JP4580187B2 - 電気二重層キャパシタの製造方法 - Google Patents

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。

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。

電気二重層キャパシタは、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、各正極体および各負極体の一部をリード部として同極どうしの結束部がそれぞれ端子に接合される。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、特許文献２）。
特開２００３−１２４０７８ 特開２００３−１２４０７７

このような電気二重層キャパシタは、１対の端子が外部へ突出された状態で容器が密閉されるため、容器を樹脂フィルムに金属の中間層を含む積層構造（例えば、アルミラミネート）の積層フィルムから作り、熱シールによって密閉することが考えられているが、余分な電解液を抜き取ると共に、所定の真空度にして、容器を密閉しなければならないため、製造が難しく、品質が安定しにくいという問題があった。

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、適切な電気二重層キャパシタの製造方法を提供することを目的とする。

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リード部として同極どうしの結束部をそれぞれ端子に接合し、これらの積層体を端子を外部へ突出させた状態で容器に電解液とともに収容し、密閉してなる電気二重層キャパシタの製造方法において、前記端子に密着して支持すると共に、真空引き用のノズル口を形成する熱可塑性樹脂からなるトップシール体を設け、前記積層体を前記容器に電解液とともに収容すると共に、前記トップシール体を前記容器の前記端子を通す端子用開口部に潜入し、この潜入状態で、前記トップシール体のノズル口に真空引き用のノズルを差し込み、この差し込み状態で、前記容器の端子用開口端を弾性体の圧接具で密封し、この密封状態で、前記ノズルによって、前記容器の内部を真空引きし、この真空引き状態で、前記容器の内部の真空度が規定の真空度になったときに、前記ノズルを前記トップシール体のノズル口より後退させる一方、前記トップシール体の周りの前記容器の部位に熱シール器具を当てて、前記トップシール体を前記容器に熱溶着させると共に、前記ノズル口を熱溶着によって閉じることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記ノズル口は、前記トップシール体の隅部に形成することを特徴とする。

第３の発明は、第１、第２の発明において、前記ノズル口は、前記トップシール体の隅部を切り欠き、溝状に形成することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、前記トップシール体にガス抜きバルブを密着支持することを特徴とする。

第１の発明においては、電気二重層キャパシタの製造を容易に行え、安定かつ高品質の電気二重層キャパシタを得ることができる。

第２、第３の発明においては、トップシール体と容器との熱溶着時にノズル口を密閉することができる。

第４の発明においては、ガス抜きバルブの取り付けを容易に行える。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１において、１０はキャパシタ本体（積層体）、２０は容器（図１は分割構造の片側を示す）である。

キャパシタ本体１０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される。正極体の集電極および負極体の集電極はアルミ箔を型抜き加工して形成され、これら集電極の間毎に１対の活性炭電極およびセパレータが介装される。

正極体の集電極および負極体の集電極の矩形平面の１辺の片側にリード部１１ａ、１１ｂが備えられ、同極どうしのリード部１１ａ，１１ｂの結束部に１対の端子板１２ａ，１２ｂ（アルミ電極）が接合される。

この１対の端子板１２ａ，１２ｂには、熱溶着によって端子板１２ａ，１２ｂに密着して端子板１２ａ，１２ｂを支持する熱可塑性樹脂からなるトップシール体１３が取り付けられる。

図２のように、トップシール体１３は、容器２０の端子用開口部２１（後述する）よりも小さい細長形状に形成される。トップシール体１３の中央には、熱溶着によって、容器２０の内部に発生するガスを容器２０の外部へ除去するためのガス抜きバルブ１４が密着支持される。

このトップシール体１３の細長形状の先端部（隅部）に、真空引き用（後述する）のノズル口１５が形成される。

容器２０は、樹脂フィルムの間に金属の中間層を持つ積層フィルム（例えば、内側からポリエチレン層、ナイロン層、アルミ層、ナイロン層が構成される）にて、分割構造に形成されており、それを組み合わせると、互いに向き合う凹部によって、キャパシタ本体１０の収容部が形成される。

この分割構造の容器２０は、周縁において、１対の端子板１２ａ，１２ｂを外部に突き出すための端子用開口部２１を除く三辺２２ａ〜２２ｃが熱溶着される。

この三辺２２ａ〜２２ｃの熱溶着は、収容部にキャパシタ本体１０を収容してない状態であるいは収容した状態で行われる。キャパシタ本体１０を収容した状態では、端子用開口部２１に潜入したトップシール体１３の回りから電解液が注入される。キャパシタ本体１０を収容してない状態では、三辺２２ａ〜２２ｃの熱溶着後、端子用開口部２１を通してキャパシタ本体１０が収容され、端子用開口部２１に潜入したトップシール体１３の回りから電解液が注入される。

そして、このように容器２０にキャパシタ本体１０を電解液とともに収容した状態において、容器２０の内部の余分な電解液を抜き取ると共に、容器２０の内部を所定の真空度にして、容器２０を密閉する処理を行う。

