名“カーボセル″）等が開
発されている。これらのブロック状活性炭を用いて電気
二重層コンデンサを試作した例は未だ報告がない。
（発明が解決しようとする問題点ン
上述した従来の電気二重層コンデンサは分極性電極材料
に活性炭粉末もしくは活性炭繊維を用いていたため、数
１０Ｆ以上の大容量の電気二重層コンデンサを製造する
ことができない、活性炭粉末、活性炭繊維どうしの接触
抵抗のために等価直列抵抗の低減を図ることができない
といった問題点があった。また、活性炭粉末がアノード
、カソードの間に入り込むことによる電気的短絡を防ぐ
ためにセパレータを入れざるを得なく、このため等価直
列抵抗が大きくなるといった問題点があった。
に活性炭粉末もしくは活性炭繊維を用いていたため、数
１０Ｆ以上の大容量の電気二重層コンデンサを製造する
ことができない、活性炭粉末、活性炭繊維どうしの接触
抵抗のために等価直列抵抗の低減を図ることができない
といった問題点があった。また、活性炭粉末がアノード
、カソードの間に入り込むことによる電気的短絡を防ぐ
ためにセパレータを入れざるを得なく、このため等価直
列抵抗が大きくなるといった問題点があった。
本発明の目的は、分極性電極材料としてブロック状活性
炭多孔体を用い、分極性電極および電解液を無加圧で容
器に収納することにより大容量で笥価直列抵抗を低減し
た小型で軽量な電気二重層コンデンサを提供することに
ある。
炭多孔体を用い、分極性電極および電解液を無加圧で容
器に収納することにより大容量で笥価直列抵抗を低減し
た小型で軽量な電気二重層コンデンサを提供することに
ある。
（問題点を解決するための手段）
ブロック状活性炭多孔体を分極性電極材料に用い、分極
性電極および電解液を無加圧で容器に収納することを特
徴とする。
性電極および電解液を無加圧で容器に収納することを特
徴とする。
以下実施例をもとに本発明を説明する。
（実施例１）
まず本発明による電気二重層コンデンサを第１図に示す
。比表面積８５０ｍ２／ｇ、かさ密度０．３ｇ／ｃｍ３
のブロック状活性炭多孔体を長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ
、厚さ２ｍｍの大きさに成形し、厚さ方向に垂直に１ｍ
ｍ径の金メツキした真鍮ネジ２を差込み、集電極１とし
た。分極性電極となるブロック状活性炭に金メツキした
真鍮ネジ２を差し込んだ後、電解液と同じ濃度の４重量
％硫酸水溶液に浸漬し、真空含浸により電解液を活性炭
内部の細孔へ導入した。耐圧５ｖの電気二重層コンデン
サを試作するために、これら（ を１２枚作製し、第１図に示すような形に配置した。
。比表面積８５０ｍ２／ｇ、かさ密度０．３ｇ／ｃｍ３
のブロック状活性炭多孔体を長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ
、厚さ２ｍｍの大きさに成形し、厚さ方向に垂直に１ｍ
ｍ径の金メツキした真鍮ネジ２を差込み、集電極１とし
た。分極性電極となるブロック状活性炭に金メツキした
真鍮ネジ２を差し込んだ後、電解液と同じ濃度の４重量
％硫酸水溶液に浸漬し、真空含浸により電解液を活性炭
内部の細孔へ導入した。耐圧５ｖの電気二重層コンデン
サを試作するために、これら（ を１２枚作製し、第１図に示すような形に配置した。
その後、各電解室に４４重量％の硫酸水溶液を注いだ。
６組の電気二重層コンデンサの基本素子を導線３、この
場合金メツキした銅線を集電極に巻き付けることにより
直列に接続した。容器４は塩化ビニル製の厚み１ｍｍの
板を接着剤にて貼合わせ、長さ３８ｍｍ、輻１８ｍｍ、
高さ３３ｍｍの大きさとした。容器の内部に仕切り板５
を５枚設置し６つの部屋どうしで電解液の洩れがないよ
うにした。また、一対の分極性電極どうしが接触し短絡
しないように電解室内に厚み１ｍｍの短絡防止用突起６
を設けた。さらに容器上部にシリコンゴム製のパツキン
８をはさみ上蓋７と上蓋止めネジ１０にてネジ止めし電
解液の外部への漏洩がないようにした。両端の集電極は
上蓋上部に突出するようにしこれを端子９とした。
場合金メツキした銅線を集電極に巻き付けることにより
直列に接続した。容器４は塩化ビニル製の厚み１ｍｍの
板を接着剤にて貼合わせ、長さ３８ｍｍ、輻１８ｍｍ、
高さ３３ｍｍの大きさとした。容器の内部に仕切り板５
を５枚設置し６つの部屋どうしで電解液の洩れがないよ
うにした。また、一対の分極性電極どうしが接触し短絡
しないように電解室内に厚み１ｍｍの短絡防止用突起６
を設けた。さらに容器上部にシリコンゴム製のパツキン
８をはさみ上蓋７と上蓋止めネジ１０にてネジ止めし電
解液の外部への漏洩がないようにした。両端の集電極は
上蓋上部に突出するようにしこれを端子９とした。
