JP4382949B2 - Multilayer electric double layer capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分極性電極と集電体とセパレータとを積層して形成する電気二重層コンデンサに関する。
【0002】
【従来技術】
最近、大電流の充放電が可能な電気二重層コンデンサが注目されている。電気二重層コンデンサは、電極と電解液との界面においてイオンの分極によりできる電気二重層を利用したコンデンサであり、従来のコンデンサに比較して大容量の静電容量を充電できるとともに、急速充放電が可能であり、その応用が期待されている。
【0003】
かかる電気二重層コンデンサにおいては、概略矩形板状の集電体の両面に分極性電極を積層した積層体を正極または負極をなす一単位の電極対として、これを交互に積層するとともに、該電極対間をセパレータにて絶縁し、該積層体をガスケット等のハウジング内に収納するか、またはアルミラミネート等のフィルムによって封止した構成からなる積層型電気二重層コンデンサが知られている。
【0004】
この積層型電気二重層コンデンサは、けん回型に電気二重層コンデンサに対して、角形状の電気二重層コンデンサを作製でき、電気二重層コンデンサ同士または他の部材との実装性が高く、かつ内部抵抗が低めることができることが知られている。
【0005】
また、上記積層型電気二重層コンデンサは、それぞれ前記集電体辺部の一部に突出する端子を設けるとともに、正極をなす該端子同士、負極をなす該端子同士をそれぞれ電気的に接続し、さらにこれを取り出し電極に接続して電気二重層コンデンサの封止部材外部に突出させて外部回路と電気的に接続する方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかるセパレータ−分極性電極−集電体−分極性電極−セパレータを一単位とする電気二重層コンデンサ用セル(以下、単にセルと略す。)を複数層積層した積層型電気二重層コンデンサにおいては、製造時または使用時にセル内およびセル間が位置ずれを生じやすく、特にセル内の位置ずれによって各部材間の接触状態および接触面積が変化し、例えば、分極性電極間の位置ずれによって静電容量が低下したり、分極性電極と集電体との位置ずれによって電気二重層コンデンサの内部抵抗値が増大したり、場合によっては分極性電極とセパレータとが位置ずれして分極性電極同士が接触しショートしてしまう恐れがあった。
【0007】
そこで、例えば、分極性電極と集電体との積層体を袋状体のセパレータ内に前記集電体に設けた端子部がセパレータから突出するように収納することにより、分極性電極同士が接触してショートすることを防止する方法が知られている。
【0008】
しかしながら、かかる方法によっても集電体と分極性電極との積層体の位置ずれを防止することはできず、また、セパレータも固定されてはいないために場合によっては位置ずれして分極性電極間が接触し、ショートする恐れがあり、さらに端子部の厚みが薄く、かつ前記セパレータから突出して形成されるために、端子部の強度および保形性が低く、端子部または端子部と集電体との界面にクラック等が生じて内部抵抗値が増大し、場合によっては断線する恐れがあった。さらにまた、前記セルの集電体部と端子部との厚み差が大きく、積層時の位置ずれの一因となっていた。
【0009】
また、特開平10−74672号公報では、集電体の一辺部に厚みの厚い端子形成用の金属板を設け、該板の不要部分を切除することによって集電体の厚みよりも厚い端子を作製し、該端子の厚みを前記集電体と分極性電極との積層体の厚みに近似させることによって、端子の強度および保形性を高めることができるとともに、セル積層時の位置ずれを低減できることが記載されている。
【0010】
しかしながら、かかる方法においても、集電体、分極性電極、セパレータが接着されてはいないために各層間の位置ずれを防止することができず、また、前記端子はセパレータから突出した形状となるために、端子は機械的な衝撃を受けやすく、また、上述した端子形成用の金属板を加工する際、金属板に破損や変形が発生したり、集電体と端子との界面にクラックが生じる恐れがあり、内部抵抗値の低減効果は充分とはいえなかった。
