JP2019057521A - 電気化学デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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Hiroaki Hasegawa
浩昭 長谷川
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秀毅 伊藤
勇二 吉野
Yuji Yoshino
勇二 吉野
和典 吉川
Kazunori Yoshikawa
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Abstract

【課題】ＩＣカードなどの薄型電子機器内にも内蔵することが可能なレベルにまで薄型が可能な電気化学デバイスおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】セパレータシート１１を挟むように一対の内部電極１６，２６が積層してある素子本体１０と、素子本体１０を覆う外装シート４と、素子本体１０が電解質溶液で浸漬されるように、外装シート４の周縁部を密封するシール部４０，４２と、いずれかの内部電極１６，２６に電気的に接続してあり、外装シート４のシール部４０，４２から外側に引き出されるリード端子１８，２８と、を有する電気化学デバイスである。リード端子１８，２８が引き出されるシール部４０，４２を構成する樹脂テープ４０ａ，４０ｂの少なくとも一部が、内部電極１６，２６と重複しない位置で、外装シート４の内面に存在する樹脂製の内側層４Ｂに熱融着されている。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）などとして好ましく用いられる電気化学デバイスおよびその製造方法に関する。
昨今、ＩＣチップを搭載するＩＣカードの普及には目を見張るものがある。特に金銭のやり取りを行うことも可能なＩＣカードもあり、社員証や会員証など、さまざまな用途に使われ、今後さらにＩＣカードの高機能化の対応が求められている。
高機能化に伴い、従来ＩＣカードに使われる蓄電池は、出来るだけ高容量の一次電池を用いることが検討されている。しかしながら、１次電池では、蓄積容量がなくなるとカードを交換しなくてはならない。そこで、充電可能な２次電池を用いたＩＣカードの開発が進んでいる。
ＩＣカード用の２次電池の特性として、カード厚み以下の薄型、カード内蔵可能な小型、折り曲げに対応したフレキシブル性が求められている。一方で、ＩＣカード内部に蓄電システムを持たず、カードリーダーを通しての比接触で得られる電力を用いて通信を行うシステムの開発も進んでいる。
しかしながら、非接触充電で得られた電力は僅かであることから、高機能な製品では十分な電力を得ることができない。そこで、充電ロスが少なく、短時間で充電でき、かつ回路の動作電圧まで充電できる二次電池が必要となってきている。
従来の電気化学デバイスでは、蓄電容量が大きいために、カードリーダーにて十分な電圧を送ることができない。そこで低容量で的確な抵抗を持つＥＤＬＣが必要となってきている。このときＩＣカード内での電池製品の厚みは、たとえば１．０ｍｍ以下、好ましくは０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下と、非常に薄いことを要求される。また、カード内への収容面積サイズも限られている。
たとえば特許文献１などに示す従来のＥＤＬＣは、外装シートの内部に、一対の内部電極がセパレータを挟む積層構造を有しているが、セパレータを挟んで配置される内部電極が向き合うように位置合わせする必要がある。そのため、従来では、絶縁テープなどを用いて、一対の内部電極とセパレータとを相互に貼り付けて位置合わせしている。位置合わせ後に、外装シートの内部を密封することから、位置合わせ用の絶縁テープは、外装シートの内部に残った状態となる。そのため、従来では、位置合わせ用の絶縁テープの分だけ厚みが大きくなり、ＥＤＬＣを、必要とされる水準までに十分に薄くすることを困難にしていた。
特開２００６−４９６７０号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、ＩＣカードなどの薄型電子機器内にも内蔵することが可能なレベルにまで薄型が可能な電気化学デバイスおよびその製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る電気化学デバイスは、
セパレータシートを挟むように一対の内部電極が積層してある素子本体と、
前記素子本体を覆う外装シートと、
前記素子本体が電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封するシール部と、
いずれかの前記内部電極に電気的に接続してあり、前記外装シートの前記シール部から外側に引き出されるリード端子と、を有する電気化学デバイスであって、
前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、前記外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してあることを特徴とする。
本発明の第１の観点では、リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してある。このため、樹脂テープが付着しているリード端子に接続してある内部電極が、外装シートの内面に対して位置決めされて仮固定される。そのため、セパレータシートを挟んでの一対の内部電極の位置決めが容易になり、位置決め用テープを用いる必要がなくなる。
すなわち、本発明の第１の観点に係る電気化学デバイスでは、外装シートの内部でのセパレータシートと一対の内部電極との位置ズレを防止しながら、デバイスの厚みを１ｍｍ以下、好ましくは０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下にすることができる。その結果、たとえばＩＣカードなどの薄型電子機器内にも内蔵することが可能なレベルにまで電気化学デバイスの薄型化が可能である。
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る電気化学デバイスは、
一対のリード端子を有する第１素子本体と、
前記第１素子本体とは別に一対のリード端子を有する第２素子本体と、
前記第１素子本体および前記第２素子本体を分離する隔壁シートと、
前記隔壁シートにより分離された前記第１素子本体および前記第２素子本体を覆う外装シートと、
前記第１素子本体および前記第２素子本体がそれぞれ電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封するシール部と、を有する電気化学デバイスであって、
前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、前記外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してあることを特徴とする。
本発明の第２の観点でも、リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してある。このため、樹脂テープが付着しているリード端子に接続してある第１素子本体または第２素子本体が、外装シートの内面に対して位置決めされて仮固定される。そのため、隔壁シートを挟んでの一対の素子本体の位置決めが容易になり、位置決め用テープを用いる必要がなくなる。
すなわち、本発明の第２の観点に係る電気化学デバイスでは、外装シートの内部での隔壁シートと一対の素子本体との位置ズレを防止しながら、デバイスの厚みを、たとえばＩＣカードなどの薄型電子機器内にも内蔵することが可能なレベルにまで薄型化が可能である。
好ましくは、前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、隔壁シートの少なくとも一方の面に熱融着してある。このように構成することで、隔壁シートを挟んでの一対の素子本体の位置決めが、さらに容易になり、位置決め用テープを用いる必要がなくなる。
好ましくは、前記セパレータシートの少なくとも一部を前記外装シートの内面に付着させるセパレータ用融着部が、前記外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に形成してある。このように構成することで、セパレータシートも外装シートの内部で位置決めされ、内部電極との位置決めが容易になり、この点でも、位置決め用テープを用いる必要がなくなる。
