JP5788289B2 - Electric double layer capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、電気二重層コンデンサに関するものである。 The present invention relates to an electric double layer capacitor.
電気二重層コンデンサは、従来、半導体のメモリのバックアップ電源や時計機能のバックアップ電源、マイクロコンピュータやＩＣメモリ等の電子装置予備電源やソーラー時計の電池として使用されている。近年は、電気自動車の電源の補助貯電ユニットやパワーアシストシステムのモータ駆動用の電源などとしても検討されている。このような用途の拡大に伴い、需要が増加し、生産性の向上の要求がさらに高まっている。 The electric double layer capacitor is conventionally used as a backup power source for semiconductor memory, a backup power source for a clock function, a standby power source for electronic devices such as a microcomputer or an IC memory, and a battery for a solar timepiece. In recent years, it has been studied as an auxiliary power storage unit for the power source of an electric vehicle and a power source for driving a motor of a power assist system. With such expansion of applications, demand is increasing and demands for improving productivity are further increased.
ここで、従来の電気二重層コンデンサの構成を説明する。 Here, the configuration of a conventional electric double layer capacitor will be described.
まず、従来の電気二重層コンデンサに用いる基本セルについて説明する。図６は、従来の電気二重層コンデンサの基本セルの概略断面図である。基本セル２０は、活性炭及び電解液を混合したペーストから成る、正極または負極となる一対の分極性電極２２と分極性電極２３がセパレータ２４を介して配置されている。さらに分極性電極２２および分極性電極２３とセパレータ２４を覆うように、導電性ゴムからなる導電性集電体２５および導電性集電体２６とリング状の封止用絶縁性ゴム２９が配置されている。
First, a basic cell used for a conventional electric double layer capacitor will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a basic cell of a conventional electric double layer capacitor. In the
次に、このような基本セルを積層した例を示す。図７は、従来の基本セルを積層した積層素子の概略正面図である。基本セル２０の耐電圧は、電解液の電気分解電圧で決まり、水溶液系の場合は、１．０Ｖ程度、有機系の場合は、２．５Ｖ程度である。このため電気二重層コンデンサの耐電圧が高いほど、基本セル２０の積層数を増やして積層素子２７を構成している。
Next, an example in which such basic cells are stacked will be described. FIG. 7 is a schematic front view of a laminated element in which conventional basic cells are laminated. The withstand voltage of the
次に、従来の電気二重層コンデンサの製品の一例について説明する。図８は、従来の電気二重層コンデンサの構成を説明する概略断面図である。基本セルは、セパレータ４４を挟んで、分極性電極となる正極活物質４２と負極活物質４３とからなる。基本セルを収納する容器は、絶縁性の凹状容器３１と導電性の封口板３２で構成されている。基本セルは、容器内部に配置した正極活物質４２と負極活物質４３を挟む集電体、封口板３２、導電性の部材からなる接合材３８を介して、接続端子Ｃ３３および凹状容器の縁部の金属層３４に電気的に接続され、さらに凹状容器３１の外側底面部に設けた接続端子Ａ３５、接続端子Ｂ３６に電気的に接続される構造となっている。このような電気二重層コンデンサは特許文献１に開示されている。
Next, an example of a conventional electric double layer capacitor product will be described. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a conventional electric double layer capacitor. The basic cell includes a positive electrode
分極性電極を構成するペーストは、粘度や充填時に使用する治具等の調整が難しく充填量が変動しやすい。基本セルの厚みは、分極性電極の充填量に左右されるため、耐電圧が高い電気二重層コンデンサに使用する積層素子の厚みの変動は、より大きくなる。通常、電気二重層コンデンサでは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の増加を抑制する対応の１つとして、凹状容器に収納する前に積層素子の初期の厚みを測定し、その厚みに対して一定の比率で圧縮して収納することが必要とされる。この対応を実施し、かつ、従来の収納容器で、耐電圧が高い電気二重層コンデンサを製造する場合において、積層素子の厚みの変動に対処するためには、凹状容器を、例えば、厚みの規格値範囲の上限や中央や下限である複数の寸法で作製し、生産ラインに投入する必要が生じ、生産性を低下させるという課題がある。 The paste constituting the polarizable electrode is difficult to adjust the viscosity and jig used at the time of filling, and the filling amount is likely to fluctuate. Since the thickness of the basic cell depends on the filling amount of the polarizable electrode, the variation in the thickness of the multilayer element used for the electric double layer capacitor having a high withstand voltage becomes larger. Usually, in an electric double layer capacitor, as one of the measures for suppressing an increase in equivalent series resistance (ESR), the initial thickness of the multilayer element is measured before being housed in the concave container, and a certain ratio to the thickness is measured. It is necessary to store in a compressed state. In order to cope with the variation in the thickness of the laminated element in the case where an electric double layer capacitor having a high withstand voltage is manufactured with a conventional storage container by implementing this countermeasure, a concave container is used, for example, a thickness standard. There is a problem in that it is necessary to manufacture with a plurality of dimensions that are the upper limit, the center, and the lower limit of the value range and put them into the production line, thereby reducing productivity.
本発明は、上記課題を解決することによって、基本セルを積層した耐電圧が高い積層素子を使用する場合でも、ＥＳＲ等の増加を抑制し、生産性を向上させた電気二重層コンデンサを提供することを目的とする。 The present invention provides an electric double layer capacitor in which the increase in ESR and the like is suppressed and the productivity is improved even in the case of using a stacked element having a high withstand voltage, in which basic cells are stacked, by solving the above-mentioned problems. For the purpose.
