CN102842699A - 电化学电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电化学电池及其制造方法。本发明提供一种使用了小型外装容器的电化学电池，其能够大电流放电。本发明提出了一种电化学电池，其由外装容器、电池芯(7)、电解质构成，所述外装容器由座部(1)和盖(6)构成，所述电池芯(7)被装在上述座部(1)中，其中，所述电化学电池具有至少一个衬膜(2)和连接端子(4)，所述衬膜(2)形成在上述座部(1)的内侧面，并由电子管金属构成，所述连接端子(4)设置在上述座部(1)的外侧面，与上述衬膜(2)电连接，并且具有电池芯引线(8)通过焊接与上述衬膜(2)连接的结构，所述电池芯引线(8)是所述电池芯的延长部。

Description

电化学电池及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及电化学电池。

【背景技术】

以往，电化学电池被用作钟表功能的备用电源、半导体的存储的备用电源、微型计算机、IC存储等电子装置预备电源、太阳能钟表的电池、马达驱动用的电源等，近年也作为电力汽车的电源、能量转换·储藏系统的辅助贮电单元等进行了研究。

另外，现有的电化学电池是硬币或纽扣这样的圆形，因此，为了进行回焊，需要将端子等预先焊接到壳体上，鉴于部件点数的增加和制造工时的增加，成本增高。再者，在基板上需要设置端子的空间，在小型化方面存在极限。

为了解决这样的问题，提出了一种双电层电容器，其在将发电要素(下文中称作电池芯)和电解质装在具有凹部的容器中，并将开口部用罩(盖)密封(例如，专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2001-216952号公报

【发明内容】

【发明所要解决的课题】

基于上述的构成的电化学电池适合于存储备份用途，作为电化学电池的放电电流，其范围是几微安到高达几毫安。但是，作为电化学电池的用途，出现了新的用途(以下称作大电流放电用途)，即以几百微秒到几秒的脉冲宽度，进行几百毫安到几安的电流的放电，使电子机器所配有的LED等光源闪烁或者间歇地对小型马达进行驱动等。基于上述的构成的电化学电池中，有时接触电阻值是几欧姆的水平，在放电的开始时产生了较大的电压降低，难以满足预定的功能。

本发明的目的是在使用了小型外装容器的电化学电池能够大电流放电。

为了实现上述目的，本发明采用下述的构成。

技术方案1的发明是一种电化学电池(電気化学セル)，其由外装容器、2个以上的电池芯引线(セルリード)、电池芯(セル)、电解质构成，所述外装容器由座部(ベース)和盖(リッド)构成，所述电池芯引线是上述电池芯的延长部，所述电池芯被装在上述外装容器中；其特征在于，所述电化学电池具有由电子管金属(弁金属)形成在上述座部的内侧面的衬膜(パッド膜)和设置在上述座部的外侧面与上述衬膜电连接的连接端子，并且至少一个上述电池芯引线通过焊接与上述衬膜连接。

根据技术方案1的发明，电池芯引线与衬膜通过焊接而相连接，因此，与使用导电性接合剂的现有方法相比，能够实现接触电阻(接続抵抗)值更小的电化学电池。由此，大电流放电变得可能。

技术方案2的发明是技术方案1所述的电化学电池，其中，上述衬膜的厚度为5μm～100μm。

技术方案3的发明是技术方案1所述的电化学电池，其中，上述衬膜的厚度为10μm～30μm。

根据技术方案2和3的发明，能够在防止位于衬膜(パット膜)之下的电极的溶解，同时能够通过焊接与电池芯引线接合，而且不会对座部部件造成损伤。因此，大电流放电变得可能。

技术方案4的发明是技术方案1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述衬膜含有铝。

根据技术方案4的发明，由于衬膜含有铝，所以衬膜柔软，容易焊接，并且由于铝本身的电阻率低，所以能够减小焊接导致的接触电阻。另外，由于含有铝，化学性质稳定，能够长期稳定地进行大电流放电。

技术方案5的发明是技术方案1～4任一项所述的电化学电池，其中，上述焊接是超声波焊接或射束焊接(ビーム溶接)。

根据技术方案5的发明，通过采用超声波焊接或射束焊接，能够仅在局部范围有效率地设置连接部而不会对成为座部的部件造成损伤，并且，连接部(接続部)引起上述部件的接合界面的原子的扩散，所以能够实现具有足够低的接触电阻值的电化学电池。因此，大电流放电变得可能。

技术方案6的发明是技术方案1～5任一项所述的电化学电池，其中，上述座部由陶瓷或玻璃构成。

根据技术方案6的发明，能够使用玻璃实现配线电阻和接触电阻低的电化学电池。由于能够利用尺寸较长的玻璃板作为原材料，所以还能通过增加型腔数目(取り個数)，由此还实现了制造成本的降低。

技术方案7的发明是技术方案1～6任一项所述的电化学电池，其中，上述电池芯引线由铝、镍或铜构成。

根据技术方案7的发明，能够将接触电阻值抑制得充分低。

技术方案8的发明是技术方案1～7任一项所述的电化学电池，其中，上述电池芯引线之中，正极和负极的上述电池芯引线均被焊接到上述衬膜。

技术方案9的发明是技术方案1～7任一项所述的电化学电池，其中，负极的上述电池芯引线与上述盖电连接。

根据技术方案9的发明，能够将接触电阻值抑制得充分低。

技术方案10的发明是技术方案1～9任一项所述的电化学电池，其中，通过埋设在座部内部的座部内端子，上述衬膜与上述连接端子连接。

根据技术方案10的发明，由于在座部具有至少一个导电性的座部内端子，因此能够缩短配线图案，从而能够降低配线电阻值。因此，大电流放电变得可能。

另外，根据技术方案10的发明，座部内端子贯通座部的内侧面和外侧面，从而衬膜和连接端子相连接，由此，能够使衬膜和连接端子间的距离足够短。因而，能够充分降低配线电阻。另外，即使外装容器的尺寸增大，也能够抑制配线电阻值的增加。因此，大电流放电变得可能。

技术方案11的发明是技术方案1～10任一项所述的电化学电池，其中，上述外装容器是将凹状的上述座部和板状的盖直接封口或通过接合金属部件封口的结构。

根据技术方案11的发明，能够充分降低接触电阻值。

技术方案12的发明是技术方案10所述的电化学电池，其中，上述座部由第一座部和第二座部构成，所述第一座部是上述外装容器的外侧的层，所述第二座部是内侧的层；上述座部内端子贯通上述第二座部；上述连接端子在上述第一座部和上述第二座部的分界面延伸设置，并与上述座部内端子连接。

根据技术方案12的发明，与使贯通孔一直贯通到座部的底面的方式相比，能够抑制向座部外侧面的漏液，这种漏液在电解质含有液体的情况下有可能发生。另外，还能够抑制配线电阻。此外，电池芯引线和衬膜是通过焊接连接的，因此，与导电性接合剂相比，能够进一步降低接触电阻值。

技术方案13的发明是技术方案1～9任一项所述的电化学电池，其中，通过在上述座部的内侧面延伸设置的配线图案，上述衬膜与上述连接端子连接。

根据技术方案13的发明，能够抑制在电解质含有液体的情况下有可能发生的向座部外侧面的漏液。另外，电化学电池由于电池芯引线和衬膜具有通过焊接连接的结构，所以能够实现更低的接触电阻。

技术方案14的发明是技术方案13所述的电化学电池，其中，上述配线图案由保护膜覆盖，不在电解质中露出。

根据技术方案14的发明，配线图案没有外露于电解质。因此，配线图案不发生溶解，电化学电池能够长期维持稳定的品质。

技术方案15的发明是技术方案1～11的任一项所述的电化学电池，其中，上述座部是平板状，上述盖是凹状。

根据技术方案15的发明，能够充分抑制配线电阻和接触电阻。另外，能够对金属制盖进行常用的深冲加工等，制成深的凹状容器。因此，能够实现大电容(容量)的电化学电池而不会大幅升高制造成本。

技术方案16的发明是技术方案15所述的电化学电池，其中，上述座部或上述盖具有小孔，上述小孔由密封栓密封。

根据技术方案16的发明，其具有如下优点：能够在注入电解质之前进行焊接。

技术方案17的发明是技术方案15或16所述的电化学电池，其中，上述座部部件在与上述接合部件相接的面具有台阶，上述台阶嵌有上述金属接合部件。

根据技术方案17的发明，在盖倒过来的状态填充电解质后，将电池芯配置在盖中，也能减少从盖溢出的电解质量。因此，即使在填充了电解质的状态也能容易地进行座部与盖的焊接。因此，盖不需要小孔，可省略利用密封栓的密封工序。

技术方案18的发明是技术方案1～8任一项所述的电化学电池，其中，上述座部部件和上述盖是平板状，并通过金属侧壁进行了密封。

根据技术方案18的发明，能够充分抑制配线电阻和接触电阻。另外，作为侧面使用的筒状金属能够利用中空管坯等标准件。因此，能够实现大电容的电化学电池而不大幅增加制造成本。

