(57)【要約】【課題】蓄電セルの容積に対する蓄電部が占める体積の割合を向上すること。【解決手段】セパレータ４を介して積層される複数の正極集電極２及び負極集電極３を備え、正極集電極２と負極集電極３との間に充填される電解液を介して充放電可能な蓄電セル１００であって、正極集電極２及び負極集電極３は、表面に活物質２２が設けられる蓄電部２３と、蓄電部２３から引き出され、蓄電部２３との間に所定の間隔をもって蓄電部２３の外周縁に沿って延設される端子部２４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して積層される複数の集電極を備え、前記集電極の間に充填される電解液を介して充放電可能な蓄電セルであって、
前記集電極は、
表面に活物質が設けられる蓄電部と、
前記蓄電部から引き出され、前記蓄電部との間に所定の間隔をもって前記蓄電部の外周縁に沿って延設される端子部と、を有することを特徴とする蓄電セル。
【請求項２】
前記セパレータは、外形が前記蓄電部と比べて大きく形成され、
前記端子部は、前記セパレータの外側に形成されることを特徴とする請求項１に記載の蓄電セル。
【請求項３】
前記端子部は、
前記蓄電部の外周から引き出される引出部と、
前記引出部から前記蓄電部の外周縁に沿って延設される延設部と、を備え、
前記延設部は、束ねられて根元で接合されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電セル。
【請求項４】
前記集電極は、正極を構成する正極集電極と、負極を構成する負極集電極と、を有し、
前記正極集電極と前記負極集電極とは、前記セパレータを介して交互に積層され、
前記正極集電極の延設部と前記負極集電極の延設部とは、それぞれ同極どうしで束ねられて根元で接合されることを特徴とする請求項３に記載の蓄電セル。
【請求項５】
前記蓄電部は、矩形に形成され、
前記正極集電極の端子部と前記負極集電極の端子部とは、前記蓄電部の同一の辺からそれぞれ引き出されることを特徴とする請求項４に記載の蓄電セル。
【請求項６】
前記蓄電部は、矩形に形成され、
前記正極集電極の端子部と前記負極集電極の端子部とは、前記蓄電部の異なる二辺からそれぞれ引き出されることを特徴とする請求項４に記載の蓄電セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷を蓄えることが可能な蓄電セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池などの蓄電セルが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、蓄電可能な金属集電体からリード部が垂直に引き出されて束ねられた電気二重層コンデンサが開示されている。この電気二重層コンデンサでは、正極及び負極の各々のリード部にリード体が接続され、このリード体が、ケース外部に引き出される外部端子に接続されている。よって、ケースには、金属集電体とリード部とリード体とが収容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１５４１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の電気二重層コンデンサでは、リード部及びリード体は金属集電体から垂直に引き出されるため、リード部及びリード体の長さの分だけケースの容積が大きくなり、ケースの容積に対する蓄電部が占める体積の割合が小さくなる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、蓄電セルの容積に対する蓄電部が占める体積の割合を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、セパレータを介して積層される複数の集電極を備え、前記集電極の間に充填される電解液を介して充放電可能な蓄電セルであって、前記集電極は、表面に活物質が設けられる蓄電部と、前記蓄電部から引き出され、前記蓄電部との間に所定の間隔をもって前記蓄電部の外周縁に沿って延設される端子部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、集電極の端子部は、蓄電部の外周縁に沿って引き出される。よって、蓄電部からの端子部の突出量が抑制される。したがって、蓄電セルの容積に対する蓄電可能な部分が占める体積の割合を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）における平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電気二重層キャパシタにおける正極集電極の正面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの組み立て過程について説明する斜視図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの正面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）における平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電気二重層キャパシタにおける正極集電極の正面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの組み立て過程について説明する斜視図であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電セルとしての電気二重層キャパシタ（以下、単に「キャパシタ」と称する。）