PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10041369B4 09.11.2006
Titel Elektrischer Doppelschichtkondensator
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Matsuoka, Toshiyuki, Wako, Saitama, JP;
Shohoji, Tomokazu, Wako, Saitama, JP;
Shibuya, Kentaro, Wako, Saitama, JP;
Matsumoto, Kenji, Wako, Saitama, JP;
Yamamoto, Yoshio, Wako, Saitama, JP
Vertreter Weickmann & Weickmann, 81679 München
DE-Anmeldedatum 23.08.2000
DE-Aktenzeichen 10041369
Offenlegungstag 30.08.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.11.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.11.2006
IPC-Hauptklasse H01G 9/016(2006.01)A, F, I, 20051205, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01G 9/058(2006.01)A, L, I, 20051205, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Doppelschichtkondensator, in dem an Grenzflächen zwischen Elektroden und einem Elektrolyt elektrische Doppelschichten gebildet sind und in den elektrischen Doppelschichten Elektrizität gespeichert wird.

Ein elektrischer Doppelschichtkondensator ist ein Elektrizitäts-Lade- und -Entladeelement. Ein Beispiel eines solchen elektrischen Doppelschichtkondensators ist z.B. in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 mit dem Titel "Electricity Storing Element" offenbart.

Der offenbarte elektrische Doppelschichtkondensator besitzt einen gerollten Elektrodenkörper, der durch Überlappen einer positiven Elektrodenplatte, einer negativen Elektrodenplatte und einem dazwischen angeordneten Separator gebildet ist, um dieselben in gerollter Weise aufzuwickeln. Ein Unterende der negativen Elektrodenplatte ist mit einer negativen Sammelplatte, die als negativer Elektrodenanschluss dient, elektrisch verbunden. Ein Oberende der positiven Elektrodenplatte ist mit einer positiven Sammelplatte, die als positiver Elektrodenanschluss dient, elektrisch verbunden. Nachdem der in diesem Zustand gerollte Elektrodenkörper in einem unten geschlossenen zylinderförmigen Außenverpackungsbecher aufgenommen ist und ein Elektrolyt in den Außenverpackungsbecher gefüllt ist, wird der Außenverpackungsbecher mit einem Deckel verschlossen. Die positive Sammelplatte ist mit dem Deckel elektrisch verbunden. Die negative Sammelplatte ist mit dem Außenverpackungsbecher elektrisch verbunden.

Mit dem oben erwähnten elektrischen Doppelschichtkondensator erwärmt Wärme, die aufgrund des vom gerollten Elektrodenkörper und dergleichen erzeugten elektrischen Widerstands beispielsweise während des Ladens erzeugt wird, das Elektrolyt. Um daher die Lebensdauer des elektrischen Doppelschichtkondensators über eine lange Zeit aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, die erzeugte Wärme zur Atmosphäre abzuführen. 15 hierin zeigt eine schematische Anordnung, in der Wärme des oben erwähnten elektrischen Doppelschichtkondensators abgeführt wird.

In 15 ist ein elektrischer Doppelschichtkondensator 500 derart aufgebaut, dass eine negative Sammelplatte 505 zwischen einer negativen Elektrodenplatte 502 eines gerollten Elektrodenkörpers 501 und einem Boden 504 eines Außenverpackungsbechers 503 angeordnet ist, um die negative Elektrodenplatte 502 mit der negativen Sammelplatte 505 elektrisch zu verbinden, um die negative Sammelplatte 505 mit dem Boden 504 des Außenverpackungsbechers 503 elektrisch zu verbinden.

Der elektrische Doppelschichtkondensator 500 umfasst eine erste Verbindung 506, die die negative Elektrodenplatte 502 mit der negativen Sammelplatte 505 elektrisch verbindet, sowie eine zweite Verbindung 507, die die negative Sammelplatte 505 mit dem Boden 504 des Außenverpackungsbechers 503 elektrisch verbindet. Daher wird in dem elektrischen Doppelschichtkondensator erzeugte Wärme von dem Außenverpackungsbecher durch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 zur Atmosphäre abgegeben.

Weil jedoch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 eine kleine Fläche haben, wird die durch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 übertragene Wärmemenge klein. Daher wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator 500 erzeugte Wärmeübertragungsmenge durch die erste Verbindung 506 und die zweite Verbindung 507 niedrig gehalten, was für den Temperaturanstieg des elektrischen Doppelschichtkondensators 500 verantwortlich ist, was dessen Lebensdauer beeinträchtigt.

Ferner bedeckt bei dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart ist, die positive Sammelplatte ein Oberende der positiven Elektrodenplatte, und daher wirkt sie als Hindernis, wenn ein Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper gefüllt wird. Daher braucht es Zeit, um das Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper zu füllen.

Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart ferner eine positive Sammelplatte, die Schlitze aufweist, die an beiden Seiten radial sich erstreckender konvexer Rippen gebildet sind. Eine solche positive Sammelplatte wird anhand von 16 hierin beschrieben.

16 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Teil der positiven Sammelplatte, die Schlitze aufweist, die an beiden Seiten der konvexen Rippen gebildet sind. Die konvexen Rippen 601 der positiven Sammelplatte 600 werden benutzt, um ein Oberende 604 einer positiven Elektrodenplatte 603 in einem gerollten Elektrodenkörper 602 zu biegen, und die konvexen Rippen 601 sind an gebogene Abschnitte 605 des Oberendes 604 angeschweißt.

Weil die positive Sammelplatte 600 Schlitze 606, 606 an beiden Seiten der konvexen Rippen 601 aufweist, ist es möglich, durch die Schlitze 606, 606 ein Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper 602 zu füllen.

Da beide Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 der positiven Elektrodenplatte 603 sich zu den Schlitzen 606, 606 erstrecken, wird jedoch ein Teil der Schlitze 606, 606 von den beiden Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 verschlossen. Wenn daher ein Elektrolyt von den Schlitzen 606, 606 in den gerollten Elektrodenkörper 602 gefüllt wird, wirken die beiden Enden 605a der gebogenen Abschnitte 605 als ein Hindernis, und daher ist es schwierig, das Elektrolyt von den Schlitzen 606, 606 effizient einzufüllen.

Ferner ist bei dem elektrischen Doppelschichtkondensator, der in der oben erwähnten japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei-10-294102 offenbart ist, ein blattfederförmiges Presselement an. einer Seite des Deckels angebracht, um den Deckel mit der positiven Sammelplatte elektrisch zu verbinden, und das Presselement wird mit einem Mittelvorsprung der positiven Sammelplatte in elektrischen Kontaktgebracht. Jedoch kontaktiert das Presselement den Vorsprung nur örtlich, und daher ist die Kontaktfläche dazwischen klein. Daher ist der elektrische Strom, der in den örtlichen Kontaktabschnitten zwischen dem Presselement und dem Vorsprung ist, beschränkt.

Um die Leistung eines elektrischen Doppelschichtkondensators zu verbessern, ist es wichtig, dass ein starker elektrischer Strom an Kontaktabschnitten fließt.

Hierin zeigt 17 einen herkömmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator, in dem ein relativ starker elektrischer Strom fließen kann.

