JP3927139B2 - Power storage device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気二重層キャパシタの蓄電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置(電動自動車の駆動電源等)として、急速充電が可能で充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタ(電気二重層コンデンサ)の適用技術が注目される。
【0003】
電気二重層キャパシタは、キャパシタセルとして、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在して交互に積層され、これらの積層体が電解液に浸され、電解液とともに容器に収容される。
【0004】
このような電気二重層キャパシタは、要求電力によって複数のキャパシタセルを組み合わせて用いられるが、長時間使用している間に電解液の溶液や溶媒が分解してガスが発生することがあり、このため各キャパシタセルの容器にガスを抜くための安全弁を設けたり、各キャパシタセルの容器をバッファ容器に接続して、バッファ容器にガス吸着剤を入れておいたり、バッファ容器に安全弁を設けるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−317334号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッファ容器を設けたり、ガス吸着剤を用いるのでは、スペースを取ると共に、吸着剤交換のメンテナンスを要する。また、安全弁はむやみに低い圧力で開くようにはできないため、例えばセルに剛性の低い材料からなる容器を使用する場合、安全弁が作動する前に容器が変形する心配があり、また容器に圧力を持ったガスが残留したままだと、セルの性能、寿命に影響を及ぼすことになる。
【0007】
この発明は、このような問題点を解決することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、複数のキャパシタセルから構成される蓄電装置において、キャパシタは、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層したセル本体を電解液とともにセル容器に収容してなるものであって、複数のキャパシタセルをユニットとして配列してその配列方向に所定の面圧を加える加圧手段と、加圧手段の加圧力を検出する加圧センサと、各キャパシタセルのセル容器に分岐接続するガス排出管と、ガス排出管のガス排出口を開閉する弁手段と、加圧センサの検出値に応じて弁手段を制御する制御手段と、を備える一方、ガス排出管のセル容器内につながる各導出管にガスは排出するが電解液を通さないガス透過膜を設ける。
【0010】
【発明の効果】
第1の発明では、発生ガスによるキャパシタセルへの影響を十分に排除することができ、キャパシタセルの性能ならびに寿命を向上することができる。
【0011】
この場合、ガス排出管内の圧力を検出する圧力センサを設けずに、発生ガスによるキャパシタセルへの影響を十分に排除することができ、一方、所定の面圧を加えることによって、各キャパシタセル内部の積層体を均一に密着でき、内部抵抗性能が大きく向上する。また、積層体に電解液が過剰に入り込むことがなく、一方、ガス排出時にキャパシタセル内部の電解液がガス透過膜を通ることがなく、各キャパシタセルの安定した性能を確保することができ、したがってキャパシタセルの性能ならびに寿命を一層向上することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0013】
図1は本発明の実施の形態の蓄電装置の構成図、図2は電気二重層キャパシタセル10の断面図である。
【0014】
キャパシタセル10は、セル本体(積層体)11が、電解液とともに、所定構造のセル容器12に収納される。
【0015】
セル本体11は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層され、正極体のリード部12aは端子13aに、負極体のリード部12bは端子13bに接合される。これらの端子13a、13bはセル容器12の上壁部14を貫通して配置される。
【0016】
セル容器12の上壁部14の所定部位には、セル容器12内につながる導出管15が接続される。
【0017】
そして、各キャパシタセル10のセル容器12の導出管15がそれぞれガス排出管16に接続される。セル容器12の導出管15には、ガス排出時にセル内の電解液が出ないように、ガスは排出するが電解液を通さないガス透過膜39を設ける。
【0018】
ガス排出管16は、一端にのみ開口部位(ガス排出口17)が設けられ、この端部にガス排出口17を開閉する電磁弁18が配設される。
【0019】
この電磁弁18には、ガス排出管16内の圧力を検出する圧力センサ20が備えられる。
【0020】
この圧力センサ20の検出信号は制御装置21に送られ、制御装置21によってその検出信号を基に電磁弁18の開閉が制御される。
【0021】
