双电荷层电容器的制作方法

文档序号:7211602
专利名称:双电荷层电容器的制作方法
技术领域
本发明涉及双电荷层电容器,尤其涉及在夹着隔垫而对置的一对极化性电极中浸渗电解液而成的双电荷层电容器。
背景技术
公知的具有硬币型结构的双电荷层电容器通常具有如图2所示的结构。即,由活性炭等构成的第一极化性电极1和由活性炭等构成的第二极化性电极2在夹着隔垫3的状态下被对置配置,在所述第一极化性电极1上设置第一集电体6,在所述第二极化性电极2上设置第二集电体7,使电解液浸渗所述一对极化性电极1、2以及隔垫3,并将它们收容在由外装盖4和外装盒5构成的收容空间中,在所述外装盒5的内周部5a和所述外装盖4的外周部4a之间配置具有电绝缘性的密封垫8,通过将所述外装盒5的开口前端部5b向内侧弯曲,对由所述外装盒5和所述外装盖构成的收容空间进行密封,其中,所述外装盖4具有上方部分4d和直径比该上方部分大的下方部分4e。
通过在所述外装盖4的外周部4a设置折回部4b,能提高外装盖4的强度,并且压力容易施加在密封垫8上,提高密封性。
专利文献1特开平8-222192号公报(第2页,图3)但是,所述折回部的存在导致由外装盖和外装盒构成的空间变得狭窄。具体地说,不得不将外装盒4的上方部分4d的直径减小相当于由设置折回部4b而增加的厚度的量。因此,无法在所述空间内配置大直径的极化性电极,并且,对于具有相同尺寸的外观的双电荷层电容器,无法获得大的静电电容。

发明内容
鉴于此,本发明提供静电电容大且生产性优异的双电荷层电容器。
本发明之一提供一种双电荷层电容器,其具备夹着隔垫而对置配置的一对极化性电极、浸渗所述一对极化性电极和隔垫的电解液、收容所述隔垫和一对极化性电极和电解液的外装盖及外装盒、以及配置在所述外装盖的外周部和所述外装盒的内周部之间的密封垫,并通过将所述外装盒的开口前端部向内侧弯曲,对由外装盒及外装盖构成的收容空间进行密封,所述双电荷层电容器的特征在于,所述外装盖的厚度大于外装盒的厚度,所述外装盖的开口端部朝外装盒的端面而陷入密封垫中。
本发明之二提供一种属于本发明之一的双电荷层电容器,其进一步特征在于,在所述外装盖的外周部未设有折回部。
采用本发明,能够在不使由双电荷层电容器的外装盖和外装盒构成的空间狭窄的情况下,提高由外装盖和外装盒构成的空间的密封性。


