(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電極基材にフェノール系導電性接着剤を塗布し、活性炭電極を接着せずに、該接着剤に含まれる樹脂の炭化温度以下で乾燥させ、有機溶媒を除去する工程と、分極電極基材にフェノール系導電性接着剤を塗布し、活性炭電極を接着せずに、該接着剤に含まれる樹脂の炭化温度以下で乾燥させ、有機溶媒を除去する工程と、活性炭電極のみを事前に２５０℃で熱処理して吸着物を除去する工程と、有機溶媒の除去されたフェノール系導電性接着剤の塗布された前記集電極基材及び分極性電極基材の接着剤塗布部分に、吸着物の除去された前記活性炭電極とを接触させ、且つ、セパレータを交互に積み重ね、更に、これらの積層体を端板で両側から締め付ける工程とからなることを特徴とする積層型電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項２】
前記フェノール系導電性接着剤に代えて、エポキシ系、ポリイミド系又は水ガラス系導電性接着剤を使用することを特徴とする請求項１記載の積層型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】
本発明は、積層型電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層型電気二重層キャパシタ（以後キャパシタと呼称する）は、図３に示すように活性炭電極を片面に接着した集電極板２、及びアルミ箔基材の両面に活性炭電極を接着した分極電極５とセパレータの機能を有するゲル電解質膜４を交互に重ねたバイポーラ構造をとっており、対向した活性炭電極に挟まれるゲル電解質膜４の最小単位をセルと呼称する。
活性炭電極、集電極２の外周部には内部の電解質が漏れ出さないように、シール機能を有するゴムパッキン３を挟んで積層している。
【０００３】
このゴムパッキン３は同時に中間電極同士が触れないようにする絶縁の機能も兼ねている。
キャパシタユニットの組立を行う際には、図４に示すように、必要な耐電圧分のセルを積み重ね（１セル耐電圧２．５Ｖ程度）、最後にこれらの積層体をエンドプレート（端板）１で締め付けることにより密閉構造を保ち、セル内部に加圧力を加える構造としている。
【０００４】
積層型キャパシタユニットは、金属電極端面の集電極２にリード線を取り付ければユニット内で直列接続となり、（１セル耐電圧）×（セル積層数）だけの耐電圧を持つことになる。
この積層型キャパシタユニットは、一般的な巻き取り方式を用いた同一容量のキャパシタと比較してケーブル等を必要とせず、コンパクトに耐電圧が高く設計できるため設置体積を小さくすることができる。
現在、キャパシタに用いる分極電極は、厚さ０．０５ｍｍのアルミ箔を基材とし、この基材の両面に導電性接着剤を活性炭電極を接着している。
【０００５】
即ち、図５に示すように、分極電極基材の両面の接着面に接着剤を塗布した後、活性炭電極を置いて、荷重を加え接合し、１５０℃−８時間の乾燥処理を行っている。
同様に、キャパシタに用いる集電極は、図５に示すように、集電極基材の両面の接着面に接着剤を塗布した後、活性炭電極を置いて、荷重を加え接合し、１５０℃−８時間の乾燥処理を行っている。
接着にはフェノール系の導電性接着剤（藤倉化成製：ＦＣ４０３Ｒ）を用いた。フェノール系の溶媒は、酢酸ジエチレングリコールモノブチルエーテルである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記導電性接着剤は、他の接着剤と比較して硬化時間が比較的長く、長時間外気にさらしていても粘度の変化が小さい。
よってスクリーン印刷方式での塗布、ロールコータ方式での塗布を行う際、長時間の連続作業でも安定した塗布厚さ、量を維持でき、その後の活性炭電極の接着も容易に安定して行える。
また、このような接着性を維持した上で導電性が他のフェノール系の接着剤と比較して大きいメリットがある。
【０００７】
しかし、こうした接着剤には有機系の溶媒が多く含まれており、活性炭繊維布を接着し乾燥させる際この溶媒が活性炭電極に吸着してしまう。
有機溶媒が吸着した状態の活性炭電極を用いたキャパシタでは、電気を蓄えている時に化学反応が起き、自己放電量が大きくなる。
また、それに伴い内部抵抗、静電容量の劣化も大きくなり耐電圧が低下する問題が生じる。
活性炭電極に吸着した有機溶媒は、加熱を行うことである程度脱離させることは可能であるが、ガスクロマート試験で脱離温度を調べたところ２５０℃以上の温度が必要であることが分かった。
【０００８】
しかし、活性炭電極を接着した状態で、２５０℃以上で加熱すると接着剤のバインダーであるフェノール樹脂が炭化し導電性を失ってしまい、電極として機能しなくなる。
本発明者によれば、図４に示すように、常にセル間にエンドプレートによって加圧力が加わっているキヤパシタ構造においては、分極電極基材と活性炭電極が完全に接着されていなくても従来のキャパシタ性能が得られることが判った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る積層型電気二重層キャパシタの製造方法は、集電極基材にフェノール系導電性接着剤を塗布し、活性炭電極を接着せずに、該接着剤に含まれる樹脂の炭化温度以下で乾燥させ、有機溶媒を除去する工程と、分極電極基材にフェノール系導電性接着剤を塗布し、活性炭電極を接着せずに、該接着剤に含まれる樹脂の炭化温度以下で乾燥させ、有機溶媒を除去する工程と、活性炭電極のみを事前に２５０℃で熱処理して吸着物を除去する工程と、有機溶媒の除去されたフェノール系導電性接着剤の塗布された前記集電極基材及び分極性電極基材の接着剤塗布部分に、吸着物の除去された前記活性炭電極とを接触させ、且つ、セパレータを交互に積み重ね、更に、これらの積層体を端板で両側から締め付ける工程とからなることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る積層型電気二重層キャパシタの製造方法は、請求項１において、前記フェノール系導電性接着剤に代えて、エポキシ系、ポリイミド系又は水ガラス系導電性接着剤を使用することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕
本発明の第１の実施例に係る積層型電気二重層キャパシタを図１及び図２を参照して詳細に説明する。
本実施例では、図２に示すように、集電極板を作製する際、フェノール系導電性接着剤を基材のアルミ板及び箔に塗布し、活性炭電極を接着させずに、そのまま１５０℃（フェノール樹脂の炭化温度以下）で乾燥させ、有機溶媒を完全に飛ばす。
【００１２】
同様に、図２に示すように、分極電極を作製する際、フェノール系導電性接着剤を基材のアルミ板及び箔に塗布し、活性炭電極を接着させずに、そのまま１５０℃以下で乾燥させ、有機溶媒を完全に飛ばす。
導電性接着剤としては、フェノール系のものの他に、エポキシ系（１８０℃−８時間）、ポリイミド系（２９０℃−８時間）等がある。
一方、図２に示すように、活性炭電極は事前に２５０℃で熱処理をしておき、吸着物を完全に取り除いておく。
【００１３】
キャパシタユニットの組立を行う際には、図１に示すように、分極性電極基材５０又は集電極基板２０に塗布した導電性接着剤（導電性被覆層）上に活性炭電極６０を重ねて接触させ、セパレータ４０であるゲル電解質膜と交互に積み重ねてゆく。
外周部には内部の電解質が漏れ出さないように、シール機能を有するゴムパッキン３０を挟んで、最終的にエンドプレート１０により締め付け、セル間を加圧することにより、有機溶媒の影響を受けないキャパシタユニットを得ることができ、活性炭電極の接着工程も省略できる。
【００１４】
本実施例においては、電気二重層キャパシタの集電極、分極電極において電極基材２０，５０表面に導電性被覆層を形成し、活性炭電極６０を独立した部品として、接触させるだけでエンドプレート１０により加圧を行うことにより導電性を得る構造としたため、次の効果を奏する。
▲１▼集電極板、分極電極のアルミ板及び箔基材部と活性炭電極を独立の部品とすることで、それぞれ独立した加熱乾燥処理が可能となり、アルミ板及び箔基材に塗布した接着剤溶媒の活性炭電極への吸着を防ぐことができる。
▲２▼接着剤の耐熱温度である２５０℃以上で活性炭電極の高温加熱処理が可能となり、キャパシタユニット製造直前に活性炭電極に吸着した水分、不純物を取り除くことができる。
▲３▼活性炭電極の有機溶媒、水分、不純物等、吸着物の影響がなくなることで、キャパシタの劣化寿命延伸、自己放電特性が改善される。
▲４▼アルミ板、箔基材と活性炭電極を接着する工程が不要となるので製造コストが低減できる。
【００１５】
〔実施例２〕
本実施例は、アルミ板及び箔基材の活性炭電極接触部に水ガラス系導電性被覆剤（日本黒鉛製：１Ｖ−１２）を塗布し、１５０℃で加熱して乾燥させたものである。
その他の構成は、前述した実施例１と同様である。
本実施例で使用する導電性被覆剤は乾燥が非常に早く、活性炭電極をアルミ箔基材に接着させることは困難であるが、上記実施例１と同様に導電性被覆剤を塗布したアルミ板及び箔基材を用いてキャパシタユニットを組み立てることで、活性炭電極を接着する必要なしにキャパシタユニットを得ることができる。
【００１６】
この導電性被覆剤は従来使用していた導電性接着剤と比較して導電性が高く、これを用いることで内部抵抗の小さいキャパシタを得ることが可能である。
このように本実施例においては、導電性被覆層として、水ガラス系導電性被覆剤を用いるため、集電極板、分極電極のアルミ板及び箔基材の活性炭電極接触部に導電性被覆剤を塗布しキャパシタを組み立てることで、従来の導電性接着剤を用いたキャパシタよりも内部抵抗を２０％以上低減できる。
【００１７】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明は、電気二重層キャパシタの集電極において基材に導電性被覆層を形成し、活性炭電極を独立した部品として、接触させるだけでエンドプレートにより加圧を行うことにより導電性を得る構造としたため、次の効果を奏する。
▲１▼集電極のアルミ板及び箔基材部と活性炭電極を独立の部品とすることで、それぞれ独立した加熱乾燥処理が可能となり、アルミ板及び箔基材に塗布した接着剤溶媒の活性炭電極への吸着を防ぐことができる。
▲２▼接着剤の耐熱温度である２５０℃以上で活性炭電極の高温加熱処理が可能となり、キャパシタユニット製造直前に活性炭電極に吸着した水分、不純物を取り除くことができる。
▲３▼活性炭電極の有機溶媒、水分、不純物等、吸着物の影響がなくなることで、キャパシタの劣化寿命延伸、自己放電特性が改善される。
▲４▼アルミ板、箔基材と活性炭電極を接着する工程が不要となるので製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るキャパシタユニットの組立構成図である。
【図２】本発明の一実施例に係るキャパシタユニットの組立工程図である。
【図３】積層型キャパシタユニットの基本構成図である。
【図４】キャパシタユニットの構造を示す断面図である。
【図５】従来のキャパシタユニットの組立工程図である。
【符号の説明】
１０  エンドプレート
２０  導電性被覆を片面に施した集電極基材
３０  パッキン
４０  セパレータ
５０  導電性被覆を両面に施した分極電極基材
６０  真空加熱処理した活性炭電極
【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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