(57)【要約】【課題】全体のサイズを大きくすることなく、水分の浸入や電解液の漏液を防止することができ、動作が長期的に安定する構造の電気二重層キャパシタを提供する。【解決手段】電気二重層キャパシタ１は、端子２１，２２が各々配設され電解液４が含浸されたキャパシタ素子２と、端子２１，２２が各々挿通される貫通穴６ｃが第１面６ａと第２面６ｂとに形成された封口体６と、第１面６ａと第２面６ｂとのいずれかないしは両方を覆う高分子フィルム７と、キャパシタ素子２と封口体６と高分子フィルム７とが収納された有底形状のケース５とを備え、封口体６と高分子フィルム７とに端子２１，２２が各々挿通されており、ケース５の開口側において、ケース５の成形加工によって封口体６がケース５に支持固定されている構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子が配設され電解液が含浸されたキャパシタ素子と、前記端子が挿通される貫通穴が第１面と第２面とに形成された封口体と、前記第１面と前記第２面とのいずれかないしは両方を覆う高分子フィルムと、前記キャパシタ素子と前記封口体と前記高分子フィルムとが収納された有底形状のケースとを備え、
前記封口体と前記高分子フィルムとに前記端子が各々挿通されており、
前記ケースの開口側が成形加工されていることによって前記封口体が前記ケースに支持固定されていること
を特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記第１面と前記第２面とのいずれかないしは両方において、前記封口体と前記高分子フィルムとの間に隙間が設けられていること
を特徴とする請求項１記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記ケースの前記開口側が成形加工されていることによって前記高分子フィルムが前記ケースに支持固定されていること
を特徴とする請求項１または２記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記高分子フィルムが前記封口体の側面に延設されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記高分子フィルムはチューブ形状であり、前記第１面と前記第２面との両方が前記高分子フィルムに覆われていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記高分子フィルムは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アラミド、フッ素樹脂のいずれか１種以上からなること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項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、電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタ（EDLC: Electrical Double Layer Capacitor）は、アルミ電解コンデンサ等と比較して大容量でありながら急速充放電が可能である等の特徴を有しており、近年、特に注目されているデバイスである。電気二重層キャパシタは、電解液に浸した電極の表面にイオンを吸着させ、電気二重層を形成することで電荷を蓄える構造となっている。
【０００３】
円筒型の電気二重層キャパシタは、端子が配設され電解液が含浸されたキャパシタ素子と、ゴム組成物からなる封口体と、前記キャパシタ素子と前記封口体とが収納された有底形状のケースとを備え、ケースの開口端部に、曲げ加工やカシメ加工等の成形加工が施されて封口された構造である。円筒型の電気二重層キャパシタは、基板実装が容易であることなどから普及している。以下、円筒型の電気二重層キャパシタを、単に電気二重層キャパシタと称する場合がある。
【０００４】
端子が配設され電解液が含浸されたキャパシタ素子がケースに封入されたキャパシタのうち、アルミ電解コンデンサにおいては、電解液のドライアップが課題となっており、内部からの気体の透過を防止する目的で、封口体に接着剤を介して樹脂フィルムを貼り付けたものが提案されている（特許文献１：特開２００９−０８８２７８号公報、特許文献２：特開２０１１−１４６４９４号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０８８２７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４６４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気二重層キャパシタにおいては、封口体を通過して、外部から水分が浸入し、水分の浸入によって電解液中でＯＨ-イオンが発生して性能が劣化することや、電解液が外部に漏液することが課題となっている。この課題に対して、例えば、封口体を厚くすることで、水分の浸入や電解液の漏液を抑えることはできる。しかし、封口体を厚くすると、全体の高さ寸法が大きくなるため使い勝手が悪くなり、また、封口体及びケースの材料コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
