JP2722021B2 - 電気二重層コンデンサの製造方法 - Google Patents

電気二重層コンデンサの製造方法

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JP2722021B2
JP2722021B2 JP3066150A JP6615091A JP2722021B2 JP 2722021 B2 JP2722021 B2 JP 2722021B2 JP 3066150 A JP3066150 A JP 3066150A JP 6615091 A JP6615091 A JP 6615091A JP 2722021 B2 JP2722021 B2 JP 2722021B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気二重層コンデンサ
の製造方法に関し、特に電気二重層コンデンサの素子の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図2に、電気二重層コンデンサの素子の
構造を示す。この素子は、円筒形の非導電性ゴムからな
る封口材1を多孔性セパレータ2で上下に仕切り、この
円筒形内部の上下の空間に活性炭ペースト電極3を充填
し、更にその上下を導電性の集電体4で封止した構造と
なっている。
【0003】活性炭ペースト電極3は、粉末活性炭と、
例えば稀硫酸のような電解質溶液とを混練して作ったも
のである。多孔性セパーレタ2は、非常に微細な空孔を
持つプラスチックなどのフィルムであり、イオン透過性
で且つ非電子伝導性の性質を持ち、上下の活性炭ペース
ト電極3の間の導通を阻止するためのものである。また
集電体4は、導電性ゴムや導電性プラスチックフィルム
などでできており、電子伝導性で且つ非イオン透過性の
性質を持っている。この素子においては、上下の集電体
4の間に電圧が印加されると、活性炭ペースト電極3に
電気二重層が形成されて電荷が蓄積される。尚、多孔性
セパレータは、図2に示されるように、その直径を封口
材1の外径の直径より小さくしてある。これは、多孔性
セパレータ2の直径が大きくて封口材1から露出したり
飛び出したりしていると、封口材内部に封止すべき活性
炭ペースト電極3の電解質溶液である稀硫酸が、多孔性
のセパレータを通して漏れ出てしまうからである。
【0004】実際の電気二重層コンデンサとしては、上
述の素子を使用電圧に合せて必要な数だけ積層した素子
積層体をケースに収納してコンデンサとする。なお当然
のことであるが、使用電圧によっては素子が1つで電気
二重層コンデンサを構成している場合も勿論ある。
【0005】以下に、上述の素子を製造する従来の方法
について図3を参照して説明する。図3(a)から
(e)は、従来の製造方法を工程順に説明するための図
である。先ず、図3(a)に示すように、封口材用のゴ
ムシート5に円形の孔を開け、このゴムシート5の一方
の面に集電体用のゴムシート6を貼り合せ、図3(b)
に示すように、開口の底を塞ぐ。ゴムシート同志の貼り
合せは、上下から圧力を加え、ゴムの粘着力を利用して
行なう。
【0006】次に、図3(c)に示すように、開口部に
活性炭ペースト電極3を充填して電極充填シート7を形
成する。
【0007】次いで、予め円形に切断しておいた多孔性
セパレータ2を、電極充填シート7の活性炭ペースト電
極3の部分を覆うように、同心円状に搭載する。その後
このシートと、別の電極充填シート(但し、この電極充
填シートには多孔性セパレータ2は搭載されていない)
とを、活性炭ペースト電極3同志が多孔性セパレータ2
を挟んで対向するように合体させて、図3(d)に示す
ような、合体シート8を形成する。
【0008】次に、図3(e)に示すように、合体シー
ト8の上下の面を保持板9で挟み、この保持板9を介し
て6〜7kg/cm2 の圧力を加えながら加熱し、封口
材と封口材との間および封口材1と集電体4との間を密
着させ、活性炭ペースト電極3を密封する。保持板9と
しては、合体シート8に均一な圧力を加えることができ
るように、金属板や強化プラスチック(FRP)などの
剛性の高い板が用いられる。
【0009】最後に、図3(e)中に破線で示す部分か
ら切断して、素子を完成する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
一般に電気二重層コンデンサにおいては、粉末活性炭と
電解質溶液とを接触させて電気二重層を発生させてい
る。従って、コンデンサとしての電気特性が所望の特性
を示し経時的にも変化しないようにするためには、電解
質溶液が漏出して粉末活性炭との比率や濃度が変化する
ことのないように、封口材と封口材との間や封口材1と
集電体4との間の密着・封止が確実でなければならな
い。
【0011】ところが、従来の電気二重層コンデンサの
素子の製造方法には、この密着・封止が不完全になるこ
とがあるという欠点がある。以下にその理由を説明す
る。
【0012】近年、電子装置の小型・軽量化に対応して
電気二重層コンデンサを小型・薄型化するための手段の
一つとして、封口材1の厚さは薄くなる傾向にある。こ
れに対して多孔性セパレータ2の方は、製造工程上の制
約などから、現状以上に薄くすることは望めない。この
ため電気二重層コンデンサを薄型化しようとすると、封
