JP2000331882A - Electric double-layer capacitor and its manufacture - Google Patents

Electric double-layer capacitor and its manufacture

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JP2000331882A
JP2000331882A JP13671699A JP13671699A JP2000331882A JP 2000331882 A JP2000331882 A JP 2000331882A JP 13671699 A JP13671699 A JP 13671699A JP 13671699 A JP13671699 A JP 13671699A JP 2000331882 A JP2000331882 A JP 2000331882A
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current collector
wound
electric double
layer capacitor
separator
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JP13671699A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Nakao
恵一 中尾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability electric double-layer capacitor which is widely used for various kinds of electric devices, for regenerative power of electric vehicles and for storage of power. SOLUTION: By impregnating a collector 3 constituting the electric double- layer capacitor with water, winding it into a specified shape in a softened state, and drying the collector 3 after winding, defects such as cracks or peeling off at the time of winding can be prevented even if the thickness of the collector 3 is increased and its cost of manufacture can also be reduced. Also, by using a waterproof separator 16 at that time, the yield of products is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は各種電気機器及び電
気自動車を始めとする駆動用モータの回生用や、電力貯
蔵用に用いられる電気二重層コンデンサ及びその製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor used for regenerating driving motors such as various electric devices and electric vehicles and for storing electric power, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気二重層コンデンサとしては、
特開平3−280518号公報に記載されたものが知ら
れている。こうした電気二重層コンデンサは、集電体を
セパレータを間に挟んで捲回し、非水系電極液とともに
ケースに封止されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an electric double layer capacitor,
One described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-280518 is known. In such an electric double layer capacitor, a current collector is wound around a separator and sealed in a case together with a non-aqueous electrode solution.

【0003】電気二重層コンデンサにおいては、大容量
化、低コスト化、信頼性の改善が要求されている。図8
に10F(ファラッド)〜数千F大電力用の捲回形電気
二重層コンデンサの構造図を示したものである。図8に
おいて、1はケース、2は導電箔であり、導電箔2の表
面には集電体3が片面もしくは両面に形成されている。
5は捲回体であり、複数の集電体3が間にセパレータ4
を挟んで捲回されている。6aは取出し電極であり、複
数の導電箔2に互いに接続されている。7は封口材であ
り、8は封口体7に設けた端子である。
[0003] Electric double layer capacitors are required to have large capacity, low cost, and improved reliability. FIG.
FIG. 1 shows a structure diagram of a wound electric double layer capacitor for 10 F (farad) to several thousand F high power. In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a case, 2 denotes a conductive foil, and a current collector 3 is formed on one or both surfaces of the conductive foil 2.
Reference numeral 5 denotes a wound body, and a plurality of current collectors 3 have a separator 4 therebetween.
It is wound around. Reference numeral 6a denotes an extraction electrode, which is connected to the plurality of conductive foils 2 mutually. Reference numeral 7 denotes a sealing material, and reference numeral 8 denotes a terminal provided on the sealing body 7.

【0004】従来提案されていた電気二重層コンデンサ
では、フッ素を含んだ樹脂をバインダ(結着剤あるいは
接着剤、多くの場合は樹脂)として用いることも提案さ
れていたが、分散方法や専用溶剤が課題になっていた。
そこで例えば、特公昭59−42448号公報で提案さ
れているようなカルボキシメチルセルロースやカルボキ
シメチルデンプン等の多糖類をバインダとして用いるも
のが、特開平4−88619号公報では分極性電極が活
性炭の結着剤としてカルボキシメチルセルロースや水溶
性チキン等の水溶性の多糖類およびその誘導体を用いる
ものや、また特開昭63−181307号公報では電極
のバインダーとしてカルボキシル基またはそのアルカリ
金属塩を有するアルギン酸ナトリウム等の多糖類を用い
るものが提案されている。
[0004] In the electric double layer capacitor proposed so far, it has been proposed to use a resin containing fluorine as a binder (binder or adhesive, often a resin). Was an issue.
Thus, for example, a method using a polysaccharide such as carboxymethylcellulose or carboxymethylstarch as a binder proposed in Japanese Patent Publication No. 59-44448 is disclosed in JP-A-4-88619. Agents using water-soluble polysaccharides such as carboxymethylcellulose and water-soluble chicken and derivatives thereof, and JP-A-63-181307 discloses sodium alginate having a carboxyl group or an alkali metal salt thereof as an electrode binder. Those using polysaccharides have been proposed.

【0005】こうした材料をバインダとして活性炭を接
着させ、集電体(電気二重層の構成部分であり、ベース
となる金属箔の上に形成された活性炭塗膜を指す)とし
て用いる。しかしこうした材料は、原料がパルプ(セル
ロース)となるため、これらセルロース誘導体はすべて
分子鎖の中央はセルロース(グルコピラノース分子が
1,4位置でβグルコシド結合をした長鎖状構造をと
る)であり、このセルロース分子はミセル状の構造を持
ち結晶化しやすいため植物の骨に相当するため硬くて脆
い。
Activated carbon is adhered to such a material as a binder, and is used as a current collector (which is a constituent part of an electric double layer and refers to an activated carbon coating film formed on a base metal foil). However, since the raw material of such materials is pulp (cellulose), all of these cellulose derivatives are cellulose at the center of the molecular chain (having a long-chain structure in which a glucopyranose molecule has a β-glucoside bond at the 1,4 position). However, the cellulose molecule has a micellar structure and is easily crystallized, and is therefore hard and brittle because it corresponds to the bone of a plant.

【0006】こうした樹脂材料を用いた電極塗膜に対し
て塗膜密度を上げるために特開昭57−60828号公
報等で提案されているプレスを行おうとしても、柔軟性
が無いため高圧のプレスでないと塗膜密度が上がらな
い。また高圧のプレスの場合、電極塗膜の割れ、剥離あ
るいはアルミニウム箔自身の伸びや変形に課題があっ
た。樹脂量を少なくすることでプレス圧力を多少下げら
れるが、集電体の結着力が不足する。具体的には、金属
箔と活性炭塗膜の接着強度が不足したり、活性炭塗膜自
体の凝集破壊が発生するため捲回の際に、電極塗膜が割
れたり、剥がれたりしやすい。このためこうしたバイン
ダの場合では、集電体中に水分を残した柔らかいままプ
レスする必要があり集電体中に水分が残りやすい。
[0006] In order to increase the coating density of an electrode coating using such a resin material, even if a press proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-60828 or the like is performed, there is no flexibility. If it is not a press, the coating density will not increase. In the case of a high-pressure press, there was a problem in cracking or peeling of the electrode coating film or elongation or deformation of the aluminum foil itself. Pressing pressure can be reduced somewhat by reducing the amount of resin, but the binding power of the current collector is insufficient. Specifically, the adhesive strength between the metal foil and the activated carbon coating film is insufficient, and cohesive failure of the activated carbon coating film itself occurs, so that the electrode coating film is easily cracked or peeled at the time of winding. For this reason, in the case of such a binder, it is necessary to perform the pressing while keeping the moisture remaining in the current collector and the moisture tends to remain in the current collector.

【0007】特に非水溶系電解液を用いた電気二重層コ
ンデンサの場合、内部に水分が入ると耐電圧劣化原因、
有機溶剤系の分解電圧は3Vであるが、水系の分解電圧
は1V程度と低くなりやすい。こうした従来のバインダ
の場合、その自体が水溶性であるため水分の吸着性が高
く、残留水分の除去が難しい。こうした現象は特開昭6
3−181307号公報等で提案されているアルギン酸
の多糖類でも同様に発生する。
In particular, in the case of an electric double layer capacitor using a non-aqueous electrolyte, if water enters the inside, a cause of deterioration of withstand voltage,
The decomposition voltage of an organic solvent system is 3 V, whereas the decomposition voltage of an aqueous system tends to be as low as about 1 V. In the case of such a conventional binder, the binder itself is water-soluble, and therefore has a high water absorption property, and it is difficult to remove the residual water. Such a phenomenon is disclosed in
Alginic acid polysaccharides proposed in, for example, JP-A-3-181307 also occur similarly.

