CN107430943A - 双电层电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有较低阻抗的封装件型的双电层电容器。第1端子(15)在第1单元(1c1)的与第2单元(1c2)相邻的角部、且相对于第1方向垂直的第2方向的一侧的角部即第1角部(1C1)被从封装件(1c)引出。第2端子(16)在第1角部(1C1)的比第1端子(15)更靠第1方向上的外侧的部分，从封装件(1c)被引出。第3端子(17)在第2单元(1c2)的与第1单元(1c1)相邻的角部、即与第1角部(1C1)相邻的第2角部(1C2)被从封装件(1c)引出。第4端子(18)在第2角部(1C2)的比第3端子(17)更靠第1方向上的外侧的部分，从封装件(1c)被引出。

Description

双电层电容器
技术领域
本发明涉及双电层电容器。
背景技术
以往，电容器被广泛用于例如移动电话机等各种电子设备。作为电容器，例如已知专利文献1所述的双电层电容器(Electric double-layer capacitor：EDLC)。双电层电容器与二次电池不同，在充放电不伴随化学反应，因此具备：具有较长的产品寿命的优点、能够使其以大电流在短时间内充放电的优点等。
例如，在专利文献1中，记载了封装件型的双电层电容器。专利文献1所述的双电层电容器在封装件内设置2个单元，元件被封入到各单元。各元件是矩形形状，并被排列于短边方向。从2个元件延伸的合计4根端子被均等地配置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2004-296520号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
在专利文献1所述的封装件型的双电层电容器中，迫切希望抑制阻抗的上升。
本发明的主要目的在于，提供一种具有较低阻抗的封装件型的双电层电容器。
-解决课题的手段-
本发明所涉及的双电层电容器具备：矩形形状的第1双电层电容器元件、矩形形状的第2双电层电容器元件、封装件和电解液。第1双电层电容器元件具有第1以及第2端子。第2双电层电容器元件相对于第1双电层电容器元件被配置于第1方向的一侧。第2双电层电容器元件具有第3以及第4端子。封装件具有矩形形状的第1单元和矩形形状的第2单元。第1双电层电容器元件被封入到第1单元。第2双电层电容器元件被封入到第2单元。电解液分别被填充于第1以及第2单元。第1端子在第1角部从封装件被引出，该第1角部是第1单元的与第2单元相邻的角部、且是相对于第1方向垂直的第2方向的一侧的角部。第2端子在第1角部的比第1端子更靠第1方向上的外侧的部分，从封装件被引出。第3端子在第2角部从封装件被引出，该第2角部是第2单元的与第1单元相邻的角部、且与第1角部相邻。第4端子在第2角部的比第3端子更靠第1方向上的外侧的部分，从封装件被引出。根据上述构成，能够使第1端子与第3端子接近，因此能够降低等效串联电阻。此外，能够使各双电层电容器元件的负极端子与正极端子接近。因此，在负极端子的周围产生的磁场与在正极端子产生的磁场相互抵消。其结果，即使在向本发明所涉及的双电层电容器施加高频或交流电力的情况下，阻抗也较低。
在本发明所涉及的双电层电容器中，第1方向也可以与第1以及第2双电层电容器元件的长边方向平行。
