(57)【要約】【課題】超音波溶着工程における電解液の飛散が防止された、樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサと電解質電池、及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の電気二重層コンデンサは、一対の容器半体2,3で構成される容器1を具えており、容器1の内部には、電解液を含浸させた一対の分極性電極4,5及びセパレータ6が収納されている。一対の容器半体2,3の周縁部の一方には、超音波振動で溶融する凸部51が環状に設けられ、これら周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部42が設けられる。一対の容器半体2,3が組み合わされた状態において、１又は複数の壁部42は、凸部51の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて凸部51に沿って配置されると共に、凸部51が当接する被接合面41に対して略垂直に配置され、容器1は、容器半体2,3が超音波溶着されて作製されている。本発明の電解質電池も同様な構成を具えている。【選択図】図４
2005166974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の樹脂製の容器半体(2)(3)で構成される容器(1)を具えており、前記容器(1)の内部には、電解液を含浸させた一対の分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)が収納されている電気二重層コンデンサであって、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部(51)が環状に設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部(42)が設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部(42)は、前記凸部(51)の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部(51)に沿って配置されると共に、前記凸部(51)が当接する被接合面(41)に対して略垂直に配置され、
前記容器(1)は、前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部が突き合わされて超音波溶着されることによって作製されている電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
樹脂製の第１容器半体(2)の第１周縁部と、樹脂製の第２容器半体(3)の第２周縁部とを突き合わせて、これら周縁部を超音波溶着して作製された容器(1)を具えており、前記容器(1)の内部には、電解液を含浸させた一対の分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)が収納されている電気二重層コンデンサであって、
前記第１周縁部には、前記第２周縁部と当接する第１凸部(51a)が環状に設けられており、前記第２周縁部には、前記第１周縁部と当接する第２凸部(51b)が環状に設けられており、
前記第１容器半体(2)及び前記第２容器半体(3)が組み合わされた状態において、前記第２凸部(51b)は、前記第１凸部(51a)の内側又は外側にて前記第１凸部(51a)に沿って配置され、
超音波振動により生じる摩擦熱で、これら凸部(51a)(51b)が溶融することによって、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)とが結合されている電気二重層コンデンサ。
【請求項３】
一対の樹脂製の容器半体(2)(3)を組み合わせて生じる閉空間内に、電解液を含浸させた一対の分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)が収納されるように、前記一対の容器半体(2)(3)、前記一対の分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)を配置する第１工程と、前記第１工程後に前記一対の容器半体(2)(3)を超音波溶着する第２工程とを含む、樹脂製の容器(1)を具えた電気二重層コンデンサの製造方法であって、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部(51)が環状に設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部(42)が設けられており、
前記第１工程にて前記一対の容器半体(2)(3)が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部(42)は、前記凸部(51)の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部(51)に沿って配置されると共に、前記凸部(51)が当接する被接合面(41)に対して略垂直に配置される電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記凸部(51)の先端には、前記被接合面(41)と当接する平面部(53)が形成されている請求項３に記載の電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項５】