特許文献１と特許文献２に記載のアルミ電解コンデンサの封口技術を、仮に、電気二重層キャパシタに適用しようとすると、ケース内部からの気体の透過性が低下する弊害があり、ケース内部の圧力上昇によって封口体が変形してしまう。樹脂フィルムは封口体に接着され一体化しているため、封口体の変形量が大きくなると、樹脂フィルムが封口体の変形に追従できなくなり、樹脂フィルムに亀裂が生じ、場合によっては封口体にも亀裂が生じる。樹脂フィルムや封口体に亀裂が生じると、水分の浸入や電解液の漏液を抑えることができなくなり、性能が劣化するという品質上の問題が生じる。また、封口体に接着剤を介して樹脂フィルムを貼り付ける等の接着作業が必要となるので、製造コストや製造時間が増大するという製造上の問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、全体のサイズを大きくすることなく、水分の浸入や電解液の漏液を防止することができ、動作が長期的に安定する構造の電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
【０００９】
一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。
【００１０】
本発明の電気二重層キャパシタは、端子が配設され電解液が含浸されたキャパシタ素子と、前記端子が挿通される貫通穴が第１面と第２面とに形成された封口体と、前記第１面と前記第２面とのいずれかないしは両方を覆う高分子フィルムと、前記キャパシタ素子と前記封口体と前記高分子フィルムとが収納された有底形状のケースとを備え、前記封口体と前記高分子フィルムとに前記端子が各々挿通されており、前記ケースの開口側が成形加工されていることによって前記封口体が前記ケースに支持固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の電気二重層キャパシタの製造方法は、端子を配設しキャパシタ素子を作製する素子作製ステップと、前記キャパシタ素子に電解液を含浸する含浸ステップと、前記端子が挿通される貫通穴が第１面と第２面とに形成された封口体と、前記第１面と前記第２面とのいずれかないしは両方を覆う高分子フィルムとに、前記端子を各々挿通する挿通ステップと、前記キャパシタ素子を有底形状のケースに収納する素子収納ステップと、前記ケースの開口側を成形加工して前記封口体を前記ケースにて支持固定する封口ステップと、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、全体のサイズを大きくすることなく、封口体と高分子フィルムとの両方で水分の浸入や電解液の漏液を効果的に防止することができる。そして、第１面と第２面とのいずれかないしは両方において、高分子フィルムは封口体を覆いつつ封口体と接離可能な配置構成となっているので、もし、ケース内部の圧力上昇等によって封口体が変形したとしても、高分子フィルムは、封口体に追従して変形することがないので、高分子フィルムに亀裂が生じることはなく、動作が長期的に安定する。また、封口体と高分子フィルムとの接着作業がないので、接着作業を行う場合と比較して製造コストや製造時間を抑えることができる。
【００１３】
ここで、前記成形加工は、前記ケースの開口側に塑性変形を与える加工を指しており、例えば、曲げ加工、カシメ加工、絞り加工が挙げられる。前記ケースの開口側は、前記キャパシタ素子が配設されておらず、前記封口体と前記高分子フィルムとが配設されている。そして、前記封口体は、前記ケースの開口側が成形加工されていることによって前記ケースに支持固定されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電気二重層キャパシタ及びその製造方法によれば、全体のサイズを大きくすることなく、封口体と高分子フィルムとを別個の部品としつつ、封口体と高分子フィルムとの両方で水分の浸入や電解液の漏液を効果的に防止することができ、尚且つ、もし、ケース内部の圧力上昇等によって封口体が変形したとしても、高分子フィルムは、封口体に追従して変形することがないので、高分子フィルムに亀裂が生じることはなく、封口体にも亀裂が生じることはないため、動作が長期的に安定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態の電気二重層キャパシタの概略構造を示す部分断面図である。
【図２】図２は第１の実施形態の電気二重層キャパシタの概略の底面図である。
【図３】図３Ａは第１の実施形態に係る高分子フィルムの概略の正面図であり、図３Ｂは第１の実施形態に係る高分子フィルムの概略の平面図である。
【図４】図４Ａは第１の実施形態に係る端子の概略の正面図であり、図４Ｂは第１の実施形態に係る端子の概略の側面図である。
【図５】図５は第１の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子の端子を封口体と高分子フィルムとに各々挿通した状態の図である。
【図６】図６は第１の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、ケースをカシメ加工した状態の図である。
