JP4808342B2 - 電気二重層キャパシタの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置（電気自動車の駆動電源など）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。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、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て構成される。これらの積層体は電解液に浸され、容器に収容される（特開２０００−２００７３８号、−１１４１２１号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、電気二重層キャパシタの一例を説明するものであり、１はキャパシタ本体（図示せず）を電解液と共に収容する容器、２は容器１の外部へ引き出される１対の端子板（アルミ電極）であり、各端子板２ａ，２ｂは容器１の内部でそれぞれ対応する極性のリード部の重層部に接合される。
【０００５】
キャパシタ本体において、正極体および負極体の集電極は、アルミ箔で形成され、その片面に活性炭電極（分極性電極）が構成される。これら集電極にリード部が形成され、これらの同極どうしを集める重層部に端子板２が接合されるのである。端子板２との接合には、良好な電導性を確保しつつ、アルミ箔のリード部に損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【０００６】
容器１の内部は、キャパシタ本体を納めて電解液に浸し、余分な電解液を抜き取りながら真空状態に密封される。製品としての電気二重層キャパシタは、電動車両の駆動電源に適用する場合、数多くを直並列に接続（例えば、直列接続においては、端子板２ａ，２ｂの異極どうしを順次に接合）して所要容量の組電池に構成される。
【０００７】
このような電気二重層キャパシタにおいては、１対の端子板２ａ，２ｂが外部へ引き出されるため、容器１の密封性を確保するのが難しい。その密封手段としては、容器１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、熱シールを施すことが考えられる。
【０００８】
しかし、この場合、容器１の積層フィルムが厚みのある端子板２を挟み込むことから、その端子板２の角部において積層フィルムの樹脂層に傷や亀裂を生じやすく、端子板２と積層フィルムの金属の中間層とが接触したり、また、積層フィルムの切口（端面）の金属の中間層が端子板２に触れ、短絡を生じる可能性が考えられる。
【０００９】
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、信頼性と耐久性の高い電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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重層部をそれぞれ端子板に接合し、これらの積層体を端子板を外部へ突出させた状態で容器に収容してなる電気二重層キャパシタの製造方法において、樹脂からなる絶縁フィルムで袋体を形成すると共に、前記容器を樹脂フィルムの間に金属の中間層を持つ積層フィルムで形成し、前記積層体を端子板を外部へ突出させた状態で電解液と共に前記袋体に収容した状態にて前記容器に収容し、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間を熱シール用の溶着剤を介して熱シールによって密閉すると共に、袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間を、それぞれ熱シールによって密閉する工程を備えるものにあって、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面の密閉を、袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間の密閉と同時に行うことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記袋体の絶縁フィルムに前記容器の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルムを用いる。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面の密閉を、袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間の密閉と同時に行うので、電気二重層キャパシタの製作工数を低減できる。
【００１５】
第１の発明においては、端子板の角部において袋体の絶縁フィルムに傷が付いたり、亀裂が入っても、容器まで達することはなく、容器の積層フィルムに傷や亀裂を生じることはない。また、端子板と容器の積層フィルムとの間に袋体の絶縁フィルムが位置するため、容器の積層フィルムの端面（金属の中間層が露出する）が端子板に触れることはない。このため、容器の積層フィルムの金属の中間層が端子板に接触して短絡現象を起こすことを確実に防止できる。従って、第１の発明によれば、電気二重層キャパシタの製作工数を低減できるばかりでなく、電気二重層キャパシタの耐久性および信頼性を向上させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、容器の積層フィルムと袋体の絶縁フィルムとの高い溶着性を確保することができ、密閉性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１において、１０はキャパシタ本体（積層体）、２０は袋体、３０は容器である。