これは、図３、図４のような製造装置を用いて行われる。

図中、３０は容器２０を挟持してセットする取付クランプ装置である。３１ａ、３１ｂは、トップシール体１３の周りの容器２０の部位（容器２０の両端近くまで）を挟み、加熱するための熱シール器具およびその駆動装置である。３２ａ、３２ｂは、容器２０の端子用開口端２３を挟んで密封状態に保つためのスポンジ等の弾性体で形成した圧接具およびその駆動装置である。３３は、トップシール体１３のノズル口１５に差し込み、容器２０の内部を真空引きするためのノズルである。ノズル３３は、図示しない駆動装置によって上下等に移動可能になっており、３４はノズル３３のガイド機構である。

まず、キャパシタ本体１０、電解液を収容した容器２０を取付クランプ装置３０にセットする。

次に、この状態で、ノズル３３を容器２０の端子用開口部２１を通してその先端部をトップシール体１３のノズル口１５に差し込む。

次に、この状態で、圧接具３２ａを駆動して、容器２０の端子用開口端２３を挟んで密封状態に保つ。

容器２０の端子用開口端２３には１対の端子板１２ａ，１２ｂならびにノズル３３があるが、弾性体の圧接具３２ａによって挟むことで、容器２０は密封状態に保たれる。

次に、この状態で、ノズル３３による真空引きを行う。

これによって、容器２０の内部の余分な電解液を抜き取りながら、内部の空気等が吸出される。この場合、圧接具３２ａによって容器２０の端子用開口端２３が密封状態にされているため、余分な電解液の抜き取りと内部の空気等の吸出が的確に行われる。

そして、容器２０の内部の真空度が規定の真空度になると、ノズル３３をトップシール体１３のノズル口１５より後退させる一方、熱シール器具３１ａを駆動して、トップシール体１３の周りの容器２０の部位（容器２０の両端近くまで）を挟み、加熱する。

これによって、トップシール体１３は周りが容器２０の部位に熱溶着され、ならびにその容器２０の両端近くが熱溶着され、またノズル口１５が熱溶着によって閉じられ、容器２０は規定の真空度で密閉される。

この後、熱シール器具３１ａ、圧接具３２ａ、ノズル３３は元の位置に戻し、終了する。

なお、容器２０の端子用開口端２３側はトップシール体１３の近くまで切り取るようにする。

このようにしたので、規定の真空度が確保できなかったり、各シール部に不具合が発生することはなく、電気二重層キャパシタの製造を容易に行え、安定かつ高品質の電気二重層キャパシタを得ることができる。

図５は、別の実施の形態のトップシール体４０を示す。

これは、トップシール体４０の細長形状の先端部（隅部）を溝状に切り欠き、真空引き用のノズル口１５を形成したものである。

これによれば、ノズル口１５が熱溶着によって閉じられると共に、構造が簡素化する。

電気二重層キャパシタの断面構成図である。 トップシール体部分の斜視図である。 製造装置の説明図である。 製造装置の説明図である。 別の形態のトップシール体部分の斜視図である。

符号の説明

１０ キャパシタ本体
１１ａ，１１ｂ リード部
１２ａ，１２ｂ 端子板
１３ トップシール体
１４ ガス抜きバルブ
２０ 容器
２１ 端子用開口部
２３ 端子用開口端
３０ 取付クランプ装置
３１ａ 熱シール器具
３２ａ 圧接具
３３ ノズル
４０ トップシール体

Claims (4)

1. 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リード部として同極どうしの結束部をそれぞれ端子に接合し、
   これらの積層体を端子を外部へ突出させた状態で容器に電解液とともに収容し、密閉してなる電気二重層キャパシタの製造方法において、
   前記端子に密着して支持すると共に、真空引き用のノズル口を形成する熱可塑性樹脂からなるトップシール体を設け、
   前記積層体を前記容器に電解液とともに収容すると共に、前記トップシール体を前記容器の前記端子を通す端子用開口部に潜入し、
   この潜入状態で、前記トップシール体のノズル口に真空引き用のノズルを差し込み、
   この差し込み状態で、前記容器の端子用開口端を弾性体の圧接具で密封し、
   この密封状態で、前記ノズルによって、前記容器の内部を真空引きし、
   この真空引き状態で、前記容器の内部の真空度が規定の真空度になったときに、前記ノズルを前記トップシール体のノズル口より後退させる一方、前記トップシール体の周りの前記容器の部位に熱シール器具を当てて、前記トップシール体を前記容器に熱溶着させると共に、前記ノズル口を熱溶着によって閉じることを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。
2. 前記ノズル口は、前記トップシール体の隅部に形成することを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
3. 前記ノズル口は、前記トップシール体の隅部を切り欠き、溝状に形成することを特徴とする請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
4. 前記トップシール体にガス抜きバルブを密着支持することを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。

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