专利名称：双电荷层电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用由活性碳和电解液之间的界面形成双电荷层的原理，具有大静电电容量的双电荷层电容器。
近来，已经研制出用作电子系统存储器备用电源的基于双电荷层原理的大容量电容器，并将其广泛应用于微计算机和集成电路(IC)存储器。
例如，在美国专利第3，536，963号说明书中公开了一种这样的双电荷层电容器。所公开的双电荷层电容器包含一个框架形密封垫，一对放置在密封垫中的用活性碳粒子制成的极化电极，放置在极化电极之间的用以防止电子在电极间移动的隔离板，以及一对分别安装在所述极化电极的相对表面并具有接合于密封垫的外围边缘的集电极。极化电极是由粉末状或颗粒状活性碳和一种电解液混合物的凝缩悬浮液制成的糊状电极。存在减小这种具有糊状电极的双电荷层电容器的内阻的问题。即，双电荷层电容器的内电阻受极化电极的活性碳的接触电阻和集电极与极化电极之间的接触电阻的影响很大。因此，为减小极化电极的内阻和集电极与极化电极间的接触电阻，双电荷层电容器的每个基本单元应保持在垂直压力之下，使糊状活性碳的粒子处于良好的相互电接触状态。常规双电荷层电容对每一基本单元所需加上的压力虽然取决于电极的尺寸、碳材料粒子的尺寸或所用电解液的种类但应保持在约100kg/cm2压强下。在先有的双电荷层电容器中，通过使电容器外壳变形或将集电极牢牢地接合于密封垫上而使该单元保持在受压状态。如果准备将一个双电荷层电容器用作大容量电容器，例如，用以驱动马达的电源，则必须增大基本单元电极的横截面面积。因此，施加于该基本单元的压力也必须增大。然而，增大压力会导致一些实际问题，诸如对施加压力装置的选择和对装有基本单元的外壳的高刚性要求。
为解决上述糊状电极的问题，在日本特许公报昭54-241000号中公开了一种表面积大的由碳粉末与对电解液呈惰性的金属粉末烧结而成的电极体制成的双电荷层电容器。该公报中公开的双电荷层电容器是这样构造的，用导线与装在外壳内的烧结电极相连接，该导线贯通外壳的壁而取出，由该导线取出在所述烧结电极中贮存的电荷，而常规双电荷层电容器是从极化电极上下接触配置的集电极取出极化电极所贮存的电荷，所以如何减小极化电极与集电极之间的接触电阻是课题之一。
由烧结体构成的极化电极与集电极的接合，一般采用图3(a)、(b)、(c)所示方法。图3(a)所示方法，将导电薄膜构成的集电极单独与极化电极接触，存在两者间接触电阻大、接触不稳定的所谓电容器内部电阻增大的问题。图3(b)所示方法，将由导电薄膜构成的集电极用导电粘结剂粘接在极化电极上，与前述图3(a)所示方法相比，接触是稳定的，但因极化电极与集电极之间的界面介入了粘结剂层，所以减小极化电极与集电极之间的接触电阻是有限的。图3(c)所示的方法，由于导电薄膜构成的集电极是通过垫压接合在极化电极上的，减小了极化电极与集电极间接触电阻，该设备需要例如10分钟的热压时间，并且如未能均匀加压则存在导电薄膜发生皱折破损的问题。
本发明的目的是在利用由活性碳和电解液界面组成的双电荷层电容器中，使由烧结体构成的极化电极与集电极的接触稳定，提供一种减小接触电阻，减小电容器内部电阻的双电荷层电容器。
按照本发明，在由活性碳微粒粉末烧结出的多孔烧结体构成的其一面彼此相对设置的一对电极、设置于该一对电极体之间的隔离板、装有该电极体及分隔板的密封垫、与所述一对电极体另一面分别接合并且边缘与所述密封垫接合的集电极组成的双电荷层电容器中，所述集电极由导电薄膜构成，由溶剂溶解该导电薄膜与所述电极体的接合面，该被溶解的导电薄膜一部分漫入电极体孔内从而提供电极体与导电薄膜接触的双电荷层电容器。