技术方案19的发明是技术方案18所述的电化学电池，其中，正极的上述电池芯引线连接在上述金属侧壁。

根据技术方案19的发明，能够将接触电阻值抑制得充分低。

技术方案20的发明是电化学电池的制造方法，其中，所述制造方法包括衬膜形成工序、电池芯引线/衬膜焊接工序、将电池芯装在座部的工序、填充电解质的工序和将盖接合在座部的工序，所述衬膜形成工序在构成外装容器的座部的内侧面形成衬膜，所述电池芯引线/衬膜焊接工序通过焊接将电池芯引线和上述衬膜连接。

根据技术方案20的发明，其包括衬膜形成工序、电池芯引线/衬膜焊接工序、将电池芯装在座部的工序、填充电解质的工序和将盖接合在座部的工序，所述衬膜形成工序在构成外装容器的座部的内侧面形成衬膜，所述电池芯引线/衬膜焊接工序通过焊接将电池芯引线和上述衬膜连接，所以能够实现接触电阻值足够低的电化学电池。

技术方案21的发明是技术方案20所述的电化学电池的制造方法，其中，上述电池芯引线和上述衬膜的焊接工序采用超声波焊接或射束焊接。

根据技术方案21的发明，由于使用超声波焊接或射束焊接，所以能够仅在局部范围有效率地设置连接部而不对成为座部的陶瓷部件造成损伤，并且连接部引起上述部件的接合界面的原子的扩散，因而能实现具有足够低的接触电阻值的电化学电池。

【发明的效果】

根据本发明，电池芯引线和衬膜通过焊接连接，因此，与使用导电性接合剂的现有的方法相比，能够实现更低的接触电阻值，能够实现可大电流放电的电化学电池。

【附图说明】

【图1】说明本发明的电化学电池的图。

【图2】示出本发明的电化学电池的衬膜与座部内端子和连接端子的关系的图。

【图3】说明本发明的电化学电池的电池芯引线和衬膜的焊接的图。

【图4】示出本发明的电化学电池的变形例的图。

【图5】示出本发明的电化学电池的变形例的图。

【图6】示出本发明的电化学电池的变形例的图。

【图7】示出本发明的电化学电池的变形例的图。

【图8】示出本发明的电化学电池的变形例的图。

【图9】示出本发明的电化学电池的制造流程的图。

【图10】说明本发明实施例1的电阻值的详细内容的示意图。

【图11】表示现有的电化学电池的图。

【符号说明】

1                 座部

1a                座部内侧面

1b                座部外侧面

1c                座部侧面

1d                座部底面构成板

1e                座部底面构成板

1f                座部侧壁内侧面

2                 衬膜

3                 座部内端子

4                 连接端子

4b                延长部

5                 接合金属部件

6                 盖

6a                内腔型盖

6b                密封栓

7                 电池芯

8                 电池芯引线

8a                电池芯引线和衬膜的焊接区域

8b                正极的电池芯引线

8c                负极的电池芯引线

9                 超声波焊接用焊头

9a                焊头前端

10、10a、10b      配线图案

11                保护膜

12                金属侧壁

【具体实施方式】

下面基于附图对本发明的电化学电池进行说明。本发明的电化学电池主要安装在个人计算机、小型便携机器内部的基板上使用。图1(a)是本发明的电化学电池的外观图。虽然作为一个例子用长方体的形状示意的，但也可以是轨道形状、圆筒形状。本发明的电化学电池具有座部1和盖6作为外装部件，所述座部1发挥容纳作为发电要素的电池芯的容器的功能，所述盖6作为将其开口部气密塞住的封口板发挥功能。本发明的电化学电池的外装容器由该座部1和盖6密封。

图1(b)是示出图1(a)的AA截面的图。电池芯7装在凹状的座部1中，凹状的座部1中还填充了电解质，在凹状的座部1的上面设置有一周的接合金属部件5，通过与该接合金属部件5压接的盖6气密密封电解质。电池芯7中，通过缠绕法或层积法等在一组电极片插入绝缘性的隔片来构成，所述电极片由集电体(下文中称作金属集电体)构成，所述集电体由活性物质和负载活性物质的金属构成。在正极和负极的金属集电体的端部使用将金属集电体本身细细延长的延长部或者使用将其他细的薄板或线状的引线机械连接而形成了延长部的部件，本发明中，用电池芯引线8表示该延长部。通过焊接，正极、负极各自的电池芯引线8与衬膜2连接，该衬膜2为并列配置在凹状的座部1的座部内侧面1a的一对集电体金属膜。在衬膜2的底面设置有将座部内侧面1a和座部外侧面1b接近垂直地贯通连接的孔。在该孔填充钨等高熔点金属，满足气密。本发明中，座部内端子3是指埋设在座部内部的端子，除了在其内部填充有金属的导电性的贯通孔之外，还包括在内面形成了金属膜(从而确保导电性)、内部填充有玻璃等绝缘物(满足气密)的贯通孔。座部内端子3将衬膜2和形成在座部外侧面1b的连接端子4电连接。于是，电池芯7的正极、负极被连接到通过连接端子4安装的基板的安装用图案。

此处，对本发明进行详细说明之前，以双电层电容器为例，对接触电阻值和配线电阻值对放电特性的影响进行说明。

假设双电层电容器的额定电压为2.6V、静电电容为1F。将等价串联电阻的值分为电池芯所具有的离子扩散电阻值、电子电阻值的总量A和收装电池芯的外装容器的配线电阻值以及电池芯引线和衬膜的接触电阻值(将该配线电阻值和接触电阻值之和记作B)，从而评价双电层电容器的放电特性。

【表1】

表1中前面的等价串联电阻A的值为50mΩ，将B设成3种情况(情形1～3)，对脉冲状的放电电流流通时双电层电容器的电压降低进行了计算。电流为1A，放电脉冲宽度为1000msec(1秒)。

此处，情形1中，外装容器的配线电阻值以及电池芯引线和衬膜的接触电阻值被设计成足够小，即B的值为20mΩ。等价串联电阻的合计值是A和B的合计，为70mΩ。放电电流为1A，所以由等价串联电阻产生的电压降低为电流与等价串联电阻之积，即1A×0.07Ω=0.07V。另一方面，由于电容为1F，电容产生的电压降低为(1A×1sec)/1F，即1V。因此，情形1中，1A的电流为1000msec放电，由此，两者的电压降低之和为0.07＋1=1.07V。

双电层电容器最初充电到2.6V，所以在该放电结束的时刻，双电层电容器维持着2.6－1.07=1.53V的电压。即，情形1中，能够实现1A、1000msec的大电流放电用途。

表1的情形2、情形3也采用同样的方法进行计算。情形3是假设为电池芯引线和衬膜由现有的导电性接合剂那样的连接手段连接的双电层电容器的情形，B的值为2000mΩ，等价串联电阻的合计达到2050mΩ。因而，等价串联电阻产生的电压降低部分为2.05V，将其加上电容产生的电压降低1V，则为3.05V，超出了最初的额定电压。即，双电层电容器在1000msec的脉冲宽度当中不可能放电，不能实现大电流放电。

情形2是与情形1和情形3的中间相当的情况。即，外装容器的配线电阻值以及电池芯引线和衬膜的接触电阻值仅为500mΩ，因此等价串联电阻的合计值为550mΩ，等价串联电阻产生的电压降低为0.55V即可。因此，即使包括电容产生的电压降低，电压降低的合计值仅为1.55V，额定电压的值为2.6V以下，所以能够实现1A、1000msec的大电流放电。

以上，利用3种情形说明了是否能够大电流放电。B的值低的情形1和情形2的情况下，更能够大电流放电，但是，B的值引起的电压降低贡献值与放电电流成比例。假设放电电流为2A的情况下，情形1的等价串联电阻产生的电压降低为2A×0.07Ω=0.14V，与电容产生的电压降低2V的合计为2.14V，能够大电流放电。另一方面，情形2中，等价串联电阻产生的电压降低为2A×0.55Ω=1.1V，与电容产生的电压降低2V的合计为3.1V，超过了额定电压2.6V，已不能大电流放电。

如此，B值的大小对能否大电流放电有较大影响，所以，双电层电容器的设计时，需要以mΩ单位对配线电阻值以及电池芯引线和衬膜的接触电阻值进行研究。

【表2】

【表3】

【表4】

B的值是接触电阻值和配线电阻值之和，基于表2对2者的关系进一步进行说明。表2到表4中，由每个单侧电极(片側の極当り)的接触电阻值为1mΩ、5mΩ、10mΩ、30mΩ、100mΩ这5种时的放电初期的优选电压降低的范围，计算求出配线电阻值的上限(单位为mΩ)。此处，配线电阻值是正极和负极的配线电阻值之和。

放电初期的电压降低实用上优选为0.3V以内。更优选在0.2V以内。例如，充电电压为2.6V，放电初期的电压降低为0.3V时，对放电能量有贡献的放电的初期电压是减去电压降低量后的2.3V。将这种情况下的放电能量与初期电压为2.6V时的放电能量相比，能够维持约78％，该值是能够允许的。初期的电压降低为0.2V的情况下的比例提高到约85％，电压降低为0.1V的情况下提高到约92％。

