双电层电容器的制作方法

本发明涉及双电层电容器，尤其，涉及如下的双电层电容器，即，在双电层电容器所包括的电极体的外侧配置有阴极箔，配置于外侧的阴极箔使用贯通箔，使得涂敷于阴极箔的一侧面和另一侧面的电极物质均实现静电容量。

背景技术：

双电层电容器(edlc；electricdoublelayercapacitor)适用于能源存储装置，上述能源存储装置适用于智能手机、混合动力汽车、电动车或太阳能发电。这种双电层电容器将活性炭用作阳极材质或阴极材质，活性炭涂敷于集电体。与涂敷有活性炭的集电体有关的技术公开于韩国公开专利公报第10-2011-0000234号。

韩国公开专利公报第10-2011-0000234号涉及集电体制造方法，上述集电体制造方法为当双电层电容器用集电体进行电解蚀刻时通过调节所溶解的铝的浓度来提高效率的方法，在使铝箔包含氯离子的盐酸电解液中，当输入交流电流来实施蚀刻时，添加alcl3·6h2o并调节浓度来实施基于频率的电解蚀刻，来调节适当量的alcl3·6h2o溶解量，以使铝离子及氯离子的供给变得顺畅，从而增加表面积并增加静电容量。

如韩国公开专利公报第10-2011-0000234号，以往的双电层电容器使用蚀刻箔，在蚀刻箔的一侧面和与一侧面相向的另一侧面分别涂敷有活性炭等的电极物质。双电层电容器通过层叠涂敷有电极物质的两个以上的蚀刻箔来制造电极体，在位于电极体的外侧的蚀刻箔中，分别形成于一侧面和另一侧面的电极物质中的形成于电极体的最外侧的电极物质无法实现静电，具有如下的问题，即，相比于双电层电容器的体积，整体上降低能源储存密度。

技术实现要素：

本发明用于解决上述问题，其目的在于，提供如下的双电层电容器，即，在双电层电容器所包括的电极体的外侧配置阴极箔，配置于外侧的阴极箔使用贯通箔，使得涂敷于阴极箔的一侧面和另一侧面的电极物质均实现静电容量。

本发明的另一目的在于，提供如下的双电层电容器，即，在双电层电容器所包括的电极体的外侧配置阴极箔，配置于外围的阴极箔使用贯通箔，使得涂敷于阴极箔的一侧面和另一侧面的电极物质均可实现静电容量，从而可节减制造成本，同时，可与体积成比例地改善能源储存密度。

本发明的双电层电容器的特征在于，包括：外壳；以及电极体，配置于上述外壳的内侧，被电解液浸渍，上述电极体包括：一个以上的阳极箔，在一侧和另一侧的表面分别涂敷有电极物质；一个以上的阴极箔，分别以与上述阳极箔相向的方式设置并层叠，在一侧和另一侧的表面分别涂敷有电极物质；以及一个以上的分离膜，分别位于上述阳极箔与上述阴极箔之间，层叠于阳极箔或者阴极箔的一侧或另一侧的表面，在上述一个以上的阴极箔中，位于上述电极体的外侧的阴极箔使用由多个贯通孔排列而成的贯通箔。

本发明的双电层电容器具有如下的优点，即，在双电层电容器所包括的电极体的外侧配置阴极箔，配置于外围的阴极箔使用贯通箔，涂敷于阴极箔的一侧面和另一侧面的电极物质均可实现静电容量，配置于外围的阴极箔使用贯通箔，使得涂敷于阴极箔的一侧面和另一侧面的电极物质均可实现静电容量，从而可节减制造成本，同时，可与体积成比例地改善能源储存密度。

附图说明

图1为本发明的双电层电容器的立体图。

图2为图1所示的电极体的立体图。

图3为图2所示的a-a线剖视图。

图4为图3所示的阳极箔的放大剖视图。

图5为示出图4所示的阳极箔的实施例的放大剖视图。

图6为图3所示的阴极箔的放大剖视图。

图7为示出图6所示的阴极箔的实施例的放大剖视图。

图8为图7所示的贯通箔的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图来对本发明的双电层电容器的实施例进行说明。

