DE4007201A1

DE4007201A1 - Verfahren zur herstellung einer polarisierbaren elektrode fuer einen elektrischen doppelschicht-kondensator

Info

Publication number: DE4007201A1
Application number: DE4007201A
Authority: DE
Inventors: Masanori Endo; Kouichi Watanabe; Kouichi Tanaka; Hiroyuki Mukouyama
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1990-09-20
Also published as: JPH02235320A; DE4007201C2; JPH0744127B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppel schicht-Kondensator gemäß den Oberbegriffen der nebengeord neten Patentansprüche 1, 3, 6, 8 und 11.

Im nachfolgenden wird ein elektrischer Doppelschicht-Kon densator unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 näher be schrieben.

Gemäß der Fig. 5 enthält ein elektrischer Doppelschicht- Kondensator 1 im allgemeinen eine Mehrzahl von z. B. sechs Kondensatorzellen 2, die koaxial aufeinandergeschichtet bzw. übereinanderliegend angeordnet sind und sich innerhalb eines becherförmigen Gehäuses 3 befinden.

Jede Kondensatorzelle 2 weist die Form einer kreisförmigen Platte auf, wie die Fig. 4 erkennen läßt, und enthält zwei polarisierbare Elektroden 4 a und 4 b, einen Separator 5, ei ne ringförmige Dichtung 6 und zwei Stromkollektoren 7 a und 7 b, die thermisch mit jeweils oberen und unteren Flächen der Dichtung 6 verbunden (verbondet) sind.

Genauer gesagt enthalten die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b feste kohlenstoffhaltige Pakete bzw. Verdichtungen, wobei die Elektroden 4 a und 4 b gegeneinander isoliert sind, und zwar durch den elektrisch isolierenden Separator 5. Der Separator 5 besteht beispielsweise aus einem polyolefinen mikroporösen Film oder aus einer nichtgewebten Struktur bzw. aus einem Faservlies oder aus Papier und weist vor zugsweise einen vorspringenden Teil entlang seiner Umfangs kante auf. Dieser vorspringende Teil umgreift die zweite polarisierbare Elektrode 4 b, um auf diese Weise zu verhin dern, daß die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b über ihre jeweiligen Randbereiche kurzgeschlossen werden. Die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b und der Separator 5 sind fest miteinander verbunden, und zwar durch Kleber 8, die in Teilbereichen zwischen den Grenzflächen der jeweili gen Elemente liegen. Diese polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b und der Separator 5 sind mit einer elektrolytischen Lösung imprägniert, beispielsweise mit einer wäßrigen Lö sung, die 50 Gew.-% an Schwefelsäure enthält.

Die Dichtung 6 besteht aus einem Substrat 9, das aus einem vulkanisierten Ethylen-Propylen-Gummi (EPR-Kautschuk) be steht und das integral an beiden Oberflächen z. B. mit Po lyethylenschichten 10 a und 10 b geringer Dichte versehen ist. Die Stromkollektoren 7 a und 7 b bestehen aus Polyethy len-Filmen, die z. B. durch Kohlenstoffmaterial, wie etwa Ruß oder dergleichen, leitend gemacht worden sind. Diese Stromkollektoren 7 a und 7 b dienen als elektrische Leiter für die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b sowie als luftdichter Abschluß für die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b und den Separator 5 innerhalb der Dichtung 6.

Eine erforderliche Anzahl von z. B. sechs Kondensatorzellen 2 mit dem zuvor erwähnten Aufbau sind übereinanderliegend bzw. aufeinandergeschichtet angeordnet, und zwar je nach Nennspannung, wie die Fig. 5 zeigt. Eine elektrisch isolie rende und thermisch kontraktionsfähige Röhre 11 umschließt die aufeinandergeschichteten Kondensatorzellen 2, um diese zu integrieren bzw. zusammenzuhalten. Eine durch eine sol che Integration erhaltene Zelleneinrichtung 12 wird im Ge häuse 3 unter Druck gehalten.

