(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭を含む分極性電極層が塗布された陽極箔に第１タブ端子を取り付けてなる陽極電極体と、活性炭を含む分極性電極層が塗布された陰極箔に第２タブ端子を取り付けてなる陰極電極体とをセパレータを介して渦巻き状に巻回した電気二重層コンデンサ素子において、
上記陽極電極体は一方の面に上記分極性電極層が塗布され、他方の面が露出面とされた２枚の陽極箔をその露出面同士を対向させて重ね合わせるとともに、同露出面間の所定部位に上記第１タブ端子を取り付けて形成され、上記陰極電極体は一方の面に上記分極性電極層が塗布され、他方の面が露出面とされた２枚の陰極箔をその露出面同士を対向させて重ね合わせるとともに、同露出面間の所定部位に上記第２タブ端子を取り付けて形成されており、
上記第１タブ端子は上記２枚の陽極箔のいずれか一方の陽極箔にかしめもしくは溶接にて固着され、他方の陽極箔に対しては導電性接着材を介して接続され、上記第２タブ端子は上記２枚の陰極箔のいずれか一方の陰極箔にかしめもしくは溶接にて固着され、他方の陰極箔に対しては導電性接着材を介して接続されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ素子。
【請求項２】
それぞれ一方の面に活性炭を含む分極性電極層が塗布された２枚の陽極箔のうちの一方の陽極箔の露出面に第１タブ端子をかしめもしくは溶接により固着したのち、上記２枚の陽極箔の露出面同士を対向させて重ね合わせ上記第１タブ端子を上記他方の陽極箔の露出面に導電性接着材を介して接続して陽極電極体を形成し、
同様にそれぞれ一方の面に活性炭を含む分極性電極層が塗布された２枚の陰極箔のうちの一方の陰極箔の露出面に第２タブ端子をかしめもしくは溶接により固着したのち、上記２枚の陰極箔の露出面同士を対向させて重ね合わせ上記第２タブ端子を上記他方の陰極箔の露出面に導電性接着材を介して接続して陰極電極体を形成したのち、上記陽極電極体と上記陰極電極体とをセパレータを介して渦巻き状に巻回することを特徴とする電気二重層コンデンサ素子の製造方法。
【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素子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陽極箔と陰極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素子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２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３ａが例えばかしめにより取付けられる。
【０００４】
このようにして、陽極電極体４と陰極電極体５とが形成され、これらは図３に示されているように、例えば陽極電極体４、第１セパレータ６ａ、陰極電極体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】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例によると、電極箔１に分極性電極層２を形成するにあたって、タブ端子取付け部分１ａに分極性電極層２が形成されないように同取付け部分１ａにあらかじめマスキングを施す工程と、分極性電極層２形成後のマスキング除去工程が必要であり、全体として工程が複雑となる。
【０００６】
なお、これとは異なり、まず、電極箔１の表裏両面全体に分極性電極層２を形成し、タブ端子３を取付ける際に、その取付け部分１ａの分極性電極層２を除去する方法もあるが、いずれにしても工程が増すことに変わりはない。
【０００７】
また、実際の量産工程では、電極箔１は１ロットあたり長尺のロール体として取り扱われ、まず、それを引き出しながらその一方の面に分極性電極層２を形成してそれを一旦ロール状に巻き取り、次に再びそのロール体から電極箔１を引き出しながら今度は他方の面に分極性電極層２を形成してロール体に巻き取るようにしているため、その２度にわたって巻き取る際の機械的ストレスなどにより、分極性電極層２が電極箔１から剥離し易い。