JPH0519290B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気二重層コンデンサの製造方法に
関し、特に、カーボンペースト電極を外界から完
全に遮断すると共に、小形化及び信頼性の向上が
はかれる電気二重層コンデンサの製造方法に関す
る。 〔従来の技術〕 本発明の対象とする電気二重層コンデンサ素子
（以下基本セルと略す）は、第２図ａ，ｂに示し
た構造からなる。第２図ａ，ｂにおいて、１およ
び２は電子伝導性で、かつイオン不浸透性の導電
性セパレータ、３は粉末活性炭と電解質溶液を主
成分とするカーボンペースト電極、４はカーボン
ペースト電極３と３の間の導通を防止するために
もうけられたイオン透過性で、かつ非電子伝導性
を有する多孔性セパレータ、５はカーボンペース
ト電極を保持するために設けられた非導電性ガス
ケツトである。第２図ａは、多孔性セパレータ４
の外縁部の一部が、また、第２図ｂの多孔性セパ
レータ４の外縁部の全てが非導電性ガスケツトの
外側面に露出した状態を示す。 この素子６ａ，６ｂあるいは、６ａ，６ｂを直
列積層した積層体７を第３図に示した金属製の外
装ケース８に収納し、これを金属製の電極リード
端子１０ａ，１１ａをそれぞれ具備した第１の電
極板１０と第２の電極板１１をひだ部を有する絶
縁板９を介して一体化した組立電極１２を介して
一定のストロークで、基本セル６ａ，６ｂ、ある
いは積層体７を機械的に収縮させ、これを保持し
た状態で外装ケース８の開孔端をかしめ、基本セ
ル６ａ，６ｂ、あるいは積層体７を固定し、第３
図に示した構造を得る。しかる後、外装ケース８
の側面に熱収縮チユーブをかぶせることによつ
て、所望耐圧からなる電気二重層コンデンサを得
ることができる。しかし、このような構成からな
る電気二重層コンデンサにあつては、第２図ａ，
ｂに示した多孔性セパレータ４と非導電性ガスケ
ツト５の圧着界面あるいは多孔性セパレータ４の
空孔部を通してカーボンペースト電極３の成分の
電解質溶液が外部に経時的に漏出してくる。結果
として、静電容量の経時的減少、絶縁ケース９及
び外装ケース８の腐蝕等を引き起こし、信頼性を
保証できないことになる。そのため、従来は、第
４図に示したように多孔性セパレータ４が非導電
性ガスケツト内部に完全に封止された基本セル６
を製造し用いるのが一般であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した基本セル６を製造する場合には、 (1) 多孔性セパレータ４を非導電性ガスケツト内
部に完全に封止するために、第４図に示した非
導電性ガスケツトの厚みｔをカーボンペースト
電極３を保持するのに必要な厚さより厚くしな
ければならない。これは、小形化及び材料の使
用効率増加の大きな障害になる。 (2) また、前述の第４図の構成を意図した場合に
も、工程上のばらつきにより、第２図ａの如
く、多孔性セパレータ４の外縁部の一部が非導
電性ガスケツト５の外側面に露出する場合があ
る。そのため、外観検査、選別などの余分な工
数がかかつたり、選別漏れといつた長期信頼性
保証上の危険も内包すると共に、歩留り低下の
一要因になる。 といつた欠点がある。 本発明の目的は、静電容量の経時的減少などの
信頼性上の諸問題を解決できると共に、小型化が
はかれる電気二重層コンデンサの製造方法を提供
することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、
非電子伝導性の多孔性セパレータを介して分離さ
れた一対のカーボンペースト電極と、前記一対の
カーボンペースト電極を介して配置された一対の
導電性セパレータと、前記一対のカーボンペース
ト電極の周端部で前記一対の導電性セパレータの
間に介在する非導電性ガスケツトを含んで構成さ
れ、前記多孔性セパレータの外縁部の一部あるい
は全部が前記非導電性ガスケツト外側面に露出し
た電気二重層コンデンサ素子あるいはその積層体
を準備する工程と、前記電気二重コンデンサ素子
あるいはその積層体の外側面を非導電性ガスケツ
トと接着可能な未加硫、粘着性を有する非導電性
ゴムテープあるいは、前記未加硫の非導電性ゴム
テープの片面に高分子フイルムを重ね合わせた非
導電性積層ゴムテープを非導電性ゴムテープが内
側になるように被覆、切断する工程と、前記工程
を経て形成される前記非導電性ゴムテープあるい
は非導電性積層ゴムテープの外側面を治具等によ
り押え、保持する工程と、前記外側面を押え、保
持しながら、前記の未加硫の非導電性ゴムテープ
を加硫すると同時に少なくとも前記非導電性ガス
ケツトと前記非導電性ゴムテープとを接着させる
工程とを有している。 〔実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明す
る。第１図ａ〜ｅは、本発明の一実施例を説明す
るために工程順に示した電気二重層コンデンサの
