JP3497448B2 - 電気二重層コンデンサおよび電池 - Google Patents

電気二重層コンデンサおよび電池

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セルを外装パッケ
ージにより減圧状態で外装する電気二重層コンデンサお
よび電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電気二重層コンデンサが実用
化されており、近年、このタイプのコンデンサの構造上
の特徴が活かされて、一層の小型化、大容量化が図られ
ている。そして、例えば、鉛蓄電池との組み合わせによ
る自動車のセルモータの駆動電源用や、太陽電池との組
み合わせによる補助電源用等の新しい用途にも使用が検
討されてきている。
【０００３】このような電気二重層コンデンサには、例
えば、図７および図８に示すものがある。
【０００４】この電気二重層コンデンサは、図７に示す
ように、シート状の多孔質のセパレータ５１と、このセ
パレータ５１の両側に該セパレータ５１に接するように
配置される一対の平板状の分極性電極５２，５２と、こ
れら分極性電極５２，５２のセパレータ５１に対し反対
側の面に接するように配置される一対のシート状の集電
体５３，５３と、分極性電極５２，５２の周囲に配置さ
れるとともに集電体５３，５３間に介装される枠状のガ
スケット５４とを有し、内部に電解液が含有された状態
で封止される基本セル５５を具備している。
【０００５】そして、この電気二重層コンデンサは、前
記した基本セル５５が、２層以上積層されて、図８に示
す複層セル５６をなしており、このような複層セル５６
の積層方向における両外端の集電体５３，５３の外側に
それぞれ平板状のリード端子付き電極板５７，５７を密
着させ、これら全体を外装パッケージ５８により減圧状
態で外装する（いわゆる真空パックする）ことにより形
成される。
【０００６】この電気二重層コンデンサは、外装パッケ
ージ５８で減圧状態で外装することにより大気圧で外側
から常に圧縮力をかけることになり、その結果、複層セ
ル５６の基本セル５５，５５同士の密着度、および基本
セル５５とリード端子付き電極板５７との密着度を向上
させて、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を下げ、コンデンサ特
性の一層の安定化および向上を図るようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の電気
二重層コンデンサへの性能向上の要望はさらに高まり、
さらなる等価直列抵抗（ＥＳＲ）の低下が望まれてい
る。このため、鋭意研究の結果、上記集電体５３とし
て、従来例えばブチルゴムにカーボンを分散させた導電
性ゴムが用いられていたものを、例えばオレフィン系樹
脂にカーボンを分散させた導電性フィルムを用いる等の
材質改善を行うことによって、等価直列抵抗（ＥＳＲ）
をさらに低下させることができることを発見した。
【０００８】しかしながら、上記のような導電性フィル
ムは、従来のものよりもガス透過係数が高い場合があ
り、両外端の集電体５３，５３のそれぞれのリード端子
付き電極板５７との界面５９から、両外端の基本セル５
５，５５内の電解液がガス化して漏れ出してしまうこと
があった。このように、基本セル５５からガスが漏れ出
すと、外装パッケージ５８内が減圧状態でなくなり、複
層セル５６の基本セル５５，５５同士の密着度、および
基本セル５５とリード端子付き電極板５７との密着度が
低下してしまう。これらの密着度が低下すると、かえっ
て等価直列抵抗（ＥＳＲ）が上がり、コンデンサ特性の
不安定化および低下を招いてしまう。このような問題は
特に高温雰囲気下において顕著となる。
【０００９】したがって、本発明は、例えば等価直列抵
抗（ＥＳＲ）を低下させる目的でガス透過係数が高い材
料で集電体を形成しても、ガス漏れに起因する等価直列
抵抗（ＥＳＲ）の上昇を防止することができ、高温雰囲
気下においても電気的特性を安定化することができる電
気二重層コンデンサおよび電池の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の電気二重層コンデンサは、
セパレータと、該セパレータの両側に配置される一対の
分極性電極と、これら分極性電極の前記セパレータに対
し反対側に配置される一対の集電体と、前記分極性電極
の周囲に配置され前記一対の集電体の間に介装されるガ
スケットとを有し内部に電解液が含有させられた基本セ
ルが１層又は２層以上積層されてなる層状セルを、両外
端の集電体にそれぞれリード端子付き電極板を密着させ
た状態で、外装パッケージにより減圧状態で外装してな
るものであって、前記両外端の集電体と前記リード端子
付き電極板との界面を前記外装パッケージ内において封
止するように、前記集電体よりガスバリア性が高い封口
材を設けてなることを特徴としている。
【００１１】このように、基本セルが１層又は２層以上
積層されてなる層状セルの両外端の集電体とリード端子
付き電極板との界面を外装パッケージ内において封止す
るように、集電体よりガスバリア性が高い封口材を設け
ているため、両外端の集電体のそれぞれのリード端子付
き電極板との界面から電解液がガス化して外装パッケー
ジ内に漏れ出ることが封口材で防止される。
【００１２】したがって、例えば等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を低下させる目的でガス透過係数が高い材料で集電
体を形成しても、外装パッケージ内を良好に減圧状態に
保持できるため、ガス漏れに起因する等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）の上昇を防止することができ、高温雰囲気下にお
いて使用しても電気的特性を安定化することができる。
【００１３】本発明の請求項２記載の電気二重層コンデ
ンサは、請求項１記載のものに関して、前記集電体は、
ガス透過係数が１×１０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐ
ａ）］以上であることを特徴としている。
【００１４】このように集電体のガス透過係数が１×１