【0008】一方、特開昭62−179711号公報や
特開昭62−16506号公報では、活性炭を人造ラテ
ックスに分散させて混合溶液を作成し、更に脱水処理し
て得られた凝集物を乾燥し、ついで凝集物を粉砕し、さ
らにこれを造粒し、この造粒粉末を加圧、成形する事が
提案されているが、このような電気二重層コンデンサの
製造方法ではボタン形やコイン形にしか対応できないた
め、現在、産業用や電気自動車用に要求されている大容
量、例えば4,000F以上の捲回形あるいは積層形の
電気二重層コンデンサの製造には応用することができな
かった。
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-179711 and 62-16506, activated carbon is dispersed in artificial latex to prepare a mixed solution, and agglomerates obtained by dehydration treatment are dried. Then, it is proposed to pulverize the agglomerate, further granulate this, pressurize this granulated powder, and mold it. Therefore, it cannot be applied to the production of large-capacity, for example, wound or laminated electric double-layer capacitors of 4,000 F or more, which are required for industrial and electric vehicles. .

【0009】また、特開平6−316784号公報では
カーボンブラックとPTFEの均一混合粉末の製造手法
として超音波ホモジナイザーの使用が、特開平6−20
3849号公報及び特開平8−203536号公報では
燃料電池の燃料電極とその触媒製造方法及び電池の運転
方法において、触媒及びニッケルをカーボンブラックと
共に分散させる手法として超音波ホモジナイザーの使用
が提案されているが、高分散化には限度があった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-316784 discloses the use of an ultrasonic homogenizer as a method for producing a uniform mixed powder of carbon black and PTFE.
JP-A-3849 and JP-A-8-203536 propose the use of an ultrasonic homogenizer as a method for dispersing a catalyst and nickel together with carbon black in a fuel electrode of a fuel cell, a method for producing the catalyst and a method for operating the battery. However, high dispersion was limited.

【0010】また、特開昭63−104316号公報で
は、ケッチェンブラックにガラス転移温度が−10℃以
下のエラストマーからなる分極性電極を用いることが提
案されている。ここでエラストマーとしては、共重合体
や各種ゴム材料が提案されている。しかしこうした材料
は、有機溶剤にバインダーを溶解し、これにケッチェン
ブラックを混合し両者を分散し、溶剤を蒸発させた後、
更にロールでブレンドし、成形しようとするものであ
る。しかし、こうした手法は、昔よりタイヤを始めとす
るゴム練物の製法で作成されたものであり、リチウム二
次電池や鉛二次電池に並ぶ高容量のものを作成すること
は難しい。こうした事例としては、特開平7−3312
01号公報でも、膨張黒鉛のバインダーとしてゴム材を
混練することが提案されている。この場合、ゴム材はト
ルエン等の溶媒に溶解され炭素粉末を加えて混練された
後熱処理するものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-104316 proposes to use a polarizable electrode made of an elastomer having a glass transition temperature of -10 ° C. or less for Ketjen Black. Here, copolymers and various rubber materials have been proposed as elastomers. However, these materials dissolve the binder in the organic solvent, mix Ketjen Black with this, disperse both, evaporate the solvent,
Further, they are blended by a roll and are to be molded. However, such a method has been created by a method of manufacturing rubber kneaded materials such as tires for a long time, and it is difficult to create a high capacity battery such as a lithium secondary battery or a lead secondary battery. Such a case is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-3312.
No. 01 also proposes kneading a rubber material as a binder for expanded graphite. In this case, the rubber material is dissolved in a solvent such as toluene, added with carbon powder, kneaded, and then heat-treated.

【0011】また、特開平8−250380号公報で
は、アクリルニトリルブタジエンゴム等の粉末をキシレ
ン等の溶剤に溶解させた後、活性炭粉末やアセチレンブ
ラックと混合させ、最後に溶剤を蒸発させて得られた混
合物を加圧成形法や押し出し成形金型を用い厚み50〜
500μmに成形する方法が提案されている。こうし
た、従来の溶解方法では、ゴム材が完全溶解(言い換え
ると数オングストロームの分子状態まで溶解もしくは分
散)してしまうため、活性炭表面の数オングストローム
の微細孔まで塞いでしまい、製品の容量値を下げてしま
うことが問題になっていた。こうした課題を解決するた
め、ゴムとの混練や成形方法を工夫することが行われて
いたがどうしても限度があった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-250380, a powder obtained by dissolving a powder such as acrylonitrile butadiene rubber in a solvent such as xylene is mixed with activated carbon powder or acetylene black, and finally the solvent is evaporated. Of the mixture obtained by using a pressure molding method or an extrusion molding die to a thickness of 50 to 50 μm.
A method of molding to 500 μm has been proposed. In such a conventional dissolution method, the rubber material is completely dissolved (in other words, dissolved or dispersed to a molecular state of several angstroms), thereby closing the fine pores of several angstroms on the surface of the activated carbon and lowering the capacity value of the product. Was a problem. In order to solve these problems, kneading with rubber and a method of molding have been devised, but there was a limit.

【0012】また、最近では、より環境を考慮した物作
りとして、活性炭や導電性付与剤を樹脂と共に集電体と
して導電箔の上に塗工する際、有機溶剤ではなく水を主
体とした溶剤を用いることが考えられている。しかし水
を主体とした場合、低沸点の有機溶剤を用いた場合より
集電体の乾燥エネルギーが必要になる。あるいは集電体
自体(さらには用いる樹脂自体)が吸湿しやすいため、
集電体内部に残る残留水分や、仕掛かり品での水分吸
収、水分吸着が問題になる。一般的な電気二重層コンデ
ンサとしては、製品中の残留水分を200ppm以下に
しないと長期の信頼性に悪影響を与える可能性があるこ
とも実験的に確かめられている。こうした原因として
は、電圧を印加した際に残留水分にも電圧が印加され、
このため非水系電解液より低電圧で残留水分が電気分解
してしまうためと考えられている。
In recent years, as a more environmentally friendly product, when an activated carbon or a conductivity-imparting agent is applied as a current collector together with a resin on a conductive foil, a solvent mainly composed of water instead of an organic solvent is used. It is considered to use. However, when water is mainly used, drying energy of the current collector is required more than when a low-boiling organic solvent is used. Alternatively, the current collector itself (and the resin itself) easily absorbs moisture,
The remaining moisture remaining inside the current collector, and the absorption and absorption of moisture by the in-process product become problems. It has been experimentally confirmed that as a general electric double layer capacitor, long-term reliability may be adversely affected unless the residual moisture in the product is reduced to 200 ppm or less. The reason for this is that when a voltage is applied, a voltage is also applied to the residual moisture,
For this reason, it is considered that the residual water is electrolyzed at a lower voltage than the non-aqueous electrolyte.

