JP2002083749A - 電気二重層キャパシタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極シートの導電性集電体に接続される電極
取り出しリード薄板端子の接続部の接合状態が安定し、
素子本体部の巻回方向面における断面形状を円形にでき
る簡易に作製可能な巻回型電気二重層キャパシタを提供
すること。 【解決手段】 ここでは、予めアルミ箔状の導電性集電
体上の所定の２箇所に外部電極取り出しリード１ａを含
むフレキシブルな２枚の電極取り出しリード薄板端子１
の平タブ（集電体接続部）を取り付けたものの上に活性
炭粉末，導電材，及びバインダを混合した混合物ペース
トを塗工して平タブを導電性集電体上で分極性活性炭電
極２に埋設される配置とした後、圧延成形により分極性
活性炭電極２を導電性集電体上に担持させた正極側と負
極側との電極シートを得てからセパレータ紙３と共に巻
回形成により分極性活性炭電極２が相対向するように各
電極シートを巻き上げて電極取り出しリード付き素子本
体部を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として活性炭を
含む混合物から成る分極性活性炭電極を導電性集電体に
担持させた正極側及び負極側の電極シートを有すると共
に、各電極シートの導電性集電体にフレキシブルな電極
取り出しリード薄板端子を取り付けて成る巻回型電気二
重層キャパシタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気二重層キャパシタと
しては、例えば図４に示されるような巻回型構造のもの
が挙げられる。この巻回型電気二重層キャパシタは、活
性炭粉末，導電材，及びバインダを混合したスラリー状
の混合物ペーストをアルミ箔状の導電性集電体上又は金
属ネット状の導電性集電体上に塗工した後、圧延成形に
より分極性活性炭電極２を導電性集電体上に担持させた
正極側と負極側との電極シートを得てから各電極シート
の導電性集電体に対して外部電極取り出しリード４ａを
含むアルミ製の２枚の電極取り出しリード薄板端子４の
接続部となる平タブ（後述する集電体接続部４ｂ）を針
カシメにより機械的に接続した上でセパレータ紙３と共
に巻回形成により分極性活性炭電極２が相対向するよう
に各電極シートを巻き上げて素子本体部を構成し、こう
して得られた素子本体部を電解液に含浸させた後にゴム
封口材を用いて円柱状のアルミ製の収納用外装ケースに
封入することによって作製される。

【０００３】図５は、この巻回型電気二重層キャパシタ
において接続用に供される電極取り出しリード薄板端子
４の外観構成を示した斜視図である。この電極取り出し
リード薄板端子４は、導電性集電体に接する平タブの集
電体接続部４ｂから導電性集電体に接しない部分である
線状の外部リード接続部４ａが延在し、これらの間の集
電体接続部４ｂ側寄りの端部が部分的に絶縁被膜部４ｃ
により覆われて成っている。

【０００４】このような構成の巻回型電気二重層キャパ
シタの場合、分極性活性炭電極２の面積を比較的大きく
できるため、内部抵抗の小さなキャパシタが得られ、大
電流での充放電が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した巻回型電気二
重層キャパシタの場合、作製時に正極側及び負極側の電
極シートの導電性集電体に対して適度な剛性を有した２
枚の電極取り出しリード薄板端子の接続部となる平タブ
（集電体接続部）を針カシメにより機械的に接続する
際、平タブが機械的に強固でなしに剥離等の接合不良を
生じ易い状態で導電性集電体に接続されるため、接合不
良があると接続部のオーミックな抵抗が上昇して特性劣
化を招くという問題がある。

【０００６】又、このような巻回型電気二重層キャパシ
タの場合、平タブの厚さが０．３ｍｍ〜０．４ｍｍと厚
いためにセパレータ紙を用いて巻回形成された素子本体
部の巻回方向を含む面に平行な面（以下、単に巻回方向
面と呼ぶ）における断面形状が円形でなしに楕円形とな
り、平タブが位置する箇所に僅かな隙間が生じ易くなっ
てしまう。このような隙間を持った構造の場合、針カシ
メにより分離した分極性活性炭電極の成分である活性炭
や導電材が隙間から浮遊すると、漏れ電流が大きくなっ
たり、或いは正極側と負極側との電極間を短絡させてし
まう等の特性劣化やトラブル発生の要因となるばかりで
なく、素子本体部の巻回方向面における断面形状が楕円
形であると、円柱状の収納用外装ケースに収納するとき
に素子本体部が収納用外装ケースとの間に無駄な空間を
生じてしまうため、製品としてのケース全体（体積）に
おける電極効率が低下してしまうことになってしまう。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、電極シートの導電
性集電体に接続される電極取り出しリード薄板端子の接
続部の接合状態を安定化させた上で素子本体部の巻回方
向面における断面形状を円形にできて特性劣化やトラブ
ル発生を起こし難い簡易に作製可能な構造であって、且
つ製品としてのケース全体における電極効率を向上し得
る巻回型電気二重層キャパシタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、活性
炭，導電材，及びバインダを混合した混合物から成る分
極性活性炭電極を金属箔状の導電性集電体に担持させて
成る電極シートの２つをセパレータ紙を介して該分極性
活性炭電極が相対向するように巻回して構成される電気
二重層キャパシタにおいて、電極シートの２つにあって
の導電性集電体には、フレキシブルな電極取り出しリー
ド薄板端子が取り付けられた電気二重層キャパシタが得
られる。

