JP2003045760A - 積層型電気二重層キャパシタモジュール - Google Patents
積層型電気二重層キャパシタモジュールInfo
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 体積当りあるいは重量当りの出力密度および
エネルギー密度の高い積層型電気二重層キャパシタモジ
ュールの提供。 【解決手段】 端部帯状部３３ａを残して金属集電箔３
３上に電極層３５を形成した電極体３１を対向させ、間
にセパレータ２を介在させる。それぞれの端部帯状部３
３ａを互いに反対側にセパレータ２より突出させ、その
両端に金属集電板３７をそれぞれ接合する。この積層素
子体４０に非水系電解液が含浸され、互いに独立に仕切
られた複数個の素子室４５を有するモジュールケース本
体４１に収容されている。
エネルギー密度の高い積層型電気二重層キャパシタモジ
ュールの提供。 【解決手段】 端部帯状部３３ａを残して金属集電箔３
３上に電極層３５を形成した電極体３１を対向させ、間
にセパレータ２を介在させる。それぞれの端部帯状部３
３ａを互いに反対側にセパレータ２より突出させ、その
両端に金属集電板３７をそれぞれ接合する。この積層素
子体４０に非水系電解液が含浸され、互いに独立に仕切
られた複数個の素子室４５を有するモジュールケース本
体４１に収容されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型電気二重層
キャパシタモジュールに関し、特に、体積当りあるいは
重量当りの出力密度およびエネルギー密度の高い積層型
電気二重層キャパシタモジュールに関する。
キャパシタモジュールに関し、特に、体積当りあるいは
重量当りの出力密度およびエネルギー密度の高い積層型
電気二重層キャパシタモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層キャパシタは、充放電サイク
ルによる長期的信頼性や出力密度の点で優れ、ハイブリ
ッド電気自動車用電源や、非常電源用途に用いられつつ
ある。これらの電源用途では、数百Ｖの高電圧が要求さ
れる。
ルによる長期的信頼性や出力密度の点で優れ、ハイブリ
ッド電気自動車用電源や、非常電源用途に用いられつつ
ある。これらの電源用途では、数百Ｖの高電圧が要求さ
れる。
【０００３】通常、電気二重層キャパシタの単体セルの
作動電圧は、電解液が水溶液系では０．６〜０．８Ｖ、
非水溶液系では２．０〜３．３Ｖであるため、これらの
単体セルを数十から数百個を直列接続した高圧電源モジ
ュールとして使用される。
作動電圧は、電解液が水溶液系では０．６〜０．８Ｖ、
非水溶液系では２．０〜３．３Ｖであるため、これらの
単体セルを数十から数百個を直列接続した高圧電源モジ
ュールとして使用される。
【０００４】この単体セルの構造としては、角型セルや
円筒型セル等が一般的である。角型セルについては、図
８に示すように、複数の平板状の正および負の極７Ａ、
７Ｂをセパレータ２を挟んだ状態で、交互にスタックし
て角型素子体とし、これを角型ケース１１に収納したも
のである。
円筒型セル等が一般的である。角型セルについては、図
８に示すように、複数の平板状の正および負の極７Ａ、
７Ｂをセパレータ２を挟んだ状態で、交互にスタックし
て角型素子体とし、これを角型ケース１１に収納したも
のである。
【０００５】各極７Ａ、７Ｂからは、平板状のリード部
８Ａ、８Ｂがそれぞれ上方に延び、正極と負極に分けて
リード結合部９Ａ、９Ｂに束ねられている。リード結合
部９Ａ、９Ｂは、角型ケース１１に貫通固定された正極
および負極の端子１０Ａ、１０Ｂと連結固定されてい
る。
８Ａ、８Ｂがそれぞれ上方に延び、正極と負極に分けて
リード結合部９Ａ、９Ｂに束ねられている。リード結合
部９Ａ、９Ｂは、角型ケース１１に貫通固定された正極
および負極の端子１０Ａ、１０Ｂと連結固定されてい
る。
【０００６】また、円筒型セルについては、図９に示す
如く、一対の長尺帯状の正および負の極１Ａ、１Ｂと、
その間に挟んだセパレータ１３とを巻き上げて捲回素子
を形成し、これを円筒ケース１５に納めて構成されてい
る。
如く、一対の長尺帯状の正および負の極１Ａ、１Ｂと、
その間に挟んだセパレータ１３とを巻き上げて捲回素子
を形成し、これを円筒ケース１５に納めて構成されてい
る。
【０００７】正および負の極１Ａ、１Ｂの上端にはリー
ド５Ａ、５Ｂが接続され、これらリード５Ａ、５Ｂは、
封口絶縁板３に貫通固定されている正極および負極の端
子４Ａ、４Ｂにそれぞれ接続されている。このように構
成された単体セル２０は、例えば図１０に示すように、
複数個を直列接続し、高圧電源モジュールとして構成す
る。
ド５Ａ、５Ｂが接続され、これらリード５Ａ、５Ｂは、
封口絶縁板３に貫通固定されている正極および負極の端
子４Ａ、４Ｂにそれぞれ接続されている。このように構