【図７】図７は第１の実施形態の電気二重層キャパシタの他の例の製造途中の状態を示す断面図であり、ケースをカシメ加工した状態の図である。
【図８】図８Ａは本発明の第２の実施形態の電気二重層キャパシタに係る高分子フィルムの概略の正面図であり、図８Ｂは第２の実施形態に係る高分子フィルムの概略の平面図である。
【図９】図９は第２の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子の端子を封口体と高分子フィルムとに各々挿通した状態の図である。
【図１０】図１０は第２の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、ケースをカシメ加工した状態の図である。
【図１１】図１１は第２の実施形態の電気二重層キャパシタの他の例の製造途中の状態を示す断面図であり、ケースをカシメ加工した状態の図である。
【図１２】図１２Ａは本発明の第３の実施形態の電気二重層キャパシタに係る高分子フィルムの概略の正面図であり、図１２Ｂは第３の実施形態に係る高分子フィルムの概略の平面図である。
【図１３】図１３は第３の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子の端子を封口体と高分子フィルムとに各々挿通した状態の図である。
【図１４】図１４は第３の実施形態の電気二重層キャパシタの製造途中の状態を示す断面図であり、ケースをカシメ加工した状態の図である。
【図１５】図１５は本発明に係る電気二重層キャパシタの製造手順を示すフローチャート図である。
【図１６】図１６は第１の実施形態に係る実施例１と比較例１とについて、電気二重層キャパシタにおける水分濃度変化率を比較して示すグラフ図である。
【図１７】図１７は第１の実施形態に係る実施例１と比較例１と比較例２とについて、電気二重層キャパシタにおける製品の膨れを比較して示すグラフ図である。
【図１８】図１８は第１の実施形態に係る実施例２と比較例１とについて、電気二重層キャパシタにおける水分濃度変化率を比較して示すグラフ図である。
【図１９】図１９は第１の実施形態に係る実施例２と比較例１と比較例３とについて、電気二重層キャパシタにおける製品の膨れを比較して示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、第１の実施形態の電気二重層キャパシタ１の例を示す概略図であり、部分断面図である。図２は、電気二重層キャパシタ１の概略の底面図である。電気二重層キャパシタ１は、集電体上に活性炭粉末を含んだペーストを塗布した構成の電極箔のうち、正極箔に端子２１が配設され、負極箔に端子２２が配設され、正極箔と負極箔の間にセパレータを挟み、両電極箔を隔離して巻回したものに、減圧等によって電解液４を含浸したキャパシタ素子２と、キャパシタ素子２と封口体６と高分子フィルム７とが収納された有底形状のケース５とを備える。
【００１７】
ここで、電気二重層キャパシタ１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。電気二重層キャパシタ１を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１８】
図１の例では、ケース５の開口側の側面に横絞り部５４が形成され、且つ、開口端部５５が曲げられている。ケース５の開口側は、キャパシタ素子２が配設されておらず、封口体６と高分子フィルム７とが配設されている。そして、封口体６の第２面６ｂの縁部と高分子フィルム７の縁部とは、ケース５の横絞り部５４と開口端部５５とによって支持固定されている。これにより、ケース５の開口側は、封口体６と高分子フィルム７とによって封口されている。
【００１９】
ケース５は有底筒状であり、アルミニウム等の金属からなる。封口体６は略円柱形状であり、絶縁性ゴム組成物からなる。高分子フィルム７は、所定形状にプレスまたは裁断等されており、絶縁性高分子材料からなる。
【００２０】
端子２１（２２）は、上述の正極箔（負極箔）と接合されて外部の基板等に電気接続するものである。端子２１（２２）は、一例として、図４Ａと図４Ｂとに示すように、引出し線部２１ａ（２２ａ）と丸棒部２１ｂ（２２ｂ）とタブ２１ｃ（２２ｃ）とが連結して一体構造となっている。引出し線部２１ａ（２２ａ）は、ＣＰ線やＣｕ線等からなる。丸棒部２１ｂ（２２ｂ）およびタブ２１ｃ（２２ｃ）はアルミニウム等の導電性金属からなる。引出し線部２１ａ（２２ａ）の外径は、丸棒部２１ｂ（２２ｂ）の外径よりも小さくなっている。引出し線部２１ａ（２２ａ）は丸ピンとする場合や角ピンとする場合がある。
【００２１】
封口体６は、水分の浸入や電解液４の漏液を防止するものであり、ケース５の内側形状に合わせた略円柱形状となっている。そして、第1面６ａと第２面６ｂとには、端子２１の丸棒部２１ｂと端子２２の丸棒部２２ｂとが各々挿通される貫通穴６ｃが２個所形成されている。第1面６ａと第２面６ｂとは互いに逆向きとなっており、例えば第1面６ａを上面とした場合、第２面６ｂは下面となる。
【００２２】
封口体６の材質としては、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、その他既知のエラストマーが挙げられる。
