JP2005158816A - 電気化学デバイスの製造方法及び電気化学デバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】 熱処理により電極とセパレータとを密着させて一体化させた場合であっても、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイスを容易かつ確実に形成することのできる電気化学デバイスの製造方法の提供。
【解決手段】 第１の電極及び第２の電極として、集電体と該集電体とセパレータとの間に配置される電子伝導性の多孔体層とを有し、かつ、多孔体層中に、電子伝導性を有する多孔体粒子と、多孔体粒子同士を結着可能でありセパレータの軟化点ＴＳよりも低い軟化点ＴＢを有する熱可塑性樹脂とを少なくとも含む構成を有する電極を使用する。式（１）：ＴＢ≦Ｔ１＜ＴＳで表される条件を満たす熱処理温度Ｔ１で積層体を熱処理することにより、積層体における、第１の電極の集電体、第１の電極の多孔体層、セパレータ、第２の電極の多孔体層、及び、第２の電極の集電体を一体化させた状態とする熱処理工程を含む。
【選択図】 なし

Description

本発明は電気化学デバイスの製造方法及びこの製造方法により得られる電気化学デバイスに関する。より詳しくは、本発明は、電気二重層キャパシタをはじめとする電気化学キャパシタ、及び、リチウムイオン二次電池をはじめとする２次電池を含む電気化学デバイスの製造方法及び、この製造方法により得られる電気化学デバイスに関する。
電気二重層キャパシタをはじめとする電気化学キャパシタ、及び、リチウムイオン二次電池をはじめとする非水電解質２次電池は、容易に小型化、軽量化が可能な電気化学デバイスであるため、例えば、携帯機器（小型電子機器）等の電源或いはバックアップ用電源、電気自動車又はハイブリッド車向けの補助電源として期待されており、その性能向上のための様々な検討がなされている。
上記の性能向上を図った電気化学デバイスとしては、例えば、分極性電極、セパレータおよび集電体を積層した電気二重層キャパシタにおいて、集電体と分極性電極の間に加熱によって流動性を発現する物質（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）を存在させて加圧下で加熱した後に冷却して接着したことを特徴とする電気二重層キャパシタが提案されている（下記特許文献１を参照）。また、この電気二重層キャパシタは、セパレータと分極性電極の間にも加熱によって流動性を発現する物質を存在させる構成も提案されている。この電気二重層キャパシタは、上記の構成とすることにより、集電体と分極性電極との間の導電接続を高めるとともに、セルの組立を容易にすることを意図したものである。
また、上記の性能向上を図った電気化学デバイスの他の例としては、例えば、セパレータが一対の分極性電極で挟まれ、かつ分極性電極とセパレータとが接着されている接着体構造を有する電気二重層コンデンサ及びその製造方法が提案されている。更にこの電気二重層コンデンサ及びその製造方法は、セパレータが重量比１０％以上のポリオレフィン系樹脂を含有した不織布または多孔質フィルムからなり、かつ、ポリオレフィン系樹脂の軟化点温度以上の温度環境下で、一対の分極性電極に圧力を加えることにより、分極性電極とセパレータとを接着させたことを特徴とするものである（例えば、下記特許文献２の請求項１〜３を参照）。
この電気二重層コンデンサ（電気二重層キャパシタ）は、上記の構成とすることにより、分極性電極とセパレータとを接着させ一体化させることにより、セル両端からの加圧力の変化による内部抵抗の変化を抑え、また分極性電極とセパレータの剥離を抑え優れた長期信頼性を実現することを意図したものである。
特開２０００−２５２１７５号公報 特開２００１−２５０７４２号公報
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の電気化学デバイス及びその製造方法であっても、電気化学デバイス中の電気抵抗を十分に低減することができず、未だ十分な充放電特性を得ることができていないという問題があった。
すなわち、特許文献１に記載の電気二重層キャパシタでは、集電体と分極性電極の間に加熱によって流動性を発現する物質を存在させているため集電体と分極性電極の間の電気的な接触抵抗を十分に低減できないという問題があった。更に、セパレータと分極性電極の間に加熱によって流動性を発現する物質を存在させる構成とする場合には、加熱によって流動性を発現する物質が、加熱により流動性を発現した後にセパレータ中の細孔（特にセパレータの表面近傍の細孔）中に流れ込み、該細孔を塞いでしまう問題があった。セパレータ中の細孔が塞がれると、セパレータ中に含浸されている電解質（電解質溶液等）中のイオンの移動（イオン伝導）が阻害され、十分な充放電特性を得ることができなくなる。
また、特許文献２に記載の電気二重層コンデンサ（電気二重層キャパシタ）及びその製造方法では、一対の分極性電極と、該一対の分極性電極の間に配置したセパレータを一体化させるための加熱及び加圧の処理をする際に、セパレータの構成材料となるポリオレフィン系樹脂の軟化点温度以上の温度環境下で処理を行っている。そのため、分極性電極とセパレータを一体化させることができても、セパレータが軟化した際に、セパレータ中の細孔が塞がれて、電解質（電解質溶液等）中のイオン伝導抵抗を十分に低減できず、十分な充放電特性を得ることができなくなるという問題があった。
更に、上述の問題を解決するために、一対の分極性電極とセパレータとの積層体に対して熱処理を行わない方法もある。しかしこの場合、製造中及び使用中の積層体の取り扱い性が著しく低下することや、積層体が一体化されていないため使用中に積層体中の分極性電極とセパレータがずれて充放電特性が著しく低下する問題が生じるためこの方法は現実的ではない。特に、この問題は、複数の積層体を積層して直列又は並列に接続した構成とする場合に顕著に発生し易くなる。
また、上記の電気二重層キャパシタの他の種類の電気化学キャパシタ（擬似容量キャパシタ、レドックスキャパシタ等）においても、先に述べた従来の電気二重層キャパシタと同様の構成を有するものについては上述と同様の問題があった。
更に、電気二重層キャパシタの一対の分極性電極の代わりに、放電時に酸化反応が進行するアノード及び放電時に還元反応が進行するカソード、アノード及びカソードの間に配置されたセパレータを有する１次電池又は２次電池（特に、リチウムイオン２次電池）においても、先に述べた従来の電気二重層キャパシタと同様の構成を有するものについては上述と同様の問題があった。
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、熱処理により電極とセパレータとを密着させて一体化させた場合であっても、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイスを容易かつ確実に形成することのできる電気化学デバイスの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、上記本発明の電気化学デバイスの製造方法により得られる電気化学デバイスを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、電極の多孔体層中に含有させるバインダーとなる熱可塑性樹脂とセパレータの構成材料との組合せを互いの軟化点に着目して決定し、更に、熱処理工程における熱処理温度を上記熱可塑性樹脂の軟化点及びセパレータの軟化点に着目して決定することが、上記目的を達成する上で極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に隣接して配置される多孔質のセパレータとを有する積層体と、を有し、かつ、第１の電極及び第２の電極として、集電体と、該集電体とセパレータとの間に配置される電子伝導性の多孔体層とを有する電極を備える電気化学デバイスの製造方法であって、
多孔体層の構成材料として、電子伝導性を有する多孔体粒子と、多孔体粒子同士を結着可能でありセパレータの軟化点ＴＳよりも低い軟化点ＴＢを有する熱可塑性樹脂とを少なくとも使用し、
下記式（１）で表される条件を満たす熱処理温度Ｔ１で積層体を熱処理することにより、積層体における、第１の電極の集電体、第１の電極の多孔体層、セパレータ、第２の電極の多孔体層、及び、第２の電極の集電体を一体化させた状態とする熱処理工程を含むこと、
を特徴とする電気化学デバイスの製造方法を提供する。
ＴＢ≦Ｔ１＜ＴＳ・・・（１）
ここで、本発明において、Ｔ１、ＴＢ及びＴＳの単位は全て「℃」である。
また、本発明において、「セパレータの軟化点ＴＳ」とは、セパレータが一種類の構成材料（例えば合成樹脂）から形成されている場合には、その構成材料の軟化点を示し、セパレータが２種類以上の構成材料から構成されている場合には、より低い方の軟化点を示す。
更に、本発明において、「熱可塑性樹脂の軟化点ＴＢ」とは、熱可塑性樹脂が一種類の構成材料（例えば合成樹脂）から形成されている場合には、その構成材料の軟化点を示し、熱可塑性樹脂が２種類以上の構成材料から構成されている場合には、より低い方の軟化点を示す。
また、以下、本明細書においては、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に隣接して配置される多孔質のセパレータとを有する積層体のうち、本発明における熱処理工程における先に述べた熱処理を経て得られる積層体を「電気化学デバイス素体」（第１の電極の集電体、第１の電極の多孔体層、セパレータ、第２の電極の多孔体層、及び、第２の電極の集電体が一体化された状態の積層体）といい、熱処理工程を施される以前の積層体と区別する。
また、「熱処理工程を施される以前の積層体」に含まれる「第１の電極の多孔体層」及び／又は「第２の電極の多孔体層」は、これらを、該多孔体層の構成材料を含む多孔体層形成用の塗工液を調製し、該塗工液を集電体（第１の電極の集電体又は第２の電極の集電体）又はセパレータ上に塗布し、更に集電体（第１の電極の集電体又は第２の電極の集電体）又はセパレータ上に塗布した塗工液からなる液膜を乾燥させる工程を経て形成する場合には、この液膜の乾燥後に得られる層であってもよい。更に、この「熱処理工程を施される以前の積層体」に含まれる「第１の電極の多孔体層」及び／又は「第２の電極の多孔体層」は、所定の熱処理を予め施された後のものであってもよい。