成された単体セル２０は、例えば図１０に示すように、
複数個を直列接続し、高圧電源モジュールとして構成す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのた
めに、複数個の単体セル２０を一体的に固定するための
堅牢なモジュール構造部材２１と、単体セル２０相互間
を直列電気接続するための多数の接続バスバー部材２３
とを必要とした。
めに、複数個の単体セル２０を一体的に固定するための
堅牢なモジュール構造部材２１と、単体セル２０相互間
を直列電気接続するための多数の接続バスバー部材２３
とを必要とした。
【０００９】したがって、高圧電源モジュールに仕上げ
た後では、モジュール化に要する重量増加と容積増加が
大きく、高圧電源モジュール全体としては出力密度およ
びエネルギー密度が著しく低下する。すなわち、本来の
電気二重層キャパシタのもつ出力密度の高さが損なわ
れ、かつエネルギー密度の低さがより際立ってしまうと
いう課題があった。
た後では、モジュール化に要する重量増加と容積増加が
大きく、高圧電源モジュール全体としては出力密度およ
びエネルギー密度が著しく低下する。すなわち、本来の
電気二重層キャパシタのもつ出力密度の高さが損なわ
れ、かつエネルギー密度の低さがより際立ってしまうと
いう課題があった。
【００１０】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、体積当りあるいは重量当りの出力密度お
よびエネルギー密度の高い積層型電気二重層キャパシタ
モジュールを提供することを目的とする。
されたもので、体積当りあるいは重量当りの出力密度お
よびエネルギー密度の高い積層型電気二重層キャパシタ
モジュールを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このため本発明（請求項
１）は、金属集電箔の一辺端部に端部帯状部を残して高
表面積材料からなる電極層が形成されてなり、互いに対
向配置された正極および負極の電極体と、該電極体相互
間で前記電極層同士を隔てるイオン透過性のセパレータ
と、前記正極および前記負極それぞれの電極体の前記端
部帯状部とそれぞれ電気的に接続する正極の金属集電板
および負極の金属集電板と、電解液と、モジュールケー
スとを備え、前記正極の電極体と前記負極の電極体と
は、前記端部帯状部が互いに反対側に前記セパレータよ
り突出されるように複数交互に積層されて積層素子を形
成し、前記正極の前記端部帯状部が前記セパレータより
突出している側の前記積層素子の端部に前記正極の金属
集電板が、および前記端部の反対の端部に前記負極の金
属集電板がそれぞれ配置されて、前記電極体、前記セパ
レータ、前記正極集電板および前記負極集電板によって
積層素子体を一体構成しており、前記積層素子体は複数
備えられており、前記モジュールケースに複数形成され
た素子室に１つずつ収容保護されており、複数の前記素
子室にそれぞれ収容される複数の前記積層素子体は電気
的に直列接続されていることを特徴とする。
１）は、金属集電箔の一辺端部に端部帯状部を残して高
表面積材料からなる電極層が形成されてなり、互いに対
向配置された正極および負極の電極体と、該電極体相互
間で前記電極層同士を隔てるイオン透過性のセパレータ
と、前記正極および前記負極それぞれの電極体の前記端
部帯状部とそれぞれ電気的に接続する正極の金属集電板
および負極の金属集電板と、電解液と、モジュールケー
スとを備え、前記正極の電極体と前記負極の電極体と
は、前記端部帯状部が互いに反対側に前記セパレータよ
り突出されるように複数交互に積層されて積層素子を形
成し、前記正極の前記端部帯状部が前記セパレータより
突出している側の前記積層素子の端部に前記正極の金属
集電板が、および前記端部の反対の端部に前記負極の金
属集電板がそれぞれ配置されて、前記電極体、前記セパ
レータ、前記正極集電板および前記負極集電板によって
積層素子体を一体構成しており、前記積層素子体は複数
備えられており、前記モジュールケースに複数形成され
た素子室に１つずつ収容保護されており、複数の前記素
子室にそれぞれ収容される複数の前記積層素子体は電気
的に直列接続されていることを特徴とする。
【００１２】本発明のモジュールは、従来のように、単
体セルを直列接続して高圧電源モジュールとして構成す
るために要した多数のセルの電気的な接続部材や、複数
個を一体的に固定するための堅牢なモジュール構造部材
を用いる必要がない。モジュール電源としての体積ある
いは重量当りのエネルギー密度を高くすることできる。
特にモジュールケースとして金属よりも軽い樹脂ケース
を使用すると、よりエネルギー密度を高められる。ま
た、最終の積層モジュール電源とするまでの工程が簡略
化でき、部品数も少ないため、生産性にも優れ、かつコ
スト低減にも繋がる。
体セルを直列接続して高圧電源モジュールとして構成す
