(57)【要約】【課題】電気二重層キャパシタ及びその製造方法に関する。【解決手段】分離膜と、その分離膜を介して交互に積層された少なくとも一つの第１及び第２の分極性電極とを有する電気二重層セルと、電気二重層セルに対向する第１及び第２の側面にそれぞれ形成された第１の外部電極及び第２の外部電極とを含む電気二重層キャパシタを提供する。第１の分極性電極は、第１の集電層とこれに対向する両面のうち分離膜と向い合う面に形成された第１の活物質層とを含み、第１の外部電極に接続するべく電気二重層セルの第１の側面に延長され、第２の外部電極とは絶縁するべく第２の側面と電気的に分離され、第２の分極性電極は、第２の集電層とこれに対向する両面のうち分離膜と向い合う面に形成された第２の活物質層とを含み、第２の外部電極に接続するべく電気二重層セルの第２の側面に延長され、第１の外部電極とは絶縁するべく第２の側面と電気的に分離される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜と、その分離膜を介して交互に積層された少なくとも一つの第１及び第２の分極性電極とを有する電気二重層セルと、
前記電気二重層セルに対向する第１及び第２の側面にそれぞれ形成された第１の外部電極及び第２の外部電極とを含み、
前記第１の分極性電極は、第１の集電層と、前記第１の集電層に対向する両面のうち前記分離膜と向い合う面に形成された第１の活物質層とを含み、前記第１の外部電極に接続するように前記電気二重層セルの第１の側面に延長され、前記第２の外部電極とは絶縁するように前記第２の側面と電気的に分離され、
前記第２の分極性電極は、第２の集電層と、前記第２の集電層に対向する両面のうち前記分離膜と向い合う面に形成された第２の活物質層とを含み、前記第２の外部電極に接続するように前記電気二重層セルの第２の側面に延長され、前記第１の外部電極とは絶縁するように前記第２の側面と電気的に分離される電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記第１の分極性電極と前記第２の外部電極とが電気的に絶縁するように、前記第１の分極性電極と前記電気二重層セルの第１の側面との間に形成された第１の絶縁部と、
前記第２の分極性電極と前記第１の外部電極とが電気的に絶縁するように、前記第２の分極性電極と前記電気二重層セルの第２の側面との間に形成された第２の絶縁部とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記第１及び第２の分極性電極は、複数であり、
前記電気二重層セルの内部に位置した第１の分極性電極は、それぞれ前記第１の集電層の両面に位置した２個の第１の活物質層を有し、
前記電気二重層セルの内部に位置した第２の分極性電極は、それぞれ前記第２の集電層の両面ともに位置した２個の第２の活物質層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記電気二重層セルの外部表面に位置した第１及び第２の分極性電極は、それぞれ一つの第１及び第２の活物質層を有することを特徴とする請求項３に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記各第１及び第２の分極性電極と前記各分離膜とは、前記電気二重層セルの側面のうち前記第１及び第２の側面を除いた他の側面に露出することを特徴とする請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記電気二重層セルは、直方体構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項７】
複数（ｎ個：ここで、ｎは正の整数）の電極シートの少なくとも一面に複数のキャパシタのための複数の活物質層を形成して、前記各電極シートに複数の分極性電極を設けるステップと、
前記電極シートのうち前記複数の活物質層のそれぞれの一面に隣接した部分を除去して、各分極性電極に対応する複数のオープン領域を形成するステップと、
隣接した電極シートの複数の活物質層がそれぞれ向い合いながら、その間に分離膜が位置するように、前記分離膜と前記複数の電極シートとを積層することによって、複数の電気二重層セルを有する積層体を形成するステップ（前記電極シートは、積層された手順に従って、２ｎ番目の電極シートと、２ｎ−１番目の電極シートとに区分され、前記２ｎ番目の電極シートに形成された各オープン領域は前記電気二重層セルの第１の角部に連結されるように位置し、前記２ｎ−１番目の電極シートに形成された各オープン領域は前記電気二重層セルの第２の角部に連結されるように位置する）と、
前記積層体を各複数の電気二重層セル単位に切断するステップと、
前記第１及び第２の角部にそれぞれ延長した前記切断された電気二重層セルの第１及び第２の側面に第１及び第２の外部電極を形成するステップとを含み、