小型电化学电池中，单独的电化学电池的等价串联电阻的A值在几十mΩ到几百mΩ的范围，此处，作为代表例，对150mΩ的情况进行了计算。表2中是单独的电化学电池的配线电阻值的上限，表3中是将2个上述单独的电化学电池串联连接的情况下的1个电化学电池的配线电阻值的上限，表4中是将3个上述单独的电化学电池串联连接的情况下的1个的电化学电池的配线电阻值的上限。由于是电化学电池，所以为达到必要的额定电压，常需串联连接使用。因而，优选能够在串联连接的情况下也能通用。

此处，配线电阻值的上限是按初期的电压降低为上述的0.3V计算出的。表2中，画横线的栏表示电压降低为0.3V时配线电阻值的上限为0mΩ以下。即，意味着初期的电压降低大于0.3V。

表2中表明了接触电阻值为1mΩ的话，则将放电电流设为1A时，配线电阻值的上限为148mΩ。进一步加大放电电流，加大到1.75A流通时，配线电阻值的上限降低到19mΩ。如此，为了能够流通一定程度的大范围的放电电流值，考虑最大电流值，例如将配线电阻值的上限设定为十多mΩ。接触电阻值为5mΩ的情况下的上限值比接触电阻值为1mΩ的情况下仅低8mΩ。这种情况下，将配线电阻值制成10mΩ以下的话，能够放电到1.75A。接触电阻值为10mΩ的情况下，在1.75A的放电电流，电压降低超过了0.3V，而配线电阻值为二十多mΩ的话，放电电流能够流通到1.5A。

另一方面，接触电阻值为100mΩ的情况下，初期的电压降低被抑制为0.3V以下的电流值为0.75A以下，实质上不适合大电流放电用途。接触电阻值为30mΩ的情况下，与接触电阻值为100mΩ的情况相比，配线电阻值容许量得到改善，流通1.5A的电流时，初期电压降低超过0.3V，所以作为接触电阻值仍然大。因而，接触电阻值优选为10mΩ以下。

2个串联连接的情况下，如表3所示，等价串联电阻A为150mΩ的2倍，因此配线电阻值的上限得到很大抑制，并且，也需要降低最大的放电电流。例如，放电电流为1A的情况下，等价串联电阻A引起的电压降低为1A×0.3Ω=0.3V，所以，即使接接触电阻值为1mΩ，配线电阻值的上限那栏也是横线。2个串联的情况下，在以0.3V以下的电压降低使用的条件，放电电流为1A以下。0.9A的放电电流下，接触电阻值5mΩ的情况下，配线电阻值的上限为6.5mΩ，但接触电阻值为10mΩ的情况下，在0.90A的放电电流下，电压降低超过了0.3V，与接触电阻值为5mΩ以下的情况相比出现了差。因此，考虑串联连接用途时，接触电阻值优选为5mΩ以下。

3个串联的情况下，等价串联电阻A的值为150mΩ×3=450mΩ，因此，为了使电压降低为0.3V以下，最大电流也为0.3V/0.45Ω，即约0.65A的程度。如表4所示，接触电阻值为5mΩ的情况下，也能够0.6A放电，但配线电阻值的上限变为6mΩ。接触电阻值为1mΩ的情况下，配线电阻值的上限变为14mΩ。如此，如果串联连接的级数增加，则对接触电阻值的配线电阻值的影响大，因此，如果仅以单独的电化学电池的规格进行研究，则外装容器缺乏实用性，所以需要进行上述的研究。

另外，配线电阻值依赖于衬膜和连接端子各自的电阻率、面积以及将他们连接的配线、结构。关于随着配线变长所产生的配线电阻值的增加，本发明的座部内端子的贡献大。特别是，增大双电层电容器的电容，加大或延长大电流放电的放电电流或放电时间的话，则容器的尺寸大，配线容易也随之增长。使用座部内端子将座部的表里直接连接，由此能够大幅减小配线电阻值。

另一方面，焊接对电池芯引线和衬膜的接触电阻值的降低的贡献大。作为电化学电池用的导电性接合剂，导电填料由碳、石墨构成，粘结剂一直优选使用酚树脂等。但是，接触电阻值因导电性接合剂的涂布条件、连接的金属的表面状态、热固化条件、电化学电池向基板的安装温度条件等而有很大不同，此外，还存在导电性接合剂的生产批次导致的波动所引起的差异，大电流放电用途所追求的mΩ单位的接触电阻值的设计和管理困难。

图2(a)、图2(b)分别是表明座部1的座部内侧面1a和座部外侧面1b的图。在图2(a)所示的座部内侧面1a配置有由导电性材料构成的一对衬膜2。在衬膜2的下面分别设置4个以虚线表示的座部内端子3，与配置在座部1的外侧面的连接端子4(同样用虚线表示)垂直连接。

需要说明的是，此处，作为一例，衬膜2并列设置在座部的长边方向，但也可以并列设置在短边方向或长度方向的对角线方向。于是，衬膜2不必一定形成在座部内端子3上。

衬膜2由铝、钛等化学稳定的电子管金属构成的膜，其由不易溶解的材料构成。这些膜可通过例如蒸镀、离子镀、溅射等公知的膜形成方法来设置。利用这些方法的情况下，首先通过印刷法等在贯通孔填充、烧制钨等金属，精制后形成气密的座部内端子3。在真空中进行成膜的情况下，例如，按照分别构成正负的衬膜2的方式，在座部1的内侧面进行成膜，其中，准备按具有空间上相互分离的2个开口来图案化的金属制等掩模，将该掩模装入成膜的腔室中，利用真空排气系统，抽气到预定的真空度后，使电子管金属材料蒸发或者利用离子对由电子管金属材料构成的靶材进行物理撞击，使材料飞溅，从而在座部1的内侧面成膜。这些成膜法中，成膜的条件容易控制，所以所形成的膜的电阻率低，并且能形成液体不易渗透的高密度膜。

另外，铝膜可通过丝网印刷法形成。对于高温下容易氧化的铝也开发了能在150℃以下的温度形成配线图案的技术。由于是印刷法，所以，与蒸镀法等薄膜形成技术相比，其厚度较厚，即使是几十微米的厚膜也是容易的。

此外，铝膜还可通过电镀覆法来制作。使用含有二甲基砜和氯化铝的电镀液，以约40μm的膜厚形成的膜的表面平滑，且膜的内部均匀，这是众所周知的。

在图2(b)所示的座部外侧面1b设有一对连接端子4，该一对连接端子4与衬膜2相对向。通过回焊处理等，连接端子4被设置在安装基板的图案的焊剂等固定在基板上。对于连接端子4，例如在以印刷法形成的钨的图案上实施了由镍和金构成的镀覆膜。符号1c表示的座部侧面凹部对钨或这些镀覆材料进行了图案化，也作为连接端子的一部分发挥作用。

接着，对衬膜2的厚度进行说明。膜厚优选为5μm～100μm。优选的范围是10μm以上30μm以下的范围。这是因为，如果膜厚小，在膜内部存在的微细的孔相相连接，电解质渗透到位于衬膜下的钨，从而容易引起钨的电解腐蚀；以及，如下所述，利用焊接与电池芯引线8连接时，焊接的条件被大大限制，难以实现可靠的接合。

通过离子镀法在厚度约1.3mm的钠钙玻璃板上形成衬膜2的厚度为5μm的铝膜后，实施实验，利用超声波焊接对厚度为80μm的铝的薄板进行焊接。5个电池芯引线中发现了1个样品在玻璃板上出现了微小的裂纹。因此，5μm是膜厚实用上的下限值。实用上，膜厚优选为10μm以上。

另一方面，利用蒸镀法或离子镀法进行的铝的蒸镀速率为每1小时3μm～10μm。如果考虑蒸镀时间，优选30μm以下的厚度，这种情况下的成膜时间长也在4～5小时左右。形成100μm左右厚的情况下，成膜时间长，但利用焊接连接到电池芯引线8时的焊接条件宽，能够将在作为底层的陶瓷上诱发裂纹的可能性降为极低。

接着，使用图3，对电池芯引线8和衬膜2具体的焊接方法进行说明。图3(a)是表明连接到电池芯7的一对电池芯引线8和一对衬膜2的连接的图。如图3(a)所示，一对电池芯引线8的前端设置在衬膜2的表面后，从电池芯引线8的上面进行焊接，衬膜2和电池芯引线8得到接合。通过采用焊接，在电池芯引线8与衬膜2的接合界面，构成各个部件的材料的原子发生扩散，能够牢固地接合。图3(a)中的8a示意性表示焊接的范围。因为是焊接，所以即使在接合界面存在自然氧化膜等污染，也可以实现接触电阻足够低的接合，例如接触电阻为mΩ级或者mΩ以下。由此，与利用导电性接合剂等进行的接合方法相比，能够将接触电阻从10分之1到减少到100分之1。另外，还能实现接触电阻值的偏差小且经时变化少的接合。

另外。通过设置多个接合点，能够进一步降低接触电阻值，同时还能够提高电池芯引线8和衬膜2之间的拉伸强度，所以，在改变电池芯引线8，将电池芯7装在容器的内部的制造工序中，能够抑制焊接的剥离等不良状况的发生，此外，还能提高制成的电化学电池的耐振动特性、落下冲击特性等机械可靠性。

