(57)【要約】【課題】簡単な構成でありながらも放熱性の良好な電気二重層コンデンサを提供する。【解決手段】セパレータを介在した正電極及び負電極を外装ケース２に収納し電解液を充填するとともに外装ケース２の外方に正電極及び負電極にそれぞれ接続されたリード端子３、３を引き出したコンデンサセル１を具備する電気二重層コンデンサにおいて、上記外装ケース２は、第１の板状体４と、第１の板状体４より厚さが大とされた第２の板状体５とからなり、第１の板状体４と第２の板状体５を対向させるとともに、第１の板状体４と、第２の板状体５とを互いに接合することで形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介在した正電極及び負電極を外装ケース（２）に収納し電解液を充填するとともに外装ケース（２）の外方に正電極及び負電極にそれぞれ接続されたリード端子（３）（３）を引き出したコンデンサセル（１）を具備する電気二重層コンデンサにおいて、上記外装ケース（２）は、第１の板状体（４）と、第１の板状体（４）より厚さが大とされた第２の板状体（５）とからなり、第１の板状体（４）と第２の板状体（５）を対向させるとともに、第１の板状体（４）と、第２の板状体（５）とを互いに接合することで形成されていることを特徴とする電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
第２の板状体（５）の外周端部からフランジ部（７）が延設されている請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、セパレータを介在した正電極及び負電極を外装ケースに収納し電解液を充填した電気二重層コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサは、通常、セパレータを介在した正電極及び負電極を電解液とともに外装ケースに収納してなるコンデンサセルを、複数重ね合わせるようにして並設するとともに、コンデンサセル同士を直列、並列または直並列に接続することで所望の出力が得られるように構成されている。
【０００３】
ところで、コンデンサセルは、充放電によって自己発熱するが、上記の電気二重層コンデンサのように複数のコンデンサセルを重ね合わせるようにして並設した場合、コンデンサセル間に熱がこもってしまい、コンデンサセルの劣化を促進させることとなっていた。そのため、従来、放熱対策として、コンデンサセル間に放熱板を介在させて放熱を促していた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１の電気二重層コンデンサのように、放熱板を新たに設ける場合、放熱板を各コンデンサセル間に介在させる手間が掛かるとともに、別途、放熱板の留め付け等を行う必要も有るため、組立作業が煩雑となりコスト高を招いていた。
【０００６】
また、外装ケースと放熱板との間に隙間が生じると、コンデンサセルから放熱板への熱伝達が行われ難くなるため、特許文献１の電気二重層コンデンサでは、コンデンサセルと放熱板とを互いに近接する方向に向かって圧力を加え、外装ケースと放熱板とを密着させていたが、近年では、外装ケースとして、圧力に対して比較的脆弱なラミネートアルミ箔等が用いられているため、大きな圧力を加えることができず、外装ケースと放熱板とを密着させることが困難なものとなっていた。
【０００７】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、簡単な構成でありながらも放熱性の良好な電気二重層コンデンサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の電気二重層コンデンサは、セパレータを介在した正電極及び負電極を外装ケース２に収納し電解液を充填するとともに外装ケース２の外方に正電極及び負電極にそれぞれ接続されたリード端子３、３を引き出したコンデンサセル１を具備し、上記外装ケース２は、第１の板状体４と、第１の板状体４より厚さが大とされた第２の板状体５とからなり、第１の板状体４と第２の板状体５を対向させるとともに、第１の板状体４と、第２の板状体５とを互いに接合することで形成されていることを特徴としている。
【０００９】