一対の樹脂製の容器半体(2)(3)で構成される容器(1)を具えており、前記容器(1)の内部には、電解液を含浸させた正極(4)、負極(5)及びセパレータ(6)が収納されている電解質電池であって、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部(51)が環状に設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部(42)が設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部(42)は、前記凸部(51)の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部(51)に沿って配置されると共に、前記凸部(51)が当接する被接合面(41)に対して略垂直に配置され、
前記容器(1)は、前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部が突き合わされて超音波溶着されることによって作製されている電解質電池。
【請求項６】
樹脂製の第１容器半体(2)の第１周縁部と、樹脂製の第２容器半体(3)の第２周縁部とを突き合わせて、これら周縁部を超音波溶着して作製された容器(1)を具えており、前記容器(1)の内部には、電解液を含浸させた正極(4)、負極(5)及びセパレータ(6)が収納されている電解質電池であって、
前記第１周縁部には、前記第２周縁部と当接する第１凸部(51a)が環状に設けられており、前記第２周縁部には、前記第１周縁部と当接する第２凸部(51b)が環状に設けられており、
前記第１容器半体(2)及び前記第２容器半体(3)が組み合わされた状態において、前記第２凸部(51b)は、前記第１凸部(51a)の内側又は外側にて前記第１凸部(51a)に沿って配置され、
超音波振動により生じる摩擦熱で、これら凸部(51a)(51b)が溶融することによって、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)とが結合されている電解質電池。
【請求項７】
一対の樹脂製の容器半体(2)(3)を組み合わせて生じる閉空間内に、電解液を含浸させた正極(4)、負極(5)及びセパレータ(6)が収納されるように、前記正極(4)、前記負極(5)及び前記セパレータ(6)を配置する第１工程と、前記第１工程後に前記一対の容器半体(2)(3)を超音波溶着する第２工程とを含む、樹脂製の容器(1)を具えた電解質電池の製造方法であって、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部(51)が環状に設けられており、
前記一対の容器半体(2)(3)の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部(42)が設けられており、
前記第１工程にて前記一対の容器半体(2)(3)が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部(42)は、前記凸部(51)の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部(51)に沿って配置されると共に、前記凸部(51)が当接する被接合面(41)に対して略垂直に配置される電解質電池の製造方法。
【請求項８】
前記凸部(51)の先端には、前記被接合面(41)と当接する平面部(53)が形成されている請求項７に記載の電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサ及び電解質電池に関し、さらには、これらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型のコイン型電気二重層コンデンサは、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器において、主にバックアップ用電源として広く用いられている。周知のように、コイン型電気二重層コンデンサは、セパレータを介在させた一対の分極性電極を、互いに絶縁され対向配置された一対の金属缶の間の内部空間に収納したものである。分極性電極及びセパレータには、水系又は非水系の電解液が含浸している。
【０００３】
回路基板に装着される各種電子部品はチップ化が進んでいるので、回路基板上では、電気二重層コンデンサに対して長方形状の実装領域が設けられる場合が多い。しかし、長方形状の実装領域にコイン型電気二重層コンデンサを配置すると、コイン型電気二重層コンデンサが円盤状の形状を有することから、実装領域の各角部周辺に大きな空き部分が生じる。このため、コイン型電気二重層コンデンサが装着される回路基板では、該コンデンサを含む各種電子部品を効率的に配置することが困難であった。また、回路基板の実装工程の効率化を図るためには、電気二重層コンデンサも他の電子部品と同様にチップ化することが好ましい。
【０００４】
電気二重層コンデンサの外形を角状にすれば、空き部分を小さくして実装領域を有効に活用できる。特に、より大きいコンデンサを装着できるので、回路基板に使用する電気二重層コンデンサの容量が一層大きくなる利点がある。しかしながら、従来の電気二重層コンデンサにおいて、金属缶を角状に形成する構成を採用すると、金属缶間の隙間をガスケットで封口することが困難となる。そこで、電気二重層コンデンサの容器を絶縁性の樹脂で形成することが検討されている。これにより、電気二重層コンデンサのチップ化も図られる。
