專利名稱：雙電荷層電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于各種電子設(shè)備、電氣設(shè)備、便攜設(shè)備的雙電荷層電容器。
背景技術(shù)：
雙電荷層電容器是利用在形成于可極化電極與電解液的界面的雙電荷層蓄積的 電能的元件。雙電荷層電容器能夠小型化，并且能夠進(jìn)行大容量的充放電。因此，在微型計 算機(jī)、存儲器、定時器的后備(backup)用、各種電源的輔助用等應(yīng)用中被廣泛使用。圖18是以往的雙電荷層電容器的剖視圖。雙電荷層電容器41具有多個電極板43、 隔離物42和集電部件44。在長形的隔離物42中含浸有電解液，每預(yù)定長度在不同的方向 上交替折回，成為波紋狀。多個電極板43隔著隔離物42而層疊為不同的極彼此相對?？?撓性的集電部件44的寬度與電極板43大致相同，其連接于電極板43的端部，遍及電極板 43的全長地埋設(shè)。各電極板43被如上所述那樣折回成波紋狀的隔離物42包住其一方的端部，并且 沒有被隔離物42包住的一方的端部在側(cè)面露出。集電部件44在露出的一方的端部從隔離 物42之間引出。各電極板43的端部交替在相反側(cè)的側(cè)面露出，所以集電部件44按每個相 同的極而匯集，由剖視C字狀的捆束部件45捆束。捆束部件45由導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。由捆束部件45形成的集電部件44的捆束部分46、47按每個相同的極而配置在電 極板43的層疊方向的不同的最外層側(cè)。即，捆束部分46被配置在最上層側(cè)，捆束部分47 被配置在最下層側(cè)。這樣構(gòu)成的雙電荷層電容器41在電極板43的層疊方向上層疊多個而 使用。如上所述，在雙電荷層電容器41中，連接于各電極板43的端部的可撓性的集電部 件44被從隔離物42之間引出，集電部件44按每個相同的極而被捆束。由此，在將集電部件 44連接于各電極板43時沒有損傷隔離物42的危險，能夠容易地制造雙電荷層電容器41。 另外，通過層疊多個雙電荷層電容器41，能夠容易地串聯(lián)連接。然而在該構(gòu)造中，含浸有電解液的雙電荷層電容器41應(yīng)當(dāng)使用由作為絕緣性樹 脂的聚四氟乙烯(PTFE)形成的殼體部件來進(jìn)行密封。另外，不能在相同方向上取出一對電 極。因此，產(chǎn)品大型化，并且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)將一對電極在相同方向上取出、實(shí)現(xiàn)小型化和低成 本化的雙電荷層電容器。本發(fā)明的雙電荷層電容器包括元件；第一端子；第二端子；含浸 于元件的電解液；樹脂制的殼體；樹脂制的蓋。元件具有第一電極、第二電極以及隔離物， 所述第一電極具有第一取出部，所述第二電極具有在與所述第一取出部相同的方向上突出 的第二取出部。隔離物夾在第一電極與第二電極之間。第一端子連接于第一取出部，第二端 子連接于第二取出部。收納元件的殼體具有內(nèi)底面、與內(nèi)底面相對的第一面以及與第一面 鄰接的側(cè)面，第一面被開放。蓋結(jié)合于殼體的第一面。第一端子具有第一接合部、從第一接合部延伸設(shè)置的第一中間導(dǎo)電部以及從第一中間導(dǎo)電部進(jìn)一步延伸設(shè)置第一端子部，所述 第一接合部具有接合有第一取出部的第一接合面。第二端子具有第二接合部、從第二接合 部延伸設(shè)置的第二中間導(dǎo)電部以及從第二中間導(dǎo)電部進(jìn)一步延伸設(shè)置的第二端子部，所述 第二接合部具有接合有第二取出部的第二接合面。第一接合部、第二接合部配設(shè)在殼體的 比內(nèi)底面更接近第一面的位置。第一接合面、第二接合面朝向第一面而露出。第一接合部、 第二接合部的周緣和第一中間導(dǎo)電部、第二中間導(dǎo)電部埋設(shè)于殼體，第一端子部、第二端子 部從殼體的側(cè)面導(dǎo)出至外部。在如上所述那樣構(gòu)成的雙電荷層電容器中，在殼體內(nèi)收納有在相同方向上設(shè)置一 對電極的取出部的元件，這些取出部連接于設(shè)置于殼體的端子。通過這樣的簡單的結(jié)構(gòu)，能 夠削減部件個數(shù)和作業(yè)工時而實(shí)現(xiàn)低成本化，并且能夠小型化、低電阻化。另外，將各接合部配置在比殼體內(nèi)底面更靠第一面的一側(cè)，朝向第一面而露出，由 此含浸于元件的電解液難以接觸接合部。其結(jié)果，電解液難以從接合部侵入，從而能夠抑制 漏液。進(jìn)一步，通過由殼體的樹脂埋設(shè)端子的接合部的周緣和中間導(dǎo)電部，從而殼體內(nèi)部的 內(nèi)壓上升時的施加于殼體底面部以及蓋的應(yīng)力難以影響端子。其結(jié)果，能夠制作泄漏較少 的長壽命的雙電荷層電容器。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的雙電荷層電容器的分解立體圖。圖2A是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋之前的狀態(tài)的立體圖。圖2B是表示圖2A所示的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋后的狀態(tài)的立體圖。圖3A 圖3D是用于說明圖1所示的雙電荷層電容器的元件的結(jié)構(gòu)的各制造步驟 中的立體圖。圖4是圖3D所示的元件的剖視圖。圖5是表示埋設(shè)在圖1所示的雙電荷層電容器的殼體中的端子的結(jié)構(gòu)的主要部分 剖視圖。圖6是圖1所示的雙電荷層電容器的蓋的側(cè)視圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施方式1的雙電荷層電容器中使用的其他的元件的分解立體圖。