好ましくは、前記セパレータ用融着部は、前記内部電極とは重複しない前記セパレータシートの一部に付着してある。このように構成することで、内部電極に形成してある活性層の機能を十分に発揮させることができる。
好ましくは、前記外装シートは、表面部と裏面部とを有し、
前記樹脂テープの少なくとも一部が、前記表面部または裏面部のいずれか一方にスポット状に熱融着してある。
このように構成することで、外装シートの表面部または裏面部に対して、樹脂テープに付着してある内部電極または素子本体を位置決めすることが可能になり、内部電極または素子本体の位置ズレが無くなり、デバイスの性能が向上する。また、位置決め用テープを用いる必要がなくなり、デバイスの薄層化に寄与する。
好ましくは、一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの双方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか一方の内面にスポット状に熱融着してある
このように構成することで、外装シートの表面部または裏面部に対して、それぞれの樹脂テープに付着してある内部電極または素子本体を位置決めすることが可能になり、これらの内部電極または素子本体の位置ズレが無くなり、デバイスの性能が向上する。また、位置決め用テープを用いる必要がなくなり、デバイスの薄層化に寄与する。
あるいは、一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの一方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか一方の内面にスポット状に熱融着してあり、
一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの他方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか他方の内面にスポット状に熱融着してあっても良い。
このように構成することで、外装シートの表面部および裏面部に対して、内部電極または素子本体を位置決めすることが可能になり、内部電極または素子本体の位置ズレが無くなり、デバイスの性能が向上する。また、位置決め用テープを用いる必要がなくなり、デバイスの薄層化に寄与する。
好ましくは、前記外装シートの前記シール部から外側に引き出される前記リード端子の一方の面が、前記シール部に位置して前記外装シートの内面に形成してある樹脂製の内側層に直接に接触している。
従来では、密封性を確保すると共に短絡を回避するためには、リード端子の両面に、シール部を構成するための絶縁テープを貼り付けて接着用樹脂を両面に具備させる必要があると考えられていた。しかしながら、本発明者等の鋭意研究の結果、リード端子の片側の面のみにシール部を構成するための絶縁テープを貼り接着用樹脂として機能させ、他の面は、外装シートの内面に形成してある樹脂製の内側層に直接に接触させて融着することにより、密封性を確保すると共に短絡を回避することができることが初めて見出された。その結果、密封性を確保すると共に短絡を回避しながら、最も厚みが厚くなる部分であるシール部の厚みを極限にまで薄くすることに成功した。
すなわち、この電気化学デバイスでは、内部の密封性を確保すると共に短絡を回避しながら、デバイスの厚みを、さらに薄くすることが可能である。
好ましくは、前記外装シートの前記シール部から外側に引き出される前記リード端子の他方の面には、前記外装シートの内面に形成してある樹脂製の内側層と接触する接着用樹脂を介して前記外装シートの周縁部が接着してあり、
前記接着用樹脂の一部は、前記外装シートの周縁部から外側にはみ出して、当該外装シートの周縁部の縁端を覆っている。
外装シートとしては、金属シートの両面が絶縁層で覆われたシートか好ましく用いられる。外装シートの周縁部の縁端では、金属シートの端部が露出するおそれがあり、その露出した金属シートが、リード端子と接触すると、短絡の原因になる。本発明の好ましい態様では、シール部を構成する接着用樹脂の一部は、外装シートの周縁部から外側にはみ出して、当該外装シートの周縁部の縁端を覆っている。そのため、外装シートの周縁部の縁端では、外装シートを構成する金属シートの端が露出するおそれが無くなり、リード端子と金属シートとの短絡などを有効に防止することができる。
本発明の電気化学デバイスは、前記シール部から引き出された前記リード端子の折れ曲がりを防止するサポートシートをさらに有してもよい。このように構成することで、シール部から引き出されたリード端子の折れ曲がりを有効に防止することができる。
好ましくは、前記サポートシートは、前記シール部に位置する前記外装シートの周縁部の一部が外側に延長して構成されている。このように構成することで、サポートシートの形成が容易になる。
前記サポートシートの突出長さは、前記リード端子の突出長さよりも長くてもよい。このように構成することで、シール部から引き出されたリード端子の折れ曲がりを有効に防止することができる。
シール部から飛び出している前記リード端子と接触する前記サポートシートの面には、耐熱絶縁層が積層してあってもよい。このように構成することで、リード端子と外部接続端子との電気接続時に熱が加わっても、外装シートの内部に存在する金属シートと、リード端子との短絡を、有効に防止することができる。
上記のいずれかの本発明の第１の観点に係る電気化学デバイスを製造するための第１の製造方法は、
いずれか一方の前記内部電極のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
前記内部電極の活性層をセパレータシートで覆う工程と、
前記セパレータシートの上に、いずれか他方の前記内部電極が配置されるように、そのいずれか他方の前記内部電極のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
前記素子本体を覆うように、前記外装シートで覆う工程と、
前記素子本体が電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封する工程と、を有する。
上記のいずれかの本発明の第２の観点に係る電気化学デバイスを製造するための第２の製造方法は、
第１素子本体のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
前記第１素子本体を隔壁シートで覆う工程と、
前記隔壁シートの上に、第２素子本体が配置されるように、第２素子本体のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記隔壁シート、又は前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
前記第２素子本体を覆うように、前記外装シートで覆う工程と、
前記第１素子本体および第２素子本体がそれぞれ電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封する工程と、を有する。
好ましくは、前記リード端子が引き出される前記シール部は、前記外装シートの間に挟まれる前記樹脂テープの少なくとも一部が加熱加圧されることで形成され、
前記樹脂テープは、前記シール部が形成される前に、前記外装シートの内面に部分的に融着される。
図１Ａは本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。 図１Ｂは本発明の他の実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。 図２Ａは図１ＡのII−II線に沿う概略断面図である。 図２Ｂは本発明の他の実施形態に係る電気二重層キャパシタの概略断面図である。 図２Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る電気二重層キャパシタの概略断面図である。 図３は図１に示す電気二重層キャパシタの製造方法例を示す概略斜視図である。 図４Ａは図３の続きの工程を示す斜視図である。 図４Ｂは図４ＡのIVB−IVB線に沿う概略断面図である。 図５Ａは図４Ｂの続きの工程を示す斜視図である。 図５Ｂは本発明の他の実施形態に係る製造方法を示す図５Ａに対応する斜視図である。 図６は図５Ａまたは図５Ｂの続きの工程を示す斜視図である。 図７は本発明の他の実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。 図８は図７のVIII−VIII線に沿う要部断面図である。 図９は図７に示す電気二重層キャパシタの製造方法例を示す概略斜視図である。 図１０は図９の続きの工程を示す斜視図である。 図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。 図１２Ａは図１１（Ａ）に示す電気二重層キャパシタの製造方法を示す概略図である。 図１２Ｂは図１２Ａの続きの工程を示す概略図である。 図１２Ｃは図１２Ｂの続きの工程を示す概略図である。 図１２Ｄは図１２Ｃの続きの工程を示す概略図である。 図１２Ｅは図１２Ｄの続きの工程を示す概略図である。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
