JP2002158146A

JP2002158146A - 電気二重層コンデンサ

Info

Publication number: JP2002158146A
Application number: JP2001192320A
Authority: JP
Inventors: Susumu Saito; 晋斉藤; Masako Oya; 昌子大家
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-09-11
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】生産性および高温環境下の信頼性が向上した電
気二重層コンデンサを提供する。【解決手段】セパレータを介して配置した一対の分極性
電極と、これらを収納する枠状のガスケットと、分極性
電極の外側の各面に接触し、ガスケット両端面に接着さ
れ、ガスケットを封止する一対の集電体とを備えたセル
６１ａ，６１ｂを積層してセル積層体７１が構成され
る。セル接続面の集電体２０ｂはセル６１ａ，６１ｂの
集電体を兼ねる。集電体２０ａ，２０ｂの側縁部はガス
ケット５２ａ，５２ｂの上端面内側に設けた段差部に収
容され、またセルの両側には、ガスケット５１，５３を
集電体２０ａ，２０ｂとガスケット５２ａ、５２ｂの端
面の両方に接着して設ける。この集電体とガスケットの
配置構造により電気二重層コンデンサの高温環境下の信
頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気二重層コンデ
ンサに関し、特に、固体状の分極性電極を用いた大容量
の電気二重層コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例１の電気二重層コンデンサについ
て図７〜図９を参照して説明する。

【０００３】図７を参照すると、従来例１の電気二重層
コンデンサのセル積層体１７１は、枠状のガスケット１
５１と、その中に収納され、セパレータ１４０で隔離さ
れた一対の分極性電極１１０と、ガスケット１５１の上
端に接着された集電体１２１とを備えたセル１６１を積
層した構造を有している。セル１６１の内部には、電解
質溶液１３０が封入されている。分極性電極１１０は、
集電体１２１と接触している。ガスケット１５１の端面
は図８のように、平坦である。

【０００４】分極性電極１１０には、特開平４―２８８
３６１号公報に開示されているような活性炭／ポリアセ
ン系材料などを主成分とした固体状の活性炭が用いられ
ている。また、集電体１２１には、導電性カーボン含有
のゴムないしプラスチックが用いられている。

【０００５】電気二重層コンデンサは、耐電圧が電解質
溶液１３０の電気分解電圧によって制限されるため、要
求される耐電圧に応じてセル１６１を直列に接続してい
る。また、図９に示すように、セル積層体１７１の両側
を加圧板１９０で挟むことによって、セル間と端子電極
１８０間に圧力をかけ、集電体１２１と分極性電極１１
０との接触抵抗を下げている。

【０００６】このような電気二重層コンデンサは、近
年、改良された分極性電極を用いることによって大容量
化がなされ、またその等価直列抵抗（以下、ＥＳＲ；eq
uivalent series resistanceとする）を下げることによ
って新しい用途が見いだされている。その一例として、
鉛蓄電池との組合せによる自動車のスタートモータの駆
動用の電源の用途や、太陽電池との組合せによる補助電
源としての用途がある。

【０００７】電気二重層コンデンサがこれらの用途に使
用される場合には、電気二重層コンデンサは高温の環境
に設置される可能性が大きく、電気二重層コンデンサに
はこのような環境下において信頼性が要求される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
１の電気二重層コンデンサは次のような問題がある。（１）セル積層体１７１では、セル１６１内部の電解質
溶液１３０は材質が互いに異なるガスケット１５１と集
電体１２１の接着によって封止されている。高温下では
この電解質溶液１３０が熱膨張する。また、大きな電圧
の印加や高温によってセルの内部でガスが発生する。集
電体１２１の外周側端面は、図７に示すように、セル積
層体１７１の側面に露出した構造になっている。このよ
うな構造のために、セルの内部の電解質溶液の熱膨張お
よびガス発生によって、ガスケット１５１と集電体１２
１との間に剥離による隙間が生じ、その隙間からセル内
部の電解質溶液１３０が外に漏れやすい。（２）セル積層体１７１は、分極性電極１１０と集電体
１２１との電気的接触をよくするために、最外側の集電
体１２１の外側から、変形しにくい剛性の高い金属板
（図９における加圧板１９０を参照）で加圧し、狭持し
た構造になっている。また、電気二重層コンデンサの構
成材料のうち、分極性電極１１０は活性炭の焼結体など
の硬く剛性を有する部材を使用し、ガスケット１５１は
製品の寸法精度を良くするためにＡＢＳ樹脂などの硬い
材質を使用する場合が多い。集電体１２１は、薄くかつ
弾性のある導電性ゴムなどで作られているため、集電体
１２１に圧力をかける際に位置ずれがおこる。この結
果、集電体１２１に局部的に強い力がかかり、集電体１
２１に亀裂が起こりやすい。

