電気化学デバイス
【課題】積層体とこれを収容する封止体とのシール性を向上させ、かつ、生産性や信頼性のよい封止手段を採用できる電気化学デバイスを提供する。
【解決手段】この電気化学デバイス１０は、一対の電極１３，１３と、その間に介在されるセパレータ１５と、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体２０に封入して構成されており、一対の電極１３，１３は、それぞれの電極の重なり部分１６と、重なり部分１６から突出する引き出し部分１７とを有し、各電極１３，１３の引き出し部分１７は対応する露出電極１８，１８にそれぞれ接続され、封止体２０は、各露出電極１８，１８に対応する位置に開口部２３，２３が設けられており、この開口部２３の内周縁が露出電極１８に接合され、露出電極１８が開口部２３から露出して端子部をなしている。
【解決手段】この電気化学デバイス１０は、一対の電極１３，１３と、その間に介在されるセパレータ１５と、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体２０に封入して構成されており、一対の電極１３，１３は、それぞれの電極の重なり部分１６と、重なり部分１６から突出する引き出し部分１７とを有し、各電極１３，１３の引き出し部分１７は対応する露出電極１８，１８にそれぞれ接続され、封止体２０は、各露出電極１８，１８に対応する位置に開口部２３，２３が設けられており、この開口部２３の内周縁が露出電極１８に接合され、露出電極１８が開口部２３から露出して端子部をなしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話，デジタルスチルカメラ，ノートパソコン等の電気機器や、ハイブリッド電気自動車においては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池、更に電気二重層キャパシタやレドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタなどの、電荷を蓄積することができる、いわゆる電気化学デバイスが広く用いられている。
【０００３】
従来のこの種の電気化学デバイスとして、例えば、下記特許文献１には、リード端子が接続された正極シートと、セパレータと、同じくリード端子が接続された負極シートとを積層して構成された積層体を、非水電解液に含浸させた状態とし、この積層体を外装体に収納した電気化学デバイスが開示されている。図１２には、特許文献１の電気化学デバイスが示されているが、前記外装体３は、２枚の金属ラミネート材１，２を貼り合わされると共に一側辺が開口した形状をなしており（図１２（ｂ）参照）、この外装体３に積層体のリード端子４を開口部から突出するように収納して、外装体３の開口部を熱溶着することにより、外装体３の左右両側片からリード端子４が引き出された状態で、開口部が封止されている（図１２（ａ）参照）。
【０００４】
また、下記特許文献２には、図１３に示すように、一組の分極性電極５，５を、セパレータ６を介して相対向させると共に、各分極性電極５，５の外側に集電体５ａ，５ａを介して、分極性電極５，５に重なるようにしてリード取り出し部材７，７を設け、これにシート部材８によって、リード取り出し部材７，７の一部が露出するようにラミネートして構成された電気二重層キャパシタが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２１０２０１号公報
【特許文献２】特許第３００５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の電気化学デバイスの場合、外装体３の開口した一側辺からリード端子４を引き出した状態で、開口部が熱溶着されるので、図１２（ｂ）に示すように、リード端子４の左右両側部と、金属ラミネート材１，２内周との間に、段差のような隙間Ｓが生じ易く、外装体３の開口部をしっかりとシールさせることは難しい。そのため、この隙間Ｓから液漏れが生じ易く、また、外装体３内に水分等が浸入して性能が劣化するという不都合があった。
【０００６】
また、上記特許文献２の場合は、電気化学デバイスとして機能する、分極性電極５，５及び集電体５ａ，５ａに重なる部分に、リード取り出し部材７，７がそれぞれ設けられていて、これが露出するように構成されている。この場合、分極性電極５や集電体５ａに対する悪影響を考慮すると、シート部材８のリード取り出し部材７の露出部分の周縁を、加熱加圧して溶着する手段を採用することは難しく、生産性や信頼性に問題が生じる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、積層体とこれを収容する封止体とを密閉状態で封止して、そのシール性を向上させることができると共に、生産性や信頼性のよい封止手段を採用することができる、電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の電気化学デバイスは、一対の電極と、該一対の電極の間に介在されるセパレータと、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体に封入してなる電気化学デバイスにおいて、前記一対の電極は、それぞれの電極の重なり部分と、該重なり部分から突出する引き出し部分とを有し、一方の極性の電極の引き出し部分と、他方の極性の電極の引き出し部分は、それぞれ異なる位置にあって、かつ、前記単位積層体が複数層積層されている場合には、同じ極性の電極の引き出し部分どうしが整合するように配置されており、前記各電極の引き出し部分は対応する露出電極にそれぞれ接続されており、前記封止体は、前記各露出電極に対応する位置に開口部が設けられていて、この開口部の内周縁が前記露出電極に接合され、前記露出電極が前記開口部から露出して端子部をなしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、露出電極が、封止体の端縁から突出することなく、封止体の開口部から露出し、この開口部の内周縁が露出電極に接合されて気密性が保持されているので、露出電極の露出部における封止体と露出電極との間に段差のような隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体内に充填された電解液等が封止体から液漏れしたり、水分等が封止体内に侵入したりすることを防止できる。
【００１０】
また、各露出電極が位置する部分は、電気化学デバイスとして機能する、一対の電極やセパレータが重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用できる。
【００１１】
本発明の電気化学デバイスにおいては、前記一方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の一方の主面に形成され、前記他方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の同一または他方の少なくとも一方の主面に形成されていることが好ましい。この態様によれば、一方の極性の露出電極と、他方の極性の露出電極とが、封止体のそれぞれ同一または異なる主面に露出しているので、電気化学デバイスを収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の同一または対向する面に配置することができる。
【００１２】
