(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備えてなり、容器は、真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作られ、各端子部は、容器の内面に接着するコマ部と、その側方へ張り出すシート部とからなり、シート部に対応するリード部の重層部を接合する一方、コマ部に外部端子との接合用の上下に貫通する穴を形成され、真空状態に密封した容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりコマ部と外部端子との間を接合可能に構成したことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備えてなり、容器は真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作られ、各端子部は、コマ部に外部端子との接合用上下に貫通する穴が形成され、真空状態に密封した容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりリード部の重層部とこれに重なるコマ部との間およびコマ部と外部端子との間を接合したことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
容器は、アルミラミネートから作られ、締着手段の貫通により生じる穴の絶縁シールを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２の記載に係る電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
容器を貫通する締着手段として、リベットまたはビスを用いたことを特徴とする請求項２の記載に係る電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、コマ部とその側方へ張り出すシート部とコマ部の中央に外部端子との接合用の上下に貫通する穴とから構成される端子部を作成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めるための容器を真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作成する工程と、集電極をリード部と一体に型抜きする工程と、所定数の集電極のリード部を集めてこれら同極どうしの重層部に対応する端子部のシート部を接合する工程と、正極の集電極と負極の集電極との間に分極性電極およびセパレータを組み付けてキャパシタ本体を構成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を容器に納めて各コマ部の穴の開口面を容器の内面に接着する工程と、キャパシタ本体を電解液に浸す工程と、余分な電解液を抜き取りながら容器の内部を真空状態に密封する工程と、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６】
同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、コマ部とその中央に外部端子との接合用の上下に貫通する穴とから構成される端子部を作成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めるための容器を真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作成する工程と、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層してキャパシタ本体を構成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を容器に納めて端子部の穴の開口面を対応するリード部の重層部に重ねる工程と、キャパシタ本体を電解液に浸す工程と、余分な電解液を抜き取りながら容器の内部を真空状態に密封する工程と、密封後の容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりリード部の重層部とこれに重なるコマ部との間およびコマ部と外部端子との間を接合する工程と、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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キャパシタ（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、各種の蓄電装置（電気自動車の駆動電源など）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は、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成される。これらの積層体は電解液に浸され、容器（ケース）に収容される（特開２０００−２００７３８号、参照）。なお、特開平１１−１８６１０２号，特開平１１−２８３８７１号において、電気二重層キャパシタの関連技術が開示される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、電気二重層キャパシタの一例を説明するものであり、１はキャパシタ本体（図示せず）を電解液と共に収容する容器、２は容器１の外部へ引き出される１対の端子板（キャパシタ電極）であり、各端子板２ａ，２ｂは容器１の内部でそれぞれ対応する極性のリード部の重層部に接合される。
【０００５】
キャパシタ本体において、正極体および負極体の集電極は、アルミ箔で形成され、その片面に活性炭電極（分極性電極）が構成される。これら集電極にリード部が形成され、これらの同極どうしを集める重層部に端子板２が接合されるのである。端子板２との接合には、良好な電導性を確保しつつ、アルミ箔のリード部に損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【０００６】
容器１の内部は、キャパシタ本体を納めて電解液に浸し、余分な電解液を抜き取りながら真空状態に密封される。製品としての電気二重層キャパシタＡは、電動車両の駆動電源に適用する場合、数多くを直並列に接続（たとえば、直列接続においては、端子板２ａ，２ｂの異極どうしを順次に接合）して所要容量の組電池に構成される。
【０００７】
このような電気二重層キャパシタにおいては、１対の端子板２ａ，２ｂが外部へ引き出されるため、容器１の密封性を確保するのが難しい。その密封手段としては、容器１を樹脂フィルムから作り、熱シールを施すことが考えられる。しかし、樹脂フィルムの熱シールは、端子板２との確実な融合性が得られず、密閉度の安定性に欠ける。また、端子板２のエッヂ（角部）に樹脂層が傷められ、亀裂も生じやすい。