作为电池芯引线8与衬层2的焊接，具体地说，适合的有超声波焊接、射束焊接、电阻焊接等局部焊接方法。即，这些焊接手段的焊接对象的部分是局部，所以热影响仅限于焊接部附近，能避免对电池芯7本身的影响。另外，通过改变电池芯引线8的材料、厚度、衬膜2的材料与贯通孔的配置等，能够降低焊接的机械或者热冲击对构成部件的影响。通过选择上述构成，对于由陶瓷等材料构成的座部1也能避免由于产生裂纹引起的对部件的损伤。

图3(b)是用于说明超声波焊接的具体方法的图。超声波焊接中，如图3(b)所示，首先，在衬膜2上确定电池芯引线8的位置，使其密合，此时，电池芯7设置于座部1之外，以使其不对超声波焊接用焊头(超音波溶接用チップ)9的移动产生妨碍。接着，通过移动机构，以适当的压力使超声波焊接用焊头9抵接在电池芯引线8的上面。超声波焊接用焊头9与变幅杆(horn)前端形成一体，或者另外安装在变幅杆的前端。超声波焊接用焊头9的焊头前端9a是作为与电池芯引线8接触面的部分，此处，优选在表面产生凹凸图案，以适当地嵌入电池芯引线8的表面(刻痕加工)。

超声波焊接用焊头9在适当的压力下与电池芯引线8抵接后，超声波焊接机的振荡机构将由几十KHz构成的超声波施加到变幅杆，则此时超声波焊接用焊头9周期性地与接合部分摩擦。由此，电池芯引线8与衬膜2的界面变为金属材料的清净表面彼此的密合面，能够以几十微秒到几百微秒的极少时间进行压接。前面的图3(a)的电池芯引线与衬膜的焊接区域8a所示的电池芯引线8的表面的凹凸图案是示意性表明超声波焊接用焊头9的凹凸图案由超声波焊接转印的情况。该凹凸图案所示的范围8a是焊接区域，但如果微观观察，则接合着的部分仅是因在超声波焊接用焊头9的前端加工出的凸所产生的凹陷部分，此外的范围是在电池芯引线和衬膜之间保持着细微的隙间的状态。

超声波焊接用焊头9与电池芯引线8的表面抵接时，优选注意不要形成大的冲击，并且移动机构可以具有减震器等冲击吸收机构。由此能够降低对座部材料的损伤。

通过适当选择电池芯引线8的尺寸(引线的宽和厚度)、衬膜2的尺寸(纵横的尺寸和厚度）和超声波焊接用焊头9的尺寸，能够对应电化学电池的各种尺寸。图3(a)所示的超声波焊接区域的宽尺寸d为0.5mm也是足够的，适合小型电化学电池的制作。另外，为了进一步提高机械强度，使用按覆盖衬膜2几乎整个面来设计的超声波焊接用焊头9进行超声波焊接的情况下，通过设定适当的焊接条件，也能够得到足够大的机械强度，而不会对座部内端子、座部材料产生影响。

需要说明的是，超声波焊接中，不仅是振动，还能将热能量和机械压接力合用。另外，图3(a)中，作为电池芯引线8，举出的例子是细的板状，但也可以是线，并且可以适当改变超声波焊接用焊头9的形状后使用。

接着，对射束焊接的情况进行叙述。作为射束焊接，典型的是激光焊接和电子束焊接。这些焊接不仅可以局部加工，而且是非接触法，所以，没有因焊接端子的热和磨耗导致的劣化。因此，重现性好。另外，为了使金属熔融，需要有足够的能量密度，所以能够短时间的加工。电子束焊接的能量密度极高、电子束的扫描性丰富，此外除了是将焊接对象具有座部1和电池芯引线8的电池芯7置于真空中将电子束在真空中照射来进行焊接之外，与激光焊接同样。

激光焊接中，可以采用点焊或缝焊(脉冲振荡或连续振荡)。下面对利用YAG激光进行的点焊的情况进行说明。

准备激光振荡器、传送纤维、座部1和用于电池芯引线8的定位和表面观察的同轴CCD监视器，以适当的压力使电池芯引线8和衬膜2密合后，从引线8的表面侧照射激光。照射激光时，为了防止衬膜2和电池芯引线8的接合部的氧化，优选吹送氩、氮等惰性气体或使用手套箱等置于惰性气体气氛下。

图3(c)用于表明电池芯引线8和衬膜2通过激光焊接进行的连接。图中的黑点所示的8a表示被照射了激光而焊接了的焊接区域。铝对YAG激光的1064nm的吸收率低(高反射率材料)，其激光照射部被加热，并且溶解部从加热的中心部慢慢地扩大。加热从电池芯引线8的下面达到进行接合的下侧的衬膜2的表面，使衬膜2的表面部分溶解，从而电池芯引线8和衬膜2被接合。

激光焊接的情况下，也优选增加焊接区域，进一步降低接触电阻值，并且谋求焊接的机械强度，图3(c)中，在各个衬膜，2点2点地进行点焊。

另外，图3(a)和图3(c)中，在一个衬膜焊接了一个电池芯引线，但电池芯引线的数量可以是多个。负载活性物质的金属集电体的长度较长的情况下，能够在金属集电体上设置2个以上的电池芯引线。这种情况下，如果能够将2个以上的电池芯引线连接到一个衬膜，则能相应地降低电阻，是优选的。

以上，对作为焊接法的超声波焊接和射束焊接进行了说明，但焊接手段并不限于此，可以是其他的手段。例如，也可以采用点电阻焊接或弧焊接等焊接法。

作为外装容器的座部材料，陶瓷是常用的材料，但不限于陶瓷。也可以使用钠钙玻璃或耐热玻璃等。玻璃可以使用较长的材料，所以在小型封装的情况下，可以在1片玻璃设置大量的型腔数目，能够期待座部部件的低成本化。另外，作为在这些玻璃形成凹部或贯通孔的手段，可以通过化学蚀刻法、喷砂等物理方法、或者在高温气氛使用模同时形成凹部和贯通孔。

另外，在贯通孔的内面形成铝膜后，将热膨胀系数匹配的玻璃糊料填充到贯通孔，实施排胶(脱バインダ)和烧制，由此可以气密地形成具有导电性的座部内端子3。这样的情况下，没有座部内端子3发生溶解的担心。因而，不必覆盖座部内端子3形成衬膜2。另外，形成座部内端子3的内面的膜并不限于铝，可以是含有钛等其他电子管金属的膜。

接着，对电池芯7进行说明。电池芯7是发电要素，其以厚度为5μm～50μm的铝箔或铜箔作为金属集电体，用由绝缘物构成的隔片夹着正负一对电极片通过卷绕、层积、折叠等方法进行了一体化，所述电极片在其表面负载通过涂布或粘接法负载的活性物质。对于双电层电容器的情况，作为活性物质的代表材料，可以举出活性炭或碳。锂离子二次电池芯中，作为正极活性物质，使用例如钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)等化合物，作为负极活性物质，除了例如石墨、焦炭之外，使用硅氧化物等。活性物质糊料是通过在上述的活性物质中混合导电辅助剂、粘结剂、分散剂等而调节成适当粘度后的物质，用辊涂布、丝网涂布、刮刀法等方法将其涂布在集电体的两面或单面。涂布后经干燥、压制工序形成电极片。

隔片是限制正极和负极的直接接触的物质，其使用具有大的离子透过度且具有预定的机械强度的绝缘膜。例如，对于要求耐热性的环境，除了玻璃纤维之外，可以使用聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚乙二醇对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺等树脂。另外，对于隔片的孔径、厚度没有特别限定，其基于使用机器的电流值、电化学电池的内部电阻来决定。另外，还可以使用陶瓷多孔质体作为隔片。

电解质含有非水溶剂和支持盐。另外，电解质既可以是液体也可以是固体。作为电解质的非水溶剂，使用碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、γ-丁内酯、环丁砜、乙腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的任意一种，或者以2种以上的混合物形式使用。特别优选使用选自碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、γ-丁内酯、环丁砜这样的高沸点溶剂的单一物或复合物。通过使用这些溶剂，能够防止高温环境下的溶剂的气化，从而抑制容器的内部压力。

支持盐包括电解质阳离子和电解质阴离子。作为电解质阳离子，使用季铵盐、季鏻盐、咪唑鎓盐、吡咯烷鎓盐、鏻盐、或硫化氰盐、锂盐、等中的一种以上的盐。作为电解质阴离子，使用BF₄ ^-、PF₆ ^-、ClO₄ ^-、CF₃SO₃ ^-、或N(CF₃SO₂)₂ ^-。

另外，对于电解质来说，还可以将聚环氧乙烷衍生物或含有聚环氧乙烷衍生物的聚合物、聚环氧丙烷衍生物或含有聚环氧丙烷衍生物的聚合物、磷酸酯聚合物、PVDF等与非水溶剂、支持盐合用，以凝胶状或固体状来使用电解质。

另外，还可以使用LiS/SiS₂/Li₄SiO₄的无机固体电解质。此外，作为电解质，也可以使用吡啶系、脂环式胺系、脂肪族胺系、咪唑鎓系的离子性液体或脒系等常温熔融盐。

