(57)【要約】【課題】比較的容易な方法で短時間で電気二重層コンデンサの良否を判定することができる電気二重層コンデンサの検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】電気二重層コンデンサを一定電流で測定電圧まで充電させた後、このコンデンサを開放状態にして自己放電させ、この自己放電電圧の２点の電圧から傾きを算出して良否の判別をするようにした検査方法とするものであり、自己放電開始後は内部抵抗の影響で急激に変化するが、その後はほぼ直線的に低下するので、その直線的に低下する電圧の２点から傾きを算出することにより、比較的短時間で電気二重層コンデンサの良否を正確に判別することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気二重層コンデンサを一定電流で測定電圧まで充電させた後、このコンデンサを開放状態にして自己放電させ、この自己放電電圧の２点の電圧から傾きを算出して良否の判別をするようにした電気二重層コンデンサの検査方法。
【請求項２】
２点の電圧をＶ１及びＶ２とし、傾きをＶａとしたとき、Ｖａ＝１ｎ（Ｖ１／Ｖ２）により傾きを求めるようにした請求項１に記載の電気二重層コンデンサの検査方法。
【請求項３】
２点の電圧を測定する時間の間隔を一定にするようにした請求項２に記載の電気二重層コンデンサの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層コンデンサの良否を判定する検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサは、電極材料として比表面積が大きく、かつ、電気化学的に不活性の活性炭を用い、電解質と組み合わせて大きな電気二重層容量を利用するもので、充放電の際に電気化学反応を伴わず、大電流での急速充放電が可能であり、化学電池と比較して出力密度が大きいことなどが特徴として挙げられ、大電流発生回路、瞬時補償電源やロードレベリング回路などへの応用が期待されている。
【０００３】
この電気二重層コンデンサの構成は、メモリーバックアップ用のコイン型と、パワー用の円筒型とがある。コイン型は、上端を開口した高さの低い円筒形の金属ケースに、円板状の下部電極、セパレータ、上部電極を順次積層し、内部に電解液を注入し、かつ、前記金属ケースの内周縁部に、絶縁と封止のためのガスケットを収納し、上面に金属蓋を被せ、前記金属ケースと金属蓋とが直接接触しないようにしてカシメ加工した構成を有するものである。
【０００４】
また、円筒型の電気二重層コンデンサの構成を図３に示すように、コンデンサ素子１０は、細長帯状の金属箔、パンチングメタル、エキスパンドメタルなどを集電体とし、この集電体の両面又は片面に、活性炭とカーボンとバインダーからなる分極電極を塗布し、これを２枚用意し、これら集電体の間に、同様に細長帯状で絶縁と電解液保持のためのセパレータとを介在して、それぞれの集電体には、１本ずつ電極端子１１を接続し、これを渦巻状に巻回して、最後に粘着テープ１２で固定して構成されている。このコンデンサ素子１０の電極端子１１は、封口体１４のはとめ金具１７に接続され、有底筒状で、上端部付近に凹溝１５を形成した金属ケース１３に、リード端子１６を外部に突出させて収納するとともに、電解液を注入し、金属ケース１３の上端部を内側に折り曲げて密封して電気二重層コンデンサが構成されている。
【０００５】
このような電気二重層コンデンサについて、完成時の性能検査として漏れ電流の検査を行うのが一般的である。この漏れ電流の検査としては、一定電流で側定電圧まで充電し、その後の自己放電特性を調べることにより知ることができる。
【０００６】
すなわち、電気二重層コンデンサを充電した後、そのまま一定時間自然放置した後の電圧を充電完了直後の電圧と比較して漏れ電流の程度を間接的に把握するというもので、この方法による電圧の経時変化を図４に示す。同図において、例えば、１００時間放置し、充電時の電圧Ｖ０から一定時間経過後の電圧がＶｔだけ低下したとすると、この電圧値Ｖｔ或いは電圧減少比率が規定値以下なら製品として良品というような判断基準を設けるものである。
【０００７】
また、特許文献１には、電気二重層コンデンサの端子間電圧が所定値に達したことを検知する電圧検知手段と、スイッチ手段を介して供給される前記電気二重層コンデンサの端子間電圧と、劣化基準電圧とを比較し、前記端子間電圧が劣化基準電圧に達した際に劣化信号を出力する電圧比較手段と、前記電圧検知手段の検知出力に基づいて前記電気二重層コンデンサへの通電を制御し、かつ前記電圧検知手段により前記電気二重層コンデンサの端子間電圧が所定値に達したことが検知された際に前記スイッチ手段を所定時間だけオン状態とすると共に、該所定時間内に前記電圧比較手段より劣化信号が出力された場合に前記電気二重層コンデンサが劣化状態にあると判定する制御手段とを有するということが開示されている。
【０００８】
