(57)【要約】【課題】各種電源のアシスト用等に使用される電気二重層キャパシタに関し、小型化と低コスト化を図ることを目的とする。【解決手段】一対の電極を同方向に取り出した積層形の素子１と、この素子１の一対の電極が夫々接続される陽極端子７、陰極端子８を備えて該素子１を電解液と共に収容した上面開放の樹脂製のケース６と、このケース６の上面に結合された樹脂製の蓋９からなる構成により、簡単な構成によって部品点数と作業工数の削減を図って低コスト化を実現すると共に、小型化と低抵抗化が図れる。【選択図】図１
2011014859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極取り出し部を同一方向に取り出した積層形の素子と、前記素子の一対の電極取り出し部が夫々接続される端子を備えて該素子を電解液と共に収容した上面開放の樹脂製のケースと、前記ケースの上面に結合された樹脂製の蓋からなり、前記端子は、前記素子の一対の電極取り出し部がそれぞれ接合される接合面を有する接合部と、この接合部から延設された中間電導部と、この中間電導部からさらに延設された端子部とを備え、
前記それぞれの接合部が前記ケース内において、ケース内底面より高い位置に配設され上方に向かって表出するとともに、前記接合部の周縁と中間電導部が前記ケースの樹脂により埋設され、前記端子部が前記ケースの側面から外部に導出された電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記端子の中間電導部が、埋設された樹脂内で折り曲げられたものである請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記端子の少なくともケースに埋設された部分にコーティング層を設けた請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記積層形の素子は、方形の金属箔の一辺の端部に舌片状の電極取り出し部を一体で設けた集電体の前記電極取り出し部を除く両面に分極性電極層を形成したシート状の陽極電極ならびに陰極電極と、つづら折り状に折り曲げられた帯状のセパレータにより構成され、前記陽極電極と陰極電極を前記セパレータの各層間に相反する方向から交互に挿入すると共に、陽極電極と陰極電極の各電極取り出し部が同一辺の相反する端部に夫々配設されるように構成されたものである請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記積層形の素子は、方形の金属箔の一辺の端部に舌片状の電極取り出し部を一体で設けた集電体の前記電極取り出し部を除く両面に分極性電極層を形成したシート状の陽極電極ならびに陰極電極と、シート状のセパレータにより構成され、前記陽極電極と陰極電極をその間に前記セパレータを介在させた状態で複数層重ね合わせると共に、陽極電極と陰極電極の各電極取り出し部が同一辺の相反する端部に夫々配設されるように構成されたものである請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記積層形の素子を構成するシート状の陽極電極ならびに陰極電極に用いる集電体に設けられた電極取り出し部の幅が、この電極取り出し部が設けられた辺の全幅の１／２未満である請求項４または５に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項７】
前記積層形の素子の周面にステンレススチールを巻き付けた請求項４または５に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項８】
前記方形の金属箔の一辺の端部に舌片状の電極取り出し部を一体で設けた集電体の前記電極取り出し部を除く片面に分極性電極層を形成したシート状の陰極電極を、前記分極性電極層が素子の最上段と最下段に位置するセパレータと夫々当接するようにして配設した請求項４または５に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項９】
前記上面開放の樹脂製のケースは、複数個の素子収容部を設け、この素子収容部に積層形の素子をそれぞれ収容した請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１０】
前記樹脂製の蓋は、素子収容部ごとに封止された請求項９に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１１】
前記樹脂製のケースに電解液注入用の孔を設けると共に、この電解液注入用の孔にゴム栓を嵌め込んで封止した請求項１または９に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１２】
前記樹脂製のケースに設けられた端子の接合部は、該ケース内に収容された素子の高さの略１／２の高さの位置に配設されたものである請求項１または９に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１３】
前記ケースの外表面に沿って折り曲げられてケース底面に回り込んだ端子と相反する側に、ケースの外表面に沿って折り曲げられてケース底面に回り込むダミー端子を設けた請求項１または９に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１４】
前記ケース上面において、隣接する素子収容部間に溝または壁を設けた請求項９に記載の電気二重層キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、電気機器、携帯機器等に使用される電気二重層キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、分極性電極と電解液との界面に形成される電気二重層に蓄積される電気エネルギーを利用するものであり、このような電気二重層キャパシタは、小型化が図れ、かつ、大容量の充放電が可能なキャパシタとして、マイコン、メモリ、タイマーのバックアップ用、各種電源のアシスト用等に広く用いられている。
【０００３】
図１７はこの種の従来の電気二重層キャパシタの構成を示した断面図であり、図１７において、４１は電気二重層キャパシタを示し、この電気二重層キャパシタ４１は、電解質溶液が含浸された長尺のセパレータ４２が所定長ごとに異なる方向に交互に折り返され、蛇腹状にされたセパレータ４２間に該セパレータ４２を介して互いに異なる極が対面するように複数の電極板４３が積層されている。各電極板４３の端部には、電極板４３と略同幅で可撓性の集電部材４４が接続されており、集電部材４４は電極板４３の全長に亘って埋設されている。