０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であると、両外
端の集電体のそれぞれのリード端子付き電極板との界面
から電解液がガス化して外装パッケージ内に漏れ出る量
が無視できなくなるため、上記した封口材による漏れ出
し防止の効果が顕著となる。
【００１５】本発明の請求項３記載の電気二重層コンデ
ンサは、請求項１または２記載のものに関して、両側の
前記リード端子付き電極板は、前記層状セルから周囲に
突出し、前記封口材は、前記層状セルの周囲であって両
側の前記リード端子付き電極板の間に介装されているこ
とを特徴としている。
【００１６】このように、リード端子付き電極板が層状
セルから周囲に突出する形状をなしており、封口材が、
層状セルの周囲であって両側のリード端子付き電極板の
間に介装されているため、封口材が層状セルとリード端
子付き電極板との間に挟まれることがなくなる。よっ
て、層状セルとリード端子付き電極板との密着度が封口
材の存在によって低下することを防止できる。
【００１７】本発明の請求項４記載の電気二重層コンデ
ンサは、請求項１または２記載のものに関して、前記封
口材は、前記両外端の集電体の外周端縁部と前記リード
端子付き電極板との間に介装されていることを特徴とし
ている。
【００１８】このように、封口材が、両外端の集電体の
外周端縁部とリード端子付き電極板との間に介装されて
いるため、リード端子付き電極板の電極板部分を集電体
と一致させることができ、よって、小型化および軽量化
することができる。
【００１９】本発明の請求項５記載の電気二重層コンデ
ンサは、請求項１または２記載のものに関して、両側の
前記リード端子付き電極板は、前記両外端の集電体の外
周端縁部よりも内側に配置され、前記封口材は、前記リ
ード端子付き電極板の周囲に前記集電体の該リード端子
付き電極板からの突出部分を覆うように設けられている
ことを特徴としている。
【００２０】このように、リード端子付き電極板が外端
の集電体の外周端縁部よりも内側に配置され、封口材が
リード端子付き電極板の周囲に集電体の該リード端子付
き電極板からの突出部分を覆うように設けられているた
め、封口材が層状セルとリード端子付き電極板との間に
介在することがなくなる。よって、層状セルとリード端
子付き電極板との密着度が封口材の存在によって低下す
ることを防止できる。
【００２１】本発明の請求項６記載の電池は、セパレー
タと、該セパレータの両側に配置される一対の分極性電
極と、これら分極性電極の前記セパレータに対し反対側
に配置される一対の集電体と、前記分極性電極の周囲に
配置され前記一対の集電体の間に介装されるガスケット
とを有する基本セルが１層又は２層以上積層されてなる
層状セルを、両外端の集電体にそれぞれリード端子付き
電極板を密着させた状態で、外装パッケージにより減圧
状態で外装してなるものであって、前記両外端の集電体
と前記リード端子付き電極板との界面を前記外装パッケ
ージ内において封止するように、前記集電体よりガスバ
リア性が高い封口材を設けてなることを特徴としてい
る。
【００２２】このように、基本セルが１層又は２層以上
積層されてなる層状セルの両外端の集電体とリード端子
付き電極板との界面を外装パッケージ内において封止す
るように、集電体よりガスバリア性が高い封口材を設け
ているため、両外端の集電体のそれぞれのリード端子付
き電極板との界面から電解液がガス化して外装パッケー
ジ内に漏れ出ることが封口材で防止される。
【００２３】したがって、例えば等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を低下させる目的でガス透過係数が高い材料で集電
体を形成しても、外装パッケージ内を良好に減圧状態に
保持できるため、ガス漏れに起因する等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）の上昇を防止することができ、高温雰囲気下にお
いて使用しても電気的特性を安定化することができる。
【００２４】本発明の請求項７記載の電池は、請求項６
記載のものに関して、前記集電体は、ガス透過係数が１
×１０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であること
を特徴としている。
【００２５】このように集電体のガス透過係数が１×１
０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であると、両外
端の集電体のそれぞれのリード端子付き電極板との界面
から電解液がガス化して外装パッケージ内に漏れ出る量
が無視できなくなるため、上記した封口材による漏れ出
し防止の効果が顕著となる。
【００２６】本発明の請求項８記載の電池は、請求項６
または７記載のものに関して、両側の前記リード端子付
き電極板は、前記層状セルから周囲に突出し、前記封口
材は、前記層状セルの周囲であって両側の前記リード端
子付き電極板の間に介装されていることを特徴としてい
る。
【００２７】このように、リード端子付き電極板が層状
セルから周囲に突出する形状をなしており、封口材が、
層状セルの周囲であって両側のリード端子付き電極板の
間に介装されているため、封口材が層状セルとリード端
子付き電極板との間に挟まれることがなくなる。よっ
て、層状セルとリード端子付き電極板との密着度が低下
することを防止できる。
【００２８】本発明の請求項９記載の電池は、請求項６
または７記載のものに関して、前記封口材は、前記両外
端の集電体の外周端縁部と前記リード端子付き電極板と
の間に介装されていることを特徴としている。
【００２９】このように、封口材が、両外端の集電体の
外周端縁部とリード端子付き電極板との間に介装されて
いるため、リード端子付き電極板の電極板部分を集電体
と一致させることができ、よって、小型化および軽量化
することができる。
【００３０】本発明の請求項１０記載の電池は、請求項
６または７記載のものに関して、両側の前記リード端子
付き電極板は、前記両外端の集電体の外周端縁部よりも
内側に配置され、前記封口材は、前記リード端子付き電
極板の周囲に前記集電体の該リード端子付き電極板から
の突出部分を覆うように設けられていることを特徴とし
