(57)【要約】【課題】  簡便な手段により、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制する。【解決手段】  コンデンサ本体１０をラミネートフィルム２０，３０で被覆し、そのラミネートフィルム２０，３０の内部に電解液４０を封入すると共にコンデンサ本体１０から正極用端子５１および負極用端子５３をラミネートフィルム２０，３０を介して外部に導出した電気二重層コンデンサであって、ラミネートフィルム２０，３０は、導電層２２，３２を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層２４，３４を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層２６，３６を重ね合わせた三層からなり、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の保護層３４の一部を剥離し、その剥離部位ｍから露呈する導電層３２と負極用端子５３とをリード線７０で電気的に接続することにより、ラミネートフィルム３０の導電層３２とそのラミネートフィルム３０から導出された負極用端子５３とを同電位とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ本体をラミネートフィルムで被覆し、そのラミネートフィルムの内部に電解液を封入すると共に前記コンデンサ本体から正極用端子および負極用端子をラミネートフィルムを介して外部に導出した電気二重層コンデンサであって、前記ラミネートフィルムは、導電層を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層を重ね合わせた三層からなり、前記ラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位としたことを特徴とする電気二重層コンデンサ。
【請求項２】
前記コンデンサ本体の負極側に位置するラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位とした請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項３】
前記ラミネートフィルムの保護層の一部を剥離し、その剥離部位から露呈する導電層と負極用端子とをリード線で電気的に接続することにより、前記導電層と負極用端子とを同電位とした請求項１又は２に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項４】
前記ラミネートフィルムの導電層を外部へ延在させ、その延在端部を負極用端子に接合することにより、前記導電層と負極用端子とを同電位とした請求項１又は２に記載の電気二重層コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば落雷などの原因で工場などの生産ラインに影響を及ぼす瞬時電圧低下を補償する瞬時電圧低下対策装置（瞬低対策装置）の電源として使用される蓄電容量の大きな電気二重層コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば落雷などの原因で工場などの生産ラインに影響を及ぼす瞬時電圧低下を補償する瞬時電圧低下対策装置（瞬低対策装置）の電源として、蓄電容量の大きな電気二重層コンデンサ（キャパシタ）が賞用されている。この電気二重層コンデンサは、活性炭を主成分とするシート状の正極体と負極体とを、絶縁性を有するシート状のセパレータを介して交互に積層したコンデンサ本体を外装材で被覆し、その外装材の内部に電解液を封入した構造を具備する。
【０００３】
この種の電気二重層コンデンサには、前述したコンデンサ本体を平板状とした積層形と、コンデンサ本体を渦巻状に巻回した巻回形とに大別され、また、そのコンデンサ本体を収容した外装材の形態別に、金属製ケースを用いた缶ケースタイプのものと、ラミネートフィルムを用いた薄板状のラミネートタイプのものがある。
【０００４】
特に、電気二重層コンデンサの大容量化、高占積率化および軽量化の点で、ラミネートタイプで積層形のものが賞用されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
この電気二重層コンデンサは、コンデンサ本体を二枚のラミネートフィルムで挟み込んだ薄板状の構造を具備する。このラミネートフィルムは、アルミの導電層を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層を重ね合わせた三層構造のものである。この電気二重層コンデンサでは、二枚のラミネートフィルムをその全周に亘る重ね合わせ部分を加熱プレスすることにより前述の接着層で接合一体化し、それら二枚のラミネートフィルム間に、コンデンサ本体を囲撓するように電解液が封入されている。
【特許文献１】特開２０００−１９５４７６号公報
【特許文献２】特開２００３−２８２３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１，２で開示されたラミネートタイプの電気二重層コンデンサは、電圧印加下での駆動中に容量が低下していく特性があることが判明している。特に、その使用条件が高電圧化、高温化するに伴って、電気二重層コンデンサの容量低下が顕著であることも判明している。
【０００７】
そのため、電気二重層コンデンサの容量低下を見越して、初期段階で電気二重層コンデンサにおける容量の裕度を確保した設計とすることにより、前述した電圧印加下での駆動中における容量低下の問題を回避するようにしている。
【０００８】
しかしながら、前述のように電気二重層コンデンサの容量低下を見越して、初期段階で電気二重層コンデンサにおける容量の裕度を確保した設計としていたのでは、電気二重層コンデンサにおける容量の裕度を考慮しなければならず、前述した電圧印加下での駆動中における容量低下を直接的に改善したことにはならない。この点で、電気二重層コンデンサにおける容量低下の改善が強く要望されているというのが現状である。
【０００９】
