JP2005019658A - 電気二重層キャパシタ及び二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓋体と容器を超音波溶着しても、隣り合う加圧箇所の中間部Ｍにて、容器又は蓋体を破損させない。
【解決手段】電気二重層キャパシタ１は、電解液を含浸させた一対の活物質片３０、３０をセパレータ６を介して重ねたセル３を具え、該セル３を容器５内に収納して蓋体２にて容器５の開口を覆って構成され、容器５及び蓋体２は合成樹脂製である。容器５の開口縁部と蓋体２とは超音波溶着される。蓋体２上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体２又は容器５の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ２１が形成されている。
【選択図】 図５
【解決手段】電気二重層キャパシタ１は、電解液を含浸させた一対の活物質片３０、３０をセパレータ６を介して重ねたセル３を具え、該セル３を容器５内に収納して蓋体２にて容器５の開口を覆って構成され、容器５及び蓋体２は合成樹脂製である。容器５の開口縁部と蓋体２とは超音波溶着される。蓋体２上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体２又は容器５の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ２１が形成されている。
【選択図】 図５
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及び二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、充電・放電が繰り返し可能な電気二重層キャパシタ（１）が、提案されている。
これは図８に示すように、活性炭等からなる２つの活物質片（３０）（３０）にプロピレンカーボネート等の電解液を含浸させている。両活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねてセル（３）を構成し、該セル（３）を容器（５）内に収納し、蓋体（２）を被せている。活物質とは、充電や放電の電気化学反応を起こす物質であり、活性炭の他に、炭素コンポジット等がある。
容器（５）及び蓋体（２）はともに金属製であり、容器（５）及び蓋体（２）が正負何れかの端子となる。容器（５）及び蓋体（２）の側部は、熱可塑性プラスチック等からなる封止部材（１０）により封止され、容器（５）及び蓋体（２）とが電気的に導通することを防ぐとともに、容器（５）内に水分が侵入し又は容器（５）から電解液が漏れることを防いでいる。
【０００３】
図８に示す電気二重層キャパシタ（１）にあっては、容器（５）は金属板を深絞り加工して形成される。従って、容器（５）は、深絞り加工し易い扁平円形に形成され、電気二重層キャパシタ（１）もコイン状のものが多かった。そのため、図９に示すように同じ回路基板（８）上に、四角形状がほとんどである他の電子部品（８０）（８０）と、該電気二重層キャパシタ（１）を並べると、デッドスペース（８１）ができてしまい、回路基板（８）上に無駄が生じている印象を与える。従って、容器（５）を合成樹脂にて矩形状に形成し、電気二重層キャパシタ（１）を略直方体に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは図１１に示すように、蓋体（２）を容器（５）に合わせて、矩形状に形成し、下側の活物質片（３０）は容器（５）の外側に延びる端子片（４０）に繋がる。蓋体（２）は該端子片（４０）と逆の極になる端子片（４）に繋がる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１６９５２号（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電気二重層キャパシタ（１）の容器（５）が合成樹脂製で、蓋体（２）が金属製であると、容器（５）と蓋体（２）とを接合するには、接着剤等を用いる必要がある。しかし、セル（３）内の電解液の種類によっては、接着剤を溶解し、又は接着剤と化学反応するものがあることも考えられる。
そこで、出願人は、容器（５）のみならず、蓋体（２）をも合成樹脂にて形成し、蓋体（２）を容器（５）に超音波溶着にて取り付けることを着想した。
