(57)【要約】  ハイブリッド自動車等に使用されるキャパシタに関し、更なる小型大容量化と低抵抗化を図る。金属箔からなる集電体上にカーボン系電極層を形成した正負一対の電極をその間にセパレータを介在させて巻回することにより、対向する端面に一対の電極部が形成された素子の他方の電極部の寸法を一方の電極部の寸法よりも短くした。一定寸法の筒の中に装着される同一高さの素子という限定条件の下で、有効電極面積を大きくできるため、容量アップと低抵抗化を同時に図ることが可能になる。
2008072511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項２】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅より小さな寸法にした請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項４】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項５】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅より小さな寸法にした請求項４に記載のキャパシタ。
【請求項６】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項４に記載のキャパシタ。
【請求項７】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項８】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅より小さな寸法にした請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項９】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項７に記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器やハイブリッド自動車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用されるキャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４はこの種の従来のキャパシタの一例としての電気二重層キャパシタの構成を示した断面図である。図５はこの電気二重層キャパシタに使用される素子の断面図である。図４と図５において、１１は素子、１１ａはこの素子１１に形成された中空部を示している。この素子１１は金属箔としてアルミニウム箔を用いた集電体上に一端を除いて分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置してその間にセパレータを介在させて巻回する（図示せず）ことにより、正負の電極の各分極性電極層未形成部が夫々対向する端面に突出するように構成されている。この素子１１の両端面（図４において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すようになっている。【０００３】
また、上記素子１１の両端に形成された分極性電極層未形成部からなる陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃは、夫々同じ突出幅Ｈ３になるように構成されている。【０００４】
１２は上記素子１１を駆動用電解液（図示せず)と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケースであり、この金属ケース１２内に挿入された素子１１の陰極電極部１１ｃを金属ケース１２の内底面にレーザー溶接等によって機械的、かつ電気的に接合するようにしている。【０００５】
１３は上記素子１１の陽極電極部１１ｂにレーザー溶接等によって内面が接合されると共に上記金属ケース１２の開口部に配設されて封止を行うアルミニウム製の端子板、１４はこの端子板１３の上面周縁に配設された絶縁性の封止用ゴムであり、この封止用ゴム１４を圧接するように上記金属ケース１２の開口端をカーリング加工することにより封止を行っている。【０００６】
このように構成された従来の電気二重層キャパシタは、素子１１の両端面に形成された陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃを夫々端子板１３と金属ケース１２の内底面に接合した構成により、素子収納効率を向上させて容量アップを図ると共に、低抵抗化を図ることができるというものであった。【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。【０００８】
しかしながら従来の電気二重層キャパシタでは、一般的なコンデンサと比較すると大幅な小型化を実現してはいるものの、加速する更なる小型化の要望に応えるためには、まだまだ不十分であるという課題があった。【０００９】
その原因の一つは、陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃは、夫々同じ突出幅Ｈ３になるように構成されていることにある。同一幅でないと、ケ−ス内底面と端子板底面で素子端部を挟んだ場合、カ-ボン電極層未塗工幅の小さい側が耐力（剛性、反力）あるため潰されにくく即ち変形しにくく、一方、カ-ボン電極層未塗工幅の大きな側は潰されやすい即ち変形しやすい為である。素子端面のつぶれ量が異なるとどうなるのかというと、素子端面の変形量が大きい側では、カ-ボン電極層未塗工部の座屈が大きく、その座屈した部分が局部的にセパレ−タに強く当接する。そのため、その当接した部分は、電極間距離が他と比べて小さくなり、距離が短くなったことによってその当接局部の抵抗が下がり、通電により電流がその部分に集中し、半ショ−ト状態になる可能性が高くなるという問題があった。これを回避するため、従来は、正負極を同じ寸法としていた。また、図４のＦ３に見られるように折り曲げ幅も同じ寸法としていた。
【特許文献１】特開２００６−１７３４４０号公報
【発明の開示】