ている。
【００３１】このように、リード端子付き電極板が外端
の集電体の外周端縁部よりも内側に配置され、封口材が
リード端子付き電極板の周囲に集電体の該リード端子付
き電極板からの突出部分を覆うように設けられているた
め、封口材が層状セルとリード端子付き電極板との間に
介在することがなくなる。よって、層状セルとリード端
子付き電極板との密着度が低下することを防止できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
する。
【００３３】「実施例１」まず、本発明の実施の形態と
しての実施例１を図１〜図３を参照しつつ説明する。
【００３４】実施例１の電気二重層コンデンサは、図１
に示す、シート状のセパレータ１１と、このセパレータ
１１の両側にそれぞれ該セパレータ１１に平行に接する
ように配置される一対の平板状の分極性電極１２，１２
と、これら分極性電極１２，１２のそれぞれのセパレー
タ１１に対し反対側の面に平行に接するように配置され
る一対のシート状の集電体１３，１３と、分極性電極１
２，１２の周囲に配置されるとともに集電体１３、１３
間に介装される枠状のガスケット１４とを有し、内部に
電解液が含有させられた状態で封止される基本セル１５
を備えている。なお、図１においては、各部を明確化す
るための便宜上、基本セル１５をある程度の厚さ（図に
おける上下方向の長さ）をもって記載しているが、実際
には、その厚さは、図示よりも大幅に薄いものである。
【００３５】上記基本セル１５について、さらに説明す
る。
【００３６】セパレータ１１は、四角形のシート状をな
すもので、非導電性でイオン透過性を有する多孔性フィ
ルムからなっている。ここでは、セパレータ１１とし
て、ポリプロピレン樹脂を基材とする厚さ３０μｍのも
のが用いられている。
【００３７】分極性電極１２は、四角形の平板状をなし
ており、活性炭にバインダー材を所定の割合で溶媒とと
もに混合させて形成される。なお、このような活性炭か
らなるものであれば、バインダー材および製法は特に限
定されるものではない。この分極性電極１２は、厚さ方
向をセパレータ１１の厚さ方向に一致させるようにして
該セパレータ１１の厚さ方向における両側に、同形状の
ものが一対配置される。ここでは、分極性電極１２とし
て、厚さ５０μｍ、大きさ３ｃｍ×３ｃｍのものが用い
られている。
【００３８】集電体１３は、四角形のシート状をなして
おり、オレフィン系樹脂にカーボンを分散して得られた
導電性フィルムからなっている。ここでは、導電性フィ
ルムとして、エチレン−スチレン−ブチレンを架橋して
なる共重合樹脂にカーボンを分散させて導電性を発現せ
しめたものが用いられている。
【００３９】この集電体１３は、厚さ方向を分極性電極
１２の厚さ方向に一致させるようにして両分極性電極１
２，１２のセパレータ１１に対し反対側に、同形状のも
のが一対配置されている。なお、この集電体１３には、
近接する分極性電極１２が印刷により密着形成される。
すなわち、分極性電極１２は、その構成材料である活性
炭およびバインダーを所定の割合で溶媒とともに混合し
たものが、集電体１３の片面に所定の四角形状に印刷さ
れることにより形成される。
【００４０】ガスケット１４は、四角形枠状をなしてお
り、絶縁物からなっている。ここでは、ガスケット１４
として、集電体１３を構成する導電性フィルムのベース
樹脂と同じものが選択可能であり、オレフィン系樹脂か
らなるものが用いられている。そして、ガスケット１４
は、分極性電極１２、セパレータ１１および分極性電極
１２を、これらの配列方向に対し直交する方向から全周
囲むように配置されている。この状態で、さらに両開口
側がそれぞれ集電体１３，１３と接合させられること
で、分極性電極１２、セパレータ１１および分極性電極
１２を収納しかつ電解液１６が充填される内室１７を、
集電体１３，１３とで封止する。
【００４１】電解液１６としては、硫酸水溶液が用いら
れている。
【００４２】ここで、以上の基本セル１５は、以下のよ
うに製造される。
【００４３】まず、第１の工程として、分極性電極１２
の構成材料である活性炭とバインダーとを所定の割合で
溶媒とととも混合する。
【００４４】次に、第２の工程として、第１の工程で混
合した分極性電極１２の構成材料を導電性フィルムから
なる集電体１３上の所定位置に所定形状で印刷して、分
極性電極１２を形成する。
【００４５】次に、第３の工程として、電解液１６を分
極性電極１２とセパレータ１１とに注入する。
【００４６】次に、第４の工程として、分極性電極１２
が形成された一対の集電体１３をセパレータ１１を介し
て両側に、それぞれの分極性電極１２をセパレータ１１
に対向させるように配置しつつ、分極性電極１２の外周
部を囲みかつ集電体１３，１３間に位置するようにガス
ケット１４を配置して、所定の圧力（例えば０．００３
Ｐａ）を加えながら所定温度（例えば１２０℃）で所定
時間（例えば１０秒）加熱することにより、両集電体１
３，１３とガスケット１４とのそれぞれの界面を熱融着
によって接着させ封止する。
【００４７】以上のようにして、基本セル１５は製造さ
れる。
【００４８】そして、この電気二重層コンデンサにおい
ては、上記第１〜第４の工程を経て完成した基本セル１
５が２層以上、具体的には６層、該基本セル１５の厚さ
方向において順次積層され圧着されて図２に示す複層セ
ル（層状セル）２０を形成しており、このような複層セ
ル２０の積層方向（すなわち基本セル１５の厚さ方向）
における両外端の集電体１３，１３の外側にそれぞれリ
ード端子付き電極板２１を密着させ、これら全体を減圧
状態（大気圧より低圧の状態）で外装パッケージ２２に
より外装することで形成される。
【００４９】リード端子付き電極板２１は、銅の表面に
ハンダメッキを施してなるもので、四角形の平板状の電
極板本体２４と、該電極板本体２４から延出する帯状の
リード端子２５とを有しており、電極板本体２４におい
て複層セル２０の積層方向における両外端の集電体１
３，１３の外側に密着させられる。ここで、実施例１に
おいては、リード端子付き電極板２１の電極板本体２４
は、複層セル２０よりも大きくされており、複層セル２
０から、該複層セル２０の積層方向に対し直交する方向