本発明の電気二重層コンデンサは、積層素子を収納する容器（有底筒状容器）に、底辺から高さの異なる側壁を有する開口部を与えるために、傾斜や突起を設けている。さらに開口部の端面と接合する蓋は、厚みの違う鍔部を有している。また、蓋は積層素子を収納する方向に突出した円柱を有している。端面と鍔部の接合する位置を変えることで、円柱を挿入する深さを調整することができ、積層素子に対する押圧が適切になり、積層素子の厚みが、規格値範囲で大きく変動しても、ＥＳＲ等の増加を抑制し、同一の寸法の有底筒状容器で製造ができ、生産性を向上させた電気二重層コンデンサを提供することができる。 The electric double layer capacitor of the present invention is provided with an inclination and a protrusion in order to give an opening having side walls with different heights from the bottom side to a container (bottomed cylindrical container) that houses the laminated element. Furthermore, the lid joined to the end face of the opening has a flange with a different thickness. The lid has a cylinder protruding in the direction in which the laminated element is accommodated. By changing the joining position of the end face and the flange, it is possible to adjust the depth at which the cylinder is inserted, the pressure on the laminated element becomes appropriate, and the thickness of the laminated element varies greatly within the standard value range. In addition, it is possible to provide an electric double layer capacitor which can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions and which can improve the productivity, while suppressing an increase in ESR and the like.
すなわち、本発明の電気二重層コンデンサは、分極性電極を有する基本セルを積層してなる積層素子と、前記積層素子を収納し、前記積層素子と電気的に接続する電極を備えた有底筒状容器と、前記電極と電気的に接続し、前記有底筒状容器を塞ぐ蓋からなる電気二重層コンデンサであって、前記有底筒状容器は、底面からの高さが異なる側壁を有する開口部を備え、前記蓋は、前記開口部の端面に接合する厚みの異なる鍔部と、前記積層素子を収納する方向に突出する円柱を有し、前記鍔部は、前記端面に接合した時に、少なくとも一部で電気的に接続し、前記円柱は、前記開口部に挿入され前記積層素子を押圧するとともに、前記積層素子と電気的に接続するよう構成されたことを特徴とする。 That is, the electric double layer capacitor of the present invention includes a laminated element formed by laminating a basic cell having a polarizable electrode, and a bottomed cylinder including an electrode that houses the laminated element and is electrically connected to the laminated element. And an electric double layer capacitor comprising a lid that is electrically connected to the electrode and closes the bottomed cylindrical container, the bottomed cylindrical container having side walls having different heights from the bottom surface The cover includes an opening, the lid has a flange having a different thickness to be joined to the end face of the opening, and a cylinder protruding in a direction in which the stacked element is accommodated, and the hook has a shape when joined to the end face. The cylinder is electrically connected at least in part, and the column is inserted into the opening to press the multilayer element and to be electrically connected to the multilayer element.
また、本発明の電気二重層コンデンサは、前記端面は、傾斜または少なくとも１つの突起を備えることを特徴とする。 Moreover, the electric double layer capacitor of the present invention is characterized in that the end face is provided with an inclination or at least one protrusion.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記鍔部が、前記端面と接合する面が傾斜または階段形状を備えることを特徴とする。 The electric double layer capacitor of the present invention is characterized in that a surface of the flange portion joined to the end surface has an inclined or stepped shape.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記鍔部が、前記端面に接合した時に、全周または全周にわたり一定間隔で当接する形状を備えることを特徴とする。 The electric double layer capacitor according to the present invention is characterized in that when the flange portion is joined to the end face, the entire periphery or a shape that contacts at regular intervals over the entire periphery is provided.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記鍔部が、前記端面に接合した時に、前記端面における前記底面からの高さが最も高い頂点と、前記端面における対向する位置を結ぶ仮想線を含み、前記仮想線と同じ前記底面からの距離を有する面に、全周で当接する傾斜または全周にわたり一定間隔で当接する階段形状を備えることを特徴とする。
The electric double layer capacitor of the present invention includes an imaginary line connecting the apex having the highest height from the bottom surface on the end surface and the facing position on the end surface when the flange portion is joined to the end surface, The surface having the same distance from the bottom surface as the imaginary line is provided with an inclination that makes contact with the entire circumference or a step shape that makes contact with a constant interval over the entire circumference.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記円柱の前記積層素子と接続する面は、前記積層素子の断面形状に合わせて加圧可能な凹部を有することを特徴とする。 The electric double layer capacitor of the present invention is characterized in that a surface of the cylinder connected to the multilayer element has a concave portion that can be pressurized according to a cross-sectional shape of the multilayer element.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記有底筒状容器がガラスエポキシ樹脂からなり、前記電極は、導電体箔またはめっき加工によって形成する導電体層であることを特徴とする。 The electric double layer capacitor of the present invention is characterized in that the bottomed cylindrical container is made of glass epoxy resin, and the electrode is a conductor foil or a conductor layer formed by plating.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記有底筒状容器がセラミックス部材からなり、前記電極は、ニッケルめっきおよび金めっきの少なくとも１種で形成する導電体層であることを特徴とする。 The electric double layer capacitor of the present invention is characterized in that the bottomed cylindrical container is made of a ceramic member, and the electrode is a conductor layer formed of at least one of nickel plating and gold plating.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記有底筒状容器と前記蓋を電気的に接続する導電性部材が、はんだであることを特徴とする。 In the electric double layer capacitor of the present invention, the conductive member that electrically connects the bottomed cylindrical container and the lid is solder.