るために要した多数のセルの電気的な接続部材や、複数
個を一体的に固定するための堅牢なモジュール構造部材
を用いる必要がない。モジュール電源としての体積ある
いは重量当りのエネルギー密度を高くすることできる。
特にモジュールケースとして金属よりも軽い樹脂ケース
を使用すると、よりエネルギー密度を高められる。ま
た、最終の積層モジュール電源とするまでの工程が簡略
化でき、部品数も少ないため、生産性にも優れ、かつコ
スト低減にも繋がる。
【００１３】また、本発明（請求項２）は、前記モジュ
ールケースは、前記素子室を備えるモジュールケース本
体と、該モジュールケース本体を密閉するためのモジュ
ールケース蓋体とを備えて構成した。
ールケースは、前記素子室を備えるモジュールケース本
体と、該モジュールケース本体を密閉するためのモジュ
ールケース蓋体とを備えて構成した。
【００１４】上記構成では、モジュールケースをモジュ
ールケース本体とモジュールケース蓋体にて構成するの
で、製造がし易く、また修理等もし易い。
ールケース本体とモジュールケース蓋体にて構成するの
で、製造がし易く、また修理等もし易い。
【００１５】更に、本発明（請求項３）は、前記モジュ
ールケース本体の前記素子室を仕切る隔壁部又は前記モ
ジュールケース本体の両側壁を貫通して、前記正極集電
板及び／又は前記負極集電板と接続される接続手段を備
えて構成した。
ールケース本体の前記素子室を仕切る隔壁部又は前記モ
ジュールケース本体の両側壁を貫通して、前記正極集電
板及び／又は前記負極集電板と接続される接続手段を備
えて構成した。
【００１６】このように、単体セルのケース部材の一部
を共有化し、モジュール構成部材およびセル間の電気的
な接続部材を包含した構造とすることにより、より軽量
・コンパクトな積層型電気二重層キャパシタモジュール
とすることができる。また、隣り合う単体セルどうしを
バスバー等を介すことなく最短経路で接続することがで
きるため、モジュール電源としての抵抗値を従来より低
くできる。
を共有化し、モジュール構成部材およびセル間の電気的
な接続部材を包含した構造とすることにより、より軽量
・コンパクトな積層型電気二重層キャパシタモジュール
とすることができる。また、隣り合う単体セルどうしを
バスバー等を介すことなく最短経路で接続することがで
きるため、モジュール電源としての抵抗値を従来より低
くできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。本発明の実施形態に係る積層型電気二重層キ
ャパシタモジュールを構成する各部材について、電極体
３１の詳細構成から説明する。電極体３１の拡大斜視図
を図１に示す。
説明する。本発明の実施形態に係る積層型電気二重層キ
ャパシタモジュールを構成する各部材について、電極体
３１の詳細構成から説明する。電極体３１の拡大斜視図
を図１に示す。
【００１８】図１において、正極または負極となる電極
体３１は、帯状又は短冊状の金属集電箔３３の一辺端部
に端部帯状部３３ａを残した形で、その両面に高表面積
材料からなる電極層３５Ａ、３５Ｂで形成されている。
体３１は、帯状又は短冊状の金属集電箔３３の一辺端部
に端部帯状部３３ａを残した形で、その両面に高表面積
材料からなる電極層３５Ａ、３５Ｂで形成されている。
【００１９】ここで用いる金属集電箔３３は、正極側の
電気化学耐食性に優れるものであれば特に限定されない
が、加工性、軽量化の点でアルミニウム、アルミニウム
合金、ステンレス鋼の箔材が好適である。
電気化学耐食性に優れるものであれば特に限定されない
が、加工性、軽量化の点でアルミニウム、アルミニウム
合金、ステンレス鋼の箔材が好適である。
【００２０】その厚みは強度が許容できる範囲で薄く設
定され、通常２０〜１００μｍの範囲が好ましい。また
電極層３５Ａ、３５Ｂとの接合強度の向上、接合抵抗の
低減を目的として、化学的、電気化学的もしくは機械的
な表面的エッチング処理を施す場合が多い。
定され、通常２０〜１００μｍの範囲が好ましい。また
電極層３５Ａ、３５Ｂとの接合強度の向上、接合抵抗の
低減を目的として、化学的、電気化学的もしくは機械的
な表面的エッチング処理を施す場合が多い。
【００２１】電極層３５Ａ、３５Ｂが形成されていない
端部帯状部３３ａは、外部との電気接合を取るためのも
のである。したがって、セル容量を高めるためには、な
るべく狭い方が好ましく、２〜６ｍｍ程度が望ましい。
端部帯状部３３ａは、外部との電気接合を取るためのも
のである。したがって、セル容量を高めるためには、な
るべく狭い方が好ましく、２〜６ｍｍ程度が望ましい。
【００２２】電極層３５Ａ、３５Ｂは、金属集電箔３３
の両面に、電解液との界面に電気二重層を形成し蓄電さ
せるための高比表面積材料からなり、塗工したもの、も
しくは予め成形された薄膜シート状の電極シートからな