圖8是圖7所示的元件的剖視圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施方式1的其他的雙電荷層電容器的立體圖。圖10是從底面?zhèn)扔^察本發(fā)明實(shí)施方式1的另一雙電荷層電容器的狀態(tài)的立體圖。圖11是表示連結(jié)2個圖2B所示的雙電荷層電容器的狀態(tài)的立體圖。圖12A、圖12B是表示連結(jié)2個圖2B所示的雙電荷層電容器并通過外部電路進(jìn)行 連接的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖13A是本發(fā)明實(shí)施方式2的雙電荷層電容器的分解立體圖。圖13B是表示圖13A所示的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋之前的狀態(tài)的立體圖。圖13C是表示圖13B所示的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋后的狀態(tài)的立體圖。圖14是本發(fā)明實(shí)施方式2的其他的雙電荷層電容器的立體圖。圖15是本發(fā)明實(shí)施方式2的另一雙電荷層電容器的分解立體圖。圖16是表示圖15所示的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋后的狀態(tài)的立體圖。
圖17是本發(fā)明實(shí)施方式2的又一雙電荷層電容器的立體圖。圖18是以往的雙電荷層電容器的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。需說明的是，在各實(shí)施方式中，對 于形成與在先的實(shí)施方式相同結(jié)構(gòu)的部分賦予相同符號，有時省略詳細(xì)的說明。(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明實(shí)施方式1的雙電荷層電容器的分解立體圖。圖2A、圖2B分別是表 示該雙電荷層電容器的結(jié)合蓋之前的狀態(tài)的立體圖和表示將結(jié)合蓋后的狀態(tài)的立體圖。圖 3A 圖3D是用于說明該雙電荷層電容器中使用的元件的結(jié)構(gòu)的各制造步驟中的立體圖， 圖4是該元件的剖視圖。需說明的是，在圖1 圖4中，為了容易理解元件1的結(jié)構(gòu)，示出 了較少的層疊片數(shù)。實(shí)際上，交替層疊有數(shù)十片的陽極2和陰極3。這在后述的結(jié)構(gòu)中也是 同樣的。如圖1所示，雙電荷層電容器10具有元件1、第一端子7和第二端子8、未圖示的電 解液、將上面62開放的樹脂制的殼體6和樹脂制的蓋9。上面62為與內(nèi)底面61相對的第一 面。如圖1以及圖3A 圖3D所示，元件1具有作為第一電極的多個薄片狀的陽極2、作為 第二電極的多個薄片狀的陰極3和夾在陽極2與陰極3之間的帶狀的隔離物(separator， 隔板)4。陽極2具有第一取出部2B，陰極3具有第二取出部3B。陽極2和陰極3隔著隔離 物4而以第一取出部2B與第二取出部3B為相同方向的方式層疊。第一端子7連接于第一 取出部2B，第二端子8連接于第二取出部3B。第一端子7與第二端子8被埋設(shè)于殼體6。 電解液含浸于元件1。殼體6收納元件1，蓋9結(jié)合于殼體6的上面62，將殼體6的開放部 密封。殼體6和蓋9例如由液晶聚合物形成。接下來參照圖3A 圖3D對元件1的制作順序進(jìn)行說明。首先如圖3A所示，準(zhǔn)備 薄片狀的多個陽極2、陰極3和薄片狀的隔離物4。陽極2如下所述那樣進(jìn)行制作。首先在 由鋁箔形成的方形的集電體的一邊的端部一體地設(shè)置突出的舌片狀的第一取出部2B。然 后在集電體的除了第一取出部2B的兩面形成可極化電極層2C。陰極3也與陽極2同樣地 進(jìn)行制作。即，在由鋁箔形成的方形的集電體的一邊的端部一體地設(shè)置突出的舌片狀的第 二取出部3B。并且，在集電體的除了第二取出部3B的兩面形成可極化電極層3C。在隔離 物4中，例如使用耐熱性優(yōu)異的纖維素系纖維的無紡布。隔離物4被彎折成羊腸狀(。o 6折)，形成連續(xù)的多個薄片而使用。接下來如圖3B所示，將第一取出部2B和第二取出部3B分別配置在同一邊的相反 的端部，這樣在隔離物4的各薄片之間從相反的方向交替插入陽極2與陰極3。這樣一來， 如圖3C所示，元件1形成為層疊構(gòu)造。即，元件1分別具有多個陽極2、陰極3，隔著隔離物 4而將各個陽極2和各個陰極3層疊。最后如圖3D所示，在外周卷繞卷定帶5。另外，設(shè)置在陽極2的第一取出部2B與設(shè)置在陰極3的第二取出部3B優(yōu)選形成 為寬度不到設(shè)置有這些取出部的邊的整個寬度的1/2。通過該尺寸設(shè)計，第一取出部2B與 第二取出部3B不會接觸而短路。陽極2在集電體2A的兩面具有可極化電極層2C。如圖4所示，當(dāng)為在層疊方向 的最上層與最下層配置陰極3的結(jié)構(gòu)時，在配設(shè)于最上層與最下層的陰極3中，優(yōu)選僅在集電體3A的除了第二取出部3B的一面(單面)形成可極化電極層3C。而且，可極化電極層 3C抵接于隔離物4的最上層的薄片和最下層的薄片。通過這樣的結(jié)構(gòu)，陰極3的面積變得 比陽極2的面積大。因此，能夠抑制在陽極2的局部發(fā)生的腐蝕反應(yīng)，元件1能夠發(fā)揮穩(wěn)定 的性能。另外如圖1所示，優(yōu)選在元件1的設(shè)置有第一取出部2B和第二取出部3B的邊以 外的邊上，卷繞薄片狀的不銹鋼5A。不銹鋼5A在上下方向(層疊方向)上壓縮了元件1的 狀態(tài)下卷繞在元件1上，使得保持壓縮狀態(tài)。