(57)【要約】【課題】集電箔のスポット溶接の必要がなく、セル間で電気短絡した場合でも電流の迂回路を備えた多層平面積層型電力貯蔵デバイスとその低コストの製造方法を提供する。【解決手段】多層平面積層型電力貯蔵デバイスは、矩形の集電箔の両面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように正極電極層および負極電極層が形成された両面双極積層ユニットと、矩形の集電箔の片面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように正極電極層および負極電極層が形成された片面双極積層ユニットとを配列し積層して構成する多層平面積層スタックを有し、両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部は、片面双極積層ユニットまたは他の両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部、上面容器または下面容器と接合し、セルが列毎に隔離される。【選択図】図１
2008103593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルを面内で配列方向に配列し、且つ上下方向に積層した多層平面積層スタックと、上記多層平面積層スタックを上下方向から挟持する上面容器および下面容器と、上記多層平面スタックの一端に配列された上記セルから引き出された負極端子と、他端に配列された上記セルから引き出された正極端子と、を備え、
上記セルは、両面双極積層ユニットの正極電極層が片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットの負極電極層にセパレータを介して対峙し、上記両面双極積層ユニットの負極電極層が上記片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットの正極電極層にセパレータを介して対峙して構成され、
上記両面双極積層ユニットは、矩形の集電箔の一方の面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、上記一方の面に形成された上記セル間絶縁シール部、上記正極電極層および上記負極電極層と対向する該集電箔の他方の面にそれぞれ上記セル間絶縁シール部、上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、
上記片面双極積層ユニットは、矩形の集電箔の片面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、
上記両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部は、上記片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部、上記上面容器または上記下面容器と接合し、配列方向に配列された上記セルが列毎に隔離されることを特徴とする多層平面積層型電力貯蔵デバイス。
【請求項２】
上記セル間絶縁シール部の厚さは、上記負極電極層および上記正極電極層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の多層平面積層型電力貯蔵デバイス。
【請求項３】
巻回された集電箔のロール巻きから該集電箔を引き出し、引き出した該集電箔の表面の中央に所定の隙間を設けて分けられた２つの領域の一方の領域に負極電極層を、他方の領域に正極電極層を同時に塗工し、乾燥することにより、片面双極積層ユニットまたは両面双極積層ユニットを製造する工程を含むことを特徴とする多層平面積層型電力貯蔵デバイスの製造方法。
【請求項４】
上記集電箔の中央に設けた隙間に溶融した樹脂を塗工する、または樹脂フィルムを貼り付ける工程を含むことを特徴とする請求項３に記載の多層平面積層型電力貯蔵デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面内に配列され、複数のセルが並列および直列に接続された多層平面積層型の電力貯蔵デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力貯蔵デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池またはリチウムイオンキャパシがある。
電気二重層キャパシタは、セパレータを挟んで互いに対向する分極性電極（正極及び負極）を設け、電解液中において分極性電極の表面に形成される電気二重層の静電容量を利用したものである。
また、リチウムイオン電池は、リチウムをカーボン負極に安定に充電貯蔵できることが特長で、正極にはコバルト、ニッケル、マンガンなどの酸化物が用いられている。
また、電気二重層キャパシタとリチウムイオン電池のハイブリッド型としてリチウムイオンキャパシタが開発されており、電気二重層キャパシタの正極とリチウムイオン電池の負極を兼ね備えたもので、電気二重層キャパシタよりも高い電圧が得られる反面、電圧を０Ｖにまでできないのが欠点である。
【０００３】