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、更なる小型大容量化と低抵抗化を図ることが可能なキャパシタを提供することを目的とするものである。
【００１１】
本発明は、金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面に突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子を有する。また、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなるキャパシタにおいて、上記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の寸法を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法よりも小さくした構成にしたものである。
【００１２】
本発明によるキャパシタは、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法を、端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法よりも短くした分だけ素子の高さを低くすることができるようになり、言い換えれば、同一高さの素子において有効電極面積を大きくすることができるため、容量アップと低抵抗化を同時に図ることが可能になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の一実施の形態のキャパシタの断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施の形態のキャパシタに使用される素子の断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施の形態のキャパシタに使用される素子の展開図である。
【図４】図４は従来のキャパシタの一例としての電気二重層キャパシタの構成を示した断面図である。
【図５】図５は同電気二重層キャパシタに使用される素子を示した断面図である。
【符号の説明】
【００１４】
１    素子
１ａ    中空部
１ｂ    一方の電極部
１ｃ    他方の電極部
２    金属ケース
３    端子板
４    封止用ゴム
５    カーボン系電極層
６    セパレータ
７    カーボン系電極層未形成部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、具体的な実施の形態を示し、本発明について説明する。図１は本発明の一実施の形態による電気二重層キャパシタの構成を示した断面図である。図２は同電気二重層キャパシタに使用される素子を示した断面図である。本発明の電気二重層キャパシタに使用される素子は数層のシートを巻回して作成されるが、図３はその展開図である。図１、図２、図３において、素子１は、この素子１に形成された中空部１ａを有し、この素子１はアルミニウム箔からなる集電体上に一端（図３の７の部分）を除いてカーボン系電極層５からなる分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置して、その間にセパレータ６を介在させて巻回している。更に、正負の電極の各カーボン系電極層未形成部７のセパレータ６と重ならない部分が夫々対向する端面に突出するように構成され、この素子１の両端面（図１において上下方向）から正極と負極を夫々取り出すようにしたものである。【００１６】
また、上記素子１の両端に形成されたカーボン系電極層未形成部７からなる一方の電極部１ｂと他方の電極部１ｃは、夫々セパレータ端面からの突出幅が異なるように構成されており、一方の電極部１ｂのセパレータ端面からの突出幅Ｈ１に対して他方の電極部１ｃのセパレータ端面からの突出幅Ｈ２が短くなるように構成されている。なお、突出幅とは、カーボン系電極未形成部７のセパレータ６と重ならない部分の幅とする。【００１７】
このセパレータ端面からの突出幅の違いを得る時に、素子１を巻回して作成する際に、図３に見るように、カーボン系電極層未形成部の幅をＭ１とＭ２とに幅を異なる寸法にしている。これで有効電極面積の無駄が最小化される。従来は、両端が対称形になっていたので、Ｍ１とＭ２との幅は同じであった。【００１８】
駆動用電解液と共にアルミニウム製の有底円筒状の金属ケース２内に挿入された素子１の他方の電極部１ｃを金属ケース２の内底面にレーザー溶接等によって機械的、かつ電気的に接合する。【００１９】
アルミニウム製の端子板３は、上記素子１の一方の電極部１ｂにレーザー溶接等によって内面が接合されると共に、上記金属ケース２の開口部に配設されて封止を行う。絶縁性の封止用ゴム４はこの端子板３の上面周縁に配設されている。この封止用ゴム４を圧接するように上記金属ケース２の開口端をカーリング加工することにより封止を行い、本実施の形態による電気二重層キャパシタが構成されている。【００２０】
このとき、端子板側の溶接部は、端子板の外周にフランジ部を設けている。これにより溶接部分の径は制約される。一方の電極部１ｂの外周部分が溶接部分に溶接前に当接させておく必要があるため、一方の電極部１ｂの径を予め小さくなるように加工する。この際一方の電極部１ｂを一部、中心方向（内側）に折り曲げ加工することによりおこなう。折り曲げ幅Ｆ１およびＦ２は、素子のセパレ−タ−から突出しているカ-ボン電極層未形成部で、決してセパレ−タで覆われていないことが必要となる。こうした状態で折り曲げ、素子端面の外周端部が必要な径まで到達しなければならない。これにより未形成部の幅は制約を受ける。本実施例では、Ｆ２の折り曲げ幅をＦ１の折り曲げ幅より小さくしている。従来の折り曲げ幅は、図４のＦ３に見られるように、アンバランスな座屈を避けるために、両端とも同じ寸法になっていた。【００２１】
また、未形成部の幅が０の場合には、素子端面の溶接接続工法としてケ−ス外底面もしくは端子板外底面たらのレ−ザ照射によりおこなっているため、カ−ボン系電極層がレ−ザ照射熱により燃焼し、ケ−スもしくは端子板のレ−ザ照射部位に孔が発生するため、一定以上の未形成部の幅が必要な構成となっている。【００２２】
