JPH1050569A

JPH1050569A - 電気二重層キャパシタおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH1050569A
Application number: JP8216039A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kazuhara; 学数原; Takeshi Morimoto; 剛森本; Kazuya Hiratsuka; 和也平塚; Takeshi Kawasato; 健河里; Manabu Tsushima; 学對馬
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】動作の信頼性が高く、しかも安価で生産性の
良好な防爆弁を備えたパワー用電気二重層キャパシタを
提供する。【解決手段】パワー用電気二重層キャパシタを封口す
る上蓋２の透孔２ａ内に嵌着される防爆弁１が、透孔２
ａ内に挿通されその内径に対して９０〜１２０％の外径
Ｆを有する柱状部分１１と、透孔２ａの内径に対して１
２０〜４００％の外径Ｄを有し、柱状部分１１の一端側
において上蓋２のケース外側面に配置されるように形成
された第１フランジ部１２と、透孔２ａの内径に対して
１１０〜１４０％の外径Ｇを有し、柱状部分１１の他端
側において上蓋２のケース内側面に配置されるように形
成された第２フランジ部１３とを備え、柱状部分１１に
は第２フランジ部１３側から第１フランジ部１２側に向
かって延びる末端が閉塞された穴１４が同軸的に設けら
れており、この穴１４により第１フランジ部１２のほぼ
中央部に弁部１５が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は５０Ｆ以上の静電容
量を有するパワー用途の低抵抗大容量電気二重層コンデ
ンサに関し、さらに詳しく言えば、その防爆弁に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】有機電解液を用いるパワー用低抵抗大容
量電気二重層キャパシタは、耐電圧を高くできるので水
溶液電解液を用いる電気二重層キャパシタよりエネルギ
ー密度が高くできる特徴がある。

【０００３】有機電解液を用いる電気二重層キャパシタ
においては、金属集電体箔に活性炭粉末を主体とする薄
膜状分極性電極を担持してなる対向する一対の電極の間
にセパレータを配置して巻回してキャパシタ素子を構成
し、この素子に電解液を含浸させて金属ケース中に収納
し、このケースの開口部を電解液が蒸発しないように封
口ゴム、ゴム張りベークライト板、またはフェノール樹
脂板とゴムからなる封口部材で封口するようにしてい
る。

【０００４】また、特開平４−１５４１０６号公報に
は、大電流大容量化を目的として電極とセパレータとを
多数積層してなるコンデンサ素子が組み込まれた電気二
重層コンデンサが提案されている。たとえば、矩形に成
形された分極性電極の間にセパレータを配置して交互に
多数積み重ねたコンデンサ素子の正極と負極の各端部に
正極リード部材および負極リード部材をかしめなどによ
り接続したものをアルミニウムケース中に収納し、電解
液を含浸してその開口部をアルミニウム製の上蓋で密閉
している。

【０００５】これらの電気二重層コンデンサを構成する
電極は、従来、正極と負極のいずれもが大きな比表面積
を有する活性炭を主体として構成されている。これらの
パワー用電気二重層キャパシタは、単セルでその静電容
量が１０〜１００００Ｆ、定格電圧２．３〜３Ｖのもの
が開発されつつある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】大容量・高電圧化した
電気二重層キャパシタにおいては蓄積されるエネルギー
が高いので、外部短絡、逆電圧印加、過電圧印加および
長期使用に伴なう内部抵抗の上昇等の場合を想定し、安
全性を確保しつつ生産性の良いキャパシタへの要求が高
まりつつある。

