JP2004072016A

JP2004072016A - Electric double layer capacitor

Info

Publication number: JP2004072016A
Application number: JP2002232537A
Authority: JP
Inventors: Wataru Oizumi; 大泉　亘; Keisuke Oga; 黄賀　啓介
Original assignee: NEC Tokin Corp; NEC Tokin Ceramics Corp
Current assignee: Tokin Corp; NEC Tokin Hyogo Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance vibration-proof of a wound electric double layer capacitor so that it can be used also in an application subjected to vibration. <P>SOLUTION: A structure as a holding plate 6 disposed in a metal case 3 comes into contact with the bottom surface of a capacitor element 1 is employed. Hereby, movement of the capacitor element 1 in the metal case 3 is extremely reduced owing to by friction between the capacitor element 1 and the holding plate 6, and thereby vibration-proof of the electric double layer capacitor can be enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層キャパシタに関わり、特に耐振性が向上した巻回型の電気二重層キャパシタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層キャパシタは、電荷を有する固体とそれに接触する電解液の界面に形成される、厚さ数ｎｍ程度の電気二重層を、誘電体として利用したものである。電気二重層の容量は、１ｃｍ^２あたり数十μＦであるが、表面積が数千ｍ^２にも及ぶ活性炭を電極として用いることにより、数百〜数千Ｆの極めて大きな容量を得ることが可能である。
【０００３】
そして、電気二重層キャパシタは、下記のように電池とコンデンサの中間のような特徴を有し、実用に供されるとともに、さらなる性能向上のための検討がなされている。
（１）充放電サイクルに伴う容量の劣化が少ない。
（２）一般的な電池に比較して、起動後に瞬時に大きな出力を取り出せる。
【０００４】
現用の電気二重層キャパシタで、小型のものは、表面に活性炭を主とする分極性電極層を形成した一対の分極性電極の間に、ポリプロピレン不織布などからなるセパレータを挟んで素子とし、この素子に電解液を含浸させ、金属容器に収容し、キャップとガスケットにより金属容器に密封したコイン型の構造をとっている。
【０００５】
この他に比較的大容量のものとして、シート状の分極性電極、集電体、セパレータを積層して渦巻状に巻き回してキャパシタ素子とし、この素子に電解液を含浸させ、金属容器に収容し、容器の開口部をキャップで密閉して構成した、巻回型の電気二重層キャパシタが製造されている。これらの電気二重層キャパシタは、主にＩＣメモリのバックアップやアクチュエータのバックアップに使用されている。
【０００６】
これらの電気二重層キャパシタを構成する分極性電極は、大表面積を有する活性炭を主とするものであり、巻回型のキャパシタでは活性炭粉末などをＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などをバインダとして混練し、シート状に形成したものが、またコイン型では上記シート状活性炭もしくは活性炭繊維布が用いられている。
【０００７】
従来の巻回型の電気二重層キャパシタの構造について、図４、図５を用いて説明する。図４は、従来のキャパシタ素子の構成を示すため、キャパシタ素子の断面の一部を拡大した図であり、図５は、従来の巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図である。
【０００８】
図４に示したように、キャパシタ素子１は、アルミニウムエッチング箔などからなる正極集電体８および負極集電体９に、活性炭粉末、導電材およびバインダを混練した電極材を塗布することで、正極分極性電極１０と負極分極性電極１１の層を形成し、しかる後、分極性電極を塗布していない集電体の露出面に、正極リード端子１２、負極リード端子１３を、それぞれかしめにより接続し、その後、セパレータ１４を挟んで正極集電体８と負極集電体９に塗布した各分極性電極の層を対向させ、かつ、その一方の露出面にセパレータ１４を配置して巻き回した構造となっている。