【０００４】
各電極板４３は前記のように蛇腹状に折り返されているセパレータ４２により一方の端部が包み込まれると共に、セパレータ４２に包み込まれていない方の端部は側面に露出しており、前記集電部材４４は該露出している方の端部でセパレータ４２間から引き出される。各電極板４３は前記端部が交互に逆側の側面に露出しているので、前記集電部材４４は同極ごとに纏められ、断面視Ｃ字状の結束部材４５により結束される。結束部材４５は、それ自体導電性の材料により構成されている。
【０００５】
そして、結束部材４５による集電部材４４の結束部分４６、４７は、同極ごとに電極板４３の積層方向の相異なる最外層側に、結束部分４６は最上層側に、結束部分４７は最下層側に配置されるようになり、更に、このように構成された電気二重層キャパシタ４１が該電極板４３の積層方向に複数積層されるように構成されたものである。
【０００６】
このように構成された従来の電気二重層キャパシタ４１は、各電極板４３の端部に接続された可撓性の集電部材４４を前記セパレータ４２間から引き出すことにより、該集電部材４４が同極ごとに結束されることになり、これにより、前記集電部材４４を各電極板４３に接続する際に前記セパレータ４２を損傷する恐れがなく、容易に製造することができ、更に、この電気二重層キャパシタ４１を単セルとし、この単セルを積層することにより、容易に直列接続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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４２３８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら前記従来の電気二重層キャパシタ４１では、セパレータ４２を損傷することなく、容易に製造することができ、しかもこれを単セルとし、この単セルを積層することによって容易に直列接続できるという特徴を有するものの、このような単セル、あるいは積層された複数のセルに電解質溶液を含浸してキャパシタ装置とするためには、不導電性樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるケース部材を用いて前記単セル、あるいは積層された複数のセルを収容して封止しなければならないことに加え、一対の電極を同方向に取り出すことができないために製品が大型化すると共に、高いコストのものになってしまうという課題があった。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決し、簡単な構成により一対の電極を同方向に取り出し、小型化と低コスト化を実現することが可能な電気二重層キャパシタ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】
【００１１】
前記課題を解決するために本発明は、一対の電極取り出し部を同一方向に取り出した積層形の素子と、前記素子の一対の電極取り出し部が夫々接続される端子を備えて該素子を電解液と共に収容した上面開放の樹脂製のケースと、前記ケースの上面に結合された樹脂製の蓋からなり、前記端子は、前記素子の一対の電極取り出し部がそれぞれ接合される接合面を有する接合部と、この接合部から延設された中間電導部と、この中間電導部からさらに延設された端子部とを備え、前記それぞれの接合部が前記ケース内において、ケース内底面より高い位置に配設され上方に向かって表出するとともに、上方に向かって表出するとともに、前記接合部の周縁と中間電導部が前記ケースの樹脂により埋設され、前記端子部が前記ケースの側面から外部に導出された構成にしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明による電気二重層キャパシタは、一対の電極を同一方向に取り出した素子をケース内に収容して蓋を結合すると共に、素子から取り出した一対の電極をケースに設けた端子に接続した構成により、簡単な構成によって部品点数と作業工数の削減を図って低コスト化を実現すると共に、小型化と低抵抗化を図ることができる。
【００１３】
また、前記それぞれの接合部をケース内底面より高い位置に配設され上方に向かって表出することにより、素子に含浸した電解液が接合部に触れにくくなり、その結果、接合部からの電解液が侵入しにくくなって液漏れを抑制することができる。さらに、端子の接合部の周縁と中間電導部をケースの樹脂により埋設することにより、ケース内部の内圧上昇時のケース底面部及び蓋にかかる応力が端子に影響しにくくなり、漏洩が少ない長寿命の電気二重層キャパシタが得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図
【図２】（ａ）同電気二重層キャパシタの蓋を結合する前の状態を示した斜視図、（ｂ）同蓋を結合した状態を示した斜視図
【図３】（ａ）〜（ｄ）同電気二重層キャパシタに使用される素子の構成を説明するための製造工程図
【図４】同素子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ケースに埋設された端子の構成を示した要部断面図
【図６】同電気二重層キャパシタに使用される蓋の構成を示した正面図
【図７】本発明の実施の形態２による電気二重層キャパシタに使用される素子の構成を示した分解斜視図
【図８】同断面図
【図９】本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタの構成を示した斜視図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態４による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタの蓋を結合する前の状態を示した斜視図、（ｃ）同蓋を結合した状態を示した斜視図
【図１１】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態５による電気二重層キャパシタの構成を示した斜視図
【図１２】本発明の実施の形態６による電気二重層キャパシタを底面側から見た状態の斜視図