通過將不銹鋼5A卷繞在元件1的外周，能夠 進(jìn)一步提高陽極2與隔離物4以及陰極3與隔離物4的接觸。由此，ESR特性提高。另外， 能夠抑制雙電荷層電容器驅(qū)動時的元件1的膨脹。因此，能夠抑制陽極2與陰極3的距離 因?yàn)榕蛎浂x開，抑制ESR特性下降。進(jìn)一步，不銹鋼5A包含鉻和/或鎳，所以相對于電解 液的耐腐蝕性較高，使元件1的特性變化的可能性也較低。需說明的是，如圖1、圖2所示，在元件1的外周卷繞有絕緣紙4A，在絕緣紙4A上 卷繞有卷定帶5。絕緣紙4A的有無根據(jù)需要適當(dāng)選擇即可。在這樣構(gòu)成元件1時，由于元件1的簡單的結(jié)構(gòu)，作業(yè)性提高。另外，只要在彎折 成羊腸狀的帶狀的隔離物4的各薄片之間從相反的方向交替插入陽極2和陰極3，就能夠確 保較高的尺寸精度。另外，分別形成于陽極2與陰極3的可極化電極層2C、3C是將活性炭粉末、炭黑與 粘結(jié)劑(binder)混勻而制作的。作為活性炭粉末，可以使用將木粉系、椰殼系、酚醛樹脂 (phenol resin)系、石油焦系、煤焦系、浙青系等原料活性化的材料。另外，作為粘結(jié)劑，可 以使用例如聚四氟乙烯、羧甲基纖維素(carboxymethylcellulose)的水溶性粘結(jié)劑的混 合物。另外，作為構(gòu)成隔離物4的材料，可以使用纖維素系纖維、合成纖維。作為纖 維素系纖維，可以列舉纖維素、人造纖維、牛皮紙、蕉麻(manilahemp)、大麻、細(xì)莖針茅 (esparto)等。作為合成纖維，可以列舉聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚 碳酸酯、聚縮醛、改性聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚砜、聚砜、聚酰胺亞胺、聚醚亞胺、聚 酰亞胺、聚芳酯、聚芳醚腈、聚四氟乙烯等。接下來，主要參照圖5對第一端子7和第二端子8的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖5是表示 嵌入(insert)成型于殼體6的第一端子7與第二端子8的結(jié)構(gòu)的剖視圖。第一端子7具有第一接合部7A、第一中間導(dǎo)電部7B以及第一端子部7C。第一接 合部7A具有接合元件1的第一取出部2B的第一接合面71A。第一中間導(dǎo)電部7B從第一接 合部7A延伸設(shè)置，第一端子部7C從第一中間導(dǎo)電部7B進(jìn)一步延伸設(shè)置。同樣，第二端子 8具有第二接合部8A、第二中間導(dǎo)電部8B與第二端子部8C。第二接合部8A具有接合元件 1的第二取出部3B的第二接合面81A。第二中間導(dǎo)電部8B從第二接合部8A延伸設(shè)置，第 二端子部8C從第二中間導(dǎo)電部8B進(jìn)一步延伸設(shè)置。第一端子7和第二端子8通過嵌入成型貫通殼體6的側(cè)面63。詳細(xì)而言，第一接 合部7A、第二接合部8A配置于形成在比殼體6的內(nèi)底面61高的位置的臺階部6A，向上方 露出。換言之，第一接合部7A、第二接合部8A被配設(shè)于相比于殼體6的內(nèi)底面61而更接近 上面62的位置，第一接合面71A、第二接合面81A向上面62露出。第一接合面71A的周緣和第二接合面81A的周緣、第一中間導(dǎo)電部7B和第二中間導(dǎo)電部8B被埋設(shè)于殼體6。第一端子部7C、第二端子部8C從殼體6的側(cè)面63導(dǎo)出至外部。 側(cè)面63與上面62鄰接。即，在殼體6的側(cè)面63的內(nèi)部形成有比殼體6的內(nèi)底面61更高的臺階部6A。而 且，接合部7A、8A的周緣與中間導(dǎo)電部7B、8B由殼體6的樹脂埋設(shè)。通過該構(gòu)造，第一端子 7與第二端子8在殼體6的內(nèi)壓上升時難以受到在殼體6的內(nèi)部施加的應(yīng)力的影響。另外，通過將接合部7A、8A配設(shè)在比殼體6的內(nèi)底面61高的位置、使其向上方露 出，從而含浸于元件1的電解液難以接觸接合部7A、8A。因此，電解液難以侵入接合部7A、 8A與殼體6之間，能夠抑制泄漏。進(jìn)一步，電解液的漏液路徑也比以往的結(jié)構(gòu)長，電解液漏 出至外部的可能性變低。其結(jié)果，能夠提高電容器的可靠性。需說明的是，臺階部6A的高度優(yōu)選形成為收納于殼體6內(nèi)的元件1的高度的大致 1/2。 即，從內(nèi)底面61到第一接合面71A、第二接合面81A的距離優(yōu)選形成為從內(nèi)底面61朝 向上面62的方向上的元件1的尺寸的大致1/2。在該尺寸設(shè)計中，擠壓設(shè)置于元件1的第 一取出部2B和第二取出部3B來分別將其壓到第一端子7和第二端子8上。而且，通過超 聲波熔接等，將第一取出部2B與第一端子7、第二取出部3B與第二端子8分別接合。此時， 能夠降低施加于第一取出部2B和第二取出部3B的負(fù)荷。另外，能夠抑制含浸于元件1的 電解液從殼體6的內(nèi)底面61引入到第一端子7和第二端子8。由此，能夠防止在通過超聲 波熔接等將蓋9接合到殼體6上的作業(yè)時帶來不良影響。端子部7C、8C優(yōu)選沿著殼體6的外表面從側(cè)面63向外底面64折彎。由此，雙電 荷層電容器10在殼體6的外底面64具有第一端子7和第二端子8，能夠進(jìn)行面安裝。中間導(dǎo)電部7B、8B是將端子7、8的一部分彎折而形成的?；蛘?，也可以設(shè)置在設(shè) 置于殼體6內(nèi)的臺階部6A內(nèi)。這樣，中間導(dǎo)電部7B、8B優(yōu)選在形成殼體6的樹脂內(nèi)彎折。 由此，能夠增長第一端子7和第二端子8的從殼體6的內(nèi)部到外部的路徑。因此，能夠抑制 收納在殼體6內(nèi)部的電解液的泄漏、來自外部的水分的浸入。