主要工程の模式図である。図において、 第１図ａは、第２図ａあるいは第２図ｂの基本
セルからなる積層体である。この場合、第４図に
示した従来例の基本セルが一部含まれていても本
発明の製造方法上支障ないことは言うまでもな
い。また、第１図ｂは、本発明に用いる非導電性
積層ゴムテープ、図中、１５は高分子フイルム、
１４は非導電性ゴムテープである。この場合、高
分子フイルムは本発明の製造方法において操作性
を無視すれば必ずしも必要としない、第１図ａの
積層体にその積層体の厚みより短かく、かつ、両
端に位置する基本セル６ａあるいは６ｂの多孔性
セパレータ４をおおうに十分な幅を有する非導電
性積層ゴムテープ１３を非導電性ゴムテープ１４
が内側にくるように積層体７の外側面に巻回、切
断して第１図ｃの巻回積層セルを得る。第１図ｃ
では，積層体７の外周部の長さより長めに非導電
性積層ゴムテープを切断、巻回した場合を示して
おり、結果として空隙１６が生ずる。この場合、
空隙１６が生じないよう積層体７の外周部の長さ
に一致するように切断、巻回しても良いことは言
うまでもない。次いで、第１図ｃの外側面を治具
（図は省略）で押え、保持しながら、未加硫の非
導電性ゴムテープを加硫すると同時に少くとも非
導電性ガスケツト５と非導電性ゴムテープ１４と
を接着させ本発明の一実施例による電気二重層コ
ンデンサ第１図ｄ，ｅを製造する。ここで、第１
図ｄは本発明の一実施例により製造される電気二
重層コンデンサの斜視図、第１図ｅはその断面図
である。なお、前記の非導電性ゴムテープを加硫
する工程で、第１図ｃの空隙１６は非導電性ゴム
により埋められ封止されるので空隙は消滅する。 以下、第１図ａ〜ｅ乃至第４図を参照しながら
具体例に基き説明する。 長さ320mm、幅270mm、厚さ約0.30mmの非電子伝
導性の未加硫ブチルゴムシートの片面に、これを
おおうように厚さ約0.1mmのポリエチレンシート
を均一に圧着させた。しかる後、これにあらかじ
め設定されたパターンに従つて、金型を用いて直
径約5.5mmの孔を多数個あけ、これの未加硫ブチ
ルゴムシート側に導電性カーボンを配合した、厚
さ約0.2mmの未加硫の導電性ゴムシートを圧着し
て多数個の凹部を形成した。この凹部に比表面積
約110m²／ｇ（BET法）、粒径300メツシユ以下の
粉末活性炭と32wt％硫酸に硫酸量に対し1wt％の
ポリ−４−ビニルピリジンを溶解した硫酸溶液を
１：2.6の割合で混合したカーボンペースト電極
をドクターナイフ工法で充填させ、一対の電極シ
ートを形成させた。これを25℃，50％RHの恒温
恒湿室に一昼夜放置し、カーボンペースト電極中
の過剰の水分を除去した。しかる後、シリカを充
填したポリエチレン製の長さ310mm、幅260mm、厚
さ約100μmの多孔性シートを一対の過剰水分除去
後の電極シートでサンドウツチし合体、これに６
Kg／cm²の機械的圧力を両面から加え、保持した状
態で、温度雰囲気125℃の恒温槽中に３時間放置
して未加硫ゴムシートを加硫させた。しかる後、
直径7.5mmにあらかじめ打抜き位置を設定した打
抜き金型を用いて打抜き、第２図ｂの基本セル６
ｂを得た。このようにして得られた基本セル６ｂ
を６枚積層し積層体７を得た。このようにして得
られた積層体７に、厚み約50μmのポリエチレン
と厚み約0.45mmの非導電性ガスケツトと同一材質
からなる未加硫の非導電性積層ゴムテープ１３を
前記積層体７の外側面の円周の約1.2倍の長さに
巻回、この外側面の全面を治具にて押え、保持し
ながら治具と共に温度雰囲気125℃の恒温槽中に
３時間放置し、未加硫の非導電性ゴムテープ１４
を加硫すると同時に、積層体７の外側面と接着、
及び空隙１６を埋め、本発明の製造方法による電
気二重層コンデンサを得た。なお、本実施例にお
いて、積層体７の厚みのばらつきが大きい場合に
は、幅の異なる非導電性積層テープを数種準備し
ておき、積層体７の厚みより、短かく、かつ、両
端に位置する基本セル６ａあるいは６ｂの多孔性
セパレータ４をおおうに十分な幅を選択すると
か、積層セルの両端にダミー層となる導電性シー
トをかぶせばらつきを吸収するとかいう手段によ
つて容易に積層体７の厚みのばらつきを補償でき
る製造方法を得ることができる。 次に、比較のために従来例の第４図の基本セル
６及び６枚積層した積層体を製作した。すなわ
ち、前記一対の過剰水分除去後の電極シートの片
面にカーボンペースト電極を完全におおうよう
に、厚さ100μm、直径7.3mmの前記と同一材質か
らなる多孔性セパレータを被せ、以後は前記と同
様の工程を経て外径約10.1mmの基本セル６を得る
と共にこれの６枚を直列積層して積層体７を得
た。 この従来例と本発明により製造された積層セル
の直径は前者が約10.1mmであるのに対し、本発明
のそれは約7.5mmと小形になつた。このことは、
前述した基本セル６ｂの製造方法をとる場合、材
