JP2000068167A - Square electric double layer capacitor - Google Patents
Square electric double layer capacitorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、有機系電解液を用
いる大容量の角形電気二重層コンデンサに関し、温度上
昇に起因する角形外装ケース内の圧力上昇を緩和できる
内部圧力吸収室を備えた角形電気二重層コンデンサに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large-capacity rectangular electric double layer capacitor using an organic electrolytic solution, and more particularly to a rectangular electric double-layer capacitor having an internal pressure absorbing chamber capable of alleviating a pressure rise in a rectangular outer case caused by a temperature rise. The present invention relates to an electric double layer capacitor.
【０００２】[0002]
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】電気
二重層コンデンサは、分極性電極と電解液との界面に形
成される電気二重層に蓄積される電荷による電気エネル
ギーを利用するものである。そして、電気二重層コンデ
ンサが、急速充放電が可能で、充放電の繰り返しに対し
て安定であること等が注目されて、近年、アンペアオー
ダー以上の大電流放電が可能な数百〜数千Ｆの大容量で
低抵抗のいわゆる大容量電気二重層コンデンサ（パワー
用電気二重層コンデンサ）の開発が進められており、モ
ータ駆動用の電源などのパワー用途への適用が進められ
ている。2. Description of the Related Art An electric double layer capacitor utilizes electric energy due to electric charges accumulated in an electric double layer formed at an interface between a polarizable electrode and an electrolytic solution. . In recent years, attention has been paid to the fact that the electric double layer capacitor is capable of rapid charging and discharging and stable against repeated charging and discharging. A large-capacity, low-resistance so-called large-capacity electric double-layer capacitor (electric double-layer capacitor for power) has been developed, and its application to power applications such as a power supply for driving a motor has been promoted.
【０００３】当初、大容量の電気二重層コンデンサは円
筒形であった。すなわち、円筒形の電気二重層コンデン
サは、表面に活性炭からなる分極性電極を形成した正極
のシート状集電体と、同じく表面に分極性電極を形成し
た負極のシート状集電体とを、両者間にセパレータを介
在させて渦巻き状に捲回し、これに電解液を含浸させた
ものを円筒形の外装ケース内に収納し、外装ケース開口
部を封口したものである。しかし、この円筒形のもので
は、複数個組み合わせて使用する場合、これらの円筒形
電気二重層コンデンサを箱形のケース内に配列すると、
デッドスペースが大きく、体積効率（実装効率）が悪い
という欠点がある。[0003] Initially, large-capacity electric double layer capacitors were cylindrical. That is, the cylindrical electric double-layer capacitor is a positive electrode sheet-shaped current collector having a polarizable electrode made of activated carbon formed on the surface thereof, and a negative sheet-shaped current collector having the same polarizable electrode formed on the surface thereof. It is spirally wound with a separator interposed therebetween, and the impregnated electrolyte solution is stored in a cylindrical outer case, and the outer case opening is sealed. However, in this cylindrical type, when these are used in combination, if these cylindrical electric double layer capacitors are arranged in a box-shaped case,
There is a disadvantage that the dead space is large and the volume efficiency (mounting efficiency) is poor.
【０００４】そこで、角形の大容量電気二重層コンデン
サが提案されている（例えば、特開平４−１５４１０６
号公報、特開平７−２７２９８６号公報参照）。この角
形の大容量電気二重層コンデンサは、複数の正極と複数
の負極とをそれらの間にセパレータを介在させて交互に
積層してなる角形の電極積層体を有し、角形外装ケース
内に有機系電解液を含浸させた電極積層体を収納し、該
外装ケースの開口部を封口したものである。なお、水溶
液系電解液に比べて耐電圧を高くできる前記有機系電解
液を使用する電気二重層コンデンサでは、性能維持上、
この有機系電解液を含浸させた電極積層体に対して水分
を遮断する必要があり、角形の電極積層体は外装ケース
内に密閉されるようになっている。Therefore, a rectangular large-capacity electric double layer capacitor has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-154106).
And Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-272986). This rectangular large-capacity electric double-layer capacitor has a rectangular electrode laminate in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated with a separator interposed therebetween, and an organic An electrode laminate impregnated with a system electrolyte is accommodated therein, and the opening of the outer case is sealed. In addition, in the electric double layer capacitor using the organic electrolytic solution that can increase the withstand voltage compared to the aqueous electrolytic solution, in terms of maintaining performance,
It is necessary to block moisture from the electrode laminate impregnated with the organic electrolyte, and the rectangular electrode laminate is hermetically sealed in an outer case.
【０００５】ところで、このように角形外装ケース内に
有機系電解液を含浸させた電極積層体を気密状態で収納
した角形電気二重層コンデンサでは、角形外装ケース内
部温度の上昇によって該ケース内の圧力が上昇すること
による角形外装ケースの変形・破損が起きないようにす
る必要がある。角形外装ケースは円筒形に比べて構造的
に内部圧力上昇による変形に弱い。しかし前記従来の角
形電気二重層コンデンサでは、この点について特に配慮
されていない。By the way, in the rectangular electric double layer capacitor in which the electrode laminate impregnated with the organic electrolytic solution is housed in the rectangular outer case in an airtight manner, the pressure inside the rectangular outer case is increased by the rise of the internal temperature of the case. It is necessary to prevent the rectangular outer case from being deformed or damaged due to the rise in height. The rectangular outer case is structurally more vulnerable to deformation due to an increase in internal pressure than the cylindrical case. However, in the conventional rectangular electric double layer capacitor, no particular consideration is given to this point.
