(57)【要約】  【課題】バランス抵抗を接続した複雑な回路構成によることなく、直列接続時の個々の電気二重層キャパシタ電圧を均等化し、効率の良い充電が可能な電気二重層キャパシタを提供する。  【解決手段】一対の集電電極と、該集電電極の片面に形成された活性炭からなる分極性電極層と、該集電電極間に挿入されたセパレータとからなり、該セパレータに電解液を含浸して構成される電気二重層キャパシタにおいて、  上記集電電極が、分極性電極層を形成した部分と、形成しない部分とからなることを特徴とし、  分極性電極層を形成しない部分の面積が、全集電電極面積の３〜２０％であり、分極性電極層を形成しない部分を１〜１０箇所設けたことを特徴とする。。  【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の集電電極と、該集電電極の片面に形成された活性炭からなる分極性電極層と、該集電電極間に挿入されたセパレータとからなり、該セパレータに電解液を含浸して構成される電気二重層キャパシタにおいて、
上記集電電極が、分極性電極層を形成した部分と、形成しない部分とからなる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記載の分極性電極層を形成しない部分の面積が、全集電電極面積の３〜２０％であることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
請求項２記載の分極性電極層を形成しない部分を１〜１０箇所設けた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、各種電子機器に利用される電気二重層キャパシタに関するものであり、特に直列接続時の各キャパシタの電圧安定化が可能な電気二重層キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気二重層キャパシタは耐電圧が数Ｖと低いため、定格電圧以上の電圧が必要な場合は、複数個、直列接続して使用されているが、直列接続する場合、個々のキャパシタにバランス抵抗を設けて、直列接続時の個々のキャパシタにかかる電圧を均等にしていた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許特３４２１１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図１のように電気二重層キャパシタを直列接続し、バランス抵抗を並列接続した場合、キャパシタ以外の部品を使用しなければならず、コストアップを招く上、キャパシタ本来の性能を十分に発揮することができなかった。
上記のような問題があったため、電気二重層キャパシタの直列接続時に、付加的な部品を使用しなくても個々のキャパシタの電圧を均等化させる手段が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するものであり、一対の集電電極と、該集電電極上に形成された活性炭からなる分極性電極層と、該集電電極間に挿入されたセパレータとからなり、該セパレータに電解液を含浸して構成される電気二重層キャパシタにおいて、
上記集電電極が、分極性電極層を形成した部分と、形成しない部分とからなることを特徴とする電気二重層キャパシタである。
【０００５】
また、上記の分極性電極層を形成しない部分の面積が、全集電電極面積の３〜２０％であることを特徴とする電気二重層キャパシタである。
【０００６】
さらに、上記の分極性電極層を形成しない部分を１〜１０箇所設けたことを特徴とする電気二重層キャパシタである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気二重層キャパシタは、集電電極上に分極性電極層を形成した部分と、形成しない部分とを構成することで、集電電極上に分極性電極とは異なる電位となる部位（リーケージポイント）を設けることができる。直列接続された電気二重層キャパシタの充電時およびその過渡段階において、本来分極性電極に集中する電流がリーケージポイントに導かれ、２．５Ｖを超えると自己放電が起こり、２．５Ｖ未満では充電が起こるように電荷が移動するため、電気二重層キャパシタに流れる全電流が増加し、直列接続時における個々の電気二重層キャパシタの電位差が均等化する。
よって、バランス抵抗を接続した複雑な回路構成によることなく、効率の良い充電が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
［実施例］
図２は本発明の実施例による電気二重層キャパシタ素子の外観図であり、図３は図２の素子の巻回状態図、図４は該素子の展開図を示す。図５は図２の素子を直列接続した状態図である。
まず、図４のように、集電電極であるエッチングしたアルミニウム箔の片面の分極性電極層として活性炭を塗布した部分（２）と、リーケージポイントとなる活性炭を塗布しない部分（６）とを形成した。
上記の分極性電極を形成しない部分の集電電極片面全体に対する面積率〔％〕、および、該部分の設置箇所数は、表１のとおりとした。
上記集電電極を一対、正極集電電極、負極集電電極とし、各々の活性炭を塗布しない集電電極側に、アルミニウムタブ端子を加締により接合した。
【００１０】
そして、図３のように、上記の正極集電電極箔、負極集電電極箔の各分極性電極層側を対向させ、両電極箔間にセパレータを介して巻回し、図２に示す電気二重層キャパシタ素子７を得た。
【００１１】
この電気二重層キャパシタ素子を乾燥させた後、１ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解したプロピレンカーボネート溶液からなる電解液を含浸した。
【００１２】
上記の電気二重層キャパシタ素子を、図５に示すように５個直列接続し、アルミニウムケースに封入して、定格電圧１２．５Ｖ、静電容量２．２Ｆの電気二重層キャパシタとした。
【００１３】
上記の電気二重層キャパシタを直流電源に接続して、１２．５Ｖ（２．５Ｖ×５、素子５個分）の定電圧で連続印加試験を行った後、個々の電気二重層キャパシタ素子の電圧および静電容量を測定し、表１の結果を得た。
【００１４】
（従来例）
また、従来例として図６のように、集電電極であるエッチングしたアルミニウム箔の片面の全体に、分極性電極層の活性炭を塗布した該集電電極を一対、正極集電電極、負極集電電極として使用し、上記実施例と同様、電気二重層キャパシタ素子を作製し、５個のアルミニウムケースに各々封入して電気二重層キャパシタ（定格１２．５Ｖ、静電容量２．２Ｆ）とし、連続印加試験を行った。
ここで、各電気二重層キャパシタにバランス抵抗を並列接続し、図１のように充電制御を行ったものを従来例２とし、バランス抵抗を並列接続せず、上記充電制御を行わないものを従来例１とした。
【００１５】
【表１】
2005310931.tif 000003
【００１６】
表１より明らかなように、本発明による実施例では、バランス抵抗を使用しなくても、リーケージポイントを介して、電気二重層キャパシタの電流が流れる結果、各素子の電位差が均等化され、バランス抵抗を使用した従来例２と同等の効果を得ることができる。
【００１７】
ここで、上記の面積率〔％〕が３０％では、静電容量が小さくなるため（実施例１１）、不適であり、また、１％では電圧バラつきが大となるため（実施例１）、不適である。よって、面積率は３〜２０％の範囲が好ましい。
また、設置箇所数は１２としても（実施例９）、電圧バラつきの抑制効果は１〜１０の場合と同等であり、工数大となることから１〜１０箇所が適当である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来例による電気二重層キャパシタを直列接続し、バランス抵抗等を並列接続して充電制御を行う時の説明図である。
【図２】本発明の実施例による電気二重層キャパシタ素子の外観図である。
【図３】図２の素子の巻回状態図である。
【図４】図２の素子の展開図である。
【図５】図２の素子を直列接続した状態図である。
【図６】従来例による電気二重層キャパシタ素子の展開図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  集電電極
２  分極性電極層
３  セパレータ（電解紙）
４  負極リード端子
５  正極リード端子
６  分極性電極層未形成部分
７  電気二重層キャパシタ素子
Ｃ1、Ｃ2  電気二重層キャパシタ
Ｄ1、Ｄ2  ダイオード
Ｍ1、Ｍ2  スイッチング素子
Ｘ1、Ｘ2  ３端子シャントレギュレータ
Ｒ11〜Ｒ14、Ｒ21〜Ｒ24  抵抗  
【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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