なお、上記の電気化学デバイス素体の構成の場合、第１の電極、第２の電極及びセパレータの内部に電解質溶液が含有されている構成を有していてもよく、第１の電極、第２の電極及びセパレータの内部にゲル状の電解質が含有されている構成を有していよく、第１の電極、第２の電極及びセパレータの内部に固体電解質（固体高分子電解質又はイオン伝導性無機材料からなる電解質）が含有されている構成を有していてもよい。
また、「電気化学デバイス素体」は、上記の構成のように、第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる３層構造のものの他に、上記電極とセパレータ（又は固体電解質膜）とが交互に積層された５層以上の構成（電極からなる層とセパレータからなる層とが交互に積層された５層以上の構成）を有していてもよい。なおこの構成の場合、電気化学デバイス素体の両端に配置される電極以外の電極、すなわち、電気化学デバイス素体の内部に配置される電極は、１つの集電体の両面に多孔体層が形成された構成を有していてもよい。
更に、本発明において、「電気化学デバイス」とは、上記電気化学デバイス素体と、該電気化学デバイス素体中に含浸される電解質（電解質溶液、ゲル状の電解質、上述の固体電解質）と、電気化学デバイス素体及び電解質を密閉した状態で収容するケースと、少なくともを有する構成のデバイスを示す。
より具体的には、「電気化学デバイス」とは、好ましくは電気化学キャパシタ又は２次電池を示す。電気化学キャパシタとしては、電気二重層キャパシタ、擬似容量キャパシタ、レドックスキャパシタ等が挙げられる。２次電池としては好ましくは、リチウムイオン二次電池等の非水電解質を使用する非水電解質２次電池、電解質水溶液を使用する２次電池等が挙げられる。更に、大電流の充放電を長期にわたり円滑に行うことが可能なデバイスとして使用する観点から、「電気化学デバイス」とは、より好ましくは上記電気化学キャパシタを示し、同様の観点から更に好ましくは電気二重層キャパシタを示す。
ここで、本発明において、ケースは金属製のケースであってもよく、合成樹脂製のケースであってもよく、１以上の合成樹脂を主成分とする層と１以上の金属層とを積層した複合包装フィルムにより形成されるケースであってもよい。これらのケースについては、電気化学デバイスの使用環境に応じてケースに求められる機械的強度、耐腐食性、重量などを考慮して適宜選択すればよい。
上述のように、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、第１の電極の多孔体層及び第２の電極の多孔体層中に、電子伝導性を有する多孔体粒子同士を結着可能でありセパレータの軟化点ＴＳよりも低い軟化点ＴＢを有する熱可塑性樹脂とを使用し、かつ、電気化学デバイス素体（積層体）の熱処理工程において、上述の式（１）を満たす熱処理温度Ｔ１で熱処理する。
これにより、熱処理工程においてセパレータの軟化が防止されるので、セパレータ内部の細孔の閉塞が十分に防止される。そのため、セパレータ中に含浸される電解質中において、十分なイオン伝導性を確保することができる。
また、熱処理工程において、多孔体層の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層の表面（セパレータに接触する側の表面）がセパレータの表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層とセパレータとを十分に密着させることができる。
更に、熱処理工程において、多孔体層の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層の表面（集電体に接触する側の表面）が集電体の表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層と集電体とを電気的接触を十分に保持した状態で密着させることができるようになる。
そのため、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、熱処理により電極とセパレータとを密着させて一体化させた場合であっても、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイスを容易かつ確実に形成することができる。
本発明の製造方法における熱処理工程を経て得られる電気化学デバイス素体の電極とセパレータとの密着状態｛熱処理（又は、熱処理及び該熱処理と同時に施される加圧処理）により多孔体層の表面がセパレータの表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形して密着している状態｝は、素体断面のＳＥＭ写真を撮影することにより確認できる。
ここで、熱処理温度Ｔ１をセパレータの軟化点ＴＳ以上とすると、熱処理工程においてセパレータの軟化が起こるので、セパレータ内部の細孔の閉塞を十分に防止できなくなり、十分なイオン伝導性を確保することができなくなる。
また、熱処理温度Ｔ１を多孔体層中の熱可塑性樹脂の軟化点ＴＢ未満とすると、熱処理工程において、熱可塑性樹脂の軟化が起こらないため、セパレータと多孔体層とを十分に密着させることができなくなる。また、この場合、上記と同じ理由により、集電体と多孔体層とを十分に密着させることもできなくなる。
更に、本発明では、熱処理温度Ｔ１は、多孔体層中の熱可塑性樹脂の軟化点ＴＢ以上とするが、熱処理温度Ｔ１が、熱可塑性樹脂の軟化点ＴＢを超え、熱可塑性樹脂の溶融温度以上になると、熱可塑性樹脂が溶融状態で電極層内部の多孔体に浸透するため、電極内部の細孔を被覆してしまう。この場合、電極の容量低下が生じ、電気化学素子が必要な特性を満たせなくなる。そのため、本発明において、「熱処理温度Ｔ１」とは、式（１）で表される条件を満たす温度であって、かつ、多孔体層中の熱可塑性樹脂の溶融温度未満の温度を示す。
更に、本発明においては、熱処理工程における第一の電極、セパレータ及び第２の電極を一体化させる具体的な手法は、先に述べた式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて熱処理を行うのであれば特に限定されず、公知の電気化学デバイスの製造技術を用いてよいが、特に本発明においては、以下の（Ｉ）〜（Ｖ）の方法のうちの何れかの方法を採用することが好ましい。更に、製造効率や、薄い多孔体層を容易に形成し易いなどの観点からは、以下の（Ｉ）〜（Ｖ）の方法の中では（Ｉ）又は（ＩＩ）の方法がより好ましい。
（Ｉ）（ｉ）先ず、多孔体層の構成材料を含む多孔体層を形成するための塗工液を調製する。（ｉｉ）次いで、塗工液を集電体上に塗布する。（ｉｉｉ）次に、集電体上に塗布された塗工液からなる液膜を乾燥させ、該液膜中の溶媒を除去し、集電体上に熱処理前の状態の多孔体層（以下、必要に応じて「前駆体層」という）が形成された積層体（以下、「積層体１」という）を得る。（ｉｖ）１対の積層体１の間に、別途作製したシート状のセパレータを配置した積層体（以下、「積層体２」という）を得る。（ｖ）積層体２を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて加熱することにより熱処理工程を行い、集電体、多孔体層、セパレータ、多孔体層及び集電体がこの順序で密着されて全て一体化した電気化学デバイス素体を得る。
なお、この（Ｉ）の方法の場合、必要に応じて、（ｖ）の熱処理工程において熱処理する際に、積層体２を一対の加熱部材で押圧（加圧）してもよい。また、必要に応じて、（ｉｉｉ）の工程において、積層体１を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱する（更に必要に応じて加圧する）ことにより、集電体及び多孔体層が一体化した電極（第１の電極及び／又は第２の電極）を得てもよい。更に、電気化学デバイス素体は３層構造とせず、先に述べたように５層以上の構成としてもよい。
（ＩＩ）（ｉ）先ず、多孔体層の構成材料を含む多孔体層を形成するための混練物（先に述べた塗工液中に含まれる溶媒を含まないもの）を調製する。（ｉｉ）次いで、混練物を集電体上に塗布又は撒布する。（ｉｉｉ）次に、集電体上に塗布又は撒布された混練物からなる層を熱プレスし、集電体上に熱処理前（本発明にかかる熱処理前）の状態の多孔体層（前駆体層）が形成された積層体（以下、「積層体３」という）を得る。（ｉｖ）１対の積層体３の間に、別途作製したシート状のセパレータを配置した積層体（以下、「積層体４」という）を得る。（ｖ）積層体４を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて加熱することにより熱処理工程を行い、集電体、多孔体層、セパレータ、多孔体層及び集電体がこの順序で密着されて全て一体化した電気化学デバイス素体を得る。
なお、この（ＩＩ）の方法の場合、必要に応じて、（ｖ）の熱処理工程において熱処理する際に、積層体４を一対の加熱部材で押圧（加圧）してもよい。また、必要に応じて、（ｉｉｉ）の工程において、積層体１を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱する（更に必要に応じて加圧する）ことにより、集電体及び多孔体層が一体化した電極（第１の電極及び／又は第２の電極）を得てもよい。更に、電気化学デバイス素体は３層構造とせず、先に述べたように５層以上の構成としてもよい。
（ＩＩＩ）（ｉ）先ず、多孔体層の構成材料を形成するための塗工液を調製する。（ｉｉ）次いで、塗工液をシート状のセパレータの両面に塗布する。このとき、塗工液がセパレータ中の細孔内にしみ込まないように、塗工液の成分組成を調節する。例えば、塗工液の粘度、セパレータに対する塗工液の接触角などを調節する。（ｉｉｉ）次に、セパレータの両面に塗布された塗工液からなる液膜を乾燥させ、該液膜中の溶媒を除去し、セパレータの両面に熱処理前の状態の多孔体層（前駆体層）が形成されたで積層体（以下、「積層体５」という）を得る。（ｉｖ）１対の集電体の間に、積層体５を配置した積層体（以下、「積層体６」という）を得る。（ｖ）積層体６を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて加熱することにより熱処理工程を行い、集電体、多孔体層、セパレータ、多孔体層及び集電体がこの順序で密着されて全て一体化した電気化学デバイス素体を得る。