Elastisch leitfähige Platten 13 a und 13 b aus hochleitendem Harz oder Gummi befinden sich im Gehäuse 3 und jeweils in Kontakt mit der oberen und unteren Fläche der Zellenein richtung 12. Eine Anschlußeinrichtung 14 ist auf der oberen elastischen, leitfähigen Platte 13 a angeordnet. Diese An schlußeinrichtung 14 enthält zwei Anschlüsse 15 a und 15 b, die aus Metallplatten hergestellt sind und die miteinander über eine isolierende Platte 16 verbunden sind. Der An schluß 15 a ist elektrisch mit der oberen Fläche der Zellen einrichtung 12 über die elastische, leitfähige Platte 13 a verbunden. Dagegen ist der Anschluß 15 b, der in Kontakt mit der oberen Kante des Gehäuses 3 steht, elektrisch mit der unteren Fläche der Zelleneinrichtung 12 über das Gehäuse 3 und die elastische, leitfähige Platte 13 b verbunden. Wie anhand des Aufbaus der elektrischen Verbindungen zu erken nen ist, dienen die elastischen leitfähigen Platten 13 a und 13 b dazu, die Kontaktwiderstände zwischen der oberen Fläche der Zelleneinrichtung 12 und dem Anschluß 15 a sowie zwi schen der unteren Fläche der Zelleneinrichtung 12 und der Bodenfläche des Gehäuses 3 jeweils zu reduzieren, um auf diese Weise die elektrische Verbindung zu stabilisieren.

Ein Abdicht-Harzelement 17 dient zum Abdecken des Öffnungs bereichs des Gehäuses 3. Dieses Abdicht-Harzelement 17 bil det einen luftdichten Abschluß für das Gehäuse 3, um den elektrischen Doppelschicht-Kondensator 1 waschfest zu ma chen. Eine weitere thermisch kontrahierfähige Röhre 18 be deckt die äußere Umfangsfläche des Gehäuses 3, um dieses zu isolieren.

Um die Größe des zuvor erwähnten elektrischen Doppel schicht-Kondensators 1 zu reduzieren, insbesondere in Ver tikalrichtung, also um die Höhe H in Fig. 5 zu vermindern, ist es erforderlich, die Dicke der Kondensatorzellen 2 zu verringern, die die Zelleneinrichtung 12 bilden. Die Kon densatorzellen 2 lassen sich wirksam in ihrer Dicke dadurch reduzieren, daß die polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b als dünne Schichten bzw. Platten ausgebildet werden.

Im allgemeinen werden schichtförmige polarisierbare Elek troden dadurch hergestellt, daß eine kautschukartige, vis kose Mischung (Beimischung) aus Polytetrafluorethylen (PTFE)-Harz und einem flüssigen Schmierstoff ausgerollt wird, um die Schichten bzw. Platten zu erhalten. Der flüs sige Schmierstoff kann z. B. aus Wasser, Alkohol, Glykol, usw. bestehen.

Werden die Platten bzw. Schichten in der oben beschriebenen Weise in ihrer Dicke verringert, so kleben die sich über lappenden Schichten jedoch aneinander, und zwar aufgrund der Verlängerung infolge der Kunststoffelastizität der Bei mischung und der Haftfähigkeit des flüssigen Schmierstoffs, so daß sie praktisch nicht handhabbar sind. Die minimale Dicke einer solchen Schicht wurde daher auf 0,6 mm be grenzt.

Um das obige Problem zu lösen, kann daran gedacht werden, als erstes eine plattenartige Vorform herzustellen, die ei ne bestimmte Dicke aufweist, und danach einen flüssigen Schmierstoff von der Vorform zu entfernen. Anschließend ließe sich dann die Vorform in einen dünnen Film ausrollen. Dieses Verfahren erlaubt es jedoch ebenfalls nicht, einen Film mit einer Dicke herzustellen, die kleiner als 0,6 mm ist, da beim Ausrollen Risse, Brüche usw. auftreten können.

Aus diesem Grunde wurde ein Verfahren zum Entfernen eines flüssigen Schmierstoffs von einer schichtartigen Vorform sowie zum anschließenden uniaxialen oder multiaxialen Zie hen der Vorform vorgeschlagen, wie in der offengelegten ja panischen Patentpublikation Nr. 1 07 011/1988 beschrieben ist.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, Schichten bzw. Platten mit einer Dicke herzustellen, die kleiner als 0,6 mm ist. Das Verfahren eignet sich jedoch nicht zur indu striellen Anwendung, da insbesondere nach dem Ausroll schritt ein zusätzlicher Ziehschritt durchgeführt werden muß, der darüber hinaus noch relativ viel Zeit beansprucht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elek trischen Doppelschicht-Kondensator zu schaffen, das eine Reduzierung der Dicke der polarisierbaren Elektrode zwecks Verringerung der Vertikalgröße des elektrischen Doppel schicht-Kondensators ermöglicht und eine gleichzeitig hohe Ausbeute bzw. Produktivität erlaubt.