【０００９】
また、図５に示したように、巻回型の電気二重層キャパシタは、図４に構造を示したキャパシタ素子１に粘着テープ２を巻き付けて、形状を固定した上で電解液を含浸し、キャパシタ素子１から引き出された正極リード端子１２、負極リード端子１３を、ゴムキャップ５に貫通させ、しかる後に、該ゴムキャップを金属ケース３の開口部に組み込み、開口部にカーリング加工を施して封止した構造となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示したような、巻回型電気二重層キャパシタにおいて、問題となるのは、キャパシタ素子１に接続されている正極リード端子１２、負極リード端子１３が、ゴムキャップ５に固定されている以外に、金属ケース３の内部に、キャパシタ素子１を固定する機構が備えられていないことである。
【００１１】
このため、特に図５における横方向に振動や衝撃が加わった場合、正極リード端子１２、負極リード端子１３が十分な強度を具備していないと、破壊に至る可能性がある。また、振幅が小さくとも、振動が定常的に加わる場合では、金属疲労による破壊が起こる可能性もある。そして、キャパシタ素子１のサイズの増大に伴い、このような可能性が増加する。
【００１２】
リード端子に十分な機械的な強度を付与するには、リード端子の径を大きくするか、材質を考慮する必要があるが、小型化やコストの面で必ずしも対応できないことが多い。このために、従来の構造の巻回の型電気二重層キャパシタは、たとえば玩具のように、定常的に振動や衝撃が負荷される用途には、適合しないものであった。
【００１３】
従って、本発明の技術的な課題は、前記巻回型の電気二重層キャパシタの、衝撃や振動に対する信頼性を向上し、その用途を拡大することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題解決のため、従来の巻回型の電気二重層キャパシタにおける、キャパシタ素子に対し、新たに簡便な構造の固定機構を導入することを検討した結果なされたものである。
【００１５】
即ち、本発明は、分極性電極を設けた正負一対の集電体を、セパレータを介して渦巻状に巻回したキャパシタ素子を、電解液とともに金属ケースに収納した巻回型電気二重層キャパシタにおいて、前記キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときのいずれかの底面を、前記金属ケースの内部に配置した保持板と接触させた構造であることを特徴とする電気二重層キャパシタである。
【００１６】
また、本発明は、前記保持板の少なくとも一部が、前記金属ケースの内周と底面のいずれかに接触した状態で配置されていることを特徴とする、前記の電気二重層キャパシタである。
【００１７】
また、本発明は、前記保持板の少なくとも一部が、前記金属ケースの内周面と、前記金属ケースの内周面に環状に配置された凸部に接触した状態で配置されていることを特徴とする前記の電気二重層キャパシタである。
【００１８】
また、本発明は、前記保持板が、前記キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときの側面に、少なくとも一部が接触する保持壁を有することを特徴とする前記の電気二重層キャパシタである。
【００１９】
また、本発明は、前記保持板が、金属材料、セラミックス材料、有機物または無機物の高分子材料の少なくともいずれかの、電解液に対して不溶である材質から構成されることを特徴とする、前記の電気二重層キャパシタである。
【００２０】
本発明の巻回型の電気二重層キャパシタにおいては、キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときの、いずれかの底面近傍を、金属ケース内に配置した保持板に接触することで、金属ケース内部におけるキャパシタ素子の位置が固定されるため、キャパシタ素子を巻き回した軸方向に、垂直な方向から外力が加わっても、キャパシタ素子と金属ケースの相対的な位置関係が変わらない、即ち、金属ケースの中で、キャパシタ素子が動くことが極めて少ない。
【００２１】
このため、本発明の巻回型の電気二重層キャパシタは、従来の製品に比較して、格段に優れた耐振性を有し、高い信頼性を発現する。
【００２２】
また、一般に高分子材料は、分子を構成する化学結合が共有結合であるため、化学的には高い安定性を有する。従って、本発明の保持板としての使用に適しているが、キャパシタ素子には、電解液が含浸されているため、適切な材質を選択しないと、保持板が電解液を構成する溶媒を吸収して膨潤したり、甚だしい場合は、溶解したりするので、溶媒に不溶な材質を選択する必要がある。
【００２３】
従来の電気二重層キャパシタの電解液に使用されてきた電解質の代表的なものには、四級アンモニウム四フッ化ホウ素塩、六フッ化リン酸塩、過塩素酸塩などが挙げられ、溶媒の代表的なものには、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。
【００２４】
