(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電極と電解液を含浸させる分極性電極とセパレータとを積層し、陽極と陰極の集電極に接続する陽極用及び陰極用の二つの電極端子を設けた積層体と、樹脂層で金属箔を覆った積層フィルムからなる外装ケースとで構成される電気二重層キャパシタであって、
前記積層体を収納する前記外装ケースに陽極用及び陰極用の前記二つの電極端子を貫装するための二つの開口部を備え、さらに前記外装ケースに接する前記各電極端子の接触面に樹脂材を塗布し、前記外装ケースの周囲重合部を熱シールで封止しており、
左右対称な形状を持つ前記積層フィルムであって、中心線に対称に二つの凹陥部と、前記中心線上に前記電極端子用の二つの開口部とを設けた前記積層フィルムを前記中心線で折り曲げることにより、前記外装ケースを構成することを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
集電極と電解液を含浸させる分極性電極とセパレータとを積層し、陽極と陰極の集電極に接続する陽極用及び陰極用の二つの電極端子を設けた積層体と、樹脂層で金属箔を覆った積層フィルムからなる外装ケースとで構成される電気二重層キャパシタの製造方法であって、
前記積層フィルムを中心線に対して対称な形状を持つよう加工する工程と、
前記積層フィルムにおいて、前記中心線に関して対称な位置に二つの凹陥部を形成する工程と、
前記積層フィルムにおいて前記中心線上に二つの開口部を形成する工程と、
前記各電極端子に接着材を含んだ樹脂材を塗布する工程と、
前記各開口部に前記各電極端子を貫装させながら、前記二つの凹陥部の一方に積層体を載置する工程と、
前記積層フィルムを前記中心線で二つ折りにし、前記中心線で区切られる左右の部分を重ね合わせて、前記積層体を前記積層フィルムで包み込む工程と、
二つ折りにされた前記積層フィルムの合わせ面を熱シールし、前記積層体を積層フィルムで密閉する工程と、
を備える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、電動車両等の動力源として使用される電気二重層キャパシタと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（電動自動車の駆動電源など）として、急速充電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(コンデンサ）の適用技術が注目されている。電気二重層キャパシタは、活性炭と電解液との界面に形成される電気二重層を利用して蓄電するもので、充放電に際して化学反応を伴わないため、大電流を瞬時に充放電でき、充放電効率も良い。
【０００３】
キャパシタセルの構造には、誘電体とセパレータと集電極を相互に複数枚積層して構成されている積層体を積層フィルム（金属箔の両表面を樹脂でコーティングしたもの）で包み込んで、フィルムの合わせ面から電極（アルミ板等）を外部へ取り出しているものがある。（特開２０００−２００７４０号公報、特開２０００−０７７２７７号公報参照。）この場合、キャパシタ本体（積層体）は外気と遮断される必要があるため、キャパシタの容器に袋状の積層フィルムを用い、熱シールなどで密封されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のキャパシタセルの問題点は、電極端子（アルミ板等）側の袋状端部を熱シールする際、端子の厚みによりシールが不均等になり密封の安定性に欠けることである。又、厚さのある電極端子を間に挟み込むと容器の積層フィルムは、電極端子の周りに角部（歪んだ部分）を生じ、積層フィルムの樹脂層に傷や亀裂が入りやすくなり、電解液の漏れの原因になる。
【０００５】
更に、この積層フィルムの樹脂層の傷や亀裂により、電極端子と積層フィルムの金属箔が接触すると短絡する恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、電極端子と積層フィルムの金属箔が接触することを防ぎ、結果として電極端子間で発生する短絡現象を防止することである。また、電極端子のまわりの積層フィルムの樹脂層に、電解液の漏れの原因になる傷や亀裂が入りやすくなることを防止することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、集電極と電解液を含浸させる分極性電極とセパレータとを積層し、陽極と陰極の集電極に接続する陽極用及び陰極用の二つの電極端子を設けた積層体と、樹脂層で金属箔を覆った積層フィルムからなる外装ケースとで構成される電気二重層キャパシタでにおいて、前記積層体を収納する前記外装ケースに陽極用及び陰極用の前記二つの電極端子を貫装するための二つの開口部を備え、さらに前記外装ケースに接する各電極端子の接触面に樹脂材を塗布し、前記外装ケースの周囲重合部を熱シールで封止することを特徴とする。