【0013】また、電気二重層コンデンサの容量を増加
させるため集電体の高膜厚が望まれている。しかし集電
体が厚くなると、捲回時に集電体にヒビやクラックが発
生することが問題になる。図9(A)〜(C)は捲回性
の評価方法の一例を示すものである。図9において、9
は丸棒であり、この丸棒9の周りに製品幅に切断された
少なくとも一表面に集電体3が結着されたアルミニウム
箔2を巻き付けることで、その集電体3の捲回性を評価
するものである。図9(A)は集電体3がアルミニウム
箔2から剥がれ、更に集電体3自体が破断面10を形成
した様子を示し、この状態の評価は捲回不可能である。
図9(B)は集電体3はアルミニウム箔2から剥がれ
ず、集電体3の表面に微細クラック11を形成した様子
を示し、この状態の評価は捲回性不良である。図9
(C)は集電体3からアルミニウム箔2が剥がれず、集
電体3の表面に割れやクラック等のダメージが発生して
いない様子、正常面12は捲回する前の状態と同じ表面
状態を示し、この状態の評価は捲回性が良好である。
[0013] In order to increase the capacity of the electric double layer capacitor, a high thickness of the current collector is desired. However, when the current collector is thick, there is a problem that cracks and cracks occur in the current collector during winding. FIGS. 9A to 9C show an example of a method for evaluating the winding property. In FIG. 9, 9
Is a round bar, and by winding an aluminum foil 2 having a current collector 3 bound on at least one surface cut into a product width around the round bar 9, the winding property of the current collector 3 is improved. To evaluate. FIG. 9A shows a state in which the current collector 3 has been peeled off from the aluminum foil 2 and the current collector 3 itself has formed a fractured surface 10, and it is impossible to evaluate this state.
FIG. 9B shows a state in which the current collector 3 is not peeled off from the aluminum foil 2 and fine cracks 11 are formed on the surface of the current collector 3, and evaluation of this state is poor in winding property. FIG.
(C) is a state in which the aluminum foil 2 is not peeled off from the current collector 3 and no damage such as cracks or cracks has occurred on the surface of the current collector 3, and the normal surface 12 is the same surface state as before the winding. The evaluation of this state shows that the winding property is good.

【0014】なお、こうした評価は、アルミニウム箔2
の両面に集電体3を形成し、この両面について交互に各
10回〜100回行うことが望ましい。例えば、同じ電
極液を用いて集電体を製造しても、その厚みが厚くなる
ほど捲回性を評価した時にクラックや割れが発生しやす
くなる。例えば、ある組成の電極液を作成し、これを用
いてアルミニウム箔の上に厚み30μmの集電体を作成
しこの捲回性が良好であっても、厚み100μmの集電
体を作成し捲回性を評価すると、割れやクラックあるい
は剥がれが発生する場合が有り、更に厚み1000μm
の集電体を作成した場合は、多くの場合割れやクラック
あるいは剥がれが発生してしまう。
Incidentally, such evaluation is based on aluminum foil 2
It is preferable that the current collectors 3 are formed on both sides of the substrate, and the operations are alternately performed 10 to 100 times on both sides. For example, even if a current collector is manufactured using the same electrode solution, cracks and cracks are more likely to occur when the rollability is evaluated as the thickness increases. For example, an electrode solution having a certain composition is prepared, and a current collector having a thickness of 30 μm is formed on an aluminum foil using the electrode solution. Even if the winding property is good, a current collector having a thickness of 100 μm is formed. When the reversibility is evaluated, cracks, cracks or peeling may occur, and the thickness is further 1000 μm.
When the current collector is prepared, cracks, cracks or peeling often occur.

【0015】このように、捲回不良は厚み100μm以
上で発生しやすいが、集電体組成によっては厚み500
μmで捲回不良が発生する場合も有るし、大丈夫な場合
もある。このため従来はこうした課題を解決するのに、
集電体の厚みに応じて集電体塗膜の硬さや柔軟性、例え
ば厚みに応じて電極液の組成を変える必要が有り、製品
のコストを上げてしまう。
As described above, poor winding is likely to occur at a thickness of 100 μm or more.
In some cases, winding failure may occur at μm, and in some cases, it may be OK. For this reason, conventionally, to solve such problems,
It is necessary to change the composition and composition of the electrode solution according to the hardness and flexibility of the current collector coating, for example, according to the thickness of the current collector, which increases the cost of the product.

【0016】また、従来は乾燥された状態の集電体塗膜
をセパレータを介して所定回数捲回されていたため、セ
パレータ自体は通常の紙が用いられていた。
Conventionally, since the current-collector coating film in a dried state has been wound a predetermined number of times through a separator, ordinary paper is used for the separator itself.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の問題点を解決し、集電体部分に含まれる水を可能
な限り少なくして長期の信頼性を得るとともに大容量
化、低コストを図った電気二重層コンデンサを提供する
ことを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and obtains long-term reliability by minimizing water contained in a current collector portion while increasing the capacity. It is an object of the present invention to provide a low-cost electric double layer capacitor.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、捲回工程においてクラックや割れ、剥がれ
等の発生しやすかった集電体塗膜に対して、その集電体
を含水させてその柔軟性を増加させ捲回することで微細
クラックや割れや剥がれの発生を防止し、捲回した後で
集電体自体を乾燥させることにより、より厚い集電体に
対しても塗膜の割れや欠けを最小限にしようとするもの
であり、また耐水性のセパレータを用いることで集電体
やセパレータが含水した状態であっても互いにショート
することがなく、また含水状態で捲回されるため集電体
中に応力が発生しにくくなり、また捲回状態のままで乾
燥あるいは硬化、重合させることにより、捲回状態での
残留応力を極力減らすことができ、製品自体の安定性を
高められる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention relates to a method in which a current collector is coated on a current-collecting film which is liable to crack, crack, peel off, etc. in the winding step. To increase the flexibility and prevent the occurrence of fine cracks, cracks and peeling by winding, and by drying the current collector itself after winding, it can be applied to thicker current collectors. It is intended to minimize cracking and chipping of the film, and by using a water-resistant separator, even if the current collector and the separator are hydrated, they do not short-circuit with each other, and they are wound in a hydrated state. It is hard to generate stress in the current collector because it is turned, and by drying, curing or polymerizing in the wound state, the residual stress in the wound state can be reduced as much as possible, and the product itself is stable. You can enhance the nature.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面
に集電体として100μm以上の厚みで塗布された複数
枚の導電箔を1枚もしくは複数枚の耐水性を有するセパ
レータを介して捲回し、所定の非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサであり、耐水
性を有するセパレータを用いることにより、捲回工程に
おいて含水した集電体を用いて捲回してもショート等の
不良が発生しにくくなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention relates to a method for forming a plurality of conductive foils, each of which is coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one side or both sides as a current collector with a thickness of 100 μm or more. An electric double-layer capacitor that is wound through one or more water-resistant separators, taken out in a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed together with electrodes, and the winding process is performed by using a water-resistant separator. In this case, even when wound using a current collector containing water, defects such as short-circuiting hardly occur.

【0020】本発明の請求項2に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水させ捲回されたままで乾燥した後、所定
の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する電気二重
層コンデンサの製造方法であり、集電体は溶剤成分を多
量に含んだ含水させた状態で所定形状に捲回することに
なり、含まれた溶剤成分が一種の可塑剤として作用し、
割れや剥がれを発生させることなく厚い集電体塗膜でも
所定形状に捲回することができ、また所定形状に捲回し
た後で、前記集電体が乾燥されるため集電体内部に含ま
れる水が問題になることはない。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of conductive foils in which activated carbon and a conductivity-imparting agent are applied as a current collector to one or both surfaces with a thickness of 100 μm or more on a resin are interposed via a separator. In an electric double-layer capacitor which is wound and sealed together with an extraction electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is impregnated with water and dried while being wound, and then encapsulated together with the extraction electrode in a predetermined non-aqueous electrode solution. This is a method for manufacturing a double-layer capacitor, in which the current collector is wound into a predetermined shape in a state of containing water containing a large amount of a solvent component, and the contained solvent component acts as a kind of plasticizer,
Even a thick current collector coating film can be wound into a predetermined shape without generating cracks and peeling, and after being wound into a predetermined shape, the current collector is dried and contained in the current collector. Water is not a problem.