【００２０】
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。図２のように、正極体の集電極１１ａおよび負極体の集電極１１ｂはアルミ箔を型抜き加工して形成され、これら集電極１１ａ，１１ｂ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。
【００２１】
正極体の集電極１１ａおよび負極体の集電極１１ｂの矩形平面の１辺の片側にリード部１２ａ、１２ｂが備えられ、同極どうしのリード部１２ａ，１２ｂの重層部に対応する極性の端子板１３ａ，１３ｂ（アルミ電極）が接合される。端子板１３ａ，１３ｂとリード部１２ａ，１２ｂとの接合は、良好な電導性に確保しつつ、アルミ箔のリード部１２ａ，１２ｂに損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【００２２】
袋体２０は、樹脂（例えば、ポリエチレン）からなる絶縁フィルムで形成される。
【００２３】
容器３０は、樹脂フィルムの間に金属の中間層（アルミ層）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）で形成される。
【００２４】
キャパシタ本体１０は、電解液に浸して袋体２０に、端子板１３ａ，１３ｂの一部を袋体２０の開口部２１から外部に突出させた状態で納められる。袋体２０の内部は、真空引きにより、余分な電解液を抜き取りながら、真空状態において、熱シールにより密封される。
【００２５】
各端子板１３ａ，１３ｂには、袋体２０の絶縁フィルムとの融合性を補償するため、予め熱シール用の溶着剤が付着される。この溶着剤として接着剤を含むＰＥ（ポリエチレン）材が用いられる。
【００２６】
袋体２０の開口部２１に熱シールを加えると、溶着剤は溶融して端子板１３ａ，１３ｂに絶縁フィルムが溶着され、また開口部２１の絶縁フィルムどうしの合わせ面が溶着される。
【００２７】
そして、この袋体２０が容器３０に納められる。容器３０の内部は、容器３０の開口部３１を袋体２０の開口部２１周辺に合わせ、真空状態において、熱シールにより密封される。
【００２８】
容器３０の開口部３１に熱シールを加えると、容器３０の開口部３１の積層フィルムと袋体３０の開口部２１周辺の絶縁フィルムとが溶着される。
【００２９】
図３に、端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの熱シール部２５（溶着部）および袋体２０の絶縁フィルムと容器３０の積層フィルムとの熱シール部３５（溶着部）の断面を表す。
【００３０】
このようにキャパシタ本体１０を袋体２０に入れて容器３０に収容するようにしたので、端子板１３ａ，１３ｂの角部において袋体２０の絶縁フィルムに傷が付いたり、亀裂が入っても、容器３０まで達することはなく、容器３０の積層フィルムに傷や亀裂を生じることはない。
【００３１】
また、端子板１３ａ，１３ｂと容器３０の積層フィルムとの間に袋体２０の絶縁フィルムが位置するため、容器３０の積層フィルムの端面（金属の中間層が露出する）が端子板１３ａ，１３ｂに触れることはない。
【００３２】
このため、容器３０の積層フィルムの金属の中間層が端子板１３ａ，１３ｂに接触して短絡現象を起こすことを確実に防止でき、電気二重層キャパシタの耐久性、信頼性が向上する。
【００３３】
なお、熱シール後に溶着剤の硬化層を端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの間に形成するので、袋体２０の絶縁フィルムに傷や亀裂を生じにくくなる。
【００３４】
一方、袋体２０の絶縁フィルムに容器３０の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルムを用いるので、つまり容器３０の積層フィルムの内側の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルム（例えば、ポリエチレン）を用いるので、容器３０の積層フィルムと袋体３０の絶縁フィルムとの高い溶着性を確保することができ、密閉性が向上する。
【００３５】
また、この例においては、端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの間ならびに袋体２０の絶縁フィルムの合わせ面を溶着密閉した後に、袋体２０の絶縁フィルムと容器３０の積層フィルムとの間の溶着密閉を行うため、製作を容易に行えるが、これらを同時に行っても良く、このようにすれば、製作工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す分解構成図である。
【図２】キャパシタ本体の構成説明図である。
【図３】熱シール部の断面図である。
【図４】背景技術の説明図である。
【符号の説明】
１０ キャパシタ本体
１３ａ，１３ｂ 端子板
２０ 袋体
３０ 容器
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置（電気自動車の駆動電源など）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。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、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て構成される。これらの積層体は電解液に浸され、容器に収容される（特開２０００−２００７３８号、−１１４１２１号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、電気二重層キャパシタの一例を説明するものであり、１はキャパシタ本体（図示せず）を電解液と共に収容する容器、２は容器１の外部へ引き出される１対の端子板（アルミ電極）であり、各端子板２ａ，２ｂは容器１の内部でそれぞれ対応する極性のリード部の重層部に接合される。
