(57)【要約】【課題】金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封するヒートシール部と、を備える電気二重層キャパシタにおいて、容器の密封に溶着面の剥離しにくいヒートシール部が得られるようにする。【解決手段】容器１０のヒートシール部１３に凹凸の圧印模様３４ａを与える。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分極性電極とセパレータと集電極とから組成されるキャパシタ本体と、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封するヒートシール部と、を備える電気二重層キャパシタにおいて、容器のヒートシール部が凹凸の圧印模様を備えたことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
圧印模様は、鑢目状の凹凸に形成したことを特徴とする請求項１の記載に係る電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
圧印模様は、ヒートシール部の両側から加工したことを特徴とする請求項１の記載に係る電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
分極性電極とセパレータと集電極とからキャパシタ本体を組成する工程と、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封する工程と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封する工程は、圧印模様を加えるための凹凸を加熱面に持つヒートシーラにより容器を密封する工程を備えたことを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項５】
ヒートシーラは、圧印模様を加えるための凹凸を持つ１対の加熱面を互いに１方向へ接離可能に備えたことを特徴とする請求項４の記載に係る電気二重層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】
この発明は、電気二重層キャパシタおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電デバイスとして、急速充電が可能で充放電サイクル寿命の長い、電気二重層キャパシタの適用技術が注目される。
【０００３】
電気二重層キャパシタには、分極性電極とセパレータと集電極とから組成されるキャパシタ本体と、キャパシタ本体を電解液と共に密封する容器と、を備えるものが開示される（特許文献１、参照）。
【０００４】
容器は、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから作成され、重なり合う積層フィルムの接合代を熱溶着（ヒートシール）することにより、キャパシタ本体を電解液と共に収容する凹部（空間）の周囲を密封するヒートシール部が設けられるのである。
【０００５】
ヒートシーラについては、電気二重層キャパシタおよびその製造方法に関するものでないが、梱包に巻かれる平紐の両端を熱溶着により緊縛するためのもの（特許文献２、参照）、複数の防水シート等を熱溶着により接合するためのもの（特許文献３、参照）、が開示される。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２９９１６８号
【特許文献２】特開平１１−２６８７１３号
【特許文献３】特開平１０−１２８８５０号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１において、凹部の周囲に重なり合う積層フィルムの接合代は、ヒートシーラの平坦な加熱面により、その表層の樹脂どうしが均一な面圧に熱溶着されるが、溶着面の剥離を防ぐ上から、溶着強度の確保に積層フィルムの接合代を大きく取ることが要求される。剥離は、溶着面の一部に入ると、これを契機に溶着強度の平滑な溶着面を一気に進行する傾向が観察されるのである。
【０００８】
この発明は、このような不具合を改善するための有効な手段の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、分極性電極とセパレータと集電極とから組成されるキャパシタ本体と、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封するヒートシール部と、を備える電気二重層キャパシタにおいて、容器のヒートシール部が凹凸の圧印模様を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明に係る電気二重層キャパシタにおいて、圧印模様は、鑢目状の凹凸に形成したことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明に係る電気二重層キャパシタにおいて  