專利名稱：雙電荷層電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙電荷層電容器，尤其涉及在夾著隔墊而對置的一對極化性電極中浸滲電解液而成的雙電荷層電容器。
背景技術(shù)：
公知的具有硬幣型結(jié)構(gòu)的雙電荷層電容器通常具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)。即，由活性炭等構(gòu)成的第一極化性電極1和由活性炭等構(gòu)成的第二極化性電極2在夾著隔墊3的狀態(tài)下被對置配置，在所述第一極化性電極1上設(shè)置第一集電體6，在所述第二極化性電極2上設(shè)置第二集電體7，使電解液浸滲所述一對極化性電極1、2以及隔墊3，并將它們收容在由外裝蓋4和外裝盒5構(gòu)成的收容空間中，在所述外裝盒5的內(nèi)周部5a和所述外裝蓋4的外周部4a之間配置具有電絕緣性的密封墊8，通過將所述外裝盒5的開口前端部5b向內(nèi)側(cè)彎曲，對由所述外裝盒5和所述外裝蓋構(gòu)成的收容空間進(jìn)行密封，其中，所述外裝蓋4具有上方部分4d和直徑比該上方部分大的下方部分4e。
通過在所述外裝蓋4的外周部4a設(shè)置折回部4b，能提高外裝蓋4的強(qiáng)度，并且壓力容易施加在密封墊8上，提高密封性。
專利文獻(xiàn)1特開平8-222192號公報(bào)(第2頁，圖3)但是，所述折回部的存在導(dǎo)致由外裝蓋和外裝盒構(gòu)成的空間變得狹窄。具體地說，不得不將外裝盒4的上方部分4d的直徑減小相當(dāng)于由設(shè)置折回部4b而增加的厚度的量。因此，無法在所述空間內(nèi)配置大直徑的極化性電極，并且，對于具有相同尺寸的外觀的雙電荷層電容器，無法獲得大的靜電電容。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明提供靜電電容大且生產(chǎn)性優(yōu)異的雙電荷層電容器。
本發(fā)明之一提供一種雙電荷層電容器，其具備夾著隔墊而對置配置的一對極化性電極、浸滲所述一對極化性電極和隔墊的電解液、收容所述隔墊和一對極化性電極和電解液的外裝蓋及外裝盒、以及配置在所述外裝蓋的外周部和所述外裝盒的內(nèi)周部之間的密封墊，并通過將所述外裝盒的開口前端部向內(nèi)側(cè)彎曲，對由外裝盒及外裝蓋構(gòu)成的收容空間進(jìn)行密封，所述雙電荷層電容器的特征在于，所述外裝蓋的厚度大于外裝盒的厚度，所述外裝蓋的開口端部朝外裝盒的端面而陷入密封墊中。
本發(fā)明之二提供一種屬于本發(fā)明之一的雙電荷層電容器，其進(jìn)一步特征在于，在所述外裝蓋的外周部未設(shè)有折回部。
采用本發(fā)明，能夠在不使由雙電荷層電容器的外裝蓋和外裝盒構(gòu)成的空間狹窄的情況下，提高由外裝蓋和外裝盒構(gòu)成的空間的密封性。
圖1是本發(fā)明的雙電荷層電容器的縱剖面圖。
圖2是以往的雙電荷層電容器的縱剖面圖。
圖中1-第一極化性電極，2-第二極化性電極，3-隔墊，4-外裝蓋，4a-外周部，4b-折回部，4c-開口端部，4d-上方部分，4e-下方部分，5-外裝盒，5a-內(nèi)周部，5b-開口前端部，6-第一集電體，7-第二集電體，8-密封墊。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的雙電荷層電容器具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)，即，將第一極化性電極1和第二極化性電極2在夾著隔墊3的狀態(tài)下被對置配置，然后在所述第一極化性電極1上設(shè)置第一集電體6，在所述第二極化性電極2上設(shè)置第二集電體7，此后，使電解液浸滲所述一對極化性電極1、2以及隔墊3，并將它們收容在由外裝蓋4和外裝盒5構(gòu)成的收容空間中，在所述外裝盒5的內(nèi)周部5a和所述外裝蓋4的外周部4a之間配置密封墊8，將所述外裝盒5的開口前端部5b向內(nèi)側(cè)彎曲，由此將由所述外裝盒5和所述外裝蓋4構(gòu)成的收容空間密封。