超音波溶着は周知の如く、接合すべき２つの部材を加圧し、ホーンと呼ばれる振動子を上から押し当てて行うのが一般的である。蓋体（２）を容器（５）に超音波溶着にて取り付けるには、図１０に示すように、蓋体（２）上にホーン（７）を当てて加圧するとともに、ホーン（７）を上下に数十μｍの振幅で振動させる。容器（５）は受け治具（図示せず）に嵌まる。蓋体（２）と容器（５）間に摩擦熱が生じて、蓋体（２）又は容器（５）が一部溶融し、蓋体（２）が容器（５）に接合される。
このとき、ホーン（７）の振動が蓋体（２）及び容器（５）に伝わる。蓋体（２）及び容器（５）上にてホーン（７）の加圧箇所は振幅は小さい。しかし、該加圧箇所間の中間部Ｍに於いて、蓋体（２）及び容器（５）の振幅は最大となる。従って、超音波溶着時に、該中間部Ｍにて、蓋体（２）及び容器（５）が破損しやすくなる。電気二重層キャパシタ（１）は小型化が求められており、蓋体（２）及び容器（５）も薄型化する必要があるから、中間部Ｍに於いて、蓋体（２）及び容器（５）は破損しやすい。
本発明の目的は、蓋体と容器を超音波溶着しても、隣り合う加圧箇所間の中間部Ｍにて、容器又は蓋体を破損させないことにある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
電気二重層キャパシタは、電解液を含浸させた一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねたセル（３）を具え、該セル（３）を合成樹脂製の容器（５）内に収納し蓋体（２）にて容器（５）の開口を覆って構成される。
蓋体（２）は合成樹脂製であり、電気二重層キャパシタは、容器（５）の開口縁部と蓋体（２）を超音波溶着して構成される。
蓋体（２）上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されている。
【０００７】
【作用及び効果】
蓋体（２）上にて、超音波溶着時にホーン（７）によって振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されている。従って、ホーン（７）から受ける振動で最も振幅が大きくなる中間部Ｍにて、容器（５）又は蓋体（２）は補強されている。これにより、容器（５）と蓋体（２）を超音波溶着しても、超音波溶着時に、容器（５）又は蓋体（２）が中間部Ｍにて破損する虞れを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
図１は、電気二重層キャパシタ（１）の斜視図であり、図２は、図１をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である。電気二重層キャパシタ（１）は上面が開口した第１凹部（５０）を有する容器（５）上に、蓋体（２）を取り付けて、略直方体に形成されている。容器（５）を略直方体に形成することにより、電気二重層キャパシタ（１）を回路基板上に実装した際に、デッドスペースが生じることを防いでいる。
容器（５）と蓋体（２）はともに合成樹脂、具体的には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、エポキシ樹脂、ポリプロピレン等から形成され、蓋体（２）及び容器（５）の側面から端子片（４）（４０）を突出している。端子片（４）（４０）はステンレス又は銅から構成される。端子片（４）（４０）は、容器（５）の下面と同一面内に位置しており、電気二重層キャパシタ（１）は安定して回路基板上に載置される。
【０００９】
図２に示すように、蓋体（２）は下面が開口した第２凹部（２０）を形成しており、両凹部（５０）（２０）内に、前記セル（３）が嵌まる。セル（３）は前記と同様に、一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねて構成される。何れの端子片（４）（４０）が正極、負極になるかは、当初何れの端子片（４）（４０）に正の電圧、負の電圧を印加するかにより決定される。
図３は、図２の電気二重層キャパシタ（１）の分解図である。一方の端子片（４）は２段に折曲されて、蓋体（２）の外側に突出した第１片（４１）と、該第１片（４１）の基端部から起立した第２片（４２）と、該第２片（４２）の先端部から水平に延び、下面に活物質片（３０）が取り付けられる第３片（４３）を一体に具えている。第１片（４１）、第３片（４３）の基端部及び第２片（４２）は、蓋体（２）内に設けられており、蓋体（２）はインサート成形により端子片（４）上に形成される。上側の活物質片（３０）は、第２凹部（２０）内に位置する。
