(57)【要約】【課題】限られた空間内で高い耐電圧が得られる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は、第１及び第２のキャパシタセル１、２と、第１及び第２のキャパシタセル１、２を収納する収納容器３とを備える。第１及び第２のキャパシタセル１、２は、それぞれ、板状のセパレータ１１、２１と、セパレータの表面上に配置された第１の固体電解質膜１２ａ、２２ａと、セパレータの裏面上に配置された第２の固体電解質膜１２ｂ、２２ｂと、第１の固体電解質膜の上に配置された活性炭電極からなる第１の電極１３ａ、２３ａと、第２の固体電解質膜の下に配置された活性炭電極からなる第２の電極１３ｂ、２３ｂと、第１の電極に接続された第１の集電体１４ａ、２４ａと、第２の電極に接続された第２の集電体１４ｂ、２４ｂとを備える。第１及び第２のキャパシタセル１、２は電気的に直列に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のキャパシタセルと、
前記第１及び第２のキャパシタセルを収納する収納容器とを備え、
前記第１及び第２のキャパシタセルは、それぞれ、
板状のセパレータと、
前記セパレータの表面上に配置された第１の固体電解質膜と、
前記セパレータの裏面上に配置された第２の固体電解質膜と、
前記第１の固体電解質膜の上に配置された活性炭電極からなる第１の電極と、
前記第２の固体電解質膜の下に配置された活性炭電極からなる第２の電極と、
前記第１の電極に接続された第１の集電体と、
前記第２の電極に接続された第２の集電体とを備え、
前記第１及び第２のキャパシタセルは電気的に直列に接続されている
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及び第２のキャパシタセルは１つの前記セパレータを共有し、前記セパレータは、前記第１及び第２のキャパシタセルの間でイオン及び電子の伝導を遮断する境界部を備え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】
前記第１及び第２のキャパシタセルが備える前記第１の集電体及び前記第２の集電体の各電位を前記収納容器の外に取り出す４つの端子を更に備えることを特徴とする請求項１又は２記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記第１のキャパシタセルが備える前記第１の集電体が前記第２のキャパシタセルが備える前記第１の集電体又は前記第２の集電体に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
板状のセパレータと、
前記セパレータの表面上に配置された第１の固体電解質膜と、
前記セパレータの裏面上に配置された第２の固体電解質膜と、
前記第１の固体電解質膜の上に配置された活性炭電極からなる第１の電極と、
前記第２の固体電解質膜の下に配置された活性炭電極からなる第２の電極と、
前記第１の電極に接続された第１の集電体と、
前記第２の電極に接続された第２の集電体とをそれぞれ備える第１及び第２のキャパシタセルを作製する工程と、
前記第１及び第２のキャパシタセルを収納容器に収納する工程と、
前記第１及び第２のキャパシタセルを電気的に直列に接続する工程と
を備えることを特徴とする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、固体電解質膜を用いた電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、小型且つ大容量のキャパシタとして、携帯電話や家庭用電気製品のバックアップ電源、補助電源として用いられている。電気二重層キャパシタは、正負一対の電極の間にセパレータを配置させ、周囲を電解液で満たすことで形成される。通常、セパレータを挟む正負一対の電極（これを「セル」という）は収納容器内に配置され、この収納容器内を電解質で満たしている。また、１つの収納容器には１つのセルが収納されている。このような電気二重層キャパシタに求められる性能として、大きな静電容量の他に、高い耐電圧性能が挙げられる。
【０００３】
電気二重層キャパシタの耐電圧を高めるには、電解液の分解電圧を上げる（電位窓を広げる）ことで１セル当たりの耐電圧を高めるか、或いは複数のセルを電気的に直列に接続することが必要である。
【０００４】
従来、電解液としてテトラエチルアンモニウム４フッ化ホウ素塩などの電解質をプロピレンカーボネートなどの溶媒に溶かした電位窓の広い電解液が用いられているが、１セル当たりの耐電圧は約３Ｖが限界であり、１セル当たりの耐電圧を高めるためには新規の電解液の開発が必要である。