り金属集電箔３３に接合されている。
の両面に、電解液との界面に電気二重層を形成し蓄電さ
せるための高比表面積材料からなり、塗工したもの、も
しくは予め成形された薄膜シート状の電極シートからな
り金属集電箔３３に接合されている。
【００２３】電極シートと金属集電箔３３とを接合する
場合は、通常、機械的圧接、導電性接着剤による接着方
法が用いられる。電極層３５Ａ、３５Ｂを成形するため
には、通常バインダが必要であり、各種の有機系バイン
ダ、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデン等のバインダが好適に用いられる。また、電極層
３５Ａ、３５Ｂの電気伝導を補助するための若干の導電
助剤が添加されてもよい。上述の高比表面積材料は、比
表面積１００〜３０００ｍ2／ｇの炭素質材料を主体と
して形成される。
場合は、通常、機械的圧接、導電性接着剤による接着方
法が用いられる。電極層３５Ａ、３５Ｂを成形するため
には、通常バインダが必要であり、各種の有機系バイン
ダ、特にポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデン等のバインダが好適に用いられる。また、電極層
３５Ａ、３５Ｂの電気伝導を補助するための若干の導電
助剤が添加されてもよい。上述の高比表面積材料は、比
表面積１００〜３０００ｍ2／ｇの炭素質材料を主体と
して形成される。
【００２４】具体的にはフェノール等の樹脂系、やしが
ら系、コークス系又はピッチ系の活性炭、及びカーボン
ナノチューブ、カーボンエアロゲル、ポリアセン等が好
ましく使用でき、導電助剤としてはカーボンブラック、
炭素短繊維、金属ファイバーが好適である。
ら系、コークス系又はピッチ系の活性炭、及びカーボン
ナノチューブ、カーボンエアロゲル、ポリアセン等が好
ましく使用でき、導電助剤としてはカーボンブラック、
炭素短繊維、金属ファイバーが好適である。
【００２５】本発明において、電気二重層形成のために
用いられる電解液は、耐電圧が高い点から非水電解液が
好ましい。非水電解液中に含まれる溶質は、電気伝導
性、溶媒に対する溶解度、電気化学的安定性の点で第４
級オニウム塩が好ましい。
用いられる電解液は、耐電圧が高い点から非水電解液が
好ましい。非水電解液中に含まれる溶質は、電気伝導
性、溶媒に対する溶解度、電気化学的安定性の点で第４
級オニウム塩が好ましい。
【００２６】特にＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｎ+又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+
（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に炭素数１〜６の
アルキル基又は炭素数６〜１０のアリール基。）で表さ
れるオニウムカチオンを有することが好ましく、特に前
記カチオンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＣＦ3ＳＯ3 -、Ａｓ
Ｆ6 -、Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2 -、ＣｌＯ4 -等のアニオンとか
らなる塩が好ましい。
（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に炭素数１〜６の
アルキル基又は炭素数６〜１０のアリール基。）で表さ
れるオニウムカチオンを有することが好ましく、特に前
記カチオンとＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＣＦ3ＳＯ3 -、Ａｓ
Ｆ6 -、Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2 -、ＣｌＯ4 -等のアニオンとか
らなる塩が好ましい。
【００２７】電解液中の上記オニウム塩の濃度は、電気
二重層形成に必要なイオン量を確保し、充分な電気伝導
性を得る目的から、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが
好ましく、特に１．０ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ま
しい。
二重層形成に必要なイオン量を確保し、充分な電気伝導
性を得る目的から、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上であることが
好ましく、特に１．０ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ま
しい。
【００２８】非水電解液に使用される有機溶媒として
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート等の直鎖状カーボネート、スルホラン、スル