接着，对座部1和盖6的密封进行叙述。盖6按热膨胀系数与用于座部1的盖接合的接合金属部件5的热膨胀系数匹配来选择，例如使用属于铁-钴-镍合金的可伐合金(コバール)等材料。具体可以采用下述的材料：在表面以2μm～4μm程度的厚度实施了电解镍镀覆或无电解镍镀覆的可伐合金薄板，所述可伐合金薄板具有0.11mm～0.2mm左右的厚度。

作为将两者焊接的方法而采用的电阻缝焊中，使盖6与接合金属部件5抵接后，在盖6的长边侧的近中心的2点配置对向的梯形形状的辊式电极，以短时间流通低电压大电流，进行盖6的准焊接(点焊)。如此，盖6被准固定，不会因焊接作业中的振动等而发生错位。

接着，例如，从长边的端沿着辊式电极的长边移动座部1和盖6，从而焊接座部1和盖6。然后，将座部1和盖6旋转90度，同样地对短边进行焊接。如此，在盖6的整个一周上进行了焊接。上述的准固定中以及本电阻缝焊中，盖6与接合金属部件5的界面发生金和镍的扩散，气密地形成牢固的扩散接合层。由此，盖6对座部1进行了气密密封。

座部1和盖6的焊接还可以使用激光器的扫描照射。与上述同样实施准焊接后，绕盖一周扫描照射激光。由此，在盖6和接合金属部件5的界面形成扩散接合层。这种情况下，通过将由银和铜构成的焊料片贴在盖6的接合侧的面，能够将熔融温度降低到焊料(ロウ材)的温度。

需要说明的是，当电解质由常温液态的溶剂、支持盐组成，对盖6进行密封之前采用填充电解质的工序的情况下，可以有在盖6和接合金属部件5的界面存在液体之处。即使这样的情况下，也可以接合也可以使用缝焊。缝焊可以是使用辊式电极的缝焊，也可以是使用激光器的扫描照射的缝焊。据认为，即使在上述界面存在液体，也能进行气密焊接的原因如下，焊接时附近的温度急剧上升，存在于界面的液体发生蒸发飞散。

接着，对发明变形例进行说明。首先，对座部内端子的结构方面的变形例进行叙述。

图4是示出本发明的变形例的图。图4(a)是示出本变形例的截面的图。图4(b)是示出本变形例的配线图案的图，其是示出实心状(ベタ状)的配线图案的实例的图。图4(c)表示本变形例的其他配线图案的实例。图4(a)所示的电化学电池中，没有使座部内端子3从座部的内面侧直接贯通到外面侧，而是这样的结构：将座部内端子3拦在构成座部底面部的2片板——座部底面构成板1d(第二座部)和座部底面构成板1e(第一座部)之间的界面。在该界面设置了配线图案10。该构成中，配线图案10与座部内端子3连接，并水平延出而在外面露出，进而与连接端子4连接。

衬膜2与上述的一样，是以5μm～100μm的厚度形成的铝膜。与电池芯7连接的一对电池芯引线8通过焊接连接到衬膜2。另外，填充电解质后，将座部1和盖6气密密封，构成外装容器。

如图4(b)所示，在下侧的陶瓷板1e的界面，与座部内端子3连接的由钨等金属膜构成的配线图案10被设置在斜线所示的大的实心面积。于是，配线图案10在陶瓷板的座部底面构成板1e的长边侧的端部被水平引出，并延长设置到侧面。这样，该延长部连接到连接电极4。由于制成了这样的实心状的配线图案，所以能够降低配线图案的电阻值。

另一方面，图4(c)中，宽d的直线配线图案10a从对应座部内端子3的各点延伸到外侧。如此，配线图案并不实心状。只是，这种情况下，与前面的图4(b）相比，配线图案10a的电阻值更高。因此，需要考虑座部内端子的数量、宽d、长度(L1和L2)、配线图案的表面电阻值来确定配线图案。

下面对上述的配线电阻值的实例进行说明。例如，将d和L1、L2分别设定为0.2mm、3mm、2mm，配线图案10a的表面电阻值定为10mΩ。该数值是约10μm厚度的钨膜的表面电阻值的代表值。长度L1的部分的配线图案的电阻值为10mΩ×(3mm/0.2mm)=150mΩ。通过同样计算，算出的长度2mm的配线图案的电阻值为100mΩ。图中设置了4条配线图案，所以计算这4条配线图案的并列电阻值，结果为30mΩ。由于正极和负极均使用相同的配线图案，所以估算出该配线图案的电阻值约为60mΩ。

如果加大配线图案的宽d，设定为0.4mm，则通过同样的计算，算出的4条配线图案的并联电阻值为15mΩ，所以与d值采用0.2mm的情况相比，能够降低一半。同样地，如果将d值设定为0.6mm，则配线图案的并联电阻值为10mΩ；如果将d值加大到0.8mm，则配线图案的并联电阻值为7.5mΩ。如此调整d值能够实现足够低的值。其中，作为外装容器的配线电阻值，其是上述的配线图案的电阻值加上侧面区域的配线电阻值和连接端子的配线电阻值的和值。

如本变形例所示，填充贯通电极3可以不是直接贯通座部的上侧面和外侧面的结构，通过与具有适当的电阻值的配线图案10和10a组合，能够用于作为本发明目标的大电流放电用途。

接着，基于图5对在座部的底面和侧壁设置了贯通区域的例子进行说明。图5(a)是本变形例的电化学电池的截面图。另外，图5(b)是说明本变形例的座部的示意图，其中省略了盖连接用金属层5。另外，还省略了图5(a)记载的保护膜11。关于该保护膜11将在后文中描述。

在座部1的座部内侧面1a设置作为集电体发挥功能的实心状的配线图案10，在其上设置衬膜2。配线图案10由钨等高熔点金属构成。另外，配线图案10在座部1的内侧面水平伸出，贯通座部1的底面和侧壁之间，在侧面露出，形成从座部1的侧面进一步与连接端子4连接的构成。图5(a)中，衬膜2设置在正负两极，但只要至少在对应正极的配线图案10上形成衬膜2即可。

与电池芯7连接的电池芯引线8经由图案连接到连接端子4，所经由的图案的长度为长度L3和L4的配线图案10和长度L5的配线图案的侧面部(以符号10b表示)的合计长度。因此，配线电阻值中，配线图案10和10b的长度的合计值成为问题。此处，L4的长度与座部的侧壁的厚度相当。下面给出配线图案10和10b的配线电阻值的示意例。

作为数值例，将L3、L4、L5的值分别定为3.4mm、0.8mm、0.5mm。该尺寸是假设了后述的实施例1所示的长边为10mm、短边为5mm、高度为3mm的长方体构成的陶瓷封装体的数值。即，L4的值是侧壁的厚度，L5的值的座部底面的厚度。另外，L3的值考虑到了即使将正极和负极的2个衬膜并列配置也能在蒸镀法中将2个衬膜充分分离，选择L3与L4的和值比长边的一半长度小但尽可能接近的数值。作为2个表面电阻值，将在实施了镀镍和镀金的钨膜的图案部(L3和L5)设定为5mΩ、在作为仅由钨构成的膜的L4为10mΩ。另外，配线图案的宽度d2为3.0mm。此处，d2的数值采用接近从短边长度5mm减去2个侧壁的厚度1.6mm得到的值3.4mm(座部的内底面的短边)的数值，如下所示那样降低配线图案的配线电阻值。

对于L3的部分，配线电阻值如果按距其中心的距离计算，则长度为一半，即1.7mm，所以配线电阻值是5mΩ×(17mm/3mm)=2.83mΩ，即2.9mΩ。根据同样的计算，L4的部分为2.7mΩ、位于侧面的10b的L5的部分为0.9mΩ，合计值约为6.5mΩ。正极中形成了由铝构成的衬膜，所以上述的L3的部分的配线电阻值由2.9mΩ进一步降低。

正极和负极相加，配线电阻值约为13mΩ，如果单侧的极的接触电阻值为1mΩ以下，则如表2说明的那样，单独的电化学电池中，即使在1.75A的放电电流条件下，初期的电压降低也为0.3V以下。同样，如表3所示，配线电阻值比14mΩ小，所以2个串联连接的情况下，即使在0.90A的放电电流条件下，初期的电压降低也为0.3V以下。另外，根据表4，配线电阻值比14mΩ小，所以即使3个串联，在0.60A的放电电流的初期电压降低也为0.3V以下。即，本变形例能够用于大电流放电用途。

接下来，对于保护膜11进行叙述。为了使作为集电体发挥功能的配线图案10的内面侧不与电解质接触，本变形例中，如图5(c)或图5(d)所示那样设置了保护膜。图5(c)中，所成膜的衬膜2延长设置到座部侧壁内侧面1f(以符号2a表示)。通过成膜到座部侧壁内侧面，能够防止座部的座部内侧面1a和侧壁内侧面lf的边界附近的衬膜2变薄。因而，图5(c)中，将2a的部分和2a的附近范围制成保护膜11。由此，配线图案10能够被上述的适当厚度的衬膜2覆盖其全部面，从而能够防止配线图案10的电解腐蚀。

