JP3466117B2

JP3466117B2 - 電気二重層コンデンサ及びその基本セル並びに基本セルの製造方法

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Publication number: JP3466117B2
Application number: JP24222599A
Authority: JP
Inventors: 豊中澤; 幸治坂田; 和矢三村
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2003-11-10
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001068384A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサ及びその基本セル並びに基本セルの製造方法に関
し、特に、分極性電極に含まれる電解質溶液のドライア
ップ現象の防止に有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層コンデンサは、一般に基本セ
ルと呼ばれる電荷蓄積作用を示す基本の構造体を単独
で、或いは電気的に直列になるように積層して、コンデ
ンサ素子とする。図７に、基本セルの断面構造の一例を
示す。図７を参照して、この図に示す基本セルは、非電
子伝導性でイオン透過性の多孔性セパレータ４と、その
セパレータ４を挟んで対置された２つの分極性電極２
と、分極性電極２の周囲を取り囲む電気絶縁性で筒状の
２つのガスケット３，３と、筒状ガスケットのセパレー
タとは反対側の開口部を塞ぐ導電性の２つの集電体１，
１とで電荷蓄積作用を発現する。この基本セルを電気二
重層コンデンサとして実用に供するには、使用目的に応
じて耐圧を高めるためにいくつかの基本セルを電気的に
直列になるように積層することや、外部との電気的接続
のためのリード端子（外部リード端子）の取出し構造或
いは、素子と外部リード端子との機械的構造を保持し保
護するための外装構造などが必要であるが、電荷蓄積作
用という点からいえば、図７に示す構造が基本である。

【０００３】図７に示す基本セルは、一例として、以下
に述べるような材料と製造工程とにより得られる。先
ず、電気絶縁性ゴムのシートをリング状に打ち抜いて、
上下開放の円筒形のガスケット３を得る。次に、ガスケ
ット３の一方の開口端に、導電性ゴムのシートを打ち抜
いて作った円板状の集電体１を配置して、ガスケット３
と集電体ゴム１とをゴムの粘着性を利用して貼り合わせ
る。この工程により、円筒形ガスケットの一方の開口が
集電体１で塞がれた有底の円筒ができる。尚、集電体１
は必ずしもゴム製ではなく、導電性のプラスチックフィ
ルムでもよい。また、ガスケット３は必ずしも円筒では
なく、角筒であってもよい。

【０００４】上記の工程とは別に、粉末状の活性炭と例
えば希硫酸のような電解質溶液とを混練して、ペースト
状の分極性電極を予め準備しておく。そして、上記の導
電性の集電体１で底を塞がれたガスケット３の中に、上
述のペースト状の分極性電極２を、例えばスキージーな
どを用いてガスケットの高さまで充填する。このよう
な、分極性電極２を充填された有底筒型のガスケット
を、２つ作成する。尚、電解質溶液は必ずしも上述のよ
うな水溶液系のものではなく、例えばプロピレンカーボ
ネートやγ―ブチルラクトンなどの有機溶媒にテトラエ
チルアンモニウムのホウフッ化塩や六フッ化リン酸塩を
溶質としたもののような、非水溶液系のものであっても
よい。

【０００５】次いで、上記の分極性電極充填済みの２つ
のガスケットを、多孔性セパレータ４を挟んで開口面が
向き合うように対置する。多孔性セパレータ４は、非常
に微細な空孔をもつプラスチックなどのフィルムであ
り、非電子伝導性でイオン透過性を備えている。

【０００６】その後、向い合せに対置した２つのガスケ
ットの上下を、強化プラスチック製の平板或いはアルミ
ニウム板などからなる剛性の高い２枚の押圧板（図示せ
ず）で挟み、押圧板の間に力を加えて上下の集電体１，
１間に均一な圧力を加えながら、加熱する。この加圧、
加熱により、集電体１とガスケット３との間及び上下の
ガスケットどうしの間が加硫、接合されて、分極性電極
２がガスケット内に封止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電気
二重層コンデンサの基本セルはその内部に、電解質溶液
を含む分極性電極２を封止した構造になっていて、分極
性電極を構成する活性炭と電解質溶液との固・液接触界
面に電気二重層を生成させている。従って、コンデンサ
が所定の電気的特性を示し、しかもその電気的特性が経
時的にも変化しないようにするには、電解質溶液が漏出
して活性炭と電解質溶液との比率が変化したり、或いは
蒸発し抜け出して濃度が変化することがないようにしな
ければならない。すなわち、集電体１とガスケット３と
の間及びガスケットとガスケットとの間の接合部分の封
止性が高くなくてはならない。