前記２ｎ−１番目の電極シートから得られた分極性電極は、前記第１の外部電極に連結され、前記２ｎ番目の電極シートから得られた分極性電極は、前記第２の外部電極に連結される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８】
前記複数のオープン領域を形成するステップと、前記積層体を形成するステップとの間に、前記複数のオープン領域のそれぞれに絶縁物質を充填して絶縁部を形成するステップをさらに含み、
前記２ｎ番目の電極シートに形成された各絶縁部は、前記電気二重層セルの第１の外部電極と、前記２ｎ番目の電極シートから得られた分極性電極とを電気的に絶縁させ、前記２ｎ−１番目の電極シートに形成された各絶縁部は、前記電気二重層セルの第２の外部電極と、前記２ｎ−１番目の電極シートから得られた分極性電極とを電気的に絶縁させることを特徴とする請求項７に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項９】
前記分極性電極は、３個以上であり、
前記積層体の内部に位置した電極シートの活物質層は、その電極シートの両面にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項７または８に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項１０】
前記積層体の外部表面に位置した電極シートの活物質層は、その電極シートの一面のみに形成されたことを特徴とする請求項９に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項１１】
前記切断するステップは、前記各分極性電極と前記各分離膜とが前記電気二重層セルの側面のうち前記第１及び第２の側面を除いた他の側面に露出するように前記積層体を切断するステップであることを特徴とする請求項７または８に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項１２】
前記切断された電気二重層セルは、直方体構造であることを特徴とする請求項７または８に記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【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に関するもので、特に、厚み制御が容易なチップ構造を有しながら高エネルギー密度と、超低ＥＳＲ特性とを有することができる電気二重層キャパシタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報通信機器のような各種電子製品において、安定したエネルギーの供給は重要な要素となっている。一般的に、このような機能は、キャパシタ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）によって行われる。即ち、キャパシタは、情報通信機器及び各種電子製品の回路で電気を蓄積して放出する機能をし、回路内の電気の流れを安定化させる役割を果たす。
【０００３】
しかし、一般的なキャパシタは、充放電時間が非常に短くて寿命が長く、出力密度は高いがエネルギー密度が小さいため、保存装置として使用するには限界がある。このような限界を克服するために、最近では、充放電時間が短い上に出力密度の高い電気二重層キャパシタのような新しい範疇のキャパシタが開発されており、二次電池と共に次世代エネルギー装置として脚光を浴びている。
【０００４】
電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）は、極性が互いに異なる一対の電荷層（電極層）を用いるエネルギー保存装置であって、継続的な充放電ができ、一般的な他のキャパシタに比べてエネルギー効率と出力とが高く、かつ耐久性及び安全性に優れているという長所がある。
【０００５】
電気二重層キャパシタの基本的な構造は、多孔性電極のように表面積が相対的に大きい活物質層と集電体とを有する分極性電極（ｐｏｌａｒｉｚａｂｌｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、電解質（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ）及び分離膜（ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を含む。単位セル電極の両端に数ボルトの電圧を加え、電解液内のイオンが電場に沿って移動し、電極表面に吸着されて発生する電気化学的メカニズムを作動原理とする。
【０００６】
現在、常用化された電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）は、大きく２種類、即ち、巻回型構造とコイン型構造に分類することができる。
【０００７】