これを防止するには、電極箔１を時間をかけてゆっくりと巻き取らなければならないため、その製造に長時間を要し、生産性が悪いという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電極箔にタブ端子取付けるにあたって事前に特別な工程を必要とせず、また、電極箔から分極性電極層が剥離する要因を除去した箔巻回型の電気二重層コンデンサ素子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、本発明は、活性炭を含む分極性電極層が塗布された陽極箔に第１タブ端子を取り付けてなる陽極電極体と、活性炭を含む分極性電極層が塗布された陰極箔に第２タブ端子を取り付けてなる陰極電極体とをセパレータを介して渦巻き状に巻回した電気二重層コンデンサ素子において、上記陽極電極体は一方の面に上記分極性電極層が塗布され、他方の面が露出面とされた２枚の陽極箔をその露出面同士を対向させて重ね合わせるとともに、同露出面間の所定部位に上記第１タブ端子を取り付けて形成され、上記陰極電極体は一方の面に上記分極性電極層が塗布され、他方の面が露出面とされた２枚の陰極箔をその露出面同士を対向させて重ね合わせるとともに、同露出面間の所定部位に上記第２タブ端子を取り付けて形成されており、上記第１タブ端子は上記２枚の陽極箔のいずれか一方の陽極箔にかしめもしくは溶接にて固着され、他方の陽極箔に対しては導電性接着材を介して接続され、上記第２タブ端子は上記２枚の陰極箔のいずれか一方の陰極箔にかしめもしくは溶接にて固着され、他方の陰極箔に対しては導電性接着材を介して接続されていることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の電気二重層コンデンサ素子の製造方法は、それぞれ一方の面に活性炭を含む分極性電極層が塗布された２枚の陽極箔のうちの一方の陽極箔の露出面に第１タブ端子をかしめもしくは溶接により固着したのち、上記２枚の陽極箔の露出面同士を対向させて重ね合わせ上記第１タブ端子を上記他方の陽極箔の露出面に導電性接着材を介して接続して陽極電極体を形成し、同様にそれぞれ一方の面に活性炭を含む分極性電極層が塗布された２枚の陰極箔のうちの一方の陰極箔の露出面に第２タブ端子をかしめもしくは溶接により固着したのち、上記２枚の陰極箔の露出面同士を対向させて重ね合わせ上記第２タブ端子を上記他方の陰極箔の露出面に導電性接着材を介して接続して陰極電極体を形成した後、上記陽極電極体と上記陰極電極体とをセパレータを介して渦巻き状に巻回することを特徴としている。
【００１２】
【作用】
上記構成によると、陽極電極体および陰極電極体のいずれにしても、その一方の面が分極性電極層の形成面とされ、他方の面が露出面とされた２枚の電極箔からなり、その露出面同士を背中合わせとして重ね合わせ、その間にタブ端子を配置するようにしたことにより、従来のようにタブ端子の取付け位置に特別にマスキングを施す必要がなく、しかもタブ端子の取付け位置を任意に設定することができる。
【００１３】
また、電極箔に分極性電極層を形成するにしても、その片側面のみに形成すればよく、したがって、従来の表裏両面に分極性電極層を形成するのに比べて、電極箔に機械的ストレスが加わる回数が半減されるため、電極箔から分極性電極層が剥離する傾向も顕著に減少することになる。
【００１４】
【実施例】
以下、図１を参照しながら、本発明の一実施例について説明する。この電気二重層コンデンサ素子は、図１（ａ）に分解斜視図で示されている陽極電極体１０と、同図（ｂ）に同じく分解斜視図で示されている陰極電極体２０とを備えている。
【００１５】
陽極電極体１０は、同形、同寸とされた例えばアルミニウムエッチング箔からなる２枚の陽極箔１１、１２を有し、この各陽極箔１１、１２には、その一方の面（片側面）に分極性電極層１３がそれぞれ形成され、他方の面はその地肌が露出された露出面１４とされている。
【００１６】
陽極箔１１、１２は、その露出面１４、１４同士が対向するように重ね合わされるのであるが、この実施例では、陽極箔１２側の露出面１４の所定部位に陽極引き出し用のタブ端子１５の羽子板部１５ａが例えばかしめにより固着され、その上に陽極箔１１が重ねられる。
【００１７】
なお、陽極箔１１を陽極箔１２に重ねるにあたって、本発明では、電気的接触を良好とするため、陽極箔１１の露出面１４をタブ端子１５の羽子板部１５ａに導電性接着材にて取り付けるようにしているが、さらに導電性接着材の塗布範囲を広げて露出面１４、１４同士をその全面にわたって互いに接合するようにしてもよい。また、タブ端子１５の羽子板部１５ａを溶接により陽極箔１２側の露出面１４に固着するようにしてもよい。
【００１８】
陰極電極体２０も陽極電極体１０と同様に、同形、同寸とされた例えばアルミニウムエッチング箔からなる２枚の陰極箔２１、２２を有し、この各陽極箔２１、２２には、その一方の面（片側面）に分極性電極層２３がそれぞれ形成され、他方の面はその地肌が露出された露出面２４とされている。
【００１９】
そして、例えば陰極箔２２の露出面２４側に陰極引き出し用のタブ端子２５の羽子板部２５ａが例えばかしめにより固着され、その上に陰極箔２１の露出面２４が重ねられる。この場合、タブ端子２５の羽子板部２５ａに対して陰極箔２１の露出面２４を導電性接着材にて取り付けるが、その露出面２４同士を導電性接着材にてその全面にわたって相互に接合してもよいことは上記と同様である。
【００２０】
このようにして、形成された陽極電極体１０と陰極電極体２０は、先に説明した図３と同じ方法で、例えば陽極電極体１０、第１セパレータ６ａ、陰極電極体２０および第２セパレータ６ｂの順に積層され、渦巻き状に巻き取られる。
【００２１】