ホラン誘導体、及びアセトニトリル、グルタルニトリル
等のニトリル類からなる群から選ばれる１種以上の溶媒
が好ましい。
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチル
カーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート等の直鎖状カーボネート、スルホラン、スル
ホラン誘導体、及びアセトニトリル、グルタルニトリル
等のニトリル類からなる群から選ばれる１種以上の溶媒
が好ましい。
【００２９】また、非水電解液としてはアミジン系のイ
オン性液体即ち常温溶融塩を用いることもできる。
オン性液体即ち常温溶融塩を用いることもできる。
【００３０】つぎに、セパレータ２について説明する。
セパレータ２は、正極および負極の電極体３１同士の間
に介在されたイオン透過性を有する部材である。セパレ
ータ２の材質は、特に限定されないが、電気絶縁性と電
解液に対する化学的安定性、電解液の吸液量が多く保液
性に優れる多孔質材料からなることが好ましい。
セパレータ２は、正極および負極の電極体３１同士の間
に介在されたイオン透過性を有する部材である。セパレ
ータ２の材質は、特に限定されないが、電気絶縁性と電
解液に対する化学的安定性、電解液の吸液量が多く保液
性に優れる多孔質材料からなることが好ましい。
【００３１】具体的には、ガラス繊維、シリカファイ
バ、アルミナファイバ、アスベスト、及びこれらのウィ
スカ等の無機繊維や、マニラ麻等の天然繊維、ポリオレ
フィン、ポリエステル等の合成ポリマー繊維等の有機繊
維からなることが好ましい。また、それらを抄造したシ
ート、延伸操作によって微孔を設けたマイクロポーラス
フィルム等も好ましく使用できる。
バ、アルミナファイバ、アスベスト、及びこれらのウィ
スカ等の無機繊維や、マニラ麻等の天然繊維、ポリオレ
フィン、ポリエステル等の合成ポリマー繊維等の有機繊
維からなることが好ましい。また、それらを抄造したシ
ート、延伸操作によって微孔を設けたマイクロポーラス
フィルム等も好ましく使用できる。
【００３２】つぎに、電極体３１とセパレータ２の積層
構造について説明する。電極体３１とセパレータ２の積
層構造の斜視図を図２に示す。図２において、帯状又は
短冊状のセパレータ２と帯状又は短冊状の同一構成の正
極および負極の電極体３１とを交互に配置する。
構造について説明する。電極体３１とセパレータ２の積
層構造の斜視図を図２に示す。図２において、帯状又は
短冊状のセパレータ２と帯状又は短冊状の同一構成の正
極および負極の電極体３１とを交互に配置する。
【００３３】電極体３１のそれぞれの端部帯状部３３ａ
は、セパレータ２の幅方向に隣り合うもの同士が、互い
に反対側にセパレータ２より突出するように配設されて
いる。そして、この電極体３１とセパレータ２とにより
積層素子３０が構成されている。この状態において、積
層素子３０の左右両端面には正極および負極の端部帯状
部３３ａがそれぞれ露出されている。
は、セパレータ２の幅方向に隣り合うもの同士が、互い
に反対側にセパレータ２より突出するように配設されて
いる。そして、この電極体３１とセパレータ２とにより
積層素子３０が構成されている。この状態において、積
層素子３０の左右両端面には正極および負極の端部帯状
部３３ａがそれぞれ露出されている。
【００３４】つぎに、金属集電板３７について説明す
る。金属集電板３７の斜視図を図３に示す。図３におい
て、金属製の金属集電板３７の上部には、貫通穴３９が
設けられている。
る。金属集電板３７の斜視図を図３に示す。図３におい
て、金属製の金属集電板３７の上部には、貫通穴３９が
設けられている。
【００３５】つぎに、積層素子体の構成について説明す
る。積層素子体４０の斜視図を図４に示す。図４におい
て、積層素子体４０は、積層素子３０の正極および負極
の各金属集電箔３３の端部帯状部３３ａに対し、それぞ
れ外部との電気的接合を果たすための金属集電板３７
Ａ、３７Ｂが接合されて構成されている。この端部帯状
部３３ａと金属集電板３７Ａ、３７Ｂとの接合方法に
は、機械的押し付け、導電性接着剤等のよる導電接着が
あるが、機械的、電気的に信頼性の高い溶接接合が好ま
しい。
る。積層素子体４０の斜視図を図４に示す。図４におい
て、積層素子体４０は、積層素子３０の正極および負極
の各金属集電箔３３の端部帯状部３３ａに対し、それぞ
れ外部との電気的接合を果たすための金属集電板３７
Ａ、３７Ｂが接合されて構成されている。この端部帯状
部３３ａと金属集電板３７Ａ、３７Ｂとの接合方法に
は、機械的押し付け、導電性接着剤等のよる導電接着が
あるが、機械的、電気的に信頼性の高い溶接接合が好ま
しい。
【００３６】溶接法には、超音波溶接、ＹＡＧ等のレー
ザー溶接、電子ビーム溶接法が好適に用いられる。金属
