(57)【要約】【課題】体積エネルギー密度が高く、製造が容易で、収容効率が高い形状を有する電気化学キャパシタを提供する。【解決手段】外装体として、側面が平面で構成されて一つ以上の開口部を有する略直方体の深絞り成形体を用いる電気化学キャパシタ。電気化学キャパシタは、外装体の中に電気化学キャパシタ素体を１組以上収容する。外装体の開口部は、樹脂板、金属板、樹脂板と金属板との複合板のうちの１種類以上を含む２枚の封口板を接着して封口されている。封口板の固定は、外装体の開口部端を内側に折り曲げた保持部を挟み込む状態で接着されることを特徴とする。【選択図】　図１
2004146565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装体と、電気化学キャパシタ素体と、封口板とを含み、
前記外装体は、一つまたは二つの開口部を有する略直方体の缶材であり、
前記外装体の材料は、アルミニウム、鉄、銅、あるいはこれらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であり、
前記外装体は、前記電気化学キャパシタ素体を１組以上収容し、
前記封口板は、樹脂板、金属板、樹脂板と金属板との複合板のうちの１種類以上を含み、
前記外装体の開口部は、前記封口板を樹脂接着して封口されていることを特徴とする電気化学キャパシタ。
【請求項２】
前記電気化学キャパシタ素体は、
樹脂フィルムを含むシート状材料によって密封されていることを特徴とする請求項１に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項３】
前記外装体の開口部は、
前記開口部を形成する辺のうちの、２辺以上を開口部の内側に向けて略直角に曲げた保持部を有し、
前記保持部の上下面に、前記封口板がそれぞれ１枚以上樹脂接着された封口構造を有することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項４】
前記封口板は、
正極端子と負極端子との、少なくともいずれか一つが設置されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項５】
前記封口板は、
少なくとも一つの圧力解放弁を有することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項６】
前記圧力解放弁は、
前記封口板の少なくとも一箇所に形成された、前記封口板の他よりも機械的強度の弱い部分が形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項７】
前記圧力解放弁は、
前記封口板の少なくとも一箇所に開口部を形成し、
前記開口部を、金属や樹脂などを含む箔によって封止されてなることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項８】
前記圧力解放弁は、
前記封口板の少なくとも一箇所に開口部を形成し、
前記開口部を、樹脂材料を挿入することによって封止されてなることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項９】
第一の板材に、深絞り加工をおこなって一つまたは二つの開口部を有する略直方体の缶材に成型し、外装体を作製する工程と、
前記開口部の端部の四隅に切り欠き加工をおこなう工程と、
電気化学キャパシタ素体を作製する工程と、
第二の板材に、第一の電極端子を取り付けて第一の封口板を作製する工程と、第三の板材に、第二の電極端子を取り付けて第二の封口板を作製する工程と、前記電気化学キャパシタ素体と、前記第一の封口板の第一の電極端子と、前記第二の封口板の第二の電極端子とを、電気的に接続する工程と、
前記外装体の中に、前記電気化学キャパシタ素体の１組以上と、前記第一の封口板を収容する工程と、
前記外装体の端部の、前記開口部を形成する辺のうちの、２辺以上を開口部の内側に向けて略直角に曲げて、保持部を形成する工程と、
前記保持部の前記外装体内部側の面と前記第一の封口板とを、接着剤を用いて接着する工程と、
前記保持部の前記外装体外部に露出した面と前記第二の封口板とを、接着剤を用いて接着する工程とを含むことを特徴とする電気化学キャパシタ。
【請求項１０】
第一の板材に、深絞り加工をおこなって一つまたは二つの開口部を有する略直方体の缶材に成型し、外装体を作製する工程と、
前記開口部の端部の四隅に切り欠き加工をおこなう工程と、
電気化学キャパシタ素体を作製する工程と、
第二の板材に、第一の電極端子を取り付けて第一の封口板を作製する工程と、第三の板材に、第二の電極端子を取り付けて第二の封口板を作製する工程と、前記電気化学キャパシタ素体と、前記第一の封口板の前記第一の電極端子とを、電気的に接続する工程と、