【特許文献１】特開２００１−２１６９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサを製造する場合、容器の内部空間に分極性電極等を収納する必要性から、容器は、少なくとも２つの構成部材を結合することによって作製される。図１１(a)乃至(c)は、このような電気二重層コンデンサの製造工程を説明する説明図である。まず、図１１(a)に示すように、箱状の樹脂製の第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)が、一対の分極性電極(4)(5)及びこれらの間に介在するセパレータ(6)を囲うように組み合わされる。分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)には、電解液が含浸している。第１容器半体(2)は、窪みを上方に向けて配置されており、第２容器半体(3)が窪みを下方に向けた状態で第１容器半体(2)上に載置される。第２容器半体(3)の周縁部には、超音波振動により発生する摩擦熱で溶融する凸部(51)が形成されており、この凸部(51)と、第１容器半体(2)の平面状の周縁部とが突き合わされる。迅速に溶融させるために、凸部(51)の垂直断面は楔状にされる。
【０００６】
次に、 図１１(b)に示すように、振動子(70)で第２容器半体(3)を押圧すると共に、該振動子(70)を振動させる。凸部(51)が摩擦熱で溶融した後、振動子(70)の振動を停止させ、溶融した樹脂を固化させることにより、第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)が結合される。その後、第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)に夫々設けられた平板状のリード部材(7)(8)を、容器(1)の外部にて屈曲することによって、電気二重層コンデンサが完成する。図１１(c)は、完成した電気二重層コンデンサを示す断面図である。なお、リード部材(7)(8)は、夫々集電体(9)(10)を介して分極性電極(4)(5)と接続されている。
【０００７】
しかしながら、発明者が上記の工程によって実際に電気二重層コンデンサの製造を試みたところ、図１１(b)に示す超音波溶着工程の初期において、分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)に含浸している電解液が、振動により飛び出して、外部に飛散する状況が確認された。凸部(51)と第１容器半体(2)の周縁部との間には、振動によって隙間が生じ、電解液は、この隙間を通って外部に飛散していた。
【０００８】
飛散により電解液が減少すると、分極性電極(4)(5)及びセパレータ(6)に含浸する電解液の量が減少して、電気二重層コンデンサは所望の性能を発揮できない。さらに、電解液の飛散は、空気中に霧状に含まれた電解液が作業者の健康を悪化させるおそれが高いために、環境上問題である。従って、樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサの製造工程では、超音波溶着を用いて容器の構成部材を結合する際に、電解液を飛散させないことが必要となる。
【０００９】
また、水系及び非水系電解質電池は、電気二重層コンデンサと同様な構造であるために、上記の問題は、樹脂製の容器を具える水系又は非水系電解質電池を製造する場合にも生じる。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、超音波溶着工程において外部への電解液の飛散が防止された、樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサと電解質電池、及びこれらの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電気二重層コンデンサは、一対の樹脂製の容器半体で構成される容器を具えており、前記容器の内部には、電解液を含浸させた一対の分極性電極及びセパレータが収納されている電気二重層コンデンサであって、前記一対の容器半体の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部が環状に設けられており、前記一対の容器半体の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部が設けられており、前記一対の容器半体が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部は、前記凸部の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部に沿って配置されると共に、前記凸部が当接する被接合面に対して略垂直に配置され、前記容器は、前記一対の容器半体の周縁部が突き合わされて超音波溶着されることによって作製されている。
【００１２】