本発明の電気化学デバイスにおいては、前記各露出電極を露出させる開口部が、各露出電極毎に、前記封止体の両主面に形成されていることが好ましい。この態様によれば、各露出電極がそれぞれ封止体の両主面に露出しているので、電気化学デバイスを収容する電気部品の接続端子の取付位置や構造の自由度を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の電気化学デバイスにおいては、前記封止体が、前記各露出電極が配置される部分に開口部を有し、一辺が開口された袋状又は両端面が開口した筒状をなしていて、前記単位積層体又はその複数積層物を前記開口した一辺又は端面から挿入して前記電解質を充填した状態で、前記各露出電極が配置された部分の開口部内周縁を前記各露出電極に接合し、前記開口した一辺又は端面を封止して構成されていることが好ましい。この態様によれば、予め袋状又は筒状に形成された封止体に、単位積層体又はその複数積層物を挿入して、封止することにより構成されるので、封止体の接合不良による気密性不良が更に発生しにくくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電気化学デバイスによれば、露出電極が、封止体の端縁から突出することなく、封止体の開口部から露出し、この開口部の内周縁が露出電極に接合されて気密性が保持されているので、露出電極の露出部における封止体と露出電極との間に隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体内の電解液等が液漏れしたり、水分等が封止体内に侵入したりすることを防止できる。
【００１５】
また、各露出電極が位置する部分は、電気デバイスとして機能する、一対の電極やセパレータが重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の電気デバイスは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池、更に電気二重層キャパシタやレドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタなどの、電荷を蓄積すると共に、その電荷を必要に応じて放出するためのもので、携帯電話，デジタルスチルカメラ，ノートパソコン等の電気機器や、ハイブリッド電気自動車等に、好適に利用される。
【００１７】
以下、本発明を電気化学デバイスの一種である電気化学キャパシタに適用した実施形態を挙げて説明する。
【００１８】
図１〜３には、電気二重層キャパシタに適用した本発明の電気化学デバイスの第１実施形態が示されている。
【００１９】
図１，２に示すように、この電気化学デバイス１０ａは、集電体１３ｂと、その表面に形成された分極性電極１３ａとで構成される電極１３を有している。ここで、集電体１３ｂとしては、例えばアルミニウム箔、分極性電極の表面にプラズマ溶射法や薄膜形成法により形成された金属層、導電性ゴム、導電性カーボンペースト、金属繊維、金属メッシュ等が用いられる。なお、金属としては、アルミニウム，タンタル，ニオブ，チタン，ハフニウム，ジルコニウム，亜鉛，タングステン，ビスマス，アンチモン等の、いわゆるバルブ金属（弁金属、バルブメタルともいう）を用いることができる。また、分極性電極１３ａとしては、表面積の大きな活性炭等の多孔質材料や、炭素繊維等が用いられる。
【００２０】
各電極１３間には、セパレータ１５が配置されている。セパレータ１５は、正極の分極性電極１３ａと負極の分極性電極１３ａとを絶縁すると共に、一対の電極１３，１３間の電解液中のイオンを移動可能とする部材で、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セルロース、アラミド樹脂等、或いは、それらを混合させた多孔性ポリマーフィルムや不織布等が用いられる。
【００２１】
また、一対の電極１３間には、図示しない電解質が充填される。電解質としては、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（Ｅｔ４ＮＢＦ４）、や下式（i）で表される化合物等が採用される。
【００２２】
Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｎ・・・（i）
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、不飽和結合，エーテル結合，アミド結合，又はエステル結合を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、又は、分子中に窒素原子を有してもよい炭素数４〜６のシクロアルキル基を表す）
上記電解質がプロピレンカーボネート（ＰＣ）、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、γ−ブチロラクトン、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、スルホラン、３−メチルスルホラン等の溶媒により溶解されることにより、電解液が形成されて、これが一対の電極１３，１３間に充填されるようになっている。なお、弗素を含む電解質は、水分が侵入すると弗酸を生じ、集電体１３ｂを腐食させる虞れがあるため、後述する封止体２０で厳密に封入する必要がある。
【００２３】
そして、一対の電極１３と、それらの間に配置されたセパレータ１５と、一対の電極１３間に充填された電解質とによって、単位積層体１１が構成されている。一対の電極１３間に正負の電圧を引加すると、電解液中のイオンが移動して、分極性電極１３ａの活性炭等の表面に集合し、電気二重層が形成される。この電気二重層がキャパシタとなり、充電がなされる。
【００２４】
単位積層体１１は、最低限１層有する必要があるが、充電容量を増大させるために、単位積層体１１を複数層積層して、１個の電気化学デバイスを構成することが好ましい。この実施形態の場合は、最外層に配置された１対の集電体１３ｂは、その内側となる片面のみに分極性電極１３ａが形成されているが、内側に配置された２枚の集電体１３ｂは、それらの両面に分極性電極１３ａが形成されて、例えば下面の分極性電極１３ａは下方の単位積層体１１の構成層となり、上面の分極性電極は上方の単位積層体１１の構成層となっている。こうして積層された電極１３は、交互に極性の異なる電極となり、一対の電極１３の間にセパレータ１５が配置された単位積層体１１を構成している。この実施形態では、合計３層の単位積層体１１が積層された構造をなしている。
【００２５】
また、図１（ｂ）及び図２に示すように、集電体１３ｂは、重なり部分１６と、長手方向の一方に突出した引き出し部分１７とを有している。そして、分極性電極１３ａは、集電体１３ｂの重なり部分１６のみに形成されている。なお、セパレータ１５は、上記重なり部分１６よりもやや広く形成されているが、引き出し部分１７よりは短くなっている。このため、各電極１３は、集電体１３ｂが交互に反対方向に突出してなる引き出し部分１７を有している。
【００２６】
長手方向の片方に突出した引き出し部分１７どうしは、一方の極の露出電極１８に溶接、半田付け等の手段によって接続され、上記と反対側に突出した引き出し部分１７どうしは、他方の極の露出電極１８に同じく溶接、半田付け等の手段によって接続されている。
【００２７】
上記のように構成された複数の単位積層体１１，１１からなる積層物は、封止体２０に封入されている。この実施形態の場合、図３（ａ）に示すように、封止体２０は、少なくとも前記単位積層体１１よりも長く、かつ、幅広とされた一対のフィルム部材２１，２１からなっており、一方のフィルム部材２１の長手方向両端部には、略長方形状をなした開口部２３，２３がそれぞれ設けられている。各開口部２３，２３は、一対のフィルム部材２１，２１により、複数の単位積層体１１，１１を挟み込んだときに、各電極１３から引き出された露出電極１８，１８に整合する位置に形成されている。したがって、封止体２０内に上記の複数の単位積層体１１，１１からなる積層物を封入したときに、図１（ａ），（ｂ）に示すように、封止体２０の一側面に形成された開口部２３，２３から、露出電極１８，１８が露出するようになっており、これにより各種電気機器等の接続端子を接続可能な、端子部が形成されている。
【００２８】