【００２３】
高分子フィルム７は、水分の浸入や電解液４の漏液を防止するものである。図３Ａと図３Ｂに示す例では、高分子フィルム７は、ケース５の内側形状に合わせた円板形状となっている。そして、端子２１の引出し線部２１ａと端子２２の引出し線部２２ａとが各々挿通される貫通穴７ａが２個所形成されている。
【００２４】
高分子フィルム７の材質としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アラミド、フッ素樹脂のいずれか１種以上が挙げられる。特に好ましくは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）が挙げられる。
【００２５】
高分子フィルム７は、厚さが薄いほどケース５への収納が容易となるが外力等によって亀裂が入りやすくなる。このため、高分子フィルム７の厚さを５[μｍ]以上にする。第１の実施形態において貫通穴やスリットが形成されており、端子２１（２２）を当該貫通穴や当該スリットに挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは２０[μｍ]以上であり、より好ましくは５０[μｍ]以上である。また、第１の実施形態において貫通穴やスリットが形成されておらず、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは１０[μｍ]以上である。
【００２６】
高分子フィルム７は、厚さが厚いほど強度が高くなるがケース５に収納するスペースを確保し難くなる。このため、高分子フィルム７の厚さを５００[μｍ]以下にする。第１の実施形態において貫通穴やスリットが形成されており、端子２１（２２）を当該貫通穴や当該スリットに挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは３００[μｍ]以下であり、より好ましくは２００[μｍ]以下である。また、第１の実施形態において貫通穴やスリットが形成されておらず、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さを１００[μｍ]以下にする。端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは５０[μｍ]以下である。
【００２７】
続いて、本発明に係る電気二重層キャパシタ１の製造方法について、以下に説明する。
【００２８】
図１５は、電気二重層キャパシタ１の製造手順を示すフローチャート図である。電気二重層キャパシタ１は、図１５に示すとおり、素子作製ステップＳ１、含浸ステップＳ２、挿通ステップＳ３、素子収納ステップＳ４、封口ステップＳ５の順に製造される。なお、上記以外に、含浸ステップＳ２、挿通ステップＳ３および素子収納ステップＳ４の順序を入れ替えることも可能である。
【００２９】
素子作製ステップＳ１は、一例として、活性炭粉末とカーボンブラックをバインダーと混合してペーストとし、このペーストをアルミニウム箔上に塗工し乾燥して電極箔とし、上述の電極箔のうち正極箔に端子２１のタブ２１ｃを接合し、上述の電極箔のうち負極箔に端子２２のタブ２２ｃを接合し、前記正極箔と前記負極箔の間にセパレータを挟み、両電極箔を隔離して巻回してキャパシタ素子２を作製する。
【００３０】
含浸ステップＳ２は、減圧等によって電解液４をキャパシタ素子２に含浸する。電解液４は、一例として、プロピレンカーボネートとトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートとの混合液である。電解液４の濃度は、一例として、プロピレンカーボネートが７５[質量％]であり、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートが２５[質量％]である。
【００３１】
挿通ステップＳ３は、端子２１，２２を封口体６と高分子フィルム７とに各々挿通する。図５は、第１の実施形態の製造途中の状態を示す断面図であり、端子２１（２２）の丸棒部２１ｂ（２２ｂ）を封口体６の貫通穴６ｃ，６ｃに各々挿通するとともに、端子２１（２２）の引出し線部２１ａ（２２ａ）を高分子フィルム７の貫通穴７ａ，７ａに各々挿通した状態の図である。
【００３２】
素子収納ステップＳ４は、一例として、キャパシタ素子２に高分子フィルム７と封口体６とが配設された状態で、ケース５に収納する。図５に示すように、キャパシタ素子２の端子２１，２２が封口体６に挿通されている側の反対側を、有底形状のケース５の開口５ａの側から入れて、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とをケース５に収納する。
【００３３】
封口ステップＳ５は、ケース５の開口側にカシメ加工を施して、ケース５の開口側の側面に横絞り部５４を形成し、且つ、開口端部５５を曲げる。このカシメ加工によって、封口体６の第２面６ｂの縁部と高分子フィルム７の縁部とを、ケース５の横絞り部５４と開口端部５５とによって支持固定する。ケース５の開口側は、封口体６と高分子フィルム７とによって封口される。
【００３４】