【特許文献１】特開平５−３０８０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、複数セルを電気的に直列に接続するには、複数の収納容器を実装基板の実装面に並べて配置して接続する必要がある。よって、この場合、複数の独立した収納容器を並べるためのスペースが必要となる。また、１つの収納容器内に複数のセルを収納してこれらのセルを直列に接続してしまうと、複数のセルが収納容器内で電解液を共有することになる。よって、収納容器内で高電位側のセルと低電位側のセルとが共通の電解液を使用することになるため、電解液の分解電圧の制限によりキャパシタ全体の耐電圧を高めることができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、その目的は、限られた空間内で高い耐電圧が得られる電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタ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】
本発明の第１の特徴は、第１及び第２のキャパシタセルと、第１及び第２のキャパシタセルを収納する収納容器とを備える電気二重層キャパシタであって、第１及び第２のキャパシタセルが、それぞれ、板状のセパレータと、セパレータの表面上に配置された第１の固体電解質膜と、セパレータの裏面上に配置された第２の固体電解質膜と、第１の固体電解質膜の上に配置された活性炭電極からなる第１の電極と、第２の固体電解質膜の下に配置された活性炭電極からなる第２の電極と、第１の電極に接続された第１の集電体と、第２の電極に接続された第２の集電体とを備え、第１及び第２のキャパシタセルが電気的に直列に接続されていることである。ここで、第１の電極と第２の電極とは相対する極性の電極であり、第１の電極が正極である場合、第２の電極が負極となり、第１の電極が負極である場合、第２の電極が正極となる。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、板状のセパレータと、セパレータの表面上に配置された第１の固体電解質膜と、セパレータの裏面上に配置された第２の固体電解質膜と、第１の固体電解質膜の上に配置された活性炭電極からなる第１の電極と、第２の固体電解質膜の下に配置された活性炭電極からなる第２の電極と、第１の電極に接続された第１の集電体と、第２の電極に接続された第２の集電体とをそれぞれ備える第１及び第２のキャパシタセルを作製する工程と、第１及び第２のキャパシタセルを収納容器に収納する工程と、第１及び第２のキャパシタセルを電気的に直列に接続する工程とを備える電気二重層キャパシタの製造方法であることである。
【０００９】
第１及び第２の固体電解質膜が第１及び第２の電極とセパレータの間にそれぞれ配置されることにより、電解液が不要となる。よって、第１及び第２のキャパシタセルを電気的に直列に接続しても、収納容器内で高電位側のセルと低電位側のセルとが共通の電解液を使用することがない。したがって、１つの収納容器という限られた空間内で、電気的に直列に接続された第１及び第２のキャパシタセルからなるキャパシタ全体の耐電圧を高めることができる。
【００１０】
なお、本発明は１つの収納容器に収納されるキャパシタセルの数を２つに限定するものではない。１つの収納容器に少なくとも２つのキャパシタセル（第１及び第２のキャパシタセル）が収納されていればよく、３以上のキャパシタ（第３のキャパシタセル、第４のキャパシタセル、・・・）が同じ収納容器内に配置されていても構わない。更に、第３のキャパシタセル、第４のキャパシタセル、・・・が、第１及び第２のキャパシタセルに対して直列に接続されていても構わない。
【００１１】
本発明の第１及び第２の特徴において、第１及び第２のキャパシタセルは１つのセパレータを共有し、セパレータは、第１及び第２のキャパシタセルの間でイオン及び電子の伝導を遮断する境界部を備えることが望ましい。第１及び第２のキャパシタセルが１つのセパレータを共有することにより、セパレータを用いて第１及び第２のキャパシタセル間の相対位置を固定することができる。また、境界部がイオン及び電子の伝導を遮断するため、セパレータを介して第１及び第２のキャパシタセルの間でイオン伝導或いは電子伝導が起こらない。
【００１２】
