WIPO专利WO1984000246A1 Double electric layer capacitor

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公开号:WO1984000246A1
申请号:PCT/JP1983/000208
申请日:1983-06-30
公开日:1984-01-19
发明作者:Atsushi Nishino；Akihiko Yoshida；Ichiroh Tanahashi
申请人:Matsushita Electric Ind Co Ltd；
IPC主号:H01G9-00

专利说明:
[0001] 明細書
[0002] 発明の名称
[0003] 電気二重層キャパシタ
[0004] 技術分野
[0005] この発明は、活性炭を分極性電極として用いる電気二重層キャパシタに関するものである。
[0006] 背景技術
[0007] 電気二重層キャパシタは、第 1 図に示すように、活性炭層 ¹ とこの層の集電電極 2 とで単位極性電極を構成し、この一対の分極性電極の間に、電解液を含浸したセパレータ 3を介在させることによ ]9構成されている。
[0008] 従来、この種の電気二重層キャパシタの構成例としては、次の 2種のものがあった。するわち第 1 のものは、第 2図に示すように集電体として、アルミニウム板を加工したェクスパンドメタル，ノンチングメタルを用い、この集電体 ⁴の表面に、分極性電極 5 として、活性炭粉末を主成分とし、弗素樹脂などをバインダ一としたペースト 6を成型ブレス、または圧延ローラ — 了によ塗布して担持させ、そして第 3図に示すようにセパレータ 8を介して一対の集電体 4 と分極性電極 5とを巻回し、電解液を注入したものである o 第 ⁴図はこの方式の電気二重層キャパシタの断面構造、第 5図は第 4図の a部の拡大図である。 9 , 1 Oは電極リード， 1 1 は外装ケース， 1 2はゴム封ロキャッノて。
[0009] 第 2のものは、第 6図に示すような構造であ、すなわち導電性ェラストマー 3 ，絶縁性リング 1 4 ，セパレータ 1 5と、
[0010] O PI
[0011] 、 WIP ΌO • 活性炭粉末と電解液との粘ちよう性混合物^{1 6}とを図のように組合わせたものであ、第ァ図に示すような円板型外観を有するものである。
[0012] これらの従来のものは、分極性電極としていずれも粉末状活 5 性炭を用いている。このため次に述べるような多くの特性上，製造上での問題点を有してる o
[0013] 第 1の型のものでは、金属集電体 4と活性炭極性電極 5との " 接着力が弱く、集電体 4から分極性電極 5が脱落、剝離していつた )、巻回による応力のため、使用中に両者の接触力が弱くな] 、 l O この結果、電気二重層キャパシタの内部抵抗が徐々に増大し、容量が徐々に減少していく傾向がみられた。また、活性炭粉末とバイング一よりなる分極性電極 Sを、集電体 4に圧延 π—ルする時、その塗布効率は悪く、かつ分極性電極 5の不均一塗布、圧延による容量ばらつきも改善すべき点としてあげられてきた。また 1 5 構成上、例えば平板型構造など、いわゆるマイク π エレクト口二クスのニーズを満足する形のものの実現が困難であった。
[0014] このようる構造上の欠点を解決するために、例えば、集電体 4の表面をブラスティングどの操作によ粗面化して分極性電極 5 との接触強度を高めた、活性炭粉末にメチルセルロー 0 スのよう粘着剤を加え、活性炭同志の結合力を強くした、種々の試みがなされているが、いずれも若干の特性向上はみられるが、未だ不満足な点が多かった。
[0015] また、第 2の型のものでは、平板状のものが得られ、機器の小型化に対応できるが、粉末状の活性炭を用いているため、製 25 造時の作業に繁雑な点があ ] 、また体積容量効率の点からも必 • ずしも満足できるものではるい。
[0016] 現在、第 2の構成の電気二重層キャパシタは、電解液として硫酸水溶液を用いたものが市販されているが、この方式では¹ セル当た j9の耐圧が 0 , 8 Vにり、高耐圧の要求を満たさい。
[0017] 5 さらに第 1 の型のものの変形として、 ²枚の炭素繊維を分極性電極として用い、セパレータを挾んで渦巻状に巻取、対極の端面にのみ 1 篇程度の段差を設け、この両端面に溶射法によ金属層を形成し、集電とリード端子とを同時に形成するようにした電気二重層キャパシタが考案されている。この方式の l O キャパシタは、端面電極の形成が容易にるものの、基本的 ¾ 構成は、従来の第 1 の型のものと同じであ ] 9、さらに小型のキャパシタ構成を得ることはむずかしい。
[0018] 発明の開示
[0019] この発明は、分極性電極と電解液との界面に形成される電気
[0020] 1 5 二重層を利用した電気二重層キャパシタにおいて、分極性電極として炭素繊維や活性炭繊維を用い、その炭素繊維や活性炭繊維からるる分極性電極上に、溶射法によ形成される金属導電層、導電性塗料の塗布による導電性塗料層、または導電性接着剤層を有する金属箔などの導電電極を集電体として形成した電 0 気二重層キャパシタを提供するもので、機械的強度の高い集電体、分極性電極の構成を有し、しかも単位体積当りの容量が大きく、内部抵抗および漏洩電流の低ものを得ようとするものてめる。
[0021] 図面の簡単な説明 5 第 ¹ 図は電気二重層キャパシタの基本構成を示す構成図、第
[0022] O PI " • 2図は従来の電気二重層キャパシタの製造工程の要部を示すェ程図、第 3図は従来の電気二重層キャパシタの要部構造を示す斜視図、第 4図は同電気二重層キャパシタの全体構造の断面図、第 5図は第 4図の a部の拡大図、第 6図は従来の他の電気二重
[0023] 5 層キャパシタの分解斜視図、第 7図は同電気二重層キャパシタの完成状態を示す斜視図、第 8図はこの発明による電気二重層キャパシタの基本構成を示す構成図、第 9図はこの発明の電気二重層キャパシタの具体的構成例を半分を断面にて示す正面図、第 1 O図はこの発明の電気二重層キャパシタの第 2の基本構成 i o を示す構成図、第 " I 1 図は ¾来の電気二重層キャパシタの容量の温度特性を示す特性図、第 1 2図は活性炭の細孔の径と電気二重層との関係を示す活性炭一電解液界面の模式図、第 1 3図は活性炭繊維の製造工程を示す工程図、第 1 4図は活性炭の賦活方法と細孔の径分布との関係を示す特性図、第 1 5図はこの
[0024] 1 5 発明の電気二重層キャパシタの他の実施例を示す搆成図、第 1 6 図は電気二重層キャパシタの電気抵抗の等価回路図、第 1 7図は活性炭繊維布の拡大図、第 1 8図は分極性電極中の活性炭繊維と導電電極との位置係を示す拡大図、第 1 9図 A , Bはこの発明の電気二重層キャパシタに用いる活性炭織維の微細構造 0 を示す拡大図、第 2 O図はこの発明の電気二重層キャパシタの集電機構を示す拡大図、第 2 1 図は高比表面積の活性炭繊維の細孔を示す模.式図、第 2 2図，第 2 3図は活性炭の比表面積と電気二重層容量取出し効率との関係を示す特性図、第 2 4図，第 2 5図はこの発明の積層型電気二重層キャパシタの構成例を
[0025] 25 示す斬面図、第 2 6図 A , Bは積層型電気二重層キヤパンクの
[0026] OMPI • 端面電極の形成方法を示す断面図、第 2 7図〜第 3 0図は積層型電気二重層キャパシタの実施例を示す斜視図および断面図、第 3 1 図 A ~ Dはこの発明のコィン型電気二重層キャパシタの製造工程を示す工程図、第 ^{3 2}図はこの発明の電気二重層キヤパシタの容量の温度特性を示す特性図、第 3 3図はこの発明の電気二重層キャパシタの他の実施例を示す要部の斜視図、第³⁴ は同キャパシタの完成状態を示す断面図である。
[0027] 発明を実施するための最良の形態
[0028] この発 §1の具体的な内容について、第 8図〜第 ^{3 4}図に従つて説明する。
[0029] 第 8図にこの発明に係る電気二重層キャパンタの基本構成を示してお、第 8図において 1 7は炭素繊維，活性炭繊維から構成された布，羝，フェルトどよ ¾る分極性電極、 ^{1 8}は分極性電極 1 7上に形成された導電電極である。導電電極 ¹ 8 を有する一対の分極性電極 ¹ ァは、図のように電解液が含浸されたセパレータ 1 9を介して対向するように配置されている。 ' 第 9図はこの発明電気二重層キャパシタの代表的 ¾外装例を示す！！である。活性炭布よ ¾る分極性電極 ¹ ァ，導電電極^{1 8} ，セパレータ 1 ₉ よ ¾るキャパシタ素子を 2つで対をす一対の金属ケース 2 O内に収納し、コイン型としたものである。²¹ は金属ケース ² O間の絶縁と封止を行るうための絶緣性ガスケットリングで、この絶緣性ガスケットリング ² 1 を介して一対の金属ケース 2 Oが結合されている。すなわち、分極性電極^{1 7} 上に形成した導電電極 1 8それぞれは、近接するそれぞれの金属ケース 2 Oの内面に電気的に接触してお ] 、本実施例においては金属ケース 2 0が出力取出し用の電極と ¾る。