本発明の電気二重層コンデンサは、前記蓋が、銅、４２アロイまたはステンレスのいずれか１つからなり、前記蓋の表面にニッケルめっき、パラジウムめっき、銅めっきおよび金めっきから選ばれる少なくとも一種で形成する導電体層を備えることを特徴とする。 In the electric double layer capacitor of the present invention, the lid is made of at least one of copper, 42 alloy, and stainless steel, and the surface of the lid is formed of at least one selected from nickel plating, palladium plating, copper plating, and gold plating. It is characterized by comprising a conductive layer.
本発明によれば、底面からの高さが異なる側壁を有する開口部を備える有底筒状容器と、厚みの異なる鍔部を有する蓋を接合させることによって、円柱を挿入する深さを調整することが可能になる。この作用により、規格値範囲で積層素子の厚みが大きく変動しても、同一の寸法の有底筒状容器で製造することができ、従来技術より生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能となる。 According to the present invention, the depth at which the cylinder is inserted is adjusted by joining a bottomed cylindrical container having an opening having side walls with different heights from the bottom surface and a lid having a flange with a different thickness. It becomes possible. Due to this action, it is possible to produce an electric double layer capacitor that can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions, even if the thickness of the laminated element fluctuates greatly within the standard value range, and has improved productivity over the prior art Is possible.
また、本発明によれば、端面と鍔部の接続する位置を変えることで、円柱を挿入する深さを調整することができる。これによって積層素子の厚みに対応して、有底筒状容器と蓋を適切な位置で加圧し圧縮することが出来るため、安定した電気的接続が得られＥＳＲの増加を抑制した電気二重層コンデンサの提供が可能となる。 Moreover, according to this invention, the depth which inserts a cylinder can be adjusted by changing the position which an end surface and a collar part connect. As a result, the bottomed cylindrical container and the lid can be pressurized and compressed at an appropriate position corresponding to the thickness of the laminated element, so that an electric double layer capacitor that can achieve stable electrical connection and suppress an increase in ESR. Can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の電気二重層コンデンサの構成を説明する図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、厚みが最小水準の積層素子を収納した場合のＡ−Ａ線正面断面図、（ｃ）は、蓋のみの正面図である。なお、厚みが最小水準とは規格値範囲の下限の厚みの積層素子のことである。 FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an electric double layer capacitor according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is an A- view when a multilayer element having a minimum thickness is accommodated. A front sectional view taken on line A, (c) is a front view of only the lid. The minimum level of thickness means a laminated element having a thickness that is the lower limit of the standard value range.
図１（ｂ）に示すように、本発明の電気二重層コンデンサは、有底筒状容器１に積層素子７を収納し、蓋２で塞ぐ構成となっている。積層素子７は、従来の電気二重層コンデンサと同様の構成を有し、基本セルを複数積層した物である。基本セルは、活性炭及び電解液から成る一対の分極性電極を、セパレータを介して配置している。さらに分極性電極とセパレータを覆うように、導電性ゴムからなる導電性集電体およびリング状の封止用絶縁性ゴム等からなる絶縁性弾性部材で覆って構成している。
As shown in FIG. 1 (b), the electric double layer capacitor of the present invention has a configuration in which a
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、有底筒状容器１の外形形状は直方体であり、積層素子７を挿入する円形の孔を備える開口部を有している。なお、有底筒状容器１の外形形状は、円柱でもよく製品形状により決定してよい。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the outer shape of the bottomed
この時、有底筒状容器１は、底面に平行ではなく、有底筒状容器１の底面からの高さが異なる側壁を有する開口部を備えている。なお、この実施の形態における開口部は、図１（ｂ）において破線で示すように、端面に傾斜を備えることによって、有底筒状容器１の底面からの高さが異なる構造を形成している。
At this time, the bottomed
続いて、有底筒状容器１における電気的接続の経路となる電極を説明する。開口部にある孔の底には、積層素子７の分極性電極と電気的に接続する第一の内部電極３を形成している。この第一の内部電極３は、有底筒状容器１の底面の一部に形成している第一の外部電極５と有底筒状容器１の側面を貫通して形成する電極パターンで接続されている。また、開口部の端面には蓋２と導電性部材８を介して電気的に接続する第二の内部電極４を形成している。この第二の内部電極４も側面に形成した電極パターンで底面の一部に形成している第二の外部電極６に接続している。また、この第二の内部電極４は、端面の少なくとも一部に形成している。
Then, the electrode used as the path | route of the electrical connection in the bottomed
次に図１（ｂ）、図１（ｃ）で蓋２の説明をする。蓋２は、開口部の端面に接合する鍔部９と、積層素子７を収納する方向に突出する円柱１０を有する。ここで鍔部９は、端面に接合した時に当接（合致）する形状として、傾斜を備えている。鍔部９は、端面に形成する第二の内部電極４と導電性部材８を介して電気的に接続する。
Next, the
本発明では、上述した端面と鍔部の接合する位置を変えることで、円柱を挿入する深さを調整することができる。それにより、積層素子に対する押圧が適切になり、積層素子の厚みが、規格値範囲で大きく変動しても、ＥＳＲ等の増加を抑制し、同一の寸法の有底筒状容器で製造ができ、生産性を向上させた電気二重層コンデンサを提供することができる。 In this invention, the depth which inserts a cylinder can be adjusted by changing the position which the end surface mentioned above and a collar part join. Thereby, the pressure on the laminated element becomes appropriate, and even if the thickness of the laminated element fluctuates greatly in the standard value range, the increase in ESR and the like can be suppressed, and it can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions, An electric double layer capacitor with improved productivity can be provided.