１００について説明する。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して、キャパシタ１００の構成について説明する。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、キャパシタ１００は、矩形の袋状に形成されるケース１０と、ケース１０の上端部から外部に引き出されて露出する一対の電極端子１１とを備える。
【００１４】
ケース１０は、対向して設けられる一対のラミネートフィルムが貼り合わされて形成される。ラミネートフィルムは、金属の層と、金属の層を被覆する樹脂の層とを備える多層構造のフィルム材である。ケース１０は、ラミネートフィルムではなく、樹脂や金属のハードケースであってもよい。
【００１５】
ケース１０の内部には、集電極としての正極集電極２及び負極集電極３と、正極集電極２と負極集電極３との間に介在され両者を隔離するセパレータ４とが順に複数積層されて形成された積層体５が収容される。ケース１０は、内部に電解液が充填されて密封される。つまり、ケース１０には、セパレータ４を介して交互に積層された複数の正極集電極２と負極集電極３とが、電解液とともに収容される。キャパシタ１００は、正極集電極２と負極集電極３との間に充填された電解液のイオンが電気二重層を構成し、電極端子１１を介して充放電可能に電気を蓄えるものである。
【００１６】
正極集電極２と負極集電極３とは、矩形の蓄電部２３（図２参照）と、蓄電部２３からＬ字状に引き出される端子部２４とをそれぞれ有する。端子部２４は、正負各極ごとに束ねられて接合部２４ｃにて溶接によって接合される。正極集電極２と負極集電極３とについては、後で図２を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
電極端子１１は、ケース１０の同一の辺から引き出される一対の矩形の金属板である。電極端子１１は、正極集電極２に接合され電気的に接続される正電極端子１１Ａと、負極集電極３に接合され電気的に接続される負電極端子１１Ｂとによって構成される。
【００１８】
次に、図２を参照して、正極集電極２及び負極集電極３について説明する。正極集電極２と負極集電極３とは、同一の部材を裏返して用いることが可能であるため、ここでは、正極集電極２についてのみ説明する。
【００１９】
正極集電極２は、アルミニウムの薄板である集電箔２１と、集電箔２１の表面に設けられる活物質２２とを備える。
【００２０】
集電箔２１は、表面に活物質２２が設けられる蓄電部２３と、蓄電部２３から引き出される端子部２４とを有する。
【００２１】
蓄電部２３は、矩形に形成され、表裏両面の略全面に活物質２２が貼り付けられるものである。蓄電部２３は、活物質２２を介して電気を蓄えることが可能である。
【００２２】
活物質２２は、活性炭によって蓄電部２３と略同形の薄膜状に形成され、蓄電部２３の表面に貼り付けられる。活物質２２は、集電箔２１の両面に各々貼り付けられる。活物質２２を集電箔２１の表面に貼り付けるのでなく、活物質２２を集電箔２１の表面に均一に塗布してもよい。
【００２３】
端子部２４は、蓄電部２３から垂直に引き出される引出部２４ａと、引出部２４ａから更に引き出される延設部２４ｂとを有し、Ｌ字状に形成される。端子部２４は、蓄電部２３に蓄えられた電気を電極端子１１を介して外部に出力し、電極端子１１を介して外部から入力された電気を蓄電部２３に導くものである。
【００２４】
引出部２４ａは、蓄電部２３の一辺の略中央より一端側に寄って引き出される。これにより、正極集電極２の端子部２４と負極集電極３の端子部２４とを、蓄電部２３における同一の一辺から引き出すことが可能となる。
【００２５】
延設部２４ｂは、蓄電部２３との間に所定の間隔をもって蓄電部２３の外周縁に沿って延設される。延設部２４ｂは、端子部２４が設けられる蓄電部２３の一辺の端部までの長さに形成される。
【００２６】
延設部２４ｂは、蓄電部２３の外周縁に沿って引き出されるため、端子部２４が蓄電部２３から垂直に形成される場合と比較すると、蓄電部２３からの端子部２４の突出量が抑制される。これにより、ケース１０の内部における蓄電部２３が占める体積が大きくなる。したがって、キャパシタ１００の容積に対する蓄電部２３が占める体積の割合を向上できる。
【００２７】
次に、図３を参照して、キャパシタ１００における正極集電極２と負極集電極３とのそれぞれにおける接合について説明する。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、正極集電極２と負極集電極３とは、セパレータ４を介して交互に積層される。このとき、正極集電極２と負極集電極３とは、互いの端子部２４どうしが重ならないように互い違いに積層される。これにより、正極集電極２の延設部２４ｂと負極集電極３の延設部２４ｂとが、蓄電部２３の一辺における中央付近から両端に向けて配置され、正極集電極２の端子部２４と負極集電極３の端子部２４とが短絡することを防止できる。
【００２９】