また、本発明の電気二重層コンデンサは、樹脂製の第１容器半体の第１周縁部と、樹脂製の第２容器半体の第２周縁部とを突き合わせて、これら周縁部を超音波溶着して作製された容器を具えており、前記容器の内部には、電解液を含浸させた一対の分極性電極及びセパレータが収納されている電気二重層コンデンサであって、前記第１周縁部には、前記第２周縁部と当接する第１凸部が環状に設けられており、前記第２周縁部には、前記第１周縁部と当接する第２凸部が環状に設けられており、前記第１容器半体及び前記第２容器半体が組み合わされた状態において、前記第２凸部は、前記第１凸部の内側又は外側にて前記第１凸部に沿って配置され、超音波振動により生じる摩擦熱で、これら凸部が溶融することによって、第１容器半体と第２容器半体とが結合されている。
【００１３】
本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、一対の樹脂製の容器半体を組み合わせて生じる閉空間内に、電解液を含浸させた一対の分極性電極及びセパレータが収納されるように、前記一対の容器半体、前記一対の分極性電極及びセパレータを配置する第１工程と、前記第１工程後に前記一対の容器半体を超音波溶着する第２工程とを含む、樹脂製の容器を具えた電気二重層コンデンサの製造方法であって、前記一対の容器半体の周縁部の一方には、超音波振動により生じる摩擦熱で溶融する凸部が環状に設けられており、前記一対の容器半体の周縁部の一方又は双方には、１又は複数の壁部が設けられており、前記第１工程にて前記一対の容器半体が組み合わされた状態において、前記１又は複数の壁部は、前記凸部の内側及び外側の少なくとも何れか一方にて前記凸部に沿って配置されると共に、前記凸部が当接する被接合面に対して略垂直に配置される。
【００１４】
本発明の電解質電池は、上記の電気二重層コンデンサにおいて、一対の分極性電極の一方を正極に、他方を負極に置換して得られる。本発明の電解質電池の製造方法は、上記の電気二重層コンデンサの製造方法において、同様にして得られる。
【発明の効果】
【００１５】
一対の容器半体の周縁部の一方又は双方にて、環状に形成された凸部に沿って、該凸部が当接する被接触面と略垂直な壁部が、凸部の外側に形成されていることによって、超音波溶着の際に、分極性電極等から飛び出た電解液は、凸部と被接触面間に生じる隙間を通った後、この壁部に当たるので、外部への電解液の飛散は防止される。また、凸部に沿って、該凸部が接触する被接触面と略垂直な壁部が、凸部の内側に形成されていることによって、超音波溶着の際に、分極性電極等から飛び出た電解液は、この壁部に当たって凸部と被接触面間に生じる隙間に至らないので、外部への電解液の飛散は防止される。さらに、凸部の先端部に平面部を形成すると、凸部と周縁部(の被接触面)の間に生じる隙間を電解液が通り難くなる、これにより、電解液の飛散速度が低下し、電解液の流れが壁部に垂直になるので、外部への電解液の飛散は、より効果的に防止される。
【００１６】
また、一方の容器半体の周縁部に、他方の容器半体の周縁部と当接する凸部を環状に設け、他方の容器半体の周縁部に、一方の容器半体の周縁部と当接する凸部を環状に設けることにより、超音波溶着の際に、分極性電極等から飛び出た電解液は、内側に位置する凸部と周縁部の間に生じる隙間を通るが、外側に位置する凸部に当たるので、外部への電解液の飛散は防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明について図を用いて説明する。以下に参照する図において、図１１(c)に示した電気二重層コンデンサと同じ又は類似の構成要素には、同じ符号が付されている。図１は、本発明の第１実施例である電気二重層コンデンサを示す断面図である。本実施例の電気二重層コンデンサは、略直方体状の外形を有する絶縁性樹脂製の容器(1)を具えている。容器(1)の材料には、例えば、エポキシ樹脂、液晶ポリマー(ＬＣＰ)、変形ポリアミド、ナイロン樹脂、又はポリプロピレン(ＰＰ)等の熱可塑性のプラスチックが用いられる。容器(1)は、第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)からなる２つの構成部材を結合して作製されている。
【００１８】
容器(1)の内部空間は、第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)に夫々形成された窪みが合わせられて生じている。該内部空間には、夫々電解液を含浸させた第１分極性電極(4)、第２分極性電極(5)、及びこれら分極性電極(4)(5)に介在するセパレータ(6)が配置されている。第１及び第２分極性電極(4)(5)には、例えば、シート状又はブロック状に形成した活性炭粉末又は活性炭繊維が用いられる。セパレータ(6)には、ガラス繊維不織布、パルプの抄紙、又はポリ四フッ化エチレン(ＰＴＦＥ)等の絶縁性樹脂で形成されたフィルム等が用いられる。
【００１９】
電気二重層コンデンサが非水系電気二重層コンデンサである場合、電解液には、例えば、トリ−エチル−メチル−アンモニウム−テトラ−フルオロ−ボレイド（Ｅｔ3ＭｅＮＢＦ4）又はテトラ−エチル−アンモニウム−テトラ−フルオロ−ボレイド（Ｅｔ4ＮＢＦ4）等の電解質を、カーボネート、ラクトン又はニトリル等の有機溶媒に溶かしたものが使用される。電気二重層コンデンサが水系電気二重層コンデンサである場合、電解液には、Ｈ2ＳＯ4又はＫＯＨ等の水溶液が使用される。
【００２０】