なお、各フィルム部材２１は、非透湿性と十分な強度を有するものであればよく、特に限定されないが、例えば、金属箔をラミネートされた合成樹脂フィルムなどが好ましく使用される。金属箔としては、アルミニウム等が好ましく、合成樹脂フィルムとしては、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、あるいはこれらの積層物（例えば、ナイロンをベース材とし、シーラントとしてポリプロピレンを積層させ、これらをポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂等で挟み込んだ構成）が好ましく用いられる。フィルム部材２１を溶着によって接合する場合には、少なくとも内面に熱溶着可能な樹脂層が設けられるようにすることが好ましい。
【００２９】
次に、上記構成からなる本発明の電気化学デバイスの製造方法について説明すると、まず、所定の組成でペースト状に形成された分極性電極材料を、集電体１３ｂの片面又は両面（最外層に配置されるものは片面、内側に配置されるものは両面）に所定厚さで塗布し、分極性電極１３ａを形成する。こうして電極１３を構成すると共に、これらの電極１３，１３間に所定のセパレータ１５を配置する。そして、図２に示すように、各構成部材を所定長さ重なり合うようして、積層させて重なり部分１６を形成する。その後、集電体１３ｂの同じ側に引き出された整合する引き出し部分１７どうしを、対応する露出電極１８に溶接、半田付け等の手段によって接合する。
【００３０】
次に、上記工程により接合された複数の単位積層体からなる積層物を、図３（ａ）に示す一対のフィルム部材２１，２１によって挟み込んで、一方のフィルム部材２１の開口部２３，２３に露出電極１８，１８をそれぞれ整合させると共に、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部どうしを重ね合わせる。その状態で、図１（ａ）の二点鎖線で示すように、周縁部の左右両辺及び上辺を溶着すると共に、開口部２３，２３の内周縁も各露出電極１８に接合させ、更に開口した下辺から電解液を注入して、これを各分極性電極１３ａに含浸させた後、同下辺を溶着する。これにより、封止体２０の全周が封止されると共に、開口部２３，２３の内周縁も封止され、更に、同開口部２３，２３から露出電極１８，１８を露出させた状態にして、これを端子部とした電気化学デバイス１０を製造することができる。
【００３１】
なお、封止体２０は、図３（ｂ）に示すように、縦長の一枚のフィルム部材２１ａの中間部を、折曲線Ｆを介して折り曲げて、その周縁部を溶着して形成してもよい。
【００３２】
上記のように製造された本発明の電気化学デバイス１０ａによれば、露出電極１８が、封止体２０の端縁から突出することなく、封止体２０の開口部２３から露出し、この開口部２３の内周縁が露出電極１８に接合されて気密性が保持されているので、前述した特許文献１のように（図１２参照）、露出電極１８の露出部における封止体２０と露出電極１８との間に段差のような隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体２０内に充填された電解液等が封止体から液漏れしたり、水分等が封止体２０内に侵入したりすることを防止できる。
【００３３】
また、この電気化学デバイス１０ａにおいては、一対の電極１３に重なり部分１６と、引き出し部分１７とを設けて、重なり部分１６に重ならない位置に、露出電極１８が配置されている。すなわち、各露出電極１８が位置する部分は、電気化学デバイスとして機能する、一対の電極１３，１３やセパレータ１５が重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用することができる。
【００３４】
更に、この実施形態においては、各露出電極１８，１８を露出させる開口部２３，２３が、封止体２０の同じ主面に形成されているので、電気化学デバイスを収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の同じ面に配置することができる。
【００３５】
なお、電気部品等の接続端子に端子部が接続された電気化学デバイス１０ａは、電界が印加されると、各単位積層体１１の一対の分極性電極１３ａ，１３ａの界面に、電解液中のプラスイオン又はマイナスイオンが吸着して、電気二重層が形成されて充電が行われることになる。
【００３６】
図４及び図５には、本発明の電気化学デバイスの第２実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｂは、前記第２実施形態の電気化学デバイス１０ａと比べて、露出電極１８と封止体２０の開口部の位置が異なるだけで、他の部分は同じである。
【００３８】
すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、この電気化学デバイス１０ｂの封止体２０は、上面側のフィルム部材２１の長手方向一端部（図中左側）に開口部２３が形成されていると共に、下面側のフィルム部材２１の長手方向他端部（図中右側）に開口部２３が形成されている。
【００３９】
また、図５を併せて参照すると、一方の露出電極１８（図中左側）は、その下面に集電体１３ｂの引き出し部１７が接合されており、他方の露出電極１８（図中右側）は、その上面に集電体１３ｂの引き出し部１７が接合されている。その結果、一方の極性の露出電極１８と、他方の極性の露出電極１８とが、封止体２０のそれぞれ異なる主面に露出している。これによれば、電気化学デバイス１０を収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の対向する面に配置することができる。
【００４０】
図６（ａ），（ｂ）には、本発明の電気化学デバイスの第３実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｃは、前記第１，第２の実施形態の電気化学デバイス１０ａ，１０ｂと比べ、封止体２０の形状が異なり他の部分は同じである。すなわち、この電気化学デバイス１０ｃの封止体２０は、一対のフィルム部材２１，２１の長手方向両端部にそれぞれ開口部２３，２３が設けられており、それにより各露出電極１８がそれぞれ封止体２０の両主面に露出するようになっている。その結果、電気化学デバイス１０を収容する電気部品の接続端子の取付位置や構造の自由度を高めることができる。
【００４２】
図７〜９には、本発明の電気化学デバイスの第４実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｄは、前記第１〜３の電気化学デバイスに比べて、露出電極１８の位置と、封止体の形状が異なっている。すなわち、図８に示すように、各集電体１３ｂは、その上辺の右側部分又は左側部分が上方に突出して引き出し部１７をなしており、その左右突出位置が１枚置きに交互に逆にされて、１枚置きに整合するようになっている。そして、右側部分に突出した引き出し部１７どうしが対応する右側の露出電極１８に接合され、左側部分に突出した引き出し部１７どうしが対応する左側の露出電極１８に接合されている。
【００４４】
また、図７（ａ）に示すように、この電気化学デバイス１０ｄの封止体２０ａは、一辺が開口した袋状をなしている。この袋状の封止体２０ａの開口部周縁には、その幅方向に沿って、２つの開口部２３，２３が並列して形成されている。
【００４５】
そして、図８に示した複数の単位積層体からなる積層物を、封止体２０ａの開口した上辺から挿入した後、電解液Ｌを充填して上辺を溶着することにより、封止体２０ａの上辺が封止されて、図７（ｂ）に示すような電気化学デバイス１０ｄが製造される。
【００４６】
この実施形態によれば、予め袋状に形成された封止体２０ａに、複数の単位積層体からなる積層物を挿入して、封止することにより構成されるので、封止体２０ａの接合不良による気密性不良が更に発生しにくくなる。
【００４７】