そして、ここに挙げた、溶媒に不溶な高分子材料としては、ポリエチレンを代表とするポリオレフィン類などが挙げられるので、これらポリオレフィンを保持板に用いることができる。また、前記溶媒に不溶な、石英ガラス、酸化アルミニウムなどのセラミックス材料も保持板に用いることができる。さらに、前記高分子材料と前記セラミックス材料を組み合わせて用いることもできる。
【００２５】
また、本発明に用いる保持板には、キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときの側面に、少なくとも一部が接触する保持壁を設けることも可能であるが、保持板と保持壁は一体に成形することも可能であり、別個の部材の組立てにより構成してもよい。そして、これらを構成する材料についても、電解液に不溶な材料を用いる必要があることは勿論である。
【００２６】
また、本発明に用いる保持板を金属ケース底部近傍に配置する場合は、金属ケース内周面に環状に配置された凸部に、接触した状態に配置することで、保持板と金属ケース底面との間に支持部材を設ける必要がなくなるので、保持板の形状を簡略化することが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
本発明は、前記のように、巻回型の電気二重層キャパシタにおいて、キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときのいずれかの底面を、金属ケース内に配置した保持板に接触させることで、キャパシタ素子が動かないようにするものである。従って、本発明に用いる保持板は、金属ケースの底部に配置してもよいし、ゴムキャップ近傍に配置しても同等の機能を発現し得る。
【００２９】
保持板の形状としては、金属ケースの内径とほぼ同じ外径の円盤状でもよいし、金属ケースの内径よりも小さな外径の円盤に突起を設けた形状でもよい。また、保持板に保持壁を設けることで、キャパシタ素子を固定する機能を向上することが可能である。
【００３０】
【実施例】
次に、具体的な実施例について、図を参照しながら説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。また、本発明では、リード端子型のキャパシタを用いて説明するが、この形状に限定されるものではなく、ねじ端子型を用いてもよい。
【００３１】
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例に係る、巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図である。図１において、１はキャパシタ素子、２は粘着テープ、３は金属ケース、５はゴムキャップ、６は保持板、１２は正極リード端子、１３は負極リード端子である。キャパシタ素子１の構成は、図４に示した従来のキャパシタ素子１と同一である。
【００３２】
金属ケース３の底部には、ポリプロピレン製の保持板を予め配置した。この保持板は、外径が金属ケースの内径とすきまばめとなる円盤で、脚状の支持部材を設けてある。ここでは、材料としてポリプロピレンを用いたが、ＰＴＦＥのようなフッ素樹脂、アルミニウムなどの金属材料、酸化アルミニウムなどのセラミックス材料を用いてもよい。次いで、キャパシタ素子１を挿入し、キャパシタ素子１を保持板６に接触させた。
【００３３】
キャパシタ素子１に電解液を滴下し、ゴムキャップ５を介して封口して巻回型の電気二重層キャパシタを製作した。ここでは、１ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度で、プロピレンカーボネートにテトラメチルチルアンモニウムテトラフルオロホウ酸塩を溶解させた電解液を用いた。このような構成の巻回型の電気二重層キャパシタは、金属ケース３内のキャパシタ素子１が保持板６と接触しており、キャパシタ素子１と保持板６との間の摩擦のために、極めて動き難くなるため、振動に対する信頼性を向上させることができる。
【００３４】
（実施例２）
図２は、本発明の第２の実施例に係る、巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図である。キャパシタ素子１は、実施例１と同一のもの、即ち、図４に示した従来のキャパシタ素子と同じものである。本実施例では、金属ケース３の外周から、環状の絞り加工を施すことで、内周面に環状の凸部４を設けてある。
【００３５】
そして、ここでは、円盤状でアルミニウム製の保持板６を、環状の凸部４に配置した。本実施例でも、保持板６の外径は、金属ケース３の内径とすきまばめとなる寸法に設定した。次いで、キャパシタ素子１を挿入し、キャパシタ素子１を保持板６に接触させた。このキャパシタ素子１に、実施例１と同一の電解液を滴下し、ゴムキャップ５を介して封口して巻回型の電気二重層キャパシタを製作した。
【００３６】
本実施例においても、実施例１と同様に、キャパシタ素子１は保持板６と接触しており、キャパシタ素子１と保持板６との間の摩擦により、極めて動き難くなっていて、振動に対する信頼性を向上させることができる。
