蓄電装置
【課題】低抵抗化に優れた蓄電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明における蓄電装置は、シート状の正極２および負極３の間にセパレータを介在させて積層され、正極２と負極３のそれぞれ対向する２箇所に形成された電極を引き出すリード部２ｃ、３ｃをそれぞれ備えた素子１と、この素子１の内部に含浸された電解質と、リード部２ｃ、３ｃに夫々接合された一対の接続部５ａ、８ａを有した第１フレーム５と第２フレーム８とを少なくとも備え、これら第１フレーム５と第２フレーム８は互いに絶縁され、第１フレーム５の内側表面が素子１と対向し、第２フレーム８の内側表面の一部が第１フレーム５の外側表面と対向し、第１フレーム５は、第２フレーム８と対向する箇所に突出部を有し、かつ、第２フレーム８は第１フレーム５と対向する箇所に対向方向の貫通孔を有し、上記突出部がこの貫通孔を介して第２フレーム８の外側表面に表出している。
【解決手段】本発明における蓄電装置は、シート状の正極２および負極３の間にセパレータを介在させて積層され、正極２と負極３のそれぞれ対向する２箇所に形成された電極を引き出すリード部２ｃ、３ｃをそれぞれ備えた素子１と、この素子１の内部に含浸された電解質と、リード部２ｃ、３ｃに夫々接合された一対の接続部５ａ、８ａを有した第１フレーム５と第２フレーム８とを少なくとも備え、これら第１フレーム５と第２フレーム８は互いに絶縁され、第１フレーム５の内側表面が素子１と対向し、第２フレーム８の内側表面の一部が第１フレーム５の外側表面と対向し、第１フレーム５は、第２フレーム８と対向する箇所に突出部を有し、かつ、第２フレーム８は第１フレーム５と対向する箇所に対向方向の貫通孔を有し、上記突出部がこの貫通孔を介して第２フレーム８の外側表面に表出している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、ハイブリッド自動車や燃料電池車のバックアップ電源用や回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用される蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機器の動作時には、使用されるエネルギーの一部が熱エネルギー等としてその機器から不必要に消費されるエネルギーとなっている。この消費されるエネルギーを、電気エネルギーとして一旦、蓄電素子に貯蔵して必要な際に再利用することにより、消費されるエネルギーを低減し、効率化することが考えられている。
【０００３】
この際に、機器の動作に必要なエネルギーを必要な出力で取り出すことが出来る蓄電素子が必須となる。その蓄電素子の候補には、大別してキャパシタと二次電池の２種類がある。
【０００４】
図１３は従来のキャパシタの一例として示した電気二重層キャパシタの各電極の取出し方法を示した正面断面図である。
【０００５】
図１３において、素子１００は対向した帯状の正極および負極と、正極と負極との間に介在するセパレータからなる。
【０００６】
これら正極と負極は夫々、一端辺に電極部が形成されていない引き出し電極部１０１、１０２が形成されており、これら引き出し電極部１０１、１０２は、互いが突出するようにずれて対向している。そして、これら引き出し電極部１０１、１０２が夫々、巻回軸方向の両端部を形成するように前記正極、負極、ならびにセパレータを巻回して素子１００を形成している。
【０００７】
この正極の引き出し電極部１０１は、金属製の端子板１０３と溶接などにより接合され、この端子板１０３から外部回路へと正極が引き出されていく。
【０００８】
また、負極の引き出し電極部１０２は、有底筒状の金属ケース１０４の内底面と外底面などからの溶接により接合され、金属ケース１０４の外表面から負極が外部回路へと引き出されていく。
【０００９】
そして、この端子板１０３の表面と金属ケース１０４は内面とが接触しないように、この間に絶縁テープ（図示なし）などを介在させている。
【００１０】
このように夫々の電極を取り出すことによって、端子板１０３や金属ケース１０４のような引き出し端子の役割をする部材と素子１００との接触面積を増やすことができるため、キャパシタ内部における低抵抗化を図ることができる。
【００１１】
なお、この出願に関する先行技術文献情報として、例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２５８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
確かに、上記電気二重層キャパシタのように従来の蓄電装置は、上記引き出し電極部１０１、１０２のような電極未形成部からそれぞれの電極を引き出すことにより、電極の集電抵抗を減少させるとともに、この電極未形成部を端子板の底面または外装ケースの内底面へ直接接合させることにより、素子１００と端子板１０３および外装ケース１０４との接触面積を増やし低抵抗化を図ってきた。
【００１４】
しかしながら、瞬時により多くのエネルギーを要する電子機器に搭載される蓄電装置については、上記電気二重層キャパシタの構成による低抵抗化に留まらず、更なる低抵抗化による出力密度の向上が求められている。
【００１５】
そこで、本発明は低抵抗化によって出力特性が向上した蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題に対して本発明における蓄電装置は、シート状の一対の電極の間にセパレータが介在して積層されて外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極から電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部と異なる外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極から電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質と、上記素子に形成された一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、この素子に形成された第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとを少なくとも備え、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、この第１フレームの内側表面が上記素子と対向し、上記第２フレームの内側表面の一部が上記第１フレームの外側表面と対向し、上記第１フレームはその外側表面において、上記第２フレームと対向する箇所に突出部を有し、かつ、上記第２フレームは上記第１フレームと対向する箇所に対向方向の貫通孔を有し、上記突出部が上記貫通孔を介して上記第２フレームの外側表面に表出していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
この構成により本発明の蓄電装置は、帯状である電極体の一端辺から電流を取り出す従来の方法と比べて、電極の集電抵抗を半減させることができる。
【００１８】
さらに、立方体である同じ空間に素子を可能な限り納める場合では、約２．５５倍の接続面積を設けることができる。従って、各フレームと素子との間の接続抵抗を大幅に低減させることができ、より低抵抗な製品特性の発現が可能となり蓄電装置として出力特性を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図２】（ａ）本発明の実施例１における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームおよびケースの接合方法の一例を示した部分正面断面図
【図３】本発明の実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる一方の電極の集電の様子を示した上面図
【図４】本発明の実施例２における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図５】（ａ）本発明の実施例２における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームの上面部および接続部の接合方法の一例を示した部分正面断面図、（ｃ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームの上面部および接続部の接合方法の別の一例を示した部分正面断面図
【図６】本発明の実施例３における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図７】本発明の実施例３における電気二重層キャパシタを示した斜視図
【図８】本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図９】（ａ）本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタの端子部を備えた構成を示した斜視図
【図１０】本発明の実施例５における電気二重層キャパシタに用いられる素子および第１フレームとの接合の様子を抜粋して示した正面断面図
【図１１】本発明の実施例６における電気二重層キャパシタに用いられる素子の構成を示した分解斜視図
【図１２】（ａ）本発明の実施例６における電気二重層キャパシタに用いられる素子を示した上面図、（ｂ）本発明の実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる素子を示した上面図
【図１３】従来の蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタを示した正面断面図
【図１４】（ａ）従来の蓄電装置に用いられる素子を示した斜視図、（ｂ）同素子を分解して一方の電極箔の一部を抜粋して示した分解図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を用いて本発明の実施例１および請求項１、３、４、６、７、９、１１、１２に記載の発明について説明を行うが、下記の内容に限定されない。
【００２１】
また、以下の本発明における蓄電装置の説明において、蓄電装置の一例として電気二重層キャパシタを用いて説明を行うが、本発明における蓄電装置は上記電気二重層キャパシタに限定されない。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の実施例１における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図２（ａ）は同電気二重層キャパシタの斜視図であり、図２（ｂ）は同電気二重層キャパシタの第２フレームおよびケースの接合方法の一例を示した部分正面断面図である。
【００２３】
本実施例の電気二重層キャパシタは矩形箔状である正極２および負極３を一対の電極として対向させ、この一対の電極の間にセパレータ４を介在させて積層した積層体を形成するために、正極２および負極３、セパレータ４を複数枚用意し、これらを交互に積層して構成された素子１と、この素子１に含浸される電解液（図示なし）と、これら素子１および電解液を収容すると共に、略コの字状の第１フレーム５および第２フレーム８とこれらの第１フレーム５、第２フレーム８の間に介在して絶縁を行う絶縁板６とＯリング７、これらの部材を収容する有底筒状のケース９から構成されている。
【００２４】
正極２および負極３は、例えばアルミニウム箔から成る矩形状の集電体２ａ、３ａの表裏面上に活性炭を主成分とする電極層２ｂ、３ｂを形成したものである。この電極層２ｂ、３ｂを集電体２ａ、３ａへ夫々形成する際、矩形状である集電体２ａ、３ａの長手方向の両端辺上には、上記電極層２ｂ、３ｂを形成しない集電体表出部であるリード部２ｃ、３ｃを設けるように形成する。
【００２５】
これら正極２および負極３を、矩形状である正極２および負極３それぞれの長手方向が直交するように対向させ、その間にセパレータ４を介在させて複数の正極２および負極３、セパレータ４を積層し、素子１を構成する。その際、正極２および負極３はそれぞれの長手方向が直交関係となるように配置されているため、リード部２ｃ、３ｃは互いに直交関係となるように表出している。
【００２６】
つまり、積層された素子１の積層距離を素子１の高さとすると、本実施例の電気二重層キャパシタに用いられる素子１は略十字状の柱体を形成し、四方の突出した端部はそれぞれリード部２ｃ、３ｃの集合体により構成されることとなる。
【００２７】
この素子１を構成するために、上記矩形状などの集電体２ａ、３ａが方形状のものを用いた正極２および負極３を用いる場合、それぞれの電極に形成される電極層２ｂ、３ｂの形状は互いに合同な正方形状とすることが好ましく、かつ、正極２の電極層２ｂが負極３の電極層３ｂとズレが少なく対向していることが望ましい。さらには、本実施例において、各電極を積層する際のズレを考慮すると、電極層３ｂが電極層２ｂの面積より大となる構成が好ましい。これは、充電において電極層２ｂの近傍に電解質アニオンが寄るが電極層３ｂが対向していない場合は特に、電極層２ｂの近傍が酸性となり、これにより電極層２ｂのバインダ材料や、セパレータ４の電極層２ｂと対向した箇所が劣化してしまう可能性があるためである。リード部２ｃ、３ｃが互いに直交方向に表出するように素子１が構成されるため、それぞれ単に同じ形状に電極層２ｂ、３ｂを形成しただけでは、一方の電極が他方の電極に対して略９０度転回して対向することとなり、それぞれの電極層２ｂ、３ｂにおいて未対向部分が形成されることが多い。
【００２８】
したがって、電極層２ｂ、３ｂの形状は正方形などが好ましい。
【００２９】
なお、素子１を構成するセパレータ４は、例えばセルロースなどの紙製のものなど正極２および負極３を絶縁するものであれば特に限定されない。
【００３０】
第１フレーム５は、例えば略コの字状のアルミニウム板から構成され、対向する一対の接続部５ａとこの一対の接続部５ａを繋ぐ中継部である上面部５ｂと、この上面部５ｂ上に形成されて図１において上方向に突出した外部接続部５ｃとから構成されている。この第１フレーム５は、上記上面部５ｂの内面が上記素子１と対向して、上記素子１の一部を覆うように素子１の上側に位置し、第１フレーム５の一対の接続部５ａの内面が、素子１が有する正極２の一対のリード部２ｃの集合体と当接すると共に、接合されている。つまり、本実施例ではリード部２ｃが上記第１電極引出部に該当する。
