JPH06295842A - 電気二重層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注液後における注液口の閉塞を確実に行える
ようにした電気二重層コンデンサを提供する。 【構成】 電気二重層コンデンサのセルは、その外周側
から内周側へ注液口２２が予め貫通形成されたガスケッ
ト１０の内部にセパレータを介して上下に積層された活
性炭電極を配置し、前記ガスケット１０の上下開口面に
導電性フィルムを配置し、前記ガスケット１０の上下面
に一対の集電板をホットメルト接着剤により接着するこ
とによって構成される。セル組立完了後に、注液口２２
を通じてセル内に電解液が注液される。注液口２２の外
周囲には凹部２２ａが形成されており、樹脂シート２６
とテフロンシート２８とを一体的に積層してなる蓋部材
２４が、テフロンシート２８を外側にして前記の凹部２
２ａに嵌め合わされ、加熱圧着治具３０でガスケット１
０に融着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気二重層コンデンサ
のセルを組立てた後に、そのセルのガスケットに開口さ
れた注液口より電解液を注入し、次いで注液口を閉塞す
る構造とした電気二重層コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層コンデンサは、枠状のガスケ
ットの内部にセパレータを介して上下に積層された活性
炭電極を配置し、前記ガスケットの上下開口面に導電性
フィルムを配置し、前記ガスケットの上下面にホットメ
ルト接着剤により金属製集電板を接着して構成されてい
る。活性炭電極には電解液として希硫酸を含浸させたも
のが用いられ、充電時に各集電板を通じて取り入れられ
た正負の電荷をそれぞれの活性炭電極内に蓄え、放電時
に蓄えられた電荷を同じく各集電板を通じて徐々に外部
に放出するため、一種の二次電池と同じ使用形態で使用
できる。

【０００３】この電気二重層コンデンサのセル構造とし
て、ホットメルト接着剤フィルムを介して集電板をガス
ケットに熱融着する構造が本出願人によって採用されて
いる。なお、このセル構造の場合には、熱融着によって
封口する前に電解液を注液すると、熱融着時の熱により
電解液中の水分が蒸発して電解液の濃度が変化し所期の
性能を得ることが難しく、また電解液が接着面に付着し
た場合には接着不良の原因となるため、従来はガスケッ
トの内周側から外周側へ貫通する注液口を予め設け、セ
ルの組立後にこの注液口を通じて電解液を注液し、次い
で注液口にホットメルト接着剤を注入ガンを用いて注入
充填して閉塞するか、あるいは楔状の栓を圧入すること
によって閉塞していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、注液口
にホットメルト接着剤を充填したセルでは高温保存中に
注液口から電解液が漏出しやすかった。この原因を調べ
るためセルを分解したところ、ホットメルト接着剤が注
液口全体に充填されていないこと、及びホットメルト接
着剤のガスケットに対する接着状態が不良であることが
判明した。これはいずれも注液口にホットメルト接着剤
を充填している間に注液口内部で接着剤が冷却され硬化
していくことによる。これを防止するためにはガスケッ
トを加熱しておけば良いが、このようにした場合にはガ
スケットが広範に変形したり、ガスケットと電極板との
接着性を悪化させる欠点があった。

【０００５】また、栓を圧入したセルにあっても、高温
で保存するとセル内部の圧力上昇により注液口と栓との
隙間から漏液が生じる問題点があった。

【０００６】そこで、本発明者らは、シート状に成形し
た樹脂を用いて注液口の外側開口部を塞ぐことを試みた
が、加熱治具に樹脂のシートが付着してしまい作業性が
極めて悪いばかりでなく、封口不良が頻発するととも
に、封口後の外観もよくない等、実用に堪える結果は得
られなかった。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、セルを組立てた後
に、そのセルのガスケットに開口された注液口より電解
液を注入し、次いで注液口を閉塞する構造とした電気二
重層コンデンサにあって、注液後における注液口の閉塞
を確実に行えるようにした電気二重層コンデンサを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、内周側から外周側へ予め注液口が貫通形
成されたガスケットの内部にセパレータを介して上下に
積層された活性炭電極を配置し、前記ガスケットの上下
開口面に導電性フィルムを配置し、前記ガスケットの上
下面に一対の集電板をホットメルト接着剤により接着す
ることによって組立てられるセルと、前記注液口を通じ
て前記セルの内部に注液された電解液と、前記注液口を
密封する蓋部材とを備えた電気二重層コンデンサにおい
て、前記蓋部材は、前記ガスケットに対して熱融着性の
ある樹脂シートと、該樹脂シートの表面に予め一体に積
層された該樹脂シートより融点の高い樹脂又は金属板と
からなることを特徴とする。