第１実施形態
図１Ａに示すように、本発明の一実施形態に係る電気化学デバイスとしての電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）２は、外装シート４を有する。外装シート４には、一枚のシート４を折り返し周縁部４ｃで折り曲げて表面４ａおよび裏面４ｂが形成してある。
本実施形態では、外装シート４は、Ｘ軸方向の長さＬ０がＹ軸方向の長さＷ０に比較して長い長方形状を有するが、これに限定されず、正方形でも、その他の多角形状、あるいは円形、楕円形、あるいはその他の形状でも良い。この実施形態では、外装シート４の表面４ａと裏面４ｂとが重なる方向を厚み方向（Ｚ軸方向）とし、それに相互に直交する方向をＸ軸およびＹ軸とする。
外装シート４には、図２Ａを用いて後述するように、素子本体１０が内蔵してある。素子本体１０から引き出される一対のリード端子１８，２８が、外装シート４の外部で、サポートシート４ｆ１および４ｆ２の上に引き出されている。
図１Ａに示すように、本実施形態では、長方形状の外装シート４の内部は、外装シート４の四辺に沿って形成してある第１シール部４０、第２シール部４２、第３シール部４４および第４シール部４６とに囲まれて密封してある。
この実施形態では、リード端子１８がＸ軸方向の外側に引き出される外装シート４の周縁部４ｄ１を密封する部分を第１シール部４０とする。また、リード端子２８がＸ軸方向の外側に引き出される外装シート４の周縁部４ｄ２を密封する部分を第２シール部４２とする。第１シール部４０と第２シール部４２とは、外装シート４のＸ軸方向の反対側に位置する。また、外装シート４を折り返してなる周縁部４ｃを密封する部分を第３シール部４４とし、そのＹ軸方向の反対側に位置する外装シート４のサイド周縁部４ｅを密封している部分を第４シール部とする。
図２Ａに示すように、外装シート４の内部には、素子本体１０が内蔵してある。素子本体１０は、電気二重層キャパシタの素子を構成しており、本実施形態では、単一のキャパシタ素子が外装シート４の内部に収容してある。
素子１０では、電解質溶液が染み込んであるセパレータシート１１を挟むように一対の第１内部電極１６と第２電極２６とが積層してある。第１内部電極１６と第２内部電極２６のうちの一方は、正極となり、他方は、負極となるが、構成は同じである。これらの第１内部電極１６および第２内部電極２６は、それぞれセパレータシート１１の相互に反対面に接触するように積層される第１活性層１２および第２活性層２２を有する。また、第１内部電極１６および第２内部電極２６は、各活性層１２，２２にそれぞれ接触するように積層される第１集電体層１４および第２集電体層２４を有する。
セパレータシート１１は、それぞれ内部電極１６および１８を電気的に絶縁すると共に、電解質溶液が浸透可能に構成してあり、たとえば電気絶縁性の多孔質シートで構成される。電気絶縁性の多孔質シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や、上記樹脂の混合物の延伸膜、あるいは、セルロース、ポリエステル及びポリプロピレン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が挙げられる。セパレータシート１１の厚さは、たとえば５〜５０μｍ程度である。
集電体層１４，２４としては、一般的に高い導電性を有する材料であれば特に限定されないが、低電気抵抗の金属材料が好ましく用いられ、たとえば、銅、アルミニウム、ニッケル等などのシートが用いられる。これらの集電体層１４，２４のそれぞれの厚みは、たとえば１５〜１００μｍ程度である。
活性層１２，２２は、活物質およびバインダを含み、好ましくは導電助剤を含む。活性層１２，２２は、それぞれの集電体層１４，２４を構成するシートの表面に積層して形成される。
活物質としては、種々の電子伝導性を有する多孔体が挙げられ、例えば、活性炭、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、メソカーボンファイバー（ＭＣＦ）、コークス類、ガラス状炭素、有機化合物焼成体等の炭素材料が挙げられる。バインダとしては、上記の活物質、好ましくは導電助剤を集電体層を構成するシートに固定することができれば特に限定されず、種々の結着剤を使用できる。バインダとしては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂や、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）と水溶性高分子（カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム、デキストリン、グルテン等）との混合物等が挙げられる。
導電助剤は、活性層１２，２２の電子伝導性を高めるために添加される材料である。導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ＩＴＯ等の導電性酸化物が挙げられる。
活性層１２，２２のそれぞれの厚さは、好ましくは、たとえば１〜１００μｍ程度である。活性層１２，２２は、各集電体層１４，２４の表面に、セパレート層１１と同等以下の面積で、集電体層１４，２４の表面に形成されている。活性層１２，２２は、公知の方法で作製することができる。
本実施形態において、「正極」とは、電気二重層キャパシタに電圧を印加した際に、電解質溶液中のアニオンが吸着する電極であり、「負極」とは、電気二重層キャパシタに電圧を印加した際に、電解質溶液中のカチオンが吸着する電極である。なお、電気二重層キャパシタに対して一度特定の正負の向きに電圧を印加して充電した後に再充電する際には、通常最初と同じ向きに充電を行い、逆向きに電圧を印加して充電することは少ない。
外装シート４は、後述の電解質溶液を透過させない材料からなり、しかも、外装シート４の周縁部同士、あるいは図５に示す密封用テープ４０ａ（以下同様に、４２ａを含む場合あり）と熱シールにより一体化されるものであることが好ましい。この密封用テープ４０ａは、樹脂テープで構成され、作業性などの観点から粘着テープなどの粘着性を有するものが好ましい。ただしテープに限らず塗布可能なシーラント樹脂であっても熱により溶融し接着可能なものであればどのような形態のものでも良い。
また、外装シート４は、素子本体１０を密封し、シート４の内部に、空気や水分が進入するのを防止するもので構成してある。具体的には、外装シート４は、単層シートでも良いが、図２Ａに示すように、金属シート４Ａを、内側層４Ｂおよび外側層４Ｃとで挟むように積層してある多層シートであることが好ましい。
金属シート４Ａは、たとえばステンレス等で構成してあることが好ましく、内側層４Ｂは、電気絶縁材で構成してあり、電解質溶液とは反応しにくく熱シール可能なポリプロピレンなどで構成してあることが好ましい。また、外側層４Ｃは、特に制限されず、たとえばＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、ＰＩ、フッ素樹脂、ＰＥ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などで構成してあることが好ましい。外装シート４の厚みは、好ましくは、５〜８０μｍである。
本実施形態では、外装シート４の耐力は、ＪＩＳ Ｚ２２４１において、３９０〜１２７５Ｎ／ｍｍ２ 、好ましくは７８５〜９８０Ｎ／ｍｍ２ である。また、外装シートの硬さは、ピッカース硬さ（Ｈｖ）（ＪＩＳ ２２４４）において、２３０〜４８０、好ましくは２８０〜３８０である。このような観点からは、外装シート４の金属シート４Ａは、ＪＩＳで規定するステンレス鋼ＳＵＳ３０４（ＢＡ）、ＳＵＳ３０４（１／２Ｈ）、ＳＵＳ３０４（１／２Ｈ）、ＳＵＳ３０４ Ｈ、ＳＵＳ３０１ ＢＡ、ＳＵＳ３０１（１／２Ｈ）、ＳＵＳ３０１（３／４Ｈ）が好ましい。