【００３１】
絶縁板６は、上記第１フレーム５の上面部５ｂ上に配設されている。この絶縁板６には厚み方向へ貫通孔である通過孔６ａが形成され、この通過孔６ａに第１フレーム５の外部接続部５ｃが挿入され、この絶縁板６から上記外部接続部５ｃが外部へ表出するように構成されている。
【００３２】
この絶縁板６は第１フレーム５および第２フレーム８（詳細は後述）を絶縁する材料であれば、特に限定されないが、例えば、ブチルゴムやエチレンプロピレンゴムなどからなるゴム状弾性体から成るシートを介在させる方法や、予め、各フレームの上面部５ｂの外表面、上面部８ｂの底面のうち少なくとも一方に、絶縁材を形成し、互いの絶縁を図る方法などがある。なお、形成する上記絶縁材には、ポリアミノアミド化合物、変性ポリオレフィン系樹脂を塗工する方法やアクリル−メラミン系樹脂を水、イソプロピルアルコール、プチセロソルブなどの混合溶媒に溶かしたものを塗工し、電圧を印加することにより形成する方法などがある、また、第１フレーム５および第２フレーム８のどちらか一方の対向する箇所にアルマイトを形成する処理を行う構成でもよい。従って、絶縁板６は部材名の如く板材に限定されず、層状であってもよい。
【００３３】
第２フレーム８は、第１フレーム５と同様に例えば略コの字状のアルミニウム板から構成され、対向する平板状の一対の接続部８ａとこの一対の接続部８ａを繋ぐ中継部である上面部８ｂと、この上面部８ｂ上に厚み方向へ形成された貫通孔である表出孔８ｄと、この表出孔８ｄの周囲を囲うように形成され、上記第１フレーム５に設けた外部接続部５ｃと同じように上面に向かって突出した第２フレーム８の外部接続部８ｃから構成されている。因みに、この外部接続部８ｃを形成する方法として、例えばプレス加工、鍛造加工、インパクト加工などが考えられる。
【００３４】
この第２フレーム８は上記第１フレーム５の外部接続部５ｃが第２フレーム８の外部へ表出するように、外部接続部５ｃが上記表出孔８ｄに挿入され、図２（ａ）のように、この表出孔８ｄの開口部から外部接続部５ｃが表出する構成である。その際、外部接続部５ｃと表出孔８ｄの内周面とが絶縁されるように、本実施例では上記外部接続部５ｃと表出孔８ｄの間にＯリング７が介在している。
【００３５】
このＯリング７を構成する材料は絶縁性に優れていれば特に限定されないが、例えばエチレンプロピレンゴム、あるいはブチルゴム（イソブチレンイソプロピレンゴム）等の過酸化物加硫ゴムもしくは、樹脂加硫ゴムなどが用いられる。これら材料を用いることにより、物性として応力緩和が少なく、水分透過性が低いことから、蓄電装置外部から内部への水分浸入の抑制が可能となる。
【００３６】
なお、本実施例では、絶縁板６およびＯリング７を用いて第１フレーム５の上面部５ｂおよび外部接続部５ｃ表面部分の絶縁を行っているが、これに限定されず、上記絶縁板６がブチルゴムなどから成る場合、絶縁板６の一部を伸ばして外部接続部５ｃの側面を覆うように構成することによって、上記Ｏリング７の機能を、絶縁板６に代替させてもよい。これにより、Ｏリング７と絶縁板６とが、一体の部材として構成されるため、Ｏリング７と絶縁板６の界面がなくなり、外部から浸入する水分の浸入経路が減り、蓄電装置内部への水分の浸入を抑制することができる。
【００３７】
この第２フレーム８の上面部８ｂが、上記絶縁板６の上面上に配設されている。そして、第２フレーム８の一対の接続部８ａの内面が、素子１が有する負極３のリード部３ｃの集合体と当接すると共に、接合されている。つまり、本実施例ではリード部３ｃが上記第２電極引出部に該当する。
【００３８】
なお、第１フレーム５および第２フレーム８はアルミニウム板の他にニッケルや鉄、銅などによって構成されていても良い。
【００３９】
また、素子１と接続部５ａ、８ａとを接合する際には、例えば溶接により接合を行うが、その際、素子１の積層方向と平行になるように溶接痕を形成するように溶接を行うことが好ましい。これは、一度の溶接によりリード部２ｃ、３ｃの集合体である正極引出部および負極引出部と接続部５ａ、８ａとの接合点を多く設けることができ、生産性や信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
そして、本実施例では素子１、第１フレーム５、絶縁板６、Ｏリング７、第２フレーム８、これらの部材を有底筒状のケース９に収容している。
【００４１】
そして、本実施例ではこのケース９の開口部を第２フレーム８の上面部により封止した構成である。
【００４２】
上記ケース９の開口部の封止をする際に、ケース９に例えばアルミニウム材を用い、ケース９の外側面から第２フレーム８が配設された箇所へ、図２（ｂ）へ示されている矢印方向へ溶接痕９ｅを形成しながら溶接を行い、ケース９の開口部の封止および第２フレーム８の固定を行う。
【００４３】
上記ケース９は、より容易に溶接を行うことを考慮してアルミニウムのような金属などの導電性を有したものでもよいが、絶縁性を有した材料で構成されていてもよく、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂や、液晶ポリマーでもよい。なお、ケース９が金属などの導電性材料からなる場合、第１フレーム５、第２フレーム８のうちケース９の内面と対向する箇所には絶縁層を介在させる構成が好ましい。この絶縁層を設ける方法として、例えば、ケース９と各フレームの間に樹脂テープ、絶縁性シート、樹脂コート層などを設ける方法がある。
【００４４】
上記のように本実施例の電気二重層キャパシタを一例とする本発明における蓄電装置は、一対のリード部２ｃ、３ｃをそれぞれ有した正極２および負極３がセパレータ４を介在させて積層された素子１と、この素子１の側周面において、対向する２箇所に形成されたリード部２ｃの集合体により構成された一対の正極引出部と、上記正極引出部と直交する方向に対向する２箇所に形成されたリード部３ｃの集合体により構成された一対の負極引出部を備え、これらそれぞれが一対である正極引出部および負極引出部とそれぞれ接合される一対の接続部５ａ、８ａを備えた第１フレーム５および第２フレーム８とを少なくとも備え、この第１フレーム５および第２フレーム８は互いに絶縁され、第１フレーム５の内側表面は素子１と対向し、第１フレーム５の外側表面の一部は第２フレーム８の内側表面の一部と対向していると共に、上記第１フレーム５の外側表面において第２フレーム８と対向する箇所に突出部である外部接続部５ｃを有し、上記第２フレーム８は第１フレーム５と対向する箇所に貫通孔を有し、この貫通孔を介して上記外部接続部５ｃが第２フレーム８の外側表面へ表出している構成である。
【００４５】
上記構成により、本発明における蓄電装置は、これまで正極および負極がそれぞれ素子の一箇所から引き出されていた従来の構成に対して、それぞれの電極において２箇所から電極を引き出すことができるため、引出端子の役割を果たす第１フレーム５および第２フレーム８と接続する上で、接触面積を広げることができ、素子１と第１フレーム５および第２フレーム８の間における接触抵抗を低減させることができる。これは、仮に、一辺の長さをｒとした立方体形状を有した同じ容積の空間に内接するように素子を収容した場合、上記一端辺から電流を取り出す従来の巻回状の素子（概算接続面積：π×ｒ2／４）と比べて、本発明の素子１（概算接続面積：ｒ2×２）は、一方の電極において約２．５５倍の接続面積を得ることができるためである。
【００４６】
さらに、上記従来の素子と比べて、本発明の素子１は各電極の集電抵抗を半減させることができる。その理由を以下に詳しく述べる。
【００４７】
図３は本発明の蓄電装置に用いられる素子１を分解して一方の電極における接合箇所および電極内の集電方向を示した分解図である。
【００４８】
図１４（ａ）は従来の蓄電装置に用いられる素子１００を表した斜視図であり、（ｂ）は同素子を分解して一方の電極における接合箇所および電極内の集電方向を示した上面図である。
【００４９】
図１４（ａ）において、従来の素子１００は、巻回軸方向両端から電流を取り出しているため、この両端部に位置する上記引き出し電極部１０１、１０２において、上記電極引き出し部材（図示なし）と接合される。その際、図１４（ａ）に示される矢印方向へ伸びるようにレーザー溶接などによって接合される。そして、図１４（ｂ）のように、溶接により形成された接合箇所１１０が形成される。この接合箇所１１０は、素子１００が巻回状であるため、巻回軸（図示なし）により近い部分は各接合箇所１１０の間隔が小さい。しかし、巻回軸から遠い部分は、同時に、集電体端部により構成される略円環の径が大きくなるため、接合箇所１１０の間隔が広くなってしまう。この際、図１４（ｂ）に示される矢印のように、電極内を流れる電流は、接合箇所１１０へ到達するために移動する経路が、少なくとも集電体箔の幅の距離Ｗの分だけ要し、加えて、接合箇所１１０の間隔が広い部分はその間隔の距離Ｄだけ移動することを要する。また、特に巻回状の素子１００の最外周近傍に該当する部分は、いくら巻回軸を中心にして放射線状に接合箇所を増やしても、素子１００の最外周近傍に位置する接合箇所１１０の間隔を狭めることは難しい。
【００５０】
上記構成に比べ、図３のように、本発明に用いられる正極２あるいは負極３は、リード部２ｃ、３ｃの一対の端部に接合箇所１０を有する構成となる。これにより、例えば、図１４（ｂ）の電極の集電体箔の幅と同じ大きさに形成したとしても、各電極の両端に形成された接合箇所１０へ移動しようと電極内部を流れる電流の集電経路は、矢印のように約半分になる。また、上記巻回状の素子１００と異なり、本実施例における素子１は積層される各電極において、接合箇所１０どうしの間隔が広がることは少ないため、間隔方向に集電経路が増加することを抑えることができると共に、接合箇所１０の増加によって各接合箇所の間隔を狭めることが容易である。このように本発明の蓄電装置は、素子１内部における集電抵抗を大幅に低減させることができる。
【００５１】
このように蓄電装置として低抵抗化が図れることにより、素子１と、第１フレーム５および第２フレーム８との接合箇所における発熱が抑制され、セパレータ４の炭化や電解液の分解などの性能劣化を抑制させることができる。
【００５２】
さらに、上記のように、第１フレーム５および第２フレーム８を用いることにより、正極２および負極３から計４箇所の電極引出部を形成し、これら電極引出部から短絡を防ぎながら素子１から電極の引き出しを行うことができる。かつ、ケース９により素子１と第１フレーム５、第２フレーム８を収容することにより、気密性の高い蓄電装置を構成することができる。
【００５３】
また、外部接続部５ｃが、第２フレーム８に形成した表出孔８ｄを介して、第２フレーム８の外側表面に表出していることにより、上記のように蓄電装置として低抵抗を維持しつつ、正極２および負極３を外部回路などと接続させるバスバーなどの接続部材（図示なし）と一方で接続させることができるため、本実施例の電気二重層キャパシタを複数個用いて蓄電ユニットを構成する場合や、あるいは他の電子部品（図示なし）と電気的に接続させて電子機器を構成する場合において、一方から両方の電極を引き出せるため、他の電子部品、蓄電装置どうしを接続する接続部材（図示なし）を一方に集約させて配置させることが可能となり、蓄電ユニットや電子機器として低抵抗化および小型化を図ることができる。
【００５４】
両フレームを用いる更なる効果として、本発明の蓄電装置は従来の巻回状の素子を用いた蓄電装置とは異なり、表出孔８ｄの孔径を調整することにより、外部接続部５ｃの表出部分の大きさを自由に調整することができる。これにより、両方の電極を本発明の蓄電装置から引き出す際に、外部端子として十分な接触面積を確保することができる。これにより、接続部材などとの外部回路と本発明の蓄電装置との間の低抵抗化を図ることができる。これにより、本願発明の蓄電装置を用いた蓄電ユニットや電子機器は更に抵抗を低減させることができる。
【００５５】
これは、図１３のように、従来の巻回状の素子１００を用い、この素子１００の巻回軸方向両端部に金属ケース１０４と端子板１０３を接合させてこの素子１００から電極を引き出す構成である蓄電装置は、素子１００と接触抵抗を低減させようとすると、上記端子板１０３の素子１００との接触面の面積は上記素子１００の巻回径から算出される端部の面積より大きい必要があり、かつ、この端子板１０３は上記金属ケース１０４の開口端部を封止する機能も有するため、金属ケース１０４の開口端部に配設される必要がある。そのため、従来の蓄電装置において一方で両方の電極を引き出そうとすると、金属ケース１０４から引き出される一方の電極は、金属ケース１０４の開口端部から引き出される必要がある。このように、端子板１０３の大きさの調整には制限があり、また、金属ケース１０４内部の素子１００の収容効率や蓄電装置として省スペース化を考慮すると、金属ケース１０４の開口端部の接触面積を広げることは困難であるからである。
【００５６】
このように本発明では、蓄電装置の内部抵抗および外部回路との抵抗の抑制に優れるという格別な効果を奏するものである。
【００５７】
なお、素子１と第１フレーム５の上面部５ｂの間や、素子１とケース９の内底面の間にゴム材などの弾性に優れた部材を介在させて、ケース９内における素子１の固定強度向上を図る構成であってもよい。
【００５８】
また、例えば外部接続部５ｃにケース９内部に至る貫通孔（図示なし）を設け、その貫通孔の外側の開口部を塞ぐように自己復帰型の圧力調整弁を配設した構成であってもよい。ただし、この貫通孔の形成箇所は上記に限らない。
【００５９】