口材1の厚さに対する多孔性セパレータ2の厚さの割り
合いが増加することになる。例えば、従来、封口材1の
厚さは0.5mm以上、多孔性セパレータ2の厚さは
0.1mm程度であり、その比率が5対1以上であった
ものが、近年では封口材1の厚さは0.2mm程度にま
で薄くなってきており、厚さの比率が2対1程度にまで
小さくなってきている。
【0013】このような状態の素子を製造する場合、従
来の製造方法では、図3(e)に示す工程で合体シート
8を加圧・加熱して活性炭ペースト電極3を密閉封止す
る時に、多孔性セパレータ2を挟み込んだ封口材1の弾
力だけでは多孔性セパレータ2の厚みを吸収しきれな
い。つまり、多孔性セパレータ2が載っている部分(活
性炭ペースト電極3が充填されている部分)に加わる圧
力は十分であるのに対して、多孔性セパレータ2が載っ
ていない部分(封口材同志および封口材1と集電体4と
の接着部分)に加わる圧力は不十分であることになる。
このため肝腎の封口材と封口材との間および封口材と集
電体との間に十分な圧力が加わらず、密着・封止が十分
でなくなり、所望の電気特性を得ることができなかった
り、或いはコンデンサの電気特性が経時的に変化してし
まうという不具合が発生しやすくなる。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による電気二重層
コンデンサの製造方法は、絶縁性の封口材用シートの所
定部分に開口を設け、前記開口の一方の開口面を塞ぐよ
うにして導電性の集電体用シートと接着する工程と、前
記封口材用シートの開口の内部に活性炭ペースト電極を
充填して電極充填シートを形成する工程と、前記電極充
填シートの前記活性炭ペースト電極を覆うようにして多
孔性セパレータを搭載した第1の電極充填シートと、多
孔性セパレータを搭載しない第2の電極充填シートと
を、活性炭ペースト電極同志が前記多孔性セパレータを
介して対向するようにして合体させて合体シートを得る
工程と、前記合体シートに少なくとも圧力を加え、前記
第1の電極充填シートの封口材と集電体とのなす第1の
接着部,前記第2の電極充填シートの封口材と集電体と
のなす第2の接着部および前記第1の電極充填シートの
封口材と前記第2の電極充填シートの封口材とのなす第
3の接着部を密着させ活性炭ペースト電極を封止する密
着・封止工程とを含む電気二重層コンデンサの製造方法
において、前記多孔性セパレータに、外形寸法が前記封
口材の外形寸法より小なるセパレータを用いると共に、
前記密着・封止工程では、前記第1,第2および第3の
接着部の前記多孔性セパレータの外形寸法より大なる領
に、活性炭ペースト電極充填部分に加わる圧力と同等
以上の圧力を加えることを特徴とする。
【0015】
【実施例】次に、本発明の最適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1(a)は、本発明の第1の実
施例の製造方法における加圧方法を説明するための図で
ある。なお図1(a)には、簡単のために1個あたりの
素子についてだけ断面構造を示してあるが、この図1
(a)は、従来の製造方法における図3(e)に対応
し、合体シート8の要部を示したものである。
【0016】本実施例が図3(e)に示す従来の製造方
法と異なるのは、合体シート8を加圧する時に、強化プ
ラスチック(FRP)製の加圧板10を介して合体シー
ト8に圧力を加えている点である。
【0017】この加圧板10には、多孔性セパレータ2
と同心円状になるように開口が設けられている。封口材
1は、加圧板10を介して圧力を加えられるので、封口
材と封口材との間および封口材1と集電体4との間には
十分な圧力が加わる。本実施例によって、製造時の歩留
りを従来の約1.20倍に向上させることができた。
【0018】加圧板10の中心に設ける開口の大きさ
は、必ずしも直径が多孔性セパレータ2の直径と一致す
る必要はない。封口材1の内径と同等程度の大きさであ
っても十分に効果があるし、更に多孔性セパレータ2の
直径より大きい直径であってもよい。また加圧板10に
は、必らずしも開口を設ける必要はない。素子に接する
面に凹みを設けることによっても同様の効果が得られ
る。この場合には、この凹みの深さを変えることによっ
て、活性炭ペースト電極3の部分に加わる圧力と封口材
1の部分に加わる圧力との割合をよりきめ細かく調整す
ることができる。
【0019】なお、本実施例では加圧板10として強化
プラスチック製のものを用いたが、剛性が十分であれ
ば、アルミニウムなどの金属製のものであってもよいこ
とは勿論である。
【0020】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図1(b)は、本発明の第2の実施例の製造方法に
おける加圧方法を説明するための図である。なお図1
(b)は、図1(a)と同様に、従来の製造方法におけ
る図3(e)に対応するものである。
【0021】本実施例が図1(a)に示す第1の実施例
と異なるのは、図1(a)中の加圧板10に替えて、弾
性のあるゴム材11を介して合体シート8を加圧してい
る点である。本実施例においては、加圧に際して、ゴム
材11が多孔性セパレータ2の厚さを吸収するので、素
子全体に均一な圧力が加わる。使用するゴム材の弾性と
しては、ビッカース硬度で60度から80度の範囲のも
のが大きな効果をもたらす。ゴム材の材質としては、ブ