【0021】本発明の請求項3に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水させた状態で捲回された後前記導電箔も
しくは集電体に電流を印加し発熱させて前記集電体を乾
燥した後、所定の非水系電極液中に取出し電極と共に封
入する電気二重層コンデンサの製造方法であり、集電体
は含水させた状態で所定形状に捲回することになり、含
まれた水が一種の可塑剤として作用し、割れや剥がれを
発生させることなく厚い集電体塗膜でも所定形状に捲回
することができ、また所定形状に捲回した後で導電箔も
しくは集電体に電流を印加することでジュール熱を発生
させて前記集電体を内部から加熱でき、集電体の内部に
含まれた水を短時間に確実に除去でき、製品の信頼性を
高められる。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of conductive foils, each of which is coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent as a current collector on one or both sides with a thickness of 100 μm or more on a resin, via a separator, are provided. Wound, in an electric double layer capacitor sealed with a take-out electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is wound in a state of being hydrated, and then heat is applied by applying a current to the conductive foil or current collector. A method for manufacturing an electric double layer capacitor in which the current collector is dried and then taken out into a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed together with an electrode, wherein the current collector is wound into a predetermined shape while being hydrated. The contained water acts as a kind of plasticizer and can be rolled into a predetermined shape even with a thick current collector coating without causing cracks or peeling, and a conductive foil after being wound into a predetermined shape Alternatively, charge the current collector To generate Joule heat by applying a possible heating the current collector from the inside, can be short to ensure removal of water contained in the interior of the current collector is enhanced product reliability.

【0022】本発明の請求項4に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは集電体として1
00μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔をセパ
レータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し電極と
共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前記集電
体は含水させ捲回された状態でうず電流を発生させるよ
うに外部から電磁場を印加して前記集電体を乾燥した
後、所定の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する
電気二重層コンデンサの製造方法であり、集電体は含水
させた状態で所定形状に捲回することになり、含まれた
水が一種の可塑剤として作用して割れや剥がれを発生さ
せることなく厚い集電体塗膜でも所定形状に捲回するこ
とができ、また所定形状に捲回した後で導電箔もしくは
集電体に渦電流を発生させて前記集電体を内部から加熱
でき、集電体の内部に含まれた水を短時間に確実に除去
でき、製品の信頼性を高められる。
According to a fourth aspect of the present invention, the activated carbon and the conductivity-imparting agent are combined with a resin on one side or as a current collector.
In the electric double layer capacitor in which a plurality of conductive foils applied with a thickness of 00 μm or more are wound through a separator and taken out in a non-aqueous electrode solution and sealed together with electrodes, the current collector is hydrated and wound. A method for manufacturing an electric double layer capacitor in which an external electromagnetic field is applied so as to generate an eddy current and the current collector is dried and then taken out in a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed together with an electrode. Will be wound into a predetermined shape in a state of containing water, and the contained water acts as a kind of plasticizer, and even a thick current collector coating without a crack or peeling is wound into a predetermined shape. Also, after being wound into a predetermined shape, the current collector can be heated from the inside by generating an eddy current in the conductive foil or the current collector, and water contained in the current collector can be removed in a short time. Reliable removal, product reliability It is enhanced.

【0023】本発明の請求項5に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水させ互いの集電体どうしと隙間が形成さ
れた状態で捲回され、この状態で加熱乾燥した後、所定
の非水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重
層コンデンサの製造方法であり、集電体は含水させた状
態で所定形状に捲回することになり、含まれた水が一種
の可塑剤として作用し、割れや剥がれを発生させること
なく厚い集電体塗膜でも所定形状に捲回することがで
き、また含水状態では隙間が形成されるように捲回して
おくことで、前記集電体が外気や熱風、真空等と広い面
積で接することができ、集電体の内部に含まれた水を短
時間に確実に除去でき、製品の信頼性を高められる。
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of conductive foils in which activated carbon and a conductivity-imparting agent are applied as a current collector to one or both surfaces with a thickness of 100 μm or more on a resin are interposed via a separator. In an electric double-layer capacitor which is wound and enclosed together with an extraction electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is impregnated with water and wound with a gap formed between the current collectors, and then heated and dried in this state. After that, it is a method of manufacturing an electric double layer capacitor in which a predetermined non-aqueous electrode solution is taken out and sealed together with an electrode, and the current collector is wound into a predetermined shape while being hydrated, and the contained water is removed. Acts as a kind of plasticizer, it can be wound into a predetermined shape even with a thick current collector coating without generating cracks or peeling, and it can be wound so that gaps are formed in the wet state , The collection Body can be in contact over a wide area outside air or hot air, a vacuum, etc., can be short to ensure removal of water contained in the interior of the current collector is enhanced product reliability.

【0024】本発明の請求項6に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水させた状態で捲回した後、真空乾燥した
後、所定の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する
電気二重層コンデンサの製造方法であり、集電体は含水
させた状態で所定形状に捲回することになり、含まれた
水が一種の可塑剤として作用し、割れや剥がれを発生さ
せることなく厚い集電体塗膜でも所定形状に捲回するこ
とができ、また所定形状に捲回した後で真空中で水を蒸
発させるため、集電体内部に含まれた水を短時間に確実
に除去でき、製品の信頼性を高められる。
According to a sixth aspect of the present invention, a plurality of conductive foils having activated carbon and a conductivity-imparting agent applied to a resin and having a thickness of 100 μm or more on one or both sides as a current collector are formed through a separator. In an electric double layer capacitor which is wound up and sealed together with an extraction electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is wound in a water-containing state, dried in vacuum, and then removed in a predetermined non-aqueous electrode solution. This is a method of manufacturing an electric double layer capacitor that is enclosed together with the current collector, and the current collector is wound into a predetermined shape while containing water, the water contained acts as a kind of plasticizer, causing cracking and peeling Even a thick current collector coating can be wound into a predetermined shape without causing the water to evaporate in a vacuum after being wound into a predetermined shape, so that water contained inside the current collector can be removed for a short time. Products can be reliably removed It is enhanced reliability.

【0025】本発明の請求項7に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水させた状態で捲回した後、前記集電体を
乾燥させ、前記集電体の中央部に治具を挿入して前記集
電体を所定寸法まで巻き締めた後、所定の非水系電極液
中に取出し電極と共に封入する電気二重層コンデンサの
製造方法であり、含水した集電体が乾燥した後に隣接す
る集電体やセパレータとの間に隙間ができても、これを
巻き締めることによりより小さな直径に巻き取ることが
でき、電気二重層コンデンサの体積当たりの容量密度を
高められる。
According to a seventh aspect of the present invention, a plurality of conductive foils having activated carbon and a conductivity-imparting agent applied as a current collector to one or both surfaces with a thickness of 100 μm or more on a resin are interposed via a separator. In an electric double-layer capacitor wound and wound together with an extraction electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is wound in a state of being hydrated, then the current collector is dried, and a central portion of the current collector is dried. A method for manufacturing an electric double-layer capacitor in which a jig is inserted into a current collector, and the current collector is wound up to a predetermined size, and then taken out into a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed together with an electrode. Even if a gap is formed between the current collector and the adjacent separator after the formation, the coil can be wound into a smaller diameter by winding it up, and the capacity density per unit volume of the electric double layer capacitor can be increased.

