JPS6322050B2 - - Google Patents
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- JPS6322050B2 JPS6322050B2 JP55087292A JP8729280A JPS6322050B2 JP S6322050 B2 JPS6322050 B2 JP S6322050B2 JP 55087292 A JP55087292 A JP 55087292A JP 8729280 A JP8729280 A JP 8729280A JP S6322050 B2 JPS6322050 B2 JP S6322050B2
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- counter electrode
- solid electrolyte
- elements
- current collector
- carbon paint
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- 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
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気二重層キヤパシタにおいて、成型
した素子の分極性電極および対極の集電体ならび
に素子間の直列接続のための導電材料としてカー
ボンペイントを使用することにより安価で所望の
耐圧を有するキヤパシタを得るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides an electric double layer capacitor that is inexpensive and uses carbon paint as a conductive material for the polarizable electrodes and counter electrode current collectors of molded elements and for series connections between elements. A capacitor having a desired withstand voltage is obtained.
電気二重層キヤパシタにおいては、素子の分極
性電極および対極の集電体または素子間の接続の
ための導電材料として、電気化学的に安定した、
いわゆるイオン化傾向の小さい(換言すれば電子
親和力の大きい)材料を使用する必要があり、金
や白金等の貴金属やクロムとの合金を使用してい
た。また、分極性電極および対極上に集電体を形
成する方法として、蒸着やスパツタリングによつ
て行つていたため、材料的なコスト問題や製造上
の工数等が大きな問題となつていた。 In electric double layer capacitors, electrochemically stable,
It is necessary to use a material with a low ionization tendency (in other words, a high electron affinity), and alloys with precious metals such as gold and platinum or chromium have been used. In addition, since the current collectors are formed on the polarizable electrodes and the counter electrode by vapor deposition or sputtering, material costs and manufacturing man-hours are major problems.
また、これらの材料は高価であるため、出来る
だけ薄く、少量使うことが望ましいが、余り薄い
と特に直列接続の場合に隣接セル間で共通電解質
となり、自己放電を起す恐れがあつた。 Furthermore, since these materials are expensive, it is desirable to use them as thinly as possible and in small quantities; however, if they are too thin, especially when connected in series, there is a risk that they will become a common electrolyte between adjacent cells and cause self-discharge.
本発明はこのような材料コスト的に高価な金、
白金を使わず、また分極性電極および対極上に集
電体を形成するための蒸着やスパツタリングを必
要としない安価で、作業性の良い、さらに電気化
学的安定なカーボンペイントを使用することによ
り、従来の欠点を解消した電気二重層キヤパシタ
を提供するものであり、以下本発明の詳細につい
て述べる。 The present invention uses gold, which is expensive in terms of material cost,
By using an inexpensive, easy-to-work, and electrochemically stable carbon paint that does not use platinum and does not require vapor deposition or sputtering to form a current collector on the polarizable electrode and counter electrode, It is an object of the present invention to provide an electric double layer capacitor that eliminates the conventional drawbacks, and the details of the present invention will be described below.
第1図〜第3図に本発明の電気二重層キヤパシ
タの構成例を示しており、第1図は素子の構成
を、第2図は積み重ねる方式の構成を、第3図は
横に直列に接続した構成を示している。 Figures 1 to 3 show configuration examples of the electric double layer capacitor of the present invention. Figure 1 shows the configuration of the elements, Figure 2 shows the stacked configuration, and Figure 3 shows the configuration of the elements stacked in series. Shows the connected configuration.