【０００８】
この発明は、このような課題に着目してなされたものであり、１対の端子部に干渉されず、容器の密封が有効に処理可能な電気二重層キャパシタおよびその合理的な製造方法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、電気二重層キャパシタにおいて、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備えてなり、容器は、真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作られ、各端子部は、容器の内面に接着するコマ部と、その側方へ張り出すシート部とからなり、シート部に対応するリード部の重層部を接合する一方、コマ部に外部端子との接合用の上下に貫通する穴を形成され、真空状態に密封した容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりコマ部と外部端子との間を接合可能に構成したことを特徴とする
【００１０】
第２の発明は、電気二重層キャパシタにおいて、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備えてなり、容器は真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作られ、各端子部は、コマ部に外部端子との接合用上下に貫通する穴が形成され、真空状態に密封した容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりリード部の重層部とこれに重なるコマ部との間およびコマ部と外部端子との間を接合したことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明に係る電気二重層キャパシタにおいて、容器は、アルミラミネートから作られ、締着手段の貫通により生じる穴の絶縁シールを備えたことを特徴とする。
第４の発明は、第２の発明に係る電気二重層キャパシタにおいて、容器を貫通する締着手段として、リベットまたはビスを用いたことを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、コマ部とその側方へ張り出すシート部とコマ部の中央に外部端子との接合用の上下に貫通する穴とから構成される端子部を作成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めるための容器を真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作成する工程と、集電極をリード部と一体に型抜きする工程と、所定数の集電極のリード部を集めてこれら同極どうしの重層部に対応する端子部のシート部を接合する工程と、正極の集電極と負極の集電極との間に分極性電極およびセパレータを組み付けてキャパシタ本体を構成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を容器に納めて各コマ部の穴の開口面を容器の内面に接着する工程と、キャパシタ本体を電解液に浸す工程と、余分な電解液を抜き取りながら容器の内部を真空状態に密封する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めて真空状態に密封される容器と、を備える電気二重層キャパシタの製造方法において、コマ部とその中央に外部端子との接合用の上下に貫通する穴とから構成される端子部を作成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を納めるための容器を真空状態に密封されるとその内部に位置する端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える材質から作成する工程と、同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層してキャパシタ本体を構成する工程と、１対の端子部と共にキャパシタ本体を容器に納めて端子部の穴の開口面を対応するリード部の重層部に重ねる工程と、キャパシタ本体を電解液に浸す工程と、余分な電解液を抜き取りながら容器の内部を真空状態に密封する工程と、密封後の容器の表面に外形が浮き出る端子部の穴を利用して容器を貫通する締着手段によりリード部の重層部とこれに重なるコマ部との間およびコマ部と外部端子との間を接合する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明または第２の発明においては、１対の端子部は、容器にキャパシタ本体と共に納め、容器の内面に固着される。そのため、これら端子部は、容器の外部へ引き出されるもの（図６、参照）と異なり、容器の密封を妨げるようなことがなく、容器の安定した良好な密閉度を容易に確保できる。また、１対の端子部は、容器の内部に組み付けられるが、容器が柔軟性を備えるので、真空引きにより、容器の表面に外形が浮き出るため、端子部の穴を利用して締着手段により外部端子との接合を簡単かつ能率よく処理できる。
【００１５】
第３の発明においては、アルミラミネートは、その積層構造にアルミ層が含まれるが、容器内部の各端子部と外部端子との接合が絶縁シールで保護され、アルミラミネートへの漏電を防止できる。
【００１６】
第４の発明においては、各端子部と外部端子との接合は、リベットまたはビスにより、簡単かつ能率よく処理され、大容量の組電池を廉価に構成できる。
【００１７】
第５の発明または第６の発明においては、容器の密閉度が高く、品質の安定した電気二重層キャパシタを能率よく大量生産することが可能となり、信頼性および耐久性の高い電気二重層キャパシタを廉価に供給できる。
【００１８】
第６の発明においては、コマ部と各リード部の重層部との接合，コマ部と外部端子との接合、が同時に図れるばかりでなく、第５の発明に較べると、コマ部がシート部を備えないので、容器の容積を大きくすることなく、電気二重層キャパシタの容量を大きく設定可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１，図２において、１０は同数の正極体と負極体をこれらの間にセパレータを介在させて交互に積層して構成されるキャパシタ本体であり、容器１１（一部のみ図示）に電解液と共に収容して密封される。
【００２０】
正極体および負極体は、所定数に重層するアルミ箔を型抜き加工することにより、同形同大に形成される。各アルミ箔の矩形平面の両側に活性炭電極（分極性電極）が構成され、これらのそれぞれに帯状のリード部１３が矩形平面の１辺の片側に寄せて一体に備えられる。