【０００７】また、１０Ａ以上の大電流で充放電できる
電気二重層キャパシタは、電気自動車、回生制動エネル
ギ貯蔵等の用途に有望とされ、その実用化のためにエネ
ルギー密度が充分に高く、急速充放電ができ、耐電圧が
高く、長寿命で安全性の高い低コストの電気二重層キャ
パシタの実現が望まれている。これまでの電気二重層キ
ャパシタには種々の安全弁が検討されているが、キャパ
シタの耐電圧の低下を招く水分の外部からの侵入抑止、
作動信頼性および生産性即ち製造コストのいずれをも満
足するものは無かった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべくなされたものであり、本発明は、金属集電板上に
炭素材料、導電材およびバインダーからなる分極性電極
層をそれぞれ設けた正極と負極とをセパレータを介して
巻回もしくは積層して有機電解液を含浸させたキャパシ
タ素子を有底筒形の金属ケース内に収納し、その開口部
を上蓋にて封口するとともに、同上蓋に穿設されている
透孔に防爆弁を嵌着してなる電気二重層キャパシタにお
いて、上記防爆弁は、上記透孔内に挿通されその内径に
対して９０〜１２０％の外径を有する柱状部分と、上記
透孔の内径に対して１２０〜４００％の外径を有し、上
記柱状部分の一端側において上記上蓋のケース外側面に
配置されるように形成された第１フランジ部と、上記透
孔の内径に対して１１０〜１４０％の外径を有し、上記
柱状部分の他端側において上記上蓋のケース内側面に配
置されるように形成された第２フランジ部とを備え、上
記柱状部分には上記第２フランジ部側から上記第１フラ
ンジ部側に向かって延びる末端が閉塞された穴が同軸的
に設けられており、同穴により上記第１フランジ部のほ
ぼ中央部に弁部が形成されていることを特徴としてい
る。

【０００９】第１フランジ部の外径が透孔の内径の１２
０％未満であると、防爆弁を透孔内に嵌合する際、その
全体を誤ってキャパシタ内部に人為的に押し込んでしま
う恐れがある。これに対して、４００％を超えると不必
要に防爆弁の面積が大きくなり好ましくない。

【００１０】柱状部分の外径が透孔の内径に対し９０％
未満であると、気密性が不足するので好ましくない。１
２０％を超えると、防爆弁を挿入するときにその表面に
傷が付きやすく気密性が低下するので好ましくない。

【００１１】第２フランジ部の外径が透孔の内径に対し
１１０％未満であると、内部の圧力が上昇したときに、
本来の弁作動する前に防爆弁が上蓋より外部に押し出さ
れたり、防爆弁が外部よりを人為的に引き抜かれる恐れ
があるので好ましくない。一方、１４０％を超えると防
爆弁をケースの外部から上蓋の透孔内に挿入するのが困
難となったり、防爆弁を成型金型内で成形した後、空気
圧をかけて取り出す際の圧力がより高圧とされることか
ら、その空気圧にて防爆弁が弁作動（膨張破裂）するお
それがあるので好ましくない。

【００１２】本発明において、防爆弁はキャパシタの内
部圧力上昇によるゴムの膨張破裂を作動原理とする。ゴ
ムはキャパシタ内部の電解液に耐性があり、薄膜で所定
の空気圧にて膨脹破裂し得る物性を有するものから選定
される。ゴムの材質としてはシリコンゴム、ブチルゴ
ム、エチレンープロピレンージエンゴム（ＥＤＰＭ）、
フッ素ゴムが好ましい。ブチルゴムの加硫法としては、
過酸化物加硫が特に耐熱性と耐溶剤性があるので好まし
い。

【００１３】なお、防爆弁の柱状部分には、第２フラン
ジ部側から第１フランジ部側に向かって延びる末端が閉
塞された穴が同軸的に設けられ、これにより第１フラン
ジ部のほぼ中央部に弁部が形成されるが、この電気二重
層キャパシタにおいて、その弁差動圧は１．５〜１５ｋ
ｇ／ｃｍ^２の範囲であることが好ましい。

【００１４】本発明は、金属ケースの開口部を上蓋にて
封口した後、その上蓋に穿設されている透孔に対して、
防爆弁をケース外部より挿入させることにも特徴があ
る。すなわち、キャパシタ素子の正極リードと負極リー
ドを上蓋に設けられている正極端子および負極端子にそ
れぞれ接合した後、そのキャパシタ素子を金属ケースに
収納するとともに、同ケースの開口部を上蓋により封口
し、次いでキャパシタを真空加熱乾燥して、キャパシタ
素子中の水分等の揮発不純分を除去し、電解液を真空含
浸せしめた後、予備的に直流電圧を印加しキャパシタか
ら発生し得るガスを予め放散させ、最後に上蓋の透孔内
に防爆弁を嵌着するというキャパシタの製造プロセスが
実現できる。したがって、真空加熱乾燥したキャパシタ
を例えば露点マイナス５０℃以下の乾燥空気中で電解液
の含浸と予備的電圧印加を行ない、最終的に防爆弁で完
全に密閉してキャパシタを完成することができる。