【０００８】上記各接合部分の封止性を高めるための一
つの技術が、この発明の譲受人と同一譲受人による特許
第２７２２０２１号（特開平４−３０２１２６号公報）
に開示されている。図８及び図９は、上記特許第２７２
２０２１号の図面図１及び図２を再掲して示す図である
（但し、各部の符合及び名称は、説明の都合上、省略し
又は変更して示す）。図８を参照して、この図に示す基
本セルは、その製造の途中で、セパレータ４を挟んで対
置させた分極性電極充填済みの２つのガスケットに集電
体側から圧力を加えるとき、ガスケット３，３の部分に
大きな圧力が加わるように、押圧板５と集電体１との間
に、ガスケットと同心となる枠状の加圧板６を挟んでい
る。このようにすると、ガスケット３，３の部分に十分
な圧力が加わるので、集電体１とガスケット３との間及
びガスケットどうしの間の接合が強くなり、封止性が向
上する。

【０００９】上記特許第２７２２０２１号はまた、図９
に示すような、ガスケットの加硫、接合の際に、押圧板
５と集電体１との間に、ビッカース硬度６０〜８０度の
弾性を示すゴム板７を挟んで加圧する方法を、他の例と
して開示している。このようにしても、集電体１とガス
ケット３との間及びガスケットどうしの間の接合度を高
め、封止性を向上させることができる。

【００１０】しかしながら、上述の封止性を高めた基本
セルを用いた電気二重層コンデンサにおいても未だ、完
成後のコンデンサで電気的特性が経時的に変化すること
がわかった。その電気的特性の経時変化は、高温の環境
下に置かれたり、或いは実使用時に高い電圧を加えられ
た場合に特に顕著である。以下にその説明を行なう。

【００１１】前述したように、実用の電気二重層コンデ
ンサは、図７に示す基本セルを単独で、或いはいくつか
を直列に積層してコンデンサ素子とし、その素子に対し
て、外部リード端子取出しのための構造や、外装構造が
必要になる。そのような実用の電気二重層コンデンサの
構造の一例を、図１０に示す。図１０を参照して、この
図に示す電気二重層コンデンサは、基本セル１０を６個
直列に積層したものをコンデンサ素子とする積層型の電
気二重層コンデンサであって、素子１１と、その上下に
設けられた２枚の圧接板１２Ａ，１２Ｂとが、有底円筒
形の金属製外装ケース１４の中に収納されている。素子
１１の外装ケースの開口側には、リード端子が切り起こ
された端子板１３Ｂが圧接板１２Ｂに面で接触するよう
に設けられ、更に、同様にリード端子が切り起こされた
別の端子板１３Ａが重ねられている。２枚のリード端子
板１３Ａ，１３Ｂどうしは、プラスチック製の絶縁ケー
ス１５を挟んで互いに絶縁されている。外装ケース１４
の開口部の縁は内側にかしめられて、リード端子板１３
Ａの平板部分に押し付けられている。結局、この図に示
す電気二重層コンデンサにおいては、素子１１の上下両
端面に位置する２つの集電体（図示なし）のうち紙面上
側の集電体は、圧接板１２Ａから外装ケース１４の底
面、側面、かしめ部分を介して、端子板１３Ａに接続
し、一方、紙面下側の集電体は圧接板１２Ｂを介して、
端子板１３Ｂに接続していることになる。