【0026】本発明の請求項8に記載の発明は、活性炭
及び導電性付与剤が樹脂と片面もしくは両面に集電体と
して100μm以上の厚みで塗布された複数枚の導電箔
をセパレータを介して捲回し、非水系電極液中に取出し
電極と共に封入した電気二重層コンデンサにおいて、前
記集電体は含水したセパレータと共に捲回され前記セパ
レータ及び前記集電体が乾燥された後、所定の非水系電
極液中に取出し電極と共に封入する電気二重層コンデン
サの製造方法であり、集電体は含水したセパレータと同
時に捲回されるため、含まれた水が一種の可塑剤として
作用し、割れや剥がれを発生させることなく厚い集電体
塗膜でも所定形状に捲回することができ、また所定形状
に捲回した後で、集電体やセパレータから水を蒸発させ
るため製品の信頼性を高められる。
The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that a plurality of conductive foils having activated carbon and a conductivity-imparting agent applied as a current collector to one or both surfaces with a thickness of 100 μm or more on a resin are interposed via a separator. In an electric double layer capacitor wound and sealed together with an extraction electrode in a non-aqueous electrode solution, the current collector is wound together with a water-containing separator, and after the separator and the current collector are dried, a predetermined non-aqueous electrode This is a method of manufacturing an electric double layer capacitor that is taken out in a liquid and sealed together with an electrode.The current collector is wound at the same time as a water-containing separator, so that the water contained acts as a kind of plasticizer, causing cracks and peeling. Thick current collector coatings can be wound into a given shape without causing any problems, and water is evaporated from the current collector and separator after being wound into a given shape. The enhanced.

【0027】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図4を用いて説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0028】(実施の形態1)図1は本発明による電気
二重層コンデンサの構造及び製造方法の工程の一部を示
す。図1(A)において、13は原反であり、導電箔2
及び集電体3が所定長さ分(図1(A)において導電箔
2と集電体3は省略している)が巻かれている。14は
スプレーであり、集電体3の表面に水15を一定量噴き
出す。一般的に原反13は作業性を良くするため、直径
100〜200mmφのパイプ、つまり中心部の直径は
100〜200mmで巻き取られる周りに数十〜数百m
が連続的に巻き取られる。16は耐水性セパレータであ
り、この耐水性セパレータ16を介して複数枚の導電箔
2及び集電体3が製品形状に捲回され、捲回体5を形成
する。捲回体5の寸法は製品寸法になるため、捲回体5
の中心部の直径は0.5mm〜3mm程度と、原反13
に比べてはるかに小さく巻かれることになる。つまり、
原反13では、太いコアに集電体3を巻き付けるため捲
回不良は発生しないが、捲回体5で中心部を0.5mm
〜3mmφ程度と極めてきつく巻くことになる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a structure of an electric double layer capacitor according to the present invention and a part of steps of a manufacturing method. In FIG. 1A, reference numeral 13 denotes a raw material, and the conductive foil 2
The current collector 3 is wound by a predetermined length (the conductive foil 2 and the current collector 3 are omitted in FIG. 1A). Reference numeral 14 denotes a spray, which sprays a predetermined amount of water 15 on the surface of the current collector 3. Generally, the raw material 13 has a diameter of 100 to 200 mm in order to improve workability.
Are continuously wound up. Reference numeral 16 denotes a water-resistant separator. The plurality of conductive foils 2 and the current collectors 3 are wound into a product shape via the water-resistant separator 16 to form a wound body 5. Since the dimensions of the wound body 5 are the product dimensions, the wound body 5
The diameter of the central part of the raw material 13 is about 0.5 mm to 3 mm.
It will be wound much smaller than. That is,
In the material 13, since the current collector 3 is wound around the thick core, no winding failure occurs, but the center of the wound body 5 is 0.5 mm.
It will be extremely tightly wound up to about 3 mmφ.

【0029】図1(B)は、集電体を含水させる様子で
あり、図1(A)のスプレー14の付近の拡大図に相当
する。図1(B)において、導電箔2は表面に集電体3
を形成したまま矢印の方向に送られる。途中でスプレー
14から噴き出された水15により含水され、含水した
集電体17となる。なお集電体の種類や含水率によって
は、図1(B)に示すように、集電体3の厚みより含水
した集電体17の方が厚みが厚くなることがある。ここ
で耐水性セパレータ16を用いることで、含水した集電
体どうしがショートしてしまうことを防止する。
FIG. 1B shows a state in which the current collector is hydrated, and corresponds to an enlarged view near the spray 14 in FIG. 1A. In FIG. 1B, the conductive foil 2 has a current collector 3 on its surface.
Is sent in the direction of the arrow while forming. On the way, the current collector 17 is hydrated by the water 15 spouted from the spray 14. Note that, depending on the type of the current collector and the water content, the thickness of the current collector 17 containing water may be larger than the thickness of the current collector 3 as shown in FIG. Here, by using the water-resistant separator 16, short-circuiting between the hydrated current collectors is prevented.

【0030】更に詳しく説明する。まず原反13の中心
部の曲率は作業性の面から100mmとした。一方、電
気二重層コンデンサの製品における集電体の中心部の曲
率は1mmとした。また、同じ電極液を用いて厚みの違
う集電体3を導電箔2の上に形成した。また耐水性セパ
レータ16としては合成紙を用いた。従来例との比較の
ために、これら厚みの違う集電体を用いて同様に電気二
重層コンデンサを作成した。まず集電体厚みが50μm
では、曲率1mmに捲回しても図9(C)に示したよう
に捲回性は良好であった。しかし集電体厚みが100μ
mのとき、部分的に図9(B)に示すように捲回性不良
に相当する個所が有った。また集電体厚みを150μm
にした場合、図9(B)に示したような捲回性不良(一
部は図9(A)に示したような捲回不可能)となった。
This will be described in more detail. First, the curvature of the central portion of the web 13 was set to 100 mm from the viewpoint of workability. On the other hand, the curvature of the central portion of the current collector in the product of the electric double layer capacitor was 1 mm. Further, current collectors 3 having different thicknesses were formed on the conductive foil 2 using the same electrode solution. Synthetic paper was used as the water-resistant separator 16. For comparison with a conventional example, an electric double layer capacitor was similarly formed using current collectors having different thicknesses. First, the current collector thickness is 50 μm
As shown in FIG. 9 (C), even when wound with a curvature of 1 mm, the winding property was good. However, the current collector thickness is 100μ
At the time of m, there was a part corresponding to poor winding property as shown in FIG. 9B. The current collector thickness is 150 μm
In this case, the winding property was poor as shown in FIG. 9B (the winding was partially impossible as shown in FIG. 9A).

【0031】そこで図1(A),(B)に示したよう
に、集電体3をスプレー14から噴出される細かい霧状
の水15で所定割合で含水させて実験した。含水した集
電体17の場合、集電体厚み50μm、100μm、1
50μm、200μm、300μmのどの場合において
も、含水量を調整することで、図9(B)に示したよう
な捲回性不良は発生しなかった。
Therefore, as shown in FIGS. 1A and 1B, an experiment was carried out in which the current collector 3 was moistened with a fine mist of water 15 jetted from a spray 14 at a predetermined ratio. In the case of the current collector 17 containing water, the thickness of the current collector 50 μm, 100 μm, 1
In any of the cases of 50 μm, 200 μm, and 300 μm, by adjusting the water content, poor winding property as shown in FIG. 9B did not occur.