如图1至图3所示，本发明的双电层电容器包括外壳110及电极体120。

外壳110在内侧配置电极体120来被密封，整体上支撑本发明的双电层电容器。电极体120被电解液浸渍并配置于外壳110的内侧，包括一个以上的阳极箔121、一个以上的阴极箔122及一个以上的分离膜123。在一个以上的阳极箔121的一侧和另一侧的表面分别涂敷电极物质121a。一个以上的阴极箔122分别以与阳极箔121相向的方式设置并层叠，在一侧和另一侧的表面分别涂敷有电极物质121a。一个以上的分离膜123分别位于阳极箔121与阴极箔122之间来层叠于阳极箔121或者阴极箔122的一侧或另一侧的表面，一个以上的阴极箔122中的位于电极体120的外侧的阴极箔122使用由多个贯通孔21排列而成的贯通箔20。

以下，对本发明的双电层电容器的结构进行详细说明。

如图1所示，外壳110包括圆筒形外壳111、金属罩112及一对外部电极113、114。在圆筒形外壳111的内侧配置有被电解液浸渍的电极体120，在一侧形成有弯曲(curling)部111a。弯曲部111a在圆筒形外壳111的内侧配置有被电解液浸渍的电极体120的状态下支撑金属罩112，从而密封圆筒形外壳111的内侧。在本发明的实施例中，如图1所示，外壳110呈圆筒形，但是，还可采用四边形外壳(未图示)或袋(未图示)。在本发明的实施例中，随着使用圆筒形外壳110，电极体120卷绕成圆筒形来被使用，但是，当外壳110使用四边形或袋时，电极体120单纯地层叠阳极箔121、阴极箔122及分离膜123来制造或者卷绕成椭圆形。

如图2及图3所示，随着使用圆筒形外壳110，电极体120卷绕成圆筒形来制造，若以圆筒形完成卷绕，则浸渍电解液之后配置于外壳110的内侧，并被外壳110的金属罩112密封。上述电极体120包括一个以上的阳极箔121、一个以上的阴极箔122及一个以上的分离膜123。图3所示的阳极箔121、阴极箔122及分离膜123分别示出适用一个的状态，但是，上述阳极箔121、阴极箔122及分离膜123可通过分别设置两个以上来构成电极体120。

如图4所示，在一个以上的阳极箔121的一侧和另一侧的表面分别涂敷有电极物质121a，分别使用图5所示的蚀刻箔10。上述一个以上的阳极箔121使用铝(al)、镍(ni)及铜(cu)中的一种或混合两种以上来使用，利用各个所公知的蚀刻(etching)方法在表面形成多个槽11来改善表面积。如上所述，上述一个以上的阳极箔121使用蚀刻箔10，除蚀刻箔10之外，可使用在贯通箔20或表面未形成槽11的箔，即，未进行蚀刻处理的箔(未图示)。

如图6所示，一个以上的阴极箔122分别以与阳极箔121相向的方式设置并层叠于阳极箔121，在一侧和另一侧的表面分别涂敷有电极物质122a。上述一个以上的阴极箔122中的位于电极体120的外侧的阴极箔122使用图7所示的由多个贯通孔21排列而成的贯通箔20。即，一个以上的阴极箔122分别使用由多个贯通孔21排列而成的贯通箔20，当在贯通箔20的一侧面和与一侧面相对应的另一侧面涂敷电极物质122a时，以填充于多个贯通孔21的方式进行涂敷。上述阴极箔122使用铝、镍及铜中的一种或混合两种以上来使用，排列多个贯通孔21来形成。其中，使用开口率为1％至24％的贯通箔20，如图8所示，开口率通过如下的方式算出，即，若相邻的多个贯通孔21的中心位于90度(degree)的位置，将贯通孔21的直径称为“d”，且将贯通孔21的中心与中心之间的长度称为“p”，则通过(78.5×d²)/p²来计算。