巻回型電気二重層キャパシタは、活性炭のような活物質層がコーティングされた集電体と分離膜である絶縁紙とを共に環状に巻いて製造した形態であり、コイン型電気二重層キャパシタは、活性炭電極と絶縁紙とをパンチングして、コイン型のメタルケースに入れて製造した形態である。
【０００８】
このような従来の構造は、高エネルギー密度と低ＥＳＲとを優先的に具現しなければならない。つまり、高エネルギー密度のために大面積化が求められるが、これを実現する過程が複雑であり、別途の外部端子を連結して各単位セルで集電する構造であるため、抵抗が大きくなって低ＥＳＲ特性を具現することが困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためのものであって、その目的は、電極の大面積化を通じた高エネルギー密度と、低ＥＳＲ特性とを具現することができる電気二重層キャパシタを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、高エネルギー密度と、低ＥＳＲ特性とを有しながら、より簡素化された工程で具現可能な電気二重層キャパシタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の技術的課題を実現するために、本発明の一側面は、分離膜と、その分離膜を介して交互に積層された少なくとも一つの第１及び第２の分極性電極とを有する電気二重層セルと、上記電気二重層セルに対向する第１及び第２の側面にそれぞれ形成された第１の外部電極及び第２の外部電極とを含む電気二重層キャパシタを提供する。
【００１２】
また、上記第１の分極性電極は、第１の集電層と、上記第１の集電層に対向する両面のうち上記分離膜と向い合う面に形成された第１の活物質層とを含み、上記第１の外部電極に接続するように上記電気二重層セルの第１の側面に延長され、上記第２の外部電極とは絶縁するように上記第２の側面と電気的に分離され、上記第２の分極性電極は、第２の集電層と、上記第２の集電層に対向する両面のうち上記分離膜と向い合う面に形成された第２の活物質層とを含み、上記第２の外部電極に接続するように上記電気二重層セルの第２の側面に延長され、上記第１の外部電極とは絶縁するように上記第２の側面と電気的に分離される。
【００１３】
好ましくは、上記第１の分極性電極と上記第２の外部電極とが電気的に絶縁するように、上記第１の分極性電極と上記電気二重層セルの第１の側面との間に形成された第１の絶縁部と、上記第２の分極性電極と上記第１の外部電極とが電気的に絶縁するように、上記第２の分極性電極と上記電気二重層セルの第２の側面との間に形成された第２の絶縁部とをさらに含むことができる。
【００１４】
好ましくは、上記第１及び第２の分極性電極は、複数であり、上記電気二重層セルの内部に位置した第１の分極性電極は、それぞれ上記第１の集電層の両面に位置した２個の第１の活物質層を有し、上記電気二重層セルの内部に位置した第２の分極性電極は、それぞれ上記第２の集電層の両面ともに位置した２個の第２の活物質層を有することができる。
【００１５】
この場合、上記電気二重層セルの外部表面に位置した第１及び第２の分極性電極は、それぞれ一つの第１及び第２の活物質層を有することができる。
【００１６】
特定の実施形態において、上記各第１及び第２の分極性電極と上記各分離膜とは、上記電気二重層セルの側面のうち上記第１及び第２の側面を除いた他の側面に露出するように形成することができる。上記電気二重層セルは、通常のチップ構造である直方体構造であることができる。
【００１７】
また、本発明の他の側面は、複数（ｎ個：ここで、ｎは正の整数）の電極シートの少なくとも一面に複数のキャパシタのための複数の活物質層を形成して、上記各電極シートに複数の分極性電極を設けるステップと、上記電極シートのうち上記複数の活物質層のそれぞれの一面に隣接した部分を除去して、各分極性電極に対応する複数のオープン領域を形成するステップと、隣接した電極シートの複数の活物質層がそれぞれ向い合いながら、その間に分離膜が位置するように、上記分離膜と上記複数の電極シートとを積層することによって、複数の電気二重層セルを有する積層体を形成するステップ（上記電極シートは、積層された手順に従って、２ｎ番目の電極シートと、２ｎ−１番目の電極シートとに区分され、上記２ｎ番目の電極シートに形成された各オープン領域は上記電気二重層セルの第１の角部に連結されるように位置し、上記２ｎ−１番目の電極シートに形成された各オープン領域は上記電気二重層セルの第２の角部に連結されるように位置する）と、上記積層体を各複数の電気二重層セル単位に切断するステップと、上記第１及び第２の角部にそれぞれ延長した上記切断された電気二重層セルの第１及び第２の側面に第１及び第２の外部電極を形成するステップとを含む電気二重層キャパシタの製造方法を提供する。
【００１８】
