JP2002198262A - キャパシタの製造方法 - Google Patents
キャパシタの製造方法Info
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- H01G11/66—Current collectors
- H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
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- H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
- H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
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- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電極のリード部の束が厚くなったり、集電
極の枚数が多くても、超音波溶接のみで、接続抵抗を上
昇させることなく確実に電極端子と接続することができ
るとともに、長期にわたる振動、冷熱サイクル、充放電
サイクルにおける耐久性の向上に寄与することができる
キャパシタの製造方法を提供する。 【解決手段】 電気二重層を生じる正負の分極性電極
と、分極性電極間を電気的に絶縁するセパレータと、分
極性電極から電荷を引き出す金属からなる集電極２とか
らなり、集電極２のリード部４の束を電極端子４０に超
音波溶接で接続するキャパシタの製造方法である。超音
波溶接面５２における突起部の総面積を、超音波溶接面
５２と集電極のリード部４との接触面積の５〜５０％の
範囲内にする。
極の枚数が多くても、超音波溶接のみで、接続抵抗を上
昇させることなく確実に電極端子と接続することができ
るとともに、長期にわたる振動、冷熱サイクル、充放電
サイクルにおける耐久性の向上に寄与することができる
キャパシタの製造方法を提供する。 【解決手段】 電気二重層を生じる正負の分極性電極
と、分極性電極間を電気的に絶縁するセパレータと、分
極性電極から電荷を引き出す金属からなる集電極２とか
らなり、集電極２のリード部４の束を電極端子４０に超
音波溶接で接続するキャパシタの製造方法である。超音
波溶接面５２における突起部の総面積を、超音波溶接面
５２と集電極のリード部４との接触面積の５〜５０％の
範囲内にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、キャパシタの製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】 現在、キャパシタは、短時間に充放電
が可能である特性から各種の分野において、その用途開
発が活発に行われている。特に、環境問題及び資源問題
から自動車による化石燃料の使用量の大幅な削減が求め
られており、かかる削減の方策の一つとして、化石燃料
と電気との併用により化石燃料の使用量を低減できるい
わゆるハイブリットカーが注目を浴びている。この分野
においては、高出力密度型のキャパシタのより一層の高
出力密度化が求められている。一方、パソコンや各種電
気機器のいわゆるバックアップ電源としての使用も増大
している。この分野においては、高エネルギー密度型の
キャパシタが使用されているが、より一層の高エネルギ
ー密度化が求められている。
が可能である特性から各種の分野において、その用途開
発が活発に行われている。特に、環境問題及び資源問題
から自動車による化石燃料の使用量の大幅な削減が求め
られており、かかる削減の方策の一つとして、化石燃料
と電気との併用により化石燃料の使用量を低減できるい
わゆるハイブリットカーが注目を浴びている。この分野
においては、高出力密度型のキャパシタのより一層の高
出力密度化が求められている。一方、パソコンや各種電
気機器のいわゆるバックアップ電源としての使用も増大
している。この分野においては、高エネルギー密度型の
キャパシタが使用されているが、より一層の高エネルギ
ー密度化が求められている。
【０００３】 このため、キャパシタは、例えば、図７
に示すようなキャパシタの基本構造である単電極セル１
０の集電体２０，２２に形成されたリード部３０，３２
をそれぞれ電気的に並列接続した図８に示すような積層
構造を有する単キャパシタセル１２を用いることが一般
的である。尚、単電極セル１０は、図７に示すように、
金属（例えば、アルミニウム）からなる集電極２０，２
２にそれぞれ正極側の分極性電極２４と負極側の分極性
電極２６が形成され、分極性電極２４，２６がセパレー
タ２８（電解液中のイオンだけを通過させて、正負の分
極性電極２４，２６が接触しないように分離するもの）
によって隔離された構造を有しており、分極性電極２
４，２６及びセパレータ２８には、溶媒と電解質とから
なる電解液が含浸されたものである。また、上記に示す
