(57)【要約】【課題】  高電圧・高出力が得られ、性能劣化が激しくなく、耐久性があり、容易に組み立てることができ、部品コスト削減、部品組み立て工数削減を実現することのできる電気二重層キャパシタを提供する。【解決手段】  複数のキャパシタ素子１０２を１つの容器１１に入れた電解液を必要とする電気二重層キャパシタ１０であって、容器内に電解液の各キャパシタ素子１０２間での流動を妨げるシール部材１３，１４を備えた。また、キャパシタ素子１０２は、セパレータ１３２，１３３を介して負極と正極の端面が互いに逆方向に露出するようにして巻回されて成り、複数のキャパシタ素子１０２は、キャパシタ素子１０２の両端部に接合された集電板１５，１６を介して直列接続されており、容器１１は円筒体ケースであり、円筒体ケースは、セル挿入口１７とセル挿入口を封止した封口板１８，１９と、を有する。【選択図】    図１        
2005333054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャパシタ素子を１つの容器に入れた電解液を必要とする電気二重層キャパシタであって、
前記容器内に前記電解液の前記各キャパシタ素子間での流動を妨げるシール部材を備え、
前記キャパシタ素子は、セパレータを介して負極と正極の端面が互いに逆方向に露出するようにして巻回されて成り、
前記複数のキャパシタ素子は、前記キャパシタ素子の両端部に接合された集電板を介して直列接続されており、
前記容器は円筒体ケースであり、前記円筒体ケースは、セル挿入口と前記セル挿入口を封止した封口板と、を有することを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記シール部材は、前記円筒体ケースに接するように配設された弾性部材を備えてな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】
前記シール部材は、中央に開口部を有する円形のホルダと、前記集電板と前記ホルダとの間ならびに前記ホルダと前記円筒体ケースの間に配設されたＸ字状弾性リングとからな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４】
前記集電板が突起部を有し、一方の電極側の突起部は凸形状に形成され、他方の電極側の突起部は凹形状に形成され、隣接する前記セルの互いに異なる電極側の集電板の凹凸部を嵌合し、かしめられた接続部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
隣接する前記キャパシタ素子の一方の前記キャパシタ素子の前記集電板と他方の前記キャパシタ素子の前記ホルダに隣接して配設され、中央に設けられた中央開口部と側面に設けられた連通する複数の側面開口部を有する円形のリングスペーサを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
複数のキャパシタ素子の正極端面に第１接続部を有する正極集電板を接合し、負極端面に第２接続部を有する負極集電板を接合する集電板接合工程と、
シール部材を取付けたホルダを介して前記正極集電板と前記負極集電板の第１接続部と第２接続部を接続する接続工程と、
前記接続工程により接続した複数のキャパシタ素子を電解液を注液する注液口を有する容器に入れるキャパシタ素子挿入工程と、
前記容器のセル挿入口を封口板により封口する容器封口工程と、
前記各注液口から前記容器内に電解液を注液する電解液注液工程と、
前記各注液口を蓋体により封じる注液口封止工程と、