[0030] 第 ¹ O図にこの発明の他の実施例を示してお、この実施例では、導電性を高めるための導電性塗料などの導電性改良剤 2 2 を担持させた活性炭繊維 2 3によ分極性電極を構成したもの
[0031] 5 である。なお、導電性改良剤 2 2は、活性炭繊維 2 3の導電電極 1 8側の面だけでく、他方の面および全体に亘つて設けておいてもよい。
[0032] 次に、この発明の電気二重層キャパシタの各構成要素別に、その特徵、内容について詳述する。
[0033] i o (1 ) 分極性電極
[0034] 分極性電極として活性炭繊維や炭素繊維を用いる時要求される性質は、 ①単位重量当たの表面積が大きく、 ②電気抵抗が小さく、 ③機械的強度が高く、 ④耐薬品性が高いことで 'ある。従来の活性炭粉末は、 ①，② ，④の性質を有している
[0035] 1 5 力活性炭繊維や炭素繊維は、これに加えて③の電極としての機械的強度も合わせ持つている非常に有効 ¾材料である。このような要求.を満たす活性炭繊維としては、フニノール系 (硬化ノボラック繊維），レーヨン系，アクリル系，ピッチ系の四種類がある。第 1 表にこの 4種の活性炭およびやしが 0 ら粒状活性炭の性質を示している。
[0036] 以下余— - 白
[0037] 25 Ο
[0038] IV) to
[0039] (11 o o UI
[0040] 表
[0041]
[0042] この第 1 表よ！）明らかように、アクリル系、ピッチ系は、一般に稍々柔軟性にかけ、また比表面積が稍々小さい。また、レーョン系は比表面積が大きいが、織維がもろく、またフエルト状の炭素繊維は普及しているが、抄紙化が困難で、ベーパー状は不可能であ、耐薬品性、耐水性に問題がある。 ― 方、フエノール系炭素繊維は硬化ノボラック繊維を原料とするもので、このフヱノ一ル系炭素截維は硬化ノボラ.ック锇維が不溶性でかつ熱収縮が小さいために原料截維を予め不融化する必要が ¾ く、織物ゃ不織布がそのまま活性炭化ができ、また強くて柔軟性に優れているので、電気二重層キャパシタの分極性電極として、特に優れている。
[0043] また、フノール系炭素娥維を原料にした抄紙化には数々の特長を有し、特にフエノール系炭素繊維を原料にバインダ一として特殊力ィノール（日本力イノール株式会社製フェノ一ル系锇維の商品名）を用いて抄紙したものは、柔軟性、電気抵抗、耐水性、耐薬品性、巻回加工強度、加工精度、電気容量、コスト等の数々の面で極めて優れた特徵を有することが認められた。
[0044] 次に、電気二重層キャパシタ分極性電極として最適な、活性炭锇維の細孔構造について述べる。
[0045] 現在まで電気二重層キャパシタの分極性電極として用いられている活性炭は、 3 00~3 0007«^ 9ての比表面積を有するものであ ] 、分極性電極として水銀を用いた場合の電気二重層容量が 2 0〜4 0 であることを考えると、理論的には活性炭 1 9 Γ 当た ] 9 6 θ〜1 2 0 0 Fの大容量が得られるはずである。しかしながら、従来の電気二重層キャパシタでは活性炭の単位重量当 j9の容量は、. 前記理論値の 1 30 〜 /1 o しか取出されていない。
[0046] また、電気二重層キャパシタの蓄積容量の温度特性に注目
[0047] 5 すると、特に表面積の利用効率が悪いキャパシタでは、第¹ 1 図のように静電容量変化率 J cの温度依存性が非常に大きく、いわゆる温度特性の悪い電気二重層キャパシタにつてしまう o
[0048] このような、活性炭表面積の利用効率の悪さ、およびそれ l O に起因する温度特性の悪さの原因は、次に述べるように、使用する活性炭の細孔径分布に由来すると思われる。第 1 2図は活性炭表面に形成される電気二重層の模式図であ、活性炭基体 2 4と、これに接触する電解液 2 5に電界を加えると、活性炭基体 2 4表面に電荷が蓄積されるのであるが、この時 5 の界面電気二重層の厚さは約 ¹ O A程度である。ゆえに、第
[0049] 2図で示すようにその径が 1 O X 2 - 2 0 A より大き細孔 2 6では、細孔 2 6内まで電気二重層が形成され、細孔^{2 6} 内壁表面まで電気二重層容量が蓄積される力 ^s、その径が 2 O A 以下の細孔 2 7では、その内壁と電解液との間で電気二重層0 は形成され ¾い。換言すると、いくら単位重量当の比表面積が、孔径 2 O A以下の細孔に由来しているものを分極性電極として用いても、表面積の利用効率は非常に悪くる。
[0050] また、電解液の細孔への含浸しやすさ、電気二重層の厚さなどの温度特性を考えると、内径の小さ細孔の多い活性炭5 表面に形成される電気二重層容量の温度依存性は、大き ¾内
[0051] OMPI • 径の細孔の割合の多活性炭のそれと比較すると、非常に大きぐ ¾ることが理解できる o
[0052] 以上の事柄を考慮すると、分極性電極として要求される活性炭繊維の細孔構造は、比表面積が広くて、なおかつ 2 O A 5 上の径を有する細孔を多く有するものが優れていることにるる。次にこのよう ¾細孔構造を有する活性炭繊維の製造法について述べる o
[0053] 第 1 3図は一般的な活性炭繊維の製造工程図である。すなわち、原料鐵維を直接炭化賦活する ^法と、一旦炭素繊維化 t o した後に賦活する方法とがある。このような炭素繊維の陚活
[0054] ( 第 1 1 図中 A ， B工程）は、一般的には、水蒸気と窒素とからなる混合ガス雰囲気下でァ O O ：〜 S O O X:の温度で行なう。ところで、このような賦活の際、金属イオンを原料繊維中に共存させると、賦活後の活性炭繊維の有する細孔径が制 1 5 御できる。す ¾わち、水蒸気のみで賦活した場合に比べて触媒に用いた金属ィオンの径に比例した内径を有する細孔が形成される。共存するのに適した金属ィォ 'ンとしては、リチウム，ナトリウム，カリウム，カルシウム，マグネシウム，亜鉛などであ、イオン半径の大きな金属イオンを触媒として 0 用いるほど大孔径の細孔が得られる。実漦には、原料锇維にこれらの金属ィオンの塩類（塩化物，リン酸塩，硝酸塩 ¾ど）や水酸化物を担持して賦活する。
[0055] 第 1 4図は、賦活後の活性炭繊維の細孔分布を、賦活時に用いた触媒別に記したものである力このように、特にアル ²⁵ 力リ土類金属の塩や水酸化物を賦活触媒に用いた場合、
[0056] Ο ΡΙ • 以上の径の細孔の分布の割合が大きくなる。
[0057] さらに炭素繊維の比表面積と電気抵抗、柔軟性とは、反比例の関係にあ ] 、賦活するにしたがって、表面積は増加し、炭化収率は低下し、電気抵抗は大きく、機械的にもろく
[0058] 5 なる。 2 O A以下の微細孔が多く表面積の利用効率が悪い繊維では、大き比表面積が得られるまで賦活を進行せねばら ¾いが、その結果容量値としては満足な値が得られても、同時に電気抵抗が大きく、機械的強度の弱い分極性電極につてしまう。しかるにこの発明のよう賦活触媒を用いた場 t o 合、表面積の利用効率が著しく向上するため、単位容量を得るために賦活を極端に進行させる必要がく ]9、このよう ' にして得られた活性炭布は、それ自身、抵抗が低く強度の高いものになる。さらに、活性炭繊維の電気抵抗が低いこと、細孔径が大きいことから、キヤパシタの内部抵抗が非常に低 1 5 くるることも大きな特徴である。
[0059] また後に述べるように活性炭布を打抜きによって分極性電極として供することを考えると、活性炭布の機械的強度が強く ¾ることは、十なわち製造工程が容易になることを意味し、この発明の活性炭布は、製造上も非常に有利である。 0 さらに 2 O A以上の径の細孔の全細孔に占める比率は、その細孔内表面積の総和が全細孔内表面積総和の 1 %未満の場合、特有の効果があま期待でき ¾ く、 2 0 A以上の内径の細孔内表面積が 1 以上の場合、その効果が顕著になる。 (2) '導電電極
[0060] 5 この発明で用いる導電電極は、プラズマ溶射，アーク溶射， • 蒸着、スパッタリング、無電解メツキなどによ分極性電極上に直接形成された導電体層である。さらに導電性接着剤を介した金属箔ゃ、導電性塗料なども電極として適当である o 特にその強度、導電性、形成しやすさの点からプラズマ溶射、
[0061] 5 アーク溶射法によ ]9形成された金属層や導電性接着剤を介した金属箔が電極に適している。
[0062] • まず、溶射法による電極について述べる。ここで用いる導電材料としては、電解液に対して電気化学的に安定なアルミ二ゥ厶、ニッケル、銅、亜经、スズ、 I &、チタン、タンタル , Ο どである。溶射による付着重量は 0 , 05 m g r /cw!- S O Omg r