【０００９】上記の問題を解決する技術が特開平８―７
８２９１号公報（従来例２）、実開昭６１―１１７２３
８号公報（従来３）および実開平５―４６０２６号公報
（従来例４）に開示されている。

【００１０】従来例２の電気二重層コンデンサでは、図
１０のように、セル積層体１７２のセル１６２内部の集
電体１２２の外径は最外側の集電体１２１の外径より小
さい。つまり、セル内部の集電体１２２の外径をガスケ
ット１５２の内径と外径の中間の値を持つようにして、
図１１のように、集電体１２２の周縁部をガスケット１
５２内周面に凹部１５３を設け、この凹部１５３に集電
体１２２を収納した構造になっている。

【００１１】従来例３の電気二重層コンデンサでは、図
１２のように、ガスケット１５４の両端面の内壁側に段
差部５８を設け、この段差部５８に集電体１２３を収納
してセルを構成している。このセルを複数積層してセル
積層体が形成される。

【００１２】また、従来例４の電気二重層コンデンサで
は、図１３に示すように、セル積層体１７３のセル１６
３のガスケット１５５の上下両面の枠全周にわたり凹部
が形成されている。この凹部と対応する集電体１２４の
位置に凸部が形成され、これらの凹部と凸部を嵌合した
構造となっている。図１４はガスケット１５５の模式図
であり、符号１５６はガスケット１５５の上下両面の全
周にわたり形成された凹部を示す。

【００１３】上記の従来例２〜従来例４の電気二重層コ
ンデンサでは、各セル間の封止強度を上げ、亀裂や剥離
による電解質溶液の液漏れの発生を防いでいる。

【００１４】しかしながら、上記の従来例２〜従来例４
のコンデンサでは、下記のような生産性の向上および信
頼性を確保することが難しいという問題がある。

【００１５】従来例２の電気二重層コンデンサの製造で
は、セル内部の集電体１２２の端縁部をガスケット１５
２の凹部に挿入した後、ガスケット１５２を圧縮する。
その結果、従来例２の電気二重層コンデンサでは、集電
体１２２とガスケット１５２の密着強度が向上し、上記
の従来例１のコンデンサよりも封止信頼性が向上する。

【００１６】しかしながら、このコンデンサでは、ガス
ケット１５２の上下両端面は、図１１に示すように平坦
な構造であり、また、集電体１２２の側縁部が収納され
るガスケット１５２の凹部１５３の部分では集電体１２
２の厚みが存在する分厚く、集電体１２２の入っていな
い凹部１５３の部分では薄くなり、この厚みが異なる境
目でひずみができるので剥離して液漏れが発生しやす
く、信頼性は確保できない。

【００１７】また、従来例２のコンデンサでは、最外側
の集電体１２１は材質の異なるガスケット１５２と集電
体１２１で封止する構造を有し、図７の従来例１のコン
デンサと同じような封止構造であるために、高温の環境
下で、最外側にいくほど圧力負荷がかかりやすくなり、
ガスケット１５２と集電体１２１間の剥離により液漏れ
が発生しやすい。さらに、セル内部の集電体１２２は組
立の際にずれる可能性が大きい。この位置ずれによって
圧力の不均一化が生じ、セル積層体のＥＳＲ上昇と、セ
ル積層体からの液漏れが発生する場合があり、コンデン
サの歩留まりの低下、すなわち生産性の低下をもたらす
問題がある。

【００１８】従来例３のコンデンサでは、ガスケット１
５４の両端面の内壁側に設けた段差部５８に集電体１２
３収納するために、セル積層体の最外側の集電体のガス
ケットへの接着性は従来例２よりは向上する。しかしな
がら、このコンデンサでも高温の環境下では、セル積層
体の最外側の集電体がガスケットから剥離して電解質溶
液１３０が漏れる場合があった。また、高温下におい
て、従来例３のコンデンサでは、セル積層体のセル間の
電気的接触信頼性が低下する問題があった。