を有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、電気二重層キャパシタとその製造方法に関し、特に、電気自動車や各種電気機器に使用される電気二重層キャパシタとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気二重層キャパシタには、高電圧・高出力を得るために、筒状の単セルを複数並列配置してバスバーなどの接続部材を介してそれらの複数の単セルを直列接続したモジュール構造をしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、他の電気二重層キャパシタは、高電圧を得るために、複数のキャパシタ素子を導電性ゴムシートを介して面接触させ直列接続された状態で単一金属ケース内に収納されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示される電気二重層キャパシタは、並列配置される複数の筒状のセルを、接続部材を介して直列接続したセルモジュール構造である。セルの一端には、互いに極性の異なる外側端子と内側端子とが同軸的に配設されている。接続部材は、セルの外側端子が係合されてセルを保持するホルダと、セルの内側端子に対応する内側バスバーと、セルの外側端子に対応し、かつ、隣接するセルの内側バスバーに接続される外側バスバーとを備えている。外側端子が接続部材のホルダに係合されるに伴い、外側端子が外側バスバーに接触するとともに内側端子が内側バスバーに接触して１つのセルに接続部材が装着され、隣接する各セルに装着された接続部材の外側バスバーと内側バスバーとが接続されることにより、それらセルが直列接続されている。
【０００４】
図１５〜図１８は、上記のような従来の電気二重層キャパシタの構造を示す図である。  図１５は、電気二重層キャパシタの全体図である。図１６は、図１５の符号Ａで示す部分の拡大図である。電気二重層キャパシタ１００は、容器１０１内にキャパシタ素子１０２を内部に有するセル１０３を複数載置し、複数のセル１０３のそれぞれの負極端子１０４と正極端子１０５を各セルが直列になるように、バスバー１０６を備えたモジュール接続部品１０７を用いて接続している。そして、容器１０１を絶縁板１０８で覆い、蓋体１０９で密閉している。
【０００５】
図１７は、セル１０３の構造の断面図である。セル１０３は、一つのキャパシタ素子がアルミニウムや鉄系金属などからなる円筒体からなる金属ケース１１１内に収納されている。セル１０３は、金属ケース１１１の上端に、負極端子１０４と正極端子１０５とが金属ケース１１１と同軸的に配設されている。負極端子１０４と正極端子１０５の間には、絶縁リング１０６が介在されている。このセル１０３をモジュール接続する。
【０００６】
図１８は、キャパシタ素子１０２の一部分を巻き解いた状態で示す図である。キャパシタ素子１０２は、負極側電極体１３０と正極側電極体１３１とを、それらの間にセパレータ１３２，１３３を介在させて巻回してなる。
【０００７】
負極側電極体１３０は例えば厚さ２０〜１００μｍのアルミニウム箔からなるテープ状の集電体１３０ａの両面に、例えば厚さ４００〜８００μｍのシート状の分極性電極１３０ｂを導電性接着剤で貼り合わせたものからなる。分極性電極１３０ｂは例えば活性炭、カーボンおよびバインダーとしてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混練してシート状としたものである。なお、集電体１３０ａは、箔のほか、金属の板状体もしくは網目状体であってもよい。
【０００８】
集電体１３０ａは分極性電極１３０ｂより幅が広く、分極性電極１３０ｂは集電体１３０ａの上側縁部側に沿って配置されて、したがって、集電体１３０ａの下側縁部側には分極性電極１３０ｂよりはみ出ている、はみ出しリード部１３０ｃが形成されている。
【０００９】
一方、正極側電極体１３１は例えば厚さ２０〜１００μｍのアルミニウム箔からなるテープ状の集電体１３１ａの両面に、例えば厚さ４００〜８００μｍのシート状の分極性電極１３１ｂを導電性接着剤で貼り合わせたものからなる。分極性電極１３１ｂは例えば活性炭、カーボンおよびバインダーとしてのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混練してシート状としたものである。なお集電体１３１ａは、箔のほか金属の板状体もしくは網目状体であってもよい。
【００１０】