【図１３】本発明の実施の形態７による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図
【図１４】同電気二重層キャパシタの蓋を結合した状態を示した斜視図
【図１５】本発明の実施の形態７の別の構成を示した斜視図
【図１６】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態８による電気二重層キャパシタと、この電気二重層キャパシタを外部回路にて接続する構成を示した斜視図
【図１７】従来の電気二重層キャパシタの構成を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（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１〜４、６〜８、１２に記載の発明について説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態１による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図、図２（ａ）、（ｂ）は同電気二重層キャパシタの蓋を結合する前の状態を示した斜視図と蓋を結合した状態を示した斜視図、図３（ａ）〜（ｄ）は同電気二重層キャパシタに使用される素子の構成を説明するための製造工程図、図４は同素子の構成を示した断面図である。
【００１７】
なお、図１〜図４においては、素子の構成を分かり易くするために積層枚数を少なくして記載しているものであり、実際は数十枚の陽極電極と陰極電極を交互に積層しているものである。
【００１８】
図１において、本実施の形態１の電気二重層キャパシタは、陽極取り出し部２ｂ及び陰極取り出し部３ｂが設けられた素子１と、陽極端子７と陰極端子８を配設されたケース６と、ケース６の開放部を封止する蓋９からなる。
【００１９】
素子１は、図２（ａ）（ｂ）に示すようにケース６に配置された陽極端子７と陰極端子８に素子１の陽極取り出し部２ｂ及び陰極取り出し部３ｂを接続し、ケース６の開放部を蓋９で封止する。
【００２０】
前記素子１は、図３に示すようにアルミニウム箔からなる方形の集電体の一辺の端部に突出する舌片状の陽極取り出し部２ｂを一体で設け、この陽極取り出し部２ｂを除く集電体の両面に分極性電極層２ｃを形成したシート状の陽極電極２と、同じくアルミニウム箔からなる方形の集電体の一辺の端部に突出する舌片状の陰極取り出し部３ｂを一体で設け、この陰極取り出し部３ｂを除く集電体の両面に分極性電極層３ｃを形成したシート状の陰極電極３と、つづら折り状に折り曲げられた帯状のセパレータ４（本実施の形態においては耐熱性に優れたセルロース系繊維を用いた）から構成される。
【００２１】
そして、前記陽極電極２と陰極電極３を、陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂが同一辺の相反する端部に夫々配設されるようにして、前記つづら折り状に折り曲げられた帯状のセパレータ４の各層間に相反する方向から交互に挿入して配設することにより積層構造に形成され、最後に外周に巻き止めテープ５を巻き付けることによって素子１が作製される。
【００２２】
前記陽極電極２と陰極電極３に夫々設けられた陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂは、これらが設けられた辺の全幅の１／２未満の幅になるように夫々形成することにより、陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂが接触して短絡することがないようにすることができる。
【００２３】
また、図４に示すように前記素子１の最上段と最下段には夫々陰極電極３が集電体２ａの両面に分極性電極層２ｃを形成したシート状の陽極電極２と対向して配設され、この最上段と最下段に配設される陰極電極３は、集電体３ａの陰極取り出し部３ｂを除く片面のみに分極性電極層３ｃが形成されたものであり、この分極性電極層３ｃが最上段と最下段のセパレータ４と夫々当接するようにして配設した構成にしているものである。このような構成により、陽極電極２の面積よりも陰極電極３の面積が大きくなるため、陽極電極２の局所部で発生する腐食反応を抑制して安定した性能を発揮することができる。
【００２４】
本実施の形態の素子１では、陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂが設けられた辺とは逆側の辺の近傍にシート状のステンレススチール５ａを巻き付けている。このステンレススチール５ａ、素子１を上下方向（積層方向）にプレス加工されることによって極めて薄い厚みに加工し、この素子１の外周に巻き付けることにより、素子１の陽極電極２と陰極電極３の接触抵抗をさらに低減することができる。また、電気二重層キャパシタ駆動時の素子１の膨らみを抑制することができる。さらに、このステンレススチール５ａはクロムやニッケルを含んでいることから、電解液に対する耐薬品性が高く、素子１の特性を変化させてしまう可能性も低い。
【００２５】
なお、図１と図２に示す素子１は、素子１の外周に絶縁紙を巻き付けた後に巻き止めテープ５を巻き付けた状態を示しているが、前記絶縁紙の有無は必要に応じて適宜選択すれば良い程度のものである。
【００２６】
このように構成される素子１は、簡単な構成によって作業性が向上するばかりでなく、つづら折り状に折り曲げられた帯状のセパレータ４の各層間に陽極電極２と陰極電極３を相反する方向から交互に挿入して配設するだけで、高い寸法精度を確保することができるようになるものである。
【００２７】
また、前記陽極電極２と陰極電極３に夫々形成された分極性電極層２ｃ、３ｃは、活性炭粉末とカーボンブラックとバインダーとを混練したものにより構成され、前記活性炭粉末としては、木粉系、ヤシガラ系、フェノール樹脂系、石油コークス系、石炭コークス系、ピッチ系等の原料を賦活したものが用いられる。また、バインダーとしては、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロースの水溶性バインダーを混合したものが用いられるものである。
【００２８】