まず、本発明の電気二重層キヤパシタで使用す
る固体電解質としては、140℃で2時間加熱して
水分およびハロゲン過剰を除去したハロゲン化第
一銅およびハロゲン化アルカリ(アルカリイオン
はRb+、K+、NH4 +、N(CH3)4 +から選ばれたも
の)を原料として、Cu+イオンの1/5がRb+、K+、
NH4 +、N(CH3)4 +から選ばれたカチオンで置換
されるように、所定の割合の混合を行い、タブレ
ツトに成型した後、脱気した容器に入れて200℃
で17時間加熱して作製したものを使用した。 First, the solid electrolytes used in the electric double layer capacitor of the present invention include cuprous halides and alkali halides (the alkali ions are Rb + , K + , NH 4 + , N(CH 3 ) 4 + ) as raw material, 1/5 of Cu + ions are Rb + , K + ,
Mix the mixture in a predetermined ratio so that it is replaced with a cation selected from NH 4 + and N(CH 3 ) 4 + , mold it into a tablet, and then place it in a degassed container and heat it at 200°C.
The material prepared by heating for 17 hours was used.
第1図において、1は対極で、Cu2S/Cuの混
合比を40/60〜20/80の割合とし、これと固体電
解質との混合物を60メツシユのCuネツトを介し
てプレス成型したものである。固体電解質の添加
割合は、10〜20%である。2はこの対極1の集電
体で、カーボンペイントによつて対極1上に形成
したものである。 In Figure 1, 1 is the counter electrode, which is made by press-molding a mixture of this and a solid electrolyte with a Cu 2 S/Cu mixing ratio of 40/60 to 20/80 through a 60-mesh Cu net. It is. The addition ratio of solid electrolyte is 10 to 20%. 2 is a current collector for this counter electrode 1, which is formed on the counter electrode 1 using carbon paint.
3はプレス成型した固体電解質、4は分極性電
極で、活性炭10wt%の固体電解質3との混合成
型物である。5はこの分極性電極4の集電体で、
カーボンペイントによつて分極性電極4上に形成
したものである。 3 is a press-molded solid electrolyte, and 4 is a polarizable electrode, which is a mixed molded product with solid electrolyte 3 containing 10 wt % of activated carbon. 5 is a current collector of this polarizable electrode 4;
It is formed on the polarizable electrode 4 using carbon paint.
ここで、単セルの素子耐圧は0.6Vであり、直
列接続によつて所定の耐圧を得ることができる。 Here, the element breakdown voltage of a single cell is 0.6V, and a predetermined breakdown voltage can be obtained by series connection.
次に、積み重ね方式の構成について述べる。第
2図において、6は素子で、これを複数個積み重
ねている。各素子6間、および素子6と金属ケー
ス7との間の接触は、カーボンペイントを介して
圧接することにより行つている。8,9はリード
で、それぞれ金属ケース7および端末の素子6の
対極1の60メツシユのCuネツト上に溶接、半田
付けなどによつて取り付けられている。10はパ
ツキングゴム、11は絶縁用の樹脂板であり、金
属ケース7の開口端を内側にカールさせ、パツキ
ングゴム10、樹脂板11によつて、素子6間を
圧接している。 Next, the configuration of the stacking method will be described. In FIG. 2, reference numeral 6 denotes an element, and a plurality of elements are stacked on top of each other. Contact between the elements 6 and between the elements 6 and the metal case 7 is achieved by pressure contact through carbon paint. Leads 8 and 9 are attached by welding, soldering, etc. to the metal case 7 and the 60-mesh Cu net of the counter electrode 1 of the terminal element 6, respectively. Reference numeral 10 indicates packing rubber, and reference numeral 11 indicates an insulating resin plate. The open end of the metal case 7 is curled inward, and the elements 6 are pressed together by the packing rubber 10 and the resin plate 11.
次に、横に直列接続する構成例について述べ
る。第3図a,bにおいて、6は第2図と同じく
素子であり、金属箔リード12を素子6の集電体
2,5上にカーボンペイントで結着させて結線し
てなる素子群を、熱可塑性の樹脂フイルム13の
間に挿入し、周囲を熱溶着によつて封止してい
る。14はこの樹脂フイルム13の一部を切り取
り、リード12の一部を外部に露出させた端子で
ある。 Next, an example of a configuration in which the devices are connected in series laterally will be described. In FIGS. 3a and 3b, 6 is an element as in FIG. 2, and the element group is formed by bonding the metal foil lead 12 onto the current collectors 2 and 5 of the element 6 with carbon paint and connecting them. It is inserted between thermoplastic resin films 13 and the periphery is sealed by thermal welding. Reference numeral 14 designates a terminal in which a portion of the resin film 13 is cut out to expose a portion of the lead 12 to the outside.