图1是本发明的双电荷层电容器的纵剖面图。
图2是以往的双电荷层电容器的纵剖面图。
图中1-第一极化性电极,2-第二极化性电极,3-隔垫,4-外装盖,4a-外周部,4b-折回部,4c-开口端部,4d-上方部分,4e-下方部分,5-外装盒,5a-内周部,5b-开口前端部,6-第一集电体,7-第二集电体,8-密封垫。
具体实施例方式
本发明的双电荷层电容器具有如图1所示的结构,即,将第一极化性电极1和第二极化性电极2在夹着隔垫3的状态下被对置配置,然后在所述第一极化性电极1上设置第一集电体6,在所述第二极化性电极2上设置第二集电体7,此后,使电解液浸渗所述一对极化性电极1、2以及隔垫3,并将它们收容在由外装盖4和外装盒5构成的收容空间中,在所述外装盒5的内周部5a和所述外装盖4的外周部4a之间配置密封垫8,将所述外装盒5的开口前端部5b向内侧弯曲,由此将由所述外装盒5和所述外装盖4构成的收容空间密封。
所述外装盖4具有上方部分4d和直径比该上方部分大的下方部分4e。所述外装盖4的厚度大于外装盒5的厚度,所述外装盖4在外周部4a没有设置折回部,所述外装盒4的开口端部4c朝外装盒的底面陷入密封垫8中。
外装盖4和外装盒5的厚度之比优选为1.1∶1~2∶1。如果外装盖4过薄,超出上述比率范围,则外装盖4的强度减弱,从而在将所述外装盒5的开口前端部5b向内侧弯曲而将由所述外装盒5和所述外装盖4构成的收容空间密封的工序中,有可能由外装盖4的弯曲等而引起密封性降低。另外,如果外装盖4过厚而超出上述比率范围,则由外装盖4和外装盒5构成的空间变得狭窄,从而有可能使静电电容的增加效果降低。
在上述本发明的双电荷层电容器中,极化性电极1、2由活性物质和粘结剂构成。在所述活性物质的导电性差时还可以添加导电剂。作为活性物质,可以使用对锯末子、椰子壳、沥青等进行活性化处理而获得的粉末状活性炭。另外,对苯酚系、人造系、丙烯酸系、沥青系等的纤维实施不熔化以及炭化活性化处理而构成活性炭或者活性碳纤维,将它们做成毛毡状、纤维状、纸状、或者烧结状而使用。此外还可以使用碳纳米管等碳材料或者金属化合物。作为粘结剂可使用通常使用于双电荷层电容器中的公知粘结剂,例如可使用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙稀、聚乙烯、聚丙烯、聚氟乙烯丙烯、乙烯-丙烯-二烯烃焦油聚合物(ェチレン—プロピレン—ジェンタポリマ一)、苯乙烯丁二烯橡胶、羧基甲基纤维素、氟橡胶等。作为所述导电剂可使用通常使用于双电荷层电容器中的公知导电剂,例如可使用鳞片状石墨或土状石墨等天然石墨、人工石墨、碳黑、乙炔黑、导电碳黑、碳纤维等。
上述隔垫3具备高的离子透过率,并且,作为具有规定的机械强度的绝缘性膜,可采用由以往一直使用的材料构成的膜。例如可举出马尼拉麻等天然纤维、玻璃纤维、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亚胺等的树脂等。隔垫3的孔径只要采用通常在电容器中使用的范围即可,例如可取0.01~5μm。隔垫3的厚度只要采用通常使用的范围即可,例如可取10~300μm。
作为电解液,使用在具有碳酸丙稀酯的有机溶剂中溶解了支持电解质的溶液。但是,在所述碳酸丙烯酯中还可以混合其他有机溶剂,而作为该有机溶剂可使用环状酯类、链状酯类、环状醚类、链状醚类等,更具体地说,可使用碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、2-甲基-γ-丁内酯、乙酰基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-乙氧基乙烷、二乙醚、二甘醇二烷基醚、三乙二醇二乙醚、乙二醇二烷基醚、二甘醇二烷基醚、三乙二醇二烷基醚、四乙二醇二烷基醚、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丁酯、碳酸乙丙酯、碳酸丁丙酯、丙酸烷基酯、丙二酸二烷基酯、乙酸烷基酯、四氢呋喃(THF)、烷基四氢呋喃、二烷基四氢呋喃、烷氧基四氢呋喃、二烷氧基四氢呋喃、1,3-二氧杂戊环、烷基-1,3-二氧杂戊环、1,4-二氧杂戊环、2-甲基四氢呋喃、二甲基亚砜、1,3-二氧杂戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧杂戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、磷酸三酯、马来酐、环丁砜、3-甲基环丁砜等中的至少一种以上。尤其考虑到高耐热性,优选在碳酸丙酸酯中混合环丁砜使用。作为支持电解质,优选使用四乙基铵四氟硼酸盐或者三乙基甲基铵四氟硼酸盐,但也可以使用(C2H5)4PBF4、(C3H7)4PBF4、(C2H5)4PPF6、(C2H5)4PCF3SO4、(C2H5)4NPF6、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO2)2等中的至少一种以上。
另外,为进一步提高密封垫的密封性,还可以根据需要将沥青、丁基橡胶等烃系、氟系油、氯磺化聚乙烯、环氧树脂等中的一种以上材料用溶剂稀释的液体密封剂涂敷在密封垫上。
本发明使用的密封垫7可以单独使用以往使用过的聚苯硫醚、聚醚醚酮等,也可以添加玻璃纤维、纤维素、人造橡胶等而使用。另外,本发明使用的密封垫8优选在回流工序中在比加热温度更高的温度即在260℃以上的温度下预先实施热处理。通过上述热处理,所述密封垫8的结晶化被促进,物理性质变得稳定,因此能提高密封垫8和外装盖4及外装盒5之间的密接性。
下面对本发明的实施例进行说明。
实施例1

按下面的顺序制作本发明的双电荷层电容器。
(极化性电极的制作)以90∶5∶5的重量比混合活性炭和乙炔黑和聚四氟乙烯,将该混合物成形成直径2.2mm、厚度0.5mm的圆板状,然后在150℃下实施2小时的真空干燥而制成第一极化性电极和第二极化性电极。
(电解液的制作)在以50∶50的体积比混合碳酸丙稀酯和环丁砜而成的有机溶媒中,溶解作为支持电解质的三乙基甲基铵四氟硼酸盐使其浓度为1.0mol/l,由此制成电解液。
(硬币型单元的结构)如图1所示,在不锈钢制的外周部4a没有设置折回部的厚度0.2μm的外装盖4、以及以相同的不锈钢制的厚度0.15μm的外装盒5的底面上,分别涂敷将作为集电体的将石墨粉末和水玻璃混合的导电涂料之后,载置所述第一极化性电极1和第二极化性电极2。接着,在第二极化性电极2的上面载置包含所述电解液的玻璃纤维的隔垫3,在所述外装盒5的内周面配置以聚醚醚酮为主成分的密封垫8,并以在其上面载置所述第一极化性电极1的方式将外装盖4配置在所述外装盒5内,通过将所述外装盒5的开口前端部5b向内侧弯曲,使外装盖4的开口端部4c朝外装盒5的底面陷入密封垫8中,从而密封由所述外装盒5和所述外装盖4构成的收容空间,制成双电荷层电容器。
(比较例1)如图2所示,除了作为外装盖4使用外周部4a设有折回部的外装盖、以及作为极化性电极1、2使用直径2.0mm、厚度0.5mm的极化性电极之外,按与实施例1相同的方法制作了双电荷层电容器。
将实施例1和比较例1的双电荷层电容器分别制作50个,测定静电电容,计算其平均值。其结果表示在表1中。
表1


