JP2018518042A - 電気二重層素子 - Google Patents

Abstract

本発明は、ラバーキャップ（４０）の外部に露出された第１端子（２１）と第１スルーホール（４１）との間の隙間、及びラバーキャップの外部に露出された第２端子（２２）と第２スルーホール（４２）との間の隙間をそれぞれ充填するウレタン充填部（５０）を含み、アルミニウム端子（Ａ）は陽極酸化処理されて酸化アルミニウム皮膜（Ａｌ）が形成され、それによって寿命が比較的長くなる、電気二重層素子に関する。【選択図】図７

Description

本発明は、電気二重層素子に関し、より具体的には、寿命保証が付いてすっきりとした外観まで保証することができる電気二重層素子を提供する。

一般に、電気二重層素子は、電池、キャパシタ、電解コンデンサのような、電気エネルギーを蓄える素子である。電気二重層素子は、導電性のある電極を用いて充電及び放電される。電気二重層素子は、携帯電話、ＧＰＳ受信機、ＭＰ３プレーヤー及びバックアップメモリ装置において使用される。更に，電気二重層素子は、風力エネルギーシステム、太陽エネルギーシステム、並びに、電気自動車及びハイブリッド自動車のモータにおいて使用される。

そのような電気二重層素子の一例は、キャパシタであり得る。

電気二重層キャパシタにおいては、静電層が活性炭電極と有機電解質との間の界面に形成され、電気二重層の状態は、電池と同様に電気を蓄積するために、誘電体として機能する。

特に、固体電極と、固体又は液体状態の電解質との間に形成される電気二重層に蓄積する電荷が、使用される。

キャパシタは、電池より低いエネルギー密度を有する。しかし、キャパシタは、電力密度、すなわち、瞬時の高出力という点で、電池より優れている。更に、キャパシタは、何十万回も使用可能である。すなわち、キャパシタの寿命は半永久的である。これらの理由で、キャパシタはさまざまな分野で使用されている。

電気二重層キャパシタは、以下の原理に従って働く。固体電極が電解質イオン溶液に置かれた状態において、直流電圧が固体電極の対に与えられると、陽極として働く電極に陰イオンが静電的に引き寄せられ、陰極として働く電極に陽イオンが静電的に引き寄せられる。結果として、電気二重層が、各電極と電解質との間の界面において形成される。特に、活性炭は複数の孔を有する。このため、電気二重層は容易に形成される。

電気二重層キャパシタは、電極、セパレータ、電解質、集電体及びケースを含む。

キャパシタを構成する際には、電極用の物質の選択が最も重要である。しかし、キャパシタの静電容量は、キャパシタのさまざまな他の構成要素によっても変化する。

電極用の物質は、高い導電性及び大きな比表面積を有しなければならない。更に、電極用の物質は、電気化学的に安定していなければならない。

そのような電気二重層素子の他の例は、電池である。

電池は、そこに含まれている化学物質（すなわち、活性物質）に蓄えられた化学エネルギーを、電気化学的酸化還元反応（redox reaction）によって電気エネルギーに変換する素子である。

電池は、２個以上の電気化学セルを組み立てることによって構成される。代替として、電池は単一のセルによって構成され得る。電池は、化学反応よりもむしろ電気化学反応のため、電子が導電線に沿って外に流れるように構成される。導電線に沿って流れる電子は、電気エネルギーの源になり、それによって電気的に有用である。

より具体的には、電池は、それぞれ集電体にコーティングされた陽極（cathode又はpositive electrode）及び陰極（anode又はnegative electrode）と呼ばれる物質を有する。これらの電極は、セパレータによって互いに分離され、更に、これらの２つの電極の間でのイオンの移動を可能にする電解質の中に置かれる。

電灯、機械、器具等を動作させるために、電極物質及び電解質は、適切に選択され、電池の２つの電極の間に十分な電圧及び電流が生成されるような特定の構造を有するように設計されなければならない。

例えば、その陽極活性物質が外部の導電線から受け取られた電子によって還元される陽極、その陰極活性物質が電子を導電線に放出するように酸化される陰極、陽極の還元反応と陰極の酸化反応とが化学的につり合うように物質を動かすことが可能な電解質、及び、陽極と陰極との間の物理的な接触を防止するセパレータは、それらの間の相互作用に基づいて化学エネルギーを電気エネルギーに変換するように、設計されなければならない。