このような第2図に示す構成とすれば、強固で
コンパクトであるという特長を得ることができ、
第3図a,bの構成とすれば、薄形にできる。 With the configuration shown in Figure 2, it is possible to obtain the features of being strong and compact.
With the configurations shown in FIGS. 3a and 3b, it can be made thin.
次に、本発明の効果を、分極性電極として活性
炭10wt%で固体電解質との混合物0.1gを用い、
固体電解質を0.2g、対極としてCu2S/Cu=40/6
0のもの0.2gを用い、10mmφの円筒形に成形し、
対極および分極性電極の集電体として、アクアダ
ツク#580(米国アチソン社の商品名)なるカーボ
ンペイントを塗布し、温風および冷風により固化
させて耐圧0.6V、容量3Fの素子について述べる。
なお、金、白金およびクロムとそれらの合金とカ
ーボンペイントとのコスト比較は記述するまでも
なく、カーボンペイントの方が安価である。 Next, the effect of the present invention was demonstrated using 0.1 g of a mixture of 10 wt% activated carbon and a solid electrolyte as a polarizable electrode.
0.2g of solid electrolyte, Cu 2 S/Cu = 40/6 as counter electrode
Using 0.2g of 0, mold it into a cylindrical shape of 10mmφ,
As a current collector for the counter electrode and polarizable electrode, a carbon paint called Aquadac #580 (trade name of Acheson Co., USA) is applied and solidified with hot and cold air to create an element with a withstand voltage of 0.6 V and a capacity of 3 F.
It is needless to mention the cost comparison between gold, platinum, chromium, their alloys, and carbon paint; carbon paint is cheaper.
電気的特性の一例として、素子インピーダンス
の周波数依存性について比較した結果を第4図に
示しており、Aは従来の金、白金、クロムまたは
その合金を蒸着により分極性電極および対極上に
形成した素子を示し、Bは本発明による集電体を
用いた素子を示している。 As an example of electrical characteristics, the results of comparing the frequency dependence of element impedance are shown in Figure 4. B shows an element using a current collector according to the present invention.
この第4図から明らかなように、従来の素子と
本発明による素子との差は見られず、同レベルの
性能を有していることが判る。その他、カーボン
ペイントを使用することによる従来との比較にお
いて、下記に示す効果が考えられる。 As is clear from FIG. 4, there is no difference between the conventional element and the element according to the present invention, and it can be seen that they have the same level of performance. In addition, the following effects can be considered when comparing the use of carbon paint with the conventional method.
(1) 素子製造に要する時間の短縮。(1) Shortening the time required for device manufacturing.
(2) 作業性の向上(真空蒸着やスパツタリングの
ための工数や工程が不要)。(2) Improved workability (man-hours and processes for vacuum deposition and sputtering are not required).
(3) 積み重ねる方式では、各素子間の結着性強度
が強く、液体状であるため接触面積が多くなる
ので、素子間の接触抵抗の低減に有利である。(3) In the stacking method, the binding strength between each element is strong, and since the elements are in a liquid state, the contact area is large, which is advantageous for reducing the contact resistance between the elements.
(4) 熱膨脹係数が金属に比べ小さいので、急激な
温度変化に対しても有利である。また、隣接セ
ル間に共通電解質となるのを防止し得て、自己
放電を無視できるほど小さくできる。(4) Since the coefficient of thermal expansion is smaller than that of metals, it is advantageous against sudden temperature changes. Further, it is possible to prevent a common electrolyte from forming between adjacent cells, and self-discharge can be made negligibly small.