【００１５】これに対して、素子側から防爆弁を挿入す
る従来形式の場合には、予備的電圧印加の際発生するガ
スを放出するために、あらかじめ防爆弁が取り付けられ
た上蓋と真空乾燥後の電極素子体のリードとを接合し、
その電極素子体に電解液を含浸し、予備的電圧印加を終
えた後、金属ケースの開口部全体を上蓋にて封口する必
要がある。したがって、封口機を乾燥雰囲気下で使用す
る必要があるので、キャパシタの製造設備が複雑かつ高
価となり、生産性も低下する問題があった。

【００１６】本発明の電気二重層キャパシタにおける防
爆弁は、静電容量が５０Ｆ以上である高い電気エネルギ
ーを扱うキャパシタに特に有効である。５０Ｆ以下のキ
ャパシタでは、その上蓋に本発明のような防爆弁を設け
るスペースが少なく、また、弁作動時のガス放出量が少
ないため、むしろ上蓋に金属ケース内に貫通しない薄膜
タイプの防爆弁を設ける方が好ましいと言える。

【００１７】電気二重層キャパシタの耐電圧を高めるた
め、本発明の電気二重層キャパシタに用いられる電解液
には非水系溶媒のものが使用される。特にＲ^１Ｒ^２Ｒ^３
Ｒ^４Ｎ^＋、Ｒ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｒ^４Ｐ^＋（ただし、Ｒ^１〜Ｒ^４
は炭素数１〜５のアルキル基で同じでも、異なってもよ
い）等の第４級オニウムカチオンとＢＦ_４ ⁻、Ｎ（ＣＦ
_３ＳＯ_２）_２ ⁻、ＰＦ_６ ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻等のアニオンと
を組み合わせた塩を有機溶媒に溶解させた低水分である
有機溶媒系電解液の使用が好ましい。

【００１８】本発明における電気二重層キャパシタに用
いる電解液の非水系溶媒としては、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジメトキシエタン、ブチレンカーボネート、スルホラ
ン、メチルスルホラン、ジメチルカーボネート、エチル
メチルカーボネートから選ばれる１種以上からなる溶媒
が、化学的および電気化学的な安定性、電気伝導度およ
び低温特性の点で好ましい。

【００１９】本発明の電気二重層キャパシタの炭素材料
を主体とする分極性電極は、少なくとも活性炭、電気伝
導性を付与する導電材、結合材としてのバインダーおよ
び金属集電箔で構成される。この分極性電極は例えば以
下の方法で形成できる。

【００２０】その一つとして、活性炭粉末、カーボンブ
ラックおよび結合材を溶媒と混合してスラリーとし、金
属集電箔に塗布または浸漬し、乾燥し、必要に応じてプ
レスし、集電体と一体化した分極性電極を得る方法があ
る。スラリーを用いて炭素材料からなる正極または負極
を製造する際、スラリーに加える結合材には、ポリフッ
化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体、カルボキ
チメチルセルロ−ス、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルアルコールおよびポリアクリル酸、ポリイミドのいず
れかを用いるのが好ましい。

【００２１】スラリーの溶媒はこれらの結合材を溶解す
るものであるのが好ましく、Ｎ−メチルピロリドン、
水、ジメチルホルムアミド、トルエン、キシレン、メチ
ルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸メチル、フタル酸ジ
メチル、エタノール、メタノール、ブタノール、水等が
適宜選択される。また、上記架橋ポリマーの架橋剤に
は、アミン類、ポリアミン類、ポリイソシアネート類、
ビスフェノール類、パーオキシド類等を使用できる。

【００２２】スラリーを塗布する方法の替わりに活性炭
粉末、導電材粉末およびバインダーとしてのフッ素樹脂
粉末を可塑剤を添加しつつ混練し、ロールプレス成型し
てシート状となし、導電性接着剤を介してアルミニウム
箔に電気的に接合して分極性電極体とすると容量密度の
高い電気二重層キャパシタ素子を得ることができるので
好ましい。

【００２３】導電性接着剤としては、カーボン微粒子が
安価であり、電気化学的にも安定であるので好ましい。
接着力を強固にするために有機バインダーを添加するこ
ともできる。