また、袋状の封止体２０ａは、図９に示すように、長手方向両端部に開口部２３，２３をそれぞれ設けたものであってもよい。更に、封止体としては、図１０に示すように、両端部が開口した円筒状の封止体２０ｂを採用してもよい。
【００４８】
図１１には、本発明の電気化学デバイスの第５実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｅは、前述した他の実施形態と同様に、所定数の単位積層体１１を封入してなる一方向に長く伸びる封止体２０を有している。そして、この実施形態では、この封止体２０の露出電極１８，１８がそれぞれ露出した長手向両端部を、図１１に示すように、内側にそれぞれ折り返された形状をなしている。なお、この実施形態では、封止体２０の長手方向両端部は、共に封止体２０の表面側に折り返されているが、どちらか一方を封止体２０の裏面側に折り返してもよい。この態様によれば、封止体２０の長手方向両端部を折り返したことにより、封止体２０をなるべく短くすることができ、電気化学デバイス１０ｅのコンパクト化を図ることが可能となる。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
単位積層体１１の積総数が異なる他は、図１、２に示すものと同様な電気化学デバイスを作製した。
【００５１】
すなわち、下記表１に示す組成の分極性電極材料を混練してペースト状にし、これに水を加えてペースト濃度を３７％としたペーストを作製し、集電体１３ｂ上に１００μｍの厚みで塗工して、分極性電極１３ａを形成した。そして、集電体１３ｂの片面に分極性電極１３ａを形成したものを２枚、集電体１３ｂの両面に分極性電極１３ａ，１３ａを形成したものを２枚作成した。そして、図５に示す配列で、分極性電極１３ａを形成した集電体１３ｂをそれぞれ並べ、各集電体１３ｂの引き出し部分１７を所定の向きに配置した状態で、それらの間にセパレータ１５を介在させて重ね合わせ、所定の接着剤で各構成部材をそれぞれ接合した。その後、各引き出し部分１７，１７の先端部を収束して、それに露出電極１８，１８を溶接によりそれぞれ接合させて、複数の単位積層体１１からなる積層物を製造した。更に、この積層物を、１５０℃、０．０１〜１０Ｐａの減圧下で、約１０時間乾燥させた。
【００５２】
封止体２０は、長手方向両端部に開口部２３，２３をそれぞれ設けたフィルム部材２１と、開口部２３のないフィルム部材２１とを用い、これを上記積層物の表裏両面に重ね合わせて、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部の左右両辺及び上辺、更に、開口部２３の内周縁を、１２０℃、３０ｋｇｆ／ｃｍ２（約３ＭＰａ）で１分間、加熱加圧して封止した。次いで、一対のフィルム部材２１，２１の開口した下辺から電解液を注入して、各分極性電極１３ａに同電解液を含浸させた後、余剰の電解液を封止体２０内から排出して、開口した下辺を他辺と同様の条件で加熱加圧して封止した。こうして、封止体２０の全周が封止されると共に、開口部２３の内周縁も封止された、電気化学デバイスを製造することができた。
【００５３】
【表１】
【００５４】
（実施例２）
上記実施例１と同様の材料を用いると共に、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部及び開口部２３の内周縁を、１５０℃、１０ａｔｍ（約１ＭＰａ）で１分間、加熱加圧したところ、１００個中、１００個の電気化学デバイスを、電解液が漏れたりすることなく製造することができた。
【００５５】
（比較例１）
実施例１と同様の材料を用いて、図１２に示す構造体を製造したところ（外装体３の端部からリード端子を引き出されてなる）、１００個中、９０個のみ製造できた。１０個は、開口部の隙間Ｓから電解液が漏れ出した。
【００５６】
（比較例２）
実施例１と同様の材料を用いて、図１３に示す構造体を製造したところ（分極性電極５及び集電体５ａに重なる部分に、リード取り出し部材７が設けられている）、１００個中、２０個のみ製造できた。８０個は、圧着時の圧力でリード取り出し部材７が露出した部分から、電解液が噴出した。
【００５７】
以上のように本発明の電気化学デバイスは、高いシール性を有しており、製造時の歩留まりを向上させることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の電気化学デバイスの第１実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図２】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図３】同電気化学デバイスの封止体を示しており、（ａ）はその平面図、（ｂ）は他の例を示す平面図である。
【図４】本発明の電気化学デバイスの第２実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図５】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の電気化学デバイスの第３実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図７】本発明の電気化学デバイスの第４実施形態を示しており、（ａ）は積層物封入前の状態を示す説明図、（ｂ）は積層物封入後の状態を示す説明図である。
【図８】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図９】同電気化学デバイスの封止体の他形状を示す説明図である。
【図１０】同電気化学デバイスの封止体の更に他の形状を示す説明図である。
【図１１】本発明の電気化学デバイスの第５実施形態を示す説明図である。
【図１２】従来の電気化学デバイスを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部拡大図である。
【図１３】従来の他の電気化学デバイスを示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 電気化学デバイス
１１ 単位積層体
１３ 電極
１５ セパレータ
１６ 重なり部分
１７ 引き出し部分
１８ 露出電極
２０ 封止体
２３ 開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話，デジタルスチルカメラ，ノートパソコン等の電気機器や、ハイブリッド電気自動車においては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池、更に電気二重層キャパシタやレドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタなどの、電荷を蓄積することができる、いわゆる電気化学デバイスが広く用いられている。
【０００３】
従来のこの種の電気化学デバイスとして、例えば、下記特許文献１には、リード端子が接続された正極シートと、セパレータと、同じくリード端子が接続された負極シートとを積層して構成された積層体を、非水電解液に含浸させた状態とし、この積層体を外装体に収納した電気化学デバイスが開示されている。図１２には、特許文献１の電気化学デバイスが示されているが、前記外装体３は、２枚の金属ラミネート材１，２を貼り合わされると共に一側辺が開口した形状をなしており（図１２（ｂ）参照）、この外装体３に積層体のリード端子４を開口部から突出するように収納して、外装体３の開口部を熱溶着することにより、外装体３の左右両側片からリード端子４が引き出された状態で、開口部が封止されている（図１２（ａ）参照）。
【０００４】