なお、本実施例に用いる電解液には、溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などのうち少なくとも一つを用いた溶媒に、電解質として例えばテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＢＦ4）や、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡＢＦ4）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＭＩＢＦ4）、１−エチル−２、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＤＭＩＢＦ4）、１、２、３−トリメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＴＭＩＢＦ4）及び１、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＤＭＩＢＦ4）などのうち少なくとも一つを用いることができるが、特に溶媒、電解質を限定するものではない。
【００６０】
上記のように電解液として用いることに限らず、溶媒中にバインダを含ませ、ゲル状のものを用いた構成や、固体状の電解質を用いた構成であってもよい。
【００６１】
また、集電体２ａ、３ａは上記のアルミニウム箔の他に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、珪素、鉄、銀、鉛、ニッケル、銅、白金、金や、これらの合金を用いてもよい。また、この集電体２ａ、３ａは無処理のプレーン箔でもよいし、電極層２ｂ、３ｂとの接着強度を高めるためにエッチング処理を施したエッチング箔であってもよい。
【００６２】
さらに、電極層２ｂ、３ｂには上記のように活性炭の他に、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩やポリテトラフルオロエチレンなどのバインダやアセチレンブラックなどの導電剤が含まれた方が活性炭どうしの距離の短縮や導電性を向上させることができるため、素子１としてより低抵抗化を図ることができる。
【００６３】
そして、本実施例において用いられる絶縁板６は第１フレーム５および第２フレーム８を絶縁する必要があるが、それぞれのフレームが対向する箇所全てに介在する必要はない。
【００６４】
この絶縁板６の主な機能は、絶縁と封止であり、これら機能を満たすために、少なくとも、第１フレーム５および第２フレーム８が互いに対向する部分に位置すると共に、第２フレーム８の表出孔８ｄの開口部外形より外側に位置し、この外形を囲うように形成されることが好ましい。このように必要最小限だけ形成された絶縁板６を、第１フレーム５および第２フレーム８が、付勢することにより、絶縁および封止が可能となる。従って、本実施例では、Ｏリング７を構成要素の一つとして説明してきたが、必須構成要素ではなく、用いない場合であっても、同様に本発明の蓄電装置として効果を奏する。
【実施例２】
【００６５】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例２および請求項２、８、９に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００６６】
図４は本発明の実施例２における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図５（ａ）は同電気二重層キャパシタの斜視図であり、図５（ｂ）は同電気二重層キャパシタの第２フレーム１８の上面部１８ｂおよび接続部１８ａの接合方法の一例を示した部分正面断面図であり、図５（ｃ）は同電気二重層キャパシタの上面部１８ｂおよび接続部１８ａの接合方法の他の例を示した部分正面断面図である。
【００６７】
本実施例では、図４、図５（ａ）のように素子１と溶接痕１８ｅを形成しながら接合される第２フレーム１８は有底角筒状の接続部１８ａを備えるとともに、接続部１８ａの開口部に接合されてこの開口部を封止する板状の蓋体である上面部１８ｂにより構成されている。そして、この上面部１８ｂは実施例１の第２フレーム８の表出孔８ｄのように厚み方向へ形成された表出孔１８ｄを有している。さらに上面部１８ｂは、実施例１の外部接続部８ｃのように、この表出孔１８ｄの外側の開口部を囲うように配設された外部へ突出した外部接続部１８ｃを備え、実施例１と同様に、電気二重層キャパシタの一方から外部へ正極および負極を取り出すことが可能となっている。
【００６８】
この外部接続部１８ｃの形成方法は実施例１の外部接続部５ｃと同様のものを用いることができる。また、第１フレーム５は実施例１と同様に略コの字状のものを用いている。
【００６９】
さらに図５（ｂ）のように、上面部１８ｂと接続部１８ａを接合する場合、この上面部１８ｂを接続部１８ａの開口端部上に載置し、上面部１８ｂの端辺を溶接して接合し、図５（ａ）のように、溶接痕１８ｆを形成する構成や、図５（ｃ）のように、上面部１８ｂの外形が接続部１８ａの開口面の外形より小さくなるように構成し、また接続部１８ａの開口端の内側に切り欠き部１８ｇを形成し、この切り欠き部１８ｇへ上面部１８ｂを係止し、係止された上面部１８ｂを図５（ｃ）に記載された矢印方向へ溶接を行い図５（ａ）のように溶接痕１８ｆを形成する構成などでもよい。
【００７０】
図５（ｂ）のように接合することにより、工数少なく接合を行うことができるため、生産性向上を図ることができる。また、図５（ｃ）のように接合することにより、上面部１８ｂの位置決めが容易となるため、電気二重層キャパシタとして接合の信頼性を高めることができる。
【００７１】
本実施例では、素子１から正極２および負極３がそれぞれ２箇所から引き出される構成であるが、実施例１と異なり、素子１から電極を引き出す第２フレーム１８が接続部１８ａおよび上面部１８ｂによって構成されることにより、素子１を収容する外装部材の機能も同時に果たしている。
【００７２】
この構成により、本実施例の電気二重層キャパシタは、実施例１と同様に低抵抗化を図ることができることに加え、実施例１と比べて部品点数が減るため、電気二重層キャパシタとして、低コスト化および生産性向上を図ることができる。
【００７３】
また、外部接続部１８ｃを形成する際、板材である上面部１８ｂだけを持ち運びして形成することができるので、実施例１の蓄電装置と比べて生産性向上を図ることができる。
【００７４】
なお、本実施例において、素子１を収容する機能も果たす第２フレーム１８は一方の極性を有した構成となる。従って、素子１と共に第２フレーム１８内部に収容される第１フレーム５は第２フレーム１８の内面と当接しないように第１フレーム５の上面部５ｂの外形が、有底角筒状である第２フレーム１８の接続部１８ａの筒状部分の内形より小さくなるように構成する必要がある。あるいは、接続部５ａ、１８ａの間など当接し易い箇所へ絶縁性に優れた部材を介在させ、絶縁を図る構成でもよい。介在させる絶縁部材としては、電解質が溶媒および溶質から構成される電解液を用いる場合などは、その電解液と常時接触する可能性も考慮して、例えば電解液との反応性が低い変性ポリプロピレンやポリメチルペンテンなどが挙げられる。
【実施例３】
【００７５】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例３および請求項５に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００７６】
図６は本発明の実施例３における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図７は同電気二重層キャパシタの斜視図である。
【００７７】
本実施例では、図６のように第２フレーム２８が、角筒状の接続部２８ａとその接続部２８ａの上部を覆うように上面部２８ｂから構成され、側面と天面を備えた略筐体状の金属部材である。
【００７８】
そして、この上面部２８ｂは実施例１の第２フレーム８の表出孔８ｄのように厚み方向へ形成された表出孔２８ｄを有している。さらに上面部２８ｂは、この表出孔２８ｄの外側の開口部を囲うように配設された外部へ突出した外部接続部２８ｃを備え、実施例１と同様に、電気二重層キャパシタの一方から外部へ正極および負極を取り出すことが可能となっている。
【００７９】
なお、第１フレーム５は実施例１と同様に略コの字状のものを用いる。
【００８０】
そして、本実施例における電気二重層キャパシタは、上記接続部２８ａの下側の開口部を封止するために、板状である底板２９を用いて上記第２フレーム２８の下側の開口端部と接合する構成である。この構成により、第２フレーム２８および底板２９によって素子１を収容する機能を果たす。
【００８１】
本実施例において用いられる底板２９にまず求められる機能は、接続部２８ａの下側の開口部を封止することである。底板２９に軽い材質を用いることにより、軽量化を図ることができる。底板２９の曲げ弾性率および第２フレーム２８の下側開口部の封止を考慮すると、アルミニウムなどの金属材料などが好ましい。
【００８２】
上記底板２９を第２フレーム２８に接合する際には、実施例２の第２フレーム１８の上面部１８ｂを接続部１８ａへ接続するように、底板２９上面に第２フレーム２８の接続部２８ａの下端が配設され、底板２９の底面側から溶接などによって底板２９および第２フレーム２８を接合させる方法や、筒状である接続部２８ａの下端において、厚み方向の内側に環状の切り欠きを形成し、この環状の切り欠きへ底板２９が、底板２９の底面と接続部２８ａの下端面が面一となるように収容され、接続部２８ａの外表面側から溶接する方法をとることにより、底板２９を容易に固定できるため、安定して接合させることができ、蓄電装置の外装体として封止強度を向上させることができる。
【００８３】
なお、本実施例では第２フレーム２８の上面部２８ｂは筒状である接続部２８ａと一体になったものを用いたが、これに限定されず、上面部２８ｂが接続部２８ａに接合されたものであってもよい。また、本実施例において、上面部２８ｂを第２フレーム２８の天面に位置するとして説明を行ったが、これに限定されず、本実施例の蓄電装置を配置する際に上記上面部２８ｂが下側に位置するように配置した場合は、名称が上部面２８ｂであっても本実施例における蓄電装置の底面となる。
【実施例４】
【００８４】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例４および請求項１０に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００８５】
図８は本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図である。
【００８６】
図８のように、本実施例では、実施例１と同様の素子１を用い、実施例１のように対向する一対の接続部３５ａを有し、これら接続部３５ａが板状の上面部３５ｂにより中継されたコの字状の接続部材である第１フレーム３５と素子１の正極２が接続されており、有底筒状であり筒部の内側面の対向する２箇所を接続部３８ａとした第２フレーム３８と素子１の負極３が接続されている。
【００８７】
それぞれ素子１と接続されたこれら第１フレーム３５および第２フレーム３８は、第１フレーム３５の上面部３５ｂの内面と、有底筒状である第２フレーム３８の底面部３８ｂの内底面とが素子１を介在させて対向するように配置され、第１フレーム３５と共に素子１を第２フレーム３８が収容するように構成されている。なお、本実施例は実施例２のように、第２フレーム３８内において、接続部３５ａの外表面と、第２フレーム３８の内面の一部が互いに対向する構成となる。従って、この対向する箇所については、特に上記実施例２のように、変性ポリプロピレンなどの絶縁材料を介在させる必要がある。
【００８８】
第１フレーム３５は、蓄電装置を構成後、外部接続における自由度を高めるため、外部端子の機能を果たす突起状の外部接続部３５ｃを上面部３５ｂの外表面上に形成することが好ましい。
【００８９】
本実施例の外部接続部３５ｃは、上記実施例１〜３と異なり、第２フレームに設けられた貫通孔から外部へ表出させる必要がないため、少なくとも、外部接続部３５ｃの頂点が、有底筒状の第２フレーム３８の開口端の頂点よりも高くなるように構成されることが好ましい。因みに、本実施例では、例えば上面部３５ｂに設けられた平板状の突起を外部接続部３５ｃとして構成する。
【００９０】
図９（ａ）は本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した斜視図であり、図９（ｂ）は、第２フレーム３８に外部接続部３８ｃを設けた本発明の実施例４における電気二重層キャパシタの斜視図である。
【００９１】
図９（ａ）において、本実施例における電気二重層キャパシタは、一つの蓄電装置を構成するために、第２フレーム３８の開口部から表出した第１フレーム３５の上面部３５ｂと第２フレーム３８の開口部の間に、樹脂などの絶縁材料から成る封止絶縁材３７が介在すると共に融着されて封止されている。
【００９２】
因みに、各接続部３５ａ、３８ａと素子１との接合については、他の実施例と同様に、素子１の積層方向に対して、平行方向に溶接痕３８ｅなどが形成されていることが好ましい。なお、この図９（ａ）において、接続部３５ａに形成される溶接痕の図示は省略されている。
【００９３】
以上により、本実施例の電気二重層キャパシタが構成される。
【００９４】
上記構成により、本実施例における電気二重層キャパシタは、他の実施例と同様に、素子１と各フレーム間における接続抵抗および集電抵抗を抑制させることができると共に、他の実施例と比べて、部品点数が少なく電気二重層キャパシタを構成できるため、生産性が向上する。
【００９５】
また、図９（ｂ）のように、例えば、第２フレーム３８と一体であり、第２フレーム３８の開口部の一端が折り曲げられて形成された金属片部である外部接続部３８ｃが設けられた構成であってもよい。この外部接続部３８ｃは、折り曲げられて、上記封止絶縁材３７を介して、上記第１フレーム３５の上面部３５ｂ上に配置される。
【００９６】
これにより、本実施例における電気二重層キャパシタは、外部接続部３５ｃ、３８ｃが同方向に設けられることとなるため、一対の電極を一方の方向から引き出すことができ、外部回路や本実施例の電気二重層キャパシタを複数個用意して蓄電ユニットを構成した場合、バスバー（図示なし）などを用いて行う接続に必要なスペースが省略できるため、蓄電ユニットを構成する上で小型化が可能である。
【実施例５】
【００９７】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例５および請求項１３に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００９８】
