JP4044295B2 - Batteries, electric double layer capacitors and methods for producing them - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池及び電気二重層コンデンサ並びにそれらの製造方法に関し、特に、電池素子又は電気二重層コンデンサ素子を、フレキシブルフィルムからなるパッケージ内に減圧状態で封止した構造の電池及び電気二重層コンデンサとそれらの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、各種電子機器における小型化、省電力化は著しく、これに伴って、電力供給源として機器に搭載される電池やコンデンサに対しても、小型化、軽量化、高性能化が強く要求されている。
【0003】
電池やコンデンサの電力供給源としての性能を示す項目の一つに内部抵抗の値があるが、その内部抵抗の改善(抵抗値の低減)の一方法に、従来、電池やコンデンサの素子を、ラミネートフィルムのようなフレキシブルフィルムの中に減圧状態で封止、外装する技術が知られている。例えば、特開平8−083596号公報は、電池構成材をフレキシブルなフィルムよりなる密閉型の外装パッケージ内に収容した構造の薄型カード電池であって、上記フレキシブルフィルム内を減圧状態にすることで内部抵抗を低く抑えた電池を開示している。
【0004】
図8に、上記公報の図1を再掲して示す。尚、説明の便宜上、図8中の各部の符号及び名称に、上記公報で用いられているものとは異なる符号及び名称を用いて示すことがある。図8を参照して、この図に示される電池51は、厚さ200μmの薄型電池であって、次のようにして作製される。先ず、外装材にはポリエチレン/アルミニウム/ポリエチレンの積層構造からなる、厚さ30μmのフレキシブルなラミネートフィルムを用いる。このラミネートフィルムからなる外装パッケージ15中に、予め形成しておいた正極4T、セパレータ5、負極4B、電解液(図示なし)、端子板8T及び8Bを収容した後、パッケージ15の内部を真空ポンプに接続して減圧する。そして、パッケージ内を10秒間減圧した後、温度120℃のヒーターで外装材であるラミネートフィルムの端を熱封止して、パッケージ15の内部を減圧状態にしたまま密封する。
【0005】
このようにして得られた電池51においては、外装パッケージ15をなすラミネートフィルムの内部が減圧状態にあるので、大気圧により電極集電体間に均一な圧力が加わる。これにより、電極間の密着性が向上し接触抵抗が小さくなるので、電池の内部抵抗が低く抑えられる。
【0006】
上に述べたのは、フレキシブルフィルムを用いた減圧封止技術を電池に適用した例であるが、電子機器の電力供給源として、電池のほかに電気二重層コンデンサが知られている。電気二重層コンデンサは、ファラッド(F)オーダーというような、他のコンデンサに見られない非常に大きな静電容量を容易に実現できるコンデンサであり、その大容量性のゆえに、ICメモリやマイクロプロセッサなどのバックアップ電源など、電池の代替品としての用途にも用いられている。
【0007】
電気二重層コンデンサは、固体と液体との間の固・液界面に形成される電気二重層を誘電体層として用いることを静電容量発現の原理とするコンデンサであって、誘電体層である電気二重層の厚さが分子の直径と同程度で、他のコンデンサに比べ非常に小さいことにより大容量が得られるのであるが、上記の原理を実用のものとするための構造の面から見ると、電解液に対して電気化学的に安定な固体を電極(分極性電極)とし、そのような分極性電極を2つ、電気絶縁性でイオン透過性の多孔質セパレータを挟んで対置させ、分極性電極やセパレータに電解液を含ませるという、電池と類似の構造が基本構造となる。本発明の観点から見たとき、上記電気二重層コンデンサの基本構造が電池の基本構造と同等であることは、後の説明で明らかにするであろう。
【0008】