料の使用効率の大幅な増加をも意味する。 次いで、従来例及び本発明からなる電気二重層
コンデンサを既知の方法によつて第３図に示した
金属製の外装ケース８に収納し、これを金属製の
電極リード端子１０ａ，１１ａを具備した第１の
電極板１０と第２の電極板１１を絶縁板９を介し
て一体化した組立電極１２を介して前記積層セル
を約20％機械的に収縮させ、これを保持した状態
で外装ケース８の開孔端をかしめ、第３図に示し
た電気二重層コンデンサの組立構造を得た。 このようにして得た、従来例及び本発明の電気
二重層コンデンサの組立構造をそれぞれ50個製作
し、印加電圧5.5V、温度雰囲気70℃で1000時間
の高温負荷試験を実施した所、平均値として第１
表のごとき結果を得た。第１表中、ａは従来構造
を有する電気二重層コンデンサ、ｂは本発明にも
とずき製作された電気二重層コンデンサである。
第１表より、ａとｂの信頼性は、ほぼ同等である
ことがわかる。なお、第１表で吸収電流とは、電
気二重層コンデンサに直列に1KΩの抵抗を入れ、
室温下、5Vで30分間通電後に流れる電流値を示
している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の電気二重層コンデ
ンサの製造方法においては、多孔性セパレータの
外縁部の一部あるいは全部が非導電性ガスケツト
外側面に露出した基本セルあるいはその積層体を
用い、本発明の製造工程を終ることによつて、従
来の製造方法による従来の基本セルあるいは積層
体からなる電気二重層コンデンサと同等の信頼性
を賦与することが可能になることに加え、従来例
において、危惧されるppmあるいはppbオーダー
の不良混入の危険性を除去できる。また、基本セ
ルあるいは積層体の小形化がはかれそれに伴い材
料の使用効率を高めることができると共に、本発
明からなる基本セルあるいは積層体の外側面は、
本発明の製造方法をとることによつて結果として
完全に絶縁性となるので、金属ケースと導電性セ
パレータの接触による短絡を防止するために絶縁
ケースにひだ部をもうけるといつたことも不要と
なり、そのための余分な空間も排除でき、その分
小形化がはかれるといつた効果があり、その工業
的価値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｅは本発明による電気二重層コンデ
ンサの製造方法を説明するために工程順に示した
模式図であり、第１図ａは積層体の斜視図、第１
図ｂは非導電極積層ゴムテープの斜視図、第１図
ｃは第１図のａにｂを巻回、切断した状態を示す
巻回積層セルの斜視図、第１図ｄ，ｅは、本発明
により製造される電気二重層コンデンサの斜視図
及び断面図、第２図ａ，ｂは、本発明の対象とな
る基本セルの断面図、第３図は電気二重層コンデ
ンサの組立構造を示す断面図、第４図は従来例の
基本セルの断面図である。 １，２……導電性セパレータ、３……カーボン
ペースト電極、４……多孔性セパレータ、５……
非導電性ガスケツト、６，６ａ，６ｂ……基本セ
ル、７……積層体、８……外装ケース、９……絶
縁板、１０……第１の電極板、１１……第２の電
極板、１０ａ……第１の電極リード端子、１１ａ
……第２の電極リード端子、１２……組立電極、
１３……非導電性積層ゴムテープ、１４……非導
電性ゴムテープ、１５……高分子フイルム、１６
……空隙、ｔ……非導電性ガスケツトの厚み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非電子伝導性の多孔性セパレータを介して分
   離された一対のカーボンペースト電極と、前記一
   対のカーボンペースト電極を介して配置された一
   対の導電性セパレータと、前記一対のカーボンペ
   ースト電極の周端部で前記一対の導電性セパレー
   タの間に介在する非導電性ガスケツトを含んで構
   成され、前記多孔性セパレータの外縁部の一部あ
   るいは全部が前記非導電性ガスケツト外側面に露
   出した電気二重層コンデンサ素子あるいはその積
   層体を準備する工程と、前記電気二重層コンデン
   サ素子あるいはその積層体の外側面を非導電性ガ
   スケツトと接着可能な未加硫、粘着性を有する非
   導電性ゴムテープ、あるいは、前記未加硫の非導
   電ゴムテープの片面に高分子フイルムを重ね合わ
   せた非導電性積層ゴムテープを非導電性ゴムテー
   プが内側になるように被覆、切断する工程と、前
   記工程を経て形成される前記非導電性ゴムテープ
   あるいは非導電性積層ゴムテープの外側面を治具
   等により押え、保持する工程と、前記外側面を押
   え、保持しながら、前記の未加硫の非導電性ゴム
   テープを加硫すると同時に少くとも前記非導電性
   ガスケツトと前記非導電性ゴムテープとを接着さ
   せる工程とを有することを特徴とする電気二重層
   コンデンサの製造方法。