ここで、セパレータ４は、蓄電部２３の外形よりひとまわり大きく形成される。これにより、正極集電極２の蓄電部２３と負極集電極３の蓄電部２３との間を絶縁することが可能となる。
【００３０】
セパレータ４は、その外周の端部が、端子部２４における延設部２４ｂの内側の端部より内側に位置する大きさに形成される。換言すると、端子部２４における延設部２４ｂは、セパレータ４の外周よりも外側に形成される。これにより、図３（ｂ）に示すように、積層された同極の延設部２４ｂを、セパレータ４の影響を受けずに、セパレータ４の外側で束ねて溶接し、接合することができる。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、正極集電極２の延設部２４ｂと負極集電極３の延設部２４ｂとは、それぞれ積層方向の中央で一つに束ねられる。正極集電極２を例として具体的に説明すると、積層された正極集電極２の端子部２４において、延設部２４ｂは、中央に位置する正極集電極２に向かって折り曲げられて一つに束ねられる。このとき、積層方向の中央に位置する正極集電極２の延設部２４ｂは折り曲げられず、積層方向の外側に位置する正極集電極２における延設部２４ｂほど大きくクランク状に折り曲げられる。
【００３２】
そして、積層方向の中央に束ねられた正極集電極２の延設部２４ｂは、接合部２４ｃにてスポット溶接されて接合される。接合部２４ｃをスポット溶接によって接合するのではなく、超音波溶接，ネジ止め，リベット，又はカシメなどによって接合してもよい。
【００３３】
接合部２４ｃは、延設部２４ｂが束ねられた部分の根元に形成される。正極集電極２の延設部２４ｂが一つに束ねられると、積層方向の外側に位置する正極集電極２の延設部２４ｂは、大きく折り曲げられて積層方向の中央に向かうため、その分だけ束ねられる部分の長さが短くなる。そこで、延設部２４ｂが一つに束ねられる部分の根元に接合部２４ｃを形成することによって、正極集電極２の積層枚数が多く積層厚さが厚い場合であっても、全ての正極集電極２の端子部２４を接合することができる。
【００３４】
また、延設部２４ｂが一つに束ねられる部分の根元に接合部２４ｃを形成することによって、蓄電部２３から接合部２４ｃまでの距離が最短になり、端子部２４の長さに起因する電気抵抗を低く抑えることができる。
【００３５】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３６】
正極集電極２及び負極集電極３において、端子部２４の延設部２４ｂは、蓄電部２３の外周縁に沿って引き出される。よって、端子部２４が蓄電部２３から垂直に形成される場合と比較すると、蓄電部２３からの端子部２４の突出量が抑制される。これにより、ケース１０の内部における蓄電部２３が占める体積が大きくなる。したがって、キャパシタ１００の容積に対する蓄電部２３が占める体積の割合を向上できる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
以下、図４から図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電セルとしてのキャパシタ２００について説明する。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００３８】
第２の実施の形態では、端子部１２４が、蓄電部１２３における対向する二辺から各々引き出される点で、第１の実施の形態とは相違する。
【００３９】
まず、図４及び図５を参照して、キャパシタ２００の構成について説明する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、キャパシタ２００は、矩形の袋状に形成されるケース１０と、ケース１０の対向する二辺からそれぞれ外部に引き出されて露出する一対の電極端子１１とを備える。
【００４１】
ケース１０の内部には、集電極としての正極集電極１０２及び負極集電極１０３と、正極集電極１０２と負極集電極１０３との間に介在して両者を隔離するセパレータ４とが順に複数積層されて形成された積層体５が収容される。
【００４２】
正極集電極１０２と負極集電極１０３とは、矩形の蓄電部１２３（図５参照）と、蓄電部１２３からＬ字状に引き出される端子部１２４とをそれぞれ有する。端子部１２４は、正負各極ごとに束ねられて接合部１２４ｃにて溶接によって接合される。
【００４３】
次に、図５を参照して、正極集電極１０２及び負極集電極１０３について説明する。正極集電極１０２と負極集電極１０３とは、同一の部材を裏返して用いることが可能であるため、ここでは、正極集電極１０２についてのみ説明する。
【００４４】
正極集電極１０２は、アルミニウムの薄板である集電箔１２１と、集電箔１２１の表面に設けられる活物質２２とを備える。
【００４５】
集電箔１２１は、表面に活物質２２が設けられる蓄電部１２３と、蓄電部１２３から引き出される端子部１２４とを有する。
【００４６】
蓄電部１２３は、矩形に形成され、表裏両面の略全面に活物質２２が貼り付けられるものである。蓄電部１２３は、活物質２２を介して電気を蓄えることが可能である。
【００４７】
端子部１２４は、蓄電部１２３から垂直に引き出される引出部１２４ａと、引出部１２４ａから更に引き出される延設部１２４ｂとを有し、Ｌ字状に形成される。端子部１２４は、蓄電部１２３に蓄えられた電気を電極端子１１を介して外部に出力し、電極端子１１を介して外部から入力された電気を蓄電部１２３に導くものである。