In Bezug auf 17 ist ein elektrischer Doppelschichtkondensator 700 derart aufgebaut, dass ein äußerer Verpackungsbecher 707 einen gerollten Elektrodenkörper 701 in einem Zustand enthält, in dem eine negative Sammelplatte 704 mit einem Unterende einer negativen Elektrodenplatte 702 des gerollten Elektrodenkörpers 701 elektrisch verbunden ist und eine positive Sammelplatte 705 mit einem Oberende einer positiven Elektrodenplatte 703 elektrisch verbunden ist. Die negative Sammelplatte 704 ist mit einem Boden 708 eines Außenverpackungsbechers 707 elektrisch verbunden. Die positive Sammelplatte 705 ist mit einem Deckel 709 elektrisch verbunden. Der Außenverpackungsbecher 707 ist mit einem Elektrolyt gefüllt.

Die positive Sammelplatte 705 ist konzentrisch mit einem nach oben ragenden Vorsprung 706 ausgebildet. Der Vorsprung 706 ist in ein Loch 709a eingesetzt, das in dem Deckel 709 gebildet ist. Der Vorsprung 706 ist an den Deckel 709 geschweißt. Der Vorsprung 706 ist so ausgebildet, dass er einen relativ großen Durchmesser aufweist, so dass er eine große Querschnittsfläche besitzt. Daher kann ein relativ starker elektrischer Strom zu dem Vorsprung 706 fließen, um die Leistung des elektrischen Doppelschichtkondensators 700 zu verbessern.

Es ist notwendig, Herstellungsfehler an dem gerollten Elektrodenkörper 701 zu reduzieren, weil es erforderlich ist, dass eine Referenzdimension H1 vom Boden 708 des Außenverpackungsbechers 707, der als negative Elektrode dient, zu einer Endspitze 706a des Vorsprungs 706, der als positive Elektrode dient, gleichmäßig ist. Daher muss eine Höhe h1 des gerollten Elektrodenkörpers gleichmäßig gehalten werden, indem Herstellungsfehler bei dem gerollten Elektrodenkörper 701 gesenkt werden.

Jedoch ist der in 17 gezeigte gerollte Elektrodenkörper 701 durch Überlappen und Aufwickeln der positiven Elektrodenplatte, der negativen Elektrodenplatte und eines Separators in gerollter Weise aufgebaut, und daher kann es zu einem Versatz beim Aufwickeln kommen, so dass Herstellungsfehler entstehen. Um daher Herstellungsfehler beim gerollten Elektrodenkörper 701 zu reduzieren, ist eine Höhengenauigkeits-Installation erforderlich, um die Höhe h1 des gerollten Elektrodenkörpers 701 gleichmäßig zu halten, und es ist schwierig, die Kosten des elektrischen Doppelschichtkondensators aufgrund der erhöhten Installationskosten niedrig zu halten.

Die US 4 546 415 zeigt einen Elektrolytkondensator, mit einem Außenverpackungsbecher 32, der darin einen gewickelten Elektrodenkörper 34 enthält, der einen Separator 72 zwischen einer positiven Elektrodenfolie 70 und einer negativen Elektrodenfolie 74 umfasst, wobei die die negative Elektrodenfolie 74 direkt mit dem Boden 33 des Außenverpackungsbechers 32 elektrisch verbunden ist und die negative Elektrodenfolie 74 eine größere Dicke hat als die positive Elektrodenfolie 70, die nicht mit dem Außenverpackungsbecher 32 verbunden ist.

Die JP 10-294102 A zeigt einen elektrischen Doppelschichtkondensator mit einem gewickelten Elektrodenkörper 62, der eine negative und positive Elektrodenplatte umfasst; die als positive und negative Elektrode dienen, und positiver und negativer Sammelplatten 54, 55, die an Ober- und Unterenden des gewickelten Elektrodenkörpers 62 angebracht sind und durch die das Laden den den Elektrodenplatten und das Entladen von den Elektrodenplatten erfolgt, wobei zumindest die positive Sammelplatte 54 eine Mehrzahl konvexer Rippen 71a enthält, die radial von ihren Mittelabschnitten verlaufen und zu dem gewickelten Elektrodenkörper 62 hin vorstehen, und Öffnungen oder Kerben zur Positionierung zwischen benachbarten konvexen Rippen 71a ausgebildet sind, um zu erlauben, dass ein Elektrolyt durch die Öffnungen oder Kerben in den gewickelten Elektrodenkörper 62 gefüllt werden kann, und wobei die konvexen Rippen 71a gegen den gewickelten Kondensatorkörper 62 gepresst werden, um an Ober- und Unterenden der Elektrodenplatten gebogene Abschnitte zu bilden, und wobei die konvexen Rippen 71a mit den gebogenen Abschnitten verbunden sind.

Die EP 0 389 664 A1 zeigt einen elektrischen Kondensator, umfassend:

einen gewickelten Elektrodenkörper 4, der eine negative und positive Elektrodenplatte umfasst; einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher 5, der darin den gewickelten Elektrodenkörper 4 aufnimmt und der elektrisch mit einem Ende einer der Elektrodenplatten verbunden ist; eine Sammelplatte 10, die mit der anderen Elektrodenplatte des in dem Außenverpackungsbecher 5 enthaltenen gewickelten Elektrodenkörpers 4 elektrisch verbunden ist; und einen Deckel 14, der den Außenverpackungsbecher 5 abdeckt; und wobei der Deckel 14 in seiner Mitte mit einem Loch 13 ausgebildet ist, von dem ein zylindrischer Abschnitt nach außen verläuft, und einen in der Sammelplatte ausgebildeten Vorsprung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrischen Doppelschichtkondensator anzugeben, in dem sich mit geringem Herstellungsaufwand sichere Kontaktverbindungen herstellen lassen.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem Außenverpackungsbecher gemäß Anspruch 1 angegeben.

Hierbei ist die negative Elektrodenfolie mit dem Boden des Außenverpackungsbechers direkt elektrisch verbunden, so dass elektrische Verbindungsstellen in einem Wärmeleitweg reduziert werden können, um hierdurch für eine Zunahme der Wärmeübertragungsmenge zu sorgen. Daher kann die im elektrischen Doppelschichtkondensator erzeugte Wärme effizient zum Boden des Außenverpackungsbechers von der negativen Elektrodenfolie her übertragen werden, und daher wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator erzeugte Wärme effizient zur Atmosphäre abgegeben. Ferner wird die Lebensdauer des elektrischen Doppelschichtkondensators verlängert.

Die konvexen Rippen sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer Mitte zum Außenumfang des Bechers zunimmt. Wenn beim Zusammenbau des Kondensators die positive Elektrodenfolie gegen die konvexen Rippen gedrückt wird, biegen sich die Enden der Folie einwärts. Hierbei bildet der einwärts gebogene Endabschnitt der Elektrodenfolie eine großflächige und sichere elektrische Verbindung mit den konvexen Rippen, wodurch sich mit geringem Herstellungsaufwand eine sichere Kontaktverbindung zwischen der positiven Elektrodenfolie und den Rippen am Boden des Bechers herstellen lässt.