上述のように設計された、電池の陰極は、基本的には酸化されるときに電子を放出し、陽極は、（陽イオンとともに）還元されるときに電子を受け取る。したがって、電池が外部負荷に接続されている状態で動作するとき、２つの電極はこのような電気的仕事を行うために電気化学的に変化する。

このとき、電子は、陰極の酸化反応によって生成されるのであるが、外部付加を経由して陽極に移動し、陽極活性物質ともに還元反応を受ける。その結果、電解質内におけるアニオン（negative ion）及びカチオン（positive ion）の陰極及び陽極に向かう動きの結果として電荷の流れが完成する。

このように、電荷が外部の導電線に連続して流れるように、電解質において反応が行われ、電荷を用いて電気的な動作が行われる。

電解質の種類に基づいて、電池は、液体電解質電池又はポリマー電解質電池に分類され得る。一般に、液体電解質電池はリチウムイオン電池と呼ばれ、ポリマー電解質電池はリチウムポリマー電池と呼ばれる。

図１は、一般的な電気二重層素子の構造を示す図であり、図２は、一般的な電気二重層素子を用いて製造された電気二重層キャパシタが充電される原理を示す図であり、図３は、一般的な電気二重層素子を用いて製造された電気二重層キャパシタが充電及び放電される原理を示す図である。

図１に示されているように、一般的な電気二重層素子は、参照番号１００で表されるが、電極１０と、電解質２０と、集電体３０と、セパレータ４０と、第１リード端子６１と、第２リード端子６２とを含む。

電気二重層素子１００が電池であると仮定すると、これに含まれている化学物質（すなわち、活性物質）の化学エネルギーは、電気化学的酸化還元反応によって電気エネルギーに変換され、電極１０は、陽極活性物質及び陰極活性物質を有し、それらはそれぞれの集電体３０にコーティングされている。

一方、電気二重層素子１００がキャパシタであるとの仮定に基づいて、電気二重層素子１００の特徴をより詳しく説明すると、２つの異なる電極１０の界面において互いに短い距離に配置された正電荷及び負電荷の分布を用いてエネルギーが蓄えられ、ファラッド単位の大きな静電容量特性を示し、その充放電サイクルが繰り返された場合の性能の変化及び低下は非常に小さい。

電極１０は活性炭で作られ、それは大きな比表面積を有し、電解質２０との界面に配置された電気二重層で生成された電荷を蓄える。電極１０の電気的特性のうち、静電容量及び内部抵抗は、その性能の評価のための最も重要な基準である。したがって、電極１０は、低い抵抗率を示さなければならず、多孔性の構造を有しなければならない。多孔性の構造において孔のサイズ及び分布は、単純で所定の範囲内に片寄っていなければならない。電極１０の物質特性は、電気二重層キャパシタの固有の充放電特性に最も強く影響する。

したがって、近年、活性炭ベースの物質が、それは大きな比表面積を有し低価格であるのだが、電極１０用の物質として主に使用されており、エネルギー密度を向上させるための金属酸化物及び導電性ポリマーを使用する研究が、ますます行われるようになってきた。

一方、有機溶剤、第４アンモニウム塩（有機）、又は硫酸溶液（水溶性）が、電解質２０として使用される。有機溶剤電解質用に、ポリカーボネート（ＰＣ）と炭酸エチルメチル（ＥＭＣ、ethylmethyl carbonate）とが、又はＰＣとメチラール（ＤＭＥ、dimethoxyethane）とが、導電性を向上させるために所定の割合で混合され得る。

有機電解質を用いる電気二重層キャパシタ１００は、４〜６μＦ／ｃｍ^２の単位面積当たりの静電容量を有する。有機電解質より、水溶液系の電解質の導電率の方が高い。したがって、水溶液系の電解質を用いる電気二重層キャパシタ１００は、５〜１０μＦ／ｃｍ^２の単位面積当たりの静電容量を有し、これは、有機電解質を用いる電気二重層キャパシタ１００の単位面積当たりの静電容量より大きい。しかし、水性の電解質を用いる電気二重層キャパシタ１００は、電位窓が狭く、分解が生じるという点で、問題がある。