前記外装体の中に、前記電気化学キャパシタ素体の１組以上と、前記第一の封口板を収容する工程と、
前記外装体の端部の、前記開口部を形成する辺のうちの、２辺以上を開口部の内側に向けて略直角に曲げて、保持部を形成する工程と、
前記保持部の前記外装体内部側の面と前記第一の封口板とを、接着剤を用いて接着する工程と、
前記保持部の前記外装体外部に露出した面と前記第二の封口板とを接着剤を用いて接着し、同時に、前記第一の電極端子と前記第二の電極端子をはめ合わせて固定し、電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする電気化学キャパシタ。
【請求項１１】
前記第一の板材は、
アルミニウム、鉄、銅、これらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であることを特徴とする請求項９または１０のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１２】
前記第二の板材および前記第三の板材は、
樹脂板、金属板、樹脂板と金属板との複合板のうちのいずれか一つであることを特徴とする請求項９〜１１のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１３】
前記封口板の電極端子は、
銅、ステンレス、アルミニウム、これらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であることを特徴とする請求項９、請求項１１、請求項１２のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１４】
前記第一の電極端子と前記第二の電極端子とは、
銅、ステンレス、アルミニウム、これらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であることを特徴とする請求項１０〜１２のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１５】
前記第一の電極端子と前記第二の電極端子とは、
互いにはめ込んで固定が可能な形状を有することを特徴とする請求項１０〜１２のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１６】
前記電気化学キャパシタ素体は、
積層型の電気化学キャパシタ素体であることを特徴とする請求項９〜１５のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１７】
前記電気化学キャパシタ素体を、
樹脂フィルムを含むシート状材料によって密封することを特徴とする請求項９〜１６のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１８】
前記第一の封口板と、前記第二の封口板とに、
それぞれ少なくとも一つの圧力開放弁を設けることを特徴とする請求項９〜１７のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１９】
前記圧力開放弁は、
前記第一の封口板と前記第二の封口板との、それぞれの少なくとも一箇所に形成された、他よりも機械的強度の弱い部分が形成されてなることを特徴とする請求項９〜１８のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項２０】
前記圧力開放弁は、
前記第一の封口板と前記第二の封口板との、それぞれの少なくとも一箇所に開口部を形成し、
前記開口部を、金属や樹脂などを含む箔によって封止されてなることを特徴とする請求項１〜１９のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項２１】
前記圧力開放弁は、
前記第一の封口板と前記第二の封口板との、それぞれの少なくとも一箇所に開口部を形成し、
前記開口部を、樹脂材料を挿入することによって封止されてなることを特徴とする請求項１〜２０のうちのいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気化学キャパシタに関する。特に、体積エネルギー密度が高く、製造が容易で、収容効率が高い電気化学キャパシタに関する。
【０００２】
【従来技術】