さらに、左右対称な形状を持つ前記積層フィルムであって、中心線に対称に二つの凹陥部と、中心線上に電極端子用の二つの開口部を設けた前記積層フィルムを中心線で折り曲げることにより、前記外装ケースを構成することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、集電極と電解液を含浸させる分極性電極とセパレータとを積層し、陽極と陰極の集電極に接続する陽極用及び陰極用の二つの電極端子を設けた積層体と、樹脂層で金属箔を覆った積層フィルムからなる外装ケースとで構成される電気二重層キャパシタの製造方法において、前記積層フィルムを中心線に対して対称な形状を持つよう加工する工程と、前記積層フィルムにおいて、前記中心線に関して対称な位置に二つの凹陥部を形成する工程と、前記積層フィルムにおいて中心線上に二つの開口部を形成する工程と、前記各電極端子に接着材を含んだ樹脂材を塗布する工程と、前記各開口部に前記各電極端子を貫装させながら、前記二つの凹陥部の一方に積層体を載置する工程と、前記積層フィルムを前記中心線で二つ折りにし、前記中心線で区切られる左右の部分を重ね合わせて、前記積層体を前記積層フィルムで包み込む工程と、二つ折りにされた前記積層フィルムの合わせ面を熱シールし、前記積層体を積層フィルムで密閉する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
第１の発明においては、樹脂層で金属箔を覆った積層フィルムからなる外装ケースに、陽極用及び陰極用の二つの電極端子を貫装するための二つの開口部を備えることにより、電極端子の周辺の外装ケースに角部或いは歪んだ部分を生じなくなり、積層フィルムの樹脂層に傷や亀裂が入ることを防止できる。このため、電極端子の周辺部における電解液の漏れが防止できる。
【００１２】
さらに、外装ケースと接する各電極端子の接触面に樹脂材を塗布することにより、積層フィルムの樹脂層の傷や亀裂により、電極端子と積層フィルムの金属箔が接触すると短絡することを防止できる。
【００１３】
さらに、第１の発明においては、左右対称な形状を持ち、中心線に対称に二つの凹陥部と中心線上に電極端子用の二つの開口部を設けた積層フィルムを中心線で折り曲げて、外装ケースを構成することにより、二つの凹陥部が重なり合い、外装ケースのキャパシタの積層体を収納する空間を形成することができる。
【００１４】
また、中心線上に電極端子用の二つの開口部を設けることで、電極端子用の二つの開口部が外装ケースの折り目に位置し、電極端子を容易に開口部から外部に出すことができる。
【００１７】
第２の発明においては、電気二重層キャパシタの製造方法において、外装ケースの二つの開口部に陽極用及び陰極用の二つの電極端子を貫装し、各電極端子の外装ケースと接する接触面に樹脂材を塗布する工程を設けることにより、電極端子と外装ケースの絶縁性が高く、外装ケースの密閉性の高い電気二重層キャパシタの製造が可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電気二重層キャパシタとその製造方法の実施例について説明する。
【００１９】
まず、最初に電気二重層キャパシタを構成する部材について説明する。
【００２０】
図１(a)に電気二重層キャパシタ（以下、キャパシタという）の外装ケースの概略図を示す。なお、図１に示す外装ケース１の状態は、キャパシタの外装に使用される前の状態である。
【００２１】
外装ケース１は、金属箔の両面を樹脂層で覆った積層フィルムからなり、例えば積層フィルムとしてアルミラミネートフィルムが用いられる。 図１(b)と図１(c)に示すように、使用前の外装ケース１の形状は、中心線４に関してほぼ対称であり、中心線に対する右側の部分と左側の部分がほぼ同形となっている。
【００２２】
後述する図２に示すキャパシタ本体（積層体）６を収納できるように、外装ケース１はキャパシタ本体６の大きさに適合させて加工成形されている。より詳細には、外装ケース１は、キャパシタ本体６を収納するための二つの凹陥部２を中心線４に対してほぼ対称の位置になるように備えている。そして、この中心線４付近で二つ折りにし、その外周端部１aを接着することによりキャパシタ本体６を封入する。
【００２３】
また、外装ケース１は、中心線４上に二つの開口部３を有している。この開口部３には、外装ケース１にキャパシタ本体６を収納する際に、キャパシタ本体６の一対の電極端子５が貫装される。なお、開口部３の形状は、電極端子５の断面形状に合わせて設けられている。
【００２４】
図２に示すように、外装ケース１に収容されるキャパシタ本体６としては、一般的に用いられるもの、つまり、活性炭を主材料とする分極性電極とアルミ箔を用いた集電極とセルロース系又は樹脂製のセパレータを複数枚積層し、分極性電極に電解液を含浸させた積層体が採用される。
【００２５】