なお、この（ＩＩＩ）の方法の場合、必要に応じて、（ｖ）の熱処理工程において熱処理する際に、積層体６を一対の加熱部材で押圧（加圧）してもよい。また、必要に応じて、（ｉｉｉ）の工程において、積層体５を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱する（更に必要に応じて加圧する）ことにより、セパレータ及び多孔体層が一体化した電極を得てもよい。更に、電気化学デバイス素体は３層構造とせず、先に述べたように５層以上の構成としてもよい。
（ＩＶ）（ｉ）先ず、多孔体層の構成材料を含む多孔体層を形成するための混練物（（Ｉ）における塗工液中に含まれる溶媒を含まないもの）を調製する。（ｉｉ）次いで、混練物をシート状のセパレータの両面に塗布又は撒布する。このとき、混練物がセパレータ中の細孔内に入り込まないように、例えば、混練物の粘度、構成粒子のサイズを調節する。（ｉｉｉ）次に、セパレータの両面に塗布又は撒布された混練物からなる層を熱プレスし、熱処理前（本発明にかかる熱処理前）の状態の多孔体層（前駆体層）が形成された積層体（以下、「積層体７」という）を得る。（ｉｖ）１対の集電体の間に、積層体７を配置した積層体（以下、「積層体８」という）を得る。（ｖ）積層体８を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて加熱することにより熱処理工程を行い、集電体、多孔体層、セパレータ、多孔体層及び集電体がこの順序で密着されて全て一体化した電気化学デバイス素体を得る。
なお、この（ＩＶ）の方法の場合、必要に応じて、（ｖ）の熱処理工程において熱処理する際に、積層体８を一対の加熱部材で押圧（加圧）してもよい。また、必要に応じて、（ｉｉｉ）の工程において、積層体７を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱する（更に必要に応じて加圧する）ことにより、セパレータ及び多孔体層が一体化した電極を得てもよい。更に、電気化学デバイス素体は３層構造とせず、先に述べたように５層以上の構成としてもよい。
（Ｖ）（ｉ）先ず、多孔体層の構成材料を含む多孔体層形成するための塗工液又は多孔体層の構成材料を含む多孔体層形成するための混練物を調製する。（ｉｉ）塗工液又は混練物を用いてシート状の多孔体層を形成する。（ｉｉｉ）シート状のセパレータを作製する。（ｉｖ）次に、集電体、シート状の多孔体層、シート状のセパレータ、シート状の多孔体層及び集電体をこの順序で積層した積層体（以下、「積層体９」という）を得る。（ｖ）積層体９を一対の加熱部材の間に挟持させ、一対の加熱部材のうちの少なくとも一方を式（１）の条件を満たす熱処理温度Ｔ１にて加熱することにより熱処理工程を行い、集電体、多孔体層、セパレータ、多孔体層及び集電体がこの順序で密着されて全て一体化した電気化学デバイス素体を得る。
なお、この（Ｖ）の方法の場合、電気化学デバイス素体は３層構造とせず、先に述べたように５層以上の構成としてもよい。
また、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、第１の電極及び第２の電極として板状の形状を呈する電極を使用し、セパレータとして板状の形状を呈する部材を使用することが好ましい。
これにより、第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる電気化学デバイス素体を薄膜状とすることができるので、電気化学デバイス自体の形状を薄膜状とすることがより容易かつより確実にできる。そのため、小型化及び軽量化が容易な構成を有する電気化学デバイスをより容易に構成することができる。
また、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、熱処理工程において、互いに対向する１対の加熱部材の間に前記積層体を配置し、１対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱することを特徴としていてもよい。これにより、熱処理工程を容易に行うことができる。特に、先に述べたように、第１の電極及び第２の電極として板状の形状を呈する電極を使用し、セパレータとして板状の形状を呈する部材を使用する場合に熱処理工程を容易に行うことができる。この場合、第１の電極、セパレータ及び第２の電極が十分に密着した電気化学デバイス素体をより容易かつより確実に得る観点から１対の加熱部材の両方を加熱することが好ましい。
ここで、本発明において、「加熱部材」は、第１の電極、セパレータ及び第２の電極に対し、これらが密着可能な熱を供給可能であれば、それ自身が発熱体であってもよく、他の発熱体からの熱を供給する熱伝導体であってもよい。
更に、加熱部材を使用する場合、熱処理工程において、１対の加熱部材により積層体を加圧した状態で１対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱することが好ましい。このように積層体を押圧（加圧）した状態で加熱することにより、第１の電極、セパレータ及び第２の電極が十分に密着した電気化学デバイス素体を更に容易かつ更に確実に得ることができる。
また、小型化及び軽量化が容易な構成を有する電気化学デバイスをより容易に構成する観点からは、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、１以上の合成樹脂を主成分とする層と１以上の金属層とを積層した複合包装フィルムを使用することが好ましい。複合包装フィルムとしては、電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する複合包装フィルムを使用することが好ましい。
合成樹脂製の最内部の層を配置することにより複合包装フィルムの十分な可とう性が確保される。また、金属層を配置することにより、複合包装フィルムの十分な機械的強度が確保されるとともに、ケース内部の電解質溶液の構成成分のケース外部への逸散と、ケース外部からケース内部への空気（水分及び酸素）の流入を充分に防止することができる。更に、合成樹脂製の最内部の層を金属層よりも内側に配置することによりケース内部の電解質溶液の構成成分などによる金属層の腐食の進行を充分に防止できる。
これにより、液漏れの発生を充分に防止することのできる電気化学デバイスをより容易かつより確実に構成することができる。さらに、液漏れの発生を充分に防止する観点と充分な機械的強度を確保する観点から金属層の外側に更に合成樹脂製の層を配置することがより好ましい。
また、本発明の電気化学デバイスの製造方法では、軽量であり薄膜化が容易な可とう性を有する複合包装フィルム
を用いて形成されたケースを使用する場合には、電気化学デバイス自体の形状を薄膜状とすることがより容易にできる。そのため、本発明の製造方法では、小型化及び軽量化が容易な構成を有する電気化学デバイスを容易に構成することができる。そのため、本来の体積エネルギー密度を容易に向上させることができるとともに、電気化学デバイスの設置されるべき設置空間の単位体積当たりのエネルギー密度（以下、「設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度」という）も容易に向上させることができる。
なお、電気化学デバイスの「体積エネルギー密度」とは、本来、電気化学デバイスの容器を含む全体積に対する全出力エネルギーの割合で定義されるものである。これに対して、「設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度」とは、電気化学デバイスの最大縦、最大横、最大厚さに基づいて求められる見かけ上の体積に対する電気化学デバイスの全出力エネルギーの割合を意味する。実際に、電気化学デバイスを小型電子機器に搭載する場合、上述した本来の体積エネルギー密度の向上とともに、設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度を向上させることが、小型電子機器内の限られたスペースをデッドスペースを充分に低減した状態で有効利用する観点から重要となる。
また、本発明は、先に述べた本発明の電気化学デバイスの製造方法のうちの何れかにより得られる電気化学デバイスを提供する。本発明の電気化学デバイスは、先に述べた本発明の電気化学デバイスの製造方法により製造されているので内部抵抗が十分に低減されており、十分な充放電特性を得ることができる。
本発明によれば、熱処理により電極とセパレータとを密着させて一体化させた場合であっても、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイスを容易かつ確実に形成することのできる電気化学デバイスの製造方法を提供ことができる。しかも、本発明によれば、内部抵抗が十分に低減されており、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイスを容易かつ確実に提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の電気化学デバイスの製造方法の好適な一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
電気化学デバイスの一例（電気二重層キャパシタ）を示す正面図である。図１は本発明の電気化学デバイスの好適な一実施形態（電気二重層キャパシタ）を示す正面図である。この図１の電気化学デバイス１は本発明の電気化学デバイスの製造方法の好適な一実施形態により製造されるものである。
また、図２は図１に示す電気化学デバイス１の内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。更に、図３は図１に示す電気化学デバイスを図１のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。また、図４は図１に示す電気化学デバイスを図１のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
図１〜図５に示すように、電気二重層キャパシタ１は、主として、互いに対向する平板状のアノード１０（第１の電極）及び平板状のカソード２０（第２の電極）と、アノード１０とカソード２０との間に隣接して配置される平板状のセパレータ４０と、アノード１０、カソード２０及びセパレータ４０中に含浸される電解質溶液３０と、これらを密閉した状態で収容するケース５０と、アノード１０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるアノード用リード１２（第１のリード）と、カソード２０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるカソード用リード２２（第２のリード）とから構成されている。