所述外裝蓋4具有上方部分4d和直徑比該上方部分大的下方部分4e。所述外裝蓋4的厚度大于外裝盒5的厚度，所述外裝蓋4在外周部4a沒有設(shè)置折回部，所述外裝盒4的開口端部4c朝外裝盒的底面陷入密封墊8中。
外裝蓋4和外裝盒5的厚度之比優(yōu)選為1.1∶1～2∶1。如果外裝蓋4過薄，超出上述比率范圍，則外裝蓋4的強(qiáng)度減弱，從而在將所述外裝盒5的開口前端部5b向內(nèi)側(cè)彎曲而將由所述外裝盒5和所述外裝蓋4構(gòu)成的收容空間密封的工序中，有可能由外裝蓋4的彎曲等而引起密封性降低。另外，如果外裝蓋4過厚而超出上述比率范圍，則由外裝蓋4和外裝盒5構(gòu)成的空間變得狹窄，從而有可能使靜電電容的增加效果降低。
在上述本發(fā)明的雙電荷層電容器中，極化性電極1、2由活性物質(zhì)和粘結(jié)劑構(gòu)成。在所述活性物質(zhì)的導(dǎo)電性差時(shí)還可以添加導(dǎo)電劑。作為活性物質(zhì)，可以使用對鋸末子、椰子殼、瀝青等進(jìn)行活性化處理而獲得的粉末狀活性炭。另外，對苯酚系、人造系、丙烯酸系、瀝青系等的纖維實(shí)施不熔化以及炭化活性化處理而構(gòu)成活性炭或者活性碳纖維，將它們做成毛氈狀、纖維狀、紙狀、或者燒結(jié)狀而使用。此外還可以使用碳納米管等碳材料或者金屬化合物。作為粘結(jié)劑可使用通常使用于雙電荷層電容器中的公知粘結(jié)劑，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-二烯烴焦油聚合物(ェチレン—プロピレン—ジェンタポリマ一)、苯乙烯丁二烯橡膠、羧基甲基纖維素、氟橡膠等。作為所述導(dǎo)電劑可使用通常使用于雙電荷層電容器中的公知導(dǎo)電劑，例如可使用鱗片狀石墨或土狀石墨等天然石墨、人工石墨、碳黑、乙炔黑、導(dǎo)電碳黑、碳纖維等。
上述隔墊3具備高的離子透過率，并且，作為具有規(guī)定的機(jī)械強(qiáng)度的絕緣性膜，可采用由以往一直使用的材料構(gòu)成的膜。例如可舉出馬尼拉麻等天然纖維、玻璃纖維、聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚酰亞胺等的樹脂等。隔墊3的孔徑只要采用通常在電容器中使用的范圍即可，例如可取0.01～5μm。隔墊3的厚度只要采用通常使用的范圍即可，例如可取10～300μm。
作為電解液，使用在具有碳酸丙稀酯的有機(jī)溶劑中溶解了支持電解質(zhì)的溶液。但是，在所述碳酸丙烯酯中還可以混合其他有機(jī)溶劑，而作為該有機(jī)溶劑可使用環(huán)狀酯類、鏈狀酯類、環(huán)狀醚類、鏈狀醚類等，更具體地說，可使用碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁內(nèi)酯、2-甲基-γ-丁內(nèi)酯、乙?；?γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)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、四氫呋喃(THF)、烷基四氫呋喃、二烷基四氫呋喃、烷氧基四氫呋喃、二烷氧基四氫呋喃、1，3-二氧雜戊環(huán)、烷基-1，3-二氧雜戊環(huán)、1，4-二氧雜戊環(huán)、2-甲基四氫呋喃、二甲基亞砜、1，3-二氧雜戊環(huán)、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧雜戊環(huán)、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、馬來酐、環(huán)丁砜、3-甲基環(huán)丁砜等中的至少一種以上。