【０００６】そこで本発明は、温度上昇に起因する角形
外装ケース内の圧力上昇を緩和することにより該外装ケ
ースの変形・破損を防ぐことができ、信頼性の高い安全
な角形電気二重層コンデンサを提供することを目的とす
るものである。Accordingly, the present invention provides a highly reliable and safe rectangular electric double layer capacitor which can prevent deformation and breakage of the outer case by mitigating a rise in pressure in the outer case due to a rise in temperature. It is intended to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明による角形電気二重層コンデンサは、複数
の正極と複数の負極とをそれらの間にセパレータを介在
させて交互に積層してなる電極積層体を有し、角形外装
ケース内に電解液を含浸させた前記電極積層体を気密状
態で収納した角形電気二重層コンデンサにおいて、外気
と通じる開口部を有し、柔軟性材料で袋状に形成されて
おり、前記角形外装ケースの内部圧力に応じて収縮・復
元する変形自在な内部圧力吸収室と、異常時に発生する
分解ガスによる前記角形外装ケースの内部圧力上昇を排
出する破裂栓とを備えていることを特徴とするものであ
る。また、前記内部圧力吸収室はラミネートフィルムで
形成されたものがよい。In order to achieve the above object, a rectangular electric double layer capacitor according to the present invention comprises a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes alternately stacked with a separator interposed therebetween. A rectangular electric double-layer capacitor containing an electrode laminate having a rectangular outer case and an electrode laminate impregnated with an electrolytic solution in a rectangular outer case is hermetically housed, and has an opening communicating with the outside air, and is made of a flexible material. A deformable internal pressure absorbing chamber formed in a bag shape and contracting and restoring in accordance with the internal pressure of the rectangular outer case, and a rupture for discharging a rise in the internal pressure of the rectangular outer case due to a decomposition gas generated at the time of abnormality. And a stopper. The internal pressure absorbing chamber is preferably formed of a laminate film.
【０００８】本発明による角形電気二重層コンデンサに
おいては、角形外装ケース内には、電解液を含浸させた
電極積層体が気密状態で収納されるとともに、外気と通
じる開口部を有し、所定内部容積を持つ袋状（封筒状）
に形成された内部圧力吸収室が電極積層体に並べて設け
られている。よって、角形外装ケース内の温度が上昇す
ると、ケース内の電解液および気体空間部分が熱膨張す
るが、この熱膨張による体積増加分は内部圧力吸収室が
収縮することで確保・吸収されるので、温度上昇による
角形外装ケース内の圧力上昇を防ぐことができる。一
方、角形外装ケースの蓋部に設けた破裂栓は、万一の不
測事態、例えば何らかの外力に起因するコンデンサ内部
温度の異常上昇、あるいは過電圧印加によって分解ガス
が急激に発生し、所定値を超えて角形外装ケースの内部
圧力が上昇したときに作動し、該内部圧力上昇を排出す
る。前記の内部圧力吸収室を形成する材料としては、耐
熱性，機械的強度，電気絶縁性，柔軟性の点でラミネー
トフィルムが優れている。In the rectangular electric double-layer capacitor according to the present invention, the electrode laminate impregnated with the electrolytic solution is housed in the rectangular outer case in an airtight state, and has an opening communicating with the outside air. Bag shape (envelope shape) with volume
Are formed side by side in the electrode laminate. Therefore, when the temperature inside the rectangular outer case rises, the electrolytic solution and the gas space in the case thermally expand, but the volume increase due to this thermal expansion is secured and absorbed by the contraction of the internal pressure absorbing chamber. In addition, it is possible to prevent the pressure inside the rectangular outer case from rising due to a temperature rise. On the other hand, a rupture plug provided on the lid of the rectangular outer case may cause a sudden occurrence of a decomposition gas due to an unexpected event, for example, an abnormal rise in the internal temperature of the capacitor due to some external force, or the application of an overvoltage, which may exceed the predetermined value. It operates when the internal pressure of the rectangular outer case rises, and discharges the internal pressure rise. As a material for forming the internal pressure absorbing chamber, a laminate film is excellent in heat resistance, mechanical strength, electric insulation, and flexibility.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１〜図３は本発明に
よる角形電気二重層コンデンサの組立工程を説明するた
めの図で、図４は本発明による角形電気二重層コンデン
サの角形電極積層体を模式的に示す斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 are views for explaining a process of assembling a rectangular electric double layer capacitor according to the present invention, and FIG. 4 is a perspective view schematically showing a rectangular electrode laminate of the rectangular electric double layer capacitor according to the present invention. .
【００１０】まず、角形電極積層体２について説明す
る。図１に示すように、正極２１は、狭幅帯状のリード
部を有する矩形シート状の正極用集電極２３と、これの
両側に配された矩形シート状の分極性電極２５とにより
構成されている。また、負極２２は、リード部を有する
矩形シート状の負極用集電極２４と、これの両側に配さ
れた矩形シート状の分極性電極２５とにより構成されて
いる。この正極２１と負極２２とが、矩形シート状のセ
パレータ２６を間に介在させて交互に所定数重ね合わせ
て積層されている。First, the square electrode laminate 2 will be described. As shown in FIG. 1, the positive electrode 21 is configured by a rectangular sheet-shaped positive electrode collector electrode 23 having a narrow band-shaped lead portion, and rectangular sheet-shaped polarizable electrodes 25 arranged on both sides of the collector electrode 23. I have. The negative electrode 22 is composed of a rectangular sheet-like negative electrode collector electrode 24 having a lead portion, and rectangular sheet-like polarizable electrodes 25 arranged on both sides of the negative electrode collector electrode 24. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are alternately stacked by a predetermined number with a rectangular sheet-shaped separator 26 interposed therebetween.