この制御装置21の制御内容を図3のフローチャートに基づいて説明すると、まず、ステップS1では、圧力センサ20の検出信号よりガス排出管16内の圧力を見る。
【0022】
ステップS2では、ガス排出管16内の圧力が所定低圧の基準値(大気圧よりわずかに高い圧)より大きいかどうかを判定する。
【0023】
基準値より大きい場合、ステップS3に進み、電磁弁17を開く。
【0024】
このように構成したので、キャパシタセル10の電解液の溶液や溶媒が分解してガスが発生すると、ガスは導出管15を通ってガス排出管16に入るが、圧力センサ20によりガス排出管16内の圧力が検知され、ガス排出管16内の圧力が所定低圧の基準値を越えると、電磁弁18によりガス排出口17が開かれる。
【0025】
このため、ガスはガス排出管16より外部に速やかに排出され、キャパシタセル10、導出管15、ガス排出管16内の圧力は所定低圧以下に保たれるのである。
【0026】
したがって、例えばキャパシタセル10に剛性の低い材料からなるセル容器12を使用していても、発生ガスの圧力によってセル容器12が変形することを防止できる。
【0027】
キャパシタセル10、導出管15、ガス排出管16内のガスの圧力を所定低圧以下に保てるので、発生ガスによるキャパシタセル10への影響を十分に排除することができ、キャパシタセル10の性能ならびに寿命を向上することができる。
【0028】
ガス排出管16に電磁弁18を配設する構造のため、スペースを取ることはなく、またメンテナンス性に優れる。
【0029】
図4は本発明の別の実施の形態を示す。
【0030】
電気二重層キャパシタは、要求電力によって複数のキャパシタセル10を組み合わせて用いるが、この場合複数のキャパシタセル10をユニットとして配列して、その配列方向に所定の面圧を加える加圧機構30を備えると共に、この加圧機構30の加圧力を検出する加圧センサ31を設け、この加圧センサ31が前記圧力センサ20を兼ねるようにしたものである。
【0031】
複数のキャパシタセル10をボックスタイプのケース32に配列、収容すると共に、ケース32に設けた加圧機構30によりキャパシタセル10に配列方向に所定の面圧を加える。
【0032】
加圧機構30は、押しボルト33と、押しプレート34と、最前列のキャパシタセル10の面に当接して押しボルト33の押圧力をスプリング35を介してキャパシタセル10の配列方向に伝えるプレッシャピストン36と、ロックナット37と、ストッパ38等から構成して、ケース32の他側に設けた加圧センサ31の検出値を基に押しボルト33を締め込み、各キャパシタセル10に所定の面圧を加える。
【0033】
加圧センサ31の検出値(検出信号)は、制御装置21に送る。
【0034】
加圧機構30の加圧力を制御装置21にて確認できるようにする一方、制御装置21は、加圧センサ31の検出値が基準値(加圧機構30の加圧力を含む)より大きい場合、ガス排出管16の電磁弁18を開くように制御する。
【0035】
その他の構成は、圧力センサ20以外、前記実施の形態と同じで良い。
【0036】
このようにすれば、ガス排出管16内の圧力を検出する圧力センサ20を設けずに、発生ガスによるキャパシタセル10への影響を十分に排除することができ、一方、所定の面圧を加えることによって、各キャパシタセル10内部の積層体(セル本体11)を均一に密着でき、内部抵抗性能が大きく向上する。また、積層体に電解液が過剰に入り込むことがなく、各キャパシタセル10の安定した性能を確保することができ、したがってキャパシタセル10の性能ならびに寿命を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の構成図である。
【図2】電気二重層キャパシタセルの断面図である。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】第2の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
10 キャパシタセル
11 セル本体
12 セル容器
13a、13b 端子
15 導出管
16 ガス排出管
17 ガス排出口
18 電磁弁
20 圧力センサ
21 制御装置
30 加圧機構
31 加圧センサ
32 ケース[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power storage device for an electric double layer capacitor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on application technologies of electric double layer capacitors (electric double layer capacitors) that can be rapidly charged and have a long charge / discharge cycle life as various power storage devices (such as drive power sources for electric vehicles).