リード端子１８，２８は、集電体層１４，２４に対して電流の入出力端子の役割を果たす導電性部材であり、矩形板形状をなしている。本実施形態では、各リード端子１８，２８は、集電体層１４，２４をそれぞれ構成する導電性シートと一体化されたシートにより形成してあり、集電体層１４，２４と同じ厚みであっても良い。ただし、各リード端子１８，２８は、集電体層１４，２４とは別の導電性部材で形成し、各集電体層１４，２４と電気的に接続させても良い。その場合には、各リード端子１８，２８の厚みは、集電体層１４，２４の厚みと異ならせることも可能であり、たとえば２０〜１００μｍ程度である。
外装シート４で挟まれ、シール部４０，４２，４４および４６により素子本体１０を密封するための空間には、電解質溶液（図示せず）が充填され、その一部は、活性層１２，２２およびセパレータシート１１の内部に含浸されている。
電解質溶液としては、電解質を有機溶媒に溶解させたものが使用される。電解質としては、たとえば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡ＋ ＢＦ４ − ）、トリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡ＋ ＢＦ４ − ）等の４級アンモニウム塩など、アンモニウム塩、アミン塩、或いはアミジン塩などを用いるのが好ましい。なお、これらの電解質は１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
また、有機溶媒としては、公知の溶媒を使用することができる。有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、スルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリルなどが好ましく挙げられる。これらは単独で使用してもよく、２種以上を任意の割合で混合して使用してもよい。
各リード端子１８，２８の先端は、図２Ａに示すように、それぞれ第１シール部４０および第２シール部４２を通り、第１シール部４０および第２シール部４２の外部に引き出される。第１シール部４０および第２シール部４２は、各リード端子１８，２８が外部に引き出される部分であり、第３シール部４３および第４シール部４４に比較して、特に密封性が要求される。
図３および図４に示すリード端子１８，２８のそれぞれのＹ軸方向の幅は、同じでも異なっていても良い。また、これらのリード端子１８，２８が、それぞれ集電体層１４，２４と一体成形される場合には、リード端子１８，２８のＹ軸方向の幅は、集電体層１４，２４のＹ軸方向幅Ｗ１（図４参照）と略同じで良いが、幅Ｗ１よりも小さく、または大きくしても良い。
集電体層１４，２４のＹ軸方向幅Ｗ１は、好ましくは２〜１０ｍｍであり、セパレータシート１１のＹ軸方向幅Ｗ３よりも小さいことが好ましく、Ｗ３−Ｗ１は、好ましくは０．２〜２ｍｍである。集電体層１４，２４は、セパレータシート１１のＹ軸方向の中央に配置されることが好ましい。
また、図１に示すＥＤＬＣ２のＹ軸方向の幅Ｗ０は、ＩＣカード内に収容する場合には、好ましくは、１０〜５０ｍｍであり、リード端子１８，２８を除くＥＤＬＣ２のＸ軸方向の長さＬ０は、好ましくは、１０〜５０ｍｍである。
本実施形態では、第１シール部４０および第２シール部４２は、後述する図５および図６に示すように、密封用テープ４０ａ，４２ａと、外装シート４の周縁部４ｄ１，４ｄ２とが、熱シール時の加熱により一体化されて形成される。その際に、図２Ａに示すように、外装シート４の内周面に形成してある内側層（樹脂）４Ｂの一部が、リード端子１８，２８の片側表面に密着して接触し、熱溶着部４Ｂａとなり、第１シール部４０および第２シール部４２での密封性を向上させる。
また、図１Ａに示す第３シール部４４では、外装シート４の折り返し周縁部４ｃで折り曲げられて、熱シール時の加熱により、外装シート４の内側層４Ｂが融着して一体化される。第４シール部４６では、外装シート４の表面４ａおよび裏面４ｂにおける各サイド周縁部４ｅの内側層４Ｂが、熱シール時の加熱により融着して一体化される。
第１シール部４０のＹ軸方向の両端には、それぞれ第３シール部４４および第４シール部４６の一端が接続するように連続して形成してあり、これらの第３シール部４４および第４シール部４６の他端を接続するように、第２シール部４２が連続して形成してある。そのため、外装シート４の内部は、外装シート４の外部に対して良好に密封される。
本実施形態のＥＤＬＣ２では、素子本体１０の第１リード端子１８と第２リード端子２８とが、ＥＤＬＣ２の長手（Ｘ軸方向）方向に沿って反対側に引き出されている。このため、ＥＤＬＣ２のＹ軸方向幅を小さくすることができると共に、第１シール部４０および第２シール部４２の厚みを必要最小限にすることができ、ＥＤＬＣ２全体の厚みも小さくすることができる。このため、ＥＤＬＣ２の小型化および薄型化を実現することができる。
本実施形態のＥＤＬＣ２では、たとえば第１リード端子１８を正極とし、第２リード端子２８を負極とし、電解質溶液で浸漬された素子本体１０に接続してある。ＥＬＤＣでは、単一の素子での耐電圧が最大で約２．８５Ｖ程度と決まっており、用途に合わせて耐電圧を向上させるために、素子を直列に接続してもよい。本実施形態のＥＤＬＣ２は、きわめて薄く、しかも十分な耐電圧を有することから、ＩＣカードなどの薄型電子部品に内蔵するための電池として好適に用いることができる。
次に、図３〜図６を用いて、本実施形態のＥＤＬＣ２の製造方法の一例について説明する。
図３，図４Ａおよび図４Ｂに示すように、まず、素子本体１０を製造する。素子本体１０を製造するために、図３に示すように、一方の電極１６を準備し、電極１６とリード端子１８との境界部分に、テープ４０ａを貼り付ける。そして、その電極１６の活性層１２がＺ軸方向の上を向くように、外装シート４の裏面４ｂとなるシート内側層４Ｂの所定位置に、電極１６とテープ４０ａとを固定する。
そのために、スポット熱溶着具（図示省略）の先端を、Ｚ軸方向から見て内部電極１６とは重複しないテープ４０ａの内側角部に当てて、テープ４０ａを、シート４の内面に形成してある樹脂製の内側層４Ｂに部分的に熱融着させる。その結果、樹脂製の内側層４Ｂには、テープ４０ａの内側角部に対応する位置で、部分的（スポット状）にテープ用融着部４Ｂ２ａが形成される。これらのテープ用融着部４Ｂ２ａは、最終的に得られるシール部４０（図６参照）とは重複しない内側位置に形成されるが、シール部４０と繋がっていても良い。すなわち、製造工程において仮止め部として用いられるテープ用融着部４Ｂ２ａの一部は、最終的に得られるシール部４０と重複する位置に形成してあっても良い。
部分的に形成されるテープ用融着部４Ｂ２ａの形状は、特に限定されず、たとえば外径が０．２〜１．０ｍｍ程度の円形、または同程度のサイズの楕円形、あるいは同程度のサイズの多角形（三角以上）などが例示される。テープ用融着部４Ｂ２ａは、テープ４０ａを、内部電極１６と共に、外装シート４の樹脂製の内側層４Ｂに対して所定位置で固定する。
次に、セパレータシート１１を、電極１６の活性層１２を覆うように取り付けて、図４Ａに示すように、セパレータシート１１の４角部（電極１６と重複していない部分）に、スポット熱溶着具（図示省略）の先端を当てる。その結果、セパレータシート１１は、外装シート４の樹脂製の内側層４Ｂに部分的に熱融着され、樹脂製の内側層４Ｂには、セパレータシート１１の角部に対応する位置で、部分的にセパレータ用融着部４Ｂ１が形成される。セパレータ用融着部４Ｂ１の形状やサイズは、テープ用融着部４Ｂ２ａと同様である。セパレータ用融着部４Ｂ１は、セパレータシート１１を、外装シート４の樹脂製の内側層４Ｂに対して所定位置で固定する。
次に、他方の電極２６を準備し、電極２６とリード端子２８との境界部分に、テープ４２ａを貼り付ける。そして、その電極２６の活性層２２がＺ軸方向の下（セパレータシート１１に向き合う側）を向くように、外装シート４の裏面４ｂとなるシート内側層４Ｂの所定位置に、テープ４２ａを電極２６と共に固定する。なお、図４Ｂに示すように、電極２６の活性層２２は、セパレータシート１１を挟んで、電極１６の活性層２２と正確に位置合わせされて向き合うようにすることが好ましい。
