JP2009088033A - Electrical double-layer capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電気二重層キャパシタに関し、特に電極シート数が増大しても集電リード間および、集電リードと外部電極端子間の接続が良好で集電リードによる電極シートへの機械的ストレスを低減した電気二重層キャパシタに関する。 The present invention relates to an electric double layer capacitor, and in particular, even when the number of electrode sheets increases, the connection between current collecting leads and between current collecting leads and external electrode terminals is good, and mechanical stress on the electrode sheet due to the current collecting leads is reduced. The present invention relates to an electric double layer capacitor.
特許文献1は、電気二重層キャパシタとして、集電体表面に分極性電極層を備える複数の電極シートを、セパレータを介して積層した積層体を形成し、各集電体から延出された複数の集電リードを同極毎にまとめて、各極の外部電極端子にそれぞれ接続したものが開示されている。 Patent Document 1 discloses a multi-layered structure in which a plurality of electrode sheets each having a polarizable electrode layer on a current collector surface are stacked via a separator as an electric double layer capacitor, and are extended from each current collector. The current collecting leads are grouped for each pole and connected to external electrode terminals of each pole.
また特許文献2では、集電リードの両端に電極シートを並列配置し、これを積層、集電リード部を接合して外部電極端子と接続することで、集電リード数の増加を半減させている。
Further, in
しかしながら、このような電気二重層キャパシタにおいて、電極シートの数を増やすことでコンデンサ容量を大きくする場合には、集電リードの数も増加してしまう。 However, in such an electric double layer capacitor, when the capacitor capacity is increased by increasing the number of electrode sheets, the number of current collecting leads also increases.
ここで、集電リードが増加してリード接続部の総厚みが2mm以上となった場合、第一に集電リード間、および、集電リードと外部電極端子間において、溶接による接続状態が悪くなり導通が不完全となる(内部抵抗の増大)。第二に素子の厚みが厚くなるために、各電極シートから集電リードの接続部までの距離がばらつき、集電リードに弛みができたり逆に過大な張力が掛かってしまい、電極シートに機械的ストレスが掛かったり積層位置ずれなどが起こり、容量減少や短絡不良などの原因となるという課題があった。 Here, when the current collecting leads increase and the total thickness of the lead connecting portion becomes 2 mm or more, first, the connection state by welding is poor between the current collecting leads and between the current collecting leads and the external electrode terminals. Continuity becomes incomplete (increase in internal resistance). Secondly, since the thickness of the element increases, the distance from each electrode sheet to the current collector lead connection varies, and the current collector lead can be slackened or excessively tensioned. There has been a problem that a stress is applied or a stacking position shift occurs, causing a decrease in capacity or a short circuit failure.
これを改善したものとして、特許文献2が提案されている。しかしながらこの場合も、更なる電極シートの増加により、第一に集電リード部間、および、集電リードと外部電極端子間における、接続状態の悪化や、第二に集電リードの弛みや、過大な張力による、電極シートへの機械的ストレスや、電極シート間の位置ずれが起こり、容量減少や短絡不良などの原因となるという課題の解決は不十分であった。
従って、本願では、電極シート数が増大しても、第一に集電リード間、および、集電リードと外部電極端子間の接続が良好で、第二に集電リードによる電極シートへの機械的ストレスを低減した、電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。 Therefore, in the present application, even if the number of electrode sheets increases, firstly, the connection between the current collecting leads and between the current collecting leads and the external electrode terminal is good, and second, the machine to the electrode sheet by the current collecting leads. An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor with reduced mechanical stress.
前記の課題を解決するために本発明の第1の側面である電気二重層キャパシタは、集電体表面に分極性電極層を備える複数の正極と負極の各電極シートと、前記正極の電極シートと負極の電極シートとが交互に積層される際に各電極シートの間に挿入されるセパレータと、前記電極シートに備わる前記各集電体から延出された複数の集電リードと、前記集電リードを同極毎に接続してそれぞれの接続部に接続した引出リードと、前記引出リードを接続して複数個形成される素子と、前記素子を挿入する外装ケースを封口する封口板と、前記封口板に設けられた外部電極端子と、前記外部電極端子と前記引出リードとが接続されたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electric double layer capacitor according to the first aspect of the present invention includes a plurality of positive and negative electrode sheets each having a polarizable electrode layer on a current collector surface, and the positive electrode sheet And separators inserted between the electrode sheets when the electrode sheets and the negative electrode sheets are alternately laminated, a plurality of current collecting leads extended from the current collectors provided in the electrode sheets, and the current collectors A lead connected to each connecting portion by connecting electrical leads for each same pole, a plurality of elements formed by connecting the lead leads, a sealing plate for sealing an exterior case into which the element is inserted, An external electrode terminal provided on the sealing plate, and the external electrode terminal and the extraction lead are connected.