また、前記つづら折り状に折り曲げられた帯状のセパレータ４を構成する材料としては、セルロース系繊維（セルロース、レーヨン、クラフト、マニラ麻、ヘンプ、エスパルト等）、合成繊維系（ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリアリルエーテルニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル樹脂、ビニロン樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂等）を用いることができるが、特に、芳香族ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素樹脂等を用いるのが好ましい。
【００２９】
前記ケース６は、前記素子１を図示しない電解液と共に収容する上面開放の樹脂製（本実施の形態においては液晶ポリマーを用いた）からなり、陽極端子７と陰極端子８がインサート成型によりケース６の一側面を貫通している。
【００３０】
図５は前記ケース６にインサート成型された陽極端子７と陰極端子８の構成を示す断面図である。陽極端子７及び陰極端子８は、素子１の陽陰極の電極取り出し部２ｂ（３ｂ）がそれぞれ接合される接合面を有する接合部７ａ（８ａ）と、この接合部７ａ（８ａ）から延設された中間電導部７ｂ（８ｂ）と、この中間電導部７ｂ（８ｂ）からさらに延設された端子部７ｃ（８ｃ）とを備えている。
【００３１】
この接合部７ａ（８ａ）は、ケース６内において内底面より高い位置に配設され上方に向かって樹脂から表出するとともに、前記端子部７ｃ（８ｃ）が前記ケース６の側面から外部に導出された構成を有している。これにより、前記接合部７ａ（８ａ）の周縁と中間電導部７ｂ（８ｂ）は、前記ケース６の樹脂により埋設され、前記ケース６の一側面の内部にケース６の内底面よりも高い段部６ａが形成される。これにより、前記陽極端子７と陰極端子８は、前記ケース６内部の内圧上昇時のケース６内部にかかる応力の影響を受けにくくすることができる。
【００３２】
また、前記それぞれの接合部７ａ（８ａ）をケース６の内底面より高い位置に配設され上方に向かって表出することにより、素子１に含浸した電解液が接合部に触れにくくなり、その結果、接合部からの電解液が侵入しにくくなって液漏れを抑制することができる。さらに、電解液の漏液パスも従来の構成に比べ、長いものとすることができ、電解液が外部に漏出する可能性は低いものとなり、キャパシタの信頼性を高めることができる。
【００３３】
なお、前記ケース６の一側面の内部に設けられた段部６ａは、ケース６内に収容された素子１の高さの略１／２の高さになるように形成される。これにより、素子１に設けられた陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂを夫々押し潰して陽極端子７と陰極端子８に押し付け、超音波溶接等の手段によって接合する際に、素子１の陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂに加わる負荷を低減すると共に、素子１に含浸された図示しない電解液がケース６の底面から陽極端子７と陰極端子８まで回り込み、前記超音波溶接等の手段による接合作業時に悪影響を及ぼすことを防止するようにしているものである。
【００３４】
そして、ケース６の外部へ引き出された前記端子部７ｃ（８ｃ）は、ケース６の外表面に沿って側面から底面へと折り曲げられており、これにより、ケース６の底面に陽極端子７と陰極端子８を備えた面実装対応タイプの電気二重層キャパシタを実現しているものである。
【００３５】
前記端子７（８）の中間電導部７ｂ（８ｂ）は、端子７（８）の一部を折り曲げたものであり（前記ケース６内に設けた段部６ａ内に設けても良い）、これにより、陽極端子７と陰極端子８のケース６の内部から外部に至る経路を長くすることができるため、ケース６内部に素子１と共に収容された図示しない電解液の漏液や、外部からの水分の浸入を抑制するようにしているものである。
【００３６】
なお、図示しないが陽極端子７および陰極端子８は、素子１の電極と接触する側の端部から、ケース６から外部へと露出する部分にかけてフッ素樹脂によるコーティング層を設けてもよい。このコーティング層は、金属である陽極端子７および陰極端子８と、樹脂にて形成されたケース６との熱膨張係数の差により、陽極端子７および陰極端子８とケース６の間に隙間が発生する可能性を低減することで、外部からケース６内部への水分の浸入を防ぐとともに、ケース６内から外部への電解液の液漏れを防ぐことができる。
【００３７】
このフッ素樹脂としては特に液状フッ素エラストマーを用いるとよい。これは液状フッ素エラストマーであれば、高い耐熱性を有し、また液状であるため陽極端子７および陰極端子８への塗布が容易であるためである。さらに、自己接着性を持つ液状フッ素エラストマーを用いると陽極端子７および陰極端子８との密着性を高めることができ、電気二重層キャパシタとしての信頼性をさらに高めることができる。
【００３８】
なお、このコーティング層を、陽極端子７および陰極端子８のケース６の側面から底部へと折り曲げられる部分まで設ける構成としてもよい。この場合、コーティング層は陽極端子７および陰極端子８の表面保護層としての役割を果たす。あるいは、このコーティング層は陽極端子７および陰極端子８とケース６との境界部分に塗布するだけでもよい。この構成であっても、陽極端子７および陰極端子８とケース６との隙間から外部へ液漏れを防ぐとともに外部からの水分の浸入を防ぐという効果が十分にある。
【００３９】
蓋９は、前記ケース６の上面の開口部を塞ぐように配設されて超音波溶接等の手段によって結合される樹脂製（本実施の形態においては液晶ポリマーを用いた）からなるもので、この蓋９をケース６の上面に結合することによって本実施の形態による電気二重層キャパシタ１０が構成される。
【００４０】
なお、前記蓋９は、図６に示すように蓋９の裏面（ケース６側）の一部から内部に向かうように凸部９ａが設けられており、この凸部９ａにより、ケース６の内部に収容された素子１を積層方向に圧縮するようにしたものである。また、この凸部９ａは、ケース６の内部に収容された素子１の陽極電極２の陽極取り出し部２ｂ（陰極電極３の陰極取り出し部３ｂと同じ）を除く面積の１５％以上の面積に設け、かつ、素子１の積層方向となる厚み寸法の圧縮率が０．５〜２０％となるようにしたものであり、このようにすることにより、素子１の膨れを防止して不要な抵抗の増加を防止すると共に、蓋９の強度向上を図るようにしているものである。
【００４１】