集電体１３１ａは分極性電極１３１ｂより幅が広く、分極性電極１３１ｂは集電体１３１ａの下側縁部側に沿って配置されて、したがって集電体１３１ａの上側縁部側には分極性電極１３１ｂよりはみ出している、はみ出しリード部１３１ｃが形成されている。
【００１１】
セパレータ１３２，１３３は例えば厚さ５０〜２００μｍのポリプロピレン製やマニラ麻製、和紙製などのシートからなり、分極性電極１３０ｂ、１３１ｂの幅より広いが、集電体１３０ａ，１３１ｂの幅よりは狭くなされている。
【００１２】
負極側電極体１３０と正極側電極体１３１は、その分極性電極１３０ｂと分極性電極１３１ｂとが互いに向き合うように配置され、その間にセパレータ１３２，１３３がそれぞれ配置される。その際、負極側電極体１３０のはみ出しリード部１３０ｃはセパレータ１３２，１３３の下側縁部より下に、また正極側電極体１３１のはみ出しリード部１３１ｃはセパレータ１３２，１３３の上側縁部より上に出るように配置される。上記の上下のはみ出しリード部が内側にそれぞれ倒し込まれ、上面および下面にリード面が形成される。
【００１３】
その後、負極側電極体１３０と正極側電極体１３１を巻回して外側をテープで止めてキャパシタ素子１０２とされる。
【００１４】
上記のような技術を用いた場合、単一キャパシタ素子をそれぞれ金属ケースに収納し、それらを並列配置してバスバーにより直列接続するため、各素子の金属ケースやバスバーのような接続部材など、部品点数も増加する。また、キャパシタ素子を個別に金属ケースに収納する工程、個別封口の工程、端子溶接の工程などが必要となり、工数も増大してしまうという問題があった。また、バスバーを用いることにより、モジュール接続抵抗が大きくなってしまうという問題があった。
【００１５】
特許文献２に開示される電気二重層キャパシタは、図１８で示したようなキャパシタ素子を複数、それぞれのリード面の間のすべてまたは一部の間に導電性ゴムシートを介して面接触させ直列接続された状態で同一金属ケース内に収納し、金属ケース内に電解液などを入れたものである。
【００１６】
特許文献２で開示されるような技術を用いた場合、キャパシタ素子ごとに電解液が区切られておらず、共通となっているため、電解液の流動があるのでキャパシタ素子それぞれにかかる電圧が均一でなくなり、高電圧の部分と低電圧の部分ができてしまい、高電圧の部分の負荷が高くなり、性能劣化が激しく、耐久性に欠けるものになる。また、キャパシタ素子を支持する部位が金属ケースの端部と接する部分だけになるため、耐振動性に欠ける。
【特許文献１】特開２００２−１９０２８９号公報
【特許文献２】特開２０００−２０８３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、高電圧・高出力を得るための電気二重層キャパシタの構造で、単一キャパシタ素子をそれぞれ金属ケースに収納し、それらを並列配置してバスバーにより直列接続するときには、各素子の金属ケースやバスバーのような接続部材など、部品点数も増加してしまうという問題を解消することである。また、キャパシタ素子を個別に金属ケースに収納する工程、個別封口の工程、端子溶接の工程などが必要となり、工数も増大してしまうという問題や、また、バスバーを用いることにより、モジュール接続抵抗が大きくなってしまうという問題を解消することも本発明の課題である。さらに、本発明の課題は、バスバーを用いない特許文献２のような技術を用いた場合、金属ケース内に複数のキャパシタ素子を入れたようにしているが、キャパシタ素子ごとに電解液が区切られておらず、共通となっているため、キャパシタ素子それぞれにかかる電圧が均一でなくなり、高電圧の部分と低電圧の部分ができてしまい、高電圧の部分の負荷が高くなり、性能劣化が激しく、耐久性に欠けるものになるという問題や、また、キャパシタ素子を支持する部位が金属ケースの端部と接する部分だけになるため、耐振動性に欠けるという問題を解消することにある。
【００１８】