集電板３７は電気伝導性が高く、電気化学的耐食性が特
に材質は限定されないが、アルミニウム、アルミニウム
合金などが好ましい。
ザー溶接、電子ビーム溶接法が好適に用いられる。金属
集電板３７は電気伝導性が高く、電気化学的耐食性が特
に材質は限定されないが、アルミニウム、アルミニウム
合金などが好ましい。
【００３７】金属集電板３７の形状は特に限定されるも
のではない。しかしながら、積層素子３０の端面にて電
解液の含浸を阻害しないよう、積層素子３０の端面に当
接される金属集電板３７の平面部分には切り欠き部を設
けることが好ましい。あるいは同様の効果をもたらす穿
孔や、平面部の一部に凹凸を設けることでも良い。
のではない。しかしながら、積層素子３０の端面にて電
解液の含浸を阻害しないよう、積層素子３０の端面に当
接される金属集電板３７の平面部分には切り欠き部を設
けることが好ましい。あるいは同様の効果をもたらす穿
孔や、平面部の一部に凹凸を設けることでも良い。
【００３８】つぎに、積層素子体４０を収容するモジュ
ールケース本体４１およびモジュールケース蓋体４３に
ついて説明する。本発明におけるモジュールケース本体
４１の斜視図を図５に、また、本発明におけるモジュー
ルケース蓋体４３の斜視図を図６に示す。
ールケース本体４１およびモジュールケース蓋体４３に
ついて説明する。本発明におけるモジュールケース本体
４１の斜視図を図５に、また、本発明におけるモジュー
ルケース蓋体４３の斜視図を図６に示す。
【００３９】図５および図６において、共に樹脂製のモ
ジュールケース本体４１およびモジュールケース蓋体４
３には、互いに独立に仕切られた複数個の素子室４５が
形成されている。
ジュールケース本体４１およびモジュールケース蓋体４
３には、互いに独立に仕切られた複数個の素子室４５が
形成されている。
【００４０】積層素子体４０には、電解液が十分含浸さ
れている。そして、含浸された積層素子体４０は、隣り
合う積層素子体４０の一方の正極金属集電板３７Ａと他
方の負極金属集電板３７Ｂが隔壁部４１ｂを介して向き
合うように素子室４５内にそれぞれ収納されている。
れている。そして、含浸された積層素子体４０は、隣り
合う積層素子体４０の一方の正極金属集電板３７Ａと他
方の負極金属集電板３７Ｂが隔壁部４１ｂを介して向き
合うように素子室４５内にそれぞれ収納されている。
【００４１】モジュールケース本体４１の両側壁４１ｃ
及び隔壁部４１ｂには、対峙する位置に貫通穴４７がそ
れぞれ設けられている。そして、この貫通穴４７は、素
子室４５内に積層素子体４０が収納されたとき、金属集
電板３７の貫通穴３９と穴の位置が一致するようになっ
ている。図５中左端に配設された積層素子体４０の貫通
穴３９Ａと貫通穴４７には外部端子ボルト４９が通され
止められている。
及び隔壁部４１ｂには、対峙する位置に貫通穴４７がそ
れぞれ設けられている。そして、この貫通穴４７は、素
子室４５内に積層素子体４０が収納されたとき、金属集
電板３７の貫通穴３９と穴の位置が一致するようになっ
ている。図５中左端に配設された積層素子体４０の貫通
穴３９Ａと貫通穴４７には外部端子ボルト４９が通され
止められている。
【００４２】貫通穴３９Ａ、貫通穴４７と外部端子ボル
ト４９の間はＯリングにより密閉性を有している。図５
中右端に配設された積層素子体４０の貫通穴３９Ｂと貫
通穴４７に対しても同様である。
ト４９の間はＯリングにより密閉性を有している。図５
中右端に配設された積層素子体４０の貫通穴３９Ｂと貫
通穴４７に対しても同様である。
【００４３】また、隔壁部４１ｂの貫通穴４７、隣り合
う積層素子体４０の貫通穴３９Ａ、３９Ｂには、図示し
ない内部端子ボルトが通され止められている。貫通穴３
９Ａ、３９Ｂと内部端子ボルトの間はＯリングにより密
閉性を有している。
う積層素子体４０の貫通穴３９Ａ、３９Ｂには、図示し
ない内部端子ボルトが通され止められている。貫通穴３
９Ａ、３９Ｂと内部端子ボルトの間はＯリングにより密
閉性を有している。
【００４４】Ｏリングの材質は、用いる非水電解液によ
り侵されない材質であれば特に限定はないが、フッ素ゴ
ム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、シリコンゴム等が好適に用
いられる。内部端子ボルトは電気伝導性が高く、電気化
学的耐食性が高ければ特に材質は限定されないが、アル
ミニウム、アルミニウム合金などが好ましい。
り侵されない材質であれば特に限定はないが、フッ素ゴ
ム、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、シリコンゴム等が好適に用
いられる。内部端子ボルトは電気伝導性が高く、電気化
学的耐食性が高ければ特に材質は限定されないが、アル
ミニウム、アルミニウム合金などが好ましい。
【００４５】内部端子ボルトと積層素子体４０の金属集