図１０は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる第１フレーム５と正極４２が当接する前の様子を示した正面断面図である。
【００９９】
本実施例では、図１０のように正極４２の集電体４２ａの電極引き出し方向（リード部対向方向）の両端の距離が第１フレーム５の一対の接続部５ａの距離より長くしている。
【０１００】
この構成により、接続部５ａの内面とリード部４２ｃを当接させる時に、本実施例における集電体４２ａは、リード部４２ｃが収まらないため、接続部５ａの内面に圧接されたリード部４２ｃどうしが折曲がって重なり合った状態（スウェージ部４２ｄ）で接続部５ａの内面と当接する構成となる。
【０１０１】
この構成により本実施例における電気二重層キャパシタは、リード部３ｃの端部のみが当接し接合される実施例１と比べ、リード部４２ｃの端部を押圧しながら当接するようにスウェージ部４２ｄを形成することにより、リード部４２ｃの端部付近の集電体４２ａは重なるように押し倒され、この結果第１フレーム５の接続部５ａとリード部４２ｃとの接触面積が大となり、前記スウェージ部４２ｄにおいては集電体４２ａが密集した（集電体４２ａどうしの隙間が狭まり密度が大きい）状態となるため、レーザー溶接による集電体４２ａの溶断の防止や、第１フレーム５の接続部５ａに孔が開くことを防止することができ、ものつくりの信頼性を向上させることができるものである。
【０１０２】
また、リード部４２ｃにおいてより容易にスウェージ部４２ｄを形成するために、予めリード部４２ｃ上に屈曲部分（図示なし）、もしくは切り込み（図示なし）などを入れ、第２フレーム８、もしくは第１フレーム５にスライド挿入することにより得てもよいし、もしくは、上記屈曲部分、もしくは切り込みからリード部４２ｃの端までを優先的に折り曲げるなど行ってもよい。
【０１０３】
なお、リード部４２ｃに上記屈曲部分を形成する方法として、例えば、リード部４２ｃの所望の位置にローラー（図示なし）などを押し当てることにより、リード部４２ｃ側の電極層４２ｂの端辺と平行方向に形成する方法などがある。
【０１０４】
また、リード部４２ｃに上記切り込みを形成する方法として、例えば、リード部４２ｃの端辺を形成するスリット加工と同時にカットローラー（図示なし）などを押し当てることでリード部４２ｃ側の電極層４２ｂの端辺に対して平行方向にリード部４２ｃ上に形成する方法などがある。
【０１０５】
なお、本実施例では正極４２および接続部５ａを用いて説明を行ったが、実施例１における負極３と接続部８ａとの間においても同様の構成を用いて、同様にものつくりの信頼性を向上させることができるものである。
【実施例６】
【０１０６】
以下に、図面を用いて実施例６と請求項１４に記載の発明について説明を行うが、以下の内容に限定されない。
【０１０７】
図１１は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる素子５１を形成する様子を示した分解斜視図である。
【０１０８】
図１２（ａ）は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる素子５１と第１フレーム５５と第２フレーム５８の上面断面図であり、図１２（ｂ）は実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる素子１の上面断面図である。
【０１０９】
図１１、図１２（ａ）のように、本実施例における電気二重層キャパシタは、実施例１において端部が辺により構成された正極２および負極３のリード部２ｃ、３ｃに対して、接続部５５ａ、５８ａと当接する端部が円弧状となるようにリード部５２ｃ、５３ｃを形成したものである。
【０１１０】
これにより、接続部５ａ、８ａが平板状だった実施例１に対して、本実施例の接続部５５ａ、５８ａは正極５２および負極５３に形成されたリード部５２ｃ、５３ｃの形状に即して曲面を形成する構成となる。そして、第１フレーム５および第２フレーム８、ケース９によりブロック体を形成した実施例１に対して、本実施例は、電気二重層キャパシタの側面に該当する第１フレーム５５、第２フレーム５８の接続部５５ａ、５８ａの少なくとも一部に曲面が形成された蓄電装置を形成することができる。
【０１１１】
これは、これら曲面の内表面には接続部５５ａ、５８ａとしてリード部５２ｃ、５３ｃと電気的に接続した接合箇所が形成されている。この接合箇所は、本発明の蓄電装置を使用して充放電した場合、蓄電装置内部で発生した熱が内部から外部へ伝わる際に、熱の伝達経路となる。そして、蓄電装置の外表面の中で特に温度が高くなるこの接合箇所を積極的に冷却して、冷却効率を高めることができるためである。
【０１１２】
このように接続部５５ａ、５８ａに曲面が形成された本実施例における電気二重層キャパシタは、複数個並列に配置してユニットを形成し、接続部５５ａ、５８ａを側面として冷媒を用いて冷却など行う場合、各本実施例の電気二重層キャパシタの並列方向に上記冷媒を流すと、冷媒は各本実施例の電気二重層キャパシタの有する接続部５５ａ、５８ａの曲面に従って、この曲面の外周を覆うように通過していく。
【０１１３】
図１２（ｂ）において、実施例１などの様にブロック体の電気二重層キャパシタを構成すると、このブロック体の電気二重層キャパシタを複数個並列させてユニットを構成する場合、容積効率を考慮して平面である各接続部５ａ、８ａが対向し、近接するように並列させることが一般的である。このようにブロック体の電気二重層キャパシタによってユニットを構成すると、他の接続部５ａ、８ａと対向していない接続部５ａ、８ａの外表面が、冷媒によって優先的に冷却されることになる。これに対して、本実施例のように素子５１との接合箇所が曲面である電気二重層キャパシタは、図１２（ａ）のように、実施例１のようなブロック体の電気二重層キャパシタに比べて、側面が曲面であるため表面積が拡大し、かつ、冷媒が通過するスペースの確保が容易となるため電気二重層キャパシタの冷却性能を高めることができ、これにより、電気二重層キャパシタの信頼性を高めることができる。
【０１１４】
なお、本発明は電気二重層キャパシタに限定されることはなく、電解質のカチオンとしてリチウムイオンを用い、負極の電極層に含まれる炭素材料にリチウムを吸蔵させ、かつ、正極は電気二重層キャパシタの正極を用いて充放電を行う電気化学キャパシタや、同様に、リチウム二次電池を始めとする夫々の電極層の集電部材として金属部材を主に用いた蓄電池に応用しても上記のような蓄電装置として低抵抗化の実現という格別な効果を奏することができる。
【０１１５】
以上のように、本発明における蓄電装置は、シート状の正極および負極の間にセパレータを介在させて積層されて外周面の対向する２箇所に形成されて第１の電極から電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部と異なる外周面の対向する２箇所に形成されて第２の電極から電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、かつこの第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設されて前記第２フレームが前記第１フレームの外表面を覆うように配置され、これら第１、第２フレームが対向したフレーム対向部が形成され、このフレーム対向部において、前記第２フレームに貫通孔が設けられ、この貫通孔から前記第１フレームの一部が表出したことを特徴としている。
【０１１６】
これにより、素子と蓄電装置内部で素子から電極を取り出す第１、第２フレームとの接触抵抗を低減できると共に、それぞれの電極を引き出した第１、第２フレームを第１フレームの突出部が第２フレームに設けられた貫通孔を介して表出させた構成であるため、正極および負極を引き出した第１、第２フレームを同方向に表出させることができ、外部回路などとの接続が蓄電装置として一方向で行えるため、蓄電装置との接続に要するスペースを抑えることができ、本発明の蓄電装置を用いた蓄電ユニットあるいは電子機器は小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明における蓄電装置は、シート状である各電極の対向する両端からそれぞれの電極を引き出す素子と、このシート状の電極から電極を引き出す一対の接続部を備えた第１のフレームおよび第２のフレームを少なくとも備え、これにより、素子から第１のフレームおよび第２のフレームを用いて電極を引き出す際の接触面積を増やし、低抵抗化が達成されたものである。
【０１１８】
従って、本発明における蓄電装置は、短時間でより多くの電力を取り出すことを要する電子機器や電気自動車などの移動体での利用が期待される。
【符号の説明】
【０１１９】
１、５１ 素子
２、４２、５２ 正極
２ａ、３ａ、４２ａ 集電体
２ｂ、３ｂ、４２ｂ 電極層
２ｃ、３ｃ、４２ｃ、５２ｃ、５３ｃ リード部
３、５３ 負極
４ セパレータ
５、３５、５５ 第１フレーム
５ａ、８ａ、１８ａ、２８ａ、３５ａ、３８ａ、５５ａ、５８ａ 接続部
５ｂ、８ｂ、１８ｂ、２８ｂ、３５ｂ 上面部
５ｃ、８ｃ、１８ｃ、２８ｃ、３５ｃ、３８ｃ 外部接続部
６ 絶縁板
６ａ 通過孔
７ Ｏリング
８、１８、２８、３８、５８ 第２フレーム
８ｄ、１８ｄ、２８ｄ 表出孔
９ ケース
９ｅ、１８ｅ、１８ｆ、２８ｅ、３８ｅ 溶接痕
１０ 接合箇所
１８ｇ 切り欠き部
２９ 底板
３７ 封止絶縁材
４２ｄ スウェージ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、ハイブリッド自動車や燃料電池車のバックアップ電源用や回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用される蓄電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、機器の動作時には、使用されるエネルギーの一部が熱エネルギー等としてその機器から不必要に消費されるエネルギーとなっている。この消費されるエネルギーを、電気エネルギーとして一旦、蓄電素子に貯蔵して必要な際に再利用することにより、消費されるエネルギーを低減し、効率化することが考えられている。
【０００３】
この際に、機器の動作に必要なエネルギーを必要な出力で取り出すことが出来る蓄電素子が必須となる。その蓄電素子の候補には、大別してキャパシタと二次電池の２種類がある。
【０００４】
図１３は従来のキャパシタの一例として示した電気二重層キャパシタの各電極の取出し方法を示した正面断面図である。
【０００５】
図１３において、素子１００は対向した帯状の正極および負極と、正極と負極との間に介在するセパレータからなる。
【０００６】
これら正極と負極は夫々、一端辺に電極部が形成されていない引き出し電極部１０１、１０２が形成されており、これら引き出し電極部１０１、１０２は、互いが突出するようにずれて対向している。そして、これら引き出し電極部１０１、１０２が夫々、巻回軸方向の両端部を形成するように前記正極、負極、ならびにセパレータを巻回して素子１００を形成している。
【０００７】
この正極の引き出し電極部１０１は、金属製の端子板１０３と溶接などにより接合され、この端子板１０３から外部回路へと正極が引き出されていく。
【０００８】
また、負極の引き出し電極部１０２は、有底筒状の金属ケース１０４の内底面と外底面などからの溶接により接合され、金属ケース１０４の外表面から負極が外部回路へと引き出されていく。
【０００９】
そして、この端子板１０３の表面と金属ケース１０４は内面とが接触しないように、この間に絶縁テープ（図示なし）などを介在させている。
【００１０】
このように夫々の電極を取り出すことによって、端子板１０３や金属ケース１０４のような引き出し端子の役割をする部材と素子１００との接触面積を増やすことができるため、キャパシタ内部における低抵抗化を図ることができる。
【００１１】
なお、この出願に関する先行技術文献情報として、例えば特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２５８４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
確かに、上記電気二重層キャパシタのように従来の蓄電装置は、上記引き出し電極部１０１、１０２のような電極未形成部からそれぞれの電極を引き出すことにより、電極の集電抵抗を減少させるとともに、この電極未形成部を端子板の底面または外装ケースの内底面へ直接接合させることにより、素子１００と端子板１０３および外装ケース１０４との接触面積を増やし低抵抗化を図ってきた。
【００１４】
しかしながら、瞬時により多くのエネルギーを要する電子機器に搭載される蓄電装置については、上記電気二重層キャパシタの構成による低抵抗化に留まらず、更なる低抵抗化による出力密度の向上が求められている。
【００１５】
そこで、本発明は低抵抗化によって出力特性が向上した蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題に対して本発明における蓄電装置は、シート状の一対の電極の間にセパレータが介在して積層されて外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極から電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部と異なる外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極から電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質と、上記素子に形成された一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、この素子に形成された第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとを少なくとも備え、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、この第１フレームの内側表面が上記素子と対向し、上記第２フレームの内側表面の一部が上記第１フレームの外側表面と対向し、上記第１フレームはその外側表面において、上記第２フレームと対向する箇所に突出部を有し、かつ、上記第２フレームは上記第１フレームと対向する箇所に対向方向の貫通孔を有し、上記突出部が上記貫通孔を介して上記第２フレームの外側表面に表出していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