【０００９】又、本発明によれば、上記電気二重層キャ
パシタにおいて、電極シートの２つは、正極側の電極シ
ートと負極側の電極シートとから成り、電極取り出しリ
ード薄板端子は、それぞれ正極側の電極シートと負極側
の電極シートとに取り付けられ、且つ部分的に絶縁皮膜
で覆われて成る電気二重層キャパシタが得られる。

【００１０】更に、本発明によれば、上記何れかの電気
二重層キャパシタにおいて、電極取り出しリード薄板端
子は、厚さが分極性活性炭電極の厚さの１／４〜３／４
の範囲であり、且つ一端側が該分極活性炭電極に埋設さ
れて成る電気二重層キャパシタが得られる。

【００１１】加えて、本発明によれば、上記何れか一つ
の電気二重層キャパシタにおいて、電極取り出しリード
薄板端子は、導電性集電体に接しない部分が蛇腹状に加
工されて成る電気二重層キャパシタが得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の電
気二重層キャパシタについて、図面を参照して詳細に説
明する。

【００１３】図１は、本発明の一実施例に係る巻回型電
気二重層キャパシタの素子本体部を一部展開して示した
外観斜視図である。この巻回型電気二重層キャパシタ
は、予めアルミ箔状の導電性集電体上の所定の２箇所に
外部電極取り出しリード１ａを含むフレキシブルな２枚
の電極取り出しリード薄板端子１の一端側の接続部とな
る平タブ（後述する集電体接続部１ｂ）を取り付けたも
のの上に活性炭粉末，導電材，及びバインダを混合した
スラリー状の混合物ペーストを塗工して平タブを導電性
集電体上で分極性活性炭電極２に埋設される配置とした
後、圧延成形により分極性活性炭電極２を導電性集電体
上に担持させた正極側と負極側との電極シートを得てか
らセパレータ紙３と共に巻回形成により分極性活性炭電
極２が相対向するように各電極シートを巻き上げて電極
取り出しリード付き素子本体部を構成し、こうして得ら
れた電極取り出しリード付き素子本体部を電解液に含浸
させた後にゴム封口材を用いて円柱状のアルミ製の収納
用外装ケースに封入することによって作製される。

【００１４】このような構成の巻回型電気二重層キャパ
シタの場合、フレキシブルな電極取り出しリード薄板端
子１の平タブをアルミ箔状の導電性集電体上に取り付け
た後、平タブが導電性集電体上で分極性活性炭電極２に
埋設されるように活性炭粉末，導電材，及びバインダを
混合したスラリー状の混合物ペーストを導電性集電体上
に塗工し、圧延により分極性活性炭電極２を導電性集電
体上に担持させた正極側と負極側との電極シートを得て
から巻回形成により電極取り出しリード付き素子本体部
を構成しているので、従来のように針カシメ，超音波融
着等の外的応力による分極性活性炭電極２の剥離等が起
きない電極シート構造となり、電極シートの導電性集電
体に接続される電極取り出しリード薄板端子１の接続部
の接合状態を安定化させた上（接続部の平タブが位置す
る箇所に隙間が生じない構造とした上）で容易に素子本
体部の巻回方向面における断面形状を偏平しない円形に
して作製できる。この結果、電極取り出しリード薄板端
子１の接続部と導電性集電体との金属同士の接合におけ
るオーミックな抵抗を悪化させることがなく、特性劣化
やトラブル発生を起こし難い構造となり、製品としての
ケース全体における電極効率を向上させることが可能に
なる。

【００１５】又、この電極取り出しリード付き素子本体
部の場合、各電極シートを巻回形成するときにアルミ箔
状の導電性集電体上に取り付けられる正極側及び負極側
の電極取り出しリード薄板端子１の接続部の取り付け間
隔によってこれらの電極取り出しリード薄板端子１の局
部が互いに接触しても巻回形成後には容易に短絡しない
構造とできると共に、各電極シートにおける正極側と負
極側との電極リードとなる端子厚みが各電極シートの総
厚みの内数となるために電極シートを巻き上げたときに
偏平しない素子本体部が得られ、しかも従来の巻回型電
気二重層キャパシタを作製する場合のように電極取り出
しリード薄板端子４を電極シートの長手方向に対して位
置決めしてから正極側と負極側との電極リード間のピッ
チを決定する必要もないため、作製が容易に行われる。