（実施例２）
実施例１と同じのブロック状活性炭を用いて電気二重層
コンデンサを試作した。容量１．５Ｆの電気二重層コン
デンサを得るために、分極性電極のブロック状活性炭の
大きさを長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚み６ｍｍとした
。電解質に過塩素酸テトラブチルアンモニウムを用い、
溶媒にプロピレンカーボネイトとした電解液を用いた。
コンデンサを試作した。容量１．５Ｆの電気二重層コン
デンサを得るために、分極性電極のブロック状活性炭の
大きさを長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚み６ｍｍとした
。電解質に過塩素酸テトラブチルアンモニウムを用い、
溶媒にプロピレンカーボネイトとした電解液を用いた。
有機溶媒の理論電解電圧（゛よ、水の１．２ｖに比べて
大きい。そこで、耐圧５ｖの電気二重層コンデンサを試
作するために、実施例１と同様の容器に電解液を含浸さ
せたブロック状活性炭を４枚配置した。電極の接続方法
、端子の接続方法、仕切り板の設置方法、封止方法も実
施例１と同様とした。その結果、容器の寸法は長さ３０
ｍｍ、幅１８ｍｍ、高さ３３ｍｍとなった。
大きい。そこで、耐圧５ｖの電気二重層コンデンサを試
作するために、実施例１と同様の容器に電解液を含浸さ
せたブロック状活性炭を４枚配置した。電極の接続方法
、端子の接続方法、仕切り板の設置方法、封止方法も実
施例１と同様とした。その結果、容器の寸法は長さ３０
ｍｍ、幅１８ｍｍ、高さ３３ｍｍとなった。
（参考例）
比較のため、参考例として分極性電極材料に活性炭粉末
を用いて本発明と同じ容量をもつ電気二重層コンデンサ
を作製した。直径３０ｍｍ径の孔を開けた厚み０．５ｍ
ｍの絶縁性ゴムと厚み０．２ｍｍの導電性ゴムを貼合わ
せ、孔に４４重量％硫酸でベースト化した活性炭を塗り
込んだものを作製し、片側の分極性電極とした。厚み０
．１ｍｍポリエチレン製セパレータを３２ｍｍ径に切り
出し、これの両側に分極性電極を配置し全体を加硫によ
り封止した。この電気二重層コンデンサの基本素子を６
枚積層し全体を金属缶に収納し電気二重層コンデンサと
した。収納後の寸法は直径４５ｍｍ、高さ１７ｍｍであ
った。
を用いて本発明と同じ容量をもつ電気二重層コンデンサ
を作製した。直径３０ｍｍ径の孔を開けた厚み０．５ｍ
ｍの絶縁性ゴムと厚み０．２ｍｍの導電性ゴムを貼合わ
せ、孔に４４重量％硫酸でベースト化した活性炭を塗り
込んだものを作製し、片側の分極性電極とした。厚み０
．１ｍｍポリエチレン製セパレータを３２ｍｍ径に切り
出し、これの両側に分極性電極を配置し全体を加硫によ
り封止した。この電気二重層コンデンサの基本素子を６
枚積層し全体を金属缶に収納し電気二重層コンデンサと
した。収納後の寸法は直径４５ｍｍ、高さ１７ｍｍであ
った。
本発明と従来例による電気二重層コンデンサのコンデン
サの特性である容量値と等価直列抵抗を測定した。容量
値は電気二重層コンデンサのと直列に５０Ωの抵抗を入
れ、外部から５■の定電圧を印加しながら電気二重層コ
ンデンサの両端の電圧を測定し、ＣＲの時定数から容量
値を計算した。等価直列抵抗は電気二重層コンデンサに
ＩＫＨｚ、１０ｍＡの定電流を流し電気二重層コンデン
サの両端の電圧を測定することにより求めた。さらに本
発明と実施例による電気二重層コンデンサの占める体積
、重量を測定した。
サの特性である容量値と等価直列抵抗を測定した。容量
値は電気二重層コンデンサのと直列に５０Ωの抵抗を入
れ、外部から５■の定電圧を印加しながら電気二重層コ
ンデンサの両端の電圧を測定し、ＣＲの時定数から容量
値を計算した。等価直列抵抗は電気二重層コンデンサに
ＩＫＨｚ、１０ｍＡの定電流を流し電気二重層コンデン
サの両端の電圧を測定することにより求めた。さらに本
発明と実施例による電気二重層コンデンサの占める体積
、重量を測定した。
本発明の実施例１、実施例２と従来例の電気二重層コン
デンサ特性を第１表に示す。
デンサ特性を第１表に示す。
第１表
第１表から明らかなように、本発明と従来例の電気二重
層コンデンサの等価直列抵抗は本・発明の方が低くなっ
ていることがわかる。さらに、電気二重層コンデンサの
容積、重量についても本発明の方が小型で軽量に作るこ
とが可能である。
層コンデンサの等価直列抵抗は本・発明の方が低くなっ
ていることがわかる。さらに、電気二重層コンデンサの
容積、重量についても本発明の方が小型で軽量に作るこ
とが可能である。
上記実施例において、集電極として金製ネジ、白金製ネ
ジ、グラファイト製ネジとした場合もほぼ同じ等個直列
抵抗１休積、重量を有していた。