また、下記特許文献２には、図１３に示すように、一組の分極性電極５，５を、セパレータ６を介して相対向させると共に、各分極性電極５，５の外側に集電体５ａ，５ａを介して、分極性電極５，５に重なるようにしてリード取り出し部材７，７を設け、これにシート部材８によって、リード取り出し部材７，７の一部が露出するようにラミネートして構成された電気二重層キャパシタが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２１０２０１号公報
【特許文献２】特許第３００５９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の電気化学デバイスの場合、外装体３の開口した一側辺からリード端子４を引き出した状態で、開口部が熱溶着されるので、図１２（ｂ）に示すように、リード端子４の左右両側部と、金属ラミネート材１，２内周との間に、段差のような隙間Ｓが生じ易く、外装体３の開口部をしっかりとシールさせることは難しい。そのため、この隙間Ｓから液漏れが生じ易く、また、外装体３内に水分等が浸入して性能が劣化するという不都合があった。
【０００６】
また、上記特許文献２の場合は、電気化学デバイスとして機能する、分極性電極５，５及び集電体５ａ，５ａに重なる部分に、リード取り出し部材７，７がそれぞれ設けられていて、これが露出するように構成されている。この場合、分極性電極５や集電体５ａに対する悪影響を考慮すると、シート部材８のリード取り出し部材７の露出部分の周縁を、加熱加圧して溶着する手段を採用することは難しく、生産性や信頼性に問題が生じる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、積層体とこれを収容する封止体とを密閉状態で封止して、そのシール性を向上させることができると共に、生産性や信頼性のよい封止手段を採用することができる、電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の電気化学デバイスは、一対の電極と、該一対の電極の間に介在されるセパレータと、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体に封入してなる電気化学デバイスにおいて、前記一対の電極は、それぞれの電極の重なり部分と、該重なり部分から突出する引き出し部分とを有し、一方の極性の電極の引き出し部分と、他方の極性の電極の引き出し部分は、それぞれ異なる位置にあって、かつ、前記単位積層体が複数層積層されている場合には、同じ極性の電極の引き出し部分どうしが整合するように配置されており、前記各電極の引き出し部分は対応する露出電極にそれぞれ接続されており、前記封止体は、前記各露出電極に対応する位置に開口部が設けられていて、この開口部の内周縁が前記露出電極に接合され、前記露出電極が前記開口部から露出して端子部をなしていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、露出電極が、封止体の端縁から突出することなく、封止体の開口部から露出し、この開口部の内周縁が露出電極に接合されて気密性が保持されているので、露出電極の露出部における封止体と露出電極との間に段差のような隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体内に充填された電解液等が封止体から液漏れしたり、水分等が封止体内に侵入したりすることを防止できる。
【００１０】
また、各露出電極が位置する部分は、電気化学デバイスとして機能する、一対の電極やセパレータが重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用できる。
【００１１】
本発明の電気化学デバイスにおいては、前記一方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の一方の主面に形成され、前記他方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の同一または他方の少なくとも一方の主面に形成されていることが好ましい。この態様によれば、一方の極性の露出電極と、他方の極性の露出電極とが、封止体のそれぞれ同一または異なる主面に露出しているので、電気化学デバイスを収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の同一または対向する面に配置することができる。
【００１２】
本発明の電気化学デバイスにおいては、前記各露出電極を露出させる開口部が、各露出電極毎に、前記封止体の両主面に形成されていることが好ましい。この態様によれば、各露出電極がそれぞれ封止体の両主面に露出しているので、電気化学デバイスを収容する電気部品の接続端子の取付位置や構造の自由度を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の電気化学デバイスにおいては、前記封止体が、前記各露出電極が配置される部分に開口部を有し、一辺が開口された袋状又は両端面が開口した筒状をなしていて、前記単位積層体又はその複数積層物を前記開口した一辺又は端面から挿入して前記電解質を充填した状態で、前記各露出電極が配置された部分の開口部内周縁を前記各露出電極に接合し、前記開口した一辺又は端面を封止して構成されていることが好ましい。この態様によれば、予め袋状又は筒状に形成された封止体に、単位積層体又はその複数積層物を挿入して、封止することにより構成されるので、封止体の接合不良による気密性不良が更に発生しにくくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電気化学デバイスによれば、露出電極が、封止体の端縁から突出することなく、封止体の開口部から露出し、この開口部の内周縁が露出電極に接合されて気密性が保持されているので、露出電極の露出部における封止体と露出電極との間に隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体内の電解液等が液漏れしたり、水分等が封止体内に侵入したりすることを防止できる。
【００１５】
また、各露出電極が位置する部分は、電気デバイスとして機能する、一対の電極やセパレータが重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の電気デバイスは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池、更に電気二重層キャパシタやレドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタなどの、電荷を蓄積すると共に、その電荷を必要に応じて放出するためのもので、携帯電話，デジタルスチルカメラ，ノートパソコン等の電気機器や、ハイブリッド電気自動車等に、好適に利用される。
【００１７】
以下、本発明を電気化学デバイスの一種である電気化学キャパシタに適用した実施形態を挙げて説明する。
【００１８】
図１〜３には、電気二重層キャパシタに適用した本発明の電気化学デバイスの第１実施形態が示されている。
【００１９】
図１，２に示すように、この電気化学デバイス１０ａは、集電体１３ｂと、その表面に形成された分極性電極１３ａとで構成される電極１３を有している。ここで、集電体１３ｂとしては、例えばアルミニウム箔、分極性電極の表面にプラズマ溶射法や薄膜形成法により形成された金属層、導電性ゴム、導電性カーボンペースト、金属繊維、金属メッシュ等が用いられる。なお、金属としては、アルミニウム，タンタル，ニオブ，チタン，ハフニウム，ジルコニウム，亜鉛，タングステン，ビスマス，アンチモン等の、いわゆるバルブ金属（弁金属、バルブメタルともいう）を用いることができる。また、分極性電極１３ａとしては、表面積の大きな活性炭等の多孔質材料や、炭素繊維等が用いられる。
【００２０】
各電極１３間には、セパレータ１５が配置されている。セパレータ１５は、正極の分極性電極１３ａと負極の分極性電極１３ａとを絶縁すると共に、一対の電極１３，１３間の電解液中のイオンを移動可能とする部材で、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、セルロース、アラミド樹脂等、或いは、それらを混合させた多孔性ポリマーフィルムや不織布等が用いられる。