Ferner hat die negative Elektrodenfolie, die mit dem Boden des Außenverpackungsbechers verbunden ist, eine größere Dicke als die positive Elektrodenfolie. Daher kann die Querschnittsfläche der negativen Elektrodenfolie vergrößert werden, um die Wärmeübertragungsmenge zu erhöhen, so dass Wärme in dem elektrischen Doppelschichtkondensator effizient zum Boden des Außenverpackungsbechers übertragen werden kann. Übrigens verbessert die vergrößerte Dicke der negativen Elektrodenfolie die Steifigkeit, so dass die Vibrationsbeständigkeit des elektrischen Doppelschichtkondensators verbessert ist. Ferner ist nur die negative Elektrodenfolie dick ausgeführt und ist die positive Elektrodenfolie dünn ausgeführt, wodurch der gerollte Elektrodenkörper nicht groß wird, und daher der elektrische Doppelschichtkondensator nicht groß wird.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Doppelschichtkondensator mit einem gerollten Elektrodenkörper gemäß Anspruch 2 angegeben.

Hierbei ist eine Mehrzahl konvexer Rippen an den Sammelplatten gebildet, und die Öffnungen oder Kerben werden so ausgebildet, dass sie zwischen benachbarten konvexen Rippen angeordnet werden. Demzufolge werden die konvexen Rippen gepresst, um die gebogenen Abschnitte an den Ober- und Unterenden der Elektrodenplatten zu bilden, und die konvexen Rippen werden mit den gebogenen Abschnitten durch Schweißung verbunden, um hierdurch die Öffnungen oder Kerben von den gebogenen Abschnitten trennen zu können. Wenn daher ein Elektrolyt in den gerollten Elektrodenkörper von den Öffnungen oder Kerben eingefüllt wird, stören die gebogenen Abschnitte nicht das Einfüllen des Elektrolyts, und das Elektrolyt wird schnell eingefüllt.

Die konvexen Rippen sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer Mitte zum Außenumfang des Bechers zunimmt. Wenn beim Zusammenbau des Kondensators die positive Elektrodenplatte gegen die konvexen Rippen gedrückt wird, biegen sich deren Enden einwärts. Hierbei bildet der einwärts gebogene Endabschnitt der Elektrodenplatte eine großflächige und sichere elektrische Verbindung mit den konvexen Rippen, wodurch sich mit geringem Herstellungsaufwand eine sichere Kontaktverbindung zwischen der positiven Elektrodenplatte und den Rippen am Boden des Bechers herstellen lässt.

Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Doppelschichtkondensator nach Anspruch 3 angegeben.

Hierbei ist der zylindrische Abschnitt an dem Deckel angebracht, und der Vorsprung ist an der Sammelplatte ausgebildet, so dass er in den zylindrischen Abschnitt eingesetzt werden kann. Auch wenn daher ein relativ großer Herstellungsfehler an dem gerollten Elektrodenkörper entsteht, kann der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers durch die Bewegung des Vorsprungs in diesem Bereich aufgenommen werden, wobei der Vorsprung nicht von dem zylindrischen Abschnitt vorsteht, so dass es mit einer einfachen Anordnung möglich wird, eine Referenzdimension des elektrischen Doppelschichtkondensators gleichmäßig zu halten. Wenn daher der gerollte Elektrodenkörper gewickelt wird, ist im gewissen Umfang ein Herstellungsfehler zulässig, so dass es möglich wird, die Kosten des elektrischen Doppelschichtkondensators niedrig zu halten.

Beim Zusammenbau des Kondensators wird die Sammelplatte auf die Enden der Elektrodenplatten gepresst, bis ein sicherer Kontakt dazwischen hergestellt ist. Die so erreichte Position der Sammelplatte im Becher ist aber wegen Dimensionsungenauigkeiten des gerollten Elektrodenkörpers variabel. Durch Verschieben des Vorsprungs in dem zylindrischen Abschnitt können diese Dimensionsungenauigkeiten kompensiert werden. Sodann wird der Vorsprung in dem zylindrischen Abschnitt dicht verschweißt. Hierdurch lässt sich mit geringem Herstellungsaufwand eine sichere Kontaktverbindung zwischen der Elektrodenplatte und der Sammelplatte herstellen, während die Außenabmessungen des Kondensators hierdurch unbeeinflusst bleiben.

Bestimmte bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend in Details nur als Beispiel anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin

1 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators nach einer ersten Ausführung der Erfindung;

2 ist eine Ansicht mit Darstellung einer Wirkung des in 1 gezeigten elektrischen Doppelschichtkondensators;

3 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators nach einer zweiten Ausführung der Erfindung;

4 ist eine Perspektivansicht mit Darstellung der Beziehung zwischen einem in 3 gezeigten gerollten Elektrodenkörper mit einer positiven Sammelplatte;

5 ist eine Perspektivansicht mit Darstellung eines Teils des in 3 gezeigten gerollten Elektrodenkörpers;

6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht mit Darstellung eines in 4 gezeigten Teils;

7A bis 7F sind Ansichten mit Darstellung der Montagereihenfolge des gerollten Elektrodenkörpers und der positiven Sammelplatte der zweiten Ausführung;

8A und 8B sind Ansichten mit Darstellung eines Schweißzustands, wenn radiale konvexe Rippen positionsmäßig von gegebenen Bewegungen einer Elektronenstrahl-Schweißvorrichtung versetzt sind;

9A und 9B sind Ansichten mit Darstellung von Wirkungen der zweiten Ausführung und eines Vergleichsbeispiels, wenn ein Elektrolyt ins Innere des gerollten Elektrodenkörpers des elektrischen Doppelschichtkondensators gefüllt wird;

10 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer ersten Modifikation der positiven Sammelplatte in dem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der zweiten Ausführung der Erfindung;

11 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer zweiten Modifikation der positiven Sammelplatte in dem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der zweiten Ausführung der Erfindung;

12A und 12B sind Ansichten mit Darstellung einer Wirkung, wenn der gerollte Elektrodenkörper in einen Außenverpackungsbecher geladen wird;

13 ist eine Ansicht der Beziehung zwischen einem zylinderförmigen Abschnitt und Vorsprüngen der positiven Sammelplatte;

14 ist eine schematische Ansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators in einem Zustand, in dem das Schweißen an vorbestimmten Stellen durchgeführt wird und eine Abdichtung erfolgt, nachdem der gerollte Elektrodenkörper in den Außenverpackungsbecher geladen ist;

15 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines Teils eines bekannten elektrischen Doppelschichtkondensators;

16 ist eine vergrößerte Perspektivansicht mit Darstellung eines Teils einer positiven Sammelplatte in dem bekannten Doppelschichtkondensator; und

17 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung des bekannten Doppelschichtkondensators.

Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die Erfindung, deren Anwendung oder Gebrauch keineswegs beschränken.

In 1 umfasst ein elektrischer Doppelschichtkondensator 10 einen gerollten Elektrodenkörper 12 zum Speichern von Elektrizität, eine Sammelplatte 20, die mit einer positiven Elektrodenplatte 13 eines gerollten Elektrodenkörpers 12 elektrisch verbunden ist, einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher 30, der den so verbundenen gerollten Elektrodenkörper 12 enthält und mit einer negativen Elektrodenplatte 16 elektrisch verbunden ist, ein Elektrolyt 37, das in den Außenverpackungsbecher 30 gefüllt ist, sowie einen Deckel 40, der den Außenverpackungsbecher 30 verschließt.

Der gerollte Elektrodenkörper 12 ist derart konstruiert, dass die positive Elektrodenplatte 13 und die negative Elektrodenplatte 16 mit einem dazwischen angeordneten Separator 18 einander überlappen, und sie sind in gerollter Bauweise um einen Rollkern 19 herum aufgerollt.

