(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電極と活性炭電極とからなる帯状の正極体と集電極と活性炭電極とからなる帯状の負極体とこれらの間を隔てる多孔質膜からなるセパレータとからロール巻に構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、を備える電気二重層キャパシタにおいて、帯状の負極体を正極体より内側に配置してロール形状の巻回体を形成し、帯状の負極体は帯状の正極体よりもロール巻の終端側が１巻き分以上に長く設定したことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記帯状の正極体と前記帯状の負極体との間を隔てる前記セパレータを前記帯状の負極体と一緒に１巻き分を長く設定したことを特徴とする請求項１記載の電気二重層キャパシタ。
【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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の蓄電装置として、急速充電が可能で充放電サイクル寿命が長い、電気二重層キャパシタの適用技術が注目される。
【０００３】
図６は、電気二重層キャパシタの構成を例示する模式図であり、正極体１ａと負極体１ｂとセパレータ２は交互に積層して構成される。この積層体３（キャパシタ本体）は電解液に浸され、容器（図示せず）に収容して密封される。
【０００４】
正極体１ａおよび負極体１ｂは、活性炭電極４ａ，４ｂ（分極性電極）と集電極５ａ，５ｂ（アルミ電極）とからなり、電荷は活性炭電極４ａ，４ｂにたまり、電気の出し入れは集電極５ａ，５ｂを介して行われる。正極体１ａと負極体１ｂが同数のため、積層体３において、片端が正極体１ａの場合、反対側の片端は負極体１ｂとなるのである。
【０００５】
なお、特開2001-52974号においては、帯状の正極体と帯状の負極体とこれらの間を隔てるセパレータとからロール巻に構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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような電気二重層キャパシタについて、諸種の研究開発を積み重ねる中から、積層体と容器との間において、正極の表面に接して炭素・水素・酸素などから構成される物質（たとえば、セルロースなど紙）があると、その物質に脱水が起こり炭化する、という知見が得られた。
【０００７】
図６の場合、右端の正極体１ａと容器との間に介在する紙製のセパレータ（積層体３の最外層）が炭化してしまうのである。炭化物は細かく崩れやすく、これが電解液を浮遊すると、リーク電流が発生しやすくなり、自己放電特性を悪化させる可能性も考えられる。
【０００８】
この発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、容器とキャパシタ本体との間に物質の炭化を生じることのない、高品質の電気二重層キャパシタを実現しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、集電極と活性炭電極とからなる帯状の正極体と集電極と活性炭電極とからなる帯状の負極体とこれらの間を隔てる多孔質膜からなるセパレータとからロール巻に構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、を備える電気二重層キャパシタにおいて、帯状の負極体を正極体より内側に配置してロール形状の巻回体を形成し、帯状の負極体は帯状の正極体よりもロール巻の終端側が１巻き分以上に長く設定したことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、帯状の正極体と帯状の負極体との間を隔てるセパレータを帯状の負極体と一緒に１巻き分を長く設定したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明においては、帯状の正極体と帯状の負極体とこれらの間を隔てるセパレータとから、これらを重ね合わせる帯状体（キャパシタ本体の素材に相当する）が形成され、これを丸めることにより、キャパシタ本体はロール形状の巻回体に構成されるのである。
