(57)【要約】【課題】  短絡を容易に発見することができる電気二重層キャパシタの製造方法及び短絡検査装置を提供すること。【解決手段】  本発明の電気二重層キャパシタの製造方法は、端子部及び本体部を備える第１の電極及び第２の電極を、セパレータを介してそれぞれの端子部が互いに重なりあわないように積層して、積層体を得る工程と、第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる積層体を加圧しながら、第１の電極と第２の電極との短絡を検査する工程とを含む。【選択図】  図１
2006324273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子部及び本体部を備える第１の電極及び第２の電極を、セパレータを介してそれぞれの前記端子部が互いに重なりあわないように積層して、積層体を得る工程と、
前記第１の電極、前記セパレータ及び前記第２の電極からなる積層体を加圧しながら、前記第１の電極と前記第２の電極との短絡を検査する工程と、
を含むことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項２】
端子部及び本体部を有する第１の電極、セパレータ、並びに、端子部及び本体部を有する第２の電極からなる積層体における短絡の有無を検査する短絡検査装置であって、
前記積層体が対向配置される基台と、
前記基台との間で前記積層体を挟むように配置されており、前記積層体を加圧する加圧部と、
前記加圧部に設けられた一対のプローブと、を備え、
前記一対のプローブは、前記積層体の加圧時に、前記積層体における前記第１の電極の前記端子部及び前記第２の電極の前記端子部にそれぞれ接触可能となっている、ことを特徴とする短絡検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層キャパシタの製造方法及び短絡検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、イオンの吸脱着により充放電を行うものであり、従来の二次電池と異なり化学反応を伴わないことから、瞬間的な充電や大電流の放電が可能であるほか、電解液の劣化が少なく長寿命であるといった特徴を有している。このため、電気二重層キャパシタは、電子機器の電源のバックアップ、電圧低下補償装置やハイブリッド自動車の補助電源等への適用が検討されている。
【０００３】
近年、電気二重層キャパシタに対しては、ＩＣカードやノートパソコンといった携帯用電子機器への搭載を可能とするために、今まで以上の小型化、薄型化、軽量化が求められている。
【０００４】
この小型化等の要求を満たし得る電気二重層キャパシタとしては、正極、セパレータ及び負極を順次積層した積層体を備える積層型のものが知られている。かかる構成の電気二重層キャパシタは、薄型であり、また、従来の巻回型の電気二重層キャパシタのように封止缶等に収容する必要がないため、小型・軽量化が容易である。このような電気二重層キャパシタは、上記積層体に電解液を含浸させた状態で、アルミラミネートの外装体に収納することによって製造される。
【０００５】
これらの電気二重層キャパシタは、二次電池等と同様、製造後に短絡検査が行われることが一般的である。例えば、二次電池の短絡検査方法としては、初回充電前の二次電池の電極間に交流信号を印加してそのインピーダンスを測定することにより短絡の有無を検査する方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術による短絡検査方法では、素子構成をほぼ完成させた後に検査を行っているため、完成後の素子における積層構造のどこで短絡が生じているのかが容易には把握できず、短絡箇所を発見するのが困難な傾向にあった。このため、短絡の無い良品の素子を確実に得るためには、短絡を生じた素子全体を破棄しなければならず、その結果、製造における歩留まりが悪くなっていた。
【０００７】
また、最近では、上述した積層型の電気二重層キャパシタに対して更なる小型化、薄型化が求められているため、電極やセパレータの薄型化が進められている。このように薄型化されたセパレータは、微小な異物によってもピンホール等が形成されてしまうことから、この薄型のセパレータを備える電気二重層キャパシタの製造においては、短絡を有するものが特に得られやすい傾向にあった。
【０００８】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、短絡の発生を容易に抑制することができる電気二重層キャパシタの製造方法及びこれに用いる短絡検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の電気二重層キャパシタの製造方法は、端子部及び本体部を備える第１の電極及び第２の電極を、セパレータを介してそれぞれの端子部が互いに重なりあわないように積層して積層体を得る工程と、第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる積層体を加圧しながら、第１の電極と第２の電極との短絡を検査する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