【００１１】これらの積層されたものを、各電極２１，
２２における集電極と分極性電極とを密着させるため
に、最外部両側に配した薄肉ステンレス鋼製の押え板２
７を介して積層方向に押圧した状態で締付け用テープに
て包むように結束し、図１の（イ）に示すように、角形
をなす積層体２’を得る。なお、正極用集電極２３と負
極用集電極２４とは、端子接続用のリード部がそれぞれ
左右逆の位置になるようにして積層されている。Each of these stacked electrodes is connected to each electrode 21,
22, a stainless steel holding plate 2 disposed on both outermost sides to make the collector electrode and the polarizable electrode adhere to each other.
While being pressed in the laminating direction via 7, they are bound so as to be wrapped with a fastening tape to obtain a rectangular laminated body 2 ′ as shown in FIG. The positive electrode collecting electrode 23 and the negative electrode collecting electrode 24 are laminated such that the lead portions for terminal connection are located at opposite positions to each other.
【００１２】そして、図２に示すように、アルミニウム
製の正極端子ボルト２８Ａの頭部（ネジ部と反対の側の
部分）に積層体２’の各正極用集電極２３のリード部を
一括してかしめ接合し、同様に、負極端子ボルト２８Ｂ
に各負極用集電極２４のリード部をかしめ接合して、セ
パレータ２６を介して隣接する正極２１と負極２２とに
より構成される各セルを並列接続してなる角形の電極積
層体２が組み立てられている（図２の（ロ）及び図４も
参照）。本例では角形電極積層体２の大きさ寸法は、４
４ｍｍ×４６ｍｍ×高さ９２ｍｍである。Then, as shown in FIG. 2, the lead portion of each positive electrode collecting electrode 23 of the laminate 2 'is collectively mounted on the head (the portion opposite to the screw portion) of the aluminum positive electrode terminal bolt 28A. And crimped to form a negative electrode terminal bolt 28B.
Then, the lead portion of each negative electrode collecting electrode 24 is caulked and joined, and a rectangular electrode laminate 2 is assembled by connecting each cell constituted by the adjacent positive electrode 21 and negative electrode 22 via a separator 26 in parallel. (See also (b) of FIG. 2 and FIG. 4). In this example, the size of the rectangular electrode laminate 2 is 4
It is 4 mm x 46 mm x 92 mm in height.
【００１３】なお、前記の分極性電極２５は、この例で
は次の手順で作製されたものである。まず、粉末活性炭
（比表面積３０００ｍ2 ／ｇ）に、結着剤として熱硬化
性樹脂である粒状フェノール樹脂、及びフェノール樹脂
分散用溶剤として２−メトキシエタノールを加え、これ
らを混合して造粒用の混合物とした。ここで、粉末活性
炭／粒状フェノール樹脂＝７０／３０（重量比）の配合
比とし、２−メトキシエタノールは粉末活性炭に対し重
量比でその２．０倍の溶剤量となるように添加した。次
に、前記造粒用混合物を材料として造粒を行い、該造粒
品を金型内に入れて、熱板付きプレス機にて加圧成形
し、しかる後この板状成形体を窒素ガス雰囲気下にて焼
成し、これを切り出して厚み０．５ｍｍ×短辺４６ｍｍ
×長辺９２ｍｍの分極性電極を得た。The above-described polarizable electrode 25 is manufactured in the following procedure in this example. First, a granular phenol resin, which is a thermosetting resin, as a binder and 2-methoxyethanol as a solvent for dispersing a phenol resin are added to powdered activated carbon (specific surface area: 3000 m 2 / g), and these are mixed and granulated. Was obtained as a mixture. Here, the mixing ratio of powdered activated carbon / granular phenol resin was 70/30 (weight ratio), and 2-methoxyethanol was added so that the amount of solvent was 2.0 times the weight of powdered activated carbon. Next, granulation is performed using the granulation mixture as a material, the granulated product is placed in a mold, and pressure-molded by a press equipped with a hot plate. Fired in an atmosphere, cut out and 0.5mm thick x 46mm short side
X A polarizable electrode having a long side of 92 mm was obtained.
