JP4500620B2 - Manufacturing method of electric double layer capacitor - Google Patents
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Description
この発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electric double layer capacitor.
近年、各種の蓄電装置として、急速充電が可能で充放電サイクル寿命の長い、電気二重層キャパシタの適用技術が注目される。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on application technologies for electric double layer capacitors that can be rapidly charged and have a long charge / discharge cycle life as various power storage devices.
電気二重層キャパシタは、それぞれ誘電体(活性炭電極)と集電極(アルミ箔)とで構成される一定数の正極体と負極体がこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層される。各正極体および各負極体の集電極にはリード部が形成され、そのリード部を同極どうし重ね合わせた重層部がそれぞれ端子(アルミ電極)にスポット溶接等によって接合される。これらの積層体は、電解液に浸され、端子が外部へ突出された状態で、容器に収容される(例えば、特許文献1)。
このような電気二重層キャパシタにあって、リード部の重層部と端子との接合をスポット溶接によって行う場合、アルミ溶接のため、電流値が高く、溶接チップ(溶接機の電極)が溶接部(端子)に貼り付きやすく、摩耗しやすい。 In such an electric double layer capacitor, when joining the multilayer portion of the lead portion and the terminal by spot welding, the current value is high due to aluminum welding, and the welding tip (electrode of the welding machine) is connected to the weld portion ( It is easy to stick to the terminal and wear easily.
溶接チップの摩耗によって、ヘッド部の接触面積が大きくなったりすると、溶着状態が不均一になり、結合の安定性に欠ける。また、結合部の抵抗値が増加してしまい、キャパシタの性能に影響する。 If the contact area of the head portion increases due to wear of the welding tip, the welded state becomes non-uniform and the stability of the connection is lacking. In addition, the resistance value of the coupling portion increases, which affects the performance of the capacitor.
また、溶接チップの摩耗によって、スパッターが付着して、溶接不良を招きかねない。また、溶接チップの交換頻度が高い。 In addition, due to wear of the welding tip, spatter adheres, which may lead to poor welding. Moreover, the replacement frequency of the welding tip is high.
この発明は、このような課題に着目してなされたものであり、溶接チップを改良して、電気二重層キャパシタの溶接性を向上することを目的とする。 This invention is made paying attention to such a subject, and it aims at improving the welding tip and improving the weldability of an electric double layer capacitor.
第1の発明は、一定数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層し、各正極体および各負極体の一部を金属箔のリード部として同極どうしの重層部をそれぞれ金属板の端子にスポット溶接機にて接合する電気二重層キャパシタの製造方法において、前記スポット溶接機は、上部の昇降、加圧機能を持つホルダに上側の溶接チップが、下部のホルダに下側の溶接チップが取り付けられ、上側の溶接チップは、ヘッド部の前端中心部が所定小径の端部面に、その周りが半球面状に形成される一方、下側の溶接チップは、ヘッド部が所定小径の軸状に形成されると共に、耐熱性の樹脂パイプがヘッド部の突端を除いてヘッド部を囲むように打ち込まれ、装着されており、前記樹脂パイプを装着した溶接チップは、前記端子側に用いることを特徴とする。 In the first invention, a certain number of positive electrode bodies and negative electrode bodies are alternately stacked with a separator interposed therebetween, and each positive electrode body and a part of each negative electrode body are used as lead portions of a metal foil. In the method of manufacturing the electric double layer capacitor in which the multilayer portions are joined to the terminals of the metal plates with a spot welder, the spot welder includes an upper welding tip on a holder having an up / down and pressurizing function on an upper side, The lower welding tip is attached to the holder, and the upper welding tip is formed in the center of the front end of the head portion on the end surface of a predetermined small diameter, and the periphery thereof is formed in a hemispherical shape, while the lower welding tip is The head is formed into a shaft having a predetermined small diameter, and a heat-resistant resin pipe is driven and mounted so as to surround the head except for the protruding end of the head. Is the terminal It is characterized by using the.