【００１９】次に、従来例４の電気二重層コンデンサに
ついて考える。このコンデンサでは、ガスケット１５５
と集電体１２４との凹凸の嵌合により、セル積層体の最
外層の集電体から圧力をかけたとき、集電体１２４の位
置ずれは発生しにくい。しかし、集電体１２４の凸部の
厚みがガスケット１５５の凹部の深さよりも大きくなる
と、集電体１２４とガスケット１５５の凹凸の嵌合部の
箇所でガスケット１５５にしわが発生する。このしわに
よって集電体とガスケット間に隙間が発生し、両者が剥
離しやすくなる。

【００２０】また、従来例４のコンデンサは、従来例１
のコンデンサの構造と同じく集電体１２４とガスケット
１５５の外径は同じ大きさであり、材質の異なるガスケ
ット１５５と集電体１２４との間で接着した構造になっ
ているために熱ストレス等によってガスケット１５５と
集電体１２４間に剥離が生じやすい。

【００２１】従って、本発明の目的のひとつは、生産性
を向上させることができる電気二重層コンデンサを提供
することである。

【００２２】本発明の他の目的は、高温環境下において
も信頼性が改善された電気二重層コンデンサを提供する
ことである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明では、次のような
電気二重層コンデンサが提供される。枠状の第１のガス
ケットの内部に多孔性セパレータを中間に挟み込んだ一
対の分極性が収容され、第１のガスケットの上下両端に
は第１の集電体と第２の集電体がそれぞれ接着されてい
る。さらに、第１のガスケットの両端には、それぞれ第
１の集電体および第２の集電体を挟み込むように、第２
のガスケットおよび第３のガスケットが接着され、第１
のガスケットの内部を封止している。

【００２４】本発明の電気二重層コンデンサは、対向す
るガスケットの少なくとも一方の内側内周縁部に段差部
が設けられており、この段差部に各集電体の側縁部が収
納されている。この段差部によって集電体のガスケット
への位置合わせが容易となり、また、集電体をガスケッ
トに低ストレスで接着できる。

【００２５】さらに、全ての集電体の周縁部表面には、
ガスケットが圧着されているために高温環境下における
セル内部からの電解質溶液の漏洩が防止できる。特に、
本発明の電気二重層コンデンサでは、段差部の深さの集
電体の厚さに対する比率を０．１〜３．０にすることに
よって高温環境下における高信頼性の電気二重層コンデ
ンサが得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に本発明の電気二重層コンデン
サの実施の形態について図面を参照して説明する。

【００２７】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コ
ンデンサについて図１を参照して説明する。

【００２８】図１を参照すると、本発明の電気二重層コ
ンデンサは、セル６１ａと６１ｂを上下に積層した構造
を有している。セル６１ａは枠状のガスケット５２ａ
と、ガスケット５２ａ内に収納され、セパレータ４０ａ
の上面および下面にそれぞれ接触した配置された一対の
分極性電極１０ａおよび分極性電極１０ｂと、分極性電
極１０ａの外側面に接触して配置され、ガスケット５２
ａに接着された集電体２０ａとを備えている。セル６１
ｂはセル６１ａと同じ構造を有しており、枠状のガスケ
ット５２ｂと、ガスケット５２ｂ内に収納され、セパレ
ータ４０ｂの上面および下面にそれぞれ接触した配置さ
れた一対の分極性電極１０ｃおよび分極性電極１０ｄ
と、分極性電極１０ｃの外側面に接触して配置され、ガ
スケット５２ｂに接着された集電体２０ｂとを備えてい
る。

【００２９】ガスケット５２ａの上端にはガスケット５
２ａと同じ外周サイズを有するガスケット５１が接着さ
れている。ガスケット５１は、集電体２０ａにも接着さ
れている。

【００３０】また、ガスケット５２ｂの下端には集電体
２０ｃおよびガスケット５２ｂと同じ外周サイズを有す
るガスケット５１が接着されている。セル６１ａおよび
セル６１ｂの内部には電解質溶液３０が収納されてい
る。

