JP2006245414A - 電気二重層キャパシタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電気二重層キャパシタ装置のセルの温度上昇を抑制する。
【解決手段】電気二重層キャパシタ装置のセル１０の間に、セル１０に狭持されるようにして放熱板１８を配置する。放熱板１８の端をセル１０の端より突出させて、ここよりセル１０で発生した熱を放熱する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気二重層キャパシタ装置に関し、特にその放熱に関する。

電気二重層キャパシタ装置は、正極体と負極体と、これらを分離するセパレータを積層し、これらを電解液と共に、袋状のケースに納めた電気二重層キャパシタセル（以下、セルと記す）を含む。大きな出力を得ようとする場合には、セルを複数直列に接続している。複数のセルは、キャパシタ全体の外形を小さくするために積層され、セル群を構成している。下記特許文献１には、セルを複数接続した電気二重層キャパシタ装置の構成が示されている。

特開平１１−５４３５６号公報

セルに対し充電または放電を行うと、セルは発熱する。特に、多数のセルが積層されている場合は、発生した熱が十分放熱されず、セルの温度が上昇し、セルの劣化を促進する。

本発明は、セルで発生する熱を放熱するのに有利な電気二重層キャパシタ装置を提供する。

本発明の電気二重層キャパシタ装置においては、そのセルの間に、セルに狭持されるように配置された放熱部材を設ける。放熱部材の一部は、セルの端より外側に突出している。セルで発生した熱は、セルと放熱部材の接触している部分で放熱部材に伝達され、さらに放熱部材のセルより突出した部分で外部に放熱される。

また、積層されて形成されたセル群を複数、並列して設けている場合には、並列したセル群の間においては、放熱部材は両側のセル群から交互に突出するようにできる。

また、セル群をハウジングに収容し、このハウジングの内壁面に前記放熱部材を接触させ、ハウジングからも外部に放熱するようにできる。このとき、放熱部材を曲げて放熱部材の板面がハウジング内壁面に接触するようにできる。

また、セルを収容したハウジングの外側に放熱フィンを設けることもできる。

また、放熱部材のセル端より突出した部分に穴をあけて、この穴にバンドを通してセルを束ねるようにできる。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、電気二重層キャパシタ装置のセル１０の外観を示す図である。セル１０は、アルミと樹脂のラミネート材からなる袋状のケース１２に、セパレータにより分離されている正極体、負極体と、電解液を納めて構成される。図示するようにケース１２は、概略直方体または板形状を有している。収容された正極体および負極体は、それぞれケース内部で正電極１４、負電極１６に接続されており、これらの電極１４，１６は、ケース１２の端より突出している。

高い電圧が必要となる用途には、複数のセル１０を直列に接続して、電気二重層キャパシタ装置が構成される。複数のセル１０は、図２に示すように、積層されて隣り合うセルの正電極１４と負電極１６が接続されている。図２の場合は、セルを積層して形成されたセル群が２列並べられている。各セル１０の間には、放熱板１８が、セルに狭持されるようにして配置されている。

図３は、セル群を図２の上から見た状態を示す図であるが、簡略化のため、電極１４，１６については省略している。放熱板１８は、二つのセル１０に狭持され、その左右両端がセル１０の端より突出している。セル１０で発生した熱は、放熱板１８のセルと接触している部分より放熱板１８に伝わり、さらに放熱板１８を伝い、セル端より突出している部分へ達して、ここから外部、例えば大気に放出される。放熱板１８は、金属、特にアルミニウムなど熱伝導率の高い材料とすることが好ましいが、他の材料とすることもできる。また、金属などのように剛体である必要はなく、柔軟性または可撓性のある材料であってもよい。また、放熱板はセルの左右から突出するものに限らず、左右の一方だけ、また上にも、下にも突出させることができる。

放熱板１８の、セル端より突出した部分、特にセル端のすぐ横の部分にはバンド２０を通すための穴２２が設けられている。また、セル群の端には、セルの中心付近がふくらむことを防止するための端板２４が配置され、１列に並んだセル１０、放熱板１８および端板２４がバンド２０によって束ねられている。

図４は、セル１０と放熱板１８，２６の積層方法の別の例を示す図である。セル１０は、２列に積層され、それぞれのセル群において、セルの両側から突出する放熱板１８と、２列のセル群２８，３０の外側にのみ突出する放熱板２６が交互に積層されている。２つのセル群２８，３０の間においては、左右のセル群から、交互に放熱板１８が突出している。例えば、図４の一番上の放熱板は、右側のセル群２８の放熱板１８が、二つのセル群の間に延び、左側のセル群３０の放熱板２６はセル１０の端面で止まっている。二番目の放熱板は、その逆に左側のセル群３０から放熱板１８が延びており、右側のセル群２８の放熱板２６は突出していない。このような配置にすることにより、２列の場合の横方向の寸法を小さくすることができる。