【００２４】本発明で使用できる炭素材料としては、や
しがら系活性炭、フェノール系活性炭、石油コークス系
活性炭、ポリセアン等がある。大きな静電容量が得られ
る点ではフェノール系活性炭、石油コークス系活性炭、
ポリセアンの使用が好ましい。また、活性炭の賦活処理
法としては、水蒸気賦活処理法、溶融ＫＯＨ賦活処理等
がある。より大きな静電容量が得られる点では溶融ＫＯ
Ｈ賦活処理法によるものが好ましい。

【００２５】上記炭素材料は、平均粒径が３０μｍ以下
で比表面積が１５００〜３０００ｍ^２／ｇのものを使用
すると電気二重層キャパシタの静電容量を大きくとれ、
かつ、内部抵抗を低くできるので好ましい。

【００２６】また、分極性電極中のカーボンブラック等
の導電材の配合量は、導電性を得るため、活性炭との合
量中５〜４０重量％とするのが好ましく、活性炭の量が
減ると静電容量が減るため、より好ましくは１０〜３０
重量％とすることが推奨される。

【００２７】電極に使用する導電材には、カーボンブラ
ックの他に天然黒鉛、人造黒鉛、金属ファイバー、酸化
チタン、酸化ルテニウム等を使用できるが、少量でも効
果の大きい、カーボンブラックの一種であるケッチェン
ブラックまたはアセチレンブラックの使用が好ましい。

【００２８】本発明に使用する金属集電板の内、正極用
集電板の材質はアルミニウムまたはステンレス３１６Ｌ
が耐食性が高く好ましい。特にアルミニウムは軽く、電
気抵抗も低いので好ましい。板の形状は、箔状、エキス
パンドメタル状、繊維焼結体シート状、板状金属発泡体
等が挙げられるが、なかでも２０〜１００μｍの箔状の
ものが巻回あるいは積層が容易であり比較的安価である
ので好ましい。

【００２９】負極用集電板の材質は、アルミニウム、ス
テンレス、ニッケルが使用できるが、特にアルミニウム
は軽く、電気抵抗も低いので好ましい。板の形状は、正
極用集電板と同じく箔状エキスパンドメタル状、繊維焼
結体シート状、板状金属発泡体等が挙げられるが、なか
でも２０〜１００μｍの箔状が巻回あるいは積層が容易
であり比較的安価であるので好ましい。

【００３０】いずれにしても、金属箔を集電板に用いる
場合は表面を化学的、電気化学的または物理的方法によ
り粗面化すると活性炭電極層と金属箔との密着性が向上
し、抵抗も低くできるので特に好ましい。

【００３１】本発明に使用するセパレータには、ガラス
繊維マット、マニラ麻やクラフトからなるセルロース
紙、親水化多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィル
ム、ポリプロピレン不織布等が挙げられる。また、本発
明に使用する金属ケースにはアルミニウム、ステンレ
ス、鉄またはその合金が使用される。

【００３２】本発明に使用する上蓋の材質は、アルミニ
ウム板、ステンレス板またはフェノール樹脂板、ベーク
ライト板、ゴム張りベークライト板等が例示される。上
蓋の厚みは１〜１０ｍｍが適当である。１ｍｍ未満であ
ると機械的強度が不足し、防爆弁の封口性が低下するの
で好ましくない。１０ｍｍを超えるとキャパシタの重量
が過大となり好ましくない。上蓋の強度を増すために、
上蓋の内側にリブを形成するのが好ましい。特に、上蓋
の防爆弁近傍の厚みは１．５〜８ｍｍが好ましい。

【００３３】本発明では予め加熱乾燥した箔状分極性電
極をセパレータを介して巻回もしくは積層してキャパシ
タ素子とし、１２０〜２５０℃で真空乾燥して同キャパ
シタ素子の水分等の揮発分を除去した後、電解液を真空
含浸させる。含浸に際し系を４０〜８０℃に加温すると
電解液の粘度が低下し、電解液が速やかに活性炭電極に
含浸されるので好ましい。キャパシタ素子を金属ケース
に収納した後、電解液を真空含浸するのが好ましい。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の技術的思想をより
よく理解する上で、図１に示されている実施の形態につ
いて説明する。図１は本発明の電気二重層キャパシタに
適用される防爆弁１が上蓋２の透孔２ａに嵌着された状
態の拡大断面図である。