このように構成された本実施の形態による電気二重層キャパシタは、金属ケース２の内底面と接合される素子１の他方の電極部１ｃの突出幅Ｈ２を一方の電極部１ｂのセパレータ端面からの突出幅Ｈ１よりも短くした構成により、素子１の高さを同一にした場合に、この短くした分だけ素子１の有効電極面積を大きくすることができるため、容量アップと低抵抗化を同時に図ることができるようになるという格別の効果を奏するものである。【００２３】
一例として、φ５０×７０Ｌ（素子の高さ）の素子において、一方の電極部のセパレータ端面からの突出幅と他方の電極部のセパレータ端面からの突出幅が夫々７．０ｍｍの従来品と、他方の電極部のセパレータ端面からの突出幅を２．５ｍｍと短くした発明品について、容量と抵抗値を比較した結果を（表１）に示す。【００２４】
【表１】
2008072511.tif 000003
【００２５】
表１から明らかなように、本実施例による電気二重層キャパシタは、従来より容量が８％アップし、かつ、抵抗値が８％ダウンするものであり、小型大容量化と低抵抗化を同時に図ることができるものである。【００２６】
なお、上記には、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータ端面からの突出幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータ端面からの突出幅とを異なる寸法にした例を示したが、同様の効果は、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部自身の幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部自身の幅とを異なる寸法にしたキャパシタでも得られるものである。【００２７】
また、同様に、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅とを異なる寸法にしたキャパシタでも得られるものである。【００２８】
なお、本実施例では、金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅より小さな寸法にした例のみを示したが、逆に金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅より大きな寸法にしても、他の付帯条件が合えば、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によるキャパシタは、小型大容量化と低抵抗化を同時に図ることができるという効果を有し、特にハイブリッド自動車の回生用等として有用である。
【図１】
2008072511.tif 000004
【図２】
2008072511.tif 000005
【図３】
2008072511.tif 000006
【図４】
2008072511.tif 000007
【図５】
2008072511.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月18日(2009.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項２】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータからの突出幅より小さな寸法にした請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項１に記載のキャパシタ。
【請求項４】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項５】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の幅より小さな寸法にした請求項４に記載のキャパシタ。
【請求項６】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項４に記載のキャパシタ。
【請求項７】
金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各前記カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面の方向にセパレータの端部から突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合した端子板からなるキャパシタにおいて、前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅とを異なる寸法にしたキャパシタ。
【請求項８】
前記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅より小さな寸法にした請求項７に記載のキャパシタ。
【請求項９】
前記素子は電気二重層キャパシタである請求項７に記載のキャパシタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器やハイブリッド自動車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用されるキャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４はこの種の従来のキャパシタの一例としての電気二重層キャパシタの構成を示した断面図である。図５はこの電気二重層キャパシタに使用される素子の断面図である。図４と図５において、１１は素子、１１ａはこの素子１１に形成された中空部を示している。この素子１１は金属箔としてアルミニウム箔を用いた集電体上に一端を除いて分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置してその間にセパレータを介在させて巻回する（図示せず）ことにより、正負の電極の各分極性電極層未形成部が夫々対向する端面に突出するように構成されている。この素子１１の両端面（図４において上下方向）から陽極と陰極を夫々取り出すようになっている。
【０００３】