ここで、本発明の電気二重層コンデンサの製造工程を簡単に説明する。まず、挿入する積層素子の厚みを測定する。その厚みから一定の比率で圧縮するために必要な挿入深さを算出する。その後、積層素子を有底筒状容器に収納し、蓋の円柱を挿入して露出している分極性電極を加圧しながら塞ぐ。その際、鍔部が第二の内部電極に接続できる位置で、円柱を必要な挿入深さにするために、鍔部を挿入方向を軸として回転させ、鍔部と端面の位置を調整する。 Here, the manufacturing process of the electric double layer capacitor of the present invention will be briefly described. First, the thickness of the laminated element to be inserted is measured. The insertion depth necessary for compression at a constant ratio is calculated from the thickness. After that, the laminated element is housed in a bottomed cylindrical container, and the exposed polarizable electrode is closed by inserting a cylinder of a lid. At that time, in order to make the cylinder the required insertion depth at a position where the collar can be connected to the second internal electrode, the collar is rotated about the insertion direction, and the positions of the collar and the end surface are adjusted.
この動作によって積層素子は厚みが一定の比率で圧縮され、かつ円柱と積層素子が電気的に接続される。これにより電気的接続が安定し、ＥＳＲの増加を抑制することが出来る。この状態で、第二の内部電極と鍔部の一部をはんだなどの導電性部材を用いて電気的に接続する。 By this operation, the multilayer element is compressed at a constant ratio, and the cylinder and the multilayer element are electrically connected. As a result, the electrical connection is stabilized and an increase in ESR can be suppressed. In this state, the second internal electrode and a part of the collar are electrically connected using a conductive member such as solder.
（開口部の高さと鍔部の決定）
つづいて、有底筒状容器における底面からの高さが異なる側壁を有する開口部の高さと、開口部の端面に接合した時に、当接する形状を備える鍔部を決定する方法を図１と図２を用いて説明する。
(Determination of opening height and buttocks)
Next, FIG. 1 and FIG. 1 show a method for determining the height of the opening having side walls with different heights from the bottom surface in the bottomed cylindrical container, and the collar portion having a shape that comes into contact with the end surface of the opening. 2 will be described.
図２は本発明の電気二重層コンデンサの構成を説明する図であり、図２（ａ）は厚みが最大水準の積層素子を収納した場合の正面断面図、図２（ｂ）は蓋のみの正面図である。なお、厚みが最大水準とは、規格値範囲の上限の積層素子のことである。 FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the electric double layer capacitor of the present invention. FIG. 2 (a) is a front sectional view when a laminated element having the maximum thickness is accommodated, and FIG. It is a front view. The maximum level of thickness means a laminated element having an upper limit of the standard value range.
まず、図２（ａ）に示すように、規格値範囲の上限の厚みの基本セルを積層した積層素子７を必要な比率で圧縮した厚みを厚さＡとする。有底筒状容器１の孔の深さは、この厚さＡの寸法の積層素子７を収納できる寸法Ｂ（寸法Ｂ＝厚さＡ＋第一の内部電極３の厚み等）とする。
First, as shown in FIG. 2A, the thickness A is a thickness obtained by compressing the
次に、図１（ｂ）に示す規格値範囲の下限の厚みの基本セルを積層した積層素子７を、必要な比率で圧縮した厚みを厚さＣとする。続いて、寸法Ｂと厚さＣの差を求め（寸法Ｄ＝寸法Ｂ−厚さＣ）、これを寸法Ｄとする。最後に図２（ａ）に示すように、寸法Ｂに寸法Ｄを加え、開口部における最大の高さとする。これで底面からの高さが異なる開口部を備えた有底筒状容器１の形状が決定する。
Next, the thickness C obtained by compressing the
次に、蓋の鍔部９における、開口部の端面に接合した時に、当接する形状を規定する方法を説明する。図１（ｃ）に示すように、蓋２の鍔部９にも前述した寸法Ｄの違いを持つ傾斜を設ける。円柱１０を突出させる寸法も前述した寸法Ｄの値とする。なお、鍔部９の厚みは、作業性と製品の最終高さ寸法より任意に決定してよい。このようにして決定した開口部の端面を有する有底筒状容器１と、鍔部９を備えた蓋２を用いることで、積層素子７の厚みが規格値範囲の上限や下限に変動しても、同一の寸法の有底筒状容器１と蓋２で生産の対応が可能になり、生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能になる。
Next, a method for defining the shape that abuts when the
なお、開口部の端面と鍔部は、接合した時に、必ずしも当接する傾きを備える必要はなく、端面と鍔部の接合する位置を変えることで、円柱を挿入する深さを調整でき、適切な押圧が得られる傾きを備えるものであればよい。円柱の長さも適宜変更してもよい。これにより、積層素子の厚みが、規格値範囲で大きく変動しても、ＥＳＲ等の増加を抑制し、同一の寸法の有底筒状容器で製造ができ、生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能となる。 It should be noted that the end face of the opening and the heel part do not necessarily have an abutting inclination when joined, and the depth at which the cylinder is inserted can be adjusted by changing the joining position of the end face and the heel part. What is necessary is just to provide the inclination from which a press is obtained. The length of the cylinder may be changed as appropriate. As a result, even if the thickness of the laminated element fluctuates greatly within the standard value range, an increase in ESR and the like can be suppressed, and an electric double layer that can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions and has improved productivity Capacitors can be provided.
