電気二重層キャパシタ
【課題】放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図った電気二重層キャパシタを提供することを課題とする。
【解決手段】電気二重層キャパシタ１は、一対の平板状端子１０Ａ（正極端子）及び１０Ｂ（負極端子）を有する。平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間には、両面に活性層１１を有する複数の集電電極１２が絶縁層１４を介して積層される。各集電電極１２は、タブ１３を介して、積層方向において交互に平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。各集電電極１２Ａ及び１２Ｂの間には、集電電極１２Ａの活性層１１、絶縁層１４、及び、集電電極１２Ｂの活性層１１がこの順に配列され、電気二重層容量を有する単位セルが形成される。また、各単位セルは、並列接続されるとともに積層されて積層体を構成しており、この積層体が積層セル１５となる。
【解決手段】電気二重層キャパシタ１は、一対の平板状端子１０Ａ（正極端子）及び１０Ｂ（負極端子）を有する。平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間には、両面に活性層１１を有する複数の集電電極１２が絶縁層１４を介して積層される。各集電電極１２は、タブ１３を介して、積層方向において交互に平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。各集電電極１２Ａ及び１２Ｂの間には、集電電極１２Ａの活性層１１、絶縁層１４、及び、集電電極１２Ｂの活性層１１がこの順に配列され、電気二重層容量を有する単位セルが形成される。また、各単位セルは、並列接続されるとともに積層されて積層体を構成しており、この積層体が積層セル１５となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性を改善した電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大容量を実現できる電気二重層キャパシタは、例えば電気自動車をはじめとする車両等に利用されている。
【０００３】
一般的な電気二重層キャパシタは、活物質からなる電極がセパレータと重ねられて捲回又は積層され、電解質溶液とともに樹脂や絶縁紙等で固縛されている。この固縛された状態の捲回電極又は積層電極は、アルミ筐体中に封止され、その外部には複数対の正負電極を結束した電荷取り出し用の端子のみが露出している。この電荷取り出し用の端子は、導線を介して外部負荷と接続するための端子であり、導線を接続するための必要最小限の大きさである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電気二重層キャパシタにおいて、瞬時に大電流による放電又は充電を行うハイレート充放電を行うと、内部電極及びその周辺で多大な熱が生じる。しかしながら、内部電極には放熱機構は設けられておらず、また、内部電極を密封する樹脂や絶縁紙等は熱伝導性が低く、内部電極で発生した熱が筐体内部にこもるため、電極の温度が上昇し、電解質溶液や電極の劣化が進み、これにより静電容量の低下や内部抵抗の上昇等の性能劣化が生じる可能性がある。
【０００５】
この対策として、一般的には、強力な冷却装置によるキャパシタ本体の冷却、又は、入出力電力の制限による最大能力以下でのキャパシタの利用等が行われている。このような電気二重層キャパシタにおいて、省エネルギの観点から冷却の必要性を低減し、かつ性能を十分に引き出すためには、キャパシタ内部の活物質からの発熱による温度上昇を抑制する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図った電気二重層キャパシタ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】
【０００７】
本発明の一局面の電気二重層キャパシタは、正極電極及び負極電極の間に、第１活性層、絶縁層、及び第２活性層がこの順に配設され、電解質溶液に含浸される単位セルの積層体である積層セルと、前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される一対の平板状端子と、前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記一対の平板状端子の間を密封する囲繞部とを含む。
【０００８】
また、前記一対の平板状端子が外装をなしてもよい。
【０００９】
また、前記一対の平板状端子の各々は、互いに逆方向となる第１方向及び第２方向に延伸される延伸部を含んでもよい。
【００１０】
また、前記延伸部は、前記平板状端子と同一の幅を有してもよい。
【００１１】
また、前記一対の平板状端子の合計の厚さは、前記積層セルに含まれるすべての前記正極電極及び前記負極電極の合計の厚さの１／２以上であってもよい。
【００１２】
また、前記平板状端子の幅は、前記積層セルの幅より広くてもよい。
【００１３】
また、前記囲繞部は、前記積層セルと絶縁され、前記一対の平板状端子の間を密封するラミネートフィルム、又はパッキンであってもよい。
【００１４】
また、前記積層セルに含まれる複数の前記正極電極及び前記負極電極は、前記積層方向において、交互に配設されており、前記正極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第１平板状端子に接続され、かつ、前記負極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第２平板状端子に接続されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図った電気二重層キャパシタを提供できるという特有の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の電気二重層キャパシタを適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）は要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１は、一対の平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを有する。この平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、例えば、長さ（紙面中の左右方向の長さ）２００ｍｍ、幅（紙面を貫く方向の長さ）２００ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度のアルミニウム製の平板状の端子であり、片方の面（図中、平板状端子１０Ａの下側の面と、平板状端子１０Ｂの上側の面）に活性層１１が形成される。なお、平板状端子１０Ａの上側の面と、平板状端子１０Ｂの下側の面とは、電気二重層キャパシタ１の外装面をなす。
【００１９】
平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、平板状端子１０Ａが電気二重層キャパシタ１の正極端子、平板状端子１０Ｂが負極端子となり、図示しない充電用の外部電流源が接続される。
【００２０】
平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間には、両面に活性層１１を有する複数の集電電極１２が絶縁層１４を介して積層される。この集電電極１２は、アルミニウム製の極薄いシート状の電極であり、例えば、長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ３０μｍ程度である。また、集電電極１２の両面に形成又は貼着される活性層１１は、例えば、厚さ１００μｍ程度の活性炭で構成される。
【００２１】
各集電電極１２は、タブ１３を介して、積層方向において交互に平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。図１（ａ）には、タブ１３が、それぞれ、集電電極１２の一方の側と他方の側（図中、左右）で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される形態を示す。各集電電極１２に接続されるタブ１３は、それぞれ、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接される（図１（ｂ）参照）。平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に配設される活性層１１、集電電極１２、絶縁層１４は、電解質溶液に含浸される。