第１容器半体(2)に形成された窪みの底面には、板状の第１リード部材(7)が配置されており、第２容器半体(3)に形成された窪みの底面には、板状の第２リード部材(8)が配置されている。第１リード部材(7)には、板状の第１集電体(9)を介して第１分極性電極(4)が接続されており、第２リード部材(8)には、板状の第２集電体(10)を介して第２分極性電極(5)が接続されている。これらリード部材(7)(8)の一端側は、容器(1)の側壁を貫通して、相反する方向に容器(1)の外部へ引き出されると共に、容器(1)の外面に沿うように下方へ屈曲されている。これらリード部材(7)(8)の先端は、容器(1)の下面上に配置されて、電気二重層コンデンサを実装基板に装着する際に半田付けされる電極部分となる。
【００２１】
第１リード部材(7)及び第２リード部材(8)は導電性部材で形成されており、例えば、銅、ニッケル又はアルミニウム等の金属や、ステンレス等の合金で形成される。電気二重層コンデンサが非水系電気二重層コンデンサである場合、第１集電体(9)及び第２集電体(10)は、アルミニウム、チタン、又はステンレス等で形成される。従って、この場合、第１リード部材(7)及び第２リード部材(8)を、集電体として好適な材料であるアルミニウムやステンレス等で形成し、第１分極性電極(4)を第１リード部材(7)に、第２分極性電極(5)を第２リード部材(8)に直接接合してもよい。
【００２２】
電気二重層コンデンサが水系電気二重層コンデンサである場合、第１集電体(9)及び第２集電体(10)は、導電性ブチルゴム等で形成される。なお、この場合、リード部材(7)(8)と電解液が接触することを防ぐために、図１に示す第１集電体(9)及び第２集電体(10)の形状は、リード部材(7)(8)の表面が容器(1)の内部空間に露出しないように変更される。
【００２３】
以下、第１実施例の電気二重層コンデンサの製造方法について説明する。まず、インサート(モールド)成形によって、図２に示す第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)が作製される。平板状の第１リード部材(7)の一端側が金型内のキャビティに挿入された後、該キャビティに溶融した樹脂が注入されて第１容器半体(2)が、第１リード部材(7)の一端側に形成される。第１リード部材(7)の一端側は、第１容器半体(2)の窪みの底面上に配置される。箱状の第２容器半体(3)も、第１容器半体(2)と同様に、平板状の第２リード部材(8)の一端側に形成される。
【００２４】
第１容器半体(2)の周縁部には、後述する凸部(51)が当接する被接合面(41)に対して垂直に配置された飛散防止壁部(42)が設けられている。該飛散防止壁部(42)は、窪みを囲うように環状に(又は枠状に)形成されており、その外面は、第１容器半体(2)の外側面の一部を構成している。
【００２５】
一方、第２容器半体(3)の周縁部には、飛散防止壁部(42)の内側に挿入される嵌合壁部(52)が設けられている。該嵌合壁部(52)は、第２容器半体(3)の窪みを囲うように環状に形成されており、その内面は、第２容器半体(3)の内側面の一部を構成している。嵌合壁部(52)の先端には、後述する超音波溶着工程において溶融する凸部(51)が設けられており、凸部(51)の先端には、第１容器半体(2)の被接合面(41)と当接する平面部(53)が形成されている。
【００２６】
図２に示すように作製された第１及び第２容器半体(2)(3)が準備されると、これら容器半体(2)(3)を組み合わせる工程が行われる。この工程では、第１及び第２容器半体(2)(3)が合わせられて生じる閉空間内に、第１集電体(9)、第１分極性電極(4)、セパレータ(6)、第２分極性電極(5)及び第２集電体(10)が、この順序で積み重なるように配置される。図３は、この工程を示す説明図である。ます、第１容器半体(2)の窪み内にて、第１集電体(9)が第１リード部材(7)に接合される。さらに、第１分極性電極(4)が第１集電体(9)に接合される。また、第２容器半体(3)の窪み内にて、第２集電体(10)が第２リード部材(8)に接合され、さらに、第２分極性電極(5)が第２集電体(10)に接合される。集電体(9)(10)とリード部材(7)(8)の接合、及び集電体(9)(10)と分極性電極(4)(5)の接合には、導電性接着剤が用いられる。
【００２７】
次に、これら分極性電極(4)(5)に電解液を含浸させる工程が行われる。また、セパレータ(6)に電解液を含浸させる工程も行われる。そして、第１容器半体(2)は窪みを上方に向けた状態にされ、第１分極性電極(4)の上にセパレータ(6)が載置される。その後、第１容器半体(2)の窪みに電解液を注入する工程が必要に応じて行われ、窪みを下方に向けた状態の第２容器半体(3)が、第１容器半体(2)と組み合わされる。第１及び第２容器半体(2)(3)の周縁部は突き合わされて、第１容器半体(2)の飛散防止壁部(42)の内側に、第２容器半体(3)の嵌合壁部(52)が挿入される。凸部(51)の外側にて、飛散防止壁部(42)は、該凸部(51)に沿って配置される。嵌合壁部(52)の先端に形成された凸部(51)の平面部(53)は、第１容器半体(2)の被接合面(41)と当接する。
【００２８】
