JP2014075204A - 電気化学デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】セパレートシートの両電極シートに挟まれた部分に電解液量減少の現象をたびたび生じた場合でも該現象を迅速、且つ、確実に解消できる電気化学デバイスを提供する。
【解決手段】電気化学デバイス１００は、第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂと両電極シート１３ａ及び１３ｂの間に介装されたセパレートシート１３１ｃとから構成された蓄電素子１３を備え、該セパレートシート１３１ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂに挟まれた第１の部分（高吸液度部）１３ｃ１と、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出し、リッド１２とは非接触の第２の部分（低吸液度部）１３ｃ２と、第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３に接する第３の部分（接触部）１３ｃ３とを有する。
【選択図】図２
【解決手段】電気化学デバイス１００は、第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂと両電極シート１３ａ及び１３ｂの間に介装されたセパレートシート１３１ｃとから構成された蓄電素子１３を備え、該セパレートシート１３１ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂに挟まれた第１の部分（高吸液度部）１３ｃ１と、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出し、リッド１２とは非接触の第２の部分（低吸液度部）１３ｃ２と、第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３に接する第３の部分（接触部）１３ｃ３とを有する。
【選択図】図２
Description
本発明は、充放電可能な蓄電素子を封入した電気化学デバイスに関する。
携帯電話やノートパソコンやビデオカメラやデジタルカメラ等の電子機器には、メモリバックアップ等の用途に適した電源として、表面実装可能な電気化学デバイス、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池等が用いられている。
この電気化学デバイスは、一般に、上面開口の凹部を有する絶縁性ケースと、該ケースの凹部を水密及び気密に閉塞した導電性リッドと、該閉塞凹部内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、ケースの実装面に設けられた正極端子及び負極端子と、該正極端子と蓄電素子の正極側とを電気的に接続するための正極配線と、該負極端子と蓄電素子の負極側とを電気的に接続するための負極配線とを備えている（特許文献１を参照）。
前記蓄電素子は、活物質から成る所定サイズの第１電極シートと、活物質から成る所定サイズの第２電極シートと、イオン透過シートから成る所定サイズのセパレートシートとを、第１電極シート、セパレートシート、第２電極シートの順に積み重ねて構成されている。セパレートシートには両電極シートの外形寸法よりも僅かに大きい外形寸法を有するものが用いられているため、該セパレートシートの外周部分は両電極シートから外側に僅かに張り出している。因みに、第１電極シートと第２電極シートの材料は、電気化学デバイスの種類によって同じ場合と異なる場合とがある。
また、前記セパレートシートは、第１電極シートと第２電極シートの短絡を防止する役割と、第１電極シートと第２電極シートの対向面間に電解液を保持する役割と、保持された電解液中のイオン移動を許容する役割を担うことから、これら役割を果たすのに適した厚さを有する繊維系多孔質シートが一般に用いられている。例えば特許文献２には、空隙率約２０〜５０％の高密度層と空隙率約５０〜８０％の低密度層とを有する多孔質シートからなる電気二重層キャパシタ用セパレータが記載されている。
ところで、前記電気化学デバイスにあっては、電解液は主に第１電極シート、第２電極シート及びセパレートシートに含浸されており、該電解液は充放電過程において大きく流動することは無いが、該過程で両電極シート中の電解液に分解や劣化等を生じると、これに伴ってセパレートシートの両電極シートに挟まれた部分に含浸している電解液が両電極シートに引き込まれて該部分の電解液量が極めて微量ではあるが減少する現象を生じることがある。
このような現象を生じた場合、セパレートシートの両電極シートに挟まれた部分は、両電極シートに引き込まれた分に相当する電解液を、セパレートシートの両電極シートから外側に張り出した部分から引き込もうとする。しかしながら、セパレートシートの両電極シートから外側に張り出した部分の厚さは両電極シートに挟まれた部分の厚さと同じで、且つ、吸液度も同じであるため、両電極シートから外側に張り出した部分から両電極シートに挟まれた部分に電解液を直ぐに引き込むことは難しい。また、両電極シートから外側に張り出した部分に含浸している電解液量が微量であることも相俟って、前記現象がたびたび生じると、セパレートシートの両電極シートに挟まれた部分の電解液量の減少を解消できなくなり、該現象の累積によって充放電特性の低下を招来する。
尚、前記「吸液度」の用語は、ＪＩＳ−Ｌ−１９０７に規定されたバイレック法による吸水速度に相当する。また、明細書の［発明を実施するための形態］では、前記「吸液度」の単位としてｍｍ／１０ｍｉｎを用いている。
本発明の目的は、セパレートシートの両電極シートに挟まれた部分に電解液量減少の現象をたびたび生じた場合でも該現象を迅速、且つ、確実に解消できる電気化学デバイスを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、ケースと、リッドと、蓄電素子とを具備する。
上記ケースは、開口の凹部を有する。
上記リッドは、上記ケースの開口側に結合され、上記凹部との間に閉塞部を形成する。
上記蓄電素子は、第１電極シートと、第２電極シートと、多孔質のセパレートシートとを含む。上記第１電極シートは、第１の主面と、上記第１の主面の周囲に形成された第１の縁面とを有する。上記第２電極シートは、上記第１の主面に対向する第２の主面と、上記第２の主面の周囲に形成された第２の縁面とを有する。上記セパレートシートは、上記第１の主面と上記第２の主面との間に介装される。上記蓄電素子は、上記閉塞部内に封入され、充放電可能に構成される。
上記電気化学デバイスにおいて、上記セパレートシートは、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有する。
上記第１の部分は、上記第１電極シートと上記第２電極シートの間に配置される。上記第２の部分は、上記第１電極シート及び上記第２電極シートから外側に張り出し、上記リッドとは非接触である。上記第３の部分は、上記第２の部分の少なくとも一部に設けられ、上記第１の縁面及び上記第２の縁面の少なくとも一方に接する。
上記ケースは、開口の凹部を有する。
上記リッドは、上記ケースの開口側に結合され、上記凹部との間に閉塞部を形成する。