さらに、特許文献２には、電気二重層コンデンサの漏れ電流の検査方法において、電気二重層コンデンサを設定電圧まで充電した後、前記設定電圧を保つよう前記電気二重層コンデンサに充電し、前記電気二重層コンデンサにおいて前記設定電圧を保つ間に流れる定常電流Ｉｄを計測し、前記定常電流に基づいて漏れ電流を評価する。このようにして緩和充電時に流れる定常電流を測定することにより、短時間で容易に漏れ電流を評価することができるということが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２９７９５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３３１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記図４に示すような試験方法では、放置する時間として数日間を要さなければ、正確な漏れ電流の評価をすることができないという課題を有している。当然、品質を保証するためには、完成された全ての電気二重層コンデンサの漏れ電流を検査する必要があるが、充電から放置終了後の電圧を測るまでに多大な時間を要してしまう。さらに、放置試験待ちの電気二重層コンデンサが溜まってしまい、完成から検査までの時間が実質的に数日、数十日となることもある。
【００１０】
また、電気二重層コンデンサの特性上、充電時間が違うとその放電特性が変化するので、良品のものでも、充電時において端子の接触不良があった場合は、不良として判断してしまうという課題も有している。
【００１１】
また、前記特許文献１，２の技術では、装置が複雑になり、コスト高になることや、測定方法も複雑になるなどの課題もある。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決し、比較的容易な方法で短時間で電気二重層コンデンサの良否を判定することができる電気二重層コンデンサの検査方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、電気二重層コンデンサを一定電流で測定電圧まで充電させた後、このコンデンサを開放状態にして自己放電させ、この自己放電電圧の２点の電圧から傾きを算出して良否の判別をするようにした検査方法とするものであり、放電開始後は内部抵抗の影響で急激に変化するが、その後はほぼ直線的に低下するので、その直線的に低下する電圧の２点から傾きを算出することにより、比較的短時間で電気二重層コンデンサの良否を判別することができるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、２点の電圧をＶ１及びＶ２とし、傾きをＶａとしたとき、Ｖａ＝１ｎ（Ｖ１／Ｖ２）により求めるようにした検査方法とするものであり、簡単な算出方法で正確に良否を判別することができるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、２点の電圧を測定する時間の間隔を一定にするようにした検査方法とするものであり、どの時間帯で測定しても、傾きＶａがほぼ一定の値になるので、自然放置後の測定時間の自由度を増すことができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、電気二重層コンデンサを一定電流で測定電圧まで充電させた後、このコンデンサを開放状態にして自己放電させ、この自己放電電圧の２点の電圧から傾きを算出して良否の判別をするようにした検査方法とすることにより、比較的短時間で電気二重層コンデンサの良否を正確に判別することができ、また、充電時に端子の接触不良があって、充電不良になっていても、この検査方法にすることにより、通常の充電時と同等の結果を得ることができるので、信頼性の高い良否の判別を行うことができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明の検査方法は、まず、コイン型および円筒型の電気二重層コンデンサを定格電圧付近の一定の設定電圧になるように定電流で充電し、一定時間保持する。その後、自然放置すると、電気二重層コンデンサの電圧は図１の（Ａ）に示すような自己放電電圧曲線を描く。
【００１９】
この自己放電電圧を、予め決めた異なる２つの測定時間に測定して、その２つの電圧（Ｖ１，Ｖ２）の傾きから電気二重層コンデンサの良否の判別を行うようにしたものである。
【００２０】
前記電圧の傾きは、Ｖａ＝１ｎ（Ｖ１／Ｖ２）から求められるもので、このようにして求められた電圧の傾きＶａは、測定時間による差はなく、どの測定時間を決めてもほぼ同じ値を有することができる。
【００２１】
また、充電時において端子の接触不良があった場合は、図１の（Ｂ）の自己放電電圧曲線になり、従来の電圧比率評価では規格値以外になれば不良として判断してしまうが、前記電圧の傾きＶａを求めることにより、前記図１の（Ａ）と同様の効果が得られ、良品として判断することができるものが出てくる。
【００２２】
さらに、前記２つの電圧（Ｖ１，Ｖ２）を測定する時間の間隔を一定にすることにより、決めた時間に測定する必要がなく、測定時間の自由度が増す。
【００２３】