に全周にわたって突出する状態で該複層セル２０に密着
させられる。
【００５０】外装パッケージ２２は、アルミニウムと樹
脂とを複合させたラミネートフィルムからなっている。
ここでは、外装パッケージ２２は、アルミニウムとオレ
フィン系樹脂とをラミネートして複合させたラミネート
フィルムからなっている。
【００５１】実施例１では、上記のように、両側のリー
ド端子付き電極板２１，２１が、これらの間に配置され
る複層セル２０から、該複層セル２０の積層方向に直交
する方向における全周囲に突出している。そして、複層
セル２０の積層方向に直交する方向における全周囲に、
両側のリード端子付き電極板２１，２１の複層セル２０
から突出する部分の間に介装されるように四角形枠状の
封口材２７が設けられている。
【００５２】この封口材２７は、複層セル２０の両外端
の集電体１３，１３のそれぞれのリード端子付き電極板
２１との界面２８を外装パッケージ２２内において封止
するもので、集電体１３よりガスバリア性が高い材料が
用いられる。ここでは、封口材２７として、熱硬化樹脂
であるエポキシ樹脂が用いられている。なお、封口材２
７としては、サラン樹脂を用いることもできる。ここ
で、図面においては、各部を明確化するための便宜上、
複層セル２０、リード端子付き電極板２１、外装パッケ
ージ２２および封口材２７をある程度の厚さをもって記
載しているが、実際には、これらの厚さは、図示よりも
大幅に薄いものである（後述する他の実施例等も同
様）。
【００５３】ここで、上記第１〜第４の工程を経て完成
した基本セル１５を積層させた複層セル２０が、以下の
ようにしてパッケージングされる。
【００５４】すなわち、第５の工程として、複層セル２
０の積層方向における両外端に位置する導電性フィルム
からなる集電体１３，１３の表面に、それぞれリード端
子付き電極板２１の電極板本体２４を、その全周囲が複
層セル２０から突出するように所定位置に密着させて配
置し、複層セル２０の積層方向に直交する方向における
全周囲に、両側のリード端子付き電極板２１，２１の複
層セル２０から突出する部分の間に介装されるようにエ
ポキシ樹脂からなる封口材２７を塗布し、所定温度（例
えば８５℃）で所定時間（例えば２時間）加熱すること
により、封口材２７を硬化させるとともに、該封口材２
７とリード端子付き電極板２１，２１と複層セル２０と
を一体化する。
【００５５】最後に、第６の工程として、上記のように
一体化させた封口材２７、リード端子付き電極板２１，
２１および複層セル２０を、減圧（大気圧より低圧）の
雰囲気下において、外装パッケージ２２で被覆し、該外
装パッケージ２２の外周縁部を熱融着させて全周封止す
ることにより、電気二重層コンデンサが完成する。そし
て、この電気二重層コンデンサを大気圧下で使用するこ
とにより、大気圧で外側から圧縮力が常時かかることに
なる。
【００５６】以上に述べた実施例１では、集電体１３と
してエチレン−スチレン−ブチレンを架橋してなる共重
合樹脂にカーボンを分散させて導電性を発現せしめた導
電性フィルムを用いているが、以下の表１に示すよう
に、その体積固有抵抗値は０．００２［Ω・ｍ］であ
り、従来用いられていたブチルゴムにカーボンを分散さ
せた導電性ゴムにおいては体積固有抵抗値が０．０１２
［Ω・ｍ］であることから、体積固有抵抗値が従来に比
して大幅に低下することになって、等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を低下させることができる。
【００５７】
【表１】
【００５８】他方、表１に示すように、エチレン−スチ
レン−ブチレンを架橋してなる共重合樹脂にカーボンを
分散させて導電性を発現せしめた導電性フィルムのガス
透過係数（ガス透過係数はすべて「ＡＳＴＭ Ｄ １４
３４」により測定）は６．８×１０-12［ｍ3／（ｍ2・
ｓ・Ｐａ）］であり、従来用いられていたブチルゴムに
カーボンを分散させた導電性ゴムにおいてはガス透過係
数が５．３×１０-14［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］であ
ることから、ガス透過係数が従来に比して増大してしま
うことになる。しかしながら、上記のように、複層セル
２０の両外端の集電体１３，１３のそれぞれのリード端
子付き電極板２１との界面２８を外装パッケージ２２内
において封止するように、集電体１３よりガスバリア性
が高い封口材２７を設けているため、両外端の集電体１
３，１３のそれぞれのリード端子付き電極板２１との界
面２８から電解液１６がガス化して外装パッケージ２２
内に漏れ出ることが封口材２７で防止される。
【００５９】したがって、上記のようにガス透過係数が
高い材料で集電体１３を形成しても、外装パッケージ２
２内を良好に減圧状態に保持できるため、ガス漏れに起
因する等価直列抵抗（ＥＳＲ）の上昇を防止することが
でき、集電体１３として導電性フィルムを用いることに
より低下させることができた等価直列抵抗（ＥＳＲ）を
維持でき、高温雰囲気下において使用しても電気的特性
を安定化することができる。
【００６０】具体的に、実施例１の電気二重層コンデン
サを１０個用意し、これらを８５℃の大気圧下で８Ｖの
電圧を連続１０００時間印加したときの試験前後の等価
直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率と容量変化率を調べ平均値
を求めた。また、比較例として、封口材２７を用いない
電気二重層コンデンサについても同様の試験を行った。
その結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
【００６２】この表２から明らかなように、封口材２７
を用いない比較例の電気二重層コンデンサにおいては、
等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率が１５３０％と大き
く、容量変化率が４５％と大きかったのに対し、エポキ
シ樹脂からなる封口材２７を用いた実施例１の電気二重
層コンデンサにおいては、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変
化率が１８０％と小さく抑えられ、容量変化率も−２５