本発明の第１及び第２の特徴において、第１及び第２のキャパシタセルが備える第１の集電体及び第２の集電体の各電位を収納容器の外に取り出す４つの端子を更に備えることが望ましい。４つの端子のうち、第１のキャパシタセルの第１の集電体の電位を取り出す端子と、第２のキャパシタセルの第１の集電体又は第２の集電体の電位を取り出す端子を接続することにより、第１及び第２のキャパシタセルを電気的に直列もしくは並列に接続することができる。よって、収納容器外で端子間を自由に接続できるため電気二重層キャパシタの耐電圧及び静電容量の設計自由度が向上する。
【００１３】
なお、本発明は端子の数を４つに限定するものではない。１つの収納容器から少なくとも４つの端子が取り出されていればよく、３以上のキャパシタ（第３のキャパシタセル、第４のキャパシタセル、・・・）が同じ収納容器内に配置されている場合、これらのキャパシタの第１及び第２の集電体の各電位を取り出す端子を更に備えていても構わない。
【００１４】
本発明の第１及び第２の特徴において、第１のキャパシタセルが備える第１の集電体が第２のキャパシタセルが備える第１の集電体又は第２の集電体に接続されていても構わない。これにより、第１のキャパシタセルと第２のキャパシタセルの集電体同士を収納容器内で接続することができ、第１及び第２のキャパシタセルを電気的に直列に接続することができる。収納容器内で直列接続されるため、直列接続のための外部端子や外部端子同士を接続する配線が不要となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、限られた空間内で高い耐電圧が得られる電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタの構成を説明する。電気二重層キャパシタは、第１のキャパシタセル１及び第２のキャパシタセル２と、第１及び第２のキャパシタセル１、２を収納する収納容器３とを備える。第１のキャパシタセル１は、板状のセパレータ１１と、セパレータ１１の表面上に配置された第１の固体電解質膜１２ａと、セパレータ１１の裏面上に配置された第２の固体電解質膜１２ｂと、第１の固体電解質膜１２ａの上に配置された活性炭電極からなる第１の電極１３ａと、第２の固体電解質膜１２ｂの下に配置された活性炭電極からなる第２の電極１３ｂと、第１の電極１３ａに接続された第１の集電体１４ａと、第２の電極１３ｂに接続された第２の集電体１４ｂとを備える。同様に、第２のキャパシタセル２は、板状のセパレータ２１と、セパレータ２１の表面上に配置された第１の固体電解質膜２２ａと、セパレータ２１の裏面上に配置された第２の固体電解質膜２２ｂと、第１の固体電解質膜２２ａの上に配置された活性炭電極からなる第１の電極２３ａと、第２の固体電解質膜２２ｂの下に配置された活性炭電極からなる第２の電極２３ｂと、第１の電極２３ａに接続された第１の集電体２４ａと、第２の電極２３ｂに接続された第２の集電体２４ｂとを備える。収納容器３は、第１及び第２のキャパシタセル１、２がその内部に配置される筐体３１と、筐体３１の内部を気密封止するためのキャップ３２とを備える。
【００１７】
第１の実施の形態においては、第１の集電体１４ａ及び第１の集電体２４ａが収納容器３内部において接続されることにより、第１及び第２のキャパシタセル１、２は、収納容器３内部において電気的に直列に接続されている。よって、第１のキャパシタセル１の第２の電極１３ｂと、第２のキャパシタセル２の第２の電極２３ｂとが、電気二重層キャパシタ全体の正負一対の電極となり、第２の集電体１４ｂ、２４ｂは、それぞれ、端子１５ｂ、２５ｂに接続されている。端子１５ｂ、２５ｂから、第１のキャパシタセル１の第２の電極１３ｂ及び第２のキャパシタセル２の第２の電極２３ｂの各電位が収納容器３の外に取り出される。
【００１８】
また、第１の実施の形態においては、第１及び第２のキャパシタセル１、２は１つのセパレータ（１１、２１）を共有し、このセパレータは、第１及び第２のキャパシタセル１、２の間でイオン及び電子の伝導を遮断する絶縁性の境界部３３を備える。すなわち、セパレータ１１及びセパレータ２１は一体として形成され、境界部３３は、第１及び第２のキャパシタセル１、２の境界部分に形成されている。セパレータの材料としては、ポリエチレン製の不織布等を使用することができる。
【００１９】