図６は、第１の実施形態の製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とがケース５に収納された状態で、ケース５の開口側をカシメ加工した状態の図である。図６の例では、ケース５の開口側の側面に横絞り部５４が形成され、且つ、開口端部５５が曲げられている。封口体６の第２面６ｂの縁部と高分子フィルム７の縁部とは、ケース５の横絞り部５４と開口端部５５とによって支持固定されている。この構成により、高分子フィルム７は、封口体６に接着剤等で接着されていない状態で、支持固定される。
【００３５】
そして、ケース５の開口側が、封口体６と高分子フィルム７とによって封口された後に、外装スリーブをケース５に取り付けて、エージング処理を行う等の後加工を適宜施す。
【００３６】
本実施形態では、挿通ステップＳ３において高分子フィルム７と封口体６の第２面６ｂとに隙間Ｕ１を設け、封口ステップＳ５の後も隙間Ｕ１を保持する。図６は、隙間Ｕ１の一例を示しており、この場合、高分子フィルム７と封口体６とが互いに接している箇所と、隙間Ｕ１が設けられている箇所とが存在する。隙間Ｕ１は、高分子フィルム７と封口体６との間の空間であり、図６の例では、複数の隙間Ｕ１が設けられている。
【００３７】
図７は、第１の実施形態の他の例の製造途中の状態を示す断面図であり、この場合、端子２１（２２）の丸棒部２１ｂ（２２ｂ）を高分子フィルム７の貫通穴７ａ，７ａに各々挿通するとともに、端子２１（２２）の丸棒部２１ｂ（２２ｂ）を封口体６の貫通穴６ｃ，６ｃに各々挿通して、ケース５に収納し、ケース５の開口側をカシメ加工する。図７に示す例では、高分子フィルム７は、キャパシタ素子２の本体と封口体６とに挟まれて位置決めされる。この構成により、高分子フィルム７は、封口体６に接着剤等で接着されていない状態で、ケース５内で位置決めされる。
【００３８】
本実施形態によれば、全体のサイズを大きくすることなく、封口体６と高分子フィルム７との両方で水分の浸入や電解液の漏液を効果的に防止することができる。そして、封口体６の第１面６ａと第２面６ｂとのいずれかないしは両方において、高分子フィルム７は、封口体６を覆いつつ、封口体６と接離可能な配置構成となっているので、もし、ケース５の内部の圧力上昇等によって封口体６が変形したとしても、高分子フィルム７は、封口体６に追従して変形することがないので、動作が長期的に安定する。
【００３９】
（第２の実施形態）
図８Ａは第２の実施形態の電気二重層キャパシタ１に係る高分子フィルム７の概略の正面図であり、図８Ｂは第２の実施形態に係る高分子フィルム７の概略の平面図である。第２の実施形態では、上述の第１の実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００４０】
図８Ａと図８Ｂに示す例では、高分子フィルム７は、ケース５の内側形状に合わせた円筒のキャップ形状となっている。そして、端子２１の引出し線部２１ａと端子２２の引出し線部２２ａとが各々挿通される貫通穴７ａが２個所形成されている。
【００４１】
高分子フィルム７は、厚さが薄いほどケース５への収納が容易となるが外力等によって亀裂が入りやすくなる。このため、高分子フィルム７の厚さを５[μｍ]以上にする。第２の実施形態において貫通穴やスリットが形成されており、端子２１（２２）を当該貫通穴や当該スリットに挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは２０[μｍ]以上であり、より好ましくは５０[μｍ]以上である。また、第２の実施形態において貫通穴やスリットが形成されておらず、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは１０[μｍ]以上である。
【００４２】
高分子フィルム７は、厚さが厚いほど強度が高くなるがケース５に収納するスペースを確保し難くなる。このため、高分子フィルム７の厚さを５００[μｍ]以下にする。第２の実施形態において貫通穴やスリットが形成されており、端子２１（２２）を当該貫通穴や当該スリットに挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは３００[μｍ]以下であり、より好ましくは２００[μｍ]以下である。また、第２の実施形態において貫通穴やスリットが形成されておらず、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さを１００[μｍ]以下にする。端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通する場合、高分子フィルム７の厚さは、好ましくは５０[μｍ]以下である。
【００４３】
図９は、第２の実施形態の製造途中の状態を示す断面図である。図１５の挿通ステップＳ３では、端子２１（２２）の丸棒部２１ｂ（２２ｂ）を封口体６の貫通穴６ｃ，６ｃに各々挿通するとともに、端子２１（２２）の引出し線部２１ａ（２２ａ）を高分子フィルム７の貫通穴７ａ，７ａに各々挿通する。そして、図９に示すように、キャパシタ素子２の端子２１，２２が封口体６に挿通されている側の反対側を、有底形状のケース５の開口５ａの側から入れて、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とをケース５に収納する。