需說明的是，如圖5所示，在第一端子7以及第二端子8上，也可以從與元件1的 電極接觸的一側(cè)的端部到從殼體6向外部露出的部分，分別設(shè)置由氟樹脂的涂層7D、8D。第 一端子7、第二端子8為金屬制的，殼體6用樹脂形成。涂層7D、8D降低由于第一端子7和 第二端子8的熱膨脹系數(shù)與殼體6的熱膨脹系數(shù)的差而在第一端子7以及第二端子8與殼 體6之間產(chǎn)生間隙的可能性。因此，能夠防止水分從外部向殼體6內(nèi)部浸入，并且防止電解 液從殼體6內(nèi)向外部泄漏。作為氟樹脂特別優(yōu)選液狀氟系彈性體(elastomer)。液狀氟系彈性體具有較高的 耐熱性，另外為液狀。因此，容易向第一端子7和第二端子8涂敷。進(jìn)一步，當(dāng)使用具有自 粘性的液狀氟系彈性體時，能夠提高與第一端子7以及第二端子8的貼緊性，能夠進(jìn)一步提 高作為雙電荷層電容器的可靠性。需說明的是，也可以將涂層7D、8D延伸設(shè)置到第一端子7以及第二端子8的從殼 體6的側(cè)面向底部彎折的部分。此時，涂層7D、8D起到作為第一端子7以及第二端子8的 表面保護(hù)層的作用。或者，涂層7D、8D也可以僅涂敷在第一端子7以及第二端子8與殼體6 的邊界部分。即使為該結(jié)構(gòu)，也發(fā)揮防止從第一端子7以及第二端子8與殼體6的間隙向 外部漏液、并且防止水分從外部浸入這樣的效果。需說明的是，與以上說明的端子有關(guān)的各 種結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于后述的實(shí)施方式2。
樹脂制的蓋9以堵塞殼體6的上面62的開口部的方式配設(shè)，通過超聲波熔接等方 法與殼體6結(jié)合。通過將蓋9與殼體6的上面62結(jié)合，完成本實(shí)施方式的雙電荷層電容器。另外，如圖6所示，優(yōu)選在蓋9以從蓋9的背面(面向殼體6的一側(cè))的一部分朝 向內(nèi)部的方式設(shè)有凸部9A。圖6是蓋9的側(cè)視圖。凸部9A在層疊方向上壓縮收納于殼體 6的內(nèi)部的元件1。因此，能夠使陽極2與隔離物4以及陰極3與隔離物4的接觸更良好， 從而提高ESR特性。另外，凸部9A優(yōu)選設(shè)置在元件1的除了陽極2的第一取出部2B以及陰極3的第 二取出部3B的面積的15%以上的面積上，并且具有元件1的層疊方向的壓縮率為0. 5 20%的高度。通過設(shè)置這樣的尺寸的凸部9A，能夠防止元件1的膨脹，防止不需要的電阻的 增加，并且提高蓋9的強(qiáng)度。需說明的是，該結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于后述的實(shí)施方式2。作為用于電解液的溶劑，可以使用丙二醇碳酸酯、Y 丁內(nèi)酯、乙醇碳酸酯、環(huán)丁砜、 乙腈、二甲醇碳酸酯、二乙醇碳酸酯或者甲基乙醇碳酸酯的任意1種或2種以上的混合物。 作為電解質(zhì)的陽離子，可以使用季銨(quaternary ammonium，第四級銨)、季磷(quaternary phosphonium)、咪唑鹽，作為電解質(zhì)的陰離子，可以使用BF4_、PF6_、C104_、CF3S03_或者 N(CF3S02)”雙電荷層電容器10具有如下那樣的性質(zhì)當(dāng)水浸入內(nèi)部時，由于水的電解而產(chǎn)生 氣體，由此性能降低，最差情況下導(dǎo)致破壞。因此，對于構(gòu)成殼體6和蓋9的材料要求透水 性較低、并且將內(nèi)部產(chǎn)生的氣體向外部釋放的性質(zhì)。因此，殼體6和蓋9相比于金屬而優(yōu)選 用樹脂形成。作為樹脂，可以使用液晶聚合物、PEEK(聚醚醚酮)、聚酰胺等，特別是液晶聚 合物的透水性比其他的樹脂少2個數(shù)量級以上，所以是優(yōu)選的。這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的雙電荷層電容器10具有設(shè)于陽極2的第一取出部2B和 設(shè)于陰極3的第二取出部3B在相同方向上配設(shè)而層疊的元件1。而且，在上面62開放的殼 體6內(nèi)收納元件1，使蓋9與殼體6結(jié)合。從元件1取出的第一取出部2B和第二取出部3B 分別連接于設(shè)在殼體6上的第一端子7和第二端子8。這樣能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)來削減部 件個數(shù)和削減作業(yè)工時，從而實(shí)現(xiàn)低成本化。另外，能夠在相同方向取出一對電極，進(jìn)行小 型化、低電阻化。接下來，對元件的不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖7、圖8分別是本實(shí)施方式的雙電荷層 電容器中所使用的其他的元件的分解立體圖與剖視圖。元件11的結(jié)構(gòu)的一部分與圖1 圖4中說明的雙電荷層電容器10中所使用的元件1不同。元件11具有作為第一電極的薄片狀的陽極2、作為第二電極的薄片狀的陰極3和 夾在陽極2與陰極3之間的薄片狀的隔離物12。陽極2、陰極3與圖3A、圖4相同，所以省 略說明。隔離物12與圖3A、圖4中的隔離物4同樣地用纖維素系纖維構(gòu)成。這樣，該雙電 荷層電容器分別具有多個陽極2、陰極3和隔離物12，隔著各個隔離物12而層疊各個陽極 2和各個陰極3。陽極2和陰極3以將第一取出部2B和第二取出部3B分別配置在同一邊的相反的 端部的方式設(shè)置，在其間夾有隔離物12的狀態(tài)下進(jìn)行層疊。最后，在外周卷繞卷定帶(未 圖示)，從而制作出元件11。陽極2在集電體2A的兩面具有可極化電極層2C。如圖8所示，在層疊方向的最 上層與最下層配置陰極3的結(jié)構(gòu)中，在配設(shè)于最上層與最下層的陰極3中，優(yōu)選僅在集電體3A的除了第二取出部3B的一面形成可極化電極層3C。