【００３５】なお、同図にはキャパシタ素子および同素
子を収納する金属ケースはともに図示されていないが、
上蓋２はその金属ケースの開口部にかしめ等の公知の手
法にて固定され、この場合、上蓋２の上側がケース外側
面、下側がケース内側面である。

【００３６】これによると、防爆弁１は上蓋２の透孔２
ａ内に挿通される柱状部分１１と、この柱状部分１１の
一端側において上蓋２のケース外側面に配置されるよう
に形成された第１フランジ部１２と、柱状部分１１の他
端側において上蓋２のケース内側面に配置されるように
形成された第２フランジ部１３とを備え、その全体がシ
リコンゴム等のゴム材により一体的に形成されている。

【００３７】これらの各部分の寸法について説明する
と、柱状部分１１は軸長Ｂが上蓋２の厚みとほぼ同等と
され、その外径Ｆは透孔２ａの内径に対して自然状態で
９０〜１２０％の大きさとされている。もっとも、図１
では柱状部分１１が透孔２ａ内に挿通されているため、
その外径Ｆは透孔の内径と一致しているが、自然状態と
は柱状部分１１が透孔２ａに挿通される前の何ら負荷が
掛けられていない状態のことである。なお場合によって
は、柱状部分１１の外周面に透孔２ａに対するパッキン
グ材としての環状リブを一体に形成してもよい。

【００３８】第１フランジ部１２の外径Ｄは、透孔２ａ
の内径に対して１２０〜４００％の範囲とされる。ま
た、第２フランジ部１３の外径Ｇは、透孔２ａの内径に
対して１１０〜１４０％の範囲とされる。この防爆弁１
は、第２フランジ部１３を強制的に縮径させて透孔２ａ
内に押し込むことにより、ケースの外側から上蓋２に取
り付けることができる。

【００３９】柱状部分１１には、第２フランジ部１３の
底面から第１フランジ部１２側に向かって上方に延びる
内径Ｅなる末端が閉塞された穴１４が同軸的に設けられ
ており、これにより第１フランジ部１２のほぼ中央部に
内径Ｅ、厚みＨの弁部１５が形成されている。

【００４０】弁部１５の内径Ｅおよび厚みＨは所望の弁
作動圧により設定される。本発明において弁作動圧は
１．５〜１５ｋｇ／ｃｍ^２に設定されるが、金属ケース
が角型の場合は２〜５ｋｇ／ｃｍ^２に作動圧を設定する
のがよい。金属ケースが円筒型の場合は３〜１２ｋｇ／
ｃｍ^２に作動圧を設定するのがよい。

【００４１】いずれにしても、弁部１５の厚みＨはゴム
の機械的強度に依存するが、０．０５〜０．８ｍｍの範
囲が好ましい。弁部１５の厚みが０．０５ｍｍより薄い
と、外部からの水分の透過が大きくなるので好ましくな
い。０．８ｍｍを超えると、弁作動圧が１５ｋｇ／ｃｍ
^２より大きくなり、防爆弁としての機能を満足しない。

【００４２】弁部１５の内径Ｅは１〜４ｍｍの範囲であ
ることが好ましい。内径が１ｍｍ未満であると防爆弁の
成型加工が困難となり、また、弁作動圧を低くし得なく
なる。これに対して、内径Ｅが４ｍｍを超えると外部か
らの水分透過量が大きくなるので好ましくない。

【００４３】

【実施例】

《実施例１》フェノール系のＫＯＨ賦活処理活性炭粉末
（比表面積２１００ｍ^２／ｇ、平均粒径５μｍ）８０重
量％、ケッチェンブラックＥＣ１０重量％、ポリテトラ
フルオロエチレン粉末１０重量％からなる混合物に、エ
タノールを添加して混練り成形し乾燥して得た厚さ０．
３ｍｍの電極シートを、表面を粗面化した厚さ１００μ
ｍの集電体アルミニウム箔の両面に黒鉛微粉末を含む導
電性接着剤を介して接合した後、プレスおよび熱処理乾
燥し、有効電極面１０×１０ｃｍであり、上端に幅３ｃ
ｍ、長さ４ｃｍのリード部を有する分極性の電極体シー
トを得た。