【００１２】ここで、このコンデンサの製造の過程で外
装ケース１４の開口部の縁をかしめるときは、圧接板１
２Ａ、コンデンサ素子１１、圧接板１２Ｂ、端子板１３
Ｂ、絶縁ケース１５、端子板１３Ａをこの順に重ねたも
のを外装ケース内に挿入した後、図示しない治工具で端
子板１３Ａの平板部分に力を加え、外装ケース１４の底
面と協働して素子１１に圧力を加える。そしてその加圧
状態のままで、外装ケース１４の開口端をかしめ、端子
板１３Ａに押し付ける。その結果、製造の過程で上述の
治工具によって素子１１に加えられていた圧力は、完成
後も、外装ケースの底面とかしめ部分とで保持されるこ
とになる。このようにして素子に圧力をかけた状態にし
ておくことで、積層した素子１１における基本セルと基
本セルの間の接触抵抗や、素子１１と圧接板１２Ａ，１
２Ｂとの間或いは圧接板と端子板１３Ａ，１３Ｂとの間
の接触抵抗を低くすることができる。尚、以上の説明
は、積層型の電気二重層コンデンサを例にして説明した
が、単独の基本セルでコンデンサ素子としたコンデンサ
であっても、同じことが言える。

【００１３】ところで、上述の特許第２７２２０２１号
に係る電気二重層コンデンサにおいては、基本セルの製
造過程で、図８或いは図９に示す方法を用いて、ガスケ
ットの部分に大きな圧力が加わるようにする。従って、
完成した基本セルでは、ガスケット３の集電体側の面が
内部の分極性電極２の面より低くなっているか、或い
は、せいぜい同じ高さになっている。そのため、図１０
に示すように素子１１を外装ケース１４に収納してかし
め部分から圧力を加えても、各基本セルでは、ガスケッ
ト３には圧力がかかり難くなっている。その結果、実使
用時に高い電圧が加えられることに伴って生じる電解質
溶液の電気分解による水素ガスの発生や、高温の環境下
に置かれたときの電解質溶液の気化などで基本セル内の
圧力が高まると、集電体１とガスケット３との間（図７
参照）、或いはガスケットとガスケットとの間（同）の
接合度が低下して、それらの界面から気化ガスや水素ガ
スが抜け出して行き、はなはだしいときは電解質溶液そ
のものが漏れ出して行くなどの所謂ドライアップが起
り、コンデンサの電気的特性が系時的に変化してしまう
のである。

【００１４】従って、本発明は、基本セルを単独で或い
は積層してなるコンデンサ素子に圧力を加え、保持せし
める構造の電気二重層コンデンサにおいて、電気的特性
の経時的な安定性を向上させることを目的とするもので
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層コン
デンサの基本セルは、非電子伝導性でイオン透過性の多
孔性セパレータと、筒状で前記多孔性セパレータを挟ん
で積み重ねられた電気絶縁性の二つのガスケットと、各
々の筒状ガスケットの内部に収納された、電解質溶液を
含む分極性電極と、各々の筒状ガスケットの前記セパレ
ータとは反対側の開口を閉塞する蓋状の集電体とを含ん
でなる電気二重層コンデンサの基本セルにおいて、各々
の分極性電極の前記多孔性セパレータからの高さを各々
のガスケットの高さより低くしたことを特徴とする。

【００１６】上記の基本セルは、電気絶縁性で上下開放
の筒状ガスケットの一方の底部を導電性の集電体で閉塞
する第１の工程と、前記第１の工程終了後の集電体とガ
スケットとからなる有底の筒の内部に、粉末活性炭と電
解質溶液とを予め混練して得たペースト状の分極性電極
を充填する第２の工程と、前記第２の工程終了後の、内
部に分極性電極を充填された二つの有底筒状のガスケッ
トを、向い合せにした互いの開口端の間に非電子伝導性
でイオン透過性の多孔性セパレータを挟んで対置させ、
二つの集電体間に圧力を加えつつ加熱することで一体化
させる第３の工程とを備える電気二重層コンデンサの基
本セルの製造方法において、前記第２の工程では、前記
分極性電極を前記ガスケットの高さより低く充填するこ
とを特徴とする製造方法によって製造される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の
一実施の形態に係る基本セルの、でき上がり状態の断面
を示す図である。また、図１（ｂ）は、基本セルの、製
造途中における断面を示す図である。図１（ａ）を参照
して、本実施の形態に係る基本セルは、図７〜９に示す
従来の基本セルと比べた場合、ガスケット３の高さの方
が分極性電極２の高さより高くなっている点が異なって
いる。なお、各部品（セパレータ４、分極性電極２、ガ
スケット３、集電体１）の材料及び製造方法は、従来と
同じである。また、上記各部品を用いて基本セルを製造
するときの方法も、後に述べる点を除いて、同じであ
る。