【００１４】また、集電極２３，２４は、この例では厚
み１０μｍのアルミニウム箔よりなるもので、そのリー
ド部が幅１８ｍｍ×長さ２０〜８０ｍｍ、集電極部が短
辺４６ｍｍ×長辺９２ｍｍの大きさである。イオン透過
性及び電気絶縁性を有する多孔質のセパレータ２６は、
厚み２５μｍのポリプロピレンフィルムよりなり、その
大きさが前記分極性電極２５より僅かに大きいものであ
る。この例の電極積層体２は、定格電圧３Ｖ，静電容量
１６００Ｆの大容量コンデンサとすべく、セル（セパレ
ータ２６を介して隣接する１組の正極２１と負極２２と
により１つのセルが構成される）を２０個並列接続した
構成とされている。The collecting electrodes 23 and 24 are made of an aluminum foil having a thickness of 10 μm in this example, and the lead portion has a width of 18 mm × length of 20 to 80 mm, and the collecting electrode portion has a short side of 46 mm × long side of 92 mm. It is size. The porous separator 26 having ion permeability and electrical insulation,
It is made of a polypropylene film having a thickness of 25 μm, and its size is slightly larger than that of the polarizable electrode 25. In the electrode laminate 2 of this example, one cell is configured by a cell (a set of a positive electrode 21 and a negative electrode 22 adjacent to each other via a separator 26) in order to form a large-capacity capacitor having a rated voltage of 3 V and a capacitance of 1600F. 20) are connected in parallel.
【００１５】さて次に、図２に示すように、電極積層体
２の分極性電極２５，セパレータ２６に有機系電解液を
含浸させた。有機系電解液としては、例えば、プロピレ
ンカーボネートを溶媒とし、テトラエチルアンモニウム
テトラフルオロボレートなどを溶質とする有機電解液を
用いることができる。Next, as shown in FIG. 2, the polarizable electrode 25 and the separator 26 of the electrode laminate 2 were impregnated with an organic electrolytic solution. As the organic electrolyte, for example, an organic electrolyte using propylene carbonate as a solvent and tetraethylammonium tetrafluoroborate as a solute can be used.
【００１６】このように角形電極積層体２に有機系電解
液を含浸させ、しかる後、この角形電極積層体２にこれ
を包むように袋状インシュレータ（袋状絶縁体）３を装
着する（図２の（ハ）参照）。袋状インシュレータ３
は、後述するアルミニウム製の角形外装ケース４内に角
形電極積層体２を収納した際に、該電極積層体２と角形
外装ケース４とを電気的に絶縁するためのもので、電気
絶縁性を有し電解液を通過させない柔軟性材料、この例
では多孔質でないポリプロピレンで形成されている。な
お、角形電極積層体２は袋状インシュレータ３によって
密封されてはいない。そして、図２の（ニ）に示すよう
に、袋状インシュレータ３が装着された角形電極積層体
２は、有底角形形状で薄肉アルミニウム製の外装ケース
４に収納される。この例では、角形外装ケース４の内部
寸法は４８ｍｍ角，高さ１０８ｍｍである。As described above, the rectangular electrode laminate 2 is impregnated with the organic electrolytic solution, and thereafter, the bag-shaped insulator (bag-shaped insulator) 3 is attached to the rectangular electrode laminate 2 so as to wrap it (FIG. 2). (C)). Bag-shaped insulator 3
Is used to electrically insulate the electrode laminate 2 and the rectangular outer case 4 when the rectangular electrode laminate 2 is housed in the aluminum rectangular outer case 4 described later. It is made of a flexible material which does not allow electrolyte to pass through, in this example, non-porous polypropylene. Note that the rectangular electrode laminate 2 is not sealed by the bag-shaped insulator 3. Then, as shown in FIG. 2D, the rectangular electrode laminate 2 to which the bag-shaped insulator 3 is attached is housed in a thin aluminum outer case 4 having a bottomed rectangular shape. In this example, the internal dimensions of the rectangular outer case 4 are 48 mm square and 108 mm high.
【００１７】次いで、図３に示すように、角形外装ケー
ス４への内部圧力吸収室５や破裂栓６の組込みが行われ
る。同図において、５は開口部５ａを有し、内側に所定
容積空間を持つ封筒状（袋状）に形成された内部圧力吸
収室５で、アルミニウム箔と樹脂フィルムとのラミネー
ト材（ポリエステル・アルミ箔・ポリエチレンの３層ラ
ミネートフィルム）で形成されている。この吸収室５の
大きさについては後述する。６は上部に薄肉の破裂用キ
ャップ面６ａを持つ円筒キャップ形の破裂栓（外形：φ
５×１５ｍｍ）で、ポリプロピレン樹脂製である。７は
厚み３ｍｍ程度で正方形の蓋板で、ポリプロピレン樹脂
製である。Next, as shown in FIG. 3, the internal pressure absorbing chamber 5 and the rupture plug 6 are assembled into the rectangular outer case 4. In the figure, reference numeral 5 denotes an internal pressure absorbing chamber 5 having an opening 5a and having a predetermined volume space inside and formed in an envelope shape (bag shape), and a laminate material (polyester aluminum) of an aluminum foil and a resin film. (Three-layer laminate film of foil and polyethylene). The size of the absorption chamber 5 will be described later. Reference numeral 6 denotes a cylindrical cap-shaped rupture plug having a thin-walled rupture cap surface 6a at the top (outer diameter: φ
5 × 15 mm) and made of polypropylene resin. Reference numeral 7 denotes a square lid plate having a thickness of about 3 mm, which is made of polypropylene resin.