携帯用電子機器の普及および環境に対する関心の高まりにより、環境負荷が少なく、長時間の連続駆動が可能な電源デバイスが求められている。近年、携帯用電子機器の電源として最も普及しているのはリチウムイオンを使用する非水二次電池（以下、「リチウムイオン二次電池」と記す）である。また、大容量電源としては燃料電池が注目されている。リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度化に伴って内部抵抗が上がる傾向にある。また、リチウムイオン電池には保護回路が付けられることが多く、回路の抵抗も電池抵抗に付加される。このため、瞬間的に大電流が流れると急激に電圧が低下する、いわゆる「ＩＲドロップ損」が生ずることが多い。また、燃料電池もその構造上急激な電流変化に追従できない。そのため、これらの電池と、電気化学反応を利用した電気化学キャパシタ、特に容量の大きな電気化学キャパシタの一つである電気二重層キャパシタを組み合わせることによって電力の平滑化が試みられている。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、硫酸などの水系の電解液を使用する場合、単体では１Ｖ程度の耐電圧である。また、有機電解液を使用しても２．５Ｖ程度しか耐電圧が増加しない。そのため、一般にキャパシタを直列接続して電圧を上げて使用される。具体的には、電気二重層キャパシタ素体（以下、これを「素体」という）の複数個を直列接続して外装体に収容する方法や、素体を外装体に収めた電気二重層キャパシタ（以下、これを「キャパシタ」という）を直列接続する方法が用いられている。従って、より効率的に素体あるいはキャパシタを収容することが好ましい。一般に用いられているキャパシタは円筒形のものが大多数である。そのため、これまでの開示技術（例えば、特許文献１参照）では、円筒形キャパシタを直列接続して使用している。以下、本発明に関しては電気二重層キャパシタを例にとって説明するが、本発明の内容は電気二重層キャパシタに限定されことなく、他の電気化学反応を利用した電気化学キャパシタにおいても適用できる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−４９０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
キャパシタを多数使用する場合、外装体の形状は従来の円筒よりも、全ての側面が平面で構成された角形の方が収容効率を高めることができる。なおかつ、外装体の角の曲率半径は小さい方が内部に隙間無くキャパシタや素体を収容でき、キャパシタの占有容積から見た全体の体積エネルギー密度を向上させることが可能となる。さらに、キャパシタを多数使用する場合も、キャパシタ同士を隙間無く並べることができるため、全体の体積エネルギー密度を上げることができる。
【０００６】
しかし、従来のキャパシタでは、加工の問題から効率のよい角型の外装体を用いることができなかった。キャパシタは素体を収めた外装体の開口部をカシメ加工によって封口している。この加工法の場合は、加工部分が円筒形、あるいは、角の曲率半径がある程度大きい形状でなければならない。リチウムイオン電池の場合は、カシメ加工ではなくレーザー溶接によって封口する方法が一般的であるが、レーザー溶接機は設備上も運用上も高価であるため製造コストが高くなる。
【０００７】
上記の問題点を鑑み、本発明は、収容効率の高い角型の外形を有し、低コストで作製可能な電気化学キャパシタを実現する事を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、下記の特徴を有する電気化学キャパシタによって解決される。すなわち、
（１）外装体を、一つまたは二つの開口部を有する略直方体の缶材とすること。（２）外装体の材料を、アルミニウム、鉄、銅、あるいはこれらのうちのいずれか一つを主成分とする合金との１種類とすること。
（３）外装体には、素体を１組以上収容すること。
（４）素体を収容した外装体の封口部は、封口板を樹脂接着することによって封口すること。
（５）封口板は、樹脂板、金属板、樹脂板と金属板との複合板のうちの１種類以上を含んでいること。
以上の特徴を有する電気化学キャパシタによって、高い電圧と共に、任意の設置個所において高い収容効率を示す電気化学キャパシタを、低コストで作製することが可能となる。
【０００９】
図１０に従来の電気化学キャパシタの外観図を、図１１に従来の電気化学キャパシタの断面図を、それぞれ示す。図１０と図１１とに示すように、従来の電気化学キャパシタの封口板５は、外装体１の開口部にガスケット１４を介してカシメ加工により固定されている。外装体１の開口部にカシメ加工をおこなうには、開口部に曲面形状を設けなければならない。それに対して、本発明の電気化学キャパシタの場合は曲面形状の形成が不要であり、外装体を角型とすることができる。
【００１０】
角型外装体を用いることの第一の効果は、外装体に収容できる素体の形状の自由度が高まることである。例えば、積層型のキャパシタ素体は、電気化学キャパシタの容量増大と小型化のために大変好ましい事が知られているが、電極等の積層によって形成するため、形状は必然的に角型となる。従来の電気化学キャパシタではカシメ加工のための曲面形状が必須であったため、積層型キャパシタ素体を収容した場合、曲面形状に起因する無駄な空隙が生じる。それに対して、本発明の電気化学キャパシタは外装体が角型であるため、多数の積層型キャパシタ素体を無駄なく収容することが可能となる。