Die positive Elektrodenplatte 13 umfasst eine bandförmige positive Elektrodenfolie 14 sowie eine aktive Substanz 15, 15, die auf beide Seiten der positiven Elektrodenfolie 14 außer an einem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der positiven Elektrodenfolie 14 aufgetragen ist. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14 steht über dem gerollten Elektrodenkörper 12 vor. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a ist einwärts gebogen, zum elektrischen Anschluss an die Sammelplatte 20. Die positive Elektrodenfolie 14 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie oder eine Folie aus rostfreiem Stahl, und die aktive Substanz 15 ist beispielsweise Aktivkohle.

Die negative Elektrodenplatte 16 umfasst eine bandförmige negative Elektrodenfolie 17 und Aktivkohle 15, 15, die auf beide Seite der negativen Elektrodenfolie 17 außer an einem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 aufgetragen ist. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a steht unter den gerollten Elektrodenkörper 12 vor. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a ist einwärts gebogen, zum elektrischen Anschluss an einen Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30.

Die negative Elektrodenfolie 17 ist aus einer Aluminiumfolie oder einer Folie aus rostfreiem Stahl, die eine größere Dicke besitzt als die positive Elektrodenfolie 14. Die negative Elektrodenfolie 17 hat eine Dicke, die es erlaubt, dass in dem elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte Wärme effizient zur Atmosphäre abgegeben wird, und die dauerhaft sein kann, wenn der elektrische Doppelschichtkondensator 10 vibriert, und die den gerollten Elektrodenkörper 12 kompakt macht.

Der Separator 18 ist ein Isolierpapier, das zwischen die positive Elektrodenplatte 13 und die negative Elektrodenplatte 16 eingesetzt ist, um für eine Isolierung zwischen der positiven Elektrodenplatte 13 und der negativen Elektrodenplatte 16 zu sorgen, und sie ist mit kleinen Löchern ausgebildet, um den Ionenfluss nicht zu stören.

Die Sammelplatte 20 ist so konstruiert, dass in der Mitte einer Scheibe 21 ein nach oben ragender Vorsprung 22 ausgebildet ist und eine Mehrzahl konvexer Rippen 25 von dem Vorsprung 22 radial zu einem Außenumfang der Scheibe 21 verläuft. Der Vorsprung 22 besitzt eine Öffnung 22a. An der Öffnung 22a ist ein Sicherheitsventil 27 angebracht.

Die konvexen Rippen 25 sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer Mitte zum Außenumfang der Scheibe 21 zunimmt. Daher kann ein Pressen der Sammelplatte 20 gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der positiven Elektrodenplatte 13 bewirken, dass die konvexen Rippen 25 das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 14a der positiven Elektrodenplatte 13 einwärts biegen. Daher wird ein somit einwärts gebogener gebogener Abschnitt 14b des Positive-Elektrodenfolie-Oberendes 14a elektrisch mit den konvexen Rippen 25 der Sammelplatte 20 verbunden.

Der Außenverpackungsbecher 30 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material in der Form eines unten geschlossenen Zylinders ausgebildet. Der Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 ist an seiner Mitte mit einem Vorsprung 32 versehen. Eine Mehrzahl konvexer Rippen 35 erstreckt sich von dem Vorsprung 32 radial zu einem Außenumfang des Bodens 31.

Die konvexen Rippen 35 sind verjüngt, so dass die Höhe von dem am Boden 31 gebildeten Vorsprung 32 zum Außenumfang des Bodens 31 hin zunimmt. Daher kann ein Pressen des Bodens 31 des Außenverpackungsbechers 30 gegen das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenplatte 16 bewirken, dass die konvexen Rippen 35 das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a einwärts biegen. Ein gebogener Abschnitt 17b des so einwärts gebogenen Negative-Elektrodenfolie-Unterendes 17a ist mit den konvexen Rippen 35 des Bodens 31 elektrisch verbunden.

Der Deckel 40 umfasst einen Außenring 41 und einen zylindrischen Mittelabschnitt 42, die jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind und die beide durch einen Isolierring 44 miteinander verbunden sind. Der Ring 41 ist an eine Öffnung 36 des Außenverpackungsbechers 30 angeschweißt, um den Außenverpackungsbecher 30 zu verschließen. Auf diese Weise ist durch Anschweißen des Rings 41 an die Öffnung 36 des Außenverpackungsbechers 30 der Deckel 40 stabiler an dem Außenverpackungsbecher 30 befestigt als durch eine Verstemmungs-Befestigung.

Der Vorsprung 22 der Sammelplatte 20 wird in eine Öffnung 43 des zylindrischen Abschnitts 42 eingesetzt. Der Vorsprung 22 ist mit einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 42 durch Schweißen verbunden.

Wie in 2 gezeigt, ist das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 direkt mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 verbunden. Daher umfassen Verbindungsstellen in dem Wärmeleitweg nur eine Verbindung s48 zwischen der negativen Elektrodenfolie s17 und dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30. Das heißt, weil die negative Elektrodenfolie nicht wie im Stand der Technik mit dem Außenverpackungsbecher durch irgendeine negative Sammelplatte verbunden ist, können die Verbindungsstellen weniger sein als im Stand der Technik.

Allgemein haben Verbindungen eine kleine Fläche, und daher ist die Wärmeübertragungsmenge klein. Daher sind Verbindungsstellen in dem Wärmeleitweg reduziert, um hierdurch für eine Zunahme der Wärmeübertragungsmenge zu sorgen, so dass in dem elektrischen Doppelschichtkondensator erzeugte Wärme von dem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 effizient zu dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 überführt werden kann. Daher wird in dem elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte Wärme effizient zur Atmosphäre abgegeben, wie durch die Pfeile gezeigt.

Ferner ist die negative Elektrodenfolie 17, die mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 verbunden ist, dicker ausgeführt als die positive Elektrodenfolie 14, die mit dem Außenverpackungsbecher 30 nicht elektrisch verbunden ist. Da die Wärmeübertragungsmenge proportional zur Querschnittsfläche ist, kann die Wärmeübertragungsmenge um den Betrag erhöht werden, um den die Querschnittsfläche der negativen Elektrodenfolie 17 vergrößert ist. Daher wird die im elektrischen Doppelschichtkondensator 10 erzeugte Wärme durch die negative Elektrodenfolie 17 effizient zum Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 übertragen, so dass sie zur Atmosphäre abgegeben wird.

Auf diese Weise machen es eine Reduktion der Verbindungsstellen in dem Wärmeleitungsweg und ein Dickermachen der negativen Elektrodenfolie 17 möglich, zu verhindern, dass sich im Inneren des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 Wärme akkumuliert, um die Lebensdauer des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 zu verlängern.

Falls der elektrische Doppelschichtkondensator 10 an einem Fahrzeug angebracht ist, werden Vibrationen des Fahrzeugs auf den elektrischen Doppelschichtkondensator 10 übertragen, und daher muss der elektrische Doppelschichtkondensator vibrationsbeständig sein, damit er adäquat Vibrationen des Fahrzeugs aushalten kann. Hierzu ist der elektrische Doppelschichtkondensator 10 nach der Ausführung so ausgestaltet, dass die mit dem Hoden des Außenverpackungsbechers 30 verbundene negative Elektrodenfolie 17 dick gemacht ist. Daher kann die Stabilität der negativen Elektrodenfolie 17 erhöht werden, so dass es möglich wird, die Vibrationsbeständigkeit des elektrischen Doppelschichtkondensators 10 zu verbessern.