【０００９】好ましくは、前記ガスケットがポリオレフ
ィン系樹脂で形成され、前記樹脂シートを変性ポリオレ
フィン系樹脂で形成する。

【００１０】さらに好ましくは、前記注液口の前記ガス
ケット外周面側開口部周囲に前記蓋部材を着座させる凹
部を予め形成しておく。

【００１１】

【作用】以上の構成によれば、予め組立てられたセルの
内部に注液口を通じて電解液を注入し、次いで蓋部材を
注液口の開口部に当て、加熱圧着治具を用いて融着すれ
ば、前記蓋部材を構成する樹脂シート及びガスケットの
双方が溶融し、次いで冷却硬化することによって注液口
は閉塞される。このとき、前記加熱圧着治具は前記樹脂
シートよりも融点の高い樹脂又は金属に押し当てられる
ので、加熱圧着治具に対する溶融樹脂の付着が未然に防
止される。

【００１２】また、前記ガスケットがポリオレフィン系
樹脂で形成され、前記樹脂シートが変性ポリオレフィン
系樹脂で形成されているので、加熱融着時における両者
の相溶性によってより強固な接着がなされる。

【００１３】さらに、前記注液口のガスケット外周面側
開口部周囲に前記蓋部材を着座させるための凹部を予め
形成しておけば、封口作業時の蓋部材の位置決めが容易
になるとともに、注液口を閉塞した後の余分な突出もな
くなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき添付図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明に係る電気二重層
コンデンサの側断面図であり、１０は矩形枠状に形成さ
れたポリエチレン樹脂製のガスケット、１２はガスケッ
ト１０の内部にあって中間に配置されたセパレータ１４
を介して上下に積層配置された一対の活性炭電極、１６
は活性炭電極１２を覆うべくガスケット１０の上面及び
底面開口に積層された導電性フィルムである。ガスケッ
ト１０の上下面には枠状の変性ポリエチレン樹脂からな
るホットメルト接着剤フィルム１８を介して金属製の集
電板２０が接着により固定され、前記導電性フィルム１
６の表面に接触することによりそれぞれの活性炭電極１
２に接続され、電気二重層コンデンサのセルを構成して
いる。

【００１５】ガスケット１０の側壁には図１及び図２
（ａ），（ｂ）に拡大して示すように、その内周側から
外周側へ貫通する注液口２２が形成されており、この注
液口２２を通じて３０重量％の希硫酸からなる電解液が
注液され、活性炭電極１２の内部に含浸されることによ
り分極性電極が構成される。

【００１６】電解液が注液された後、この注液口２２は
蓋部材２４により閉塞される。またこの注液口２２のガ
スケット１０外周面側開口部周囲に、蓋部材２４の外径
に応じた径で蓋部材２４の厚みよりやや浅い着座用凹部
２２ａが形成されている。

【００１７】蓋部材２４は、樹脂シート２６と、これの
表面に予めラミネ―トされたテフロンシート２８とから
なる。

【００１８】なお、ガスケット１０の材質としては、本
実施例で採用しているポリエチレン樹脂の他、ポリプロ
ピレン樹脂等の他のポリオレフィン系樹脂も好適であ
る。

【００１９】樹脂シート２６としては、前記ガスケット
１０の材質に応じて、エチレン−酢酸ビニル共重合体や
エチレン−アクリル酸共重合体などの変性ポリエチレン
樹脂を始めとする変性ポリオレフィン系樹脂を用いれ
ば、加熱融着時における両者の相溶性により接着性を確
保でき好都合である。

【００２０】テフロンシート２８は、注液口２２の封口
作業時における樹脂シート２６の加熱圧着治具３０への
付着防止と、注液口閉塞後の蓋部材２４を介してのガス
透過を防止する目的で予め一体に積層されるもので、テ
フロンに代えてポリアミド、シリコン系樹脂などを用い
ることができるほか、アルミニウム、ステンレスなどの
金属板を用いることもできる。

【００２１】次に、以上の構成を有する電気二重層コン
デンサの作用について述べる。

【００２２】図１に示すセル作製後に注液口２２を通じ
て電解液を注液し、その後図２（ａ）に示すように蓋部
材２４をテフロンシート２８を表側にして着座用凹部２
２ａに嵌合すれば、テフロンシート２８の表面はガスケ
ット１０の外周面上にやや突出した状態で位置決めされ
る。

