JPH0963908A - 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板に対して効率よく実装すること
ができる電気二重層コンデンサを得る。 【解決手段】 活性炭を含む分極性電極層が塗布された
電極箔にタブ端子３，３を取り付けてなる正極集電体箔
と負極集電体箔とをそれらの間にセパレータを介して渦
巻き状に巻回したコンデンサ素子１０ａと、内部に同コ
ンデンサ素子１０ａが収納される有底筒状の外装ケース
１１と、タブ端子３，３が貫通された状態で外装ケース
１１の開口部１１ａを封口する封口部材１２とを備えて
なる電気二重層コンデンサにおいて、コンデンサ素子１
０ａおよび外装ケース１１ともに所定の長軸・短軸比を
有する偏平形状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気二重層コンデン
サおよびその製造方法に関し、さらに詳しく言えば、活
性炭を含む分極性電極層が塗布された正極集電体箔と負
極集電体箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回して
なる箔巻回型の電気二重層コンデンサおよびその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層コンデンサは、例えば活性
炭、カーボンおよびバインダとしてのＰＴＦＥ（ポリテ
トラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフ
ルオライド）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）または
ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）などを混練した
電極材料からなる電極層（以下、これを分極性電極層と
いう。）を備えているが、箔巻回型の場合、この分極性
電極層は電極箔上に塗布することにより形成され、同電
極箔とともに巻回される。

【０００３】すなわち、図５に示されているように、例
えばアルミニウムエッチング箔からなる電極箔１の表裏
両面に、タブ端子取付け部分１ａを除いて上記の活性炭
を含む分極性電極層２が塗布により形成され、しかる
後、タブ端子取付け部分１ａにタブ端子３の羽子板部３
ａがかしめにより取付けられる。なお、電極箔１の一方
の面にのみ分極性電極層２が形成され、同電極箔１の他
方の面が露出面とされている場合には、タブ端子３はそ
の露出面側の所定部位にかしめられることになる。

【０００４】このようにして、正極集電体箔４と負極集
電体箔５とが形成され、これらは図６に示されているよ
うに、例えば正極集電体箔４、第１セパレータ６ａ、負
極集電体箔５および第２セパレータ６ｂの順に積層さ
れ、通常の電解コンデンサと同じく渦巻き状に巻回され
る。

【０００５】これにより円筒状のコンデンサ素子が形成
され、しかる後同コンデンサ素子に所定の電解液が含浸
される。そして、このコンデンサ素子は有底円筒状の外
装ケース内に収納され、最終的にそのケース開口部が封
口板により封口される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、ディ
スクリート型の電気二重層コンデンサが製造されるので
あるが、コンデンサ素子が円筒状に形成されているた
め、それに合わせて外装ケースにも円筒形のものが用い
られている。

【０００７】電気二重層コンデンサは、その静電容量が
他の電解コンデンサなどに比べて大きいため、ポータブ
ル機器の電源などとして用いられるが、限られた大きさ
のプリント基板に円筒形の電気二重層コンデンサを実装
するとなると、他の実装部品との関係上、実質的にその
円筒を内接する正方形分の実装スペースを必要とし、実
装効率がよくないという問題があった。このことは、そ
の実装スペースに対する電気二重層コンデンサの収納効
率が悪いことをも意味している。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたもので、その目的は、プンリト基板に対して
スペース的に効率よく実装し得るようにした箔巻回型の
電気二重層コンデンサおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、活性炭を含む分極性電極層が塗
布された電極箔にタブ端子を取り付けてなる正極集電体
箔と負極集電体箔とをそれらの間にセパレータを介して
渦巻き状に巻回したコンデンサ素子と、内部に同コンデ
ンサ素子が収納される有底筒状の外装ケースと、上記タ
ブ端子が貫通された状態で上記外装ケースの開口部を封
口する封口部材とを備えてなる電気二重層コンデンサに
おいて、上記コンデンサ素子および上記外装ケースがと
もに所定の長軸・短軸比を有する偏平形状に形成されて
いることを特徴としている。

【００１０】このように偏平形状としたことにより、円
筒形状の場合に比べて実装スペースに対する電気二重層
コンデンサの収納効率が大幅に改善される。例えば、図
４（ａ）に示されているように、円筒形状の場合の実装
スペースに対する電気二重層コンデンサの収納効率は７
８．５％であるが、同図（ｂ）に示されているように、
偏平形状とした場合の実装スペースに対する電気二重層
コンデンサの収納効率は９１．４％となる。