【００２２】
このような構成により、集電電極１２のうち平板状端子１０Ａに接続される集電電極１２Ａは正極電極となり、平板状端子１０Ｂに接続される集電電極１２Ｂは負極電極となる。すなわち、各集電電極１２Ａ及び１２Ｂの間には、集電電極１２Ａの活性層１１、絶縁層１４、及び、集電電極１２Ｂの活性層１１がこの順に配列され、電気二重層容量を有するセル（以下、単位セル）が形成される。また、各単位セルは、並列接続されるとともに積層されて積層体を構成しており、この積層体が積層セル１５となる。
【００２３】
なお、平板状端子１０Ａと集電電極１２Ｂとの間にも単位セルが形成され、同様に、平板状端子１０Ｂと集電電極１２Ａとの間にも単位セルが形成されるが、これらは必ずしも必要ではない。例えば、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂには活性層１１が形成されなくてもよく、これに加えて、最上層の集電電極１２Ｂには下側の面にだけ活性層１１が形成されてもよく、また、最下層の集電電極１２Ａには上側の面だけに活性層１１が形成されてもよい。
【００２４】
図２は、本実施の形態の二重層キャパシタの集電電極とタブを示す図である。タブ１３は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂを平板状端子１０Ａ及び１０Ｂにそれぞれ接続するための部材であり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと同一の幅を有していてもよいし、ここには図示しないが、集電電極１２Ａ及び１２Ｂよりも広い幅を有していてもよいし、また、熱伝導性を損なわない範囲で狭い幅を有するようにしてもよい。また、このタブ１３は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと同一部材で一体成形されていてもよいし、集電電極１２Ａ及び１２Ｂに接続される別体の部材であってもよい。
【００２５】
図３は、本実施の形態の電気二重層キャパシタの絶縁層の構造を概念的に示す図である。
【００２６】
絶縁層１４は、例えば、天然セルロース等の単繊維や複合繊維であって、イオン透過性のある絶縁体で構成されていればよく、電気二重層キャパシタ１のセパレータとして機能するものである。
【００２７】
この絶縁層１４は、集電電極１２と略同一の幅（紙面を貫く方向の長さ）を有し、一層の繊維シートを図２に示すように折り畳み、折り畳んだ繊維シートの間に集電電極１２が挟まれるようにして配設される。なお、図２には、説明の便宜上、完全に折り畳む前の状態を示しており、各集電電極１２は、平面視において各集電電極１２の活性層１１が略完全に重なるように配設される。
【００２８】
図４は、本実施の形態の電気二重層キャパシタの囲繞部の構造を示す図である。
【００２９】
この積層セル１５は、矩形環状の絶縁パッキン１６によって積層方向の側方（四方）が囲繞され、また、積層方向にある一対の面（すなわち、最上層の集電電極１２の上面と最下層の集電電極１２の下面）において平板状端子１０Ａ及び１０Ｂによって狭持され、この状態で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂをネジ止めすることにより、電解質溶液が漏れないように密封される。
【００３０】
このように積層セル１５を密封する際に、図４に示すように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと絶縁パッキン１６との間にタブ１３を挟んでもよい。これにより、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとタブ１３との接続強度を向上させることができる。なお、この場合、タブ１３を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接しなくてもよい。
【００３１】
このような電気二重層キャパシタ１において、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを介して外部電流源より充電を行うと、外部電流源から供給される電荷（電子と正孔）は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂに到達する。各単位セル内の活性層１１の細孔は、電解質溶液に含浸されているため、正極電極となる集電電極１２Ａには電解質溶液中のアニオン（陰イオン）が移動し、負極電極となる集電電極１２Ｂにはカチオン（陽イオン）が移動する。これにより、充電が完了する。なお、放電は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂにモータ等の負荷を接続して充電とは逆の過程が行われることによって実現される。
【００３２】
このような本実施の形態の電気二重層キャパシタ１では、タブ１３と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが接続されているので、内部で生じる熱がタブ１３を通じて平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに伝導して放熱される。従来の電気二重層キャパシタでは、内部の熱を逃がすための機構は備えられておらず、また、内部電極は外部端子に接続されているものの、接続経路における熱的抵抗は大きく、さらに、外部端子の大きさは小さく、放熱性は考慮されていなかった。このため、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１によれば、冷却の必要性を低減しつつ、内部温度の上昇を抑制して電気二重層キャパシタ１の性能の改善を図ることができる。
【００３３】
また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが外装をなし、また、積層セル１５と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとの間に、従来の電気二重層キャパシタのように樹脂層、絶縁紙、あるいは筐体が存在せず、活性層１１及び絶縁層１４が存在するだけである。これらは、従来の電気二重層キャパシタに含まれていた樹脂、絶縁紙、あるいは筐体に比べれば遙かに薄いため、放熱性はさらに改善される。
【００３４】
以上では、集電電極１２Ａ及び１２Ｂは、タブ１３を介して、集電電極１２の一方の側と他方の側（図中、左右）で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される形態について説明したが、タブ１３の幅が狭い場合は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへの接続を同一側（例えば、図１における右側、又は、左側）で行ってもよい。
【００３５】
図５は、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１のタブ１３の接続の仕方の変形例を示す図である。この図は、電気二重層キャパシタ１を平面視で示す透過図である。この図５に示すように、平面視において、タブ１３を四方に配置して平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと集電電極１２を接続してもよい。図５では、図中の上側及び右側にあるタブ１３が集電電極１２Ｂを平板状電極１０Ｂに接続し、図中の下側及び左側にあるタブ１３が集電電極１２Ａを平板状電極１０Ａに接続するように構成される。
【００３６】
また、以上では、活性層１１が平板状端子１０Ａ、１０Ｂ、及び集電電極１２に形成される形態について説明したが、活性層１１は、シート状のものを貼着することにより、又は、インク状の活性炭を塗布することにより、平板状端子１０Ａ、１０Ｂ、及び集電電極１２の表面に配設されてもよい。
【００３７】