【００３１】図２のように、ガスケット５２ａ，５２ｂ
の上端内側周縁部には、それぞれ段差部５６ａ，５６ｂ
が設けられている。また、ガスケット５３の上端内側周
縁部には、段差部５６ｃが設けられている。これらの段
差部に、集電体の側縁部が収納される。各段差部５６ａ
〜５６ｃの深さは集電体２０ａ，２０ｂの厚さと同じに
設定されるのが好ましい。ガスケット５１の上下端面は
平坦である。

【００３２】分極性電極１０ａ〜１０ｄは、同じ厚さに
形成されるのが好ましい。これらの分極性電極には、粉
末活性炭にフェノール樹脂などのバインダー材を混ぜて
焼成したブロック状の活性炭が使用される。分極性電極
のバインダー材および製法は問わない。

【００３３】集電体２０ａ〜２０ｃは、カーボン粉末等
の導電材を練り込んだブチルゴムシートやポリエチレン
シートが使用される。

【００３４】セパレータ４０は、多孔性の部材であり、
非導電性で、かつ、イオン透過性の膜であれば材質を問
わない。例えば、ガラス繊維セパレータ等を用いること
ができる。

【００３５】ガスケット５１，５２ａ，５２ｂ，５３
は、枠状の部材であり、形状は矩形状枠や筒状が一般的
である。ガスケットは、集電体２０ａ〜２０ｃととも
に、分極性電極１０ａ〜１０ｃ，セパレータ４０ａ，４
０ｂおよび希硫酸等の電解質溶液３０を収納して封止す
るために使用される。そのガスケットの材料としては、
ゴムまたはプラスチックなどの絶縁物、たとえばブチル
ゴム、ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が使用される。

【００３６】上記のように、本発明の電気二重層コンデ
ンサでは、枠状のガスケットの中に多孔性のセパレータ
で分離された一対の分極性電極が配置され、さらにガス
ケットの両端面に集電体を圧着して枠状のガスケット内
部が封止されたセルが構成される。そして、集電体の周
縁部は、ガスケットの端面の内側に設けた段差部に収納
されている。

【００３７】この段差部により集電体のガスケットへの
配置が容易となり、また集電体とガスケットの接着を低
ストレスで行うことができる。さらに、全ての集電体の
周縁部表面には、ガスケットが圧着されており、高温環
境下における集電体とガスケットの密着低下によるセル
内部からの電解質溶液の漏洩が防止できる。

【００３８】次に、本実施の形態の電気二重層コンデン
サの製造方法を図１および図２を参照して説明する。ま
ず、ガスケット５３の段差部５６ｃに集電体２０ｃの側
縁部を装着するようにして、集電体２０ｃをガスケット
５３に組み込む。次いで、その上に上端部内側に段差部
５６ｂを有するガスケット５２ｂを接着する。

【００３９】次に、分極性電極１０ｄと分極性電極１０
ｃとの間にセパレータ４０ｂを介在させ、これらをガス
ケット５２ｂの枠内に収納する。次に、分極性電極１０
ｃ，１０ｄとセパレータ４０ｂを収納したガスケット５
２ｂの中に例えば３０ｗｔ％の希硫酸の電解質溶液３０
を注入する。次に、ガスケット５２ｂの段差部５６ｂに
集電体２０ｂの側縁部を装着するようにして、集電体２
０ｂをガスケット５２ｂに組み込む。

【００４０】次いで、その上に上端部内側周縁部に段差
部５６ａを有するガスケット５２ａを接着する。続い
て、分極性電極１０ｂと分極性電極１０ａとの間にセパ
レータ４０ａを介在させ、これらをガスケット５２ａの
枠内に収納する。次に、ガスケット５２ａの中に電解質
溶液３０を注入した後、ガスケット５２ａの段差部５６
ａに集電体２０ａの側縁部を装着するようにして、集電
体２０ａをガスケット５２ａに組み込む。さらにセルを
積層するときは、ガスケットの接着から集電体の組込み
までの工程を繰り返す。

【００４１】次いで、ガスケット５２ａおよび集電体２
０ａ上に上下の面が平坦なガスケット５１を接着させ
て、電気二重層コンデンサのセル積層体７１を得ること
ができる。なお、ガスケット５２ａおよびガスケット５
２ｂの接着面の外側周面にエポキシ樹脂系の絶縁樹脂を
塗布してセル６１ａと６１ｂ間の封止を補強することが
できる。エポキシ樹脂系の絶縁樹脂には熱硬化型または
紫外線硬化型の樹脂が使用できる。