ここで、「アノード」１０及び「カソード」２０は説明の便宜上、電気化学デバイス１の放電時の極性を基準に決定したものである。
そして、電気化学デバイス１は、以下に説明する構成を有している。以下、図１〜図９に基づいて本実施形態の各構成要素の詳細を説明する。
ケース５０は、先に述べたように、互いに対向する第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２とを有している。ここで、図２に示すように、この電気化学デバイス１においては、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は連結されている。すなわち、ケース５０は、一枚の複合包装フィルムからなる矩形状のフィルムを、図２に示す折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３において折り曲げ、矩形状のフィルムの対向する１組の縁部同士（図中の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂ）を重ね合せ、後述する熱融着工程においてヒートシール（熱融着）を行うことにより形成されている。
そして、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は、１枚の矩形状のフィルムを上述のように折り曲げた際にできる互いに対向する面（Ｆ５１及びＦ５２）を有する該フィルムの部分をそれぞれ示す。ここで、接合された後の第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２のそれぞれの縁部を「シール部」という。
これにより、折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３の部分に第１のフィルム５１と第２のフィルム５２とを接合させるためのシール部を設ける必要がなくなるため、ケース５０におけるシール部をより低減することができる。その結果、電気化学デバイス１の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度をより向上させることができる。
そして、本実施形態の場合、図１及び図２に示すように、アノード１０に接続されたアノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれの一端が上述の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂとを接合したシール部から外部に突出するように配置されている。そして、このアノード用リード１２及びカソード用リード２２と、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂとは、後述する溝の形成された加熱部材である金型９３（図１５参照）を用いてヒートシール（熱融着）されている。これにより、ケース５０の充分な密封性が確保されている。
また、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２を構成するフィルムは、可とう性を有するフィルムである。フィルムは軽量であり薄膜化が容易なため、電気化学デバイス１自体の形状を薄膜状とすることができる。そのため、本来の体積エネルギー密度を容易に向上させることができるとともに、電気化学デバイス１の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度も容易に向上させることができる。
このフィルムは可とう性を有するフィルムであれば特に限定されないが、ケース５０の十分な機械的強度と軽量性を確保しつつ、ケース５０外部からケース５０内部への水分や空気の侵入及びケース５０内部からケース５０外部への電解質成分の逸散を効果的に防止する観点から、電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する「複合包装フィルム」であることが好ましい。
第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムとしては、例えば、図６及び図７に示す構成の複合包装フィルムが挙げられる。
図６示す複合包装フィルム５３は、その内面Ｆ５０ａにおいて電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層５０ａと、最内部の層５０ａのもう一方の面（外側の面）上に配置される金属層５０ｃと有する。また、図７示す複合包装フィルム５４は、図６示す複合包装フィルム５３の金属層５０ｃの外側の面に更に合成樹脂製の最外部の層５０ｂが配置された構成を有する。
第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムは、上述の最内部の層５０ａをはじめとする１以上の合成樹脂の層、金属箔などの金属層５０ｃを備えた２以上の層を有する複合包装材であれば特に限定されないが、上記と同様の効果をより確実に得る観点から、図７に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層５０ａと、最内部の層５０ａから最も遠いケース５０の外表面の側に配置される合成樹脂製の最外部の層５０ｂと、最内部の層５０ａと最外部の層５０ｂとの間に配置される少なくとも１つの金属層５０ｃとを有する３層以上の層から構成されていることがより好ましい。
最内部の層５０ａは可とう性を有する層であり、その構成材料は上記の可とう性を発現させることが可能であり、かつ、使用される電解質溶液に対する化学的安定性（化学反応、溶解、膨潤が起こらない特性）、並びに、酸素及び水（空気中の水分）に対する化学的安定性を有している合成樹脂であれば特に限定されないが、更に酸素、水（空気中の水分）及び電解質溶液の成分に対する透過性の低い特性を有している材料が好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン酸変成物、ポリプロピレン酸変成物、ポリエチレンアイオノマー、ポリプロピレンアイオノマー等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。
また、上述した図７に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層５０ａ以外に、最外部の層５０ｂ等のような合成樹脂製の層を更に設ける場合、この合成樹脂製の層も、上記最内部の層と同様の構成材料を使用してよい。更に、この合成樹脂製の層としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ナイロン）等のエンジニアリングプラスチックからなる層を使用してもよい。
また、ケース５０における全てのシール部のシール方法は、生産性の観点から、ヒートシール（熱溶着）法であることが好ましい。この電気化学デバイスの場合、特に、アノード用リード１２及びカソード用リード２２がケース５０外部に突出する部分のシール部はヒートシール（熱溶着）法によりシールされている。
金属層５０ｃとしては、酸素、水（空気中の水分）及び電解質溶液に対する耐腐食性を有する金属材料から形成されている層であることが好ましい。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、ニッケル等からなる金属箔を使用してもよい。
次に、アノード１０及びカソード２０について説明する。図８は図１に示す電気化学デバイスのアノード１０の基本構成の一例を示す模式断面図である。また、図９は、図１に示す電気化学デバイス１のカソード２０の基本構成の一例を示す模式断面図である。
図８に示すようにアノード１０は、電子伝導性を有する集電体からなる集電体層１６と、該集電体層１６上に形成された電子伝導性を有する多孔体からなる多孔体層１８とからなる。また、図９に示すようにカソード２０は、集電体２６と、該集電体２６上に形成された電子伝導性の多孔体からなる多孔体層２８とからなる。
集電体層１６及び集電体２６は、多孔体層１８及び多孔体層２８への電荷の移動を充分に行うことができる良導体であれば特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている集電体を使用することができる。例えば、集電体層１６及び集電体２６としては、アルミニウムなどの金属箔等が挙げられる。
多孔体層１８及び多孔体層２８の構成材料としては、電子伝導性を有する多孔体粒子と、多孔体粒子同士を結着可能であり後述するセパレータ４０の軟化点ＴＳよりも低い軟化点ＴＢを有する熱可塑性樹脂とを少なくとも含む構成を有していれば特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている炭素電極等の分極性電極を構成する多孔体層に使用されているものと同様の材料を使用することができる。
電子伝導性を有する多孔体粒子としては、例えば、原料炭（例えは、石油系重質油の流動接触分解装置のボトム油や減圧蒸留装置の残さ油を原料油とするディレードコーカーより製造された石油コークス等）を賦活処理することにより得られる炭素材料（例えば、活性炭）を構成材料の主成分としているものを使用することができる。
バインダーとなる熱可塑性樹脂としては、例えば、フッ素ゴム（ＴＢ＝２００℃）、ポリテトラフルオロエチレン（ＴＢ＝２３０℃，以下、「ＰＴＦＥ」という）、ポリフッ化ビニリデン（ＴＢ＝１４０℃、以下、「ＰＶｄＦ」という）、ポリ塩化ビニリデン（ＴＢ＝７０℃、以下、「ＰＶｄＣ」という）が好ましく挙げられる。
その他の条件（多孔体粒子、バインダーとなる熱可塑性樹脂以外の構成材料の種類とその含有量）は特に限定されるものではない。例えば、炭素粉末に導電性を付与するための導電性補助剤（カーボンブラック等）が添加されていてもよい。
アノード１０とカソード２０との間に配置されるセパレータ４０は、先に述べた多孔体層中に含まれる熱可塑性樹脂の軟化点ＴＢよりも高い軟化点ＴＳ（＞ＴＢ）を有しており、イオン透過性を有しかつ絶縁性を有する構成を有していれば特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに用いられているセパレータを使用することができる。