また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの合計の厚さは、積層セル１５に含まれるすべての集電電極１２Ａ及び１２Ｂの合計の厚さの１／２以上に設定されてもよい。この場合、上下にある平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの合計の厚さが積層セル１５の厚さ以上となるため、積層セル１５からタブ１３を介して平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに熱伝導し、放熱される際の熱的抵抗が低減され、放熱性能が改善される。
【００３８】
また、以上では、絶縁層１４は、折り畳まれた一層の繊維シートであって、折り畳んだ繊維シートの間に集電電極１２が挟まれるようにして配設される形態について説明したが、絶縁層１４は、各単位セル毎に配設される複数の独立したシート状の絶縁層であってもよい。この場合、シート状の絶縁層は、活性層１１と同一の面積を有していればよい。
【００３９】
「変形例１」
図６は、本実施の形態の変形例１の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。この電気二重層キャパシタ１Ａは、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが、それぞれ、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと接続されている方向に延伸される延伸部１０ａ及び１０ｂを含む点が相違する。
【００４０】
この延伸部１０ａ及び１０ｂの幅（図中、紙面を貫く方向の長さ）は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと同一であっても広くてもよく、熱伝導性が損なわれない範囲で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂよりも狭くてもよい。
【００４１】
このように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが延伸部１０ａ及び１０ｂを含むので、電気二重層キャパシタ１Ａ内の放熱部を増やすことができ、放熱性をさらに改善することができる。
【００４２】
「変形例２」
図７は、本実施の形態の変形例２の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。この電気二重層キャパシタ１Ｂは、タブ１３を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続する手法が相違する。
【００４３】
電気二重層キャパシタ１Ｂでは、タブ１３は、クリップ１７によって平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。このクリップ１７は、断面がコの字型であり、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの端部において、タブ１３を嵌めるように構成される。クリップ１７で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとタブ１３を接続した後に、図４に示すように絶縁パッキン１６で積層セル１５を密封すればよい。
【００４４】
このような電気二重層キャパシタ１Ｂにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００４５】
「変形例３」
図８は、本実施の形態の変形例３の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面方向から見た断面図である。この電気二重層キャパシタ１Ｃは、アルミ製のラミネートフィルム１８によって密封されている。このラミネートフィルム１８は、フィルム状のアルミニウムの表面及び裏面に絶縁層が形成されたものであり、熱融着により平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに固着される。
【００４６】
また、タブ１３は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に挟まれており、これにより平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続されている。
【００４７】
ラミネートフィルム１８は、平面視において、平板状端子１０Ａの縁を除いた中央部分に開口部１８ａを有し、この開口部１８ａから平板状端子１０Ａが露出する。同様に、底面にも同様の開口部１８ｂを有し、平板状端子１０Ｂが露出される。このようなラミネートフィルム１８によっても、積層セル１５を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に密封することができる。
【００４８】
このような電気二重層キャパシタ１Ｃにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００４９】
「変形例４」
図９は、本実施の形態の変形例４の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）及び（ｃ）はタブの接続手法を説明するための要部拡大図、（ｄ）は平板状端子の固定手法を正面方向から示す断面図である。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、電気二重層キャパシタ１Ｄのタブ１３は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に挟まれており、これにより平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続されている。
【００５１】
この場合において、平板状端子１０Ａは、図９（ｂ）に示すように、タブ１３の厚さ分だけ段差１０ｃを有していてもよく、また、図９（ｃ）に示すように、段差を有していなくても、どちらでもよい。
【００５２】
また、図９（ｄ）に示すように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、絶縁材料製のねじ１９によって固定されており、ねじ１９の締め付け力により、タブ１３が平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に固定されている。
【００５３】
このねじ１９は、平面視において、積層セル１５を避ける位置で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを締め付けている。
【００５４】
なお、積層セル１５の密封は、図４に示すような絶縁パッキン１６、又は、図８に示すようなラミネートフィルム１８で行ってもよい。
【００５５】
このような電気二重層キャパシタ１Ｄにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００５６】
「変形例５」
図１０は、本実施の形態の変形例５の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）はエンドキャップを取り付ける過程の状態を示す図、（ｂ）はエンドキャップを熱融着した状態を示す図である。
【００５７】
電気二重層キャパシタ１Ｅは、エンドキャップ２０及びサイドフィルム２１によって積層セル１５が密封される。このエンドキャップ２０及びサイドフィルム２１は、熱融着可能な樹脂によって構成される。
【００５８】
図１（ａ）における積層セル１５の手前側と奥側には、サイドフィルム２１が配設され、両側部（図中における左右）には、エンドキャップ２０がはめ込まれる。この状態でエンドキャップ２０及びサイドフィルム２１を熱融着することにより、図１０（ｂ）に示すように平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間で積層セル１５を密封することができる。
【００５９】
このような電気二重層キャパシタ１Ｅにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００６０】
「変形例６」
図１１は、本実施の形態の変形例６の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。電気二重層キャパシタ１Ｆは、変形例１の電気二重層キャパシタ１Ａの延伸部１０ａ及び１０ｂを除いた部分をすべてラミネートフィルム２１で覆ったものである。