【００１８】基本セルを図１（ａ）に示すような構造に
すると、この基本セルをコンデンサ素子として外装ケー
ス１４にケーシングした場合（図１０参照）、ケースの
底面と開口側のかしめ部とで素子１１に加えられる圧力
は、ガスケット３の部分に加わる。従って、ケーシング
後に高温環境下に置かれたり、或いは電気二重層コンデ
ンサとしての実使用時に高い電圧を印加されたりして基
本セル内の圧力が高まった場合でも、集電体１とガスケ
ット３との間或いはガスケットとガスケットとの間の接
合度は低下することがなく、封止性が低下することはな
い。すなわち、電気二重層コンデンサとしての電気的特
性の経時的な安定性が、従来の電気二重層コンデンサに
おけるより向上する。

【００１９】本発明者らは、上記の作用効果を確かめる
ため、以下に述べる方法で電気二重層コンデンサを作成
し、電気的特性の経時変化の大きさを調査した。図１
（ｂ）を参照して、先ず、厚さ０．１ｍｍの絶縁性のブ
チルゴムシートを円筒形に打ち抜いてガスケット３を得
る。ガスケットの内径は３０ｍｍφ、外径は４０ｍｍφ
である。一方、同じブチルゴムにカーボンを分散させて
導電性を付与した導電性のブチルゴムシートを直径４０
ｍｍφに打ち抜いて、円板状の集電体１を作成する。集
電体の厚さは、０．１ｍｍである。その後、集電体１と
ガスケット３とを同心になるように配置し、ゴムの粘着
性を利用して貼り合せる。これにより、一方の開口が集
電体１で塞がれた有底筒状のガスケットが得られる。

【００２０】次に、予め希硫酸と粉末状の活性炭とを混
練して得ておいたペースト状の活性炭電極を、上記の集
電体１とガスケット３とからなる有底の筒の中に充填す
る。このとき、図１（ｂ）に示すように、ガスケット内
の活性炭電極２の高さが、ガスケット２の高さより低く
なるようにする。この点が、従来の基本セルの製造方法
と異なる点である。本実施の形態では、上記の活性炭電
極の高さ対ガスケットの高さの比を変えた何種類かの基
本セル（後述する）を作成した。

【００２１】次いで、上記の活性炭電極充填済みのガス
ケットを２つ準備し、多孔性セパレータ４を挟んで同心
状に向い合せて対置させ、ゴムの粘着性で貼り合せる。
セパレータ４は、厚さ０．０５ｍｍのポリプロピレンシ
ートから得た、直径３３ｍｍφの円板状のものである。

【００２２】その後、セパレータを挟んで貼り合せた上
下２つのガスケット３，３を、弾性のあるゴム板７とそ
の上の強化プラスチック製押圧板５で上下から挟み、押
圧板５，５の間に７ｋｇ／ｃｍ² の圧力を加える。この
ようにすると、ゴム板７の弾性でペースト状の分極性電
極２がセパレータ４側に沈み込み、図１（ａ）に示すよ
うに、分極性電極２のセパレータからの高さのほうがガ
スケット３の高さより低くなる。その後、上記の状態で
圧力をかけたまま、温度１２５℃、５時間の加熱を行な
うことにより、集電体１とガスケットとの間及びガスケ
ットとガスケットとの間を加硫、接合して、図１（ａ）
に示す基本セルを得た。ゴム板７としては、ビッカース
硬度で６０〜８０度の範囲のものが適当であった。ゴム
材には、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。

【００２３】更に、上述のようにして得た基本セルを単
独でコンデンサ素子とし、図１０に示す構造で素子１１
に５０ｋｇ／ｃｍ² の圧力が加わるようにケーシングし
て、本実施の形態に係る電気二重層コンデンサを完成さ
せた。