そのために、図４Ａに示すように、スポット熱溶着具（図示省略）の先端を、電極２６とＺ軸方向から見て重複しないテープ４２ａの内側角部位置に当てて、テープ４２ａを電極２６と共に、シート４の内面に形成してある樹脂製の内側層４Ｂに部分的に熱融着させる。その結果、図４Ｂに示すように、樹脂製の内側層４Ｂには、テープ４２ａの内側角部に対応する位置で、部分的にテープ用融着部４Ｂ２ｂが形成される。これらのテープ用融着部４Ｂ２ｂは、最終的に得られるシール部４２（図６参照）とは重複しない内側位置に形成されるが、シール部４２と繋がっていても良い。
部分的に形成されるテープ用融着部４Ｂ２ｂの形状およびサイズは、テープ用融着部４Ｂ２ａと同様である。テープ用融着部４Ｂ２ｂは、テープ４２ａを電極２６と共に、外装シート４の樹脂製の内側層４Ｂに対して所定位置で固定する。その結果、図４Ｂに示すように、セパレータシート１１の両側には、それぞれ活性層１２，２２が位置決めされて接触するように、内部電極１６，２６が積層される。
各リード端子１８，２８には、前述した第１シール部４０および第２シール部４２となるＸ軸方向位置に、それぞれ密封用テープ４０ａおよび４２ａが、各端子１８，２８の片側表面のみに接着してある（図４Ｂ参照）。テープ４０ａおよび４２ａのＹ軸方向の幅Ｗ２（図４Ａ参照）は、リード端子１８，２８のＹ軸方向幅よりも、好ましくは０．５〜３ｍｍ程度に長い。テープ４０ａ，４２ａのＹ軸方向の幅は、図１に示すＥＤＬＣ２の第１シール部４０および第２シール部４２のＹ軸方向の幅に対応し、しかもＥＤＬＣ２のＹ軸方向幅Ｗ０を規定する。
図４Ａに示すテープ４０ａおよび４２ａのＹ軸方向の幅Ｗ２が狭すぎると、図１Ａに示す第１シール部４０および第２シール部４２におけるシール性が十分でなくなる可能性があり、幅が広すぎると、ＥＤＬＣ２のＹ軸方向幅Ｗ０が必要以上に大きくなる。テープ４０ａおよび４２ａのＸ軸方向の幅は、図２Ａに示す第１シール部４０および第２シール部４２のＸ軸方向の長さＬ１に対応し、好ましくは、２〜４ｍｍである。
次に、図５Ａから図６に示すように、素子本体１０の全体を覆うように、外装シート４を折り返し周縁部４ｃで折り曲げて、シートの表面４ａおよび裏面４ｂで素子本体１０を覆う。なお、外装シート４は、Ｙ軸方向に予め長く形成してある。外装シート４の表面４ａにおけるＸ軸方向の幅は、外装シート４の第１シール部側の周縁部４ｄ１がテープ４０ａと重複し、外装シート４の第２シール部側の周縁部４ｄ２がテープ４２ａと重複するように調整されている。
次に、図６に示すように、素子本体１０の全体を覆う外装シート４を、図示省略してある治具にセットし、外装シート４の折り返し周縁部４ｃを加圧加熱し、第３シール部４４を形成する。次に、外装シートの第１シール部側の周縁部４ｄ１と、第２シール部側の周縁部４ｄ２とを加圧加熱し、第１シール部４０および第２シール部４２を形成する。
そのときに、図２Ａに示すように、下側の外装シート４の内周面に形成してある内側層（樹脂）４Ｂの一部が、リード端子１８，２８の片側表面（下側表面）に密着して接触し、熱溶着部４Ｂａとなる。また、リード端子１８，２８のその他の片側表面（上側表面）に貼着してある密封用テープ４０ａ，４２ａは、加圧および加熱により流動する接着用樹脂として、外装シート４の内側層４Ｂと密着して一体化され、固化後にシール部４０および４２となる。また、同時に、密封用テープ４０ａ，４２ａは、加圧および加熱により流動する接着用樹脂として、その一部４０ｂ，４２ｂが、上側に位置する外装シート４の周縁部から外側にはみ出して、当該外装シート４の周縁部の縁端を覆うことになる。
次に、図６に示すように、第４シール部４６が形成されていない外装シート４の開口端５２から電解質溶液を注入し、その後に、最後の第４シール部４６を、前述と同様な熱シールにより形成する。その後に、第４シール部４６の外側の切断線５４に沿って外装シート４を切断し、余分な外装シート４’を除去することで、本実施形態のＥＤＬＣ２が得られる。
本実施形態では、第１シール部４０は、第１リード端子１８の片側表面に貼着してある密封用テープ４０ａが、上側の外装シート４の第１シール部側の周縁部４ｄ１で、熱シール（加熱圧着）されて形成される。なお、第１シール部４０は、下側の外装シート４の内面に形成してある樹脂製の内側層４Ｂの一部に形成される熱圧着部４Ｂａを含んでいる。また、同様に、第２シール部４２は、第２リード端子２８の片側表面に貼着してある密封用テープ４２ａが、上側の外装シート４の第２シール部側の周縁部４ｄ２で、熱シール（加熱圧着）されて形成される。なお、第２シール部４２は、下側の外装シート４の内面に形成してある樹脂製の内側層４Ｂの一部に形成される熱圧着部４Ｂａを含んでいる。
本実施形態では、リード端子１８，２８の片側表面（上側表面）のみにシール部を構成するための絶縁テープ４０ａ，４２ａを貼り接着用樹脂として機能させ、他の面（下側表面）は、外装シート４の内面に形成してある樹脂製の内側層４Ｂに直接に接触させて熱融着部４Ｂａを形成している。これにより、デバイス内部の密封性を良好に確保することができると共に短絡を有効に回避することができることができる。その結果、密封性を確保すると共に短絡を回避しながら、最も厚みが厚くなる部分であるシール部４０，４２の厚みを極限にまで薄くすることができる。
すなわち、本実施形態に係るＥＤＬＣ２では、内部の密封性を確保すると共に短絡を回避しながら、たとえばＩＣカードなどの薄型電子機器内にも内蔵することが可能なレベルにまで電気化学デバイスの薄型化が可能である。
また、本実施形態では、シール部４０，４２を構成する接着用樹脂の一部は、上側の外装シート４の周縁部から外側にはみ出して、当該外装シート４の周縁部の縁端を覆っている。そのため、外装シート４の周縁部の縁端では、外装シート４を構成する金属シート４Ａの端が露出するおそれが無くなり、リード端子１８，２８と金属シート４Ａとの短絡などを有効に防止することができる。
さらに本実施形態のデバイス２は、シール部４０，４２から引き出されたリード端子１８，２８の折れ曲がりを防止するサポートシート４ｆ１，４ｆ２を有しているため、シール部４０，４２から引き出されたリード端子１８，２８の折れ曲がりを有効に防止することができる。また、サポートシート４ｆ１，４ｆ２は、シール部４０，４２に位置する下側の外装シート４の周縁部の一部が外側に延長して構成されているため、サポートシート４ｆ１，４ｆ２の形成が容易になる。
また、サポートシート４ｆ１，４ｆ２の突出長さは、リード端子１８，２８の突出長さよりも長いため、シール部４０，４２から引き出されたリード端子１８，２８の折れ曲がりを有効に防止することができる。
特に本実施形態では、セパレータシート１１の一部を外装シート４の内面に部分的に付着させるセパレータ用融着部４Ｂ１が、外装シート４の内面に存在する樹脂製の内側層４Ａに形成してある。このため、少なくとも、セパレータシート１１が外装シート４の内部で位置決めされ、内部電極１６，２６との位置決めが容易になり、従来では素子１０と共に内部に残ってしまう位置決め用テープを用いる必要がなくなる。
すなわち、本実施形態に係る電気化学デバイス２では、外装シート４の内部でのセパレータシート１１と一対の内部電極１６，２６との位置ズレを防止しながら、デバイス２のさらなる薄層化を図ることが可能になる。
さらにセパレータ用融着部４Ｂ１は、Ｚ軸方向から見て内部電極１６，２６とは重複しないセパレータシート１１の角部に部分的に付着してあるため、内部電極１６，２６に形成してある活性層１２，２４の有効面積が狭められず、その機能を十分に発揮させることができる。
さらにまた、図４Ａおよび図５Ａに示すように、内部電極１６，２６とはＺ軸方向から見て重複しないテープ４０ａ，４０ｂの内側角部を外装シート４の内面に部分的に付着させるテープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂが、セパレータ用融着部４Ｂ１とは別に内側層４Ｂに形成してある。このように構成することで、テープ４０ａ，４０ｂを介して内部電極１６，２６も外装シート４の内面に固定されて位置決めされる。このため、セパレータシート１１に対する一対の内部電極１６，２６の位置決めが容易になり、位置決め用テープ（テープ４０ａ，４０ｂとは別）を用いる必要がなくなり、デバイス２の薄層化に寄与する。