【００２１】
また、一対の電極１３間には、図示しない電解質が充填される。電解質としては、例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（Ｅｔ４ＮＢＦ４）、や下式（i）で表される化合物等が採用される。
【００２２】
Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｎ・・・（i）
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、不飽和結合，エーテル結合，アミド結合，又はエステル結合を有してもよい炭素数１〜６のアルキル基、又は、分子中に窒素原子を有してもよい炭素数４〜６のシクロアルキル基を表す）
上記電解質がプロピレンカーボネート（ＰＣ）、アセトニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、γ−ブチロラクトン、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、スルホラン、３−メチルスルホラン等の溶媒により溶解されることにより、電解液が形成されて、これが一対の電極１３，１３間に充填されるようになっている。なお、弗素を含む電解質は、水分が侵入すると弗酸を生じ、集電体１３ｂを腐食させる虞れがあるため、後述する封止体２０で厳密に封入する必要がある。
【００２３】
そして、一対の電極１３と、それらの間に配置されたセパレータ１５と、一対の電極１３間に充填された電解質とによって、単位積層体１１が構成されている。一対の電極１３間に正負の電圧を引加すると、電解液中のイオンが移動して、分極性電極１３ａの活性炭等の表面に集合し、電気二重層が形成される。この電気二重層がキャパシタとなり、充電がなされる。
【００２４】
単位積層体１１は、最低限１層有する必要があるが、充電容量を増大させるために、単位積層体１１を複数層積層して、１個の電気化学デバイスを構成することが好ましい。この実施形態の場合は、最外層に配置された１対の集電体１３ｂは、その内側となる片面のみに分極性電極１３ａが形成されているが、内側に配置された２枚の集電体１３ｂは、それらの両面に分極性電極１３ａが形成されて、例えば下面の分極性電極１３ａは下方の単位積層体１１の構成層となり、上面の分極性電極は上方の単位積層体１１の構成層となっている。こうして積層された電極１３は、交互に極性の異なる電極となり、一対の電極１３の間にセパレータ１５が配置された単位積層体１１を構成している。この実施形態では、合計３層の単位積層体１１が積層された構造をなしている。
【００２５】
また、図１（ｂ）及び図２に示すように、集電体１３ｂは、重なり部分１６と、長手方向の一方に突出した引き出し部分１７とを有している。そして、分極性電極１３ａは、集電体１３ｂの重なり部分１６のみに形成されている。なお、セパレータ１５は、上記重なり部分１６よりもやや広く形成されているが、引き出し部分１７よりは短くなっている。このため、各電極１３は、集電体１３ｂが交互に反対方向に突出してなる引き出し部分１７を有している。
【００２６】
長手方向の片方に突出した引き出し部分１７どうしは、一方の極の露出電極１８に溶接、半田付け等の手段によって接続され、上記と反対側に突出した引き出し部分１７どうしは、他方の極の露出電極１８に同じく溶接、半田付け等の手段によって接続されている。
【００２７】
上記のように構成された複数の単位積層体１１，１１からなる積層物は、封止体２０に封入されている。この実施形態の場合、図３（ａ）に示すように、封止体２０は、少なくとも前記単位積層体１１よりも長く、かつ、幅広とされた一対のフィルム部材２１，２１からなっており、一方のフィルム部材２１の長手方向両端部には、略長方形状をなした開口部２３，２３がそれぞれ設けられている。各開口部２３，２３は、一対のフィルム部材２１，２１により、複数の単位積層体１１，１１を挟み込んだときに、各電極１３から引き出された露出電極１８，１８に整合する位置に形成されている。したがって、封止体２０内に上記の複数の単位積層体１１，１１からなる積層物を封入したときに、図１（ａ），（ｂ）に示すように、封止体２０の一側面に形成された開口部２３，２３から、露出電極１８，１８が露出するようになっており、これにより各種電気機器等の接続端子を接続可能な、端子部が形成されている。
【００２８】
なお、各フィルム部材２１は、非透湿性と十分な強度を有するものであればよく、特に限定されないが、例えば、金属箔をラミネートされた合成樹脂フィルムなどが好ましく使用される。金属箔としては、アルミニウム等が好ましく、合成樹脂フィルムとしては、例えばポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、あるいはこれらの積層物（例えば、ナイロンをベース材とし、シーラントとしてポリプロピレンを積層させ、これらをポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂等で挟み込んだ構成）が好ましく用いられる。フィルム部材２１を溶着によって接合する場合には、少なくとも内面に熱溶着可能な樹脂層が設けられるようにすることが好ましい。
【００２９】
次に、上記構成からなる本発明の電気化学デバイスの製造方法について説明すると、まず、所定の組成でペースト状に形成された分極性電極材料を、集電体１３ｂの片面又は両面（最外層に配置されるものは片面、内側に配置されるものは両面）に所定厚さで塗布し、分極性電極１３ａを形成する。こうして電極１３を構成すると共に、これらの電極１３，１３間に所定のセパレータ１５を配置する。そして、図２に示すように、各構成部材を所定長さ重なり合うようして、積層させて重なり部分１６を形成する。その後、集電体１３ｂの同じ側に引き出された整合する引き出し部分１７どうしを、対応する露出電極１８に溶接、半田付け等の手段によって接合する。
【００３０】
次に、上記工程により接合された複数の単位積層体からなる積層物を、図３（ａ）に示す一対のフィルム部材２１，２１によって挟み込んで、一方のフィルム部材２１の開口部２３，２３に露出電極１８，１８をそれぞれ整合させると共に、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部どうしを重ね合わせる。その状態で、図１（ａ）の二点鎖線で示すように、周縁部の左右両辺及び上辺を溶着すると共に、開口部２３，２３の内周縁も各露出電極１８に接合させ、更に開口した下辺から電解液を注入して、これを各分極性電極１３ａに含浸させた後、同下辺を溶着する。これにより、封止体２０の全周が封止されると共に、開口部２３，２３の内周縁も封止され、更に、同開口部２３，２３から露出電極１８，１８を露出させた状態にして、これを端子部とした電気化学デバイス１０を製造することができる。
【００３１】
なお、封止体２０は、図３（ｂ）に示すように、縦長の一枚のフィルム部材２１ａの中間部を、折曲線Ｆを介して折り曲げて、その周縁部を溶着して形成してもよい。
【００３２】
上記のように製造された本発明の電気化学デバイス１０ａによれば、露出電極１８が、封止体２０の端縁から突出することなく、封止体２０の開口部２３から露出し、この開口部２３の内周縁が露出電極１８に接合されて気密性が保持されているので、前述した特許文献１のように（図１２参照）、露出電極１８の露出部における封止体２０と露出電極１８との間に段差のような隙間が生じにくく、高いシール性を得ることができ、封止体２０内に充填された電解液等が封止体から液漏れしたり、水分等が封止体２０内に侵入したりすることを防止できる。
【００３３】