（具体例での説明）
以下に具体的な例を説明する。図１（ｂ）は、厚みが規格値範囲の下限の積層素子を収納した場合の例である。この場合は、電気二重層コンデンサの封止後の高さが最も低くなる場合であり、有底筒状容器１の孔の深さに対して積層素子７が最も深い位置で固定されることになる。したがって、有底筒状容器１の開口部の端面における最も低い位置に、鍔部９の厚みが最も厚い部分を配置させ、有底筒状容器１の開口部の端面における最も高い位置に、鍔部９の厚みが最も薄い部分を配置させる位置で、蓋２を挿入させる。これにより、適正な位置で加圧し、圧縮を完了させることが可能となる。この時、有底筒状容器１の開口部の端面がストッパーとなりこの位置より蓋２は下がらない。なお、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の蓋２の配置状態を表したものである。
(Explanation with specific examples)
A specific example will be described below. FIG.1 (b) is an example at the time of accommodating the laminated element whose thickness is the minimum of a standard value range. In this case, the height after sealing of the electric double layer capacitor is the lowest, and the
図２（ａ）は、厚みが規格値範囲の上限の積層素子を収納した場合で、本発明の電気二重層コンデンサの完成後の高さが最も高くなる。この場合、有底筒状容器１の開口部の端面における最も低い位置に、鍔部９の厚みが最も薄い部分を配置し、有底筒状容器１の開口部の端面における最も高い位置に、鍔部９の厚みが最も厚い部分を配置する。蓋２の配置としては、図２（ｂ）に示すように、図１（ｃ）の蓋２を挿入方向を回転軸として１８０度回転させた状態となる。これにより適正な位置で加圧し圧縮を完了させることが可能となる。
FIG. 2A shows a case where a laminated element whose thickness is the upper limit of the standard value range is accommodated, and the height after completion of the electric double layer capacitor of the present invention is the highest. In this case, at the lowest position on the end surface of the opening of the bottomed
図３（ａ）は、本発明の電気二重層コンデンサの構成を説明する図であり、図３（ａ）は、厚みが規格値範囲の中央の積層素子を収納した場合の正面断面図、図３（ｂ）は蓋のみの正面図である。この場合、有底筒状容器１の開口部の端面における最も低い位置と最も高い位置に、鍔部９の厚みが中央値になる部分を配置し搭載する。蓋２の配置としては、図３（ｂ）に示すように、図１（ｃ）の蓋２を挿入方向を回転軸として９０度回転した状態となる。これにより適正な位置で加圧し圧縮を完了させることが可能となる。
FIG. 3 (a) is a diagram for explaining the configuration of the electric double layer capacitor of the present invention, and FIG. 3 (a) is a front sectional view in the case where the central laminated element whose thickness is within the standard value range is accommodated. 3 (b) is a front view of only the lid. In this case, a portion where the thickness of the
また、図１から図３に示すように、開口部の端面の少なくとも一部に形成する第二の内部電極４と、鍔部９の電気的接続は、導電性部材８として、はんだや高温はんだ等のペーストを用いる。これらを事前に第二の内部電極４および／または鍔部９に塗布しておき、開口部の端面と蓋２の所望の位置で保持し、半導体レーザ等で溶融させ硬化させることで接続できる。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the second
この場合、有底筒状容器１と蓋２は、本発明の電気二重層コンデンサの仕様上、内部を完全密閉する必要が無いことから、第二の内部電極４をはんだ等の導電性部材で固定し、残りの開口部の端面と鍔部９はエポキシ樹脂系接着剤１３などで接合してもよい。また、ＵＶ照射型の瞬間接着剤等を用いて仮固定し、電気的に接続が必要な電極をはんだ等で固定してもよい。
In this case, since the bottomed
前述した高温はんだとは、予め印刷または塗布された高温はんだペーストを熱により硬化したものを指し、高温はんだペーストとは、すず−銀−銅の複合材で２００℃以上の熱で溶融し、一度硬化してしまうと３００℃でも再溶融しないはんだペーストのことを指す。 The high-temperature solder mentioned above refers to a pre-printed or applied high-temperature solder paste cured by heat. The high-temperature solder paste is a tin-silver-copper composite material that melts at a temperature of 200 ° C. or higher. When cured, it refers to solder paste that does not remelt even at 300 ° C.
ここで、高温はんだペーストを用いる理由としては、下面電極電解コンデンサのプリント配線板への製品実装時の熱に対して通常のはんだとは性質が違い、再溶融して流れ出すことを防ぐことができるためである。高温はんだペーストを固体状の高温はんだに固化するに当たっては半導体レーザ等を使用し瞬時に硬化させる。なお、この高温はんだにおける材質については、２００℃以上の熱で溶融し、一度硬化した後は３００℃でも再溶融しない、はんだであれば、特に限定するものではない。 Here, the reason for using the high-temperature solder paste is that it is different from ordinary solder with respect to the heat at the time of mounting the product on the printed wiring board of the bottom electrode electrolytic capacitor, and can be prevented from re-melting and flowing out. Because. In solidifying the high-temperature solder paste into a solid high-temperature solder, a semiconductor laser or the like is used to cure it instantaneously. The material of the high-temperature solder is not particularly limited as long as it is a solder that melts at a temperature of 200 ° C. or higher and does not remelt even at 300 ° C. after being cured once.
なお、有底筒状容器の絶縁性基材は、コストや生産性を改善させることからガラスエポキシ樹脂を用いたプリント配線基板が好ましい。有底筒状容器の製造工程の概要を述べると以下のようになる。事前に各部の電極を形成したプリント配線基板を準備する。これらの電極の接続はビアホール等で行う。このプリント配線基板に、穴あけ加工で積層素子を収納する孔を複数個形成し、さらに底面からの高さが異なる開口部を加工する。その後、ダイサー等で規定の形状に切断することにより有底筒状容器を得ることができる。 Note that the insulating base material of the bottomed cylindrical container is preferably a printed wiring board using a glass epoxy resin because it improves cost and productivity. The outline of the manufacturing process of the bottomed cylindrical container is as follows. A printed wiring board on which electrodes of each part are formed in advance is prepared. These electrodes are connected by via holes or the like. A plurality of holes for accommodating the laminated elements are formed in the printed wiring board by drilling, and openings having different heights from the bottom surface are processed. Then, a bottomed cylindrical container can be obtained by cutting into a specified shape with a dicer or the like.