在本发明所涉及的双电层电容器中，优选第1双电层电容器元件具有相互对置的第1电极以及第2电极，第1电极以及第2电极分别包含：矩形形状的第1电极主体；第1延伸设置部，位于第1角部，从第1电极主体向第2方向的一侧延伸，连接于第1端子或者第2端子；和第2延伸设置部，位于第3角部，从第1电极主体向第2方向的一侧延伸，第3角部位于第1单元的第1方向上的另一侧且位于第2方向上的一侧，第2双电层电容器元件具有相互对置的第3电极以及第4电极，第3电极以及第4电极分别包含：矩形形状的第2电极主体；第3延伸设置部，位于第2角部，从第2电极主体向第2方向的一侧延伸，连接于第3端子或者第4端子；和第4延伸设置部，位于第4角部，从第2电极主体向第2方向的一侧延伸，第4角部位于第2单元的第1方向上的一侧且位于第2方向上的一侧。根据该构成，由于在设置有延伸设置部的部分形成电解液积存，因此即使在随着时间变化，正极与负极之间的电解液蒸发的情况下，也从电解液积存部分向正极与负极之间提供电解液，因此正极与负极之间的电解液难以不足。
在本发明所涉及的双电层电容器中，优选在将封装件的沿着第2方向的一侧端边的密封部的宽度设为L1、将封装件的位于第1单元与第2单元之间的密封部的宽度设为L2时，满足L1＞L2。在该情况下，能够增大第1内部电极与第2内部电极的对置面积，能够兼得大容量、低电阻的实现和长寿命。具体而言，由于若增大L1则电解液的蒸发速度变慢，因此能够延长双电层电容器的寿命。与此相对地，L2对电解液的蒸发没有影响。因此，通过使L2极小，能够确保较宽的电极面积。
-发明效果-
根据本发明，能够提供一种具有较低阻抗的封装件型的双电层电容器。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的双电层电容器的示意性的剖视图。
图2是本发明的一实施方式中的双电层电容器元件的示意性的剖视图。
图3是本发明的一实施方式中的正极的示意性的俯视图。
图4是本发明的一实施方式中的负极的示意性的俯视图。
图5是第1变形例中的正极的示意性的俯视图。
图6是第1变形例中的负极的示意性的俯视图。
图7是第2变形例中的正极的示意性的俯视图。
图8是第2变形例中的负极的示意性的俯视图。
具体实施方式
以下，对优选的具体实施方式的一个例子进行说明。其中，下述的实施方式仅仅是示例。本发明并不限定于下述的实施方式。
此外，在实施方式等中参照的各附图中，通过同一符号来参照实质具有同一功能的部件。此外，实施方式等中参照的附图是示意性的记载。附图中描绘的物体的尺寸的比率等可能与现实的物体的尺寸的比率等不同。在附图相互间，也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应参照以下的说明来判断。
图1是本实施方式所涉及的双电层电容器的示意性的剖视图。
图1所示的双电层电容器1具备：被封入到封装件1c的第1双电层电容器元件1a和第2双电层电容器元件1b。第1以及第2双电层电容器元件1a、1b分别是长边方向与x轴方向(第1方向)平行的矩形形状。第1双电层电容器元件1a和第2双电层电容器元件1b沿着x轴方向而被配置。因此，封装件1c也是长边方向与x轴方向平行的矩形形状。
在封装件1c中，设置有矩形形状的第1单元1c1、和在x轴方向上与第1单元1c1相邻的矩形形状的第2单元1c2。第1双电层电容器元件1a被封入到第1单元1c1。第2双电层电容器元件1b被封入到第2单元1c2。
在各单元1c1、1c2中填充电解液。电解液包含阳离子、阴离子和溶剂。作为优选被使用的阳离子，例如举例四乙基铵盐等。作为优选被使用的阴离子，例如举例：四氟化硼酸离子(BF4-)、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺((CF3SO2)2N-)等。作为优选被使用的溶剂，举例：碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯等碳酸酯化合物、腈化合物、水等水系溶剂等。
电解液例如也可以是由交联的凝胶电解液、咪唑化合物构成的离子液体。
在本实施方式中，第1双电层电容器元件1a和第2双电层电容器元件1b由相同的双电层电容器元件2构成。图2中表示双电层电容器元件2的示意性的剖视图。