【0032】また、この現象は、集電体中にしみ込んだ
水が一種の可塑剤として働き、捲回時に発生する塗膜中
の応力を緩和したためと予測できる。また本実施の形態
において、捲回直前に集電体を水で濡らせば良いため、
原反自体に予め含まれている水分量の影響を受けない。
つまり十分乾燥させた原反を用いることができる。電極
液の乾燥条件を緩くして原反自体の残留水分量を多くす
ることも可能であるが、この場合原反中に残留している
水分量の調整が難しい。また原反自体も水を含むため重
くなり、作業性が悪い。また原反中の残留水分が多い場
合、集電体中の導電箔、特にアルミニウム箔を用いた場
合腐食することがある。これは活性炭を賦活化させる際
に使った薬品類がイオンとして活性炭中に残留している
場合にまれに発生することがあり、恐らくこの現象は、
残留イオンによりアルミニウム箔が一種の電池効果によ
って腐食、酸化されるものと考えられる。こうした現象
を防止するには原反中の水分量は一定量以下が望ましい
が、これに限定するものではない。
Further, it can be predicted that this phenomenon is due to the fact that the water permeated into the current collector acts as a kind of plasticizer and relaxes the stress in the coating film generated at the time of winding. Further, in the present embodiment, since the current collector may be wetted with water immediately before winding,
It is not affected by the amount of moisture contained in the raw fabric itself.
That is, a sufficiently dried raw material can be used. Although it is possible to increase the amount of residual moisture in the raw material itself by relaxing the drying conditions of the electrode solution, it is difficult to adjust the amount of water remaining in the raw material in this case. In addition, the raw fabric itself becomes heavy because it contains water, and the workability is poor. In addition, when the residual moisture in the raw material is large, the conductive foil in the current collector, particularly, the aluminum foil may be corroded. This can occur rarely if the chemicals used to activate the activated carbon remain in the activated carbon as ions, and perhaps this phenomenon
It is considered that the residual ions cause the aluminum foil to be corroded and oxidized by a kind of battery effect. In order to prevent such a phenomenon, the amount of water in the raw material is desirably equal to or less than a certain amount, but is not limited thereto.

【0033】図2は複数枚の含水した集電体とセパレー
タよりなる捲回体5から水分を除去する様子を示す。図
2において、18は誘導加熱装置であり、この誘導加熱
装置18により捲回体5が加熱され、水分が水蒸気19
として揮散する。こうして、スプレー14で集電体3に
含有させた水分は、誘導加熱装置18によって加熱除去
されることになる。
FIG. 2 shows how water is removed from a wound body 5 composed of a plurality of water-containing current collectors and separators. In FIG. 2, reference numeral 18 denotes an induction heating device. The induction heating device 18 heats the wound body 5 and removes water vapor 19.
Volatilize as. Thus, the moisture contained in the current collector 3 by the spray 14 is removed by heating by the induction heating device 18.

【0034】なお本発明では耐水性セパレータ16を用
いることが望ましい。従来の耐水性の無いセパレータ
(図8のセパレータ4に相当)を用いて、含水した集電
体17を用いて同様に捲回したところ、溶け出した集電
体材料により絶縁性が落ちる場合があった。また耐水性
の無いセパレータの場合、含水するとその強度が急激に
落ちるため捲回作業中にセパレータが切れる場合が有っ
た。
In the present invention, it is desirable to use the water-resistant separator 16. When a conventional non-water-resistant separator (corresponding to the separator 4 in FIG. 8) is used and wound in the same manner using the water-containing current collector 17, the insulating property may be reduced due to the melted current collector material. there were. Further, in the case of a separator having no water resistance, the strength of the separator drops sharply when water is contained, so that the separator sometimes breaks during the winding operation.

【0035】なお、耐水性セパレータとしては、合成
紙、例えばパルプに耐水処理したものや、合成樹脂を紙
状に漉いたものあるいは細孔の形成された樹脂フィルム
等を用いることができる。また耐水性の目安としては、
十分濡らした後で、50g以上の重りをぶら下げても切
れない程度の強度があるものが望ましい。
As the water-resistant separator, synthetic paper, for example, a paper obtained by subjecting pulp to a water-resistant treatment, a synthetic resin formed into a paper shape, a resin film having pores formed thereon, or the like can be used. As a measure of water resistance,
After sufficient wetting, it is desirable that the material has such a strength that it does not break even if a weight of 50 g or more is hung.

【0036】(実施の形態2)図3は実施の形態2によ
る電気二重層コンデンサの製造工程を示す。図3におい
て、20は電源である。また捲回体5は含水した集電体
17と耐水性セパレータ16が複数枚捲回されて構成さ
れている。本実施の形態において、集電体は含水された
状態で捲回され、導電箔もしくは集電体に電流を流して
発生させたジュール熱により乾燥する。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a manufacturing process of an electric double layer capacitor according to a second embodiment. In FIG. 3, reference numeral 20 denotes a power supply. The wound body 5 is configured by winding a plurality of water-containing current collectors 17 and water-resistant separators 16. In the present embodiment, the current collector is wound in a state of containing water, and is dried by Joule heat generated by applying a current to the conductive foil or the current collector.

【0037】図4はジュール熱乾燥によって、図3の捲
回体5が加熱される様子を捲回体5の中央部に差し込ん
だ熱電対によって測定した結果である。図4において、
X軸は通電時間(分)、Y軸は捲回体5の中央部の温度
(℃)である。図4において黒点は実施の形態2に相当
するジュール熱乾燥の結果である。また白丸は比較のた
めの従来の乾燥例、外部からのヒーター加熱したときの
結果である。通電加熱品は通電後1分程度では、室温+
50℃ぐらいであるが、通電後10分を超えると中心温
度は水の沸点である100℃を明らかに超えている。こ
うして乾燥されたものは集電体中の残留水分が10pp
m以下であり、残留水分が問題になることは無かった。
FIG. 4 shows the result of measurement of the manner in which the wound body 5 of FIG. 3 is heated by Joule heat drying using a thermocouple inserted into the center of the wound body 5. In FIG.
The X axis represents the energization time (minutes), and the Y axis represents the temperature (° C.) at the center of the wound body 5. In FIG. 4, the black dots are the results of Joule heat drying corresponding to the second embodiment. The open circles are the results of a conventional drying example for comparison and heating with an external heater. Heated products can be heated to room temperature +
Although the temperature is about 50 ° C., the center temperature obviously exceeds 100 ° C., which is the boiling point of water, over 10 minutes after energization. The thus dried product has a residual water content of 10 pp in the current collector.
m or less, and there was no problem with residual moisture.

【0038】なお本実験において、電流は直流でも交流
でもかまわない。一方の従来乾燥では、通電時間100
分でもまだ数十℃であり、集電体の内部に含水した水が
まだ残っていることが予想される。つまり外部から赤外
線等で加熱しても、捲回体5の内部までなかなか熱が伝
わりにくいためと考えられる。なおジュール熱乾燥した
サンプルでは、図3に示すように水蒸気19が捲回体5
の上下面から白く吹き上がった。この水蒸気19は、捲
回体5の内部の含水した集電体17の水分と思われる。
なおこの実験中に、捲回体5の側面から水蒸気19が吹
き出ることは無かった。これは導電箔2がバリアーとし
て機能したためと思われる。なお印加する電圧や電流値
を予めプログラムしておくことで、水分の蒸発速度を水
蒸気が発生しすぎて集電体を壊さないよう、あるいは水
蒸気の発生量に応じて自由に設定できる。なお電源20
から供給する電流は、直流であっても交流であっても問
題ない。
In this experiment, the current may be DC or AC. On the other hand, in the conventional drying, the energization time is 100
It is still several tens of degrees Celsius even in minutes, and it is expected that water containing water still remains inside the current collector. In other words, it is considered that even when heating is performed from the outside with infrared rays or the like, heat is not easily transmitted to the inside of the wound body 5. In the sample dried with Joule heat, steam 19 was applied to the wound body 5 as shown in FIG.
It blew up white from the upper and lower surfaces. This water vapor 19 is considered to be the water content of the current collector 17 containing water inside the wound body 5.
During this experiment, steam 19 did not blow out from the side surface of the wound body 5. This is probably because the conductive foil 2 functioned as a barrier. By programming the applied voltage and current value in advance, the evaporation rate of water can be set freely so as not to damage the current collector due to excessive generation of water vapor, or according to the amount of generated water vapor. Power supply 20
There is no problem whether the current supplied from the DC or the DC is supplied.