【００１８】そして、破裂栓６は、蓋板７のほぼ中心点
に設けられた小径貫通孔に該破裂栓６を下方からさし通
すことにより、破裂用キャップ面６ａが上になる姿勢で
蓋板７に取り付けられている。また、内部圧力吸収室５
は、蓋板７の一辺に沿って形成された狭幅で細長いスリ
ット７ａにさし通されて該蓋板７に支持されている。こ
の破裂栓６と内部圧力吸収室５とが取り付けられた蓋板
７を角形外装ケース４の上方へ移動し、該蓋板７を下降
させて角形外装ケース４内に内部圧力吸収室５を途中ま
でさし入れた状態で、蓋板７の２個の端子用貫通孔７ｂ
に下方から角形電極積層体２の各端子ボルト２８Ａ，２
８Ｂのネジ部をそれぞれさし通す。しかる後、圧力吸収
室５の開口部５ａが角形外装ケース４上端に位置するよ
うに、内部圧力吸収室５と蓋板７とを一体的にさらに押
し下げて角形外装ケース４内に収納する。これにより、
蓋板７は角形外装ケース４内の該ケース上端から深さ１
０ｍｍ程度のところに位置されるようになっている（図
３の（ホ）参照）。なお、ラミネートフィルム製の内部
圧力吸収室５については、厚みが９０μｍ程度と薄く、
柔軟性があって取り扱い難いため、前述の蓋板７への取
付けや、角形外装ケース４内への収納の際には、封筒状
に形成された内側に芯となるプラスチック板（図示省
略）を入れた状態で取り扱うようにし、後述する蓋板７
上へのコンパウンド材の注入を行ってから前記プラスチ
ック板を抜き取るようにしている。The rupture plug 6 is passed through a small-diameter through hole provided substantially at the center of the cover plate 7 from below, so that the rupture cap surface 6a is positioned upward. It is attached to the plate 7. Also, the internal pressure absorbing chamber 5
Is supported by the cover plate 7 through a narrow and long slit 7a formed along one side of the cover plate 7. The cover plate 7 to which the rupture plug 6 and the internal pressure absorbing chamber 5 are attached is moved above the rectangular outer case 4, and the cover plate 7 is lowered to move the internal pressure absorbing chamber 5 into the rectangular outer case 4 halfway. The two terminal through holes 7b of the cover plate 7
From below, each terminal bolt 28A, 2 of the square electrode laminate 2
8B threaded parts. Thereafter, the internal pressure absorbing chamber 5 and the cover plate 7 are further pushed down integrally and accommodated in the rectangular outer case 4 so that the opening 5a of the pressure absorbing chamber 5 is located at the upper end of the rectangular outer case 4. This allows
The lid plate 7 has a depth of 1 from the upper end of the rectangular outer case 4.
It is positioned at about 0 mm (see (e) in FIG. 3). In addition, about the internal pressure absorption chamber 5 made of a laminated film, the thickness is as thin as about 90 μm,
Since it is flexible and difficult to handle, a plastic plate (not shown) serving as a core is formed inside the envelope when mounting it on the cover plate 7 or storing it in the rectangular outer case 4. Handle it in the inserted state, and
After the compound material is injected upward, the plastic plate is removed.
【００１９】次に、蓋板７から上方へ突き出た端子ボル
ト２８Ａに外部接続用端子として正極外部端子ナット８
Ａを螺合して取り付け、同様に、角形電極積層体２の端
子ボルト２８Ｂに負極外部端子ナット８Ｂを螺合して取
り付ける（図３の（ヘ）参照）。これらの外部端子ナッ
ト８Ａ，８Ｂは、端子ボルト２８Ａ，２８Ｂよりも長く
角形外装ケース４上端よりも突出する状態で取り付けら
れている。Next, a positive electrode external terminal nut 8 is connected to a terminal bolt 28A protruding upward from the cover plate 7 as an external connection terminal.
A is screwed and attached. Similarly, the negative electrode external terminal nut 8B is screwed and attached to the terminal bolt 28B of the rectangular electrode laminate 2 (see (f) in FIG. 3). These external terminal nuts 8A and 8B are attached so as to be longer than the terminal bolts 28A and 28B and protrude from the upper end of the rectangular outer case 4.
【００２０】次いで、蓋板７からケース４上端までの角
形外装ケース４上部に形成された空間に、封止材料とし
て液状の樹脂材料を注入し、硬化させる。これにより角
形外装ケース４の上部に蓋部９が形成され、角形外装ケ
ース４内には、有機系電解液を含浸させた角形電極積層
体２が気密状態で収納されるとともに、蓋部９に外気と
通じる開口部５ａを有し、所定内部容積を持つ封筒状に
形成された内部圧力吸収室５が角形電極積層体２に並べ
て設けられた構造となっいている。なお、液状樹脂材料
注入時、内部圧力吸収室５の開口部５ａや樹脂材料が付
着し硬化する部分５ｂは、該吸収室５内に前記したプラ
スチック板を入れてあるので内側空間が押しつぶされる
ことはない。樹脂封止材料として、本例では、電気絶縁
性，耐電圧性，耐湿性の点で、ブタジェン熱硬化樹脂を
用いている。Next, a liquid resin material is injected as a sealing material into a space formed above the rectangular outer case 4 from the cover plate 7 to the upper end of the case 4 and cured. As a result, the lid 9 is formed on the upper part of the rectangular outer case 4, and the rectangular electrode laminate 2 impregnated with the organic electrolyte is housed in the rectangular outer case 4 in an airtight state. An internal pressure absorbing chamber 5 having an opening 5 a communicating with the outside air and having a predetermined internal volume and formed in an envelope shape is provided side by side in the rectangular electrode laminate 2. When the liquid resin material is injected, the opening 5a of the internal pressure absorbing chamber 5 and the portion 5b where the resin material adheres and hardens are filled with the plastic plate in the absorbing chamber 5, so that the inner space is crushed. There is no. In this example, a butadiene thermosetting resin is used as the resin sealing material in terms of electrical insulation, voltage resistance, and moisture resistance.