[0063] Zc^が適当である。その他の析出方法による場合は、このかぎでは ¾い。溶射法によると、この範囲以下であると、電気抵抗が高く、電極としての機能を果たさ ¾ く ¾る。また、この範囲よ ] 多いと、電極厚さが厚く ¾ すぎ、炭素繊維か
[0064] 1 5 らの剝錐、脱落が起こ易くるったり、溶射金属層にひび割れが生じた！？して、逆に機械的強度が弱く ¾る。す ¾わち、適量の集電溶射層を有する分極性炭素鐡維電極は、このような機械的強度と、活性炭特有の性質を兼ね備えているとともに、従来のペースト法による時に比べ、製造時の取扱いが非
[0065] 20 常に容易で、この結果後の実施例でも述べるようにコイン型の平板状の電気二重層キャパシタを得ることができる。
[0066] 導電電極として、このような溶射法で形成した金属層の他、第 1 5図に示すようる方法も可能である。すわち、活性炭繊維布より ¾る分極性電極 1 7上に導電性接着剤層 2 8、例
[0067] 25 えば、エポキシ樹脂、フエノール樹脂、アクリル樹脂、シリ • コーン樹脂どの有機樹脂にカーボン、銀、銅るどを分散したものを介して溶射金属と同じ材料の金属箔 2 9を設置した電極構造である o
[0068] これらの構成の導電電極のものも、例えばコイン型の平板 5 状の電気二重層キャパシタに適用する場合、後の実施例で述ベるように、導電電極が外装の金属ケースと電気的に接触す o
[0069] また、導電電極としては、銀、銅、カーボン ¾どの導電性微粉末を有機樹脂中に分散した導電性塗料を塗布することに i o よって形成してもよい。
[0070] 次に導電電極に関する別の大き ¾特徴について述べる。第
[0071] 1 '〇図'は、導電性改良剤 2 2を有する本発の電気二重層キャパシタの基本構成を示す図であ、ここで、キャパシタの内部抵抗に着目すると、第 8図に示す構成のキャパシタでは、 1 5 その内部抵抗は、第 1 6図のように個々の成分に分割される。
[0072] す ¾わち、導電電極 1 8 と分極性電極 ¹ 7との接触抵抗 1^，分極性電極 1 了内の抵抗 R ₂，分極性電極 ¹ 了とセパレ—タ ^{1 9} に含浸されている電解液との界面抵抗 R ₃，電解液の抵抗 R ₄ ' およびこれらと対称に存在する R ₃ ， R₂ , R «i である。この発 0 明のようる炭素繊維を分極性電極として用いるものでは、第
[0073] 1 7図に示すように、活性炭繊維 3 Oを綾織、平織のように互いにからめ合わせた程度の接触の布を用いるため、単位布面積当の炭素繊維密度が低くなる。このため、粉末活性炭型の分極性電極を用いたものと比較すると、その厚さ方5 向、平面方向、いずれの方向の電気抵抗も大きく ¾る。また、 • 第 ¹ 8図に示すように、活性炭繊維の微細な孔部 3 1 での分極性電極 ¹ ァと電解液 3 2 との界面の電気二重層容量を、活性炭繊維 3 3およびそれらの接触、つなが] のみによる導電性に依存して導電電極 1 8まで導くことは、活性炭繊維 3 3
[0074] 5 の太さ、単位面積当の密度、導電性 ¾どから考えて、 R ₂
[0075] およびが高抵抗になることはいなめない。これらの内部抵抗に対する問題は、分極性電極の面積が小さいコィン型のキャパシタに闋して特に顕著にる o
[0076] このよう ¾ 点から第 1 o図に示す分極性電極の表面をさ l O らに拡大して示すと、第 1 9 HI A , Bのようにる。同図 A
[0077] に示すように、活性炭鐵維 3 3の表面全面にわたって導電性改良剤 2 2が担持されてお、同図 Bに示すように、活性炭繊維の細孔部 3 4も導電性改良剤 2 2によ！）コーティングされる。
[0078] 1 5 ここで用いる導電性改良剤としては、 ①ルテニウム、ォスミゥム、イリジウム、インジウム、白金などの遷移金属の酸化物、 ②有機樹脂、カーボキシメチルセルロース ¾どに炭素粒子やその他の金属粒'子を分散させた導電性塗料、 ③蒸着、スパッタリング ¾どによ形成された酸化スズ、酸化ィンジ 0 ゥム、導電性金属層の 3種類が考えられる。分極性電極と電解液との界面では、電気二重層生成反応のみ起きることが必須条件であ、分極性電極の化学的、電気的安定性を考慮すると、このような安定 ¾導電性遷移金属酸化物や、導電性塗料、さらには酸化スズなどの導電性酸化物を導電性改良剤と
[0079] 25 して用いることが好ましい。
[0080] ΟΪ. Π - ~ また、例えば塩化ルテニウムの水溶液に活性炭繊維を一定時間ディップし、活性炭繊維の細孔中に塩化ルテニウム水溶液を充分含浸させた状態で熱分解を行うと、活性炭繊維の極微細細孔内壁までも酸化ルテニウム層でコーティングするこ-とができる。
[0081] このような導電性改良剤 2 2を表面に有する活性炭繊維 33 の分極性電極を用いると、例えば活性炭繊維の抵抗 1 0"¹Ω·^. - 1 ΟΩ ，酸化ルテニウムの抵抗 10""⁵i2' の比較からもわかるように、活性炭繊維 3 3の表面に低抵抗層が形成されることに ¾ ]9、第 2 0図に示すように、分極性電極 2 3の活性炭繊維 3 3の内部表面に形成された電気二重層が、表面に形成された導電性改良剤 2 2を通つて導電電極 1 8 と低'抵抗'で結ばれる o
[0082] この結果、前述の分極性電極内の抵抗 R₂、すなわち、活性炭繊維内の抵抗、さらには分極性電極と電解液との接触抵抗
[0083] R₃ や分極性電極と集電電極との接触抵抗も小さく、電気二重層キャパシタの内部抵抗を非常に小さくすることができる 0 .
[0084] また上述のように塩化ルテニウムのよう ¾熱分解性塩を用いて導電性改良剤を形成した場合、活性炭繊維の微細孔の電極取出しも容易に行 ¾ うことができるようになるため、この部分の表面積の利用効率も増大する。
[0085] なお、この発明で用いる導電性改良剤の形成方法としては、 ①塩化ルテ - ゥムのよう熱分解性塩の浸漬熱分解法、 ②カ一ボンコロイド液を塗布、または含浸する方法、 ③酸化スズ
[0086] O PI 鶴 ― 1 ό一
[0087] • のよう導電性酸化物を真空蒸着法により形成する方法があげられる。活性炭細孔中への導電性改良剤の形成を考えると、 ③の方法は不利だが、用いる活性炭繊維の種類，耐熱性るどを考慮すると、 ① ，② ，③法いずれもそれぞれ特徵があ ] 、
[0088] 5 導電性改良剤を設けない電気二重層キャパシタょ ]9優れた特性を得ることができる。
[0089] (3) 電解液
[0090] この発明で用いる電解液は、その構成成分のひとつとして少なくとも ¹ , 2— ジメトキシェタンを含むものである。
[0091] i o 第 4図，第 5図に示す従来の電気二重層キャパシタの電解質としては、セパレータなどへの含浸性や導電率や化学的，熱的安定性を考慮して、プロピレンカーボネート，ジメチルフオノレムアミド，ーブチロラクトン，テトラヒドロフランなどの溶剤に、テトラメチルアンモニゥムパーク口レート，
[0092] 1 5 過塩素酸アンモニゥムなどを溶解したものが用いられてきた ο しかしながら、このような従来の電解質と活性炭との組合わせでは、電解質の活性炭への低い浸透性，高粘度の'ため、活性炭細孔への電解質の含浸が完全に行るわれず、このことが前述の活性炭繊維の細孔分布特性と同じく、表面積の有効利 0 用を阻害する要因になつている。
[0093] 第 2 1 図は、フノール系活性炭繊維の微細構造を示す図である。活性炭繊維の細孔 3 5のうち電気二重層形成に寄与する細孔は直径数 1 Ο Α 〜数 ;"の円筒状のものであり、この細孔中の表面積を有効に利用するためには、少なくとも数 1 0
[0094] 25 A 〜数 ^ "の細孔径を通過して当該細孔 3 5の底部 3 6にまで達することのできる電解質を用いなければらい。
[0095] この発明で用いる 1 ,2 —ジメトキシェタンは、エチレングリコーノレのジメチノレエーテノレであ、 yk ，ァノレコーノレ，ドロカーボンに溶けるが、沸点が 8 2 C〜 8 3 X：の安定 ¾液体である。従来、電気二重層キャパシタの電解液用溶剤として用いられていた r —ブチ口ラクトン，テトラヒドロフラン，ジメチルフオノレムアミド，プロピレンカーボネー卜どは、下記のようにカルボニル基、メチル基のついたアミノ基、環状構造どのため、その分子半径もしくは、立体障害 ¾どによ、細孔への浸透性があまょく ¾ぃ。これに対して、
[0096] 1 2 ^ジメトキシェタンは、低分子量で、エーテル構造のため、ほぼ直鎖状に近い。このため、細孔への浸透性は従来のものよ優れてお、特に前述の円筒形の細孔を有する活性炭繊維の表面積を有効に利用する上においては、効果がある。
[0097] ( r―プチロラクトン ( テトラヒドロフラン）
[0098] Hヽ ⁰ H ヽ H
[0099] C c=〇 C C