本発明の第2の側面である電気二重層キャパシタは、集電体表面に分極性電極層を備える複数の正極と負極の各電極シートと、前記正極の電極シートと負極の電極シートとが交互に積層される際に各電極シートの間に挿入されるセパレータと、前記電極シートに備わる前記各集電体から延出された複数の集電リードと、前記集電リードを同極毎に接続してそれぞれの接続部に接続した引出リードと、前記引出リードを接続して形成される素子を備え、前記素子は、外部電極端子に対して線対称となるように配置され、各電極の前記引出リードをそれぞれ各極の外部電極端子に接続されることで素子同士を一体化する。 The electric double layer capacitor according to the second aspect of the present invention comprises a plurality of positive and negative electrode sheets each having a polarizable electrode layer on a current collector surface, and the positive electrode sheet and the negative electrode sheet alternately Separators inserted between the electrode sheets when stacked on each other, a plurality of current collecting leads extended from the current collectors provided on the electrode sheets, and the current collecting leads connected to the same polarity A lead connected to each connecting portion, and an element formed by connecting the lead, and the element is arranged so as to be symmetrical with respect to an external electrode terminal, The elements are integrated by connecting the lead leads to the external electrode terminals of the respective poles.
また、前記引出リードは、全素子の一部の引出リードのみが外部電極端子と接続され、他の引出リードは前記一部の引出リードと前記外部電極端子との結合部以外で結合してもよい。 In addition, only a part of the lead leads of all the elements are connected to the external electrode terminals, and the other lead leads may be connected at a portion other than the connecting part of the part of the lead leads and the external electrode terminal. Good.
さらに、接続された前記集電リード、または、前記引出リードの厚みが、2mm以内である。 Furthermore, the thickness of the connected current collecting lead or the lead lead is within 2 mm.
本発明に係る電気二重層キャパシタを採用することで、電極シート数が増大しても、第一に集電リード間、および、集電リードと外部電極端子間の接続が良好となる効果を有する。 By adopting the electric double layer capacitor according to the present invention, even if the number of electrode sheets is increased, there is an effect that the connection between the current collecting leads and between the current collecting lead and the external electrode terminal is improved first. .
また、第二に集電リードによる電極シートへの機械的ストレスを低減するという効果を有する。 Second, it has the effect of reducing mechanical stress on the electrode sheet due to the current collecting leads.
(作用)
各素子の集電リードの数を一定数以下に抑えることが出来るため、集電リード間、および、集電リードと引出リード間での接続状態を良好に保つことが出来、また、素子の厚みも一定以下と出来ることから、各電極シートから集電リードの結合部までの距離のばらつきも少なく、集電リードによる電極シートへのストレスが無く、短絡不良や電極シート間の位置ズレによる容量減少なども解消される。
(Function)
Since the number of current collecting leads for each element can be kept below a certain number, the connection between the current collecting leads and between the current collecting lead and the lead out can be kept in good condition, and the thickness of the element Since the distance from each electrode sheet to the collector lead joint is small, there is no stress on the electrode sheet due to the collector lead, and the capacity is reduced due to short circuit failure or misalignment between the electrode sheets. Etc. are also resolved.
また、素子を外部電極端子に対して対象となるように配置した状態で、引出リードを外部電極端子に繋ぐ場合、引出リードの長さを短く出来ることから、集電リードを通しての電極シートへのストレスも更に少なく出来る。 In addition, when the lead is connected to the external electrode terminal in a state where the element is arranged to be the target with respect to the external electrode terminal, the length of the lead can be shortened. Stress can be further reduced.