ところで、電力貯蔵デバイスの電圧を上げるために『平面積層』という手法が用いられる。平面積層は、複数のセルを平面に並べて、電気的に直列に接続する方法である。しかし、電気抵抗を小さく保つためには、セルの面積を大きくしなければならない。
そこで、複数のセルを並列に接続した後、電流端子同士を直列に接続する方法が一般的に用いられている。例えば、複数のセルを電気的に並列に接続し、それぞれの集電箔を相対する辺に設けられた正極端子と負極端子に接続するとともに、正極端子と負極端子を接続することで直列接続し、収納容器に納めた平面積層の電気二重層キャパシタの構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１８０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、複数の正極と負極を並列に交互に並べたセル構成で、それぞれの集電箔を集合した正極端子と負極端子を相対する辺から取り出した電力貯蔵デバイスを、複数個縦に並べ、それぞれの正極端子と負極端子を接続するとともに、全体を１つの容器に入れた構造に過ぎない。すなわち、個々に製造した並列型の電力貯蔵デバイスをそれぞれ、容器に入れて、正極端子と負極端子を相対する辺から外部に出して、それぞれの正極端子と負極端子を一列に接続した場合と大差ない。単に、外部容器を１つにしただけでは、部品点数が減らず低コストにならない。
また、集電箔同士を電流端子とスポット溶接する、または集電箔を電流端子にスポット溶接した後、他の電流端子と再度スポット溶接する必要があり、溶接の手間がかかり、製造プロセスが複雑になるという問題がある。
また、並列に接続したセルの集電箔が、正極端子側と負極端子側で全て接続されているので、並列に接続されたセルの中で、１つのセルだけでも電気短絡が生じると、電流が集中して流れ、大きな発熱を伴ってガス発生を伴い使用不能になる恐れがある。
【０００６】
この発明の目的は、集電箔のスポット溶接の必要がなく、セル間で電気短絡した場合でも電流の迂回路を備えた多層平面積層型電力貯蔵デバイスとその低コストの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる多層平面積層型電力貯蔵デバイスは、複数のセルを面内で配列方向に配列し、且つ上下方向に積層した多層平面積層スタックと、上記多層平面積層スタックを上下方向から挟持する上面容器および下面容器と、上記多層平面スタックの一端に配列された上記セルから引き出された負極端子と、他端に配列された上記セルから引き出された正極端子と、を備え、上記セルは、両面双極積層ユニットの正極電極層が片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットの負極電極層にセパレータを介して対峙し、上記両面双極積層ユニットの負極電極層が上記片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットの正極電極層にセパレータを介して対峙して構成され、上記両面双極積層ユニットは、矩形の集電箔の一方の面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、上記一方の面に形成された上記セル間絶縁シール部、上記正極電極層および上記負極電極層と対向する該集電箔の他方の面にそれぞれ上記セル間絶縁シール部、上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、上記片面双極積層ユニットは、矩形の集電箔の片面に所定の辺に沿って中央に帯状に形成されたセル間絶縁シール部を間に介在して対向するように上記正極電極層および上記負極電極層が形成され、上記両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部は、上記片面双極積層ユニットまたは他の上記両面双極積層ユニットのセル間絶縁シール部、上記上面容器または上記下面容器と接合し、配列方向に配列された上記セルが列毎に隔離される。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係わる多層平面積層型電力貯蔵デバイスの効果は、集電箔の同一面に正極電極層と負極電極層がセル間絶縁シール部を挟んだ構造が繰り返されており、この繰り返しの構造をユニット化した主たる部品を積層し、配列するだけで多層平面積層スタックが組み立てられ、セル間の接続に集電箔のスポット溶接が不要になるので、組立工数が少なく低コストで提供することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの縦断面図である。図２は、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの一部横断面図である。なお、図１は、図２のＢ−Ｂ断面での断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面での断面図である。