キャパシタを実使用する場合、電解液の漏洩や劣化等を
防止するため、電極端子以外を厳しい包装適性（密封
性、バリヤ性、耐摩耗性、耐膨脹性等）でパッケージさ
れている。
に示すようなキャパシタの基本構造である単電極セル１
０の集電体２０，２２に形成されたリード部３０，３２
をそれぞれ電気的に並列接続した図８に示すような積層
構造を有する単キャパシタセル１２を用いることが一般
的である。尚、単電極セル１０は、図７に示すように、
金属（例えば、アルミニウム）からなる集電極２０，２
２にそれぞれ正極側の分極性電極２４と負極側の分極性
電極２６が形成され、分極性電極２４，２６がセパレー
タ２８（電解液中のイオンだけを通過させて、正負の分
極性電極２４，２６が接触しないように分離するもの）
によって隔離された構造を有しており、分極性電極２
４，２６及びセパレータ２８には、溶媒と電解質とから
なる電解液が含浸されたものである。また、上記に示す
キャパシタを実使用する場合、電解液の漏洩や劣化等を
防止するため、電極端子以外を厳しい包装適性（密封
性、バリヤ性、耐摩耗性、耐膨脹性等）でパッケージさ
れている。
【０００４】 ここで、上記に示すキャパシタにおける
集電極のリード部４の束（例えば、数１０μｍ〜数１０
０μｍの厚さのアルミ箔を１〜４０枚程度束ねたもの）
と電極端子との接続には、電気的接続を長期にわたり安
定に保つため、超音波溶接の他、カシメ法、ネジ止め
法、圧着法、ＴＩＧ溶接法等が検討されてきた。
集電極のリード部４の束（例えば、数１０μｍ〜数１０
０μｍの厚さのアルミ箔を１〜４０枚程度束ねたもの）
と電極端子との接続には、電気的接続を長期にわたり安
定に保つため、超音波溶接の他、カシメ法、ネジ止め
法、圧着法、ＴＩＧ溶接法等が検討されてきた。
【０００５】 尚、超音波溶接を用いる場合、図１に示
すように、集電極２のリード部４と電極端子４０を、溶
接ヘッド５０とアンピル６０で挟み込んで、圧力を加え
ながら、溶接ヘッド５０の超音波溶接面５２から超音波
振動を与え、振動による摩擦熱を利用して溶接すること
により、図４〜５に示すように、集電極２のリード部４
の束と電極端子４０とが接合される。このとき、超音波
溶接には、通常、図３に示す超音波溶接面５８の模様が
複数個の四角形５９からなる、いわゆるダイヤカット模
様が一般的に用いられているが、溶接面模様である四角
形５９の角の部分にクラックが生じることが多かった。
すように、集電極２のリード部４と電極端子４０を、溶
接ヘッド５０とアンピル６０で挟み込んで、圧力を加え
ながら、溶接ヘッド５０の超音波溶接面５２から超音波
振動を与え、振動による摩擦熱を利用して溶接すること
により、図４〜５に示すように、集電極２のリード部４
の束と電極端子４０とが接合される。このとき、超音波
溶接には、通常、図３に示す超音波溶接面５８の模様が
複数個の四角形５９からなる、いわゆるダイヤカット模
様が一般的に用いられているが、溶接面模様である四角
形５９の角の部分にクラックが生じることが多かった。
【０００６】 また、高エネルギー密度を有するキャパ
シタは、単キャパシタセル内の単電極セル１０が数１０
〜数１００枚必要であるため、リード部４の束の厚さが
０．６ｍｍを超過することがある。このため、従来の超
音波溶接（図３に示す超音波溶接面５８を用いたもの）
のみで接続した場合、図６に示すように、リード部４の
束の電極端子４０と接合する側に十分な超音波振動を与
えることができず、リード部４の束の一部が溶接されな
いまま、剥離部９として残ってしまうため、長期にわた
る振動、冷熱サイクル、充放電サイクルにおける接続部
６の耐久性が低下してしまうという問題があった。特
に、リード部がエッチング処理されたアルミニウムから
なる場合は、表面のエッチング層の影響で剥離し易く超
音波溶接ができないことがあった。
シタは、単キャパシタセル内の単電極セル１０が数１０
〜数１００枚必要であるため、リード部４の束の厚さが
０．６ｍｍを超過することがある。このため、従来の超
音波溶接（図３に示す超音波溶接面５８を用いたもの）
のみで接続した場合、図６に示すように、リード部４の
束の電極端子４０と接合する側に十分な超音波振動を与
えることができず、リード部４の束の一部が溶接されな
いまま、剥離部９として残ってしまうため、長期にわた
る振動、冷熱サイクル、充放電サイクルにおける接続部
６の耐久性が低下してしまうという問題があった。特
に、リード部がエッチング処理されたアルミニウムから
なる場合は、表面のエッチング層の影響で剥離し易く超
音波溶接ができないことがあった。
【０００７】 更に、カシメ法、ネジ止め法、圧着法の
いずれかを用いた場合、リード部と電極端子との接続抵
抗が上昇してしまうという問題があった。スポット溶接
法やＴＩＧ溶接法のいずれかを用いた場合は、十分に低
い接続抵抗を得ようとするとリード部の損傷が大きくな
り、リード部が切断するという問題があった。このよう
に、リード部と電極端子との接合時において、リード部