Lösungen der gestellten Aufgabe sind den kennzeichnenden Teilen der nebengeordneten Patentansprüche 1, 3, 6, 8 und 11 zu entnehmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen angege ben.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird in einem ersten Schritt (Startschritt) eine geknetete Substanz aus feinem Kohlenstoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und einem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht vorgeformt. Dieser Schritt wird immer ausgeführt.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung folgen dem Start schritt die weiteren Schritte: 1-a) Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform und 1-b) Verformen dieser schichtartigen Vorform in eine Schicht mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen bzw. Walzen.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung werden nach dem Startschritt folgende weitere Schritte ausgeführt: 2-a) Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der Vorform auf 10 bis 47 Gew.-%, 2-b) Verformen dieser schichtartigen Vorform in eine Schicht mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung von Rollen bzw. Walzen und 2-c) Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform bzw. Schicht.

In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Erfindung wird der Schritt 2-b) gemäß dem zuvor genannten zweiten Aspekt durch folgenden Schritt ersetzt: 3-b) Das Verformen der Vorform zwecks Bildung einer Schicht mit vorbestimmter Dicke erfolgt mit Hilfe geheizter Rollen bzw. Walzen.

In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt der Erfindung werden nach dem Startschritt folgende Schritte ausgeführt: 4-a) Aufeinandersetzen bzw. Aufeinanderlegen einer Mehrzahl von schichtartigen Vorformen in ihren jeweiligen Endberei chen und Verbinden derselben zu einer kontinuierlichen, langen Vorform durch Auswalzen bzw. Rollung, 4-b) Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der langen Vorform und 4-c) Verformen dieser Vorform in eine Schicht mit vorbe stimmter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen.

In Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt der Erfindung werden die Schritte 4-b) und 4-c) beim zuvor erwähnten vierten Aspekt durch folgende Schritte ersetzt: 5-b) Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der Vorform auf 10 bis 47 Gew.-%, 5-c) Verformen der langen Vorform in eine Schicht vorbe stimmter Dicke mit Hilfe von Walzen bzw. Rollen und 5-d) Entfernen des flüssigen Schmierstoffs von der Vorform bzw. langen Schicht.

Bei einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Schritt 5-c) beim zuvor erwähnten fünften Aspekt durch den folgenden Schritt ersetzt: 6-c) Verformen der Vorform in eine Schicht mit vorbestimm ter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen bzw. Walzen.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wer den nach dem Startschritt folgende weitere Schritte ausge führt: 7-a) Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der Vorform auf 20 bis 47 Gew.-%, 7-b) Aufeinandersetzen bzw. Aufeinanderlegen einer Mehrzahl von schichtartigen Vorformen in ihren jeweiligen Endberei chen und Verbinden derselben zu einer kontinuierlichen, langen Vorform durch Auswalzung bzw. Rollung, 7-c) Verformen dieser langen Vorform in eine Schicht vorbe stimmter Dicke mit Hilfe von Rollen bzw. Walzen und 7-d) Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform bzw. Schicht.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung wird der Schritt 7-c) beim zuvor erwähnten siebten Aspekt durch den folgen den Schritt ersetzt: 8-c) Verformen der langen Vorform in eine Schicht vorbe stimmter Dicke mit Hilfe geheizter Rollen bzw. Walzen.

Bei der die zuvor erwähnten Aspekte aufweisenden Erfindung wird das feine Kohlenstoffpulver wenigstens durch aktivier ten Kohlenstoff (activated carbon) oder Ruß gebildet.

Das Fluor enthaltende Polymerharz kann z. B. hergestellt sein aus Polytetrafluorethylen (PTFE), aus einem Ethylen- Tetrafluorethylen-Copolymer, einem Chlortrifluorethylen- Ethylen-Copolymer, einem Vinylidenfluorid-Copolymer, einem Tetrafluorethylen-Perchloralkylvinylether-Copolymer oder dergleichen.

Der flüssige Schmierstoff kann z. B. Wasser, Alkohol, Pro pylenglykol, Ethylenglykol, Glycerin, Weißöl oder derglei chen sein bzw. enthalten.

Die Mischungsverhältnisse zwischen dem zuvor erwähnten fei nen Kohlenstoffpulver, dem Fluor enthaltenden Polymerharz und dem flüssigen Schmierstoff sind so gewählt, daß die ge knetete Substanz 100 Gew.-Teile an feinem Kohlenstoffpulver enthält, 0,5 bis 30 Gew.-Teile an dem Fluor enthaltenden Polymerharz und 95 bis 150 Gew.-Teile an flüssigem Schmier stoff. Diese Werte sind lediglich als Beispiele zu betrach ten.