前記電解液としては、溶媒として、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、スルホラン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートまたはメチルエチルカーボネートのいずれか１種または２種以上の混合物を使用することができる。電解質カチオンとしては、第四級アンモニウム、第四級ホスホニウム、イミダゾリウム塩が使用でき、電解質アニオンとしては、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣｌＯ4-、ＣＦ3ＳＯ3-またはＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2-を使用することができるものである。
【００４２】
また、前記ケース６と蓋９を構成する材料に要求される特性として、本発明による電気二重層キャパシタは、内部に水が浸入すると水の電気分解によってガスが発生し、これにより性能劣化を引き起こし、最悪の場合には破壊に至るという性質を有しているために水分透過性が低いことが要求されると共に、内部で発生したガスを外部へ放出しなければならないということがあり、このために金属よりも樹脂を用いることが好ましく、更に、樹脂の中では液晶ポリマー、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアミド等が使用できるが、特に液晶ポリマーは前記水分透過性が他の樹脂よりも２桁以上少ないために好ましい材料であると言える。
【００４３】
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、陽極電極２と陰極電極３に設けた陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂを夫々同方向に配設して積層した素子１を上面開放のケース６内に収容して蓋９を結合すると共に、前記素子１から取り出した陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂをケース６に設けた陽極端子７と陰極端子８に接続した構成により、簡単な構成によって一対の電極を同方向に取り出し、部品点数の削減と作業工数の削減を図って低コスト化を実現すると共に、小型化と低抵抗化を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。
【００４４】
（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５に記載の発明について説明する。
【００４５】
本実施の形態は、前記実施の形態１で図１〜図６を用いて説明した電気二重層キャパシタに使用される素子の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００４６】
図７は本発明の実施の形態２による電気二重層キャパシタに使用される素子の構成を示した分解斜視図、図８は同断面図である。なお、図７と図８においては、素子の構成を分かり易くするために積層枚数を少なくして記載しているものであり、実際は数十枚の陽極電極、セパレータ、陰極電極を順次積層しているものである。
【００４７】
図７と図８において、１１は素子を示し、この素子１１は、アルミニウム箔からなる方形の集電体２ａの一辺の端部に突出する舌片状の陽極取り出し部２ｂを一体で設け、この陽極取り出し部２ｂを除く集電体２ａの両面に分極性電極層２ｃを形成したシート状の陽極電極２と、同じくアルミニウム箔からなる方形の集電体３ａの一辺の端部に突出する舌片状の陰極取り出し部３ｂを一体で設け、この陰極取り出し部３ｂを除く集電体３ａの両面に分極性電極層３ｃを形成したシート状の陰極電極３と、シート状のセパレータ１２（本実施の形態においては耐熱性に優れたセルロース系繊維を用いた）から構成されている。
【００４８】
そして、前記陽極電極２と陰極電極３を、陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂが同一辺の相反する端部に夫々配設されるようにして重ね合わせると共に、この陽極電極２と陰極電極３の間に前記シート状のセパレータ１２を介在させた状態で複数層重ね合わせることにより積層構造に形成され、最後に外周に巻き止めテープ（図示せず）を巻き付けることによって作製されたものである。
【００４９】
また、前記素子１１の最上段と最下段には夫々陰極電極３が配設され、この最上段と最下段に配設される陰極電極３は、集電体３ａの陰極取り出し部３ｂを除く片面のみに分極性電極層３ｃが形成されたものであり、この分極性電極層３ｃが最上段と最下段のシート状のセパレータ１２と夫々当接するようにして配設した構成にしているのは、前記実施の形態１による素子１と同様であり、このような構成により得られる効果も同様である。
【００５０】
このように構成された本実施の形態による素子１１を用いた電気二重層キャパシタは、前記実施の形態１による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、素子１１の作製が、陽極電極２とシート状のセパレータ１２と陰極電極３を積み重ねるだけで良いため、素子１１を容易に作製す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。
【００５１】
（実施の形態３）
本実施の形態は、前記実施の形態１で図１〜図６を用いて説明した電気二重層キャパシタを１つのセルとし、このセルを複数個連結して接続した点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００５２】
図９は本発明の実施の形態３による電気二重層キャパシタの構成を示した斜視図であり、図９において、１０は電気二重層キャパシタを示し、この電気二重層キャパシタ１０は前記実施の形態１で説明した電気二重層キャパシタ１０と同様に構成されたものであり、この電気二重層キャパシタ１０を２個隣接して配設すると共に、この２個の電気二重層キャパシタ１０を超音波溶接、接着等の手段によって機械的に結合しているものである。
【００５３】
また、一方の電気二重層キャパシタ１０の陽極端子７と他方の電気二重層キャパシタ１０の陰極端子８とを中間端子１３を用いて接続することにより、２個の電気二重層キャパシタ１０を直列接続しているものである。
【００５４】