由上述表1可知,使外装盖的开口端部朝外装盒的底面陷入密封垫中的实施例,与在外装盖的外周部设置折回部的相同尺寸的双电荷层电容器相比,能够提高静电电容。这是由于通过有效利用以往因存在折回部而无法使用的由所述外装盖构成的收容空间,从而能够配置更大的极化性电极的缘故。
另外,在采用本发明的情况下,由于外装盖的厚度形成为比外装盒的厚度更大,因此提高了外装盖的强度。另外,通过使外装盖的开口端部朝外装盖的底面陷入到密封垫中,比起未设置折回部的比较例相比,能够增大向密封垫的陷入程度,进而提高由外装盒和外装盖构成的空间的密封性。
此外,通过采用本申请人在特愿2004-034295号中提出的、形成使所述外装盖4的开口端部4c进入密封垫8的凹部的技术,能够与在外装盖4的外周部4a设置折回部4b时相比设置更大的极化性电极1、2,能够增大静电电容,同时通过使密封垫8进入所述凹部,能提高密封性。
当在开口端部4c形成使密封垫8进入的凹部的情况下,可将所述凹部的形状加工成断面凹形、断面ω型、V字型等而使用。
当所述凹部的深度为5μm以上时,进入凹部的进入力更强且密封性进一步提高,而如果凹部的深度大于50μm,则在将开口前端部5b向内侧弯曲的工序中会使密封垫8受损伤进而引发裂纹产生,因此,槽的深度的优选范围是5~50μm。
上述实施例的说明仅仅是对发明的说明,而不能限定本发明要求保护的范围或者缩小该范围,本发明的各部分的构成并不限定于上述实施例,而可以在本发明要求保护的技术范围内实现各种变更。
权利要求
1.一种双电荷层电容器,具备夹着隔垫而对置配置的一对极化性电极、浸渗所述一对极化性电极和隔垫的电解液、收容所述隔垫和一对极化性电极和电解液的外装盖及外装盒、以及配置在所述外装盖的外周部和所述外装盒的内周部之间的密封垫,并通过将所述外装盒的开口前端部向内侧弯曲,密封由外装盒及外装盖构成的收容空间,所述双电荷层电容器的特征在于,所述外装盖的厚度大于外装盒的厚度,所述外装盖的开口端部朝外装盒的端面而陷入密封垫中。
2.如权利要求1所述的双电荷层电容器,其特征在于,在所述外装盖的外周部未设有折回部。
3.如权利要求1或者2所述的双电荷层电容器,其特征在于,所述外装盖具有上方部分和下方部分,所述下方部分形成为直径大于该上方部分。
4.如权利要求1~3中任何一项所述的双电荷层电容器,其特征在于,在所述外装盖的开口端部形成有使所述密封垫进入的凹部。
5.如权利要求1~4中任何一项所述的双电荷层电容器,其特征在于,所述密封垫的主成分是聚醚醚酮。
6.如权利要求1~5中任何一项所述的双电荷层电容器,其特征在于,所述密封垫是已在260℃以上的温度下进行过热处理的密封垫。
7.如权利要求1~6中任何一项所述的双电荷层电容器,其特征在于,所述外装盖的厚度和外装盒的厚度之比是1.1∶1~2∶1。
全文摘要
本发明提供的双电荷层电容器具备夹着隔垫而对置配置的一对极化性电极、浸渍所述一对极化性电极和隔垫的电解液、收容所述隔垫和一对极化性电极和电解液的外装盖及外装盒、以及配置在所述外装盖的外周部和所述外装盒的内周部之间的密封垫,并通过将所述外装盒的开口前端部向内侧弯曲,密封由外装盒及外装盖构成收容空间,并且,其静电电容大、生产性良好。所述外装盖的厚度大于外装盒的厚度,所述外装盒的开口端部朝外装盒的端面陷入密封垫中。
文档编号H01G9/155GK1925077SQ20061012577
公开日2007年3月7日 申请日期2006年8月28日 优先权日2005年8月29日
发明者大村诚司, 白阪充 申请人:三洋电机株式会社
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