このような電気二重層キャパシタの製造方法においては、第１の電極、セパレータ及び第２の電極を積層した後、得られた積層体における第１の電極と第２の電極との短絡検査を行うことになる。このため、短絡が生じた場合、検査を行った積層体を取り除くことで、容易に短絡部位を除去することができる。したがって、これらの工程を繰り返す本発明の電気二重層キャパシタの製造方法によれば、上記従来技術のように素子全体を破棄することなく、短絡のない良品の電気二重層キャパシタを得ることができるようになる。その結果、高い歩留まりで電気二重層キャパシタを製造することが可能となる。
【００１１】
また、通常、積層型の電気二重層キャパシタは、端子部同士の導通を確保するため、積層後に得られた積層体を加圧することが多いが、かかる加圧の際にはセパレータ等に欠陥が生じて短絡が発生してしまうことも少なくなかった。これに対し、本発明の電気二重層キャパシタの製造方法においては、短絡検査を行う際に同時に加圧を行っていることから、完成品と同様の条件で検査が行われることとなる。したがって、本発明によれば、加圧によるセパレータの欠陥に基づく短絡の発生をも大幅に低減することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の短絡検査装置は、上記本発明の電気二重層キャパシタの製造方法に好適なものであり、端子部及び本体部を有する第１の電極、セパレータ、並びに、端子部及び本体部を有する第２の電極からなる積層体における短絡の有無を検査する短絡検査装置であって、積層体が対向配置される基台と、基台との間で積層体を挟むように配置されており、積層体を加圧する加圧部と、加圧部に設けられた一対のプローブとを備え、一対のプローブは、積層体の加圧時に、積層体における第１の電極の端子部及び第２の電極の端子部にそれぞれ接触可能となっていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の短絡検査装置によれば、基台上に積層された第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる積層体に対し、加圧しながら短絡の検査を行うことが可能となる。したがって、積層の途中であっても容易に短絡検査を行うことができ、上記本発明の電気二重層キャパシタの製造方法を良好に実施することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、短絡の発生を容易に抑制することができる電気二重層キャパシタの製造方法及びかかる製造方法に好適に用いられる短絡検査装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。なお、全図を通じ、同一の要素には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、説明における上下左右等の位置関係は、いずれも図面の位置関係に基づくものとする。
【００１６】
まず、好適な実施形態に係る電気二重層キャパシタの製造方法に用いられる短絡検査装置について説明する。
【００１７】
図１は、実施形態に係る短絡検査装置を示す斜視図である。図示されるように、短絡検査装置１００は、基台１０と、この基台１０を囲むように配置された集積カセット２０と、基台１０に対向して設けられた加圧部３０とから構成されている。
【００１８】
基台１０は、図１中、一例として電極１が示されているように、その上側に後述する電極１及びセパレータ６が積層されるものである。この基台１０は、複数の支持ピン１２によって支持されており、この支持ピン１２に沿って上下方向に移動可能となっている。この基台１０は、図示しないモータ等の駆動力によって、任意の高さ位置に配置することができる。
【００１９】
集積カセット２０は、基台１０を挟むように配置された一対の支持部材２０ａ，２０ｂから構成されている。この支持部材２０ａと２０ｂとの間隔は、電極１やセパレータ６の幅と略同一に設定されている。これによって基台１０上に積層される電極１等の位置合わせを正確に行うことができる。
【００２０】
加圧部３０は、基台１０に対向して配置されており、集積カセット２０における支持部材２０ａと２０ｂとの間の空間に収まる形状を有している。この加圧部３０は、上下方向に移動可能となっており、基台１０に向かって下降することで、基台１０上に積層された積層体に対して加圧を行うことができる。
【００２１】
また、加圧部３０には、その対向する側面に一対のプローブ４０が取り付けられている。この一対のプローブ４０は、抵抗測定装置（図示せず）に接続され、これら一対のプローブ４０間の抵抗を測定することができる。そして、この一対のプローブ４０は、後述するように、基台１０上に積層された積層体における第１の電極１ａと第１の電極１ｂとの間の抵抗値を測定して、かかる積層体における短絡の有無を検査する。
【００２２】
次に、好適な実施形態に係る電気二重層キャパシタの製造方法について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２３】
まず、電気二重層キャパシタを構成する積層体２００の積層構造について図２を参照して説明する。電気二重層キャパシタは、この積層体２００に電解液を含浸させたのち、所定の外部端子等を取り付けることにより製造される。
【００２４】
図２は、積層体２００の積層構造の一部を模式的に示す分解斜視図である。図２に示されるように、積層体２００は、電極１ａ（第１の電極）及び電極１ｂ（第２の電極）が、セパレータ６を介して交互に積層された構成を有している。電極１ａは、カーボン材料等からなる略正方形状の本体部２ａと、この本体部２ａの一辺に設けられたアルミニウム等からなる端子部４ａとから構成されている。また、電極１ｂも電極１ａと同様の構成を有しており、本体部２ｂ及び端子部４ｂとを有している。さらに、セパレータ６としては、絶縁性の多孔体からなるものが挙げられ、例えば、樹脂フィルムの積層膜や樹脂材料からなる繊維不織布等が例示できる。