【００１１】また、請求項２の発明においては、活性炭
を含む分極性電極層が塗布された電極箔にタブ端子を取
り付けて正極集電体箔と負極集電体箔とをそれぞれ形成
し、これら正極集電体箔と負極集電体箔とをセパレータ
を介して渦巻き状に巻回して円筒状のコンデンサ素子と
した後、同コンデンサ素子に対してその半径方向の内側
に向けて外部から押圧力を加えて同コンデンサ素子を所
定の長軸・短軸比を有する偏平形状とし、この偏平コン
デンサ素子をこれとほぼ相似の偏平形状とされた有底筒
状の外装ケース内に収納するとともに、同外装ケースの
開口部を所定の封口部材にて封口することを特徴として
いる。

【００１２】このように、まず円筒状のコンデンサ素子
を形成した後、これを押圧して偏平とすることにより、
既存の製造設備を大幅に改変することなく、また、効率
よく偏平形状の電気二重層コンデンサを製造することが
できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の技術的思想をより
よく理解するうえで、その実施の形態について説明す
る。図１には先の図６で説明した方法により円筒状に巻
回されたコンデンサ素子１０が示されている。

【００１４】すなわち、この円筒状のコンデンサ素子１
０は、図５で説明したのと同じく、例えばアルミニウム
エッチング箔からなる電極箔１を備えている。この電極
箔１は、ステンレスやニッケルなどの金属であってもよ
く、いずれにしても分極性電極層２が付着し易いように
表面が粗面化されていることが好ましい。

【００１５】この例によると、上記従来例と同様、電極
箔１の表裏両面にタブ端子取付け部分１ａを除いて分極
性電極層２が塗布により形成され、しかる後、そのタブ
端子取付け部分１ａにタブ端子３の羽子板部３ａがかし
めにより取付けられる。なお、電極箔１の一方の面にの
み分極性電極層２が形成され、同電極箔１の他方の面が
露出面とされている場合には、タブ端子３はその露出面
側の所定部位にかしめればよい。

【００１６】また、分極性電極層２についても、上記従
来例と同様、例えば活性炭、カーボンおよびバインダと
してのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶ
ＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＶＡ（ポリビ
ニルアルコール）またはＣＭＣ（カルボキシメチルセル
ロース）などを混練した電極材料が用いられる。

【００１７】このように、電極箔１に分極性電極層２を
塗布するとともに、タブ端子３を取り付けることによ
り、正極集電体箔４と負極集電体箔５とをそれぞれ形成
し、これらを図６に示されているように、例えば正極集
電体箔４、第１セパレータ６ａ、負極集電体箔５および
第２セパレータ６ｂの順に積層し渦巻き状に巻回して、
円筒状に巻回されたコンデンサ素子１０を得る。

【００１８】しかる後、このコンデンサ素子１０を押圧
して、図２に示されているような偏平なコンデンサ素子
１０ａとする。その場合、図１に示されているように、
タブ端子３の羽子板部３ａを含む平面Ａに対して、その
斜め方向から押圧力Ｆを加えることが好ましく、これに
よれば羽子板部３ａのエッジによって電極箔１やセパレ
ータ６ａ，６ｂが不用意に傷付けられたり、切断される
ことが防止される。

【００１９】なお、実際には図示しない例えば、プレス
の上ダイスと下ダイス間にコンデンサ素子１０を配置
し、同コンデンサ素子１０に対してその半径方向内側に
向けて押圧力Ｆを加えて所定の長軸・短軸比を有する偏
平形状のコンデンサ素子１０ａとする。

【００２０】例えば、電極箔の幅が３５ｍｍであり、巻
き取り後の巻心径が１〜３ｍｍ、外径が９ｍｍである円
筒状コンデンサ素子１０について言えば、電極箔１の硬
度などにも関係するが、大体において１〜１０ｋｇの押
圧力を加えることにより、長軸が約２４〜２５ｍｍ、短
軸が約２．５〜２．７ｍｍの偏平形状に成形することが
できる。

【００２１】このようにして、偏平とされたコンデンサ
素子１０ａに電解液を含浸した後、同コンデンサ素子１
０ａを外装ケース１１内に収納する。電解液としては、
例えば１ｍｏｌ／ｌ（リットル）のＥｔ_４ＮＢＦ_４を含
むプロピレンカーボネイトなどが用いられる。