【００４２】次いで、図３に示すようにセル積層体７１
の最外郭の両側の集電体の表面に設けた加圧板９０との
間に端子電極８０を介在させて、両側の加圧板９０をボ
ルトとナット（図示せず）などによって押圧して、電気
二重層コンデンサを完成させることができる。

【００４３】次いで、ガスケット５２ａおよび集電体２
０ａ上に上下の面が平坦なガスケット５１を接着させ
て、電気二重層コンデンサのセル積層体７１を得ること
ができる。なお、ガスケット５２ａおよびガスケット５
２ｂの接着面の外側周面にエポキシ樹脂系の絶縁樹脂を
塗布してセル６１と６２間の封止を補強することができ
る。エポキシ樹脂系の絶縁樹脂には熱硬化型または紫外
線硬化型の樹脂が使用できる。

【００４４】表１に完成した電気二重層コンデンサのサ
ンプル（実施例１）の寸法例を示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１に示すように、ガスケット５２ａ，５
２ｂ，５３の外周と内周の厚さには０．１ｍｍの差が設
けられている。この差は段差部５６ａ〜５６ｃの深さ
（Ａ）を示し、集電体２０ａ〜２０ｃの厚さ（ｔ）と同
じ寸法になっている。段差部５６ａ〜５６ｃの長さ
（Ｌ）は８３ｍｍ、幅（Ｗ）は６３ｍｍである。段差部
５６ａ〜５６ｃの深さ（Ａ）の集電体の厚さ（ｔ）に対
する比（Ａ／ｔ）の好ましい値は、０．１よりも大きく
３よりも小さい値である。より好ましくは、０．２以
上、２．５以下である。この理由については後述する。
表１のサンプルでは、Ａ／ｔの値は１に設定されてい
る。なお、本実施例では、セルを１８個直列に積層して
耐圧１５Ｖのセル積層体を作製した。

【００４７】分極性電極１０ａ〜１０ｄは、同一のフェ
ノール系の粉末活性炭と粉末状フェノール樹脂を重量比
７０／３０の割合で混合、粉砕、造粒、焼成して作製し
たものである。

【００４８】次に本発明の電気二重層コンデンサの第２
の実施の形態について図４および図５を参照して説明す
る。

【００４９】図４を参照すると、集電体を収納する段差
部がセルのガスケットの両端部に設けられていることが
わかる。本実施の形態のコンデンサでは、この点が上記
の本発明の第１の実施の形態とは相違している。

【００５０】図５のガスケットの模式図を参照すると、
本実施の形態の電気二重層コンデンサでは、ガスケット
５５ａの上下両端部の内側に集電体２０ａ，２０ｂの側
縁部をそれぞれ収納する段差部５７ｂ，５７ｃが設けら
れている。また、ガスケット５５ｂの上下両端部の内側
には、集電体２０ｂ，２０ｃの側縁部をそれぞれ収納す
る段差部５７ｄ，５７ｅが設けられている。

【００５１】セル積層体７２の最外郭のガスケット５４
ａ，５４ｂの集電体２０ａ，２０ｃのそれぞれと接触す
る面には各集電体の側縁部を収納する段差部５７ａ，５
７ｆが設けられている。段差部５７ａ〜５７ｆの深さは
各集電体の側縁部の半分程度の厚さである。各集電体
は、上下に接着したガスケットの段差部５７ａ〜５７ｆ
で形成される凹部に収納されている。これらの段差部に
より集電体のガスケットへの配置が容易となり、また集
電体とガスケットの接着を低ストレスで行うことができ
る。

【００５２】本実施の形態の電気二重層コンデンサは、
上記の本発明の第１の実施の形態のコンデンサと同様
に、枠状のガスケット内に多孔性のセパレータおよびそ
のセパレータを介して一対の分極性電極とを配置し、枠
状のガスケットの上下に分極性電極に接触させて集電体
を圧着し、内部が封止された構造のセルを備えている。
そして、本実施の形態の電気二重層コンデンサでも、全
ての集電体の周縁部表面には、ガスケットが圧着されて
おり、高温環境下における集電体とガスケットの密着低
下によるセル内部からの電解質溶液の漏洩が防止でき
る。

【００５３】本実施の形態の電気二重層コンデンサの製
造条件および方法は、上記の第１の実施の形態と同様で
ある。表２に完成した電気二重層コンデンサのサンプル
（実施例２）の寸法例を示す。