[0100] H Hノヽ H
[0101] C 一 C一 H C ― C-H
[0102] H H
[0103] H H H H
[0104] ( ジメチルフオルムアミド） ( 1 ， 2ジメトキシェタン）
[0105] 〇
[0106] パ
[0107] H— C一 N H«C-0-CH₂- CH -0-CH₃
[0108] CH 3 次に、この発明で用いる 1 ， ²—ジメトキシェタンと、比表面積の大き活性炭繊維とを組合わせた時の効果を具体的に述べる。
[0109] 第 2 2図は、 3種類の比表面積（ 1 OOOW/gr , 1 SOO
[0110] ^/gr , 2000^/gr)の活性炭繊維を分極性電極として用いた場合に取出される容量効率（ここで言及する容量効率とは、電気二重層形成に寄与する可能性のある細孔のみを考慮した時の値である。）を、電解液溶剤として、ブ π ピレンカーボネートを使用した場合 aと、この発明の 1 ， 2 -ジメトキシェタンとプロピレン力一ボネートとを併用した場合 bについて示したものである。この第 2 2図から、電解液溶剤としてプロピレンカーボネートを使用すると、分極性電極の比表面積を ¹ OOO^/grから 2000m²ノ grに増加させても容量値はほとんど増加しいか、逆に減少していることがわかる。これに対して、電解液溶剤として、 1 , 2—ジメトキシェタンを併用した場合、活性炭锇維の比表面積が増加すると、これに比例して容量値も増加しており、 l OOOW/grの活性炭使用時の容量と sooo^Zgrの活性炭使用時の容量との比は、ほぼ 1 ： 2である o
[0111] 第 2 3図にはやしがら活性炭粒子（ 300_m ²Zgr， 500 rri/qz， TOO^/gr ) を分極性電極として用い、プロピレン力ーボネートを電解液溶剤として用いた場合の表面積と容量効率との関係を示している。すなわち、やしがら活性炭粒子程度の低表面積材料を分極性電極として用いた場合には、電解液溶剤としてプロピレンカーボネートを用いた場合 a でも、かなその機能をはたしている。また、特性 bで示すように低表面積材料を分極性電極として用いた場合でも 1 , 2—ジ • メトキシェタンの効果は得られる。これらの実験事実は、既述の高比表面積活性炭繊維の細孔形状、電解液浸透性と容量取出し効率との関係に対する考察を支持するものであ、電解液溶剤として、 1 , ²—ジメトキシェタンを用いるのが望 5 ましい o
[0112] ¾ぉ、この 1 ， 2 — ジメトキシェタンの効果をさらに顕著にするための手段として、活性炭繊維への電解液の含浸に際して真空含浸法を用いることも有効 ¾手段である。また、ノ' ポラック系黒鉛繊維に陰極集電体として導電電極をプラズマ0 溶射等の手段で形成した後に、プロピレンカーボネートと ¹ ,
[0113] 2 — ジメトキシェ.タンとからなる電解質溶剤を含む電解液を ' 真空含浸させる方法も有効である'
[0114] 次に、これまで述べた単位キャパシタ要素を複数個積層し、かつ端面に金属溶射層を形成して全体の電極取出しを行なうS 積層型のキャパシタについて説明する。
[0115] このよう ¾構成のキヤパシタは、次の 2つに大別される。すなわち、 2つの分極性電極とセパレ —タとの組合わせを単位キャパシタ要素とする第 1 の形式のものと、 1 つの分極性電極とセパレータと非分極性電極との組合わせを単位キャパシタ要素とする第 2の形式のものとである。
[0116] 第 2 4図は第 1 の形式のものの基本構成図である。炭素繊維または活性炭繊維の布，紙，フルト ¾どから ¾ る分極性電極 3 ァと、この分極性電極 3 7の片面に設けた導電電極 3 8と、分極性電極 3 7間に介在された電解液を含浸したセパレータ 3 9 とから ¾る '構成物を単位キャパシタ要素 4 0としてる。この単位キャパシタ要素 4 Oでは、分極性電極 3 7を両端に導電電極 3 8が対向しないマージン部 4 O a が形成されるように配置されている。この時、導電電極 3 S は集電極として機能する。この単位キャパシタ要素 4 Oを、第 2 4図を示すように n個交互に積層し、この積層体の両端面に金属層 4 1 , 4 2を設け、それぞれ外部リード引出し用の集合電極とする。この時、絶縁スぺ—サ 4 3 どを挾んで、隣接する単位キャパシタ要素 4 O間の絶緣を行なうようにする方がよい。
[0117] 第 2 5図は第 2の形式のものの基本構成図である。
[0118] 炭素繊維または活性炭繊維の布，紙，フルトなどから ¾ る分極性電極 3 ァと電解液を含浸したセパレータ 3 9 との組合わせ体が単位キャパシタ要素 4 4とな、この単位キャパシタ要素 4 4では、セパレータ 3 9を介して対向する分極性電極 3 7のうち、一方の分極性電極 3 ァをこの上に形成している導電電極 3 8がセパレータ 3 9厠に位置するように配置されている。この単位キャパシタ要素 4 4を第 2 5図のように、間にセパレータ 3 9を介在させながら 11個積層し、この積層体の両端面に金属層 4 1 ， 4 2を設けている。また、単位キャパシタ要素 4 4 でも、上記実施例と同様に、分極性電極³ 7の導電電極 3 8が対向しいマージン部 4 4 aが両端に設けられている。
[0119] このような構成の電気二重層キャパシタでは、導電電極 38 は集電極として機能し、ぞしてセパレータ 3 9と接する導電電極 3 8が非分極性電極として機能し、個々の単位キャパシタ要素を構成する。
[0120] 次にこのよう積層型キャパシタの電極取出しについて述ベる。既述のごとく、単位キャパシタ群の集電極の端面からさらにキャパシタ全体の電極を取出すために 2 つの金属層が存在する。この金属層は、 ¹ つおきの単位キャパシタ要素が同一側において、電極の取出しが行るわれるように形成したものであ、隣同志の単位キャパシタ要素の電極が接触じいように形成する必要がある。
[0121] この目的を達成するための手段として、集合電極形成をプラズマ溶射法どによ ] }行¾うことが好ましい。第 ².6図 A，
[0122] Bは、積層した単位キャパシタ要素群からなるキャパシタ本 ¾ 4 5にプラズマ溶射ガン 4 6を用いて金属粉⁴ 7を吹き付けているところである。この時、隣接した単位キャパシタ要素の電極 4 8 ， 4 9が導通しるいように、絶緣スぺーサ 4 3 ¾どを設けてもよい。そして第 ^{2 5}図 Bにおいて、同一方向の斜線で示してある電極のみが、溶射電極 5 Oと接触するように形成される。第 2 ァ図〜第 S O !IIはこの積層型キャパシタの.完成状態の一例を示すもので、第 2 7 ^に示すように、フェースボンディング型にした、第 2 8図に示すように金属リード線 5 1 を溶射電極 5 0形成時にキャパシタ本体^{4 5} の両端面に配置しておき、溶射電極 5 O中に埋め込んだり、第 2 9図に示すように溶射電極 S Oの形成後、銀ペイント，半田 5 2 ¾どによ ] 金属リード線 ^{5 1} を溶射電極 ⁵ Oに接続したものどが考えられる。これらはいずれも全体を樹脂，金属，セラミックなどのケースに入れた、樹脂デイッブし
[0123] OMPI たりして外装する。
[0124] ケースによ！）外装を行な .つた場合の一例を第 3 O図に示してお、この例では、円板形状の 2個の金属ケース 53 ， 54 の内面にリード片 5 5 ， 5 6をスポット溶接によ接続し、そしてその金属ケース ^{5 3} ， 5 4をキャパシタ本体 ^{4 5}を囲みかつ金属ケース 5 3 ， 5 4の各リード片 5 5 ， 5 6がそれぞれキャパシタ本体 4 5の溶射電極 5 Oに電気的に接するように組み合わせたものである o 5 ァはキャパシタ本体 ^{4 5}の溶射電極 5 Oが金尾ケース 5 ³ , 5 ·に直接接触するのを防ぐ絶綠スぺーサ、 5 8は金羼ケース 5 3 ， 5 4同志が接触するのを防ぐガスケットである。
[0125] 次に、本発明の具体的な実施例について述べる。 ' ( 実施例 1 )
[0126] 第 3 1 図 A〜 Dに示すように、フヱノール系活性炭纖維製の布（厚さ 0.3丽，比表面積 SOOO^ gr ) ，アクリル系活性炭繊維製の布（厚さ 0.3丽，比表面積 SOOm²Zgr ) からる分極性電钣 5 さそれぞれの表面に、厚さ S yumのアルミ二ゥム層 6 0 をブラズマ溶射法によ ])形成する。この 2層構造物 6 1 を直径 2 の円板状に打抜き型で抜き取、電極体 6 2を得る。この電極体 6 2にブロピレンカーボネート 30wt ， r —ブチ口ラクトン了 O wt の混合液に、 1 0 wt のテトラェチルアンモニゥムパークロレ一トを加えた電解液を含浸した後、間にセパレータ 6 3を介在させて重ね合わせ、さらにこれを 2つのステンレス製のケース 6 4で挾み、そして-そのケース 6 4の開口端にガスケット 6 5を配置するとともに、かしめによ封口を行る