以上のように、本発明による集電体ならびに素
子間の直列接続のための導電材料としてカーボン
ペイントを使用することにより、安価で、しかも
製造工数の少ない電気二重層キヤパシタを提供す
ることができる。 As described above, by using carbon paint as a conductive material for the current collector and the series connection between elements according to the present invention, it is possible to provide an electric double layer capacitor that is inexpensive and requires fewer manufacturing steps.
第1図は本発明にかかる電気二重層キヤパシタ
の素子の一例を示す断面図、第2図はその素子を
積重ねた場合の構造の一例を示す断面図、第3図
a,bは同じくその素子を横に直列に接続した場
合の構造の一例を示す断面図および平面図、第4
図は素子インピーダンスの周波数依存性につい
て、従来の金、白金、クロムまたはその合金を蒸
着して分極性電極や対極上に形成した集電体の素
子と本発明によるカーボンペイントを分極性電極
や対極上に形成した素子との特性を比較して示す
図である。
1……対極、2,5……集電体、3……固体電
解質、4……分極性電極、6……素子。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an element of an electric double layer capacitor according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure when the elements are stacked, and FIGS. 3 a and b are the same elements. A cross-sectional view and a plan view showing an example of the structure when connected in series horizontally, No. 4
The figure shows the frequency dependence of element impedance, and shows a conventional current collector element formed on a polarizable electrode or counter electrode by vapor-depositing gold, platinum, chromium, or an alloy thereof, and a current collector element formed on a polarizable electrode or counter electrode using carbon paint according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a comparison of characteristics with an element formed above. 1... Counter electrode, 2, 5... Current collector, 3... Solid electrolyte, 4... Polarizable electrode, 6... Element.
Claims (1)
分極性電極と、Cu2SおよびCuと固体電解質との
混合成型物からなる対極とを固体電解質層を介し
て対向するように一体に成型して素子を構成し、
かつその素子の分極性電極および対極の集電体な
らびに素子間の直列接続のための導電材料として
カーボンペイントを用いたことを特徴とする電気
二重層キヤパシタ。1 A polarizable electrode made of a molded mixture of activated carbon and a solid electrolyte and a counter electrode made of a molded mixture of Cu 2 S, Cu, and a solid electrolyte are integrally molded so as to face each other with a solid electrolyte layer in between. constitute the element,
An electric double layer capacitor characterized in that carbon paint is used as a conductive material for a polarizable electrode and a current collector of a counter electrode of the element and a series connection between the elements.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP8729280A JPS5712515A (en) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | Electric double layer capacitor |
| EP81104812A EP0044427B1 (en) | 1980-06-26 | 1981-06-22 | Solid state electric double layer capacitor |
| DE8181104812T DE3167693D1 (en) | 1980-06-26 | 1981-06-22 | Solid state electric double layer capacitor |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8729280A JPS5712515A (en) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | Electric double layer capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712515A JPS5712515A (en) | 1982-01-22 |
| JPS6322050B2 true JPS6322050B2 (en) | 1988-05-10 |
Family
ID=13910726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8729280A Granted JPS5712515A (en) | 1980-06-26 | 1980-06-26 | Electric double layer capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5712515A (en) |
Families Citing this family (7)
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| JPS59176136U (en) * | 1983-05-10 | 1984-11-24 | 日本ケミコン株式会社 | electric double layer capacitor |
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| JPH01140620A (en) * | 1987-11-26 | 1989-06-01 | Nec Corp | Electric double layer capacitor |
Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS53133756A (en) * | 1977-04-27 | 1978-11-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Electric double layer capacitor |
| JPS5497770A (en) * | 1978-01-19 | 1979-08-02 | Nippon Electric Co | Doubleelayer condenser and method of producing same |
| JPS552196U (en) * | 1979-07-04 | 1980-01-09 |
-
1980
- 1980-06-26 JP JP8729280A patent/JPS5712515A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5712515A (en) | 1982-01-22 |
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