【００５４】集電体の側縁部を収納するガスケット５４
ａ，５４ｂ，５５ａおよび５５ｂの段差部５７ａ〜５７
ｆの寸法は長さ（Ｌ）８３ｍｍ、幅（Ｗ）６３ｍｍ、深
さ（Ｂ）０．０５ｍｍである。表２では、集電体２０
ａ，２０ｂ，２０ｃの各厚み（ｔ）に対する上下に積層
したガスケットの積層面の段差部の深さの合計（２×Ｂ
に相当）の比は１に設定してあるが、この比の好ましい
値は、０．１よりも大きく３よりも小さい値である。よ
り好ましくは、０．２以上、２．５以下である。この理
由については後述する。

【００５５】次に、上記の本発明の実施例１および実施
例２の比較例（従来技術）について説明する。

【００５６】

【表２】

【００５７】（比較例１）比較例１として、図７と同じ
セル積層体を断面構造を有する電気二重層コンデンサを
製造した。電気二重層コンデンサの製造条件および方法
は上記の本発明の実施例とほぼ同様である。

【００５８】表３に完成した比較例の電気二重層コンデ
ンサのサンプルの寸法例を示す。電解質溶液１３０およ
びその他の部材の材質も、上記の本発明の実施例とほぼ
同様である。

【００５９】（比較例２）比較例２として、図１０と同
じセル積層体を断面構造を有する電気二重層コンデンサ
を製造した。電気二重層コンデンサの製造条件および方
法は上記の本発明の実施例とほぼ同様である。

【００６０】電解質溶液１３０およびその他の部材の材
質も、上記の本発明の実施例とほぼ同様である。

【００６１】セル内部の集電体１２２のサイズは長さ
（Ｌ）が８２ｍｍ、幅（Ｗ）が６２ｍｍ、厚さ（ｔ）が
０．１ｍｍとした。その他の構成材のサイズは比較例１
と同様である。

【００６２】

【表３】

【００６３】（比較例３）比較例３として、図１３と同
じセル積層体を断面構造を有する電気二重層コンデンサ
を製造した。電気二重層コンデンサの製造条件および方
法は上記の本発明の実施例とほぼ同様である。

【００６４】電解質溶液１３０およびその他の部材の材
質も上記の本発明の実施例とほぼ同様である。ガスケッ
ト１５５の凹部１５６の深さは１ｍｍとした。

【００６５】次に、実施例１、実施例２の電気二重層コ
ンデンサと比較例１〜３の電気二重層コンデンサに対し
て、生産時の不良発生率および信頼性試験における相対
平均寿命の測定結果について述べる。

【００６６】信頼性試験における相対平均寿命は、７０
℃でＤＣ１５Ｖ印加した状態で各サンプルごとの故障
（電解質溶液の外部への漏れ）に至るまでの時間を求
め、これをワイブル確率紙に打点し、その結果から得ら
れた各水準ごとの平均寿命（ＭＴＴＦ）を求めた。比較
例１の平均寿命を１として各サンプルの平均寿命を規格
化した。なお、サンプル数は各水準３０個ずつとし、そ
の平均を求めた。結果を表４に示す。

【００６７】なお、表４において、実施例１のＡ／ｔ
値はガスケットの段差部の深さと集電体の厚さの比であ
り、実施例２の２Ｂ／ｔ値は積層したガスケットの上
下の段差部の合計と集電体の厚さの比を表している。

【００６８】図６は、表４の本発明の実施例１および実
施例２のガスケットの段差部の深さと集電体の比（Ａ／
ｔおよび２Ｂ／ｔ）を横軸に不良率を縦軸に表しプロ
ットしたグラフである。

【００６９】表４を参照すると、比較例１と比較して、
比較例２および比較例３のコンデンサでは、工程不良率
がそれぞれ２１％，２９％であり、比較例１よりそれぞ
れ３０％，２２％低減している。相対平均寿命もそれぞ
れ２．４倍、２．８倍に延びている。