Die "geheizten Rollen" in Übereinstimmung mit dem ersten, dritten, vierten, sechsten und achten Aspekt der vorliegen den Erfindung werden auf eine Temperatur aufgeheizt, die in einem Temperaturbereich von 40 bis 350°C liegt, vorzugswei se in einem Temperaturbereich von 90 bis 120°C.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Rollschritt, der bei einer Vorform zur An wendung gelangt,

Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwi schen einem spezifischen Volumen und der Tempera tur von Polytetrafluorethylen,

Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen einer Verlängerung und der Tem peratur von gezogenem Polytetrafluorethylen,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Kondensatorzelle in einem elektrischen Doppelschicht-Kondensator, und

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen elektrischen Doppel schicht-Kondensator mit einer Mehrzahl von Konden satorzellen gemäß Fig. 4.

Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick darauf vorge schlagen, daß es für industrielle Zwecke optimaler ist, die Dicke einer Vorform zu reduzieren, von der ein flüssiges Schmiermittel beseitigt worden ist, wobei die Dickenredu zierung nicht durch Ziehen, sondern durch Rollen erfolgen soll. Hierdurch lassen sich die Eerstellungsschritte ver einfachen und die zur Reduzierung der Dicke erforderliche Zeit verkürzen.

Die Erfinder haben den Mechanismus zum Reduzieren der Dicke einer Vorform durch Rollen näher untersucht und sind zu folgendem Ergebnis gekommen: Wie die Fig. 1 zeigt, wird eine Vorform 21 mit Hilfe zweier Rollen 22 (Rollenpaar) in eine gerollte Schicht 23 über führt. Entsprechend der Fig. 1 wirkt infolge der Rollung eine Kompressionsscherkraft innerhalb der schraffiert ein gezeichneten Oberflächenschichten 24. Die Oberflächen schichten 24 müssen schnell deformiert und verlängert wer den, wenn die Vorform 21 die beiden Rollen 22 durchläuft. Es sei daran erinnert, daß Risse oder Brüche auftreten, wenn der Prozentsatz der Oberflächenschichten 24 erhöht wird, und zwar bezogen auf die insgesamt gerollte Schicht 23, wenn also die Dicke der gerollten Schicht 23 abnimmt, da die Vorform 21 nicht deformiert werden kann. Die minima le Dicke der Schicht 23, die durch Rollen erhalten wird, wird somit auf 0,6 mm begrenzt.

Wie die Fig. 2 zeigt, weist Polytetrafluorethylen (PTFE) Raumtemperatur-Übergangspunkte bei etwa 20°C und etwa 30°C auf, bei denen sich sein spezifisches Volumen ändert. Dies wird durch eine reversible Änderung der Kristallstruktur bei Raumtemperatur erklärt. Eine Verlängerung bzw. Dehnung von PTFE erhöht sich abrupt, wie die Fig. 3 zeigt, wenn es auf eine Temperatur aufgeheizt wird, die oberhalb der Raum temperatur-Übergangspunkte liegt.

Es kann somit daran gedacht werden, PTFE auf eine Tempera tur oberhalb der Raumtemperatur-Übergangspunkte aufzuhei zen, um seine Deformation zu erleichtern, so daß sich die Oberflächenschichten 24, die beim Rollen der Kompressions scherkraft ausgesetzt sind, dehnen bzw. deformieren können.

Unter diesem Gesichtspunkt wurde eine Vorform mit Hilfe von beheizten Rollen bearbeitet, wobei die Temperatur der Rol len oberhalb der Raumtemperatur lag. Es wurde daher mög lich ein Plättchen bzw. eine Schicht in einfacher Weise und schnell mit einer Dicke herzustellen, die kleiner war als 0,6 mm. Plättchen bzw. Schichten mit einer so geringen Dicke konnten mit Hilfe des herkömmlichen Verfahrens nicht erzeugt werden.

Obwohl die obigen Überlegungen hinsichtlich der Raumtempe ratur-Übergangspunkte mit Blick auf PTFE angestellt wurden, gelten sie auch für die zuvor erwähnten anderen Materia lien, beispielsweise für Polymerharz mit darin enthaltenem Fluor.

In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung wurde festgestellt, daß eine dünne Schicht durch Rollen auch ohne Aufheizung der Rollen erhalten werden kann, und zwar durch Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff bzw. Schmiermittel in der Vorform in irgendeiner Stufe vor dem Rollschritt. Wird die Vorform in einen sogenannten halbgetrockneten Zustand überführt, um den Anteil des flüs sigen Schmierstoffs in der Vorform so einzustellen, daß er innerhalb eines Bereichs von 10 bis 47 Gew.-% zu liegen kommt, so ergibt sich bei der weiteren Handhabung kein Pro blem, da der restliche flüssige Schmierstoff einen Weichma chereffekt bewirkt. Die Schicht kann dann in ihrer Dicke reduziert werden, da sich die Oberflächenschichten, die der Kompressionsscherkraft ausgesetzt sind, infolge des durch den flüssigen Schmierstoffs verursachten Weichmachereffekts leicht deformieren können.