の束の厚さが０．６ｍｍを超過したり、集電極の枚数が
２０枚以上であったり、リード部がエッチング処理され
たアルミニウムからなる場合に、問題点が顕著に生じ
た。
いずれかを用いた場合、リード部と電極端子との接続抵
抗が上昇してしまうという問題があった。スポット溶接
法やＴＩＧ溶接法のいずれかを用いた場合は、十分に低
い接続抵抗を得ようとするとリード部の損傷が大きくな
り、リード部が切断するという問題があった。このよう
に、リード部と電極端子との接合時において、リード部
の束の厚さが０．６ｍｍを超過したり、集電極の枚数が
２０枚以上であったり、リード部がエッチング処理され
たアルミニウムからなる場合に、問題点が顕著に生じ
た。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、このよう
な従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、集電極のリード部の束が厚く
なったり、集電極の枚数が多くても、超音波溶接のみ
で、接続抵抗を上昇させることなく確実に電極端子と接
続することができるとともに、長期にわたる振動、冷熱
サイクル、充放電サイクルにおける耐久性の向上に寄与
することができるキャパシタの製造方法を提供するもの
である。
な従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、集電極のリード部の束が厚く
なったり、集電極の枚数が多くても、超音波溶接のみ
で、接続抵抗を上昇させることなく確実に電極端子と接
続することができるとともに、長期にわたる振動、冷熱
サイクル、充放電サイクルにおける耐久性の向上に寄与
することができるキャパシタの製造方法を提供するもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、電気二重層を生じる正負の分極性電極と、該分極
性電極間を電気的に絶縁するセパレータと、該分極性電
極から電荷を引き出す金属からなる集電極とからなり、
前記集電極のリード部の束を電極端子に超音波溶接で接
続するキャパシタの製造方法であって、超音波溶接面に
おける突起部の総面積を、超音波溶接面と集電極のリー
ド部との接触面積の５〜５０％の範囲内にすることを特
徴とするキャパシタの製造方法が提供される。このと
き、突起部の面積は、超音波溶接面の面積の０．００５
〜０．０５０倍であることが好ましい。また、突起部
は、超音波溶接面に所定の間隔で均一に配置されている
ことが好ましい。更に、突起部の先端は、緩やかなテー
パを有する円錐状に加工されていることが好ましい。
れば、電気二重層を生じる正負の分極性電極と、該分極
性電極間を電気的に絶縁するセパレータと、該分極性電
極から電荷を引き出す金属からなる集電極とからなり、
前記集電極のリード部の束を電極端子に超音波溶接で接
続するキャパシタの製造方法であって、超音波溶接面に
おける突起部の総面積を、超音波溶接面と集電極のリー
ド部との接触面積の５〜５０％の範囲内にすることを特
徴とするキャパシタの製造方法が提供される。このと
き、突起部の面積は、超音波溶接面の面積の０．００５
〜０．０５０倍であることが好ましい。また、突起部
は、超音波溶接面に所定の間隔で均一に配置されている
ことが好ましい。更に、突起部の先端は、緩やかなテー
パを有する円錐状に加工されていることが好ましい。
【００１０】 また、本発明では、リード部の束の厚さ
が０．６ｍｍを超過した場合や集電極の枚数が２０枚を
超過した場合であっても、リード部の束を電極端子に超
音波溶接のみで確実に接続することができる。尚、リー
ド部の１枚当たりの厚さは、１０〜１００μｍであるこ
とが好ましく、リード部に流れる電流量及びセル当たり
の重量と寸法形状を考慮すれば、リード部の１枚当たり
の厚みが２０〜５０μｍであることがさらに好ましい。
が０．６ｍｍを超過した場合や集電極の枚数が２０枚を
超過した場合であっても、リード部の束を電極端子に超
音波溶接のみで確実に接続することができる。尚、リー
ド部の１枚当たりの厚さは、１０〜１００μｍであるこ
とが好ましく、リード部に流れる電流量及びセル当たり
の重量と寸法形状を考慮すれば、リード部の１枚当たり
の厚みが２０〜５０μｍであることがさらに好ましい。
【００１１】 更に、本発明では、集電極と電極端子と
の接続部における接合抵抗が、少なくとも３０μΩ以下
であることが好ましく、集電極及びリード部が、エッチ
ング処理されたアルミニウムからなることが好ましい。
の接続部における接合抵抗が、少なくとも３０μΩ以下
であることが好ましく、集電極及びリード部が、エッチ
ング処理されたアルミニウムからなることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】 本発明のキャパシタの製造方法
は、集電極のリード部の束を、電極端子に超音波溶接で
接続する時に、超音波溶接面における突起部の総面積
を、超音波溶接面と集電極のリード部との接触面積の５