また、上記素子１１の両端に形成された分極性電極層未形成部からなる陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃは、夫々同じ突出幅Ｈ３になるように構成されている。
【０００４】
１２は上記素子１１を駆動用電解液（図示せず)と共に収容したアルミニウム製の有底筒状の金属ケースであり、この金属ケース１２内に挿入された素子１１の陰極電極部１１ｃを金属ケース１２の内底面にレーザー溶接等によって機械的、かつ電気的に接合するようにしている。
【０００５】
１３は上記素子１１の陽極電極部１１ｂにレーザー溶接等によって内面が接合されると共に上記金属ケース１２の開口部に配設されて封止を行うアルミニウム製の端子板、１４はこの端子板１３の上面周縁に配設された絶縁性の封止用ゴムであり、この封止用ゴム１４を圧接するように上記金属ケース１２の開口端をカーリング加工することにより封止を行っている。
【０００６】
このように構成された従来の電気二重層キャパシタは、素子１１の両端面に形成された陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃを夫々端子板１３と金属ケース１２の内底面に接合した構成により、素子収納効率を向上させて容量アップを図ると共に、低抵抗化を図ることができるというものであった。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００８】
しかしながら従来の電気二重層キャパシタでは、一般的なコンデンサと比較すると大幅な小型化を実現してはいるものの、加速する更なる小型化の要望に応えるためには、まだまだ不十分であるという課題があった。
【０００９】
その原因の一つは、陽極電極部１１ｂと陰極電極部１１ｃは、夫々同じ突出幅Ｈ３になるように構成されていることにある。同一幅でないと、ケ−ス内底面と端子板底面で素子端部を挟んだ場合、カ-ボン電極層未塗工幅の小さい側が耐力（剛性、反力）あるため潰されにくく即ち変形しにくく、一方、カ-ボン電極層未塗工幅の大きな側は潰されやすい即ち変形しやすい為である。素子端面のつぶれ量が異なるとどうなるのかというと、素子端面の変形量が大きい側では、カ-ボン電極層未塗工部の座屈が大きく、その座屈した部分が局部的にセパレ−タに強く当接する。そのため、その当接した部分は、電極間距離が他と比べて小さくなり、距離が短くなったことによってその当接局部の抵抗が下がり、通電により電流がその部分に集中し、半ショ−ト状態になる可能性が高くなるという問題があった。これを回避するため、従来は、正負極を同じ寸法としていた。また、図４のＦ３に見られるように折り曲げ幅も同じ寸法としていた。
【特許文献１】特開２００６−１７３４４０号公報
【発明の開示】
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、更なる小型大容量化と低抵抗化を図ることが可能なキャパシタを提供することを目的とするものである。
【００１１】
本発明は、金属箔からなる集電体上に一端を除いてカーボン系電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置し、その間にセパレータを介在させて巻回することにより、正負の電極の各カーボン系電極層未形成部が夫々対向する端面に突出して一対の電極取り出し部を形成するように構成された素子を有する。また、この素子を駆動用電解液と共に収容し、かつ、素子の一方の電極を内底面に接合した有底筒状の金属ケースと、上記素子の他方の電極を内面に接合して上記金属ケースの開口部を封止した端子板からなるキャパシタにおいて、上記素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の寸法を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法よりも小さくした構成にしたものである。
【００１２】
本発明によるキャパシタは、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法を、端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅寸法よりも短くした分だけ素子の高さを低くすることができるようになり、言い換えれば、同一高さの素子において有効電極面積を大きくすることができるため、容量アップと低抵抗化を同時に図ることが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、具体的な実施の形態を示し、本発明について説明する。図１は本発明の一実施の形態による電気二重層キャパシタの構成を示した断面図である。図２は同電気二重層キャパシタに使用される素子を示した断面図である。本発明の電気二重層キャパシタに使用される素子は数層のシートを巻回して作成されるが、図３はその展開図である。図１、図２、図３において、素子１は、この素子１に形成された中空部１ａを有し、この素子１はアルミニウム箔からなる集電体上に一端（図３の７の部分）を除いてカーボン系電極層５からなる分極性電極層を形成した正負一対の電極を互いに逆方向に配置して、その間にセパレータ６を介在させて巻回している。更に、正負の電極の各カーボン系電極層未形成部７のセパレータ６と重ならない部分が夫々対向する端面に突出するように構成され、この素子１の両端面（図１において上下方向）から正極と負極を夫々取り出すようにしたものである。
【００１４】
また、上記素子１の両端に形成されたカーボン系電極層未形成部７からなる一方の電極部１ｂと他方の電極部１ｃは、夫々セパレータ端面からの突出幅が異なるように構成されており、一方の電極部１ｂのセパレータ端面からの突出幅Ｈ１に対して他方の電極部１ｃのセパレータ端面からの突出幅Ｈ２が短くなるように構成されている。なお、突出幅とは、カーボン系電極未形成部７のセパレータ６と重ならない部分の幅とする。
【００１５】
このセパレータ端面からの突出幅の違いを得る時に、素子１を巻回して作成する際に、図３に見るように、カーボン系電極層未形成部の幅をＭ１とＭ２とに幅を異なる寸法にしている。これで有効電極面積の無駄が最小化される。従来は、両端が対称形になっていたので、Ｍ１とＭ２との幅は同じであった。