【００２３】次いでこの部分に加熱圧着治具３０を押し
当て、蓋部材２４を加熱しつつガスケット１０側に圧接
すれば、樹脂シート２６とこれが圧接される凹部２２ａ
の面とは相互に溶融しつつ融着され、テフロンシート２
８の表面はガスケット１０の外周面とほぼ面一になる。

【００２４】次いで加熱圧着治具３０を蓋部材２４から
離すと、図２（ｂ）に示すように樹脂シート２６とガス
ケット１０の凹部２２ａとの溶融した部分は冷却して一
体的に硬化し、接着作業が完了する。加熱圧着治具３０
は蓋部材２４のテフロンシート２８に接しているので、
蓋部材２４から離すときにも溶融した樹脂シート２６が
加熱圧着治具３０に付着することなく、スムーズに離間
させることができる。

【００２５】実際にガスケット１０に形成された内径１
mm，前記凹部の直径３mmの注液口に、外径２．８mm，厚
さ０．１mmの樹脂シートと厚さ０．１mmのテフロンシー
トとを積層してなる蓋部材を接着して閉塞した本発明の
電気二重層コンデンサと、同一径の注液口を有しホット
メルト接着剤を圧入充填して封口した従来の電気二重層
コンデンサとをそれぞれ２０個ずつ作製し、６０℃で２
０日間保存した場合の保存前後の重量変化を測定したと
ころ、従来品での重量減少の平均値は１．８２０g であ
ったのに対し、本発明品での重量減少の平均値は０．０
０５ｇとなり、その密封性能が大幅に向上することを確
認した。

【００２６】

【発明の効果】以上実施例によって詳細に説明したよう
に、本発明に係る電気二重層コンデンサによれば、予め
組立てられたセルの内部に注液口を通じて電解液を注入
し、次いで蓋部材を注液口の周囲に当て、加熱圧着治具
を用いて融着するときに、加熱圧着治具が樹脂シートよ
りも融点の高い樹脂又は金属に押し当てられ、治具に対
する溶融樹脂の付着が未然に防止されるので、作業性が
良好であり、しかも密封性に優れた電気二重層コンデン
サが得られる。

【００２７】また、前記ガスケットがポリオレフィン系
樹脂で形成され、前記樹脂シートが変性ポリオレフィン
系樹脂で形成されているので、加熱融着時における両者
の相溶性によってより強固な接着がなされるので、密封
性をより高めることができる。

【００２８】さらに前記注液口のガスケット外周面側開
口部周囲に蓋部材を着座させるための凹部を予め形成し
ておけば、封口作業時の蓋部材の位置決めが容易になる
とともに、注液口を閉塞した後の余分な突出もなくなる
ので、封口作業性の向上や製品の外観の向上を図ること
ができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気二重層コンデンサの断面図で
ある。

【図２】同ガスケットの注液口の部分を示し、（ａ）は
蓋部材の融着作業前の状態を示す部分断面図、（ｂ）は
融着完了後の状態を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ ガスケット １２ 活性炭電極 １４ セパレータ １６ 導電性フィルム １８ ホットメルト接着剤フィルム ２０ 集電板 ２２ 注液口 ２２ａ 着座用凹部 ２４ 蓋部材 ２６ 樹脂シート ２８ テフロンシート

フロントページの続き (72)発明者 山崎 龍也 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 高田 和夫 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周側から外周側へ予め注液口が貫通形
   成されたガスケットの内部にセパレータを介して上下に
   積層された活性炭電極を配置し、前記ガスケットの上下
   開口面に導電性フィルムを配置し、前記ガスケットの上
   下面に一対の集電板をホットメルト接着剤により接着す
   ることによって組立てられるセルと、前記注液口を通じ
   て前記セルの内部に注液された電解液と、前記注液口を
   密封する蓋部材とを備えた電気二重層コンデンサにおい
   て、前記蓋部材は、前記ガスケットに対して熱融着性の
   ある樹脂シートと、該樹脂シートの表面に予め一体に積
   層された該樹脂シートより融点の高い樹脂又は金属板と
   からなることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記ガスケットがポリオレフィン系樹脂
   で形成され、前記樹脂シートが変性ポリオレフィン系樹
   脂で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   電気二重層コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記注液口の前記ガスケット外周面側開
   口部周囲に前記蓋部材を着座させる凹部が予め形成され
   ていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気二
   重層コンデンサ。