Die auszurollende Vorform, die den flüssigen Schmierstoff noch bis zu einem Anteil enthält, der eine Handhabung noch nicht verhindert, wird in diesem Fall durch Halbtrocknen eines Preßkörpers (compact) gebildet, der eine hinreichende Menge des flüssigen Schmierstoffs aufweist. Es ist unmög lich, eine derartige Schicht aus einer gekneteten Substanz herzustellen, die ursprünglich nur einen kleinen Anteil an flüssigem Schmierstoff enthielt, und zwar infolge der ver schlechterten Walzbarkeit.

Wird die Vorform in der zuvor erwähnten Weise halbgetrock net, so wird, bevor sie mit anderen Vorformen an den Endbe reichen aufeinandergesteckt und gemeinsam mit diesen ge rollt wird, um eine kontinuierliche, lange Vorform zu er halten, der Anteil an flüssigem Schmierstoff in der Vorform vorzugsweise so eingestellt, daß er innerhalb eines Be reichs von 20 bis 47 Gew.-% liegt.

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist es möglich, eine Schicht bzw. ein Plättchen für eine polarisierbare Elektro de von 0,20 bis 0,25 mm Dicke in einfacher Weise herzustel len, und zwar innerhalb einer relativ kurzen Zeit. Plätt chen bzw. Schichten mit einer so geringen Dicke lassen sich mit Hilfe eines konventionellen Rollverfahrens nicht her stellen. Die Vertikalgröße eines elektrischen Doppel schicht-Kondensators kann somit durch Verwendung der in der oben beschriebenen Weise hergestellten polarisierbaren Elektroden erheblich reduziert werden.

Beispiel 1

120 Gew.-Teile Propylenglykol, das als flüssiger Schmier stoff dient, werden 100 Gew.-Teilen aktiviertem Kohlen stoffpulver hinzugefügt, das durch Pulverisieren von akti vierten Kohlenstoffasern mit Hilfe eines 200 Meshsiebs er halten wird. Die Kohlenstoffasern sind aus Polyacrylnitril hergestellt. Mit Hilfe eines Spiralmixers werden diese Ma terialien miteinander gemischt. Sodann werden 5 Gew.-Teile wäßriger PTFE-Dispersion ("Polyfluon D-1" von Daikin Indu stries, Ltd.) hinzugegeben, wobei die Mischung geknetet wird, um eine kautschukartige, viskose Mischung bzw. Beimi schung zu erhalten.

Diese viskose Mischung bzw. Beimischung wird mit Hilfe von Rollen so bearbeitet, daß eine schichtförmige Vorform mit einer Dicke von 1 mm entsteht.

Dann wird der flüssige Schmierstoff reduziert in der Dicke durch Rollen, die auf 90°C bis 120°C aufgeheizt sind, um eine Schicht mit einer Dicke von 0,25 mm herzustellen. Wirksam ist der Rollvorgang in einem Temperaturbereich von 40°C bis 350°C, wobei jedoch der optimale Temperaturbereich zwischen 90°C und 120°C liegt, und zwar im Hinblick auf ei nen erleichterten Roll-/Deformationsvorgang, auf eine bes sere Bearbeitbarkeit sowie im Hinblick auf eine bessere Wasserabstoßung.

Die Schicht wurde mit einer Rate von 2 m/min hergestellt.

Referenzbeispiel 1

Die Vorform nach Beispiel 1 wurde durch einen Ziehvorgang in der Dicke reduziert, um eine Schicht mit einer Dicke von 0,25 mm zu erhalten. Die Rate zur Herstellung der Schicht wurde auf 0,5 m/min begrenzt. Diese Rate ist sehr viel kleiner als diejenige beim Beispiel 1.

Beispiel 2

(Skizze) Im Vergleich zu Beispiel 1 wird eine halbgetrock nete Vorform verwendet, um eine Dickenreduktion bei Raum temperatur zu ermöglichen.

Eine schichtförmige Vorform mit einer Dicke von 1 mm wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt.

Sodann wird der Anteil an flüssigem Schmierstoff in der Vorform auf 10 bis 47 Gew.-% eingestellt, und zwar mit Hil fe eines Heißlufttrockners bei einer Temperatur von 90°C.