不織布、多孔性ポリエチレン（ＰＥ）、又は多孔性ポリプロピレン（ＰＰ）フィルムが、セパレータ４０として使用される。

電気二重層キャパシタの充電原理は、図1に示すようにセパレータ４０を間に置いて二つの電極１０と電解質２０が対向している状況でも、図２の電気二重層キャパシタの充電原理を説明するための概略図で示すように、外部からの電気エネルギーの供給がない状態では、内部の電荷分布が不均一なバルク（bulk）状態になって電極１０の間の電位差が０になり、図３の電気二重層キャパシタの充放電原理を説明するための回路図に示されたように、外部からの電気エネルギーが供給されると、内部の電荷分布が均一に形成されて、図２に示すように２つの電極１０の間に電位差２Φ１に対応する電圧のエネルギーが充電される。

このとき、電気エネルギーの供給が中断されても、既に形成された電気二重層は消滅せず、充電された電気エネルギーはそのまま維持保存される。

大韓民国特許出願公開第２００９−０１１８３２８号

図４は、先行技術文献による電気二重層キャパシタの製造工程を示す工程図であり、図５は、先行技術文献による一体型電気二重層キャパシタの製造方法を説明するための構成図であり、図６は、先行技術文献による電気二重層キャパシタに構成されている電極素子の製造工程を説明するための構成図である。

一般的に、充電/放電が可能な二次電池、例えば、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）などのエネルギー貯蔵装置には、ゼリーロール状の巻回型（Winding-Type）が多く使用されている。

図４に示すように、巻回型エネルギー貯蔵装置、例えば、巻回型電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Electrochemical Double Layer Capacitors）などは、主にアルミニウムＡＬ材質の円筒形ケース２０と、ケース２０に内蔵された巻回素子１０を含んでいる。

巻回素子１０は、帯状の電極積層体、すなわち、陽極及び陰極の電極素子、並びに陽極と陰極の電極素子の間に介在する電解質からなる帯状の電極積層体を円筒状に巻き取り、すなわち巻回（Winding）した後、巻き取られた形態が緩まないように、外部をテーピング（Taping）して形成される。

このように形成された巻回素子１０は、電解質に含浸された後、円筒ケース２０の内部に内蔵され、巻回素子１０の上部には、端子板３０が設けられ、端子板３０には、ラグ（Lug）又はスクリュー（Screw）タイプの外部端子４０が締結される。

また、ケース２０の上部には、端子板３０が下に押されることを防止するネック２１が陥没するように形成される。巻回素子１０は、ケース２０にネック２１が形成された後、ケース２０に内蔵され、巻回素子１０と、外部端子４０は、端子１２０によって電気的に接続される。以降、ケース２０の上端２２を曲げるカーリング（Curling）工程が行われて、端子板３０がケース２０内に固定され、組立が完了する。

一方、図６の上側の図を参照すると、電極素子１００は、通常のアルミホイルのような電極集電シート１１１と、電極集電シート１１１に塗布された電極活性物質１１２で構成されている。

電極活性物質１１２は、主に活性炭を含む導電性ペーストの塗布によって形成される。

電極素子１００には、端子１２０が結合される。このとき、まず電極素子１００の、端子１２０が結合される部分を掻き出して電極活性物質１１２を削除し、穿孔した後、リベット締め（rivetting）などの工程で端子１２０が結合される。

本願出願人は、先行技術文献を改良発展させて、本発明に係る電気二重層素子を提案する。

本発明の目的は、陽イオンの漏出を徹底的に防止し、濡れ現象を防止しながら、寿命を比較的長くした、電気二重層素子を提供することである。

本発明の目的は、作業性を高めながら、すっきりとした外観の仕上げまで保証する電気二重層素子を提供することである。

本発明の目的は、アルミニウム端子の腐食を未然に防止することができる電気二重層素子を提供することである。

本発明の目的は、ラバーキャップの、上方に突出したボリューム突出部の中央をあらかじめ低くしながら凹部を持つことができるようして、ケースがビード加工されるときにボリューム突出部の中央が高くても平坦に維持されるようにして、回路基板に第１端子と第２端子とを接続するときに安定して搭載されるようにすることができる電気二重層素子を提供することである。