〜５０％の範囲内にすることにある。これにより、集電
極のリード部の束が厚くなっても、接続抵抗を上昇させ
ることなく確実に電極端子と接続することができるとと
もに、長期にわたる振動、冷熱サイクル、充放電サイク
ルにおける耐久性の向上に寄与することができる。
は、集電極のリード部の束を、電極端子に超音波溶接で
接続する時に、超音波溶接面における突起部の総面積
を、超音波溶接面と集電極のリード部との接触面積の５
〜５０％の範囲内にすることにある。これにより、集電
極のリード部の束が厚くなっても、接続抵抗を上昇させ
ることなく確実に電極端子と接続することができるとと
もに、長期にわたる振動、冷熱サイクル、充放電サイク
ルにおける耐久性の向上に寄与することができる。
【００１３】 以下、図面に基づいて、本発明を更に詳
細に説明する。図２は、本発明の溶接ヘッドにおける超
音波溶接面の形状の一例を示すものであり、（ａ）は正
面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。こ
こで、本発明の製造方法の主な特徴は、図２に示すよう
に、超音波溶接面５４における突起部５５の総面積を、
超音波溶接面５４と集電極２のリード部４との接触面積
の５〜５０％の範囲内にすることにある。これは、超音
波溶接面５４における突起部５５の総面積が、超音波溶
接面５４と集電極２のリード部４との接触面積の５０％
を超過する場合、溶接ヘッド５０と集電極２のリード部
４とがくっついてしまい、溶接ヘッド５０からリード部
４を分離する時に、リード部４が切れてしまうからであ
る。一方、超音波溶接面５４における突起部５５の総面
積が、超音波溶接面５４と集電極２のリード部４との接
触面積の５％未満である場合、接合力及び接合抵抗が不
十分であった。
細に説明する。図２は、本発明の溶接ヘッドにおける超
音波溶接面の形状の一例を示すものであり、（ａ）は正
面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。こ
こで、本発明の製造方法の主な特徴は、図２に示すよう
に、超音波溶接面５４における突起部５５の総面積を、
超音波溶接面５４と集電極２のリード部４との接触面積
の５〜５０％の範囲内にすることにある。これは、超音
波溶接面５４における突起部５５の総面積が、超音波溶
接面５４と集電極２のリード部４との接触面積の５０％
を超過する場合、溶接ヘッド５０と集電極２のリード部
４とがくっついてしまい、溶接ヘッド５０からリード部
４を分離する時に、リード部４が切れてしまうからであ
る。一方、超音波溶接面５４における突起部５５の総面
積が、超音波溶接面５４と集電極２のリード部４との接
触面積の５％未満である場合、接合力及び接合抵抗が不
十分であった。
【００１４】 このとき、本発明では、図２（ａ）に示
すように、突起部５５の面積が超音波溶接面５４の面積
の０．００５〜０．０５０倍であり、且つ突起部５５
が、超音波溶接面５４に所定の間隔で均一に配置されて
いることが好ましい。これは、接合時におけるリード部
と超音波溶接面とのくっつきを抑制し、クラックによる
リード部の損傷を無くすことができるとともに、リード
部と電極端子との接合強度及び接合抵抗を良好にするこ
とができるからである。尚、突起部５５の形状は、図２
（ｂ）に示すように、円柱状であり、且つその先端が緩
やかなテーパ５６を有する円錐状であることが好まし
い。これにより、突起部５５に超音波エネルギーを集束
することができるため、無駄なく、確実にリード部と電
極端子とを接合することができる。
すように、突起部５５の面積が超音波溶接面５４の面積
の０．００５〜０．０５０倍であり、且つ突起部５５
が、超音波溶接面５４に所定の間隔で均一に配置されて
いることが好ましい。これは、接合時におけるリード部
と超音波溶接面とのくっつきを抑制し、クラックによる
リード部の損傷を無くすことができるとともに、リード
部と電極端子との接合強度及び接合抵抗を良好にするこ
とができるからである。尚、突起部５５の形状は、図２
（ｂ）に示すように、円柱状であり、且つその先端が緩
やかなテーパ５６を有する円錐状であることが好まし
い。これにより、突起部５５に超音波エネルギーを集束
することができるため、無駄なく、確実にリード部と電
極端子とを接合することができる。
【００１５】 また、本発明では、集電極と電極端子と
の接続部における接合抵抗が、少なくとも３０μΩ以下
であることが好ましい。これは、接続部の抵抗が高くな
ると、キャパシタの内部抵抗値が大きくなるからであ
る。
の接続部における接合抵抗が、少なくとも３０μΩ以下
であることが好ましい。これは、接続部の抵抗が高くな
ると、キャパシタの内部抵抗値が大きくなるからであ
る。
【００１６】 以上のことから、本発明のキャパシタの
製造方法は、超音波溶接のみで、リード部の剥離を防止
することができるため、図５に示すように、リード部４
の束の厚さＴが０．６ｍｍを超過する場合や集電極の枚
数が２０枚を超過した場合であっても、長期にわたる振