【００２１】このようにして、内部圧力吸収室５と破裂
栓６とが設けられた角形電気二重層コンデンサ１が組み
立てられている（図３の（ト）参照）。なお、角形外装
ケース４にはケース保護のため熱収縮チューブを被覆す
るようにしている。Thus, the rectangular electric double-layer capacitor 1 provided with the internal pressure absorbing chamber 5 and the rupture plug 6 is assembled (see FIG. 3 (g)). The rectangular outer case 4 is covered with a heat-shrinkable tube to protect the case.
【００２２】次に、内部圧力吸収室５の内部容積の決め
方について説明する。有機系電解液を含浸させた角形電
極積層体２は角形外装ケース４内に気密状態で収納され
ている。このため、周囲温度の上昇などで該ケース４内
の温度（使用温度あるいは作動温度と呼ばれている）が
上昇すると、該ケース４内の電解液および気体空間部分
が熱膨張する。そこで、この熱膨張による体積増加分を
吸収して該ケース４内の圧力上昇を防ぐために、該体積
増加分に見合う容積を持ち、かつ外気に通じる開口部を
持つ内部圧力吸収室５を設けている。すなわち、内部圧
力吸収室５の必要内部容積ΔＶは式（１）で算出され
る。Next, how to determine the internal volume of the internal pressure absorbing chamber 5 will be described. The square electrode laminate 2 impregnated with the organic electrolyte is housed in a square outer case 4 in an airtight state. For this reason, when the temperature in the case 4 (referred to as operating temperature or operating temperature) increases due to an increase in ambient temperature or the like, the electrolytic solution and the gas space in the case 4 thermally expand. Therefore, in order to absorb the volume increase due to the thermal expansion and prevent the pressure inside the case 4 from rising, an internal pressure absorption chamber 5 having a volume commensurate with the volume increase and having an opening communicating with the outside air is provided. I have. That is, the required internal volume ΔV of the internal pressure absorbing chamber 5 is calculated by the equation (1).
【００２３】[0023]
【数１】 (Equation 1)
【００２４】式（１）において、ΔＶ１は角形外装ケー
ス４内の気体空間部分の熱膨張による体積増加分であ
る。このΔＶ１は、組立時の温度と最高使用温度との差
を温度差とし、熱膨張による体積増加分を求めたもの
で、下記の式（２）に従って算出される。式（２）中、
Ｖ：角形外装ケース４の内部容積、Ｖｓ：角形電極積層
体２の容積、Ｖｃ：蓋部分の容積、Ｖａ：角形外装ケー
ス４内の気体空間部分、Ｔａ：組立時の温度（℃）、Ｔ
max ：最高使用温度（℃）、である。In the equation (1), ΔV1 is the volume increase due to the thermal expansion of the gas space in the rectangular outer case 4. This ΔV1 is obtained by calculating the volume increase due to thermal expansion using the difference between the temperature at the time of assembly and the maximum use temperature as the temperature difference, and is calculated according to the following equation (2). In equation (2),
V: internal volume of the rectangular outer case 4, Vs: volume of the square electrode laminate 2, Vc: volume of the lid, Va: gas space in the rectangular outer case 4, Ta: temperature (° C.) at the time of assembly, T
max: Maximum operating temperature (° C).
【００２５】[0025]
【数２】 (Equation 2)
【００２６】次に、前記式（１）のΔＶ２は電解液の熱
膨張による体積増加分である。電解液は角形電極積層体
２に充分に含浸されており、温度上昇で比重が低下する
ことで膨張して体積増加し、その膨張分が角形電極積層
体２より滲み出して気体空間部分を圧迫することにな
る。ΔＶ２は下記の式（３）に従って算出される。式
（３）中、Ｗ：電解液含浸量（ｇ）、ρａ：組立時の温
度での電解液の比重、ρmin ：最高使用温度での電解液
の比重、である。Next, ΔV2 in the above equation (1) is an increase in volume due to thermal expansion of the electrolytic solution. The electrolytic solution is sufficiently impregnated in the rectangular electrode laminate 2, and expands due to a decrease in specific gravity due to a rise in temperature, and expands in volume, and the expanded portion oozes out of the rectangular electrode laminate 2 to compress the gas space. Will do. ΔV2 is calculated according to the following equation (3). In the equation (3), W is the amount of electrolyte impregnated (g), ρa is the specific gravity of the electrolyte at the temperature at the time of assembly, and ρmin is the specific gravity of the electrolyte at the maximum use temperature.