其原因與上述相同。這樣構(gòu)成的元件11通過層疊陽極2、隔離物12以及陰極3就能夠制作，所以與使 用元件1的情況相比，能夠容易地制作元件11。另外，該結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng)用于后述的實(shí)施方式 2。在圖4、圖8所示的元件1、11中，夾著隔離物4或者隔離物12而層疊多個陽極2、 陰極3。然而，也可以夾著隔離物重疊長形的陽極、陰極之后，沿著長形方向卷繞而構(gòu)成元 件。即使在該情況下，當(dāng)構(gòu)成為第一取出部和第二取出部在元件的同一卷繞端面突出時，也 能夠?qū)⒌谝蝗〕霾窟B接于第一端子7，將第二取出部連接于第二端子8，構(gòu)成雙電荷層電容
o接下來，參照圖9對殼體6的更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖9是本實(shí)施方式的其他 的雙電荷層電容器的立體圖。在該結(jié)構(gòu)中，在殼體6設(shè)有電解液注入用的孔(未圖示)，在 該孔嵌入有橡膠栓22。即，在經(jīng)由設(shè)在殼體6的孔向殼體6內(nèi)注入電解液之后，將橡膠栓嵌 入該孔，由此密封殼體6。在這樣構(gòu)成的雙電荷層電容器中，能夠在殼體6內(nèi)收容元件1，在結(jié)合了蓋9之后， 注入電解液。因此，能夠在元件1中未含浸電解液的狀態(tài)下，通過超聲波熔接等將蓋9結(jié)合 到殼體6。這樣，作業(yè)性大幅度提高。需說明的是，也可以對每個元件1，在殼體6設(shè)置兩處以上的電解液注入用孔，或 者在蓋9設(shè)置孔。接著，參照示出從底面觀察的狀態(tài)的圖10的立體圖對端子的優(yōu)選形狀、結(jié)構(gòu)進(jìn)行 說明。在該結(jié)構(gòu)中，在與第一端子7和第二端子8貫通的殼體6的側(cè)面63相反的一側(cè)的側(cè) 面65設(shè)有虛設(shè)(dummy)端子26。虛設(shè)端子26與第一端子7、第二端子8同樣地，嵌入成型為貫通殼體6的側(cè)面65。 另外，與第一端子7、第二端子8同樣地，沿著殼體6的外表面從與側(cè)面63相對的側(cè)面65向 外底面64彎折。在面安裝該結(jié)構(gòu)的雙電荷層電容器時，能夠相對于基板不傾斜地穩(wěn)定地進(jìn)行搭 載。另外，能夠可靠地進(jìn)行釬焊，所以連接可靠性提高。需說明的是，圖10所示的虛設(shè)端子26為一個例子，只要在面安裝時能夠相對于基 板不傾斜地穩(wěn)定地進(jìn)行搭載，則虛設(shè)端子26的形狀、個數(shù)等并不限定于此。另外，該結(jié)構(gòu)也 能夠應(yīng)用于后述的實(shí)施方式2。接下來參照圖11對連結(jié)了 2個雙電荷層電容器110、210的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。雙電 荷層電容器110、210具有與圖1所示的雙電荷層電容器相同的構(gòu)造。雙電荷層電容器110、210的殼體通過超聲波熔接、粘接等方法機(jī)械結(jié)合。另外，雙 電荷層電容器110的第一端子107和雙電荷層電容器210的第二端子208使用中間端子13 連接。即，中間端子13串聯(lián)連接雙電荷層電容器110、210。通過該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)高耐壓化。另外，在圖11中，以將雙電荷層電容器110、210橫置連結(jié)而串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)為例 進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。也可以將3個以上的雙電荷層電容器橫置或者重疊 連結(jié)，對于電連接，可以是串聯(lián)連接也可以是并聯(lián)連接。接下來參照圖12A、圖12B對連接2個雙電荷層電容器的其他的方法進(jìn)行說明。圖12A、圖12B是表示通過外部電路連接雙電荷層電容器110、210的結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖11的 結(jié)構(gòu)中，使用中間端子13來連接相鄰的雙電荷層電容器110、210的第一端子107和第二端 子208。與此相對，在圖12A、圖12B中，不使用中間端子13而通過外部電路將內(nèi)置于雙電 荷層電容器110、210的各元件電連接。需說明的是，與圖11同樣地，雙電荷層電容器110、 210鄰接配置，進(jìn)而各自的殼體通過超聲波熔接、粘接等方法機(jī)械結(jié)合。雙電荷層電容器110、210安裝在基板30上。在基板30如圖12A所示那樣，與雙 電荷層電容器110、210的外底面的第一端子107、207和第二端子108、208的位置對應(yīng)地設(shè) 有4個焊盤圖案(land pattern) 31A 31D。特別是，位于更中央的焊盤圖案31B、31C通過 直線狀的結(jié)合圖案32電連接。S卩，焊盤圖案31B、31C和結(jié)合圖案32形成俯視C字型的形 狀。通過該結(jié)構(gòu)，焊盤圖案31B、31C被電連接。并且，雙電荷層電容器110、210以箭頭E所 示的朝向安裝在基板30，變?yōu)閳D12B所示的狀態(tài)。如圖12B所示，第一端子107、207和第二端子108、208分別配設(shè)在對應(yīng)的焊盤圖 案31B、31D、31A、31C上。在此，如上所述那樣，更中央的焊盤圖案31B、31C通過結(jié)合圖案32 電連接。