尤其考慮到高耐熱性，優(yōu)選在碳酸丙酸酯中混合環(huán)丁砜使用。作為支持電解質(zhì)，優(yōu)選使用四乙基銨四氟硼酸鹽或者三乙基甲基銨四氟硼酸鹽，但也可以使用(C2H5)4PBF4、(C3H7)4PBF4、(C2H5)4PPF6、(C2H5)4PCF3SO4、(C2H5)4NPF6、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO2)2等中的至少一種以上。
另外，為進(jìn)一步提高密封墊的密封性，還可以根據(jù)需要將瀝青、丁基橡膠等烴系、氟系油、氯磺化聚乙烯、環(huán)氧樹脂等中的一種以上材料用溶劑稀釋的液體密封劑涂敷在密封墊上。
本發(fā)明使用的密封墊7可以單獨(dú)使用以往使用過的聚苯硫醚、聚醚醚酮等，也可以添加玻璃纖維、纖維素、人造橡膠等而使用。另外，本發(fā)明使用的密封墊8優(yōu)選在回流工序中在比加熱溫度更高的溫度即在260℃以上的溫度下預(yù)先實(shí)施熱處理。通過上述熱處理，所述密封墊8的結(jié)晶化被促進(jìn)，物理性質(zhì)變得穩(wěn)定，因此能提高密封墊8和外裝蓋4及外裝盒5之間的密接性。
下面對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1
按下面的順序制作本發(fā)明的雙電荷層電容器。
(極化性電極的制作)以90∶5∶5的重量比混合活性炭和乙炔黑和聚四氟乙烯，將該混合物成形成直徑2.2mm、厚度0.5mm的圓板狀，然后在150℃下實(shí)施2小時(shí)的真空干燥而制成第一極化性電極和第二極化性電極。
(電解液的制作)在以50∶50的體積比混合碳酸丙稀酯和環(huán)丁砜而成的有機(jī)溶媒中，溶解作為支持電解質(zhì)的三乙基甲基銨四氟硼酸鹽使其濃度為1.0mol/l，由此制成電解液。
(硬幣型單元的結(jié)構(gòu))如圖1所示，在不銹鋼制的外周部4a沒有設(shè)置折回部的厚度0.2μm的外裝蓋4、以及以相同的不銹鋼制的厚度0.15μm的外裝盒5的底面上，分別涂敷將作為集電體的將石墨粉末和水玻璃混合的導(dǎo)電涂料之后，載置所述第一極化性電極1和第二極化性電極2。接著，在第二極化性電極2的上面載置包含所述電解液的玻璃纖維的隔墊3，在所述外裝盒5的內(nèi)周面配置以聚醚醚酮為主成分的密封墊8，并以在其上面載置所述第一極化性電極1的方式將外裝蓋4配置在所述外裝盒5內(nèi)，通過將所述外裝盒5的開口前端部5b向內(nèi)側(cè)彎曲，使外裝蓋4的開口端部4c朝外裝盒5的底面陷入密封墊8中，從而密封由所述外裝盒5和所述外裝蓋4構(gòu)成的收容空間，制成雙電荷層電容器。
(比較例1)如圖2所示，除了作為外裝蓋4使用外周部4a設(shè)有折回部的外裝蓋、以及作為極化性電極1、2使用直徑2.0mm、厚度0.5mm的極化性電極之外，按與實(shí)施例1相同的方法制作了雙電荷層電容器。
將實(shí)施例1和比較例1的雙電荷層電容器分別制作50個(gè)，測定靜電電容，計(jì)算其平均值。其結(jié)果表示在表1中。
表1
由上述表1可知，使外裝蓋的開口端部朝外裝盒的底面陷入密封墊中的實(shí)施例，與在外裝蓋的外周部設(shè)置折回部的相同尺寸的雙電荷層電容器相比，能夠提高靜電電容。這是由于通過有效利用以往因存在折回部而無法使用的由所述外裝蓋構(gòu)成的收容空間，從而能夠配置更大的極化性電極的緣故。
另外，在采用本發(fā)明的情況下，由于外裝蓋的厚度形成為比外裝盒的厚度更大，因此提高了外裝蓋的強(qiáng)度。另外，通過使外裝蓋的開口端部朝外裝蓋的底面陷入到密封墊中，比起未設(shè)置折回部的比較例相比，能夠增大向密封墊的陷入程度，進(jìn)而提高由外裝盒和外裝蓋構(gòu)成的空間的密封性。