[0127] OMPI 5 O
[0128] 第 ²表に、この発明による電気二重層キャパシタの諸特性を示す o 同じく第 2表には、比較のために、パンチングメタル集電体上に活性炭べ一ストを塗布した第 4図に示す構造のもの、および第 6 !ϋに示す構造のものについて、同一形状の試作品の特性を示している。
[0129] 第 2 表
[0130]
[0131] ( 実施例 2 ) .
[0132] フエノール系繊維の布に、塩化亜鉛水溶液を含浸担持させる。この時、 NaOHの担持量が全繊維重量の 1 0 %に ¾るようにする。このように処理した繊維を 1 O O O Cの炉中に保持し、炭化賦活する。炉中保持時間の制御によつて、 ³OO^Zgr ( 30 分保持）， 500WZgr ( 1 。5時間保持）， 1 ( 3時間保持）の 3種類の比表面積の活性炭繊維布をる。さ 'らに、プラズマ溶射法によ ] 厚さ 5 0 m のアルミ - ゥム金属層を形成し、その後直径 5鹏の円形状に打ち抜く。この円形状の電極体に、フ'ロピレンカーボネート 3 Owt 6、 r一プチロラクトンァ Owt ^ の混合溶剤に、 1 O wt のテトラエチノレアンモ- ゥ厶パ一クロレートを加えた電解液を含浸させ、 2枚の電極間にポリプロビレン製セパレータを介在させて重ね合わせ、ステンレス製のケース，ガスケットを用いて外装を行るう。
[0133] 第 3表に本実施例の電気二重層キャパシタの諸特性を示す。なお、同表に、賦活触媒を用い ¾いで賦活した活性炭布を用いた電気二重層キャパシタの特性も比較のために併記する。また、第 3 2図には、両者のうち、比表面積 500WZg_r の活性炭布を用いたもの同志の静電容量変化率 Cの温度特性（一 25Ό , 25 ,ァ 0で）の値を示す。
[0134] 第 3 表
[0135] ——2 ""*
[0136] ( 実施例 3 )
[0137] ノボラック系活性炭繊維によ織られた厚さ O . ²籠の活性炭布を 0。5mo の塩化ルテ - ゥム水溶液中に 5分間ディップした後、 3 O O 'Cの炉中に保持し、活性炭繊維の表面を酸化ルテニゥム層でコーティングする。このようにしてできた活性炭繊維布の片面にプラズマ溶射法によつてアルミ二ゥム層（2 0 厚さ）を形成した後、直径 2 0職の円形に打抜く。この 2 枚の円形電極の間にポリプロピレン製セパレータを介在させて重ね合わせ、電解液としてプロピレンカーボネート， r ーブチロラクトン，テトラエチルアンモニゥムパーク口レートとの混合液を注入し、ガスケットを介して金属ケース内に収納する。 ' ( 実施例 ) ' "
[0138] ノボラック系活性炭繊維によ緣られた厚さ o。 ²龍の活性炭布をコロイダルカーボン液 .（米国、アチソン社製、アクアダック）に浸'賡し、取出した後 ¹ 0 0 Cで ¹ O分間乾燥する。このようにしてできた活性炭繊維布の片面にプラズマ溶射法によつてアルミニウム層（厚さ 2 0 m )を形成した後、直径 2 0丽の円形状に切抜き、電極体を構成する。この円形状の電極体の • 間に、ポリプロピレン製セパレータを介在させて 2枚の電極体を重ね合わせ、電解液としてプロピレンカーボネート，テトラェチノレアンモニゥ厶ノ、。一クロレート， r — フ *チロラクトンの見合液を注入し、その後ガスケット、金属ケースによ外装を行う o
[0139] ( 実施例 5 )
[0140] ノボラック系活性炭繊維によ織られた厚さ 0 , ²咖の活性炭 • 布上に真空蒸着法によ酸化スズ層（厚さ 5 m )を形成する。さらに、この上にプラズマ溶射法によつてアルミニウム層（ 20 Λίΐη の厚さ ) を形成した後、直径 2 0観の円形状に切抜き、電極体を構成する。電極体の間に、ボリプロピレン製セパレータを介在させて 2枚の電極体を重ね合わせ、電解質としてプロビレン力一ボネートとテトラエチノレアンモニゥムパーク口レートとの混合液を注入し、ガスケット、金属ケースによ外装を行 ¾ う ο
[0141] ( 実施例 6 )
[0142] ノボラック系活性炭繊維によ ]9織られた厚さ 0, ²露の活性炭布を塩化ルテニウム水溶液（ O。 ⁵m₀^e/^ ) 中に 5分間浸す。次に、 3 O O Όの熱分解炉中に 1 O分間保持し、活性炭繊維表面に酸化ルテニウム層を形成する。このようにしてできたものの片面にブラズマ溶射法によアルミニウム層（厚さ 20 m) を形成し、 3 X 3 .の正方形に切抜き、電極体を構成する。この電極体を第 3 3図に示すように、ポリプロピレン製のセパレ―タを間に挾んで積層した後、巻回して円柱形状のキャパシタ本体を構成し、第 3 4図のようにこのキャパシタ本体を円筒状のアルミニウム製のケース内に収納し、そしてそのケースの開口部をゴムキャップによ封止する。第 3 3図，第 3 4図において、 6 6は電極体、 6 7はアルミニウム層、 6 8はセパレ — タ、 6 9はリード線、ァ Oはキャパシタ本体、 71はケース、 7 2はゴムキャップである。
[0143] 実施例 3 〜実施例 6によ ] 得られるこの発明の電気二重層キャパシタの諸特性を第 4表に示している。また、同表に、導電
[0144] OMPI 性改良剤を設けいボタン型と巻回型のキャパシタの特性も示している。
[0145] 第 4·
[0146]
[0147] ( 実施例ァ）
[0148] 直径 2.0 .の活性炭繊維布 ( 日本力イノール㈱製、比表面積 2000_wVg r ) の片面にプラズマ溶射法によ厚さ 5 のァルミニゥ厶導電層を形成する。この活性炭繊維布に、 1 ., 2 — ジメトキエタンを 3 0 wt ， r ーブチロラクトンを 5<Dwt ° テ卜ラメチルアンモニゥ一クロレートを 2 0 wt 混合した溶液を含浸する。この 2枚の活性炭繊維布を間に厚さ 1 0 m のポリプロピレン製のフィルムを介在させて重ね合わせ、金属製の外装ケースとゴム製のガスケッ卜とによ ] 外装を行った。 2枚の活性炭繊維に電解液を 1 丽 Hg、室温の減圧雰囲気で 1 Ο 分間保持して含浸した試料も試作した。また電解液として、プロピレンカーボネート 3 0 wt ， 7" ーフ *チロラクトン 50v t °h
[0149] "¾Ui テトラメチルアンモニゥ厶ノヽ。ーク口レート 20wt % よ構成されるものを用いたキャパシタについての試作も行 ¾つた。
[0150] 第 5表に本実施例の結果を示す。
[0151] 第 5 表
[0152]
[0153] ( 実施洌 S )
[0154] 活性炭镄維布（日本カイノール㈱製，比表面積 SOOOWZgr ) の片面にプラズマ溶射法によ厚さ 5 mのアルミニゥム導電層を形成する。これを 1 O纖角に裁断したもの 1 0枚を第 2 4 図，第 2 5図のようにセパレ — タとともに積層する。ただし、本実施例で用いるセパレータは厚さ ¹ O m のポリプロピレンフィルムであ、セパレータおよび活性炭繊維布にはプロピレンカーボネート 3 0 wt ， r—フ'チロラクトン 5 0 wt ，テトラメチルアンモ - ゥ厶ノく一クロレート 2 0 wt %を混合した溶液を電解液として含浸する。このような積層構造物の相対する端面にプラズマ溶射法によ！）アルミユウム溶射層（厚さ 1 O m) を形成し、電極の取出しを行なう。このようにしてできた積層型のキャパシタを第 3 O図に示す方法で外装を行な、特性の測定を行なった。
[0155] 第 6表に本実施例によ得られた電気二重層キャパシタの特性と、電極に活性炭粉末を用いて巻回した従来のキャパシタぉよび電極に活性炭繊維を用いた単層のキャパシタの特性とを比較して示している。 ·
[0156] 6 ¾：
[0157]
[0158] ( 実施例 9 )
[0159] ノボラック系活性炭繊維によ織られた厚さ O . ²娜の活性炭繊維布の片面にエポキシ系カーボン導電性接着剤を介して厚さ O。05簡のアルミニウム箔を接着する。次に、これを直径 2 0 龍の円形状に打抜き、電極体を得る。この円形状の電極体を閭にポリプロピレン製セパレ—タを介在させて重ね合わせ、電解液としてプロピレンカーボネート， 7* —ブチロラクトン，テトラエチルアンモニゥムパーク π レートとの混合液を注入し、ガスケット、金属ケースによ）外装を行う。
[0160] このようにして作製したキャパシタの特性を第 7表に示す。容量内部抵抗 1 間
[0161] 3。O F 産業上の利用可能性
[0162] 以上説明したようにこの発明の電気二重層キャパシタによれば、炭素繊維や活性炭繊維によ分極性電極を搆成し、その分極性電極に導電電極を形成しているため、電極部分の機械的強度が高くな ] 、種々の形状で小型のキャパシタを得ることができ、しかも単位体積当）の容量を大きくすることができるとともに、内部抵抗および漏洩電流を低くすることができるという効果が得られる。