【００６１】
このように、延伸部１０ａ及び１０ｂだけを露出させる構成でも、積層セル１５内で生じる熱は、タブ１３と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとを伝わって延伸部１０ａ及び１０ｂから外部に放出されるので、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００６２】
「変形例７」
図１２は、本実施の形態の変形例７の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。電気二重層キャパシタ１Ｇは、変形例６の電気二重層キャパシタ１Ｆをねじ２２によって２つ直列接続したものである。
【００６３】
ねじ２２によって接続される延伸部１０ａと１０ｂの間には、十分な空間２２ａが残されるため、放熱に必要な通気路を確保することができる。
【００６４】
このように直列接続される電気二重層キャパシタ１Ｇにおいても、モジュール化を実現しつつ、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００６５】
「変形例８」
図１３は、本実施の形態の変形例８の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は、要部を拡大して示す図である。
【００６６】
電気二重層キャパシタ１Ｈは、図４に示す電気二重層キャパシタ１Ａを２つ重ねて、接続具２３によって２つ接続したものである。
【００６７】
接続具２３は、断面Ｔ字型の係合部２３Ａを長手方向の両端側に備え、長手方向における中央にスペーサ部２３Ｂを備える。絶縁パッキン１６には、この接続具２３の係合部２３Ａ及びスペーサ部２３Ｂの形状に合わせた切欠部２４が形成される。この切欠部２４は、絶縁パッキン１６の側部を切り欠くことによって形成される。
【００６８】
このような接続具２３を用いて接続される２つの電気二重層キャパシタ１Ａの間には、スペーサ部２３Ｂによる空隙が生じるため、放熱に必要な通気路を確保することができる。
【００６９】
なお、２つの電気二重層キャパシタ１Ａは、電気的に接続されるように構成してもよい。
【００７０】
このように並列接続される電気二重層キャパシタ１Ｈにおいても、モジュール化を実現しつつ、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００７１】
「変形例９」
図１４は、本実施の形態の変形例９の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は要部を示す平面図である。
【００７２】
図１４（ａ）に示すように、電気二重層キャパシタ１Ｉの平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、側壁２５Ａ及び２５Ｂを備える。側壁２５Ａは、積層セル１５を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂで狭持した状態において、側壁２５Ｂの内側に嵌るようになっている。また、側壁２５Ａと２５Ｂとの間には、矩形環状のパッキン２６が配設され、側壁２５Ａと２５Ｂによって押圧されるように構成されている。このようにパッキン２６を押圧した状態で、側壁２５Ａ及び２５Ｂの外周面を溶接すれば、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に、積層セル１５を密封することができる。
【００７３】
なお、タブ１３は、側壁２５Ａ及び２５Ｂを溶接する前に、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接される。
【００７４】
このような電気二重層キャパシタ１Ｉにおいても、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００７５】
以上、本発明の例示的な実施の形態の電気二重層キャパシタについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）は要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の二重層キャパシタの集電電極とタブを示す図である。
【図３】本実施の形態の電気二重層キャパシタの絶縁層の構造を概念的に示す図である。
【図４】本実施の形態の電気二重層キャパシタの囲繞部の構造を示す図である。
【図５】本実施の形態の電気二重層キャパシタのタブの接続の仕方の変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態の変形例１の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図７】本実施の形態の変形例２の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図８】本実施の形態の変形例３の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図９】本実施の形態の変形例４の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）及び（ｃ）はタブの接続手法を説明するための要部拡大図、（ｄ）は平板状端子の固定手法を正面方向から示す断面図である。
【図１０】本実施の形態の変形例５の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１１】本実施の形態の変形例６の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１２】本実施の形態の変形例７の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１３】本実施の形態の変形例８の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１４】本実施の形態の変形例９の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１、１Ａ 電気二重層キャパシタ
１０Ａ、１０Ｂ 平板状端子
１０ａ、１０ｂ 延伸部
１１ 活性層
１２、１２Ａ、１２Ｂ 集電電極
１３ タブ
１４ 絶縁層
１５ 積層セル
１６ 絶縁パッキン
１８ ラミネートフィルム
１８ａ、１８ｂ 開口部
１９ ねじ
２０ エンドキャップ
２１ サイドフィルム
２２ ねじ
２３ 接続具
２３Ａ 係合部
２３Ｂ スペーサ部
２４ 切欠部
２５Ａ、２５Ｂ 側壁
２６ パッキン
２７ ラミネートフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱性を改善した電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大容量を実現できる電気二重層キャパシタは、例えば電気自動車をはじめとする車両等に利用されている。
【０００３】
一般的な電気二重層キャパシタは、活物質からなる電極がセパレータと重ねられて捲回又は積層され、電解質溶液とともに樹脂や絶縁紙等で固縛されている。この固縛された状態の捲回電極又は積層電極は、アルミ筐体中に封止され、その外部には複数対の正負電極を結束した電荷取り出し用の端子のみが露出している。この電荷取り出し用の端子は、導線を介して外部負荷と接続するための端子であり、導線を接続するための必要最小限の大きさである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２５５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電気二重層キャパシタにおいて、瞬時に大電流による放電又は充電を行うハイレート充放電を行うと、内部電極及びその周辺で多大な熱が生じる。しかしながら、内部電極には放熱機構は設けられておらず、また、内部電極を密封する樹脂や絶縁紙等は熱伝導性が低く、内部電極で発生した熱が筐体内部にこもるため、電極の温度が上昇し、電解質溶液や電極の劣化が進み、これにより静電容量の低下や内部抵抗の上昇等の性能劣化が生じる可能性がある。
【０００５】