【００１１】
第二の効果は、電気化学キャパシタの収容効率が高まることである。一般に電気化学キャパシタは複数個をまとめて収容し、電気的に接続した状態で使用する場合が多い。従来の電気化学キャパシタは、カシメ加工に必須の曲面形状のために、複数個を収納した際に不必要な空隙が生じ、収納効率が低い状態であった。しかし、本発明の電気化学キャパシタは角型の外形であるため、不必要な空隙を生ずることはない。従って、複数個の電気化学キャパシタを効率よく収容することができる。
【００１２】
外装体に収容される素体は、樹脂フィルムなどのシート状材料で密封されていることが好ましい。ここで「密封」とは、素体の端子以外の部分をすき間無く包み込む処理をいう。本発明の電気化学キャパシタは、封口板の接着によって封口されることを特徴とする。封口を樹脂接着とした場合、素体が密封されていないと素体の電解液が接着剤を侵し、水分の侵入を完全に遮断することは極めて困難である。そのため、素体を積層体のまま外装体に挿入した場合、素体が水分によって劣化する恐れがある。素体を樹脂フィルムで密封することにより、このような問題点を解決することができる。また、樹脂フィルムで密封された素体を用いることにより、素体の収容個数調整が非常に容易になり、電気化学キャパシタの電圧調整をおこなうことが可能となる。
【００１３】
外装体の開口部は封口板の接着により封口されるが、その際、外装体の開口部を形成する辺のうちの、２辺以上を開口部の内側に向けて略直角に折り曲げて保持部を形成し、この保持部の上下面を２枚の封口板を用いて挟んで接着して前記開口部を封口するのが好ましい。ここで、保持部の「上下面」とは、保持部の外装体外部に向いた面（上面）と、保持部の外装体内部に向いた面（下面）とをいう。このような構造とすることにより、単純に封口板を接着した場合に比べて高い強度で封口板を固定することが可能となる。このため、従来のカシメ加工により封口した場合と同等な機械的強度を得ることができる。
【００１４】
封口板には、正極端子と負極端子との、少なくともいずれか一つが設置されていることが好ましい。電気化学キャパシタには、収容された素体と外部との間に充放電用の電気端子を設ける必要がある。本発明の電気化学キャパシタの場合、封口板の固定は容易であり、かつ、機械的な強度も充分であるため、封口板に電気端子を設けることによって、強度的に安定な電気端子を容易に設けることができる。
【００１５】
封口板には少なくとも一つの圧力解放弁が設けられていることが好ましい。一般に、電気二重層キャパシタなどの電気化学キャパシタは、リチウムイオン二次電池などに比べて過充電や加熱による電極の熱暴走などの問題が生じにくい、安全な電気化学的デバイスである。しかしながら、その安全性は絶対的なものではなく、充電装置側に何らかの異常があった場合、電解液の電気分解によるガス発生が生ずる可能性も否定できない。このようなガス発生に伴う圧力上昇の問題は、圧力解放弁を設けることによって解決できる。圧力解放弁は外装体に設けることもできるが、外装体を絞り込み加工により形成した場合には圧力開放弁の設置は困難である。圧力開放弁を封口板に設けることにより、容易にガス発生への対策を講じることができる。
【００１６】
このような圧力開放弁は、封口板の少なくとも一箇所に、封口板の他の部分よりも機械的強度が弱い部分を設けることによって、容易に形成することができる。こうした機械的強度が低い部分は、封口板の一部分にザグリ加工やノッチ加工をおこなうことにより肉厚の非常に薄い部分を形成して形成することができる。
【００１７】
また圧力開放弁は、封口板の少なくとも一箇所に開口部を形成して、その開口部を金属や樹脂などを含む箔によって封止し、形成することができる。その場合、２枚の封口板に開口部を設け、封口板を外装体に接着する際に封口板の間に箔をはさみこむことによって、容易に形成することができる。あるいは、開口部に樹脂材料を挿入することによって封止し、形成することができる。
【００１８】
本発明の電気化学キャパシタは、以下の製造方法によって得ることができる。
（１）第一の板材に、深絞り加工をおこなって一つまたは二つの開口部を有する略直方体の缶材に成型し、外装体を作製する。ここで、第一の板材は、アルミニウム、鉄、銅、あるいはこれらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であることが好ましい。
（２）上記の外装体の、開口部端部の四隅に切り欠き加工をおこなう。
（３）次いで電気化学キャパシタの素体を作製する。また、素体は樹脂フィルムによって密封されていることが好ましい。