上記陽極箔１１，１２および陰極箔２１，２２を製造するには、電極箔としての例えばアルミニウムエッチング箔をそのロール体から巻き出しながらその片側面に、例えば活性炭、カーボンおよびＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＶＡ、ＣＭＣなどのバインダと有機溶剤または水などの溶媒を混合してなるスラリーを塗布し、乾燥して分極性電極層１３，２３を形成した後、素子巻き取り機にかけられる。
【００２２】
この場合、素子巻き取り機は汎用の巻き取り機であってよく、同巻き取り機にて、端子が取り付けられる側の陽極箔と陰極箔（上記実施例で言えば、陽極箔１２、陰極箔２２）については、その反対側の露出面１４，２４にタブ端子１５，２５が取り付けられた後、端子付けを要しない陽極箔と陰極箔（上記実施例で言えば、陽極箔１１、陰極箔２１）とともに一定寸法に切断され、陽極箔１１，１２同士、また陰極箔２１，２２同士がそれぞれ重ねられた後、それらの間に別途に供給されるセパレータを挟んだ状態で渦巻き状に巻回される。
【００２３】
この実施例では、端子付けはかしめによって行なわれている。すなわち、陽極側について説明すれば、陽極箔１２の露出面１４上にタブ端子１５の羽子板部１５ａを配置し、その上から角錐状の針で同羽子板部１５ａ、陽極箔１２を突き通す。この場合、同陽極箔１２の片面に形成されている分極性電極層１３も突き通される。
【００２４】
この針の突き通しによって、陽極箔１２の下面側（分極性電極層１３が形成されている側）に羽子板部１５ａのバリによるいわゆる花びらが形成され、これによりタブ端子１５が陽極箔１２に一体的に固着される。
【００２５】
ここで、厚さ３０μｍのアルミニウムエッチング箔に、アルミニウムからなる厚さ０．２５ｍｍのタブ端子の羽子板部を上記のようにかしめて固着する場合、分極性電極層の有無による端子と電極箔間の接触抵抗を測定した。各例▲１▼〜▲３▼において、試料数は２０個であり、測定単位はｍΩである。
【００２６】
▲１▼アルミニウムエッチング箔に分極性電極層を形成せず、そのままタブ端子の羽子板部をかしめた。この場合の接触抵抗は最大で０．３６５ｍΩ、最小で０．２９０ｍΩ、その平均値は０．３３ｍΩであった。
【００２７】
▲２▼アルミニウムエッチング箔の片側面に厚さ４０μｍの分極性電極層を形成し、その反対側の露出面にタブ端子の羽子板部をかしめた。タブ端子側の接触抵抗は最大で０．３７５ｍΩ、最小で０．２９０ｍΩ、その平均値は０．３４ｍΩであった。
【００２８】
▲３▼アルミニウムエッチング箔の両面にそれぞれ厚さ４０μｍの分極性電極層を形成し、その一方の面の分極性電極層上からタブ端子の羽子板部をかしめた。この場合の接触抵抗は最大で８．９０ｍΩ、最小で０．８７５ｍΩ、その平均値は２．１１ｍΩであった。
【００２９】
上記の測定結果を表１に示すが、▲１▼の場合と▲２▼の場合とでは、その接触抵抗に余り差は見られず、これによれば電極箔の片側面に分極性電極層を形成し、その反対側の面にタブ端子をかしめても接触抵抗にはなんら問題がないことが分かった。
【００３０】
【表１】
0003582542.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、箔巻回型の電気二重層コンデンサ素子において、その陽極電極体および陰極電極体をともに２枚の電極箔の重ね合わせとするとともに、その各電極箔の片面側にのみ分極性電極層を形成し、その反対側の露出面同士を背中合わせとして、その間にタブ端子を取り付けるようにしたことにより、電極箔に分極性電極層を形成するにあたって、従来のようにタブ端子取り付け部分にマスキングしたり、もしくは分極性電極層形成後にタブ端子取り付け部分の分極性電極層を除去することが不要となり、製造工程の簡略化が図れる。
【００３２】
また、タブ端子の取り付け位置も任意に設定することができる。さらには、電極箔の片面側のみに分極性電極層を形成すればよく、したがって従来の表裏両面に分極性電極層を形成するのに比べて、電極箔に機械的ストレスが加わる回数が半減されるため、電極箔から分極性電極層が剥離する傾向も顕著に減少することになり、製造時間のより一層の短縮化と歩留り率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の巻回型電気二重層コンデンサ素子に適用される陽極電極体および陰極電極体の一実施例を示した分解斜視図。
【図２】従来の電極体を展開し、分極性電極層を一部切り欠いて示した正面図。
【図３】図２の電極体をセパレータとともに渦巻き状に巻回してコンデンサ素子とする状態を示した斜視図。
【符号の説明】
１０  陽極電極体
１１，１２  陽極箔
１３，２３  分極性電極層
１４，２４  露出面
１５，２５  タブ端子
２０  陰極電極体
２１，２２  陰極箔
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003582542.tif 000005