この対策として、一般的には、強力な冷却装置によるキャパシタ本体の冷却、又は、入出力電力の制限による最大能力以下でのキャパシタの利用等が行われている。このような電気二重層キャパシタにおいて、省エネルギの観点から冷却の必要性を低減し、かつ性能を十分に引き出すためには、キャパシタ内部の活物質からの発熱による温度上昇を抑制する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図った電気二重層キャパシタ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】
【０００７】
本発明の一局面の電気二重層キャパシタは、正極電極及び負極電極の間に、第１活性層、絶縁層、及び第２活性層がこの順に配設され、電解質溶液に含浸される単位セルの積層体である積層セルと、前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される一対の平板状端子と、前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記一対の平板状端子の間を密封する囲繞部とを含む。
【０００８】
また、前記一対の平板状端子が外装をなしてもよい。
【０００９】
また、前記一対の平板状端子の各々は、互いに逆方向となる第１方向及び第２方向に延伸される延伸部を含んでもよい。
【００１０】
また、前記延伸部は、前記平板状端子と同一の幅を有してもよい。
【００１１】
また、前記一対の平板状端子の合計の厚さは、前記積層セルに含まれるすべての前記正極電極及び前記負極電極の合計の厚さの１／２以上であってもよい。
【００１２】
また、前記平板状端子の幅は、前記積層セルの幅より広くてもよい。
【００１３】
また、前記囲繞部は、前記積層セルと絶縁され、前記一対の平板状端子の間を密封するラミネートフィルム、又はパッキンであってもよい。
【００１４】
また、前記積層セルに含まれる複数の前記正極電極及び前記負極電極は、前記積層方向において、交互に配設されており、前記正極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第１平板状端子に接続され、かつ、前記負極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第２平板状端子に接続されてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図った電気二重層キャパシタを提供できるという特有の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の電気二重層キャパシタを適用した実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）は要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【００１８】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１は、一対の平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを有する。この平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、例えば、長さ（紙面中の左右方向の長さ）２００ｍｍ、幅（紙面を貫く方向の長さ）２００ｍｍ、厚さ１ｍｍ程度のアルミニウム製の平板状の端子であり、片方の面（図中、平板状端子１０Ａの下側の面と、平板状端子１０Ｂの上側の面）に活性層１１が形成される。なお、平板状端子１０Ａの上側の面と、平板状端子１０Ｂの下側の面とは、電気二重層キャパシタ１の外装面をなす。
【００１９】
平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、平板状端子１０Ａが電気二重層キャパシタ１の正極端子、平板状端子１０Ｂが負極端子となり、図示しない充電用の外部電流源が接続される。
【００２０】
平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間には、両面に活性層１１を有する複数の集電電極１２が絶縁層１４を介して積層される。この集電電極１２は、アルミニウム製の極薄いシート状の電極であり、例えば、長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ３０μｍ程度である。また、集電電極１２の両面に形成又は貼着される活性層１１は、例えば、厚さ１００μｍ程度の活性炭で構成される。
【００２１】
各集電電極１２は、タブ１３を介して、積層方向において交互に平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。図１（ａ）には、タブ１３が、それぞれ、集電電極１２の一方の側と他方の側（図中、左右）で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される形態を示す。各集電電極１２に接続されるタブ１３は、それぞれ、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接される（図１（ｂ）参照）。平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に配設される活性層１１、集電電極１２、絶縁層１４は、電解質溶液に含浸される。
【００２２】
このような構成により、集電電極１２のうち平板状端子１０Ａに接続される集電電極１２Ａは正極電極となり、平板状端子１０Ｂに接続される集電電極１２Ｂは負極電極となる。すなわち、各集電電極１２Ａ及び１２Ｂの間には、集電電極１２Ａの活性層１１、絶縁層１４、及び、集電電極１２Ｂの活性層１１がこの順に配列され、電気二重層容量を有するセル（以下、単位セル）が形成される。また、各単位セルは、並列接続されるとともに積層されて積層体を構成しており、この積層体が積層セル１５となる。
【００２３】
なお、平板状端子１０Ａと集電電極１２Ｂとの間にも単位セルが形成され、同様に、平板状端子１０Ｂと集電電極１２Ａとの間にも単位セルが形成されるが、これらは必ずしも必要ではない。例えば、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂには活性層１１が形成されなくてもよく、これに加えて、最上層の集電電極１２Ｂには下側の面にだけ活性層１１が形成されてもよく、また、最下層の集電電極１２Ａには上側の面だけに活性層１１が形成されてもよい。
【００２４】
図２は、本実施の形態の二重層キャパシタの集電電極とタブを示す図である。タブ１３は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂを平板状端子１０Ａ及び１０Ｂにそれぞれ接続するための部材であり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと同一の幅を有していてもよいし、ここには図示しないが、集電電極１２Ａ及び１２Ｂよりも広い幅を有していてもよいし、また、熱伝導性を損なわない範囲で狭い幅を有するようにしてもよい。また、このタブ１３は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと同一部材で一体成形されていてもよいし、集電電極１２Ａ及び１２Ｂに接続される別体の部材であってもよい。
【００２５】
図３は、本実施の形態の電気二重層キャパシタの絶縁層の構造を概念的に示す図である。
【００２６】
絶縁層１４は、例えば、天然セルロース等の単繊維や複合繊維であって、イオン透過性のある絶縁体で構成されていればよく、電気二重層キャパシタ１のセパレータとして機能するものである。
【００２７】
この絶縁層１４は、集電電極１２と略同一の幅（紙面を貫く方向の長さ）を有し、一層の繊維シートを図２に示すように折り畳み、折り畳んだ繊維シートの間に集電電極１２が挟まれるようにして配設される。なお、図２には、説明の便宜上、完全に折り畳む前の状態を示しており、各集電電極１２は、平面視において各集電電極１２の活性層１１が略完全に重なるように配設される。
【００２８】
図４は、本実施の形態の電気二重層キャパシタの囲繞部の構造を示す図である。
【００２９】