この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電力貯蔵デバイスの説明において、多層平面積層型電力貯蔵デバイスとして、電気二重層キャパシタを例にして説明するが、これに限るものではなく、リチウムイオン電池またはリチウムイオンキャパシタにも同様に適用できる。そして、この発明の実施の形態１に係わる電気二重層キャパシタは、複数のセル４を上下方向に積層し、且つその積層したセル４を平面内で配列方向に一列に配列して構成される多層平面積層スタックを有する。この実施の形態１では、上下方向にセル４を３個積層し、３個積層したものを平面内で配列方向に一列に５列配列しているが、セル４の数、上下方向の積層数、配列方向の配列数はこれに限るものではない。
【００１０】
このセル４は、図示しない電解液が含浸され、電解液との界面に電気二重層が形成される正極電極層１および負極電極層２と、正極電極層１と負極電極層２を電子的に絶縁しイオンだけが通過できるセパレータ３と、から構成されている。この正極電極層１および負極電極層２の平面上の外形は、セル４が平面内に配列されるときの配列方向に直交する辺の長さが配列方向に平行な辺の長さよりも長い長方形である。また、セパレータ３の外形は、正極電極層１の外形より広い長方形である。
また、正極電極層１および負極電極層２の厚さは０．２ｍｍである。
【００１１】
また、正極電極層１と負極電極層２が集電箔１１の同じ面にセル間絶縁シール部５を挟んで形成されている。そして、多層平面積層スタックは、図３に示す、集電箔１１の両面にそれぞれ正極電極層１および負極電極層２が形成されている両面双極積層ユニット４１と、図４に示す、集電箔１１の片面だけに正極電極層１および負極電極層２が形成されている片面双極積層ユニット４２を含んでいる。このセル間絶縁シール部５の厚さは０．５ｍｍである。
【００１２】
両面双極積層ユニット４１において、正極電極層１が形成されている集電箔１１の一方の面の裏側には正極電極層１が形成されている。また、負極電極層２が形成されている集電箔１１の一方の面の裏側には負極電極層２が形成されている。
【００１３】
また、多層平面積層スタックは、図５（ａ）に示す、集電箔１１の両面に正極電極層１が形成された両面正極ユニット４３と、図５（ｂ）に示す、集電箔１１の両面に負極電極層２が形成された両面負極ユニット４４と、図６（ａ）に示す、集電箔１１の片面だけに正極電極層１が形成されている片面正極ユニット４５と、図６（ｂ）に示す、集電箔１１の片面だけに負極電極層２が形成されている片面負極ユニット４６を含んでいる。
【００１４】
そして、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタは、上下方向の１段目の電極の層として、平面内で配列方向に片方から片面負極ユニット４６と２つの片面双極積層ユニット４２が配列されている。このとき、配列方向に向かって片面負極ユニット４６の負極電極層２、一方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１、一方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２、他方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１、他方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２の順で配列されている。
【００１５】
次に、１段目の電極の層の上にセパレータ３が積層され、その上に２段目と３段目の電極の層として、配列方向に片方から２つの両面双極積層ユニット４１と両面正極ユニット４３が配列されて積層されている。このとき、１段目の電極の層の片面負極ユニット４６の負極電極層２の上に２段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１が、１段目の電極の層の一方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１の上に２段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２が、１段目の電極の層の一方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２の上に２段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１が、１段目の電極の層の他方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１の上に２段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２が、１段目の電極の層の他方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２の上に２段目の電極の層の両面正極ユニット４３の正極電極層１が配置されている。
【００１６】