この構成により本発明の蓄電装置は、帯状である電極体の一端辺から電流を取り出す従来の方法と比べて、電極の集電抵抗を半減させることができる。
【００１８】
さらに、立方体である同じ空間に素子を可能な限り納める場合では、約２．５５倍の接続面積を設けることができる。従って、各フレームと素子との間の接続抵抗を大幅に低減させることができ、より低抵抗な製品特性の発現が可能となり蓄電装置として出力特性を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図２】（ａ）本発明の実施例１における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームおよびケースの接合方法の一例を示した部分正面断面図
【図３】本発明の実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる一方の電極の集電の様子を示した上面図
【図４】本発明の実施例２における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図５】（ａ）本発明の実施例２における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームの上面部および接続部の接合方法の一例を示した部分正面断面図、（ｃ）同電気二重層キャパシタに用いられる第２フレームの上面部および接続部の接合方法の別の一例を示した部分正面断面図
【図６】本発明の実施例３における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図７】本発明の実施例３における電気二重層キャパシタを示した斜視図
【図８】本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図
【図９】（ａ）本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した斜視図、（ｂ）同電気二重層キャパシタの端子部を備えた構成を示した斜視図
【図１０】本発明の実施例５における電気二重層キャパシタに用いられる素子および第１フレームとの接合の様子を抜粋して示した正面断面図
【図１１】本発明の実施例６における電気二重層キャパシタに用いられる素子の構成を示した分解斜視図
【図１２】（ａ）本発明の実施例６における電気二重層キャパシタに用いられる素子を示した上面図、（ｂ）本発明の実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる素子を示した上面図
【図１３】従来の蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタを示した正面断面図
【図１４】（ａ）従来の蓄電装置に用いられる素子を示した斜視図、（ｂ）同素子を分解して一方の電極箔の一部を抜粋して示した分解図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を用いて本発明の実施例１および請求項１、３、４、６、７、９、１１、１２に記載の発明について説明を行うが、下記の内容に限定されない。
【００２１】
また、以下の本発明における蓄電装置の説明において、蓄電装置の一例として電気二重層キャパシタを用いて説明を行うが、本発明における蓄電装置は上記電気二重層キャパシタに限定されない。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の実施例１における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図２（ａ）は同電気二重層キャパシタの斜視図であり、図２（ｂ）は同電気二重層キャパシタの第２フレームおよびケースの接合方法の一例を示した部分正面断面図である。
【００２３】
本実施例の電気二重層キャパシタは矩形箔状である正極２および負極３を一対の電極として対向させ、この一対の電極の間にセパレータ４を介在させて積層した積層体を形成するために、正極２および負極３、セパレータ４を複数枚用意し、これらを交互に積層して構成された素子１と、この素子１に含浸される電解液（図示なし）と、これら素子１および電解液を収容すると共に、略コの字状の第１フレーム５および第２フレーム８とこれらの第１フレーム５、第２フレーム８の間に介在して絶縁を行う絶縁板６とＯリング７、これらの部材を収容する有底筒状のケース９から構成されている。
【００２４】
正極２および負極３は、例えばアルミニウム箔から成る矩形状の集電体２ａ、３ａの表裏面上に活性炭を主成分とする電極層２ｂ、３ｂを形成したものである。この電極層２ｂ、３ｂを集電体２ａ、３ａへ夫々形成する際、矩形状である集電体２ａ、３ａの長手方向の両端辺上には、上記電極層２ｂ、３ｂを形成しない集電体表出部であるリード部２ｃ、３ｃを設けるように形成する。
【００２５】
これら正極２および負極３を、矩形状である正極２および負極３それぞれの長手方向が直交するように対向させ、その間にセパレータ４を介在させて複数の正極２および負極３、セパレータ４を積層し、素子１を構成する。その際、正極２および負極３はそれぞれの長手方向が直交関係となるように配置されているため、リード部２ｃ、３ｃは互いに直交関係となるように表出している。
【００２６】
つまり、積層された素子１の積層距離を素子１の高さとすると、本実施例の電気二重層キャパシタに用いられる素子１は略十字状の柱体を形成し、四方の突出した端部はそれぞれリード部２ｃ、３ｃの集合体により構成されることとなる。
【００２７】
この素子１を構成するために、上記矩形状などの集電体２ａ、３ａが方形状のものを用いた正極２および負極３を用いる場合、それぞれの電極に形成される電極層２ｂ、３ｂの形状は互いに合同な正方形状とすることが好ましく、かつ、正極２の電極層２ｂが負極３の電極層３ｂとズレが少なく対向していることが望ましい。さらには、本実施例において、各電極を積層する際のズレを考慮すると、電極層３ｂが電極層２ｂの面積より大となる構成が好ましい。これは、充電において電極層２ｂの近傍に電解質アニオンが寄るが電極層３ｂが対向していない場合は特に、電極層２ｂの近傍が酸性となり、これにより電極層２ｂのバインダ材料や、セパレータ４の電極層２ｂと対向した箇所が劣化してしまう可能性があるためである。リード部２ｃ、３ｃが互いに直交方向に表出するように素子１が構成されるため、それぞれ単に同じ形状に電極層２ｂ、３ｂを形成しただけでは、一方の電極が他方の電極に対して略９０度転回して対向することとなり、それぞれの電極層２ｂ、３ｂにおいて未対向部分が形成されることが多い。
【００２８】
したがって、電極層２ｂ、３ｂの形状は正方形などが好ましい。
【００２９】
なお、素子１を構成するセパレータ４は、例えばセルロースなどの紙製のものなど正極２および負極３を絶縁するものであれば特に限定されない。
【００３０】
第１フレーム５は、例えば略コの字状のアルミニウム板から構成され、対向する一対の接続部５ａとこの一対の接続部５ａを繋ぐ中継部である上面部５ｂと、この上面部５ｂ上に形成されて図１において上方向に突出した外部接続部５ｃとから構成されている。この第１フレーム５は、上記上面部５ｂの内面が上記素子１と対向して、上記素子１の一部を覆うように素子１の上側に位置し、第１フレーム５の一対の接続部５ａの内面が、素子１が有する正極２の一対のリード部２ｃの集合体と当接すると共に、接合されている。つまり、本実施例ではリード部２ｃが上記第１電極引出部に該当する。
【００３１】
絶縁板６は、上記第１フレーム５の上面部５ｂ上に配設されている。この絶縁板６には厚み方向へ貫通孔である通過孔６ａが形成され、この通過孔６ａに第１フレーム５の外部接続部５ｃが挿入され、この絶縁板６から上記外部接続部５ｃが外部へ表出するように構成されている。
【００３２】
この絶縁板６は第１フレーム５および第２フレーム８（詳細は後述）を絶縁する材料であれば、特に限定されないが、例えば、ブチルゴムやエチレンプロピレンゴムなどからなるゴム状弾性体から成るシートを介在させる方法や、予め、各フレームの上面部５ｂの外表面、上面部８ｂの底面のうち少なくとも一方に、絶縁材を形成し、互いの絶縁を図る方法などがある。なお、形成する上記絶縁材には、ポリアミノアミド化合物、変性ポリオレフィン系樹脂を塗工する方法やアクリル−メラミン系樹脂を水、イソプロピルアルコール、プチセロソルブなどの混合溶媒に溶かしたものを塗工し、電圧を印加することにより形成する方法などがある、また、第１フレーム５および第２フレーム８のどちらか一方の対向する箇所にアルマイトを形成する処理を行う構成でもよい。従って、絶縁板６は部材名の如く板材に限定されず、層状であってもよい。
【００３３】
第２フレーム８は、第１フレーム５と同様に例えば略コの字状のアルミニウム板から構成され、対向する平板状の一対の接続部８ａとこの一対の接続部８ａを繋ぐ中継部である上面部８ｂと、この上面部８ｂ上に厚み方向へ形成された貫通孔である表出孔８ｄと、この表出孔８ｄの周囲を囲うように形成され、上記第１フレーム５に設けた外部接続部５ｃと同じように上面に向かって突出した第２フレーム８の外部接続部８ｃから構成されている。因みに、この外部接続部８ｃを形成する方法として、例えばプレス加工、鍛造加工、インパクト加工などが考えられる。
【００３４】
この第２フレーム８は上記第１フレーム５の外部接続部５ｃが第２フレーム８の外部へ表出するように、外部接続部５ｃが上記表出孔８ｄに挿入され、図２（ａ）のように、この表出孔８ｄの開口部から外部接続部５ｃが表出する構成である。その際、外部接続部５ｃと表出孔８ｄの内周面とが絶縁されるように、本実施例では上記外部接続部５ｃと表出孔８ｄの間にＯリング７が介在している。
【００３５】
このＯリング７を構成する材料は絶縁性に優れていれば特に限定されないが、例えばエチレンプロピレンゴム、あるいはブチルゴム（イソブチレンイソプロピレンゴム）等の過酸化物加硫ゴムもしくは、樹脂加硫ゴムなどが用いられる。これら材料を用いることにより、物性として応力緩和が少なく、水分透過性が低いことから、蓄電装置外部から内部への水分浸入の抑制が可能となる。
【００３６】
なお、本実施例では、絶縁板６およびＯリング７を用いて第１フレーム５の上面部５ｂおよび外部接続部５ｃ表面部分の絶縁を行っているが、これに限定されず、上記絶縁板６がブチルゴムなどから成る場合、絶縁板６の一部を伸ばして外部接続部５ｃの側面を覆うように構成することによって、上記Ｏリング７の機能を、絶縁板６に代替させてもよい。これにより、Ｏリング７と絶縁板６とが、一体の部材として構成されるため、Ｏリング７と絶縁板６の界面がなくなり、外部から浸入する水分の浸入経路が減り、蓄電装置内部への水分の浸入を抑制することができる。
【００３７】
この第２フレーム８の上面部８ｂが、上記絶縁板６の上面上に配設されている。そして、第２フレーム８の一対の接続部８ａの内面が、素子１が有する負極３のリード部３ｃの集合体と当接すると共に、接合されている。つまり、本実施例ではリード部３ｃが上記第２電極引出部に該当する。
【００３８】
なお、第１フレーム５および第２フレーム８はアルミニウム板の他にニッケルや鉄、銅などによって構成されていても良い。
【００３９】
また、素子１と接続部５ａ、８ａとを接合する際には、例えば溶接により接合を行うが、その際、素子１の積層方向と平行になるように溶接痕を形成するように溶接を行うことが好ましい。これは、一度の溶接によりリード部２ｃ、３ｃの集合体である正極引出部および負極引出部と接続部５ａ、８ａとの接合点を多く設けることができ、生産性や信頼性の向上を図ることができる。
【００４０】
そして、本実施例では素子１、第１フレーム５、絶縁板６、Ｏリング７、第２フレーム８、これらの部材を有底筒状のケース９に収容している。
【００４１】
そして、本実施例ではこのケース９の開口部を第２フレーム８の上面部により封止した構成である。
【００４２】
上記ケース９の開口部の封止をする際に、ケース９に例えばアルミニウム材を用い、ケース９の外側面から第２フレーム８が配設された箇所へ、図２（ｂ）へ示されている矢印方向へ溶接痕９ｅを形成しながら溶接を行い、ケース９の開口部の封止および第２フレーム８の固定を行う。
【００４３】
上記ケース９は、より容易に溶接を行うことを考慮してアルミニウムのような金属などの導電性を有したものでもよいが、絶縁性を有した材料で構成されていてもよく、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂や、液晶ポリマーでもよい。なお、ケース９が金属などの導電性材料からなる場合、第１フレーム５、第２フレーム８のうちケース９の内面と対向する箇所には絶縁層を介在させる構成が好ましい。この絶縁層を設ける方法として、例えば、ケース９と各フレームの間に樹脂テープ、絶縁性シート、樹脂コート層などを設ける方法がある。
【００４４】
上記のように本実施例の電気二重層キャパシタを一例とする本発明における蓄電装置は、一対のリード部２ｃ、３ｃをそれぞれ有した正極２および負極３がセパレータ４を介在させて積層された素子１と、この素子１の側周面において、対向する２箇所に形成されたリード部２ｃの集合体により構成された一対の正極引出部と、上記正極引出部と直交する方向に対向する２箇所に形成されたリード部３ｃの集合体により構成された一対の負極引出部を備え、これらそれぞれが一対である正極引出部および負極引出部とそれぞれ接合される一対の接続部５ａ、８ａを備えた第１フレーム５および第２フレーム８とを少なくとも備え、この第１フレーム５および第２フレーム８は互いに絶縁され、第１フレーム５の内側表面は素子１と対向し、第１フレーム５の外側表面の一部は第２フレーム８の内側表面の一部と対向していると共に、上記第１フレーム５の外側表面において第２フレーム８と対向する箇所に突出部である外部接続部５ｃを有し、上記第２フレーム８は第１フレーム５と対向する箇所に貫通孔を有し、この貫通孔を介して上記外部接続部５ｃが第２フレーム８の外側表面へ表出している構成である。