本発明の目的は、上記の課題を鑑み、高電圧・高出力が得られ、性能劣化が激しくなく、耐久性があり、容易に組み立てることができ、部品コスト削減、部品組み立て工数削減を実現することのできる電気二重層キャパシタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る電気二重層キャパシタとその製造方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００２０】
第１の電気二重層キャパシタ（請求項１に対応）は、複数のキャパシタ素子を１つの容器に入れた電解液を必要とする電気二重層キャパシタであって、容器内に電解液の各キャパシタ素子間での流動を妨げるシール部材を備え、キャパシタ素子は、セパレータを介して負極と正極の端面が互いに逆方向に露出するようにして巻回されて成り、複数のキャパシタ素子は、キャパシタ素子の両端部に接合された集電板を介して直列接続されており、容器は円筒体ケースであり、円筒体ケースは、セル挿入口とセル挿入口を封止した封口板と、を有することで特徴づけられる。
【００２１】
第２の電気二重層キャパシタ（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、シール部材は、円筒体ケースに接するように配設された弾性部材を備えてなることで特徴づけられる。
【００２２】
第３の電気二重層キャパシタ（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、シール部材は、中央に開口部を有する円形のホルダと、集電板とホルダとの間ならびにホルダと円筒体ケースの間に配設されたＸ字状弾性リングとからなることで特徴づけられる。
【００２３】
第４の電気二重層キャパシタ（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、集電板が突起部を有し、一方の電極側の突起部は凸形状に形成され、他方の電極側の突起部は凹形状に形成され、隣接するセルの互いに異なる電極側の集電板の凹凸部を嵌合し、かしめられた接続部を有することで特徴づけられる。
【００２４】
第５の電気二重層キャパシタ（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、隣接するキャパシタ素子の一方のキャパシタ素子の集電板と他方のキャパシタ素子のホルダに隣接して配設され、中央に設けられた中央開口部と側面に設けられた連通する複数の側面開口部を有する円形のリングスペーサを有することで特徴づけられる。
【００２５】
第１の電気二重層キャパシタの製造方法（請求項６に対応）は、複数のキャパシタ素子の正極端面に第１接続部を有する正極集電板を接合し、負極端面に第２接続部を有する負極集電板を接合する集電板接合工程と、シール部材を取付けたホルダを介して正極集電板と負極集電板の第１接続部と第２接続部を接続する接続工程と、接続工程により接続した複数のキャパシタ素子を電解液を注液する注液口を有する容器に入れるキャパシタ素子挿入工程と、容器のセル挿入口を封口板により封口する容器封口工程と、各注液口から容器内に電解液を注液する電解液注液工程と、各注液口を蓋体により封じる注液口封止工程と、を有することで特徴づけられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数のキャパシタ素子を単一の円筒体ケースに収納したため、各キャパシタ素子を収納するための個別ケースが不要になり、バスバーなどの接続部材も不要になるので部品点数が削減でき、各キャパシタ素子の個別収納の工程もなくなり、部品組み立て工数も削減できる。また、バスバーなどの接続部材を用いることによるモジュール接続抵抗を低減することができるため、高出力を実現できる。また、Ｘ字状リングを用いることにより、余分な力を必要とせず、キャパシタ素子を破損することなく容易に組み立てることができる。また、Ｘ字状リングのシール性によりキャパシタ素子ごとに電解質を確実に隔てることができ、性能劣化が激しくなく、耐久性のある高電圧・高出力を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。電気二重層キャパシタ１０は、１つの円筒体ケースなどの容器１１に、４つのキャパシタ素子１０２を入れ、電解液を封入したものである。容器１１内に複数のキャパシタ素子１０２の各々を電気的に接続する接続部１２と、電解液の各キャパシタ素子１０２間での流動を妨げるためのシール部材１３，１４を備えた接続領域１２ａが設けられている。
