(57)【要約】【課題】燃料電池車等に使用される電気二重層コンデンサに関し、小型大容量化が難しいという課題を解決し、小型大容量化と低コスト化を図った電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】コンデンサ素子１を駆動用電解液と共に収納する収納室２ａが複数個連続して設けられたケース２と、このケース２の上面開口部を封止するカバー３からなり、上記ケース２ならびにカバー３をアルミニウム製とし、コンデンサ素子１の各端面をケース２に設けられた収納室２ａの内底面ならびにカバー３の内面に夫々接合することにより各コンデンサ素子１を夫々電気的に接続した構成により、部品点数の削減、ならびに組立工数と管理項目を削減して低コスト化を図り、さらに簡素な構造によって小型大容量化を図ることもできるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる集電体上に分極性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し、正負の電極が互いに逆方向の端面に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する収納室が複数個連続して設けられた有底状の上面開放のケースと、このケースの上面開口部を封止するカバーからなり、上記ケースに設けられた収納室に収納した各コンデンサ素子を夫々電気的に接続した電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
ケースならびにカバーをアルミニウム製とし、コンデンサ素子の各端面をケースに設けられた収納室の内底面ならびにカバーの内面に夫々接合することにより、各コンデンサ素子を夫々電気的に接続した請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項３】
ケースに設けられた各収納室の内底面に電極取り出し部を設けると共に、カバーの内面に各コンデンサ素子に対応する電極取り出し部を設けてコンデンサ素子の各端面を夫々接続し、これらの電極取り出し部を介して各コンデンサ素子を夫々電気的に接続した請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項４】
コンデンサ素子の各端面に夫々端子板を接合し、この端子板を介して各コンデンサ素子を電気的に接続した請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項５】
コンデンサ素子の外形形状を方形、矩形、楕円形のいずれかとした請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項６】
夫々が電気的に接続された複数のコンデンサ素子をケースに設けられた各収納室に収納するようにした請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項７】
各コンデンサ素子を夫々電気的に接続した接続経路の一部に、各コンデンサ素子の特性バラツキを調整するためのバランス回路を設けた請求項１に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッドカーや燃料電池車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用される電気二重層コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５はこの種の従来の電気二重層コンデンサの構成を示した断面図、図６（ａ）、（ｂ）は同電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した展開斜視図と斜視図であり、図５と図６において、１０ａ、１０ｂ、１０ｃはコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃには図示しない駆動用電解液が含浸されている。１１ａ、１１ｂはこのコンデンサ素子１０ａの集電体の露出部分、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄはコンデンサ素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各集電体の露出部分の端面と接続される外部接続用の端子１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを備えた接続板、１４ａ、１４ｂ、１４ｃは外装ケース１５の内部に設けられた隔壁板１６ａ、１６ｂにより分離されたコンデンサ素子収納部、１７は外装ケース１５を封止する封止板、１８は圧力調整弁である。
【０００３】
また、１１は上記コンデンサ素子１０ａ（コンデンサ素子１０ｂ、１０ｃも同じ）を構成する一対の電極であり、この一対の電極１１は集電体の露出部分１１ａ、１１ｂが互いに逆方向に突出するようにして、活性炭と結着剤と導電性の混合物からなる分極性電極層１９ａ、１９ｂを形成して構成され、このように構成された一対の電極１１間にセパレータ２０を介在させた状態で巻回することにより、図６（ｂ）に示すようなコンデンサ素子１０ａが構成されているものである。
【０００４】
このように従来の電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子１０ａの一方の集電体の露出部分１１ａの端面に外部接続用の端子１３ａを備えた接続板１２ａをレーザー溶接等で電気的に接合し、かつコンデンサ素子１０ａの他方の集電体の露出部分１１ｂの端面に接続板１２ｂをレーザー溶接等で電気的に接合すると共に、このコンデンサ素子１０ａに図示しない駆動用電解液を含浸して、外装ケース１５の内部に隔壁板１６ａにより分離されたコンデンサ素子収納部１４ａ内に収納し、このコンデンサ素子収納部１４ａ以外のコンデンサ素子収納部１４ｂ、１４ｃ内にもコンデンサ素子１０ｂ、１０ｃを夫々収納して、各コンデンサ素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが直列接続されるように接続板１２ｂ、１２ｃの外部接続用の端子１３ｂ、１３ｃを接合して、外装ケース１５の開口部を封止板１７により蓋をして、その境界部を熱溶着して封止した構成とすることにより、部品点数をより削減することができると共に、コンデンサ素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの内部抵抗を低くし、かつ高耐圧で信頼性の高い電気二重層コンデンサを得ることができるというものであった。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開２００３−５９７８３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の電気二重層コンデンサでは、各コンデンサ素子１０ａの両端面に外部接続用の端子１３ａを備えた接続板１２ａをレーザー溶接等で電気的に接合し、さらに上記外部接続用の端子１３ａを他のコンデンサ素子に接合された接続板の外部接続用の端子と接合しなければならないため、外部接続用の端子１３ａを備えた接続板１２ａを用いることから部品点数が多くなり、また製造の工数ならびに管理項目が多く掛かる等からコスト的に高くなるという問題があった。