(57)【要約】【課題】複数の電極タブをキャパシタ素子の巻回端面の所望の位置より確実に引き出すことができる電気二重層キャパシタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】金属集電体の両面または片面に分極性電極を有する電極シートの厚さを検出する工程と、算出した値より複数のタブの接続位置を算出する工程と、算出した接続位置に複数のタブを接続する工程と、複数のタブを接続した電極シートを巻回し、同極性の電極タブが重ねあわさるようにキャパシタ素子を構成する工程と、を含む製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属集電体の両面または片面に分極性電極を有する電極シートの厚さを検出する工程と、
算出した値より複数のタブの接続位置を算出する工程と、
算出した接続位置に複数のタブを接続する工程と、
複数のタブを接続した電極シートを巻回し、同極性の電極タブが重ねあわさるようにキャパシタ素子を構成する工程と、
を含む電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項２】
複数の電極タブの接続位置である分極電極層の一部を削除して金属集電体を露出させて電極タブを接続する請求項１記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項３】
金属集電体の両面または片面に分極性電極を有する電極シートの厚さを検出して、
算出した値より複数のタブの接続位置を算出して、
算出した接続位置に接続する複数のタブを備え、
この複数のタブを接続した電極シートを巻回し、同極性の電極タブが重ねあわさるように構成したキャパシタ素子を有する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、金属集電体の両面側に分極性電極層を設けている陽極及び陰極の電極シートを巻回した電気二重層キャパシタおよびその製造方法に係り、特に、１枚の金属集電体に対して複数の電極タブを取り付けるようにした電気二重層キャパシタおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタのキャパシタ素子は、たとえば、図１に示すような電極タブ５を有した電極シート１を陽極及び陰極分の二枚用意し、それぞれを図示しないセパレータを介して重ね合せるように巻回したものである。
【０００３】
電極シート１は、アルミニウム等の金属集電体２の両面側に分極性電極層３，４を設けたものである。これら分極性電極層３，４は、活性炭の塗布や活性炭シートの貼付によって得られる。そして、上述した電極タブ５は、金属集電体２に対し電気的に接続される必要があり、金属集電体２にステッチ、超音波溶接及びコールドウェルド等の方法で接続されるようになっている。そのため、予め金属集電体２に電極タブ５を取り付けた後、金属集電体２の両面側に分極性電極層３，４が設ける方法、あるいは金属集電体２に分極性電極層を形成した後に、電極タブの取り付け位置の部分の分極性電極層を削除して金属集電体２を露出させ、その位置に電極タブ５を取り付ける方法によって取り付けられている（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−７６９７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２３７１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した電気二重層キャパシタのキャパシタ素子においては、１枚の金属集電体２に対し複数の電極タブ５を取り付けると、電気二重層キャパシタにより大電流での充放電が可能となるとともに、電力のロスが小さくなるという利点を有する。
【０００６】
この場合、上述したように、予め金属集電体２に複数の電極タブ５を取り付け、金属集電体２の両面側に分極性電極層３，４を設けて電極シート１を得た後、それぞれを図示しないセパレータを介して重ね合せるように巻回することで、１枚の金属集電体２に対し複数の電極タブ５を取り付けることは可能である。
【０００７】
ところが、このような製造方法では、たとえば、図２に示すように、同種の電極タブ５，５ａ及び６，６ａのそれぞれ位置が同心軸に対して同一方向とならずに、一致しないことがある。ここで、電極タブ５，５ａは、たとえば陽極側であり、電極タブ６，６ａは、たとえば陰極側である。