上記蓄電素子は、第１電極シートと、第２電極シートと、多孔質のセパレートシートとを含む。上記第１電極シートは、第１の主面と、上記第１の主面の周囲に形成された第１の縁面とを有する。上記第２電極シートは、上記第１の主面に対向する第２の主面と、上記第２の主面の周囲に形成された第２の縁面とを有する。上記セパレートシートは、上記第１の主面と上記第２の主面との間に介装される。上記蓄電素子は、上記閉塞部内に封入され、充放電可能に構成される。
上記電気化学デバイスにおいて、上記セパレートシートは、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分とを有する。
上記第１の部分は、上記第１電極シートと上記第２電極シートの間に配置される。上記第２の部分は、上記第１電極シート及び上記第２電極シートから外側に張り出し、上記リッドとは非接触である。上記第３の部分は、上記第２の部分の少なくとも一部に設けられ、上記第１の縁面及び上記第２の縁面の少なくとも一方に接する。
充放電過程で両電極シート中の電解液に分解や劣化等を生じると、これに伴ってセパレートシートの両電極シートに挟まれた第１の部分に含浸している電解液が両電極シートに引き込まれて該部分の電解液量が極めて微量ではあるが減少する現象を生じるが、本発明によれば、このような現象を生じても、第２の部分に含浸している電解液が吸液度差に応じて第１の部分に直ぐに引き込まれて、該第１の部分への電解液補充が即座に行われる。また、第２の部分には相当量の電解液が含浸しているため、前記現象がたびたび生じても、その都度、第１の部分への電解液補充が即座に行われる。つまり、セパレートシートの両電極シートに挟まれた部分に電解液量減少の現象をたびたび生じた場合でも該現象を迅速、且つ、確実に解消でき、該現象の累積によって生じ得る充放電特性の低下も未然に回避できる。
また、第２の部分の少なくとも一部に設けられた第３の部分が両電極シートの何れかの縁面に接しているため、第１の部分に含浸している電解液が両電極シートに引き込まれて該第１の部分の電解液量が減少する現象を、第３の部分から当該電極シートへの電解液補充作用によって抑制できる。
さらに、セパレートシートの外周部（第２の部分）がリッドとは非接触となるように構成されているため、ケースとリッドとの結合時において、電解液の溢れ出しやケースとリッドとの間への電解液の夾雑を効果的に防止し、電気化学デバイスの生産性を確保することができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１〜図５は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。図１及び図２に示した電気化学デバイス１００は、ケース１１と、リッド１２と、蓄電素子１３と、正極端子１４と、負極端子１５と、正極配線１６と、負極配線１７と、を有する。
図１〜図５は、本発明の第１の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。図１及び図２に示した電気化学デバイス１００は、ケース１１と、リッド１２と、蓄電素子１３と、正極端子１４と、負極端子１５と、正極配線１６と、負極配線１７と、を有する。
<ケースの構成>
ケース１１は、アルミナ等の絶縁体材料から成り、所定の長さ、幅及び高さを有する直方体形状を成すように形成されている。また、ケース１１の上面には、上面視輪郭が矩形で所定の深さを有する開口の凹部１１ａが形成されている。つまり、ケース１１はその上面に凹部１１ａの開口を有し、その下面が実装面として利用される。さらに、ケース１１を上から見たときの４つの角部には、上面視輪郭が略１／４円を成す切り欠き１１ｂが上下方向に形成されている。このケース１１には、正極端子１４と負極端子１５と正極配線１６と負極配線１７が設けられている他、結合リング１８と集電膜１９が設けられている。
ケース１１は、アルミナ等の絶縁体材料から成り、所定の長さ、幅及び高さを有する直方体形状を成すように形成されている。また、ケース１１の上面には、上面視輪郭が矩形で所定の深さを有する開口の凹部１１ａが形成されている。つまり、ケース１１はその上面に凹部１１ａの開口を有し、その下面が実装面として利用される。さらに、ケース１１を上から見たときの４つの角部には、上面視輪郭が略１／４円を成す切り欠き１１ｂが上下方向に形成されている。このケース１１には、正極端子１４と負極端子１５と正極配線１６と負極配線１７が設けられている他、結合リング１８と集電膜１９が設けられている。
正極端子１４は、金等の導電体材料から成り、ケース１１の長さ方向の一端面の中央から下面に及ぶ断面Ｌ字形を成すように、且つ、所定の幅を有するように形成されている。負極端子１５は、金等の導電体材料から成り、ケース１１の長さ方向の他端面の中央から下面に及ぶ断面Ｌ字形を成すように、且つ、正極端子１４と略同じ幅を有するように形成されている。
図示を省略したが、ケース１１の材料等を原因として、該ケース１１の側面及び下面に正極端子１４及び負極端子１５を直接形成しても十分な密着力が得られない場合には、該側面及び下面に対する正極端子１４及び負極端子１５の密着力を高めるための密着補助層（例えば、ケース側から順にタングステン膜とニッケル膜とが並ぶもの等）を予めケース１１の側面及び下面に形成しておくと良い。
正極配線１６は、タングステン等の導電体材料から成り、ケース１１の長さ方向の一端面の中央から集電膜１９の下面に至るように該ケース１１の内部に形成されている。詳しくは、図３に示したように、正極配線１６は、正極端子１４と略同じ幅を有する部分（符号無し）と、該部分から内側に延びる計３本の帯状部１６ａと、各帯状部１６ａの端から集電膜１９に向かって延びる計３個の柱状部１６ｂとを有している。各柱状部１６ｂの位置はケース１１の凹部１１ａの底面１１ａ１において異なっており、該各柱状部１６ｂの上面は該凹部１１ａの底面１１ａ１で露出している。また、正極配線１６のケース１１の長さ方向の一端面から露出する部分は、正極端子１４の側面部分に電気的に接続されている。
負極配線１７は、タングステン等の導電体材料から成り、ケース１１の長さ方向の他端面の中央から該ケース１１の上面に至るようにその一部がケース１１の内部に形成され他部がケース１１の側面及び上面に形成されている。詳しくは、図３に示したように、負極配線１７は、負極端子１５と略同じ幅を有しケース１１内に位置する部分（符号無し）と、該部分から外側に延びケース１１内に位置する計２本の帯状部１７ａと、各帯状部１７ａと連続してケース１１の２つの切り欠き１１ｂの内面上に位置する計２本の帯状部１７ｂと、各帯状部１７ｂと連続してケース１１の上面上に位置する計２個の扇状部１７ｃとを有している。また、負極配線１７のケース１１の長さ方向の他端面から露出する部分は、負極端子１５の側面部分に電気的に接続されており、該負極配線１７のケース１１の上面に存する各扇状部１７ｃは、結合リング１８の下面に電気的に接続されている。
結合リング１８（結合部材）は、コバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）等の導電体材料から成り、ケース１１の上面視輪郭よりも僅かに小さな上面視輪郭の矩形状を成すように形成されている。また、結合リング１８の内孔１８ａの上面視輪郭は、ケース１１の凹部１１ａの上面視輪郭と略一致している。この結合リング１８は、内孔１８ａが凹部１１ａと整合するようにケース１１の上面に接合材を介して結合されているため、該内孔１８ａは凹部１１ａとの協働によって実質的な凹部を構成することになる。