Falls der elektrische Doppelschichtkondensator 10 an einem Fahrzeug angebracht ist, ist es notwendig, den elektrischen Doppelschichtkondensator 10 in einem beschränkten Platz anzuordnen. Daher muss der elektrische Doppelschichtkondensator 10 klein bemessen sein. Hierzu ist nur die mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 verbundene negative Elektrodenfolie 17 dick gemacht, und die positive Elektrodenfolie 14 ist dünn gemacht. Daher wird eine Größenzunahme des gerollten Elektrodenkörpers 12 so weit wie möglich beschränkt.

Obwohl ferner ein Beispiel erläutert wurde, in dem das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 einwärts gebogen ist, so dass es direkt mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 verbunden ist, kann das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 17a der negativen Elektrodenfolie 17 auch ohne Biegung mit dem Boden 31 des Außenverpackungsbechers 30 elektrisch verbunden werden.

3 ist eine Querschnittsansicht mit Darstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators nach einer zweiten Ausführung der Erfindung.

In 3 umfasst ein elektrischer Doppelschichtkondensator 100 einen gerollten Elektrodenkörper 112 zum Speichern von Elektrizität, eine Sammelplatte (positive Sammelplatte) 120, die mit einer von Elektrodenplatten (positive Elektrodenplatten) 113 eines gerollten Elektrodenkörpers 112 elektrisch verbunden ist, eine Sammelplatte (negative Sammelplatte) 150, die mit der anderen der Elektrodenplatten (negativen Elektrodenplatten) 116 eines gerollten Elektrodenkörpers 112 elektrisch verbunden ist, einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher 130, der den gerollten Elektrodenkörper 112 enthält, ein Elektrolyt 37, das in den Außenverpackungsbecher 130 gefüllt ist, sowie einen Deckel 140, der den Außenverpackungsbecher 130 verschließt.

Der gerollte Elektrodenkörper 112 ist derart konstruiert, dass die positive Elektrodenplatte 113 und die negative Elektrodenplatte 116 mit einem dazwischen angeordneten Separator 118 einander überlappen und in gerollter Weise um einen Rollkern 119 herumgewickelt sind.

Die positive Elektrodenplatte 113 umfasst eine bandförmige positive Elektrodenfolie 114 sowie Aktivkohle 115, 115, die auf beide Seiten der positiven Elektrodenfolie 114 außer einem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenfolie 114 aufgetragen ist. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenfolie 114 steht über den gerollten Elektrodenkörper 112 vor. Das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a ist zur elektrischen Verbindung mit der positiven Sammelplatte 120 einwärts gebogen. Die positive Elektrodenfolie 114 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie oder eine Folie aus rostfreiem Stahl.

Die negative Elektrodenplatte 116 umfasst eine bandförmige negative Elektrodenfolie 117 sowie Aktivkohle 115, 115, die auf beide Seiten der negativen Elektrodenfolie 117 außer einem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenfolie 117 aufgetragen ist. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenfolie 117 steht unter den gerollten Elektrodenkörper 112 vor. Das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a ist zur elektrischen Verbindung mit der negativen Sammelplatte 150 einwärts gebogen. Die negative Elektrodenfolie 117 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie oder eine Folie aus rostfreiem Stahl.

Der Separator 118 ist ein Isolierpapier, das zwischen der positiven Elektrodenplatte 113 und der negativen Elektrodenplatte 116 angeordnet ist, um für eine Isolierung zwischen der positiven Elektrodenplatte 113 und der negativen Elektrodenplatte 116 zu sorgen.

Die negative Sammelplatte 150 ist so konstruiert, dass ein nach unten ragender Vorsprung 152 in der Mitte einer Scheibe 151 ausgebildet ist, und eine Mehrzahl konvexer Rippen 155 von dem Vorsprung 152 radial zu einem Außenumfang der Scheibe 151 verläuft.

Der Vorsprung 152 ist so konstruiert, dass ein durchmessergroßer Abschnitt 152a in der Mitte der Scheibe 151 so ausgebildet ist, dass er nach unten absteht, und ein durchmesserkleiner Abschnitt 152b so ausgebildet ist, dass er von dem durchmessergroßen Abschnitt 152a noch weiter nach unten absteht, um eine Stufe 153 zu bilden.

Die konvexen Rippen 155 sind verjüngt, so dass die Höhe von ihrer Mitte zum Außenumfang der Scheibe 151 zunimmt. Daher kann ein Pressen der negativen Sammelplatte 150 gegen das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenplatte 116 bewirken, dass die konvexen Rippen 155 das Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenplatte 116 einwärts biegen. Daher wird eine Kontaktfläche zwischen den konvexen Rippen 155 und der negativen Elektrodenplatte 116 groß, um zu ermöglichen, dass eine große Menge elektrischen Stroms hindurchfließt.

Die positive Sammelplatte 120 ist so konstruiert, dass ein Vorsprung 122 an der Mitte einer Scheibe 121 ausgebildet ist und eine Mehrzahl konvexer Rippen 125 von dem Vorsprung 122 radial zu einem Außenumfang der Scheibe 121 verlaufen. Wie die konvexen Rippen 155 der negativen Sammelplatte 150 sind die jeweiligen konvexen Rippen 125 verjüngt, so dass die Höhe von ihrer Mitte zum Außenumfang der Scheibe 121 hin zunimmt. Daher kann ein Pressen der konvexen Rippen 125 gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113bewirken, dass das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a einwärts gebogen wird. Daher wird, wie bei der negativen Elektrodenplatte 116, eine Kontaktfläche zwischen den konvexen Rippen 125 und der positiven Elektrodenplatte 113 groß, um zu ermöglichen, dass eine große Menge elektrischen Stroms hindurchfließt.

Der Vorsprung 122 besitzt eine Öffnung 122a, und an der Öffnung 122a ist ein Sicherheitsventil 127 angebracht.

Der Außenverpackungsbecher 130 ist ein Aufnahmegehäuse, das aus einem elektrisch leitfähigen Material in der Form eines unten geschlossenen Zylinders gebildet ist. Der Außenverpackungsbecher 130 ist an der Mitte seines Bodens 131 mit einer Öffnung 131a ausgebildet. Eine Öffnung 136 ist an einem oberen Abschnitt gegenüber dem Boden 131 ausgebildet. Der durchmesserkleine Abschnitt 152b des Vorsprungs 152 an der negativen Sammelplatte 150 wird in die Öffnung 131a eingesetzt, wodurch die Stufe 153 des Vorsprungs 152 in Kontakt mit dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 gebracht werden kann. Diese Kontaktfläche zwischen dem Boden 131 und der negativen Sammelplatte 150 wird groß, um zu ermöglichen, dass eine große Menge elektrischen Stroms fließt.

Der Deckel 140 umfasst einen Außenring 141 und einen zylindrischen Mittelabschnitt 142, die jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind und die beide durch einen Isolierring 144 verbunden sind. Der Ring 141 ist an eine Öffnung 136 des Außenverpackungsbechers 130 geschweißt, um den Außenverpackungsbecher 130 zu verschließen. Auf diese Weise kann durch das Schweißen des Rings 141 an den Außenverpackungsbecher 130 der Deckel 140 stabiler an dem Außenverpackungsbecher 130 befestigt werden als durch eine Verstemmungs-Befestigung.