ここで、上記２ｎ−１番目の電極シートから得られた分極性電極は、上記第１の外部電極に連結され、上記２ｎ番目の電極シートから得られた分極性電極は、上記第２の外部電極に連結される。
【００１９】
好ましくは、上記複数のオープン領域を形成するステップと、上記積層体を形成するステップとの間に、上記複数のオープン領域のそれぞれに絶縁物質を充填して絶縁部を形成するステップをさらに含み、上記２ｎ番目の電極シートに形成された各絶縁部は、上記電気二重層セルの第１の外部電極と、上記２ｎ番目の電極シートから得られた分極性電極とを電気的に絶縁させ、上記２ｎ−１番目の電極シートに形成された各絶縁部は、上記電気二重層セルの第２の外部電極と、上記２ｎ−１番目の電極シートから得られた分極性電極とを電気的に絶縁させることができる。
【００２０】
好ましくは、上記分極性電極は、３個以上であり、上記積層体の内部に位置した電極シートの活物質層は、その電極シートの両面にそれぞれ形成されることができる。この場合、上記積層体の外部表面に位置した電極シートの活物質層は、その電極シートの一面のみに形成されることができる。
【００２１】
特定の実施形態において、上記切断するステップは、上記各分極性電極と上記各分離膜とが上記電気二重層セルの側面のうち上記第１及び第２の側面を除いた他の側面に露出するように上記積層体を切断するステップであることができる。
【００２２】
また、上記切断した電気二重層セルは、直方体構造であることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、分極性電極及び分離膜をそれぞれシートとして用いて製造するため、電気二重層キャパシタを、最終製品の厚み制御に容易なチップ状の製品として提供可能であるだけでなく、量産性と作業効率とを大きく向上させることができる。
【００２４】
また、分極性電極及び分離膜の厚み制御ができるため、ＥＳＲの主要制御因子である集電体を、ＭＬＣＣのような通常のチップの側面外部電極と類似した形状に大面積化することができ、その外部電極を活物質層に隣接するように位置させる構造が可能であるため、ＥＳＲをより大きく低めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による電気二重層キャパシタに採用可能な電気二重層セルの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタに採用可能な電気二重層セルを示す側面図である。
【図３】図２に示した電気二重層セルを採用した電気二重層キャパシタを示す斜視図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法の一部工程であり、積層体の外部表面に位置する、分極性電極のための電極シートを設ける工程を説明するためのステップ別斜視図である。
【図５】図４（ｃ）に示した電極シートを示す側断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法の他の一部工程であり、積層体の内部に位置する、分極性電極のための電極シートを設ける工程を説明するためのステップ別斜視図である。
【図７ａ】図６（ａ）に示した電極シートを示す側断面図である。
【図７ｂ】図６（ｃ）に示した電極シートを示す側断面図である。
【図８ａ】本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法のうち積層体を形成する工程を示す斜視図である。
【図８ｂ】本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法のうち積層体を加圧する工程、及び切断する工程を示す斜視図である。
【図８ｃ】図８ｂの切断工程によって得られた電気二重層セルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態を詳しく説明する。
【００２７】
図１は、本発明の電気二重層キャパシタに採用可能な電気二重層セルの一例を示す斜視図である。
【００２８】
図１を参照すると、上記電気二重層セル１１は、分離膜１５と、その分離膜１５を介して積層された第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂとを有する。上記分離膜１５は、セルロースのような短繊維または複合纎維、あるいはパルプ材質のようにイオン透過が可能な絶縁物質であることができる。
【００２９】
上記第１の分極性電極１４ａは、第１の集電層１２ａと、上記第１の集電層１２ａに対向する両面のうち上記分離膜１５と向い合う面に形成された第１の活物質層１３ａとを含む。これと同様に、上記第２の分極性電極１４ｂは、第２の集電層１２ｂと、上記第２の集電層１２ｂに対向する両面のうち上記分離膜１５と向い合う面に形成された第２の活物質層１３ｂとを含む。
【００３０】
このような配列においては、上記分離膜１５は、異なる両極性の分極性電極１４ａ、１４ｂの活物質層１３ａ、１３ｂの間に位置して、その向い合う両活性層１３ａ、１３ｂを互いに分離させる。