【００２４】本実施の形態では、図１（ａ）に示すよう
な、分極性電極２の方がガスケット３より低い構造で、
分極性電極２の多孔性セパレータ１よりの高さ（以後、
電極高さｈ_D と記す）対ガスケット３の高さ（同、ガス
ケット高さｈ_G と記す）の比が異なる４種類の電気二重
層コンデンサ（実施例１〜４。表１参照）を作成し、高
温負荷試験を施して、時間の経過に伴う静電容量Ｃ及び
等価直列抵抗ＥＳＲの変化の大きさを調査した。また、
比較のために、図８に示す従来の製造方法により、分極
性電極の方がガスケットより高い構造で、電極高さ対ガ
スケット高さの比（ｈ_D ／ｈ_G ）が異なる２種類の電気
二重層コンデンサ（比較例１〜２。同）を作成し、実施
例と共に高温負荷試験に供した。なお、高温負荷試験
は、基本セルに対する印加電圧＝０．８Ｖ、温度＝８５
℃の条件で、５００時間まで行なった。

【００２５】

【表１】

【００２６】図２に、実施例４と比較例１，２におけ
る、試験時間と等価直列抵抗の変化の関係を示す。ま
た、図３に、試験時間と静電容量の変化の関係を示す。
なお、図２、図３において、縦軸はそれぞれ下記のよう
に定義した値を表す。図２の場合試験後の等価直列抵抗値ＥＳＲ_t ／等価直列抵抗の初期
値ＥＳＲ₀ 図３の場合試験後の静電容量値Ｃ_t ／静電容量の初期値Ｃ₀ 図２を参照すると、コンデンサの等価直列抵抗ＥＳＲ
は、いずれの試料の場合でも、時間の経過と共に大きく
なる傾向を示す。この傾向は電気二重層コンデンサに一
般に見られる現象であるが、ＥＳＲの増大量は、電極高
さ対ガスケット高さの比が大きいほど大きい。特に、ｈ
_D ／ｈ_G ＝１．２（比較例２）になると、５００時間経
過後のＥＳＲの増大が顕著になる。一方、図３を参照す
ると、静電容量Ｃは、いずれの試料でも時間の経過と共
に小さくなる傾向を示す。この傾向も電気二重層コンデ
ンサに一般に見られる現象であるが、Ｃの減少量は電極
高さ対ガスケット高さの比が大きいほど大きくなる。特
に、ｈ_D ／ｈ_G ＝１．２（比較例２）になると、既に２
５０時間経過した辺りからＣの減少が顕著になる。以上
のことから、電極高さ対ガスケット高さの比が小さい方
が、電気二重層コンデンサの電気的特性の経時安定性は
高いといえる。

【００２７】次に、図４に、電極高さ対ガスケット高さ
の比と高温負荷試験５００時間後の等価直列抵抗の変化
の関係を示す。また、図５に、電極高さ対ガスケット高
さの比と高温負荷試験５００時間後の静電容量の変化の
関係を示す。なお、図４及び図５において縦軸はそれぞ
れ、下記の式で定義した値を示す。図４の場合５００ｈ後の等価直列抵抗値ＥＳＲ₅₀₀ ／等価直列抵抗
の初期値ＥＳＲ₀ 図３の場合５００ｈ後の静電容量値Ｃ₅₀₀ ／静電容量の初期値Ｃ₀ 図４を参照すると、５００時間経過後の等価直列抵抗
は、ｈ_D ／ｈ_G ＝０．６〜０．９迄はほぼ一定である
が、ｈ_D ／ｈ_G ＝０．９を越えると、ｈ_D ／ｈ_G の増大
に伴って大きくなる傾向を示す。一方、図５を参照する
と、５００時間経過後の静電容量は、ｈ_D ／ｈ_G ＝０．
６〜０．８迄はほぼ一定であるが、これを越えるとｈ_D
／ｈ_G の増大に伴って小さくなる傾向を示す。特に、ｈ
_D ／ｈ_G ＝０．９を越えてからの変化は著しい。

【００２８】これまで述べた、図２〜５に示す高温負荷
試験の結果から、電気二重層コンデンサの電気的特性の
経時安定性は、基本セルの電極高さ対ガスケット高さの
比が小さい方が高い傾向を示すといえる。すなわち、従
来の、電極高さ対ガスケット高さの比≧１．０である電
気二重層コンデンサより、電極高さ対ガスケット高さの
比＜１．０である本発明の電気二重層コンデンサの方
が、電気的特性の経時安定性に優れているといえる。特
に、ｈ_D ／ｈ_G ＝０．６〜０．９の範囲では、電気的特
性の経時変化はゼロであるといって過言でない。