次に、３段目の電極の層の上にセパレータ３が積層され、その上に４段目と５段目の電極の層として、配列方向に片方から両面負極ユニット４４と２つの両面双極積層ユニット４１が配列されて積層されている。このとき、３段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１の上に４段目の電極の層の両面負極ユニット４４の負極電極層２が、３段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２の上に４段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１が、３段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１の上に４段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２が、３段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２の上に４段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１が、３段目の電極の層の両面正極ユニット４３の正極電極層１の上に４段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２が配置されている。
【００１７】
次に、５段目の電極の層の上にセパレータ３が積層され、その上に６段目の電極の層として、配列方向に片方から２つの片面双極積層ユニット４２と片面正極ユニット４５が配列されて積層されている。このとき、５段目の電極の層の両面負極ユニット４４の負極電極層２の上に６段目の電極の層の一方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１が、５段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１の上に６段目の電極の層の一方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２が、５段目の電極の層の一方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２の上に６段目の電極の層の他方の片面双極積層ユニット４２の正極電極層１が、５段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の正極電極層１の上に６段目の電極の層の他方の片面双極積層ユニット４２の負極電極層２が、５段目の電極の層の他方の両面双極積層ユニット４１の負極電極層２の上に６段目の電極の層の片面正極ユニット４５の正極電極層１が配置されている。
【００１８】
また、この実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタは、１段目の電極の層の片面負極ユニット４６の集電箔１１が負極端子１４にスポット溶接により固定されている。
また、６段目の電極の層の片面正極ユニット４５の集電箔１１が正極端子１３にスポット溶接により接続されている。
また、１列目の両面負極ユニット４４の集電箔１１が負極端子１４にスポット溶接により接続されている。
また、５列目の両面正極ユニット４３の集電箔１１が正極端子１３にスポット溶接により接続されている。
【００１９】
このようにセル４が平面内で配列方向に配列され、且つ上下方向に積層されると、１段目の電極の層の１列目の負極電極層２が４段目の電極の層の１列目の負極電極層２と５段目の電極の層の１列目の負極電極層２が同電位になるように接続されている。
また、２段目の電極の層の１列目の正極電極層１が３段目の電極の層の１列目の正極電極層１と２段目の電極の層の２列目の負極電極層２および３段目の電極の層の２列目の負極電極層２が同電位になるように接続されている。
６段目の電極の層の１列目の正極電極層１が６段目の電極の層の２列目の負極電極層２が接続されている。
１段目の電極の層の２列目の正極電極層１が１段目の電極の層の３列目の負極電極層２が接続されている。
また、４段目の電極の層の２列目の正極電極層１が５段目の電極の層の２列目の正極電極層１と４段目の電極の層の３列目の負極電極層２および５段目の電極の層の３列目の負極電極層２が同電位になるように接続されている。
また、２段目の電極の層の３列目の正極電極層１が３段目の電極の層の３列目の正極電極層１と２段目の電極の層の４列目の負極電極層２および３段目の電極の層の４列目の負極電極層２が同電位になるように接続されている。
６段目の電極の層の３列目の正極電極層１が６段目の電極の層の４列目の負極電極層２が接続されている。
１段目の電極の層の４列目の正極電極層１が１段目の電極の層の５列目の負極電極層２が接続されている。
また、４段目の電極の層の４列目の正極電極層１が５段目の電極の層の４列目の正極電極層１と４段目の電極の層の５列目の負極電極層２および５段目の電極の層の５列目の負極電極層２が同電位になるように接続されている。
また、２段目の電極の層の５列目の正極電極層１が３段目の電極の層の５列目の正極電極層１と６段目の電極の層の５列目の正極電極層１が同電位になるように接続されている。
【００２０】
また、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタは、複数のセル４が平面内で配列方向に配列され、上下方向に積層されて構成された多層平面積層スタックが上面容器６と下面容器９により封止されている。