また、有底筒状容器の製造方法としては、他に従来の電気二重層コンデンサの構造と同じ様にアルミナ等のセラミックスシートにタングステンなどで電極パターンを形成し積層したものを焼結して形成する事も可能である。この場合、製品のコストを考慮し絶縁性基材の材質等を決定することが望ましい。 In addition, as a method of manufacturing a bottomed cylindrical container, other than the structure of a conventional electric double layer capacitor, it is formed by sintering an electrode pattern formed of tungsten or the like on a ceramic sheet such as alumina. It is also possible to do. In this case, it is desirable to determine the material of the insulating base material in consideration of the cost of the product.
蓋の材質は、加圧と封止の役割の他に積層素子と第二の電極との電気的接続を兼ねるため、４２アロイやステンレス等の鉄系合金や銅等の導電体が好ましい。また、導電性部材との密着性や濡れ性を考慮し、ニッケル、金、銅、パラジウム等のすくなくとも１種をからなるめっき層を蓋の表面に形成することが望ましい。 As the material of the lid, in addition to the role of pressurization and sealing, it also serves as an electrical connection between the laminated element and the second electrode. Therefore, an iron-based alloy such as 42 alloy or stainless steel or a conductor such as copper is preferable. In consideration of adhesion and wettability with the conductive member, it is desirable to form a plating layer made of at least one of nickel, gold, copper, palladium, and the like on the surface of the lid.
（開口部の他の形状例）
また、底面からの高さが異なる側壁を有する開口部を他の形状を用いて実施する場合を説明する。
(Other shape examples of opening)
A case will be described in which an opening having side walls with different heights from the bottom surface is implemented using other shapes.
図４は、本発明の電気二重層コンデンサの有底筒状容器を説明する図であり、図４（ａ）は突起を備えた開口部を有する有底筒状容器の平面図、図４（ｂ）は正面図である。図４に示すように、底面からの高さが異なる側壁を有する開口部として、有底筒状容器１の開口部の端面の一部に突起１４を備えてもよい。この場合の突起１４とは図２（ａ）で示した寸法Ｄの高さを有した突起のことをいう。
FIG. 4 is a view for explaining a bottomed cylindrical container of the electric double layer capacitor of the present invention. FIG. 4 (a) is a plan view of the bottomed cylindrical container having an opening provided with a protrusion, and FIG. b) is a front view. As shown in FIG. 4, a
この突起１４を設けることによって端面が傾斜を備えることと同様の効果を発し、積層素子の厚みが変動しても、同一の寸法の有底筒状容器と蓋で生産の対応が可能になる。なお、端面が傾斜を備えることと同様の効果を発すればよいので、突起１４は複数でもよい。これにより、従来技術より生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能になる。
Providing this
なお、この時、端面に接合する蓋の鍔部は、突起のうち最も高い突起の頂点と、端面における対向する位置を結ぶ仮想線を描いた場合、この仮想線を含み、この仮想線と同じ底面からの距離を有する平面に、全周で当接する形状として傾斜を備えてもよい。 At this time, the lid part joined to the end surface includes this virtual line when the vertex of the highest projection among the projections and the opposing position on the end surface are drawn, and is the same as this virtual line. A flat surface having a distance from the bottom surface may be provided with an inclination as a shape that makes contact with the entire circumference.
（鍔部の他の形状例）
また、蓋における鍔部が他の形状を備える場合を説明する。
(Other examples of buttock shape)
Moreover, the case where the collar part in a lid | cover is provided with another shape is demonstrated.
図５は、本発明の電気二重層コンデンサの蓋を説明する図であり、図５は、鍔部が階段形状を備える蓋の正面図である。図５に示すように、鍔部は、端面に接合した時に全周にわたり一定間隔で当接する形状として、階段形状１５を備えてもよい。この場合の階段形状１５とは、図２（ａ）で示した寸法Ｄの高低差を有した階段のことをいい、階段の段数は、位置決めの精度やコストなどから適宜決定してよい。
FIG. 5 is a diagram for explaining a lid of the electric double layer capacitor of the present invention, and FIG. 5 is a front view of the lid having a stepped shape in the collar portion. As shown in FIG. 5, the collar part may be provided with a
この階段形状を設けることによって鍔部９が傾斜を備えたことと同様の効果を発し、積層素子の厚みが変動しても、同一の寸法の有底筒状容器と蓋で生産の対応が可能になる。これにより、従来技術より生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能になる。
Providing this staircase shape produces the same effect as the
（有底筒状容器と蓋の他の組合せ）
また、有底筒状容器と蓋の他の組合せとして、開口部の端面は傾斜を備え、蓋は、図５と同様の階段形状である鍔部を有してもよい。これらの組合せを持つ開口部の端面と蓋を接合することによって、円柱を挿入する深さを調整でき、適切な押圧が得られる。これにより、積層素子の厚みが、規格値範囲で大きく変動しても、ＥＳＲ等の増加を抑制し、同一の寸法の有底筒状容器で製造ができ、生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能となる。
(Other combinations of bottomed cylindrical containers and lids)
As another combination of the bottomed cylindrical container and the lid, the end surface of the opening may have an inclination, and the lid may have a flange portion having a step shape similar to that shown in FIG. By joining the end face of the opening having these combinations and the lid, the depth at which the cylinder is inserted can be adjusted, and an appropriate pressure can be obtained. As a result, even if the thickness of the laminated element fluctuates greatly within the standard value range, an increase in ESR and the like can be suppressed, and an electric double layer that can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions and has improved productivity Capacitors can be provided.