图5(d)中，使用不同于衬膜2的其他材料的膜作为保护膜11，并覆盖配线图案10的内面侧，防止配线图案10与电解质接触。此处，确定保护膜11时，要考虑配线图案10的表面和与座部材料的密合性、耐电解质特性、电解质的非渗透性、向基板安装时的温度特性、成膜或涂布等容易程度、固化温度等。另外，保护膜11并不限于1层，可以是涂布了2层以上的膜而成的多层膜。作为保护膜11，可以使用无机涂布材料；丁基系橡胶、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺基的耐热树脂等；环氧系紫外线固化型树脂等。关于固化温度，环氧系紫外线固化型树脂等的固化温度为约100℃；无机涂布材的固化温度为约120～150℃；聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺的固化温度为约230℃～270℃。如此，保护膜11的固化温度比铝的熔点低。因此，形成由铝构成的衬膜2后，即使涂布保护膜11，也不对衬膜2造成影响。

由上述可知，本变形例也能够将配线电阻值抑制在足够低的值。并且，通过保护膜11，作为集电体发挥功能的配线图案10没有在电解质露出，因此，能够稳定地用于作为本发明的目的的大电流放电用途。

接下来，基于图6对另外的变形例进行说明。图6(a)的电化学电池中，将由陶瓷平板构成的座部1和由凹状的形状构成的金属制造的盖6a制成了外装容器，并给出了截面图。与上述的发明同样，在容器的内部装有电池芯7、一对电池芯引线8、一对衬膜2、座部内端子3和电解质，电池芯引线8和衬膜2通过焊接而连接着。

如图6(a)所示，盖6a与在座部1的周围设置有其开口部的接合金属部件5抵接并被焊接，以覆盖电池芯7等。该焊接中，优选利用激光的缝焊。另外，进行缝焊时，从图6(a)箭头方向扫描照射。使用辊式电极的电阻缝焊中，辊式电极容易接触盖6a的高低平面的差异(段差)，难以使辊式电极恰当地与接合部抵接。

盖6a中，在盖6a的底面部设有小孔。这是为了在将座部1和盖6a焊接后，从该小孔填充电解质，并在其后能够用密封栓6b进行气密密封。由此，能够防止由于在座部接合用金属层5和盖6a的接合面之间存在电解质而导致的密封作业的效率降低。在座部1的内侧面形成的衬膜2的材料、其厚度的范围；座部内端子3的结构、其个数；电池芯引线8和衬膜2的接合手段与上述同样，所以省略了记载。

图6(b)所示的电化学电池是与图6(a)同样的构成，但平板状的座部1的周围配置的接合金属部件5嵌入到设置在座部的台阶，接合金属部件5和座部内侧面的高度的差被抑制为足够小。由此，即使在倒转盖6a的状态填充电解质后，将电池芯7配置在盖6a之中，也能减少从盖6a溢出的电解质量。因此，通过制成图6(b)的构成，即使在填充了电解质的状态，也能容易地进行座部1和盖6a的焊接。因此，不需要图6(a)所示那样的盖6a的小孔，能够省略利用密封栓6b进行的密封工序。

接下来，使用图7对另外的变形例进行说明。图7(a)示出了本变形例使用的座部。本变形例中，座部1由陶瓷制平板和与平板接合的金属制造的筒状的侧面12构成，由此构成了凹状的容器。在座部的座部内侧面la设置有直接贯通到座部的外侧面的座部内端子3，在其上配置有一对衬膜2。金属制造的金属侧壁12按热膨胀率与座部的平板的热膨胀率匹配来选择，并利用焊料与平板接合。另一方面，相反侧的开口部形成盖6的接合面。本变形例中，不需要对盖6密封的接合金属部件5，金属侧壁12本身承担了接合金属部件5的角色。因此，至少在与盖6接合的面实施镍和金的镀覆膜，盖6与镀覆面抵接，并按照能够采用电阻缝焊、激光缝焊进行接合来构成。

图7(b)示出了使用了座部的电化学电池的截面图。与电池芯7连接的一对电池芯引线8通过焊接手段连接到衬膜2，并通过座部内端子3与连接端子4连接。在容器内填充有未图示的电解质，并利用盖6进行了气密密封。衬膜的材质、其厚度与上述同样。金属侧壁12是金属制，所以能加工成各种形状。另外，其形状可以选择为四方形、轨道形状、椭圆、圆等。特别是如果将规格品的中空管坯以任意的长度切断使用的话，则能够自由地决定电化学电池的高度，从而能实现制造成本的降低。

图7(c)所示的电化学电池中，与图7(b)同样地使用金属制造的金属侧壁12，但衬膜2仅限于正极侧。正极侧的引线8b连接在衬膜2，另一方面，负极侧的电池芯引线8c通过焊接连接到金属制造的金属侧壁12的内侧。另外，对应负极的连接端子4按照与金属侧壁电连接的方式构成。由此，因为金属侧壁12是金属制且电流流通的经路大，所以能够将负极侧的配线电阻值抑制在低水平。因而，本发明的电化学电池也能够大电流放电。

接下来，使用图8对另一个变形例进行说明。图8示出电化学电池的截面，与上述同样，在由陶瓷构成的凹状的容器1的内底面1a设置由铝膜构成的衬膜2，形成该衬膜2通过座部内端子3与连接端子4连接的构成。本变形例中，衬膜仅设置了1个，与通过卷绕法或层积法等构成的电池芯7连接的一对电池芯引线8之中，正极侧8b通过超声波焊接与衬膜连接，实现了足够低的接触电阻值。

另一方面，负极侧的电池芯引线8c具有连接盖到6的内面侧的结构。即使是负极侧的电池芯引线8c的材质各自由铝、铜、或镍的薄板、箔构成的情况，也能通过超声波焊接、激光点焊、电阻点焊、弧焊接等公知的焊接法连接到金属制造的盖6上。因而，负极侧也能将接触电阻值抑制在足够低的水平。

负极侧的连接端子从容器底面1b沿着侧面在接合金属部件5延长设置，并与盖6电连接。将延长设置的部分作为延长部4b。通过调整延长部4b的导体的长度、宽、厚度，能够将延长部的直流电阻值抑制在低水平，所以，该构成不会大幅增大负极侧的配线电阻值。

容器1内填充有未图示的电解质，盖6被焊接到接合金属部件5，形成气密容器。锂离子二次电池芯中，作为负极的集电体材料，常使用铜箔，作为电池芯引线，常使用镍薄板，可应用本变形例。因而，能够制造具有高气密特性的高可靠性的小型、薄型的锂离子二次电池芯。

需要说明的是，延长部在本变形例中设置在容器的外侧。对于盖6和连接端子4的连接不限于此，还能容易地形成下述结构：在接合金属部件5的下部设置孔，在内面形成导体材料而与连接端子4连接。

(实施例1)

下面，参照图9所示的双电层电容器的制造流程，对实施例1进行说明。首先，作为外装容器，准备形成图1(a)和图1(b)所示的凹状的形状的座部1和盖6。座部1的长边为10mm、短边为5mm、高度为2.85mm，座部1的底边的厚度为0.5mm。作为材料，使用以陶瓷制造电子部件的封装体时的标准材料。材料的抗弯强度为400MPa、杨氏模量为310GPa。在形成了衬膜2的区域填充钨，分别设置4个表面用镍和金镀覆、内径为0.2mm的座部内端子3，使其直接贯通座部的内侧面和外侧面。在座部外侧面1b配置一对连接端子4，该一对连接端子4连接到座部内端子3。在连接端子实施了以镍为底层的镀金(S10)。

其次，在座部内侧面1a形成由铝的蒸镀膜构成的一对衬膜2。衬膜2的尺寸中，长边为2.4mm、短边为2mm，厚度为约25μm(S11)。

另一方面，盖6方面，准备厚度0.15mm的可伐合金板，对表面进行电解镀镍(S20)。

接着，进行电池芯7的准备。通过涂布法将由活性炭、导电辅助材、粘结剂和增粘材构成的活性物质涂布到在厚度20μm的由铝构成的金属集电体上，制成片电极(S30)。切成适当长度后，通过超声波焊接，在金属集电体的一端安装厚度为80μm、宽度为2mm、长度8mm的铝薄板，制成电池芯引线8(S31)。在焊接了电池芯引线8的正负一对片状的电极夹着由聚四氟乙烯构成的隔片后，加入卷芯，卷绕成轨道状。其后，取出卷芯，轻轻地挤掉空隙，制成卷绕电极(S32)。

接着，进行超声波焊接。使电池芯引线8密合在事先准备的座部1的衬膜2的表面，确定位置。将电池芯引线一个个地(片方ずつ)进行超声波焊接(S33)。超声波溶机的振荡频率为40KHz。焊头(溶接ホ一ン)为铁制，由相同材料构成的超声波焊接用焊头9一体设置在焊头的前端。在超声波焊接用焊头9的表面，于2×1.5mm的区域设置了0.2mm间距的犬牙形格子状的凹凸图案(刻痕)。山的高度和谷底之差为0.2mm。焊接的模式设定为焊接中控制向电池芯引线8供给的能量的模式，焊接能量的设定值定为15J，焊接时间的最大值定为60msec。超声波焊接用焊头9在空气机构的作用下降低到由铝构成的电池芯引线8的表面后，嵌入电池芯引线8的表面，在电池芯引线8和衬膜2的界面之间通过振动来进行焊接。