（４）第二の板材と第三の板材とに、電極端子を取り付けて第一の封口板と第二の封口板を作製する。ここで、第二の板材と第三の板材とは、樹脂板、金属板、樹脂板と金属板との複合板のうちの一つであることが好ましい。また、電極端子は銅、ステンレス、アルミニウム、あるいはこれらのうちのいずれか一つを主成分とする合金の１種類であることが好ましい。
また、第一の封口板と、前記第二の封口板とには、それぞれに少なくとも一つの圧力開放弁を設けることが好ましい。この圧力開放弁は、例えば、第一の封口板と第二の封口板との一箇所以上に、各封口板の他の部分よりも機械的強度の弱い部分を形成して設けることができる。あるいは、第一の封口板と前記第二の封口板との、それぞれの一箇所以上に開口部を形成し、金属や樹脂などを含む箔によって封止して設けることができる。開口部に樹脂材料を挿入して封止することもできる。
（５）素体の一組以上と、第一の封口板の電極端子と、第二の封口板の電極端子とを、電気的に接続する。
（６）外装体の中に、素体の１組以上と、前記第一の封口板を収容する。
（７）外装体の端部の、開口部を形成する辺のうちの、２辺以上を開口部の内側に向けて略直角に曲げて、保持部を形成する。
（８）保持部の外装体内部側の面と、第一の封口板とを接着剤を用いて接着する。次いで、保持部の外装体外部に露出した面と、第二の封口板とを接着剤を用いて接着する。
【００１９】
第一の封口板の電極端子と第二の封口板の電極端子とをはめ合わせて電気的に接続する工程を用いることにより、本発明の電気化学キャパシタをより容易に作製することができる。すなわち、第二の板材に第一の電極端子を取り付けて第一の封口板を作製し、第三の板材に第二の電極端子を取り付けて第二の封口板を作製する。この後、素体と第一の封口板の電極端子とを電気的に接続する。以降、上記（６）と（７）の工程を経た後、保持部の外装体外部に露出した面と第二の封口板とを接着剤を用いて接着する。このとき、第一の電極端子と第二の電極端子をはめ合わせて電気的に接続する。このような製造方法を用いることにより、二枚の封口板の電極端子を接続する工程が省かれるため、本発明をより容易に実施することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について電気二重層キャパシタを例に取り説明する。
【００２１】
（第一の実施形態）
図１に、本発明の第一の好ましい実施形態によるキャパシタの構造図を示す。外装体１は、略直方体の外形を有するキャパシタの容器である。この外装体１は、略直方体の容器を形成でき、充分な機械的強度を有する材料であれば、任意に選定して用いることができる。例えば、樹脂、金属、表面を樹脂でコーティングした金属箔などの材料を用いることができる。特に金属、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、銅、銅合金を用いた場合は、絞り加工によって略直方体の容器を容易に作製できるため、非常に好ましい。本実施形態では、アルミニウムを材料として用い、深絞り加工によって略直方体の缶を作製し、外装体１とした。
【００２２】
第一の実施形態における外装体１には、素体２などの部品を収納するための開口部を設けた。外装体１の開口部には、封口板を保持する機構を設けておくことが好ましい。このような保持機構は、例えば、樹脂や金属などの材料で作製された治具を外装体の内部に接着してもよい。あるいは、エポキシ樹脂のように経時的に固化する樹脂ペーストを充填し、固化させて保持機構としてもよい。第一の実施形態では、保持機構として外装体１と一体化された保持部３を設けた。この保持部３は、外装体１の開口部端を内側に略直角に折り曲げ、下部封口板４および上部封口板５をこれに接着して、封口板を外装体に保持するものである。下部封口板４および上部封口板５には、下部封口板端子７および上部封口板端子８、さらに圧力開放弁１５が設けられている。第一の実施形態による保持部３は、樹脂の充填などの方法に比べて製品間の位置のばらつきを低減できる。また、外装体１と完全に一体化されているため、強度的な信頼性が高いという利点がある。
【００２３】
外装体に収容されるキャパシタ素体は、外装体に収容が容易な形状と大きさを有するものであれば任意に用いることができる。第一の実施形態における素体２は、正負極がセパレータを挟んで交互に積層され、電解液を含浸した状態で樹脂フィルムにより密封されたものを用いた。素体２を密封している樹脂フィルムは、電解液に容易に溶解しない物であれば特に制限はない。例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、酸変性ポリエチレンなどを用いることができる。
【００２４】
外装体１に収容される素体２には、外部との電気的な接続機構を設ける必要がある。第一の実施形態では、素体２に正負極の素体端子６を設けた。素体端子６には、一般的な電気伝導性材料を適宜用いることができる。特に、電気接点材料として汎用されている金属材料、例えば、銅、ステンレス、アルミニウム等、あるいはそれらの材料を含む合金を用いることが好ましい。第一の実施形態では、アルミニウムにより素体端子６を作製した。