如图2所示，双电层电容器元件2具有：负极11、正极12、隔板13和粘接层14。负极11和正极12之中的一个构成第1或者第3电极，另一个构成第2或者第4电极。
负极11和正极12隔着隔板13而对置。具体而言，多个负极11和多个正极12隔着隔板13而交替层叠。
负极11具备负极侧集电极11A。负极侧集电极11A例如能够由铝箔等构成。负极侧集电极11A的厚度例如能够设为10μm以上且30μm以下左右。在负极侧集电极11A上设置负极侧极化性电极11B。详细地，仅在负极侧集电极11A的主面之中与正极12对置的主面上设置负极侧极化性电极11B。负极侧极化性电极11B的厚度例如能够设为10μm以上且30μm以下左右。负极侧极化性电极11B例如能够由碳等构成。
如图3所示，负极11具有矩形形状的负极主体11a。该负极主体11a隔着隔板13而与正极12对置。从负极主体11a的x轴方向(第1方向)上的x1侧、且y轴方向(第2方向)上的y1侧的角部，连接向y1侧延伸的矩形形状的延伸设置部11b。另一方面，从负极主体11a的x轴方向上的x2侧、且y轴方向上的y1侧的角部，连接向y1侧延伸的矩形形状的延伸设置部11c。
图2以及图4所示的正极12具备正极侧集电极12A。正极侧集电极12A例如能够由铝箔等构成。正极侧集电极12A的厚度例如能够设为10μm以上且30μm以下左右。
在正极侧集电极12A上，设置正极侧极化性电极12B。详细地，仅在正极侧集电极12A的主面之中与负极11对置的主面上设置正极侧极化性电极12B。正极侧极化性电极12B的厚度例如能够设为10μm以上且30μm以下左右。正极侧极化性电极12B例如能够由碳等构成。
如图4所示，正极12具有矩形形状的正极主体12a。该正极主体12a隔着隔板13而与负极11对置。从正极主体12a的x轴方向的x1侧、且y轴方向的y1侧的角部，连接向y1侧延伸的矩形形状的延伸设置部12b。另一方面，从正极主体12a的x轴方向上的x2侧、且y轴方向上的y1侧的角部，连接向y1侧延伸的矩形形状的延伸设置部12c。
在z轴方向(厚度方向)相邻的负极11和正极12通过粘接层14而被粘接。
如图2所示，隔板13被设置于相邻的负极11以及正极12之间。隔板13是比负极11以及正极12大的平板状。通过该隔板13，负极11与正极12被隔离。隔板13例如能够由具有多个连续气泡的多孔质片构成。电解液浸入到隔板13。
第1以及第2单元1c1、1c2分别具有角部1C1～1C4。第1角部1C1位于x轴方向的x1侧且y轴方向的y1侧。第2角部1C2位于x轴方向的x2侧且y轴方向的y1侧。第3角部1C3位于x轴方向的x1侧且y轴方向y2侧。第4角部1C4位于x轴方向的x2且y轴方向的y2侧。
如图1所示，在第1双电层电容器元件1a中，负极11的延伸设置部11b和正极12的延伸设置部12b位于第1角部1C1。延伸设置部12b位于比延伸设置部11b更靠x轴方向的外侧(x2侧)。负极11的延伸设置部11c和正极12的延伸设置部12c位于第2角部1C2。延伸设置部11c位于比延伸设置部12c更靠x轴方向的内侧(x1侧)。
在第2双电层电容器元件1b中，负极11的延伸设置部11c和正极12的延伸设置部12c位于第2角部1C2。延伸设置部11c位于比延伸设置部12c更靠x轴方向的外侧(x1侧)。负极11的延伸设置部11b和正极12的延伸设置部12b位于第1角部1C1。延伸设置部12b位于比延伸设置部11b更靠x轴方向的内侧(x2侧)。
第1双电层电容器元件1a的负极端子15在第1单元1c1的第1角部1C1，与负极11的延伸设置部11b连接。负极端子15从延伸设置部11b向y轴方向的y1侧延伸。负极端子15贯通封装件1c的密封部1c3，被引出到第1单元1c1的外侧。
第1双电层电容器元件1a的正极端子16在第1单元1c1的第1角部1C1，与正极12的延伸设置部12b连接。正极端子16从延伸设置部12b向y轴方向的y1侧延伸。正极端子16贯通封装件1c的密封部1c3，被引出到第1单元1c1的外侧。