【００４４】この電極体シートよりなる正極と負極を厚
さ１５０μｍのガラス繊維マット製セパレータを介して
積層し、積層体の両端に絶縁樹脂板を配置した後、各電
極体シートより引き出されている正極リードアルミ箔と
負極リードアルミ箔とを、厚さ２ｍｍ、長さ１１ｃｍ、
幅３ｃｍの矩形状をなすアルミ上蓋に設けられている正
極端子と負極端子とに超音波接合した。

【００４５】この上蓋には中央に内径６ミリの透孔が設
けられている。このキャパシタ−上蓋一体化素子を高さ
１３ｃｍ、幅１１ｃｍ、厚さ３ｃｍのアルミケースに収
納し、その開口部に上蓋を被せ、大気中で上蓋の周囲を
アルミケースとレーザー溶接した。溶接後のキャパシタ
を１５０℃、１６時間真空乾燥し、揮発性不純分を除去
した。しかる後、露点−５０℃以下の乾燥空気雰囲気下
で１モル／リットルの（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＣＨ_３ＮＢＦ_４を
溶かしたプロピレンカーボネート電解液をこの素子に３
５℃にて真空含浸した。

【００４６】そして、電解液含浸後の素子の正極端子と
負極端子間に５０℃にて直流電圧２．７Ｖを２０時間印
加し予備的電圧印加とした。予備的印加電圧は定格電圧
の１．０８倍とした。しかる後、キャパシタの上蓋の透
孔に防爆弁をケース外側から押し込みキャパシタを密封
し、アルミケースの側面と底部に絶縁性熱収縮チューブ
と絶縁用塩化ビニルシートをそれぞれ配置して電気二重
層キャパシタを完成させた。

【００４７】特性を測定したところ、この電気二重層キ
ャパシタの静電容量は３３００Ｆ、定格電圧は２．５Ｖ
であった。また、防爆弁の作動圧は３ｋｇ／ｃｍ^２であ
った。防爆弁はシリコンゴムからなり、図１の符号に即
して各部の寸法を説明すると、Ａ：２ｍｍ，Ｂ：２ｍ
ｍ，Ｃ：１．５ｍｍ，Ｄ：１２ｍｍ，Ｅ：２ｍｍ，Ｆ：
６ｍｍ，Ｇ：８ｍｍ，Ｈ：０．１５ｍｍとした。なお、
Ａ，Ｃは第１、第２フランジ部１２，１３の各厚さであ
る。

【００４８】《実施例２》フェノール系のＫＯＨ賦活処
理活性炭粉末（比表面積２０００ｍ^２／ｇ、平均粒径１
０μｍ）７６重量％、ケッチェンブラックＥＣ１４重量
％、ポリフッ化ビニリデン１０重量％からなる混合物
に、Ｎーメチルピロリドンを添加して混合したスラリー
を、表面を粗面化した厚さ３０μｍのアルミ箔の両面に
塗布し１８０℃で乾燥した後、プレスして厚み１００μ
ｍの分極性電極コイルを得た。そして、この電極コイル
からなる幅１００ｍｍ、長さ４２００ｍｍの正極と負極
とに幅５ｍｍ、厚さ１５０μｍ、長さ５０ｍｍのアルミ
リードをそれぞれ４本接合し、マニラ麻製の厚さ５０μ
ｍのセパレータを介して巻回した。

【００４９】次に、これら各アルミリードを厚さ５ｍ
ｍ、外径５０ｍｍの円板状をなすフェノール樹脂製の上
蓋に設けられている正極端子と負極端子とにリベットに
より接合し、キャパシタ−上蓋一体化素子を得た。この
上蓋には内径６ｍｍの透孔が設けられている。このキャ
パシタ−上蓋一体化素子を高さ１２ｃｍ、直径５ｃｍの
アルミケースに収納し、その開口部に上蓋を被せるとと
もに、その周縁にゴムリングを配置し、大気中で封口機
にて開口部周縁をかしめて封口した。封口後のキャパシ
タを１３０℃、１６時間真空乾燥し、揮発性不純分を除
去した。

【００５０】しかる後、露点−５０℃以下の乾燥空気雰
囲気下で１モル／リットルの（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＣＨ_３ＮＢ
Ｆ_４を溶かしたプロピレンカーボネート電解液をこの素
子に３５℃にて真空含浸した。電解液を含浸せしめたキ
ャパシタの正極端子と負極端子間に５０℃にて直流電圧
２．６Ｖを２０時間印加し予備的電圧印加した。