このとき、例えば、１列目と２列目に配列されたセル４はセル間絶縁シール部５により隔離される。すなわち、両面双極積層ユニット４１の下面容器９に面するセル間絶縁シール部５が集電箔１１と下面容器９の間を封止する。また、両面双極積層ユニット４１の上面容器６に面するセル間絶縁シール部５が片面双極積層ユニット４２のセル間絶縁シール部５と融着され、両面双極積層ユニット４１の集電箔１１と片面双極積層ユニット４２の集電箔１１との間を封止し、１列目と２列目のセルを隔離する。同様に、２列目と３列目、３列目と４列目、４列目と５列目のセル４が隔離されている。
【００２１】
このとき、セル間絶縁シール部５の厚さが０．５ｍｍに対して正極電極層１および負極電極層２の厚さが０．２ｍｍであるので、セパレータ３を介して正極電極層１と負極電極層２が対峙したときそれらの側面全体に亘ってセル間絶縁シール部５が対向し、配列方向に隣接するセル４との間が隔離される。
【００２２】
このように、集電箔１１の表裏にそれぞれセル間絶縁シール部５を挟んで負極電極層２と正極電極層１を備えた両面双極積層ユニット４１と、集電箔１１の一方の面にセル間絶縁シール部５を挟んで負極電極層２と正極電極層１を備えた片面双極積層ユニット４２を、複数個、上下方向および平面方向に並べることで、集電箔１１にスポット溶接をすることなく、並列および直列に複数のセルを平面積層することができる。
【００２３】
すなわち、１列目に配列される片面負極ユニット４６の集電箔１１および両面負極ユニット４４の集電箔１１を負極端子１４に、５列目に配列される片面正極ユニット４５の集電箔１１および両面正極ユニット４３の集電箔１１を正極端子１３に接続するときにはスポット溶接が必要であるが、それ以外の集電箔１１同士のスポット溶接は一切行われていない。このように数多くのスポット溶接を省略することができ、単に、両面双極積層ユニット４１、片面双極積層ユニット４２、両面正極ユニット４３、両面負極ユニット４４、片面正極ユニット４５および片面負極ユニット４６を並べ、且つ積層するだけで多層平面積層スタックを組み立てることができる。従って、従来の構成に比べて組立工数が少なくなり低コストの多層平面積層型電気二重層キャパシタを提供することができる。
【００２４】
正極端子１３および負極端子１４にそれぞれ設けられた正極端子穴２２と負極端子穴２３は、外部負荷と接続する電流端子を取り付けるボルト穴である。
【００２５】
実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタは、平面内に配列方向に配列され、且つ上下方向に積層された複数のセル４を上下方向に挟持する上面容器６と下面容器９を有する。そして、上面容器６は、上部の片面双極積層ユニット４２ではなく、その１つ下の層の両面双極積層ユニット４１のセル間絶縁シール部５の樹脂の溶融などによって密着される。
【００２６】
また、下面容器９も同様に、下部の片面双極積層ユニット４２ではなく、その１つ上の層の両面双極積層ユニット４１のセル間絶縁シール部５に樹脂の溶融などによって密着される。これによって、上面容器６と下面容器９により各列に配列されたセル４が電解液を分離して収納される。
このように正極電極層１および負極電極層２の配列方向の幅が短く、配列方向に直交する方向の幅が長いので、配列方向に複数のセルを並べても配列方向の長さが極端に長くなることが防げる。
【００２７】
図７は、セル電圧が積み上げられる様子を模式的に示した断面模式図である。セル４の負極電極層２の電位を０Ｖ、正極電極層１の電位を３Ｖとして、セル電圧を積み上げており、３つのセル４が並列に、５つのセル４が直列に接続されていて、合計１５Ｖのセル電圧が積み上げられている様子が一目瞭然で分かる。
電解液が電気分解されない電位差は３Ｖまでであり、それ以上の電位差の環境に置かれると電解液の電気分解が生じるが、セル間絶縁シール部５と集電箔１１で形成される空間によって配列方向に隣接するセルは隔離されている。
【００２８】
図８の（ａ）は、図７の構成を回路図として表したものである。また、図８の（ｂ）は、特許文献１の場合の、同様の積層数とした場合の構成を回路図として表したものである。図８の（ａ）と（ｂ）の回路図での違いは、短絡線１５の有無である。特許文献１の場合には、並列に接続された集電箔が全て集電端子にスポット溶接されているために、短絡線１５によって、全て短絡されている。しかし、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの回路構成に相当する図８の（ａ）の場合には、隣接する集電箔１１がセル間絶縁シール部５によって電気的に絶縁されているので、短絡線１５に相当する部分が存在しない。
【００２９】
図９の（ａ）と（ｂ）は、図８の（ａ）と（ｂ）の回路図をさらに簡素化して表現したもので、キャパシタの各セル４が並列および直列に接続されている様子が明確である。電気二重層キャパシタや二次電池などでは、正極からの金属デンドライトの生成、成長と負極への到達によって電気短絡故障を起こすことがある。そして、短絡したセルには大量の電流が流れ大きな発熱を伴うため、急激なガスの発生などが起こる恐れがある。１つのセルの電気短絡は、１つのキャパシタを単に小さな電気抵抗を持った配線による結線に置き換えた場合と等価になる。