【００１３】
ロール巻の断面は、正極体と負極体がセパレータを挟みながら、径方向へ交互に重なる具合になり、ロール巻の終端側において、少なくとも１巻き分を長く設定の負極体は、それまでの最外層となるセパレータに巻き付けられ、キャパシタ本体の最外層を形成する。したがって、正極体がキャパシタ本体の最外層にならないので、最外層の表面に接して炭素・水素・酸素などから構成される物質（たとえば、セルロースなど紙）があっても、その物質に脱水が起こり炭化するようなことはない。
【００１４】
負極体と正極体との間を隔てるセパレータについては、負極体と一緒に長く設定することも考えられる。その場合においても、巻回体の最外層となるセパレータに接するのは、１巻き分以上を長く設定の負極体となり、正極体が最外層のセパレータに接しないので、セパレータが紙製であっても、これに脱水が起こり炭化するようなことはない。
【００１５】
この結果、容器とキャパシタ本体との間において、紙など物質の炭化現象が避けられ、自己放電特性も良好な高品質の電気二重層キャパシタを廉価に提供できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に基づいて、第１の実施形態に係る電気二重層キャパシタの一例を説明すると、帯状の正極体１１ａと帯状の負極体１１ｂとこれらの間を隔てるセパレータ１２ａ，１２ｂとからロール巻に構成されるキャパシタ本体１３と、キャパシタ本体１３を電解液と共に密封する容器２０と、を備える。
【００１９】
容器２０は、軽量な金属（たとえば、アルミニウム）から底付き円筒形に成形される。２０ａは容器２０の開口部を密封する金属（たとえば、アルミニウム）の蓋であり、容器２０の内面および蓋２０ａの内面は絶縁層で被覆される。２１ａ，２１ｂは１対の端子であり、蓋２０ａを貫通する導電部２２と、蓋２０ａと導電部２２との間に介在する絶縁部２３と、から構成される。
【００２０】
図３において、正極体１１ａおよび負極体１１ｂは、集電極１５ａ，１５ｂと活性炭電極１６ａ，１６ｂ（分極性電極）とから組成される。これらの集電極１５ａ，１５ｂは、帯状の金属箔（たとえば、アルミニウム箔）からなり、その両面に活性炭電極１６ａ，１６ｂが形成される。負極体１１ｂの帯状平面にセパレータ１２ｂ（紙製などの多孔質膜）を介して帯状の正極体１１ａが重ねられ、正極体１１ａの帯状平面にセパレータ１２ａが重ねられ、４層に重なる帯状体１７（キャパシタ本体１３の素材）が形成される。
【００２１】
この帯状体１７は、図２のように負極体１１ｂを内側に丸められ、ロール形状の巻回体１３（キャパシタ本体）に形成される。巻回体１３の最外層を負極化すべく、帯状の負極体１１ｂは、帯状の正極体１１ａよりも、ロール巻の終端側が１巻き分を長く設定されるのである。
【００２２】
巻回体１７の断面は、正極体１１ａと負極体１１ｂがセパレータ１２ａ，１２ｂを挟みながら、径方向へ交互に重なる具合になり、ロール巻の終端側において、１巻き分を長く設定の負極体１１ｂは、それまでの最外層（セパレータ１２ａ）に巻き付けられ、巻回体１３の最外層を形成する。
【００２３】
キャパシタ本体１３は、電解液に浸され、容器２０に収容される。正極体１１ａおよび負極体１１ｂの集電極１６ａ，１６ｂにそれぞれ極性の対応する端子２１ａ，２１ｂが接続され、容器２０に蓋２０ａを付けて密封される。
【００２４】
このような構成により、巻回体１３の最外層が負極体１１ｂとなり、最外層の極性が正極とならないので、最外層の表面に接して炭素・水素・酸素などから構成される物質（紙など）があっても、その物質に脱水が起こり炭化するようなことはない。
【００２５】
負極体１１ｂの電極面を保護するため、正極体１１ａと負極体１１ｂとの間を隔てるセパレータ１２ｂについても、負極体１１ｂと一緒に１巻き分を長く設定することが考えられる。その場合、巻回体１３の最外層はセパレータ１２ｂになるが、このセパレータ１２ｂに接するのは、１巻き分を長く設定の負極体１１ｂとなり、正極体１１ａが最外層のセパレータ１２ｂに接しないので、セパレータ１２ｂが紙製であっても、これに脱水が起こり炭化するようなことはない。