【００３７】
（実施例３）
図３は、本発明の第３の実施例に係る、巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図である。本実施例においても、キャパシタ素子１は、実施例１と同一のもの、即ち、図４に示した従来のキャパシタ素子と同じものである。また、金属ケース３の内周面には、実施例２と同様の環状の凸部４が設けてある。
【００３８】
本実施例の保持板６は、ポリプロピレン製で、環状の保持壁７が保持板６と一体に設けられている。保持板６の外径と金属ケース３の内径、保持壁７の内径とキャパシタ素子１の外径は、それぞれ、すきまばめとなるように寸法が設定されている。
【００３９】
そして、保持板６を環状の凸部４に配置した。次いで、キャパシタ素子１を保持壁７の内側に嵌合させ、キャパシタ素子１の底面と側面を、それぞれ、保持板６と保持壁７に接触させた。このキャパシタ素子１に電解液を滴下し、ゴムキャップ５を介して封口して巻回型の電気二重層キャパシタを製作した。ここでも電解液は、実施例１の場合と同じものを用いた。
【００４０】
本実施例のキャパシタ素子には、第１の実施例と第２の実施例に示した以外に、保持壁による固定機能が付加されるので、キャパシタ素子は、金属ケース内で、さらに強固に固定される。このため、振動に対する信頼性をさらに向上し得る。
【００４１】
なお、ここに示した実施例では、いずれも保持板を金属ケースの底部に配置したが、ゴムキャップ側、あるいは金属ケース底部とゴムキャップ側の両方に配置しても、同様の効果が得られる。但し、ゴムキャップでリード端子が固定されているので、保持板をゴムキャップ側のみに配置した場合は、その効果がある程度低下するのは避けられない。
【００４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、金属ケースの内部に配置した保持板、あるいは保持板と保持壁の両方によって、キャパシタ素子の金属ケースにおける位置が固定されるので、キャパシタ素子が極めて動き難くなる。このような構造を採用することで、振動に起因するリード端子部の変形や亀裂による、等価直列抵抗上昇などのキャパシタ特性の劣化を防ぐことができる。
【００４３】
従って、本発明による巻回型の電気二重層キャパシタは、たとえば、玩具のように常時振動が加わるような用途にも使用することができ、従来に比較してその用途を拡大し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例に係る巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図。
【図２】第２の実施例に係る巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図。
【図３】第３の実施例に係る巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図。
【図４】従来のキャパシタ素子の構成を示すため、キャパシタ素子の断面の一部を拡大した図。
【図５】従来の巻回型の電気二重層キャパシタの内部を模式的に示した図。
【符号の説明】
１　　キャパシタ素子
２　　粘着テープ
３　　金属ケース
４　　凸部
５　　ゴムキャップ
６　　保持板
７　　保持壁
８　　正極集電体
９　　負極集電体
１０　　正極分極性電極
１１　　負極分極性電極
１２　　正極リード端子
１３　　負極リード端子
１４　　セパレータ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric double layer capacitor, and more particularly to a wound electric double layer capacitor with improved vibration resistance.
[0002]
[Prior art]
The electric double layer capacitor uses an electric double layer having a thickness of about several nm, which is formed at an interface between a solid having a charge and an electrolytic solution in contact with the solid, as a dielectric. Although the capacity of the electric double layer is several tens of μF per cm ² , it is possible to obtain an extremely large capacity of several hundred to several thousand F by using activated carbon having a surface area of several thousand m ² as an electrode. is there.
