(57)【要約】 【課題】  従来の巻回型の電気二重層コンデンサにおいて、セパレータ及び正極電極シートと負極電極シートの巻きずれによる正負電極間の短絡及び外装ケースとの短絡を防止しする。【解決手段】  巻回型の電気二重層コンデンサの捲回素子８を、電極と集電体とセパレータが一体化したセパレータ一体化電極シート１３を巻き回した構造とし、一体化することで、巻き回しする際に巻きずれが起こりにくく、多少の巻きずれによっても短絡が起こらないような構造とした電気二重層コンデンサを提供する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と電極とセパレータが一体化したセパレータ一体化電極シートを用いたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
前記セパレータ一体化電極シートを巻き回してなることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項３】
前記セパレータ一体化電極シートの前記セパレータの幅が前記電極及び集電体の幅よりも少なくとも０．１ｍｍ以上大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項４】
前記セパレータ一体化電極シートが少なくとも６層以上の層状構造体であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項５】
前記セパレータ一体化電極シートの前記セパレータと電極が、導電性接着剤または熱プレスまたは超音波融着により一体化されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の電気二重層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層コンデンサに関し、特に巻回型の電気二重層コンデンサに好適な内部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサは、二次電池と比較すると、充放電時に化学反応を伴う二次電池とは異なり、原理的にイオンの吸脱着を利用した充放電機構であるため、充放電による劣化が少なく、短時間で充電できる特徴を有している。また、同様な理由で充放電サイクルも半永久的であり、使用温度範囲も二次電池よりも広いことが特徴となっている。
【０００３】
従来より各種構造の電気二重層コンデンサが製品化されており、例えば特許文献１に記載されているような巻回型の電気二重層コンデンサが知られている。この巻回型の電気二重層コンデンサは、分極性電極の面積が比較的大きくなるため、内部抵抗の小さなコンデンサが得られ、大電流での充放電が可能となる。図１に、巻回型の電気二重層コンデンサの説明図を示す。図１では、内部の捲回素子８が見えるように外装を破断して示している。また、図２には、従来の電気二重層コンデンサの捲回素子の説明図を示す。図３には、従来の電気二重層コンデンサの集電体と一体形の分極性電極シートの説明図を示す。
【０００４】
図１、図２、図３に示すように、巻回型の電気二重層コンデンサは、活性炭粉末と導電材とバインダとを混ぜて得られたスラリー状のペーストをアルミ箔状集電体１２、若しくは金属ネット状集電体１２上に塗工、圧延成形して担持させた電極からなる集電体と一体形の電極シート１４を用い、アルミ電極リード端子６、７を針カシメにより集電体１２に機械接続させたものを、セパレータ１０を介して正極電極シート９と負極電極シート１１として対向させ、巻回し、巻き止めテープ３で留めて捲回素子８を形成し、この捲回素子８に電解液を含浸後、印刷チューブ４を被せたアルミ外装ケース２に、ゴム栓５を用いて封入された構造である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１５８１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、この種の電気二重層コンデンサ１の捲回素子８は、図３に示すように金属箔の集電体１２と一体化した電極シート１４を用い、図２に示すように正極電極シート９及び負極電極シート１１間にセパレータ１０を介して巻き回した構造を有している。このような従来の捲回素子８では、セパレータ１０と正極電極シート９または負極電極シート１１の巻きずれが起きると正極電極シート９と負極電極シート１１間の短絡及び正極電極シート９または負極電極シート１１が外装ケース２と短絡の故障原因となるため、巻き回す時に巻きずれが起こらないような厳密な注意が必要であった。
【０００７】
従って、本発明の課題は、巻き回しする際に巻きずれが起こり難く、多少の巻きずれによっても短絡が起こらないような構造の電気二重層コンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、セパレータ、正負電極、集電体を一体化することで、巻き回しする際に巻きずれが起こり難く、多少の巻きずれによっても短絡が起こらないような構造とした電気二重層コンデンサである。
【０００９】
即ち、本発明によれば、集電体と電極とセパレータが一体化したセパレータ一体化電極シートを用いた電気二重層コンデンサが得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、セパレータ一体化電極シートを巻き回してなる電気二重層コンデンサが得られる。
