(57)【要約】【課題】電極端面からの漏れ電流の発生を抑制するようにした電気二重層キャパシタを提供することにある。【解決手段】両側面に活性炭電極１が配置された２つの帯状の集電体２，３がセパレータ４を介し巻回されて筒状部材１１に収容され、内部に電解液が注入され密封されてなる電気二重層キャパシタ２０であって、集電体２，３の長辺部２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂに沿ってシール部材５，６を設けるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側面に活性炭電極が配置された２つの帯状の集電体がセパレータを介し巻回されて筒状部材に収容され、内部に電解液が注入され密封されてなる電気二重層キャパシタであって、
前記集電体の長辺部に沿ってシール部材を設けた
ことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
請求項１に記載された電気二重層キャパシタであって、
前記シール部材は、前記集電体の長辺部にそれぞれ配置されると共に、前記長辺部の一方に配置されるシール部材は、隙間を設けて配置される
ことを特徴と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、電気二重層キャパシタに関し、特に自己放電を低減させる巻回型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は、分極性電極に電解質中のアニオン、カチオンを正極、負極表面に物理吸着させて電気を蓄えることを原理としている。
【０００３】
電気二重層キャパシタのうち巻回型電気二重層キャパシタ（以後、キャパシタと呼称する）としては、例えば、特許文献１に記載の電気二重層キャパシタや、図４および図５に示すようなキャパシタ１００が挙げられる。このキャパシタ１００は、両面に活性炭電極１０１が塗布された帯状のアルミ箔（集電体）１０２，１０３を有している。これら集電体１０２，１０３の間にイオンが通過可能なセパレータ１０４が挟まれ、一方の集電体１０２の他側面側にもセパレータ１０４が配置されている。一方の集電体１０２は−（マイナス）極となり、他方の集電体１０３は＋（プラス）極となっている。集電体１０２，１０３の一方の長辺部１０２ａ，１０３ａには、複数の集電タブ１０６，１０７がそれぞれ設けられている。これら集電体１０２，１０３、セパレータ１０４が巻回されてなるキャパシタ素子１１０が円筒管１０５内に収容された後に、内部に電解液が注入され活性炭電極１０１などに染み込まされている。電解液が円筒管１０５内に注入された後に、蓋（図示せず）が取り付けられて密封されている。なお、上述した集電タブ１０６，１０７は、最終的に、＋極，−極でそれぞれ束ねられ、円筒管１０５から外部に電気が取り出されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８３７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したキャパシタ１００では、電極の面積を比較的大きくできるため内部抵抗を小さくして大電流で充放電ができるものの、図５に示すように、断面において、＋極と−極が近い距離でセパレータ１０４を介して複数並んでおり、＋極−極が電解液で導電する構造となっているため、充電を行うと、＋極と−極間には微少であるが漏れ電流が発生してしまう。
【０００６】
すなわち、図６に示すように、上述した漏れ電流が電極端面となる集電体１０２（１０３）の長辺部１０２ａ，１０２ｂ（１０３ａ，１０３ｂ）および短辺部１０２ｃ，１０２ｄ（１０３ｃ，１０３ｄ）で生じるため、電極（集電体１０２，０３）の長さに比例して自己放電も漸増してしまう。その結果、キャパシタの大型化を制限してしまう一要因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、電極端面からの漏れ電流の発生を抑制するようにした電気二重層キャパシタ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】
【０００８】
前述した課題を解決する第１の発明に係る電気二重層キャパシタは、両側面に活性炭電極が配置された２つの帯状の集電体がセパレータを介し巻回されて筒状部材に収容され、内部に電解液が注入され密封されてなる電気二重層キャパシタであって、前記集電体の長辺部に沿ってシール部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
前述した課題を解決する第２の発明に係る電気二重層キャパシタは、第１の発明に係る電気二重層キャパシタであって、前記シール部材が、前記集電体の長辺部にそれぞれ配置されると共に、前記長辺部の一方に配置されるシール部材が、隙間を設けて配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電気二重層キャパシタによれば、両側面に活性炭電極が配置された２つの帯状の集電体がセパレータを介し巻回されて筒状部材に収容され、内部に電解液が注入され密封されてなる電気二重層キャパシタであって、前記集電体の長辺部に沿ってシール部材を設けたことで、この集電体の長辺部での電解液による漏れ電流の発生が抑制されて、優れた自己放電特性（電圧保持特性）を示すようになり、長時間の満充電待機用途にて非常に有利となる。
【００１１】
本発明に係る電気二重層キャパシタによれば、前記シール部材が、前記集電体の長辺部にそれぞれ配置されると共に、前記長辺部の一方に配置されるシール部材が、隙間を設けて配置されることにより、上述した作用効果に加え、活性炭電極、集電体、およびセパレータを巻回しこれを筒状部材内に収容した後に活性炭電極などへ電解液を含浸させることができる。これにより、製造工程を大幅に変更することなく製造することができ、製造コストの増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態に係る電気二重層キャパシタについて実施例を用いて具体的に説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタについて、図面を用いて具体的に以下に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタのシール構造の説明図であり、図１（ａ）にその断面を示し、図１（ｂ）にその側面を示し、図１（ｃ）にその概略を示す。図２は、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタの模式図である。図３は、放置時間と電圧保持率との関係を示すグラフである。この図３において、実線は本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタの場合を示し、一点破線は従来の電気二重層キャパシタの場合を示す。