本発明の目的は、ウレタン樹脂の界面結合力を増進させるようにした電気二重層素子を提供することにある。

本発明の目的は、ウレタン樹脂の固着力を極大化させるようにした電気二重層素子を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、
分離シートによって分離され、巻回された第１集電シート及び第２集電シートを有する巻回電極ユニットと、前記第１集電シート及び第２集電シートにそれぞれ接続された第１端子及び第２端子と、前記巻回電極ユニットを収容するケースと、前記ケースにふたをしながら前記第１端子及び第２端子をそれぞれ通過させて外部に露出させるように開いた第１スルーホール及び第２スルーホールを有するラバーキャップを含む電気二重層素子において、
前記ラバーキャップの外部に露出された前記第１端子と第１スルーホールとの間の隙間、及び第２端子と第２スルーホールとの間の隙間を、それぞれ充填するウレタン充填部を含み、
前記ウレタン充填部は、
前記第１端子及び第２端子を通過させる前記第１スルーホール及び第２スルーホールの周囲の前記ラバーキャップの上方に突出したボリューム突出部によって、相対的に低く、それぞれ設けられる第１充填溝及び第２充填溝と、
前記第１充填溝及び第２充填溝にそれぞれ充填されて硬化するウレタン樹脂とを含む
ことをその技術的構成上の基本的な特徴とする。

本発明は、第１端子と第１スルーホールとの間の隙間、及び第２端子と第２スルーホールとの間の隙間をそれぞれ充填するウレタン充填部を更に備える。したがって、陽イオンの漏出を徹底的に防止し、濡れ現象をなくしながら、寿命を比較的長くすることができる効果がある。

本発明は、ラバーキャップ上部に突出したボリューム突出部によって相対的に低く設けられる第１充填溝及び第２充填溝にウレタン樹脂を迅速容易に投入することができるようにして作業性を確保しながらも、ウレタン樹脂が投入後に周辺に広がる現象を最小にして、すっきりとした外観まで保証することができる効果がある。

本発明は、第１充填溝及び第２充填溝にウレタン樹脂を投入するとき、第１ポケットと第２ポケットに迅速に流れ込んでいっぱいになり、第１端子と第２端子にそれぞれ緊密に密着硬化されることによって、第１端子と第１スルーホールとの間の隙間、及び第２端子と第２スルーホールとの間の隙間を介する陽イオンの漏出をより徹底的に防止して寿命を更に比較的大きく増やすことができる効果がある。

本発明は、アルミニウム端子をあらかじめ陽極酸化して酸化アルミニウム皮膜が形成されるようして寿命を保証することを可能にすることができる効果がある。

本発明は、ラバーキャップの上部に突出したボリューム突出部の中央をあらかじめ低くして凹部を持つことができるようして、ケースがビード加工されるときにボリューム突出部の中央が高くなっても平坦に維持されるようにして、第１端子及び第２端子が、回路基板に接続されるときに回路基板に安定して搭載されるようにすることができる効果がある。

本発明は、ウレタン樹脂の界面結合力を増進させることができる効果がある。

本発明は、ウレタン樹脂の固着力を極大化させることができる効果がある。

図１は、一般的な電気二重層素子の構造を示す概略図である。 図２は、一般的な電気二重層素子に応用された電気二重層キャパシタの充電原理を説明するための概略図である。 図３は、一般的な電気二重層素子に応用された電気二重層キャパシタの充放電原理を説明するための回路図である。 図４は、先行技術文献による電気二重層キャパシタの製造工程を示す工程図である。 図５は、先行技術文献による一体型電気二重層キャパシタの製造方法を説明するための構成図である。 図６は、先行技術文献による電気二重層キャパシタを構成する電極素子の製造工程を説明するための構成図である。 図７は、本発明に係る電気二重層素子を示す斜視図である。 図８は、本発明に係る電気二重層素子を示す分解斜視図である。 図９は、本発明に係る電気二重層素子を示す縦断面図である。 図１０は、本発明に係る電気二重層素子に適用された巻回電極ユニットを示す構成図である。 図１１は、本発明に係る電気二重層素子に適用された第１端子と第２端子を示す斜視図である。 図１２ａは、本発明の好ましい実施形態に係る電気二重層素子に適用されるラバーキャップを示す斜視図である。 図１２ｂは、本発明の好ましい実施形態に係る電気二重層素子に適用されるラバーキャップを示す断面図である。