第2双电层电容器元件1b的正极端子17在第2单元1c2的第2角部1C2，与正极12的延伸设置部12c连接。正极端子17从延伸设置部12c向y轴方向的y1侧延伸。正极端子17贯通封装件1c的密封部1c3，被引出到第1单元1c1的外侧。正极端子17和负极端子15通过连接材料19而被电连接。
第2双电层电容器元件1b的负极端子18在第2单元1c2的第2角部1C2，从负极11的延伸设置部11c向y轴方向的y1侧延伸。负极端子18贯通封装件1c的密封部1c3，被引出到第1单元1c1的外侧。
如以上说明那样，在本实施方式中，相邻的、在第1单元1c1的第1角部1C1被从封装件1c引出的负极端子15、和在与第1单元1c1的第1角部1C1相邻的第2单元1c2的第2角部1C2被从封装件1c引出的正极端子17电连接。因此，能够缩短用于将负极端子15和正极端子17连接的连接材料19。因此，能够降低双电层电容器1的等效串联电阻。
但是，若双电层电容器1中流过电流，则在端子15～18的周围产生磁场，双电层电容器1的等效串联电感变大。在等效串联电感较大的状态下，若施加交流电力，则高频区域下的双电层电容器的阻抗上升。
这里，在双电层电容器1中，负极端子15和正极端子16在第1单元1c1的第1角部1C1被接近设置。因此，在负极端子15的周围产生的磁场与在正极端子16的周围产生的磁场相互抵消。正极端子17和负极端子18在第2单元1c2的第2角部1C2被接近设置。因此，在负极端子18的周围产生的磁场与在正极端子17的周围产生的磁场相互抵消。此外，由于负极端子15与正极端子17也相邻，因此在负极端子15的周围产生的磁场与在正极端子17的周围产生的磁场也相互抵消，能够减小等效串联电感。因此，在双电层电容器1中，高频区域的阻抗的上升被有效地抑制。
在双电层电容器1中，在负极主体11a以及正极主体12a的y1侧设置延伸设置部11b、11c、12b、12c。因此，分别在第1以及第2单元1c1、1c2，在负极主体11a以及正极主体12a的y1侧形成电解液积存。因此，即使电解液从单元1c1、1c2蒸发或泄漏，负极11与正极12之间的电解液也难以不足。因此，双电层电容器1具有较长的寿命。
此外，延伸设置部11b、12b被设置于第1角部1C1，另一方面，延伸设置部11c、12c被设置于第2角部1C2。因此，能够抑制单元1c1、1c2内的双电层电容器元件1a、1b的移位。因此，能够减小施加于延伸设置部11b、11c、12b、12c、端子15～18的应力。因此，延伸设置部11b、11c、12b、12c、端子15～18难以破裂。此外，由于在封装件1c的封装部1c3难以产生缝隙，因此能够有效地抑制电解液的蒸发、泄漏。
在双电层电容器1中，在将封装件1c的沿着y轴方向的y1侧的端边的密封部的宽度设为L1、将位于第1单元1c1与第2单元1c2之间的密封部的宽度设为L2时，满足L1＞L2。因此，能够增大第1内部电极与第2内部电极的对置面积，能够兼得大容量、低电阻的实现和长寿命。具体而言，由于若增大L1则电解液的蒸发速度变慢，则能够延长双电层电容器的寿命。与此相对地，L2对电解液的蒸发没有影响。因此，通过使L2极小，能够确保较宽的电极面积。
(第1变形例)
图5是第1变形例中的正极的示意性的俯视图。图6是第1变形例中的负极的示意性的俯视图。
如图5所示，负极11具有从负极主体11a的x轴方向上的x2侧的部分向y轴方向的y2侧延伸的延伸设置部11d。如图6所示，正极12具有从正极主体12a的x轴方向上的x1侧的部分向y轴方向的y2侧延伸的延伸设置部12d。在本实施方式中，这些延伸设置部11d、12d与隔板13粘接。
(第2变形例)
图7是第2变形例中的正极的示意性的俯视图。图8是第2变形例中的负极的示意性的俯视图。