【００４４】
図１０は、第２の実施形態の製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とが収納された状態で、ケース５の開口側がカシメ加工されている。第２の実施形態は、高分子フィルム７が封口体６の側面に延設されており、第１の実施形態と比較して広範囲に封口体６を覆う構成となっている。図１０の例では、開口端部５５から横絞り部５４に亘って、封口体６と高分子フィルム７とがケース５に支持固定されている。この構成により、高分子フィルム７は、封口体６に接着剤等で接着されていない状態で、ケース５内に支持固定される。そして、封口体６と高分子フィルム７との両方で、水分の浸入や電解液の漏液を防止できる。
【００４５】
図１１は、第２の実施形態の他の例の製造途中の状態を示す断面図であり、高分子フィルム７は、キャパシタ素子２の本体と封口体６とに挟まれて位置決めされるとともに、ケース５の開口端部５５から横絞り部５４に亘って、封口体６と高分子フィルム７とがケース５に支持固定されている。この構成では、封口体６と高分子フィルム７との両方で、水分の浸入や電解液の漏液を防止できる。
【００４６】
上述の第１の実施形態や第２の実施形態において、上記以外の例として、複数の高分子フィルム７を重ねて配設する場合がある。また、封口体６の第１面６ａに高分子フィルム７を配設するとともに、封口体６の第２面６ｂに高分子フィルム７を配設する場合がある。また、上記以外の例として、高分子フィルム７の貫通穴７ａ，７ａに代えて所定のスリットを設ける場合がある。また、上述の貫通穴やスリット等を設けずに端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通することも可能である。
【００４７】
（第３の実施形態）
図１２Ａは第３の実施形態の電気二重層キャパシタ１に係る高分子フィルム７の概略の正面図であり、図１２Ｂは第３の実施形態に係る高分子フィルム７の概略の平面図である。第３の実施形態では、上述の第１の実施形態や第２の実施形態と相違する点を中心に説明する。
【００４８】
図１２Ａと図１２Ｂに示す例では、高分子フィルム７は、封口体６よりも大きなサイズのチューブ形状となっている。高分子フィルム７は、封口体６の第１面６ａと第２面６ｂとの両方を覆うサイズとなっており、一例として、熱収縮チューブを切断したものである。前記熱収縮チューブは、市販品を適用することができる。
【００４９】
高分子フィルム７は、厚さが薄いほどケース５への収納が容易となるが外力等によって亀裂が入りやすくなる。第３の実施形態は、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通するので、高分子フィルム７の厚さを５[μｍ]以上にする。高分子フィルム７の厚さは、好ましくは１０[μｍ]以上である。
【００５０】
高分子フィルム７は、厚さが厚いほど強度が高くなるがケース５に収納するスペースを確保し難くなる。第３の実施形態は、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通するので、高分子フィルム７の厚さを１００[μｍ]以下にする。高分子フィルム７の厚さは、好ましくは５０[μｍ]以下である。
【００５１】
図１３は、第３の実施形態の製造途中の状態を示す断面図である。図１５の挿通ステップＳ３では、封口体６をチューブ形状の高分子フィルム７に挿入し、封口体６が高分子フィルム７に挿入された状態で、熱風等によって加熱して高分子フィルム７を熱収縮させる。高分子フィルム７が熱収縮することで、封口体６の外形ラインに合わさって位置決めされる。そして、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の第１面６ａと向かい合う所定個所を突き破って丸棒部２１ｂ（２２ｂ）を封口体６の貫通穴６ｃ，６ｃに各々挿通し、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の第２面６ｂと向かい合う所定個所を突き破って挿通させる。
【００５２】
この構成によれば、高分子フィルム７は、封口体６を覆った状態で熱収縮されることで位置決めされるので、図１５の挿通ステップＳ３において、高分子フィルム７に貫通穴やスリットを予め設けなくても、端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通させることが容易である。
【００５３】
そして、図１３に示すように、キャパシタ素子２の端子２１，２２が封口体６に挿通されている側の反対側を、有底形状のケース５の開口５ａの側から入れて、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とをケース５に収納する。
【００５４】
図１４は、第３の実施形態の製造途中の状態を示す断面図であり、キャパシタ素子２と高分子フィルム７と封口体６とが収納された状態で、ケース５の開口側がカシメ加工されている。第３の実施形態は、高分子フィルム７が封口体６の第１面６ａと第２面６ｂと側面とを連続して囲んでおり、第１の実施形態や第２の実施形態と比較して広範囲に封口体６を覆う構成となっている。この構成により、高分子フィルム７は、封口体６に接着剤等で接着されていない状態で、ケース５内に支持固定される。そして、封口体６と高分子フィルム７との両方で、水分の浸入や電解液の漏液を防止できる。