【００１４】
本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタ２０は、図１および図２に示すように、両側面に活性炭電極１が配置された２つの帯状の集電体２，３を有する。集電体２と集電体３の間に、イオンが通過可能なセパレータ４が挟み込まれ、一方の集電体２の他側面側にもセパレータ４が配置される。集電体２，３およびセパレータ４が巻回されてなるキャパシタ素子１０は、円筒管（筒状部材）１１に収容される。集電体２（３）の両側面には、この長辺部２ａ，２ｂ（３ａ，３ｂ）に沿ってシール部材５，６が設けられる。ただし、これらシール部材５，６は、活性炭電極１よりも肉厚な形状であり、活性炭電極１とは離間して配置される。なお、キャパシタ素子１０の中心には、巻き芯７が配置される。
【００１５】
シール部材５，６は、集電体２，３への塗布および集電体２，３への接着により設けられる。一方のシール部材５は、複数であり、隙間を設けて配置される。具体的には、図１（ｂ）に示すように、集電体２（３）における一方の長辺部２ａ（３ａ）には集電タブ８が設けられ、この長辺部２ａ（３ａ）に配置されるシール部材５は、隙間を設けて配置される。ただし、集電タブ８近傍には、シール部材５が配置される。これにより、集電体２，３およびセパレータ４を円筒管１１に収容した後に、この内部に電解液を注入することができる。シール部材５，６は、集電体２（３）の長辺部２ａ，２ｂ（３ａ，３ｂ）に沿って延在し、この幅が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲となる形状である。シール部材５，６は、幅が３ｍｍより狭いと、集電体２，３およびセパレータ４を巻回したときにシール構造とすることができず、幅が１０ｍｍより広いと、集電体２，３の両側面に配置される活性炭電極１の面積が小さくなり、電圧保持力が低下してしまう。よって、上述した位置にシール部材５，６を設けたことで、活性炭電極１などに含浸された電解液により集電体２（３）の長辺部２ａ，２ｂ（３ａ，３ｂ）で導電するのが防がれ、この端面における漏れ電流の発生が抑制される。
【００１６】
シール部材５，６としては、上述した電解液溶媒で劣化しない弾性体が挙げられ、好適にはＥＰＤＭ系のゴム、ブチル系のゴムが挙げられる。
【００１７】
ここで、放置時間と電圧保持率との関係について、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタ２０の場合と従来の電気二重層キャパシタの場合とを図３を用いて比較する。ただし、試験条件は２．５Ｖで電気二重層キャパシタを２４時間定電圧で充電した後、２０℃の環境で放置し、電圧の変化をモニタしたものである。
【００１８】
この図３に示すように、自己放電開始から２４時間後には、従来の電気二重層キャパシタでは、電圧保持率が８３％まで低下したのに対して、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタ２０では、電圧保持率が９２％までしか低下しなかった。このような結果を漏れ電流に換算すると、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタ２０の漏れ電流は、従来の電気二重層キャパシタの漏れ電流の１／２０以下に低減することを確認できた。
【００１９】
よって、電気二重層キャパシタ２０で電極端部にシール部材５，６を設けることでキャパシタ内での漏れ電流が低減し、優れた自己放電特性（電圧保持特性）を示すようになり、長時間の満充電待機用途では非常に有利となることが分かった。
【００２０】
したがって、本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタ２０によれば、集電体２，３の長辺部２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂにシール部材５，６を設けたことにより、この集電体２，３の長辺部２ａ，２ｂ、３ａ，３ｂでの電解液による漏れ電流の発生が抑制され、優れた自己放電特性（電圧保持特性）を示すようになる。
【００２１】
さらに、一方のシール部材５が、隙間を設けて配置されることにより、活性炭電極１、集電体２，３、セパレータ４を巻回しこれを筒状部材１１内に収容した後に活性炭電極１などへ電解液を含浸させることができる。これにより、製造工程を大幅に変更することなく製造することができ、製造コストの増加を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、電気二重層キャパシタに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタのシール構造の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る電気二重層キャパシタの模式図である。
【図３】放置時間と電圧保持率との関係を示すグラフである。
【図４】従来の電気二重層キャパシタの概略図である。
【図５】従来の電気二重層キャパシタの模式図である。
【図６】従来の電気二重層キャパシタにおける漏れ電流発生の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１          活性炭電極
２，３      集電体
４          セパレータ
５，６      シール部材
７          巻き芯
８          集電タブ
１０        キャパシタ素子
１１        円筒管（筒状部材）
２０        電気二重層キャパシタ
【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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