[0003]
An electric double layer capacitor is a capacitor cell in which a certain number of positive and negative electrode bodies are alternately stacked with a separator interposed therebetween, and these stacked bodies are immersed in an electrolytic solution and accommodated in a container together with the electrolytic solution. Is done.
[0004]
Such an electric double layer capacitor is used in combination with a plurality of capacitor cells depending on the required power, but the electrolyte solution and solvent may decompose and generate gas during long-term use. Therefore, a safety valve for venting gas is provided in each capacitor cell container, each capacitor cell container is connected to a buffer container, and a gas adsorbent is placed in the buffer container, or a safety valve is provided in the buffer container. (For example, refer to Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-317334
[Problems to be solved by the invention]
However, providing a buffer container or using a gas adsorbent requires space and maintenance of adsorbent replacement. In addition, since the safety valve cannot be opened at an unnecessarily low pressure, for example, when a container made of a material with low rigidity is used for the cell, there is a concern that the container may be deformed before the safety valve is activated, and the pressure is applied to the container. If the retained gas remains, it will affect the performance and life of the cell.
[0007]
An object of the present invention is to solve such problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first invention is a cell in the energy storage device comprising a plurality of capacitor cells, capacitors, the cell body were alternately laminated by interposing the separator between them a certain number of positive electrode and negative electrode body together with an electrolyte A pressurizing unit that is housed in a container and arranged as a unit to apply a predetermined surface pressure in a direction in which the plurality of capacitor cells are arranged; a pressurization sensor that detects the pressurizing force of the pressurizing unit; One provided with a gas discharge pipe branchingly connected to the cell container of each capacitor cell, valve means for opening and closing the gas discharge port of the gas discharge pipe, and control means for controlling the valve means in accordance with the detection value of the pressure sensor Each gas outlet pipe connected to the inside of the cell container of the gas exhaust pipe is provided with a gas permeable membrane that exhausts gas but does not allow electrolyte solution to pass through .
[0010]
【The invention's effect】
In the first invention, the influence of the generated gas on the capacitor cell can be sufficiently eliminated, and the performance and life of the capacitor cell can be improved.
[0011]
In this case , without providing a pressure sensor for detecting the pressure in the gas discharge pipe, it is possible to sufficiently eliminate the influence of the generated gas on the capacitor cell. On the other hand, by applying a predetermined surface pressure, Can be adhered uniformly, and the internal resistance performance is greatly improved. In addition, the electrolyte does not excessively enter the laminate, while the electrolyte inside the capacitor cell does not pass through the gas permeable membrane during gas discharge , ensuring stable performance of each capacitor cell, Therefore, the performance and life of the capacitor cell can be further improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a configuration diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an electric double
[0014]
In the
[0015]
The
[0016]
A lead-out
[0017]
The lead-out
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The detection signal of the
[0021]
The control contents of the
[0022]
In step S2, it is determined whether or not the pressure in the
[0023]
If larger than the reference value, the process proceeds to step S3, and the
[0024]
With this configuration, when the electrolyte solution or solvent in the
[0025]
For this reason, the gas is quickly discharged from the
[0026]
Therefore, for example, even when the
[0027]
Since the gas pressure in the
[0028]
Due to the structure in which the
[0029]
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
[0030]
The electric double layer capacitor is used in combination with a plurality of
[0031]
A plurality of
[0032]
The
[0033]
The detection value (detection signal) of the
[0034]
While the
[0035]
Other configurations may be the same as those in the above embodiment except for the
[0036]
In this way, the influence of the generated gas on the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electric double layer capacitor cell.
FIG. 3 is a flowchart showing control contents.
FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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