以上のように、第１及び第２容器半体(2)(3)を組み合わせる工程が行われた後、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)の周縁部を超音波溶着する工程が行われる。図４は、超音波溶着工程を説明する断面図である。第２容器半体(3)には、振動子(70)が上方から押しつけられる。その後、振動子(70)が縦及び横方向に所定の周期で振動することにより、凸部(51)と被接合面(41)間の摩擦で熱が生じて、凸部(51)が先端側から溶融する。凸部(51)が全て(又は凸部(51)の大部分が)溶融すると、振動子(70)の振動は停止される。そして、溶融した樹脂が被接合面(41)と一体化することにより、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)が結合される。即ち、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)間には、溶融した樹脂が固化した部分(20)が、これら容器半体(2)(3)と一体的に形成される。最後に、平板状の第１及び第２リード部材(7)(8)を屈曲させる工程が行われて(必要であればリード部材(7)(8)は切断されて長さが調整される)、図２に示す電気二重層コンデンサが完成する。
【００２９】
超音波溶着工程では、振動子(70)の振動によって、第１分極性電極(4)、第２分極性電極(5)、及びセパレータ(6)に含浸した電解液の一部は(さらには、注入されて内部空間内に溜められた電解液の一部は)、閉空間内に飛び出す。超音波溶着工程の初期では、凸部(51)が溶融しないことから、凸部(51)と被接合面(41)の間に隙間が生じる。飛び出した電解液は、この隙間を通って外部に向かうが、飛散防止壁部(42)に当たる。このように、本実施例の電気二重層コンデンサでは、超音波溶着工程において、外部への電解液の飛散が防止されている。
【００３０】
本発明において、凸部(51)の形状は特に限定されないが、本実施例では、凸部(51)の先端に平面部(53)が形成されていることにより、飛散防止壁部(42)に向かう電解液の流速は低下し、また、電解液の流れは飛散防止壁部(42)に対して垂直方向に整えられて、より効果的に電解液の飛散防止が図られている。なお、図４に示すように、凸部(51)の内側面は、被接合面(41)上にて内側に空きスペースが生じるように、被接合面(41)に対して傾斜している。これにより、凸部(51)の溶融した樹脂は、このスペースを埋めるように移動するので、溶融した樹脂が、容器(1)の外部に漏れたり、容器(1)の内面に垂れ流れることが防止されている。
【００３１】
次に、本発明の第２実施例の電気二重層コンデンサについて説明する。図５は、第２実施例の電気二重層コンデンサの製造工程で使用される第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)を夫々示す斜視図である。第２実施例の第１容器半体(2)の周縁部では、被接合面(41)の内側に、環状の飛散防止壁部(42)が設けられている。飛散防止壁部(42)は、被接合面(41)に対して垂直に配置されており、飛散防止壁部(42)の内側面は、第１容器半体(2)の内側面の一部を構成している。第２容器半体(3)の周縁部には、嵌合壁部(52)が設けられており、この嵌合壁部(52)によって飛散防止壁部(42)が嵌まる段部が形成されている。嵌合壁部(52)の外側面は、第２容器半体(3)の外側面の一部を構成している。嵌合壁部(52)の先端には、第１実施例と同様な凸部(51)が形成されている。
【００３２】
第２実施例の電気二重層コンデンサは、第１実施例と同様な工程で製造される。図６(a)は、第２実施例の電気二重層コンデンサを製造する際に行われる超音波溶着工程を示す断面図であり、図６(b)は、完成した第２実施例の電気二重層コンデンサの断面図である。超音波溶着工程にて、第１分極性電極(4)等から飛び出した電解液は、凸部(51)と被接合面(41)の間に生じた隙間に向かって飛んでも、飛散防止壁部(42)に当たってしまう。このように、第２実施例の電気二重層コンデンサでは、超音波溶着工程において、外部への電解液の飛散が防止されている。
【００３３】
図６(a)に示すように、凸部(51)の内側面は、被接合面(41)上にて内側に空きスペースが生じるように、被接合面(41)に対して傾斜している。凸部(51)の溶融した樹脂は、このスペースを埋めるように移動するので、容器(1)の外側面に垂れ流れない。
【００３４】
第１及び第２実施例に示すように、本発明において、飛散防止壁部(42)は、凸部(51)の内側及び外側の何れに設けられてもよい。さらに、飛散防止壁部(42)は、凸部(51)の内側及び外側の双方に設けられてもよく、この場合、例えば、第１及び第２実施例にて、第１容器半体(2)の周縁部は凹状に形成される。
【００３５】
第１及び第２実施例では、飛散防止壁部(42)は、第１容器半体(2)の周縁部に設けられていたが、飛散防止壁部を、第１及び第２容器半体(2)(3)の周縁部の双方に設けることも可能である。図７は、本発明の第３実施例である電気二重層コンデンサの製造工程で使用される第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)を夫々示す斜視図である。第３実施例では、予め屈曲された第１及び第２リード部材(7)(8)の一端に、第１及び第２容器半体(2)(3)が夫々インサート形成される(図８(a)参照)。図７に示すように、第３実施例の第１容器半体(2)に設けられた第１飛散防止壁部(42a)は、図２に示す第１実施例の第１容器半体(2)において、第１リード部材(7)が引き出される側と反対側に位置する飛散防止壁部(42)の一部が取り除かれた構成を具えている。
【００３６】
第３実施例の第２容器半体(3)の周縁部には、第１飛散防止壁部(42a)に挿入される嵌合壁部(52)が設けられている。嵌合壁部(52)は、窪みを囲うように環状に形成されており、その先端には凸部(51)が形成されている。凸部(51)において、第２リード部材(8)が引き出される側に位置する部分(51c)の両側面は、平面部(53)に向かって傾斜しており、他の部分と異なる形状を有している(図８(a)参照)。他の部分は、第１実施例と同じ形状を有している。
