双电荷层电容器制造技术

一种双电荷层电容器使用集电极之间的糊状电极。因为借助于加压板只在集电极与糊状电极对应区域加压，所以使该糊状电极可以小压力情况下加压。由于该糊状电极是如此受压的，所以降低了电容器的内电阻而且电容器的电容量是稳定的。该双电荷层电容器包含一叠基本单元或电容元件。该基本单元借助延伸穿过基本单元中心孔并互连加压板的螺栓紧密夹持在一起，使得基本单元在一均匀和适当压力下受压。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括一个基本单元或一叠基本单元的双电荷层电容器，每个基本单元将作为极化电极的电极糊密封在一对集电极之间并被分隔成二层、并从该对集电极外面对其间的极化电极进行加压压缩。由内燃机驱动的机动车(例如，汽车)具有用以起动发动机的起动器电动机，可由发动机驱动用以产生电能的交流发电机，以及用以暂时存储由所述交流发电机产生的电能、并在准备起动发动机时把所存储电能供给起动器电动机或其他电力设备的铅蓄电池。最近研制出一种双电荷层型的大容量电容器。可将若干个这样的大容量电容器用作蓄电池。日本特许公报第昭63(1988)-329846号公开了一种机动车电源装置，在该装置中采用这种大容量电容器来起动一台内燃机。图9示出一种具有糊状电极的双电涂层电容器。美国专利第3，536，936号中公开了图示的双电荷层电容器。该双电荷层电容器含有一个单个的基本单元，该基本单元由一对用作集电极的电子导体的集电装置1、一对用活性碳粒子制成的碳电极2、一对不导电的密封垫3，以及一块用以防止电子在电极2之间移动的隔离板4构成。该碳电极2由粉末状或颗粒状活性碳和一种电解质混合的凝缩悬浮液制成。该电解质执行三个功能。它用作离子导电的加速剂，离子源和碳粒子的胶合剂。为了使双电荷层电容器用作机动车电源，它必须具有很大电容量，例如，从100至150F(法拉)。如果用增加基本单元的数量来达到所需要的电容量，则该电容器就会变得体积过大过笨重而不能装到机动车上。为了要增大能量密度(即，每单位体积的电容量或每单位重量的电容量)就需要增大基本单元的尺寸。如果增大了基本单元的尺寸，则集电极的表面面积也要增大。就可能将不同压强加到增加尺寸的基本单元的中央和边缘区域上，使这些不同区域之间产生压差。而对于作为电源要具有稳定性的双电荷层电容器来说，必需使层叠基本单元的集电极在均匀和充分粘着力的情况下保持接触。用作机动车电源的双电荷层电容器的内阻应当尽可能小。而双电荷层电容器的内阻受形成极化电极的活性碳的接触电阻和集电极与极化电极之间接触电阻的影响很大。因此，为了减小双电荷层电容器的内阻，应当使每个基本单元保持在垂直压力之下。常规双电荷层电容器对每一基本单元所需加上的压力虽取决于电极的尺寸、碳材料粒子的尺寸或所用电解质的种类，但应保持在约100kg/cm2压强。在普通双电荷层电容器中，为了减小其内阻，各基本单元都是通过层叠受压的。在日本公开特许公报第照56(1981)-2621号中公开了一种自支持电容器，例如，如附图说明图10中所示，它有一个成箱形的结构。更具体地说，该自支持电容器有一外壳5，该外壳装有第一电极板7和第二电极板10，第一电极端子6，从第一电极板7垂直向上延伸，第二电极端子9从第二电极板10垂直向上延伸，该第二电极板10置于第一电极板7之下，第二电极板10和第一电极板7之间插入有一隔离板8。如果将一定数量的基本单元12装在外壳5内由加强板11加压，外壳5的上边缘向内弯曲压在电极端子6、9附近，向下顶住第一电极板7。如图10所示的双电荷层电容器对每一基本单元所要求的压力虽取决于电极的尺寸、碳材料粒子的尺寸、或所用电解质的种类，但要求在10至30kg/cm2左右的范围内。假如双电荷层电容器的尺寸大到其表面面积为100cm2或更大时，就可能要对其加上几吨或更大的压力。当通过定位对双电荷层电容器加压时，所述压力也强加在电容器每一基本单元的密封垫上。因此，如果准备增大加在双电荷层电容器上的压力时，外壳的厚度也必须加大，不然，则必须提高电容器的刚性。结果，由于在总重量和所用材料的成本方面有一定的限制，所以先有的双电荷层电容器不可能太大。此外，还存在要求用以对所述单元加压的装置、用以通过定位握持这些单元的装置，以及加适当压力给各个单元的工艺过程的复杂性问题。本专利技术的一个目的是提供一个包含多个易于压缩的基本单元或电容元件的双电荷层电容器。本专利技术的另一个目的是提供一种其中的一叠基本单元或电容元件在容易进行调节的压力下均匀受压、可用一有效利用的比较小的力减小其内阻的双电荷层电容器。本专利技术的再一个目的是提供一种易于增大尺寸的双电荷层电容器元件或单元，以及制作这种双电荷层单元的方法。