因此，配設(shè)在焊盤圖案31B、31C上的第一端子107和第二端子208被電連接。這 樣設(shè)置于基板30的外部電路將分別收納于雙電荷層電容器110、210的元件彼此串聯(lián)連接。即使在這樣通過外部電路對元件彼此進(jìn)行了連接的情況下，也能夠通過簡單的結(jié) 構(gòu)進(jìn)行高耐壓化。進(jìn)而，在本結(jié)構(gòu)中，第一端子107和第二端子208不通過中間端子13連 接，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。因此，能夠在將元件組裝于殼體的狀態(tài)下，在安裝前單獨(dú)測定、檢查各 個元件的特性。需說明的是，在本實(shí)施方式中，在基板30將雙電荷層電容器110、210的元件彼此 連接，但也可以通過該方法以外的外部電路將元件彼此連接?；蛘撸部梢赃B結(jié)3個以上的 雙電荷層電容器，或者將元件彼此并聯(lián)連接。(實(shí)施方式2)圖13A是本發(fā)明實(shí)施方式2的雙電荷層電容器的分解立體圖，圖13B、圖13C分別 是表示該雙電荷層電容器的結(jié)合蓋之前的狀態(tài)、和結(jié)合蓋之后狀態(tài)的立體圖。本實(shí)施方式 在1個殼體內(nèi)收納多個實(shí)施方式1中說明的雙電荷層電容器中使用的元件，這一點(diǎn)是不同 的。元件101、201與實(shí)施方式1中說明的元件1同樣地構(gòu)成。元件101的第一取出部 102B與第二取出部103B以及元件201的第一取出部202B與第二取出部203B分別從相同
方向取出。上面開放的樹脂制的殼體14將元件101、201與未圖示的電解液一同收納。殼體 14例如由液晶聚合物形成。為了在殼體14收納元件101、201，獨(dú)立地設(shè)有由分隔壁14C分 隔的元件收納部14A、14B。分隔壁14C與蓋18 —起防止元件收納部14A、14B之間的漏液。 由此形成獨(dú)立的2個雙電荷層電容器。第一端子15和第二端子17嵌入成型為貫通殼體14的一側(cè)面。中間端子16同樣 地嵌入成型。第一端子15、第二端子17與中間端子16具有與圖5所示的第一端子7、第二 端子8相同的結(jié)構(gòu)。元件101的第一取出部102B連接于第一端子15的接合部，第二取出部103B連接 于中間端子16的接合部。元件201的第一取出部202B連接于中間端子16的接合部，第二取出部203B連接于第二端子17的接合部。通過該結(jié)構(gòu)，將元件101、201串聯(lián)連接。樹脂制的蓋18以堵塞殼體14的上面的開口部的方式配設(shè)，通過超聲波熔接等方 法與殼體14結(jié)合。蓋18例如用液晶聚合物形成。通過將蓋18結(jié)合于殼體14的上面，從 而構(gòu)成本實(shí)施方式的雙電荷層電容器19。另外，雖然未圖示，但與實(shí)施方式1中使用圖6說明的蓋9同樣地，優(yōu)選以從蓋18 的背面的一部分朝向內(nèi)部的方式在2個部位設(shè)有凸部。由此，優(yōu)選分別在層疊方向上壓縮 元件 101、201。在這樣構(gòu)成的雙電荷層電容器19中，除了由實(shí)施方式1的雙電荷層電容器10得 到的效果之外，還能夠通過較少的部件個數(shù)和作業(yè)工時來進(jìn)行高耐壓化。另外，能夠精度較 好地制造這樣的雙電荷層電容器19。需說明的是，在本實(shí)施方式中，使用在殼體14內(nèi)收納2個元件101、201而串聯(lián)連 接的例子進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。也可以收納3個以上的元件而串聯(lián)連接或 并聯(lián)連接。接下來，參照圖14的立體圖對殼體14的更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。與實(shí)施方式1 同樣地，在該結(jié)構(gòu)中，在殼體14設(shè)有電解液注入用的孔(未圖示)，在該孔上嵌入有橡膠栓 22。另外，在雙電荷層電容器19設(shè)有用于收納2個元件的2個獨(dú)立的元件收納部。因 此，在圖的里側(cè)也設(shè)有同樣的電解液注入用的孔，并且在該孔嵌入橡膠栓22而進(jìn)行密封。 即，對每個獨(dú)立的元件收納部，在殼體14設(shè)有電解液注入用的孔，通過橡膠栓22堵塞各孔。這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的雙電荷層電容器19實(shí)現(xiàn)與實(shí)施方式1同樣的效果，將蓋 18結(jié)合于殼體14時的作業(yè)性大幅度提高。另外，也可以對每個元件在殼體14設(shè)置2處以上電解液注入用的孔，或者在蓋18 設(shè)置孔。接下來，使用圖15、圖16對優(yōu)選的封裝構(gòu)造進(jìn)行說明。圖15是本發(fā)明實(shí)施方式2 的另一雙電荷層電容器的立體圖。圖16是表示圖15所示的雙電荷層電容器的結(jié)合蓋之后 的狀態(tài)的立體圖。在該結(jié)構(gòu)中，在鄰接的元件收納部14A、14B之間的分隔壁14C的上面設(shè) 置槽27，用蓋28分別密封元件收納部。槽27以將元件收納部14A、14B之間的平面分開的方式設(shè)置于殼體14的上面。另 外，槽27從殼體14的一方的端部設(shè)置到與該端部相對的端部，將殼體14的位于槽27的兩 端部的部分切掉。即，槽27的兩端部變?yōu)槌驓んw14的俯視下的長邊而開放的狀態(tài)。另 外，槽27為直立棱柱狀凹陷的形狀。例如，槽27的寬度為0. 4mm，深度為0. 45mm。樹脂制的蓋28分別密封獨(dú)立設(shè)置的元件收納部14A、14B。蓋28例如與蓋18同樣 地用液晶聚合物形成。