焊接结束后，将电池芯引线8折叠，将电池芯7装入座部1之中。此时，注意电池芯引线8不要混触接合金属部件5(S34)。这是为了避免电池芯的短路。

接着，将装入了电池芯7的座部1浸泡在液体的电解质中，并进行1小时真空脱泡。此处，电解质的支持盐是螺二吡咯烷鎓四氟硼酸盐，作为非水溶剂，使用聚碳酸酯和碳酸亚乙酯的混合液(S35)。接下来，返回到大气压，从电解质中将装有电池芯7的座部1取出后，在氮气气氛下将盖6抵接在接合金属部件5，进行长边侧的2点的准焊接，然后依次连续地对长边侧和短边侧进行电阻缝焊，从而进行气密密封(S36)。如此制作了实施例1的双电层电容器。

进行制作的实施例1的双电层电容器的电学特性检査(S37)。作为项目，进行等价串联电阻和电容的测定。等价串联电阻使用AC 1KH z的交流电阻法。另外，电容使用放电法(2V-1V间、测定电流为10mA)。

(比较例1)

使用与实施例1相同尺寸构成的片电极制作电池芯7。此处，电池芯引线的材质、宽度和厚度与实施例1相同，但长度为40mm。接着，填充相同的电解质，将其装在由铝层积膜构成的外装容器。如此制作了比较例的使用铝层积封装体的双电层电容器。该比较例1没有衬膜，所以接触电阻表示的是作为实用值的值。

对于制作的比较例1的双电层电容器，与实施例1同样地进行电学特性检査。

实施例1的等价串联电阻为310mΩ。另外，电容为170mF。比较例1的等价串联电阻的测定值为320mΩ。另外，电容为180mF，这与实施例1相近。即，即使通过衬膜和电池芯引线的焊接，配线电阻值也能抑制得较低，达到实用水平。实施例1和比较例1的等价串联电阻的值之中，对包括电池芯引线8的电阻值的外装容器的电阻部分进行比较的结果为表5。

【表5】

表5中，接触电阻值等栏的2.4mΩ的数值是R1电池芯引线8和衬膜2之间的接触电阻值与下述的3个配线电阻值之和。3个配线电阻值是R2衬膜2本身的电阻值、R3座部内端子3的电阻值和R4连接端子4的电阻值。R1、R2、R3、R4见图10。接触电阻值等所示的2.4mΩ是另外制作测定样品而实测得到的值。如上所述，相对1个衬膜2配置6个充电贯通孔3，所以充电贯通孔3的电阻值R3是这6个贯通孔贡献的电阻值。在比较例的铝层积封装体中，电池芯引线直接在封装体外露出，并与测定器的测定端子连接，由于是这种结构，所以本接触电阻等的值为0mΩ。需要说明的是，数值均是正极和负极之和。

表5的接触电阻值等数值中，仅单侧的电极为1.2mΩ，两极为2.4mΩ，因此，本实施例中，首先R1～R4的各个数值非常低。于是，根据另外进行的多个实验，构成衬膜的铝蒸镀膜的电阻率为6.6μmΩcm时，计算出的电池芯引线和衬膜的接触电阻值为1mΩ以下。铝的蒸镀膜通常是体积的值(2.75μΩcm)的2.2倍到2.7倍的程度，6.6μΩcm是相当于2.4倍的值，所以被认为该值合适。

另外，通过6个座部内端子3直接连接在连接端子4的结构，R1、R2和R3的合计组成的配线电阻值也被抑制在非常低的水平。因而，在表5的合计值栏，实施例1的合计为5.2mΩ，与铝层积封装体的合计值13.6mΩ是同等的值。

(比较例2)

出于将上述的接触电阻值与使用导电性接合剂的连接手段的情况的接触电阻值相比的目的，使用导电性接合剂将与实施例1相同的座部1和铝薄板连接，并求出接触电阻值。导电性接合剂的主要导电性填料是石墨和碳。结果列于表6。

【表6】

导电性接合剂D1、D2是在将活性炭、碳和聚四氟乙烯粉末混炼将片状的电极粘结到铝或不锈钢的情况下常用的物质。另外，D3是导电涂料，对铝、不锈钢有优异的润湿性，能够进行涂布。连接面积为约4mm²、固化温度为150℃、30分钟。

即使是使用D3的情况下，接触电阻值也为9.4Ω，而对于D1和D2来说，接触电阻值是超过了10Ω的值。在这样的值的情况下，随着充放电将产生大幅的电压降低，所以不适合作为本发明的目的的大电流放电。如上所述，实施例1的接触电阻值为1mΩ以下，因此，与比较例2的情况相比，实现了小3个数量级的数值。表6中记载了按每单位面积(1cm²)换算的接触电阻值，即使连接面积扩大到1cm²，也为300mΩ以上，该值作为接触电阻值是过大的值。使用导电性接合剂的连接对于作为本发明的目的的使用小型外装容器的电化学电池是不合适的。即，与使用属于现有技术的导电性接合剂来将电池芯引线和衬膜连接的电化学电池相比，本申请发明涉及的通过焊接将电池芯引线和衬膜连接的电化学电池的接触电阻值是极低的值。

接下来，研究回焊处理中的热对实施例1制成的样品的影响。将本样品在施加几秒最高温度270℃的回焊装置进行回焊处理后，用光学显微镜对外装容器外观进行仔细观察。在座部1完全没有发现裂纹的产生。另外，座部1和盖6的电阻缝焊部当然没有电解质的漏液，在座部下侧面的贯通电极开口部附近也没有电解质的漏液。

另外，在对电池芯引线8和衬膜2进行超声波焊接的条件下，对同一部件另外进行焊接，用光学显微镜对接合界面的截面进行了观察。将电池芯引线8和衬膜2用超声波焊接好的样品埋入树脂固形化后，从一个方向慢慢地进行研磨，并仔细观察。结果观察到超声波焊头的凹凸被转印到了电池芯引线8的截面，从而焊头的凸部嵌入附近观察到了与形成衬膜的铝膜接合。另外，与焊头的凹部抵接的附近观察到了与铝衬膜有几微米的间隙。即，该形态是电池芯引线8和衬膜2通过对应超声波焊头的凹凸的接合点接合的形态。此外，在位于衬膜2的下面的陶瓷的截面，包括座部内端子3的形成附近，没有观察到裂纹的产生。

由上述可知，由于采用了通过从座部的内侧面直接连接到外侧面的座部内端子的配置来将配线电阻值抑制在低水平的结构，并且制成了将电池芯引线8和衬膜2通过超声波焊接来连接的结构，所以接触电阻值也足够低，能够实现大电流放电用途的电化学器件。此外，通过设定适当的焊接条件，能够在焊接时不对座部造成损伤，所以能够制作可靠性优异的电化学电池。

(实施例2)

通过基于YAG激光的点焊来实施将电池芯引线8和衬膜2接合的工序。需要说明的是，通过吹送氮气来防止焊接时的接合部的氧化。

铝薄板的厚度为80μm、宽度为2mm(与实施例1中电池芯引线8所用的铝薄板相同)。陶瓷制造的凹状容器与实施例1不同，其是与变形例2所说明的图4(c)所示的结构同样的结构，贯通到座部当中的座部内端子设置了6个。座部的底面的厚度为0.3mm，比实施例1薄，在座部内侧面通过蒸镀法形成了约25μm的厚度的铝。衬膜的尺寸为3mm×1.3mm的矩形。

焊接如下进行。首先，使电池芯引线8与铝膜充分密合。接着，对引线8的前端部的4角的位置机械按压以维持密合后，用YAG激光对2处进行点焊。此处，焊接条件为：峰值功率为300W、脉冲宽度为1msec，即，1脉冲的能量为0.3J。

测定如此连接好电池芯引线的样品的配线电阻值和接触电阻值的合计值。测定中，在座部底面焊上薄的铜制引线后，使用上述的电阻计对电池芯引线和铜制的引线间进行测定。由合计值减去电池芯引线(セルリ一ド)和铜制的引线的配线电阻值部分后得到的电阻值(接触电阻值和座部的配线电阻值之和)的范围在约38～40mΩ。使用与实施例1相同的超声波焊接装置(其中，更换超声波焊接用焊头9，在焊接区域为2.0×0.5mm的范围进行焊接)对同一样品进行焊接的情况下的上述的电阻值(接触电阻值和座部的配线电阻值之和)也大致在相同的范围。由此推测，激光焊接的情况下的接触电阻值与超声波焊接的情况下的接触电阻值大致相同。

在本样品之外，另外对以相同的焊接条件激光焊接好的位置的截面实施观察。利用光学显微镜进行截面观察时，观察到铝的电池芯引线8和下侧的铝蒸镀膜构成的衬膜2的连接位置在以约120μm径构成的区域实现了连接。另外，在本连接区域的周边的陶瓷没有发现裂纹等损伤。由此可知，使用激光作为焊接手段的方法也是可能的。