なお、電気二重層コンデンサの自己放電電圧は、充電時間、自己放電する周囲の温度、コンデンサの定格容量等で曲線が変化するので、それぞれの条件を一定にして良品となる傾きＶａを決めなければならない。
【００２４】
また、電気二重層コンデンサが実際に不良の場合は図１の（Ｃ）のような曲線を示すので、前記傾きＶａを求めても良品とは違った値になる。
【００２５】
以下、実施例に基づいてさらに詳細に説明をする。
【００２６】
（実施例１）
電気二重層コンデンサとして２．５Ｖ  １．０Ｆのコイン型の電気二重層コンデンサを用いて、電圧２．５Ｖ、電流１Ａの電流で１０分間充電した後、自然放置をした。このときの電気二重層コンデンサの自己放電電圧特性を図２の（Ａ）に示す。
【００２７】
図２の（Ａ）から、充電後の自然放置開始から１２時間後の電圧が２．２８５Ｖで、２４時間後の電圧が２．２８Ｖの値が得られ、この２点の電圧から傾きＶａをｌｎ（Ｖ１／Ｖ２）から求めると０．００２２３となる。また、充電後の自然放置開始から３６時間後の電圧は２．２７５Ｖで、４８時間後の電圧が２．２７Ｖであることから、このときの傾きＶａは０．００２２１となる。さらに、充電後の自然放置開始から１２０時間後の電圧を測定してみても２．２４０Ｖで、その１２時間後の電圧が２．２３５Ｖの値になり、このときの傾きＶａは０．００２２３になる。
【００２８】
このように、自己放電電圧の測定を１２時間間隔であれば、どの時間に測定しても、傾きＶａは０．００２２〜０．００２３の範囲になり、この範囲を規定することにより、製品の良否の判別をすることができ、測定時間を短縮することができる。
【００２９】
また、２点の電圧の測定時間の間隔を２４時間にしても、例えば、充電後の自然放置開始から１２時間後と３６時間後の傾きＶａを求めると０．００４４３になり、充電後の自然放置開始から１２０時間後と１４４時間後の傾きＶａを求めても０．００４４７になり、この場合では、傾きＶａの範囲を０．００４４〜０．００４５にすることにより、製品の良否の判別をすることができる。
【００３０】
なお、前記２点の電圧の傾きの範囲は、電気二重層コンデンサのばらつきを考慮して決定するのが好ましい。
【００３１】
（実施例２）
前記実施例１において、充電するときに電気二重層コンデンサの端子接続を不充分にして充電をした以外は実施例１と同様にした。このときの電気二重層コンデンサの自己放電特性を図２の（Ｂ）に示す。
【００３２】
この図２の（Ｂ）から、充電後の自然放置開始から１２時間後の電圧が２．０９５Ｖで、２４時間後の電圧が２．０９０Ｖの値が得られ、この２点の電圧から傾きＶａをｌｎ（Ｖ１／Ｖ２）から求めると０．００２２９となる。また、充電後の自然放置開始から３６時間後の電圧は２．０８５Ｖで、４８時間後の電圧が２．０８１Ｖであることから、このときの傾きＶａは０．００２２１となる。さらに、充電後の自然放置開始から１２０時間後の電圧を測定してみても２．０５３Ｖで、その１２時間後の電圧が２．０４９Ｖの値になり、このときの傾きＶａは０．００２２５になる。
【００３３】
このように、実施例２の測定でも自己放電電圧の測定を１２時間間隔であれば、どの時間に測定しても、傾きＶａは０．００２２〜０．００２３の範囲になり、前記実施例１の傾きＶａと同様の範囲になり、電気二重層コンデンサが充分に充電されていなくとも、その自己放電電圧曲線の電圧の傾きが規格内であれば、良品として判断することができる。
【００３４】
また、２点の電圧の測定時間の間隔を２４時間にしても、例えば、充電後の自然放置開始から１２時間後と３６時間後の傾きＶａを求めると０．００４５０になり、充電後の自然放置開始から１２０時間後と１４４時間後の傾きＶａを求めても０．００４４９になり、この場合でも、傾きＶａの範囲は前記実施例１と同様の０．００４４〜０．００４５内に入り、製品の判別を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、電気二重層コンデンサの良否を判定する検査方法に関するもので、比較的短時間で電気二重層コンデンサの良否を判別することができ、また、充電時に端子の接触不良があって、充電不足になっていても、この検査方法にすることにより、通常の充電時と同等の結果を得ることができるので、信頼性の高い良否の判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態における自己放電電圧曲線を示す特性図
【図２】同実施例１および２における自己放電電圧曲線を示す特性図
【図３】円筒型の電気二重層コンデンサの構成を示す断面図
【図４】同自己放電電圧曲線を示す特性図
【符号の説明】
【００３７】
１０  コンデンサ素子
１１  電極端子
１２  粘着テープ
１３  金属ケース
１４  封口体
１５  金属ケースの凹溝
１６  リード端子
１７  はとめ金具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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