また、第２の板状体５の外周端部からフランジ部７が延設されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の電気二重層コンデンサによれば、外装ケースを構成する第２の板状体の厚さを大としている、すなわち、放熱板としても機能する第２の板状体を用いて外装ケースを形成していることで、別途放熱板を設ける必要が無く、組立作業の簡素化及び低コスト化を図ることができる。また、外装ケースと放熱板とが一体であるため、別部材の放熱板を外装ケースに取り付ける場合に比べて、熱伝達が良好であり、高い放熱性を得ることができる。
【００１１】
また、第２の板状体の外周端部からフランジ部を延設することで、コンデンサセルの幅を抑えながらも、放熱板として機能する第２の板状体の表面積を増大させることができ、より高い放熱性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る電気二重層コンデンサのコンデンサセルを示す斜視図である。
【図２】図１のコンデンサセルを複数直列接続してなるモジュールを示す斜視図である。
【図３】異なる実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセルを示す斜視図である。
【図４】図３のコンデンサセルを複数直列接続してなるモジュールを示す斜視図である。
【図５】さらに異なる実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセルを示す斜視図である。
【図６】さらに別の実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の電気二重層コンデンサの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の電気二重層コンデンサは、図１に示すコンデンサセル１を所望の出力を得るために複数直列接続することでなるモジュールを備えている。なお、直列接続の他にも並列接続や直並列接続することで、モジュールを構成しても良い。
【００１４】
コンデンサセル１は、正電極と負電極とをセパレータを介して重ね合わせた状態で外装ケース２に収納するとともに、収納ケース２内に電解液を充填し、さらに外装ケース２外方に正電極及び負電極にそれぞれ接続されたリード端子３、３を引き出すことで構成されている。
【００１５】
具体的には、正電極及び負電極は、例えばアルミニウム等の金属箔上に活性炭を直接塗布することで構成されており、例えば樹脂等の絶縁体からなるセパレータを介在させた状態で交互に複数枚積層され、正電極と、負電極と、セパレータとが一体に形成されている。また、正電極及び負電極には、電気機器との接続を行うための帯状のリード端子３、３がそれぞれ接続されている。
【００１６】
外装ケース２は、例えばアルミニウムの金属箔をプラスチックフィルムで挟み込んで形成されたラミネートアルミ箔からなる第１の金属板（板状体）４と、例えばアルミニウムの金属板をプラスチックフィルムで挟み込んで形成されたラミネートアルミ板からなる第２の金属板５（板状体）からなる。
【００１７】
具体的には、外装ケース２は、例えばプレス成形によって、中央部に正電極、負電極、セパレータ、電解液を収納可能な凹部（収納部）４ａが形成され、略ハット型に形成された第１の金属板４と、第１の金属板４より厚さが大とされた略平板状の第２の金属板５とからなり、第１の金属板４の収納部４ａが突出している面とは反対の面と、第２の金属板５とを対向させるとともに、第１の金属板４の外周部と第２の金属板５の外周部とを例えば熱融着することにより内部空間（収納部４ａと第２の金属板５表面とで囲まれた空間）を密閉状態とすることで構成されている。なお、第２の金属板５を、第１の金属板４のアルミニウム金属箔より厚いアルミニウム金属箔を用いてなるラミネートアルミ箔としても良い。また、第２の金属板５にも電極、セパレータ、電解液を収納するための収納部を設けても良い。また、第１及び第２の金属板４、５は、ラミネートアルミ箔やラミネートアルミ板に限らず、種々の材質のものを使用可能であるが、少なくとも第２の金属板５は、熱伝導率の高いものを使用することが好ましい。また、第１の金属板４と第２の金属板５との接合は、熱融着に限らず、接着剤による接着等、種々の接合方法を用いて良い。
【００１８】
また、外装ケース２には、第１の金属板４の収納部４ａに、電解液が電気分解を起こす等して生じる分解ガス（例えば一酸化炭素や二酸化炭素）をケース外方へと放出するガス放出弁６が設けられている。なお、ガス放出弁６としては、公知の種々のものが使用可能である。