蓋28配設(shè)于殼體14的上面的開口部，使得分別獨(dú)立密封元件收納 部14A、14B，通過超聲波熔接等方法與殼體14結(jié)合。另外，雖然未圖示，但與圖6所示的實(shí)施方式1的蓋9同樣地，優(yōu)選以從蓋28的背 面的一部分朝向內(nèi)部的方式設(shè)有凸部，在與殼體14的結(jié)合后，蓋28在層疊方向上壓縮元件 101、201。在這樣構(gòu)成的雙電荷層電容器中，通過蓋28分別獨(dú)立密封元件收納部14A、14B， 所以元件收納部14A、14B內(nèi)的電解液的泄漏的可能性降低。即，與通過一塊蓋18統(tǒng)一密封元件收納部14A、14B的情況相比，能夠提高元件收納部14A、14B內(nèi)的密封性。其結(jié)果，能夠 降低電解液從殼體14與蓋28的結(jié)合部分泄漏的可能性。另外，在鄰接的元件收納部14A、14B之間設(shè)有槽27，所以能夠降低元件101、201的 劣化。即，在由于某種原因而從殼體14與蓋28的結(jié)合部分泄漏了元件收納部14A內(nèi)的電解 液的情況下，存在泄漏的電解液浸入元件收納部14B內(nèi)的可能性。然而，在本實(shí)施方式中， 在鄰接的元件收納部14A之間存在槽27。因此，在泄漏的電解液到達(dá)元件收納部14B之前， 滴落到槽27，積存在槽27內(nèi)。這樣在該雙電荷層電容器中，能夠通過槽27阻礙電解液向鄰接的元件收納部內(nèi) 浸入。因此，能夠降低由漏液引起的電解液的液接的可能性。其結(jié)果，能夠降低鄰接的元件 的劣化。特別是，在將元件101和元件201串聯(lián)連接的情況下，當(dāng)電解液液接時，元件101 和元件201作為1個元件而發(fā)揮功能。因此，當(dāng)施加通常那樣的電壓時，則在各個元件101 和元件201上施加過大的電壓。其結(jié)果，會促進(jìn)元件的劣化。因此，該雙電荷層電容器尤其 在將元件101和元件201電串聯(lián)連接的情況下是有效的。另外，槽27的形狀并不限定于直 立棱柱狀。例如，截面為圓弧狀等的形狀的槽也能夠得到同等的效果。另外，也可以代替槽27而采用如下結(jié)構(gòu)如圖17的立體圖所示，在鄰接的元件收 納部14A、14B之間設(shè)置比上面142突出的壁29。此時也與設(shè)置槽27時同樣地，例如即使元 件收納部14A內(nèi)的電解液從殼體14與蓋28的結(jié)合部分泄漏，壁29也防止該泄漏的電解液 向元件收納部14B浸入。因此，在鄰接的元件收納部14A、14B之間引起液接的可能性降低。 其結(jié)果，電解液的液接的可能性降低，能夠降低元件101、201的劣化。需說明的是，在實(shí)施方式1所說明的圖12A、圖12B的結(jié)構(gòu)中，將雙電荷層電容器 110、210連結(jié)，通過外部電路連接收納于雙電荷層電容器110、210的元件。該結(jié)構(gòu)也能夠應(yīng) 用于本實(shí)施方式那樣將多個元件收納在1個殼體內(nèi)的雙電荷層電容器19。S卩，也可以不設(shè) 置中間端子16而通過外部電路連接這些多個元件。另外，也可以代替中間端子16，設(shè)置與 設(shè)置于1個殼體內(nèi)、獨(dú)立的元件收納部相對應(yīng)的一對第一端子、第二端子，構(gòu)成將多個元件 收納于各元件收納部的雙電荷層電容器，然后，如圖11所示，通過中間端子13將端子間連 接。另外，在實(shí)施方式2中，使用了具有2個元件收納部14A、14B的殼體14，但也可以 如實(shí)施方式1那樣使用多個具有1個元件收納部的殼體6來進(jìn)行結(jié)合，作為殼體進(jìn)行使用。 進(jìn)而在這樣的結(jié)構(gòu)中，也可以在個別的殼體預(yù)先設(shè)置與槽27、壁29相當(dāng)?shù)牟糠郑ㄟ^將這 些殼體組合而形成與圖15 圖17所示的殼體14同樣的形狀。需說明的是，在實(shí)施方式2中說明了使用實(shí)施方式1中的元件1的例子，但也可以 使用元件11，也可以混用兩者。另外，也可以使用卷繞型的元件。如上所述，在本發(fā)明的雙電荷層電容器中，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)削減部件個數(shù)和 作業(yè)工時。其結(jié)果，能夠低成本化，并且能夠小型化和低電阻化。這些雙電荷層電容器在各 種電源的輔助用領(lǐng)域等是有用的。
權(quán)利要求
一種雙電荷層電容器，包括元件，其具有第一電極、第二電極以及夾在所述第一電極與所述第二電極之間的隔離物，所述第一電極具有第一取出部，所述第二電極具有在與所述第一取出部相同的方向上突出的第二取出部；連接于所述第一取出部的第一端子；連接于所述第二取出部的第二端子；含浸于所述元件的電解液；樹脂制的殼體，其收納所述元件，具有內(nèi)底面、與所述內(nèi)底面相對的第一面以及與所述第一面鄰接的側(cè)面，所述第一面被開放；以及樹脂制的蓋，其結(jié)合于所述殼體的所述第一面，所述第一端子具有第一接合部、從所述第一接合部延伸設(shè)置的第一中間導(dǎo)電部以及從所述第一中間導(dǎo)電部進(jìn)一步延伸設(shè)置的第一端子部，所述第一接合部具有接合有所述第一取出部的第一接合面，所述第二端子具有第二接合部、從所述第二接合部延伸設(shè)置的第二中間導(dǎo)電部以及從所述第二中間導(dǎo)電部進(jìn)一步延伸設(shè)置的第二端子部，所述第二接合部具有接合有所述第二取出部的第二接合面，所述第一接合部、第二接合部配設(shè)在所述殼體的比所述內(nèi)底面更接近所述第一面的位置，所述第一接合面、第二接合面朝向所述第一面而露出，并且所述第一接合部、第二接合部的周緣和所述第一中間導(dǎo)電部、第二中間導(dǎo)電部埋設(shè)于所述殼體，所述第一端子部、第二端子部從所述殼體的所述側(cè)面導(dǎo)出至外部。