％と小さく抑えられ、高温雰囲気下における電気的特性
の安定化に効果があることがわかる。
【００６３】加えて、実施例１では、リード端子付き電
極板２１の電極板本体２４が複層セル２０から全周囲に
突出する形状をなしており、封口材２７が、複層セル２
０の周囲であって両側のリード端子付き電極板２１，２
１の電極板本体２４，２４間に介装されているため、封
口材２７が複層セル２０とリード端子付き電極板２１と
の間に挟まれることがなくなる。よって、複層セル２０
とリード端子付き電極板２１との密着度が封口材２７の
存在によって低下することを防止できる。
【００６４】「実施例２」次に、本発明の実施の形態と
しての実施例２について、おもに図４および図５を参照
して、実施例１との相違部分を中心に説明する。なお、
実施例１と同様の部分には同一の符号を付しその説明は
略す。
【００６５】実施例２の電気二重層コンデンサは、実施
例１と同様の構成をなすとともに上記第１の工程〜第４
の工程で製造される基本セル１５を有している。
【００６６】そして、このような基本セル１５が２層以
上、具体的には６層、厚さ方向に積層され圧着されて図
４に示す複層セル２０をなしており、このような複層セ
ル２０の積層方向における両外端の集電体１３，１３の
外側にそれぞれリード端子付き電極板３０を密着させ、
これら全体を外装パッケージ２２により減圧状態で外装
することにより形成される。
【００６７】ここで、実施例２のリード端子付き電極板
３０は、銅の表面にハンダメッキを施してなるもので、
四角形の平板状の電極板本体３１と、該電極板本体３１
から延出する帯状のリード端子３２とを有しており、電
極板本体３１において複層セル２０の積層方向における
両外端の集電体１３，１３の外側に密着させられるもの
であるが、その電極板本体３１は、複層セル２０と同じ
寸法とされており、複層セル２０の積層方向に対し直交
する全方向に一致させられて複層セル２０に密着させら
れる。
【００６８】そして、実施例２では、複層セル２０の積
層方向における両外端の集電体１３，１３の積層方向に
直交する方向における全外周端縁部と、それぞれこれら
外周端縁部と重なり合うリード端子付き電極板２１の全
外周端縁部との間に枠状に封口材３４が介装されてい
る。これら封口材３４，３４も、実施例１と同様、複層
セル２０の両外端の集電体１３，１３のそれぞれのリー
ド端子付き電極板３０との界面３５を外装パッケージ２
２内において封止するもので、集電体１３よりガスバリ
ア性が高い材料、具体的には熱硬化樹脂であるエポキシ
樹脂が用いられている。なお、封口材３４としては、実
施例１と同様、サラン樹脂を用いることもできる。
【００６９】ここで、実施例１と同様の第１〜第４の工
程を経て完成した基本セル１５を積層させた複層セル２
０は、実施例２では以下のようにしてパッケージングさ
れる。
【００７０】すなわち、第５の工程として、複層セル２
０の積層方向における両外端に位置する導電性フィルム
からなる集電体１３，１３のそれぞれの表面の全外周端
縁部に封口材３４としてのエポキシ樹脂を枠状に塗布し
た後、複層セル２０の積層方向における両外端に位置す
る集電体１３，１３の表面に、それぞれリード端子付き
電極板３０の電極板本体３１を積層方向に直交する全方
向の位置を一致させるように密着させ、所定温度（例え
ば８５℃）で所定時間（例えば２時間）加熱することに
より、封口材３４を硬化させるとともに、封口材３４，
３４とリード端子付き電極板３０，３０と複層セル２０
とを一体化する。
【００７１】最後に、第６の工程として、上記のように
一体化させた封口材３４，３４、リード端子付き電極板
３０，３０および複層セル２０を、実施例１と同様、減
圧の雰囲気下において、外装パッケージ２２で被覆し、
該外装パッケージ２２の外周縁部を熱融着させて全周封
止することにより、電気二重層コンデンサが完成する。
【００７２】以上に述べた実施例２では、基本セル１５
を２層以上積層させてなる複層セル２０の両外端の集電
体１３，１３のそれぞれのリード端子付き電極板３０と
の界面３５を外装パッケージ２２内において封止するよ
うに、集電体１３よりガスバリア性が高い封口材３４，
３４を設けているため、両外端の集電体１３，１３のそ
れぞれのリード端子付き電極板３０との界面３５から電
解液１６がガス化して外装パッケージ２２内に漏れ出る
ことが封口材３４，３４で防止される。
【００７３】したがって、実施例１と同様、ガス透過係
数が高い材料で集電体１３を形成しても、外装パッケー
ジ２２内を良好に減圧状態に保持できるため、ガス漏れ
に起因する等価直列抵抗（ＥＳＲ）の上昇を防止するこ
とができ、高温雰囲気下において使用しても電気的特性
を安定化することができる。
【００７４】具体的に、実施例２の電気二重層コンデン
サを１０個用意し、これらを実施例１と同様、８５℃の
大気圧下で８Ｖの電圧を連続１０００時間印加したとき
の試験前後の等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率と容量変
化率を調べ平均値を求めた。結果を上記した表２に示
す。
【００７５】この表２から明らかなように、封口材３４
を用いない比較例の電気二重層コンデンサにおいては、
等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率が１５３０％と大き
く、容量変化率が４５％と大きかったのに対し、エポキ
シ樹脂からなる封口材３４を用いた実施例２の電気二重
層コンデンサにおいては、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変
化率が１９５％と小さく抑えられ、容量変化率も−２８
％と小さく抑えられ、高温雰囲気下における電気的特性
の安定化に効果があることがわかる。
【００７６】加えて、実施例２では、封口材２７が、両
外端の集電体１３，１３のそれぞれの外周端縁部とリー
ド端子付き電極板３０との間に介装されているため、リ
ード端子付き電極板３０の電極板本体３１の形状を集電
体１３と一致させることができ、よって、小型化および
軽量化することができる。
【００７７】「実施例３」次に、本発明の実施の形態と
しての実施例３について、実施例１，２との相違部分を
中心に説明する。なお、実施例１，２と同様の部分には