(实施例3)

实施例1、2的座部的材料均是陶瓷。本实施例中，对座部的材料是玻璃的情况进行描述。在钠钙玻璃(厚度约1.3mm)的表面(单面)通过离子镀法形成了铝膜。厚度为5μm。使用超声波焊接，在该铝表面焊接厚度为80μm、宽为2mm的铝薄板(与实施例1中电池芯引线8所用的铝薄板相同)。超声波焊接的振荡频率为62.5KHz。超声波焊头的前端的面积是长边为2mm、短边为0.5mm，在前端的表面进行了犬牙形格子状(千鳥格子)的凹凸加工。

本焊接条件下，铝薄板被可靠地焊接到铝膜上，并且没有在钠钙玻璃诱发裂纹。对基于超声波焊接的2个铝的薄板间的配线电阻值和接触电阻值的合计值进行测定后，减去配线电阻值部分，计算出接触电阻值。此时，基于离子镀成膜的铝膜的电阻率为3.8μmΩcm时，算出的接触电阻值为1mΩ以下。

因而，座部材料不限于陶瓷，钠钙玻璃这样的脆性材料也是可以的。如上所述，在钠钙玻璃、耐热玻璃形成座部内端子的技术是公知的，因此，通过与本发明的衬膜组合，能够用于大电流用途的电化学电池的座部材料。

(实施例4)

本实施例所用的陶瓷材料的抗弯强度为350MPa、杨氏模量为280GPa，作为电子部件的封装体，其是标准的。准备样品，所述样品于厚度为0.3mm的由陶瓷构成的板设置多个内径为0.3mm的座部内端子，所述座部内端子以间距0.5mm设置在XY方向。在座部内端子的开口面，于表面、背面均设置有实心状的钨的图案以便将这些座部内端子相互连接。钨的厚度为10μm，表面实施了镍和金的镀覆。作为电池芯引线，将板厚为80μm、宽为2mm的铝薄板定位在镀覆的钨的表面，通过超声波焊接进行焊接。超声波焊接机和超声波焊头与实施例3相同。

与实施例1同样地进行以上述焊接条件焊接好的样品的焊接截面的观测。用光学显微镜对多个排列的贯通孔的开口部附近细致观察，在陶瓷上未观察到裂纹。即，即使是没有设置铝衬膜的设计，负极用集电体侧可以采用与正极相同的焊接手段。由此，不必正极和负极准备各自的焊接手段，制造上方便。

为了作为电化学电池稳定发挥功能，如上所述，需要在正极用的集电体涂布铝这样的电子管金属，该正极用的集电体形成于座部的内侧面，但负极用的集电体上并不一定需要。上述的铝衬膜至少仅设置于正极用的集电体即可。此时，负极用的集电体是形成座部内端子时使用的钨膜，形成了对其表面实施了镍和金的镀覆的膜。

将电池芯引线8和衬膜2连接的上述的焊接也能用于另一方的电池芯引线8和钨膜的连接的话，制造上方便。

(实施例5)

上述的实施例1到实施例4所示的电池芯引线8全是铝。实施例5中，对电池芯引线8的材质为镍的情况进行说明。镍制造的引线常被用作锂离子二次电池芯的负极用的引线。例如，镍引线被连接到由铜箔构成的负极集电体后，将其另一个端部在外装容器的内部连接到衬膜上。

在由与实施例1相同材质构成的厚度0.5mm的陶瓷制板蒸镀厚度5μm的铝，从而形成衬膜。配置宽度为6mm、厚度为100μm的镍制引线，进行超声波焊接。在超声波焊接用焊头的表面，在4mm×3mm的区域设置间距0.7mm的犬牙状格子的凹凸图案。其山和谷底之差为0.30mm。将本焊头抵押在镍引线的表面。焊接的模式是指定焊接时间的方式，定焊接(定溶接)时间为0.15秒。在空气的压力为0.1MPa、焊接能量为22.1焦耳、焊接振幅为约13μm的条件，能够得到焊接强度充分的焊接。

将接合好的部件向上述那样埋入树脂后进行研磨，并实施对接合部的截面的观察。进行详细的观察，但在陶瓷部不存在裂纹。因而，电池芯引线使用镍制引线的情况下，也能构成具有本发明的结构的电化学电池。

需要说明的是，由铝构成的衬膜连接了作为锂离子二次电池芯的负极用镍引线，该由铝构成的衬膜优选用绝缘性涂料覆盖，以避免曝露在电解液中。

(实施例6)

本实施例中，对电池芯引线8是铜箔的情况进行说明。准备与实施例5相同的陶瓷板。在以5μm的膜厚形成的铝衬膜上重叠配置5片宽度为6mm、厚度为20μm的铜箔。使用与实施例5相同的超声波焊接用焊头。将超声波焊头按压在铜箔的表面进行焊接。焊接的条件与实施例5相同。即，焊接的模式中，设定下述条件：指定焊接时间的方式，定焊接时间为0.15秒、空气的压力为0.1MPa、焊接能量为22.1焦耳、焊接振幅为约13μm。在该条件能够实现焊接强度充分的焊接，没有铜箔剥离的现象。

将接合好的部件向上述那样埋入树脂后进行研磨，并实施对接合部的截面的观察。进行了详细观察，但在陶瓷部不存在裂纹。因而，电池芯引线使用铜箔引线的情况下，也能构成具有本发明的结构的电化学电池。

需要说明的是，铜箔是锂离子二次电池芯的负极用的集电体的情况下，连接上述铜箔的由铝构成的衬膜优选用绝缘性涂料覆盖，以避免曝露在电解液中。

本发明并不限于本说明书记载的变形例、实施例，只要不脱离发明的要点，当然可以采取其他各种的构成。例如，只要权利要求中没有限定，盖不限于金属，可以使用陶瓷、玻璃、树脂等，并且可以根据材料，使用各种密封的手段。

另外，图6、图7所示的电化学电池并不限于座部的底面水平安装在基板上，只要根据电化学电池的尺寸来决定安装方向即可。例如，盖6a的高度尺寸大时，可以将电化学电池水平安装在基板上。因此，可以仅稍微改变在座部设置的连接端子的图案来对应。

Claims (21)

1.一种电化学电池，其由外装容器、电池芯、电解质构成，所述外装容器由座部和盖构成，所述电池芯被装在上述外装容器中，

其中，所述电化学电池具有2个以上的电池芯引线、衬膜和连接端子，

所述电池芯引线是上述电池芯的延长部，

所述衬膜形成在上述座部的内侧面，并由电子管金属构成，

所述连接端子设置在上述座部的外侧面，与上述衬膜电连接，

至少一个上述电池芯引线通过焊接与上述衬膜连接。

2.如权利要求1所述的电化学电池，其中，上述衬膜的厚度为5μm～100μm。

3.如权利要求1所述的电化学电池，其中，上述衬膜的厚度为10μm～30μm。

4.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述衬膜含有铝。

5.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述焊接是超声波焊接或射束焊接。

6.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述座部由陶瓷或玻璃构成。

7.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述电池芯引线由铝、镍或铜构成。

8.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述电池芯引线之中，正极和负极的上述电池芯引线均被焊接到上述衬膜上。

9.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，负极的上述电池芯引线与上述盖电连接。

10.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，通过埋设在上述座部内部的座部内端子，上述衬膜与上述连接端子连接。

11.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述外装容器是将凹状的上述座部和板状的盖直接封口或通过接合金属部件封口的结构。

12.如权利要求10所述的电化学电池，其中，上述座部由第一座部和第二座部构成，所述第一座部是上述外装容器的外侧的层，所述第二座部是内侧的层；

上述座部内端子贯通上述第二座部；

上述连接端子从上述座部的外侧面在上述第一座部和上述第二座部的分界面延伸设置，并与上述座部内端子连接。

13.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，通过在上述座部的内侧面延伸设置的配线图案，上述衬膜与上述连接端子连接。

14.如权利要求13所述的电化学电池，其中，上述配线图案由保护膜覆盖，以不在电解质中露出。

15.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述座部是平板状，上述盖是凹状。

16.如权利要求15所述的电化学电池，其中，上述座部或上述盖具有小孔，上述小孔由密封栓密封。

17.如权利要求15所述的电化学电池，其中，上述座部部件在与上述接合部件相接的面具有台阶，上述台阶嵌有上述金属接合部件。

18.如权利要求1～3任一项所述的电化学电池，其中，上述座部部件和上述盖是平板状，并通过金属侧壁进行了密封。

19.如权利要求18所述的电化学电池，其中，正极的上述电池芯引线连接在上述金属侧壁。

20.一种电化学电池的制造方法，其中，所述制造方法包括衬膜形成工序、电池芯引线/衬膜焊接工序、将电池芯装在座部的工序、填充电解质的工序和将盖接合在座部的工序，

所述衬膜形成工序在构成外装容器的座部的内侧面形成衬膜，

所述电池芯引线/衬膜焊接工序通过焊接将电池芯引线和上述衬膜连接。

21.如权利要求20所述的电化学电池的制造方法，其中，上述电池芯引线与上述衬膜的焊接工序采用超声波焊接或射束焊接。

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