【００１６】図２は、この巻回型電気二重層キャパシタ
において接続用に供される電極取り出しリード薄板端子
１の外観構成を示した斜視図である。この電極取り出し
リード薄板端子１は、基本的に同じ厚さの板片の略中央
部分が蛇腹状に加工されて成るもので、具体的には一端
側の導電性集電体に接して分極性活性炭電極２に埋設さ
れる平タブの集電体接続部１ｂから導電性集電体に接し
ない部分である蛇腹状に加工されて部分的に絶縁被膜で
覆われた絶縁被膜部１ｃが延在し、更に、この絶縁被膜
部１ｃから導電性集電体に接しない部分である平タブの
外部リード接続部１ａが他端側へ延在して成っている。
尚、この電極取り出しリード薄板端子１における絶縁被
膜部１ｃは、針カシメ，超音波融着等により導電性集電
体に接しない略中央部分を蛇腹状に加工した後に絶縁皮
膜を付加して形成される。

【００１７】即ち、ここでの電極取り出しリード薄板端
子１の場合、集電体接続部１ｂが平タブとして導電性集
電体上で分極性活性炭電極２に埋設され、絶縁被膜部１
ｃが集電体接続部１ｂとは無関係にそれから延在して蛇
腹状に加工され、外部リード接続部１ａが線状でなしに
平タブとなっているため、図５に示した従来の電極取り
出しリード薄板端子４と比べて基本構成や各部の役割が
全く異なっている。

【００１８】図３は、この巻回型電気二重層キャパシタ
の要部（分極性活性炭電極２，導電性集電体５）と電極
取り出しリード薄板端子１の要部（集電体接続部１ｂ）
との配置関係を巻回形成される電極取り出しリード付き
素子本体部の巻回方向面での局部において一部（集電体
接続部１ｂ）を断面にして示した側面図である。

【００１９】図３では、電極取り出しリード薄板端子１
の集電体接続部１ｂが平タブとして導電性集電体５上で
分極性活性炭電極２に埋設されて正極側の電極シートと
負極側の電極シートとを成す様子を示しているが、こう
した構成の場合、電極取り出しリード薄板端子１の厚さ
を分極性活性炭電極２の厚さの１／４〜３／４の範囲と
することが好ましい。

【００２０】以下は、上述した巻回型電気二重層キャパ
シタの作製例を具体的に説明する。先ず、ペースト塗工
として、正極側と負極側とに用意された厚さ５０μｍの
電極取り出しリード薄板端子１の集電体接続部１ｂを厚
さ３０μｍのアルミ箔状の導電性集電体５上の所定の２
箇所に針カシメ等により取り付けたものの上に活性炭粉
末，導電材，及びバインダを混合したスラリー状の混合
物ペーストを塗工して集電体接続部（平タブ）１ｂを導
電性集電体５上で分極性活性炭電極２に埋設される配置
とする。次に、圧延成形により分極性活性炭電極２を導
電性集電体上に担持させた正極側と負極側との厚み１０
０μｍの電極シートを得てからセパレータ紙３と共に巻
回形成により分極性活性炭電極２が相対向するように各
電極シートを巻き上げて電極取り出しリード付き素子本
体部を構成する。更に、こうして得られた電極取り出し
リード付き素子本体部を０．５ｍｏｌのテトラエチルア
ンモニウムフルオロボレートを溶解したプロピレンカー
ボネイトによる電解液に含浸させた後にゴム封口材を用
いて円柱状のアルミ製の収納用外装ケースに封入して巻
回型電気二重層キャパシタを作製した。

【００２１】このようにして作製された一実施例に係る
巻回型電気二重層キャパシタは、厚さ５０μｍ（絶縁被
膜部１ｃを除く）の電極取り出しリード薄板端子１が取
り付けられた構成となるが、図４及び図５で説明した従
来例に係る巻回型電気二重層キャパシタでは、厚さ３８
０μｍ（絶縁被膜部４ｃを除く）の電極取り出しリード
端子端子４が取り付けられた構成となる。