按照本专利技术提供的双电荷层电容器，它至少包含有一个基本单元，该单元包含一对具有各自通孔的集电极，密封在所述集电极之间用电极糊构成的极化电极，以及用以使所述极化电极分为两层的隔离板，分别设置在集电极的相对表面上的一对板，以及通过所述通孔互连所述板、从而对该基本单元加压的紧固装置。按照本专利技术的一个方面，该双电荷层包含多个层叠在一起的基本单元，设置在层叠的基本单元相对表面并借助紧固装置互相连接，从而对层叠的基本单元加压的板。即使该基本单元的尺寸很大，通过在高压状态对所述单元进行加压仍能减小其内阻。各基本单元借助在其中心部位的紧固装置结合成一体。因此使基本单元的集电极保持相互紧密支撑，结果使双电荷层电容器有一很小的接触电阻。按照本专利技术的另一方面，所述的板与集电极的相对表面仅在和极化电极相对应的区域保持接触。由于基本元件是通过板而受压的，该板却只在和极化电极相对应的区域与集电极的相对表面保持接触，所以，即使该单元尺寸很大也能在小压力下减小元件的内阻。通过把要求数量的基本单元层叠在一起可以得到任何要求的电容量。与此使用的紧固装置，一般为一螺栓和一螺帽、以及一套环可取决于所用基本单元的个数而在长度方面进行改变。因此，可以容易地制作所要求的电容量的双电荷层电容器。当各基本单元借助紧固装置而紧固在一起时，即使层叠的基本单元有不同的内阻，也可以在测量内阻的同时，方便地调整该双电荷层电容器的总的内阻。由于电容器最大受压变形是由套环决定的，所以在紧固该紧固装置偶而用力过度时，也不致损坏基本单元。因为基本单元有中心通孔，所以该电容器即使体积很大但在重量是比较轻的。本专利技术的双电荷层电容器在用作机动车上的电源时，可提供所必需的电容量。本专利技术以上和其它的目的、特征和优点，通过以下介绍，结合附图中通过实例示出的本专利技术的最佳实施例将更加明确。图1是按照本专利技术一个实施例的双电荷层电容器的部分截面图，图2是双电荷层电容器的基本单元或电容元件的透视图，图3是表示一对罩住螺柱外周边表面的电绝缘套环之间接合处情况的局部视图，图4是按照本专利技术另一实施例的双电荷层电容器的截面图，图5(a)是按照图4所示电容器的变型、双电荷导层电容器的局部截面图，图5(b)是按照图5(a)示出的双电荷层电容器的局部透视图，图6(a)至6(e)是表示制作基本单元或电容元件相继步骤的截面图，图7是按照本专利技术再一个实施例的双电荷层电容器的截面图，图8是表示一双电荷层电容器受压位移和电阻随加于其上的压力变化情况的曲线图，图9是采用糊状电极的常规双电荷层电容器的截面图，图10是表示常规带外壳结构的双电荷层电容器的截面图。如图1和2所示，按照本专利技术一实施例的双电荷层电容器20包含一叠基本单元或电容元件30，这些元件各自为圆形扁平体的形状并在其中心具有一个圆形的通孔31。加压板21分别设置在单元叠层的上部和下部表面，该加压板21兼作电容器的电极板。基本单元30的叠层和加压板21都装在一圆柱形外壳22中，该外壳保持紧靠着基本单元30和加压板21的外部周边边缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电荷层电容器，它包含：至少一个基本单元，该基本单元包含：一对集电极，所述集电极具有各自的通孔，一对密封在所述集电极之间由电极糊构成的极化电极，以及一片用以使所述极化电极分为两层的隔离板，一对分别设置在所述集电极的相 对表面上的板，以及通过所述通孔互连所述板，因此对所述基本单元加压的紧固装置。

【技术特征摘要】
JP 1989-8-23 217112/89;JP 1989-8-23 217113/891.一种双电荷层电容器，它包含至少一个基本单元，该基本单元包含一对集电极，所述集电极具有各自的通孔，一对密封在所述集电极之间由电极糊构成的极化电极，以及一片用以使所述极化电极分为两层的隔离板，一对分别设置在所述集电极的相对表面上的板，以及通过所述通孔互连所述板，因此对所述基本单元加压的紧固装置。2.按照权利要求1所述的一种双电荷层电容器，其特征在于它包含多个层叠在一起的基本单元，设置在层叠基本单元的相对表面上、并借助所述紧固装置加以互连，从而对所述层叠基本单元进行加压的板。3.按照权利要求1或2所述的一种双电荷层电容器，其特征在于，所述板与集电极的相对表面仅在与所述极化电极对应的区域保持接触。4.按照权利要求2所述的一种双电荷层电容器，其特征在于，所述紧固装置包含从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：向田彰宏，仓林研，土屋善信，仁井田赖明，
申请(专利权)人：五十铃汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]