【００２１】
容器１１は、所定の要件を備える材質（この例においては、アルミラミネート）から袋状に構成され、その内面の所定位置に１対の端子部１４ａ，１４ｂが固着される。
【００２２】
端子部１４は、コマ部１５とその側方へ張り出す板部１６（シート部）とからなり、シート部１６の先端側に各集電極のリード部１３ａ，１３ｂの同極どうしを集める重層部が接合される。この場合、コマ部１５およびシート部１６（図３（ａ）、参照）は、アルミで形成され、コマ部１５の中央に外部端子との接合用の穴１７（上下に貫通する）が形成される。
【００２３】
各リード部１３ａ，１３ｂの重層部と対応する各端子部のシート部１６との接合は、良好な電導性に確保しつつ、アルミ箔のリード部に損傷を与えないよう、超音波溶接・スポット溶接などが用いられる。
【００２４】
容器の材質要件としては、▲１▼電解液の外部への滲出を防止できる、▲２▼電解液に溶解しない、▲３▼外気（水分や酸素）の侵入を防止できる（高い密閉性を備える）、▲４▼真空状態に密封されると、その内部に配置の端子部の外形が表面に浮き出る程度の柔軟性を備える、ことが挙げられる。これらの要件を満たせるなら、必ずしもアルミラミネートに限定されるものではない。
【００２５】
製品としての電気二重層キャパシタＢは、電動自動車の駆動電源に適用する場合、数多くを直並列に接続して所要容量の組電池に構成される。その際、容器１１内部の端子部１４において、コマ部１５にその穴１７を利用して外部から容器１１を貫通する締着手段（リベットやビスなど）により外部端子が接合される。
【００２６】
アルミラミネートは、その積層構造にアルミ層が含まれるので、アルミラミネートへの漏電を防止するため、容器１１内部の各端子部１４と外部端子との接合より生じる穴の絶縁シールが備えられる。
【００２７】
このような電気二重層キャパシタＢにおいては、容器１１に１対の端子部１４がキャパシタ本体１０と共に納められ、容器１１の内面に固着するため、容器１１の外部へ端子板２を引き出される場合（図６、参照）に較べると、容器１１の密封を妨げるようなことがなく、容器１１の安定した良好な密閉度を容易に確保できる。
【００２８】
１対の端子部１４は、容器１１の内部に組み付けられるが、容器１１が柔軟性を備えるので、真空引きにより、容器１１の外形に浮き出るため、その位置が目視で確認可能となり、外部端子との接合が容易に処理できる。各端子部１４と外部端子との接合は、締着手段にリベットまたはビスを用いることにより、簡単かつ能率よく処理され、大容量の組電池を廉価に構成できる。
【００２９】
図３は電気二重層キャパシタＢの製造過程を説明するものであり、（ａ）において、所定数に重層するアルミ箔から、集電極をリード部１３と一体の型抜きする。ついで、これら集電極のリード部１３ａ，１３ｂを集めてこれら同極どうしの重層部に端子部１４のシート部１６を接合する。それから、正極の集電極と負極の集電極との間に分極性電極およびセパレータを組み付けてキャパシタ本体１０を構成するのである。
【００３０】
その後、１対の端子部１４ａ，１４ｂと共にキャパシタ本体１０を袋状（１辺が開口する）の容器１１に納め、位置決めが済むと、各端子部１４を容器１１の内面に接着する。なお、各コマ部１５の穴１７周辺に予め接着剤１８を塗布しておくと良い。キャパシタ本体１０は、電解液に浸されるが、この処理は容器１１に納める前に行うようにしても良い。
【００３１】
それから、（ｂ）において、余分な電解液を抜き取りながら、容器１１の内部を真空状態に密封する。袋（容器１１）の開口は、真空引きのパイプ１９を挿入した状態でその部位を除く大部分を熱シールで密閉する。真空引きにより、袋１１は大気圧で圧縮され、キャパシタ本体１０（正極体とセパレータと負極体との積層体）が圧着され、積層間の位置ずれ等も抑えられる。この真空吸引が終了したら、吸引パイプ１９を抜き取りながら、その部位を熱シールで密閉する。
【００３２】
このような製造過程に基づいて、容器１１の密閉度が高く、品質の安定した電気二重層キャパシタＢを能率よく大量生産することが可能となり、信頼性および耐久性の高い電気二重層キャパシタＢを廉価に供給できる。
【００３３】
図４，図５は、別の実施形態を表すものであり、各リードの重層部と外部電極との接続の合理化および容器容積の有効利用を図るため、各端子部のシート部（図１〜図３の１６）が削減される。各端子部２０は、穴２２付きのコマ部２１（電極カラーと称する）のみとなり、容器１１の内部において、キャパシタ本体１０と共に納められ、各リード１３の重層部に重ねられる。そして、電極カラー２０は、容器１１を真空状態に密封することにより、大気圧に圧縮される容器１１に抑えられ、各リード１３（１３ａ，１３ｂ）の重層部に重なる状態に固定される。
【００３４】
この状態において、容器１１の表面（電極カラー２０の外形が浮き出る部分）に外部端子２３が当てられ、アルミリベット２５により、電極カラー２０と各リード部１３の重層部，電極カラー２０と外部電極２３、がそれぞれ容器１１に共締めされるのである。２４は容器１１とアルミリベット２５との間に介装される絶縁カラーであり、アルミラミネート（袋１１）への漏電を防止する機能も果たす。
【００３５】
これによると、電極カラー２０と各リード部１３の重層部との接合，電極カラー２０と外部端子２３との接合、がアルミリベット２５で同時に図れるばかりでなく、端子部２０がシート部（張り出し部分）を備えないので、その分の空間を有効利用（つまり、キャパシタ本体１０の積層面積が大きく取れるので、容器の容積を大きくすることなく、電気二重層キャパシタＢの容量を大きく設定）可能となる。もちろん、アルミリベット２５の代わりにアルミビスを電極カラー２０の穴２２に螺合するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す一部省略の断面構成図である。
【図２】同じくＸ−Ｘ方向の断面構成図である。
【図３】同じく製造過程の説明図である。
【図４】別の実施形態を表す一部省略の断面構成図である。
【図５】同じく要部の断面構成図である。
【図６】背景技術の説明図である。
【符号の説明】
１０  キャパシタ本体
１１  容器
１３（１３ａ，１３ｂ）  リード部
１４（１４ａ，１４ｂ）  端子部
１５  コマ部
１６  シート部
１８  接着剤
１９  吸引パイプ
２０  電極カラー（端子部）
２３  外部端子
２４  絶縁シール
２５  アルミリベット
【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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