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、前記実施の形態１による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、簡単な構成により大容量化を実現することができるという格別の効果を奏するものである。
【００５５】
なお、本実施の形態においては、２個の電気二重層キャパシタ１０を横置きに連結して直列接続した構成を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３個以上の電気二重層キャパシタ１０を横置き、あるいは積み重ねて連結したり、電気的な接続についても、直列接続、あるいは並列接続しても構わないものである。
【００５６】
（実施の形態４）
以下、実施の形態４を用いて、本発明の特に請求項９に記載の発明について説明する。
【００５７】
本実施の形態は、前記実施の形態１で図１〜図６を用いて説明した電気二重層キャパシタに使用される素子を１つのケース内に複数個収容した点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００５８】
図１０（ａ）は本発明の実施の形態４による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図、同図（ｂ）、（ｃ）は同電気二重層キャパシタの蓋を結合する前の状態を示した斜視図と蓋を結合した状態を示した斜視図である。
【００５９】
図１０において、１は素子であり、この素子１は前記実施の形態１で説明した素子１と同様に構成され、陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂが同方向から取り出されているものである。
【００６０】
１４は前記素子１を図示しない電解液と共に収容する上面開放の樹脂製（本実施の形態においては液晶ポリマーを用いた）のケースであり、このケース１４には前記素子１を２個収容するために、２つの素子収容部１４ａが夫々独立して設けられており、これにより独立した２個の電気二重層キャパシタが形成されるようにしているものである。
【００６１】
１５と１７は前記ケース１４の一側面を貫通するようにインサート成型された陽極端子と陰極端子、１６は同様にインサート成型された中間端子であり、前記図５と同様の構成を有している。
【００６２】
陽極端子１５と中間端子１６の接合部に一方の素子１の陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂを接続し、他方の素子１の陽極取り出し部２ｂと陰極取り出し部３ｂを中間端子１６と陰極端子１７の接合部に夫々接続することにより、２個の素子１を直列接続するようにしているものである。
【００６３】
１８は前記ケース１４の上面の開口部を塞ぐように配設されて超音波溶接等の手段によって結合される樹脂製（本実施の形態においては液晶ポリマーを用いた）の蓋であり、この蓋１８をケース１４の上面に結合することによって本実施の形態による電気二重層キャパシタ１９が構成されているものである。
【００６４】
また、図示はしないが、前記蓋１８の裏面（ケース１４側）の一部から内部に向かうように凸部が２箇所に設けられ、２個の素子１を夫々積層方向に圧縮するようにしているのは前記実施の形態１と同様である。
【００６５】
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、前記実施の形態１による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、少ない部品点数と作業工数で大容量化を実現した電気二重層キャパシタを精度良く製造することができるという格別の効果を奏するものである。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、１つのケース１４内に２個の素子１を収容して直列接続した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３個以上の素子１を収容して直列接続、あるいは並列接続しても構わないものである。
【００６７】
（実施の形態５）
以下、実施の形態５を用いて、本発明の特に請求項１１に記載の発明について説明する。
【００６８】
本実施の形態は、前記実施の形態１で図１〜図６を用いて説明した電気二重層キャパシタ、ならびに実施の形態４で図１０を用いて説明した電気二重層キャパシタに使用されるケースに電解液注入用の孔を設けると共に、この電解液注入用の孔にゴム栓を嵌め込んで封止した点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態１、実施の形態４と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００６９】
図１１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態５による電気二重層キャパシタの構成を示した斜視図であり、図１１（ａ）は前記実施の形態１による電気二重層キャパシタ１０に相当する電気二重層キャパシタ２０を示し、図１１（ｂ）は前記実施の形態４による電気二重層キャパシタ１９に相当する電気二重層キャパシタ２１を示す。
【００７０】
図１１において、２２はゴム栓を示し、このゴム栓２２は前記電気二重層キャパシタ２０、２１を構成するケースの側面に図示しない電解液注入用の孔を設け、この電解液注入用の孔を介して図示しない電解液をケース内に注入した後、前記電解液注入用の孔に嵌め込まれることにより封止を行うように構成されたものである。
【００７１】
なお、図示はしないが、図１１（ｂ）の電気二重層キャパシタ２１には２個の素子を収容するための２つの独立した素子収容部が設けられているため、図面の奥側にも同様の電解液注入用の孔が設けられ、かつ、この電解液注入用の孔にゴム栓２２が嵌め込まれて封止されているものである。
【００７２】
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、前記実施の形態１ならびに実施の形態４による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、ケース内に素子を収容して蓋を結合した後に電解液を注入することができるようになるため、ケースに蓋を結合する際の超音波溶接等の作業時に、素子に電解液が含浸されていない状態で作業を行うことができることから、作業が極めて容易になるという格別の効果を奏するものである。