固体電解質膜１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂは、イオン伝導率が高い材質からなることが望ましい。例えば、特開２０００−３６２０号公報に示されているＮ−エチルイミダゾリウムビニルスルホン酸の溶融塩ポリマーなどや、特開２０００−１１７５３号公報に示されているＮ−ビニルイミダゾリウムフッ化ホウ素酸塩ポリマーなどを用いることができる。Ｎ−エチルイミダゾリウムビニルスルホン酸の溶融塩ポリマー及びＮ−ビニルイミダゾリウムフッ化ホウ素酸塩ポリマーは、ガラス転移温度が電気二重層キャパシタの使用温度付近にある材料である。このような材料を固体電解質膜１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂとして使用する場合、１つの収納容器３内においてセパレータを用いずに複数のキャパシタセルを並べて使用すると、温度の上昇に伴い固体電解質膜１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂの流動性が増し、個々のキャパシタセルの孤立が維持できず、ショートを招く。これを回避するため、複数のキャパシタセルに共通のセパレータを用いることにより、正負電極間を分離すると同時に、隣接するキャパシタセル１、２間を分離することもできる。
【００２０】
次に、図１の電気二重層キャパシタの製造方法を説明する。先ず、電極１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂとなる分極性電極（活性炭電極）シート及び固体電解質膜１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂとなる固体電解質ポリマーの製造方法について説明する。
【００２１】
（イ）比表面積１０００ｍ２／ｇのやしガラを原料として水蒸気賦活により得られた活性炭１００重量部に対し、導電材としてアセチレンブラック（ＡＢ）５重量部、結着材としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）５重量部を十分に混練し、厚さが０．０５ｍｍになるまでシート状に伸ばす。以上の手順により、分極性電極シートが完成する。
【００２２】
（ロ）固体電解質ポリマーとしてのポリ（Ｎ−エチルイミダゾリウムエチレンスルホン酸）の製造方法は以下の通りである。先ず、Ｎ−エチルイミダゾールと濃度２５％のビニルスルホン酸水溶液とを混合し、０℃に維持しながら３時間攪拌する。そして、この混合液の余分な水を除去して溶媒を濃縮させ、これを攪拌しているエーテル中に滴下し、析出した結晶を回収し、乾燥させることにより、Ｎ−エチルイミダゾリウムビニルスルホン酸塩が得られる。なお、Ｎ−エチルイミダゾリウムビニルスルホン酸塩の融点は−１０℃である。
【００２３】
（ハ）そして、Ｎ−エチルイミダゾリウムビニルスルホン酸をメタノール中に溶解させ、重合させる。この時、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリルをビニル基に対して１％の割合で添加する。６５℃に維持したまま３時間ラジカル重合を行なうことにより、特開２０００−３６２０号公報の化学式１に示されているＮ−エチルイミダゾリウムエチレンスルホン酸ポリマーが得られる。
【００２４】
次に、図２（ａ）〜図２（ｆ）を参照して、第１及び第２のキャパシタセル１、２の製造方法を説明する。
【００２５】
（１）先ず、図２（ａ）に示すように分極性電極シート４１を用意し、図２（ｂ）に示すように分極性電極シート４１の上に、固体電解質ポリマー４２としてのＮ−エチルイミダゾリウムエチレンスルホン酸ポリマーのメタノール溶液を展開する。
【００２６】
（２）これを乾燥させることにより、電極と固体電解質の積層体が形成される。そして、図２（ｃ）に示すように１片が１．８ｍｍ×３．６ｍｍになるように積層体を切断する。図２（ｄ）に示すように切断した２つの積層体４３ｂ、４３ｄを固体電解質が上になるように並べる。
【００２７】
（３）その上に、図２（ｅ）に示すようにセパレータ（１１、２１）を配置する。この時、固体電解質が浸漬して、積層体間でイオン及び電子が交換されないように、積層体４３ｂ、４３ｄの間に境界部３３が形成されているセパレータ（１１、２１）を使用する。境界部３３が積層体４３ｂ、４３ｄを隔てるようにセパレータ（１１、２１）を配置する。なお、セパレータ（１１、２１）の境界部３３に相当する部分を、２００℃に加熱した鉄で加圧することにより、液浸透性の低い緻密な膜状構造を持つ境界部３３を形成することができる。セパレータ（１１、２１）の上に、他の２つの積層体４３ａ、４３ｃを、積層体４３ｂ、４３ｄに対向するように、固体電解質を下にして並べる。
【００２８】
（４）大気圧に対して−３０ｋＰａで減圧する。更に、ステンレス板で挟み、上下方向に約２００ｋＰａで加圧して、図２（ｆ）に示すように第１及び第２のキャパシタセル１、２が得られる。
【００２９】
次に、図３（ａ）〜図３（ｇ）を参照して、収納容器３内に第１及び第２のキャパシタセル１、２を収納する手順を説明する。
【００３０】