【００２９】次に、図６に、等価直列抵抗の初期値と電
極高さ対ガスケット高さの比の関係を示す。図６を参照
すると、等価直列抵抗の初期値は、電極高さ対ガスケッ
ト高さの比が小さい領域では、比の値が小さくなるに従
って大きくなる傾向を示し、ｈ_D ／ｈ_G ＝１．２〜０．
８迄はほぼ一定の値であるのに対し、ｈ_D ／ｈ_G が０．
８より小さくなると急激に大きくなる。

【００３０】以上のことから、電気的特性の経時安定性
の向上と、初期特性とくに等価直列抵抗の悪化とを勘案
して、電極高さ対ガスケット高さの比は０．８以上１．
０未満にするのが好ましいといえる。

【００３１】なお、本発明において、基本セルを構成す
る各部材は実施例のものに限られるものではない。例え
ば、集電体１及びガスケット３はブチルゴムに限られ
ず、エチレンプロピレンジエンゴムなどの他のゴム類、
或いはポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチ
ック類などを用いることができる。また、分極性電極２
は、粉末状活性炭と電解質溶液とを混練してペースト状
にしたものの他にも、粉末状活性炭と樹脂とを混練して
シート状に形成したものに電解質溶液を含浸させたも
の、或いは繊維状活性炭と樹脂とを混練してシート状に
形成した後、同様に電解質溶液を含浸させたものなどが
使用できる。電解質溶液も、水溶液系のものではなく、
例えばプロピレンカーボネートやγ―ブチルラクトンな
どの有機溶媒にテトラエチルアンモニウムのホウフッ化
塩や六フッ化リン酸塩を溶質としたもののような、非水
溶液系の電解質溶液を用いてもよい。水溶液系の電解質
を用いた場合には、非水溶液系の電解質溶液を用いる場
合に比べ、等価直列抵抗を小さくできる。セパレータに
は、ポリプロピレン、ポリエチレン或いはガラス繊維な
どを素材としたシート状のものを用いることができる。
上述の各材料は、電気二重層コンデンサの製造に従来用
いられているものであって、何ら特別のものではない。

【００３２】なお又、図１０に示すケースに収納された
電気二重層コンデンサににおいて、コンデンサ素子１１
と端子板１３Ａ，１３Ｂとの間に設けた圧接板１２Ａ，
１２Ｂは、素子に均一に圧力が加わるようにするための
ものであるので、端子板１３Ａ，１３Ｂの剛性が高けれ
ば、特に必要なものではない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電気二
重層コンデンサの基本セルにおいて、分極性電極の多孔
性セパレータからの高さをガスケットの高さより低くし
て、両端面の集電体の間に均一な圧力を加えたとき、ガ
スケット部分に圧力が加わるようにしている。

【００３４】これにより、本発明によれば、基本セルを
単独で或いは積層してコンデンサ素子とし、素子両端の
集電体の間に圧力を加える構造に外装ケースに収納した
とき、各基本セルにあっては、ガスケット部分に外装ケ
ースからの圧力が常時加わっているようにできるので、
集電体とガスケットとの間及びガスケットとガスケット
との間の封止性を向上させ、コンデンサとしての電気的
特性の経時安定性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分図（ａ）は、本発明に係る電気二重層コンデ
ンサの基本セルの、完成後の断面を示す図である。分図
（ｂ）は、製造途中の断面を示す図である。

【図２】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
ときの等価直列抵抗の経時変化の様子を、本発明に係る
電気二重層コンデンサと従来の技術による電気二重層コ
ンデンサとで比較して示す図である。

【図３】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
ときの静電容量の経時変化の様子を、本発明に係る電気
二重層コンデンサと従来の技術による電気二重層コンデ
ンサとで比較して示す図である。

【図４】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
後の等価直列抵抗の変化の大きさと、分極性電極高さ対
ガスケット高さの関係を示す図である。