此外，通過采用本申請人在特愿2004-034295號中提出的、形成使所述外裝蓋4的開口端部4c進(jìn)入密封墊8的凹部的技術(shù)，能夠與在外裝蓋4的外周部4a設(shè)置折回部4b時(shí)相比設(shè)置更大的極化性電極1、2，能夠增大靜電電容，同時(shí)通過使密封墊8進(jìn)入所述凹部，能提高密封性。
當(dāng)在開口端部4c形成使密封墊8進(jìn)入的凹部的情況下，可將所述凹部的形狀加工成斷面凹形、斷面ω型、V字型等而使用。
當(dāng)所述凹部的深度為5μm以上時(shí)，進(jìn)入凹部的進(jìn)入力更強(qiáng)且密封性進(jìn)一步提高，而如果凹部的深度大于50μm，則在將開口前端部5b向內(nèi)側(cè)彎曲的工序中會(huì)使密封墊8受損傷進(jìn)而引發(fā)裂紋產(chǎn)生，因此，槽的深度的優(yōu)選范圍是5～50μm。
上述實(shí)施例的說明僅僅是對發(fā)明的說明，而不能限定本發(fā)明要求保護(hù)的范圍或者縮小該范圍，本發(fā)明的各部分的構(gòu)成并不限定于上述實(shí)施例，而可以在本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種變更。
權(quán)利要求
1.一種雙電荷層電容器，具備夾著隔墊而對置配置的一對極化性電極、浸滲所述一對極化性電極和隔墊的電解液、收容所述隔墊和一對極化性電極和電解液的外裝蓋及外裝盒、以及配置在所述外裝蓋的外周部和所述外裝盒的內(nèi)周部之間的密封墊，并通過將所述外裝盒的開口前端部向內(nèi)側(cè)彎曲，密封由外裝盒及外裝蓋構(gòu)成的收容空間，所述雙電荷層電容器的特征在于，所述外裝蓋的厚度大于外裝盒的厚度，所述外裝蓋的開口端部朝外裝盒的端面而陷入密封墊中。
2.如權(quán)利要求1所述的雙電荷層電容器，其特征在于，在所述外裝蓋的外周部未設(shè)有折回部。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的雙電荷層電容器，其特征在于，所述外裝蓋具有上方部分和下方部分，所述下方部分形成為直徑大于該上方部分。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的雙電荷層電容器，其特征在于，在所述外裝蓋的開口端部形成有使所述密封墊進(jìn)入的凹部。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的雙電荷層電容器，其特征在于，所述密封墊的主成分是聚醚醚酮。
6.如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的雙電荷層電容器，其特征在于，所述密封墊是已在260℃以上的溫度下進(jìn)行過熱處理的密封墊。
7.如權(quán)利要求1～6中任何一項(xiàng)所述的雙電荷層電容器，其特征在于，所述外裝蓋的厚度和外裝盒的厚度之比是1.1∶1～2∶1。
全文摘要
本發(fā)明提供的雙電荷層電容器具備夾著隔墊而對置配置的一對極化性電極、浸漬所述一對極化性電極和隔墊的電解液、收容所述隔墊和一對極化性電極和電解液的外裝蓋及外裝盒、以及配置在所述外裝蓋的外周部和所述外裝盒的內(nèi)周部之間的密封墊，并通過將所述外裝盒的開口前端部向內(nèi)側(cè)彎曲，密封由外裝盒及外裝蓋構(gòu)成收容空間，并且，其靜電電容大、生產(chǎn)性良好。所述外裝蓋的厚度大于外裝盒的厚度，所述外裝盒的開口端部朝外裝盒的端面陷入密封墊中。
文檔編號H01G9/155GK1925077SQ20061012577
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者大村誠司, 白阪充 申請人:三洋電機(jī)株式會(huì)社