Diese Vorform wird in der Dicke durch Rollung bei Raumtem peratur reduziert, um eine Schicht mit einer Dicke von 0,25 mm zu erhalten. Anschließend wird der flüssige Schmierstoff vollständig aus der Schicht entfernt, damit die Schicht als polarisierbare Elektrode verwendet werden kann. Zu dieser Zeit erfolgt keine weitere Änderung der Dicke der Schicht.

Es ist somit möglich, eine dünne Schicht ohne geheizte Rol len herzustellen, da sich die Oberflächen der Schicht, die der Kompressionsscherkraft ausgesetzt sind, leicht infolge der weichmachenden Eigenschaften des restlichen Schmier stoffs verformen können.

Beispiel 3

(Skizze) Im Vergleich zu Beispiel 2 wird die Dicke mit Hilfe geheizter Rollen reduziert, um die Schichtfestigkeit zu verbessern und die Dicke weiter zu reduzieren.

Eine schichtförmige Vorform mit 10 bis 47 Gew.-% an flüssi gem Schmierstoff wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 2 hergestellt.

Diese Vorform wird mit Hilfe von Rollen, die auf eine Tem peratur zwischen 90°C und 120°C aufgeheizt sind, so ausge walzt, daß schließlich eine Schicht mit einer Dicke von 0,20 mm erhalten wird. Anschließend wird der flüssige Schmierstoff vollständig aus der Schicht entfernt, damit sie als polarisierbare Elektrode verwendet werden kann. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt keine weitere Änderung der Dicke der Schicht.

In den Beispielen 1 und 2 bleiben feine Risse, die vor der Dickenreduzierung beobachtet worden sind, auch nach dem Rollen erhalten, so daß die entsprechenden Bereiche leicht zerbrechen können. In Beispiel 3 verschwinden dagegen diese Risse so daß nach dem Rollen absolut keine Bruchstellen mehr vorhanden sind. Die minimale Dicke wurde andererseits bei den Beispielen 1 und 2 auf 0,25 mm begrenzt, während es nach Beispiel 3 möglich war, in einfacher Weise eine Schicht mit einer Dicke von 0,20 mm zu erhalten.

In Übereinstimmung mit den Beispielen 1 bis 3 lassen sich im Gegensatz zum Referenzbeispiel 1, bei dem eine schicht artige Vorform gezogen wird, dünne Schichten durch einen Rollvorgang in einfacher Weise und schnell herstellen.

Beispiel 4 (Skizze) Verlängerung des Beispiels 1

In Übereinstimmung mit den Beispielen 1 bis 3 wird jede Vorform in der Dicke reduziert, so daß die Länge einer er haltenen Schicht höchstens etwa 4 m betragen kann. Es ist somit nicht möglich, eine kontinuierliche bzw. ununter brochene, lange Schicht zu erhalten. Das Beispiel 4 richtet sich auf die Herstellung einer ununterbrochenen, langen Schicht.

Eine schichtartige Vorform mit einer Dicke von 1 mm wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt.

Eine Mehrzahl derartiger Vorformen wird jeweils an ihren Endbereichen aufeinandergesteckt und durch Walzung mitein ander verbunden, um eine ununterbrochene bzw. kontinuier liche, lange Vorform zu bilden. Die aufeinandergesteckten Teile bzw. Bereiche der Vorformen können leicht deformiert werden, und zwar durch die weichmachende Wirkung eines flüssigen Schmierstoffs bzw. Schmiermittels, das sich in den Vorformen befindet. Auf diese Weise wird eine Verbin dung der Vorformen ermöglicht.

Sodann wird der flüssige Schmierstoff aus der langen Vor form entfernt, und zwar durch Heißlufttrocknung bei einer Temperatur von 200°C.

Anschließend wird die lange Vorform durch Walzung in ihrer Dicke reduziert, und zwar mit Hilfe von Rollen, die auf ei ner Temperatur im Bereich zwischen 90°C und 120°C liegen, um eine kontinuierliche Schicht mit einer Dicke von 0,25 mm zu bilden.

Beispiel 5 (Skizze) Verlängerung des Beispiels 2

Eine kontinuierlich lange schichtartige Vorform wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 4 hergestellt.

Sodann wird der Anteil an flüssigem Schmierstoff in der langen Vorform auf 10 bis 47 Gew.-% eingestellt, und zwar durch Heißlufttrocknung bei einer Temperatur von 90°C.

Diese Vorform wird dann in ihrer Dicke durch Rollung bei Raumtemperatur reduziert, um schließlich eine kontinuierli che bzw. ununterbrochene Schicht mit einer Dicke von 0,25 mm zu erhalten.