【図５】電気二重層コンデンサを高温負荷試験に供した
後の静電容量の変化の大きさと、分極性電極高さ対ガス
ケット高さの関係を示す図である。

【図６】電気二重層コンデンサの等価直列抵抗の初期値
と、分極性電極高さ対ガスケット高さの関係を示す図で
ある。

【図７】電気二重層コンデンサの基本セルの一例の構造
を示す図である。

【図８】従来の技術による基本セルの製造方法を説明す
るための図である。

【図９】従来の技術による基本セルの製造方法の他の例
を説明するための図である。

【図１０】電気二重層コンデンサのケーシング構造を示
す図である。

【符号の説明】

１集電体２分極性電極３ガスケット４セパレータ５押圧板６加圧板７ゴム板１０基本セル１１コンデンサ素子１２Ａ，１２Ｂ圧接板１３Ａ，１３Ｂ端子板１４外装ケース１５絶縁ケース

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−21273（ＪＰ，Ａ) 特開平４−302126（ＪＰ，Ａ) 特開平３−142810（ＪＰ，Ａ) 特開平３−283520（ＪＰ，Ａ) 実開平５−46027（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/058 H01G 9/016 H01G 9/10 H01G 13/00 381

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非電子伝導性でイオン透過性の多孔性セパ
レータと、前記多孔性セパレータを挟んで積み重ねられ
た電気絶縁性で上下開放の二つの筒状ガスケットと、各
々の筒状ガスケットの内部に収納された、電解質溶液を
含む分極性電極と、前記各々の筒状ガスケットの前記セ
パレータとは反対側の開口を閉塞する蓋状で導電性の集
電体とを含んでなる電気二重層コンデンサの基本セルに
おいて、前記分極性電極の前記多孔性セパレータからの
高さ対前記ガスケットの高さの比が０．８以上１．０未
満であり、前記分極性電極における前記多孔性セパレー
タから前記集電体までの高さが前記ガスケットにおける
高さより低いことを特徴とする電気二重層コンデンサの
基本セル。
【請求項２】前記分極性電極が、活性炭粉末と電解質溶
液とを混練したペースト状のものであることを特徴とす
る、請求項１に記載の電気二重層コンデンサの基本セ
ル。
【請求項３】前記電解質溶液が水溶性のものであること
を特徴とする、請求項２に記載の電気二重層コンデンサ
の基本セル。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の基本セル
が単独で又は複数が電気的に直列になるように積層され
てなるコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の両端の
集電体に面で接する高剛性の二つの電極板と、前記電極
板を備えるコンデンサ素子をその一方の電極板が底部に
密着するように収納する有底筒状の金属製ケースとを含
んでなり、前記金属製ケースの開口側の縁を内向きにか
しめて前記コンデンサ素子の他方の電極板に圧接させる
ことにより、前記コンデンサ素子に前記二つの電極板を
介して所定の圧力を加え保持せしめる構造の電気二重層
コンデンサ。
【請求項５】前記筒状ガスケットの一方の底部を前記集
電体で閉塞する第１の工程と、前記第１の工程終了後の
集電体とガスケットとからなる有底の筒の内部に、前記
ペースト状の分極性電極を充填する第２の工程と、前記
第２の工程終了後の、内部に前記分極性電極を充填され
た二つの有底筒状のガスケットを向い合せにし、互いの
開口端の間に前記多孔性セパレータを挟んで対置させ、
二つの集電体間に圧力を加えつつ加熱することで前記分
極性電極と前記ガスケット及び前記ガスケットどうしを
接合させる第３の工程とを備える電気二重層コンデンサ
の基本セルの製造方法において、前記第２の工程では、
前記分極性電極を前記ガスケットの高さより低く充填す
ることを特徴とする請求項３に記載の電気二重層コンデ
ンサの基本セルの製造方法。
【請求項６】前記第３の工程では、前記分極性電極が充
填され多孔性セパレータを介して対置された二つの有底
の筒に、各々の集電体に面で接するように配置した弾性
体及び前記弾性体に面で接するように配置した高剛性の
部材を介して圧力を加えることを特徴とする、請求項５
に記載の電気二重層コンデンサの基本セルの製造方法。
【請求項７】前記弾性体として、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度以上８０度以下の弾性を有する板体を用いる
ことを特徴とする、請求項６に記載の電気二重コンデン
サの基本セルの製造方法。