(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを挟み込んで正極側の電極箔と負極側の電極箔とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される２以上のコンデンサ素子を形成し、
前記コンデンサ素子のそれぞれに対し、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に複数の正極側タブを配置し、
前記コンデンサ素子のそれぞれに対し、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に複数の負極側タブを配置し、
前記正極側タブのそれぞれに正極側連結タブを接続して該正極側連結タブを前記外装ケースの封口側に配置し、
前記負極側タブのそれぞれに負極側連結タブを接続して該負極側連結タブを前記外装ケースの封口側に配置し、
前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられた正極側端子に前記正極側連結タブを接続し、
前記封口板に取り付けられた負極側端子に前記負極側連結タブを接続し、
前記正極側の電極箔に前記正極側タブ及び前記正極側連結タブで並列回路化するとともに、前記負極側の電極箔に前記負極側タブ及び前記負極側連結タブで並列回路化することを特徴とするコンデンサ素子の低抵抗化方法。
【請求項２】
セパレータを挟み込んで正極側の電極箔と負極側の電極箔とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される２以上のコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の正極側タブと、
前記コンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の負極側タブと、
前記正極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された正極側連結タブと、
前記負極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された負極側連結タブと、
前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられ、前記正極側連結タブに接続された正極側端子と、
前記封口板に取り付けられ、前記負極側連結タブに接続された負極側端子と、
を備えてなることを特徴とするコンデンサ。
【請求項３】
セパレータを挟み込んで正極側の電極箔と負極側の電極箔とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される第１及び第２のコンデンサ素子と、
前記第１のコンデンサ素子及び前記第２のコンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の正極側タブと、
前記第１のコンデンサ素子及び前記第２のコンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の負極側タブと、
前記正極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された正極側連結タブと、
前記負極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された負極側連結タブと、
前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられ、前記正極側連結タブに接続された正極側端子と、
前記封口板に取り付けられ、前記負極側連結タブに接続された負極側端子と、
を備えてなることを特徴とするコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層コンデンサ等のコンデンサに係り、低抵抗化構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層コンデンサ等のコンデンサは、その性能を表すパラメータとして直流抵抗が存在し、一般に、理想コンデンサと直流抵抗との直列回路がその等価回路として知られている。直流抵抗は電圧降下及び抵抗損の原因になるから、コンデンサの性能を向上させる上で直流抵抗の低減は不可欠である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セパレータを挟み込んで正極側及び負極側の電極箔を重ね合わせてなるコンデンサ素子では、直流抵抗は電極箔の面積、特に、長さに比例して増加する。電極箔の長さを小さくすれば、直流抵抗は低減されるが、容量を低下させることになる。即ち、大容量化は、直流抵抗を増大させることになる。
【０００４】
そこで、本発明は、容量を損なうことなく低抵抗化を図ったコンデンサ素子の低抵抗化方法及びコンデンサを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、正極側又は負極側の電極箔（２４、２６）の長さ方向に任意の間隔を以て取り付けた複数のタブ（３０、３２、連結タブ１６、１８、２０、２２）を集合接続したことにより、前記電極箔と複数のタブとからなる並列回路（３４、３６）によってコンデンサ素子（４、６）の低抵抗化を実現したものである。したがって、電極箔によって形成される容量を損なうことなく、タブによる並列回路によって直流抵抗の低減を図ることができる。
【０００６】