Der zylindrische Abschnitt 142 erstreckt sich nach oben über ein Loch 145 hinaus, das in der Mitte des Deckels 140 gebildet ist. Der Vorsprung 122 der positiven Sammelplatte 120 wird in eine Einsetzöffnung 143 des zylindrischen Abschnitts 142 eingesetzt, um eine Innenumfangsfläche 146 des zylindrischen Abschnitts 142 an einer Schweißung 147 anzuschweißen. Hierbei wird der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in die Einsetzöffnung 143 so weit eingesetzt, dass der Vorsprung 122 nicht über ein Oberende des zylindrischen Abschnitts 142 vorsteht, und wie oben beschrieben wird eine Schweißung durchgeführt, um den elektrischen Doppelschichtkondensator 100 abzudichten. Der zylindrische Abschnitt 142 nimmt den Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers 112 auf und macht diesen justierbar, indem der Vorsprung 122 in der Einsetzöffnung 143 auf- und abgleitet. Die Beziehung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 142 und dem Vorsprung 122 wird in Details anhand der 12 bis 14 beschrieben.

In 4 weist die positive Sammelplatte 120 den Vorsprung 122 in der Mitte der Scheibe 121 auf. Die positive Sammelplatte 120 weist eine Mehrzahl konvexer Rippen 125 auf, die sich radial von dem Vorsprung 122 erstrecken. Die konvexen Rippen 125 erstrecken sich nach unten, so dass sie zu einem Oberende des gerollten Elektrodenkörpers 112 gerichtet sind. Zwischen benachbarten konvexen Rippen 125 sind jeweilige Öffnungen 126 ausgebildet.

Die konvexen Rippen 125 werden gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 (siehe 3) gepresst, wodurch an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 nur an den konvexen Rippen 125 entsprechenden Stellen gebogene Abschnitte 114b gebildet werden (siehe 3). Daher können die Öffnungen 126 an Stellen angeordnet werden, an denen das Positive-Elektrodenfolien-Oberende 114a der positiven Elektrodenfolie nicht umgebogen ist.

5 zeigt den gerollten Elektrodenkörper 112 in einem Zustand, in dem an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 die gebogenen Abschnitte 114b gebildet sind.

Da auf diese Weise die gebogenen Abschnitte 114b an Stellen ausgebildet sind, die den in 4 gezeigten konvexen Rippen 125 entsprechen, ist es möglich, zwischen dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a und dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a in Bereichen außer den gebogenen Abschnitten 114b Zwischenräume vorzusehen. Daher sind die in 4 gezeigten Öffnungen 126 über den Zwischenräumen angeordnet, um zu ermöglichen, dass das Elektrolyt leicht von den Öffnungen 126 durch die Zwischenräume in den gerollten Elektrodenkörper 112 fließt.

6 zeigt einen Zustand, in dem die positive Sammelplatte 120 an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 angeordnet ist.

Eine Mehrzahl der Öffnungen 126, die an der positiven Sammelplatte 120 ausgebildet sind, ist verjüngt ausgebildet, so dass ihr Durchmesser an der Vorderseite der Scheibe 121 größer ist als an ihrer Rückseite. Daher werden Stifte 162, 162 an einem mit der doppelpunktierten Linie gezeigten Positionierungsgestell 160 leicht in die jeweiligen Öffnungen 126 eingesetzt, um die positive Sammelplatte 120 in einer Normalposition zu positionieren.

Wie man die positive Sammelplatte an dem gerollten Elektrodenkörper anbringt, wird unten anhand der 7A bis 7F beschrieben.

In 7A wird die positive Sammelplatte 120 auf ein Oberende des gerollten Elektrodenkörpers 112 gesetzt, d.h. das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113, wie mit den Pfeilen ➀ gezeigt.

In 7B werden die Stifte 162, 162 des Positionierungsgestells 160 in die Öffnungen 126, 126 eingesetzt, wie mit den Pfeilen ➁ gezeigt. Da die Öffnungen 162, 162 wie oben beschrieben verjüngt ausgebildet sind, werden die Stifte 162, 162 glattgängig in die Öffnungen 126, 126 eingesetzt.

In 7C werden die Stifte 162, 162 des in 7B gezeigten Positionierungsgestells 160 in die schraffiert gezeigten Öffnungen 126, 126 der Öffnungen 126, 126 in der positiven Sammelplatte 120 eingesetzt, wodurch die positive Sammelplatte 120 in einer Normalposition positioniert werden kann, d.h. in einer Position, in der die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 in korrekte Ausrichtung zur X-Achse und Y-Achse gebracht werden.

In 7D werden die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 gegen das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 gedrückt, wie mit den Pfeilen ➂ gezeigt, um das Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a zur Bildung der gebogenen Abschnitte 114b einwärts zu biegen.

In 7E wird z.B. eine Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 (siehe 7F) benutzt, um die konvexen Rippen 125 an die in 7D gezeigten gebogenen Abschnitte 114b zu schweißen. Hier werden die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 auf der X-Achse und der Y-Achse so angeordnet, wie in 7C gezeigt. Daher wird die Elektrodenstrahlschweißvorrichtung 165 entlang der X-Achse und der Y-Achse bewegt, und somit bewegt sich die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 entlang den konvexen Rippen 125 der positiven Sammelplatte 120, wie mit einem Pfeil ➃ gezeigt. Daher ist es möglich, die konvexen Rippen 125 an die gebogenen Abschnitte 114b zu schweißen, wie in 7F gezeigt. Daher kann eine große Kontaktfläche zwischen den konvexen Rippen 125 der positiven Sammelplatte 120 und den gebogenen Abschnitten 114bsichergestellt werden, so dass die konvexen Rippen 125 und die gebogenen Abschnitte 114b ausreichend aneinander haften.

Auf diese Weise wird die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 so eingestellt, dass sie sich in einer mit dem Pfeil ➃ gezeigten Richtung entlang der X-Achse und der Y-Achse bewegt, wie in 7E gezeigt. Wenn daher die konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 von der X-Achse und der Y-Achse versetzt sind, wie in 8A gezeigt, bewegt sich die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 in einer Position, die von den konvexen Rippen 125 versetzt ist.

Dann wird die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 von den konvexen Rippen 125 (siehe 8A) der positiven Sammelplatte 120 versetzt, wie in 8B gezeigt, so dass die Elektronenstrahlschweißvorrichtung 165 eine Schweißung nur an einer Endspitze des Positive-Elektrodenfolie-Oberendes 114a der positiven Elektrodenplatte 113 durchführt. Daher wird eine Kontaktfläche zwischen den konvexen Rippen 125 an der positiven Sammelplatte 120 und dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113 klein, so dass eine adäquate Sicherstellung einer engen Verbindung zwischen den konvexen Rippen 125 und dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a nicht möglich ist.

9A zeigt schematisch eine zweite Ausführung der Erfindung, und 9B zeigt ein Vergleichsbeispiel.