【００２５】
積層体２００において、電極１ａ及び電極１ｂは、それぞれの本体部２ａ及び本体部２ｂが同じ位置で重なるとともに、端子部４ａと端子部４ｂとが互いに重なり合わないように積層されている。具体的には、電極１ａにおける端子部４ａと電極１ｂにおける端子部４ｂとは、互いに対向する側に配置されるように積層されている。換言すれば、電極１ｂは、電極１ａが１８０°反転した形状を有している。
【００２６】
また、積層体２００の製造においては、電極１における端子部４が、本体部２から突出した状態で交互に重なり合わないように配置されることから、積層数が増加するにつれて本体部２の積層部分と端子部４の積層部分との間の厚さの差が生じることとなる。そこで、積層体２００の製造においては、この厚さの差を解消するために、隣り合う端子部４の間（端子部４ａ同士又は端子部４ｂ同士の間）には、これらに挟まれるようにスペーサ８を配置している。
【００２７】
次に、このような積層体２００を、上述した短絡検査装置１００を利用して製造する方法について説明する。
【００２８】
まず、基台１０上に、電極１ａ（第１の電極）を載置する。このとき、電極１ａは、本体部２ａの中央及び端子部４ａの端部に設けられた穴がそれぞれ支持ピン１２を通るようにすることで、所定の位置となるように位置合わせする（図１参照）。次に、この電極１ａ上に、セパレータ６を積層する。このセパレータ６も、その中央に設けられた穴が中央部の支持ピン１２を通るようにすることで、電極１ａの本体部２ａ上にほぼ正確に重なるように配置する。
【００２９】
それから、セパレータ６上に、電極１ｂ（第２の電極）を積層する。この際、電極１ｂは、その端子部４ｂが、一つ下に積層された電極１ａにおける端子部４ａとは反対側の位置となるように積層する。この電極１ｂも、本体部２ｂの中央及び端子部４ｂの端部に設けられた穴が支持ピン１２を通るようにして位置合わせする。ここで、端子部４ｂを通る支持ピン１２は、電極１ａにおける端子部４ａを通した支持ピン１２と反対側にあるものである。
【００３０】
このように電極１ａ（第１の電極）、セパレータ６及び電極１ｂ（第２の電極）を順に積層した後、得られた積層体を、短絡検査装置１００の加圧部３０を下降させて基台１０との間で挟むことにより加圧することで、この積層体の各層を密着させる。このとき、加圧力は、例えば０．７８〜１．０ＭＰａ程度とすることが好ましい。
【００３１】
図３は、積層初期段階における加圧の工程を模式的に示す図であり、図１に示す短絡検査装置１００を図１中手前側（電極１ａの端子部４ａが配置される側）からみた側面図である。図示されるように、加圧部３０は、その下面が集積カセット２０の上部とほぼ同じ高さ位置となるまで下降している。また基台２０は、この段階における積層体９ａ（電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体）を加圧部３０との間で挟むことができる高さ位置で保持されている。これにより、基台２０と加圧部３０との間で積層体９ａが加圧される。
【００３２】
この加圧の工程においては、積層体９ａにおける電極１ａと電極１ｂとの間の抵抗を測定する。抵抗は、加圧部３０に取り付けられた一対のプローブ４０を、積層体９ａの電極１ａにおける端子部４ａ及び電極１ｂにおける端子部４ｂにそれぞれ接触させることによって測定する。なお、上述の如く、積層体の製造においては隣り合う端子部４ａ（４ｂ）間にスペーサ８を配置するため、端子部４ａは、スペーサ８を介してプローブ４０に接触することとなる。
【００３３】
この抵抗の測定により、積層体９ａにおける電極１ａと電極１ｂと間の抵抗値が、所定の基準値（例えば、２０ＭΩ）未満であった場合は、電極１ａと電極１ｂとの間で短絡が生じているため、この測定前に積層させた電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂを除去し、再び基台１０上に電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂを積層する。
【００３４】
一方、上述した測定において、抵抗値が上記基準値以上であった場合は、かかる積層体９ａには短絡が生じていないものとして、積層体９ａ上にセパレータ６を積層した後、この上に、上記と同様にして電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂを更に積層する。そして、この工程を繰り返すことによって、電極１ａ及び電極１ｂを、セパレータ６を介して順次積層する。
【００３５】
本実施形態の電気二重層キャパシタの製造方法においては、電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体を形成するごとに、その積層体における電極１ａと電極１ｂとの間の抵抗を測定する。
【００３６】
図４は、積層が進んだ段階における加圧の工程を模式的に示す図であり、図３と同様の側面図である。図示されるように、加圧部３０は、上述した初期段階と同様、その下面が集積カセット２０の上端部とほぼ同じ高さ位置となるように下降している。また基台２０は、この段階における積層体９ｂを加圧部３０との間で挟むことができる高さ位置で保持されている。つまり、基台２０は、初期段階に比べて下降しており、より低い位置で保持されている。このように、基台２０が、積層数の増大に合わせて下降していくことで、その段階で基台２０上に形成されている積層体（この工程においては積層体９ｂ）の上面が常に同じ高さ位置で加圧されることとなる。これにより、基台２０上に形成された積層体を、全工程を通してほぼ同じ圧力で加圧することが可能となる。