【００４５】
上記構成により、本発明における蓄電装置は、これまで正極および負極がそれぞれ素子の一箇所から引き出されていた従来の構成に対して、それぞれの電極において２箇所から電極を引き出すことができるため、引出端子の役割を果たす第１フレーム５および第２フレーム８と接続する上で、接触面積を広げることができ、素子１と第１フレーム５および第２フレーム８の間における接触抵抗を低減させることができる。これは、仮に、一辺の長さをｒとした立方体形状を有した同じ容積の空間に内接するように素子を収容した場合、上記一端辺から電流を取り出す従来の巻回状の素子（概算接続面積：π×ｒ2／４）と比べて、本発明の素子１（概算接続面積：ｒ2×２）は、一方の電極において約２．５５倍の接続面積を得ることができるためである。
【００４６】
さらに、上記従来の素子と比べて、本発明の素子１は各電極の集電抵抗を半減させることができる。その理由を以下に詳しく述べる。
【００４７】
図３は本発明の蓄電装置に用いられる素子１を分解して一方の電極における接合箇所および電極内の集電方向を示した分解図である。
【００４８】
図１４（ａ）は従来の蓄電装置に用いられる素子１００を表した斜視図であり、（ｂ）は同素子を分解して一方の電極における接合箇所および電極内の集電方向を示した上面図である。
【００４９】
図１４（ａ）において、従来の素子１００は、巻回軸方向両端から電流を取り出しているため、この両端部に位置する上記引き出し電極部１０１、１０２において、上記電極引き出し部材（図示なし）と接合される。その際、図１４（ａ）に示される矢印方向へ伸びるようにレーザー溶接などによって接合される。そして、図１４（ｂ）のように、溶接により形成された接合箇所１１０が形成される。この接合箇所１１０は、素子１００が巻回状であるため、巻回軸（図示なし）により近い部分は各接合箇所１１０の間隔が小さい。しかし、巻回軸から遠い部分は、同時に、集電体端部により構成される略円環の径が大きくなるため、接合箇所１１０の間隔が広くなってしまう。この際、図１４（ｂ）に示される矢印のように、電極内を流れる電流は、接合箇所１１０へ到達するために移動する経路が、少なくとも集電体箔の幅の距離Ｗの分だけ要し、加えて、接合箇所１１０の間隔が広い部分はその間隔の距離Ｄだけ移動することを要する。また、特に巻回状の素子１００の最外周近傍に該当する部分は、いくら巻回軸を中心にして放射線状に接合箇所を増やしても、素子１００の最外周近傍に位置する接合箇所１１０の間隔を狭めることは難しい。
【００５０】
上記構成に比べ、図３のように、本発明に用いられる正極２あるいは負極３は、リード部２ｃ、３ｃの一対の端部に接合箇所１０を有する構成となる。これにより、例えば、図１４（ｂ）の電極の集電体箔の幅と同じ大きさに形成したとしても、各電極の両端に形成された接合箇所１０へ移動しようと電極内部を流れる電流の集電経路は、矢印のように約半分になる。また、上記巻回状の素子１００と異なり、本実施例における素子１は積層される各電極において、接合箇所１０どうしの間隔が広がることは少ないため、間隔方向に集電経路が増加することを抑えることができると共に、接合箇所１０の増加によって各接合箇所の間隔を狭めることが容易である。このように本発明の蓄電装置は、素子１内部における集電抵抗を大幅に低減させることができる。
【００５１】
このように蓄電装置として低抵抗化が図れることにより、素子１と、第１フレーム５および第２フレーム８との接合箇所における発熱が抑制され、セパレータ４の炭化や電解液の分解などの性能劣化を抑制させることができる。
【００５２】
さらに、上記のように、第１フレーム５および第２フレーム８を用いることにより、正極２および負極３から計４箇所の電極引出部を形成し、これら電極引出部から短絡を防ぎながら素子１から電極の引き出しを行うことができる。かつ、ケース９により素子１と第１フレーム５、第２フレーム８を収容することにより、気密性の高い蓄電装置を構成することができる。
【００５３】
また、外部接続部５ｃが、第２フレーム８に形成した表出孔８ｄを介して、第２フレーム８の外側表面に表出していることにより、上記のように蓄電装置として低抵抗を維持しつつ、正極２および負極３を外部回路などと接続させるバスバーなどの接続部材（図示なし）と一方で接続させることができるため、本実施例の電気二重層キャパシタを複数個用いて蓄電ユニットを構成する場合や、あるいは他の電子部品（図示なし）と電気的に接続させて電子機器を構成する場合において、一方から両方の電極を引き出せるため、他の電子部品、蓄電装置どうしを接続する接続部材（図示なし）を一方に集約させて配置させることが可能となり、蓄電ユニットや電子機器として低抵抗化および小型化を図ることができる。
【００５４】
両フレームを用いる更なる効果として、本発明の蓄電装置は従来の巻回状の素子を用いた蓄電装置とは異なり、表出孔８ｄの孔径を調整することにより、外部接続部５ｃの表出部分の大きさを自由に調整することができる。これにより、両方の電極を本発明の蓄電装置から引き出す際に、外部端子として十分な接触面積を確保することができる。これにより、接続部材などとの外部回路と本発明の蓄電装置との間の低抵抗化を図ることができる。これにより、本願発明の蓄電装置を用いた蓄電ユニットや電子機器は更に抵抗を低減させることができる。
【００５５】
これは、図１３のように、従来の巻回状の素子１００を用い、この素子１００の巻回軸方向両端部に金属ケース１０４と端子板１０３を接合させてこの素子１００から電極を引き出す構成である蓄電装置は、素子１００と接触抵抗を低減させようとすると、上記端子板１０３の素子１００との接触面の面積は上記素子１００の巻回径から算出される端部の面積より大きい必要があり、かつ、この端子板１０３は上記金属ケース１０４の開口端部を封止する機能も有するため、金属ケース１０４の開口端部に配設される必要がある。そのため、従来の蓄電装置において一方で両方の電極を引き出そうとすると、金属ケース１０４から引き出される一方の電極は、金属ケース１０４の開口端部から引き出される必要がある。このように、端子板１０３の大きさの調整には制限があり、また、金属ケース１０４内部の素子１００の収容効率や蓄電装置として省スペース化を考慮すると、金属ケース１０４の開口端部の接触面積を広げることは困難であるからである。
【００５６】
このように本発明では、蓄電装置の内部抵抗および外部回路との抵抗の抑制に優れるという格別な効果を奏するものである。
【００５７】
なお、素子１と第１フレーム５の上面部５ｂの間や、素子１とケース９の内底面の間にゴム材などの弾性に優れた部材を介在させて、ケース９内における素子１の固定強度向上を図る構成であってもよい。
【００５８】
また、例えば外部接続部５ｃにケース９内部に至る貫通孔（図示なし）を設け、その貫通孔の外側の開口部を塞ぐように自己復帰型の圧力調整弁を配設した構成であってもよい。ただし、この貫通孔の形成箇所は上記に限らない。
【００５９】
なお、本実施例に用いる電解液には、溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などのうち少なくとも一つを用いた溶媒に、電解質として例えばテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＢＦ4）や、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡＢＦ4）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＭＩＢＦ4）、１−エチル−２、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＤＭＩＢＦ4）、１、２、３−トリメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＴＭＩＢＦ4）及び１、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＤＭＩＢＦ4）などのうち少なくとも一つを用いることができるが、特に溶媒、電解質を限定するものではない。
【００６０】
上記のように電解液として用いることに限らず、溶媒中にバインダを含ませ、ゲル状のものを用いた構成や、固体状の電解質を用いた構成であってもよい。
【００６１】
また、集電体２ａ、３ａは上記のアルミニウム箔の他に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、珪素、鉄、銀、鉛、ニッケル、銅、白金、金や、これらの合金を用いてもよい。また、この集電体２ａ、３ａは無処理のプレーン箔でもよいし、電極層２ｂ、３ｂとの接着強度を高めるためにエッチング処理を施したエッチング箔であってもよい。
【００６２】
さらに、電極層２ｂ、３ｂには上記のように活性炭の他に、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩やポリテトラフルオロエチレンなどのバインダやアセチレンブラックなどの導電剤が含まれた方が活性炭どうしの距離の短縮や導電性を向上させることができるため、素子１としてより低抵抗化を図ることができる。
【００６３】
そして、本実施例において用いられる絶縁板６は第１フレーム５および第２フレーム８を絶縁する必要があるが、それぞれのフレームが対向する箇所全てに介在する必要はない。
【００６４】
この絶縁板６の主な機能は、絶縁と封止であり、これら機能を満たすために、少なくとも、第１フレーム５および第２フレーム８が互いに対向する部分に位置すると共に、第２フレーム８の表出孔８ｄの開口部外形より外側に位置し、この外形を囲うように形成されることが好ましい。このように必要最小限だけ形成された絶縁板６を、第１フレーム５および第２フレーム８が、付勢することにより、絶縁および封止が可能となる。従って、本実施例では、Ｏリング７を構成要素の一つとして説明してきたが、必須構成要素ではなく、用いない場合であっても、同様に本発明の蓄電装置として効果を奏する。
【実施例２】
【００６５】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例２および請求項２、８、９に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００６６】
図４は本発明の実施例２における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図５（ａ）は同電気二重層キャパシタの斜視図であり、図５（ｂ）は同電気二重層キャパシタの第２フレーム１８の上面部１８ｂおよび接続部１８ａの接合方法の一例を示した部分正面断面図であり、図５（ｃ）は同電気二重層キャパシタの上面部１８ｂおよび接続部１８ａの接合方法の他の例を示した部分正面断面図である。
【００６７】
本実施例では、図４、図５（ａ）のように素子１と溶接痕１８ｅを形成しながら接合される第２フレーム１８は有底角筒状の接続部１８ａを備えるとともに、接続部１８ａの開口部に接合されてこの開口部を封止する板状の蓋体である上面部１８ｂにより構成されている。そして、この上面部１８ｂは実施例１の第２フレーム８の表出孔８ｄのように厚み方向へ形成された表出孔１８ｄを有している。さらに上面部１８ｂは、実施例１の外部接続部８ｃのように、この表出孔１８ｄの外側の開口部を囲うように配設された外部へ突出した外部接続部１８ｃを備え、実施例１と同様に、電気二重層キャパシタの一方から外部へ正極および負極を取り出すことが可能となっている。
【００６８】
この外部接続部１８ｃの形成方法は実施例１の外部接続部５ｃと同様のものを用いることができる。また、第１フレーム５は実施例１と同様に略コの字状のものを用いている。
【００６９】
さらに図５（ｂ）のように、上面部１８ｂと接続部１８ａを接合する場合、この上面部１８ｂを接続部１８ａの開口端部上に載置し、上面部１８ｂの端辺を溶接して接合し、図５（ａ）のように、溶接痕１８ｆを形成する構成や、図５（ｃ）のように、上面部１８ｂの外形が接続部１８ａの開口面の外形より小さくなるように構成し、また接続部１８ａの開口端の内側に切り欠き部１８ｇを形成し、この切り欠き部１８ｇへ上面部１８ｂを係止し、係止された上面部１８ｂを図５（ｃ）に記載された矢印方向へ溶接を行い図５（ａ）のように溶接痕１８ｆを形成する構成などでもよい。
【００７０】
図５（ｂ）のように接合することにより、工数少なく接合を行うことができるため、生産性向上を図ることができる。また、図５（ｃ）のように接合することにより、上面部１８ｂの位置決めが容易となるため、電気二重層キャパシタとして接合の信頼性を高めることができる。
【００７１】
本実施例では、素子１から正極２および負極３がそれぞれ２箇所から引き出される構成であるが、実施例１と異なり、素子１から電極を引き出す第２フレーム１８が接続部１８ａおよび上面部１８ｂによって構成されることにより、素子１を収容する外装部材の機能も同時に果たしている。
【００７２】
この構成により、本実施例の電気二重層キャパシタは、実施例１と同様に低抵抗化を図ることができることに加え、実施例１と比べて部品点数が減るため、電気二重層キャパシタとして、低コスト化および生産性向上を図ることができる。
【００７３】
また、外部接続部１８ｃを形成する際、板材である上面部１８ｂだけを持ち運びして形成することができるので、実施例１の蓄電装置と比べて生産性向上を図ることができる。
【００７４】
なお、本実施例において、素子１を収容する機能も果たす第２フレーム１８は一方の極性を有した構成となる。従って、素子１と共に第２フレーム１８内部に収容される第１フレーム５は第２フレーム１８の内面と当接しないように第１フレーム５の上面部５ｂの外形が、有底角筒状である第２フレーム１８の接続部１８ａの筒状部分の内形より小さくなるように構成する必要がある。あるいは、接続部５ａ、１８ａの間など当接し易い箇所へ絶縁性に優れた部材を介在させ、絶縁を図る構成でもよい。介在させる絶縁部材としては、電解質が溶媒および溶質から構成される電解液を用いる場合などは、その電解液と常時接触する可能性も考慮して、例えば電解液との反応性が低い変性ポリプロピレンやポリメチルペンテンなどが挙げられる。