【００２９】
各キャパシタ素子１０２は、図１８で示したキャパシタ素子１０２と同様のものであり、セパレータ１３３を介して負極と正極の端面１３４，１３５が互いに逆方向に露出するようにして巻回されて成っている。４つのキャパシタ素子１０２は、キャパシタ素子１０２の負極端面１３４に接合された負極集電板１５と、正極端面１３５に接合された正極集電板１６を介して直列接続されている。容器１１は、例えば、円筒体ケースであり、円筒体ケースは、４つのキャパシタ素子１０２を接続部１２で接続したものを挿入するためのセル挿入口１７とセル挿入口１７を封止した封口体１８，１９と、を有する。また、容器１１には、接続領域１２ａに電解液を注液するための注液口２０を設けている。さらに、容器１１の内面は、ポリイミド系コーティング材で絶縁状態に塗装されている。
【００３０】
容器（金属ケース）１１のセル挿入口１７付近では、封口体１８，１９を係止するために、容器１１に横絞り溝１７ａが形成され、封口体１８，１９の周りに密封するための密封部材１７ｂを取り付け、その密封部材１７ｂと一体となった封口体１８，１９をその横絞り溝１７ａ上に載置した後、容器１１の開口端縁１１ａを内側にカールさせることにより封口体１８，１９が固定される。
【００３１】
図２は、図１で示した接続領域１２ａの詳細図である。接続領域１２ａは、キャパシタ素子１０２の負極端面１３４に接合された負極集電板１５と、キャパシタ素子１０２の正極端面１３５に接合された正極集電板１６と、バックアップリング２１とホルダ２２とシール部材１３，１４からなる。また、接続領域１２ａは、容器１１に注液口２０が設けられている。
【００３２】
図３は正極集電板を示す図であり、図３Ａは正極集電板１６の正面図であり、図３Ｂは、図３Ａで示したＢ−Ｂ断面図である。正極集電板１６は、金属の円板２３にキャパシタ素子１０２の正極端面１３５と溶接して接合するための溝部２５と、円板２３の中央に突起部２６が設けられている。
【００３３】
図４は負極集電板を示す図であり、図４Ａは、負極集電板１５の正面図であり、図４Ｂは、図４Ａで示したＣ−Ｃ断面図である。負極集電板１５は、金属の円板２８にキャパシタ素子１０２の負極端面１３４と溶接して接合するための溝部３０と、電解液が通過するようにするための孔３１と、円板２８の中央に中心に凹部３２ａを持つ突起部３２を有する。
【００３４】
図５はホルダを示す図であり、図５Ａは、ホルダの正面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＤ−Ｄ断面図である。ホルダ２２は、正極集電板１６の突起部が貫通する中央開口部３３と、正極集電板と接する基部３４と、正極集電板の逆側に位置する鍔部３５とシール用のＸ字状リングをはめるための突出部３６を有する円板からなる。
【００３５】
シール部材１３，１４は、中央に開口部を有する円形のホルダ２２と、正極集電板１６とホルダ２２との間ならびにホルダ２２と円筒体ケース（容器１１）の間に配設される弾性部材でありＸ字状弾性リングからなる。
【００３６】
図６は、バックアップリング２１の斜視図である。バックアップリング２１は、円形状でその中央には負極集電板の突起部を通すための中央開口部３７を設け、側面には連通する複数の側面開口部３８を有し、また、電解液を注液するための注液口３９を有する。このバックアップリング２１は、隣接する一方のキャパシタ素子１０２に接合された負極集電板１５とホルダ２２に隣接して配設される。
【００３７】