例えば、セパレータ４０としては、ポリエチレン（ＴＳ＝１２０℃）、ポリプロピレン（ＴＳ＝１５０℃）、又は、ポリエステル（ＴＳ＝２４０℃）からなるフィルム、上記フィルムの積層体であってＴＳ＞ＴＢの条件を満たすように軟化点を調節したもの、又は、上記合成樹脂の混合物の延伸膜であってＴＳ＞ＴＢの条件を満たすように軟化点を調節したものが挙げられる。また、セルロース（ＴＳ≧３００℃）、ポリエステル（ＴＳ＝２４０℃）、ポリプロピレン（ＴＳ＝１５０℃）、及び、アラミド（ＴＳ＞２５０℃）からなる群より選択される少なくとも１種の構成材料からなる繊維不織布であってＴＳ＞ＴＢの条件を満たすように軟化点を調節したものであってもよい。
ＴＳ＞ＴＢの条件を満たす多孔体層中に含まれる熱可塑性樹脂とセパレータ４０との好ましい組合せとしては、例えば、フッ素ゴムとセルロースとの組合せや、ＰＶｄＦとポリエステルとの組合せ、等が挙げられる。
また、カソード２０の集電体２８は、例えばアルミニウムからなるカソード用リード２２の一端に電気的に接続され、カソード用リード２２の他端はケース５０の外部に延びている。一方、アノード１０の集電体１８も、例えば銅又はニッケルからなるアノード用リード導体１２の一端に電気的に接続され、アノード用リード導体１２の他端はケース１４の外部に延びている。
電解質溶液３０はケース５０の内部空間に充填され、その一部は、アノード１０及びカソード２０、及びセパレータ４０の内部に含有されている。
この電解質溶液３０は、特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに用いられている電解質溶液（電解質水溶液、有機溶媒を使用する電解質溶液）を使用することができる。ただし、電気二重層キャパシタの場合電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いことにより、キャパシタの耐用電圧が低く制限されるので、有機溶媒を使用する電解質溶液（非水電解質溶液）であることが好ましい。
更に、電解質溶液３０の種類は特に限定されないが、一般的には溶質の溶解度、解離度、液の粘性を考慮して選択され、高導電率でかつ電位窓がひろい電解質溶液であることが望ましい。例えば、代表的な例としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレイトのような４級アンモニウム塩を、プロピレンカーボネート、ジエチレンカーボネート、アセトニトリルなどの有機溶媒に溶解したものが使用される。なお、この場合、混入水分を厳重に管理する必要がある。
更に、図１及び図２に示すように、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂからなるケースのシール部に接触するアノード用リード１２の部分の部分には、アノード用リード１２と各フィルムとの密着性を充分に確保するとともにアノード用リード１２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層５０ｃとの電気的な接触を防止するための接着剤（絶縁体）からなる接着剤層１４が被覆されている。更に、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂからなるケースのシール部に接触するカソード用リード２２の部分には、カソード用リード２２と各フィルムとの密着性を充分に確保するとともにカソード用リード２２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層５０ｃとの電気的な接触を防止するための接着剤（絶縁体）からなる接着剤層２４が被覆されている。
これら接着剤層１４及び接着剤層２４の構成材料となる接着剤は金属と合成樹脂の両方に密着することが可能な合成樹脂を含む接着剤であれば特に限定されないが、充分な密着性を確保する観点から、変性ポリプロピレン、変性ポリエチレン及びエポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも１種の樹脂を構成材料として含む接着剤であることが好ましい。なお、アノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれに対する複合包装フィルムの密着性を確保し、複合包装フィルム中の金属層の接触が充分に防止可能であれば、これら接着剤層１４及び接着剤層２４は配置しない構成としてもよい。
アノード用リード１２及びカソード用リード２２は金属製の部材（例えば、アルミニウム、ニッケル）から形成されている。
次に、電気化学デバイス１（電気二重層キャパシタ）の作製方法（本発明の製造方法の好適な一実施形態）について説明する。
先ず、電気化学デバイス素体６０（アノード１０、セパレータ４０及びカソード２０がこの順で順次積層された積層体）の製造方法の好適な一例について説明する。
以下、図１０〜図１７に基づいてアノード１０及びカソード２０となる電極が炭素電極（分極性電極）の場合についての製造方法の好適な一例について説明する。
図１０は、電極形成用塗布液を調製する工程を説明するための説明図である。図１１及び図１２は、電極形成用塗布液を用いた電極シートの形成工程を説明するための説明図である。図１３は、電極シートから電極を形成する工程を説明するための説明図である。
先ず、アノード１０及びカソード２０となる電極が炭素電極の場合、図１０に示すように、撹拌子ＳＢ１を入れた容器Ｃ１中に、賦活処理済みの活性炭等の炭素材料からなる５〜１００μｍ程度の粒子Ｐ１（電子伝導性を有する多孔体粒子）、導電性補助剤（先に述べたカーボンブラック、粉末グラファイト等）からなる粒子Ｐ２、バインダーとなる熱可塑性樹脂（先に述べたＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＥ、ＰＰ、フッ素ゴム等であって、ＴＳ＞ＴＢの条件を満たすもの）からなる粒子Ｐ３、上記バインダーを溶解するとともに粒子Ｐ１及び粒子Ｐ２を分散可能な溶剤Ｓを投入し、撹拌することにより電極形成用塗布液を調製する。
なお、電気化デバイスとして２次電池を製造する場合等、アノード１０とカソード２０との構成材料が異なる場合には、異なる構成材料からなる粒子を含む２種類の電極形成用塗布液を調製する。
また、上記の電極形成用塗布液を調整せずに、例えば、炭素材料を５〜１００μｍ程度に粉砕し粒度を整えた後、例えば炭素粉末に導電性を付与するための導電性補助剤と、例えば、バインダー（熱可塑性樹脂）とを添加して混練して混練物を調製し、この混練物を圧延伸してシート状に成形することにより電極を製造してもよい。この場合には、炭素材料を粉砕した微粒子とカーボンブラックとが均等に分布し、ほぼ同一強度でＰＴＦＥ繊維等のバインダー（熱可塑性樹脂）でからめられる必要があり、混練を充分に行い、一般に繰り返し圧延伸を縦横に行うことが好ましい。
次に、上記の電極形成用塗布液、並びに、図１１及び図１２に示すような装置７０及び装置８０を用いてに示す電極シートを形成する。なお、以下の説明においては、アノード１０用の電極シートＥＳ１０（図１３参照）、及び、電極シートＥＳ１０から得られるアノード１０の形成方法について説明し、アノード１０と同様の構成を有するカソード２０の形成方法については省略する。
図１１に示す装置７０は、主として、第１のロール７１と、第２のロール７２と、第１のロール７１と第２のロール７２との間に配置される乾燥機７３と、２つの支持ロール７９とから構成されている。第１のロール７１は、円柱状の巻心７４とテープ状の積層体シート７５とから構成されている。この積層体シート７５の一端は巻心７４に接続されており、更に積層体シート７５は巻心７４に巻回されている。更に積層体シート７５は、基体シートＢ１上に金属箔シート１６０が積層された構成を有している。
また、第２のロール７２は、上記積層体シート７５の他端が接続された円柱状の巻芯７６を有している。更に、第２のロール７２の巻芯７６には当該巻芯７６を回転させるための巻芯駆動用モータ（図示せず）が接続されており、電極形成用の塗布液Ｌ１を塗布し更に乾燥機７３中において乾燥処理を施された後の積層体シート７７が所定の速度で巻回されるようになっている。
先ず、巻芯駆動用モータが回転すると、第２のロール７２の巻芯７６が回転し、第１のロール７１の巻心７４に巻回されている積層体シート７５が第１のロール７１の外部に引き出される。次に、引き出された積層体シート７５の金属箔シート１６０上に、電極形成用塗布液Ｌ１を塗布する。これにより、金属箔シート１６０上には電極形成用塗布液Ｌ１からなる塗膜Ｌ２が形成される。次に、巻芯駆動用モータの回転により、塗膜Ｌ２の形成された積層体シート７５の部分は、支持ロール７９により乾燥機７３中に導かれる。乾燥機７３中において、積層体シート７５上の塗膜Ｌ２は乾燥されて電極とされたときの多孔体層１８の前駆体となる層７８（以下、「前駆体層７８」という）となる。そして、巻芯駆動用モータの回転により、積層体シート７５上に前駆体層７８の形成された積層体シート７７は、支持ロール７９により巻芯７６へ導かれて巻芯７６に巻回される。
次に、上記の積層体シート７７と、図１２に示す装置８０を使用して電極シートＥＳ１０を作製する。
図１２に示す装置８０は、主として、第１のロール８１と、第２のロール８２と、第１のロール８１と第２のロール８２との間に配置されるロールプレス機８３とから構成されている。第１のロール８１は、円柱状の巻心８４と先に述べたテープ状の積層体シート７７とから構成されている。この積層体シート７７の一端は巻心８４に接続されており、更に積層体シート７７は巻心８４に巻回されている。積層体シート７７は、基体シートＢ１上に金属箔シート１６０が積層された積層体シート７５上に前駆体層７８が更に積層された構成を有している。
また、第２のロール８２は、上記積層体シート７７の他端が接続された円柱状の巻芯８６を有している。更に、第２のロール８２の巻芯８６には当該巻芯８６を回転させるための巻芯駆動用モータ（図示せず）が接続されており、ロールプレス機８３中において熱処理及びプレス処理を施された後の積層体シート８７が所定の速度で巻回されるようになっている。