【００５１】そして、キャパシタの上蓋の透孔にケース
外側より防爆弁を押し込みキャパシタを密封し、アルミ
ケースの側面と底部に絶縁性熱収縮チューブと絶縁用塩
化ビニルシートをそれぞれ配置して電気二重層キャパシ
タを完成させた。

【００５２】特性を測定したところ、この電気二重層キ
ャパシタの静電容量は１７００Ｆ、定格電圧は２．５Ｖ
であった。また、防爆弁の作動圧は８ｋｇ／ｃｍ２であ
った。防爆弁は過酸化物加硫したブチルゴムからなり、
実施例１と同様に各部の寸法を説明すると、Ａ：３ｍ
ｍ，Ｂ：６ｍｍ，Ｃ：１．５ｍｍ，Ｄ：１０ｍｍ，Ｅ：
２ｍｍ，Ｆ：６ｍｍ，Ｇ：８ｍｍ，Ｈ：０．４ｍｍとし
た。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動作の信頼性が高く、しかも安価で生産性の良好な防爆
弁を備えた高電気エネルギーを扱うパワー用電気二重層
キャパシタが提供される。

【００５４】また、本発明によれば、封口部材としての
上蓋に穿設されている透孔に対して、防爆弁をケース外
側から取り付けることができるため、特にパワー用電気
二重層キャパシタの製造工程を簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気二重層キャパシタに適用される防
爆弁を封口部材としての上蓋に取り付けた状態を示した
拡大断面図。

【符号の説明】

１防爆弁２上蓋２ａ透孔１１柱状部分１２第１フランジ部１３第２フランジ部１４末端が閉塞された穴１５弁部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河里健神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者對馬学神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属集電板上に炭素材料、導電材および
バインダーからなる分極性電極層をそれぞれ設けた正極
と負極とをセパレータを介して巻回もしくは積層して有
機電解液を含浸させたキャパシタ素子を有底筒形の金属
ケース内に収納し、その開口部を上蓋にて封口するとと
もに、同上蓋に穿設されている透孔に防爆弁を嵌着して
なる電気二重層キャパシタにおいて、上記防爆弁は、上
記透孔内に挿通され同透孔の内径に対して９０〜１２０
％の外径を有する柱状部分と、上記透孔の内径に対して
１２０〜４００％の外径を有し、上記柱状部分の一端側
において上記上蓋のケース外側面に配置されるように形
成された第１フランジ部と、上記透孔の内径に対して１
１０〜１４０％の外径を有し、上記柱状部分の他端側に
おいて上記上蓋のケース内側面に配置されるように形成
された第２フランジ部とを備え、上記柱状部分には上記
第２フランジ部側から上記第１フランジ部側に向かって
延びる末端が閉塞された穴が同軸的に設けられており、
同穴により上記第１フランジ部のほぼ中央部に弁部が形
成されていることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】上記防爆弁の材質がシリコンゴム、ブチ
ルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、フッ素ゴ
ムのいずれかであり、かつ、静電容量が５０Ｆ以上であ
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。
【請求項３】上記弁部の弁差動圧を１．５〜１５ｋｇ
／ｃｍ^２の範囲とすることを特徴とする請求項１または
２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】金属集電板上に炭素材料、導電材および
バインダーからなる分極性電極層をそれぞれ設けた正極
と負極とをセパレータを介して巻回もしくは積層すると
ともに、有機電解液を含浸させたキャパシタ素子を有底
筒形の金属ケース内に収納し、その開口部を上蓋にて封
口した後、同上蓋に穿設されている透孔に防爆弁を嵌着
するにあたって、上記防爆弁は、上記透孔内に挿通され
同透孔の内径に対して９０〜１２０％の外径を有する柱
状部分と、上記透孔の内径に対して１２０〜４００％の
外径を有し、上記柱状部分の一端側において上記上蓋の
ケース外側面に配置されるように形成された第１フラン
ジ部と、上記透孔の内径に対して１１０〜１４０％の外
径を有し、上記柱状部分の他端側において上記上蓋のケ
ース内側面に配置されるように形成された第２フランジ
部と、上記柱状部分に同軸的に設けられた穴により上記
第１フランジ部のほぼ中央部に形成された弁部とを備
え、同第２フランジ部を強制的に縮径させて上記防爆弁
を上記上蓋の外面側からその透孔内に嵌着することを特
徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。