【0011】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、その目的は、電気二重層コンデンサ用セル内の集電体、セパレータ、分極性電極の位置ずれを防止でき、静電容量を高め、内部抵抗値を低減できるとともに、複数の前記セルを容易に積層できる生産性の高い積層型電気二重層コンデンサを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題に対し、特に電気二重層コンデンサ用セルの構造について検討した結果、2枚のセパレータ間に集電体と分極性電極とを収納し、かつ前記集電体の辺部に端子形成用導電体を設け、前記セパレータの辺部を挟持するように複数回前記端子形成用導電体を折り畳んで端子とすることによって、前記セル内の集電体−分極性電極−セパレータ間の位置ずれを低減し、また、端子がセパレータによって補強され、かつ厚い端子を形成できることから、端子の強度、保形性を高めることができる結果、高静電容量化と低内部抵抗値化とを同時に達成できるとともに、セル積層時のセルの部分的な厚み差による位置ずれを防止でき、生産性が向上することを知見した。
【0013】
すなわち、本発明の電気二重層コンデンサは、2枚の概略矩形状のセパレータ間に、集電体の少なくとも一方の表面に分極性電極を積層した概略矩形状の積層体を収納するとともに、前記集電体辺部の少なくとも一部に、端子形成用導電体を設け、該導電体を前記2枚のセパレータの端部を挟持するように前記端子を形成してなる電気二重層コンデンサ用セルを複数具備することを特徴とするものである。
【0014】
ここで、前記2枚のセパレータが袋状体であること、前記端子形成用導電体の折り畳み部同士を一部溶着したこと、前記電気二重層コンデンサ用セルにおける集電体と分極性電極との積層体を収納した部分の厚みが、前記セルの前記端子を形成した部分の厚みと同じであることが望ましい。
【0015】
また、正極と負極をなす前記端子が形成された複数の正極および負極をなす前記電気二重層コンデンサ用セルを、前記正極と負極をなす端子間が接触しないように交互に積層するとともに、前記正極をなす端子同士および前記負極をなす端子同士をそれぞれ電気的に接続してなることが望ましい。
【0016】
さらに、複数の前記正極および負極をなす電気二重層コンデンサ用セルの前記端子およびセパレータを貫通する貫通孔を形成し、該貫通孔内に正極および負極をなす2つの導電性棒状体をそれぞれ貫通させて、前記電気二重層コンデンサ用セルを積層、固定してなることがのぞましい。
【0017】
また、前記正極および負極をなす端子が、前記セル積層体の同じ側面部に設けられてもよく、この場合には前記負極をなす電気二重層コンデンサ用セル1枚を介在させて配設された前記正極をなす電気二重層コンデンサ用セルの端子同士を、前記負極をなす電気二重層コンデンサ用セルの前記2枚のセパレータ辺部に、該2枚のセパレータ辺部間を挟持するように形成された導体を介して電気的に接続してなることが望ましい。
【0018】
さらに、前記正極をなす端子と負極をなす端子とが、前記セル積層体の対向する側面に設けられてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の電気二重層コンデンサを製造する方法の一例について、その一部である電気二重層コンデンサ用セル(以下、単にセルと略す。)の製造工程を示す図1の概略平面図および図2の概略断面図を基に説明する。
まず、概略矩形形状の端子形成用導電体(以下、単に導電体と略す。)1を一辺に設けた集電体2を準備し、その集電体2の両面に分極性電極3、3を積層する(工程(a)参照)。
【0020】
分極性電極3は、望ましくは概略矩形形状で、例えば0.1〜3mm、特に0.15〜1mm厚みの板状体からなり、活性炭を含有し、高い比表面積を有するものからなる。また、分極性電極3には後述する電解液が充填される。
【0021】
一方、導電体1および集電体2は、10〜50μm厚みのアルミニウム、タンタル、チタン、、銀白金、金等の金属箔からなることが望ましく、中でも価格、抵抗値、加工性、耐久性の点でアルミニウムを主成分とする金属箔からなることが望ましい。
【0022】
導電体1は、集電体2の一辺部に一体的に形成され、具体的には、例えば上記金属箔を導電体1と集電体2とを合わせた形状にカットして一体物として形成されるか、または導電体1と集電体2とを別体として形成した後これらの端部間を接合することによっても形成できる。
【0023】
また、集電体2の導電体1を形成する位置は、図3に示すように、(A)集電体2の1つの辺部全体に形成したもの、(B)集電体2の辺部の一部、特に該辺の長さに対して半分以下の幅に突出して形成したもの、(C)(A)または(B)の構成に加えて、導電体1を集電体2の導電体1を形成した辺の頂部より外側にはみ出したはみ出し部1aを形成したものが挙げられる。