先ず、巻芯駆動用モータが回転すると、第２のロール８２の巻芯８６が回転し、第１のロール８１の巻心８４に巻回されている積層体シート７７が第１のロール８１の外部に引き出される。次に、巻芯駆動用モータの回転により、積層体シート７７は、ロールプレス機８３中に導かれる。ロールプレス機８３中には、２つの円柱状のローラ８３Ａとローラ８３Ｂが配置されている。ローラ８３Ａとローラ８３Ｂとは、これらの間に積層体シート７７が挿入されるように配置されている。
そして、ローラ８３Ａとローラ８３Ｂとの間に積層体シート７７が挿入される際に、ローラ８３Ａの側面と積層体シート７７の前駆体層７８の外表面が接触し、ローラ８３Ｂの側面と積層体シート７７の基体シートＢ１の外表面（裏面）が接触する状態となり、かつ、所定の温度と所定の圧力で積層体シート７７を押圧しつつ熱処理できるように設置されている。
また、この円柱状のローラ８３Ａ及びローラ８３Ｂは、それぞれが積層体シート７７の移動方向に従う方向に回転する回転機構が備えられている。更に、この円柱状のローラ８３Ａ及びローラ８３Ｂは、それぞれの底面間の長さが積層体シート７７の幅以上となる大きさを有している。
ロールプレス機８３中において、積層体シート７７上の前駆体層７８は必要に応じて加熱及び加圧処理され、多孔体層１８０（アノードとされたときの多孔体層１８）となる。そして、巻芯駆動用モータの回転により、積層体シート７７上に多孔体層１８０の形成された積層体シート８７は、巻芯８６に巻回される。
次に、図１３（ａ）に示すように、巻芯８６に巻回された積層体シート８７を所定の大きさに切断し、電極シートＥＳ１０を得る。なお、図１３（ａ）に示す電極シートＥＳ１０の場合、金属箔シート１６０の表面が露出した縁部１２０が形成されている。縁部１２０は、電極形成用塗布液Ｌ１を積層体シート７５の金属箔シート１６０上に塗布する際に、金属箔シート１６０の中央部にのみ電極形成用塗布液Ｌ１を塗布するように調節することにより形成することができる。
次に、図１３（ｂ）に示すように、作製する電気化学デバイスのスケールに合わせて、電極シートＥＳ１０を打ち抜き、図１３（ｃ）に示すアノード１０を得る。このとき、先に述べた縁部１２０の部分がアノード用リード１２として含まれるように電極シートＥＳ１０を打ち抜くことにより、予めアノード用リード１２が一体化された状態のアノード１０を得ることができる。なお、アノード用リード導体１２及びカソード用リード２２を接続していない場合には、アノード用リード導体１２及びカソード用リード２２を別途用意し、アノード１０及びカソード２０のそれぞれに対して電気的に接続する。
次に、別途用意したセパレータ４０をアノード１０とカソード２０との間に接触した状態で配置し、本発明における熱処理工程を施すことにより、電気化学デバイス素体６０を完成する。この熱処理工程について、図１４に基づいて説明する。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、本発明における熱処理工程の手順の一例を示す説明図である。
先ず、セパレータ４０を、アノード１０とカソード２０との間に配置して積層体６１を得る。この積層体６１では、セパレータ４０はアノード１０及びカソード２０に対して接触した状態で配置されているが、熱圧着等により接合された状態とはなっていない。
次に、図１４（ａ）に示すように、一対の加熱部材である板状の金型９１及び板状の金型９２の間に積層体６１を配置する。金型９１の積層体６１に接する面（加熱する面）及び金型９２の積層体６１に接する面（加熱する面）はともに積層体６１の大きさ以上に設定されている。
次に、図１４（ｂ）に示すように、金型９１と金型９２とで積層体６１を挟持するようにして、積層体６１を押圧しつつ下記式（１）で表される条件を満たす熱処理温度Ｔ１で加熱して熱処理を行う。これにより、アノード１０の集電体１６、アノード１０の多孔体層１８、セパレータ４０、カソード２０の多孔体層２８、及び、カソード２０の集電体２６が一体化された状態の積層体である電気化学デバイス素体６０を得る。式（１）中、ＴＳはセパレータの軟化点を示し、ＴＢは熱可塑性樹脂の軟化点を示す。
ＴＢ≦Ｔ１＜ＴＳ・・・（１）
この熱処理工程では、セパレータ４０の軟化が防止されるので、セパレータ４０内部の細孔の閉塞が十分に防止される。そのため、セパレータ４０中に含浸される電解質中の十分なイオン伝導性を確保することができる。
また、この熱処理工程では、多孔体層１８の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層１８の表面（セパレータ４０に接触する側の表面）がセパレータ４０の表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層１８とセパレータ４０とを十分に密着させることができる。
更に、この熱処理工程では、多孔体層１８の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層１８の表面（集電体１６に接触する側の表面）が集電体１６の表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層１８と集電体１６とを電気的接触を十分に保持した状態でより確実に密着させることができるようになる。
また、この熱処理工程では、多孔体層２８の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層２８の表面（セパレータ４０に接触する側の表面）がセパレータ４０の表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層２８とセパレータ４０とを十分に密着させることができる。
更に、この熱処理工程では、多孔体層２８の表面近傍に存在する熱可塑性樹脂の軟化が起こり、多孔体層２８の表面（集電体２６に接触する側の表面）が集電体２６の表面の凹凸部分の形状に合わせて形状変形する。そのため、多孔体層２８と集電体２６とを電気的接触を十分に保持した状態でより確実に密着させることができるようになる。
そのため、熱処理によりアノード１０、セパレータ４０、カソード２０とを密着させて一体化させた場合であっても、十分な充放電特性を得ることができる電気化学デバイス１を容易かつ確実に形成することができる。
次に、ケース５０の作製方法について説明する。まず、第１のフィルム及び第２のフィルムを先に述べた複合包装フィルムから構成する場合には、ドライラミネ−ション法、ウエットラミネ−ション法、ホットメルトラミネ−ション法、エクストル−ジョンラミネ−ション法等の既知の製造法を用いて作製する。
例えば、複合包装フィルムを構成する合成樹脂製の層となるフィルム、アルミニウム等からなる金属箔を用意する。金属箔は、例えば金属材料を圧延加工することにより用意することができる。
次に、好ましくは先に述べた複数の層の構成となるように、合成樹脂製の層となるフィルムの上に接着剤を介して金属箔を貼り合わせる等して複合包装フィルム（多層フィルム）を作製する。そして、複合包装フィルムを所定の大きさに切断し、矩形状のフィルムを１枚用意する。
次に、先に図２を参照して説明したように、１枚のフィルムを折り曲げて、電気化学デバイス素体６０を配置する。
次に、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２の熱融着させるべき接触部分のうち、第１のフィルム５１の熱融着すべき縁部（シール部５１Ｂ）と第２のフィルム５２の熱融着すべき縁部（シール部５２Ｂ）との間に第１のリード及び第２のリードが配置される部分に対して、以下の手順により熱融着処理を行う。
図１５に基づきアノード用リード導体１２の周囲を第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２に熱融着させる場合を例にして説明する。図１５は、熱融着工程によりアノード用リード導体１２の周囲を第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２に熱融着させる場合の手順を説明するための説明図である。
先ず、図１５に示すように、使用するアノード用リード１２の断面の形状及び大きさに適合した形状及び大きさの溝９３Ａ（凹部）の形成された加熱部材である第１の熱融着用の金型９３と、加熱部材である平板状の第２の熱融着用の金型９４とを使用し、これらの間に、第１のフィルム５１のシール部５１Ｂの熱融着する部分、アノード用リード１２、及び、第２のフィルム５２のシール部５２Ｂの熱融着する部分からなる積層体を配置する。なお、図１５の場合、溝９３Ａの形状及び大きさは、アノード用リード１２に熱変形しながら密着させられる第１のフィルム５１の厚さ及び断面形状を考慮して、略台形の形状となるように形成されている。
ここで、図１５に示すように、アノード用リード１２の表面にはケース５０の充分な密封性をより確実に得る観点から、先に述べた接着剤を塗布しておくことが好ましい。これにより、熱融着工程の後において、アノード用リード１２と、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２との間には、これらの密着性に寄与する接着剤からなる接着剤層１４が形成される。
また、加熱部材である第１の熱融着用の金型９３のみに溝９３Ａ（凹部）を設けずに、加熱部材である第２の熱融着用の金型９４にも、第１のフィルム５１の厚さ並びに溝９１Ａの形状及び大きさを考慮した溝を設けてもよい。
次に、図１５に示すように、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２の接触部分を加圧した状態で、第１の熱融着用の金型９３及び第２の熱融着用の金型９４のうちの少なくとも一方の部材を加熱することにより、上記接触部分を溶融させ、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２を熱融着させる。
以上説明した手順と同様の手順で、カソード用リード２２の周囲の部分についても熱融着処理を上記の熱融着処理と同時或いは別途行うことにより、充分な密封性を有するケー-ス５０を形成することができる。カソード用リード２２の周囲の部分についての熱融着処理をアノード用リード１２の周囲の部分についての熱融着処理と同時に行う場合には、例えば、第１の熱融着用の金型９３の溝を増設することにより行うことができる。
次に、第１のフィルム５１のシール部５１Ｂ（縁部５１Ｂ）と第２のフィルムのシール部５２B（縁部５２Ｂ）のうち、上述のアノード用リード１２の周囲の部分及びカソード用リード２２の周囲の部分以外の部分を、例えば、シール機を用いて所定の加熱条件で所望のシール幅だけヒートシール（熱溶着）する。