圧印模様は、ヒートシール部の両側から加工したことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、分極性電極とセパレータと集電極とからキャパシタ本体を組成する工程と、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封する工程と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、金属の中間層を持つ樹脂の積層フィルムから形成される容器にキャパシタ本体を電解液と共に密封する工程は、圧印模様を加えるための凹凸を加熱面に持つヒートシーラにより容器を密封する工程を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明に係る電気二重層キャパシタにおいて、ヒートシーラは、圧印模様を加えるための凹凸を持つ１対の加熱面を互いに１方向へ接離可能に備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明においては、凹凸の圧印模様により、ヒートシール部の溶着面も平坦でなく、圧印模様の凹凸が生じるため、熱溶着部の平面領域を変えることなく、溶着面積が大きく取れるようになり、溶着強度の確保が有効に図れる。溶着強度は溶着面の全体に平滑でなく、凹凸により強化されるため、剥離の進行も凹凸により食い止められ、溶着面を一気に拡大するようなことはない。そのため、容器の密封に溶着面の剥離しにくいヒートシール部が得られ、電気二重層キャパシタの耐久性および信頼性を高められるのである。
【００１５】
第２の発明においては、圧印模様の凹凸が鑢の目（線条）のようにヒートシール部の幅方向を斜めに延びるので、斜めの凹凸の線条がヒートシール部の幅よりも長くなり、溶着面積が効率よく拡大され、斜めの凹凸の線条がヒートシール部の幅方向を平行に重複するため、剥離の防御も多重的に働くようになる。
【００１６】
第３の発明においては、両側から圧印模様を加工することにより、両側の凹凸が入り組むような断面形状が得られ、溶着面積および溶着強度を効果的に高められるのである。
【００１７】
第４の発明においては、圧印模様を加えるための凹凸を加熱面に持つヒートシーラにより容器を密封する工程を備えることにより、容器の密封に溶着面の剥離しにくいヒートシール部が得られ、耐久性および信頼性の良好な電気二重層キャパシタを能率よく生産しえる。
【００１８】
第５の発明においては、１対の圧印模様を持つ加熱面を互いに１方向へ接離させるヒートシーラの作動により、片側の凹凸と片側の凹凸との入り組むような、溶着面の剥離しにくいヒートシール部を持つ、耐久性および信頼性に優れる電気二重層キャパシタを能率よく生産しえるのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１において、電気二重層キャパシタの一例を説明する。１０はキャパシタ本体２０を電解液（有機電解液）と共に収容する容器であり、１対の端子２１（電極）が外部へ引き出される。各端子２１ａ，２１ｂは、軽量かつ電気抵抗の小さいアルミニウムから短尺状に形成される。
【００２０】
キャパシタ本体２０については、矩形の正極体および負極体とこれらの間に介在するセパレータ（紙製などの多孔質膜）とから所定の積層体に組成される。正極体および負極体は、集電極とその両面の分極性電極（活性炭電極）とから構成される。これらの集電極は、矩形状の金属箔（たとえば、アルミニウム箔）からなり、その矩形平面の一辺に片側へ寄せて帯状のリード部が一体に成形される。各リード部の同極どうしは束ねられ、この結束部に極性の対応する端子２１が接合される。
【００２１】
容器１０は、金属の中間層を含む樹脂の積層フィルムから同一形状に絞り加工される２つの容器部分（底側部分１０ａと蓋側部分１０ｂと）からなり、これらを組み合わせると、互いに向き合う凹部１１ａ，１１ｂ（容器１０の外面においては、凸部となる）により、底側部分１０ａと蓋側部分１０ｂとの間に積層体２０の収容部が形成される。１２ａ〜１２ｄは、凹部１１ａ，１１ｂの周囲に合わせ面（接合代）を形成するフランジである。
【００２２】
底側部分１０ａの内側に積層体２０は納められ、その上から蓋側部分１０ｂが被せられる。凹部１１ａ，１１ｂの周囲（フランジ１２ａ〜１２ｄ）において、１対の端子２１（その一部）が引き出される一辺１２ａを除く三辺１２ｂ〜１２ｄが熱溶着される。容器１０は、１対の端子２１が突き出る一辺１２ａが開口可能となり、その開口部から内部に電解液が注入され、電解液の含浸および電解精製が終わると、余分な電解液が抜き取られ、残りの開口可能な一辺１２ａが熱溶着される。
【００２３】