权利要求:
Claims

• 請求の範囲
1 . 分極性電極と電解液との界面に形成される電気二重層を利用した電気二重層キャパシタにおいて、炭素繊維や活性炭繊維によ分極性電極を構成し、この分極性電極の片面に導電電極
5 を形成し、かつ前記分極性電極の他方の面側に、電解液を介して対向電極を配置して素子を構成した電気二重層キャパシタ。 2- . 請求の範囲第 1 項において、対向電極として、片面に導電電極を形成した炭素繊維や活性炭繊維より ¾る分極性電極を用いた電気二重層キャパシタ。 i o 3。請求の節囲第 1 項において、対向電極として非分極性電極を用いた電気二重層キャパシタ。
4。請求の範囲第 1 項において、分極性電極の片面または両面に導電性を高めるための導電性改良剤を担持させた電気二重層キャパシタ o
1 5 5。請求の節囲第 1 項において、炭素繊維や活性炭繊維に細孔を設け、その細孔のうち内径が 2 0 A以上の細孔の内表面積総和が全細孔の内表面積総和の 1 以上を占めるように形成した電気二重層キャパシタ o
ら . 請求の範囲第 ¹ 項において、炭素繊維としてフエノール系 0 炭素繊維を用いた電気二重層キャパシタ。
マ。請求の範囲第 1 項に'おいて、活性炭繊維として、フエノール系炭素鎩維を炭化賦活したノボラック系活性炭繊維を用いた電気二重層キャパシタ。
8。請求の範囲第 1 項—に -^— おいて、分極性電極が炭素繊維や活性 5 炭繊維によ構成される布、フェルト、紙状のものである電気 • 二重層キャパシタ。
9 . 請求の範囲第 1 項において、導電電極をブラズマ溶射またはアーク溶射による溶射金属によ構成した電気二重層キヤパシタ。
5 1 O . 請求の範囲第 1 項において、導電電極を金属箔とし、分極性電極に導電性接着剤によ ] 9接着した電気二重層キャパシタ _c 1 1 , 請求の範囲第 1 項において、導電電極を導電性塗料によ
！)形成した電気二重層キャパシタ。
1 2 . 請求の範囲第 1 項において、電解液が少なくとも 1 , 2 1 0 ージメトキシェタンを含むものである電気二重層キャパシタ。
1 3 . 請求の範囲第 1 項において、素子を 2つで対をなす一対 ' の金属ケース内に収納し、その金属ケースそれぞれに分極性電極上の導電電極および対向電極を電気的に接触させた電気二重層キャパシタ。
I S 1 4 . 請求の範囲第 4項にいて、導電性改良剤が導電性遷移金属酸化物、導電性塗料および導電性酸化物の中から選ばれたものである電気二重層キャパシタ。
1 5 . 請求の範囲第ァ項において、リチウム，ナ卜リウム，力リウム，マグネシウム，カルシウム，亜錯のイオンを含む金属 20 塩や水酸化物を触媒として炭化賦活した電気二重層キャパシタ (
1 ら . 請求の範囲第 9項において、溶射金属がアルミニウム，ニッケル，銅，亜鉛，スズ，銥，チタン，タンタルの中から選ばれたものである電気二重層キヤパシタ。
1 ァ。請求の範囲第 9項において、分極性電極表面の単位面積
25 当の溶射金属の重量を 0.0 5 m g r ！〜 500 m g r / l とした雷 • 気二重層キャパシタ。
1 8 . 請求の範囲第 1 O項において、金属箔の材料がアルミ二ゥム，ニッケル，銅，亜 15 ，スズ， 15 ，チタン，タンタルの中から選ばれたものである電気二重層キャパシタ。
1 9。請求の範囲第 1 4項において、導電性遷移金属酸化物がルテニウム，才スミゥム，ィリジゥ厶，インジウム，白金の中から選ばれたものである電気二重層キャパシタ。
2 0。分極性電極と電解液と 0界面に形成される電気二重層を利用した電気二重層キャパシタにおいて、片面に導電電極を形成した炭素繊維や活性炭繊維によ ]9分極性電極を構成し、この分極性電極を両端にマ一ジン部が形成されるように電解液を含浸させたセパレ—タを間に介在させて重ね合わせて単位キャパシタ要素を構成し、この単位キャパシタ要素を複数個積層するとともに、この積層体の両端面に前記単位キャパシタ要素の導電雷極に接続される外部リ一ド引出し用の電極を形成して構成した電気二重層キャパシタ。
2 1。請求の範囲第 2 Ο項において、セパレータを介して対向する分極性電極のうち、一方の分極性電極をこの分極性電極上の導電電極がセパレータ側に位置するように配置して単位キャパシタ要素を構成した電気二重層キャパシタ。
2 2。請求の範囲第 2 Ο項において、外部リード引出し用の電極をプラズマ溶射，アーク溶射による金属層によ ] 構成した電気二重層キャパシタ。
Ά

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KR100373977B1|2003-04-21|이중층커패시터

US8049105B2|2011-11-01|Porous electrodes, devices including the porous electrodes, and methods for their production