以下、本発明の1実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
本発明に係る電気二重層キャパシタは、集電体3表面に分極性電極層5を備える複数の正極と負極の各電極シート7と、前記正極の電極シートと負極の電極シート7とが交互に積層される際に各電極シート7の間に挿入されるセパレータと、前記電極シート7に備わる前記各集電体3から延出された複数の集電リード4と、前記集電リード4を同極毎に接続してそれぞれの接続部に接続した引出リード6と、前記引出リード6を接続して複数個形成される素子2と、前記素子2を挿入する外装ケース(図示せず)を封口する封口板8と、前記封口板8に設けられた外部電極端子10と、前記外部電極端子と前記引出リードとが接続される。
The electric double layer capacitor according to the present invention includes a plurality of positive and negative electrode sheets 7 each having a
(実施例1)
本発明に係る電子二重層キャパシタの実施例1について図1,2を用いて説明する。
Example 1
A first embodiment of an electronic double layer capacitor according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、(a)に電極シート7を示し、(b)に素子2の構成について示す。
1A shows the electrode sheet 7 in FIG. 1A and FIG. 1B shows the configuration of the
電極シート7は、中央に集電体3が設けられてその1辺のうち外部電極端子側となる端部に集電リード4が突設される。また、集電体3の両面には分極性電極層5が積層される。ここで、正極の電極シート7と負極の電極シート7は集電リード4の突出位置が積層した際に重ならぬように突出される。
The electrode sheet 7 is provided with a
素子2は、図1(b)にその構成が示される。素子2は、正極の電気シートの上に、セパレータが積層され、さらに、そのセパレータ上に負極の電極シートが配置される。負極の電極シートの上にはさらに、セパレータが積層され、再び正極の電極シートが積層される。
The configuration of the
一方、集電リード4は、複数の電極シートが積層されると、異極の集電リード4は重ならずに同極の集電リード4が重なるように構成される。
On the other hand, the
引出リード6は、各極毎に集電リード4を束ねて電気的に接続されて、各極毎に1本ずつ設けられる。 The lead leads 6 are electrically connected by bundling the current collecting leads 4 for each pole, and one lead lead 6 is provided for each pole.
本発明に係る電気二重層キャパシタにおける引出リード6と外部電極端子10との結合方法についてその側面図を図2(a)に示し、上面図を図2(b)に示す。
FIG. 2 (a) shows a side view and FIG. 2 (b) shows a top view of the method of coupling the lead 6 and the
本発明に係る電気二重層キャパシタの実施例1における引出リード6は、素子2と同数個設けられ、全ての引出リード6の端部が外部電極端子10の端部と結合される。この外部電極端子も正極と負極とが一本ずつ封口板に一定の間隔をもって貫通して設けられる。正極の全ての引出リードが正極の外部電極端子において鉛直方向の下端部に固定され、負極の全ての引出リードが負極の外部電極端子において鉛直方向の下端部に固定される。ここで、素子2は、封口板8と平行に配置され、従って、外部貫通端子10と素子2とは垂直に配置される。さらに、素子2は2本の外部電極端子10に対して、外部電極端子を結ぶ仮想的な「直線」(図示せず)に対して一方向にのみ配置されている。
In the electric double layer capacitor according to the first embodiment of the present invention, the same number of lead leads 6 as the
(実施例2)
図3に本発明に係る電気二重層キャパシタの実施例2おける引出リード6と外部電極端子10との結合方法についてその側面図を示す。
(Example 2)
FIG. 3 shows a side view of a method of coupling the lead 6 and the
実施例2では、封口板8に最も接近した位置にある素子の引出リード9の1点のみが、外部電極端子において鉛直方向の下端部に固定される。その他の素子の引出リード11,12は、引出リード9の中間点13で互いに結合される。このため、外部電極端子に接続される引出リードの数が少なくて済む。このため、素子数を増大させた場合にも外部電極端子においてリード結合部の厚み増加させることがない。このため、溶接による接続状態の悪化による内部抵抗の増大を低減することが可能となる。また、各電極シートから集電リードの接続部までの距離のばらつきを低減することができ、集電リードの緩みや過大な張力を未然に防止することができ、電極シートに掛かる機械的ストレスを低減し、電極シートの積層位置ずれによる容量減少や短絡不良を未然に防止することが可能となる。
In the second embodiment, only one point of the
(実施例3)
本発明に係る実施例3の電気二重層キャパシタにおける引出リード16と外部電極端子24との結合方法についてその側面図を図4(a)に示し、上面図を図4(b)に示す。
(Example 3)