2.如權(quán)利要求1所述的雙電荷層電容器，其中，所述第一中間導(dǎo)電部、第二中間導(dǎo)電部在形成所述殼體的所述樹脂內(nèi)被折彎。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙電荷層電容器，其中，在所述第一端子、第二端子的至少埋設(shè)于殼體的部分設(shè)有氟樹脂的涂層。
4.如權(quán)利要求1所述的雙電荷層電容器，其中，所述雙電荷層電容器分別具有多個所述第一電極、第二電極，各個所述第一電極和各 個所述第二電極隔著所述隔離物而層疊，各個所述第一電極具有第一集電體和第一可極化電極層，所述第一集電體在方形的一 邊的端部一體地設(shè)有舌片狀的所述第一取出部、且用金屬箔構(gòu)成，所述第一可極化電極層 形成于所述第一集電體的除了所述第一取出部的部分，各個所述第二電極具有第二集電體和第二可極化電極層，所述第二集電體在方形的一 邊的端部一體地設(shè)有舌片狀的所述第二取出部、且用金屬箔構(gòu)成，所述第二可極化電極層 形成于所述第二集電體的除了所述第二取出部的部分，所述隔離物為帶狀并且被折彎成羊腸狀而形成連續(xù)的多個薄片，所述第一電極與所述 第二電極從相反的方向交替地插入至所述隔離物的各薄片之間，并且所述第一取出部與所 述第二取出部分別配設(shè)于所述元件的同一邊的相反的端部。
5.如權(quán)利要求1所述的雙電荷層電容器，其中，所述雙電荷層電容器分別具有多個所述第一電極、第二電極和所述隔離物，各個所述 第一電極和各個所述第二電極隔著各個所述隔離物而層疊，所述第一電極具有第一集電體和第一可極化電極層，所述第一集電體在方形的一邊的 端部一體地設(shè)有舌片狀的所述第一取出部、且用金屬箔構(gòu)成，所述第一可極化電極層形成 于所述第一集電體的除了所述第一取出部的部分，所述第二電極具有第二集電體和第二可極化電極層，所述第二集電體在方形的一邊的 端部一體地設(shè)有舌片狀的所述第二取出部、且用金屬箔構(gòu)成，所述第二可極化電極層形成 于所述第二集電體的除了所述第二取出部的部分，所述多個隔離物分別為薄片狀，在所述第一電極與所述第二電極之間夾有各個所述隔 離物，所述第一取出部與所述第二取出部分別配設(shè)于所述元件的同一邊的相反的端部。
6.如權(quán)利要求4或5所述的雙電荷層電容器，其中，所述第一取出部、所述第二取出部的寬度小于設(shè)有所述第一取出部、第二取出部的所 述邊的整個寬度的1/2。
7.如權(quán)利要求4或5所述的雙電荷層電容器，其中，還具備卷繞于所述元件的周面的不銹鋼。
8.如權(quán)利要求4所述的雙電荷層電容器，其中，在所述多個第二電極中位于層疊方向的最上層和最下層的第二電極中，僅在所述集電 體的除了所述第二取出部的一面形成有所述可極化電極層，位于所述最上層和最下層的所 述第二電極的所述可極化電極層分別與位于所述元件的最上層和最下層的隔離物的薄片 接觸。
9.如權(quán)利要求5所述的雙電荷層電容器，其中，在所述多個第二電極中位于層疊方向的最上層和最下層的第二電極中，僅在所述集電 體的除了所述第二取出部的一面形成有所述可極化電極層，位于所述最上層和最下層的所 述第二電極的所述可極化電極層分別與位于所述元件的最上層和最下層的隔離物接觸。
10.如權(quán)利要求1所述的雙電荷層電容器，其中，具有多個所述元件，所述殼體內(nèi)由分隔壁隔開，在所述殼體內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的多個元件收納部，在所述多個元 件收納部的各個元件收納部中收納有所述多個元件的各個元件。
11.如權(quán)利要求10所述的雙電荷層電容器，其中，具有多個所述蓋，所述多個蓋的各個蓋將所述多個元件收納部的各個元件收納部密封。
12.如權(quán)利要求1或10所述的雙電荷層電容器，其中，在所述殼體上設(shè)置孔，并且在所述孔中嵌入橡膠栓而密封。
13.如權(quán)利要求1或10所述的雙電荷層電容器，其中，從所述內(nèi)底面到所述第一接合面、第二接合面的距離為從所述內(nèi)底面朝向所述第一面 的方向上的所述元件的尺寸的大致1/2。
14.如權(quán)利要求1或10所述的雙電荷層電容器，其中，在與所述第一端子、第二端子相反的一側(cè)，還具備沿著所述殼體的外表面折彎而引入 到所述殼體的外底面的虛設(shè)端子。
15.如權(quán)利要求10所述的雙電荷層電容器，其中，在所述殼體的所述第一面，在鄰接的元件收納部之間，設(shè)置有槽和比所述第一面突出的壁中的任一方。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙電荷層電容器，其具有層疊形的元件、第一端子、第二端子、樹脂制的殼體以及蓋。從元件在相同方向上取出一對電極。在第一端子、第二端子上分別連接有元件的一對電極。上面開放的殼體將元件與電解液一同收納，蓋與殼體的上面結(jié)合。第一端子、第二端子的接合部被配設(shè)在比殼體的內(nèi)底面高的位置，朝向上方而露出。這些接合部的周緣和與其相連的中間導(dǎo)電部被埋設(shè)于殼體，與中間導(dǎo)電部相連的端子部從殼體的側(cè)面導(dǎo)出至外部。通過這樣的簡單的結(jié)構(gòu)，能夠削減部件個數(shù)和作業(yè)工時而實(shí)現(xiàn)低成本化，并且能夠小型化、低電阻化。
文檔編號H01G9/058GK101859651SQ20101010439
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月27日
發(fā)明者伊藤靖幸, 佐藤誠介, 新保成生, 杉原之康, 蘆崎政重 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社