また、この電気化学デバイス１０ａにおいては、一対の電極１３に重なり部分１６と、引き出し部分１７とを設けて、重なり部分１６に重ならない位置に、露出電極１８が配置されている。すなわち、各露出電極１８が位置する部分は、電気化学デバイスとして機能する、一対の電極１３，１３やセパレータ１５が重なった部分ではないので、加熱加圧して溶着するなどの生産性や信頼性のよい封止手段を採用することができる。
【００３４】
更に、この実施形態においては、各露出電極１８，１８を露出させる開口部２３，２３が、封止体２０の同じ主面に形成されているので、電気化学デバイスを収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の同じ面に配置することができる。
【００３５】
なお、電気部品等の接続端子に端子部が接続された電気化学デバイス１０ａは、電界が印加されると、各単位積層体１１の一対の分極性電極１３ａ，１３ａの界面に、電解液中のプラスイオン又はマイナスイオンが吸着して、電気二重層が形成されて充電が行われることになる。
【００３６】
図４及び図５には、本発明の電気化学デバイスの第２実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｂは、前記第２実施形態の電気化学デバイス１０ａと比べて、露出電極１８と封止体２０の開口部の位置が異なるだけで、他の部分は同じである。
【００３８】
すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、この電気化学デバイス１０ｂの封止体２０は、上面側のフィルム部材２１の長手方向一端部（図中左側）に開口部２３が形成されていると共に、下面側のフィルム部材２１の長手方向他端部（図中右側）に開口部２３が形成されている。
【００３９】
また、図５を併せて参照すると、一方の露出電極１８（図中左側）は、その下面に集電体１３ｂの引き出し部１７が接合されており、他方の露出電極１８（図中右側）は、その上面に集電体１３ｂの引き出し部１７が接合されている。その結果、一方の極性の露出電極１８と、他方の極性の露出電極１８とが、封止体２０のそれぞれ異なる主面に露出している。これによれば、電気化学デバイス１０を収容する電気部品や電気機器の接続端子を、収容部の対向する面に配置することができる。
【００４０】
図６（ａ），（ｂ）には、本発明の電気化学デバイスの第３実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｃは、前記第１，第２の実施形態の電気化学デバイス１０ａ，１０ｂと比べ、封止体２０の形状が異なり他の部分は同じである。すなわち、この電気化学デバイス１０ｃの封止体２０は、一対のフィルム部材２１，２１の長手方向両端部にそれぞれ開口部２３，２３が設けられており、それにより各露出電極１８がそれぞれ封止体２０の両主面に露出するようになっている。その結果、電気化学デバイス１０を収容する電気部品の接続端子の取付位置や構造の自由度を高めることができる。
【００４２】
図７〜９には、本発明の電気化学デバイスの第４実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｄは、前記第１〜３の電気化学デバイスに比べて、露出電極１８の位置と、封止体の形状が異なっている。すなわち、図８に示すように、各集電体１３ｂは、その上辺の右側部分又は左側部分が上方に突出して引き出し部１７をなしており、その左右突出位置が１枚置きに交互に逆にされて、１枚置きに整合するようになっている。そして、右側部分に突出した引き出し部１７どうしが対応する右側の露出電極１８に接合され、左側部分に突出した引き出し部１７どうしが対応する左側の露出電極１８に接合されている。
【００４４】
また、図７（ａ）に示すように、この電気化学デバイス１０ｄの封止体２０ａは、一辺が開口した袋状をなしている。この袋状の封止体２０ａの開口部周縁には、その幅方向に沿って、２つの開口部２３，２３が並列して形成されている。
【００４５】
そして、図８に示した複数の単位積層体からなる積層物を、封止体２０ａの開口した上辺から挿入した後、電解液Ｌを充填して上辺を溶着することにより、封止体２０ａの上辺が封止されて、図７（ｂ）に示すような電気化学デバイス１０ｄが製造される。
【００４６】
この実施形態によれば、予め袋状に形成された封止体２０ａに、複数の単位積層体からなる積層物を挿入して、封止することにより構成されるので、封止体２０ａの接合不良による気密性不良が更に発生しにくくなる。
【００４７】
また、袋状の封止体２０ａは、図９に示すように、長手方向両端部に開口部２３，２３をそれぞれ設けたものであってもよい。更に、封止体としては、図１０に示すように、両端部が開口した円筒状の封止体２０ｂを採用してもよい。
【００４８】
図１１には、本発明の電気化学デバイスの第５実施形態が示されている。なお、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この実施形態の電気化学デバイス１０ｅは、前述した他の実施形態と同様に、所定数の単位積層体１１を封入してなる一方向に長く伸びる封止体２０を有している。そして、この実施形態では、この封止体２０の露出電極１８，１８がそれぞれ露出した長手向両端部を、図１１に示すように、内側にそれぞれ折り返された形状をなしている。なお、この実施形態では、封止体２０の長手方向両端部は、共に封止体２０の表面側に折り返されているが、どちらか一方を封止体２０の裏面側に折り返してもよい。この態様によれば、封止体２０の長手方向両端部を折り返したことにより、封止体２０をなるべく短くすることができ、電気化学デバイス１０ｅのコンパクト化を図ることが可能となる。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
単位積層体１１の積総数が異なる他は、図１、２に示すものと同様な電気化学デバイスを作製した。
【００５１】
すなわち、下記表１に示す組成の分極性電極材料を混練してペースト状にし、これに水を加えてペースト濃度を３７％としたペーストを作製し、集電体１３ｂ上に１００μｍの厚みで塗工して、分極性電極１３ａを形成した。そして、集電体１３ｂの片面に分極性電極１３ａを形成したものを２枚、集電体１３ｂの両面に分極性電極１３ａ，１３ａを形成したものを２枚作成した。そして、図５に示す配列で、分極性電極１３ａを形成した集電体１３ｂをそれぞれ並べ、各集電体１３ｂの引き出し部分１７を所定の向きに配置した状態で、それらの間にセパレータ１５を介在させて重ね合わせ、所定の接着剤で各構成部材をそれぞれ接合した。その後、各引き出し部分１７，１７の先端部を収束して、それに露出電極１８，１８を溶接によりそれぞれ接合させて、複数の単位積層体１１からなる積層物を製造した。更に、この積層物を、１５０℃、０．０１〜１０Ｐａの減圧下で、約１０時間乾燥させた。
【００５２】
封止体２０は、長手方向両端部に開口部２３，２３をそれぞれ設けたフィルム部材２１と、開口部２３のないフィルム部材２１とを用い、これを上記積層物の表裏両面に重ね合わせて、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部の左右両辺及び上辺、更に、開口部２３の内周縁を、１２０℃、３０ｋｇｆ／ｃｍ２（約３ＭＰａ）で１分間、加熱加圧して封止した。次いで、一対のフィルム部材２１，２１の開口した下辺から電解液を注入して、各分極性電極１３ａに同電解液を含浸させた後、余剰の電解液を封止体２０内から排出して、開口した下辺を他辺と同様の条件で加熱加圧して封止した。こうして、封止体２０の全周が封止されると共に、開口部２３の内周縁も封止された、電気化学デバイスを製造することができた。
【００５３】
【表１】
【００５４】
（実施例２）
上記実施例１と同様の材料を用いると共に、一対のフィルム部材２１，２１の周縁部及び開口部２３の内周縁を、１５０℃、１０ａｔｍ（約１ＭＰａ）で１分間、加熱加圧したところ、１００個中、１００個の電気化学デバイスを、電解液が漏れたりすることなく製造することができた。