【0024】
なお、(A)の構成によれば、容易に製造できるとともに後述する端子6の強度、保形性を高めることができ、(B)の構成において、後述する正極をなすセル14aと負極をなすセル14bとを交互に積層する時に、隣接するセルの端子間が接触しないように形成することができる結果、正極をなす端子と負極をなす端子とを積層体の同じ側面に形成できる。また、(C)の構成によれば、前記はみ出し部を集電体表面側に折り返すことによって端子の厚みをさらに厚くでき、端子の強度を高めることができるとともに、セルの端子形成部の厚みをセルの集電体部の厚みに近似させてセルを安定して積層することができる。
【0025】
次に、上記集電体2と分極性電極3、3との積層体を、導電体1の一部、具体的には、後述する導電体1の折り畳み部が突出するように2枚のセパレータ5、5内に収納する(工程(b)参照)。この時、セパレータ5内に収納される導電体1の幅は、端子6の幅となるよう、すなわち端子6の高さ分だけ集電体2および分極性電極3の積層体の辺がセパレータ5の辺よりも内側になるように配設されることが望ましい。
【0026】
セパレータ5として、具体的には、電解紙、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリエステル不織布、テフロン不織布、クラフト紙、マニラ麻シート、ガラス繊維シートなどが使用可能であるが、セパレータ5の厚みは0.01〜0.1mm、特に0.02〜0.07mmであることが望ましい。
【0027】
ここで、セパレータ5、5は、少なくとも導電体1が突出する辺間が開口し、特に、2枚のセパレータ5、5の一辺間が接触固定されたものであることが分極性電極3の位置ずれを防止する上で望ましく、具体的には、1枚のセパレータ5形成用の層状体を中央部で折り畳んで2枚としたもの、2枚のセパレータ5、5の少なくとも一辺間を接着したもの、2枚のセパレータを袋状体としたもの等が挙げられる。
【0028】
また、上記セパレータ5については、特に導電体1が突出する辺と対向する辺間が接触固定されたものであることが望ましい。なお、図1によれば、セパレータ5、5は、導電体1が突出した辺部間が開口しており、また、前記導電体1のはみ出し部1aが開口して、それ以外のセパレータ5、5間が接触固定された袋体状となっており、かかる構成によれば、集電体2−分極性電極3−セパレータ5間の位置ずれをさらに防止できる。
【0029】
次に、導電体1のセパレータ5から突出する部分を一方のセパレータ5を挟持するように折り畳んだ(工程(c)参照)後、該折り畳み部を反対方向に折り畳んで他方のセパレータ5の辺部を挟持し、セパレータ5、5の辺部同士を挟持して重ね合わせ、固定するとともに、導電体1を2回以上折り曲げた少なくとも4層の導電体1からなる端子6を形成する(工程(d)参照)。なお、上記折り畳み回数は3回以上であってもよく、端子6の厚みを制御できる。
【0030】
この時、端子6の厚みを均一化するためには、導電体1の集電体2と接触する辺と対向する辺を集電体2および分極性電極3の積層体の導電体1を形成した辺と合わせるように折り畳むことが望ましく、また、導電体1の最後に折り畳む折り目が集電体2の導電体1形成辺部側に位置するセパレータ5の辺部に一致するように調整することが、セル14の容積を小さくして後述する積層型電気二重層コンデンサ20の小型化を図る点で望ましい。
【0031】
ここで、上記折り畳み回数は3回以上であってもよく、また、所望により、導電体1の集電体2を形成した辺の頂部より外側にはみ出したはみ出し部1aを折り畳んだ部分等の導電体1突出部7をセパレータ5表面に位置する導電体1の折り畳み部8表面に、これらの間を折り目として折り畳んでもよい。なお、図1によれば、上記3回目の折り畳みは1回目および2回目の折り畳み方向と直交する方向に折り畳まれる。
【0032】
これによって、端子6の厚みを厚くでき、端子6の強度を高めて分極性電極3の位置ずれをさらに防止することができるとともに、セル14の端子6形成部の厚みをセル14における集電体2および分極性電極3の積層体部の厚みに、望ましくは同じとなるように近似させることによって、セルを安定して積層することができるとともに、セル14の端子6に部分的な応力集中が発生することがなく、端子6、および端子6と集電体2との界面での内部抵抗の増大を防止することができる(工程(e)参照)。
【0033】