【０００８】
これは、金属集電体２の両面側の分極性電極層３，４の厚さが、電極シート毎にばらつきがあるためであり、電極シートの厚さのばらつきが巻回していくにつれ、径の大きさに影響し、結果として電極タブの位置がずれてしまうためである。
【０００９】
巻回されたキャパシタ素子は、有底筒状の外装ケースに収納されて、電気二重層キャパシタを構成する。そして電極タブは、外装ケースの開口端部を封口する封口板に取り付けられた外部電極端子と接続され、外部との電気的な接続を行う。ところが、前述したような電極タブの引き出し位置がずれてしまった場合には、電極タブと外部電極端子との接続作業が困難になる。そして、電極タブの引き出し位置によっては、外部電極端子と接続する際に、陽極と陰極の電極タブ同士が接触し、ショートを発生させるおそれもある。
【００１０】
電極シートのばらつきは原材料の種類に影響され、例えば原材料である活性炭の粒径が違った場合には、電極シート成型機の設定が同じであった場合でも、成型される電極シートの厚さが微妙に異なることがある。活性炭層は多孔質体であるため、ある程度の弾力を有するが、原材料が異なることによって、この弾力も違った値となり、このような特性の違いが、電極シートの厚さを微妙に異ならせる原因になっているものと考えられる。
【００１１】
このように、金属集電体２の両面側に分極性電極層３，４が形成される電極シートを作製する場合には、その厚さを完全に均一なものとすることは困難であり、このような電極シートを用いた電気二重層キャパシタに固有の問題であると言える。例えば、金属箔を用いた電解コンデンサや、誘電体フィルムを用いたフィルムコンデンサでは、巻回する金属箔や誘電体フィルムの厚さにばらつきがあることは殆ど無く、このような問題点が着目されることはなかった。
【００１２】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、複数の電極タブをキャパシタ素子の巻回端面の所望の位置より確実に引き出すことができる電気二重層キャパシタおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の課題を解決すべく、本発明に係る電気二重層キャパシタの製造方法は、金属集電体の両面または片面に分極性電極を有する電極シートの厚さを検出する工程と、算出した値より複数の電極タブの接続位置を算出する工程と、算出した接続位置に複数の電極タブを接続する工程と、複数の電極タブを接続した電極シートを巻回し、同極性の電極タブが重ねあわさるようにキャパシタ素子を構成する工程とを含む。
【００１４】
また、複数の電極タブの接続位置である分極電極層の一部を削除して集電体を露出させて電極タブを接続してもよい。
【００１５】
また、本発明に係る電気二重層キャパシタは、金属集電体の両面または片面に分極性電極を有する電極シートの厚さを検出して、算出した値より複数の電極タブの接続位置を算出して、算出した接続位置に接続する複数の電極タブを備え、この複数の電極タブを接続した電極シートを巻回し、同極性の電極タブが重ねあわさるように構成したキャパシタ素子を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電気二重層キャパシタの製造方法を適用することで、複数の電極タブをキャパシタ素子の端面の所望の位置より確実に引き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、複数の電極タブが接続された電極シートを巻回して形成する電気二重層キャパシタの製造方法である。
【００１８】
まず、図３に示すように、帯状のアルミニウム等の金属集電体７の両面側に、黒鉛塗料等の導電性接着剤を塗布した後、活性炭シート等の分極性電極層８，９を貼付ける。
【００１９】
ここで、金属集電体７は、たとえば４０〜５０μｍ程度の厚みとすることができる。また、分極性電極層８，９の活性炭シートは、１５０〜４００μｍ程度の厚みとすることができる。
【００２０】