【００４８】
引出部１２４ａは、蓄電部１２３の一辺の一端から、当該一辺の半分以上の長さに渡って引き出される。これにより、引出部１２４ａと蓄電部１２３との間の接続部の面積を大きくできるため、電気抵抗を小さく抑えることができる。
【００４９】
延設部１２４ｂは、蓄電部１２３との間に所定の間隔をもって蓄電部１２３の外周縁に沿って延設される。延設部１２４ｂは、端子部１２４が設けられる蓄電部１２３の一辺の他端までの長さに形成される。これにより、端子部１２４は、蓄電部１２３の一辺と同一の幅に渡って形成される。
【００５０】
延設部１２４ｂは、蓄電部１２３の外周縁に沿って引き出されるため、端子部１２４が蓄電部１２３から垂直に形成される場合と比較すると、蓄電部１２３からの端子部１２４の突出量が抑制される。これにより、ケース１０の内部における蓄電部１２３が占める体積が大きくなる。したがって、キャパシタ１００の容積に対する蓄電部２３が占める体積の割合を向上できる。
【００５１】
次に、図６を参照して、キャパシタ２００における正極集電極１０２と負極集電極１０３とのそれぞれにおける接合について説明する。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、正極集電極１０２と負極集電極１０３とは、セパレータ４を介して交互に積層される。このとき、正極集電極１０２と負極集電極１０３とは、互いの端子部１２４どうしが重ならないように互い違いに積層される。これにより、正極集電極１０２の延設部１２４ｂと負極集電極１０３の延設部１２４ｂとが、蓄電部１２３の対向する二辺のそれぞれに配置され、正極集電極１０２の端子部１２４と負極集電極１０３の端子部１２４とが短絡することを防止できる。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように、正極集電極１０２の延設部１２４ｂと負極集電極１０３の延設部１２４ｂとは、それぞれ積層方向の中央で一つに束ねられる。正極集電極１０２を例として具体的に説明すると、積層された正極集電極１０２の端子部１２４において、延設部１２４ｂは、中央に位置する正極集電極１０２に向かって折り曲げられて一つに束ねられる。
【００５４】
そして、積層方向の中央に束ねられた正極集電極１０２の延設部１２４ｂは、接合部１２４ｃにてスポット溶接されて接合される。接合部１２４ｃは、延設部１２４ｂが束ねられた部分の根元に形成される。延設部１２４ｂが一つに束ねられる部分の根元に接合部１２４ｃを形成することによって、正極集電極１０２の積層枚数が多く積層厚さが厚い場合であっても、全ての正極集電極１０２の端子部１２４を接合することができる。
【００５５】
また、延設部１２４ｂが一つに束ねられる部分の根元に接合部１２４ｃを形成することによって、蓄電部１２３から接合部１２４ｃまでの距離が最短になり、端子部１２４の長さに起因する電気抵抗を低く抑えることができる。
【００５６】
以上の実施の形態によれば、正極集電極１０２と負極集電極１０３とにおいて、各々の端子部１２４が蓄電部１２３における対向する二辺から各々引き出された場合であっても、キャパシタ２００の容積に対する蓄電部１２３が占める体積の割合を向上できる。
【００５７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５８】
例えば、図１（ａ）に示すキャパシタ１００では、一対の電極端子１１は、ケース１０の同一の一辺から引き出されるが、一対の電極端子１１が、ケース１０の対向する二辺（図１（ａ）では左右方向）からそれぞれ引き出されるようにしてもよい。同様に、キャパシタ２００における一対の電極端子１１を、ケース１０の同一の一辺（図４（ａ）では上方向）から引き出すようにしてもよい。
【００５９】
また、図４（ａ）に示すキャパシタ２００では、正極集電極１０２の延設部１２４ｂと、負極集電極１０３の延設部１２４ｂとは、同一の方向に延設されるが、一方の延設部１２４ｂを上方向に延設し、他方の延設部１２４ｂを下方向に延設してもよい。この場合にも、正極集電極１０２と負極集電極１０３とは、同一の部材を回転させて用いることが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１００    キャパシタ
２        正極集電極（集電極）
３        負極集電極（集電極）
４        セパレータ
５        積層体
１０      ケース
１１      電極端子
２１      集電箔
２２      活物質
２３      蓄電部
２４      端子部
２４ａ    引出部
２４ｂ    延設部
【図１】
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【図２】
2012099633.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012099633.tif 000006
【図５】
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【図６】
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