（Ａ）先ず、肉厚が０．０５０ｍｍのアルミナセラミックからなる筐体３１を用意する。筐体３１の寸法は、縦５．０ｍｍ×横５．０ｍｍ×高さ２．０ｍｍである。なお、筐体３１は層状構造となっており、予め、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、筐体３１の底面に第２の集電体１４ｂ、２４ｂとなる配線パターンが形成されている。配線パターンは、筐体３１の側壁を突き抜けて裏面側にまで延長されて端子１５、２５を形成している。配線パターンはタングステンの表面を金メッキしたものを使用している。
【００３１】
（Ｂ）配線パターンの上に導電性ペーストを塗布し、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、第２の電極１３ｂ、２３ｂが配線パターンに接するように、上記の第１及び第２のキャパシタセル１、２を筐体３１の底面に貼り付ける。そして、導電性ペースト中のバインダーが固化する条件で熱処理を施す。
【００３２】
（Ｃ）その後、予めドライ環境において容器内側の面に図３（ｇ）に示すような形状に導電材を被覆したセラミックスからなる絶縁性のキャップ３２を用意する。この導電材は第１の集電体１４ａ、２４ａに相当する。そして、図３（ｆ）及び図３（ｇ）に示すように、キャップ３２と筐体３１の接合部ではんだガラスを用いて気密封止を行なう。以上の手順により図１に示した電気二重層キャパシタが完成する。
（実験例）
発明者らは、上記の製造方法により製造された本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタを用いて充放電の実験を行なった。また同時に、収納容器内でキャパシタセルを分割していない従来型の電気二重層キャパシタについても比較例として同様な実験を実施した。
【００３３】
先ず、比較例に係わる電気二重層キャパシタの製造方法を説明する。比較例に係わる電気二重層キャパシタは、１つの収納容器内に１つのキャパシタセルを収納し、収納容器内に電解質液を充填することにより形成される。具体的には、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、筐体８１の底面及びキャップ８２の内側の面にそれぞれ集電体７４、６４が形成され、集電体７４、６４に接続される端子６５、７５が収納容器の外側に位置するように形成されている。図４（ｄ）〜図４（ｆ）に示すように、集電体６４及び集電体７４の上に正極６３及び負極７３をそれぞれ貼り付ける。正極６３及び負極７３は、活性炭を用いた分極性電極であり、前述した実施の形態と同様な電極シートであって、正極用及び負極用にそれぞれ３．６ｍｍ角サイズに切り出したものを使用する。図４（ｇ）及び図４（ｈ）に示すように、収納容器内に電解液としてテトラエチルアンモニウム４フッ化ホウ素酸塩の炭酸プロピレン溶液（濃度１ｍｏｌ／Ｌ）を適量注入する。正極６３と負極７３間にセパレータ６１が挟持されるように筐体８１とキャップ８２とを重ね合わせ、ドライ環境においてはんだガラスを使用して気密封止する。なお、セパレータ６１は、実施の形態と同様に、ポリエチレン製不織布を使用する。
【００３４】
次に、実験方法について説明する。電気二重層キャパシタの正極側の端子と負極側の端子にそれぞれ陽極及び陰極を接続し、定電流モードで充放電を行なった。具体的には、電流を一定に保ちながら０Ｖから充電を開始し、最大５Ｖまで電圧を上げる。放電はカットオフ電圧を０Ｖとする。
【００３５】
上記実験を行なった結果、本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタでは、０Ｖから５Ｖまで正常に充放電を行なうことができた。さらに、同じ条件で充放電を１０００回繰り返し行なったところ、放電容量の維持率は初期容量に対して８０％以上であった。これに対して、比較例に係わる電気二重層キャパシタでは、充電時において４Ｖ付近で電圧上昇が停止し、それ以上の充電ができなかった。そこで、充放電の電圧範囲を０Ｖ〜３．５Ｖまでとして、充放電を１０００回繰り返し行なったところ、放電容量の維持率は初期容量に対して４０％以下であった。
【００３６】
以上の実験結果から、本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタは、比較例に係わる電気二重層キャパシタよりも、充放電における耐電圧が高く、且つ、初期容量に対する放電容量の維持率が高いことが分った。
【００３７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００３８】