【００７３】
なお、本実施の形態においては、素子１個当たりに１箇所の割合でケースに電解液注入用の孔を設け、この電解液注入用の孔にゴム栓を嵌め込んで封止した例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、素子１個当たりに２箇所以上の電解液注入用の孔をケースに設けたり、あるいは蓋に設けたりしても構わないものである。
【００７４】
（実施の形態６）
以下、実施の形態６を用いて、本発明の特に請求項１３に記載の発明について説明する。
【００７５】
本実施の形態は、前記実施の形態１で図１〜図６を用いて説明した電気二重層キャパシタのケース底面にダミー端子を設けた点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態１と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００７６】
図１２は本発明の実施の形態６による電気二重層キャパシタを底面側から見た状態の斜視図であり、図１２において、２３はケース、２４は陽極端子、２５は陰極端子、２６はダミー端子であり、このダミー端子２６は前記陽極端子２４と陰極端子２５と同様に、ケースの一側面を貫通するようにインサート成型されたものであり、ダミー端子２６は陽極端子２４と陰極端子２５が貫通したケース２３の一側面と相反する側の一側面にインサート成型され、陽極端子２４と陰極端子２５と同様に、ケース２３の外表面に沿って側面から底面へと折り曲げられているものである。
【００７７】
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、前記実施の形態１による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、本実施の形態による電気二重層キャパシタを面実装する際に、基板に対して傾斜することなく安定して搭載できると共に、確実な半田付けを行って高い信頼性を確保す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。
【００７８】
なお、本実施の形態において図１２に示したダミー端子２６は一例であり、ダミー端子２６の形状や数等はこれに限定されるものではなく、面実装時に基板に対して傾斜することなく安定して搭載できるものであれば如何なる形状、数であっても良いものである。
【００７９】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７を用いて、本発明の特に請求項１０、１４に記載の発明について説明する。
【００８０】
本実施の形態は、前記実施の形態４で図１０を用いて説明した電気二重層キャパシタの隣接する素子収容部の間の平面に溝を設けた点、および素子収容部１４ａごとに蓋にて封止した点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態４と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００８１】
図１３は本発明の実施の形態７による電気二重層キャパシタの構成を示した分解斜視図、図１４は同電気二重層キャパシタの蓋を結合した状態を示した斜視図である。
【００８２】
なお、本実施の形態においても前記実施の形態４と同様のケース１４を用いており、素子１を２個収容するための、２つの素子収容部１４ａが夫々独立して設けられている。
【００８３】
２７はケース１４の上面に設けられた溝であり、この溝２７は前記２つの素子収容部１４ａの間の平面を分断するように設けられている。また、溝２７は、ケース１４の一方の端部から、この端部と対向する端部にかけて設けられており、ケース１４の溝２７の両端部にあたる部分は切り欠かれている。すなわち溝２７の両端部はケース１４の短径方向に向けて開放された状態となっている。また、溝２７の断面は断面コの字状に窪んだ形状となっており、その幅は０．４ｍｍ、深さは０．４５ｍｍとなっている。
【００８４】
２８は独立して設けられた２つの素子収容部１４ａをそれぞれ封止する樹脂製（本実施の形態においても実施の形態４と同様に液晶ポリマーを用いた）の蓋である。蓋２８は２つの素子収容部１４ａをそれぞれ独立して封止するようにケース１４の上面の開口部に配設されて、超音波溶接等の手段によって結合される。
【００８５】
また、図示はしないが、図６で示した実施の形態１の蓋９と同様に、前記蓋２８の裏面（ケース１４側）の一部から内部に向かうように凸部が設けられ、ケース１４との結合後に蓋２８は夫々素子１を積層方向に圧縮するようにしている。
【００８６】
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、前記実施の形態４による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、素子収容部１４ａ内の電解液の液漏れの可能性を低減するという効果を有する。
【００８７】
すなわち、複数の素子収容部１４ａをまとめて一枚の蓋にて封止する場合に比べ、本実施の形態による電気二重層キャパシタでは蓋２８にて素子収容部１４ａをそれぞれ独立して封止しているため、素子収容部１４ａ内の封止性を高めることができる。この結果、ケース１４と蓋２８との結合部分からの電解液の液漏れの可能性を低減することができる。
【００８８】
また、本実施の形態の電気二重層キャパシタでは隣接する素子収容部１４ａ間に溝２７が設けられているため、素子１の劣化を低減することができるという効果をさらに有する。
【００８９】
すなわち、何らかの原因によりケース１４と蓋２８との結合部分から素子収容部１４ａ内の電解液が液漏れを起こした場合、隣接する素子収容部１４ａ内にケース１４と蓋２８との結合部分からこの液漏れした電解液が浸入する可能性がある。しかしながら、本実施の形態においては隣接する素子収容部１４ａの間には溝２７が存在するため、この液漏れした電解液は隣接する素子収容部１４ａに到達する前に、溝２７に滴り落ち、溝２７に溜まることになる。
【００９０】
このように本実施の形態の電気二重層キャパシタでは溝２７によって電解液の隣接する素子収容部１４ａ内への浸入を妨げることができ、液漏れに起因する電解液の液絡の可能性を低減することができる。この結果、素子１の劣化を低減させることができる。