【００２５】
素体端子６を設けた後、素体２を密封する樹脂フィルムと素体端子６とを金属−樹脂接着剤によって接着するのが好ましい。接着剤としては、エポキシ樹脂、カルボン酸などの酸変性ポリエチレン、酸変性ポリプロピレンなどを用いることができる。
【００２６】
第一の実施形態では、外装体１に対し１つの素体２を収容した。しかし、素体２は、キャパシタの電圧、あるいは、容量などの設計条件に応じて複数個を組み合わせて外装体１に収納してもよい。例えば、二つ以上の素体２を直列接続して外装体１に収納することもできる。
【００２７】
図２に、第一の実施形態のキャパシタの断面図を示す。上述のように、本発明のキャパシタは、アルミニウムなどの金属を略直方体に深絞り成形した外装体の中にキャパシタ素体を収納し、樹脂や金属などの封口板を外装体の開口部に接着して封口することを特徴とする。図２の断面図には、封口部分の構造の好ましい形態の一つを示している。
【００２８】
図２に示すように、第一の実施形態における外装体１の開口部には、外装体１の金属板を内側に折り曲げた部分が形成されており、これがすでに述べた保持部３となる。下部封口板４と上部封口板５とは、この保持部３を挟み込むように接着される。このような構造により、接着後の封口板部分の引き抜き強度を向上させることができ、従来のカシメ加工による封口と同等以上の機械的強度を得ることができる。
【００２９】
下部封口板４と上部封口板５とを保持部３に接着するための接着剤１１は、金属同士、あるいは金属と樹脂を強固に接着し、また水分を容易に透過しない接着剤を選択するのが好ましい。例えば、合成ゴム、エポキシ樹脂、酸変性ポリエチレン、酸変性ポリプロピレン等を用いることができる。これら接着剤は、図２に示すように保持部３の上下に塗布して用いることができる。また、素体２と下部封口板４の間にできる空隙や、下部封口板４と上部封口板５との間にできる空隙に、接着剤１１を充填してもよい。第一の実施形態においては、エポキシ樹脂の接着剤を用いて接着および充填をおこなった。
【００３０】
素体２の素体端子６から外部までの間は電気的に接続される必要がある。第一の実施形態では、下部封口板４に下部封口板端子７を、上部封口板５に上部封口板端子８を、それぞれ形成されている。素体２の電極端子６と下部封口板端子７とは、素体リード９によって電気的に接続されている。また、下部封口板端子７と上部封口板端子８とは、封口板リード１０によって電気的に接続されている。下部封口板４において、素体リード９と封口板リード１０は、下部封口板端子７と端子金具１２との挟み込みによって保持されている。また、上部封口板５において封口板リード１０は、上部封口板端子８と端子金具１３との挟み込みによって保持されている。
【００３１】
図３に、第一の実施形態におけるキャパシタの作製途中段階の外観図を示す。図３の作製途中段階では、外装体１の中に素体２がすでに収容され、下部封口板４が保持部３に接着された状態である。また、素体端子６と下部封口板端子７と上部封口板端子８とはすでに電気的に接続されている。この後、４箇所の保持部３の表面に接着剤１１を塗布し、上部封口板５を接着する。以上の手順によって、第一の実施形態におけるキャパシタは完成する。
【００３２】
（第二の実施形態）
以上、第一の本発明の好ましい実施形態について説明したが、下部封口板と上部封口板との電気接続に簡便な方法を用いて、本発明を実施することもできる。ここでは、そうした簡便な接続方法を用いた第二の実施形態について説明する。
【００３３】
図４に、第二の実施形態におけるキャパシタの組立図を示す。外装体１の形状および保持部３の形成方法は、第一の実施形態と同様である。また、素体２の構造や形状、下部封口板４の下部封口板端子７ａと素体端子６とを素体リード９を用いて接続する構造も、第一の実施形態と同様である。
【００３４】
第二の実施形態では、下部封口板端子７ａと上部封口端子８ａとを、互いに差込み可能な形状とした。図５に第二の実施形態におけるキャパシタの断面図を、図６に第二の実施形態におけるキャパシタの作製途中段階の外観図を、それぞれ示す。第一の実施形態と同様に、下部封口板４と上部封口板５とは保持部３を挟み込む形態で接着剤１１により接着される。下部封口板４と上部封口板５とは、リードなどにより確実に電気接続されることが望ましい。しかし、キャパシタの設計条件によっては下部封口板４と上部封口板５との間にリードを挿入することが困難である場合がある。こうした場合、下部封口板端子７ａに上部封口板端子８ａをはめ込む構造とすることにより、電気的接続を確保しつつ、少ないスペースで下部封口板４と上部封口板５とを保持部３に固定することができる。
【００３５】
（第三の実施形態）