チルゴム,シリコンゴム或いは弗素ゴムなどを用いるこ
とができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層コンデンサの製造方法においては、合体シートを加圧
・加熱して封口材と封口材との間および封口材と集電体
との間を密着させ素子内部の活性炭ペースト電極を封止
する密着・封止工程で、封口材の周縁部に、活性炭ペー
スト電極の部分に加わる圧力と同等以上の圧力を加えて
いる。
【0023】このことにより、本発明によれば、活性炭
ペースト電極に対する封止性を従来の電気二重層コンデ
ンサに比べて格段に向上させることができ、所望の電気
特性を持ち、しかも電気特性が経時的に変化しない電気
二重層コンデンサを安定して歩留り良く製造することが
できるので、信頼性の高い電気二重層コンデンサを安価
に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分図(a)は、本発明の第1の実施例における
密着・封止工程での合体シート加圧方法を説明するため
の図である。 分図(b)は、本発明の第2の実施例における密着・封
止工程での合体シート加圧方法を説明するための図であ
る。
【図2】電気二重層コンデンサの素子の構造を示す断面
図である。
【図3】電気二重層コンデンサの素子を製造する従来の
方法を製造工程順に説明するための図である。
【符号の説明】
1 封口材 2 多孔性セパレータ 3 活性炭ペースト電極 4 集電体 5,6 ゴムシート 7 電極充填シート 8 合体シート 9 保持板 10 加圧板 11 ゴム材

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性の封口材用シートの所定部分に開口
    を設け、前記開口の一方の開口面を塞ぐようにして導電
    性の集電体用シートと接着する工程と、 前記封口材用シートの開口の内部に活性炭ペースト電極
    を充填して電極充填シートを形成する工程と、 前記電極充填シートの前記活性炭ペースト電極を覆うよ
    うにして多孔性セパレータを搭載した第1の電極充填シ
    ートと、多孔性セパレータを搭載しない第2の電極充填
    シートとを、活性炭ペースト電極同志が前記多孔性セパ
    レータを介して対向するようにして合体させて合体シー
    トを得る工程と、 前記合体シートに少なくとも圧力を加え、前記第1の電
    極充填シートの封口材と集電体とのなす第1の接着部,
    前記第2の電極充填シートの封口材と集電体とのなす第
    2の接着部および前記第1の電極充填シートの封口材と
    前記第2の電極充填シートの封口材とのなす第3の接着
    部を密着させ活性炭ペースト電極を封止する密着・封止
    工程とを含む電気二重層コンデンサの製造方法におい
    て、前記多孔性セパレータに、外形寸法が前記封口材の外形
    寸法より小なるセパレータを用いると共に、 前記密着・封止工程では、前記第1,第2及び第3の接
    着部の前記多孔性セパレータの外形寸法より大なる領域
    に、活性炭ペースト電極充填部分に加わる圧力と同等以
    上の圧力を加えることを特徴とする電気二重層コンデン
    サの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電気二重層コンデンサの
    製造方法において、前記密着・封止工程では、前記合体
    シートの少なくとも一方の面に、面内に前記多孔性セパ
    レータの直径と同等程度の直径の開口を有する剛体の加
    圧板を、前記開口が前記多孔性セパレータと同心円状に
    なるように配置し、前記加圧板を介して前記合体シート
    に圧力を加えることを特徴とする電気二重層コンデンサ
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電気二重層コンデンサの
    製造方法において、前記密着・封止工程では、前記合体
    シートの少なくとも一方の面に、前記合体シートと向き
    合う面内に前記多孔性セパレータの直径と同等程度の直
    径の凹部を有する剛体の加圧板を、前記凹部が前記多孔
    性セパレータと同心円状になるように配置し、前記加圧
    板を介して前記合体シートに圧力を加えることを特徴と
    する電気二重層コンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の電気二重層コンデンサの
    製造方法において、前記密着・封止工程では、前記合体
    シートの少なくとも一方の面に弾性体の加圧板を配置
    し、前記加圧板を介して前記合体シートに圧力を加える
    ことを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の電気二重層コンデンサの
    製造方法において、前記加圧板として、ブチルゴム,シ
    リコンゴム,弗素ゴムのいずれか一つを材料とし、ビッ
    カース硬度60度から80度の範囲の弾性を有する板体
    を用いることを特徴とする電気二重層コンデンサの製造
    方法。
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