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制し得る電気二重層コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、コンデンサ本体をラミネートフィルムで被覆し、そのラミネートフィルムの内部に電解液を封入すると共にコンデンサ本体から正極用端子および負極用端子をラミネートフィルムを介して外部に導出した電気二重層コンデンサであって、ラミネートフィルムは、導電層を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層を重ね合わせた三層からなり、ラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位としたことを特徴とする。特に、コンデンサ本体の負極側に位置するラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位とすることが有効である。
【００１１】
本発明において、ラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位とする手段としては、ラミネートフィルムの保護層の一部を剥離し、その剥離部位から露呈する導電層と負極用端子とをリード線で電気的に接続したり、あるいは、ラミネートフィルムの導電層を外部へ延在させ、その延在端部を負極用端子に接合したりすることにより実現容易である。
【００１２】
本発明では、ラミネートフィルムの保護層の一部を剥離し、その剥離部位から露呈する導電層と負極用端子とをリード線で電気的に接続したり、あるいは、ラミネートフィルムの導電層を外部へ延在させ、その延在端部を負極用端子に接合したりすることにより、ラミネートフィルムの導電層と負極用端子とを同電位とすれば、コンデンサ本体および電解液を含む内部で発生する化学反応を抑制することができ、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制できることが判明した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ラミネートフィルムは、導電層を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層を重ね合わせた三層からなり、ラミネートフィルムの導電層とそのラミネートフィルムから導出された負極用端子とを同電位とすることにより、コンデンサ本体および電解液を含む内部で発生する化学反応を抑制することができ、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制できることが判明した。
【００１４】
その結果、電気二重層コンデンサの容量低下を見越して、初期段階で電気二重層コンデンサにおける容量の裕度を考慮する必要がなく、長期信頼性の高い電気二重層コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る電気二重層コンデンサの実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態は、コンデンサ本体を矩形平板状とした積層形で、そのコンデンサ本体を収容する外装材として、ラミネートフィルムを用いた薄板状のラミネートタイプに適用したものである。
【００１６】
なお、図１〜図３は本発明の第一の実施形態における電気二重層コンデンサの全体構成、図４〜図６は本発明の第二の実施形態における電気二重層コンデンサの全体構成、図７および図８は第一の実施形態と第二の実施形態で共通して使用するコンデンサ本体の構造を示す。
【００１７】
図１〜図３に示す第一の実施形態における電気二重層コンデンサは、コンデンサ本体１０を二枚のラミネートフィルム２０，３０で挟み込んで被覆し、その内部に電解液４０を封入した構造を具備する。
【００１８】
コンデンサ本体１０は、図７および図８に示すように、シート状の正極体１２と負極体１４とを、絶縁性を有するシート状のセパレータ１６を介して交互に積層した構造を備え、その積層体の一方の面（図７の下面）に正極体１２を配置して正極側とし、他方の面（図７の上面）に負極体１４を配置して負極側としている。
【００１９】
各正極体１２および負極体１４は、活性炭を主成分とする活物質層１２ｂ，１４ｂをアルミ製の集電体１２ａ，１４ａの両面（但し、両端に位置する集電体１２ａ，１４ａについては片面）に被着形成した構造を具備する。また、このコンデンサ本体１０の一端からは、各正極体１２あるいは負極体１４のそれぞれを電気的に接続した状態で正極１１および負極１３が導出されている（図８参照）。
【００２０】
ラミネートフィルム２０，３０は、図２に示すように、アルミの導電層２２，３２を挟んでその外側に絶縁性を有する保護層２４，３４を重ね合わせ、内側に絶縁性を有する接着層２６，３６を重ね合わせた三層構造で、コンデンサ本体１０の正極側に位置する一方のラミネートフィルム２０と、コンデンサ本体１０の負極側に位置する他方のラミネートフィルム３０との重ね合わせ部分を全周に亘って熱溶着により接合する。
【００２１】
これにより、コンデンサ本体１０を含む構成要素、つまり、コンデンサ本体１０の他、電解液４０、一対の正極用端子５１および負極用端子５３を封止してシール性を確保している。なお、一対の正極用端子５１および負極用端子５３は、図示しないが、前述したコンデンサ本体１０の一端から導出された正極１１および負極１３（図８参照）のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２２】
これら二枚のラミネートフィルム２０，３０の重ね合わせ部分で、一対の正極用端子５１および負極用端子５３が外部に導出される部位については、ラミネートフィルム２０，３０と正極用端子５１および負極用端子５３との接着性およびシール性を確保するため、ラミネートフィルム２０，３０と正極用端子５１および負極用端子５３との間に接着性フィルム６１，６３を介在させている。
【００２３】
この電気二重層コンデンサでは、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の保護層３４の一部、つまり、負極用端子５３が外部に導出されている部位を剥離し、その剥離部位ｍから露呈する導電層３２と負極用端子５３とをリード線７０で電気的に接続する。