In 9A sind Öffnungen 126 in der positiven Sammelplatte 120 mit Abstand von gebogenen Abschnitten 114b (siehe 5) an Positive-Elektrodenfolie-Oberenden 114a angeordnet. Daher sind die Öffnungen 126 in Zwischenräumen zwischen den Positive-Elektrodenfolie-Oberenden 114a angeordnet. Wenn daher das Elektrolyt 137 eingefüllt wird, gelangt es schnell durch die Zwischenräume zwischen den Positive-Elektrodenfolie-Oberenden 114a aus den Öffnungen 126 in den gerollten Elektrodenkörper 112 und füllt diesen, wie mit den Pfeilen ➄ gezeigt.

Wenn jedoch, wie in 9B gezeigt, die Öffnungen 126 der Ausführung nicht in der positiven Sammelplatte 120 ausgebildet wären, würde das Elektrolyt 137 von einem Außenumfangsabschnitt der positiven Sammelplatte 120 zu einem Außenumfangsabschnitt des gerollten Elektrodenkörpers 112 fließen, wie mit den Pfeilen ➅ gezeigt. Daher wäre es schwierig, das Elektrolyt von einer Seite eines Oberendes des gerollten Elektrodenkörpers 112 in den gerollten Elektrodenkörper 112 zu füllen, und es wäre zeitaufwendig, das Elektrolyt vollständig einzufüllen.

Die ersten und zweiten Modifikationen der zweiten Ausführung werden unten beschrieben.

10 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer positiven Sammelplatte in einem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der ersten Modifikation.

In 10 ist eine positive Sammelplatte 220 in einem elektrischen Doppelschichtkondensator 200 so konstruiert, dass sie acht radiale, konvexe Rippen 225 aufweist, die mit gleichem Abstand ausgebildet sind, und acht Öffnungen 226, die zwischen benachbarten konvexen Rippen 225 ausgebildet sind.

Auf diese Weise wird bei der ersten Modifikation die Anzahl der Öffnungen 226 erhöht, und sie sind so über die gesamte positive Sammelplatte 220 ausgebildet, dass es möglich wird, ein Elektrolyt effizient in dem gerollten Elektrodenkörper 112 einzufüllen (siehe 3). Ferner sorgt eine erhöhte Anzahl der konvexen Rippen 225 für eine feste Halterung der positiven Sammelplatte 220 an dem gerollten Elektrodenkörper 112.

11 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer positiven Sammelplatte in einem elektrischen Doppelschichtkondensator nach der zweiten Modifikation.

Eine positive Sammelplatte 320 in einem elektrischen Doppelschichtkondensator 300 nach der zweiten Modifikation ist durch Bildung gekrümmter Kerne 326 aus einer Scheibe kreuzförmig. Die kreuzförmige positive Sammelplatte 320 ist mit kreuzförmigen konvexen Rippen 325 ausgebildet, die mit ihrer Konfiguration übereinstimmen. Die Kerben 326 entsprechen den Öffnungen 126 der zweiten Ausführung und den Öffnungen 226 der ersten Modifikation.

Somit sind die Kerben 326 gekrümmt ausgebildet, um hierdurch große Öffnungen zwischen benachbarten konvexen Rippen 325 vorzusehen, so dass ein Elektrolyt effizient in den gerollten Elektrodenkörper 112 eingefüllt werden kann.

Obwohl die in der zweiten Ausführung oder in der ersten Modifikation gezeigten Öffnungen 126 oder 226 Beispiele in der Form eines Kreises sind, ist die Erfindung nicht auf die Ausführung und die Modifikation beschränkt, sondern eine Konfiguration der Öffnungen kann z.B. auch rechteckig oder dreieckig sein.

Die Beziehung zwischen dem Deckel 140 und der in 3 gezeigten positiven Sammelplatte 120 wird nachfolgend anhand der 12A bis 14 beschrieben.

In 12A wird, nachdem der gerollte Elektrodenkörper 112 in gerollter Weise aufgewickelt ist, die negative Sammelplatte 150 an dem Negative-Elektrodenfolie-Unterende 117a der negativen Elektrodenplatte 116 angebracht, und die positive Sammelplatte 120 wird an dem Positive-Elektrodenfolie-Oberende 114a der positiven Elektrodenplatte 113angebracht. Dann wird der in diesem Zustand gerollte Elektrodenkörper 112 durch die Öffnung 136 in den Außenverpackungsbecher 130 eingesetzt, und der durchmesserkleine Abschnitt 152b des Vorsprungs 152, der an der negativen Sammelplatte 150 ausgebildet ist, wird in die Öffnung 131a eingesetzt, die im Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 gebildet ist, wie mit einem Pfeil ➀ gezeigt.

In 12B wird der Deckel 140 von oben auf den Außenverpackungsbecher 139 aufgesetzt, wie mit den Pfeilen ➁ gezeigt, um die Öffnung 136 des Außenverpackungsbechers 130 zu verschließen. Gleichzeitig wird der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in die Einsetzöffnung 143 des zylindrischen Abschnitts 142 an dem Deckel 140 eingesetzt.

In 13 zeigt (a) die Beziehung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 142 und dem Vorsprung 122, wenn der gerollte Elektrodenkörper einen minimalen Herstellungsfehler hat, und (b) zeigt die gleiche Beziehung, wenn der gerollte Elektrodenkörper einen maximalen Herstellungsfehler hat.

In 13(a) wird, wenn der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers minimal ist, eine Abmessung h des in 12B gezeigten gerollten Elektrodenkörpers 112 minimal. Wenn daher der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in die Einsetzöffnung 143 des zylindrischen Abschnitts 142 eingesetzt wird, steht eine Oberende 122b des Vorsprungs 122 ein wenig über die Einsetzöffnung 143 des zylindrischen Abschnitts 142 vor. Das heißt, das Oberende 122b des Vorsprungs 122 reicht ausreichend bis unter ein Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142.

Wenn in 13(b) der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers maximal ist, wird die Abmessung h des in 12B gezeigten gerollten Elektrodenkörpers 112 maximal. Wenn daher die Einsetzöffnung 143 des zylindrischen Abschnitts 142 auf den Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 gesetzt wird, reicht das Oberende 122b des Vorsprungs 122 bis nahe an ein Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142. Das heißt, das Oberende 122b des in (b) gezeigten Vorsprungs 122 ist auf einem höheren Niveau angeordnet als das Oberende 122b des in (a) gezeigten Vorsprungs, um &Dgr;h.

Das heißt, wenn der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers in dem Bereich von &Dgr;h liegt, steht der Vorsprung 122 nicht über den zylindrischen Abschnitt 142 vor, so dass es möglich wird, den Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers aufzunehmen. Anders gesagt, ein &Dgr;h des Herstellungsfehlers des gerollten Elektrodenkörpers 112 (siehe 12B) ist zulässig.

Wenn die Position des gerollten Elektrodenkörpers innerhalb des Außenverpackungsbechers bestimmt ist, erfolgt eine Schweißung an verschiedenen Stellen, wie in 14 gezeigt.

In 14 erfolgt die Schweißung zuerst zwischen der Öffnung 136 des Außenverpackungsbechers 130 und dem Ring 141 des Deckels 140, um die Öffnung 136 abzudichten. Dann erfolgt eine Schweißung zwischen dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 und dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b des Vorsprungs 152, um die Öffnung 131a zu verschließen. Ferner werden der zylindrische Abschnitt 142 und der Vorsprung 122 an der Innenumfangsfläche 146 des zylindrischen Abschnitts 142 aneinander geschweißt, um einen Spalt dazwischen mit der Schweißung 147 abzudichten.