動、冷熱サイクル、充放電サイクルにおける接続部６の
耐久性を大幅に向上させることができる。
製造方法は、超音波溶接のみで、リード部の剥離を防止
することができるため、図５に示すように、リード部４
の束の厚さＴが０．６ｍｍを超過する場合や集電極の枚
数が２０枚を超過した場合であっても、長期にわたる振
動、冷熱サイクル、充放電サイクルにおける接続部６の
耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１７】 尚、本発明で用いるリード部の１枚当た
りの厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。
リード部に流れる電流量及びセル当たりの重量と寸法形
状を考慮して、２０〜５０μｍであることがさらに好ま
しい。
りの厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。
リード部に流れる電流量及びセル当たりの重量と寸法形
状を考慮して、２０〜５０μｍであることがさらに好ま
しい。
【００１８】 また、本発明で用いる集電極とリード部
は、エッチング処理されたアルミニウムからなることが
好ましい。通常、アルミ箔の表面には、容易に自然酸化
膜が生成され、その酸化膜の厚みは一様でない。酸化膜
の厚みを均一に制御する目的でエッチング処理されたア
ルミ箔を使用する理由は、アルミ箔からなる集電極と分
極性電極との電気的接合を安定にするためである。エッ
チング処理されたリード部が使用されるのは、通常の製
造方法において、リード部が集電極と一体で形成加工す
ることが容易なためである。また、エッチング処理は、
キャパシタセル内におけるアルミ箔の安定性を高める効
果を有する。
は、エッチング処理されたアルミニウムからなることが
好ましい。通常、アルミ箔の表面には、容易に自然酸化
膜が生成され、その酸化膜の厚みは一様でない。酸化膜
の厚みを均一に制御する目的でエッチング処理されたア
ルミ箔を使用する理由は、アルミ箔からなる集電極と分
極性電極との電気的接合を安定にするためである。エッ
チング処理されたリード部が使用されるのは、通常の製
造方法において、リード部が集電極と一体で形成加工す
ることが容易なためである。また、エッチング処理は、
キャパシタセル内におけるアルミ箔の安定性を高める効
果を有する。
【００１９】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。 （実施例）図２に示す超音波溶接面５４を有する溶接ヘ
ッド５０を、図１に示す超音波溶接機（日本エマソン
（株）製 モデル１９０００、ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬ
Ｙ９００Ｍ）にセットした。尚、超音波溶接面５４は、
突起部５５の直径：４ｍｍ、高さ：１ｍｍであり、且つ
突起部５５の総面積が、超音波溶接面５４と集電極２の
リード部４との接触面積の３０％であった。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるもの
ではない。 （実施例）図２に示す超音波溶接面５４を有する溶接ヘ
ッド５０を、図１に示す超音波溶接機（日本エマソン
（株）製 モデル１９０００、ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬ
Ｙ９００Ｍ）にセットした。尚、超音波溶接面５４は、
突起部５５の直径：４ｍｍ、高さ：１ｍｍであり、且つ
突起部５５の総面積が、超音波溶接面５４と集電極２の
リード部４との接触面積の３０％であった。
【００２０】 次に、厚さ：５０μｍのエッチング処理
されたアルミ箔からなる集電極のリード部（幅：２０ｍ
ｍ、長さ：３０ｍｍ）を２８枚重ね合わせ、リード部の
束をそれぞれ作製した。上記リード部の束の先端をアル
ミニウム製の電極端子（幅：２０ｍｍ、厚さ：２ｍｍ）
に１０ｍｍ重ねて、図１に示す超音波溶接機にセット
し、溶接圧力：２．５〜４ｋｇ／ｃｍ2、溶接エネルギ
ー：５００〜３０００Ｊの条件でそれぞれ溶接した。こ
のとき、集電極のリード部と電極端子との接合状態をそ
れぞれ観察した。その結果を図９に示す。
されたアルミ箔からなる集電極のリード部（幅：２０ｍ
ｍ、長さ：３０ｍｍ）を２８枚重ね合わせ、リード部の
束をそれぞれ作製した。上記リード部の束の先端をアル
ミニウム製の電極端子（幅：２０ｍｍ、厚さ：２ｍｍ）
に１０ｍｍ重ねて、図１に示す超音波溶接機にセット
し、溶接圧力：２．５〜４ｋｇ／ｃｍ2、溶接エネルギ
ー：５００〜３０００Ｊの条件でそれぞれ溶接した。こ
のとき、集電極のリード部と電極端子との接合状態をそ
れぞれ観察した。その結果を図９に示す。
【００２１】 また、溶接圧力が４ｋｇ／ｃｍ2の時に
おける溶接エネルギー［Ｊ］と、集電極のリード部と電
極端子との接合抵抗［μΩ］との関係を図１０に示す。
おける溶接エネルギー［Ｊ］と、集電極のリード部と電