図示を省略したが、ケース１１の材料等を原因として、該ケース１１の上面に結合リング１８を接合材、例えば、金−銅合金等のロウ材を用いて直接結合しても十分な結合力が得られない場合には、該上面に対する結合リング１８の結合力を高めるための結合補助層（例えば、上面側から順にタングステン膜とニッケル膜とが順に並ぶもの等）を予めケース１１の上面に形成しておくと良い。また、結合リング１８が電解液に対する耐食性が低い材料から成る場合には、電解液に対する耐食性を高めるための耐食性膜（例えば、表面側からニッケル膜と金膜が順に並ぶものや、この金膜を白金や銀やパラジウム等の他の金属膜に変えたもの等）を結合リング１８の表面（少なくとも上下面と内孔１８ａの内面）に形成しておくと良い。
集電膜１９は、アルミニウム等の導電体材料から成り、ケース１１の凹部１１ａの底面１１ａ１に該底面の上面視輪郭よりも僅かに小さな上面視輪郭をもって形成されている。また、ケース１１の凹部１１ａの底面１１ａ１に形成された集電膜１９は、正極配線１６の各柱状部１６ｂの露出部分に電気的に接続されている。
図示を省略したが、正極配線１６の各柱状部１６ｂの材料等を原因として、ケース１１の凹部１１ａの底面１１ａ１に集電膜１９を形成しても該各柱状部１６ｂの露出部分とに十分な電気伝導が得られない場合には、該各柱状部１６ｂの露出部分と集電膜１９の電気伝導を高めるための導電補助層（例えば、突出部分の表面側から順にニッケル膜と金膜が並ぶもの等）を予め該露出部分の表面に形成しておくと良い。
<リッドの構成及び結合方法>
リッド１２は、ケース１１の開口側に結合され、凹部１１ａとの間に閉塞部（セル）を形成する。リッド１２は、コバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）等の導電体材料から、好ましくは、コバール母材の上下面にニッケル膜を有するクラッド材やコバール母材の下面にニッケル膜を有するクラッド材や、これらのニッケル膜を白金や銀や金やパラジウム等の金属膜に変えたクラッド材等から成り、結合リング１８の上面視輪郭と略一致した上面視輪郭を有する矩形状に形成されている。図面には、リッド１２の中央部分が矩形状に盛り上がったものをリッド１２として示してあるが、平板形状を成すものを該リッド１２として用いても良い。
リッド１２は、ケース１１の開口側に結合され、凹部１１ａとの間に閉塞部（セル）を形成する。リッド１２は、コバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）等の導電体材料から、好ましくは、コバール母材の上下面にニッケル膜を有するクラッド材やコバール母材の下面にニッケル膜を有するクラッド材や、これらのニッケル膜を白金や銀や金やパラジウム等の金属膜に変えたクラッド材等から成り、結合リング１８の上面視輪郭と略一致した上面視輪郭を有する矩形状に形成されている。図面には、リッド１２の中央部分が矩形状に盛り上がったものをリッド１２として示してあるが、平板形状を成すものを該リッド１２として用いても良い。
このリッド１２は、ケース１１の凹部１１ａ（結合リング１８の内孔１８ａを含む）の内側に蓄電素子１３を配置した後に、その下面の外周部分を結合リング１８の上面に電気的に導通するように結合され、該結合によってケース１１の各凹部１１ａ（結合リング１８の内孔１８ａを含む）は水密及び気密に閉塞される。因みに、結合リング１８に対するリッド１２の結合には、シーム溶接やレーザ溶接等の直接接合法を利用できる他、導電性接合材を介在した間接接合法を利用できる。
なお結合リング１８は、ケース１１およびリッド１２とは独立して構成される場合に限られず、ケース１１あるいはリッド１２に一体的に設けられていてもよい。あるいは、必要に応じて結合リング１８は省略されてもよく、ケース１１に直接リッド１２が結合されてもよい。
<蓄電素子の構成及び配置方法>
蓄電素子１３は、矩形状の第１電極シート１３ａと、矩形状の第２電極シート１３ｂと、両電極シート１３ａ及び１３ｂの間に介装された矩形状のセパレートシート１３１ｃと、から構成されている。第１電極シート１３ａ及び第２電極シート１３ｂはケース１１の凹部１１ａの上面視輪郭よりも小さな上面視輪郭を有し、セパレートシート１３１ｃは両電極シート１３ａ及び１３ｂの上面視輪郭よりも僅かに大きく、且つ、ケース１１の凹部１１ａの上面視輪郭よりも僅かに小さな上面視輪郭を有している。
蓄電素子１３は、矩形状の第１電極シート１３ａと、矩形状の第２電極シート１３ｂと、両電極シート１３ａ及び１３ｂの間に介装された矩形状のセパレートシート１３１ｃと、から構成されている。第１電極シート１３ａ及び第２電極シート１３ｂはケース１１の凹部１１ａの上面視輪郭よりも小さな上面視輪郭を有し、セパレートシート１３１ｃは両電極シート１３ａ及び１３ｂの上面視輪郭よりも僅かに大きく、且つ、ケース１１の凹部１１ａの上面視輪郭よりも僅かに小さな上面視輪郭を有している。
第１電極シート１３ａ及び第２電極シート１３ｂは活性炭やＰＡＳ（ポリアセン系半導体）等の活物質から成り、セパレートシート１３１ｃはガラス繊維やセルロース繊維やプラチック繊維等を主材料とした繊維系多孔質シートから成る。因みに、第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂの材料は、電気化学デバイス１００の種類によって同じ場合と異なる場合とがある。
第１電極シート１３ａは、セパレートシート１３１ｃに接する主面１３ａ１（第１の主面）と、外側面１３ａ２と、主面１３ａ１の周囲に形成された縁面１３ａ３（第１の縁面）とを有する。本実施形態において縁面１３ａ３は、主面１３ａ１及び外側面１３ａ２との間に、主面１３ａ１に隣接して形成される。縁面１３ａ３は、主面１３ａ１の周囲を切り欠くようにして形成された、平面状または曲面状のテーパ面で構成される。
同様に、第２電極シート１３ｂは、セパレートシート１３１ｃに接する主面１３ｂ１（第２の主面）と、外側面１３ｂ２と、主面１３ｂ１の周囲に形成された縁面１３ｂ３（第２の縁面）とを有する。本実施形態において縁面１３ｂ３は、主面１３ｂ１及び外側面１３ｂ２との間に、主面１３ｂ１に隣接して形成される。縁面１３ｂ３は、主面１３ｂ１の周囲を切り欠くようにして形成された、平面状または曲面状のテーパ面で構成される。
セパレートシート１３１ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂに配置された（挟まれた）第１の部分１３ｃ１と、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出した第２の部分１３ｃ２とを有する。第１の部分１３ｃ１と第２の部分１３ｃ２とは相互に連続して形成されている。第２の部分１３ｃ２は、第１の部分１３ｃ１よりも吸液度が低く構成されており、以下の説明では、「第１の部分」を「高吸液度部」ともいい、「第２の部分」を「低吸液度部」ともいう。
セパレートシート１３１ｃは、第３の部分１３ｃ３をさらに有する。第３の部分１３ｃ３は、第２の部分１３ｃ２の少なくとも一部に設けられ、本実施形態では、第２の部分１３ｃ２の第２電極シート１３ｂに近い表面領域に設けられる。第３の部分１３ｃ３は、第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３の少なくとも一部に接する。以下の説明では、「第３の部分」を「接触部」ともいう。
低吸液度部１３ｃ２の厚さ（最大厚さ）Ｔｃ２は、高吸液度部１３ｃ１の厚さＴｃ１よりも大きく、例えば、厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２は０．３〜０．８の範囲にある。後に説明するように、高吸液度部１３ｃ１は、図４に示したセパレートシート母材ＲＭ１３ｃの押し潰された中央部分から成り、低吸液度部１３ｃ２は、該セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの押し潰されていない外周部分から成る。