【０００５】
キャパシタ本体において、正極体および負極体の集電極は、アルミ箔で形成され、その片面に活性炭電極（分極性電極）が構成される。これら集電極にリード部が形成され、これらの同極どうしを集める重層部に端子板２が接合されるのである。端子板２との接合には、良好な電導性を確保しつつ、アルミ箔のリード部に損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【０００６】
容器１の内部は、キャパシタ本体を納めて電解液に浸し、余分な電解液を抜き取りながら真空状態に密封される。製品としての電気二重層キャパシタは、電動車両の駆動電源に適用する場合、数多くを直並列に接続（例えば、直列接続においては、端子板２ａ，２ｂの異極どうしを順次に接合）して所要容量の組電池に構成される。
【０００７】
このような電気二重層キャパシタにおいては、１対の端子板２ａ，２ｂが外部へ引き出されるため、容器１の密封性を確保するのが難しい。その密封手段としては、容器１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、熱シールを施すことが考えられる。
【０００８】
しかし、この場合、容器１の積層フィルムが厚みのある端子板２を挟み込むことから、その端子板２の角部において積層フィルムの樹脂層に傷や亀裂を生じやすく、端子板２と積層フィルムの金属の中間層とが接触したり、また、積層フィルムの切口（端面）の金属の中間層が端子板２に触れ、短絡を生じる可能性が考えられる。
【０００９】
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、信頼性と耐久性の高い電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
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重層部をそれぞれ端子板に接合し、これらの積層体を端子板を外部へ突出させた状態で容器に収容してなる電気二重層キャパシタの製造方法において、樹脂からなる絶縁フィルムで袋体を形成すると共に、前記容器を樹脂フィルムの間に金属の中間層を持つ積層フィルムで形成し、前記積層体を端子板を外部へ突出させた状態で電解液と共に前記袋体に収容した状態にて前記容器に収容し、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間を熱シール用の溶着剤を介して熱シールによって密閉すると共に、袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間を、それぞれ熱シールによって密閉する工程を備えるものにあって、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面の密閉を、袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間の密閉と同時に行うことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記袋体の絶縁フィルムに前記容器の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルムを用いる。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明によれば、端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面の密閉を、袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間の密閉と同時に行うので、電気二重層キャパシタの製作工数を低減できる。
【００１５】
第１の発明においては、端子板の角部において袋体の絶縁フィルムに傷が付いたり、亀裂が入っても、容器まで達することはなく、容器の積層フィルムに傷や亀裂を生じることはない。また、端子板と容器の積層フィルムとの間に袋体の絶縁フィルムが位置するため、容器の積層フィルムの端面（金属の中間層が露出する）が端子板に触れることはない。このため、容器の積層フィルムの金属の中間層が端子板に接触して短絡現象を起こすことを確実に防止できる。従って、第１の発明によれば、電気二重層キャパシタの製作工数を低減できるばかりでなく、電気二重層キャパシタの耐久性および信頼性を向上させることができる。
【００１６】
第２の発明によれば、容器の積層フィルムと袋体の絶縁フィルムとの高い溶着性を確保することができ、密閉性が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１において、１０はキャパシタ本体（積層体）、２０は袋体、３０は容器である。
【００２０】
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。図２のように、正極体の集電極１１ａおよび負極体の集電極１１ｂはアルミ箔を型抜き加工して形成され、これら集電極１１ａ，１１ｂ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。
【００２１】
正極体の集電極１１ａおよび負極体の集電極１１ｂの矩形平面の１辺の片側にリード部１２ａ、１２ｂが備えられ、同極どうしのリード部１２ａ，１２ｂの重層部に対応する極性の端子板１３ａ，１３ｂ（アルミ電極）が接合される。端子板１３ａ，１３ｂとリード部１２ａ，１２ｂとの接合は、良好な電導性に確保しつつ、アルミ箔のリード部１２ａ，１２ｂに損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【００２２】