Da eine Referenzabmessung H des elektrischen Doppelschichtkondensators 100 auf eine Abmessung zwischen dem Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 und dem Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142 gesetzt wird, wird dieser gleichmäßig gehalten, solange nicht der Vorsprung 122 über das Oberende 142a des zylindrischen Abschnitts 142 hinaus vorsteht.

Auch wenn der gerollte Elektrodenkörper 112 einem Herstellungsfehler unterliegt, kann auf diese Weise der Herstellungsfehler des gerollten Elektrodenkörpers 112 durch vertikale Bewegung des Vorsprungs 122 innerhalb des zylindrischen Abschnitts 142 aufgenommen werden. Daher wird ein relativ großer Herstellungsfehler &Dgr;h (siehe 13) bei der Herstellung des gerollten Elektrodenkörpers 122 zulässig, und daher wird die Herstellung einfach.

Wie oben beschrieben, wird der durchmesserkleine Abschnitt 152b der negativen Sammelplatte 150 in die Öffnung 131a des Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt, und der Außenverpackungsbecher 130 wird mit dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b verschweißt. Zusätzlich wird der Vorsprung 122 an der positiven Sammelplatte 120 in den zylindrischen Abschnitt 142 des Deckels 140 eingesetzt, und der Vorsprung 12 wird an den zylindrischen Abschnitt 142 geschweißt. Daher wird das Unterende des gerollten Elektrodenkörpers 112 stabil an dem Außenverpackungsbecher 130 angebracht, und das Oberende des gerollten Elektrodenkörpers 112 wird stabil an dem Deckel 140 angebracht, wodurch die Vibrationsbeständigkeit des elektrischen Doppelschichtkondensators 100 verbessert ist.

Weil ferner der Vorsprung 152 an der negativen Sammelplatte 150 ausgebildet ist und der durchmesserkleine Abschnitt 152b des Vorsprungs 152 in die Öffnung 131a des Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt wird, um eine Schweißung zwischen dem Außenverpackungsbecher 130 und dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b auszuführen, wird eine Kontaktfläche zwischen dem Außenverpackungsbecher 130 und dem durchmesserkleinen Abschnitt 152b groß. Daher ermöglichen die Kontaktabschnitte zwischen den jeweiligen Teilen, dass ein relativ starker elektrischer Strom fließt.

Obwohl in der Ausführung die Öffnung 131a im Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 ausgebildet ist und der Vorsprung 152 (der durchmesserkleine Abschnitt 152b) der negativen Sammelplatte 150 in die Öffnung 131a eingesetzt ist, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt, und der Vorsprung 152 der negativen Sammelplatte 150 braucht nicht in den Boden 131 des Außenverpackungsbechers 130 eingesetzt werden.


Anspruch[de]
Elektrischer Doppelschichtkondensator (10) mit einem Außenverpackungsbecher (30), der einen gerollten Elektrodenkörper (12) enthält, in dem eine positive Elektrodenplatte (13), auf deren nicht mit dem Außenverpackungsbecher (30) elektrisch verbundene positive Elektrodenfolie (14) beidseitig eine aktive Substanz (15) aufgetragen ist, eine negative Elektrodenplatte (16), auf deren negative Elektrodenfolie (17) beidseitig die aktive Substanz (15) aufgetragen ist, sowie ein zwischen der postiven Elektrodenplatte (13) und der negativen Elektrodenplatte (16) angeordneter Separator (18) aufgewickelt sind, wobei die negative Elektrodenfolie (17) direkt mit einem Boden (31) des Außenverpackungsbechers (30) elektrisch verbunden ist und die negative Elektrodenfolie (17) eine größere Dicke hat als die positive Elektrodenfolie (14),

dadurch gekennzeichnet,

dass der Boden (31) des Außenverpackungsbechers (30) eine Mehrzahl konvexer Rippen (35) enthält, die an seiner Innenseite und von seinem Mittelabschnitt radial zu seinem Außenumfang verlaufen, und

dass jede einer Mehrzahl der konvexen Rippen (35) verjüngt ist, so dass deren Höhe vom Mittelabschnitt zum Außenumfang hin zunimmt.
Elektrischer Doppelschichtkondensator (100) mit einem gerollten Elektrodenkörper (112), in dem ein Paar von positiven und negativen Elektrodenplatten (113, 116) überlappend aufgewickelt ist, und mit positiven und negativen Sammelplatten (120, 150), die an Ober- und Unterenden des gerollten Elektrodenkörpers (112) angebracht sind und durch die das Laden und Entladen der Elektrodenplatten erfolgt, worin zumindest die positive Sammelplatte (120) eine Mehrzahl konvexer Rippen (125) enthält, die radial von ihren Mittelabschnitten verlaufen und zu dem Elektrodenkörper (112) hin vorstehen, und Öffnungen (126, 226) oder Kerben (326) zur Positionierung zwischen benachbarten konvexen Rippen (125) ausgebildet sind, und wobei die konvexen Rippen (125) gegen den Elektrodenkörper (112) gepresst werden, um an Ober- und Unterenden (114a, 117a) der Elektrodenplatten (113, 116) gebogene Abschnitte (114b) zu bilden, und wobei die konvexen Rippen (125) durch Schweißung mit den gebogenen Abschnitten (114b) verbunden sind, so dass ein Elektrolyt (137) durch die Öffnungen (126, 226) oder Kerben (326) in den gerollten Elektrodenkörper (112) füllbar ist; dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen Rippen (125) verjüngt sind, so dass die Höhe vom Mittelabschnitt zum Außenumfang hin zunimmt. Elektrischer Doppelschichtkondensator, umfassend: einen gerollten Elektrodenkörper (112), in dem eine Elektrodenplatte (116) auf eine andere Elektrodenplatte (113) gewickelt ist; einen unten geschlossenen, zylinderförmigen Außenverpackungsbecher (130), der den gerollten Elektrodenkörper aufnimmt und der elektrisch mit einem Ende der einen Elektrodenplatte (116) verbunden ist; eine Sammelplatte (120), die mit der anderen Elektrodenplatte (113) elektrisch verbunden ist; und einen Deckel (140), der den Außenverpackungsbecher abdeckt; und wobei der Deckel in seiner Mitte ein Loch (145) enthält, von dem ein zylindrischer Abschnitt (142) nach außen verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Mitte der Sammelplatte (120) ausgebildeter Vorsprung (122) in den zylindrischen Abschnitt (142) so weit eingesetzt ist, dass er nicht von dem zylindrischen Abschnitt (142) vorsteht, und wobei der zylindrische Abschnitt und der Vorsprung (122) an einer Schweißung (147) dicht auf eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (142) geschweißt sind. Elektrischer Doppelschichtkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelplatte (120) eine Mehrzahl konvexer Rippen (125) enthält, die so ausgebildet sind, dass sie zu ihrer Innenseite hin und von ihrem Mittelabschnitt radial zu ihrem Außenumfang verlaufen. Elektrischer Doppelschichtkondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede einer Mehrzahl der konvexen Rippen (125) verjüngt ist, so dass die Höhe von ihrem Mittelabschnitt zu ihrem Außenumfang hin zunimmt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com