さらに有底筒状容器と蓋の他の組合せとして、開口部の端面が少なくとも１つの突起を備え、端面に接合する蓋の鍔部は階段形状を備えてもよい。これらの組合せを持つ開口部の端面と蓋を接合することによって、円柱を挿入する深さを調整でき、適切な押圧が得られる。これにより、積層素子の厚みが、規格値範囲で大きく変動しても、ＥＳＲ等の増加を抑制し、同一の寸法の有底筒状容器で製造ができ、生産性を向上させた電気二重層コンデンサの提供が可能となる。 Furthermore, as another combination of the bottomed cylindrical container and the lid, the end surface of the opening may be provided with at least one protrusion, and the flange portion of the lid joined to the end surface may have a stepped shape. By joining the end face of the opening having these combinations and the lid, the depth at which the cylinder is inserted can be adjusted, and an appropriate pressure can be obtained. As a result, even if the thickness of the laminated element fluctuates greatly within the standard value range, an increase in ESR and the like can be suppressed, and an electric double layer that can be manufactured with a bottomed cylindrical container having the same dimensions and has improved productivity Capacitors can be provided.
なお、突起のうち最も高い突起の頂点と、端面における対向する位置を結ぶ仮想線を描いた場合、この仮想線を含み、この仮想線と同じ底面からの距離を有する平面に、全周にわたり一定間隔で当接する階段形状を備えてもよい。 In addition, when a virtual line connecting the vertex of the highest protrusion among the protrusions and the opposing position on the end surface is drawn, the entire surface is constant on a plane including this virtual line and having the same distance from the bottom surface as this virtual line. You may provide the step shape which contact | abuts at intervals.
さらに、開口部と鍔部の形状は、従来技術に比べ製品の生産性が向上するものであれば、傾斜や階段形状、突起等の組合せは問わない。 Furthermore, as long as the shape of the opening and the collar improves the productivity of the product as compared with the prior art, there is no limitation on the combination of the inclination, the step shape, the protrusion, and the like.
また、有底筒状容器と蓋の配置位置を決定する工程で、画像処理装置を使用する場合に蓋の回転方向の位置合わせを容易にすることから、蓋の鍔部にドットなどの認識マークを付けてもよい。 Also, in the process of determining the placement position of the bottomed cylindrical container and the lid, when using an image processing device, it is easy to align the rotation direction of the lid. May be attached.
また、積層素子の形状にならって加圧し圧縮することが可能になることから、円柱の分極性電極と電気的に接続する面に凹部を設けても良い。 Moreover, since it becomes possible to pressurize and compress in accordance with the shape of the laminated element, a concave portion may be provided on the surface electrically connected to the cylindrical polarizable electrode.
以下に本発明の実施例を詳述する。 Examples of the present invention are described in detail below.
実施例における本発明の電気二重層コンデンサは、有底筒状容器を分割した構造で製作した。電気二重層コンデンサの寸法は、縦１２．０ｍｍ、横１２．０ｍｍ、高さ８．５ｍｍとした。有底筒状容器の外形サイズは、縦１２．０ｍｍ、横１２．０ｍｍとし、開口部の側壁の高さを７．７ｍｍとした。積層素子の積層数は６層とした。この時、底面からの高さが異なる開口部を形成するために傾斜を採用した。 The electric double layer capacitor of the present invention in Examples was manufactured with a structure in which a bottomed cylindrical container was divided. The dimensions of the electric double layer capacitor were 12.0 mm in length, 12.0 mm in width, and 8.5 mm in height. The outer size of the bottomed cylindrical container was 12.0 mm long and 12.0 mm wide, and the height of the side wall of the opening was 7.7 mm. The number of laminated layers was 6 layers. At this time, an inclination was adopted to form openings having different heights from the bottom surface.
まず、電極用として厚さ３５μｍ銅箔を形成した、ガラスエポキシ樹脂からなる片面プリント配線基板と、ガラスエポキシ樹脂積層板をエポキシ樹脂接着剤で接着した。なお、片面プリント配線基板の銅箔には、エッチング加工で開口部の端面における第二の内部電極を事前に形成していた。続いて、片面プリント配線基板を接着したガラスエポキシ樹脂積層板から切断により直方体を得た。 First, a single-sided printed wiring board made of glass epoxy resin and a glass epoxy resin laminate, on which a 35 μm thick copper foil was formed for electrodes, were bonded with an epoxy resin adhesive. In addition, the 2nd internal electrode in the end surface of an opening part was previously formed in the copper foil of the single-sided printed wiring board by the etching process. Subsequently, a rectangular parallelepiped was obtained by cutting from the glass epoxy resin laminate to which the single-sided printed wiring board was bonded.
さらに、この直方体を開口部の端面側に傾斜が得られるように傾きを付けて切断し、孔を設ける前の有底筒状容器の筒の部分を得た。傾斜の最も高い位置と最も低い位置の差は、積層素子の厚みの規格値と圧縮する比率から０．５ｍｍとした。続いて、この有底筒状容器の高さ方向に切削加工で孔を設けた。孔の開口部の直径は、１０．０ｍｍとした。これで有底筒状容器の筒の部分が完成した。 Furthermore, this rectangular parallelepiped was cut with an inclination so that an inclination was obtained on the end face side of the opening, and a cylindrical portion of the bottomed cylindrical container before providing the hole was obtained. The difference between the position with the highest inclination and the position with the lowest inclination was set to 0.5 mm from the standard value of the thickness of the laminated element and the compression ratio. Then, the hole was provided by the cutting process in the height direction of this bottomed cylindrical container. The diameter of the opening of the hole was 10.0 mm. This completes the cylindrical portion of the bottomed cylindrical container.