同一の符号を付しその説明は略す。
【００７８】実施例３の電気二重層コンデンサは、実施
例２のエポキシ樹脂からなる封口材３４をアクリル樹脂
に代えたもので、それ以外は、構成および製造方法とも
実施例２と全く同一である。
【００７９】このような実施例３においても、実施例２
と同様の効果を奏することができる。具体的に、実施例
３の電気二重層コンデンサを１０個用意し、これらを実
施例１，２と同様、８５℃の大気圧下で８Ｖの電圧を連
続１０００時間印加したときの試験前後の等価直列抵抗
（ＥＳＲ）の変化率と容量変化率を調べ平均値を求め
た。結果を上記した表２に示す。
【００８０】この表２から明らかなように、封口材３４
を用いない比較例の電気二重層コンデンサにおいては、
等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率が１５３０％と大き
く、容量変化率が４５％と大きかったのに対し、アクリ
ル樹脂からなる封口材３４を用いた実施例３の電気二重
層コンデンサにおいては、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変
化率が１７０％と小さく抑えられ、容量変化率も２２％
と小さく抑えられ、高温雰囲気下における電気的特性の
安定化に効果があることがわかる。
【００８１】「実施例４」次に、本発明の実施の形態と
しての実施例４について、実施例１との相違部分を中心
に説明する。なお、実施例１と同様の部分には同一の符
号を付しその説明は略す。
【００８２】実施例４の電気二重層コンデンサは、実施
例１のエチレン−スチレン−ブチレンを架橋してなる共
重合樹脂にカーボンを分散させて導電性を発現せしめた
導電性フィルムに代えて、ポリプロピレンにカーボンを
分散させて導電性を発現せしめた導電性フィルムを集電
体１３に用いたもので、それ以外は、構成および製造方
法とも実施例１と全く同一である。
【００８３】ここで、上記した表１に示すように、この
ポリプロピレンにカーボンを分散させて導電性を発現せ
しめた導電性フィルムの体積固有抵抗値は０．００５
［Ω・ｍ］であり、従来用いられていたブチルゴムにカ
ーボンを分散させた導電性ゴムにおいては体積固有抵抗
値が０．０１２［Ω・ｍ］であることから、体積固有抵
抗値が従来に比して大幅に低下することになる。他方、
このポリプロピレンにカーボンを分散させて導電性を発
現せしめた導電性フィルムのガス透過係数は２．２×１
０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］であり、従来用いら
れていたブチルゴムにカーボンを分散させた導電性ゴム
においてはガス透過係数が５．３×１０-1 4［ｍ3／（ｍ
2・ｓ・Ｐａ）］であることから、ガス透過係数が増大
してしまうことになる。しかしながら、この実施例４に
おいても、ガス透過係数の増大によるデメリットをなく
し、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【００８４】具体的に、実施例４の電気二重層コンデン
サを１０個用意し、これらを実施例１，２と同様、８５
℃の大気圧下で８Ｖの電圧を連続１０００時間印加した
ときの試験前後の等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率と容
量変化率を調べ平均値を求めた。結果を上記した表２に
示す。
【００８５】この表２から明らかなように、封口材２７
を用いない比較例の電気二重層コンデンサにおいては、
等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率が１５３０％と大き
く、容量変化率が４５％と大きかったのに対し、封口材
２７を用いた実施例４の電気二重層コンデンサにおいて
は、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の変化率が１５０％と小さ
く抑えられ、容量変化率も−１８％と小さく抑えられ、
高温雰囲気下における電気的特性の安定化に効果がある
ことがわかる。
【００８６】なお、上記実施例の他に、図６に示すよう
な変形が可能である。すなわち、四角形の平板状の電極
板本体３７と該電極板本体３７から延出する図示せぬ帯
状のリード端子とを有するリード端子付き電極板３９の
電極板本体３７を、複層セル２０の積層方向に直交する
方向の全周において、両外端の集電体１３，１３の外周
端縁部よりも内側に配置させる。そして、封口材４１
を、リード端子付き電極板３９の電極板本体３７の全周
囲に集電体１３の電極板本体３７からの突出部分を覆う
ように設けるのである。勿論、この封口材４１も、実施
例１等と同様、複層セル２０の両外端の集電体１３，１
３のそれぞれのリード端子付き電極板３９との界面４２
を外装パッケージ２２内において封止するもので、集電
体１３よりガスバリア性が高い材料が用いられている。
【００８７】このようにすれば、実施例１と同様、封口
材４１が複層セル２０とリード端子付き電極板３９との
間に介在することがなくなるため、複層セル２０とリー
ド端子付き電極板３９との密着度が封口材４１の存在に
よって低下することを防止できる。
【００８８】また、導電性フィルムとしては、実施例１
〜３で用いた、エチレン−スチレン−ブチレンを架橋し
てなる共重合樹脂にカーボンを分散させて導電性を発現
せしめた導電性フィルムや、実施例４で用いた、ポリプ
ロピレンにカーボンを分散させて導電性を発現せしめた
導電性フィルムの他に、上記した表１に示すように、ポ
リエチレンにカーボンを分散させて導電性を発現せしめ
た導電性フィルム（ガス透過係数が４．７×１０
-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］で、体積固有抵抗値が
０．００３［Ω・ｍ］）が使用できる。
【００８９】そして、これらのように、集電体のガス透
過係数が１×１０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上
であると、両外端の集電体のそれぞれのリード端子付き
電極板との界面から電解液がガス化して外装パッケージ
内に漏れ出る量が無視できなくなるため、上記した封口