【００１６】
駆動用電解液と共にアルミニウム製の有底円筒状の金属ケース２内に挿入された素子１の他方の電極部１ｃを金属ケース２の内底面にレーザー溶接等によって機械的、かつ電気的に接合する。
【００１７】
アルミニウム製の端子板３は、上記素子１の一方の電極部１ｂにレーザー溶接等によって内面が接合されると共に、上記金属ケース２の開口部に配設されて封止を行う。絶縁性の封止用ゴム４はこの端子板３の上面周縁に配設されている。この封止用ゴム４を圧接するように上記金属ケース２の開口端をカーリング加工することにより封止を行い、本実施の形態による電気二重層キャパシタが構成されている。
【００１８】
このとき、端子板側の溶接部は、端子板の外周にフランジ部を設けている。これにより溶接部分の径は制約される。一方の電極部１ｂの外周部分が溶接部分に溶接前に当接させておく必要があるため、一方の電極部１ｂの径を予め小さくなるように加工する。この際一方の電極部１ｂを一部、中心方向（内側）に折り曲げ加工することによりおこなう。折り曲げ幅Ｆ１およびＦ２は、素子のセパレ−タ−から突出しているカ-ボン電極層未形成部で、決してセパレ−タで覆われていないことが必要となる。こうした状態で折り曲げ、素子端面の外周端部が必要な径まで到達しなければならない。これにより未形成部の幅は制約を受ける。本実施例では、Ｆ２の折り曲げ幅をＦ１の折り曲げ幅より小さくしている。従来の折り曲げ幅は、図４のＦ３に見られるように、アンバランスな座屈を避けるために、両端とも同じ寸法になっていた。
【００１９】
また、未形成部の幅が０の場合には、素子端面の溶接接続工法としてケ−ス外底面もしくは端子板外底面たらのレ−ザ照射によりおこなっているため、カ−ボン系電極層がレ−ザ照射熱により燃焼し、ケ−スもしくは端子板のレ−ザ照射部位に孔が発生するため、一定以上の未形成部の幅が必要な構成となっている。
【００２０】
このように構成された本実施の形態による電気二重層キャパシタは、金属ケース２の内底面と接合される素子１の他方の電極部１ｃの突出幅Ｈ２を一方の電極部１ｂのセパレータ端面からの突出幅Ｈ１よりも短くした構成により、素子１の高さを同一にした場合に、この短くした分だけ素子１の有効電極面積を大きくすることができるため、容量アップと低抵抗化を同時に図ることができるようになるという格別の効果を奏するものである。
【００２１】
一例として、φ５０×７０Ｌ（素子の高さ）の素子において、一方の電極部のセパレータ端面からの突出幅と他方の電極部のセパレータ端面からの突出幅が夫々７．０ｍｍの従来品と、他方の電極部のセパレータ端面からの突出幅を２．５ｍｍと短くした発明品について、容量と抵抗値を比較した結果を（表１）に示す。
【００２２】
【表１】
2008072511.tif 000009
【００２３】
表１から明らかなように、本実施例による電気二重層キャパシタは、従来より容量が８％アップし、かつ、抵抗値が８％ダウンするものであり、小型大容量化と低抵抗化を同時に図ることができるものである。
【００２４】
なお、上記には、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータ端面からの突出幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部のセパレータ端面からの突出幅とを異なる寸法にした例を示したが、同様の効果は、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部自身の幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部自身の幅とを異なる寸法にしたキャパシタでも得られるものである。
【００２５】
また、同様に、素子の金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅と端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の折り曲げ幅とを異なる寸法にしたキャパシタでも得られるものである。
【００２６】
なお、本実施例では、金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅より小さな寸法にした例のみを示したが、逆に金属ケース内底面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅を端子板内面に接合される側のカーボン系電極層未形成部の突出幅より大きな寸法にしても、他の付帯条件が合えば、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明によるキャパシタは、小型大容量化と低抵抗化を同時に図ることができるという効果を有し、特にハイブリッド自動車の回生用等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態のキャパシタの断面図
【図２】本発明の一実施の形態のキャパシタに使用される素子の断面図
【図３】本発明の一実施の形態のキャパシタに使用される素子の展開図
【図４】従来のキャパシタの一例としての電気二重層キャパシタの構成を示した断面図
【図５】同電気二重層キャパシタに使用される素子を示した断面図
【符号の説明】
【００２９】
１    素子
１ａ    中空部
１ｂ    一方の電極部
１ｃ    他方の電極部
２    金属ケース
３    端子板
４    封止用ゴム
５    カーボン系電極層
６    セパレータ
７    カーボン系電極層未形成部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008072511.tif 000010
【図２】
2008072511.tif 000011
【図３】
2008072511.tif 000012
【図４】
2008072511.tif 000013
【図５】
2008072511.tif 000014
【国際調査報告】
2008072511.tif 000015
2008072511.tif 000016