【００２７】[0027]
【数３】 (Equation 3)
【００２８】本例の場合、まず、ΔＶ１について求める
と、Ｖ：２４９×１０-3リットル（４８ｍｍ角×高さ１
０８ｍｍ）、Ｖｓ：１８６ミリリットル（４４ｍｍ×４
６ｍｍ×高さ９２ｍｍ）、Ｖｃ：１８ミリリットル（４
８ｍｍ角×８ｍｍ）であるから、Ｖａ＝Ｖ−（Ｖｓ＋Ｖ
ｃ）＝４５ミリリットルとなる。よって、Ｖａ：４５ミ
リリットル、Ｔmax ：７０℃、Ｔａ：２０℃とすると、
式（２）から、ΔＶ１＝７．６７ミリリットルとなる。
次に、ΔＶ２ついて求めると、Ｗ：１３０ｇ、ρａ：
１．１９８（２０℃での比重）、ρmin ：１．１５５
（７０℃での比重）とすると、式（３）から、ΔＶ２＝
４．０４ミリリットルとなる。In the case of the present example, first, regarding ΔV1, V: 249 × 10 −3 liter (48 mm square × height 1)
08 mm), Vs: 186 ml (44 mm × 4
6 mm × height 92 mm), Vc: 18 ml (4
Va = V− (Vs + V)
c) = 45 ml. Therefore, if Va: 45 ml, Tmax: 70 ° C., and Ta: 20 ° C.,
From equation (2), ΔV1 = 7.67 ml.
Next, when ΔV2 is obtained, W: 130 g, ρa:
1.198 (specific gravity at 20 ° C.), ρmin: 1.155
(Specific gravity at 70 ° C.), from equation (3), ΔV2 =
It will be 4.04 ml.
【００２９】よって、式（１）のΔＶ＝ΔＶ１＋ΔＶ２
から、内部圧力吸収室５の必要内部容積ΔＶは１０．７
１ミリリットルとなる。したがって、本例の場合、封筒
状をなす内部圧力吸収室５は４５ｍｍ×３ｍｍ×１００
ｍｍの寸法にし、その内部容積がΔＶ１３．５ミリリッ
トルとなるように設定し、前記必要内部容積ΔＶより若
干大きめにしてある。なお、電解液の比重は、−２０℃
で１．２３６、０℃で１．２１８、２０℃で１．１９
８、６０℃で１．１６４であった。Therefore, ΔV = ΔV1 + ΔV2 in equation (1)
Therefore, the required internal volume ΔV of the internal pressure absorbing chamber 5 is 10.7
It will be 1 milliliter. Therefore, in the case of this example, the internal pressure absorbing chamber 5 having an envelope shape is 45 mm × 3 mm × 100.
mm, and the internal volume is set to be ΔV 13.5 ml, which is slightly larger than the required internal volume ΔV. The specific gravity of the electrolyte is -20 ° C.
1.236 at 0 ° C, 1.218 at 20 ° C, 1.19 at 20 ° C
8. It was 1.164 at 60 ° C.
【００３０】このように、本発明による角形電気二重層
コンデンサ１では、角形外装ケース４内には、有機系電
解液を含浸させた角形電極積層体２が気密状態で収納さ
れるとともに、角形外装ケース４の蓋部９に外気と通じ
る開口部５ａを有し、所定内部容積を持つ封筒状（袋
状）に形成された内部圧力吸収室５が電極積層体２に並
べて設けられている。よって、角形外装ケース４内の温
度が上昇すると、ケース４内の有機系電解液および気体
空間部分が熱膨張するが、この熱膨張による体積増加分
は内部圧力吸収室５が収縮することで確保・吸収される
ので、温度上昇による角形外装ケース４内の圧力上昇を
防ぐことができ、圧力上昇による角形外装ケース４の変
形・破損が起きないようにすることができる。また、破
裂栓６は、万一の不測事態、例えば何らかの外力に起因
するコンデンサ内部温度の異常な上昇、あるいは過電圧
印加によって分解ガスが急激に発生し、所定値を超えて
ケース内部圧力が上昇したときに破裂用キャップ面６ａ
が破れて作動し、該内部圧力上昇を排出するので、安全
性が確保できる。As described above, in the rectangular electric double-layer capacitor 1 according to the present invention, the rectangular electrode laminate 2 impregnated with the organic electrolyte is housed in the rectangular outer case 4 in an airtight state, and the rectangular outer case An internal pressure absorption chamber 5 having an opening 5 a communicating with the outside air and having a predetermined internal volume and formed in an envelope shape (bag shape) is provided in the lid portion 9 of the case 4 so as to be arranged in the electrode laminate 2. Therefore, when the temperature in the rectangular outer case 4 rises, the organic electrolyte and the gas space in the case 4 expand thermally, but the volume increase due to this thermal expansion is secured by the contraction of the internal pressure absorbing chamber 5. Since the pressure is absorbed, it is possible to prevent the pressure inside the rectangular outer case 4 from rising due to the temperature rise, and to prevent the rectangular outer case 4 from being deformed or damaged due to the pressure rise. In addition, in the case of the rupture plug 6, a decomposition gas is suddenly generated by an unexpected event, for example, an abnormal increase in the internal temperature of the capacitor due to some external force, or an overvoltage is applied, and the internal pressure of the case exceeds a predetermined value. Sometimes bursting cap surface 6a
, And the internal pressure rise is discharged, so that safety can be ensured.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上述べたように、本発明による角形電
気二重層コンデンサでは、角形外装ケースの内部圧力に
応じて収縮・復元する変形自在な内部圧力吸収室を設け
たので、温度上昇に起因する角形外装ケース内の圧力上
昇を緩和しうることで該外装ケースの変形・破損を防ぐ
ことができ、また、異常時に発生する分解ガスによる角
形外装ケースの内部圧力上昇を排出する破裂栓を設けて
いるので、異常事態に対する安全性が高い。よって、本
発明によると、信頼性の高い安全な角形電気二重層コン
デンサを提供することができる。As described above, the rectangular electric double layer capacitor according to the present invention has a deformable internal pressure absorbing chamber which contracts and restores in accordance with the internal pressure of the rectangular outer case, so that the temperature rise may occur. The pressure rise inside the rectangular outer case can be reduced to prevent deformation and breakage of the outer case, and a rupture plug is provided to discharge the internal pressure rise of the rectangular outer case due to decomposition gas generated at the time of abnormality. Therefore, safety against abnormal situations is high. Therefore, according to the present invention, a highly reliable and safe rectangular electric double layer capacitor can be provided.