また、３列以上セル群を構成することもでき、この場合隣接するセルの間において、放熱板を交互に突出させるようにできる。さらにまた、放熱板を１種類とし、一つのセル群において、セルより突出する側を、右左交互にすることもできる。この場合にも、セル群の間の部分においては、左右のセル群から交互に放熱板が突出するようにできる。

図５および図６は、放熱板のさらに他の例を示す図である。前述した構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。この例の放熱板３２は、２列のセル群の外側に突出する端が直角に折り曲げられている。この折り曲げられた先端３４は、その面がセル群の納まるハウジング３６の内壁面３８に接触している。放熱板の先端３４はハウジング３６に対し、固定されずに単に接触しているだけでもよく、またねじや接着剤などにより固定してもよい。ハウジング３６の外側には、必要に応じて放熱フィン４０を有するヒートシンク４２を設けることができる。セル１０で発生した熱が放熱板３２およびハウジング３６を伝わって、このフィン４０から放熱される。

ハウジング３６に、セル群を収容した状態で蓋を被せ、気密状態として、内部に水などが進入しないようにすることもできる。耐水構造仕様などハウジング３６に通気を行えない場合でも、前述のように放熱板３２をハウジング内壁に接触させることで、セルの発生した熱を放熱することができる。気密構造をするために、蓋を含めハウジング３６を構成する部材間には、パッキンやＯリングが配置される。放熱板３２をハウジングの外側からねじ止めする場合には、ねじ部分にもシール構造を設ける。例えば、パッキン付きのねじを用いることができる。また、フィン４０が立設されたヒートシンク４２とハウジングの間にも、パッキン，Ｏリングなどを設ける。これにより、ヒートシンク４２とハウジングの隙間からヒートシンク４２を固定するねじや、ヒートシンクを貫通して放熱板３２を固定するねじのねじ穴を伝ってハウジング３６の内部に水が進入することを防止することができる。

以上の電気二重層キャパシタ装置において、セル１０と放熱板１８，２６，３２の絶縁が必要なときは、これらが接触する部分に絶縁塗料を塗布するか、またはゴムシートや絶縁シートを貼ることができる。

以上の構成により、セルの温度上昇を抑制することができ、熱によるセルの劣化を防止し、耐用年数を延ばすことができる。また、熱を効率よく逃がすことで許容電流を大きくすることができ、性能が向上する。

本実施形態の電気二重層キャパシタ装置のセルの外観を示す図である。 本実施形態の電気二重層キャパシタ装置のセル群の概略構成を示す図である。 セルと放熱板を積層した様子を示す図である。 セルと放熱板の積層の様子の他の例を示す図である。 他の実施形態の電気二重層キャパシタ装置の概略構成を示す図である。 図５の電気二重層キャパシタ装置の要部の詳細を示す図である。

符号の説明

１０ 電気二重層キャパシタセル（セル）、１２ ケース、１８，２６，３２ 放熱板、２８，３０ セル群、３６ ハウジング、３８ ハウジングの内壁面、４０ 放熱フィン。

Claims (6)

1. 複数のセルを積層したセル群を含む電気二重層キャパシタ装置であって、セル間にこのセルに狭持されて配置され、一部がセルの端より突出している放熱部材を有する電気二重層キャパシタ装置。
2. 請求項１に記載の電気二重層キャパシタ装置であって、セル群を複数有し、セル群は並列しており、並列したセル群の間においては、放熱部材は両側のセル群から交互に突出している、電気二重層キャパシタ装置。
3. 請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ装置であって、セル群を収容するハウジングを有し、放熱部材の、ハウジング内壁面に対向する部分は、曲げられて放熱部材の板面がハウジング内壁面に接触する、電気二重層キャパシタ装置。
4. 請求項３に記載の電気二重層キャパシタ装置であって、前記ハウジングの外側には、放熱フィンが設けられている、電気二重層キャパシタ装置。
5. 請求項３または４に記載の電気二重層キャパシタ装置であって、前記ハウジングは、機密構造を有し、内部への流体の浸入を防止する、電気二重層キャパシタ装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電気二重層キャパシタ装置であって、放熱部材のセル端より突出した部分には穴があけられ、この穴にバンドを通して、積層されたセルを束ねた、電気二重層キャパシタ装置。