また、テープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂは、内部電極１６，２６とはＺ軸方向から見て重複しない部分に形成してあるために、テープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂが薄くなっても、内部電極１６，２６が、外装シート４の内部に積層してある金属シートに対して短絡するおそれがない。
さらに、外装シート４は、素子本体１０の表面を覆う表面４ａと、素子本体１０の裏面を覆う裏面４ｂとを有し、一対の内部電極１６，２６の双方が、外装シート４の裏面４ｂの内側層４Ｂに、テープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂを介して部分的に付着してある。そのため、外装シート４の裏面４ｂに対して、一対の内部電極１６，２６およびセパレートシート１１を位置決めすることが可能になり、内部電極１６，２６相互の位置ズレが無くなり、デバイスの性能が向上する。また、位置決め用テープを用いる必要がなくなり、デバイスの薄層化に寄与する。たとえばＥＤＬＣ２の最大厚みを１ｍｍ以下、好ましくは０．９ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下にすることができる。
第２実施形態
図１Ｂに示すように、本実施形態のＥＤＬＣ２ａは、図１Ａに示すサポートシート４ｆ１および４ｆ２を有さない以外は、第１実施形態のＥＤＬＣ２と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
第３実施形態
図２Ｂに示すように、本実施形態のＥＤＬＣ２ｂでは、シール部４０，４２から飛び出しているリード端子１８，２８と接触するサポートシート４ｆ１，４ｆ２の面には、耐熱絶縁層５０が積層してある。このように構成することで、リード端子１８，２８と外部接続端子（図示省略）との電気接続時に熱が加わっても、外装シート４の内部に存在する金属シート４Ａと、リード端子１８，２８との短絡を、有効に防止することができる。
耐熱絶縁層５０を構成する樹脂としては、たとえばポリエレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好ましく用いられるが、ナイロン、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、ＰＩ、フッ素樹脂などでも良い。
本実施形態のその他の構成および作用効果は、第１実施形態または第２実施形態と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
第４実施形態
図２Ｃに示すように、本実施形態のＥＤＬＣ２ｃでは、各リード端子１８，２８がＸ軸方向の外側に引き出される外装シート４の周縁部４ｄ１，４ｄ２に形成されるシール部４０，４２が、それぞれ一対の密封用テープ４０ａ，４０ｂで構成してある。すなわち、それぞれ一対の密封用テープ４０ａ，４０ｂが、各リード端子１８，２８を挟んで表裏面を覆うように設けられ、それらが熱圧着されてシール部４０，４２となる。
本実施形態の場合には、各シール部４０，４２の厚みが、前述した実施形態よりは厚くなるが、従来に比較すれば、十分に薄いレベルである。本実施形態のその他の構成および作用効果は、第１〜第３実施形態と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
第５実施形態
本実施形態では、図５Ａに示す工程の代わりに、図５Ｂに示す工程を採用することが相違するのみであり、本実施形態のその他の構成および作用効果は、第１〜第４実施形態と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
本実施形態では、図５Ｂに示すように、外装シート４の裏面４ｂとなる内側層４Ｂに、部分的にテープ用融着部４Ｂ２ａおよびセパレータ用融着部４Ｂ１を形成する所までは、第１実施形態と同様である。その前後に、または同時に、外装シート４の表面４ａとなる内側層４Ｂに、部分的にテープ用融着部４Ｂ２ｂを形成して、他方のテープ４２ａを電極２６と共に位置決めして固定する。その際には、他方の電極２６の集電体層２４が外装シート４の内側層４Ｂに接触するように、他方の電極２６の活性層２２がＺ軸方向の上を向くようにする。
その後に、図６に示すように、素子本体１０の全体を覆うように、外装シート４を折り返し周縁部４ｃで折り曲げて、シートの表面４ａおよび裏面４ｂで素子本体１０を覆う。その後の工程は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態においても、外装シート４の表面４ａおよび裏面４ｂに対して、一対の内部電極１６，２６およびセパレートシート１１を位置決めすることが可能になり、内部電極１６，２６の位置ズレが無くなり、デバイスの性能が向上する。また、位置決め用テープを用いる必要がなくなり、デバイスの薄層化に寄与する。さらに、本実施形態では、図５Ａに示す実施形態に比較して、内部電極２６をより平坦な状態で、外装シート４の表面４ａの内側層４Ｂに対して固定するため、内部電極２６に作用する内部応力も低減することができる。
第６実施形態
図７に示すように、本実施形態のＥＤＬＣ２ｄでは、外装シート４の内部に、Ｙ軸方向に並んで２つの素子本体１０ａ，１０ｂが内蔵してある。その他は、第１実施形態と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、以下の説明では、共通する部分の説明は一部省略し、相違する部分について詳細に説明する。
本実施形態では、図７に示すように、外装シート４が、表面シート４ａ１と裏面シート４ｂ１とから成り、図１に示す外装シート４に比較して、Ｙ軸方向に略２倍の大きさを有する。外装シート４の内部には、図８に示すように、２つの素子本体１０ａ，１０ｂが内蔵してあり、それぞれの素子本体１０ａ，１０ｂは、それぞれ第１実施形態の素子本体１０と同様な構造を有している。
本実施形態では、各素子本体１０ａ，１０ｂの第１リード端子１８，１８は、別々に形成してあるが、各素子本体１０ａ，１０ｂの各第２リード端子２８ａは、連結部２８ｂに一体成形してあり、相互に連続している。すなわち、各素子本体１０ａ，１０ｂは、図９に示すように、各素子本体１０ａ，１０ｂの各第１集電体層１４と連続して一体的に形成してある第１リード端子１８ａおよび連結部１８ｂを介して、直列に接続してある。
外装シート４の軸方向の中央部には、第３シール部４４ａがＸ軸方向に沿って形成してあり、素子本体１０ａ，１０ｂ間で、電解質溶液の流通が遮断されるようになっている。素子本体１０ａが収容される空間は、外装シート４に連続して形成される第１シール部４０、第２シール部４２、第３シール部４４ａおよび第４シール部４６ａにより密封され、電解質溶液が貯留される。同様に、素子本体１０ｂが収容される空間は、外装シート４に連続して形成される第１シール部４０、第２シール部４２、第３シール部４４ａおよび第４シール部４６ｂにより密封され、電解質溶液が貯留される。
次に、図９〜図１０を用いて、本実施形態のＥＤＬＣ２ｄの製造方法の一例について説明する。
図９に示すように、まず、一対のセパレータシート１１の上に、Ｙ軸方向に並んで、２つの素子本体１０ａ，１０ｂを形成する。なお、単一のセパレータシート１１を用いて、２つの素子本体１０ａ，１０ｂを形成してもよい。素子本体１０ａ，１０ｂの製造方法は、第１実施形態の場合と同様である。
素子本体１０ａ，１０ｂにおける各リード端子１８，２８ａには、前述した実施形態と同様にして、密封用テープ４０ａおよび４２ａが、各端子１８，２８ａの片側表面に接着する。また、テープ用融着部４Ｂ２ａおよび４Ｂ２ｂと、セパレータ用融着部４Ｂ１との形成方法についても、前述した実施形態と同様である。本実施形態では、隣接する２つのセパレータシート１１の角部を単一のセパレータ用融着部４Ｂ１で固定できる。
また、本実施形態では、相互に隣接するテープ４０ａ，４０ｂの内側角部を、単一のテープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２Ｂで固定しても良い。その場合における単一のテープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２Ｂは、他のテープ用融着部４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂよりもサイズを大きくしても良い。また、相互に隣接するテープ４０ａ，４０ｂ同士は、単一の連続するテープ４０ａ，４０ｂで代用しても良い。