このとき、図１６に示すように、電解質溶液３０を注入するための開口部Ｈ５１を確保するために、一部のヒートシールを行わない部分を設けておく。これにより開口部開口部Ｈ５１を有した状態のケース５０が得られる。
そして、図１６に示すように、開口部Ｈ５１から電解質溶液３０を注入する。続いて、減圧シール機を用いて、ケース５０の開口部Ｈ５１をシールする。更に、図１７に示すように、得られる電気化学デバイス１の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度を向上させる観点から、必要に応じてケース５０シール部を折り曲げる。このようにしてケース５０及び電気化学デバイス１（電気二重層キャパシタ）の作製が完了する。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の説明において、電気化学デバイス１のシール部を折り曲げることにより、よりコンパクトな構成としてもよい。
また、上記実施形態の説明においては、アノード１０及びカソード２０をそれぞれ１つずつ備えた電気化学デバイス１について説明したが、アノード１０及びカソード２０をそれぞれ１以上備え、アノード１０とカソード２０との間にセパレータ４０が１つずつ配置される５層以上の積層体からなる構成としてもよい。
更に、上記実施形態の説明においては、図１３（ａ）に示したアノード用の電極シートＥＳ１０を打ち抜いて得られるアノード１０と、図示しないカソード用の電極シートを打ち抜いて得られるカソード２０と、セパレータ４０との積層体に対して本発明にかかる熱処理工程の熱処理を施す場合について説明したが、本発明の製造方法はこれに限定されるものではない。例えば、アノード用の電極シートＥＳ１０と、カソード用の電極シートとの間に、これらと同じ大きさのセパレータ４０を配置させた積層体を形成し、これに対して本発明にかかる熱処理工程の熱処理を施してもよい。この場合、熱処理工程後に得られる大きな電気デバイス素体を打ち抜けば所望の大きさの電気デバイス素体を得ることができる。
また、例えば、上記実施形態の説明においては、主として、本発明の製造方法により電気二重層キャパシタを製造する場合について説明したが、本発明の製造方法により製造される電気化学デバイスは電気二重層キャパシタに限定されるものではなく、例えば、本発明の製造方法は、擬似容量キャパシタ、シュードキャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタの製造にも適用可能である。
更に、本発明の製造方法は、互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に隣接して配置されるセパレータと、電解質溶液とを有し、これらが可とう性を有するフィルムから形成されたケース内に収容される構成のリチウムイオン２次電池等の２次電池の製造や１次電池の製造にも適用可能である。
例えば、第１の電極をアノードとし、第２の電極をカソードとする場合、アノードの多孔体層中には電子伝導性を有する多孔体粒子としてアノード用の電極活物質からなる粒子（又はアノード用の電極活物質を含む粒子）を使用すればよい。また、この場合、カソードの多孔体層中には電子伝導性を有する多孔体粒子としてカソード用の電極活物質からなる粒子（又はカソード用の電極活物質を含む粒子）を使用すればよい。
また、本発明においては、ケースは、上述の複合包装フィルムから形成されるもの以外に、金属製の部材から形成された缶状の外装体（金属製のケース）であってもよい。これにより、ケースに対して複合包装フィルムよりも高い機械的強度が要求される場合等の用途に適用できる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の電気化学デバイスの内容をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
以下の手順により、図１に示した電気化学デバイスと同様の構成を有する電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）を作製した。
（１）電極の作製
アノード（分極性電極）及びカソード（分極性電極）は以下の手順により作製した。先ず、賦活処理を施した活性炭素材料（活性炭）と、バインダーとなる熱可塑性樹脂｛フッ素ゴム（ＴＢ＝２００℃）｝と、導電助剤（カーボンブラック）とを、これらの質量比が炭素材料：導電助剤：バインダー＝８：１：１となるように配合し、これを溶媒であるＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）中に投入して混合することにより、電極形成用の塗布液（以下、「塗布液Ｌ１」という）を調製した。
次に、この塗布液Ｌ１をアルミニウム箔からなる集電体（厚さ：５０μｍ）の一方の面上に均一に塗布した。その後、乾燥処理により、塗膜からＭＩＢＫを除去し、更に圧延ロールを用いて集電体と乾燥後の塗膜とからなる積層体をプレスし、アルミニウム箔からなる集電体（厚さ：５０μｍ）の一方の面上に電子伝導性の多孔体層（厚さ：３７μｍ）が形成された電極（以下、「電極Ｅ１」という）を作製した。次に、この電極Ｅ１を矩形（大きさ：８．０ｍｍ×８．０ｍｍ）状を呈するように切断し、更に、１５０℃〜１７５℃の温度で真空乾燥を１２時間以上行うことにより、電子伝導性の多孔体層の表面に吸着した水分を除去し、打ち抜き加工を行って大きさを調節した実施例１の電気化学デバイスに搭載するアノード及びカソードを作製した。
なお、塗布液Ｌ１をアルミニウム箔に塗布する際に、アルミニウム箔の縁部には塗布液Ｌ１が塗布されないように調節することにより、図１３（ｃ）に示したリード（幅：２ｍｍ、長さ：８ｍｍ、厚さ：５０μｍ）が予め一体的に形成されたアノード及びカソードを得た。
（２）電気化学デバイスの作製
先ず、アノード及びカソードを互いに対向させ、その間に再生セルロース不織布からなるセパレータ（８．４ｍｍ×８．４ｍｍ、厚さ：０．０５ｍｍ）を配置し、アノード、セパレータ及びカソードがこの順で順次積層された積層体｛図１４（ａ）に示した積層体６１と同様の構成のもの｝を形成した。
次に、図１４に示した熱処理及び加圧処理を行う手段（ホットプレス）を使用し、上記積層体の熱処理及び加圧処理を同時に行った（熱処理工程）。なお、熱処理温度Ｔ１を２３０℃、圧力を９０ｋｇ／ｃｍ２、処理時間を４０秒とした。
なお、再生セルロース不織布からなるセパレータは熱処理工程において軟化しないことを確認した。また、熱処理工程後の再生セルロース不織布からなるセパレータの内部細孔が閉塞されていないことをセパレータの断面のＳＥＭ写真を撮影することにより確認した。これにより、再生セルロース不織布からなるセパレータの軟化点ＴＳは、少なくともアノード及びカソードの各多孔体層に含有したバインダーとなる熱可塑性樹脂（フッ素ゴム）の軟化点ＴＢよりも高いこと（ＴＳ＞ＴＢとなる条件、及び、式（１）で表される条件を満たすこと）が確認された。
次に、可とう性を有する複合包装フィルムとして、電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層（ポリプロピレンからなる層，厚さ：４０μｍ）、アルミニウム箔からなる金属層（厚さ：４０μｍ）、ポリアミドからなる層（厚さ：２０μｍ）がこの順で順次積層された積層体（厚さ：２０μｍ、大きさ：１４．０ｍｍ×２８．０ｍｍ）を準備した。
次に、２枚の複合包装フィルムを折り曲げて、電気化学デバイス素体６０を配置した。
その際に、アノード用リード及びカソード用リードの周囲のそれぞれに、先に述べた接着剤層１４及び接着剤層２４として、酸変性ポリプロピレンフィルム（厚さ：５０μｍ）を被覆した。
次に、先に図１５に基づいて説明した手順と同様の手順により、アノード用リード及びカソード用リードの周囲に熱融着処理を施した。なお、第１の熱融着用の金型９３の溝９３Ａの断面形状は図１５に示したものと同様の台形（上底：２．３ｍｍ，下底：２．５ｍｍ，高さ（厚さ）：０．５０ｍｍ）とした。
次に、２枚の複合包装フィルムのシール部のうち、上述のアノード用リード１２の周囲の部分及びカソード用リード２２の周囲の部分以外の部分を、シール機を用いてシール幅を２ｍｍとしてヒートシール（熱溶着）した。このとき、図１６に示したように、電解質溶液３０を注入するための開口部を確保するために、一部のヒートシールを行わない部分を設けた。
次に、上記開口部から、ケース内へ電解質溶液（１．２ｍｏｌ／Ｌのトリエチルメチルアンモニウム四フッ化ホウ素塩のプロピレンカーボネート溶液）を注入した。続いて、減圧シール機を用いて、ケース５０の開口部Ｈ５１をシールした。このようにして電気化学デバイスを作製した。
（実施例２）
熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を２００℃としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（実施例３）
熱処理工程における加圧処理の圧力を６０ｋｇ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（実施例４）
熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を２００℃とし、加圧処理の圧力を６０ｋｇ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（実施例５）
アラミド繊維の不織布からなるセパレータ（８．４ｍｍ×８．４ｍｍ、厚さ：０．０３ｍｍ、Ｔｓ＞２５０℃）を使用したことこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（実施例６）
アノード及びカソードの各多孔体層に含有したバインダーとなる熱可塑性樹脂をＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン，ＴＢ＝１４０℃）とし、熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を１７０℃としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（比較例１）
熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を１５０℃としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（比較例２）
熱処理工程における加圧処理の圧力を３０ｋｇ／ｃｍ２としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
（比較例３）
ポリプロピレンの微多孔膜からなるセパレータ（８．４ｍｍ×８．４ｍｍ、厚さ：０．０５ｍｍ、Ｔｓ＝１５０℃）を使用し、熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を１２０℃としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。なお、熱処理工程においてポリプロピレンの微多孔膜からなるセパレータは軟化することが確認された。
（比較例４）
ポリプロピレンの不織布からなるセパレータ（８．４ｍｍ×８．４ｍｍ、厚さ：０．０５ｍｍ、Ｔｓ＝１５０℃）を使用し、熱処理工程における熱処理温度Ｔ１を１２０℃としたこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。なお、熱処理工程においてポリプロピレンの微多孔膜からなるセパレータは軟化することが確認された。
（比較例５）
実施例１において行った熱処理工程を行わなかったこと以外は、実施例１の電気化学デバイスと同様の手順及び条件により電気化学デバイスを作製した。
［電気化学デバイスの特性評価試験］
実施例１〜実施例４並びに比較例１〜比較例３の各電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）について、等価直列抵抗とキャパシタ容量を測定した。
先ず、充放電試験装置を使用し、０．５Ｃの定電流充電を行い、電気二重層キャパシタに電荷が蓄積していくに従って電圧が上昇するのをモニタし、電位が２．５Ｖに達したのち、定電圧充電（緩和充電）に移行し、電流が充電電流の１／１０になった時に充電を終了させた。なお、このときのトータルの充電時間（つまり、充電時間＋緩和充電時間）は、セルの静電容量に依存する。そして、放電も０．５Ｃの定電流放電を行い終止電圧を０Ｖとした。この試験後、１Ｃの電流で充電を行い、電位が２．５Ｖに達した後、定電圧充電に移行し、電流が充電電流の１／１０になったときに充電を終了させた。そして、放電も１Ｃの定電流放電を行い終止電圧を０Ｖとした。再び充電を開始させ、これを１０回繰り返した。
電気化学デバイスの容量（電気化学デバイスのセルの静電容量）は次のようにして求めた。すなわち、放電曲線（放電電圧−放電時間）から放電エネルギー（放電電圧×電流の時間積分として合計放電エネルギー［Ｗ・ｓ］を求め、キャパシタ容量［Ｆ］＝２×合計放電エネルギー［Ｗ・ｓ］／（放電開始電圧［Ｖ］）２の関係式を用いて評価セルの容量（キャパシタ容量）［Ｆ］を求めた。なお、この容量（キャパシタ容量）［Ｆ］は同一の評価セルについて５回の測定を行った結果得られる５つの測定値の相加平均値である。
次に、測定環境温度２５℃、相対湿度６０％において、各電気化学デバイスのＥＳＲを測定した（以下、「評価試験１」という）。ＥＳＲの測定は、以下の手順で行った。すなわち、１ＫＨｚの周波数で１０ｍＡを流したときの電圧の変化量より、ＥＳＲを算出した。
次に、実施例１〜実施例６並びに比較例１〜比較例５の各電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）を２５℃で、１２０時間放置し、上述した方法により、１２０時間放置後のキャパシタ容量［Ｆ］とＥＳＲを測定した。
実施例１〜実施例６並びに比較例１〜比較例５の各電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）のキャパシタ容量及びＥＳＲの結果を表１に示す。
Figure 2005158816
表１に示した結果から明らかなように、実施例１〜実施例４の各電気化学デバイスは、各比較例に比して優れたキャパシタ容量を得ることができ、ＥＳＲも十分に低減されていることが確認された。
［ＳＥＭ写真撮影による断面観察］
実施例１の電気化学キャパシタに使用された電気化学デバイス素体の部分断面のＳＥＭ写真を撮影した。その結果を図１８に示す。図１８に示したＳＥＭ写真の分極性電極の多孔体層１８Ａとセパレータ４０Ａとの境界部分の状態を観察すれば明らかなように、熱処理工程における熱処理により軟化しないセパレータ４０Ａに、熱処理工程における熱処理により軟化する分極性電極の多孔体層１８Ａが十分に密着していることが確認された。すなわち、分極性電極の多孔体層１８Ａが、熱処理工程における熱処理により軟化し、セパレータ４０Ａの表面にある凹凸部分の形状に合わせて形状変形し該凹凸部分に密着していることが確認された。
本発明により得られる電気化学キャパシタは、携帯機器（小型電子機器）等の電源のバックアップ用電源、ハイブリッド車向けの補助電源として利用することができる。
図１は本発明の製造方法の好適な一実施形態により製造される電気化学デバイスの一例（電気二重層キャパシタ）を示す正面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）の内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）を図１のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）を図１のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）を図１のＹ−Ｙ線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）のケースの構成材料となるフィルムの基本構成の一例を示す模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）のケースの構成材料となるフィルムの基本構成の別の一例を示す模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）のアノードの基本構成の一例を示す模式断面図である。 図１に示す電気化学デバイス（電気二重層キャパシタ）のカソードの基本構成の一例を示す模式断面図である。 電極形成用塗布液を調製する工程を説明するための説明図である。 電極形成用塗布液を用いた電極シートの形成工程を説明するための説明図である。 電極形成用塗布液を用いた電極シートの形成工程を説明するための説明図である。 電極シートから電極を形成する工程を説明するための説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、本発明における熱処理工程の手順の一例を示す説明図である。 熱融着工程によりアノード用リード導体１２の周囲を第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２に熱融着させる場合の手順を説明するための説明図である。 ケース内に電解質溶液を充填する際の手順の一例を示す説明図である。 ケースのシール部を折り曲げた場合の電気化学デバイスを示す斜視図である。 実施例１の電気化学キャパシタに使用された電気化学デバイス素体の部分断面のＳＥＭ写真を示す図である。
符号の説明
１…電気化学デバイス、１０…アノード、１２…アノード用リード、１４…接着剤層、１６・・・集電体、１８，１８Ａ・・・多孔体層、２０…カソード、２６・・・集電体、２８・・・多孔体層、２２…カソード用リード、２４…接着剤層、３０…電解質溶液、４０，４０Ａ…セパレータ、５０…ケース、６０…電気化学デバイス素体、９１…金型（加熱部材）、９１Ａ…溝（凹部）、９２…金型（加熱部材）、９２Ａ…凸部、９３Ａ…溝（凹部）、９３…第１の熱融着用の金型（加熱部材）、９４…第２の熱融着用の金型（加熱部材）。

Claims (5)

  1. 互いに対向する第１の電極及び第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して配置される多孔質のセパレータとを有する積層体と、を有し、かつ、前記第１の電極及び前記第２の電極として、集電体と、該集電体と前記セパレータとの間に配置される電子伝導性の多孔体層とを有する電極を備える電気化学デバイスの製造方法であって、
    前記多孔体層の構成材料として、電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子同士を結着可能であり前記セパレータの軟化点ＴＳよりも低い軟化点ＴＢを有する熱可塑性樹脂とを少なくとも使用し、
    下記式（１）で表される条件を満たす熱処理温度Ｔ１で前記積層体を熱処理することにより、前記積層体における、前記第１の電極の前記集電体、前記第１の電極の前記多孔体層、セパレータ、前記第２の電極の前記多孔体層、及び、前記第２の電極の前記集電体を一体化させた状態とする熱処理工程を含むこと、
    を特徴とする電気化学デバイスの製造方法。
    ＴＢ≦Ｔ１＜ＴＳ・・・（１）
  2. 前記第１の電極及び前記第２の電極として板状の形状を呈する電極を使用し、
    前記セパレータとして板状の形状を呈する部材を使用すること、
    を特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  3. 前記熱処理工程において、互いに対向する１対の加熱部材の間に前記積層体を配置し、前記１対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱すること、
    を特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  4. 前記熱処理工程において、前記１対の加熱部材により積層体を加圧した状態で前記１対の加熱部材のうちの少なくとも一方を加熱すること、
    を特徴とする請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の電気化学デバイスの製造方法。
  5. 請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の製造方法により得られる電気化学デバイス。
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