セパレートシート１３１ｃの低吸液度部１３ｃ２の厚さＴｃ２は、容器１０の内部においてリッド１２に対して所定距離離間する厚みに形成される。すなわち低吸液度部１３ｃ２は、容器１０の内部においてリッド１２に対して非接触となる厚みで形成される。
これにより、ケース１１にリッド１２を結合する際に、セパレートシート１３１ｃの外周部（低吸液度部１３ｃ２）に含浸した電解液がケース１１の外部に溢れ出て組立て性を低下させたり、ケース１１とリッド１２との間（結合リング１８を有する場合は結合リング１８とリッド１２との間）に電解液が侵入して溶接性を阻害したりすることを防止し、電気化学デバイス１００の生産性を確保することができる。
本実施形態では、容器１０の内部において、セパレートシート１３１ｃの最上面（リッド１２側の表面）が、結合リング１８とリッド１２との界面よりも低くなる（ケース１１側に位置する）ように、第１，第２電極シート１３ａ，１３ｂおよびセパレートシート１３１ｃがそれぞれ構成されている。典型的には、低吸液度部１３ｃ２は、第１電極シート１３ａおよび第２電極シート１３ｂの合計厚みよりも小さく形成される。これに限られず、低吸液度部１３ｃ２の厚みは、蓄電素子１３を容器１０の内部に組み込んだ際に、セパレートシート１３１ｃの外周部（低吸液度１３ｃ２）がリッド１２に接触しなければよい。
なお上述したようなセパレートシートとリッドとが相互に非接触であるときの作用効果は、セパレートシートが上記接触部（第３の部分）を有していない場合においても、また第１，第２電極シート１３ａ，１３ｂが縁面１３ａ３，１３ｂ３を有していない場合においても、同様に得ることができる。
この蓄電素子１３は、リッド１２によって閉塞された凹部１１ａ（結合リング１８の内孔１８ａを含む）の内側に、図示省略の電解液と一緒に封入されている。電解液には、公知の電解液、即ち、溶媒に電解質塩が溶解した溶液の他、溶媒不使用のイオン性液体が適宜使用できる。前者の電解液（溶液）の具体例としては、溶媒が鎖状スルホン、環状スルホン、鎖状カーボネート、環状カーボネート、鎖状エステル、環状エステル、ニトリル等で、リチウムイオン、四級アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン等のカチオンを含み、ＢＦ４、ＰＦ６、ＴＦＳＡ等のアニオンを含むものが挙げられる。また、後者の電解液（イオン性液体）の具体例としては、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、四級アンモニウムイオン等のカチオンを含み、ＢＦ４、ＰＦ６、ＴＦＳＡ等のアニオンを含むものが挙げられる。
また、図２に示したように、蓄電素子１３の第１電極シート１３ａの下面は導電性接着層２０を介して集電膜１９の上面に電気的に接続され、第２電極シート１３ｂの上面は導電性接着層２１を介してリッド１２の下面に電気的に接続されている。この導電性接着層２０及び２１は導電性接着剤の硬化物であり、該導電性接着剤には、好ましくは、導電性粒子を含有した熱硬化性接着剤、例えば、グラファイト粒子を含有したエポキシ系接着剤等が利用できる。
ここで、蓄電素子１３の配置方法を配置前の構成と併せて説明する。図４は蓄電素子１３の配置前の構成を概略的に示すもので、図中の１３ａは第１電極シート、１３ｂは第２電極シート１３ｂ、ＲＭ１３ｃはセパレートシート母材である。なお図４において両電極シート１３ａ，１３ｂ各々の縁面１３ａ３，１３ｂ３の図示は省略している。
第１電極シート１３ａは所定の長さＬａ及び幅Ｗａを有し、第２電極シート１３ｂは第１電極シート１３ａと略同じ長さＬｂ及び幅Ｗｂを有している。第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂの材料は先に説明した通りであり、また、各々の厚さは、電気化学デバイス１００の種類によって同じ場合と異なる場合とがある。
セパレートシート母材ＲＭ１３ｃは、所定の長さＬｃ、幅Ｗｃ及び厚さＴｃと所定の空隙率及び吸液度（平均値）を有し、両電極シート１３ａ及び１３ｂによる押し潰しが可能な硬度（柔らかさ）を有している。セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの長さＬｃは両電極シート１３ａ及び１３ｂの長さＬａ及びＬｂよりも好ましくは２０〜４０％程度長く、幅Ｗｃは両電極シート１３ａ及び１３ｂの幅Ｗａ及びＷｂよりも好ましくは２０〜４０％程度広い。また、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの材料は先に説明したセパレートシート１３１ｃと材料と同じである。
蓄電素子１３を配置するときには、図５に示したように、先ず、集電膜１９の表面に未硬化の導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に第１電極シート１３ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、該導電性接着剤を硬化させた後に該第１電極シート１３ａに電解液を注液して含浸させる（ステップＳＴ１を参照）。次いで、第１電極シート１３ａの上面１３ａ１にセパレートシート母材ＲＭ１３ｃを載置し、該セパレートシート母材ＲＭ１３ｃに電解液を注液して含浸させる（ステップＳＴ２を参照）。これに前後して、リッド１２の下面に前記と同じ未硬化の導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に第２電極シート１３ｂの上面を相対的に押し当てて密着させ、該導電性接着剤を硬化させた後に該第２電極シート１３ｂに電解液を注液して含浸させる。次いで、リッド１２の下面の外周部分を結合リング１８の上面に重ねると同時に、第２電極シート１３ｂの下面１３ｂ１をセパレートシート１３１ｃの上面に押し付ける（ステップＳＴ３を参照）。次いで、リッド１２を結合リング１８に結合する。
因みに、蓄電素子１３を構成する第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂに使用極性が予め定まっている場合には、ケース１１の各凹部１１ａ（結合リング１８の内孔１８ａを含む）の内側に蓄電素子１３を配置するときにその挿入順序に注意する。例えば、第１電極シート１３ａの使用極性が正極に定められ、且つ、第２電極シート１３ｂの使用極性が負極に定められている場合には、正極側の第１電極シート１３ａが集電膜１９の上面と向き合い、且つ、負極側の第２電極シート１３ｂがリッド１２の下面と向き合うようにする。
前記ステップＳＴ３では、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの中央部分が第１電極シート１３ａの上面と第２電極シート１３ｂの下面によって押し潰され、この押し潰された部分は、厚さＴｃ１の高吸液度部（第１の部分）１３ｃ１となる（図２を参照）。セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの外周部分は押し潰されないことから、該押し潰されていない部分は厚さ（最大厚さ）Ｔｃ２の低吸液度部（第２の部分）１３ｃ２となり（図２を参照）、その厚さ（最大厚さ）Ｔｃ２はセパレートシート母材ＲＭ１３ｃの厚さＴｃと変わらない。