【００７０】

【表４】

【００７１】これに対し、本発明の実施例１ではＡ／ｔ
の値が０．５〜１．５の範囲で工程不良率は０〜２％
であり、また、相対平均寿命は１０倍以上であり、比較
例１と比較してはもちろんのこと、比較例２および比較
例３と比較しても格段に改善されている。また、本発明
の実施例２の工程不良率、相対平均寿命も実施例１と同
様に、２Ｂ／ｔの値が０．５〜１．５の範囲で、比較
例１〜３と比較より格段に改善されている。なお、図１
２のセル構造の従来のコンデンサについても、比較例３
と同様な不良率および相対平均寿命が得られた。

【００７２】図６を参照すると本発明では、不良率を２
０％以下（歩留まり８０％以上）にするには、Ａ／ｔ
または２Ｂ／ｔの値を０．１よりも大きく、３よりも
小さい値とする必要があることがわかる。安全を考慮す
ると、より好ましくは、０．２以上、２．５以下とすれ
ばよいことがわかった。

【００７３】通常、集電体の収納部分（段差部５６ａ〜
５６ｃ、５７ａ〜５７ｆ）の深さの寸法（Ａや２Ｂ）よ
り集電体２０の厚みが若干厚い分には、集電体はやわら
かく、集電体に圧力を加えた際、破れない程度につぶさ
れるのでパッキンの役割としても働き、液漏れも発生し
にくくなる。しかし、集電体の厚みが集電体の収納部分
の深さの寸法よりも次第に厚くなっていくと、集電体に
圧力を加えた時、位置ずれを起こす。また、同じ材質の
ガスケット同志が接しない従来構造と結局同じように封
止強度が弱くなってしまう。また、逆に集電体の収納部
分（段差部５６ａ〜５６ｃ、５７ａ〜５７ｆ）の寸法
（Ａや２Ｂ）が挿入される集電体より大きすぎると圧力
をかけたときの位置ずれは起こりにくいが、集電体は浮
いた状態であるため反対に圧力をかけた時、セルの中で
集電体が動いてしまい、セル間で電解質溶液３０がつな
がり単位セルあたりの電圧が高くなる。また、電位バラ
ンスが崩れるといった問題が発生し信頼性の低下を改善
することはできないと考える。

【００７４】本発明の電気二重層コンデンサでは、工程
内での不良はほとんど発生していない上、相対平均寿命
も大幅に改善されている。特に、ガスケットの片側に集
電体収納部分（段部）を設けたときに効果が著しい。こ
の理由について考える。

【００７５】比較例４（図１３参照）のコンデンサでは
ガスケットと集電体に凹凸の嵌合部を設けているが、異
なる材料では接着強度が十分でない。温度負荷等によっ
て嵌合部以外のガスケットと集電体の接着面に剥離や亀
裂が生じやすく、嵌合部にも亀裂や剥離が拡大して電解
質溶液は漏れてしまう。一方、例えば、本発明の実施例
１（図１参照）のように同じ材質のもの同士（ガスケッ
ト同士）が接する部分があれば接着強度は強くなり、剥
離も起きにくくなる。従って、集電体とガスケット同士
が接している部分で亀裂が入ってもガスケット同士が接
している部分で亀裂が入らなければ内部の電解質溶液が
外に漏れる可能性はほとんど無いと考える。実際、今回
試験した実施例１のＡ／ｔの値が０．５〜１．５サン
プルの中で、集電体とガスケット同士が接している部分
で亀裂が入っていても、亀裂はそこで止まっておりガス
ケット同士が付いている所まで亀裂が入っている物は一
個もなかった。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気二重
層コンデンサでは、最外側の集電体の外側にガスケット
を設け、またガスケットの端面に集電体の側縁部を収納
するための段差部を設けた構造にすることによって次の
ような効果を得ることができる。（１）ガスケットへ集電体を接着する際のしわやずれの
発生が抑制でき、電気二重層コンデンサの製造歩留ま
り、即ち、生産性を向上できる。（２）ガスケットと集電体の高温環境下における接着低
下が防止できるために電解質溶液の外部漏洩が防止で
き、高温環境下における電気二重層コンデンサの信頼性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサにおけるセル積層体の断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサにおけるガスケットの断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサの側面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサにおけるセル積層体の断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の電気二重層コンデ
ンサにおけるガスケットの断面図である。