また、上記導電体1のはみ出し部7または3回以上折り畳む際の最後の折り畳みを行う前にセパレータ5辺部から突出する部分等の導電体1突出部7を超音波溶接やレーザー溶接等の公知の溶接方法を用いて溶接することによって一体化することにより、導電体1突出部7および端子6の強度および剛性を高めることができる。
【0034】
さらに、所望により、端子6がセパレータ5辺部の一部、特に該辺の半分以下の幅、すなわち同じ側の辺部に端子を積層したセル14の積層体において隣接するセル14の端子6間が接触しないように形成されるものについては、前記セパレータ5の端子6を形成した辺部における端子6と接触しない領域、特にセパレータ5辺部の中心から線対称となる部分に、2枚のセパレータ5、5を挟持する導体10を形成する。
【0035】
導体10は、アルミニウム、タンタル、チタン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、白金、金の群から選ばれる少なくとも1種を含有する金属箔または金属板からなるクリップであることが望ましく、これによって集電体2と分極性電極3の位置ずれをさらに小さくできるとともに、同じ側面に正極および負極をなす端子6を形成したセル14積層体において、セル1枚を介在させて隣接するセル14、14の端子6、6間を導体10とそれぞれ接触させることによって、該端子6、6間を電気的に接続することができる。なお、セル14の導体10形成部の厚みは端子6形成部の厚みと同じであることが望ましい。
【0036】
さらに、所望により、端子6とセパレータ5とを貫通する貫通孔12、さらに導体10とセパレータ5とを貫通する貫通孔12を形成して電気二重層コンデンサ用セル(以下、単にセルと略す)14を作製することができる(図1(f)参照)。
【0037】
そして、上記セル14を隣接するセル14間の端子6、6間が接触しないようにして複数層積層するとともに、一枚おきのセル14の端子6、6間を電気的に接続した2組の端子群をそれぞれ正極用の端子群および負極用の端子群とし、これら端子群の一部にそれぞれリード15をそれぞれ接続する。
【0038】
さらに、上記セル14の積層体をアルミラミネート等の封止材16内にリード15が外部に突出するように収納した後、セル14の分極性電極3とセパレータ5内に電解液を注入し、リード15を挟み込んだ状態でセル14の積層体を封着することによって本発明の積層型電気二重層コンデンサ20を作製することができる。
【0039】
なお、電解液としては、硫酸や硝酸等の水溶液や、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、エチレンカーボネート、スルホラン、3−メチルスルホラン等の有機溶媒と4級アンモニウム塩、4級スルホニウム塩、4級ホスホニウム塩等の電解質を組み合わせた有機溶液が使用可能である。
【0040】
また、上述したように端子6および導体10に貫通孔12、12を形成したセル14については、セル14の貫通孔12、12をそれぞれ導電性棒状体18に貫通させて積層した後、導電性棒状体18の両端部を変形させるか、またはネジ止めしてセル14をかしめることによってセル14の積層体の位置ずれをさらに防止することができる。
【0041】
さらに、集電体2の辺部全体に端子6を形成したセル14を積層する際には、正極セル14aの端子6と負極セル14bの端子6とが対向するように積層すればよく、また、上述した導電体突出部7を突出させた状態で積層するとともに、該導電体突出部7を隣接するセル14の外周部を経由して次のセル14の端子6と接触するように折り曲げることにより、端子6、6間を電気的に接続できる。
【0042】
また、図1、2のセル14は集電体2の両面に分極性電極3、3が積層されたものであったが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、セル14の積層体の積層端部に位置するセルについては、集電体2の片面に分極性電極3が形成されたものであってもよい。
【0043】
(電気二重層コンデンサの構成)
図4に、上述した方法によって得られる本発明の積層型電気二重層コンデンサの一例についての概略断面図を示す。
図4によれば、積層型電気二重層コンデンサ20は、セル14が複数枚積層された構成からなり、セル14の積層体は封止材16内に収納、封止されている。なお、セル14は正極をなすセル(以下、単に正極セルと略す。)14aと負極をなすセル(以下、単に負極セルと略す。)14bとが交互に積層されている。
【0044】