【００２２】外装ケース１１は、アルミニウムなどの金
属製の有底筒状体からなるが、この場合、同外装ケース
１１にはコンデンサ素子１０ａとほぼ相似の偏平形状に
形成されたものが用いられる。この外装ケース１１にコ
ンデンサ素子１０ａを収納した後、そのケース開口部１
１ａを封口板１２にて塞ぐ。

【００２３】封口板１２には、ケース開口部１１ａに合
致した形状であって、あらかじめ一対のタブ端子挿通孔
１２ａ，１２ａが穿設されたゴムなどの電気絶縁材料か
ら形成されたものが用いられる。

【００２４】この封口板１２は、そのタブ端子挿通孔１
２ａ，１２ａにコンデンサ素子１０ａから延びているタ
ブ端子３，３（実際にはそのＣＰ線）を挿通させなが
ら、ケース開口部１１ａに嵌着され、かしめもしくはレ
ーザー溶接（シーム溶接）など適宜の手段によってケー
ス開口部１１ａに固着される。

【００２５】このようにして、最終的に図３に示されて
いるような、内部に偏平なコンデンサ素子１０ａが収納
され、かつ、外形もそれとほぼ同じ偏平形状を呈するデ
ィスクリート型の電気二重層コンデンサ１３が製造され
る。なお、この例にしたがっで製造された製品の定格は
２．５Ｖ３３Ｆであるが、電極箔１の幅や長さ、そして
分極性電極層２の厚さなどを選択することにより、任意
の定格のものが得られることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、コンデンサ素子およびそれを収納する外装
ケースがともに偏平に形成されているため、先の図４で
説明したように、プリント基板への実装スペースに対す
る電気二重層コンデンサの収納効率を大幅に高めること
ができる。

【００２７】また、請求項２の発明によれば、まず円筒
状のコンデンサ素子を形成した後、これを押圧して偏平
とすることにより、既存の製造設備を大幅に改変するこ
となく、また、効率よく偏平形状の電気二重層コンデン
サを製造することができる、という効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】偏平とされる前の円筒状に巻回されたコンデン
サ素子および同コンデンサ素子を偏平とするため、その
押圧力の印加方向を示した模式図。

【図２】偏平とされたコンデンサ素子、外装ケースおよ
び封口板を互いに分離して示した分解斜視図。

【図３】本発明の最終製品としての偏平な電気二重層コ
ンデンサを示した斜視図。

【図４】本発明と従来例について、プリント基板への実
装スペースとコンデンサ収納効率を説明するための説明
図。

【図５】従来および本発明の電極体を展開し、かつ、そ
の分極性電極層を一部切り欠いて示した正面図。

【図６】図５の電極体をセパレータとともに渦巻き状に
巻回して円筒状のコンデンサ素子を形成する状態を示し
た斜視図。

【符号の説明】

１ 電極箔 ２ 分極性電極 ３ タブ端子 ３ａ 羽子板部 ４ 正極集電体箔 ５ 負極集電体箔 ６ａ，６ｂ セパレータ １０ 円筒状コンデンサ素子 １０ａ 偏平コンデンサ素子 １１ 外装ケース １１ａ ケース開口部 １２ 封口板 １２ａ タブ端子挿通孔 １３ 電気二重層コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性炭を含む分極性電極層が塗布された
   電極箔にタブ端子を取り付けてなる正極集電体箔と負極
   集電体箔とをそれらの間にセパレータを介して渦巻き状
   に巻回したコンデンサ素子と、内部に同コンデンサ素子
   が収納される有底筒状の外装ケースと、上記タブ端子が
   貫通された状態で上記外装ケースの開口部を封口する封
   口部材とを備えてなる電気二重層コンデンサにおいて、
   上記コンデンサ素子および上記外装ケースがともに所定
   の長軸・短軸比を有する偏平形状に形成されていること
   を特徴とする電気二重層コンデンサ。
2. 【請求項２】 活性炭を含む分極性電極層が塗布された
   電極箔にタブ端子を取り付けて正極集電体箔と負極集電
   体箔とをそれぞれ形成し、これら正極集電体箔と負極集
   電体箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回して円筒
   状のコンデンサ素子とした後、同コンデンサ素子に対し
   てその半径方向内側に向けて外部から押圧力を加えて同
   コンデンサ素子を所定の長軸・短軸比を有する偏平形状
   とし、この偏平コンデンサ素子をこれとほぼ相似の偏平
   形状とされた有底筒状の外装ケース内に収納するととも
   に、同外装ケースの開口部を所定の封口部材にて封口す
   ることを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。