[0003]
As described below, the electric double layer capacitor has characteristics such as those between a battery and a capacitor, and is put to practical use, and studies for further improving the performance are being made.
(1) Deterioration of capacity due to charge / discharge cycles is small.
(2) As compared with a general battery, a large output can be taken out instantly after startup.
[0004]
The current electric double-layer capacitor, which is small, is an element in which a separator made of a polypropylene nonwoven fabric or the like is interposed between a pair of polarizable electrodes having a polarizable electrode layer mainly formed of activated carbon on the surface. Is impregnated with an electrolytic solution, housed in a metal container, and sealed in a metal container with a cap and a gasket to form a coin-type structure.
[0005]
In addition, as a relatively large-capacity device, a sheet-shaped polarizable electrode, a current collector, and a separator are stacked and spirally wound to form a capacitor element, which is impregnated with an electrolytic solution and housed in a metal container. A wound electric double-layer capacitor in which the opening of the container is sealed with a cap has been manufactured. These electric double layer capacitors are mainly used for backup of IC memories and actuators.
[0006]
The polarizable electrodes constituting these electric double layer capacitors are mainly made of activated carbon having a large surface area. In a wound type capacitor, activated carbon powder or the like is kneaded using PTFE (polytetrafluoroethylene) or the like as a binder. The sheet-shaped activated carbon or activated carbon fiber cloth is used in a coin type.
[0007]
The structure of a conventional wound-type electric double layer capacitor will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an enlarged view of a part of a cross section of the capacitor element in order to show the configuration of the conventional capacitor element, and FIG. 5 schematically shows the inside of a conventional wound-type electric double layer capacitor. FIG.
[0008]
As shown in FIG. 4, the capacitor element 1 is obtained by applying an electrode material obtained by kneading activated carbon powder, a conductive material and a binder to a positive electrode current collector 8 and a negative electrode current collector 9 made of aluminum etching foil or the like. A positive electrode polarizable electrode 10 and a negative electrode polarizable electrode 11 are formed, and then the positive electrode lead terminal 12 and the negative electrode lead terminal 13 are respectively caulked on the exposed surface of the current collector on which the polarizable electrode is not applied. After that, the layers of the polarizable electrodes applied to the positive electrode current collector 8 and the negative electrode current collector 9 are opposed to each other with the separator 14 interposed therebetween, and the separator 14 is arranged and wound on one of the exposed surfaces. It has a structure.
[0009]
As shown in FIG. 5, the wound type electric double layer capacitor is formed by winding an adhesive tape 2 around a capacitor element 1 having a structure shown in FIG. The positive electrode lead terminal 12 and the negative electrode lead terminal 13 pulled out from the capacitor element 1 are passed through the rubber cap 5, and then the rubber cap is incorporated into the opening of the metal case 3, and the opening is subjected to curling and sealed. It has a stopped structure.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the wound type electric double layer capacitor as shown in FIG. 5, the problem is that the positive electrode lead terminal 12 and the negative electrode lead terminal 13 connected to the capacitor element 1 are fixed to the rubber cap 5. In addition, a mechanism for fixing the capacitor element 1 is not provided inside the metal case 3.
[0011]
For this reason, in particular, when vibration or impact is applied in the horizontal direction in FIG. 5, if the positive electrode lead terminal 12 and the negative electrode lead terminal 13 do not have sufficient strength, there is a possibility of destruction. In addition, even when the amplitude is small, when vibration is constantly applied, there is a possibility that destruction due to metal fatigue may occur. Then, as the size of the capacitor element 1 increases, such a possibility increases.
[0012]
In order to impart sufficient mechanical strength to the lead terminal, it is necessary to increase the diameter of the lead terminal or to consider the material, but it is often not possible to cope with miniaturization and cost. For this reason, the wound-type electric double-layer capacitor having the conventional structure is not suitable for applications in which vibration or impact is constantly applied, such as a toy.