【００３１】
上記第１及び第２の集電層１２ａ、１２ｂは、アルミニウムＡｌのように電気的伝導性の高い金属であってもよい。上記第１及び第２の活物質層１３ａ、１３ｂは、活性炭のように比表面積の高い活物質であってもよい。
【００３２】
また、図１に示すように、上記第１の分極性電極１４ａは、上記電気二重層セル１１の第１の側面に延長され、反対側に位置した第２の側面とは電気的に分離される。これと同様に、上記第２の分極性電極１４ｂは、上記電気二重層セル１１の第２の側面に延長され、上記第１の側面とは電気的に分離される。
【００３３】
ここで、それぞれ第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂと当該分極性電極が連結されない側面との間に絶縁部１６を形成する。
【００３４】
本実施形態において、上記電気二重層セル１１の第１及び第２の側面は、完全な電気二重層キャパシタのための外部電極が形成される面として理解することができる。従って、上記の絶縁部による分離構造は、形成される外部電極により、上記第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂが接続することを防ぐことができる。
【００３５】
本実施形態と異なって、上記絶縁部１６を用いなくても、当該側面から分極性電極を空間的に離隔するように形成して、電気的絶縁を保つことはできるが、本実施形態のように、上記第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂの側面との分離は、上記絶縁部１６により効率よく具現することができ、チップ全体の厚みの均一性とさらに安定してショートを防止するためには、本実施形態のように絶縁部１６を用いて電気的に絶縁させることが好ましい。
【００３６】
上記各第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂと、上記各分離膜１５とは上記電気二重層セル１１の側面のうち上記第１及び第２の側面を除いた他の側面に露出するように形成することができる。このような露出した側面によって、上記第１及び第２の活物質層１３ａ、１３ｂと分離膜１５とは、電解液に適宜に浸漬されることができる。
【００３７】
また、図１に示すように、上記電気二重層セル１１は、通常のチップ構造のような直方体構造であってもよく、第１及び第２の分極性電極１４ａ、１４ｂが選択的に延長された対向する両側面に外部電極が形成され、積層型チップキャパシタＭＬＣＣのような構造であってもよい。
【００３８】
図１に示した電気二重層セル１１は、本発明による電気二重層キャパシタを構成するための最小の単位セルとして理解することができる。実際、高エネルギー密度を得るために、各セルによって具現されたキャパシタ要素が並列に連結された多層セル構造に形成することができる。このような形態は、図２及び図３に示している。
【００３９】
図２は、本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタに採用可能な電気二重層セルを示す側面図であり、図３は、図２に示した電気二重層セルを採用した電気二重層キャパシタを示す斜視図である。
【００４０】
図２に示した電気二重層セル２１は、分離膜２５と、その分離膜２５を介して積層された第１の分極性電極２４ａ、３４ａと、第２の分極性電極２４ｂ、３４ｂとを有する。
【００４１】
本実施形態において、上記第１の分極性電極２４ａ、３４ａと上記第２の分極性電極２４ｂ、３４ｂとは、それぞれ複数備えられ、交互に積層された形態を有する。このような積層構造においては、各分極性電極の位置により、隣接した他の分極性電極の数が異なる。即ち、図２に示すように、外部表面に位置する第１及び第２の分極性電極２４ａ、２４ｂは、一つの他の極性の分極性電極と隣接するため、一面に限って活物質層２３ａ、２３ｂが形成されることに対し、内部に位置する第１及び第２の分極性電極３４ａ、３４ｂは、両面に他の極性の分極性電極が位置するため、両面にそれぞれ活物質層３３ａ、３３ｂを形成する必要がある。
【００４２】
具体的に、外部表面に位置する第１及び第２の分極性電極２４ａ、２４ｂは、図１に説明された形態のように、第１及び第２の集電層２２ａ、２２ｂと、上記第１及び第２の集電層２２ａ、２２ｂに対向する両面のうち上記分離膜２５と向い合う一面に形成された第１及び第２の活物質層２３ａ、２３ｂとを含む。
【００４３】
これと異なって、内部に位置する第１及び第２の分極性電極３４ａ、３４ｂは、第１及び第２の集電層３２ａ、３２ｂに対向する両面が上記分離膜２５と向い合うため、その両面ともに第１及び第２の活物質層３３ａ、３３ｂが形成される。
【００４４】