本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタは、第１及び第２のキャパシタセル１、２と、第１及び第２のキャパシタセル１、２を収納する収納容器３とを備える。第１及び第２のキャパシタセル１、２は、それぞれ、板状のセパレータ１１、２１と、セパレータ１１、２２の表面上に配置された第１の固体電解質膜１２ａ、２２ａと、セパレータ１１、２１の裏面上に配置された第２の固体電解質膜１２ｂ、２２ｂと、第１の固体電解質膜１２ａ、２２ａの上に配置された活性炭電極からなる第１の電極１３ａ、２３ａと、第２の固体電解質膜１２ｂ、２２ｂの下に配置された活性炭電極からなる第２の電極１３ｂ、２３ｂと、第１の電極１３ａ、２３ａに接続された第１の集電体１４ａ、２４ａと、第２の電極１３ｂ、２３ｂに接続された第２の集電体１４ｂ、２４ｂとを備える。第１及び第２のキャパシタセル１、２は電気的に直列に接続されている。
【００３９】
第１及び第２の固体電解質膜１２ａ、２２ａ、１２ｂ、２２ｂが第１及び第２の電極１３ａ、２３ａ、１３ｂ、２３ｂとセパレータ１１、２１の間にそれぞれ配置されることにより、電解液が不要となる。よって、第１及び第２のキャパシタセル１、２を電気的に直列に接続しても、収納容器３内で高電位側のセルと低電位側のセルとが共通の電解液を使用することがない。したがって、１つの収納容器３という限られた空間内で、電気的に直列に接続された第１及び第２のキャパシタセル１、２からなるキャパシタ全体の耐電圧を高めることができる。
【００４０】
具体的には、セパレータを挟んで電極及び固体電解質膜を正負一対に対向して積層したキャパシタを収納容器３内で複数に分割してキャパシタセル１、２を形成し、これらを電気的に直列に接続する。収納容器内で分割しないで複数の収納容器を直列に接続する従来の方式に比べて、収納容器にかかるデッドスペースを小さくすることができる。即ち、同じ静電容量、同じ耐電圧を得るための体積を小さく抑えることができる。
【００４１】
また、第１及び第２のキャパシタセル１、２は１つのセパレータ（１１、２１）を共有し、セパレータ（１１、２１）は、第１及び第２のキャパシタセル１、２の間でイオン及び電子の伝導を遮断する境界部３３を備える。第１及び第２のキャパシタセル１、２が１つのセパレータ（１１、２１）を共有することにより、セパレータ（１１、２１）を用いて第１及び第２のキャパシタセル１、２間の相対位置を固定することができる。また、境界部３３がイオン及び電子の伝導を遮断するため、セパレータ１、２を介して第１及び第２のキャパシタセル１、２の間でイオン伝導或いは電子伝導が起こらない。即ち、複数のキャパシタセルに共通のセパレータを用いることにより、正負電極間を分離すると同時に、隣接するキャパシタセル１、２間を分離することもできる。
【００４２】
また、第１のキャパシタセル１が備える第１の集電体１４ａが第２のキャパシタセル２が備える第１の集電体２４ａに接続されている。これにより、第１のキャパシタセル１と第２のキャパシタセル２の集電体同士を収納容器３内で接続することができ、第１及び第２のキャパシタセル１、２を電気的に直列に接続することができる。収納容器３内で直列接続されるため、直列接続のための外部端子や外部端子同士を接続する配線が不要となる。
【００４３】
なお、第１の実施の形態では、図１に示したように、第１の集電体１４ａと第１の集電体２４ａとが接続されている場合を示したが、集電体の配線パターンを変更することにより、第１のキャパシタセル１が備える第１の集電体１４ａを第２のキャパシタセル２が備える第２の集電体２４ｂに接続させても構わない。また、第１のキャパシタセル１が備える第１の集電体１４ａ及び第２のキャパシタセル２が備える第１の集電体２４ａについても、第２の集電体１４ｂ、２４ｂと同様にして、収納容器３外へその電位を取り出す端子を設けても構わない。詳細については、第２の実施の形態において図面を用いて説明する。
（第２の実施の形態）
図１では、２つのキャパシタセル１、２の第１の集電体１４ａ、２４ａが収納容器内部において接続されることにより、２つのキャパシタセル１、２を直列に接続する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第１の集電体１４ａ、２４ａが収納容器外において接続されていても構わない。そこで、第２の実施の形態では、収納容器内のキャパシタセルが備える総ての集電体にそれぞれ端子が接続されている場合について、換言すれば、収納容器３内に収納されるキャパシタセルの数の２倍の端子を備える電気二重層キャパシタについて説明する。
【００４４】