次に、素子本体１０ａ，１０ｂの全体を覆うように、外装シート４を構成する表面シート４ａ１と裏面シート４ｂ１とを合わせて、これらで素子本体１０ａ，１０ｂを覆う。なお、外装シート４は、Ｙ軸方向に予め長く形成してある。外装シート４のＸ軸方向の幅は、外装シート４の第１シール部側の周縁部４ｄ１がテープ４０ａと重複し、外装シート４の第２シートル部側の周縁部４ｄ２がテープ４２ａと重複するように調整されている。
次に、図１０に示すように、素子本体１０の全体を覆う外装シート４を、図示省略してある治具にセットし、外装シート４のＹ軸方向の中央部をＸ軸方向に沿って加圧加熱し、第３シール部４４ａを形成する。次に、外装シートの第１シール部側の周縁部４ｄ１と、第２シール部側の周縁部４ｄ２とを加圧加熱し、第１シール部４０と第２シール部４２を形成する。
次に、第４シール部４６ａ，４６ｂが形成されていない外装シート４の開口端５２から電解質溶液をそれぞれ注入し、その後に、最後の第４シール部４６ａ，４６ｂを、前述と同様な熱シールにより形成する。その後に、第４シール部４６ａ，４６ｂの外側の切断線５４に沿って外装シート４を切断し、余分な外装シート４’を除去することで、図７に示す本実施形態のＥＤＬＣ２ｄが得られる。
なお、上述した実施形態では、外装シート４のＸ軸方向の一方から引き出しているリード端子１８ａを連結部１８ｂで予め一体的に接続してあるが、連結部１８ｂを有さないリード端子１８ａを、それぞれ第１シール部４０から引き出していても良い。
本実施形態では、Ｘ軸方向の同じ側に引き出されるリード端子相互を、接続片などで直列または並列に接続することで、電池の容量を増やしたり、耐電圧を高めることが可能である。また、本実施形態においても、図１に示すようなサポートシート４ｆ１および４ｆ２を具備させているため、リード端子２８，１８ａおよび連結部１８ｂの折れ曲りなどを有効に防止することができる。本実施形態のその他の構造および作用効果は、前述した実施形態と同様である。
第７実施形態
上述した実施形態のＥＤＬＣでは、素子本体１０の第１リード端子１８と第２リード端子２８とが、ＥＤＬＣ２，２ａ〜２ｄの長手（Ｘ軸方向）方向に沿って反対側に引き出されているが、図１１（Ａ）に示すように、本実施形態のＥＤＬＣ２ｅでは、Ｘ軸方向の一方のみに全ての第１〜第３リード端子１８，２８，３８が引き出されている。
本実施形態のＥＤＬＣ２ｅの外装シート４には、一枚のシート４を第２シール部４２で折り曲げて表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２が形成してある。本実施形態では、リード端子１８，２８，３８がＸ軸方向の外側に引き出される外装シート４の周縁部を密封する部分を第１シール部４０とする。また、リード端子１８，２８，３８がＸ軸方向の外側に引き出される外装シート４の周縁部と反対側のシート折り返し部分が第２シール部４２となる。さらに、Ｙ軸方向の相互に反対側に位置する外装シート４の両サイド周縁部を密封している部分を第３シール部４４および第４シール部４６とする。
本実施形態では、第１シール部４０を形成するための単一または複数の密封用テープ４０ａを、前述した実施形態と同様にして、外装シート４の内面に対して部分的に熱融着してから、第１シール部４０が形成してある。本実施形態のその他の構成および作用効果は、第１実施形態または第２実施形態と同様なので、図面では共通する部材には共通する符号を付し、共通する部分の説明は省略する。
図１１（Ｂ）に示す実施形態のＥＤＬＣ２ｆは、図１１（Ａ）に示すＥＤＬＣ２ｅに比較して、サポートシート４ｆ１が形成されている点のみが相違する。
第８実施形態
本実施形態では、図１１（Ａ）に示すＥＤＬＣ２ｅの製造方法について具体的に説明する。図１２Ａに示すように、まず、外装シート４と、第１素子本体１０ｃと、隔壁シート６０と、第２素子本体１０ｄとを準備する。第１素子本体１０ｃは、前述した実施形態の素子本体１０と同様なＺ軸方向の積層構造を有するが、素子本体１０と異なり、一対のリード端子２８および３８ａがＹ軸方向に異なる位置でＸ軸方向の片側のみに引き出されている。
第２素子本体１０ｄは、第１素子本体１０ｃと同様であり、第１素子本体１０ｃの表裏を逆にしたように、一対のリード端子１８および３８ｂがＹ軸方向に異なる位置でＸ軸方向の片側のみに引き出されている。これらの素子本体１０ｃ，１０ｄにおけるリード端子３８ａとリード端子３８ｂとは、後工程で組み合わされて、図１１に示すリード端子３８を構成する。
第１素子本体１０ｃのリード端子２８および３８ａには、素子本体１０ｃの近くにおいて、前述した実施形態で用いられるものと同様な密封用テープ４０ａがＺ軸方向の片側もしくは両側に設けられている。また、同様に、第２素子本体１０ｄのリード端子１８および３８ｂにも、素子本体１０ｄの近くにおいて、同様な密封用テープ４０ａがＺ軸方向の片側もしくは両側に設けられている。
外装シート４は、前述した実施形態の外装シート４と同様な外装シートであり、金属シートを、内側層および外側層とで挟むように積層してある多層シートで構成してある。本実施形態の外装シート４は、折曲線４ｃ１に沿って折り込み可能になっており、折り込まれた状態で、表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２のそれぞれの内側層が向き合うようになっている。
表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２のそれぞれの内面には、素子本体を収容して位置決めするための凹部４ｇが形成してある。これらの凹部４ｇは、外装シート４が折曲線４ｃ１に沿って折り込まれた場合に、各凹部４ｇが組み合わせられるようになっている。これらの凹部４ｇを位置合わせするために、表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２のそれぞれのＹ軸方向の端部には、位置合わせ孔４ｈが複数形成してある。外装シート４が折曲線４ｃ１に沿って折り込まれた場合に、表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２のそれぞれに形成してある位置合わせ孔４ｈが、ピン（図示省略）などにより位置合わせされ、各凹部４ｇが位置合わせされる。
隔壁シート６０は、電気絶縁材料で構成してあり、２つの素子１０ｃ，１０ｄにそれぞれ含まれる電解質溶液を透過させない材料からなり、しかも、熱シール可能なものであることが好ましい。たとえば隔壁シート６０は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタラート（ＰＥＮ）、フッ素樹脂、ポリイミド（ＰＩ）などで構成してあることが好ましい。隔壁シート６０の厚みは、好ましくは、２０〜１００μｍである。隔壁シート６０のＹ軸方向の両端には、複数の位置合わせ孔６０ａが形成してあり、これらの位置合わせ孔６０ａは、表面シート４ａ２および裏面シート４ｂ２にそれぞれ形成してある位置合わせ孔４ｈに対応しており、後述する工程において位置合わせされる。
次に、図１２Ｂに示すように、第１素子本体１０ｃを裏面シート４ｂ２の内面に形成してある凹部４ｇに収容させる。その時に、リード端子２８および３８ａは、裏面シート４ｂ２の周縁部４ｄ３からＸ軸方向に飛び出している。密封用テープ４０ａは、裏面シート４ｂ２の周縁部４ｄ３からＸ軸方向に少し飛び出しているが、その大部分は、裏面シート４ｂ２の内面に重複して接触している。
本実施形態では、テープ４０ａの内側（素子本体側）角部を、シート４ｂ２の内面に積層してある内側層４Ｂ（図２Ａ参照）に対して部分的に熱融着させて、シート４ｂ２の内面にスポット状の熱融着部４Ｂ３を形成する。あるいは、リード端子２８および３８ａの間に位置するテープ４０ａの内側を、シート４ｂ２の内面に積層してある内側層４Ｂ（図２Ａ参照）に対して部分的に熱融着させて、シート４ｂ２の内面にスポット状の熱融着部４Ｂ４を形成する。このような熱融着部４Ｂ３または４Ｂ４を形成することで、素子本体１０ｃおよびリード端子２８および３８ａは、外装シート４に対して、良好に位置決め固定され、その後の位置合わせ工程が容易になる。
次に、図１２Ｃに示すように、図１２Ｂに示す第１素子本体１０ｃを覆うように、図１２Ａに示す隔壁シート６０を、裏面シート４ｂ２の内面に重ね、裏面シート４ｂ２の位置合わせ孔４ｈと隔壁シート６０の位置合わせ孔６０ａとを位置合わせする。次に、図１２ｄに示すように、隔壁シート６０の上から、第１素子本体１０ｃに位置合わせさせて、第２素子本体１０ｄを重ね合わせる。特に、第１素子本体１０ｃのリード端子３８ａと第２素子本体１０ｄのリード端子３８ｂがＺ軸方向に重なるように位置合わせする。