また、セル14は、概略矩形形状の分極性電極3、3が両面に積層された概略矩形形状の集電体2を2枚のセパレータ5内に収納しており、また、セパレータ5の一辺には、集電体2辺部と接続された導電体1を複数回以上折り畳んで少なくとも4層以上多層化された導電体1を具備するとともに、セパレータ5の辺2枚が介在する端子6が形成されている。
【0045】
ここで、図4によれば、セパレータ5の端子6が形成された辺と対向する辺部においては、2枚のセパレータ5、5同士が接着または折り返しによって接触固定されており、望ましくは、セパレータ5、5の端子6が形成された辺部以外の辺部間が接触固定されている。
【0046】
また、図4によれば、正極セル14aの端子6はセパレータ5の辺部のうちの一部のみに形成されており、隣接する負極セル14bの端子(図示せず)とは接触しないように形成されている。さらに、図4によれば、負極セル14bを1枚を介装して対峙する端子6、6間は、負極セル14bのセパレータ5、5を挟持するように設けられた導体10によって電気的に接続されている。
【0047】
また、正極セル14aの端子6または導体10の一部と接続するリード15が、図4によれば、セル14積層体のほぼ中央部にセル14と平行して配設され、リード15が封止材16の外部に突出している。また、図示しないが、負極セル14bについても同様にリード15が形成されている。そして、封止材16外部に突出した2つのリード15を取り出し電極として外部回路の端子(図示せず)と接続することによって電気二重層コンデンサ20を外部回路(図示せず)と接続することができる。
【0048】
さらに、図4によれば、端子6および導体10それぞれを貫通する貫通孔12が形成され、貫通孔12内にはリベットまたはボルト等の金属等からなる導電性棒状体18が配設されている。これによって、セル14積層時の位置決めが容易にでき、セル14、14間の位置ずれを防止することができるとともに、複数の端子6および導体10間を確実に接続することができ、内部抵抗値を低減することができる。
【0049】
なお、図示しないが、上述の導体10、リード15、貫通孔12、導電性棒状体18は負極セル側にも形成され、正極セルと同様に電気的に接続される。
【0050】
また、図4のセル14の積層体における積層端部に位置するセル14については、セル14積層体内部のセルと同じ構成からなるが、本発明はこれに限られるものではなく、前記端部のセル14については、集電体2の片面に分極性電極3が形成され、前記端部のセル14は前記積層端部側が集電体が直接セパレータに接触したものであってもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上、詳述したとおり、本発明の積層型電気二重層コンデンサによれば、2枚のセパレータ間に集電体と分極性電極とを収納し、かつ前記集電体の辺部に、一部が前記セパレータの開口部より突出する端子形成用導電体を設け、前記セパレータの辺部を挟持するように複数回前記端子形成用導電体を折り畳んで端子を形成するとともに、前記端子によって2枚のセパレータの辺部同士を挟持して重ね合わせ、固定ができることから、前記セル内の集電体−分極性電極−セパレータ間の位置ずれを低減し、また、端子をセパレータの辺部に設け、かつ厚い端子を形成できることから、端子の強度、保形性を高めることができる高静電容量化と低内部抵抗値化とを同時に達成できるとともに、セル積層時のセルの部分的な厚み差による位置ずれを防止でき、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気二重層コンデンサを製造する方法の一例について、その一部工程を説明するための概略平面図である。
【図2】図1についての概略断面図である。
【図3】本発明の電気二重層コンデンサを製造する方法の一例について、導電体と集電体との形成例を説明するための模式図である。
【図4】本発明の電気二重層コンデンサの一例についての概略断面図である。
【符号の説明】
1 端子形成用導電体
1a はみ出し部
2 集電体
3 分極性電極
5 セパレータ
6 端子
7 導電体突出部
8 折り曲げ部
10 導体
12 貫通孔
14 電気二重層コンデンサ用セル
15 リード
16 封止材
18 導電性棒状体
20 積層型電気二重層コンデンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric double layer capacitor formed by laminating a polarizable electrode, a current collector, and a separator.