【００２２】そこで、一実施例に係る巻回型電気二重層
キャパシタと従来例に係る巻回型電気二重層キャパシタ
との試作品について、特性として初期等価直列抵抗
（Ω），静電容量（Ｆ），漏れ電流（ｍＡ）を数百個単
位の製造ロッドで調べたところ、一実施例に係る巻回型
電気二重層キャパシタでは初期等価直列抵抗（Ω）の平
均値が０．５５、そのばらつきが０．００１２、静電容
量（Ｆ）の平均値が９．８３、そのばらつきが０．００
１５、漏れ電流（ｍＡ）の平均値が０．１９４、そのば
らつきが０．００５であるのに対し、従来例に係る巻回
型電気二重層キャパシタでは初期等価直列抵抗（Ω）の
平均値が０．５７、そのばらつきが０．００２１、静電
容量（Ｆ）の平均値が９．８２、そのばらつきが０．０
０２９、漏れ電流（ｍＡ）の平均値が０．１９５、その
ばらつきが０．００８であることが判った。これによ
り、一実施例に係る巻回型電気二重層キャパシタは、従
来例に係る巻回型電気二重層キャパシタと比べて初期等
価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さく、且つそのバラツキも小
さくなると共に、静電容量（ＣＡＰ）をばらつきを抑制
した上で高くすることができ、しかも漏れ電流において
もばらつきを抑制した上でほぼ同等な値にできることが
判った。

【００２３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の電気二
重層キャパシタによれば、予めアルミ箔状の導電性集電
体上の所定の２箇所に外部電極取り出しリードを含むフ
レキシブルな２枚の電極取り出しリード薄板端子の一端
側の接続部となる平タブ（集電体接続部）を取り付けた
ものの上に活性炭粉末，導電材，及びバインダを混合し
たスラリー状の混合物ペーストを塗工して平タブを導電
性集電体上で分極性活性炭電極に埋設される配置とした
後、圧延成形により分極性活性炭電極を導電性集電体上
に担持させた正極側と負極側との電極シートを得てから
セパレータ紙と共に巻回形成により分極性活性炭電極が
相対向するように各電極シートを巻き上げて電極取り出
しリード付き素子本体部を構成しているので、電極シー
トの導電性集電体に接続される電極取り出しリード薄板
端子の接続部の接合状態を強固に安定化させた上で素子
本体部の巻回方向面における断面形状を円形にできるよ
うになる。この結果、特性劣化やトラブル発生を起こし
難い簡易に作製可能な構造であって、且つ製品としての
ケース全体における電極効率を向上し得る巻回型電気二
重層キャパシタを提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る巻回型電気二重層キャ
パシタの素子本体部を一部展開して示した外観斜視図で
ある。

【図２】図１に示す巻回型電気二重層キャパシタにおい
て接続用に供される電極取り出しリード薄板端子の外観
構成を示した斜視図である。

【図３】図１に示す巻回型電気二重層キャパシタの要部
（分極性活性炭電極，導電性集電体）と図２に示す電極
取り出しリード薄板端子の要部（集電体接続部）との配
置関係を巻回形成される電極取り出しリード付き素子本
体部の巻回方向面での局部において一部（集電体接続
部）を断面にして示した側面図である。

【図４】従来の巻回型電気二重層キャパシタの素子本体
部を一部展開して示した外観斜視図である。

【図５】図４に示す巻回型電気二重層キャパシタにおい
て接続用に供される電極取り出しリード薄板端子の外観
構成を示した斜視図である。

【符号の説明】

１，４ 電極取り出しリード薄板端子 １ａ，４ａ 外部リード接続部 １ｂ，４ｂ 集電体接続部 １ｃ，４ｃ 絶縁被膜部 ２ 分極性活性炭電極 ３ セパレータ紙 ５ 導電性集電体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性炭，導電材，及びバインダを混合し
   た混合物から成る分極性活性炭電極を金属箔状の導電性
   集電体に担持させて成る電極シートの２つをセパレータ
   紙を介して該分極性活性炭電極が相対向するように巻回
   して構成される電気二重層キャパシタにおいて、前記電
   極シートの２つにあっての前記導電性集電体には、フレ
   キシブルな電極取り出しリード薄板端子が取り付けられ
   たことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気二重層キャパシタに
   おいて、前記電極シートの２つは、正極側の電極シート
   と負極側の電極シートとから成り、前記電極取り出しリ
   ード薄板端子は、それぞれ前記正極側の電極シートと前
   記負極側の電極シートとに取り付けられ、且つ部分的に
   絶縁皮膜で覆われて成ることを特徴とする電気二重層キ
   ャパシタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電気二重層キャパ
   シタにおいて、前記電極取り出しリード薄板端子は、厚
   さが前記分極性活性炭電極の厚さの１／４〜３／４の範
   囲であり、且つ一端側が該分極活性炭電極に埋設されて
   成ることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか一つに記載の電気
   二重層キャパシタにおいて、前記電極取り出しリード薄
   板端子は、前記導電性集電体に接しない部分が蛇腹状に
   加工されて成ることを特徴とする電気二重層キャパシ
   タ。