図９の（ｂ）では、いずれかのセル４が電気短絡すると、その部分に電流が集中し、大きな発熱が起こることが明白である。
【００３０】
ところが、図９の（ａ）では、いずれのセル４が電気短絡しても、そのセル４に全ての電流が流れる訳ではなく、別のセル４を迂回して流れる回路が存在する。例えば、Ｃのセルが電気短絡したとすると、Ｃのセル４を流れる電流以外にＤのセル４を通って迂回する電流が存在し、Ｃのセル４に流れる電流による発熱が減少する。また、Ｅのセル４が電気短絡したとすると、Ｅのセル４を流れる電流以外にＦのセル４を通って迂回する電流が存在し、Ｅのセル４を流れる電流による発熱が減少する。図９の（ａ）は、並列数が３の場合であるが、並列数が増えれば増えるほど迂回して電流が流れる回路が増えて、電気短絡したセル４を流れる電流を軽減することが可能になる。図９の（ｂ）の回路では、並列数が増えても、並列に接続されている全てのセル４が短絡されているので、電気短絡したセル４に電流が集中して流れ、その電気抵抗によって大きな電流が流れ故障に至る恐れがある。
【００３１】
従って、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタによれば、あるセル４が短絡を起こした場合でも、電流集中を最小限に留め、継続して運転することが可能になる。そして、並列数が多くなれば多くなるほど、その効果が高くなる。
【００３２】
以上のように、この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタによれば、一部を除き集電箔１１同士をスポット溶接する手間が省けるだけではなく、セル４の電気短絡の影響を最小限に留めることができる効果がある。
これは、電気二重層キャパシタに限らず、リチウムイオン電池など、他の多層平面積層型電力貯蔵デバイスの場合でも同じである。
【００３３】
図１０は、この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの製造に用いる両面双極積層ユニット４１および片面双極積層ユニット４２の製造工程を示す平面図である。
次に、多層平面積層型電気二重層キャパシタの製造に用いる両面双極積層ユニット４１および片面双極積層ユニット４２の製造工程を説明する。
この製造工程では、ドクターコータ法を用いている。そして、図１０に示すように、正極電極層ペーストダム３０と負極電極層ペーストダム３１が所定の距離だけ離間してドクターロール２８上に配置されている。そして、ドクターロール２８により厚みが制御されてコーティングロール２７に付着したペーストがロール巻きから引き出された集電箔２６の一方の面に転写される。この転写されたペーストを乾燥することにより、所定の隙間だけ離間した正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３を１回の塗布で形成することができる。片面双極積層ユニット４２の場合には、この片面の塗布だけで電極層の塗布が完了する。
正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３の幅は２０ｍｍであり、塗布厚さは共に０．２ｍｍ、正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３の隙間の幅は１０ｍｍである。
【００３４】
両面双極積層ユニット４１の場合には、連続した集電箔２６の裏面にも同様にして、正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３を形成する。このとき、塗布するペーストは、図１０に示したペーストと逆になる。これは、集電箔２６を挟んで、正極電極層塗工部３２の裏面に正極電極層塗工部３２を、負極電極層塗工部３３の裏面に負極電極層塗工部３３を塗布するためである。
【００３５】
次に、集電箔２６の隙間の位置に溶融した樹脂を塗工するか、または樹脂フィルムを貼り付けることでセル間絶縁シール部５を形成する。このようにして作製された集電箔２６の様子を図１１（ａ）、（ｂ）に示す。なお、図１１に図示した矢印は巻回の集電箔２６を引き出す方向である。図１１（ａ）に図示した面が集電箔２６の一方の面であり、図１１（ｂ）に図示した面が集電箔２６の反対の面である。セル間絶縁シール部５の幅は８ｍｍで、厚さは０．５ｍｍである。なお、片面双極積層ユニット４２の製造では正極電極層塗工部３２および負極電極層塗工部３３が塗布された面の隙間にだけセル間絶縁シール部５を形成する。
【００３６】
次に、図１１に示すように、打ち抜き刃の配置が２点鎖線の打ち抜き型を用いて正極電極層塗工部３２、セル間絶縁シール部５および負極電極層塗工部３３が両面または片面に形成された集電箔２６を打ち抜いて両面双極積層ユニット４１または片面双極積層ユニット４２を作製する。
【００３７】