請求項１に係る本発明のコンデンサ素子の低抵抗化方法は、セパレータ（２８）を挟み込んで正極側の電極箔と負極側の電極箔（２４、２６）とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される２以上のコンデンサ素子（４、６）を形成し、前記コンデンサ素子のそれぞれに対し、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に複数の正極側タブ（３０）を配置し、前記コンデンサ素子のそれぞれに対し、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に複数の負極側タブ（３２）を配置し、前記正極側タブのそれぞれに正極側連結タブを接続して該正極側連結タブを前記外装ケースの封口側に配置し、前記負極側タブのそれぞれに負極側連結タブを接続して該負極側連結タブを前記外装ケースの封口側に配置し、前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられた正極側端子に前記正極側連結タブ（１６、１８）を接続し、前記封口板に取り付けられた負極側端子に前記負極側連結タブ（２０、２２）を接続し、前記正極側の電極箔に前記正極側タブ及び前記正極側連結タブで並列回路化するとともに、前記負極側の電極箔に前記負極側タブ及び前記負極側連結タブで並列回路化することを特徴とする。
【０００７】
即ち、コンデンサ素子は、セパレータを挟み込んだ正極側及び負極側の電極箔を折り畳んで形成され、正極側の電極箔と負極側の電極箔との間にセパレータを介在させた複数層の積層状素子を構成している。このコンデンサ素子の正極側又は負極側の電極箔から複数のタブを引き出し、各タブを正極側又は負極側で集合接続することにより、正極側の電極箔と正極側のタブとで並列回路が形成され、また、負極側の電極箔と負極側のタブとで並列回路が形成されている。換言すれば、電極箔には、タブによってバイパス路が形成されている。したがって、電極箔の直流抵抗が抵抗の小さいタブとの並列により、コンデンサ素子の低抵抗化が図られる。
【０００８】
請求項２に係る本発明のコンデンサは、セパレータ（２８）を挟み込んで正極側の電極箔（２４）と負極側の電極箔（２６）とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される２以上のコンデンサ素子（４、６）と、前記コンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の正極側タブ（３０）と、前記コンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の負極側タブ（３２）と、前記正極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された正極側連結タブ（１６、１８）と、前記負極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された負極側連結タブ（２０、２２）と、前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられ、前記正極側連結タブに接続された正極側端子（外部端子１２）と、前記封口板に取り付けられ、前記負極側連結タブに接続された負極側端子（外部端子１４）とを備えてなることを特徴とする。
【０００９】
即ち、このコンデンサは、セパレータを挟み込んだ正極側及び負極側の電極箔を折り畳んで形成され、正極側の電極箔と負極側の電極箔との間にセパレータを介在させた複数層の積層状素子からなるコンデンサ素子を備えている。このコンデンサ素子の正極側又は負極側の電極箔から複数のタブを引き出し、各タブを正極側又は負極側で集合接続することにより、コンデンサ素子の正極側の電極箔と正極側のタブとで並列回路が形成され、また、負極側の電極箔と負極側のタブとで並列回路が形成されている。そして、正極側タブには正極側端子、負極側タブには負極側端子が接続され、コンデンサの低抵抗化が実現されている。
【００１０】
請求項３に係る本発明のコンデンサは、セパレータ（２８）を挟み込んで正極側の電極箔（２４）と負極側の電極箔（２６）とを複数層に折り畳んで積層体を成し、外装ケース内に隣接して配置される第１及び第２のコンデンサ素子（４、６）と、前記第１のコンデンサ素子及び前記第２のコンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記正極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の正極側タブ（３０）と、前記第１のコンデンサ素子及び前記第２のコンデンサ素子のそれぞれに設置され、前記負極側の電極箔に接続されて前記コンデンサ素子の層間から引き出されて共通に接続されるとともに、前記コンデンサ素子の側面部に這わせ、前記コンデンサ素子と前記外装ケースの壁面との間に配置された複数の負極側タブ（３２）と、前記正極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された正極側連結タブ（１６、１８）と、前記負極側タブのそれぞれに接続されて前記外装ケースの封口側に配置された負極側連結タブ（２０、２２）と、前記外装ケースを封口する封口板に取り付けられ、前記正極側連結タブに接続された正極側端子（外部端子１２）と、前記封口板に取り付けられ、前記負極側連結タブに接続された負極側端子（外部端子１４）とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
即ち、正極側の電極箔に複数の正極側タブを引き出し、又は負極側の電極箔に複数の負極側タブを引き出し、これらをそれぞれ集合接続することにより、各コンデンサ素子の電極箔の低抵抗化が図られる。そこで、各コンデンサ素子の正極側タブに正極側連結タブ、負極側タブに負極側連結タブを連結して、コンデンサ素子の並列化、正極側の電極箔の並列化及び負極側の電極箔の並列化を図ることにより、コンデンサの容量の増大とともに低抵抗化を実現している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１には本発明のコンデンサ素子の低抵抗化方法及びコンデンサの実施の形態であるコンデンサの縦断面図、図２にはそのコンデンサ素子と外部端子との接続形態を示す側面図、また、図３にはそのコンデンサ素子を示す斜視図が示されている。
【００１３】