第2の発明は、第1の発明において、前記樹脂パイプの端部周囲は、ヘッド部の突端に向かって小径の円錐形状に形成したことを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the periphery of the end portion of the resin pipe is formed in a conical shape having a small diameter toward the protruding end of the head portion .
第1の発明においては、リード部の重層部と端子とのスポット溶接を良好に行え、キャパシタの性能を向上できると共に、溶接性能を向上できる。 In the first invention, spot welding between the multilayer portion of the lead portion and the terminal can be performed satisfactorily, the performance of the capacitor can be improved, and the welding performance can be improved.
第1、第2の発明においては、溶接チップのヘッド部の端子への貼り付きは弱くなり、ヘッド部の摩耗を抑えることができる。 In the first and second inventions , the sticking of the welding tip to the terminal of the head portion becomes weak, and wear of the head portion can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、10はキャパシタ本体(積層体)を示す。
In FIG. 1,
キャパシタ本体10は、一定数の正極体11と負極体12をこれらの間にセパレータ(図示しない)を介在させて交互に積層される。
The
正極体11および負極体12は、集電極13、14(アルミ箔)とその両側に配設される活性炭電極(図示しない)とから形成される。
The
正極体11の集電極13および負極体12の集電極14は、所定位置にリード部15、16が備えられ、それぞれ同極どうしのリード部15、16が重ね合わされた重層部がそれぞれ端子板17、18(アルミ電極)にスポット溶接(後述する)によって接合される。
The
このキャパシタ本体10は、電解液に浸され、端子板17、18が外部へ突出された状態で、容器(図示しない)に収容され、密封される。
The
図2はキャパシタ本体10のリード部15、16の重層部と端子板17、18とのスポット溶接機20を、図3は溶接機20の上側の溶接チップ(可動側の電極)21を、図4は溶接機20の下側の溶接チップ(固定側の電極)22を示す。
2 shows a
スポット溶接機20は、上部の昇降、加圧機能を持つホルダ24に溶接チップ21が、下部のホルダ25に溶接チップ22が取り付けられる。
In the
溶接チップ21は、図3のように基部27とヘッド部28からなる。基部27は、銅材から成り、軸部30とシャンク31が形成される。ヘッド部28は、モリブデン材から成り、前端中心部32が所定小径の端部面に、その周りが半球面状に形成されると共に、ヘッド後部(図示しない)が基部27の軸部30の取付穴(図示しない)に嵌着固定される。
As shown in FIG. 3, the
溶接チップ22は、図4、図5、図6のように基部33とヘッド部34と樹脂パイプ35からなる。基部33は、銅材から成り、軸部36とシャンク37が形成される。ヘッド部34は、モリブデン材から成り、所定小径の軸状に形成されると共に、ヘッド後部(図示しない)が基部33の軸部36の取付穴(図示しない)に嵌着固定される。樹脂パイプ35は、耐熱性のテフロン(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂からなり、所定外径、所定穴径に形成されると共に、その前端部周囲が円錐形状(ヘッド部34の突端38に向かって小径の円錐形状)に形成され、ヘッド部34にヘッド部34を囲うように(ヘッド部34の突端38は除く)打ち込まれ、装着される。
As shown in FIGS. 4, 5, and 6, the
キャパシタ本体10のリード部15、16の重層部と端子板17、18とのスポット溶接は、スポット溶接機20の治具26にキャパシタ本体10をセットして、行われる。端子板17、18はリード部15、16の重層部の下面に配設され、各部位の溶接が順に行われる。
Spot welding of the multilayer portions of the
まず、端子板17とリード部15の重層部との溶接部位を溶接チップ21、22間に移動して、下側の溶接チップ22を端子板17にあてがい、上側の溶接チップ21をリード部15の重層部に所定の加圧力で突き当て、所定電流を所定短時間流して、溶接される。