[0013]
Therefore, a technical problem of the present invention is to improve the reliability of the wound-type electric double layer capacitor with respect to shock and vibration, and to expand its use.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has been made as a result of studying the introduction of a fixing mechanism having a new simple structure for a capacitor element in a conventional wound-type electric double layer capacitor.
[0015]
That is, the present invention relates to a wound electric double layer capacitor in which a capacitor element in which a pair of positive and negative current collectors provided with polarizable electrodes is spirally wound via a separator is housed in a metal case together with an electrolytic solution. An electric double layer capacitor having a structure in which one of the bottom surfaces when the shape of the capacitor element is regarded as a column is brought into contact with a holding plate arranged inside the metal case.
[0016]
Further, the present invention is the electric double layer capacitor described above, wherein at least a part of the holding plate is arranged in a state of being in contact with any one of an inner periphery and a bottom surface of the metal case.
[0017]
Further, in the present invention, it is preferable that at least a part of the holding plate is arranged in a state of being in contact with an inner peripheral surface of the metal case and a convex portion annularly arranged on the inner peripheral surface of the metal case. An electric double-layer capacitor as described above.
[0018]
Further, the present invention is the electric double layer capacitor, wherein the holding plate has a holding wall at least partially in contact with a side surface when the shape of the capacitor element is regarded as a column. .
[0019]
Further, the present invention is characterized in that the holding plate is made of a material that is insoluble in an electrolytic solution, at least one of a metal material, a ceramic material, an organic or inorganic polymer material, Electric double layer capacitor.
[0020]
In the wound electric double-layer capacitor of the present invention, when the shape of the capacitor element is regarded as a column, the vicinity of any bottom surface is brought into contact with the holding plate arranged in the metal case, whereby the metal case is formed. Since the position of the capacitor element inside is fixed, even if an external force is applied from the vertical direction in the axial direction around which the capacitor element is wound, the relative positional relationship between the capacitor element and the metal case does not change. Very little movement of the capacitor element in the case.
[0021]
For this reason, the wound electric double layer capacitor of the present invention has much better vibration resistance and expresses higher reliability than conventional products.
[0022]
In general, a polymer material has high chemical stability because a chemical bond constituting a molecule is a covalent bond. Therefore, although it is suitable for use as the holding plate of the present invention, since the capacitor element is impregnated with the electrolytic solution, if the appropriate material is not selected, the holding plate absorbs the solvent constituting the electrolytic solution. It is necessary to select a material that is insoluble in the solvent because it swells or dissolves in severe cases.
[0023]
Representative examples of electrolytes that have been used as electrolytes for conventional electric double layer capacitors include quaternary ammonium boron tetrafluoride, phosphate hexafluoride, and perchlorate. Representative examples include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethylformamide and the like.
[0024]
Examples of the polymer material that is insoluble in the solvent include polyolefins represented by polyethylene. These polyolefins can be used for the holding plate. Further, ceramic materials such as quartz glass and aluminum oxide which are insoluble in the solvent can be used for the holding plate. Further, the polymer material and the ceramic material can be used in combination.
[0025]
Further, the holding plate used in the present invention may be provided with a holding wall at least partially in contact with the side surface when the shape of the capacitor element is regarded as a cylinder, but the holding plate and the holding wall are integrally formed. It is also possible to form it by assembling separate members. Of course, it is necessary to use a material that is insoluble in the electrolytic solution as a material constituting these components.
[0026]
Further, when the holding plate used in the present invention is arranged near the bottom of the metal case, the holding plate and the bottom of the metal case are arranged in a state of being in contact with the convex portion arranged annularly on the inner peripheral surface of the metal case. Since there is no need to provide a support member between the holding plates, the shape of the holding plate can be simplified.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0028]
The present invention, as described above, in a wound electric double layer capacitor, by contacting one of the bottom surfaces when the shape of the capacitor element is regarded as a column with a holding plate arranged in a metal case. , So that the capacitor element does not move. Therefore, the holding plate used in the present invention may be arranged at the bottom of the metal case or may be arranged near the rubber cap to achieve the same function.