本実施形態においてはセパレートシート１３１ｃの接触部１３ｃ３が第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３に接する例を説明したが、これに代えて、後述するように、当該接触部１３ｃ３が第１電極シート１３ａの縁面１３ａ３に接していてもよいし、両電極シート１３ａ，１３ｂ各々の縁面１３ａ３，１３ｂ３にそれぞれ接するように低吸液度部１３ｃ２の両面側に当該接触部１３ｃ３が形成されてもよい。接触部１３ｃ３の形態は、セパレートシート１３１ｃの初期形状、両電極シート１３ａ，１３ｂの形状や大きさ、両電極シート１３ａ，１３ｂによるセパレートシート１３１ｃの押し潰し量等によって適宜設定可能である。
例えば、図２に示したようなセパレートシート１３１ｃの接触部１３ｃ３を安定に形成するために、第１電極シート１３ａの縁面１３ａ３の形成を省略する、あるいは、第２電極シート１３ｂの大きさ（Ｗｂ及びＬｂ）を第１電極シート１３ａの大きさ（Ｗａ及びＬａ）よりも小さくする、あるいは、第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３のテーパ角を第１電極シート１３ａの縁面１３ａ３のテーパ角よりも緩く形成する等の適宜の手法を採用することができる。
<セパレートシートの空隙率及び吸液度>
ここで、前記セパレートシート１３１ｃの高吸液度部１３ｃ１及び低吸液度部１３ｃ２の空隙率及び吸液度について具体例を挙げて説明する。
ここで、前記セパレートシート１３１ｃの高吸液度部１３ｃ１及び低吸液度部１３ｃ２の空隙率及び吸液度について具体例を挙げて説明する。
実験によれば、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が８５％で電解液（ここでは溶媒が環状スルホランでカチオンがＴＥＭＡでアニオンがＢＦ４の溶液を使用）に対する吸液度（平均値）が１０ｍｍ／１０ｍｉｎのものを用いて、高吸液度部１３ｃ１の厚さＴｃ１と低吸液度部１３ｃ２の厚さ（最大厚さ）Ｔｃ２との厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２が０．５のセパレートシート１３１ｃを得た場合、高吸液度部１３ｃ１の空隙率は約７０％で低吸液度部１３ｃ２は約８４％であり、高吸液度部１３ｃ１の吸液度（平均値）は１６ｍｍ／１０ｍｉｎで低吸液度部１３ｃ２の吸液度（平均値）は１０．５ｍｍ／１０ｍｉｎであった。
この場合、先の押し潰しによって形成された高吸液度部１３ｃ１の空隙率（約７０％）が、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの空隙率（８５％）、並びに、低吸液度部１３ｃ２の空隙率（約８４％）と比較して大きく低下しない理由は、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が高いものを使用していることにある。他の実験によれば、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が８５〜９５％のものを用いれば、厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２が０．５の場合において、高吸液度部１３ｃ１に７０〜９０％の空隙率を確保できることが確認されている。加えて、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が８５〜９５％のものを用いれば、厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２が０．３〜０．８の範囲において、高吸液度部１３ｃ１の空隙率が、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの空隙率、並びに、低吸液度部１３ｃ２の空隙率と比較して大きく低下しないことも確認されている。
また、先の押し潰しによって形成された高吸液度部１３ｃ１の吸液度（平均値：１６ｍｍ／１０ｍｉｎ）がセパレートシート母材ＲＭ１３ｃの吸液度（平均値：１０ｍｍ／１０ｍｉｎ）、並びに、低吸液度部１３ｃ２の吸液度（平均値：１０．５ｍｍ／１０ｍｉｎ）と比較して大きく向上する理由は、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃ内の空隙の断面径が先の押し潰しによって小さくなることにある。他の実験によれば、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が８５〜９５％で、且つ、電解液に対する吸液度（平均値）が５〜３０ｍｍ／１０ｍｉｎのものを用いれば、厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２が０．５の場合において、高吸液度部１３ｃ１に７〜５２ｍｍ／ｍｉｎの吸液度を確保できることが確認されている。加えて、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃとして空隙率が８５〜９５％のものを用いれば、厚さ比Ｔｃ１／Ｔｃ２が０．３〜０．８の範囲において、高吸液度部１３ｃ１の吸液度が、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの吸液度、並びに、低吸液度部１３ｃ２の吸液度と比較して大きく向上することも確認されている。
<電気化学デバイス（第１実施形態）によって得られる効果>
本実施形態の電気化学デバイス１００にあっては、電解液は主に第１電極シート１３ａ、第２電極シート１３ｂ及びセパレートシート１３１ｃに含浸されている。セパレートシート１３１ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出し、且つ、高吸液度部１３ｃ１よりも厚さが大きな低吸液度部１３ｃ２を有しているため、該低吸液度部１３ｃ２には相当量の電解液が含浸されている。
本実施形態の電気化学デバイス１００にあっては、電解液は主に第１電極シート１３ａ、第２電極シート１３ｂ及びセパレートシート１３１ｃに含浸されている。セパレートシート１３１ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出し、且つ、高吸液度部１３ｃ１よりも厚さが大きな低吸液度部１３ｃ２を有しているため、該低吸液度部１３ｃ２には相当量の電解液が含浸されている。
第１電極シート１３ａ、第２電極シート１３ｂ及びセパレートシート１３１ｃに含浸されている電解液は充放電過程において大きく流動することは無いが、該過程で両電極シート１３ａ及び１３ｂ中の電解液に分解や劣化等を生じると、これに伴ってセパレートシート１３１ｃの両電極シート１３ａ及び１３ｂに挟まれた部分（高吸液度部１３ｃ１）に含浸している電解液が両電極シート１３ａ及び１３ｂに引き込まれて該部分の電解液量が極めて微量ではあるが減少する現象を生じることがある（図２の上下向きの実線矢印を参照）。
このような現象を生じても、電気化学デバイス１００によれば、低吸液度部１３ｃ２に含浸している電解液が吸液度差に応じて高吸液度部１３ｃ１に直ぐに引き込まれて、該高吸液度部１３ｃ１への電解液補充が即座に行われる（図２の左右向きの実線矢印を参照）。また、低吸液度部１３ｃ２には相当量の電解液が含浸しているため、前記現象がたびたび生じても、その都度、高吸液度部１３ｃ１への電解液補充が即座に行われる。つまり、セパレートシート１３１ｃの両電極シート１３ａ及び１３ｂに挟まれた部分（高吸液度部１３ｃ１）に電解液量減少の現象をたびたび生じた場合でも該現象を迅速、且つ、確実に解消でき、該現象の累積によって生じ得る充放電特性の低下も未然に回避できる。