本发明的其它目的与特征，通过以下说明可更加清楚。
图1为示出本发明的双电荷层电容器一实施例的断面图;
图2为示出构成本发明双电荷层电容器的电极体与集电极之间接合的说明图;
图3(a)、(b)、(c)是示出构成先有双电荷层电容器的电极体和集电极的接触状态的说明图。
下面，根据图示实施例具体说明本发明。
图1是示出本发明双电荷层电容器一实施例的断面图。
同图中，10、10是其一面彼此相对设置的一对电极体，例如将平均粒径20μm的活性碳微粒粉末通过烧结装置烧结成形为板状多孔烧结体，浸泡在稀硫酸等的电解液中而构成极化电极。
20、20为与该极化电极10、10另一面分别结合的集电极，例如，由碳等导电材料的粉末和聚异丁烯、聚烯烃等的合成树脂或橡胶混合而成的导电薄膜构成。又，该导电薄膜是由有机溶剂例如甲苯、二甲苯等溶解的原料所形成，如图2所示与所述电极体10的接合面被甲苯、二甲苯等有机溶剂所溶解，将电极体10按压在该溶解的接合面上，溶剂蒸发而坚固地接合该电极体。这样接合的导电薄膜和电极体，由于电极体由多孔烧结体形成，所以溶解的导电薄膜的一部分浸入多孔烧结体的孔内而被接合，电极体与集电极的接触面积增加，既减小了两者间电接触电阻，又得到两者稳定的接合状态。
30是所述极化电极10、10之间设置的分隔板例如由多孔聚丙烯构成的无纺织物浸泡在所定电解液中，离子可通过而防止电子移动。
40是装有极化电极10、10及分隔板30的绝缘橡胶或合成树脂等构成的环状密封垫，其上下面用粘合剂与所述集电极20、20的周边相接合。
如上的本发明双电荷层电容器，其构成极化电极的电极体由多孔烧结体构成，而收集贮存在极化电极的电荷的集电极由导电薄膜构成，该导电薄膜与前述电极体的接合面用溶剂溶解，该溶解的导电薄膜的一部分浸入电极体孔内使电极体与导电树脂薄膜接合，溶剂蒸发干燥后，由于两者接合状态稳固并且两者接触电阻减小所以能得到内部电阻小的双电荷层电容器。
又，按照本发明，由于电极体与形成集电极的导电薄膜由溶剂溶解而接合，所以加工容易，无需特殊设备，而且接合时间也只是使溶剂蒸发的时间，所以能坚固地将两者接合。
权利要求
1.一种双电荷层电容器，它包含由活性碳微粒粉末烧结出的多孔烧结体构成的、其一面彼此相对设置的一对电极体，设置在这一对电极体之间的分隔板，装有该电极体及分隔板的密封垫，与所述一对电极体另一面分别接合并且边缘与所述密封垫相接的集电极，该双电荷层电容器的特征在于所述集电极由导电树脂薄膜构成，该导电薄膜与前述电极体的接合面由溶剂加以溶解，该溶解的导电性树脂薄膜的一部分浸入电极体孔内从而将电极体与导电性薄膜加以接合。
2.如权利要求1所述的双电荷层电容器，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂。
全文摘要
构成双电荷层电容器极化电极由多孔烧结体形成，收集贮存于极化电极中电荷的集电极由导电薄膜构成。该导电性树脂薄膜与前述电极体的接合面由溶剂溶解，该溶解的导电薄膜的一部分浸入电极体孔内，使电极体与导电薄膜接合，极化电极与集电极的稳定接触降低了接触电阻，从而得到电容器内部电阻减小的双电荷层电容器。
文档编号H01G9/016GK1054504SQ9110110
公开日1991年9月11日 申请日期1991年2月20日 优先权日1990年2月20日
发明者仓林研, 土屋善信, 木藤诚一路, 中西正典 申请人:五十铃汽车有限公司