【００２６】
この結果、容器２０とキャパシタ本体１３との間において、紙など物質の炭化現象が避けられ、自己放電特性も良好な高品質の電気二重層キャパシタを廉価に提供できる。
【００２７】
図１，図３，図４に基づいて、参考例に係る電気二重層キャパシタを説明すると、キャパシタ本体１３ａの外周をくるむ円筒形の負極体１８が備えられる。キャパシタ本体１３ａは、４層の帯状体１７Ａから、負極体１１ｂを内側に丸められ、ロール型の巻回体に形成される。４層の帯状体１７Ａにおいて、正極体１１ａと負極体１１ｂ（およびセパレータ１２ａ，１２ｂ）の長さは同一に設定される。
【００２８】
キャパシタ本体１３ａは、円筒形の負極体１８に納められ、全体が電解液に浸され、容器に収容される。円筒形の負極体１８は、単なる導電性物質の筒（たとえば、アルミニウム）でも良いし、集電極（たとえば、アルミニウム箔）の両面に活性炭電極を備えるものも良く、筒の任意箇所あるいは集電極が負極の端子２１ｂに接続される。キャパシタ本体１３ａは、正極体１１ａおよび負極体１１ｂの集電極１６ａ，１６ｂにそれぞれ極性の対応する端子２１ａ，２１ｂが接続され、容器２０に蓋２０ａを付けて密封される。
【００２９】
このような構成により、円筒形の負極体１８により、容器２０との間に炭素・水素・酸素などから構成される物質があっても、その物質は円筒形の負極体１８に接するのであり、正極の表面に接しないため、炭化現象の発生が避けられ、電気二重層キャパシタの自己放電特性を良好に維持できる。
【００３０】
円筒形の負極体１８に集電極を用いるものについては、材料費を節約するため、集電極の両面でなく、円筒の内面にのみ、活性炭電極を形成（円筒の外面は、活性炭電極を省略）してもよい。
【００３１】
図１，図５に基づいて、参考例を説明すると、キャパシタ本体１３ｂは、４層の帯状体１７Ｂから、正極体１１ａを内側に丸められ、ロール形状の巻回体に形成される。
【００３２】
４層の帯状体１７Ｂにおいては、正極体１１ａの帯状平面にセパレータ１２ａ（紙製などの多孔質膜）を介して帯状の負極体１１ｂが重ねられ、負極体１１ｂの帯状平面にセパレータ１２ｂが重ねられ、正極体１１ａと負極体１１ｂ（およびセパレータ１２ａ，１２ｂ）が同一の長さに設定されるのである。
【００３３】
キャパシタ本体１３は、電解液に浸され、容器２０に収容される。正極体１１ａおよび負極体１１ｂの集電極１６ａ，１６ｂにそれぞれ極性の対応する端子２１ａ，２１ｂが接続され、容器２０に蓋２０ａを付けて密封される。
【００３４】
このような構成により、巻回体１３ｂの最外層はセパレータ１２ｂとなり、このセパレータ１２ｂに接するのは負極体１１ｂであり、正極体１１ａが最外層のセパレータ１２ｂに接しないので、セパレータ１２ｂが紙製であっても、これに脱水が起こり炭化するようなことはない。
【００３５】
この結果、容器２０とキャパシタ本体１３ｂの間において、紙など物質の炭化現象が避けられ、自己放電特性も良好な高品質の電気二重層キャパシタを廉価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電気二重層キャパシタの外観図である。
【図２】同じくキャパシタ本体の構成を説明する斜視図である。
【図３】同じくキャパシタ本体の素材を説明する断面図である。
【図４】参考例を説明する斜視図である。
【図５】参考例を説明する斜視図である
【図６】従来の技術に係る電気二重層の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
１１ａ 正極体
１１ｂ 負極体
１２ａ，１２ｂ セパレータ
１３，１３ａ，１３ｂ キャパシタ本体
１５ａ，１５ｂ 活性炭電極（分極性電極）
１６ａ，１６ｂ 集電極
１７，１７Ａ，１７Ｂ 帯状体
【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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