CN100418169C|2008-09-10|电化学组件及其制造方法

EP1400996B1|2011-05-11|Organic electrolyte capacitor

JP4427629B2|2010-03-10|エネルギー蓄積デバイス、その製造方法及びそれを搭載した装置

TW540174B|2003-07-01|Electrochemical cell and method of manufacturing the same

同族专利:

公开号 | 公开日

EP0112923B1|1990-09-19|

EP0112923A4|1986-06-05|

DE3381893D1|1990-10-25|

EP0112923A1|1984-07-11|

US4562511A|1985-12-31|

引用文献:

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

JPS4859363A|1971-11-12|1973-08-20|||

JPS5717136U|1980-06-30|1982-01-28|||US5067927A|1989-04-03|1991-11-26|Hazenbroek Jacobus E|Revolving poultry thigh deboner|

WO1997007518A1|1995-08-14|1997-02-27|Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa 'elton'|Capacitor with a double electrical layer|

US6181546B1|1999-01-19|2001-01-30|Aktsionernoe Obschestvo Zakrytogo Tipa “Elton”|Double layer capacitor|DE553991C||1932-07-01|Lorenz C Ag|Elektrischer Kondensator|

US1891080A|1928-12-26|1932-12-13|Harold I Danziger|Electrical condenser and method of making same|

US2391686A|1938-08-31|1945-12-25|Bell Telephone Labor Inc|Electrical condenser and dielectric element|

US2797373A|1952-08-28|1957-06-25|Sprague Electric Co|Metallized film capacitors|

US3090705A|1958-01-17|1963-05-21|Tervakoski Osakeyhtio|Impregnated paper to serve as a dielectric, especially in condensers to improve their critical performance|

US3419770A|1967-02-08|1968-12-31|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Metallized paper condensers|

US3656027A|1970-12-28|1972-04-11|Standard Oil Co Ohio|Electrical capacitor having electrically-conductive, impervious connector|

JPS5728940Y2|1976-05-11|1982-06-24|||

DK147218C|1980-01-10|1984-11-05|Peter Olaf Henk|Elektrisk akkumulator med blysaltholdig elektrolyt|

DE3215126A1|1982-04-23|1983-10-27|Bosch Gmbh Robert|Speicherelement fuer elektrische energie|US4626964A|1984-03-19|1986-12-02|Hitachi Maxell, Ltd.|Electrical double layer capacitor and production of the same|

WO1986000750A1|1984-07-17|1986-01-30|Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.|Electrode polarisable et son procede de production|

US4748542A|1985-05-20|1988-05-31|The Mead Corporation|Solid state electrochemical device|

US5649982A|1987-05-21|1997-07-22|Yardney Technical Products, Inc.|Process for manufacturing super capacitor|

US4730239A|1986-10-29|1988-03-08|Stemcor Corporation|Double layer capacitors with polymeric electrolyte|

US5581438A|1993-05-21|1996-12-03|Halliop; Wojtek|Supercapacitor having electrodes with non-activated carbon fibers|

CA2023551C|1989-09-07|1994-05-10|Ken Kurabayashi|Electric double layer capacitor|

DE69128805T2|1990-03-29|1998-05-14|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Elektrolytischer Doppelschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung|

US5426561A|1992-09-29|1995-06-20|The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration|High energy density and high power density ultracapacitors and supercapacitors|

RU2099807C1|1993-02-16|1997-12-20|Акционерное общество "Элит"|Конденсатор с двойным электрическим слоем|

US5862035A|1994-10-07|1999-01-19|Maxwell Energy Products, Inc.|Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes|

US5621607A|1994-10-07|1997-04-15|Maxwell Laboratories, Inc.|High performance double layer capacitors including aluminum carbon composite electrodes|

US6233135B1|1994-10-07|2001-05-15|Maxwell Energy Products, Inc.|Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes|

WO1996034402A1|1995-04-27|1996-10-31|Nippon Sanson Corporation|Procede de production de materiau charbonneux pour condensateur electrique a double couche, electrode de carbone et condensateur electrique a double couche|

US5600534A|1995-10-12|1997-02-04|Zbb Technologies, Inc.|Capacitor having non-conductive plastic frames|

RU98120524A|1996-05-15|2000-10-10|Хайперион Каталайзис Интернэшнл|Графитовые нановолокна в электрохимических конденсаторах|

US5874166A|1996-08-22|1999-02-23|Regents Of The University Of California|Treated carbon fibers with improved performance for electrochemical and chemical applications|

US6225733B1|1997-11-18|2001-05-01|Corning Incorporated|Activated carbon electrodes for electrical double layer capacitors|

US5849433A|1997-03-10|1998-12-15|Motorola, Inc.|Polymer blend electrolyte system and electrochemical cell using same|

US6134760A|1997-09-22|2000-10-24|Mushiake; Naofumi|Process for manufacturing electric double layer capacitor|

EP1043743B1|1997-12-18|2006-08-30|Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "Exin"|Capacitor with dual electric layer|

AU7240898A|1997-12-18|1999-07-05|Antares High Tek C.A.|Capacitor with dual electric layer|

US6042624A|1998-04-03|2000-03-28|Medtronic, Inc.|Method of making an implantable medical device having a flat electrolytic capacitor|

US6208502B1|1998-07-06|2001-03-27|Aerovox, Inc.|Non-symmetric capacitor|

US6072692A|1998-10-08|2000-06-06|Asahi Glass Company, Ltd.|Electric double layer capacitor having an electrode bonded to a current collector via a carbon type conductive adhesive layer|

US6222723B1|1998-12-07|2001-04-24|Joint Stock Company “Elton”|Asymmetric electrochemical capacitor and method of making|

US20030062259A1|1999-05-10|2003-04-03|Naofumi Mushiake|Electrochemical device and process for manufacturing same|

FR2793600B1|1999-05-10|2001-07-20|Europ Accumulateurs|Electrode de supercondensateur, supercondensateur et procedede fabrication|

US6449139B1|1999-08-18|2002-09-10|Maxwell Electronic Components Group, Inc.|Multi-electrode double layer capacitor having hermetic electrolyte seal|

JP4527821B2|1999-09-13|2010-08-18|日本碍子株式会社|電気化学キャパシタ|

EP1139356A4|1999-09-13|2005-11-30|Asahi Glass Co Ltd|Electric double-layer capacitor|

US6706059B2|1999-12-01|2004-03-16|Cardiac Pacemakers, Inc.|Reforming wet-tantalum capacitors in implantable medical devices|

US6283985B1|1999-12-01|2001-09-04|Cardiac Pacemakers, Inc.|Reforming wet-tantalum capacitors in implantable defibrillators and other medical devices|

US6737180B2|2000-04-10|2004-05-18|Johnson Electro Mechanical Systems, Llc|Electrochemical conversion system|

US6899967B2|2000-04-10|2005-05-31|Excellatron Solid State, Llc|Electrochemical conversion system|

US6709778B2|2000-04-10|2004-03-23|Johnson Electro Mechanical Systems, Llc|Electrochemical conversion system|

US6686076B2|2000-04-10|2004-02-03|Excellatron Solid State, Llc|Electrochemical conversion system|

US6627252B1|2000-05-12|2003-09-30|Maxwell Electronic Components, Inc.|Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes|

US6631074B2|2000-05-12|2003-10-07|Maxwell Technologies, Inc.|Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes|

JP2002025867A|2000-07-04|2002-01-25|Jeol Ltd|電気二重層キャパシタおよび電気二重層キャパシタ用炭素材料|

US7943250B1|2000-07-28|2011-05-17|Johnson Research & Development Co., Inc.|Electrochemical conversion system for energy management|

US7456077B2|2000-11-03|2008-11-25|Cardiac Pacemakers, Inc.|Method for interconnecting anodes and cathodes in a flat capacitor|

US6699265B1|2000-11-03|2004-03-02|Cardiac Pacemakers, Inc.|Flat capacitor for an implantable medical device|

US6509588B1|2000-11-03|2003-01-21|Cardiac Pacemakers, Inc.|Method for interconnecting anodes and cathodes in a flat capacitor|

US6687118B1|2000-11-03|2004-02-03|Cardiac Pacemakers, Inc.|Flat capacitor having staked foils and edge-connected connection members|

US6551533B1|2000-11-28|2003-04-22|Chemat Technology, Inc.|Method of forming fibrous materials and articles therefrom|

DE10060653A1|2000-12-06|2002-06-20|Epcos Ag|Elektrischer Doppelschicht-Kondensator|

US6813139B2|2001-11-02|2004-11-02|Maxwell Technologies, Inc.|Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes|

US6643119B2|2001-11-02|2003-11-04|Maxwell Technologies, Inc.|Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes|