【００１０】
他方の端子片（４０）は、２段に折曲されて、容器（５）の外側に突出した第４片（４４）と、該第４片（４４）の基端部から起立した第５片（４５）と、該第５片（４５）の先端部から水平に延び、上面に活物質片（３０）が取り付けられる第６片（４６）を一体に具えている。第４片（４４）、第６片（４６）の基端部及び第５片（４５）は、容器（５）内に設けられており、容器（５）はインサート成形により端子片（４０）上に形成される。下側の活物質片（３０）は、第１凹部（５０）内に位置する。
【００１１】
図４は、蓋体（２）の下面図、図５は、容器（５）の平面図であり、図示の便宜上、活物質片（３０）を省く。後記の如く、蓋体（２）と容器（５）は、超音波溶着にて接合される。即ち、図１０にて示したように、蓋体（２）と容器（５）を重ねて、蓋体（２）の上からホーン（７）を加圧振動させて、超音波溶着を行う。ホーン（７）が、蓋体（２）及び容器（５）を加圧する箇所は、第１凹部（５０）及び第２凹部（２０）の四隅であり、具体的には図４及び図５にＢで示される。
第１凹部（５０）、第２凹部（２０）の周縁上にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部には、膨らみ（２１）が内向きに形成されている。これは後記の如く、超音波溶着時に、ホーン（７）から受ける振動によって、両凹部（５０）（２０）の周縁部が破損することを防ぐために設けている。両凹部（５０）（２０）の周縁部の厚みは、０．２ｍｍ程度であり、凹部（５０）（２０）の周縁部の厚みに膨らみ（２１）の厚みを加えた幅Ｈは、約０．４ｍｍであるが、この寸法に限定されない。
【００１２】
電気二重層キャパシタ（１）は、以下のように製造される。
先ず、図３に示すように、端子片（４）（４０）にインサート成形された蓋体（２）及び容器（５）を用意する。第１凹部（５０）、第２凹部（２０）内に活物質片（３０）（３０）を挿入し、導電性接着剤等により端子片（４）（４０）に活物質片（３０）（３０）を取り付ける。これに真空吸入等により活物質片（３０）に電解液を含浸させる。
次に、両凹部（５０）（２０）内の活物質片（３０）（３０）に更に電解液を垂らして、活物質片（３０）（３０）に電解液を十分に含ませた後に、第１凹部（５０）内の活物質片（３０）上にセパレータ（６）を置く。この後、蓋体（２）と容器（５）を重ね、第１、第２凹部（５０）（２０）の周縁部を超音波溶着より接合する。こうして、電気二重層キャパシタ（１）が形成される。
【００１３】
超音波溶着時には、容器（５）を受け治具（図示せず）に取り付け、図１０に示すように、蓋体（２）上の４箇所を、ホーン（７）にて加圧するとともに、ホーン（７）を上下に数十μｍの振幅で振動させる。加圧による応力は、約０．１ＭＰａ（１Ｋｇ／ｃｍ２）であるが、これは溶着すべき容器（５）及び蓋体（２）の材質によって変わり、この値に限定されない。ホーン（７）の加圧箇所は、前記の如く、図４及び図５にＢで示す凹部（５０）（２０）の四隅に対応している。蓋体（２）と容器（５）間に摩擦熱が生じて、蓋体（２）又は容器（５）が一部溶融し、蓋体（２）が容器（５）に接合される。
このとき、ホーン（７）の振動が蓋体（２）及び容器（５）に伝わる。蓋体（２）及び容器（５）上の箇所Ｂは加圧されているから、振幅は小さい。しかし、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部にて、蓋体（２）及び容器（５）の振幅が最大となる。従って、超音波溶着時には、該中間部にて、蓋体（２）及び容器（５）が破損しやすくなる。しかし、本例にあっては、該中間部に膨らみ（２１）を形成して、補強しているから、超音波溶着時に振動が蓋体（２）及び容器（５）に加わっても、中間部が破損することはない。
【００１４】
上記例では、容器（５）の第１凹部（５０）の四隅を溶着するとした。しかし、図６に示すように、容器（５）上にて、第１凹部（５０）の四隅よりも稍内側の箇所Ｂを溶着してもよい。この場合、膨らみ（２１）は、第１凹部（５０）内にて隣り合うＢ、Ｂの中間部であって、端子片（４０）に被さらない箇所に形成される。蓋体（２）上にも、溶着箇所に対応して、膨らみ（２１）が形成される。図７は、該蓋体（２）と容器（５）の断面図であり、図６をＤ−Ｄ線を含む面にて破断している。