【００３７】
第２容器半体(3)には、第２リード部材(8)が引き出される側に第２飛散防止壁部(42b)が設けられている。第２リード部材(8)は、第２飛散防止壁部(42b)の内部を通ってその端部から外部に引き出されている。第１及び第２飛散防止壁部(42a)(42b)は、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)とが組み合わされると、凸部(51)の外側で、該凸部(51)に沿って、全体として環状に配置される。また、第１容器半体(2)と第２容器半体(3)が組み合わされると、第２飛散防止壁部(42b)は、第１容器半体(2)の周縁部の被接合面(41)に対して垂直に配置される。なお、第２飛散防止壁部(42b)は、第１及び第２容器半体(2)(3)が接合されると、略矩形の容器(1)が作製されるように形成されている(図８(b)参照)。
【００３８】
図８(a)は、第３実施例の電気二重層コンデンサを製造する際に行われる超音波溶着工程を示す断面図である。第２リード部材(8)が引き出される側にて、嵌合壁部(52)と第２飛散防止壁部(42b)は一体的に形成されており、第２飛散防止壁部(42b)の内側面は、第１容器半体(2)の外側面と接している。凸部(51)の外側に、第１飛散防止壁部(42a)又は第２飛散防止壁部(42b)が配置されることにより、第１実施例と同様に、超音波溶着工程において外部への電解液の飛散が防止される。
【００３９】
本実施例では、第１及び第２リードフレーム(7)(8)の延出部分は、略矩形の容器(1)の下面と略同一平面に配置されている。超音波溶着工程後、第１及び第２リードフレーム(7)(8)の延出部分を適当な長さに調整する切断工程が行われて、第３実施例の電気二重層コンデンサが完成する。図８(b)は、完成した第３実施例の電気二重層コンデンサを示す断面図である。
【００４０】
以上に説明した実施例では、超音波溶着工程における電解液の飛散を防止するために、第１容器半体(2)に、又は第１及び第２容器半体(2)(3)に、飛散防止壁部(42)(42a)(42b)を設けているが、第１及び第２容器半体(2)(3)の各々に溶融する凸部を設けて、超音波溶着工程にて、一方の凸部が他方の凸部を囲むことによって、電解液の飛散を防止することもできる。
【００４１】
図９は、本発明の第４実施例の電気二重層コンデンサの製造工程で使用される第１容器半体(2)及び第２容器半体(3)を夫々示す斜視図である。第１容器半体(2)は箱状に形成されており、その周縁部には環状の第１凸部(51a)が突設されている。平板状の第１及び第２リード部材(7)(8)の一端側は、第１容器半体(2)の窪みの底面上で離間して配置されている。また、これらリード部材(7)(8)の他端側第１容器半体(2)を貫通して、相反する方向に外部へ突出している。一方、先の実施例とは異なり、第４実施例の電気二重層コンデンサの第２容器半体(3)は平板状に形成されており、その周縁部には環状の第２凸部(51b)が突設されている。
【００４２】
第４実施例の電気二重層コンデンサは、上述の実施例とほぼ同様な工程で製造される。図１０(a)は、第４実施例の電気二重層コンデンサを製造する際に行われる超音波溶着工程を示す断面図である。図１０(b)は、完成した第４実施例の電気二重層コンデンサの断面図である。本実施例では、上述の実施例とは異なり、図１０(a)及び(b)に示すように、ブロック状の第１及び第２分極性電極(4)(5)は並置されて、これら分極性電極(4)(5)間に、セパレータ(6)が垂直に挿入される。図１０(a)に示すように、第１及び第２容器半体(2)(3)の周縁部は、嵌まり合うように形成されており、第２凸部(51b)の内側に第１凸部(51a)が挿入される。溶融した樹脂が溜まるスペースが生じるように、第１凸部(51a)の内側側面と、第２凸部(51b)の外側側面は傾斜している。
【００４３】
超音波溶着工程にて、第１分極性電極(4)等から飛び出した電解液は、第１凸部(51a)と第２容器半体(3)下面との間に生じた隙間に入っても、その後、第２凸部(51b)に当たる。このように、第４実施例の電気二重層コンデンサでは、超音波溶着工程において、外部への電解液の飛散が防止されている。
【００４４】
本発明は、水系又は非水系電解質電池に適用できる。この場合、上記の実施例において、例えば、第１分極性電極(4)は正極(正活物質)に、第２分極性電極(5)は負極(負活物質)に置き換わる。リチウムイオン電池に本発明を適用する場合、正極(4)には、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム又はニッケル酸リチウムの粉末を加圧成形又は焼結したものが使用され、負極(5)には、グラファイト系炭素材料又はコークス系炭素材料の粉末を加圧成形又は焼結したものが使用される。電解液には、ＬｉＢＦ4又はＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩を溶解させた有機溶媒が使用される。有機溶媒には、プロピレンカーボネート又はガンマブチロラクトン等が使用される。セパレータ(6)には、ポリオフィレン、ポリエチレン又はポリプロピレン等の高分子多孔性フィルムが使用される。第１集電体(9)は、アルミニウム等で形成され、第２集電体(10)は銅等で形成される。ゆえに、第１集電体(9)を第１リード部材(7)と、第２集電体(10)を第２リード部材(8)と一体化してもよい。