電板３７とは電気的接合と同時に積層素子体４０の機械
的固定処置がなされるが、その方法としては内部端子ボ
ルトと金属集電板３７との間での機械的繋止が一般的で
あるが、レーザー溶接、電子ビーム溶接などの溶接によ
ることもできる。
電板３７とは電気的接合と同時に積層素子体４０の機械
的固定処置がなされるが、その方法としては内部端子ボ
ルトと金属集電板３７との間での機械的繋止が一般的で
あるが、レーザー溶接、電子ビーム溶接などの溶接によ
ることもできる。
【００４６】以上により、積層素子体４０は、直列に電
気接続される。この状態でモジュールケース蓋体４３に
より密閉封口することにより、図７に示すような積層型
電気二重層キャパシタモジュールが得られる。
気接続される。この状態でモジュールケース蓋体４３に
より密閉封口することにより、図７に示すような積層型
電気二重層キャパシタモジュールが得られる。
【００４７】モジュールケース本体４１およびモジュー
ルケース蓋体４３に設けられる素子室４５の数は特に限
定されるものではなく、用途によって要求されるモジュ
ール電圧によって適宜決定されるが、通常２〜１０個程
度が好ましい。
ルケース蓋体４３に設けられる素子室４５の数は特に限
定されるものではなく、用途によって要求されるモジュ
ール電圧によって適宜決定されるが、通常２〜１０個程
度が好ましい。
【００４８】モジュールケース本体２３およびモジュー
ルケース蓋体２５の材質は、電気絶縁性、機械的強度、
水分遮断性、用いる非水電解液に対する耐性を考慮して
適宜選択される。
ルケース蓋体２５の材質は、電気絶縁性、機械的強度、
水分遮断性、用いる非水電解液に対する耐性を考慮して
適宜選択される。
【００４９】通常の場合は、ポリオレフィン（ＰＰ、Ｐ
Ｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリパ
ラフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリ
アミドイミド等が好適である。また強度を上げるために
無機ファイバー等のフィラーを混合したり、透湿防止の
ための表面処理を施してもよい。
Ｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリパ
ラフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリイミド、ポリ
アミドイミド等が好適である。また強度を上げるために
無機ファイバー等のフィラーを混合したり、透湿防止の
ための表面処理を施してもよい。
【００５０】なお、上記内部端子ボルト、外部端子ボル
ト４９は好適な密閉状態が確保できる密閉容器内部隔壁
と一体化されたモールド成形により取り付けることもで
きる。樹脂製蓋体と樹脂製モジュールケースとの封口方
法は、加熱溶融による融着、超音波融着、各種シール
剤、ホットメルト、接着剤等による接着、パッキング部
材による押圧封止などによる。
ト４９は好適な密閉状態が確保できる密閉容器内部隔壁
と一体化されたモールド成形により取り付けることもで
きる。樹脂製蓋体と樹脂製モジュールケースとの封口方
法は、加熱溶融による融着、超音波融着、各種シール
剤、ホットメルト、接着剤等による接着、パッキング部
材による押圧封止などによる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、モ
ジュール電源としての体積あるいは重量当りのエネルギ
ー密度を高くすることできる。また、最終の積層モジュ
ール電源とするまでの工程が簡略化でき、部品数も少な
いため、生産性にも優れ、かつコスト低減にも繋がる。
さらに、隣り合う単体セルどうしをバスバー等を介さず
に最短経路で接続することができるので、モジュール電
源としての抵抗値を低くできる。
ジュール電源としての体積あるいは重量当りのエネルギ
ー密度を高くすることできる。また、最終の積層モジュ
ール電源とするまでの工程が簡略化でき、部品数も少な
いため、生産性にも優れ、かつコスト低減にも繋がる。
さらに、隣り合う単体セルどうしをバスバー等を介さず
に最短経路で接続することができるので、モジュール電
源としての抵抗値を低くできる。
【図１】 電極体の拡大斜視図
【図２】 電極体とセパレータの積層構造の斜視図
【図３】 金属集電板の斜視図
【図４】 積層素子体の斜視図
【図５】 モジュールケース本体の斜視図
【図６】 モジュールケース蓋体の斜視図
【図７】 積層型電気二重層キャパシタモジュール
【図８】 従来の角型セルの構造
【図９】 従来の円筒型セルの構造
【図１０】 従来の電気二重層キャパシタモジュールの
構造図
構造図
２ セパレータ
３０ 積層素子
３１ 電極体
３３ 金属集電箔
３３ａ 端部帯状部
３５Ａ、３５Ｂ 電極層
３７Ａ、３７Ｂ 金属集電板
３９Ａ、３９Ｂ、４７ 貫通穴
４０ 積層素子体４１ モジュールケース本体