また、両面正極ユニット４３または両面負極ユニット４４は、両面に正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３が形成され、セル間絶縁シール部５が形成されていない集電箔２６からそれぞれ正極電極層塗工部３２だけまたは負極電極層塗工部３３だけを打ち抜いて作製する。
また、片面正極ユニット４５または片面負極ユニット４６は、片面に正極電極層塗工部３２と負極電極層塗工部３３だけが形成され、セル間絶縁シール部５が形成されていない集電箔２６からそれぞれ正極電極層塗工部３２だけまたは負極電極層塗工部３３だけを打ち抜いて作製する。
【００３８】
このように集電箔２６に正極電極層塗工部３２および負極電極層塗工部３３を同時に形成でき、さらにロールツーロールでセル間絶縁シール部５を形成でき、打ち抜き型で打ち抜くことでリピートパーツを作製できるので、簡単に製造することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図１２は、この発明の実施の形態２に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの縦断面図である。
この発明の実施の形態２に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタは、実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタと積層数と配列数とが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明は省略する。
実施の形態１では積層数が３であったのに対して、実施の形態２では積層数が５であり、配列数も実施の形態１では５であったのに対して実施の形態２では７である。積層数を多くすることによって静電容量を増やすことができると共に、セル４が電気短絡した場合の迂回路を増やすことができ、セル４が電気短絡した場合の影響を軽減する効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの横断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係わる両面双極積層ユニットの斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係わる片面双極積層ユニットの斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係わる両面正極ユニットと両面負極ユニットの斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係わる片面正極ユニットと片面負極ユニットの斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタのセル電圧が積み上げられる様子を模式的に示した断面模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの構成を示す回路図（ａ）と従来の構成を示す回路図（ｂ）である。
【図９】この発明の実施の形態１に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの構成を示す簡素化回路図（ａ）と従来の構成を示す簡素化回路図（ｂ）である。
【図１０】集電箔上にドクターコータ法で正極電極層および負極電極層を塗工する製造工程を示す平面図である。
【図１１】連続塗工されたロール巻きの集電箔の表裏に貼り付け樹脂を貼り付けた状態の平面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係わる多層平面積層型電気二重層キャパシタの縦断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  正極電極層、２  負極電極層、３  セパレータ、４  セル、５  セル間絶縁シール部、６  上面容器、９  下面容器、１１  集電箔、１３  正極端子、１４  負極端子、１５  短絡線、２２  正極端子穴、２３  負極端子穴、２６  集電箔、２７  コーティングロール、２８  ドクターロール、３０  正極電極層ペーストダム、３１  負極電極層ペーストダム、３２  正極電極層塗工部、３３  負極電極層塗工部、４１  両面双極積層ユニット、４２  片面双極積層ユニット、４３  両面正極ユニット、４４  両面負極ユニット、４５  片面正極ユニット、４６  片面負極ユニット。
【図１】
2008103593.tif 000003
【図２】
2008103593.tif 000004
【図３】
2008103593.tif 000005
【図４】
2008103593.tif 000006
【図５】
2008103593.tif 000007
【図６】
2008103593.tif 000008
【図７】
2008103593.tif 000009
【図８】
2008103593.tif 000010
【図９】
2008103593.tif 000011
【図１０】
2008103593.tif 000012
【図１１】
2008103593.tif 000013
【図１２】
2008103593.tif 000014