図７は、２つのキャパシタ素子１０２と正極集電板１６とホルダ２２とバックアップリング２１と負極集電板１５の組み付けを示す図である。キャパシタ素子１０２の正極端面１３５に正極集電板１６の溝部２５を溶接して接合し、その接合した正極集電板１６の突起部２６をＸ字状弾性リングを取り付けたホルダ２２の中央開口部３３に通し、また、他方のキャパシタ素子１０２の負極端面１３４に溶接により接合した負極集電板１５の突起部３２をバックアップリング２１の開口部３７に通し、ホルダ２２の中央開口部３３を通した正極集電板１６の突起部２６を負極集電板１５の突起部３２の中央の凹部３２ａに嵌め込み、かしめることにより、それぞれのキャパシタ素子１０２が接続される。
【００３８】
４つの接続されたキャパシタ素子１０２を容器１１に入れたとき、バックアップリング２１の注液口３９は、容器１１の注液口２０にあうように配置される。また、Ｘ字状リングからなるシール部材１３，１４により各キャパシタ素子１０２は、シールされる。
【００３９】
このように、複数のキャパシタ素子を単一の円筒体ケース（容器）に収納したため、各キャパシタ素子を収納するための個別ケースが不要になり、バスバーなどの接続部材も不要になるので部品点数が削減でき、各キャパシタ素子の個別収納の工程もなくなり、部品組み立て工数も削減できる。また、バスバーなどの接続部材を用いることによるモジュール接続抵抗を低減することができるため、高出力を実現できる。また、Ｘ字状リングを用いることにより、余分な力を必要とせず、キャパシタ素子を破損することなく容易に組み立てることができる。また、Ｘ字状リングのシール性によりキャパシタ素子ごとに電解質を確実に隔てることができ、高電圧・高出力を実現できる。
【００４０】
次に、本発明の電気二重層キャパシタの製造方法を説明する。
【００４１】
図８は、本発明の電気二重層キャパシタの製造方法を示すフローチャートである。電気二重層キャパシタの製造方法は、複数のキャパシタ素子の正極端面に突起部を有する正極集電板を接合し、負極端面に中央に凹部を持つ突起部を有する負極集電板を接合する集電板接合工程（ステップＳ１１）と、正極集電板の突起部にホルダをはめ込みシール部材を取り付け、負極集電板の突起部をバックアップリングの開口部に通し、正極集電板の突起部と負極集電板の突起部の凹部にはめ込みかしめる接続工程（ステップＳ１２）と、接続工程により接続した複数のキャパシタ素子を電解液を注液する注液口を有する容器に入れるキャパシタ素子挿入工程（ステップＳ１３）と、容器の両端のセル挿入口を封口板により封口する容器封口工程（ステップＳ１４）と、各注液口から容器内を真空引きした後に各注液口から電解液を注液する電解液注液工程（ステップＳ１５）と、各注液口を蓋体により封じる注液口封止工程（ステップＳ１６）と、からなる。
【００４２】
ステップＳ１１の集電板接合工程では、キャパシタ素子１０２の正極端面１３５に突起部２６を有する金属製の正極集電板１６を溝部２５においてレーザ溶接などにより接合する。また、キャパシタ素子１０２の負極端面１３４に突起部３２を有する金属製の負極集電板１５を溝部３０においてレーザ溶接などにより接合する。
【００４３】
ステップＳ１２の接続工程では、まず、正極側の正極集電板１６の突起部２６には金属製の円形ホルダ２２をはめ込む。次に、ホルダ２２の開口部３３と正極集電板１６の突起部２６との間にはＸ字状リングからなるシール部材１４が配設され、隙間のないように密着させる。また、ホルダ２２の基部の外側にも同様にＸ字状リングからなるシール部材１３を配設する。そして、ホルダ２２の上部にキャパシタ素子１０２の容器への挿入時の荷重を分散させ、ホルダ２２およびシールの浮き、ずれを防止するために、金属製（アルミニウム）のリングスペーサ（バックアップリング）２１を取り付ける。その後、複数の各キャパシタ素子１０２を互いに異なる極となるように各集電板の突起部で嵌合させ、かしめる。そして、キャパシタ素子を直列接続する。
【００４４】
ステップＳ１３のキャパシタ素子挿入工程では、直列接続されたキャパシタ素子１０２を内面がポリイミド系コーティング材で絶縁状態に塗装された円筒体ケースである容器１１に挿入する。このとき、シール部材１３にＸ字状リングを用いたことで、キャパシタ素子挿入時の荷重を低減することができ、キャパシタ素子１０２に接合された集電板のはがれ、変形を防止でき、また、キャパシタ素子自体の破損も防止できるため、組み付け性が向上する。