このような積層構造において、各集電層２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂに設けられた全ての活物質層２３ａ、２３ｂ、３３ａ、３３ｂは、分離膜２５により分離され、それぞれのキャパシタセルとして作用することができる。
【００４５】
勿論、必要に応じて外部表面に位置した分極性電極は、内部に位置した分極性電極と同一の構造、即ち、両面に活物質層が形成された集電層構造に変更することができる。
【００４６】
この場合、最外部表面に位置した活物質層は、キャパシタとしては寄与できないが、同一の構造シートを用いて作業が行われるため、より効率的な工程を期待することができる。
【００４７】
本実施形態においても、上記第１及び第２の分極性電極２４ａ、３４ａは、上記電気二重層セル２１の第１の側面に延長されるが、反対側に位置した第２の側面とは、絶縁部２６によって電気的に分離される。これと同様に、上記第２の分極性電極２４ｂ、３４ｂは、上記電気二重層セル２１の第２の側面に延長されるが、上記第１の側面とは絶縁部２６によって電気的に分離される。
【００４８】
図２に示した電気二重層セル２１は、第１及び第２の分極性電極２４ａ、３４ａ及び２４ｂ、３４ｂが上記絶縁部２６によって選択的に露出した対向する２個の側面を有する。
【００４９】
図３に示すように、上記２個の側面にそれぞれ第１及び第２の外部電極２９ａ、２９ｂが形成されることによって、電気二重層キャパシタ２０を具現することができる。本構造は、ＭＬＣＣのような通常のチップ構造として理解することができ、図示のように直方体構造で提供することができる。上記第１及び第２の外部電極２９ａ、２９ｂは、無電解メッキまたは印刷のような公知の工程を利用して形成することができる。
【００５０】
本実施形態において、第１及び第２の外部電極２９ａ、２９ｂが部分的に上下面に延長した形態を有する場合は、所望しないショートを防止するために、絶縁部の幅ｄ１を越えないことが好ましい。
【００５１】
このような電気二重層セルは、予め設けられた、所定の厚みを有するシートを用いて製造することによって、最終製品の厚みを均一に制御することができ、ＥＳＲを低減することができる。また、上記の実施形態で示した電気二重層キャパシタは、シートを用いて製造することができるため、大量生産をより容易に実現することができる。
【００５２】
本発明による電気二重層キャパシタの製造方法の一例を図４乃至図８を参照して説明する。
【００５３】
先ず、図４及び図６に示した工程のように、分極性シートを設ける工程を実施する。
【００５４】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法の一部工程であって、積層体の外部表面に位置する、分極性電極のための電極シートを設ける工程を示す。
【００５５】
図４（ａ）に示すように、集電層のための電極シート４２上に複数のキャパシタのための複数の活物質層４３を一定の間隔で形成し、上記電極シート４２に複数の分極性電極を設ける。
【００５６】
これに限らず、上記電極シート４２はアルミニウムＡｌ箔であってもよく、上記活物質層４３は活性炭であってもよい。上記活物質層４３は、活性炭を溶媒と混合し、ペースト状で印刷して形成してもよいが、予め製造されたシート状で付着する方式で形成してもよい。
【００５７】
次いで、図４（ｂ）のように、上記電極シート４２のうち上記複数の活物質層４３のそれぞれの一面に隣接した部分を除去して、各分極性電極に対応する複数のオープン領域Ｐを形成する。
【００５８】
図１及び図２を参照して説明したように、電気二重層セルにおいて、分極性電極が一側面には連結され、他側面には連結されないようにするための構成要素である。このような工程は、公知のパンチング工程を利用して行うことができる。
【００５９】
勿論、上記オープン領域Ｐのみで物理的に他側面と離隔させて絶縁を図ることもできるが、好ましくは、より安定した電気的絶縁と共にチップ全体の表面で厚みのばらつきを減少するために、図４（ｃ）に示すように、複数のオープン領域Ｐに絶縁物質を充填させ、絶縁部４６を形成する工程を実施することができる。
【００６０】
図４（ｃ）に示した工程においては、オープン領域Ｐのみに絶縁物質を充填させた形態が示されているが、必要に応じて、スクリーン印刷工程を利用してオープン領域Ｐを充填すると同時に、活物質層４３の形成領域を除いた電極シート４２の残りの領域に絶縁物質を塗布する方式で行うことができる。図５は、上記絶縁部４６を有する分極性電極４４が設けられた電極シートにおけるＡ−Ａ’線の側断面図である。図示のように、絶縁部４６の厚みを分極性電極４４の厚み、即ち、活性炭４３と電極シート４２との総厚みと類似した厚みを有するように形成することができる。
【００６１】