【００１１】
また、本発明によれば、セパレータ一体化電極シートのセパレータの幅が電極及び集電体の幅よりも少なくとも０．１ｍｍ以上大きい電気二重層コンデンサが得られる。
【００１２】
また、本発明によれば、セパレータ一体化電極シートが少なくとも６層以上の層状構造体である電気二重層コンデンが得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、セパレータ一体化電極シートのセパレータと電極が、導電性接着剤または熱プレスまたは超音波融着により一体化されている電気二重層コンデンが得られる。
【発明の効果】
【００１４】
セパレータと電極と集電体が一体化したセパレータ一体化電極シートを用いることにより、巻き回すことによるセパレータと電極との位置関係は常に一定となり、巻きずれが生じ難く、正極と負極間の短絡も起き難い構造であるので、正極と負極の電極短絡を防止できると共に捲回素子の製造が容易になる。
【００１５】
また、セパレータの幅を電極及び集電体の幅より少なくとも０．１ｍｍ以上大きくすることにより電極または集電体が外装ケースに接触することがないので、外装との短絡も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の詳細について、図面を用いて説明する。図４に、本発明のセパレート一体化電極シートの説明図を示す。図５に、本発明の電気二重層コンデンサの捲回素子の説明図を示す。本発明の一実施の形態の巻回型の電気二重層コンデンサは、図１に示すような構造であり、従来と殆ど同じである。
【００１７】
図１、図４、図５に示すように、本発明の一実施の形態である巻回型の電気二重層コンデンサは、活性炭粉末と導電材とバインダとを混ぜて得られるスラリー状のペーストをアルミ箔状集電体１５、若しくは金属ネット状集電体１５上に塗工、圧延成形して担持させた電極シート１４をセパレータ１０を介して対向させ、さらに別のセパレータ１０を重ねて配置し、電極シート１４とセパレータ１０を導電性接着剤または熱プレスまたは超音波融着により接着して、セパレータ一体化電極シート１３となし、アルミ電極リード端子６、７を針カシメにより集電体１５に機械接続させたものを、巻回し、巻き止めテープ３で留めて捲回素子８を形成し、該捲回素子８に電解液を含浸後、印刷チューブ４を被せたアルミ外装ケース２に、ゴム栓５を用いて封入された構造である。
【００１８】
上記のように、図５に示すようなセパレータ一体化電極シート１３を巻き回す場合は、図２に示すような従来例の捲回素子８の場合と異なり、集電体１２と一体化した電極シート１４の正極電極シート９及び負極電極シート１１とセパレータ１０の位置関係を気にせず巻くことができるため、捲回素子８の製造が容易となる。その上、正極電極シートと負極電極シートが固定されており、巻き回しても正極電極シートと負極電極シートが容易に短絡しない構造となっている。
【００１９】
また、図４に示すようにセパレータ一体化電極シート１３のセパレータ１０の幅が電極シート１４及び集電体１５の幅より少なくとも０．１ｍｍ以上大きいことにより、電極シート１４及び集電体１５の端面がセパレータ１０で完全に覆われるため、正極電極シートと負極電極シートが容易に短絡しないと共に、図１のような巻回型の電気二重層コンデンサの構造においても外装ケース２の内面との短絡が防止され、安全性の向上が図れる。
【００２０】
さらに、図４に示すように、本発明のセパレータ一体化電極シート１３は、セパレータ１０を挟む正負の分極性電極シート１４、および正負の集電体１５と、巻き回す時にセパレータ一体化電極シート１３間の絶縁のための別のセパレータ１０の６層の層状構造体が基本構成となる。正負の分極性電極シートは、上記のように活性炭に代表される表面積の大きな炭素材料を用いるのが一般的であり、導電性を付与するために高導電性のカーボンブラックを加え、バインダを混ぜてシート状とされる。電極シート１４間のセパレータ１０は、多孔性の絶縁性のシートで、紙やポリエチレン、ポリプロピレン等の不織布等を用いる。集電体はアルミニウムやチタン等の金属箔や金属ネットや、導電性ゴムのシートやネットを用いることができる。別のセパレータは上記と同じものでも良いが、絶縁性のシートであれば良く、多孔性である必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】巻回型の電気二重層コンデンサの説明図。
【図２】従来の電気二重層コンデンサの捲回素子の説明図。
【図３】従来の電気二重層コンデンサの集電体と一体形の分極性電極シートの説明図。
【図４】本発明のセパレート一体化電極シートの説明図。
【図５】本発明の電気二重層コンデンサの捲回素子の説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１    電気二重層コンデンサ
２    外装ケース
３    巻き止めテープ
４    印刷チューブ
５    ゴム栓
６，７    リード端子
８    捲回素子
９    正極電極シート
１０    セパレータ
１１    負極電極シート
１２    集電体
１３    セパレータ一体化電極シート
１４    電極シート
１５    集電体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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