【００１９】
一体とされた正電極、負電極、セパレータは、上記に示したように、一対のリード端子３、３が外装ケース２外方へと引き出されるようにして第１の金属板４の収納部４ａに収納される。そして、収納部４ａ内に電解液が充填されることにより、正電極と負電極との間に電解液が含浸し、さらにこの状態において、第２の金属板５が第１の金属板４に重ね合わされ、それぞれの外周部同士（収納部４ａの周り）が熱融着されることによってコンデンサセル１が形成される。
【００２０】
また、複数のコンデンサセル１・・が、図２に示すように、紙面奥側のコンデンサセル１の第１の金属板４の収納部４ａと、紙面手前側のコンデンサセル１の第２の金属板５とが対向するようにして並設されるとともに、リード端子３・・同士がそれぞれ接続され、図示しないケースに収納されることで電気二重層コンデンサが形成される。なお、コンデンサセル１・・同士は、互いに第１及び第２の金属板４、５がそれぞれ当接状態となるように並設することが好ましい。
【００２１】
このように構成された電気二重層コンデンサは、外装ケース２が、ケース構成部材である第１の金属板４と、ケース構成部材であるとともに、伝熱体としても機能する第２の金属板５とから構成されているため、コンデンサセル１・・の充放電によって生じる自己発熱を、第２の金属板５を通じて外部に放出させることができ、コンデンサセル１・・の劣化を抑えることができる。また、新たに放熱板を取り付ける等といった放熱対策を別途行う必要が無いため、組立作業が簡素化されるとともに低コスト化を図ることができる。また、別体の放熱板をコンデンサセル１・・間に介在させる場合に比べて、熱伝達が良好であり、効率良く放熱させることができる。また、コンデンサセル１・・同士を当接させることで、隣接するコンデンサセル１、１同士で放熱板として機能する第２の金属板５を共有させることができ、より効率良く放熱させることができる。
【００２２】
次に、本発明の異なる実施形態の電気二重層コンデンサについて図に基づいて詳細に説明する。この異なる実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセル１は、図３に示すように、第２の金属板５の両側端部からフランジ部７、７が延設されている。具体的には、第１の金属板４の外周部と、第２の金属板５の外周部とが接合された後、第１の金属板４及び第２の金属板５の両側端部が、第１の金属板４の両側端部が内側（収納部４ａ側）に向くように、すなわち、第２の金属板５の両側端部が外側に向き、互いに相反する方向に面するように略直角に折曲されることで、フランジ部７、７が形成されている。また、折曲部８、８は、第１の金属板４と第２の金属板５との接合部９（熱融着部：図３において、点線より外周側の部分）よりも内側（収納部４ａ側）に位置されており、折曲による接合強度の低下を回避している。また、折曲部８からのフランジ部７の突出長さは、第１の金属板４の収納部４ａの突出長さと略同長とされている。
【００２３】
そして、フランジ部７、７を有する複数のコンデンサセル１・・が、図４に示すように、紙面奥側のコンデンサセル１の第１の金属板４の収納部４ａと、紙面手前側のコンデンサセル１の第２の金属板５とが対向するようにして並設されるとともに、リード端子３・・同士がそれぞれ接続され、図示しないケースに収納されることで電気二重層コンデンサが形成される。この際、紙面奥側に位置するコンデンサセル１のフランジ部７、７の先端部が、紙面手前側で隣接するコンデンサセル１の折曲部８、８に当接するように、且つフランジ部７、７がそれぞれ面一となるように並設される。
【００２４】
このように構成された電気二重層コンデンサは、第１及び第２の金属板４、５の両側端部を折曲してなるフランジ部７、７を設けているため、コンデンサセル１の幅を抑えながらも、放熱板として機能する第２の金属板５の表面積を増大させることができる。また、フランジ部７、７において、厚さが大とされた第２の金属板５を外側に位置させていることで、接合部９を保護することができるとともに、冷却フィン等を別途取り付けることも可能となり、放熱性の更なる向上を図ることができる。さらに、フランジ部７、７の先端部を隣接するコンデンサセル１の折曲部８、８に当接させていることで、隣接するコンデンサセル１・・間での熱伝達が可能となり、例えば、熱のこもり易い中央部に位置されたコンデンサセル１の熱を、周辺のコンデンサセル１・・の第２の金属板５・・で放熱させることもでき、コンデンサ全体の放熱性を向上させることができる。また、フランジ部７、７がスペーサとなるため、第１の金属板４の収納部４ａが圧迫されることが無く、コンデンサセル１の損傷を防止することができる。