【００５５】
上記以外の例として、図１５の挿通ステップＳ３は、高分子フィルム７を加熱せずに端子２１（２２）の先端で高分子フィルム７の所定個所を突き破って挿通させて、その後のステップ、例えば、外装スリーブをケース５に取り付ける際に、高分子フィルム７と当該外装スリーブとを同時に熱収縮することも可能である。
【００５６】
続いて、第１の実施形態に係る実施例１と実施例２、比較例１と比較例２と比較例３とについて、以下に説明する。
【００５７】
（実施例１）
実施例１の電気二重層キャパシタ１について以下に説明する。実施例１の電気二重層キャパシタ１は第１の実施形態に係り、図１の概略構造を有するものである。実施例１において、定格電圧は２．７[Ｖ]であり、静電容量は１[Ｆ]である。電解液４は、プロピレンカーボネート（７５[質量％]）とトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（２５[質量％]）の混合液である。封口体６の材質はブチルゴムであり、厚さは２．６[ｍｍ]である。高分子フィルム７の材質はポリプロピレン（ＰＰ）であり、厚さは２００[μｍ]である。高分子フィルム７の貫通穴７ａ，７ａには端子２１（２２）の引出し線部２１ａ（２２ａ）が各々挿通されている。封口体６の第２面６ｂの縁部と高分子フィルム７の縁部とは、ケース５の横絞り部５４と開口端部５５とによって支持固定されている。この構成により、高分子フィルム７は、封口体６に接着剤等で接着されていない状態で支持固定されている。また、高分子フィルム７と封口体６の第２面６ｂとに隙間Ｕ１が保持されている。実施例１の電気二重層キャパシタ１を以上のような構成とした。
【００５８】
（比較例１）
比較例１の電気二重層キャパシタについて以下に説明する。比較例１においては、実施例１における高分子フィルム７を配設しない構成とした。比較例１において、その他の構成は、高分子フィルム７に関する部分を除き実施例１と同様にした。
【００５９】
（試験例１）
試験例１は、実施例１および比較例１について、水分の浸入を防止する効果を評価したものである。試験例１について以下に説明する。実施例１および比較例１の電気二重層キャパシタを各２０個作製した。次に、そのうちの各１０個に対し、温度８５℃、湿度８５％の試験槽中に５００時間静置する高温高湿処理を施した。そして、実施例１および比較例１のそれぞれについて、高温高湿処理を施した電気二重層キャパシタの内部に保持された電解液の水分濃度の、高温高湿処理を施していない電気二重層キャパシタの内部に保持された電解液の水分濃度に対する変化率（以下、水分濃度変化率という）を算出し比較した。ここで、電気二重層キャパシタの内部に保持された電解液の水分濃度は、電気二重層キャパシタを解体し、電解液が保持された状態の素子を取り出して、遠心分離により１０個分の電解液を抽出し、カールフィッシャー水分計により抽出電解液中の水分量を測定することにより求めた。
【００６０】
実施例１および比較例１の水分濃度変化率を図１６に示す。図１６より、実施例１の水分濃度変化率は比較例１に比べ小さかったことが分かる。このことから、実施例１の構成としたことにより、比較例１のような従来の電気二重層キャパシタに比べ、水分の浸入を防止する高い効果が得られたことが分かる。
【００６１】
（比較例２）
比較例２の電気二重層キャパシタについて以下に説明する。比較例２においては、実施例１の封口体６に代えて、実施例１の封口体６の第２面６ｂの全体に接着剤を介してポリプロピレン（ＰＰ）からなる厚さ２００[μｍ]の樹脂フィルムを貼り付け、端子が挿通される貫通穴を設けた封口体を使用した。この封口体では、ブチルゴムからなる部分と樹脂フィルムとの間に隙間は形成されていない。また、比較例２においては、実施例１における高分子フィルム７を配設しない構成とした。比較例２において、その他の構成は、封口体６および高分子フィルム７に関する部分を除き実施例１と同様にした。
【００６２】
（試験例２）
試験例２は、実施例１、比較例１および比較例２について、製品の膨れを低減する効果を評価したものである。試験例２について以下に説明する。実施例１、比較例１および比較例２の電気二重層キャパシタを各２０個作製し、温度８５℃の恒温槽中で定格電圧を印加する高温負荷試験を５００時間実施した。そして、高温負荷試験実施前後での製品のＬ寸法の差を測定することにより高温負荷試験による製品の膨れを求め、実施例１、比較例１および比較例２についての製品の膨れ（平均値）を比較した。
【００６３】
試験例２においては、高温負荷試験により、実施例１、比較例１および比較例２のすべての試料で製品のＬ寸法が増大した。これは、高温負荷試験により電気二重層キャパシタの内部でガスが発生し、内部の圧力が上昇したことによるものである。実施例１、比較例１および比較例２の製品の膨れを図１７に示す。図１７より、比較例２の製品の膨れは実施例１および比較例１に比べ大きかったことが分かる。これは、比較例２では、封口体に樹脂フィルムおよび樹脂フィルムを貼り付けるための接着剤があることにより、内部に発生したガスが外部に放出されにくくなっていたことによるものと推測される。また、図１７より、実施例１の製品の膨れは比較例１とほぼ同等だったことが分かる。これは、実施例１の構成としたことにより、高分子フィルムを設けても内部で発生したガスが外部に放出される性能が損なわれず、製品の膨れを低減する効果が維持されていたことを示すものである。