【実施例３】
【００７５】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例３および請求項５に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００７６】
図６は本発明の実施例３における電気二重層キャパシタの分解斜視図であり、図７は同電気二重層キャパシタの斜視図である。
【００７７】
本実施例では、図６のように第２フレーム２８が、角筒状の接続部２８ａとその接続部２８ａの上部を覆うように上面部２８ｂから構成され、側面と天面を備えた略筐体状の金属部材である。
【００７８】
そして、この上面部２８ｂは実施例１の第２フレーム８の表出孔８ｄのように厚み方向へ形成された表出孔２８ｄを有している。さらに上面部２８ｂは、この表出孔２８ｄの外側の開口部を囲うように配設された外部へ突出した外部接続部２８ｃを備え、実施例１と同様に、電気二重層キャパシタの一方から外部へ正極および負極を取り出すことが可能となっている。
【００７９】
なお、第１フレーム５は実施例１と同様に略コの字状のものを用いる。
【００８０】
そして、本実施例における電気二重層キャパシタは、上記接続部２８ａの下側の開口部を封止するために、板状である底板２９を用いて上記第２フレーム２８の下側の開口端部と接合する構成である。この構成により、第２フレーム２８および底板２９によって素子１を収容する機能を果たす。
【００８１】
本実施例において用いられる底板２９にまず求められる機能は、接続部２８ａの下側の開口部を封止することである。底板２９に軽い材質を用いることにより、軽量化を図ることができる。底板２９の曲げ弾性率および第２フレーム２８の下側開口部の封止を考慮すると、アルミニウムなどの金属材料などが好ましい。
【００８２】
上記底板２９を第２フレーム２８に接合する際には、実施例２の第２フレーム１８の上面部１８ｂを接続部１８ａへ接続するように、底板２９上面に第２フレーム２８の接続部２８ａの下端が配設され、底板２９の底面側から溶接などによって底板２９および第２フレーム２８を接合させる方法や、筒状である接続部２８ａの下端において、厚み方向の内側に環状の切り欠きを形成し、この環状の切り欠きへ底板２９が、底板２９の底面と接続部２８ａの下端面が面一となるように収容され、接続部２８ａの外表面側から溶接する方法をとることにより、底板２９を容易に固定できるため、安定して接合させることができ、蓄電装置の外装体として封止強度を向上させることができる。
【００８３】
なお、本実施例では第２フレーム２８の上面部２８ｂは筒状である接続部２８ａと一体になったものを用いたが、これに限定されず、上面部２８ｂが接続部２８ａに接合されたものであってもよい。また、本実施例において、上面部２８ｂを第２フレーム２８の天面に位置するとして説明を行ったが、これに限定されず、本実施例の蓄電装置を配置する際に上記上面部２８ｂが下側に位置するように配置した場合は、名称が上部面２８ｂであっても本実施例における蓄電装置の底面となる。
【実施例４】
【００８４】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例４および請求項１０に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００８５】
図８は本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した分解斜視図である。
【００８６】
図８のように、本実施例では、実施例１と同様の素子１を用い、実施例１のように対向する一対の接続部３５ａを有し、これら接続部３５ａが板状の上面部３５ｂにより中継されたコの字状の接続部材である第１フレーム３５と素子１の正極２が接続されており、有底筒状であり筒部の内側面の対向する２箇所を接続部３８ａとした第２フレーム３８と素子１の負極３が接続されている。
【００８７】
それぞれ素子１と接続されたこれら第１フレーム３５および第２フレーム３８は、第１フレーム３５の上面部３５ｂの内面と、有底筒状である第２フレーム３８の底面部３８ｂの内底面とが素子１を介在させて対向するように配置され、第１フレーム３５と共に素子１を第２フレーム３８が収容するように構成されている。なお、本実施例は実施例２のように、第２フレーム３８内において、接続部３５ａの外表面と、第２フレーム３８の内面の一部が互いに対向する構成となる。従って、この対向する箇所については、特に上記実施例２のように、変性ポリプロピレンなどの絶縁材料を介在させる必要がある。
【００８８】
第１フレーム３５は、蓄電装置を構成後、外部接続における自由度を高めるため、外部端子の機能を果たす突起状の外部接続部３５ｃを上面部３５ｂの外表面上に形成することが好ましい。
【００８９】
本実施例の外部接続部３５ｃは、上記実施例１〜３と異なり、第２フレームに設けられた貫通孔から外部へ表出させる必要がないため、少なくとも、外部接続部３５ｃの頂点が、有底筒状の第２フレーム３８の開口端の頂点よりも高くなるように構成されることが好ましい。因みに、本実施例では、例えば上面部３５ｂに設けられた平板状の突起を外部接続部３５ｃとして構成する。
【００９０】
図９（ａ）は本発明の実施例４における電気二重層キャパシタを示した斜視図であり、図９（ｂ）は、第２フレーム３８に外部接続部３８ｃを設けた本発明の実施例４における電気二重層キャパシタの斜視図である。
【００９１】
図９（ａ）において、本実施例における電気二重層キャパシタは、一つの蓄電装置を構成するために、第２フレーム３８の開口部から表出した第１フレーム３５の上面部３５ｂと第２フレーム３８の開口部の間に、樹脂などの絶縁材料から成る封止絶縁材３７が介在すると共に融着されて封止されている。
【００９２】
因みに、各接続部３５ａ、３８ａと素子１との接合については、他の実施例と同様に、素子１の積層方向に対して、平行方向に溶接痕３８ｅなどが形成されていることが好ましい。なお、この図９（ａ）において、接続部３５ａに形成される溶接痕の図示は省略されている。
【００９３】
以上により、本実施例の電気二重層キャパシタが構成される。
【００９４】
上記構成により、本実施例における電気二重層キャパシタは、他の実施例と同様に、素子１と各フレーム間における接続抵抗および集電抵抗を抑制させることができると共に、他の実施例と比べて、部品点数が少なく電気二重層キャパシタを構成できるため、生産性が向上する。
【００９５】
また、図９（ｂ）のように、例えば、第２フレーム３８と一体であり、第２フレーム３８の開口部の一端が折り曲げられて形成された金属片部である外部接続部３８ｃが設けられた構成であってもよい。この外部接続部３８ｃは、折り曲げられて、上記封止絶縁材３７を介して、上記第１フレーム３５の上面部３５ｂ上に配置される。
【００９６】
これにより、本実施例における電気二重層キャパシタは、外部接続部３５ｃ、３８ｃが同方向に設けられることとなるため、一対の電極を一方の方向から引き出すことができ、外部回路や本実施例の電気二重層キャパシタを複数個用意して蓄電ユニットを構成した場合、バスバー（図示なし）などを用いて行う接続に必要なスペースが省略できるため、蓄電ユニットを構成する上で小型化が可能である。
【実施例５】
【００９７】
以下に、図面を用いながら本発明の実施例５および請求項１３に記載の発明の説明を行うが、本発明は下記の内容に限定されない。また、上記実施例１と同じ構成要素については実施例１と同じ符号を付与して説明を行う。
【００９８】
図１０は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる第１フレーム５と正極４２が当接する前の様子を示した正面断面図である。
【００９９】
本実施例では、図１０のように正極４２の集電体４２ａの電極引き出し方向（リード部対向方向）の両端の距離が第１フレーム５の一対の接続部５ａの距離より長くしている。
【０１００】
この構成により、接続部５ａの内面とリード部４２ｃを当接させる時に、本実施例における集電体４２ａは、リード部４２ｃが収まらないため、接続部５ａの内面に圧接されたリード部４２ｃどうしが折曲がって重なり合った状態（スウェージ部４２ｄ）で接続部５ａの内面と当接する構成となる。
【０１０１】
この構成により本実施例における電気二重層キャパシタは、リード部３ｃの端部のみが当接し接合される実施例１と比べ、リード部４２ｃの端部を押圧しながら当接するようにスウェージ部４２ｄを形成することにより、リード部４２ｃの端部付近の集電体４２ａは重なるように押し倒され、この結果第１フレーム５の接続部５ａとリード部４２ｃとの接触面積が大となり、前記スウェージ部４２ｄにおいては集電体４２ａが密集した（集電体４２ａどうしの隙間が狭まり密度が大きい）状態となるため、レーザー溶接による集電体４２ａの溶断の防止や、第１フレーム５の接続部５ａに孔が開くことを防止することができ、ものつくりの信頼性を向上させることができるものである。
【０１０２】
また、リード部４２ｃにおいてより容易にスウェージ部４２ｄを形成するために、予めリード部４２ｃ上に屈曲部分（図示なし）、もしくは切り込み（図示なし）などを入れ、第２フレーム８、もしくは第１フレーム５にスライド挿入することにより得てもよいし、もしくは、上記屈曲部分、もしくは切り込みからリード部４２ｃの端までを優先的に折り曲げるなど行ってもよい。
【０１０３】
なお、リード部４２ｃに上記屈曲部分を形成する方法として、例えば、リード部４２ｃの所望の位置にローラー（図示なし）などを押し当てることにより、リード部４２ｃ側の電極層４２ｂの端辺と平行方向に形成する方法などがある。
【０１０４】
また、リード部４２ｃに上記切り込みを形成する方法として、例えば、リード部４２ｃの端辺を形成するスリット加工と同時にカットローラー（図示なし）などを押し当てることでリード部４２ｃ側の電極層４２ｂの端辺に対して平行方向にリード部４２ｃ上に形成する方法などがある。
【０１０５】
なお、本実施例では正極４２および接続部５ａを用いて説明を行ったが、実施例１における負極３と接続部８ａとの間においても同様の構成を用いて、同様にものつくりの信頼性を向上させることができるものである。
【実施例６】
【０１０６】
以下に、図面を用いて実施例６と請求項１４に記載の発明について説明を行うが、以下の内容に限定されない。
【０１０７】
図１１は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる素子５１を形成する様子を示した分解斜視図である。
【０１０８】
図１２（ａ）は本実施例における電気二重層キャパシタに用いられる素子５１と第１フレーム５５と第２フレーム５８の上面断面図であり、図１２（ｂ）は実施例１における電気二重層キャパシタに用いられる素子１の上面断面図である。
【０１０９】
図１１、図１２（ａ）のように、本実施例における電気二重層キャパシタは、実施例１において端部が辺により構成された正極２および負極３のリード部２ｃ、３ｃに対して、接続部５５ａ、５８ａと当接する端部が円弧状となるようにリード部５２ｃ、５３ｃを形成したものである。
【０１１０】
これにより、接続部５ａ、８ａが平板状だった実施例１に対して、本実施例の接続部５５ａ、５８ａは正極５２および負極５３に形成されたリード部５２ｃ、５３ｃの形状に即して曲面を形成する構成となる。そして、第１フレーム５および第２フレーム８、ケース９によりブロック体を形成した実施例１に対して、本実施例は、電気二重層キャパシタの側面に該当する第１フレーム５５、第２フレーム５８の接続部５５ａ、５８ａの少なくとも一部に曲面が形成された蓄電装置を形成することができる。
【０１１１】
これは、これら曲面の内表面には接続部５５ａ、５８ａとしてリード部５２ｃ、５３ｃと電気的に接続した接合箇所が形成されている。この接合箇所は、本発明の蓄電装置を使用して充放電した場合、蓄電装置内部で発生した熱が内部から外部へ伝わる際に、熱の伝達経路となる。そして、蓄電装置の外表面の中で特に温度が高くなるこの接合箇所を積極的に冷却して、冷却効率を高めることができるためである。
【０１１２】
このように接続部５５ａ、５８ａに曲面が形成された本実施例における電気二重層キャパシタは、複数個並列に配置してユニットを形成し、接続部５５ａ、５８ａを側面として冷媒を用いて冷却など行う場合、各本実施例の電気二重層キャパシタの並列方向に上記冷媒を流すと、冷媒は各本実施例の電気二重層キャパシタの有する接続部５５ａ、５８ａの曲面に従って、この曲面の外周を覆うように通過していく。
【０１１３】
図１２（ｂ）において、実施例１などの様にブロック体の電気二重層キャパシタを構成すると、このブロック体の電気二重層キャパシタを複数個並列させてユニットを構成する場合、容積効率を考慮して平面である各接続部５ａ、８ａが対向し、近接するように並列させることが一般的である。このようにブロック体の電気二重層キャパシタによってユニットを構成すると、他の接続部５ａ、８ａと対向していない接続部５ａ、８ａの外表面が、冷媒によって優先的に冷却されることになる。これに対して、本実施例のように素子５１との接合箇所が曲面である電気二重層キャパシタは、図１２（ａ）のように、実施例１のようなブロック体の電気二重層キャパシタに比べて、側面が曲面であるため表面積が拡大し、かつ、冷媒が通過するスペースの確保が容易となるため電気二重層キャパシタの冷却性能を高めることができ、これにより、電気二重層キャパシタの信頼性を高めることができる。
【０１１４】
なお、本発明は電気二重層キャパシタに限定されることはなく、電解質のカチオンとしてリチウムイオンを用い、負極の電極層に含まれる炭素材料にリチウムを吸蔵させ、かつ、正極は電気二重層キャパシタの正極を用いて充放電を行う電気化学キャパシタや、同様に、リチウム二次電池を始めとする夫々の電極層の集電部材として金属部材を主に用いた蓄電池に応用しても上記のような蓄電装置として低抵抗化の実現という格別な効果を奏することができる。
【０１１５】