【００５５】
（比較例１）
実施例１と同様の材料を用いて、図１２に示す構造体を製造したところ（外装体３の端部からリード端子を引き出されてなる）、１００個中、９０個のみ製造できた。１０個は、開口部の隙間Ｓから電解液が漏れ出した。
【００５６】
（比較例２）
実施例１と同様の材料を用いて、図１３に示す構造体を製造したところ（分極性電極５及び集電体５ａに重なる部分に、リード取り出し部材７が設けられている）、１００個中、２０個のみ製造できた。８０個は、圧着時の圧力でリード取り出し部材７が露出した部分から、電解液が噴出した。
【００５７】
以上のように本発明の電気化学デバイスは、高いシール性を有しており、製造時の歩留まりを向上させることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の電気化学デバイスの第１実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図２】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図３】同電気化学デバイスの封止体を示しており、（ａ）はその平面図、（ｂ）は他の例を示す平面図である。
【図４】本発明の電気化学デバイスの第２実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図５】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の電気化学デバイスの第３実施形態を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図７】本発明の電気化学デバイスの第４実施形態を示しており、（ａ）は積層物封入前の状態を示す説明図、（ｂ）は積層物封入後の状態を示す説明図である。
【図８】同電気化学デバイスの内部に封入される積層物の構造を示す斜視図である。
【図９】同電気化学デバイスの封止体の他形状を示す説明図である。
【図１０】同電気化学デバイスの封止体の更に他の形状を示す説明図である。
【図１１】本発明の電気化学デバイスの第５実施形態を示す説明図である。
【図１２】従来の電気化学デバイスを示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部拡大図である。
【図１３】従来の他の電気化学デバイスを示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 電気化学デバイス
１１ 単位積層体
１３ 電極
１５ セパレータ
１６ 重なり部分
１７ 引き出し部分
１８ 露出電極
２０ 封止体
２３ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、該一対の電極の間に介在されるセパレータと、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体に封入してなる電気化学デバイスにおいて、
前記一対の電極は、それぞれの電極の重なり部分と、該重なり部分から突出する引き出し部分とを有し、
一方の極性の電極の引き出し部分と、他方の極性の電極の引き出し部分は、それぞれ異なる位置にあって、かつ、前記単位積層体が複数層積層されている場合には、同じ極性の電極の引き出し部分どうしが整合するように配置されており、前記各電極の引き出し部分は対応する露出電極にそれぞれ接続されており、
前記封止体は、前記各露出電極に対応する位置に開口部が設けられていて、この開口部の内周縁が前記露出電極に接合され、前記露出電極が前記開口部から露出して端子部をなしていることを特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記一方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の一方の主面に形成され、前記他方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の同一または他方の少なくとも一方の主面に形成されている請求項１記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記各露出電極を露出させる開口部が、各露出電極毎に、前記封止体の両主面に形成されている請求項１記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記封止体が、前記各露出電極が配置される部分に開口部を有し、一辺が開口された袋状又は両端面が開口した筒状をなしていて、前記単位積層体又はその複数積層物を前記開口した一辺又は端面から挿入して前記電解質を充填した状態で、前記各露出電極が配置された部分の開口部内周縁を前記各露出電極に接合し、前記開口した一辺又は端面を封止して構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気化学デバイス。
【請求項１】
一対の電極と、該一対の電極の間に介在されるセパレータと、一対の電極間に充填される電解質とを含む単位積層体を一層又は複数層積層して、封止体に封入してなる電気化学デバイスにおいて、
前記一対の電極は、それぞれの電極の重なり部分と、該重なり部分から突出する引き出し部分とを有し、
一方の極性の電極の引き出し部分と、他方の極性の電極の引き出し部分は、それぞれ異なる位置にあって、かつ、前記単位積層体が複数層積層されている場合には、同じ極性の電極の引き出し部分どうしが整合するように配置されており、前記各電極の引き出し部分は対応する露出電極にそれぞれ接続されており、
前記封止体は、前記各露出電極に対応する位置に開口部が設けられていて、この開口部の内周縁が前記露出電極に接合され、前記露出電極が前記開口部から露出して端子部をなしていることを特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記一方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の一方の主面に形成され、前記他方の極性の露出電極を露出させる開口部が前記封止体の同一または他方の少なくとも一方の主面に形成されている請求項１記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記各露出電極を露出させる開口部が、各露出電極毎に、前記封止体の両主面に形成されている請求項１記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記封止体が、前記各露出電極が配置される部分に開口部を有し、一辺が開口された袋状又は両端面が開口した筒状をなしていて、前記単位積層体又はその複数積層物を前記開口した一辺又は端面から挿入して前記電解質を充填した状態で、前記各露出電極が配置された部分の開口部内周縁を前記各露出電極に接合し、前記開口した一辺又は端面を封止して構成されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気化学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−３００４６７（Ｐ２００８−３００４６７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２７９３（Ｐ２００７−１４２７９３）
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月３０日（２００７．５．３０）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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