[0002]
[Prior art]
Recently, electric double layer capacitors capable of charging and discharging a large current have attracted attention. An electric double layer capacitor is a capacitor that uses an electric double layer formed by the polarization of ions at the interface between the electrode and the electrolyte. It can charge a larger capacitance than a conventional capacitor, and can be charged and discharged quickly. Is possible and its application is expected.
[0003]
In such an electric double layer capacitor, a laminate in which polarizable electrodes are laminated on both sides of a substantially rectangular plate-like current collector is alternately laminated as a unit electrode pair constituting a positive electrode or a negative electrode, and the electrodes A multilayer electric double layer capacitor is known in which a pair is insulated by a separator and the laminate is housed in a housing such as a gasket or sealed with a film such as an aluminum laminate.
[0004]
This multilayer type electric double layer capacitor can produce a square electric double layer capacitor in comparison with the electric double layer capacitor in a spiral type, has high mountability between electric double layer capacitors or other members, and has an internal It is known that the resistance can be lowered.
[0005]
Further, the multilayer electric double layer capacitor is provided with a terminal projecting at a part of the current collector side part, and electrically connects the terminals forming the positive electrode and the terminals forming the negative electrode, Furthermore, a method is known in which this is connected to an extraction electrode and protruded outside the sealing member of the electric double layer capacitor to be electrically connected to an external circuit.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a multilayer electric double layer capacitor in which a cell for an electric double layer capacitor (hereinafter simply referred to as a cell) having such separator-polarizable electrode-current collector-polarizable electrode-separator as a unit is laminated. In the case of manufacturing or use, misalignment is likely to occur in the cell and between the cells. In particular, the misalignment in the cell changes the contact state and the contact area between the members. The electric capacity decreases, the internal resistance value of the electric double layer capacitor increases due to misalignment between the polarizable electrode and the current collector, or in some cases, the polarizable electrode and the separator misalign, Could come into contact and short circuit.
[0007]
Therefore, for example, by storing a laminate of a polarizable electrode and a current collector in a bag-shaped separator so that a terminal portion provided on the current collector protrudes from the separator, the polarizable electrodes are in contact with each other. Thus, a method for preventing a short circuit is known.
[0008]
However, such a method cannot prevent the misalignment of the laminate of the current collector and the polarizable electrode. Also, since the separator is not fixed, the misalignment may occur between the polarizable electrodes. The terminal part is thin, and the terminal part is formed so as to protrude from the separator. Therefore, the terminal part has low strength and shape retention, and the terminal part or the terminal part and the current collector As a result, cracks or the like are generated at the interface between the two and the internal resistance value is increased. Furthermore, the thickness difference between the current collector portion and the terminal portion of the cell is large, which is a cause of positional deviation during stacking.