極端子との接合抵抗［μΩ］との関係を図１０に示す。
【００２２】 更に、溶接圧力が４ｋｇ／ｃｍ2、溶接
エネルギーが８００Ｊの場合（図１２参照）及び２００
０Ｊの場合（図１１参照）における集電極のリード部と
電極端子との接合界面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により観察した。
エネルギーが８００Ｊの場合（図１２参照）及び２００
０Ｊの場合（図１１参照）における集電極のリード部と
電極端子との接合界面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
により観察した。
【００２３】（考察）図９の結果から、溶接ヘッドと集
電極のリード部との接合に最適な溶接条件は、溶接圧
力：３〜４ｋｇ／ｃｍ2（好ましくは、４ｋｇ／ｃ
ｍ2）、溶接エネルギー：１０００〜２５００Ｊである
ことを確認した。また、図１０〜１２の結果から、溶接
圧力が４ｋｇ／ｃｍ2の時における溶接ヘッドと集電極
のリード部との接合に最適な溶接エネルギーは、１５０
０〜２０００Ｊ（好ましくは、２０００Ｊ）であること
を確認した。
電極のリード部との接合に最適な溶接条件は、溶接圧
力：３〜４ｋｇ／ｃｍ2（好ましくは、４ｋｇ／ｃ
ｍ2）、溶接エネルギー：１０００〜２５００Ｊである
ことを確認した。また、図１０〜１２の結果から、溶接
圧力が４ｋｇ／ｃｍ2の時における溶接ヘッドと集電極
のリード部との接合に最適な溶接エネルギーは、１５０
０〜２０００Ｊ（好ましくは、２０００Ｊ）であること
を確認した。
【００２４】
【発明の効果】 以上説明した通り、本発明のキャパシ
タの製造方法は、集電極のリード部の束が厚い場合や、
集電極の枚数が多い場合でも、超音波溶接のみで、接続
抵抗を上昇させることなく確実に電極端子と接続するこ
とができるとともに、長期にわたる振動、冷熱サイク
ル、充放電サイクルにおける耐久性の向上に寄与するこ
とができる。
タの製造方法は、集電極のリード部の束が厚い場合や、
集電極の枚数が多い場合でも、超音波溶接のみで、接続
抵抗を上昇させることなく確実に電極端子と接続するこ
とができるとともに、長期にわたる振動、冷熱サイク
ル、充放電サイクルにおける耐久性の向上に寄与するこ
とができる。
【図１】 本発明における集電極のリード部と電極端子
との接続方法の一例を示す説明図である。
との接続方法の一例を示す説明図である。
【図２】 本発明の溶接ヘッドにおける超音波溶接面の
形状の一例を示すものであり、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
形状の一例を示すものであり、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】 従来の溶接ヘッドにおける超音波溶接面の形
状の一例を示すものであり、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
状の一例を示すものであり、（ａ）は正面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 本発明における集電極のリード部と電極端子
との接続状態を示す概略斜視図である。
との接続状態を示す概略斜視図である。
【図５】 図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】 従来の超音波溶接における集電極のリード部
と電極端子との接続状態を示す概略断面図である。
と電極端子との接続状態を示す概略断面図である。
【図７】 単電極セルの構造の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図８】 単キャパシタセルの構造の一例を示す斜視図
である。
である。
【図９】 超音波溶接（溶接圧力：２．５〜４ｋｇ／ｃ
ｍ2、溶接エネルギー：５００〜３０００Ｊ）による集
電極のリード部と電極端子との接合状態を示すグラフで
ある。
ｍ2、溶接エネルギー：５００〜３０００Ｊ）による集
電極のリード部と電極端子との接合状態を示すグラフで
ある。
【図１０】 溶接圧力が４ｋｇ／ｃｍ2の時における溶
接エネルギー［Ｊ］と、集電極のリード部と電極端子と
の接合抵抗［μΩ］との関係を示すグラフである。
接エネルギー［Ｊ］と、集電極のリード部と電極端子と
の接合抵抗［μΩ］との関係を示すグラフである。
【図１１】 超音波溶接（溶接圧力：４ｋｇ／ｃｍ2、
溶接エネルギー：２０００Ｊ）による集電極のリード部
と電極端子との接合界面を示すＳＥＭ写真である。
溶接エネルギー：２０００Ｊ）による集電極のリード部
と電極端子との接合界面を示すＳＥＭ写真である。
【図１２】 超音波溶接（溶接圧力：４ｋｇ／ｃｍ2、
溶接エネルギー：８００Ｊ）による集電極のリード部と
電極端子との接合界面を示すＳＥＭ写真である。
溶接エネルギー：８００Ｊ）による集電極のリード部と
電極端子との接合界面を示すＳＥＭ写真である。
２…集電極、４…リード部、６…接続部、７…超音波溶