以上のように、本発明における蓄電装置は、シート状の正極および負極の間にセパレータを介在させて積層されて外周面の対向する２箇所に形成されて第１の電極から電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部と異なる外周面の対向する２箇所に形成されて第２の電極から電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、かつこの第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設されて前記第２フレームが前記第１フレームの外表面を覆うように配置され、これら第１、第２フレームが対向したフレーム対向部が形成され、このフレーム対向部において、前記第２フレームに貫通孔が設けられ、この貫通孔から前記第１フレームの一部が表出したことを特徴としている。
【０１１６】
これにより、素子と蓄電装置内部で素子から電極を取り出す第１、第２フレームとの接触抵抗を低減できると共に、それぞれの電極を引き出した第１、第２フレームを第１フレームの突出部が第２フレームに設けられた貫通孔を介して表出させた構成であるため、正極および負極を引き出した第１、第２フレームを同方向に表出させることができ、外部回路などとの接続が蓄電装置として一方向で行えるため、蓄電装置との接続に要するスペースを抑えることができ、本発明の蓄電装置を用いた蓄電ユニットあるいは電子機器は小型化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明における蓄電装置は、シート状である各電極の対向する両端からそれぞれの電極を引き出す素子と、このシート状の電極から電極を引き出す一対の接続部を備えた第１のフレームおよび第２のフレームを少なくとも備え、これにより、素子から第１のフレームおよび第２のフレームを用いて電極を引き出す際の接触面積を増やし、低抵抗化が達成されたものである。
【０１１８】
従って、本発明における蓄電装置は、短時間でより多くの電力を取り出すことを要する電子機器や電気自動車などの移動体での利用が期待される。
【符号の説明】
【０１１９】
１、５１ 素子
２、４２、５２ 正極
２ａ、３ａ、４２ａ 集電体
２ｂ、３ｂ、４２ｂ 電極層
２ｃ、３ｃ、４２ｃ、５２ｃ、５３ｃ リード部
３、５３ 負極
４ セパレータ
５、３５、５５ 第１フレーム
５ａ、８ａ、１８ａ、２８ａ、３５ａ、３８ａ、５５ａ、５８ａ 接続部
５ｂ、８ｂ、１８ｂ、２８ｂ、３５ｂ 上面部
５ｃ、８ｃ、１８ｃ、２８ｃ、３５ｃ、３８ｃ 外部接続部
６ 絶縁板
６ａ 通過孔
７ Ｏリング
８、１８、２８、３８、５８ 第２フレーム
８ｄ、１８ｄ、２８ｄ 表出孔
９ ケース
９ｅ、１８ｅ、１８ｆ、２８ｅ、３８ｅ 溶接痕
１０ 接合箇所
１８ｇ 切り欠き部
２９ 底板
３７ 封止絶縁材
４２ｄ スウェージ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の一対の電極の間にセパレータが介在するように積層されると共に外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極を引き出した一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部を除いた前記外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、
前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、かつこの第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設されて前記第２フレームが前記第１フレームの外表面を覆うように配置され、これら第１、第２フレームが対向したフレーム対向部が形成され、このフレーム対向部において、前記第２フレームに貫通孔が設けられ、この貫通孔から前記第１フレームの一部が表出した蓄電装置。
【請求項２】
シート状の一対の電極の間にセパレータが介在するように積層されると共に外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部を除いた前記外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、
前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、この第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設され、かつ、前記第２フレームが前記素子および前記第１フレームの外表面の一部を覆うように配設され、
前記第２フレームが少なくとも底部と筒部を有すると共に、前記第１フレームと共に前記素子が前記第２フレームに収容され、前記一対の第２接続部が前記第２フレームの筒部の内面に形成された蓄電装置。
【請求項３】
前記第２フレームの貫通孔から表出する前記第１フレームの一部に、前記貫通孔を介して外部へ突出した端子部が設けられた請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１、第２フレームがそれぞれ、平面部の両端をそれぞれ折り曲げて対向した一対の接続部が形成されたコの字型の金属材料から成り、この第１フレームの平面部を前記第２フレームの平面部が覆う様に構成され、前記第１、第２フレームの接続部の位置が略９０度回転した状態で配置され、前記電解質を含んだ素子と共に前記第１、第２フレームを収容した有底筒状の外装ケースを備えた請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第２フレームが筒部と底部を少なくとも備え、前記筒部の内面に前記一対の第２電極引出部が形成され、前記底部が前記第１フレームと共に前記フレーム対向部を形成する請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記第２フレームの筒部の開口部に第２フレームを封止する蓋体を設けた請求項５に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記第１フレームに形成された端子部を第１端子部とし、前記第２フレームにおいて前記貫通孔が形成された箇所の外側表面に、前記第１端子部と同方向に突出した第２端子部が形成された請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記第１フレームの一部が表出するように前記第２フレームの開口部を覆う蓋体を備え、前記蓋体が前記第２フレームと同じ材料又は第２フレームより比重が小さい材料により構成された請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記第１フレームが、一対の対向部とこの対向部を繋ぐ中継部から構成されたコの字型の金属部材であり、これら一対の対向部が前記第１接続部である請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１０】
前記第２フレームの開口端部に形成されると共に、前記第２フレームの外側から内側に向かって折り曲げられた端子部が設けられた請求項９に記載の蓄電装置。
【請求項１１】
前記素子は複数枚の前記一対の電極がその間に前記セパレータが介在した状態で交互に積層されて構成された請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１２】
前記一対の電極が夫々、シート状の金属から成る集電体と、この集電体の表面に形成された電極部から成り、これら一対の電極夫々に備えられた集電体の対向する端辺に前記集電体が表出した一対の集電体表出部が形成され、前記一方の電極に形成された一対の集電体表出部が前記第１電極引出部であり、前記他方の電極に形成された一対の集電体表出部が前記第２電極引出部である請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１３】
前記第１、第２フレームに夫々形成された一対の接続部の対向距離が、前記集電体の電極引き出し方向両端の距離より小さい請求項１２に記載の蓄電装置。
【請求項１４】
前記一対の電極それぞれに形成された集電体表出部の前記接続部と当接する端辺が円弧状である請求項１２に記載の蓄電装置。
【請求項１】
シート状の一対の電極の間にセパレータが介在するように積層されると共に外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極を引き出した一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部を除いた前記外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、
前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、かつこの第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設されて前記第２フレームが前記第１フレームの外表面を覆うように配置され、これら第１、第２フレームが対向したフレーム対向部が形成され、このフレーム対向部において、前記第２フレームに貫通孔が設けられ、この貫通孔から前記第１フレームの一部が表出した蓄電装置。
【請求項２】
シート状の一対の電極の間にセパレータが介在するように積層されると共に外周面の対向する２箇所に形成されて一方の電極を引き出す一対の第１電極引出部と、これらの第１電極引出部を除いた前記外周面の対向する２箇所に形成されて他方の電極を引き出す一対の第２電極引出部を備えた素子と、この素子の内部に含まれた電解質とを少なくとも備え、
前記一対の第１電極引出部に夫々接合された一対の第１接続部を有した第１フレームと、前記一対の第２電極引出部に夫々接合された一対の第２接続部を有した第２フレームとが設けられ、これら第１フレームおよび第２フレームは互いに絶縁され、この第１フレームが前記素子の一部を覆うように配設され、かつ、前記第２フレームが前記素子および前記第１フレームの外表面の一部を覆うように配設され、
前記第２フレームが少なくとも底部と筒部を有すると共に、前記第１フレームと共に前記素子が前記第２フレームに収容され、前記一対の第２接続部が前記第２フレームの筒部の内面に形成された蓄電装置。
【請求項３】
前記第２フレームの貫通孔から表出する前記第１フレームの一部に、前記貫通孔を介して外部へ突出した端子部が設けられた請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第１、第２フレームがそれぞれ、平面部の両端をそれぞれ折り曲げて対向した一対の接続部が形成されたコの字型の金属材料から成り、この第１フレームの平面部を前記第２フレームの平面部が覆う様に構成され、前記第１、第２フレームの接続部の位置が略９０度回転した状態で配置され、前記電解質を含んだ素子と共に前記第１、第２フレームを収容した有底筒状の外装ケースを備えた請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第２フレームが筒部と底部を少なくとも備え、前記筒部の内面に前記一対の第２電極引出部が形成され、前記底部が前記第１フレームと共に前記フレーム対向部を形成する請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記第２フレームの筒部の開口部に第２フレームを封止する蓋体を設けた請求項５に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記第１フレームに形成された端子部を第１端子部とし、前記第２フレームにおいて前記貫通孔が形成された箇所の外側表面に、前記第１端子部と同方向に突出した第２端子部が形成された請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記第１フレームの一部が表出するように前記第２フレームの開口部を覆う蓋体を備え、前記蓋体が前記第２フレームと同じ材料又は第２フレームより比重が小さい材料により構成された請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記第１フレームが、一対の対向部とこの対向部を繋ぐ中継部から構成されたコの字型の金属部材であり、これら一対の対向部が前記第１接続部である請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１０】
前記第２フレームの開口端部に形成されると共に、前記第２フレームの外側から内側に向かって折り曲げられた端子部が設けられた請求項９に記載の蓄電装置。
【請求項１１】
前記素子は複数枚の前記一対の電極がその間に前記セパレータが介在した状態で交互に積層されて構成された請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１２】
前記一対の電極が夫々、シート状の金属から成る集電体と、この集電体の表面に形成された電極部から成り、これら一対の電極夫々に備えられた集電体の対向する端辺に前記集電体が表出した一対の集電体表出部が形成され、前記一方の電極に形成された一対の集電体表出部が前記第１電極引出部であり、前記他方の電極に形成された一対の集電体表出部が前記第２電極引出部である請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項１３】
前記第１、第２フレームに夫々形成された一対の接続部の対向距離が、前記集電体の電極引き出し方向両端の距離より小さい請求項１２に記載の蓄電装置。
【請求項１４】
前記一対の電極それぞれに形成された集電体表出部の前記接続部と当接する端辺が円弧状である請求項１２に記載の蓄電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６００５２（Ｐ２０１２−６００５２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４１５１（Ｐ２０１０−２０４１５１）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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