【図６】表４の実施例１および実施例２のガスケットの
段差部の深さと集電体の厚さの比と不良率の関係をプロ
ットしたグラフである。

【図７】従来例１の電気二重層コンデンサにおけるセル
積層体の断面図である。

【図８】従来例１の電気二重層コンデンサにおけるガス
ケットの断面図である。

【図９】従来例１の電気二重層コンデンサの側面図であ
る。

【図１０】従来例２の電気二重層コンデンサにおけるセ
ル積層体の断面図である。

【図１１】従来例２の電気二重層コンデンサにおけるガ
スケットの断面図である。

【図１２】従来例３の電気二重層コンデンサにおけるセ
ルの断面図である。

【図１３】従来例４の電気二重層コンデンサにおけるセ
ル積層体の断面図である。

【図１４】従来例４の電気二重層コンデンサにおけるガ
スケットの断面図である。

【符号の説明】

１０ａ〜１０ｄ，１１０分極性電極２０ａ〜２０ｃ，１２１，１２２，１２３集電体３０，１３０電解質溶液４０ａ，４０ｂ，１４０セパレータ５１，５２ａ，５２ｂ，５３，５４，５５ａ，５５ｂ，
１５１，１５２，１５４，１５５ガスケット５６ａ〜５６ｃ，５７ａ〜５７ｆ，５８段差部１５３，１５６凹部６１，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，１６１，１６
２，１６３セル７１，７２，１７１，１７２，１７
３セル積層体８０，１８０端子電極９０，１９０加圧板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔性のセパレータを中間に挟持した一
対の分極電極からなるセル要素と、前記セル要素を収容
し、上端内側周縁部に第１の段差部の形成された枠状の
第１のガスケットと、前記第１の段差部に装着され、前
記第１のガスケットの上面に接着された第１の集電体
と、前記第１のガスケットの上面および前記第１の集電
体に接着され、前記第１のガスケットと同じ外周寸法を
有する枠状の第２のガスケットと、前記第１のガスケッ
トの下面に接着され、前記第１のガスケットより小さな
外周寸法を有する第２の集電体と、前記第１のガスケッ
トと同じ外周寸法を有し、前記第１のガスケットの下面
および前記第２の集電体に接着され、内側の外周縁部に
前記第２の集電体の側縁部を収容する第２の段差部の形
成された第３のガスケットとを備えたことを特徴とする
電気二重層コンデンサ。
【請求項２】前記第１の段差部の深さは前記第１の集
電体の厚さと等しく、前記第２の段差部の厚さは前記第
２の集電体の厚さと等しいことを特徴とする請求項１に
記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項３】前記第２のガスケットは、内側外周縁部
に前記第１の集電体の前記側縁部を部分的に収容する第
３の段差部を備え、前記第１のガスケット下端の内側外
周縁部に前記第２の集電体の前記側縁部を部分的に収容
する第４の段差部を備えていることを特徴とする請求項
１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項４】前記の第１の段差部の深さの前記の第１
の集電体の厚さに対する比率は０．１〜３．０であり、
前記の第２の段差部の深さの前記の第２の集電体の厚さ
に対する比率は０．１〜３．０であることを特徴とする
請求項１に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項５】前記第１の段差部と前記第３の段差部の
深さの合計の前記の第１の集電体の厚さに対する比率
は、０．１〜３であり、前記第２の段差部と前記第４の
段差部の深さの合計の前記の第２の集電体の厚さに対す
る比率は、０．１〜３であることを特徴とする請求項３
に記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項６】前記第１の集電体および前記第２の集電
体の材料が導電性を付与したブチルゴムシートおよびポ
リエチレンシートのいずれかの一つであることを特徴と
する請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項７】前記分極性電極の材料がブロック状の活
性炭であることを特徴とする請求項１記載の電気二重層
コンデンサ。
【請求項８】前記第１ガスケット、第２のガスケット
および第３のガスケットの材料がブチルゴム、ポリエチ
レン樹脂およびＡＢＳ樹脂から選択された一つであるこ
とを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。
【請求項９】前記第１のガスッケトの内側内部に電解
質溶液が封止されていることを特徴とする請求項１記載
の電気二重層コンデンサ。
【請求項１０】前記第１のガスケットと前記第３のガ
スケットの間には、さらに前記第１のガスケットと同じ
形状で上端内側外周縁部に第３の段差部が設けられ、内
部に第２のセル要素が収容された第４のガスケットと、
前記第３の段差部に装着された第３の集電体とが一体に
挟み込まれていることを特徴とする請求項１記載の電気
二重層コンデンサ。