ラミネートフィルムによる減圧封止技術を適用した電気二重層コンデンサの一例が、本発明と同一出願人による特願2000−174266号に記載されている。この種の電気二重層コンデンサの一例の平面図を図9(a)に、A3−A3切断線における断面図を図9(b)にそれぞれ示す。また、封止されているコンデンサ素子の断面図を、図9(c)に示す。
【0009】
図9を参照して、図示する電気二重層コンデンサ61においても、先に述べた電池におけると同様に、コンデンサ素子63がフレキシブルなラミネートフィルムからなる外装パッケージ15内に減圧状態で封止されている。コンデンサ素子63の断面を示す図9(c)を参照すると、コンデンサ素子63は、2つの基本セル62が直列になるように積み重ねられた、積層セル構造の素子である。一つ一つの基本セル62は、それぞれが単独で電荷蓄積機能を持つ。基本セル62を2個積層して素子63としているのは、コンデンサ全体としての耐電圧が回路側から要求される耐電圧を満足するようにするためである。従って、一般的に、コンデンサ素子を構成する基本セルの数は2個に限らず、それ以上であることもある。また、単独の基本セルがそのままで素子であることもある。素子63の一番上と一番下の2つの面には、それぞれリード端子付きの端子板8T、8Bが設けられている。
【0010】
それぞれの基本セル62は、電気絶縁性でイオン透過性をもつ多孔性のセパレータ5と、このセパレータ5を挟んでセパレータに接するように配置された一対の分極性電極14T、14Bと、それら2つの分極性電極に対して、セパレータ5とは反対側の面に接するように配置された一対の導電性集電体66T、66Bと、分極性電極14T、14Bを取り囲んで集電体66T、66Bの間に介装された電気絶縁性のガスケット67とからなり、内部に図示しない電解液が含有された状態で、ガスケット67と上下2つの集電体66T、66Bとにより密封、封止されている。電解液には、例えば硫酸水溶液が用いられている。
【0011】
集電体66T、66Bには、例えばブチルゴムにカーボンを分散させて導電性を与えた導電性ゴムや、オレフィン系樹脂にカーボンを分散させて導電性をもたせた導電性プラスチックフィルムが用いられている。ガスケット67には、(カーボンを分散させていない)電気絶縁性のブチルゴムやオレフィン系樹脂が用いられている。
【0012】
基本セル62は、大略、ガスケット67内に分極性電極14B、セパレータ5及び分極性電極14Tを収納し、電解液を注入し、集電体66T、66Bで蓋をした状態で、上下の集電体66T、66Bの間に圧力を加えながら加熱することで、集電体66Tとガスケット67との間及び、集電体66Bとガスケット67との間を熱圧着することにより密封される。
【0013】
ここで、図8に示す電池51の断面図と、図9(c)に示す電気二重層コンデンサの素子63の断面図とを比較すると、電池51の場合は、外装パッケージ15の中に端子板8B、負極4B、セパレータ5、正極4T、端子板8T及び電解液がすべて曝露しているのに対し、電気二重層コンデンサの場合は、2つの分極性14T、14B、セパレータ5及び電解液が、ガスケット67とその上下の集電体66T、66Bとで密封、封止されていて、外装パッケージ内には直接曝露していない点で、構造が異なっている。
【0014】
上記電池と電気二重層コンデンサとの間の構造上の相違は、電気二重層コンデンサ61においては、電解液に硫酸水溶液を用いていることによる。すなわち、硫酸水溶液に限らず腐食性の電解液を用いた場合、電解液が外装パッケージ15内に曝露していたのでは、主に銅やアルミニウのような良導電性金属を材料とする電極板8T、8Bが電解液によって腐食されてしまう。そこで、電解液を一旦ガスケット67内に封止したうえで、外装パッケージ15に収容しなければならないのである。上述の電気二重層コンデンサ61において、基本セル62を構成するガスケット67や集電体66T、66Bに、ブチルゴムやオレフィン系樹脂のような硫酸水溶液に侵されない材料を用いるのも、同じ理由による。腐食性の電解液を用いるのであれば、電池に対しても同じことが言える。