発明の実施のための最良の形態
分離シート１３によって分離され巻回される第１集電シート１１及び第２集電シート１２を有する巻回電極ユニット１０と、前記第１集電シート１１及び第２集電シート１２にそれぞれ接続された第１端子２１及び第２端子２２と、前記巻回電極ユニット１０を収容するケース３０と、前記ケース３０にふたをしながら前記第１端子２１及び第２端子２２をそれぞれ通過させて外部に露出させるように開いた第１スルーホール４１及び第２スルーホール４２を有するラバーキャップ４０を含む電気二重層素子において、前記ラバーキャップ４０の外部に露出された前記第１端子２１と第１スルーホール４１との間の隙間、及び第２ターミナル２２と第２スルーホール４２との間の隙間をそれぞれ充填するウレタン充填部５０を含み、前記ウレタン充填部５０は、前記第１端子２１及び第２端子２２を通過させる前記第１スルーホール４１及び第２スルーホール４２の周囲の前記ラバーキャップ４０の上方に突出したボリューム突出部４３によって相対的に低く、それぞれ設けられる第１充填溝５１及び第２充填溝５２と、前記第１充填溝５１及び第２充填溝５２にそれぞれ充填されて硬化するウレタン樹脂５３とを含むことを特徴とし、前記第１端子２１と第１スルーホール４１との間の隙間、及び第２ターミナル２２と第２スルーホール４２との間の隙間をそれぞれ充填するウレタン充填部５０を更に備えることにより、陽イオンの漏出を徹底的に防止して濡れ現象をなくすことで、寿命を相対的に増やすようにする。

発明を実施するための形態
本発明に係る電気二重層素子の好ましい実施形態を図面を参照しながら説明する。複数の実施形態が提供され得る。これらの実施形態から、本発明の目的、特徴、及び利点をよりよく理解することができる。

図７は、本発明に係る電気二重層素子を示す斜視図であり、図８は、本発明に係る電気二重層素子を示す分解斜視図であり、図９は、本発明に係る電気二重層素子を示す縦断面図である。

図７〜図９に示されているように、本発明に係る電気二重層素子は、分離シート１３によって分離され、巻回された第１集電シート１１及び第２集電シート１２を有する巻回電極ユニット１０と、第１集電シート１１及び第２集電シート１２にそれぞれ接続された第１端子２１及び第２端子２２と、巻回電極ユニット１０を収容するケース３０と、ケース３０にふたをしながら（カバーリングしながら）、第１端子２１及び第２端子２２をそれぞれ通過させて外部に露出させるように開いた第１スルーホール４１及び第２スルーホール４２を有するラバーキャップ４０とを含んでいる。

図１０は、本発明に係る電気二重層素子に適用された巻回電極ユニットを示す構成図である。

図７〜図１０に示すように、第１集電シート１１及び第２集電シート１２は、陽極集電体及び陰極集電体として使用され得る。これらのそれぞれは、電極活性物質が塗布されたアルミニウム箔で構成されている。電極活性物質は、主に活性炭を含む導電性ペーストであり得る。巻回電極ユニット１０は、第１集電シート１１及び第２集電シート１２を含み、電解質が含浸させられ、ケース３０内に配置される。ケース３０の上端は、ラバーキャップ４０に面し、ビード加工（beading）及びカーリング加工（curling）され、それによってこれらの間の結合が完了する。

陽極集電体として使用される第１集電シート１１に接続された第１端子２１は、陽極端子として機能し、陰極集電体として使用される第２集電シート１２に接続された第２端子２２は、陰極端子として機能する。

上述の構造を有する電気二重層素子に対して、９０％の相対湿度、６０℃の温度、２．７Ｖの電圧の条件で加速試験が行われた。その結果、陰極端子として機能する第２端子２２と第２スルーホール４２との間の隙間を通って陽イオンが放電し、外部の湿度との相互作用で濡れ現象が発生して、電気二重層素子の寿命が約１０００時間に限られていた。

そこで、本発明では、第１端子２１と第１スルーホール４１との間の隙間、及び、第２端子２２と第２スルーホール４２との間の隙間を充填するウレタン充填部５０をさらに備え、陽イオンの漏出を完全に防止して、電気二重層素子の寿命を比較的長くする。