更に、膨らみ（２１）の形状も、図４及び図５に示すような断面略半円状に限定されず、例えば断面矩形状でもよい。更に、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、超音波溶着時に振動が加えられ隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍに、膨らみ（２１）が形成されていれば、蓋体（２）又は容器（５）は扁平円形であってもよい。但し、デッドスペース（８１）を生じる問題がある。
【００１５】
上記例では、電解液としてプロピレンカーボネート等の有機溶媒を用いたが、これに代えて、希硫酸等の水溶性溶媒やイオン性液体を用いてもよい。
また、電気二重層キャパシタ（１）のセル（３）に代えて、二次電池セルを用いれば、同じ構成で二次電池を形成することもできる。二次電池には、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等があり、具体的には、活物質としてニッケル酸化物、水素吸蔵合金が用いられ、電解液にリチウム塩の溶解液、水酸化カリウム溶液が用いられる。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気二重層キャパシタの斜視図である。
【図２】図１をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である。
【図３】図２の電気二重層キャパシタの分解図である。
【図４】蓋体の下面図である。
【図５】容器の平面図である。
【図６】別の容器の平面図である。
【図７】蓋体と容器の断面図であり、図６をＤ−Ｄ線を含む面にて破断している。
【図８】従来の電気二重層キャパシタの断面図である。
【図９】従来の電気二重層キャパシタを回路基板に実装した状態を示す平面図である。
【図１０】超音波溶着を示す斜視図である。
【図１１】別の従来の電気二重層キャパシタの断面図である。
【符号の説明】
（１） 電気二重層キャパシタ
（２） 蓋体
（３） セル
（４） 端子片
（５） 容器
（６） セパレータ
（２１） 膨らみ
（３０） 活物質片
（４０） 端子片
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層キャパシタ及び二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、充電・放電が繰り返し可能な電気二重層キャパシタ（１）が、提案されている。
これは図８に示すように、活性炭等からなる２つの活物質片（３０）（３０）にプロピレンカーボネート等の電解液を含浸させている。両活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねてセル（３）を構成し、該セル（３）を容器（５）内に収納し、蓋体（２）を被せている。活物質とは、充電や放電の電気化学反応を起こす物質であり、活性炭の他に、炭素コンポジット等がある。
容器（５）及び蓋体（２）はともに金属製であり、容器（５）及び蓋体（２）が正負何れかの端子となる。容器（５）及び蓋体（２）の側部は、熱可塑性プラスチック等からなる封止部材（１０）により封止され、容器（５）及び蓋体（２）とが電気的に導通することを防ぐとともに、容器（５）内に水分が侵入し又は容器（５）から電解液が漏れることを防いでいる。
【０００３】
図８に示す電気二重層キャパシタ（１）にあっては、容器（５）は金属板を深絞り加工して形成される。従って、容器（５）は、深絞り加工し易い扁平円形に形成され、電気二重層キャパシタ（１）もコイン状のものが多かった。そのため、図９に示すように同じ回路基板（８）上に、四角形状がほとんどである他の電子部品（８０）（８０）と、該電気二重層キャパシタ（１）を並べると、デッドスペース（８１）ができてしまい、回路基板（８）上に無駄が生じている印象を与える。従って、容器（５）を合成樹脂にて矩形状に形成し、電気二重層キャパシタ（１）を略直方体に形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは図１１に示すように、蓋体（２）を容器（５）に合わせて、矩形状に形成し、下側の活物質片（３０）は容器（５）の外側に延びる端子片（４０）に繋がる。蓋体（２）は該端子片（４０）と逆の極になる端子片（４）に繋がる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２１６９５２号（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電気二重層キャパシタ（１）の容器（５）が合成樹脂製で、蓋体（２）が金属製であると、容器（５）と蓋体（２）とを接合するには、接着剤等を用いる必要がある。しかし、セル（３）内の電解液の種類によっては、接着剤を溶解し、又は接着剤と化学反応するものがあることも考えられる。