つまり、電池にしろ電気二重層コンデンサにしろ、電解液に腐食性のものを用いる場合は、電池構成材(正極、負極、セパレータ及び電解液)或いは電気二重層コンデンサ構成材(2つの分極性電極、セパレータ及び電解液)をなんらかの方法で一度封止した上で、外装パッケージ内に収納する構造にしなければならないのである。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、電池や電気二重層コンデンサにおいて、素子をフレキシブルフィルム内に減圧状態で封止することで、大気圧によって素子に圧力を加え内部抵抗を小さくして、電力供給源としての性能を向上させることができる。その場合、電解液に例えば硫酸水溶液のような腐食性のものを用いた電池や電気二重層コンデンサでは、素子を構成する基本セルの構造を、例えば図9(c)に示すような、電池構成材或いはコンデンサ構成材を予めガスケット67内に封止した構造にしなければならず、これが原因で、内部抵抗低減の効果が十分に得られなくなる。以下に、その説明をする。尚、以下、この項においては、説明を簡明にして理解を容易にするため、図9(c)に示す電気二重層コンデンサの素子63を主にし、且つコンデンサ素子63は1つの基本セル62からなっているものとして説明する。
【0016】
図9(b)、(c)を参照して、素子63すなわち基本セル62の上下の集電体66T、66B間に加わる圧力は、大気圧と基本セル62内の気圧との差によってほぼ決る。従って、基本セル62にかかる圧力を大きくするには、基本セル内の真空度を上げる(気圧を下げる)ことが重要である。前述した従来の電気二重層コンデンサの場合は、基本セル62を作製するとき、ガスケット67と集電体66T、66Bとを大気圧中で熱圧着するので、基本セル62内は大気圧にあると考えてよい。そこで、この基本セル62内を大気圧より低くするために、ガスケット67と集電体66T、66Bとの間の熱圧着を大気圧中ではなく減圧下で行い、フレキシブルフィルム内に封止する前に、予め基本セル内を大気圧以下に減圧しておくことが考えられる。
【0017】
しかしながら、この方法の場合、コンデンサ構成材を減圧下でガスケット67内に封止する基本セル形成工程と、得られた基本セルすなわち素子63を外装パッケージ15内に減圧下で封止する外装工程とは別々の工程であるので、一般的には、基本セル62内の気圧と外装パッケージ15内の気圧とは異なったものになる。従って、ガスケット67と集電体66T、66Bとを熱圧着する際の条件のばらつきなどによって、ガスケット67と集電体66T、66Bとの間の密着性すなわち基本セルの封止性がばらついたり、集電体66T、66Bの材料である導電性ゴムのガス透過性にばらつきがあったりすることで、長期的には、基本セル62内の真空度が基本セルごとにばらつくことになる。換言すれば、基本セル62に加わる圧力がコンデンサごとにばらつくことになる。この傾向は、基本セルの内部抵抗を下げるために、集電体66T、66Bの材料である導電性ゴムや導電性プラスチックフィルム中のカーボン(導電性フィラー)の量を増やしたり、膜厚を薄くすると更に顕著になる。このようにすることによって集電体66T、66Bのガス透過性が更に大きくなることから、基本セル62内の真空度が短期間のうちに低下しやすくなり、これに伴って基本セル内の真空度のばらつきも短期間のうちに拡大してゆくからである。
【0018】
上述のようにして基本セル62に加わる圧力にばらつきが生じると、電池や電気二重層コンデンサの内部抵抗にもばらつきが生じ、その結果、電池やコンデンサの容量にばらつきが生じる。また、充放電サイクル性能が悪化する。例えば、電池であれば、その容量(アンペア・アワー)は、或る一定の放電電流で或る初期電圧から或る電圧まで放電させるときに要する時間によって、放電電流(A)×放電時間(h)で表されるのであるが、基本セルの抵抗が大きいと容量が減少する。一例として、放電電流を100mA、放電電圧範囲を1.0〜0Vとし、基本セルの抵抗が1Ωの場合と10Ωの場合とを考える。この場合、抵抗が1Ωの基本セルでは、1secで電圧が100mV(1Ω×100mA)減少するので、放電時間は10secである。これに対し、抵抗が10Ωの基本セルでは1secで電圧が1V減少するので、1secで放電してしまう。すなわち、基本セルの抵抗が大きいと容量が減少する。また、抵抗のばらつきは、容量のばらつきに反映する。