以上、第一および第二の本発明の好ましい実施形態を説明したが、二つの開口部を有する外装体を用いて、上下に電気接続端子を有する形態で本発明を実施することもできる。この実施形態の場合、キャパシタを直列接続する運用が容易となる。ここでは、そうした第三の実施形態について説明する。
【００３６】
図１２に、第三の実施形態におけるキャパシタの組立図を示す。外装体１は第一および第二の実施形態と同様に深絞り成型体であるが、上下に開口部を有することを特徴とする。開口部への保持部３の形成方法と、素体２の構造や形状は、第一および第二の実施形態と同様である。下部封口板４は２枚用い、下部封口板端子７ａと素体端子６とを素体リード９を用いて接続する。接続構造は第一および第二の実施形態と同様である。
【００３７】
第三の実施形態では、第二の実施形態と同様に下部封口板端子７ａと上部封口端子８ａとを、互いに差込み可能な形状とした。下部封口板４と上部封口板５とは、外装体１の上下開口部に設けた保持部３を挟み込む形態で接着剤１１により接着される。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
【００３９】
（実施例１）
アルミニウム製であり、外寸が横５０．０ｍｍ、高さ７４．０ｍｍ、厚さ３０．０ｍｍであり、開口部の角の曲率半径が０．６ｍｍの外装体を、深絞り加工によって作製した。外装体の厚みは０．５ｍｍである。開口部の四隅には５．０ｍｍの切れ込みを形成した。
【００４０】
素体は、正極と負極とにセパレータを挟んで交互に積層して形成した。この素体に電解液を含浸させた物を、ポリエチレン製の外装袋に挿入し、外装袋の周囲を熱圧着して密封した。正極と負極とには、それぞれ電極端子を形成し、外装袋の外部に露出させた。電極端子の基部は、酸変性ポリエチレンを使用して外装袋と接着し、密封した。この素体の形状は横４７．５ｍｍ、高さ６５．０ｍｍ、厚み２８．５ｍｍ　、体積８８．０ｃｍ３であった。
【００４１】
下部封口板および上部封口板を、厚さ０．８ｍｍの樹脂板に電極端子を取り付けて作製した。素体の正極端子および負極端子を、下部封口板の電極端子にそれぞれ接続した。さらに、下部封口板の電極端子を、上部封口板の電極端子に接続した。
【００４２】
電極端子の接続が完了した素体と下部封口板を外装体内に納めた後、外装体開口部の四辺を内側に略直角に折り込んで保持部を形成した。保持部の下面に接着剤を充填し、下部封口板を保持部に接着した。続いて保持部の上面および下部封口板の露出部分に接着剤を塗布し、上部封口板を接着した。以上の手順で、外装体の保持部を二枚の封口板で挟むように接着した。このとき、封口板と外装体の隙間などの部分にも隙間無く接着剤を充填した。なお、接着にはエポキシ樹脂を使用した。
【００４３】
以上の手順で作製したキャパシタの寸法は、横５０．０ｍｍ、高さ７０．０ｍｍ、厚さ３０．０ｍｍの直方体であった。
【００４４】
（実施例２）
アルミニウム製であり、実施例１と同じ外形寸法であり、かつ、上下に角の曲率半径が０．６ｍｍの開口部を有する外装体を、深絞り加工によって作製した。上下の開口部の四隅には５．０ｍｍの切れ込みを形成した。
【００４５】
実施例１と同じ外形寸法の素体を作製し、正極を素体の上部に、負極を素体の下部に、それぞれ外装袋から露出するよう形成した。電極端子の基部は、酸変性ポリエチレンを使用して外装袋と接着し、密封した。この素体の形状は実施例１と同じく横４７．５ｍｍ、高さ６５．０ｍｍ、厚み２８．５ｍｍ　、体積８８．０ｃｍ３であった。
【００４６】
下部封口板および上部封口板を、厚さ０．８ｍｍの樹脂板に電極端子を取り付けて、それぞれ２枚作製した。素体の正極端子および負極端子を、下部封口板の電極端子にそれぞれ接続した。
【００４７】
電極端子の接続が完了した素体と下部封口板を外装体内に納めた後、外装体の２箇所の開口部の四辺を、内側に略直角に折り込んで保持部を形成した。保持部の下面に接着剤を充填し、下部封口板を保持部に接着した。続いて保持部の上面および下部封口板の露出部分に接着剤を塗布し、上部封口板を接着した。このとき、上部封口板の電極端子を下部封口板の電極端子に差し込んで接続した。以上の手順で、外装体の保持部を二枚の封口板で挟むように接着した。このとき、封口板と外装体の隙間などの部分にも隙間無く接着剤を充填した。なお、接着にはエポキシ樹脂を使用した。
【００４８】
以上の構成は、図１２に示す構成と同じである。得られたキャパシタの寸法は、横５０．０ｍｍ、高さ７０．０ｍｍ、厚さ３０．０ｍｍの直方体であった。
【００４９】
（比較例１）
外寸が横５０．０ｍｍ、高さ７５．０ｍｍ、厚さ３０．０ｍｍで開口部の角の曲率半径が６．０ｍｍの深絞り加工されたアルミニウム外装体を作製した。なお、外装体の厚みは０．５ｍｍである。
【００５０】