材を設けることによるガスの漏れ出し防止の効果が顕著
となる。
【００９０】なお、以上の実施の形態においては、基本
セル１５が２層以上積層されてなる複層セル２０の場合
を例にとり説明したが、この複層セル２０に代えて、基
本セル１５が１層で構成される単層セル（層状セル）を
設けることも勿論可能である。
【００９１】また、以上の実施の形態においては、すべ
て電気二重層コンデンサについての説明となっている
が、分極性電極１２として上記活性炭に代えて特許第３
０３６５０１号公報に開示された活物質を適用すること
のみで構成される電池（プロトン電池）においても、上
記構成を適用することにより、上記と同様、高温雰囲気
下における電気的特性の安定化等の効果を奏することが
できる。
【００９２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の電気二重層コンデンサによれば、基本セルが１層
又は２層以上積層されてなる層状セルの両外端の集電体
とリード端子付き電極板との界面を外装パッケージ内に
おいて封止するように、集電体よりガスバリア性が高い
封口材を設けているため、両外端の集電体のそれぞれの
リード端子付き電極板との界面から電解液がガス化して
外装パッケージ内に漏れ出ることが封口材で防止され
る。
【００９３】したがって、例えば等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を低下させる目的でガス透過係数が高い材料で集電
体を形成しても、外装パッケージ内を良好に減圧状態に
保持できるため、ガス漏れに起因する等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）の上昇を防止することができ、高温雰囲気下にお
いて使用しても電気的特性を安定化することができる。
【００９４】本発明の請求項２記載の電気二重層コンデ
ンサによれば、集電体のガス透過係数が１×１０
-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であると、両外端
の集電体のそれぞれのリード端子付き電極板との界面か
ら電解液がガス化して外装パッケージ内に漏れ出る量が
無視できなくなるため、上記した封口材による漏れ出し
防止の効果が顕著となる。
【００９５】本発明の請求項３記載の電気二重層コンデ
ンサによれば、リード端子付き電極板が層状セルから周
囲に突出する形状をなしており、封口材が、層状セルの
周囲であって両側のリード端子付き電極板の間に介装さ
れているため、封口材が層状セルとリード端子付き電極
板との間に挟まれることがなくなる。よって、層状セル
とリード端子付き電極板との密着度が封口材の存在によ
って低下することを防止できる。
【００９６】本発明の請求項４記載の電気二重層コンデ
ンサによれば、封口材が、両外端の集電体の外周端縁部
とリード端子付き電極板との間に介装されているため、
リード端子付き電極板の電極板部分を集電体と一致させ
ることができ、よって、小型化および軽量化することが
できる。
【００９７】本発明の請求項５記載の電気二重層コンデ
ンサによれば、リード端子付き電極板が外端の集電体の
外周端縁部よりも内側に配置され、封口材がリード端子
付き電極板の周囲に集電体の該リード端子付き電極板か
らの突出部分を覆うように設けられているため、封口材
が層状セルとリード端子付き電極板との間に介在するこ
とがなくなる。よって、層状セルとリード端子付き電極
板との密着度が封口材の存在によって低下することを防
止できる。
【００９８】本発明の請求項６記載の電池によれば、基
本セルが１層又は２層以上積層されてなる層状セルの両
外端の集電体とリード端子付き電極板との界面を外装パ
ッケージ内において封止するように、集電体よりガスバ
リア性が高い封口材を設けているため、両外端の集電体
のそれぞれのリード端子付き電極板との界面から電解液
がガス化して外装パッケージ内に漏れ出ることが封口材
で防止される。
【００９９】したがって、例えば等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）を低下させる目的でガス透過係数が高い材料で集電
体を形成しても、外装パッケージ内を良好に減圧状態に
保持できるため、ガス漏れに起因する等価直列抵抗（Ｅ
ＳＲ）の上昇を防止することができ、高温雰囲気下にお
いて使用しても電気的特性を安定化することができる。
【０１００】本発明の請求項７記載の電池によれば、集
電体のガス透過係数が１×１０-12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・
Ｐａ）］以上であると、両外端の集電体のそれぞれのリ
ード端子付き電極板との界面から電解液がガス化して外
装パッケージ内に漏れ出る量が無視できなくなるため、
上記した封口材による漏れ出し防止の効果が顕著とな
る。
【０１０１】本発明の請求項８記載の電池によれば、リ
ード端子付き電極板が層状セルから周囲に突出する形状
をなしており、封口材が、層状セルの周囲であって両側
のリード端子付き電極板の間に介装されているため、封
口材が層状セルとリード端子付き電極板との間に挟まれ
ることがなくなる。よって、層状セルとリード端子付き
電極板との密着度が低下することを防止できる。
【０１０２】本発明の請求項９記載の電池によれば、封
口材が、両外端の集電体の外周端縁部とリード端子付き
電極板との間に介装されているため、リード端子付き電
極板の電極板部分を集電体と一致させることができ、よ
って、小型化および軽量化することができる。
【０１０３】本発明の請求項１０記載の電池によれば、
リード端子付き電極板が外端の集電体の外周端縁部より
も内側に配置され、封口材がリード端子付き電極板の周
囲に集電体の該リード端子付き電極板からの突出部分を
覆うように設けられているため、封口材が層状セルとリ
ード端子付き電極板との間に介在することがなくなる。
よって、層状セルとリード端子付き電極板との密着度が
低下することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての実施例１の基本セルを示す側断面図である。