First, the welding portion between the
次に、端子板17とリード部15の重層部との別の溶接部位に移動して、同様に下側の溶接チップ22を端子板17にあてがい、上側の溶接チップ21をリード部15の重層部に所定の加圧力で突き当て、所定電流を所定短時間流して、溶接される。
Next, it moves to another welding part of the
この後、端子板18とリード部16の重層部との溶接部位を溶接チップ21、22間に移動して、下側の溶接チップ22を端子板18にあてがい、上側の溶接チップ21をリード部16の重層部に所定の加圧力で突き当て、所定電流を所定短時間流して、溶接される。
Thereafter, the welding portion between the
次に、端子板18とリード部16の重層部との別の溶接部位に移動して、同様に下側の溶接チップ22を端子板18にあてがい、上側の溶接チップ21をリード部16の重層部に所定の加圧力で突き当て、所定電流を所定短時間流して、溶接される。
Next, it moves to another welding part of the
このようにキャパシタ本体10のリード部15、16の重層部と端子板17、18とのスポット溶接を行うので、リード部15、16の重層部と端子板17、18との良好な結合状態を確保できる。
As described above, spot welding is performed between the multilayer portions of the
この溶接の例を述べる。リード部15、16の厚さが例えば0.05mm、枚数が例えば21〜22枚、端子板17、18の厚さが例えば0.6mmのものに対して、溶接チップ22のヘッド部34の径を例えば3mm、溶接電流値を例えば8.2〜9.2KA(通電時間は例えば8〜11ms)にした場合、均一な溶着状態を確保できると共に、ナゲット径を1mm以上確保でき、結合部の抵抗値を0.6mΩ以下にできることを確認している。
An example of this welding will be described. The diameter of the
また、溶接チップ22のヘッド部34に、ヘッド部34の突端38を除いて囲う樹脂パイプ35を装着したため、ヘッド部34の端子板17、18への貼り付きは弱くなり、ヘッド部34の摩耗を抑えることができる。
Further, since the
そのため、ヘッド部34の摩耗によって、スパッターが付着して、溶接不良を招くことを防ぐことができる。
Therefore, it is possible to prevent spatter from adhering due to wear of the
また、ヘッド部34の摩耗によって、ヘッド部34の接触面積が大きくなることはなく、前述のように均一な溶着状態を確保できる。また、溶接チップ22の交換頻度を低くできる。
Further, the contact area of the
したがって、安定した結合を確保でき、キャパシタの性能を向上できると共に、溶接を良好に行え、溶接性能を向上できる。 Therefore, stable coupling can be secured, the performance of the capacitor can be improved, welding can be performed well, and the welding performance can be improved.
なお、溶接機20の上側の溶接チップ21には、ヘッド部前端を半球面状にしたものを用いたが、下側の溶接チップ22とほぼ同様に構成したものを用いても良い。
In addition, as the
溶接機20の上側の溶接チップにヘッド部前端を半球面状にした溶接チップ21を用いた場合は、前記のようにリード部15、16の枚数が比較的多い(21〜22枚)もの(大容量タイプのキャパシタ)にあって、溶接を良好に行え、溶接機20の上側の溶接チップに下側の溶接チップ22とほぼ同様に構成したものを用いた場合は、リード部15、16の枚数が少ないものに対して、均一な溶着状態を確保できる。
When the
また、溶接チップ22のヘッド部34に装着する樹脂パイプ35には、テフロン樹脂を用いたが、ベークライト(熱硬化性フェノール樹脂)を用いても良い。
される。
Moreover, although the Teflon resin was used for the
Is done.
10 キャパシタ本体
11 正極体
12 負極体
13、14 集電極
15、16 リード部
17、18 端子板
20 スポット溶接機
21 溶接チップ
22 溶接チップ
28 ヘッド部
34 ヘッド部
35 樹脂パイプ
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