【0019】
一方、電池や電気二重層コンデンサにおける充放電サイクル性能は、定電流による充放電を繰り返したとき、容量が初期値の或る一定割合の値に低下するまでの充放電のサイクル回数で定義される。電池や電気二重層コンデンサでは、充放電サイクルを繰り返すと、基本セル内でガスが若干発生する。この発生ガスは、基本セルに加わる圧力を内部から低下させるので、結果として基本セルの抵抗を増加させる。そして、抵抗が増加すると、上述のように容量が減少するので、充放電のサイクル性能が低下することになる。初期状態で基本セルに十分圧力がかかっていないと、少量のガスでも抵抗の増加を招き、サイクル性能が著しく悪化することになる。
【0020】
このように、電池や電気二重層コンデンサにおける内部抵抗の大小やばらつきは、容量やそのばらつきを左右し、また充放電サイクル性能に大きな影響を与える重要な特性項目であるにも拘らず、図9(c)に示すような、電池構成材や電気二重層コンデンサ構成材を予めガスケット内に封止した上で、フレキシブルフィルム内に減圧状態で封止した構造の電池や電気二重層コンデンサにおいては、内部抵抗を小さくし、またそのばらつきを小さくすることは困難である。
【0021】
従って、本発明は、素子をフレキシブルフィルムからなる外装パッケージ内に減圧状態で封止した構造の電池又は電気二重層コンデンサで、特に電解液に腐食性のものを用いるために、電池構成材又は電気二重層コンデンサ構成材を予めガスケット内に封止した構造の基本セルを単独で又は複数個積層して素子となし、その素子を外装パッケージ内に減圧封止してなる電池又は電気二重層コンデンサにおいて、内部抵抗を小さくし、またそのばらつきも小さくなるようにすることを目的とするものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池は、セパレータとこれを挟んで対向する正極及び負極と電解液とを少くとも含む電池構成材が、筒状のガスケットとその上下の両面を塞ぐ集電体とで囲まれる空間内に収容されてなる基本セルを、単独で又は複数個直列に積層して素子となし、その素子をリード端子付きの電極板と共にフレキシブルな外装用フィルムからなる密閉型のパッケージ内に収納した構造の電池であって、前記パッケージ内が減圧状態にある電池において、各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有し、前記素子を構成する各々の基本セルの内部と前記外装用フィルムからなるパッケージ内の空間とを同時に減圧したことを特徴とする。
【0023】
上記電池は、セパレータとこれを挟んで対向する正極及び負極と電解液とを含む電池構成材が、筒状のガスケットとその上下の両面を塞ぐ集電体とで囲まれる空間内に収容されてなる基本セルを形成する基本セル形成過程と、前記基本セルを単独で又は複数個直列に重ねて素子を形成する素子形成過程と、前記素子の2つの最外側の集電体のそれぞれにリード端子付きの電極板を配設した後、フレキシブルなフィルムからなる密閉型のパッケージ内に減圧状態で封止する封止過程とを含む電池の製造方法において、前記封止過程では、前記パッケージ内と前記素子を構成する各々の基本セル内とを、同時に減圧した状態で前記パッケージを封口することを特徴とする電池の製造方法によって製造される。
【0024】
また、本発明の電気二重層コンデンサは、セパレータとこれを挟んで対向する2つの分極性電極と電解液とを少くとも含む電気二重層コンデンサ構成材が、筒状のガスケットとその上下の両面を塞ぐ集電体とで囲まれる空間内に収容されてなる基本セルを、単独で又は複数個直列に積層して素子となし、その素子をリード端子付きの電極板と共にフレキシブルな外装用フィルムからなる密閉型のパッケージ内に収納した構造の電気二重層コンデンサであって、前記パッケージ内が減圧状態にある電気二重層コンデンサにおいて、各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有し、前記素子を構成する各々の基本セルの内部と前記外装用フィルムからなるパッケージ内の空間とを同時に減圧したことを特徴とする。