Danach wird der flüssige Schmierstoff vollständig von der Schicht entfernt, damit diese Schicht als polarisierbare Elektrode verwendet werden kann. Zu dieser Zeit erfolgt keine weitere Dickenänderung der Schicht.

Beispiel 6 (Skizze) Verlängerung des Beispiels 3

Eine kontinuierlich lange schichtartige Vorform mit 10 bis 47 Gew.-% an flüssigem Schmierstoff wird in ähnlicher Weise wie beim Beispiel 5 hergestellt.

Sodann wird die Vorform in ihrer Dicke durch Rollung redu ziert, wobei sich die Rollen auf einer Temperatur im Be reich zwischen 90°C und 120°C befinden. Auf diese Weise wird eine Schicht mit einer Dicke von 0,20 mm erhalten. An schließend wird der flüssige Schmierstoff vollständig aus der Schicht entfernt, damit diese Schicht als polarisierba re Elektrode verwendet werden kann. Zu dieser Zeit erfolgt keine weitere Änderung der Dicke der Schicht.

In den Beispielen 4 und 5 bleiben feine Risse, die vor der Dickenreduzierung beobachtet worden sind, auch nach dem Rollvorgang erhalten, so daß die entsprechenden Teile leicht brechen können. Im Beispiel 6 verschwinden dagegen die Risse, so daß auch nach dem Rollen absolut keine Bruch gefahr besteht.

Beispiel 7

(Skizze) Eine halbgetrocknete Vorform wird verlängert und in der Dicke bei Raumtemperatur reduziert.

Zunächst wird eine schichtartige Vorform mit 20 bis 47 Gew.-% an flüssigem Schmierstoff hergestellt.

Eine Mehrzahl derartiger Vorformen wird an ihren Endteilen bzw. Endbereichen aufeinandergelegt und durch Rollung mit einander verbunden, um eine kontinuierliche bzw. ununter brochene lange Vorform zu erhalten. Die zusammengesteckten bzw. aufeinanderliegenden Vorformen lassen sich durch die weichmachende Wirkung des flüssigen Schmierstoffs miteinan der verbinden, dessen Anteil 20 bis 47 Gew.-% beträgt.

Die zuvor erwähnte lange Vorform wird bei Raumtemperatur durch Rollung in ihrer Dicke reduziert, so daß schließlich eine kontinuierliche bzw. ununterbrochene Schicht erhalten wird, deren Dicke 0,25 mm beträgt.

Anschließend wird der flüssige Schmierstoff vollständig aus der Schicht entfernt, so daß diese Schicht als polarisier bare Elektrode verwendet werden kann. Zu dieser Zeit er folgt keine weitere Dickenänderung der Schicht.

Beispiel 8

(Skizze) Eine halbgetrocknete Vorform wird verlängert und in ihrer Dicke durch geheizte Rollen reduziert.

Eine kontinuierlich lange schichtartige Vorform mit 20 bis 47 Gew.-% an flüssigem Schmierstoff wird in ähnlicher Weise wie bei Beispiel 7 hergestellt.

Diese Vorform wird dann mit Hilfe von Rollen in ihrer Dicke reduziert, wobei die Rollen auf einer Temperatur im Bereich zwischen 90 bis 120°C liegen. Die Schicht wird so weit aus gerollt, bis sie eine Dicke von 0,20 mm aufweist.

Anschließend wird der flüssige Schmierstoff vollständig aus der Schicht entfernt, so deß die Schicht als polarisierbare Elektrode verwendet werden kann. Zu dieser Zeit erfolgt keine weitere Dickenänderung der Schicht.

In Beispiel 7 bleiben feine Risse, die vor der Dickenreduk tion beobachtet worden sind, auch nach dem Rollvorgang er halten, so daß die entsprechenden Bereiche leicht zerbre chen können. In Beispiel 8 verschwinden allerdings derarti ge Risse vollständig, so daß nach dem Rollvorgang keine Bruchgefahr infolge von Rissen besteht.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt Ergebnisse der zuvor er wähnten Beispiele 1 bis 8 und des Referenzbeispiels 1.

Tabelle 1

Wie die Tabelle 1 erkennen läßt, können Schichten mit einer Dicke von 0,20 bis 0,25 mm für eine polarisierbare Elektro de in einfacher Weise und in kurzer Zeit hergestellt wer den, die sich sonst durch das übliche Rollverfahren nicht bilden lassen.