また、低吸液度部１３ｃ２の表面の一部に設けられた接触部（第３の部分）１３ｃ３が第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３に接しているため、第２電極シート１３ｂ中の電解液に分解や劣化等を生じることに伴う電解液の引き込みが、高吸液度部１３ｃ１から第２電極シート１３ｂのルート以外にも、低吸液度部１３ｃ２から接触部１３ｃ３を介しての第２電極シート１３ｂへのルートにて直接に行われる（図２の破線矢印を参照）。つまり、高吸液度部１３ｃ１に含浸している電解液が第２電極シート１３ｂに引き込まれて該高吸液度部１３ｃ１の電解液量が減少する現象を、低吸液度部１３ｃ２及び接触部１３ｃ３から第２電極シート１３ｂへの電解液補充作用によって抑制できる。
また本実施形態によれば、セパレートシート１３１ｃの高吸液度部１３ｃ１に含浸されている電解液量の不足を解消できるため、正負極間の電気的導通を維持し、内部抵抗の上昇を阻止することができる。また、電気化学デバイスの使用による特性変化を抑制できるとともに、歩留まり及び寿命の安定した生産条件を決定することができる。
本発明者らは、図６（Ａ），（Ｂ）に示した蓄電素子を有する電気化学デバイスの電気的特性を比較した。図６（Ａ）は、図２に示した電気化学デバイスの蓄電素子の要部を示している。一方、図６（Ｂ）は比較例に係る蓄電素子であって、両電極シート１３ａ及び１３ｂ間に配置される部分と両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出した部分とがほぼ同一の厚みで構成されたセパレートシート１３０ｃを有する蓄電素子の要部を示している。これら２つのセパレートシート１３１ｃ及び１３０ｃは、それぞれ同一の材料で構成されており、凹部１１ａに収容されているときの形態のみが異なる。
実験では、セルに注液される電解液のトータル量を変化させたときの両電極シート１３ａ及び１３ｂ間の初期内部抵抗Ｒｉ［Ω］と、充電後の両電極シート１３ａ及び１３ｂ間の内部抵抗Ｒｉ［Ω］と、歩留まり［％］とをそれぞれ比較した。その結果を表１に示す。本例では電圧と温度を連続的に印加して（例えば３．３Ｖ、７０℃）蓄電素子を５００時間充電した。また実施形態及び比較例の各電気化学デバイスは、容量密度が同一となるように作製した。
比較例では、電解液量が１．６ｍｇ以上のとき製造歩留まりが低下する。これは、電解液のトータル量がセパレータ１３０ｃで保持できる量を超えると、リッド１２による閉塞時に電解液が溢れたり、リッド１２との接合面に電解液が介在してシール不良を招いたりするためである。したがって歩留まりの低下は、電解液量が多くなるほど顕在化する。
また比較例では、電解液量が少ないほど充電後の内部抵抗Ｒｉが上昇する傾向にある。これは、充電を継続することで両電極シート１３ａ及び１３ｂ間に位置するセパレータの部分に保持された電解液が減少したため、内部抵抗Ｒｉが上昇したものと考えられる。
以上のように比較例においては、例えば電解液の注液工程における公差が±０．０５ｍｇであれば、公差中心は１．４５ｍｇ付近に設定せざるを得ず、寿命特性にバラツキが発生することになる。したがって比較例においては、歩留まり及び寿命の安定した生産条件を決定することが困難となり、容量密度を下げる設計変更を余儀なくされる。
これに対して本実施形態においては、電解液量が１．７ｍｇ以下の範囲で歩留まりに影響がなく、また電解液量が１．６ｍｇ以上で内部抵抗が安定することが確認された。これは、本実施形態に係るセパレータ１３１ｃは高吸液度部（第１の部分）１３ｃ１と低吸液度部（第２の部分）１３ｃ２とを有するため、比較例に係るセパレータ１３０ｃよりも電解液を保持できる量が大きいためである。
また本実施形態においても、電解液量が少ないほど充電後の内部抵抗Ｒ１が上昇する傾向にあるが、比較例よりもその上昇量を抑えることができる。これは、本実施形態に係るセパレータ１３１ｃにおいては低吸液度部１３ｃ３の一部に第２電極シート１３ｂの縁面１３ｃ３に接触する接触部（第３の部分）１３ｃ３を有しているため、接触部１３ｃ３から電極シート１３ｂへの電解液の供給が可能となり、高吸液度部１３ｃ１における液量の低下を比較例よりも少なくできるためである。
さらに本実施形態においては、電解液量が１．６ｍｇ以上で内部抵抗Ｒが安定している。このため、例えば電解液の注液工程における公差が±０．０５ｍｇであれば、公差中心は１．６５ｍｇ付近に設定でき、これにより安定した生産性と寿命特性とを実現することができる。したがって本実施形態によれば、歩留まり、寿命ともに安定した生産条件を決定することができる。
さらに本実施形態においては、セパレートシート１３１ｃの外周部（第２の部分１３ｃ２）がリッド１２とは非接触となるように構成されているため、上述したような電解液の溢れ出しやケース１１とリッド１２との間（結合リング１８を有する場合は結合リング１８とリッド１２との間）への電解液の夾雑を効果的に防止することができ、これにより電気化学デバイス１００の生産性を確保することができる。
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。本実施形態の電気化学デバイス２００においては、セパレートシート１３２ｃの構成が上述の第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。本実施形態の電気化学デバイス２００においては、セパレートシート１３２ｃの構成が上述の第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
本実施形態のセパレートシート１３２ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂに配置された高吸液度部（第１の部分）１３ｃ１と、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出した低吸液度部（第２の部分）１３ｃ２と、低吸液度部１３ｃ２の第１電極シート１３ａに近い表面領域に設けられた接触部（第３の部分）１３ｃ３とを有する。接触部１３ｃ３は、第１電極シート１３ａの縁部１３ａ３の少なくとも一部に接するように構成される。
本実施形態においては、低吸液度部１３ｃ２の表面の一部に設けられた接触部（第３の部分）１３ｃ３が第１電極シート１３ａの縁面１３ａ３に接しているため、第１電極シート１３ａ中の電解液に分解や劣化等を生じることに伴う電解液の引き込みが、高吸液度部１３ｃ１から第１電極シート１３ａのルート以外にも、低吸液度部１３ｃ２から接触部１３ｃ３を介しての第１電極シート１３ａへのルートにて直接に行われる（図７の破線矢印を参照）。つまり、高吸液度部１３ｃ１に含浸している電解液が第１電極シート１３ａに引き込まれて該高吸液度部１３ｃ１の電解液量が減少する現象を、低吸液度部１３ｃ２及び接触部１３ｃ３から第１電極シート１３ａへの電解液補充作用によって抑制できる。
なお、図７に示したようなセパレートシート１３２ｃの接触部１３ｃ３を安定に形成するために、第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３の形成を省略する、あるいは、第２電極シート１３ｂの大きさ（Ｗｂ及びＬｂ）を第１電極シート１３ａの大きさ（Ｗａ及びＬａ）よりも大きくする、あるいは、第１電極シート１３ａの縁面１３ａ３のテーパ角を第２電極シート１３ｂの縁面１３ｂ３のテーパ角よりも緩く形成する等の適宜の手法が採用されてもよい。