【0039】(実施の形態3)図5は実施の形態3によ
る電気二重層コンデンサの製造工程を示す。図5におい
て、21は渦電流発生装置である。また捲回体5は含水
した集電体17と耐水性セパレータ16が複数枚、捲回
されて構成されている。本実施の形態において、集電体
は含水された状態で捲回され、導電箔もしくは導電体に
外部の渦電流発生装置21により渦電流を発生させ、こ
の渦電流により発生した熱により含水した集電体17を
乾燥させることになる。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows a manufacturing process of an electric double layer capacitor according to Embodiment 3. In FIG. 5, reference numeral 21 denotes an eddy current generator. The wound body 5 is formed by winding a plurality of water-containing current collectors 17 and a plurality of water-resistant separators 16. In the present embodiment, the current collector is wound in a state of being hydrated, an eddy current is generated on the conductive foil or the conductor by an external eddy current generator 21, and the hydrated current is generated by the heat generated by the eddy current. The electric body 17 is dried.

【0040】(実施の形態4)図6は実施の形態4によ
る電気二重層コンデンサの製造工程を示す。図6におい
て、捲回体5は含水した集電体17と耐水性セパレータ
16と共に複数枚が互いに隙間22が形成された状態、
すなわち、ゆる巻き状態で捲回されて構成されている。
このようにゆる巻きにしておくことで、含水した集電体
17より水分が揮散しやすい。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a process of manufacturing an electric double layer capacitor according to a fourth embodiment. In FIG. 6, a plurality of wound bodies 5 are formed together with a hydrated current collector 17 and a water-resistant separator 16, with gaps 22 formed therebetween.
That is, it is configured to be wound in a loosely wound state.
By loosely winding in this way, water is more likely to evaporate than the water-containing current collector 17.

【0041】なお、集電体17以外にセパレータ16を
含水させておくことで、含水した集電体17の含水率を
均一化しやすい。
By making the separator 16 hydrate in addition to the current collector 17, it is easy to make the water content of the hydrated current collector 17 uniform.

【0042】(実施の形態5)図7は実施の形態5によ
る電気二重層コンデンサの製造工程を示す。図7におい
て、23は乾燥後の集電体、24は巻き締め装置であ
る。含水状態で捲回された集電体は乾燥されると、集電
体とセパレータの間に隙間22が形成されることがあ
る。この現象は、図1(B)における集電体3が含水す
ることでその厚みが厚くなる逆の現象である。このよう
に隙間22の形成された乾燥後の集電体23を、巻き締
め装置24によって、矢印のように巻き締めることで硬
巻きになるとともにその外形直径を小さくすることがで
き、体積当たりの容量密度を高めると共にケースに自動
挿入しやすくなる。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 shows a manufacturing process of an electric double layer capacitor according to a fifth embodiment. In FIG. 7, 23 is a current collector after drying, and 24 is a winding device. When the current collector wound in a water-containing state is dried, a gap 22 may be formed between the current collector and the separator. This phenomenon is the opposite phenomenon in which the current collector 3 in FIG. The dried current collector 23 having the gaps 22 formed as described above is hard-wound by the winding device 24 as shown by the arrow, and the outer diameter thereof can be reduced. The capacity density is increased and automatic insertion into the case becomes easier.

【0043】なお、含水した捲回体やセパレータを乾燥
させる場合は、こうした乾燥方法を複合化して用いるこ
とで乾燥時間を短縮でき製品コストを下げられる。また
含水させることで、導電箔に取出し電極を取付けるため
に集電体の表面を擦り取って導電箔の表面を露出させる
際に、集電体の粉が発生しにくくなり、導電箔と取出し
電極の間に挟まりにくくなり、挟まるとインピーダンス
が不安定になることが防げることになる。また集電体の
粉が舞い上がりにくいため作業環境を改善できる。
In the case of drying a water-containing wound body or separator, the drying time can be shortened and the product cost can be reduced by using such a drying method in combination. In addition, by impregnating the conductive foil, when the surface of the current collector is exposed by rubbing the surface of the current collector to attach the extraction electrode to the conductive foil, powder of the current collector is less likely to be generated. It becomes difficult to be caught between them, and it becomes possible to prevent the impedance from becoming unstable when caught. In addition, the working environment can be improved because the powder of the current collector hardly flies.

【0044】また、集電体上に水を撒く時は細かい霧状
でゆっくり集電体塗膜中の含水量を増やすのが望まし
い。大きな水滴が集電体塗膜に付着した場合、その部分
が局所的に膨れてしまい、逆にワレやヒビ発生の原因に
なることがある。また集電体が厚い場合も急激に多量の
水に浸した場合、塗膜の上下での密度差が発生し、そこ
がワレやヒビ発生の原因になることがある。
When water is sprayed on the current collector, it is desirable to slowly increase the water content in the current collector coating in a fine mist. When a large water droplet adheres to the current collector coating, that portion locally swells, which may cause cracks and cracks. Also, even when the current collector is thick, if the current collector is rapidly immersed in a large amount of water, a difference in density occurs between the upper and lower portions of the coating film, which may cause cracks and cracks.

【0045】また、含水した集電体17は、ケースの中
に入れたままで乾燥させる場合は、ケース自体を加熱し
てもよい。また本実施の形態で説明した乾燥手法を複数
個同時に用いても、あるいは真空乾燥等と組み合わせる
ことにより、より効率の良い乾燥を行うことができる。
また本発明においては本乾燥は捲回された後で行うこと
になり、集電体中に含まれている樹脂等の重合や硬化も
この時に行うことができる。また本発明においては、捲
回した状態で集電体を乾燥し集電体中に含まれている樹
脂の種類によっては加熱重合、加熱硬化してしまうた
め、もはや元どおりに解くことができない。つまり場合
によっては、集電体をまっすぐ引き伸ばそうとすると集
電体にクラックやワレが発生してしまうこともある。し
かしこのように本発明で製造された捲回型電気二重層コ
ンデンサの場合、捲回された状態の捲回体が自然状態つ
まり応力が一番小さい状態になるため、長期の信頼性や
経時変化を考えるとより優位な方向になると考えられ
る。
In the case where the current collector 17 containing water is dried while being kept in the case, the case itself may be heated. Further, even when a plurality of drying methods described in this embodiment are used at the same time, or in combination with vacuum drying or the like, more efficient drying can be performed.
In the present invention, the main drying is performed after being wound, and the polymerization and curing of the resin and the like contained in the current collector can also be performed at this time. In the present invention, the current collector is dried in a rolled state, and depending on the type of the resin contained in the current collector, heat polymerization and heat curing are performed. That is, depending on the case, if the current collector is stretched straight, cracks or cracks may occur in the current collector. However, in the case of the wound type electric double layer capacitor manufactured in the present invention, the wound state in the wound state is in a natural state, that is, a state in which the stress is the smallest, so that long-term reliability and aging. Is considered to be a more advantageous direction.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、集電体を
湿らせて割れにくくした状態で所定形状に構成し、その
後乾燥させることにより、樹脂量の少ない捲回体や積層
体を作成する際でも、集電体塗膜に内部応力の発生を最
小限に抑え、塗膜に割れや剥がれが発生しにくいものと
なり製品の歩留まりや信頼性を高められる。
As described above, according to the present invention, the current collector is formed into a predetermined shape in a state where the current collector is made hard to be broken, and then dried to obtain a wound body or a laminate having a small amount of resin. Even at the time of preparation, the generation of internal stress in the current collector coating film is minimized, and the coating film is less likely to be cracked or peeled, thereby improving the yield and reliability of the product.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(A),(B)本発明の一実施の形態による電
気二重層コンデンサの製造方法の一部を示す図
FIGS. 1A and 1B show a part of a method for manufacturing an electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention;

【図2】含水した集電体とセパレータよりなる捲回体か
ら水分を除去する様子を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a state in which moisture is removed from a wound body including a current collector containing water and a separator.