【図２】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての実施例１を示す側断面図である。
【図３】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての実施例１を示す平面図である。
【図４】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての実施例２を示す側断面図である。
【図５】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての実施例２を示す平面図である。
【図６】 本発明の電気二重層コンデンサの実施の形態
としての変形例を示す側断面図である。
【図７】 電気二重層コンデンサの基本セルを示す側断
面図である。
【図８】 電気二重層コンデンサを示す側断面図であ
る。
【符号の説明】
１１ セパレータ １２ 分極性電極 １３ 集電体 １４ ガスケット １５ 基本セル １６ 電解液 ２０ 複層セル（層状セル） ２１，３０，３９ リード端子付き電極板 ２２ 外装パッケージ ２７，３４，４１ 封口材 ２８，３５，４２ 界面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安部 聡 富山県下新川郡入善町入膳560 富山日 本電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−148389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29063（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−283387（ＪＰ，Ａ) 特開2000−123801（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 9/016 H01G 9/10 H01G 9/155 H01M 2/08 H01M 4/66

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セパレータと、該セパレータの両側に配
    置される一対の分極性電極と、これら分極性電極の前記
    セパレータに対し反対側に配置される一対の集電体と、
    前記分極性電極の周囲に配置され前記一対の集電体の間
    に介装されるガスケットとを有し内部に電解液が含有さ
    せられた基本セルが１層又は２層以上積層されてなる層
    状セルを、両外端の集電体にそれぞれリード端子付き電
    極板を密着させた状態で、外装パッケージにより減圧状
    態で外装してなる電気二重層コンデンサであって、 前記両外端の集電体と前記リード端子付き電極板との界
    面を前記外装パッケージ内において封止するように、前
    記集電体よりガスバリア性が高い封口材を設けてなるこ
    とを特徴とする電気二重層コンデンサ。
  2. 【請求項２】 前記集電体は、ガス透過係数が１×１０
    -12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であることを特徴
    とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
  3. 【請求項３】 両側の前記リード端子付き電極板は、前
    記層状セルから周囲に突出し、前記封口材は、前記層状
    セルの周囲であって両側の前記リード端子付き電極板の
    間に介装されていることを特徴とする請求項１または２
    記載の電気二重層コンデンサ。
  4. 【請求項４】 前記封口材は、前記両外端の集電体の外
    周端縁部と前記リード端子付き電極板との間に介装され
    ていることを特徴とする請求項１または２記載の電気二
    重層コンデンサ。
  5. 【請求項５】 両側の前記リード端子付き電極板は、前
    記両外端の集電体の外周端縁部よりも内側に配置され、
    前記封口材は、前記リード端子付き電極板の周囲に前記
    集電体の該リード端子付き電極板からの突出部分を覆う
    ように設けられていることを特徴とする請求項１または
    ２記載の電気二重層コンデンサ。
  6. 【請求項６】 セパレータと、該セパレータの両側に配
    置される一対の分極性電極と、これら分極性電極の前記
    セパレータに対し反対側に配置される一対の集電体と、
    前記分極性電極の周囲に配置され前記一対の集電体の間
    に介装されるガスケットとを有し内部に電解液が含有さ
    せられた基本セルが１層又は２層以上積層されてなる層
    状セルを、両外端の集電体にそれぞれリード端子付き電
    極板を密着させた状態で、外装パッケージにより減圧状
    態で外装してなる電池であって、 前記両外端の集電体と前記リード端子付き電極板との界
    面を前記外装パッケージ内において封止するように、前
    記集電体よりガスバリア性が高い封口材を設けてなるこ
    とを特徴とする電池。
  7. 【請求項７】 前記集電体は、ガス透過係数が１×１０
    -12［ｍ3／（ｍ2・ｓ・Ｐａ）］以上であることを特徴
    とする請求項６記載の電池。
  8. 【請求項８】 両側の前記リード端子付き電極板は、前
    記層状セルから周囲に突出し、前記封口材は、前記層状
    セルの周囲であって両側の前記リード端子付き電極板の
    間に介装されていることを特徴とする請求項６または７
    記載の電池。
  9. 【請求項９】 前記封口材は、前記両外端の集電体の外
    周端縁部と前記リード端子付き電極板との間に介装され
    ていることを特徴とする請求項６または７記載の電池。
  10. 【請求項１０】 両側の前記リード端子付き電極板は、
    前記両外端の集電体の外周端縁部よりも内側に配置さ
    れ、前記封口材は、前記リード端子付き電極板の周囲に
    前記集電体の該リード端子付き電極板からの突出部分を
    覆うように設けられていることを特徴とする請求項６ま
    たは７記載の電池。
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