このような活性炭シートは、活性炭粉末、カーボンブラック、バインダとしてのポリテトラフルオロエチレン等を混練してスラリー状とし、このスラリー状の混練物を対向する２つのロールの間を通過させる等によって、所定の厚さの活性炭シートに成形したものである。この活性炭シートの厚さは、基本的には通過させる２つのロールの間隔によって決定されるものであるが、活性炭シートは多孔質体であり、ある程度の弾性を有する。そして、原材料である活性炭粉末の粒径の違い等により、活性炭シートの弾性の値が異なり、このような特性の違いが、活性炭シートの厚さにばらつきを生じさせてしまうことがある。
【００２１】
そして、金属集電体７の両面に分極性電極層８、９を貼り付けた電極シートの厚さを測定する。
【００２２】
電極シートは幅広のロール状に形成されており、例えば、ロール状の電極シートを所望の幅寸法に裁断する工程で、ロール状の電極シートは巻き返されることになるが、この巻き返される工程において、電極シートの任意のポイントでその厚さを測定する。
【００２３】
この任意のポイントで測定した厚さの測定値を平均化して、電極シートの厚さとする。但し、前述したように、電極シートの厚さは原材料の種類に依存するものと考えられ、作製された一枚の電極シートの中では、個々の測定ポイントでの厚さのばらつきは殆どない。
【００２４】
この電極シートの厚さに応じて複数の電極タブの接続位置を決定する。図４に示すように、電極シートに対し４本の電極タブが取り付けられる場合では、巻き始め部（図４中に記載した電極シートでは左端となる）から第一の電極タブまでの距離を一定の長さａとして固定する。まず、電極シートの厚さがＴである場合における第二の電極タブ、第三の電極タブ、第四の電極タブの接続位置を予め設定しておく。この第二の電極タブ、第三の電極タブ、第四の電極タブの接続位置を巻き始め部からの長さをそれぞれ、ｂ、ｃ、ｄとする。この設定値は、電極シートの厚さ及びセパレータの厚さを考慮して設定される。
【００２５】
このような標準的な電極タブの位置を予め設定しておき、先に測定した電極シートの厚さにより、それぞれの電極タブの接続位置に調整を加える。例えば、電極シートの厚さが（Ｔ＋１．５％）であった場合には、第二の電極タブ、第三の電極タブ、第四の電極タブの接続位置は、それぞれ（ｂ＋０．６％）、（ｃ＋０．９％）、（ｄ＋１．０％）の長さとなる。
【００２６】
このように電極タブの位置を調整することにより、巻回した時に複数の電極タブが重なり合うようになる。
【００２７】
そして、決定された電極タブの接続位置に、それぞれの電極タブを取り付ける。電極タブの取り付けは、予め電極タブに対応する分極性電極層の部分を一部削除して露出された金属集電体にステッチ、超音波溶接及びコールドウェルド等の方法で接続される。
【００２８】
電極シートに電極タブを取り付けた後、電極シートをセパレータとともに巻回してキャパシタ素子を形成する。
【００２９】
なお、電極タブの接続位置の分極性電極層を削除し、電極タブを取り付けるのは、キャパシタ素子の巻回工程の途中で行っても良い。
【００３０】
このように、本実施の形態では、帯状のそれぞれの集電体の片面側または両面側に電極シートの厚さの応じた位置に電極タブを取り付け、この電極シートをセパレータを介して巻回することで、複数の電極タブが重なり合い、陽極引き出し部、陰極引き出し部を構成するようになる。
【００３１】
そして、形成されたキャパシタ素子を有底円筒状の外装ケースに収納するとともに所定の電解液を含浸し、外装ケースの開口部を外部端子を備えた封口板によって封口することで、電気二重層キャパシタを得る。なお、陽極引出部，陰極引出部は封口板の外部端子とそれぞれ接続され、外部との電気的な接続が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の電気二重層キャパシタの金属集電体とそこに取り付けられた複数の電極タブの構成図である。
【図２】従来の電気二重層キャパシタの金属集電体とそこに取り付けられた複数の電極タブであって巻回状に形成した構成図である。
【図３】本発明に係る電気二重層キャパシタの製造方法における貼り付けに関する工程図である。
【図４】本発明に係る電気二重層キャパシタの製造方法における接続位置の決定に関する工程図である。
【符号の説明】
【００３３】
１、１Ａ  電極シート
２、７  金属集電体
３，４  分極性電極層
５，５ａ、６，６ａ  電極タブ
８，９  分極性電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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