この積層セル１５は、矩形環状の絶縁パッキン１６によって積層方向の側方（四方）が囲繞され、また、積層方向にある一対の面（すなわち、最上層の集電電極１２の上面と最下層の集電電極１２の下面）において平板状端子１０Ａ及び１０Ｂによって狭持され、この状態で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂをネジ止めすることにより、電解質溶液が漏れないように密封される。
【００３０】
このように積層セル１５を密封する際に、図４に示すように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと絶縁パッキン１６との間にタブ１３を挟んでもよい。これにより、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとタブ１３との接続強度を向上させることができる。なお、この場合、タブ１３を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接しなくてもよい。
【００３１】
このような電気二重層キャパシタ１において、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを介して外部電流源より充電を行うと、外部電流源から供給される電荷（電子と正孔）は、集電電極１２Ａ及び１２Ｂに到達する。各単位セル内の活性層１１の細孔は、電解質溶液に含浸されているため、正極電極となる集電電極１２Ａには電解質溶液中のアニオン（陰イオン）が移動し、負極電極となる集電電極１２Ｂにはカチオン（陽イオン）が移動する。これにより、充電が完了する。なお、放電は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂにモータ等の負荷を接続して充電とは逆の過程が行われることによって実現される。
【００３２】
このような本実施の形態の電気二重層キャパシタ１では、タブ１３と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが接続されているので、内部で生じる熱がタブ１３を通じて平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに伝導して放熱される。従来の電気二重層キャパシタでは、内部の熱を逃がすための機構は備えられておらず、また、内部電極は外部端子に接続されているものの、接続経路における熱的抵抗は大きく、さらに、外部端子の大きさは小さく、放熱性は考慮されていなかった。このため、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１によれば、冷却の必要性を低減しつつ、内部温度の上昇を抑制して電気二重層キャパシタ１の性能の改善を図ることができる。
【００３３】
また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが外装をなし、また、積層セル１５と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとの間に、従来の電気二重層キャパシタのように樹脂層、絶縁紙、あるいは筐体が存在せず、活性層１１及び絶縁層１４が存在するだけである。これらは、従来の電気二重層キャパシタに含まれていた樹脂、絶縁紙、あるいは筐体に比べれば遙かに薄いため、放熱性はさらに改善される。
【００３４】
以上では、集電電極１２Ａ及び１２Ｂは、タブ１３を介して、集電電極１２の一方の側と他方の側（図中、左右）で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される形態について説明したが、タブ１３の幅が狭い場合は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへの接続を同一側（例えば、図１における右側、又は、左側）で行ってもよい。
【００３５】
図５は、本実施の形態の電気二重層キャパシタ１のタブ１３の接続の仕方の変形例を示す図である。この図は、電気二重層キャパシタ１を平面視で示す透過図である。この図５に示すように、平面視において、タブ１３を四方に配置して平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと集電電極１２を接続してもよい。図５では、図中の上側及び右側にあるタブ１３が集電電極１２Ｂを平板状電極１０Ｂに接続し、図中の下側及び左側にあるタブ１３が集電電極１２Ａを平板状電極１０Ａに接続するように構成される。
【００３６】
また、以上では、活性層１１が平板状端子１０Ａ、１０Ｂ、及び集電電極１２に形成される形態について説明したが、活性層１１は、シート状のものを貼着することにより、又は、インク状の活性炭を塗布することにより、平板状端子１０Ａ、１０Ｂ、及び集電電極１２の表面に配設されてもよい。
【００３７】
また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの合計の厚さは、積層セル１５に含まれるすべての集電電極１２Ａ及び１２Ｂの合計の厚さの１／２以上に設定されてもよい。この場合、上下にある平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの合計の厚さが積層セル１５の厚さ以上となるため、積層セル１５からタブ１３を介して平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに熱伝導し、放熱される際の熱的抵抗が低減され、放熱性能が改善される。
【００３８】
また、以上では、絶縁層１４は、折り畳まれた一層の繊維シートであって、折り畳んだ繊維シートの間に集電電極１２が挟まれるようにして配設される形態について説明したが、絶縁層１４は、各単位セル毎に配設される複数の独立したシート状の絶縁層であってもよい。この場合、シート状の絶縁層は、活性層１１と同一の面積を有していればよい。
【００３９】
「変形例１」
図６は、本実施の形態の変形例１の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。この電気二重層キャパシタ１Ａは、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが、それぞれ、集電電極１２Ａ及び１２Ｂと接続されている方向に延伸される延伸部１０ａ及び１０ｂを含む点が相違する。
【００４０】
この延伸部１０ａ及び１０ｂの幅（図中、紙面を貫く方向の長さ）は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと同一であっても広くてもよく、熱伝導性が損なわれない範囲で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂよりも狭くてもよい。
【００４１】
このように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂが延伸部１０ａ及び１０ｂを含むので、電気二重層キャパシタ１Ａ内の放熱部を増やすことができ、放熱性をさらに改善することができる。
【００４２】
「変形例２」
図７は、本実施の形態の変形例２の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。この電気二重層キャパシタ１Ｂは、タブ１３を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続する手法が相違する。
【００４３】
電気二重層キャパシタ１Ｂでは、タブ１３は、クリップ１７によって平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続される。このクリップ１７は、断面がコの字型であり、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの端部において、タブ１３を嵌めるように構成される。クリップ１７で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとタブ１３を接続した後に、図４に示すように絶縁パッキン１６で積層セル１５を密封すればよい。
【００４４】
このような電気二重層キャパシタ１Ｂにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００４５】
「変形例３」