そして、その位置がずれないように、第２素子本体１０ｄのリード端子１８および３８ｂに付着している密封用テープ４０ａの上から、隔壁シート６０および裏面シート４ｂ２の内面に向けて部分的に熱融着を行う。その部分的な熱融着の位置は、特に限定されないが、たとえば密封用テープ４０ａの角部内側では、熱融着部４Ｂ５が隔壁シート６０の両面および裏面シート４ｂ２の内面に形成される。
また、部分的な熱融着は、リード端子１８および３８ｂの間に位置するテープ４０ａの内側に行っても良く、リード端子２８および３８ｂの間に位置するテープ４０ａの内側に行っても良い。これらの場合には、熱融着部４Ｂ６が、隔壁シート６０の両面および裏面シート４ｂ２の内面に形成される。これらの熱融着部４Ｂ５および４Ｂ６を形成することで、素子本体１０ｃおよび１０ｄのリード端子１８，３８ａ，３８ｂ，２８は、良好に位置決めされる。
次に、図１２Ｄから図１２Ｅに示すように、折曲線４ｃ１に沿って外装シート４を内側に折り込み、凹部４ｇ内に第２素子本体１０ｄが入り込むように、位置合わせ孔６０ａと位置合わせ孔４ｈとを位置決めする。その後に、周縁部４ｄ３から内側に一定幅で、熱圧着を行い、第１シール部４０を形成すると共に、折曲線４ｃ１から内側に一定幅で、熱圧着を行い、第2シール部４2を形成すると共に、サイド周縁部４ｅ３から内側に一定幅で、熱圧着を行い、第３シール部４４を形成する。
第３シール部４４とＹ軸方向の反対側に第４シール部（図示省略）を形成する前に、その方向から電解質液を、隔壁シート６０により仕切られた第１素子本体および第２素子本体のそれぞれの空間に流し込み、その後に、第４シール部を形成して、これらの電解質液を密封する。そして、Ｙ軸方向に余分な部分を切り取ることで、図１１に示すＥＤＬＣ２ｅが得られる。本実施形態では、図１２ｅに示すように、第１シール部４０の内側に、スポット状の熱融着部４Ｂ３，４Ｂ４，４Ｂ５または４Ｂ６の痕跡が残ることになる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明が適用されるラミネート型の電気化学デバイスとしては、ＥＤＬＣに限らず、リチウム電池やリチウム電池キャパシタなどにも適用することができる。
2,2a,2b,2c,2d,2e,2f… 電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）
４… 外装シート
４ａ… 表面
４ａ１… 表面シート
４ｂ… 裏面
４ｂ１… 裏面シート
４ｃ… 折り返し周縁部
４ｄ１… 第１シール部側の周縁部
４ｄ２… 第２シール部側の周縁部
４ｅ… サイド周縁部
４ｆ１，４ｆ２… サポートシート
４Ａ… 金属シート
４Ｂ… 内側層
４Ｂａ… シール用融着部
４Ｂ１… セパレータ用融着部
４Ｂ２ａ，４Ｂ２ｂ… テープ用融着部
４Ｃ… 外側層
１０… 素子本体
１１… セパレータシート
１２… 第１活性層
１４… 第１集電体層
１６… 第１内部電極
１８… 第１リード端子
２２… 第２活性層
２４… 第２集電体層
２６… 第２内部電極
２８，２８ａ… 第２リード端子
３８… 第３リード端子
４０… 第１シール部
４２… 第２シール部
４４… 第３シール部
４６… 第４シール部
５０… 耐熱絶縁層
６０… 隔壁シート

Claims (9)

  1. セパレータシートを挟むように一対の内部電極が積層してある素子本体と、
    前記素子本体を覆う外装シートと、
    前記素子本体が電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封するシール部と、
    いずれかの前記内部電極に電気的に接続してあり、前記外装シートの前記シール部から外側に引き出されるリード端子と、を有する電気化学デバイスであって、
    前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、前記外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してあることを特徴とする電気化学デバイス。
  2. 一対のリード端子を有する第１素子本体と、
    前記第１素子本体とは別に一対のリード端子を有する第２素子本体と、
    前記第１素子本体および前記第２素子本体を分離する隔壁シートと、
    前記隔壁シートにより分離された前記第１素子本体および前記第２素子本体を覆う外装シートと、
    前記第１素子本体および前記第２素子本体がそれぞれ電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封するシール部と、を有する電気化学デバイスであって、
    前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、前記シール部と重複しない内側位置で、前記外装シートの内面に存在する樹脂製の内側層に熱融着してあることを特徴とする電気化学デバイス。
  3. 前記リード端子が引き出される前記シール部に配置される樹脂テープの少なくとも一部が、隔壁シートの少なくとも一方の面に熱融着してあることを特徴とする請求項２に記載の電気化学デバイス。
  4. 前記外装シートは、表面部と裏面部とを有し、
    前記樹脂テープの少なくとも一部が、前記表面部または裏面部のいずれか一方にスポット状に熱融着してある請求項１〜３のいずれかに記載の電気化学デバイス。
  5. 一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの双方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか一方の内面にスポット状に熱融着してある請求項４に記載の電気化学デバイス。
  6. 一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの一方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか一方の内面にスポット状に熱融着してあり、
    一対の前記リード端子が引き出されるそれぞれ引き出される前記シール部を各々構成するそれぞれの樹脂テープの他方が、前記表面部または前記裏面部の内のいずれか他方の内面にスポット状に熱融着してある請求項４に記載の電気化学デバイス。
  7. 請求項１および４〜６のいずれかに記載の電気化学デバイスを製造する方法であって、
    いずれか一方の前記内部電極のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
    前記内部電極の活性層をセパレータシートで覆う工程と、
    前記セパレータシートの上に、いずれか他方の前記内部電極が配置されるように、そのいずれか他方の前記内部電極のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
    前記素子本体を覆うように、前記外装シートで覆う工程と、
    前記素子本体が電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封する工程と、を有する電気化学デバイスの製造方法。
  8. 請求項２〜６のいずれかに記載の電気化学デバイスを製造する方法であって、
    前記第１素子本体のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
    前記第１素子本体を隔壁シートで覆う工程と、
    前記隔壁シートの上に、第２素子本体が配置されるように、第２素子本体のリード端子に付着してある樹脂テープを、前記隔壁シート、又は前記外装シートの内面に部分的に融着させる工程と、
    前記第２素子本体を覆うように、前記外装シートで覆う工程と、
    前記第１素子本体および第２素子本体がそれぞれ電解質溶液で浸漬されるように、前記外装シートの周縁部を密封する工程と、を有する電気化学デバイスの製造方法。
  9. 前記リード端子が引き出される前記シール部は、前記外装シートの間に挟まれる前記樹脂テープの少なくとも一部が加熱加圧されることで形成され、
    前記樹脂テープは、前記シール部が形成される前に、前記外装シートの内面に部分的に融着される請求項７または８に記載の電気化学デバイスの製造方法。
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