この外装体に、実施例１と同様の横３７．５ｍｍ、高さ６５．０ｍｍ、厚み２８．５ｍｍ　、体積６９．５ｃｍ３の素体を収容した。素体の正負極の電流導出端子を封口板の端子にそれぞれ接続した。外装体開口部の内側にポリプロピレン製のガスケットを設置し、カシメ加工機によって外装体と封口板をカシメ加工して密封した。
【００５１】
このように作製したキャパシタの寸法は横５０．０ｍｍ、高さ７１．５ｍｍ、厚さ３０．０ｍｍとなった。
【００５２】
（比較例２）
外寸が直径４３．５ｍｍ、高さ７５．０ｍｍの円筒形に深絞り加工されたアルミニウム外装体を使用した。なお、外装体の厚みは０．５ｍｍである。
【００５３】
この外装体に、直径４２．０ｍｍ、高さ６５．０ｍｍ、体積８８．９ｃｍ３の円筒型の素体を収容した。キャパシタ素体の正負極の電流導出端子を封口板の端子にそれぞれ接続した。外装体開口部の内側にポリプロピレン製のガスケットを設置し、カシメ加工機によって外装体と封口板をカシメ加工して密封した。
【００５４】
このように作製したキャパシタの寸法は直径４３．５ｍｍ、高さ７１．５ｍｍとなった。
【００５５】
図７に実施例１および実施例２で得られたキャパシタの封口板方向からの断面投影図を、図８に比較例１で得られたキャパシタの封口板方向からの断面投影図を、図９に比較例２で得られたキャパシタの封口板方向からの断面投影図をそれぞれ示す。実施例１および実施例２と比較例１を比較すると、カシメ加工によって封口した比較例１にはカシメ加工に必要な大きなＲ形状が存在する。この部分に空隙が生じるため、外装体の容積に対して収容できる素体の容積は、実施例１および実施例２に比べて小さくなる。キャパシタの容量は、収容する素体の体積に比例するため、比較例１は実施例１および実施例２に比べて容量が少なくなる。比較例２では実施例１および実施例２と同様に素体の収容に無駄な空隙はない。しかしながら、複数のキャパシタ集合体として使用する場合、円筒であるためキャパシタ相互の間に隙間ができ、全体としての収容効率が低下してしまう。以上の結果から、実施例１および実施例２のキャパシタが優れた収容効率を有することが確認された。
【００５６】
以上、添付図面を参照して本発明の電気化学キャパシタ、特に電気二重層キャパシタの好ましい実施例について示したが、本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることはあきらかであり、それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実施によって、素体の収容効率が高いために体積エネルギー密度が高く、また、複数個組み合わせて使用する場合にも効率よく収納でき、さらに製造方法が容易で信頼性が高い外装体を有する電気化学キャパシタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態における電気二重層キャパシタの組立図である。
【図２】第一の実施形態における電気二重層キャパシタの断面図である。
【図３】第一の実施形態における電気二重層キャパシタの作製途中段階の外観図である。
【図４】第二の実施形態における電気二重層キャパシタの組立図である。
【図５】第二の実施形態における電気二重層キャパシタの断面図である。
【図６】第二の実施形態における電気二重層キャパシタの作製途中段階の外観図である。
【図７】実施例１および実施例２で得られた電気二重層キャパシタの断面図である。
【図８】比較例１で得られた電気二重層キャパシタの断面図である。
【図９】比較例２で得られた電気二重層キャパシタの断面図である。
【図１０】従来の電気化学キャパシタの外観図である。
【図１１】従来の電気化学キャパシタの断面図である。
【図１２】第三の実施形態における電気二重層キャパシタの組立図である。
【符号の説明】
１　外装体
２　素体
３　保持部
４　下部封口板
５　上部封口板
６　素体端子
７　下部封口板端子（第一の実施形態）
７ａ　下部封口板端子（第二の実施形態）
８　上部封口板端子（第一の実施形態）
８ａ　上部封口板端子（第二の実施形態）
９　素体リード
１０　封口板リード
１１　接着剤
１２　下部電極金具
１３　上部電極金具
１４　ガスケット
１５　圧力開放弁
【図１】
2004146565.tif 000003
【図２】
2004146565.tif 000004
【図３】
2004146565.tif 000005
【図４】
2004146565.tif 000006
【図５】
2004146565.tif 000007
【図６】
2004146565.tif 000008
【図７】
2004146565.tif 000009
【図８】
2004146565.tif 000010
【図９】
2004146565.tif 000011
【図１０】
2004146565.tif 000012
【図１１】
2004146565.tif 000013
【図１２】
2004146565.tif 000014