US20030107852A1|2001-12-11|2003-06-12|Zheng Chen|Electrochemical capacitor having low internal resistance|

US20070094865A1|2002-01-10|2007-05-03|Ji-Guang Zhang|Packaged thin film batteries and methods of packaging thin film batteries|

US7960054B2|2002-01-10|2011-06-14|Excellatron Solid State Llc|Packaged thin film batteries|

US20030133254A1|2002-01-16|2003-07-17|Zheng Chen|Light-weight reinforced electreochemical capacitor and process for making the same|

DE60201813T2|2002-02-07|2005-12-08|Luxon Energy Devices Corp., Chutung|Zylindrischer Hochspannungs-Superkondensator und dessen Herstellungsverfahren|

US6706079B1|2002-05-03|2004-03-16|C And T Company, Inc.|Method of formation and charge of the negative polarizable carbon electrode in an electric double layer capacitor|

US7079377B2|2002-09-30|2006-07-18|Joachim Hossick Schott|Capacitor and method for producing a capacitor|

EP1566820A4|2002-11-29|2009-02-18|Honda Motor Co Ltd|Polarizable electrode for electric double-layer capacitor, process for producing the polarizable electrode and process for producing the electric double-layer capacitor|

US7006346B2|2003-04-09|2006-02-28|C And T Company, Inc.|Positive electrode of an electric double layer capacitor|

US6842328B2|2003-05-30|2005-01-11|Joachim Hossick Schott|Capacitor and method for producing a capacitor|

US7256982B2|2003-05-30|2007-08-14|Philip Michael Lessner|Electrolytic capacitor|

US20040240152A1|2003-05-30|2004-12-02|Schott Joachim Hossick|Capacitor and method for producing a capacitor|

US7531267B2|2003-06-02|2009-05-12|Kh Chemicals Co., Ltd.|Process for preparing carbon nanotube electrode comprising sulfur or metal nanoparticles as a binder|

US7352558B2|2003-07-09|2008-04-01|Maxwell Technologies, Inc.|Dry particle based capacitor and methods of making same|

US7791860B2|2003-07-09|2010-09-07|Maxwell Technologies, Inc.|Particle based electrodes and methods of making same|

US20110165318A9|2004-04-02|2011-07-07|Maxwell Technologies, Inc.|Electrode formation by lamination of particles onto a current collector|

US20060147712A1|2003-07-09|2006-07-06|Maxwell Technologies, Inc.|Dry particle based adhesive electrode and methods of making same|

US20070122698A1|2004-04-02|2007-05-31|Maxwell Technologies, Inc.|Dry-particle based adhesive and dry film and methods of making same|

US7920371B2|2003-09-12|2011-04-05|Maxwell Technologies, Inc.|Electrical energy storage devices with separator between electrodes and methods for fabricating the devices|

US7090946B2|2004-02-19|2006-08-15|Maxwell Technologies, Inc.|Composite electrode and method for fabricating same|

KR20080106574A|2006-03-10|2008-12-08|엑셀라트론 솔리드 스테이트 엘엘씨|에어 배터리 및 에어 배터리 제작 방법|

US20080070087A1|2004-02-20|2008-03-20|Excellatron Solid State, Llc|Non-volatile cathodes for lithium oxygen batteries and method of producing same|

US10566669B2|2004-02-20|2020-02-18|Johnson Ip Holding, Llc|Lithium oxygen batteries having a carbon cloth current collector and method of producing same|

US7901730B2|2004-04-26|2011-03-08|Johnson Research & Development Co., Inc.|Thin film ceramic proton conducting electrolyte|

US20050278915A1|2004-06-18|2005-12-22|Vannatta Guy C Jr|Spray coating of cathode onto solid electrolyte capacitors|

US7327552B2|2005-05-09|2008-02-05|Cardiac Pacemakers, Inc.|Method and apparatus for electrically connecting capacitor electrodes using a spray|

US7120008B2|2004-07-16|2006-10-10|Cardiac Pacemakers, Inc.|Method and apparatus for capacitor interconnection using a metal spray|

US7224575B2|2004-07-16|2007-05-29|Cardiac Pacemakers, Inc.|Method and apparatus for high voltage aluminum capacitor design|

US8568921B1|2004-08-18|2013-10-29|Excellatron Solid State Llc|Regenerative ion exchange fuel cell|

US20060090646A1|2004-11-04|2006-05-04|Questair Technologies Inc.|Adsorbent material for selective adsorption of carbon monoxide and unsaturated hydrocarbons|

US7440258B2|2005-03-14|2008-10-21|Maxwell Technologies, Inc.|Thermal interconnects for coupling energy storage devices|

DK1894216T3|2005-06-24|2013-06-24|Universal Supercapacitors Llc|Elektrode og strømaftager for elektrokemisk kondensator med dobbelt elektrisk lag og dermed fremstillet elektrokemisk kondensator med dobbelt elektrisk lag|

WO2007001199A1|2005-06-24|2007-01-04|Universal Supercapacitors Llc|Heterogeneous electrochemical supercapacitor and method of manufacture|

MX2007016485A|2005-06-24|2008-03-11|Universal Supercapacitors Llc|Colector de corriente para capacitores electroquimicos de doble capa electrica y metodo de fabricacion del mismo.|

JP2009524900A|2005-10-11|2009-07-02|エクセラトロンソリッドステート，エルエルシー|リチウム電池の製造方法|

US7692411B2|2006-01-05|2010-04-06|Tpl, Inc.|System for energy harvesting and/or generation, storage, and delivery|

US7864507B2|2006-09-06|2011-01-04|Tpl, Inc.|Capacitors with low equivalent series resistance|

UA101949C2|2006-11-27|2013-05-27|Юніверсал Суперкапасіторз Елелсі|Электрод для использования в электрохимическом конденсаторе с двойным электрическим слоем |

FR2909483B1|2006-11-30|2009-02-27|Centre Nat Rech Scient|Un condensateur electrochimique avec deux electrodes en carbone de nature differente en milieu aqueux|

RU2492540C2|2007-02-19|2013-09-10|ЮНИВЕРСАЛ СУПЕРКАПАСИТОРЗ ЭлЭлСи|Токосъемник отрицательного электрода для гетерогенного электрохимического конденсатора и способ его изготовления|

US20080235944A1|2007-03-31|2008-10-02|John Miller|Method of making a corrugated electrode core terminal interface|

US20080241656A1|2007-03-31|2008-10-02|John Miller|Corrugated electrode core terminal interface apparatus and article of manufacture|

CN101420021B|2007-10-26|2011-07-27|清华大学|锂离子电池正极及其制备方法|

US20090239132A1|2008-03-20|2009-09-24|Excellatron Solid State, Llc|Oxygen battery system|

US8699207B2|2008-10-21|2014-04-15|Brookhaven Science Associates, Llc|Electrodes synthesized from carbon nanostructures coated with a smooth and conformal metal adlayer|

GB0905896D0|2009-04-06|2009-05-20|Univ Belfast|Process for removing metals from hydrocarbons|

DE102009054718A1|2009-12-16|2011-06-22|Evonik Litarion GmbH, 01917|Verwendung von N-Ethyl-pyrrolidon bei der Herstellung von Elektroden für Doppelschicht-Kondensatoren|

JP2011206749A|2010-03-30|2011-10-20|Daikin Industries Ltd|通電装置および通電方法|

CN101894680B|2010-06-23|2012-08-29|万裕三信电子有限公司|双电层电容器用电极片及双电层电容器的制备方法|

US8508916B2|2010-10-13|2013-08-13|Cooper Technologies Company|High voltage electric double layer capacitor device and methods of manufacture|

DE112013001750T5|2012-03-29|2015-04-02|Sumitomo Electric Industries, Ltd.|Elektrodenmaterial sowie Kondensator und Sekundärbatterie, die das Elektrodenmaterial verwenden|

WO2014083919A1|2012-11-29|2014-06-05|株式会社村田製作所|蓄電デバイス|

RU2522940C1|2013-04-19|2014-07-20|федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" |Способ изготовления токоснимающей фольги и токоснимающая фольга суперконденсаторов|

FR3028088B1|2014-11-03|2016-12-23|Hutchinson|Electrodes conductrices et leur procede de fabrication|

DE102016101801A1|2016-02-02|2017-08-03|Infineon Technologies Ag|Lastanschluss eines leistungshalbleiterbauelements|

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1984-01-19| AK| Designated states|Designated state(s): US |

1984-01-19| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |

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1984-07-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1983902122 Country of ref document: EP |

1990-09-19| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1983902122 Country of ref document: EP |

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JP57114590A|JPS6351535B2|1982-06-30|1982-06-30||

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