図５に示すように、本発明の第２の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタは、図１に比べて、２つのキャパシタセル１、２の第１の集電体１４ａ、２４ａは収納容器３内部において接続されず、第２の集電体１４ｂ、２４ｂと同様に、その電位を収納容器３外に取り出すための端子１５ａ、２５ａにそれぞれ接続されている。その他の構成は、図１の電気二重層キャパシタと同じであるため、説明を省略する。
【００４５】
図５には示していないが、端子１５ａ、２５ａの間を配線を用いて接続することにより、第１及び第２のキャパシタセル１、２を電気的に直列に接続することができる。接続する端子の組み合わせはこれに限定されずに、第１のキャパシタセル１が備える端子１５ａ、１５ｂと、第２のキャパシタセル２が備える端子２５ａ、２５ｂとを、任意の組み合わせで接続することができる。更に、端子１５ａと端子２５ａを接続し、端子１５ｂと端子２５ｂを接続することにより、第１及び第２のキャパシタセル１、２を電気的に並列に接続することもできる。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、図５のキャップ３２の外側の面には、端子１５ａ及び端子２５ａとしての方形状のパッドが形成され、図６（ｂ）に示すように、図５のキャップ３２の外側の面には、端子１５ａ及び端子２５ａに接続された第１の集電体１４ａ、２４ａが形成されている。
【００４７】
以上説明したように、第２の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタは、第１及び第２のキャパシタセル１、２が備える第１の集電体１４ａ、２４ａ及び第２の集電体１４ｂ、２４ｂの各電位を収納容器３の外に取り出す４つの端子１５ａ、１５ｂ、２５ａ、２５ｂを備える。端子１５ａ、２５ａの間を配線を用いて接続することにより、第１及び第２のキャパシタセル１、２を電気的に直列に接続することができる。収納容器外で接続する端子を任意に選択することができるため、第１及び第２のキャパシタセル１、２の直列又は並列の組み合わせを自由に選択することができ、耐電圧及び静電容量の設計の自由度が向上する。
【００４８】
上記のように、本発明は、第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタの構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｆ）は、図１の第１及び第２のキャパシタセル１、２の製造方法における主要な製造工程を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｇ）は、第１及び第２のキャパシタセル１、２を収納容器に収納する主要な製造工程を示す図であり、図３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）が断面図であり、図３（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）が上面図であり、図３（ｇ）がキャップ３２の内側の面を示す平面図である。
【図４】図４（ａ）〜図３（ｈ）は、比較例に係わる電気二重層キャパシタの製造法における主要な製造工程を示す図であり、図４（ａ）、（ｄ）、（ｇ）が断面図であり、図４（ｂ）、（ｅ）、（ｈ）が上面図であり、図４（ｃ）、（ｆ）がキャップ８２の内側の面を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる電気二重層キャパシタの構成を示す断面図である。
【図６】図６（ａ）は図５のキャップ３２の外側の面を示す平面図であり、図６（ｂ）は図５のキャップ３２の内側の面を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  第１のキャパシタセル
２  第２のキャパシタセル
３  収納容器
１１、２１  セパレータ
１２ａ、２２ａ  第１の固体電解質膜
１２ｂ、２２ｂ  第２の固体電解質膜
１３ａ、２３ａ  第１の電極
１３ｂ、２３ｂ  第２の電極
１４ａ、２４ａ  第１の集電体
１４ｂ、２４ｂ  第２の集電体
１５ａ、１５ｂ、２５ａ、２５ｂ  端子
３１  筐体
３２  キャップ
４１  分極性電極シート
４２  固体電解質ポリマー
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ  積層体
６１  セパレータ
６３  正極
６４、７４  集電体
６５、７５  端子
７３  負極
８１  筐体
８２  キャップ
【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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