キャパシタ本体６の集電極は、矩形平面の１辺の片側に寄せて突起状のリード部が形成されている。陽極と陰極のリード部は、それぞれ別々に集められ電極端子５（アルミ板等）にそれぞれ接続されている。なお、電極端子５の外面には、接着剤を含んだ樹脂材７が、適量塗布されている。樹脂材として、ポリエチレン材等が用いられる。
【００２６】
次に、図３を参照して、本発明の電気二重層キャパシタを製造する工程について説明する。
【００２７】
まず、図３(a)に示すように、外装ケース１として用いる積層フィルムを、中心線に対して対称な形状を持つよう加工し、さらに中心線に関して対称な位置に二つの凹陥部２を形成し、中心線上に二つの開口部３を形成する。このような外装ケース１の一方の凹陥部２に図３(b)に示すキャパシタ本体６を載置する。この時、キャパシタ本体６は、電極端子５を開口部３に挿入しながら凹陥部２のどちらか一方に載置される。
【００２８】
なお、電極端子５には、接着剤を含んだ樹脂材７が、予め適量塗布されている。このようにすれば、接着剤を含んだ樹脂材７が、熱シールされた後、電極端子５と外装ケース１の接触部分の保護材となり、電極端子５の周りの積層フィルムの樹脂層に傷や亀裂が入ることを防止できる。これにより外装ケース１と電極端子５の間の絶縁が確保される。
【００２９】
キャパシタ本体６を一方の凹陥部２に載置した後、図３(c)のように、外装ケース１を中心線４付近で二つ折りにし、中心線で区切られる左右の部分を重ね合わせて、キャパシタ本体６を外装ケース１で包み込む。凹陥部２を互いに向かい合うように重ね合わせることで、キャパシタ本体６を収納する空間が形成される。その後、周囲の端部１aの合わせ面(重合部)を熱シールすることにより、キャパシタ本体６を密閉する。
【００３０】
図３(d)は、このように製造したキャパシタ電気二重層キャパシタの完成図である。外装ケース１の凹陥部２により形成された空間にキャパシタ本体６が収納されており、収納された電極端子５が、開口部３を通して外装ケース１の外部に突出している。
【００３１】
開口部３の形状は電極端子５の形状に適合しているので、このように開口部３に電極端子５を差し込むことにより、電極端子５のまわりでの外装ケース１の歪みが生じにくくなり、外装ケースの密閉性が高くなる。
【００３２】
また、図４(a)の電気二重層キャパシタの正面図に示すように、二つ折りにし重ね合わせた外装ケース１の四辺の端部１ａは、熱シールにより接着されている。ここでは、三辺の熱シール部８を最初に熱シールしておき、最後に外装ケース内を真空引きしながら電極端子５と反対側の一辺を熱シールすることにより熱シール部９が形成される。このようにしてキャパシタ本体６は、図４(b)の電気二重層キャパシタの側面図に示すように、外部から遮断され外装ケース１により密閉される。
【００３３】
図３(e)のように、接着剤を含んだ樹脂材７は、熱シールされた後、電極端子５と外装ケース１の接触部分で保護材として働いており、さらに樹脂材７は、接触部分の外装ケース１の樹脂層に傷や亀裂が入ることを防止できる。これにより外装ケース１と電極端子５の間の絶縁が確保されるとともに電解液の漏れを防止することができる。
【００３４】
以上の実施例のように、本発明により積層フィルムを外装ケースとしたキャパシタの密閉の確実性を高めることができる。また、キャパシタの絶縁が確保でき安全性を高めることができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されない。そして、その技術的な思想の範囲において種々の変更がなしうる。例えば、電極端子５の形状が板状以外であっても、同様の構成を適用しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの外装ケースの使用前の状態を示すもので、(a)は斜視図、(b)は正面図、(c)は側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの積層体を示す斜視図。
【図３】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの製造方法を示すもので、  (a)は外装ケースとして使用される積層フィルム、(b)はキャパシタ本体、(c)は、製造工程において折曲された積層フィルム（外装ケース）、(d)は、電気二重層キャパシタの完成図、(e)は、電極と外装ケースの接触部の拡大図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタを示すもので、(a)は正面図であり、(b)は、側面図である。
【符号の説明】
１  外装ケース
１ａ  外装ケースの外周端部
２  凹陥部
３  開口部
４  中心線
５  電極端子
６  キャパシタ本体（積層体）
７  樹脂材
８、９  熱シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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