接部、９…剥離部、１０…単電極セル、１２…単キャパ
シタセル、２０，２２…集電極、２４，２６…分極性電
極、２８…セパレータ、３０，３２…リード部、４０…
電極端子、５０…溶接ヘッド（ホーン）、５２…超音波
溶接面、５４…超音波溶接面（本発明）、５５…突起
部、５６…テーパ、５８…超音波溶接面（従来）、５９
…四角形、６０…アンビル。
接部、９…剥離部、１０…単電極セル、１２…単キャパ
シタセル、２０，２２…集電極、２４，２６…分極性電
極、２８…セパレータ、３０，３２…リード部、４０…
電極端子、５０…溶接ヘッド（ホーン）、５２…超音波
溶接面、５４…超音波溶接面（本発明）、５５…突起
部、５６…テーパ、５８…超音波溶接面（従来）、５９
…四角形、６０…アンビル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝川 裕幸 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AB09 FF03 GG08 GG11 JJ15 JJ25
Claims (9)
- 【請求項１】 電気二重層を生じる正負の分極性電極
と、該分極性電極間を電気的に絶縁するセパレータと、
該分極性電極から電荷を引き出す金属からなる集電極と
からなり、前記集電極のリード部の束を電極端子に超音
波溶接で接続するキャパシタの製造方法であって、 超音波溶接面における突起部の総面積を、超音波溶接面
と集電極のリード部との接触面積の５〜５０％の範囲内
にすることを特徴とするキャパシタの製造方法。 - 【請求項２】 突起部の面積が、超音波溶接面の面積の
０．００５〜０．０５０倍である請求項１に記載のキャ
パシタの製造方法。 - 【請求項３】 突起部が、超音波溶接面に所定の間隔で
均一に配置されている請求項１又は２に記載のキャパシ
タの製造方法。 - 【請求項４】 突起部の先端が、緩やかなテーパを有す
る円錐状に加工されている請求項１〜３のいずれか１項
に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項５】 リード部の束の厚さが、０．６ｍｍを超
過したものである請求項１〜４のいずれか１項に記載の
キャパシタの製造方法。 - 【請求項６】 リード部の束の枚数が、２０枚を超過し
たものである請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャ
パシタの製造方法。 - 【請求項７】 リード部の１枚当たりの厚さが、１０〜
１００μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の
キャパシタの製造方法。 - 【請求項８】 集電極と電極端子との接続部における接
合抵抗が、少なくとも３０μΩ以下である請求項１〜７
のいずれか１項に記載のキャパシタの製造方法。 - 【請求項９】 集電極及びリード部が、エッチング処理
されたアルミニウムからなる請求項１〜８のいずれか１
項に記載のキャパシタの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397320A JP2002198262A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | キャパシタの製造方法 |
| US10/036,754 US20020112330A1 (en) | 2000-12-27 | 2001-12-21 | Manufacturing method of capacitor |
| EP01310912A EP1221704A2 (en) | 2000-12-27 | 2001-12-27 | Manufacturing method of capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000397320A JP2002198262A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | キャパシタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002198262A true JP2002198262A (ja) | 2002-07-12 |
Family
ID=18862456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000397320A Withdrawn JP2002198262A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | キャパシタの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020112330A1 (ja) |
| EP (1) | EP1221704A2 (ja) |