【００３７】
この加圧の工程においては、上記と同様に、加圧部３０に取り付けられた一対のプローブを、最上部に積層された電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体における端子部１ａ及び端子部１ｂに接触させることによって、電極１ａと電極１ｂとの間の抵抗を測定する。この際、積層体９ｂに含まれる複数の電極１ａの端子部４ａ、及び、複数の電極１ｂの端子部４ｂは、それぞれスペーサ８を介して電気的に接続されていることから、かかる抵抗の測定においては、積層体９ｂにおける複数の電極１ａからなる電極群と、複数の電極１ｂからなる電極群との間の抵抗が測定されることとなる。
【００３８】
この抵抗の測定によって、積層体９ｂにおける電極１ａからなる電極群と電極１ｂからなる電極群との間の抵抗値が、所定の基準値未満であり、短絡が生じていた場合は、この測定の直前に積層させた電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体を除去する。これは、この除去される積層体を積層する前の段階で基台２０上に形成されていた積層体には、先の抵抗測定において短絡が無いことが既に確認されていることから、今回の測定における短絡の原因は、最後に積層させた電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体にあることがほぼ特定できるためである。したがって、抵抗測定において短絡が確認された場合は、上述のように、その検査の直前に積層させた積層体を除去することによって、短絡の原因を取り除くことができる。
【００３９】
そして、上述した工程を繰り返して、所望の積層数を有する積層体２００を得る。その後、得られた積層体２００に対し、所定の電解液を含浸させた後、所定の外部端子等を取り付け、さらに、必要に応じて、この積層体２００をアルミラミネートや樹脂ケース等の外装体に収納して封止することにより、積層型の電気二重層キャパシタを得ることができる。
【００４０】
上記実施形態の電気二重層キャパシタの製造においては、上述の如く、この電気二重層キャパシタの主たる構成部材である積層体２００を、電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体を形成するごとに短絡検査を行い、短絡を生じた積層体を除去することによって製造している。このため、かかる製造方法によれば、短絡を有しない良品の電気二重層キャパシタが極めて得られ易くなる。
【００４１】
また、製造工程において短絡が生じた場合には、短絡検査の直前に積層した電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂからなる積層体を取り除くだけで短絡箇所を除去することができる。このため、本実施形態の製造方法によれば、短絡を生じた場合に完成後の素子を全て破棄する必要があった従来の方法に比して、極めて歩留まり良く電気二重層キャパシタを製造することが可能となる。
【００４２】
なお、本発明の電気二重層キャパシタの製造方法及び短絡検査装置は、必ずしも上述した実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【００４３】
例えば、上述した電極１ａ、セパレータ６及び電極１ｂを積層する工程、及び、積層体を加圧して短絡検査を行う工程は、例えば、ターンテーブル上の一点に、基台１０及び集積カセット２０を配置した後、このターンテーブルを回転させ、基台１０及び集積カセット２０を、このターンテーブルの回転位置に対応して設けられた電極１ａ積層装置、セパレータ積層装置、電極１ｂ積層装置及び加圧装置に順次移動させるようにして行ってもよい。こうすれば、ターンテーブルを回転させることで積層を連続的に行うことができ、効率よく積層体２００を製造することが可能となる。なお、この方法においては、図１に示した短絡検査装置１００がこの場合の加圧装置に該当することになる。
【００４４】
また、上記実施形態では、積層数の増大に伴って基台１０を下降させることとしたが、これに限定されず、例えば、積層数の増大に伴って加圧部の下降位置を徐々に低下させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施形態に係る電気二重層キャパシタの製造装置を示す斜視図である。
【図２】積層体２００の積層構造の一部を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】積層初期段階における加圧の工程を模式的に示す図である。
【図４】積層が進んだ段階における加圧の工程を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…電極、１ａ…第１の電極、１ｂ…第２の電極、２，２ａ，２ｂ…本体部、４，４ａ，４ｂ…端子部、６…セパレータ、８…スペーサ、１０…基台、１２…支持ピン、２０…集積カセット、３０…加圧部、４０…プローブ、１００…短絡検査装置。
【図１】
2006324273.tif 000003
【図２】
2006324273.tif 000004
【図３】
2006324273.tif 000005
【図４】
2006324273.tif 000006