また本実施形態においても第１の実施形態と同様に、セパレートシート１３２ｃの低吸液度部１３ｃ２は、容器１０の内部においてリッド１２に対して所定距離離間する厚み、すなわちリッド１２に対して非接触となる厚みで形成される。これにより、ケース１１にリッド１２を結合する際に、セパレートシート１３２ｃの外周部（低吸液度部１３ｃ２）に含浸した電解液がケース１１の外部に溢れ出て組立て性を低下させたり、ケース１１とリッド１２との間（結合リング１８を有する場合は結合リング１８とリッド１２との間）に電解液が侵入して溶接性を阻害したりすることを防止し、電気化学デバイス２００の生産性を確保することができる。
［第３実施形態］
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。本実施形態の電気化学デバイス３００においては、セパレートシート１３３ｃの構成が上述の第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電気化学デバイスを示す。本実施形態の電気化学デバイス３００においては、セパレートシート１３３ｃの構成が上述の第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
本実施形態のセパレートシート１３３ｃは、両電極シート１３ａ及び１３ｂに配置された高吸液度部（第１の部分）１３ｃ１と、両電極シート１３ａ及び１３ｂから外側に張り出した低吸液度部（第２の部分）１３ｃ２と、低吸液度部１３ｃ２の第１電極シート１３ａに近い表面領域及び第２電極シート１３ｂに近い表面領域にそれぞれ設けられた接触部（第３の部分）１３ｃ３とを有する。各接触部１３ｃ３は、第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂ各々の縁部１３ａ３及び１３ｂ３の少なくとも一部に接するように構成される。
本実施形態においては、低吸液度部１３ｃ２の各表面の一部に設けられた接触部（第３の部分）１３ｃ３が第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂの縁面１３ａ３及び１３ｂ３にそれぞれ接しているため、第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂ中の電解液に分解や劣化等を生じることに伴う電解液の引き込みが、高吸液度部１３ｃ１から第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂのルート以外にも、低吸液度部１３ｃ２から各々の接触部１３ｃ３を介しての第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂへのルートにて直接に行われる（図８の破線矢印を参照）。つまり、高吸液度部１３ｃ１に含浸している電解液が第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂに引き込まれて該高吸液度部１３ｃ１の電解液量が減少する現象を、低吸液度部１３ｃ２及び接触部１３ｃ３から第１及び第２電極シート１３ａ及び１３ｂへの電解液補充作用によって抑制できる。
また本実施形態においても第１の実施形態と同様に、セパレートシート１３３ｃの低吸液度部１３ｃ２は、容器１０の内部においてリッド１２に対して所定距離離間する厚み、すなわちリッド１２に対して非接触となる厚みで形成される。これにより、ケース１１にリッド１２を結合する際に、セパレートシート１３３ｃの外周部（低吸液度部１３ｃ２）に含浸した電解液がケース１１の外部に溢れ出て組立て性を低下させたり、ケース１１とリッド１２との間（結合リング１８を有する場合は結合リング１８とリッド１２との間）に電解液が侵入して溶接性を阻害したりすることを防止し、電気化学デバイス３００の生産性を確保することができる。
［第４実施形態］
図９及び図１０は、本発明の第４の実施形態を示しており、図９は蓄電素子の分解斜視図、図１０は電気化学デバイスの分解斜視図である。
図９及び図１０は、本発明の第４の実施形態を示しており、図９は蓄電素子の分解斜視図、図１０は電気化学デバイスの分解斜視図である。
本実施形態の電気化学デバイスは、第３実施形態で説明した電気化学デバイス３００と同様の構成を有するが、蓄電素子１３のセパレートシート１３３ｃ’が高吸液度部（第１の部分）１３ｃ１’と低吸液度部（第２の部分）１３ｃ２’及び接触部（第３の部分１３ｃ３’とを有する成形体からなる点で異なる。他の構成は第１及び第３実施形態と同様であるためその説明を省略する。
図９に示したセパレートシート１３３ｃ’は、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃをプレス加工して高吸液度部１３ｃ１’と低吸液度部１３ｃ２’を予め整形したものである。詳しくは、第１電極シート１３ａの上面１３ａ１と同じ形状の上型と第２電極シート１３ｂの下面１３ｂ１と同じ形状の下型を用い、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの中央部分を両型でプレスし押し潰して、厚さＴｃ１’の高吸液度部１３ｃ１’を形成する。セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの外周部分は押し潰されないことから、該押し潰されていない部分は厚さ（最大厚さ）Ｔｃ２’の低吸液度部１３ｃ２’となる。高吸液度部１３ｃ１’の厚さＴｃ１’及び低吸液度部１３ｃ２’の厚さＴｃ２’は特に限定されず、適宜の厚さに設定可能である。
先に説明したように、セパレートシート母材ＲＭ１３ｃは押し潰しが可能な硬度（柔らかさ）を有しているが、該セパレートシート母材ＲＭ１３ｃの弾性力が強いと、押し潰しにより形成された高吸液度部１３ｃ１’の厚さＴｃ１’が押し潰し後に増加することもある。このような場合には、高吸液度部１３ｃ１’をプレスにより形成するときにその可塑に必要な熱を同時に加えて、押し潰し後の冷却によって高吸液度部１３ｃ１’の厚さＴｃ１’を維持できるようにすると良い。
蓄電素子１３を配置するときには、図１０に示したように、先ず、集電膜１９の表面に未硬化の導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に第１電極シート１３ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、該導電性接着剤を硬化させた後に該第１電極シート１３ａに電解液を注液して含浸させる（ステップＳＴ１１を参照）。次いで、第１電極シート１３ａの上面１３ａ１にセパレートシート１３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の下面を互いが整合するように載置し、該セパレートシート１３３ｃ’に電解液を注液して含浸させる（ステップＳＴ１２を参照）。これに前後して、リッド１２の下面に前記と同じ未硬化の導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に第２電極シート１３ｂの上面を相対的に押し当てて密着させ、該導電性接着剤を硬化させた後に該第２電極シート１３ｂに電解液を注液して含浸させる。次いで、リッド１２の下面の外周部分を結合リング１８の上面に重ねると同時に、セパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の上面に第２電極シート１３ｂの下面１３ｂ１を互いが整合するように載置する（ステップＳＴ１３を参照）。次いで、リッド１２を結合リング１８に結合する。