FIG. 4A shows a side view and FIG. 4B shows a top view of the method of coupling the
本発明に係る実施例1の電気二重層キャパシタとの違いは、実施例1は、素子2は2本の外部電極端子24について、外部電極端子を結ぶ仮想的な「直線」(図示せず)に対して一方向にのみ配置されているのに対して、実施例3は、外部電極端子を結ぶ仮想的な「直線」(図示せず)に対して両側に素子20が配置されている点である(図4(b))。この素子20が前記「直線」に対して両側に配置されるために、同じ厚みであれば容量を2倍に増加させることのできる配置となっている。ただし、外部電極端子の下端には、各極の引出リード全てが結合されるため、外部電極端子の下端における引出リードの厚みは各極の全引出リードの厚みを合計したものとなる(図4(a)の中央)。
The difference from the electric double layer capacitor of Example 1 according to the present invention is that Example 2 is a virtual “straight line” (not shown) connecting the external electrode terminals of the
(実施例4)
本発明に係る実施例4の電気二重層キャパシタにおける引出リード36と外部電極端子30との結合方法についてその側面図を図5に示す。
Example 4
FIG. 5 shows a side view of a method for coupling the
本発明に係る実施例2の電気二重層キャパシタとの違いは、実施例2は、素子2は2本の外部電極端子10について、外部電極端子10を結ぶ仮想的な「直線」(図示せず)に対して一方向にのみ配置されているのに対して、実施例4は、外部電極端子を結ぶ仮想的な「直線」(図示せず)に対して両側に素子26が配置されている点である。この素子26が前記「直線」に対して両側に配置されるために、同じ厚みであれば容量を2倍に増加させることのできる配置となっている。
The difference between the electric double layer capacitor of the second embodiment according to the present invention is that, in the second embodiment, the
さらに、実施例4では、封口板22に最も接近した位置にある素子の引出リード36の1点のみが、外部電極端子において鉛直方向の下端部に固定される。その他の素子の引出リード32,34は、引出リード36の中間点38で互いに結合される。このため、外部電極端子に接続される引出リードの数が少なくて済む。このため、素子数を増大させた場合にも外部電極端子においてリード結合部の厚みを増加させることがない。このため、溶接による接続状態の悪化による内部抵抗の増大を低減することが可能となる。また、各電極シートから集電リードの接続部までの距離のばらつきを低減することができ、集電リードの緩みや過大な張力を未然に防止することができ、電極シートに掛かる機械的ストレスを低減し、電極シートの積層位置ずれによる容量減少や短絡不良を未然に防止することが可能となる。
Furthermore, in Example 4, only one point of the lead lead 36 of the element located closest to the sealing
2 素子
3 集電体
4 集電リード
5 分極性電極層
6 引出リード
7 電極シート
8 封口板
9 引出リード
10 外部電極端子
11,12 引出リード
13 引出リード9の中間点
16 引出リード
20 素子
22 封口板
24 外部電極端子
26 素子
30 外部電極端子
32,34 引出リード
36 引出リード
38 引出リード36の中間点
2
Claims (4)
前記素子は、外部電極端子に対して線対称となるように配置され、
各電極の前記引出リードをそれぞれ各極の外部電極端子に接続されることで素子同士を一体化した電気二重層キャパシタ。 A plurality of positive and negative electrode sheets each having a polarizable electrode layer on the current collector surface, and the positive electrode sheet and the negative electrode sheet are inserted between the electrode sheets when alternately stacked. A separator, a plurality of current collecting leads extending from each of the current collectors provided in the electrode sheet, a lead for connecting the current collecting leads for each of the same poles and connecting to each connecting portion; and the drawer It has an element formed by connecting leads,
The element is arranged to be line-symmetric with respect to the external electrode terminal,
An electric double layer capacitor in which elements are integrated by connecting the lead lead of each electrode to an external electrode terminal of each electrode.
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