【００４５】
次に、ステップＳ１４の容器封口工程では、キャパシタ素子１０２の挿入後、円筒体ケースである容器１１のセル挿入口１７に封口体１８，１９をかしめなどにより接合する。
【００４６】
次に、ステップＳ１５の電解液注液工程では、容器１１の各注液口２０から真空引きした後、容器１１の各注液口２０から電解液を注入する。
【００４７】
そして、ステップＳ１６の注液口封止工程では、注液後、注液口２０に蓋体を接合する。
【００４８】
この際、電解液が漏液してしまうと、コンデンサ素子それぞれにかかる電圧が均一でなくなり、高圧の部分と低圧の部分ができてしまい、高圧の部分の負荷が高くなり、性能劣化が激しく、耐久性に欠けるものになる。しかしながら、本発明においては、円筒体とホルダの間にＸ字状リングが配設され、確実にシールされているため、隣接するコンデンサ素子側へ電解液が漏液することがない。
【００４９】
次に、図９〜図１４により、Ｘ字状リングの有効性を、Ｏリング、Ｙ字状リングとの比較実験結果を示す。図９〜図１１は、実験に用いた、Ｘ字状リング、Ｏリング、Ｙ字状リングの組み付けた状態を示す。図９は、Ｘ字状リングを用いた例であり、円筒体ケースである容器１１にＸ字状リングを１３Ｘ、１４Ｘ取り付けたホルダ２２とキャパシタ素子１０２と正極集電板１６を示している。図１０は、Ｏリングを用いた例であり、円筒体ケースである容器１１にＯリング１３Ｏ，１４Ｏを取り付けたホルダ２２とキャパシタ素子１０２と正極集電板１６を示している。図１１は、Ｙ字状リングを用いた例であり、円筒体ケースである容器１１にＹ字状リング１３Ｙ，１４Ｙを取り付けたホルダ２２とキャパシタ素子１０２と正極集電板１６を示している。
【００５０】
図１２Ａは、実験で得られたＸ字状リングの挿入時の荷重と圧縮量の関係を示す。また、図１２Ｂは、そのときのＸ字状リングの変形を図示する。図１２Ａにおいて横軸は、圧縮量であり、縦軸は、キャパシタ素子１０２を容器１１内に挿入するときの荷重である。曲線Ｃ１０は、荷重に対する圧縮量の関係を示す。この場合には、荷重１０ｋｇｆで圧縮量が０．６ｍｍとなる。また、変化率は、０．６／１０（ｍｍ／ｋｇｆ）である。また、図１２Ｂで示すように、符号Ｘ１はＸ字状リングの組み付け前の断面形状を示し、符号Ｘ２は、ホルダに組み付け後のＸリングの断面を示し、符号Ｘ３は加圧中の断面を示し、符号Ｘ４は０．５ＭＰａの加圧時を示す。面Ｓ１０とＳ１１でＸ字状リングは容器１１と密着し、容器１１との密着面積が大きくなり、密着性が良くなることが分かる。
【００５１】
図１３Ａは、実験で得られたＯリングの挿入時の荷重と圧縮量の関係を示す。また、図１３Ｂは、そのときのＯリングの変形を図示する。図１３Ａにおいて横軸は、圧縮量であり、縦軸は、キャパシタ素子１０２を容器１１内に挿入するときの荷重である。曲線Ｃ１１は、荷重に対する圧縮量の関係を示す。この場合には、荷重１０ｋｇｆで圧縮量が０．２ｍｍとなる。また、変化率は、０．６／５５である。Ｘ字状リングに対する値よりも同じ荷重で、圧縮量は１／３である。また、図１３Ｂで示すように、符号Ｏ１はＯリングの組み付け前の断面形状を示し、符号Ｏ２は、ホルダに組み付け後のＯリングの断面を示し、符号Ｏ３は加圧中の断面を示し、符号Ｏ４は２ＭＰａの加圧時を示す。面Ｓ１２でＯリングは容器１１と密着するが、容器１１との密着面積はそれほど大きくならず、Ｘ字状リングに比べて密着性が良くないことが推測される。
【００５２】
図１４Ａは、実験で得られたＹ字状リングの挿入時の荷重と圧縮量との関係を示す。また、図１４Ｂは、そのときのＹ字状リングの変形を図示する。図１４Ａにおいて横軸は、圧縮量であり、縦軸は、キャパシタ素子１０２を容器１１内に挿入するときの荷重である。曲線Ｃ１２は、荷重に対する圧縮量の関係を示す。この場合には、荷重１０ｋｇｆで圧縮率が０．５ｍｍとなる。また、変化率は、０．６／１２．５である。Ｘ字状リングに対する値に比べて同じ荷重で、圧縮量は５／６である。また、図１４Ｂで示すように、符号Ｙ１はＹ字状リングの組み付け前の断面形状を示し、符号Ｙ２は、ホルダに組み付け後のＹ字状リングの断面を示し、符号Ｙ３は加圧中の断面を示し、符号Ｙ４は２ＭＰａの加圧時を示す。面Ｓ１３とＳ１４でＹ字状リングは容器１１と密着するが容器１１との密着面積はそれほど大きくならず、Ｘ字リングに比べて密着性が良くないことが推測される。