そこで、出願人は、容器（５）のみならず、蓋体（２）をも合成樹脂にて形成し、蓋体（２）を容器（５）に超音波溶着にて取り付けることを着想した。
超音波溶着は周知の如く、接合すべき２つの部材を加圧し、ホーンと呼ばれる振動子を上から押し当てて行うのが一般的である。蓋体（２）を容器（５）に超音波溶着にて取り付けるには、図１０に示すように、蓋体（２）上にホーン（７）を当てて加圧するとともに、ホーン（７）を上下に数十μｍの振幅で振動させる。容器（５）は受け治具（図示せず）に嵌まる。蓋体（２）と容器（５）間に摩擦熱が生じて、蓋体（２）又は容器（５）が一部溶融し、蓋体（２）が容器（５）に接合される。
このとき、ホーン（７）の振動が蓋体（２）及び容器（５）に伝わる。蓋体（２）及び容器（５）上にてホーン（７）の加圧箇所は振幅は小さい。しかし、該加圧箇所間の中間部Ｍに於いて、蓋体（２）及び容器（５）の振幅は最大となる。従って、超音波溶着時に、該中間部Ｍにて、蓋体（２）及び容器（５）が破損しやすくなる。電気二重層キャパシタ（１）は小型化が求められており、蓋体（２）及び容器（５）も薄型化する必要があるから、中間部Ｍに於いて、蓋体（２）及び容器（５）は破損しやすい。
本発明の目的は、蓋体と容器を超音波溶着しても、隣り合う加圧箇所間の中間部Ｍにて、容器又は蓋体を破損させないことにある。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
電気二重層キャパシタは、電解液を含浸させた一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねたセル（３）を具え、該セル（３）を合成樹脂製の容器（５）内に収納し蓋体（２）にて容器（５）の開口を覆って構成される。
蓋体（２）は合成樹脂製であり、電気二重層キャパシタは、容器（５）の開口縁部と蓋体（２）を超音波溶着して構成される。
蓋体（２）上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されている。
【０００７】
【作用及び効果】
蓋体（２）上にて、超音波溶着時にホーン（７）によって振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されている。従って、ホーン（７）から受ける振動で最も振幅が大きくなる中間部Ｍにて、容器（５）又は蓋体（２）は補強されている。これにより、容器（５）と蓋体（２）を超音波溶着しても、超音波溶着時に、容器（５）又は蓋体（２）が中間部Ｍにて破損する虞れを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
図１は、電気二重層キャパシタ（１）の斜視図であり、図２は、図１をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である。電気二重層キャパシタ（１）は上面が開口した第１凹部（５０）を有する容器（５）上に、蓋体（２）を取り付けて、略直方体に形成されている。容器（５）を略直方体に形成することにより、電気二重層キャパシタ（１）を回路基板上に実装した際に、デッドスペースが生じることを防いでいる。
容器（５）と蓋体（２）はともに合成樹脂、具体的には、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、エポキシ樹脂、ポリプロピレン等から形成され、蓋体（２）及び容器（５）の側面から端子片（４）（４０）を突出している。端子片（４）（４０）はステンレス又は銅から構成される。端子片（４）（４０）は、容器（５）の下面と同一面内に位置しており、電気二重層キャパシタ（１）は安定して回路基板上に載置される。
【０００９】
図２に示すように、蓋体（２）は下面が開口した第２凹部（２０）を形成しており、両凹部（５０）（２０）内に、前記セル（３）が嵌まる。セル（３）は前記と同様に、一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねて構成される。何れの端子片（４）（４０）が正極、負極になるかは、当初何れの端子片（４）（４０）に正の電圧、負の電圧を印加するかにより決定される。