図８は、本実施の形態の変形例３の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面方向から見た断面図である。この電気二重層キャパシタ１Ｃは、アルミ製のラミネートフィルム１８によって密封されている。このラミネートフィルム１８は、フィルム状のアルミニウムの表面及び裏面に絶縁層が形成されたものであり、熱融着により平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに固着される。
【００４６】
また、タブ１３は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に挟まれており、これにより平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続されている。
【００４７】
ラミネートフィルム１８は、平面視において、平板状端子１０Ａの縁を除いた中央部分に開口部１８ａを有し、この開口部１８ａから平板状端子１０Ａが露出する。同様に、底面にも同様の開口部１８ｂを有し、平板状端子１０Ｂが露出される。このようなラミネートフィルム１８によっても、積層セル１５を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に密封することができる。
【００４８】
このような電気二重層キャパシタ１Ｃにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００４９】
「変形例４」
図９は、本実施の形態の変形例４の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）及び（ｃ）はタブの接続手法を説明するための要部拡大図、（ｄ）は平板状端子の固定手法を正面方向から示す断面図である。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、電気二重層キャパシタ１Ｄのタブ１３は、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に挟まれており、これにより平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに接続されている。
【００５１】
この場合において、平板状端子１０Ａは、図９（ｂ）に示すように、タブ１３の厚さ分だけ段差１０ｃを有していてもよく、また、図９（ｃ）に示すように、段差を有していなくても、どちらでもよい。
【００５２】
また、図９（ｄ）に示すように、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、絶縁材料製のねじ１９によって固定されており、ねじ１９の締め付け力により、タブ１３が平板状端子１０Ａ及び１０Ｂと積層セル１５との間に固定されている。
【００５３】
このねじ１９は、平面視において、積層セル１５を避ける位置で平板状端子１０Ａ及び１０Ｂを締め付けている。
【００５４】
なお、積層セル１５の密封は、図４に示すような絶縁パッキン１６、又は、図８に示すようなラミネートフィルム１８で行ってもよい。
【００５５】
このような電気二重層キャパシタ１Ｄにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００５６】
「変形例５」
図１０は、本実施の形態の変形例５の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）はエンドキャップを取り付ける過程の状態を示す図、（ｂ）はエンドキャップを熱融着した状態を示す図である。
【００５７】
電気二重層キャパシタ１Ｅは、エンドキャップ２０及びサイドフィルム２１によって積層セル１５が密封される。このエンドキャップ２０及びサイドフィルム２１は、熱融着可能な樹脂によって構成される。
【００５８】
図１（ａ）における積層セル１５の手前側と奥側には、サイドフィルム２１が配設され、両側部（図中における左右）には、エンドキャップ２０がはめ込まれる。この状態でエンドキャップ２０及びサイドフィルム２１を熱融着することにより、図１０（ｂ）に示すように平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間で積層セル１５を密封することができる。
【００５９】
このような電気二重層キャパシタ１Ｅにおいても、従来よりも放熱性を改善することができ、また、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂへのタブ１３の接続を簡単に行うことができる。
【００６０】
「変形例６」
図１１は、本実施の形態の変形例６の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。電気二重層キャパシタ１Ｆは、変形例１の電気二重層キャパシタ１Ａの延伸部１０ａ及び１０ｂを除いた部分をすべてラミネートフィルム２１で覆ったものである。
【００６１】
このように、延伸部１０ａ及び１０ｂだけを露出させる構成でも、積層セル１５内で生じる熱は、タブ１３と平板状端子１０Ａ及び１０Ｂとを伝わって延伸部１０ａ及び１０ｂから外部に放出されるので、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００６２】
「変形例７」
図１２は、本実施の形態の変形例７の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。電気二重層キャパシタ１Ｇは、変形例６の電気二重層キャパシタ１Ｆをねじ２２によって２つ直列接続したものである。
【００６３】
ねじ２２によって接続される延伸部１０ａと１０ｂの間には、十分な空間２２ａが残されるため、放熱に必要な通気路を確保することができる。
【００６４】
このように直列接続される電気二重層キャパシタ１Ｇにおいても、モジュール化を実現しつつ、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００６５】
「変形例８」
図１３は、本実施の形態の変形例８の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は、要部を拡大して示す図である。
【００６６】
電気二重層キャパシタ１Ｈは、図４に示す電気二重層キャパシタ１Ａを２つ重ねて、接続具２３によって２つ接続したものである。
【００６７】
接続具２３は、断面Ｔ字型の係合部２３Ａを長手方向の両端側に備え、長手方向における中央にスペーサ部２３Ｂを備える。絶縁パッキン１６には、この接続具２３の係合部２３Ａ及びスペーサ部２３Ｂの形状に合わせた切欠部２４が形成される。この切欠部２４は、絶縁パッキン１６の側部を切り欠くことによって形成される。
【００６８】
このような接続具２３を用いて接続される２つの電気二重層キャパシタ１Ａの間には、スペーサ部２３Ｂによる空隙が生じるため、放熱に必要な通気路を確保することができる。
【００６９】
なお、２つの電気二重層キャパシタ１Ａは、電気的に接続されるように構成してもよい。
【００７０】
このように並列接続される電気二重層キャパシタ１Ｈにおいても、モジュール化を実現しつつ、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００７１】
「変形例９」
図１４は、本実施の形態の変形例９の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面側から見た断面図、（ｂ）は要部を示す平面図である。
【００７２】
図１４（ａ）に示すように、電気二重層キャパシタ１Ｉの平板状端子１０Ａ及び１０Ｂは、側壁２５Ａ及び２５Ｂを備える。側壁２５Ａは、積層セル１５を平板状端子１０Ａ及び１０Ｂで狭持した状態において、側壁２５Ｂの内側に嵌るようになっている。また、側壁２５Ａと２５Ｂとの間には、矩形環状のパッキン２６が配設され、側壁２５Ａと２５Ｂによって押圧されるように構成されている。このようにパッキン２６を押圧した状態で、側壁２５Ａ及び２５Ｂの外周面を溶接すれば、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂの間に、積層セル１５を密封することができる。
【００７３】
なお、タブ１３は、側壁２５Ａ及び２５Ｂを溶接する前に、平板状端子１０Ａ及び１０Ｂに溶接される。
【００７４】
このような電気二重層キャパシタ１Ｉにおいても、従来よりも放熱性を改善することができる。
【００７５】