【図１】本発明による角形電気二重層コンデンサの組立
工程を説明するための図である。FIG. 1 is a view for explaining an assembly process of a rectangular electric double layer capacitor according to the present invention.
【図２】同じく、本発明による角形電気二重層コンデン
サの組立工程を説明するための図である。FIG. 2 is a view for explaining an assembling process of the rectangular electric double layer capacitor according to the present invention.
【図３】同じく、本発明による角形電気二重層コンデン
サの組立工程を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining an assembling process of the rectangular electric double layer capacitor according to the present invention.
【図４】本発明による角形電気二重層コンデンサの角形
電極積層体を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a rectangular electrode laminate of the rectangular electric double layer capacitor according to the present invention.
１…角形電気二重層コンデンサ ２’…積層体 ２…角
形電極積層体 ２１…正極 ２２…負極 ２３…正極用
集電極 ２４…負極用集電極 ２５…分極性電極 ２６
…セパレータ ２７…押え板 ２８Ａ…正極端子ボルト
２８Ｂ…負極端子ボルト ３…袋状インシュレータ
４…角形外装ケース ５…内部圧力吸収室 ５ａ…開口
部 ５ｂ…内部圧力吸収室における樹脂材料が付着し硬
化する部分 ６…破裂栓 ６ａ…破裂用キャップ面 ７
…蓋板 ７ａ…スリット ７ｂ…端子用貫通孔 ８Ａ…
正極外部端子ナット ８Ｂ…負極外部端子ナット ９…
樹脂封止された蓋部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Square electric double layer capacitor 2 '... Laminated body 2 ... Square electrode laminated body 21 ... Positive electrode 22 ... Negative electrode 23 ... Positive electrode collector 24 ... Negative electrode collector 25 ... Polarizable electrode 26
... Separator 27 ... Holding plate 28A ... Positive terminal bolt 28B ... Negative terminal bolt 3 ... Bag insulator
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Square outer case 5 ... Internal pressure absorption chamber 5a ... Opening 5b ... Portion where resin material adheres and hardens in internal pressure absorption chamber 6 ... Burst stopper 6a ... Burst cap surface 7
... lid plate 7a ... slit 7b ... terminal through hole 8A ...
Positive external terminal nut 8B Negative external terminal nut 9 ...
Resin-sealed lid
Claims (2)
にセパレータを介在させて交互に積層してなる電極積層
体を有し、角形外装ケース内に電解液を含浸させた前記
電極積層体を気密状態で収納した角形電気二重層コンデ
ンサにおいて、外気と通じる開口部を有し、柔軟性材料
で袋状に形成されており、前記角形外装ケースの内部圧
力に応じて収縮・復元する変形自在な内部圧力吸収室
と、異常時に発生する分解ガスによる前記角形外装ケー
スの内部圧力上昇を排出する破裂栓とを備えていること
を特徴とする角形電気二重層コンデンサ。1. An electrode laminate comprising: an electrode laminate in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately laminated with a separator interposed therebetween, wherein a rectangular outer case is impregnated with an electrolytic solution. A rectangular electric double-layer capacitor in which the body is housed in an airtight state, having an opening communicating with the outside air, formed in a bag-like shape of a flexible material, and contracting and restoring according to the internal pressure of the rectangular outer case. A rectangular electric double-layer capacitor comprising: a flexible internal pressure absorbing chamber; and a rupture plug for discharging a rise in internal pressure of the rectangular outer case due to a decomposition gas generated at an abnormal time.
ムで形成されたものであることを特徴とする請求項１記
載の角形電気二重層コンデンサ。2. The rectangular electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the internal pressure absorbing chamber is formed of a laminated film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10231594A JP2000068167A (en) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Square electric double layer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10231594A JP2000068167A (en) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Square electric double layer capacitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068167A true JP2000068167A (en) | 2000-03-03 |
Family
ID=16925973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10231594A Withdrawn JP2000068167A (en) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Square electric double layer capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000068167A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313678A (en) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Meidensha Corp | Laminated electric double-layer capacitor |
| JP2007194614A (en) * | 2005-12-21 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | Electric double layer capacitor |
| CN117174491A (en) * | 2023-10-16 | 2023-12-05 | 东莞市爱伦电子科技有限公司 | Electrolytic capacitor |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP10231594A patent/JP2000068167A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002313678A (en) * | 2001-04-13 | 2002-10-25 | Meidensha Corp | Laminated electric double-layer capacitor |
| JP2007194614A (en) * | 2005-12-21 | 2007-08-02 | Showa Denko Kk | Electric double layer capacitor |
| CN117174491A (en) * | 2023-10-16 | 2023-12-05 | 东莞市爱伦电子科技有限公司 | Electrolytic capacitor |
| CN117174491B (en) * | 2023-10-16 | 2024-01-26 | 东莞市爱伦电子科技有限公司 | Electrolytic capacitor |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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