【００２４】
これにより、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とを同電位とする。このリード線７０と導電層３２、およびリード線７０と負極用端子５３との接続は、半田付けなどの適宜の手段により可能である。
【００２５】
このように、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とをリード線７０で電気的に接続して同電位としたことにより、コンデンサ本体１０および電解液４０を含む内部で発生する化学反応を抑制することができ、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制できることが判明している。
【００２６】
前述した第一の実施形態では、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とをリード線７０で電気的に接続することにより、そのラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とを同電位とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、以下のような構造を有する第二の実施形態も可能である。なお、第二の実施形態では、第一の実施形態と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００２７】
第二の実施形態では、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とを同電位とする手段が第一の実施形態と異なる。つまり、この第二の実施形態では、図４〜図６に示すように、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２を外部へ延在させ、その延在端部３２ａを負極用端子５３に接合する。
【００２８】
これにより、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２と負極用端子５３とを同電位としている。この導電層３２の延在端部３２ａと負極用端子５３との接続は、導電性接着材などを使用することにより可能である。
【００２９】
このように、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２の延在端部３２ａと負極用端子５３とを接合して同電位としたことにより、コンデンサ本体１０および電解液４０を含む内部で発生する化学反応を抑制することができ、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制できることが判明している。
【００３０】
なお、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【実施例１】
【００３１】
本出願人は、正極体１２と負極体１４とをセパレータ１６を介して交互に合計４２枚積層したコンデンサ本体１０を具備した電気二重層コンデンサについて、従来品（正極用端子および負極用端子を、コンデンサ本体の負極側に位置するラミネートフィルムの導電層に対して浮遊電位としたもの）、比較品（正極用端子を、コンデンサ本体の正極側に位置するラミネートフィルムの導電層に対して同電位としたもの）、本発明品（負極用端子５３を、コンデンサ本体１０の負極側に位置するラミネートフィルム３０の導電層３２に対して同電位としたもの）を用意した。
【００３２】
これら従来品、比較品および本発明品については、初期の静電容量がほぼ同等のものを使用し、７０℃、２．７Ｖ、１０００時間課電した後、その時点での静電容量を測定して初期値との差を評価した。また、電気二重層コンデンサを解体して、課電後の電解液の色を観察した。なお、初期の電解液の色は無色透明である。
【００３３】
その結果、従来品（浮遊電位）では、４０％の容量低下率で、電解液が淡黄色に変色し、比較品（正極電位）では、５０％の容量低下率で、電解液が薄茶色に変色し、本発明品（負極電位）では、３０％の容量低下率で、電解液は無色透明で変色しなかった。
【００３４】
以上のことから、従来品や比較品に比べて、本発明品の場合、容量低下率が小さく、かつ、電解液の変色がなかったことから、電気二重層コンデンサの内部で発生する化学反応を抑制することができ、電圧印加下での駆動中における容量低下を抑制できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における第一の実施形態で、電気二重層コンデンサの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】第一の実施形態における電気二重層コンデンサを示す斜視図である。
【図４】本発明における第二の実施形態で、電気二重層コンデンサの概略構成を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】第二の実施形態における電気二重層コンデンサを示す斜視図である。
【図７】第一の実施形態および第二の実施形態におけるコンデンサ本体を示す組立分解正面図である。
【図８】図７のコンデンサ本体を示す組立完了斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  コンデンサ本体
１２  正極体
１４  負極体
２０，３０  ラミネートフィルム
２２，３２  導電層
３２ａ  延在端部
２４，３４  保護層
２６，３６  接着層
４０  電解液
５１  正極用端子
５３  負極用端子
７０  リード線
【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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【図７】
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【図８】
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