図３は、図２の電気二重層キャパシタ（１）の分解図である。一方の端子片（４）は２段に折曲されて、蓋体（２）の外側に突出した第１片（４１）と、該第１片（４１）の基端部から起立した第２片（４２）と、該第２片（４２）の先端部から水平に延び、下面に活物質片（３０）が取り付けられる第３片（４３）を一体に具えている。第１片（４１）、第３片（４３）の基端部及び第２片（４２）は、蓋体（２）内に設けられており、蓋体（２）はインサート成形により端子片（４）上に形成される。上側の活物質片（３０）は、第２凹部（２０）内に位置する。
【００１０】
他方の端子片（４０）は、２段に折曲されて、容器（５）の外側に突出した第４片（４４）と、該第４片（４４）の基端部から起立した第５片（４５）と、該第５片（４５）の先端部から水平に延び、上面に活物質片（３０）が取り付けられる第６片（４６）を一体に具えている。第４片（４４）、第６片（４６）の基端部及び第５片（４５）は、容器（５）内に設けられており、容器（５）はインサート成形により端子片（４０）上に形成される。下側の活物質片（３０）は、第１凹部（５０）内に位置する。
【００１１】
図４は、蓋体（２）の下面図、図５は、容器（５）の平面図であり、図示の便宜上、活物質片（３０）を省く。後記の如く、蓋体（２）と容器（５）は、超音波溶着にて接合される。即ち、図１０にて示したように、蓋体（２）と容器（５）を重ねて、蓋体（２）の上からホーン（７）を加圧振動させて、超音波溶着を行う。ホーン（７）が、蓋体（２）及び容器（５）を加圧する箇所は、第１凹部（５０）及び第２凹部（２０）の四隅であり、具体的には図４及び図５にＢで示される。
第１凹部（５０）、第２凹部（２０）の周縁上にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部には、膨らみ（２１）が内向きに形成されている。これは後記の如く、超音波溶着時に、ホーン（７）から受ける振動によって、両凹部（５０）（２０）の周縁部が破損することを防ぐために設けている。両凹部（５０）（２０）の周縁部の厚みは、０．２ｍｍ程度であり、凹部（５０）（２０）の周縁部の厚みに膨らみ（２１）の厚みを加えた幅Ｈは、約０．４ｍｍであるが、この寸法に限定されない。
【００１２】
電気二重層キャパシタ（１）は、以下のように製造される。
先ず、図３に示すように、端子片（４）（４０）にインサート成形された蓋体（２）及び容器（５）を用意する。第１凹部（５０）、第２凹部（２０）内に活物質片（３０）（３０）を挿入し、導電性接着剤等により端子片（４）（４０）に活物質片（３０）（３０）を取り付ける。これに真空吸入等により活物質片（３０）に電解液を含浸させる。
次に、両凹部（５０）（２０）内の活物質片（３０）（３０）に更に電解液を垂らして、活物質片（３０）（３０）に電解液を十分に含ませた後に、第１凹部（５０）内の活物質片（３０）上にセパレータ（６）を置く。この後、蓋体（２）と容器（５）を重ね、第１、第２凹部（５０）（２０）の周縁部を超音波溶着より接合する。こうして、電気二重層キャパシタ（１）が形成される。
【００１３】
超音波溶着時には、容器（５）を受け治具（図示せず）に取り付け、図１０に示すように、蓋体（２）上の４箇所を、ホーン（７）にて加圧するとともに、ホーン（７）を上下に数十μｍの振幅で振動させる。加圧による応力は、約０．１ＭＰａ（１Ｋｇ／ｃｍ２）であるが、これは溶着すべき容器（５）及び蓋体（２）の材質によって変わり、この値に限定されない。ホーン（７）の加圧箇所は、前記の如く、図４及び図５にＢで示す凹部（５０）（２０）の四隅に対応している。蓋体（２）と容器（５）間に摩擦熱が生じて、蓋体（２）又は容器（５）が一部溶融し、蓋体（２）が容器（５）に接合される。
このとき、ホーン（７）の振動が蓋体（２）及び容器（５）に伝わる。蓋体（２）及び容器（５）上の箇所Ｂは加圧されているから、振幅は小さい。しかし、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部にて、蓋体（２）及び容器（５）の振幅が最大となる。従って、超音波溶着時には、該中間部にて、蓋体（２）及び容器（５）が破損しやすくなる。しかし、本例にあっては、該中間部に膨らみ（２１）を形成して、補強しているから、超音波溶着時に振動が蓋体（２）及び容器（５）に加わっても、中間部が破損することはない。
【００１４】