[0029]
The shape of the holding plate may be a disk having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the metal case, or a shape in which protrusions are provided on a disk having an outer diameter smaller than the inner diameter of the metal case. In addition, by providing the holding plate on the holding plate, the function of fixing the capacitor element can be improved.
[0030]
【Example】
Next, specific examples will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to only these examples. Further, in the present invention, description will be made using a lead terminal type capacitor. However, the present invention is not limited to this shape, and a screw terminal type may be used.
[0031]
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the inside of a wound type electric double layer capacitor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a capacitor element, 2 is an adhesive tape, 3 is a metal case, 5 is a rubber cap, 6 is a holding plate, 12 is a positive lead terminal, and 13 is a negative lead terminal. The configuration of the capacitor element 1 is the same as that of the conventional capacitor element 1 shown in FIG.
[0032]
At the bottom of the metal case 3, a holding plate made of polypropylene was previously arranged. This holding plate is a disk whose outer diameter is a loose fit with the inner diameter of the metal case, and is provided with leg-shaped support members. Here, polypropylene is used as the material, but a fluororesin such as PTFE, a metal material such as aluminum, or a ceramic material such as aluminum oxide may be used. Next, the capacitor element 1 was inserted, and the capacitor element 1 was brought into contact with the holding plate 6.
[0033]
An electrolytic solution was dropped on the capacitor element 1 and sealed via a rubber cap 5 to produce a wound type electric double layer capacitor. Here, an electrolytic solution in which tetramethyltyl ammonium tetrafluoroborate was dissolved in propylene carbonate at a concentration of 1 mol / dm ³ was used. In the wound electric double layer capacitor having such a configuration, the capacitor element 1 in the metal case 3 is in contact with the holding plate 6, and the friction between the capacitor element 1 and the holding plate 6 causes an extremely large difference. Since movement becomes difficult, reliability against vibration can be improved.
[0034]
(Example 2)
FIG. 2 is a view schematically showing the inside of a wound electric double layer capacitor according to a second embodiment of the present invention. The capacitor element 1 is the same as that of the first embodiment, that is, the same as the conventional capacitor element shown in FIG. In this embodiment, the annular convex portion 4 is provided on the inner peripheral surface by performing annular drawing from the outer periphery of the metal case 3.
[0035]
Here, a disk-shaped aluminum holding plate 6 is arranged on the annular convex portion 4. Also in the present embodiment, the outer diameter of the holding plate 6 is set to a size that allows a loose fit with the inner diameter of the metal case 3. Next, the capacitor element 1 was inserted, and the capacitor element 1 was brought into contact with the holding plate 6. The same electrolytic solution as in Example 1 was dropped on this capacitor element 1 and sealed via a rubber cap 5 to produce a wound electric double layer capacitor.
[0036]
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the capacitor element 1 is in contact with the holding plate 6 and is extremely difficult to move due to the friction between the capacitor element 1 and the holding plate 6, and the Performance can be improved.
[0037]
(Example 3)
FIG. 3 is a diagram schematically showing the inside of a wound electric double layer capacitor according to a third embodiment of the present invention. Also in this embodiment, the capacitor element 1 is the same as that of the first embodiment, that is, the same as the conventional capacitor element shown in FIG. An annular convex portion 4 similar to that of the second embodiment is provided on the inner peripheral surface of the metal case 3.
[0038]
The holding plate 6 of the present embodiment is made of polypropylene, and an annular holding wall 7 is provided integrally with the holding plate 6. The dimensions of the outer diameter of the holding plate 6 and the inner diameter of the metal case 3, the inner diameter of the holding wall 7, and the outer diameter of the capacitor element 1 are each set to be a loose fit.
[0039]
Then, the holding plate 6 was arranged on the annular convex portion 4. Next, the capacitor element 1 was fitted inside the holding wall 7, and the bottom and side surfaces of the capacitor element 1 were brought into contact with the holding plate 6 and the holding wall 7, respectively. An electrolytic solution was dropped onto the capacitor element 1 and sealed via a rubber cap 5 to produce a wound type electric double layer capacitor. Here, the same electrolytic solution as in Example 1 was used.