底側部分１０ａおよび蓋側部分１０ｂは、金属の中間層を含む樹脂の積層フィルムを素材に成形されるが、これらの素材となる積層フィルムについては、アルミニウム箔の中間層４１と、これを挟む樹脂の表層４２，４３と、の３層構造に作成される。容器１０の外面を構成する表層４２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やナイロン、容器の内面を構成する表層４３は、ＰＰ（ポリプロピレン）、等により形成される（図４、参照）。
【００２４】
図２は、１対の端子１１（その一部）が引き出される一辺１２ａを除く三辺１２ｂ〜１２ｄの密封（熱溶着）を処理するヒートシーラ３０の要部構成を表すものであり、１対のヒータ３１，３２が上下に配置される。ヒータ３１に底側部分１０ａの凹部１１ａ（外面の凸部）を受け入れ可能な凹部３２が形成される。底側部分１０ａは、ヒータ３１の凹部３２に位置決めされ、その内側に積層体２０が納められ、その上から蓋側部分１０ｂが被せられる。１対の端子１１が突き出る一辺１２ａを除く容器の三辺１２ｂ〜１２ｄの接合代に対応する加熱面３４が１対のヒータ３１，３２に備えられる。
【００２５】
各加熱面３４に凹凸の圧印模様３４ａが付けられる。圧印模様３４ａは、凹凸が鑢の目（線条）のように接合代の幅方向を斜めに延びる形態に設定される（図３、参照）。ヒータ３１は、加熱面３４を上向きに固定され、ヒータ３２は、昇降装置（図示せず）のロッド３５に加熱面３４を下向きに連結される。１対の加熱面３４は、昇降装置の作動により、上下方向へ接離可能に構成され、これらの間に挟む接合代を加熱することにより、図５のように三辺１２ｂ〜１２ｄの熱溶着部１３（ヒートシール部）に圧印模様３４ａの凹凸が両側から加工されるのである。
【００２６】
このような凹凸の圧印模様３４ａにより、容器１０の三辺１２ｂ〜１２ｄを密封するヒートシール部１３の溶着面も平坦でなく、図４のように圧印模様３４ａの凹凸が生じる（金属の中間層４１も圧印模様３４ａの凹凸を生じる）ため、熱溶着部１３の平面領域を変えることなく、溶着面積が大きく取れるようになり、溶着強度の確保が有効に図れる。溶着強度は、溶着面の全体に平滑でなく、凹凸による面圧の高い部位が強化されるため、剥離の進行も凹凸により食い止められ、溶着面を一気に拡大するようなことはない。そのため、容器１０の密封に溶着面の剥離しにくいヒートシール部１３が得られ、電気二重層キャパシタの耐久性および信頼性を大いに高められる。
【００２７】
圧印模様３４ａの凹凸については、鑢の目（線条）のようにヒートシール部１３の幅方向を斜めに延びるので、斜めの凹凸の線条がヒートシール部１３の幅よりも長くなり、溶着面積が効率よく拡大され、斜めの凹凸の線条がヒートシール部１３の幅方向を平行に重複するため、剥離の防御も多重的に働くようになる。
【００２８】
ヒートシーラ３０により、容器１０の両側から圧印模様３４ａを加工するので、両側の凹凸が入り組むような断面形状が得られ、図３のように両側の圧印模様３４ａの凹凸を同位相に設定すると、溶着深度（溶着強度）アップも促進できるである。もちろん、両側の凹凸は、ヒートシール部１３の圧印模様３４ａに交差を生じるよう、斜めの線条を逆向きに設定しても良い。
【００２９】
容器１０は、１対の端子１１（その一部）が突き出る一辺１２ａを除く三辺１２ｂ〜１２ｄが熱溶着され、残りの一辺１２ａは電解液の含浸および電解精製の処理後に熱溶着されるが、その密封部についても、詳述しないが、溶着強度を高めるため、三辺１２ｂ〜１２ｄと同様の処理により、圧印模様３４ａを与えることが望まれる。
【００３０】
電気二重層キャパシタの製造方法については、圧印模様３４ａを加えるための凹凸を加熱面に持つヒートシーラにより、容器１０の密封を処理する工程を備えるので、ヒートシール部に剥離を生じにくい、耐久性および信頼性に優れる、高品質の製品（電気二重層キャパシタ）を能率よく生産しえるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気二重層キャパシタの組成を説明する斜視図である。
【図２】ヒートシーラの要部斜視図である。
【図３】（ａ）は上側、（ｂ）は下側、の一部加熱面を表す平面図および側面図である。
【図４】ヒートシール部の断面図である。
【図５】密封処理の説明図である。
【符号の説明】
１０  容器
１０ａ  底側部分
１０ｂ  蓋側部分
１１ａ，１１ｂ  凹部
１２ａ〜１２ｂ  フランジ
１３  ヒートシール部
２０  キャパシタ本体（積層体）
２１（２１ａ，２１ｂ）  端子
３０  ヒートシーラ
３１，３２  ヒータ
３４  加熱面
３４ａ  圧印模様
【図１】
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【図２】
2005032850.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005032850.tif 000006
【図５】
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