【００２５】
次に、本発明のさらに異なる実施形態の電気二重層コンデンサについて図に基づいて詳細に説明する。この異なる実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセル１は、図５に示すように、フランジ部７、７に複数の孔１０・・が穿設されている。
【００２６】
このように、フランジ部７、７に孔１０を穿設することによって、図２や図４のように複数のコンデンサセル１・・を並設させた場合でも、隣接するコンデンサセル１、１間の通気を確保することができ、フランジ部７、７による放熱と、通気による放熱の両方の効果を得ることができる。なお、通気用の孔１０は、フランジ部７、７のいずれか一方にだけ設けても良い。また、孔１０の形状は丸に限らず、三角形や四角形等、適宜変更可能である。また、孔１０の大きさや個数、配置等も適宜変更可能である。
【００２７】
次に、本発明のさらに別の実施形態の電気二重層コンデンサについて図に基づいて詳細に説明する。この別の実施形態の電気二重層コンデンサのコンデンサセル１は、図６に示すように、第２の金属板５の両側端部が外方に向かって延設されているとともに、延設された部分が波板状に形成されている。換言すれば、第１の金属板４より幅広とされた第２の金属板５の両側端部が波板状に形成されている。
【００２８】
このように、第２の金属板５の両側端部を外方に向かって延設することによって、放熱板として機能する第２の金属板５の表面積を増大させることができ、放熱性を向上させることができる。また、波板状に形成することで、表面積を大きくしながらも、幅を抑えることができ、コンデンサの小型化を図ることができる。なお、第２の金属板５の延設部分の形状は、波板状に限らず、ジグザグ状等、種々の形状を用いることができる。また、第２の金属板５の上下端部を延設するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００２９】
以上に、この発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施例においては、第２の金属板５を、アルミ板（箔）の両側をプラスチックで挟んだラミネートアルミ板（箔）で形成していたが、第１の金属板４に対向する面のみにプラスチック層が形成されたアルミ板（箔）としても良い。この場合、放熱性の良好なアルミ板が露出することとなるため、高い放熱性を得ることができる。また、第２の金属板５の外側（収納部４ａとは反対側）の表面に凹凸を形成し、表面積を大きくしても良い。また、隣接するコンデンサセル１・・間に、熱伝導率の高いグリス等を充填し、コンデンサセル１・・間の隙間を埋めることで相互の熱伝達を促しても良い。
【００３０】
また、上記実施例においては、第１及び第２の金属板４、５の両側端部にフランジ部７、７が形成されていたが、第１及び第２の金属板４、５の上下方端部にフランジ部を形成しても良い。また、フランジ部７、７を第２の金属板５のみで形成しても良い。すなわち、第１の金属板４のサイズを第２の金属板５よりも小さくして折曲部８、８までとし、折曲部８、８より内側（収納部４ａ側）で、第１の金属板４と第２の金属板５とを接合するようにしても良い。この場合、接合部９が折曲部８、８より内側となるため、折曲による接合強度低下が生じることはない。また、第１及び第２の金属板４、５の断面形状が略コ字状とされていたが、フランジ部７、７を収納部４ａとは反対側にも形成し、断面略Ｈ字状となるようにしても良い。また、フランジ部７の突出長さは、第１の金属板４の収納部４ａの突出長さよりも大又は小とされていても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１・・コンデンサセル、２・・外装ケース、３・・リード端子、４・・第１の金属板、５・・第２の金属板、７・・フランジ部
【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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