より具体的には、ウレタン充填部５０は、第１端子２１及び第２端子２２がそれぞれ通る第１スルーホール４１及び第２スルーホール４２の周囲に配置されるように、ラバーキャップ４０の、上方に突出するボリューム突出部４３より位置が低いように、ボリューム突出部４３によって規定される第１充填溝５１及び第２充填溝５２と、第１充填溝５１及び第２充填溝５２にそれぞれ充填されて硬化されるウレタン樹脂５３とを含み得る。

ラバーキャップ４０の、上方に突出するボリューム突出部４３より位置が低いように、ボリューム突出部４３によって規定される第１充填溝５１及び第２充填溝５２に、ウレタン樹脂５３が迅速に容易に投入されるので、作業性を確保しながらも、第１充填溝５１及び第２充填溝５２に投入された後にウレタン樹脂５３が広がるという現象を最小にして、すっきりとした外観の仕上げまで保証することができるようになる。

図１２ａは、本発明の好ましい実施形態に係る電気二重層素子に適用されるラバーキャップ（ビード加工された後）を示す斜視図であり、図１２ｂは、本発明の好ましい実施形態に係る電気二重層素子に適用されるラバーキャップ（ビード加工される前）を示す断面図である。

図１２ａ及び図１２ｂに示すように、第１充填溝５１は、第１スルーホール４１の内径に沿って陥没形成され、ウレタン樹脂５３を受け入れて充填されつつ第１端子２１に密着して硬化されるようにする第１ポケット５１を備え、第２充填溝５２は、第２スルーホール４２の内径に沿って陥没形成され、ウレタン樹脂５３を受け入れて充填されつつ第２端子２２に密着して硬化されるようにする第２ポケット５２を備える。

第１充填溝５１及び第２充填溝５２にウレタン樹脂５３を投入するとき、第１ポケット５１ａ及び第２のポケット５２ａに迅速に流れ込んでいっぱいになり、第１端子２１及び第２端子２２にそれぞれ緊密に密着硬化されることによって、第１端子２１と第１スルーホール４１との間の隙間、及び第２端子２２と第２スルーホール４２との間の隙間を通じた陽イオンの漏出をより徹底的に防止して、寿命を比較的さらに大きく増やすことができるようになる。

一方、本発明に係る電気二重層素子は、ラバーキャップ４０の、上方に突出したボリューム突出部４３は、中央に行くほど低くなっていてケース３０がビード加工されるときに平坦になる凹部４３ａを有し得る。

ケース３０とラバーキャップ４０との密着結合のためにケース３０がビード加工されるとき、ラバーキャップ４０の側面が減る一方、巻回電極ユニット１０の反対側にあるボリューム突出部４３の上部中央が凸状に持ち上がる。この場合、第１端子２１及び第２端子２２が図示されていない回路基板に接続される際、ボリューム突出部４３の凸部によって、第１端子２１及び第２端子２２が回路基板に安定して搭載されないという現象が発生することになる。

本発明では、このような現象を考慮して、ラバーキャップ４０の、上方に突出したボリューム突出部４３の中央をあらかじめ低くしながら凹部４３ａを持つことができるようにして、ケース３０がビード加工されるときにボリューム突出部４３の中央が高くなっても平坦に維持されるようにして、回路基板に第１端子２１及び第２端子２２が接続されるときに安定して搭載されるようにする。

一方で、第１充填溝５１及び第２充填溝５２は、ウレタン樹脂５３との界面結合力を向上させるために凹凸Ｂを持つことができる。これらの凹凸Ｂは、ラバーキャップ４０を形成する際に金型表面をアーク放電処理して付与したり、ラバーキャップ４０をサンドペーパー（Sand Paper）で研磨したり、サンドブラスト（Sand Blast）を通じた機械的エッチング又は化学的エッチングで付与することができる。

更に、第１充填溝５１及び第２充填溝５２にプライマー接着剤を塗布した後、ウレタン樹脂５３を満たすことができるようしてウレタン樹脂５３の固着力を極大化させることができ、プライマー接着剤は、エチルアセテート（Ethyl Acetate）系の接着剤であることはもちろんである。