以上、本発明の例示的な実施の形態の電気二重層キャパシタについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態の電気二重層キャパシタを示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）は要部の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本実施の形態の二重層キャパシタの集電電極とタブを示す図である。
【図３】本実施の形態の電気二重層キャパシタの絶縁層の構造を概念的に示す図である。
【図４】本実施の形態の電気二重層キャパシタの囲繞部の構造を示す図である。
【図５】本実施の形態の電気二重層キャパシタのタブの接続の仕方の変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態の変形例１の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図７】本実施の形態の変形例２の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図８】本実施の形態の変形例３の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図９】本実施の形態の変形例４の電気二重層キャパシタの断面構造示す図であり、（ａ）は正面方向から見た断面図、（ｂ）及び（ｃ）はタブの接続手法を説明するための要部拡大図、（ｄ）は平板状端子の固定手法を正面方向から示す断面図である。
【図１０】本実施の形態の変形例５の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１１】本実施の形態の変形例６の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１２】本実施の形態の変形例７の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１３】本実施の形態の変形例８の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【図１４】本実施の形態の変形例９の電気二重層キャパシタの断面構造示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１、１Ａ 電気二重層キャパシタ
１０Ａ、１０Ｂ 平板状端子
１０ａ、１０ｂ 延伸部
１１ 活性層
１２、１２Ａ、１２Ｂ 集電電極
１３ タブ
１４ 絶縁層
１５ 積層セル
１６ 絶縁パッキン
１８ ラミネートフィルム
１８ａ、１８ｂ 開口部
１９ ねじ
２０ エンドキャップ
２１ サイドフィルム
２２ ねじ
２３ 接続具
２３Ａ 係合部
２３Ｂ スペーサ部
２４ 切欠部
２５Ａ、２５Ｂ 側壁
２６ パッキン
２７ ラミネートフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極及び負極電極の間に、第１活性層、絶縁層、及び第２活性層がこの順に配設され、電解質溶液に含浸される単位セルの積層体である積層セルと、
前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される一対の平板状端子と、
前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記一対の平板状端子の間を密封する囲繞部と
を含む、電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記一対の平板状端子が外装をなす、請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記一対の平板状端子の各々は、互いに逆方向となる第１方向及び第２方向に延伸される延伸部を含む、請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記延伸部は、前記平板状端子と同一の幅を有する、請求項３に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記一対の平板状端子の合計の厚さは、前記積層セルに含まれるすべての前記正極電極及び前記負極電極の合計の厚さの１／２以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記平板状端子の幅は、前記積層セルの幅より広い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項７】
前記囲繞部は、前記積層セルと絶縁され、前記一対の平板状端子の間を密封するラミネートフィルム、又はパッキンである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項８】
前記積層セルに含まれる複数の前記正極電極及び前記負極電極は、前記積層方向において、交互に配設されており、
前記正極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第１平板状端子に接続され、かつ、前記負極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第２平板状端子に接続される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１】
正極電極及び負極電極の間に、第１活性層、絶縁層、及び第２活性層がこの順に配設され、電解質溶液に含浸される単位セルの積層体である積層セルと、
前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される一対の平板状端子と、
前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記一対の平板状端子の間を密封する囲繞部と
を含む、電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記一対の平板状端子が外装をなす、請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記一対の平板状端子の各々は、互いに逆方向となる第１方向及び第２方向に延伸される延伸部を含む、請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記延伸部は、前記平板状端子と同一の幅を有する、請求項３に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記一対の平板状端子の合計の厚さは、前記積層セルに含まれるすべての前記正極電極及び前記負極電極の合計の厚さの１／２以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記平板状端子の幅は、前記積層セルの幅より広い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項７】
前記囲繞部は、前記積層セルと絶縁され、前記一対の平板状端子の間を密封するラミネートフィルム、又はパッキンである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項８】
前記積層セルに含まれる複数の前記正極電極及び前記負極電極は、前記積層方向において、交互に配設されており、
前記正極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第１平板状端子に接続され、かつ、前記負極電極の各々は、前記一対の平板状端子のうちの第２平板状端子に接続される、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。
【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２００９−５４９７１（Ｐ２００９−５４９７１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２２９２１（Ｐ２００７−２２２９２１）
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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