次に、有底筒状容器の底面の部分を作製した。厚さ１８μｍの銅箔が形成された、厚さ０．８ｍｍのガラスエポキシ板からなる両面プリント配線基板を使用した。両面プリント配線基板には、エッチング加工で第一の内部電極と第一の外部電極および第二の外部電極を形成していた。その後、この両面プリント配線基板を切断し、有底筒状容器の底面の部分を得た。そして有底筒状容器の筒の部分と底面の部分をエポキシ樹脂接着剤で接着し有底筒状容器を得た。なお、有底筒状容器の側面の電気的接続は、はんだとジャンパー線を用いて行った。作製数は３１０個とした。 Next, a bottom portion of the bottomed cylindrical container was produced. A double-sided printed wiring board made of a glass epoxy plate having a thickness of 0.8 mm on which a copper foil having a thickness of 18 μm was formed was used. On the double-sided printed wiring board, the first internal electrode, the first external electrode, and the second external electrode were formed by etching. Thereafter, the double-sided printed wiring board was cut to obtain a bottom portion of the bottomed cylindrical container. And the cylinder part and bottom part of a bottomed cylindrical container were adhere | attached with the epoxy resin adhesive, and the bottomed cylindrical container was obtained. In addition, the electrical connection of the side surface of the bottomed cylindrical container was performed using solder and a jumper wire. The number of production was 310.
つづいて、蓋を作製した。材質は、導通性があり耐腐食性に優れていることからステンレスを用いて形成した。鍔部には傾斜を形成した。鍔部の厚みの差は、開口部の傾斜と同等とし、開口部の端面と鍔部の全周を接続させた時に合致するようにした。さらに、高温はんだとの密着性や濡れ性を考慮し、ニッケルとパラジウムおよび金の３つの層からなるめっき層を約１０μｍの厚さで蓋の表面に形成した。作製数は３１０個とした。 Subsequently, a lid was produced. The material was made of stainless steel because of its conductivity and excellent corrosion resistance. A slope was formed on the buttock. The difference in the thickness of the flange is equal to the inclination of the opening, and matches the end face of the opening and the entire circumference of the flange. Further, in consideration of adhesion to high temperature solder and wettability, a plating layer composed of three layers of nickel, palladium, and gold was formed on the surface of the lid with a thickness of about 10 μm. The number of production was 310.
この有底筒状容器と蓋を用いて電気二重層コンデンサを作製した。作製数は３００個とした。予め、初期の厚みを測定した積層素子を有底筒状容器に収納し、規定の圧縮比率になるように有底筒状容器と蓋の位置を決定した。その位置で蓋の円柱を孔に挿入し、積層素子を加圧し、圧縮して蓋で塞ぎ、本発明の電気二重層コンデンサを得た。導電性部材は、すず−銀−銅の複合材からなる高温はんだを用いた。その結果、本発明の電気二重層コンデンサは、同一の寸法の有底筒状容器と蓋で電気二重層コンデンサの生産ができ、従来の製造工程より単位時間当たりの生産性を約１０％向上させることが可能であった。 An electric double layer capacitor was produced using this bottomed cylindrical container and lid. The number of production was 300. In advance, the laminated element whose initial thickness was measured was housed in a bottomed cylindrical container, and the positions of the bottomed cylindrical container and the lid were determined so as to achieve a specified compression ratio. At that position, the cylinder of the lid was inserted into the hole, the laminated element was pressurized, compressed and closed with the lid to obtain the electric double layer capacitor of the present invention. As the conductive member, a high-temperature solder made of a tin-silver-copper composite material was used. As a result, the electric double layer capacitor of the present invention can produce an electric double layer capacitor with a bottomed cylindrical container and a lid of the same size, and the productivity per unit time is improved by about 10% over the conventional manufacturing process. It was possible.
その後、本発明の電気二重層コンデンサをリフロー炉にて２６０℃に加熱し、ＥＳＲを公知の方法で測定した。なお、測定した電気二重層コンデンサの数量は５０個とした。その結果、ＥＳＲの増加は抑制され、従来の製品と同等であった。 Thereafter, the electric double layer capacitor of the present invention was heated to 260 ° C. in a reflow furnace, and ESR was measured by a known method. The measured number of electric double layer capacitors was 50. As a result, the increase in ESR was suppressed and was equivalent to the conventional product.
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.
１ 有底筒状容器
２ 蓋
３ 第一の内部電極
４ 第二の内部電極
５ 第一の外部電極
６ 第二の外部電極
７、２７ 積層素子
８ 導電性部材
９ 鍔部
１０ 円柱
１３ エポキシ樹脂系接着剤
１４ 突起
１５ 階段形状
２０ 基本セル
２２、２３ 分極性電極
２４、４４ セパレータ
２５、２６ 導電性集電体
２９ 封止用絶縁性ゴム
３１ 凹状容器
３２ 封口板
３３ 接続端子Ｃ
３４ 金属層
３５ 接続端子Ａ
３６ 接続端子Ｂ
３８ 接合材
４２ 正極活物質
４３ 負極活物質
DESCRIPTION OF
34
36 Connection terminal B
38
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