容器２には２以上のコンデンサ素子として、コンデンサ素子４、６が収容されている。容器２は、アルミニウム板等で形成されており、その開口部には硬質合成樹脂板等で形成されている封口板８が圧入されているとともに、封口板８の周縁部に設置された封止ゴム１０に容器２の端部が加締め加工されて圧入され、容器２が密封されている。封口板８には、正極側及び負極側の外部端子１２、１４が取り付けられており、正極側の外部端子１２にはコンデンサ素子４、６の正極側の連結タブ１６、１８が容器２の内面側で接続され、また、負極側の外部端子１４にはコンデンサ素子４、６の負極側の連結タブ２０、２２が容器２の内面側で溶接により接続されている。
【００１４】
コンデンサ素子４、６は、例えば、図４に示すように、帯状の正極側の電極箔２４、負極側の電極箔２６、電解紙からなるセパレータ２８を所定幅に形成し、電極箔２４、２６の間にセパレータ２８を挟み込み、所定の折込み長でつづら折りに折り畳んで積層することにより、直方体の積層状素子として構成されている。各コンデンサ素子４、６の帯状の正極側の電極箔２４の一方の縁部側には複数の所定幅の正極側のタブ３０が接続され、また、負極側の電極箔２６の一方の縁部側には複数の所定幅の負極側のタブ３２が接続されている。即ち、正極側の電極箔２４の各折込み面上に正極側のタブ３０が冷間溶接により接続され、また、負極側の電極箔２６の各折込み面上に正極側のタブ３０と反対側の負極側のタブ３２が冷間溶接により接続されている。３３は溶接部を示している。そして、各正極側タブ３０及び各負極側タブ３２は、コンデンサ素子４、６の側面を構成するセパレータ２８の表面部に重合させて溶接し、各コンデンサ素子４、６の正極側のタブ３０を正極側の連結タブ１６、１８、各コンデンサ素子４、６の負極側のタブ３２を負極側の連結タブ２０、２２で連結されている。この場合、連結タブ１６、１８は予めタブ３０、又は連結タブ２０、２２は予めタブ３２に冷間溶接で接続してもよく、また、コンデンサ素子４、６を形成した後、連結タブ１６、１８をタブ３０、又は連結タブ２０、２２をタブ３２に接続するようにしてもよい。
【００１５】
ところで、各コンデンサ素子４、６の形成は、所定の幅及び長さの帯状の電極箔２４、２６に所定の間隔でタブ３０、３２を溶接したものをローラ等の搬送手段で搬送させながら、所定幅を単位としてつづら折りに折り畳むことにより、積層状素子として形成することができる。
【００１６】
このように構成したことにより、図５に示すように、コンデンサ素子４の正極側の電極箔２４と複数の正極側のタブ３０とによって並列回路３４が形成され、同様に、コンデンサ素子４の負極側の電極箔２６と複数の負極側のタブ３２とによって並列回路３６が形成される。また、この実施形態では、コンデンサ素子６側にも同様の並列回路３４、３６が形成されるとともに、コンデンサ素子４、６の並列化が図られている。各コンデンサ素子４、６の電極箔２４、２６が持つ抵抗値をＲ、タブ３０、３２の抵抗値をｒとし、コンデンサ素子４、６側の直流抵抗をＲｎとすると、各直流抵抗Ｒｎは、
0004441976.tif 000002
となり、電極箔２４、２６の抵抗Ｒに対してタブ３０、３２の抵抗ｒは非常に小さく、Ｒ≫ｒ、ｒ／Ｒ≒０であるから、式（１）は、
Ｒｎ≒２ｒ                                  ・・・（２）
となる。この場合、コンデンサ素子４、６は並列化されているので、コンデンサの直流抵抗Ｒｍは、
Ｒｍ＝Ｒｎ／２≒ｒ                          ・・・（３）
となり、電極箔２４、２６が持つ直流抵抗Ｒに対して無視できる程度の抵抗値となる。
【００１７】
次に、他の実施の形態について説明する。
【００１８】
１つのコンデンサを構成する場合、前記の実施の形態では、２つのコンデンサ素子４、６を設置したが、単一のコンデンサ素子で構成してもよく、３以上のコンデンサ素子を設置してもよい。
【００１９】
コンデンサ素子４又は６の正極側又は負極側の電極箔２４、２６の一方の縁部側にタブ３０、３２を接続したが、各縁部の双方又は電極箔２４、２６の幅方向の中間部にタブを接続してもよい。電極箔２４、２６の幅方向に複数のタブを設置して接合させれば、直流抵抗の抵抗値をより低減することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
ａ  正極側又は負極側の電極箔とタブとの並列回路が形成されているので、コンデンサ素子の容量を損なうことなく、直流抵抗の低抵抗化を図ることができる。
ｂ  コンデンサ素子の正極側又は負極側の電極箔から引き出した複数のタブを正極側又は負極側で集合接続したので、コンデンサの容量を損なうことなく、直流抵抗の低抵抗化を図ることができる。
ｃ  正極側の電極箔に複数の正極側タブを引き出し、又は負極側の電極箔に複数の負極側タブを引き出し、これらをそれぞれ集合接続した複数のコンデンサ素子の並列化によって、コンデンサの高容量化とともに直流抵抗の低抵抗化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンデンサ素子の低抵抗化方法及びコンデンサの実施形態であるコンデンサの縦断面図である。
【図２】コンデンサ素子と外部端子との接続構造を示す側面図である。
【図３】複数のコンデンサ素子及びタブの構成を示す斜視図である。
【図４】コンデンサ素子の構造を示す分解斜視図である。
【図５】コンデンサの等価回路を示す回路図である。
【符号の説明】
４、６  コンデンサ素子
１２  正極側の外部端子
１４  負極側の外部端子
１６、１８  正極側の連結タブ
２０、２２  負極側の連結タブ
２４  正極側の電極箔
２６  負極側の電極箔
２８  セパレータ
３０  正極側のタブ
３２  負極側のタブ
３４、３６  並列回路
【図１】
0004441976.tif 000003
【図２】
0004441976.tif 000004
【図３】
0004441976.tif 000005
【図４】
0004441976.tif 000006
【図５】
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