【００６４】
試験例１および試験例２では、実施例１の構成とすることにより、内部で発生したガスを外部に放出して製品の膨れを低減する効果を維持しつつ、従来の電気二重層キャパシタよりも水分の浸入を防止する高い効果が得られることが示された。
【００６５】
（実施例２）
実施例２の電気二重層キャパシタ１について以下に説明する。実施例２においては、実施例１の高分子フィルム７に代えて、材質がテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）であり、厚さが５０[μｍ]である高分子フィルム７を使用した。その他の構成は実施例１と同様にした。
【００６６】
（試験例３）
試験例３は、実施例２および比較例１について、水分の浸入を防止する効果を評価したものである。試験例３について以下に説明する。実施例２および比較例１の電気二重層キャパシタを各２０個作製した。次に、そのうちの各１０個に対し、温度８５℃、湿度８５％の試験槽中に２５０時間静置する高温高湿処理を施した。そして、実施例２および比較例１のそれぞれについて、試験例１と同様の方法により水分濃度変化率を算出し比較した。
【００６７】
実施例２および比較例１の水分濃度変化率を図１８に示す。図１８より、実施例２の水分濃度変化率は比較例１に比べ小さかったことが分かる。このことから、実施例２の構成としたことにより、比較例１のような従来の電気二重層キャパシタに比べ、水分の浸入を防止する高い効果が得られたことが分かる。
【００６８】
（比較例３）
比較例３の電気二重層キャパシタについて以下に説明する。比較例３においては、比較例２の封口体の樹脂フィルムを、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）からなる厚さ５０[μｍ]の樹脂フィルムに代えた封口体を使用した。比較例３において、その他の構成は、封口体に関する部分を除き実施例２と同様にした。
【００６９】
（試験例４）
試験例４は、実施例２、比較例１および比較例３について、製品の膨れを低減する効果を評価したものである。試験例４について以下に説明する。実施例２、比較例１および比較例３の電気二重層キャパシタを各２０個作製し、温度８５℃の恒温槽中で定格電圧を印加する高温負荷試験を７５０時間実施した。そして、試験例２と同様の方法により製品の膨れを比較した。
【００７０】
試験例４においても、試験例２と同様に、ガス発生・圧力上昇による製品のＬ寸法の増大が見られた。実施例２、比較例１および比較例３の製品の膨れを図１９に示す。図１９より、比較例３の製品の膨れは実施例２および比較例１に比べ大きかったことが分かる。これは、比較例３では、封口体に樹脂フィルムおよび樹脂フィルムを貼り付けるための接着剤があることにより、内部に発生したガスが外部に放出されにくくなっていたことによるものと推測される。また、図１９より、実施例２の製品の膨れは比較例１とほぼ同等だったことが分かる。これは、実施例２の構成としたことにより、高分子フィルムを設けても内部で発生したガスが外部に放出される性能が損なわれず、製品の膨れを低減する効果が維持されていたことを示すものである。
【００７１】
試験例３および試験例４では、実施例２の構成とすることにより、内部で発生したガスを外部に放出して製品の膨れを低減する効果を維持しつつ、従来の電気二重層キャパシタよりも水分の浸入を防止する高い効果が得られることが示された。
【符号の説明】
【００７２】
１  電気二重層キャパシタ
２  キャパシタ素子
４  電解液
５  ケース
６  封口体
６ａ  第１面、６ｂ  第２面、６ｃ  貫通穴
７  高分子フィルム
２１、２２  端子
【図１】
2019140261.tif 000003
【図２】
2019140261.tif 000004
【図３】
2019140261.tif 000005
【図４】
2019140261.tif 000006
【図５】
2019140261.tif 000007
【図６】
2019140261.tif 000008
【図７】
2019140261.tif 000009
【図８】
2019140261.tif 000010
【図９】
2019140261.tif 000011
【図１０】
2019140261.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019140261.tif 000015
【図１４】
2019140261.tif 000016
【図１５】
2019140261.tif 000017
【図１６】
2019140261.tif 000018
【図１７】
2019140261.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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