袋体２０は、樹脂（例えば、ポリエチレン）からなる絶縁フィルムで形成される。
【００２３】
容器３０は、樹脂フィルムの間に金属の中間層（アルミ層）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）で形成される。
【００２４】
キャパシタ本体１０は、電解液に浸して袋体２０に、端子板１３ａ，１３ｂの一部を袋体２０の開口部２１から外部に突出させた状態で納められる。袋体２０の内部は、真空引きにより、余分な電解液を抜き取りながら、真空状態において、熱シールにより密封される。
【００２５】
各端子板１３ａ，１３ｂには、袋体２０の絶縁フィルムとの融合性を補償するため、予め熱シール用の溶着剤が付着される。この溶着剤として接着剤を含むＰＥ（ポリエチレン）材が用いられる。
【００２６】
袋体２０の開口部２１に熱シールを加えると、溶着剤は溶融して端子板１３ａ，１３ｂに絶縁フィルムが溶着され、また開口部２１の絶縁フィルムどうしの合わせ面が溶着される。
【００２７】
そして、この袋体２０が容器３０に納められる。容器３０の内部は、容器３０の開口部３１を袋体２０の開口部２１周辺に合わせ、真空状態において、熱シールにより密封される。
【００２８】
容器３０の開口部３１に熱シールを加えると、容器３０の開口部３１の積層フィルムと袋体３０の開口部２１周辺の絶縁フィルムとが溶着される。
【００２９】
図３に、端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの熱シール部２５（溶着部）および袋体２０の絶縁フィルムと容器３０の積層フィルムとの熱シール部３５（溶着部）の断面を表す。
【００３０】
このようにキャパシタ本体１０を袋体２０に入れて容器３０に収容するようにしたので、端子板１３ａ，１３ｂの角部において袋体２０の絶縁フィルムに傷が付いたり、亀裂が入っても、容器３０まで達することはなく、容器３０の積層フィルムに傷や亀裂を生じることはない。
【００３１】
また、端子板１３ａ，１３ｂと容器３０の積層フィルムとの間に袋体２０の絶縁フィルムが位置するため、容器３０の積層フィルムの端面（金属の中間層が露出する）が端子板１３ａ，１３ｂに触れることはない。
【００３２】
このため、容器３０の積層フィルムの金属の中間層が端子板１３ａ，１３ｂに接触して短絡現象を起こすことを確実に防止でき、電気二重層キャパシタの耐久性、信頼性が向上する。
【００３３】
なお、熱シール後に溶着剤の硬化層を端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの間に形成するので、袋体２０の絶縁フィルムに傷や亀裂を生じにくくなる。
【００３４】
一方、袋体２０の絶縁フィルムに容器３０の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルムを用いるので、つまり容器３０の積層フィルムの内側の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルム（例えば、ポリエチレン）を用いるので、容器３０の積層フィルムと袋体３０の絶縁フィルムとの高い溶着性を確保することができ、密閉性が向上する。
【００３５】
また、この例においては、端子板１３ａ，１３ｂと袋体２０の絶縁フィルムとの間ならびに袋体２０の絶縁フィルムの合わせ面を溶着密閉した後に、袋体２０の絶縁フィルムと容器３０の積層フィルムとの間の溶着密閉を行うため、製作を容易に行えるが、これらを同時に行っても良く、このようにすれば、製作工数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態を示す分解構成図である。
【図２】キャパシタ本体の構成説明図である。
【図３】熱シール部の断面図である。
【図４】背景技術の説明図である。
【符号の説明】
１０ キャパシタ本体
１３ａ，１３ｂ 端子板
２０ 袋体
３０ 容器
Claims (2)
- 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重層部をそれぞれ端子板に接合し、これらの積層体を端子板を外部へ突出させた状態で容器に収容してなる電気二重層キャパシタの製造方法において、樹脂からなる絶縁フィルムで袋体を形成すると共に、前記容器を樹脂フィルムの間に金属の中間層を持つ積層フィルムで形成し、前記積層体を端子板を外部へ突出させた状態で電解液と共に前記袋体に収容した状態にて前記容器に収容し、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間を熱シール用の溶着剤を介して熱シールによって密閉すると共に、袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間を、それぞれ熱シールによって密閉する工程を備えるものにあって、前記端子板と袋体の開口側の絶縁フィルムとの間ならびに袋体の開口側の絶縁フィルムどうしの合わせ面の密閉を、袋体の開口側の絶縁フィルムと容器の開口側の積層フィルムとの間の密閉と同時に行うことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。
- 前記袋体の絶縁フィルムに前記容器の樹脂フィルムと同質の樹脂フィルムを用いることを特徴とする請求項１に係る電気二重層キャパシタの製造方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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