分别适用于一个以上的阳极箔121和一个以上的阴极箔122的贯通箔20由多个贯通孔21排列而成，涂敷于每个一侧面和另一侧面的电极物质121a、122a通过埋入多个贯通孔21来以电连接的方式涂敷。即，贯通箔20以使得一侧和另一侧的表面相连通的方式形成有多个贯通孔21，如图5及图7所示，可使用在由一侧和另一侧的表面分别形成有多个槽11、22或在一侧和另一侧的表面未形成槽11、22的平面形成的未进行蚀刻处理的箔(未图示)。

分别涂敷于一个以上的阳极箔121和一个以上的阴极箔122的电极物质121a、122a分别混合活性炭、导电剂及粘结剂而形成，导电剂使用导电炭黑(super-p)、科琴黑(ketjenblack)及炭黑(carbonblack)中的一种，粘结剂使用聚偏氟乙烯(pvdf，polyvinylidenedifluoride)、聚四氟乙烯(ptfe，polytetrafluoroethylene)、丁苯橡胶(sbr，styrenebutadienerubber)及羧甲基纤维素(cmc，carboxymethylcellulose)中的一种以上。

当将本发明的一个以上的阳极箔121和一个以上的阴极箔122分别适用于混合电容器时，涂敷于一个以上的阳极箔121的电极物质121a混合上述活性炭、导电剂及粘结剂而形成，分别涂敷于一个以上的阴极箔122的电极物质122a混合li4ti5o12、导电剂及粘结剂而形成。其中，导电剂使用导电炭黑、科琴黑及炭黑中的一种，粘结剂使用聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶及羧甲基纤维素中的一种以上。即，粘结剂混合聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶及羧甲基纤维素中的一种或两种以上来使用。

一个以上的分离膜123分别位于阳极箔121与阴极箔122之间来层叠于阳极箔121或者阴极箔122的一侧或另一侧的表面，分别使用所公知的技术，因此，将省略详细说明。

为了试验本发明的双电层电容器的静电容量的性能，以下表所示的方式制造了实施例。

表

为了试验本发明的双电层电容器的性能，如表所示的项目中的“区分”所示，制造10种电极体120来试验了静电容量[f/g]。如图2及图3所示，在电极体120的制造方法中，使用了圆筒形外壳110，由此，电极体120也以圆筒形进行卷绕来制造。即，电极体120以收容于直径为10mm、高度为20mm的1020电池(cell)的外壳110内侧的方式设定尺寸并制造，若制造电极体120，则浸渍于电解液之后密封在外壳110的内侧来制造了双电层电容器。制造双电层电容器所包括的电极体120时所使用的阳极箔121或阴极箔122的制造方法如下，即，首先，将电极物质121a、122a制造为浆料(slurry)状态并分别涂敷于阳极箔121或阴极箔122的一侧面和另一侧面，之后，在120℃的温度中进行了24小时的真空干燥来制造。若涂敷电极物质121a，则在阳极箔121与阴极箔122之间设置分离膜123并以圆筒形进行卷绕来制造了电极体120。

如表所示，在各项目中“区分”的第一实施例中，阳极箔121和阴极箔122均使用了蚀刻箔10。在使用蚀刻箔10的阳极箔121和阴极箔122之间设置分离膜123，之后，进行卷绕来制造了电极体120，所制造的电极体120在浸渍电解液之后收容于直径为10mm、高度为20mm的1020电池的外壳110内侧来制造了双电层电容器。利用静电容量检测装备(未图示)对所制造的双电层电容器的静电容量进行了检测，如表所示，所检测的结果为34.34f/g。