| JP (1) | JP2002198262A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010123988A (ja) * | 2010-01-15 | 2010-06-03 | Taiyo Yuden Co Ltd | 電気化学デバイス |
| JP2010282846A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 二次電池およびその製造方法 |
| KR101746913B1 (ko) | 2012-06-28 | 2017-06-14 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 전지의 제조 방법 및 전지 |
| WO2020159116A1 (ko) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 주식회사 엘지화학 | 전극 탭 용접부의 압접부 크기가 상이한 전극조립체 및 이를 제조하는 초음파 용접 장치 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3754310A (en) * | 1971-07-29 | 1973-08-28 | Underwriters Safety Device Co | Method of making an electrical assembly fastened with thermoplastic eyelet |
| US4647325A (en) * | 1984-07-12 | 1987-03-03 | Presto Products, Incorporated | Ultrasonic spot welding tip assembly and method for using the same |
| EP0634971B1 (en) * | 1992-04-10 | 1998-05-27 | W.L. Gore & Associates, Inc. | A method of ultrasonically welding articles of porous polytetrafluoroethylene |
| US5862035A (en) * | 1994-10-07 | 1999-01-19 | Maxwell Energy Products, Inc. | Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes |
| US5922215A (en) * | 1996-10-15 | 1999-07-13 | Pacesetter, Inc. | Method for making anode foil for layered electrolytic capacitor and capacitor made therewith |
-
2000
- 2000-12-27 JP JP2000397320A patent/JP2002198262A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-12-21 US US10/036,754 patent/US20020112330A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-27 EP EP01310912A patent/EP1221704A2/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010282846A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | 二次電池およびその製造方法 |
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| KR101746913B1 (ko) | 2012-06-28 | 2017-06-14 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 전지의 제조 방법 및 전지 |
| WO2020159116A1 (ko) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | 주식회사 엘지화학 | 전극 탭 용접부의 압접부 크기가 상이한 전극조립체 및 이를 제조하는 초음파 용접 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1221704A2 (en) | 2002-07-10 |
| US20020112330A1 (en) | 2002-08-22 |
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Legal Events
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