ジ、グラファイト製ネジとした場合もほぼ同じ等個直列
抵抗１休積、重量を有していた。
集電極として金ペースト、カーボンペーストを用いた場
合もほぼ同じ等価直列抵抗、体積、重量を有していた。
合もほぼ同じ等価直列抵抗、体積、重量を有していた。
また、実施例２において電解質としてテトラアルキルア
ンモニウム塩、四フッ化ホウ素酸塩、溶媒にガンマブチ
ルラクトン、塩化チオニルを用いた場合にも第１表の結
果と同等の値が得られた。さらに、本発明による電気二
重層コンデンサは、特に数１０Ｆ以上の大容量品におい
て小型化、軽量化の長所を生かすことができる。
ンモニウム塩、四フッ化ホウ素酸塩、溶媒にガンマブチ
ルラクトン、塩化チオニルを用いた場合にも第１表の結
果と同等の値が得られた。さらに、本発明による電気二
重層コンデンサは、特に数１０Ｆ以上の大容量品におい
て小型化、軽量化の長所を生かすことができる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば等価直列抵抗を低減
した小型で軽量な大容量をもつ電気二重層コンデンサが
得られる。
した小型で軽量な大容量をもつ電気二重層コンデンサが
得られる。
第１図は本発明による電気二重層コンデンサの図である
。 １・・・分極性電極（ブロック状活性炭多孔体）、２・
・・集電極（ネジ）、３・・・導線、４・・・容器、５
・・・仕切り板、６・・・短絡防止用突起、７・・・上
蓋、８・・・シリコンゴムパツキン、９−ｔ＝子、１０
・・・上蓋止めネジ
。 １・・・分極性電極（ブロック状活性炭多孔体）、２・
・・集電極（ネジ）、３・・・導線、４・・・容器、５
・・・仕切り板、６・・・短絡防止用突起、７・・・上
蓋、８・・・シリコンゴムパツキン、９−ｔ＝子、１０
・・・上蓋止めネジ
Claims (2)
- （１）ブロック状活性炭多孔体を分極性電極に用い、電
解液として硫酸水溶液を用いたことを特徴とする電気二
重層コンデンサ。 - （２）ブロック状活性炭多孔体を分極性電極に用い、電
解液として、有機溶媒を用いたことを特徴とする電気二
重層コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223438A JPH0384915A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 電気二重層コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1223438A JPH0384915A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 電気二重層コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384915A true JPH0384915A (ja) | 1991-04-10 |
Family
ID=16798148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1223438A Pending JPH0384915A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 電気二重層コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0384915A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0555086A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-03-05 | Nec Corp | 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 |
| JP2008235825A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | 蓄電装置 |
| US20100246095A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-09-30 | Tdk Corporation | Electric double layer capacitor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-08-29 JP JP1223438A patent/JPH0384915A/ja active Pending
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