【００４５】
ニッケル水素電池に本発明を適用する場合、例えば、正極(4)は、ニッケル酸化物の粉末又はペレット、及び発泡ニッケルで構成され、負極(5)は、Ｍｍ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｍｎ−Ａｌ(Ｍｍは希土類元素の混合物)系の水素吸蔵合金の粉末又はペレット、及び発泡ニッケルで構成される。なお、この場合、各図に示されたような、第１及び第２集電体(9)(10)は用いられない。電解液には、ＫＯＨ又は高分子ヒドロゲル電解質が使用され、セパレータ(6)には、スルホン化ポリプロピレン等の高分子多孔性フィルムが使用される。
【００４６】
上記実施例では、飛散防止壁部(42)(42a)(42b)は、被接合面(41)に対して垂直に形成されているが、飛散防止壁部(42)(42a)(42b)は略垂直に形成されていれば本発明の効果は得られる。さらに、第１及び第２実施例では、飛散防止壁部(42)と嵌合壁部(52)は、第３実施例では、第１飛散防止壁部(42a)と嵌合壁部(52)、及び第２飛散防止壁部(42b)と第１容器半体(2)の側壁は、第４実施例では、第１凸部(51a)と第２凸部(51b)は、容器半体(2)(3)の周縁部が嵌合するように構成されているが、飛散防止壁部(42)と嵌合壁部(52)の間に、第１飛散防止壁部(42a)と嵌合壁部(52)の間に、第２飛散防止壁部(42b)と第１容器半体(2)の側壁の間に、又は第１凸部(51a)と第２凸部(51b)の間に、若干の隙間が生じていてもよい。
【００４７】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の断面図である。
【図２】本発明の第１実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池に係る第１及び第２容器半体を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の製造工程における組合せ工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第１実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の製造工程における超音波溶着工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池に係る第１及び第２容器半体を示す斜視図である。
【図６】図６(a)は、本発明の第２実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の製造工程における超音波溶着工程を示す断面図、図６(b)は、本発明の第２実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の断面図である。
【図７】本発明の第３実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池に係る第１及び第２容器半体を示す斜視図である。
【図８】図８(a)は、本発明の第３実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の製造工程における超音波溶着工程を示す断面図、図８(b)は、本発明の第３実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の断面図である。
【図９】本発明の第４実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池に係る第１及び第２容器半体を示す斜視図である。
【図１０】図１０(a)は、本発明の第４実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の製造工程における超音波溶着工程を示す断面図、図１０(b)は、本発明の第４実施例である電気二重層コンデンサ又は電解質電池の断面図である。
【図１１】樹脂製の容器を具える電気二重層コンデンサの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
(1)     容器
(2)     第１容器半体
(3)     第２容器半体
(4)     第１分極性電極又は正極
(5)     第２分極性電極又は負極
(6)     セパレータ
(41)    被接合面
(42)    飛散防止壁部
(51)    凸部
(51a)   第１凸部
(51b)   第２凸部
(53)    平面部
【図１】
2005166974.tif 000003
【図２】
2005166974.tif 000004
【図３】
2005166974.tif 000005
【図４】
2005166974.tif 000006
【図５】
2005166974.tif 000007
【図６】
2005166974.tif 000008
【図７】
2005166974.tif 000009
【図８】
2005166974.tif 000010
【図９】
2005166974.tif 000011
【図１０】
2005166974.tif 000012
【図１１】
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