図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、本発明の一実施形態による電気二重層キャパシタの製造方法の他の一部工程であって、積層体の内部に位置する、分極性電極のための電極シートを示す。即ち、本工程においては、電極シートの両面に活物質層を形成する例である。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、集電層のための電極シート５２の両面に複数のキャパシタのための複数の活物質層５３を一定の間隔で形成し、上記電極シート５２に複数の分極性電極を設ける。図７ａに示した側断面図Ｂ１−Ｂ１’のように、両面に形成された活物質層５３は、電極シート５２を介してそれぞれ対応する領域に位置する。
【００６３】
次に、図６（ｂ）のように、上記電極シート５２のうち上記複数の活物質層５３のそれぞれの一面に隣接した部分を除去して、各分極性電極に対応する複数のオープン領域Ｐを形成する。このような工程は、公知のパンチング工程を利用して行うことができる。
【００６４】
次いで、図６（ｃ）に示すように、複数のオープン領域Ｐに絶縁物質を充填させることができる。絶縁物質を充填させた形態が示されているが、必要に応じて、スクリーン印刷工程を利用してオープン領域Ｐを充填すると同時に、活物質層５３の形成領域を除いた電極シート５２の残りの領域に絶縁物質を塗布する方式で行うことができる。
【００６５】
図７ｂは、上記絶縁部４６を有する分極性電極５４が設けられた電極シートにおけるＢ２−Ｂ２’線の側断面図である。図示のように、絶縁部４６の厚みを分極性電極５４の厚み、即ち、両側の活性炭層５３と電極シート５２との総厚みと類似した厚みを有するように形成することができる。
【００６６】
次いで、図８ａに示すように、図４及び図６に示した工程で設けられた複数の電極シート４２、５２と分離膜４５とを積層して加圧し、図８ｂに示すように、電気二重層セルのための積層体６１を形成する。外部表面に位置した２個の電極シート４２は図４（ｃ）に示した電極シートであり、内部に位置する複数の電極シート５２は図６（ｃ）に示したシートである。
【００６７】
本積層工程において、隣接した電極シート４２、５２の複数の活物質層４３、５３がそれぞれ向い合いながら、その間に上記分離膜４５が位置するように配列する。また、各分極性電極４４、５４の極性を区分するために、交互に異なる一側に連結されるように各電極シート４２、５２の配列方向を決める。
【００６８】
より具体的に、本工程に使用された電極シート４２、５２を、積層された順に従って、２ｎ番目の電極シートと２ｎ−１番目の電極シートとに区分する場合、上記２ｎ番目の電極シートに形成された各絶縁部４６は上記電気二重層セルの第１の角部に連結されるように位置し、上記２ｎ−１番目の電極シートに形成された各絶縁部４６は上記電気二重層セルの第２の角部に連結されるように位置する。
【００６９】
ここで、第１及び第２の角部とは、切断されたセルでそれぞれ第１及び第２の側面に当たる部分を称する。また、配列方向を説明するために絶縁部を基準として説明したが、絶縁部を形成せずオープン領域のみで絶縁する場合は、上記配列方向に対する説明における「絶縁部」を「オープン領域」に代替して同様に適用することができる。
【００７０】
本工程は、図２に当たる多層構造の電気二重層セルを得るための例で説明しているが、必要に応じて、図１に示した基本単位を得ようとする時は、図４（ｂ）に示した電極シート４２の活物質層４３の間に分離膜４５を配置させた積層体を形成する工程に代替することができる。
【００７１】
但し、３個以上の電極シートを用いる場合は、内部に位置する電極シートが存在し、このような内部電極シートは、両面に位置した電極シートの活物質層と向い合うため、図６（ｃ）に示した電極シート５２のように、両面に活物質層５３が形成された形態を使用する。
【００７２】
次いで、図８ｂに示すように、切断線Ｃに沿って各積層体６１を切断することによって、図８ｃに示した電気二重層セル（本例では６個）を得ることができる。図８ｂに示した形態は、図２で説明した電気二重層セルのような構造として理解することができる。
【００７３】
図８ｂに示した電気二重層セル６１の両側面に外部電極を形成し、図３に示した形態のような電気二重層キャパシタを製造することができる。ここで外部電極が形成された側面は、絶縁部４６によって、電極極性により選択的に露出するため、各極性の分極性電極が同一の極性の外部電極に連結することができる。
【００７４】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された請求範囲によって限定される。従って、請求範囲に記載の本発明の技術的思想を外れない範囲内において様々な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者には自明である。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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