４１ｂ 隔壁部
４３ モジュールケース蓋体
４５ 素子室
４９ 外部端子ボルト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 柏原 正巳
神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地
旭硝子株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 金属集電箔の一辺端部に端部帯状部を残
して高表面積材料からなる電極層が形成されてなり、互
いに対向配置された正極および負極の電極体と、該電極
体相互間で前記電極層同士を隔てるイオン透過性のセパ
レータと、前記正極および前記負極それぞれの電極体の
前記端部帯状部とそれぞれ電気的に接続する正極の金属
集電板および負極の金属集電板と、電解液と、モジュー
ルケースとを備え、前記正極の電極体と前記負極の電極
体とは、前記端部帯状部が互いに反対側に前記セパレー
タより突出されるように複数交互に積層されて積層素子
を形成し、前記正極の前記端部帯状部が前記セパレータ
より突出している側の前記積層素子の端部に前記正極の
金属集電板が、および前記端部の反対の端部に前記負極
の金属集電板がそれぞれ配置されて、前記電極体、前記
セパレータ、前記正極集電板および前記負極集電板によ
って積層素子体を一体構成しており、前記積層素子体は
複数備えられており、前記モジュールケースに複数形成
された素子室に１つずつ収容保護されており、複数の前
記素子室にそれぞれ収容される複数の前記積層素子体は
電気的に直列接続されていることを特徴とする積層型電
気二重層キャパシタモジュール。 - 【請求項２】 前記モジュールケースは、前記素子室を
備えるモジュールケース本体と、該モジュールケース本
体を密閉するためのモジュールケース蓋体とを備える請
求項１記載の積層型電気二重層キャパシタモジュール。 - 【請求項３】 前記モジュールケース本体の前記素子室
を仕切る隔壁部又は前記モジュールケース本体の両側壁
を貫通して、前記正極集電板及び／又は前記負極集電板
と接続される接続手段を備えた請求項２記載の積層型電
気二重層キャパシタモジュール。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001230235A JP2003045760A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型電気二重層キャパシタモジュール |
| DE60212019T DE60212019T2 (de) | 2001-07-30 | 2002-07-25 | Laminiertes elektrisches Doppelschichtkondensatormodul |
| EP02016362A EP1291885B1 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-25 | Laminated electric double layer capacitor module |
| US10/206,221 US6650531B2 (en) | 2001-07-30 | 2002-07-29 | Laminated electric double layer capacitor module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001230235A JP2003045760A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型電気二重層キャパシタモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045760A true JP2003045760A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19062474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001230235A Pending JP2003045760A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | 積層型電気二重層キャパシタモジュール |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1291885B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003045760A (ja) |
| DE (1) | DE60212019T2 (ja) |
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