【００５３】
このように、Ｘ字状リングは、Ｏリング、Ｙ字状リングなどに比べ、摺動抵抗（上記変化率の逆数）が小さく、挿入荷重に対して圧縮量も多いので、キャパシタ素子、集電板ともに破損することなく組み付け性も向上した。また、耐圧性も高いので電解液を確実にシールすることができる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、容器内にキャパシタ素子を４つ入れた例を示したが、４つに限らない。また、容器の形状として円筒体のものを示したが、円筒形に限らず、四角柱などの他の形状でもよい。そのときには、キャパシタ素子の形状もその容器に合わせた形状にする。また、この実施形態において、バックアップリングを用いたがバックアップリングを用いなくても良い。そのときには、キャパシタ素子を容器に挿入するときに荷重を分散させにくくなるが、部品点数を減らすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、高電圧・高出力の電気二重層キャパシタとその電気二重層キャパシタを作製するための方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。
【図２】図１で示した接続領域１２ａの詳細図である。
【図３Ａ】正極集電板の正面図である。
【図３Ｂ】図３Ａで示したＢ−Ｂ断面図である。
【図４Ａ】負極集電板の正面図である。
【図４Ｂ】図４Ａで示したＣ−Ｃ断面図である。
【図５Ａ】ホルダの正面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＤ−Ｄ断面図である。
【図６】バックアップリングの正面図である。
【図７】２つのキャパシタ素子と正極集電板とホルダとバックアップリングと負極集電板の組み付けを示す図である。
【図８】本発明の電気二重層キャパシタの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】実験に用いた、Ｘ字状リングの組み付けた状態を示す図である。
【図１０】実験に用いた、Ｏリングの組み付けた状態を示す図である。
【図１１】実験に用いた、Ｙ字状リングの組み付けた状態を示す図である。
【図１２Ａ】Ｘ字状リングの挿入時の荷重を圧縮量を示すグラフである。
【図１２Ｂ】Ｘ字状リングの変形を示す図である。
【図１３Ａ】Ｏ字状リングの挿入時の荷重を圧縮量を示すグラフである。
【図１３Ｂ】Ｏ字状リングの変形を示す図である。
【図１４Ａ】Ｙ字状リングの挿入時の荷重を圧縮量を示すグラフである。
【図１４Ｂ】Ｙ字状リングの変形示す図である。
【図１５】従来の電気二重層キャパシタの構造を示す全体図である。
【図１６】図１５の符号Ａで示す部分の拡大図である。
【図１７】セルの構造の断面図である。
【図１８】キャパシタ素子の一部分を巻きといた状態を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０      電気二重層キャパシタ
１１      容器
１２      接続部
１３      シール部材
１４      シール部材
１５      負極集電板
１６      正極集電板
１７      セル挿入口
１８      封口体
１９      封口体
２０      注液口
２１      バックアップリング
２２      ホルダ
２３      円板
２４      溶接部
２５      溝部
２６      突起部
１０２    キャパシタ素子
１３２    セパレータ
１３３    セパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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