如表所示，第二实施例中的阳极箔121使用了贯通箔20且阴极箔122使用了蚀刻箔10。在阳极箔121使用贯通箔20的情况下，贯通箔20以位于电极体120的外侧的方式卷绕。其中，在阳极箔121所使用的贯通箔20中，多个贯通孔21的直径为100μm，开口率为1％。以使开口率成为1％的贯通箔20配置于外侧的方式制造了电极体120。若制造电极体120，则在将电极体120浸渍于电解液之后收容于直径为10mm、高度为20mm的1020电池的外壳110的内侧来制造了双电层电容器，利用静电容量检测装备对所制造的双电层电容器的静电容量进行了检测，如表所示，所检测的结果为35.38f/g。

如表所示，第三实施例中的阳极箔121使用了贯通箔20且阴极箔122使用了蚀刻箔10。其中，阳极箔121所使用的贯通箔20的开口率为3％，通过利用使用开口率为3％的贯通箔20的阳极箔121来以与第二实施例相同的方式制造了双电层电容器，对所制造的双电层电容器的静电容量进行检测的结果为35.22f/g。

如表所示，第四实施例中的阳极箔121使用了贯通箔20且阴极箔122使用了蚀刻箔10。但是，阳极箔121所使用的贯通箔20的贯通孔21的直径为100μm、开口率为24％。以开口率为24％的贯通箔20位于电极体120的外侧的方式制造电极体120，若制造电极体120，则浸渍于电解液之后收容于直径为10mm、高度为20mm的1020电池的外壳110内侧来制造了双电层电容器。利用使用开口率为24％的贯通箔20的电极体120的双电层电容器的静电容量为37.75f/g。

如表所示，第五实施例至第七实施例中的阳极箔121和阴极箔122均使用了贯通箔20。在第五实施例中所使用的贯通箔20的开口率均为1％，在第六实施例中所使用的贯通箔20的开口率均为3％，在第七实施例中所使用的贯通箔20的开口率为24％。将使用开口率为1％的贯通箔20的电极体120收容于1020电池的外壳110内侧来制造双电层电容器，之后，如表所示，对静电容量进行了检测的结果为38.99f/g，利用开口率为3％的贯通箔20制造双电层电容器，之后，如表所示，对静电容量进行检测的结果为37.75f/g，将使用开口率为24％的贯通箔20的电极体120收容于1020电池的外壳110的内侧来制造双电层电容器，之后，如表所示，对静电容量进行检测的结果为42.41f/g。

如表所示，第八实施例中使用的阳极箔121使用了蚀刻箔10且阴极箔122使用了贯通箔20。阴极箔122所使用的贯通箔20的贯通孔21的直径为100μm、开口率未1％。通过仅在阴极箔122使用开口率为1％的贯通箔20来以贯通箔20位于外侧的方式制造了电极体120，利用所制造的电极体120制造了双电层电容器。对根据第八实施例所制造的双电层电容器的静电容量进行检测的结果为37.16f/g。

如表所示，第九实施例中的阳极箔121使用了蚀刻箔10且阴极箔122使用了贯通箔20，所使用的贯通箔20的开口率为3％。以这种贯通箔20位于外侧的方式制造电极体120，之后，利用其来制造了双电层电容器，如表所示，对上述双电层电容器的静电容量进行检测的结果为38.18f/g。

如表所示，第十实施例中的阳极箔121使用了蚀刻箔10且阴极箔122使用了贯通箔20，阴极箔122所使用的贯通箔20的贯通孔210的直径为100μm、开口率为24％。如上所述，仅使阴极箔122使用了开口率为24％的贯通箔20，以贯通箔20位于外侧的方式制造电极体120，之后，利用其来制造了双电层电容器。对所制造的双电层电容器的静电容量进行检测的结果为41.41f/g。

如表所示，在阴极箔122使用贯通箔20的情况下，可知，静电容量大。即，在电极体120的外侧配置阴极箔122，并通过使配置于外侧的阴极箔122使用贯通箔20来使涂敷于阴极箔122的一侧面和另一侧面的电极物质122a均实现静电容量，从而借助使阳极箔121和阴极箔122均使用贯通箔20来防止制造成本的提高，且可与体积成比例地改善能源储存密度。

产业上的可利用性

本发明的双电层电容器可适用于电容器或电池制造工业领域。