【図3】実施の形態2による電気二重層コンデンサの製
造工程を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the electric double layer capacitor according to the second embodiment.

【図4】ジュール熱乾燥によって捲回体が加熱される様
子を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a state in which a wound body is heated by Joule heat drying.

【図5】実施の形態3による電気二重層コンデンサの製
造工程を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the electric double layer capacitor according to the third embodiment.

【図6】実施の形態4による電気二重層コンデンサの製
造工程を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the electric double layer capacitor according to the fourth embodiment.

【図7】実施の形態5による電気二重層コンデンサの製
造工程を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the electric double layer capacitor according to the fifth embodiment.

【図8】10F(ファラッド)〜数千F大電力用の捲回
形電気二重層コンデンサの構造図
FIG. 8 is a structural diagram of a wound electric double-layer capacitor for large electric power from 10F (farad) to several thousand F;

【図9】(A),(B),(C)捲回性の評価方法の一
例を示す説明図
FIGS. 9A, 9B, and 9C are explanatory diagrams showing an example of a method for evaluating winding property. FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケース 2 導電箔 3 集電体 4 セパレータ 5 捲回体 6 取出し電極 7 封口材 8 端子 9 丸棒 10 破断面 11 微細クラック 12 正常面 13 原反 14 スプレー 15 水 16 耐水性セパレータ 17 含水した集電体 18 誘導加熱装置 19 水蒸気 20 電源 21 渦電流発生装置 22 隙間 23 乾燥後の集電体 24 巻き締め装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Conductive foil 3 Current collector 4 Separator 5 Winding body 6 Extraction electrode 7 Sealing material 8 Terminal 9 Round bar 10 Breaking surface 11 Fine crack 12 Normal surface 13 Raw material 14 Spray 15 Water 16 Water-resistant separator 17 Water-containing separator 17 Electric body 18 Induction heating device 19 Water vapor 20 Power supply 21 Eddy current generator 22 Gap 23 Current collector after drying 24 Winding device

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性炭および導電性付与剤が樹脂と片面
もしくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗
布された複数枚の導電箔を1枚もしくは複数枚の耐水性
を有するセパレータを介して捲回し、所定の非水系電極
液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コンデン
サ。
1. A method in which activated carbon and a conductivity-imparting agent are applied on one or both sides of a resin as a current collector to a plurality of conductive foils having a thickness of 100 μm or more through one or a plurality of water-resistant separators. An electric double-layer capacitor wound and enclosed in a predetermined non-aqueous electrode solution together with an extraction electrode.
【請求項2】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させ捲回されたま
まで前記集電体は乾燥した後、所定の非水系電極液中に
取出し電極と共に封入する電気二重層コンデンサの製造
方法。
2. A plurality of conductive foils coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one side or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In an electric double layer capacitor encapsulated with electrodes, the current collector is hydrated and wound while the current collector is dried, then taken out into a predetermined non-aqueous electrode solution, and encapsulated with an electrode. Method.
【請求項3】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させた状態で捲回
した後前記導電箔もしくは集電体に電流を印加し発熱さ
せて前記集電体を乾燥した後、所定の非水系電極液中に
取出し電極と共に封入する電気二重層コンデンサの製造
方法。
3. A plurality of conductive foils coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one side or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out in a non-aqueous electrode solution. In the electric double layer capacitor encapsulated with the electrodes, the current collector is wound in a state of being hydrated, and then a current is applied to the conductive foil or the current collector to generate heat, and the current collector is dried. A method for producing an electric double layer capacitor which is enclosed in a non-aqueous electrode solution together with an extraction electrode.
【請求項4】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させ捲回された状
態でうず電流を発生させるように外部から電磁場を印加
して前記集電体を乾燥した後、所定の非水系電極液中に
取出し電極と共に封入する電気二重層コンデンサの製造
方法。
4. A plurality of conductive foils, each coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one side or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more, are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In the electric double-layer capacitor encapsulated with the electrodes, the current collector is dried by applying an electromagnetic field from outside so as to generate eddy current in a state of being hydrated and wound, and then drying the current collector. A method for manufacturing an electric double layer capacitor which is taken out of an electrode solution and sealed together with an electrode.
【請求項5】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させ互いの集電体
どうしと隙間が形成された状態で捲回した状態で加熱乾
燥した後、所定の非水系電極液中に取出し電極と共に封
入する電気二重層コンデンサの製造方法。
5. A plurality of conductive foils coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In the electric double layer capacitor encapsulated with the electrodes, the current collector is hydrated, heated and dried in a state where the current collectors are wound with a gap formed between the current collectors, and then taken out into a predetermined nonaqueous electrode solution. A method of manufacturing an electric double layer capacitor to be enclosed with electrodes.
【請求項6】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させた状態で捲回
された後、真空乾燥により前記集電体を乾燥した後、所
定の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する電気二
重層コンデンサの製造方法。
6. A plurality of conductive foils each coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In an electric double layer capacitor sealed with electrodes, after the current collector is wound in a state of being hydrated, the current collector is dried by vacuum drying, and then taken out into a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed with an electrode. Of manufacturing electric double layer capacitors.
【請求項7】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水させた状態で捲回
した後、前記集電体を乾燥し、前記集電体の中央部に治
具を挿入し前記集電体を所定寸法まで巻き締めた後、所
定の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する電気二
重層コンデンサの製造方法。
7. A plurality of conductive foils having activated carbon and a conductivity-imparting agent applied on one or both sides of a resin as a current collector to a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In the electric double layer capacitor encapsulated with the electrodes, the current collector is wound while being hydrated, then the current collector is dried, and a jig is inserted into a central portion of the current collector, and the current collector is inserted. A method for manufacturing an electric double-layer capacitor in which is wound into a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed together with an electrode after winding to a predetermined size.
【請求項8】 活性炭及び導電性付与剤が樹脂と片面も
しくは両面に集電体として100μm以上の厚みで塗布
された複数枚の導電箔をセパレータを介して捲回し、非
水系電極液中に取出し電極と共に封入した電気二重層コ
ンデンサにおいて、前記集電体は含水したセパレータと
共に捲回し前記セパレータ及び前記集電体が乾燥された
後、所定の非水系電極液中に取出し電極と共に封入する
電気二重層コンデンサの製造方法。
8. A plurality of conductive foils each coated with activated carbon and a conductivity-imparting agent on one side or both sides of a resin as a current collector with a thickness of 100 μm or more are wound through a separator and taken out into a non-aqueous electrode solution. In an electric double layer capacitor sealed with electrodes, the current collector is wound together with a water-containing separator, and after the separator and the current collector are dried, the electric double layer is taken out into a predetermined non-aqueous electrode solution and sealed with an electrode. Manufacturing method of capacitor.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010087091A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Nippon Chemicon Corp Method of manufacturing solid-state electrolytic capacitor
US9293268B2 (en) 2013-11-22 2016-03-22 Corning Incorporated Ultracapacitor vacuum assembly

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