[0040]
The capacitor element of the present embodiment is provided with a fixing function by a holding wall in addition to that shown in the first and second embodiments, so that the capacitor element is more firmly fixed in the metal case. Is done. Therefore, the reliability against vibration can be further improved.
[0041]
In each of the embodiments shown here, the holding plate is disposed on the bottom of the metal case, but the same effect can be obtained by disposing the holding plate on the rubber cap side, or on both the metal case bottom and the rubber cap side. . However, since the lead terminals are fixed by the rubber cap, if the holding plate is arranged only on the rubber cap side, the effect is inevitably reduced to some extent.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the position of the capacitor element in the metal case is fixed by the holding plate disposed inside the metal case or by both the holding plate and the holding wall. It becomes difficult to move. By employing such a structure, it is possible to prevent deterioration of the capacitor characteristics such as an increase in equivalent series resistance due to deformation or cracking of the lead terminal portion due to vibration.
[0043]
Therefore, the wound type electric double layer capacitor according to the present invention can be used for applications in which vibration is constantly applied, such as a toy, for example, and the applications can be expanded as compared with the related art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the inside of a wound electric double layer capacitor according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the inside of a wound-type electric double layer capacitor according to a second embodiment.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the inside of a wound electric double layer capacitor according to a third embodiment.
FIG. 4 is an enlarged view of a part of a cross section of a capacitor element in order to show a configuration of a conventional capacitor element.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the inside of a conventional wound-type electric double-layer capacitor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor element 2 Adhesive tape 3 Metal case 4 Convex part 5 Rubber cap 6 Holding plate 7 Holding wall 8 Positive current collector 9 Negative current collector 10 Positive polarizable electrode 11 Negative polarizable electrode 12 Positive lead terminal 13 Negative lead terminal 14 Separator

Claims

分極性電極を設けた正負一対の集電体を、セパレータを介して渦巻状に巻回したキャパシタ素子を、電解液とともに金属ケースに収納した電気二重層キャパシタにおいて、前記キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときのいずれかの底面を、前記金属ケースの内部に配置した保持板と接触させた構造であることを特徴とする電気二重層キャパシタ。In an electric double layer capacitor in which a capacitor element in which a pair of positive and negative current collectors provided with polarizable electrodes are spirally wound via a separator and accommodated in a metal case together with an electrolytic solution, the shape of the capacitor element is a column. An electric double layer capacitor having a structure in which one of the bottom surfaces when viewed is brought into contact with a holding plate arranged inside the metal case.

前記保持板は、少なくとも一部が、前記金属ケースの内周と底面のいずれかに接触した状態で配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein at least a part of the holding plate is arranged so as to be in contact with one of an inner circumference and a bottom surface of the metal case. 3.

前記保持板は、少なくとも一部が、前記金属ケースの内周面と、前記金属ケースの内周面に環状に配置された凸部に接触した状態で配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。The holding plate is characterized in that at least a part thereof is arranged in a state of being in contact with an inner peripheral surface of the metal case and a convex portion annularly arranged on the inner peripheral surface of the metal case. Item 2. The electric double layer capacitor according to Item 1.

前記保持板は、前記キャパシタ素子の形状を円柱と見なしたときの側面に、少なくとも一部が接触する保持壁を有することを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。4. The holding plate according to claim 1, wherein the holding plate has a holding wall at least partially in contact with a side surface when the shape of the capacitor element is regarded as a column. 5. Electric double layer capacitor.

前記保持板は、金属材料、セラミックス材料、有機物または無機物の高分子材料の少なくともいずれかの、電解液に対して不溶である材質から構成されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。5. The holding plate according to claim 1, wherein the holding plate is made of at least one of a metal material, a ceramic material, and an organic or inorganic polymer material, which is insoluble in an electrolytic solution. The electric double layer capacitor according to any one of the above.