【００９１】
特に、隣接する素子収容部１４ａ内の素子１どうしを直列に接続している場合、隣接する素子収容部１４ａの電解液が液絡すると、これら２つの素子１は１つの素子として機能することになる。したがって、通常通りの電圧をかけると、それぞれの素子１に過電圧がかかることになり、素子１の劣化を促進させてしまう恐れがある。したがって本実施の形態の電気二重層キャパシタ１９は、特に素子１どうしを電気的に直列に接続した場合に有効である。
【００９２】
なお、溝２７の形状は本実施の形態においては断面コの字状としたがこれに限られるものではない。例えば、断面が円弧状等の形状の溝であっても同等の効果を得ることができる。また、溝２７に替えて、図１５に示すように隣接する素子収容部１４ａの間に壁２９を設ける構成としてもよい。
【００９３】
この場合も溝２７を設けた場合と同様に、例えば素子収容部１４ａ内の電解液がケース１４と蓋２８との結合部分から液漏れを起こしたとしても、この液漏れした電解液は隣接する素子収容部１４ａへの浸入を壁２９によって妨げられるため、隣接する素子収容部１４ａどうしが液絡を起こす可能性は低減される。この結果、電解液の液絡の可能性は低減され、素子１の劣化を低減させることができる。
【００９４】
（実施の形態８）
本実施の形態は、前記実施の形態３において隣り合う電気二重層キャパシタ１０の陽極端子７と陰極端子８とを中間端子１３を用いて接続したことに対し、この中間端子１３を用いずに外部回路にて素子どうしを電気的に接続する点が異なるものである。これ以外の構成は実施の形態３と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００９５】
図１６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態８による電気二重層キャパシタと、この電気二重層キャパシタを外部回路にて接続する構成を示した斜視図である。図１６（ａ）に示すように、本実施の形態では前記実施の形態３と同様に、電気二重層キャパシタ１０を２個隣接して配設すると共に、この２個の電気二重層キャパシタ１０を超音波溶接、接着等の手段によって機械的に結合している。
【００９６】
ただし、本実施の形態においては前記実施の形態３の中間端子１３は設けておらず、隣接する電気二重層キャパシタ１０の素子どうしは電気的に接続されていない。すなわち、これら電気二重層キャパシタ１０の素子どうしの接続は、外部回路によって行われている。
【００９７】
３０は、素子どうしを接続するための基板であり、２個の電気二重層キャパシタ１０はこの基板３０の上に実装される。基板３０には図１６（ａ）に示されるように電気二重層キャパシタ１０の背面の陽極端子７と陰極端子８の位置に対応して４個のランドパターン３１が設けられている。特に、これら４個のランドパターン３１のうち、中央よりに位置する２個のランドパターン３１は直線状の結合パターン３２にて電気的に接続され、これら２個のランドパターン３１と結合パターン３２とで凹字型の形状を形成している。この構成により、２個のランドパターン３１は電気的に接続されていることになる。そして、２個の電気二重層キャパシタ１０は基板３０に矢印Ｅで示す向きに実装され、図１６（ｂ）で示す状態となる。
【００９８】
図１６（ｂ）で示されるように、電気二重層キャパシタ１０の陽極端子７と陰極端子８はそれぞれ対応した基板３０の４個のランドパターン３１上に配設される。ここで、上述したように中央よりの２個のランドパターン３１は結合パターン３２にて電気的に接続されているため、これら２個のランドパターン３１上に配設した陽極端子７と陰極端子８どうしは電気的に接続されることになる。すなわち、電気二重層キャパシタ１０に夫々収められた素子どうしを直列に接続している。
【００９９】
このように素子どうしを外部回路にて接続した場合であっても、実施の形態３と同様に、実施の形態１による電気二重層キャパシタにより得られる効果に加え、簡単な構成により大容量化を実現することができる。さらに、本実施の形態においては、陽極端子７と陰極端子８が中間端子１３にて接続されず、独立した構成となっているため、ケースに素子を組み込んだ状態で１つ１つの素子の特性を個別に測定、検査することができる。
【０１００】
なお、本実施の形態においては、基板３０により２個の電気二重層キャパシタ１０の素子どうしを接続したが、この方法以外の外部回路にて素子どうしを接続してもよいし、あるいは３個以上の電気二重層キャパシタ１０を連結したり、あるいは素子どうしを並列接続としても構わない。
【０１０１】
また、本実施の形態は、複数の電気二重層キャパシタ１０を連結し、各電気二重層キャパシタ１０に収容された素子を外部回路にて接続したものであるが、これに限られることなく、実施の形態４のように電気二重層キャパシタに使用される素子を１つのケース内に複数個収容した構成であっても、中間端子１６を設けずにこれら複数個の素子を外部回路にて接続することで本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明による電気二重層キャパシタは、簡単な構成によって部品点数と作業工数の削減を図って低コスト化を実現すると共に、小型化と低抵抗化を図ることができるという効果を有し、各種電源のアシスト用分野等として有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１１  素子
２  陽極電極
２ａ、３ａ  集電体
２ｂ  陽極取り出し部
２ｃ、３ｃ  分極性電極層
３  陰極電極
３ｂ  陰極取り出し部
４  帯状のセパレータ
５  巻き止めテープ
５ａ  ステンレススチール
６、１４、２３  ケース
６ａ  段部
７、１５、２４  陽極端子
７ａ、８ａ  接合部
７ｂ、８ｂ  中間電導部
８、１７、２５  陰極端子
９、１８、２８  蓋
９ａ  凸部
１０、１９、２０、２１  電気二重層キャパシタ
１２  シート状のセパレータ
１３、１６  中間端子
１４ａ  素子収容部
２２  ゴム栓
２６  ダミー端子
２７  溝
２９  壁
３０  基板
３１  ランドパターン
３２  結合パターン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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