因みに、蓄電素子１３を構成する第１電極シート１３ａと第２電極シート１３ｂに使用極性が予め定まっている場合には、ケース１１の各凹部１１ａ（結合リング１８の内孔１８ａを含む）の内側に蓄電素子１３を配置するときにその挿入順序に注意する。例えば、第１電極シート１３ａの使用極性が正極に定められ、且つ、第２電極シート１３ｂの使用極性が負極に定められている場合には、正極側の第１電極シート１３ａが集電膜１９の上面と向き合い、且つ、負極側の第２電極シート１３ｂがリッド１２の下面と向き合うようにする。
蓄電素子１３を配置した後のセパレートシート１３３ｃ’の断面形状は図８に示したセパレートシート１３３ｃの断面形状と同じであり、該セパレートシート１３３ｃ’の空隙率及び吸液度も図８に示したセパレートシート１３３ｃの空隙率及び吸液度と同じである。
<電気化学デバイス（第４実施形態）によって得られる効果>
前記電気化学デバイスによれば、上述の第１及び第３実施形態と同様の効果が得られる。加えて、セパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の下面側には窪みが存在し、且つ、その下面形状は第１電極シート１３ａの上面形状と整合していると共に、該高吸液度部１３ｃ１’の上面側には窪みが存在し、且つ、その上面形状は第２電極シート１３ｂの下面形状と整合しているため、第１電極シート１３ａの上面にセパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の下面を載置する過程で両者の位置合わせを簡単、且つ、的確に行えると共に、セパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の上面に第２電極シート１３ｂの上面を載置する過程で両者の位置合わせを簡単、且つ、的確に行える。
前記電気化学デバイスによれば、上述の第１及び第３実施形態と同様の効果が得られる。加えて、セパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の下面側には窪みが存在し、且つ、その下面形状は第１電極シート１３ａの上面形状と整合していると共に、該高吸液度部１３ｃ１’の上面側には窪みが存在し、且つ、その上面形状は第２電極シート１３ｂの下面形状と整合しているため、第１電極シート１３ａの上面にセパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の下面を載置する過程で両者の位置合わせを簡単、且つ、的確に行えると共に、セパレートシート１３３ｃ’の高吸液度部１３ｃ１’の上面に第２電極シート１３ｂの上面を載置する過程で両者の位置合わせを簡単、且つ、的確に行える。
さらに本実施形態においても、セパレートシート１３３ｃ’の外周部（第２の部分１３ｃ２）がリッド１２とは非接触となるように構成されている。このため第１の実施形態と同様に、電解液の溢れ出しやケース１１とリッド１２との間（結合リング１８を有する場合は結合リング１８とリッド１２との間）への電解液の夾雑を効果的に防止できるとともに、電気化学デバイスの生産性を確保することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば以上の実施形態では、セパレートシートの接触部１３ｃ３が接触する電極シートの縁面１３ａ３，１３ｂ３が、電極シートの主面１３ａ１，１３ｂ１と外側面１３ａ２，１３ｂ２との間に形成された例を説明したが、当該縁面は主面１３ａ１，１３ｂ１の周囲に形成される面であればどの面であってもよく、例えば外側面１３ａ２，１３ｂ２を上記縁面に適用してもよい。
またセパレートシートの接触部１３ｃ３は、電極シートの縁面の全領域にわたって連続的に接するように構成される例に限られず、上記縁面の少なくとも一部に接するだけでもよい。あるいは、接触部１３ｃ３は、低吸液度部１３ｃ２の周囲に沿って連続的に形成される例に限られず、例えば非連続的（間欠的）に形成されてもよく、このような構成によっても上述と同様の作用効果を得ることができる。
さらに以上の第４の実施形態においてセパレートシート１３３ｃ’は、第３の実施形態で説明したセパレートシート１３３ｃの形状で構成された例を説明したが、これに代えて、第１及び第２の実施形態で説明したセパレートシート１３１ｃ，１３２ｃの形状で構成されてもよい。
１００，２００，３００…電気化学デバイス
１１…ケース
１１ａ…凹部
１２…リッド
１３…蓄電素子
１３ａ…第１電極シート
１３ｂ…第２電極シート
１３１ｃ，１３２ｃ，１３３ｃ，１３ｃ’…セパレートシート
１３ｃ１，１３ｃ１’…高吸液度部
１３ｃ２，１３ｃ２’…低吸液度部
１３ｃ３，１３ｃ３’…接触部
１１…ケース
１１ａ…凹部
１２…リッド
１３…蓄電素子
１３ａ…第１電極シート
１３ｂ…第２電極シート
１３１ｃ，１３２ｃ，１３３ｃ，１３ｃ’…セパレートシート
１３ｃ１，１３ｃ１’…高吸液度部
１３ｃ２，１３ｃ２’…低吸液度部
１３ｃ３，１３ｃ３’…接触部
Claims (6)
- 開口の凹部を有するケースと、
前記ケースの開口側に結合され前記凹部との間に閉塞部を形成するリッドと、
第１の主面と前記第１の主面の周囲に形成された第１の縁面とを有する第１電極シートと、前記第１の主面に対向する第２の主面と前記第２の主面の周囲に形成された第２の縁面とを有する第２電極シートと、前記第１の主面と前記第２の主面との間に介装された多孔質のセパレートシートと、を含み、前記閉塞部内に封入された充放電可能な蓄電素子と、を具備し、
前記セパレートシートは、
前記第１電極シートと前記第２電極シートの間に配置された第１の部分と、
前記第１電極シート及び前記第２電極シートから外側に張り出し、前記リッドとは非接触の第２の部分と、
前記第２の部分の少なくとも一部に設けられ、前記第１の縁面及び前記第２の縁面の少なくとも一方に接する第３の部分と、を有する
電気化学デバイス。 - 請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
前記第１の縁面は、前記第１電極シートの外側面と前記第１の主面との間に設けられており、前記第３の部分は、前記第１の縁面に接する
電気化学デバイス。 - 請求項１又は２に記載の電気化学デバイスであって、
前記第２の縁面は、前記第２電極シートの外側面と前記第２の主面との間に設けられており、前記第３の部分は、前記第２の縁面に接する
電気化学デバイス。 - 請求項１〜３の何れか１項に記載の電気化学デバイスであって、
前記第１の部分は、前記第１電極シートと前記第２電極シートとにより押し潰されてなる
電気化学デバイス。 - 請求項１〜３の何れか１項に記載の電気化学デバイスであって、
前記セパレートシートは、前記第１の部分と、前記第２の部分と、前記第３の部分とを有する成形体からなる
電気化学デバイス。 - 請求項１〜５の何れか１項に記載の電気化学デバイスであって、
前記ケースと前記リッドとの間に配置され前記ケースと前記リッドとを相互に結合する結合部材をさらに具備し、
前記セパレートシートの前記リッド側の表面は、前記結合部材と前記リッドとの界面よりも前記ケース側に位置する
電気化学デバイス。
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