上記例では、容器（５）の第１凹部（５０）の四隅を溶着するとした。しかし、図６に示すように、容器（５）上にて、第１凹部（５０）の四隅よりも稍内側の箇所Ｂを溶着してもよい。この場合、膨らみ（２１）は、第１凹部（５０）内にて隣り合うＢ、Ｂの中間部であって、端子片（４０）に被さらない箇所に形成される。蓋体（２）上にも、溶着箇所に対応して、膨らみ（２１）が形成される。図７は、該蓋体（２）と容器（５）の断面図であり、図６をＤ−Ｄ線を含む面にて破断している。
更に、膨らみ（２１）の形状も、図４及び図５に示すような断面略半円状に限定されず、例えば断面矩形状でもよい。更に、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、超音波溶着時に振動が加えられ隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍに、膨らみ（２１）が形成されていれば、蓋体（２）又は容器（５）は扁平円形であってもよい。但し、デッドスペース（８１）を生じる問題がある。
【００１５】
上記例では、電解液としてプロピレンカーボネート等の有機溶媒を用いたが、これに代えて、希硫酸等の水溶性溶媒やイオン性液体を用いてもよい。
また、電気二重層キャパシタ（１）のセル（３）に代えて、二次電池セルを用いれば、同じ構成で二次電池を形成することもできる。二次電池には、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等があり、具体的には、活物質としてニッケル酸化物、水素吸蔵合金が用いられ、電解液にリチウム塩の溶解液、水酸化カリウム溶液が用いられる。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気二重層キャパシタの斜視図である。
【図２】図１をＡ−Ａ線を含む面にて破断した断面図である。
【図３】図２の電気二重層キャパシタの分解図である。
【図４】蓋体の下面図である。
【図５】容器の平面図である。
【図６】別の容器の平面図である。
【図７】蓋体と容器の断面図であり、図６をＤ−Ｄ線を含む面にて破断している。
【図８】従来の電気二重層キャパシタの断面図である。
【図９】従来の電気二重層キャパシタを回路基板に実装した状態を示す平面図である。
【図１０】超音波溶着を示す斜視図である。
【図１１】別の従来の電気二重層キャパシタの断面図である。
【符号の説明】
（１） 電気二重層キャパシタ
（２） 蓋体
（３） セル
（４） 端子片
（５） 容器
（６） セパレータ
（２１） 膨らみ
（３０） 活物質片
（４０） 端子片
Claims (3)
- 電解液を含浸させた一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねたセル（３）を具え、該セル（３）を合成樹脂製の容器（５）内に収納し蓋体（２）にて容器（５）の開口を覆って構成される電気二重層キャパシタに於いて、
蓋体（２）は合成樹脂製であり、容器（５）の開口縁部と蓋体（２）を超音波溶着して構成され、
蓋体（２）及び容器（５）上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されたことを特徴とする電気二重層キャパシタ。 - 容器（５）及び蓋体（２）内には、セル（３）に繋がる端子片（４）（４０）が通っている請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
- 電解液を含浸させた一対の活物質片（３０）（３０）をセパレータ（６）を介して重ねたセル（３）を具え、該セル（３）を合成樹脂製の容器（５）内に収納し蓋体（２）にて容器（５）の開口を覆って構成される二次電池に於いて、
蓋体（２）は合成樹脂製であり、容器（５）の開口縁部と蓋体（２）を超音波溶着して構成され、
蓋体（２）及び容器（５）上にて超音波溶着時に振動が与えられる箇所Ｂ、Ｂは複数設けられ、蓋体（２）又は容器（５）の開口縁部にて、隣り合う箇所Ｂ、Ｂの中間部Ｍには、膨らみ（２１）が形成されたことを特徴とする二次電池。
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| JP2003182045A JP2005019658A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 電気二重層キャパシタ及び二次電池 |
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