如图7所示，负极11具有从负极主体11a向y轴方向的y2侧延伸的多个延伸设置部11d、11e。如图8所示，正极12具有从正极主体12a向y轴方向的y2侧延伸的多个延伸设置部12d、12e。在本实施方式中，这些延伸设置部11d、11e、12d、12e与隔板13粘接。这样，通过将与隔板13粘接的延伸设置部分别针对负极11以及正极12设置多个，从而能够抑制产生电极、隔板的剥离或折弯。从更加有效地抑制产生电极、隔板的剥离或折弯的观点出发，更加优选沿着x轴方向分别交替地设置多个负极11的延伸设置部和正极12的延伸设置部。
-符号说明-
1 双电层电容器
1a 第1双电层电容器元件
1b 第2双电层电容器
2 双电层电容器元件
1c 封装件
1c1 第1单元
1c2 第2单元
1c3 封装部
1C1 第1角部
1C2 第2角部
1C3 第3角部
1C4 第4角部
11 负极
11A 负极侧集电极
11B 负极侧极化性电极
11a 负极主体
11b、11c、11d、11e 延伸设置部
12 正极
12A 正极侧集电极
12B 正极侧极化性电极
12a 正极主体
12b、12c 延伸设置部
13 隔板
14 粘接层
15、18 负极端子
16、17 正极端子
19 连接材料

Claims (4)

1.一种双电层电容器，具备：
第1双电层电容器元件，具有第1端子以及第2端子，且为矩形形状；
第2双电层电容器元件，相对于所述第1双电层电容器元件被配置于第1方向的一侧，具有第3端子以及第4端子且为矩形形状；
封装件，具有封入了所述第1双电层电容器元件的矩形形状的第1单元、封入了所述第2双电层电容器元件的矩形形状的第2单元；和
电解液，分别被填充到所述第1单元以及所述第2单元，
所述第1端子在第1角部从所述封装件被引出，所述第1角部是所述第1单元的与所述第2单元相邻的角部、且是相对于所述第1方向垂直的第2方向的一侧的角部，
所述第2端子在所述第1角部的比所述第1端子更靠所述第1方向上的外侧的部分，从所述封装件被引出，
所述第3端子在第2角部从所述封装件被引出，所述第2角部是所述第2单元的与所述第1单元相邻的角部、且与所述第1角部相邻，
所述第4端子在所述第2角部的比所述第3端子更靠所述第1方向上的外侧的部分，从所述封装件被引出。
2.根据权利要求1所述的双电层电容器，其中，
所述第1方向与所述第1双电层电容器元件以及所述第2双电层电容器元件的长边方向平行。
3.根据权利要求1或2所述的双电层电容器，其中，
所述第1双电层电容器元件具有相互对置的第1电极以及第2电极，
所述第1电极以及第2电极分别包含：
矩形形状的第1电极主体；
第1延伸设置部，位于所述第1角部，从所述第1电极主体向所述第2方向的一侧延伸，连接于所述第1端子或者所述第2端子；和
第2延伸设置部，位于第3角部，从所述第1电极主体向所述第2方向的一侧延伸，所述第3角部位于所述第1单元的所述第1方向上的另一侧且位于所述第2方向上的一侧，
所述第2双电层电容器元件具有相互对置的第3电极以及第4电极，
所述第3电极以及第4电极分别包含：
矩形形状的第2电极主体；
第3延伸设置部，位于所述第2角部，从所述第2电极主体向所述第2方向的一侧延伸，连接于所述第3端子或者所述第4端子；和
第4延伸设置部，位于第4角部，从所述第2电极主体向所述第2方向的一侧延伸，所述第4角部位于所述第2单元的所述第1方向上的一侧且位于所述第2方向上的一侧。
4.根据权利要求1～3所述的双电层电容器，其中，
在将所述封装件的沿着所述第2方向的一侧端边的密封部的宽度设为L1，
且将所述封装件的位于所述第1单元与所述第2单元之间的密封部的宽度设为L2时，
满足L1＞L2。
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