さらにこの接続板１２ａを収納するためのスペースが必要になるために、小型大容量化を阻害する大きな要因になるという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の課題を解決し、小型大容量化と低コスト化を同時に達成することが可能な電気二重層コンデンサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明は、金属箔からなる集電体上に分極性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し、正負の電極が互いに逆方向の端面に位置するように構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収納する収納室が複数個連続して設けられた有底状の上面開放のケースと、このケースの上面開口部を封止するカバーからなり、上記ケースならびにカバーをアルミニウム製とし、コンデンサ素子の各端面をケースに設けられた収納室の内底面ならびにカバーの内面に夫々接合することにより、各コンデンサ素子を夫々電気的に接続した構成にしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明による電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子の両端面をケースとカバーに夫々接合するようにした構成により、部品点数の削減、ならびに組立工数と管理項目を削減して低コスト化を図り、さらに簡素な構造によって小型大容量化を図ることもできるようになるという効果が得られるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜３に記載の発明について説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態１による電気二重層コンデンサの構成を示した斜視図であり、図１において、１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は金属箔からなる集電体上に分極性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し、正負の電極が互いに逆方向の端面に位置するように構成されたものである。
【００１２】
２はアルミニウムからなる有底状の上面開放のケース、２ａはこのケース２に設けられた収納室、２ｂはこの収納室２ａを形成するための仕切りである。３は上記ケース２の上面開口部を封止するアルミニウムからなるカバーである。
【００１３】
また、上記コンデンサ素子１は図示しない駆動用電解液が含浸された状態でケース２の収納室２ａ内に収納され、かつ、コンデンサ素子１の夫々の端面を収納室２ａの内底面ならびにカバー３の内面にレーザー溶接等の手段によって機械的・電気的に接合することにより複数個のコンデンサ素子１が連結された構成になっているものである。
【００１４】
図２（ａ）、（ｂ）は上記ケース２に設けられた収納室２ａ内に収納されるコンデンサ素子を示した斜視図であり、図２（ａ）に示すように、円筒形に形成されたコンデンサ素子１ａを複数個、千鳥状に配設して収納室２ａ内に収納したり、図２（ｂ）に示すように、トラック形に形成されたコンデンサ素子１ｂを収納室２ａ内に収納したりすることにより、収納室２ａ内の収納効率を向上させて、より小型化を図ることが可能になるものである。
【００１５】
このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、コンデンサ素子１をケース２に設けられた収納室２ａ内に収納して接合するという簡単な構成で複数個のコンデンサ素子１を連結することができるため、小型で大容量の電気二重層コンデンサを安価に実現することができるようになるものである。
【００１６】
また、上記ケース２に設けられた各収納室２ａの内底面に図示しない電極取り出し部を設けると共に、カバー３の内面に各コンデンサ素子１に対応する図示しない電極取り出し部を設けてコンデンサ素子１の各端面を夫々接続し、これらの電極取り出し部を介して各コンデンサ素子１を夫々電気的に接続するような構成にすることにより、接続の信頼性を向上させることができるようになるものである。
【００１７】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項４〜７に記載の発明について説明する。
【００１８】
図３は本発明の実施の形態２による電気二重層コンデンサの構成を示した斜視図、図４（ａ）〜（ｃ）は同電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した斜視図であり、図３と図４において、４は図４（ａ）にその詳細を示すように断面が矩形状に形成された巻回形のコンデンサ素子、５はこのコンデンサ素子４の両端面に夫々接合された一対の端子板である。
【００１９】
６は絶縁材料からなる有底状の上面開放のケース、６ａはこのケース６に設けられた収納室、６ｂはこの収納室６ａを形成するための仕切り、６ｃは上記収納室６ａを夫々連通させるように仕切り６ｂの上部に設けられた連通孔であり、この連通孔６ｃを介して各コンデンサ素子４の両端面に接合された端子板５どうしを電気的に接続（図示せず）して連結すると共に、各収納室６ａに夫々充填された図示しない駆動用電解液を全て同量にすることができるようにしたものである。
【００２０】
７は上記ケース６の上面開口部を封止する絶縁材料からなるカバー、８はこのカバー７に設けられた圧力調整弁であり、上記ケース６に設けた収納室６ａ内に収納されたコンデンサ素子４の発熱に伴うケース６内の圧力が上昇した際に作動し、ケース６内の圧力を正常な範囲内に保つようにするためのものである。
【００２１】
９は各コンデンサ素子４を夫々電気的に接続した接続経路の一部に設けられて各コンデンサ素子４の特性バラツキを調整するためのバランス回路である。
【００２２】
また、上記コンデンサ素子４は、図４（ｂ）に示すように、円筒形に巻回した構成のコンデンサ素子４ａや、図４（ｃ）に示すように、円筒形に形成されたコンデンサ素子４ｂを複数個、千鳥状に配設して収納室６ａ内に収納したりすることにより、収納室６ａ内の収納効率を向上させて、より小型化を図ることが可能になるものである。
【００２３】
このように構成された本実施の形態による電気二重層コンデンサは、上記実施の形態１による電気二重層コンデンサと同様の効果が得られることに加え、ケース６に設けられた各収納室６ａを連通する連通孔６ｃを設けたことにより、各収納室６ａ内の内部圧力を均等に保ち、かつ、バランス回路９により各コンデンサ素子４の特性バラツキを調整して優れた性能を安定して発揮することができるようになるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明による電気二重層コンデンサは、部品点数の削減、ならびに組立工数と管理項目を削減して低コスト化を図り、さらに小型大容量化を図ることもできるという効果を有し、ハイブリッドカーや燃料電池車の回生用等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１による電気二重層コンデンサの構成を示した斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）同電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した斜視図
【図３】本発明の実施の形態２による電気二重層コンデンサの構成を示した斜視図
【図４】（ａ）〜（ｃ）同電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子を示した斜視図
【図５】従来の電気二重層コンデンサの構成を示した断面図
【図６】（ａ）同電気二重層コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した展開斜視図、（ｂ）同斜視図
【符号の説明】
【００２６】
１、１ａ、１ｂ、４、４ａ、４ｂ  コンデンサ素子
２、６  ケース
２ａ、６ａ  収納室
２ｂ、６ｂ  仕切り
３、７  カバー
５  端子板
６ｃ  連通孔
８  圧力調整弁
９  バランス回路
【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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【図６】
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