[0009]
In JP-A-10-74672, a thick metal plate for forming a terminal is provided on one side of the current collector, and a terminal thicker than the thickness of the current collector is formed by cutting away unnecessary portions of the plate. Producing and approximating the thickness of the terminal to the thickness of the laminate of the current collector and polarizable electrode can increase the strength and shape retention of the terminal and reduce misalignment during cell lamination. It describes what you can do.
[0010]
However, even in such a method, the current collector, the polarizable electrode, and the separator are not bonded to each other, so that it is impossible to prevent displacement between the layers, and the terminal has a shape protruding from the separator. In addition, the terminal is easily subjected to mechanical shock, and when the above-described metal plate for forming a terminal is processed, the metal plate is damaged or deformed, or a crack is generated at the interface between the current collector and the terminal. There was a fear that the effect of reducing the internal resistance value was not sufficient.
[0011]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent the displacement of the current collector, separator, and polarizable electrode in the electric double layer capacitor cell, and to increase the capacitance. An object of the present invention is to provide a highly productive multilayer electric double layer capacitor that can reduce the internal resistance and can easily stack a plurality of the cells.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying the structure of the electric double layer capacitor cell in particular, the present inventors have accommodated the current collector and the polarizable electrode between two separators, and the sides of the current collector. Current collector in the cell-polarizable electrode-separator by providing a terminal-forming conductor in the part and folding the terminal-forming conductor a plurality of times so as to sandwich the side of the separator. As the terminal is reinforced with a separator and a thick terminal can be formed, the strength and shape retention of the terminal can be improved, resulting in higher capacitance and lower internal resistance. It has been found that productivity can be improved by preventing misalignment due to partial thickness differences of cells during cell stacking.
[0013]
That is, the electric double layer capacitor of the present invention accommodates a substantially rectangular laminate in which a polarizable electrode is laminated on at least one surface of a current collector between two roughly rectangular separators, and the collector. A plurality of electric double layer capacitor cells in which a terminal-forming conductor is provided on at least a part of the side of the electric body and the terminal is formed so as to sandwich the end of the two separators. It is characterized by comprising.
[0014]
Here, the two separators are bag-like bodies, the folded portions of the terminal forming conductors are partially welded, and the current collector and the polarizable electrode in the electric double layer capacitor cell It is desirable that the thickness of the portion containing the laminated body is the same as the thickness of the portion of the cell where the terminal is formed.
[0015]
In addition, the positive electrode and the negative electrode are formed by alternately laminating the plurality of positive electrodes and the electric double layer capacitor cells forming the negative electrode so that the terminals forming the positive electrode and the negative electrode are not in contact with each other. It is desirable that the terminals forming the negative electrode and the terminals forming the negative electrode are electrically connected to each other.
[0016]
Furthermore, a through hole is formed through the terminal and separator of the electric double layer capacitor cell forming a plurality of the positive and negative electrodes, and two conductive rods forming the positive electrode and the negative electrode are respectively inserted into the through holes. The electric double layer capacitor cell is preferably laminated and fixed.
[0017]
Further, the terminals forming the positive electrode and the negative electrode may be provided on the same side surface portion of the cell laminate, and in this case, the cell is disposed with one electric double layer capacitor cell forming the negative electrode interposed therebetween. The terminals of the electric double layer capacitor cell forming the positive electrode are formed so as to sandwich the two separator side portions between the two separator side portions of the electric double layer capacitor cell forming the negative electrode. It is desirable to be electrically connected via a conductive conductor.
[0018]
Furthermore, the terminal forming the positive electrode and the terminal forming the negative electrode may be provided on opposite side surfaces of the cell stack.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, an example of a method for producing an electric double layer capacitor of the present invention is a schematic plan view and a diagram of FIG. 1 showing a production process of an electric double layer capacitor cell (hereinafter simply abbreviated as a cell) which is a part of the method. Description will be made based on the schematic sectional view of FIG.
First, a
[0020]
The polarizable electrode 3 preferably has a substantially rectangular shape, for example, a plate-like body having a thickness of 0.1 to 3 mm, particularly 0.15 to 1 mm, and includes activated carbon and a high specific surface area. Further, the polarizable electrode 3 is filled with an electrolyte solution described later.