Aus den nach den Beispielen 1 bis 8 und dem Referenzbei spiel 1 erhaltenen Schichten werden kreisförmige Platten herausgestanzt, um polarisierbare Elektroden 4 a und 4 b zu erhalten, die in Fig. 4 gezeigt sind. Diese polarisierbaren Elektroden 4 a und 4 b dienen zur Bildung der Kondensatorzel len 2, die in elektrische Doppelschicht-Kondensatoren 1 in tegriert werden, wie die Fig. 5 zeigt. Die nachfolgende Ta belle 2 zeigt Meßergebnisse hinsichtlich der Produkthöhen und der Kapazitäten derartiger elektrischer Doppelschicht- Kondensatoren 1. Zur Ermittlung der in Tabelle 2 angegebe nen Kapazitäten wurden die Proben mit konstanten Strömen von 2 mA aufgeladen. Dabei wurden die Zeiten gemessen, die zwischen einem Anstieg der Spannung an den Klemmen der Kon densatoren von 2 V auf 4 V liegen.

Tabelle 2

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorformen einer gekneteten Substanz aus feinem Kohlenstoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und einem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht (21),
- Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der schichtartigen Vorform und
- Verformen dieser schichtartigen Vorform in eine Schicht (23) mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen (22, 22).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (22, 22) beim Verformen der schichtartigen Vorform in die Schicht (23) mit vorbestimmter Dicke auf eine Temperatur aufgeheizt sind, die im Bereich von 90°C bis 120°C liegt.

3. Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorformen einer gekneteten Substanz aus feinem Kohlen stoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und einem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht (21),
- Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der schichtartigen Vorform auf 10 bis 47 Gew.-%,
- Verformen dieser schichtartigen Vorform in eine Schicht (23) mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung von Rollen (22, 22) und
- Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform bzw. Schicht (23).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt zum Verformen der Vorform zwecks Einstellung einer vorbestimmten Dicke mit Hilfe der Rollen (22, 22) ge heizte Rollen verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen auf eine Temperatur aufgeheizt werden, die im Bereich von 90°C bis 120°C liegt.

6. Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorformen einer gekneteten Substanz aus feinem Kohlen stoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und ei nem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht (21),
- Aufeinandersetzen einer Mehrzahl der schichtartigen Vor formen in ihren jeweiligen Endbereichen und Verbinden derselben zu einer kontinuierlichen, langen Vorform durch Auswalzung bzw. Rollung,
- Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der langen Vor form und
- Verformen dieser Vorform in eine Schicht (23) mit vorbe stimmter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen (22, 22).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt zum Verformen der Vorform in eine Schicht mit vorbestimmter Dicke unter Verwendung geheizter Rollen diese Rollen auf eine Temperatur aufgeheizt sind, die im Bereich von 90°C bis 120°C liegt.

8. Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorformen einer gekneteten Substanz aus feinem Kohlen stoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und ei nem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht (21),
- Aufeinandersetzen einer Mehrzahl der schichtartigen Vor formen in ihren jeweiligen Endbereichen und Verbinden derselben zu einer kontinuierlichen, langen Vorform durch Auswalzung bzw. Rollung,
- Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der langen Vorform auf 10 bis 47 Gew.-%,
- Verformen dieser langen Vorform in eine Schicht (23) vor bestimmter Dicke mit Hilfe von Rollen (22, 22) und
- Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform bzw. Schicht (23).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt zum Verformen der langen Vorform in die Schicht mit vorbestimmter Dicke mit Hilfe der Rollen diese Rollen aufgeheizt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen auf eine Temperatur im Bereich zwischen 90°C und 120°C aufgeheizt werden.

11. Verfahren zur Herstellung einer polarisierbaren Elektrode für einen elektrischen Doppelschicht-Kondensator, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Vorformen einer gekneteten Substanz aus feinem Kohlen stoffpulver, einem Fluor enthaltenden Polymerharz und ei nem flüssigen Schmierstoff in eine Schicht (21),
- Einstellen des Anteils an flüssigem Schmierstoff in der schichtartigen Vorform auf 20 bis 47 Gew.-%,
- Aufeinandersetzen einer Mehrzahl der schichtartigen Vor formen in ihren jeweiligen Endbereichen und Verbinden derselben zu einer kontinuierlichen, langen Vorform durch Auswalzung bzw. Rollung,
- Verformen dieser langen Vorform in eine Schicht (23) vor bestimmter Dicke mit Hilfe von Rollen (22, 22) und
- Entfernen des flüssigen Schmierstoffs aus der Vorform bzw. Schicht (23).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt zum Verformen der langen Vorform in die Schicht (23) vorbestimmter Dicke mit Hilfe der Rollen (22, 22) diese Rollen geheizt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (22, 22) auf eine Temperatur im Bereich von 90°C bis 120°C aufgeheizt werden.