更に、第１端子２１及び第２端子２２は、第１集電シート１１及び第２集電シート１２にそれぞれ接続され、第１スルーホール４１及び第２スルーホール４２に挿入されるアルミニウム端子Ａと、このアルミニウム端子Ａに溶接されてラバーキャップ４０の外部に露出されている外部端子Ｔ［鉄端子に銅めっきや錫メッキを施した端子］を含むことができ、特にアルミニウム端子Ａを陽極酸化させて酸化アルミニウム皮膜Ａｌを形成させることができるようにする。

アルミニウム端子Ａは、容易に酸化されて腐食される問題点があるが、このように腐食される場合、寿命の短縮はもちろんのこと、陽イオンの漏出を加速させ、濡れ現象による独自の腐食がさらに加わる。

このような現象を根本的に遮断するために、本発明では、アルミニウム端子Ａを事前に陽極酸化して酸化アルミニウム皮膜Ａｌが形成されるようにするものであり、酸化アルミニウムの皮膜Ａｌを持ったアルミニウム端子Ａを備えた第１端子２１及び第２端子２２を適用した電気二重層素子を、９０％の相対湿度、６０℃の温度環境で２．７Ｖで加速試験を行った結果、約１５００時間まで、その寿命を延長することができ、ここで、ウレタン充填部５０を更に適用した本発明に係る電気二重層素子を同一の条件で加速試験をした結果、約２５００時間まで寿命を延長することができた。

本発明は、電池（Battery）、キャパシタ（Capacitor）又は電解コンデンサ（Electrolytic Condenser）などのように電気エネルギーを保存する素子の分野に使用することができる。

Claims (8)

1. 分離シートによって分離され、巻回された第１集電シート及び第２集電シートを有する巻回電極ユニットと、前記第１集電シート及び第２集電シートにそれぞれ接続された第１端子及び第２端子と、前記巻回電極ユニットを収容するケースと、前記ケースにふたをしながら前記第１端子及び第２端子をそれぞれ通過させて外部に露出させるように開いた第１スルーホール及び第２スルーホールを有するラバーキャップを含む電気二重層素子において、
   前記ラバーキャップの外部に露出された前記第１端子と第１スルーホールとの間の隙間、及び第２ターミナルと第２スルーホールとの間の隙間を、それぞれ充填するウレタン充填部を含み、
   前記ウレタン充填部は、
   前記第１端子及び第２端子を通過させる前記第１スルーホール及び第２スルーホールの周囲の前記ラバーキャップの上方に突出したボリューム突出部によって、相対的に低く、それぞれ設けられる第１充填溝及び第２充填溝と、
   前記第１充填溝及び第２充填溝にそれぞれ充填されて硬化するウレタン樹脂とを含む
   ことを特徴とする電気二重層素子。
2. 請求項１において、
   前記第１充填溝は、前記第１スルーホールの内径に沿って陥没形成され、前記ウレタン樹脂を受け入れ満たしながら、前記第１端子に密着硬化されるようにする第１のポケットを備え、
   前記第２充填溝は、前記第２スルーホールの内径に沿って陥没形成され、前記ウレタン樹脂を受け入れ満たしながら、前記第２端子に密着硬化されるようにする第２のポケットを備えることを特徴とする電気二重層素子。
3. 請求項１において、
   前記ラバーキャップの上方に突出した前記ボリューム突出部は、中央に行くほど低くなった後、前記ケースがビード加工されるときに高くなり平坦になる凹部を有する
   ことを特徴とする電気二重層素子。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記第１充填溝及び第２充填溝は、前記ウレタン樹脂の界面結合力を増進させる凹凸を有する
   ことを特徴とする電気二重層素子。
5. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記第１充填溝及び第２充填溝にプライマー接着剤を塗布した後、前記ウレタン樹脂を満たす
   ことを特徴とする電気二重層素子。
6. 請求項５において、
   前記プライマー接着剤は、エチルアセテート系の接着剤である
   ことを特徴とする電気二重層素子。
7. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記第１端子及び第２端子は、
   前記第１集電シート及び第２集電シートにそれぞれ接続され、前記第１スルーホール及び第２スルーホールに挿入されるアルミニウム端子と、
   前記アルミニウム端子に溶接され、前記ラバーキャップの外部に露出されている外部端子とを含む
   ことを特徴とする電気二重層素子。
8. 請求項７において、
   前記アルミニウム端子は陽極酸化処理されて酸化アルミニウム皮膜が形成される
   ことを特徴とする電気二重層素子。

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