[0021]
On the other hand, the
[0022]
The
[0023]
Further, as shown in FIG. 3, the position where the
[0024]
In addition, according to the structure of (A), it can manufacture easily and can improve the intensity | strength and shape retention of the terminal 6 mentioned later, and in the structure of (B), it makes the cell 14a which makes the positive electrode mentioned later, and a negative electrode. When the cells 14b are alternately stacked, the terminals of adjacent cells can be formed so as not to contact each other. As a result, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be formed on the same side surface of the stacked body. Further, according to the configuration of (C), the thickness of the terminal can be further increased by folding the protruding portion toward the current collector surface side, the strength of the terminal can be increased, and the thickness of the terminal forming portion of the cell can be increased. The cell can be stably stacked by approximating the thickness of the current collector portion of the cell.
[0025]
Next, the laminate of the
[0026]
Specifically, electrolytic paper, polyethylene non-woven fabric, polypropylene non-woven fabric, polyester non-woven fabric, Teflon non-woven fabric, kraft paper, Manila hemp sheet, glass fiber sheet, etc. can be used as the
[0027]
Here, the positions of the polarizable electrodes 3 are such that the
[0028]
In addition, the
[0029]
Next, after folding the part of the
[0030]
At this time, in order to make the thickness of the terminal 6 uniform, the
[0031]
Here, the number of times of folding may be three times or more, and if desired, conductive portions such as a portion where the protruding portion 1a protruding outside the top of the side where the
[0032]
Thereby, the thickness of the terminal 6 can be increased, the strength of the terminal 6 can be increased to further prevent the displacement of the polarizable electrode 3, and the thickness of the terminal 6 forming portion of the
[0033]
Further, the
[0034]
Further, if desired, the terminal 6 is a part of the side of the
[0035]
The
[0036]
Further, if desired, a through-
[0037]
The
[0038]
Further, after storing the laminate of the
[0039]
Examples of the electrolyte include aqueous solutions such as sulfuric acid and nitric acid, organic solvents such as propylene carbonate, γ-butyrolactone, N, N-dimethylformamide, ethylene carbonate, sulfolane, and 3-methylsulfolane, and quaternary ammonium salts, quaternary. Organic solutions in which electrolytes such as sulfonium salts and quaternary phosphonium salts are combined can be used.
[0040]
Further, as described above, for the
[0041]
Further, when the
[0042]
1 and 2 have the polarizable electrodes 3 and 3 laminated on both sides of the
[0043]
(Configuration of electric double layer capacitor)
FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an example of the multilayer electric double layer capacitor of the present invention obtained by the method described above.
According to FIG. 4, the multilayer electric
[0044]
The
[0045]
Here, according to FIG. 4, the two
[0046]
Moreover, according to FIG. 4, the terminal 6 of the positive electrode cell 14a is formed only in a part of the side part of the
[0047]
In addition, according to FIG. 4, the
[0048]
Further, according to FIG. 4, a through
[0049]
Although not shown, the
[0050]
Further, the
[0051]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the multilayer electric double layer capacitor of the present invention, the current collector and the polarizable electrode are accommodated between two separators, and a part of the current collector has a side portion. Is provided with a terminal-forming conductor protruding from the opening of the separator, and the terminal-forming conductor is folded a plurality of times so as to sandwich the side of the separator to form a terminal. Since the sides of the separator can be sandwiched and overlapped and fixed, the positional deviation between the current collector-polarizable electrode-separator in the cell is reduced, and a terminal is provided on the side of the separator, and Since thick terminals can be formed, high electrostatic capacity and low internal resistance can be achieved at the same time, which can enhance the strength and shape retention of the terminals, and the position due to partial thickness differences of cells during cell stacking Slip You can stop, the productivity is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a partial process of an example of a method for producing an electric double layer capacitor of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of forming a conductor and a current collector in an example of a method for producing an electric double layer capacitor of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example of the electric double layer capacitor of the present invention.
[Explanation of symbols]
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