【0025】
上記の電気二重層コンデンサは、セパレータとこれを挟んで対向する正極及び負極と電解液とを含む電気二重層コンデンサ構成材が、筒状のガスケットとその上下の両面を塞ぐ集電体とで囲まれる空間内に収容されてなる基本セルを形成する基本セル形成過程と、前記基本セルを単独又は複数個直列に重ねて素子を形成する素子形成過程と、前記素子の2つの最外側の集電体のそれぞれにリード端子付きの電極板を配設した後、フレキシブルなフィルムからなる密閉型のパッケージ内に減圧状態で封止する封止過程とを含む電気二重層コンデンサの製造方法において、前記封止過程では、前記パッケージ内と前記素子を構成する各々の基本セル内とを、同時に減圧した状態で前記パッケージを封口することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法によって製造される。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、5例の実施例と3例の比較例とを用い、図面を参照して説明する。図1に、本発明の実施例1、2、3に係る電池に用いた基本セルの平面図と、A1−A1切断線における断面図を示す。図2に、実施例4、5に係る電池に用いた基本セルの平面図と、A2−A2切断線における断面図を示す。図4(b)に、比較例1に係る電池に用いた基本セルの断面図を示す。図5(d)に、比較例2、3に係る電池に用いた基本セルの断面図を示す。実施例1〜5及び比較例1〜3においては、上記各図に示す基本セルを1個で素子とし、その単セル構造の素子をフレキシブルなラミネートフィルムからなる外装パッケージ15内に減圧封止した。外装パッケージ15内に減圧封止するときの材料や方法は、いずれの実施例、比較例でも、全て同じである。
【0027】
実施例の基本セルを示す図1、2と比較例の基本セルを示す図4、5とを比較して、本発明に係る電池又は電気二重層コンデンサは、基本セルに電解液注入孔9を設けた点と、その電解液注入孔9を基本セルの外側から塞ぐ通気非液体透過性のフィルター10を設けた点に構造上の特徴がある。以下に、各実施例及び比較例について、詳細に説明する。
【0028】
(実施例1)
図1を参照して、実施例1に係る電池の基本セル2Aを、下記のようにして作製した。先ず、正極4Tを作製する。正極活物質材料にポリインドール、導電性補助剤に気相成長カーボンを用い、重量比で4:1になるように混合し、その混合物にバインダー樹脂としてポリフッ化ビニリデン(平均分子量:1100)を重量比で8wt%加えて調整した。この混合粉末をブレンダーで十分に攪拌し、熱プレス機を用いて所定の大きさの四角形のシートに成形して、正極とした。
【0029】
別に、負極4Bを作製する。負極活物質材料にポリフェニルキノキサリンを用い、導電性補助剤に気相成長カーボンを用い、重量比3:1になるように調整した。この混合粉末をブレンダーで十分に攪拌し、熱プレス機を用いて所定の大きさの四角形に成形して、負極とした。
【0030】
上記の正極4T及び負極4Bとは別に、導電性のブチルゴムシートを四角形に切り出して、集電体66T、66Bを準備する。これら集電体の材料である導電性ブチルゴムは、ベースのブチルゴムにカーボンを分散させて導電性を付与したものであって、CO2 ガス透過係数:5.3×10― 14 m3 /m2 /s・Pa、体積固有抵抗値:0.012Ω・mの特性をもっている。
【0031】
また、絶縁性のブチルゴムシートを四角形の額縁状に切り出して、ガスケット7を準備する。このガスケット7は、外寸は上述の集電体66T、66Bの外寸と同一で、内寸は正極4T及び負極より一回り大きい形状にする。側面の一部には、額縁の外側と内側とを通じる貫通孔(電解液注入孔)9を設けておく。
【0032】
更に別に、ポリプロピレン樹脂を基材とする多孔質の絶縁性シートを四角形に切り取って、セパレータ5を準備する。セパレータ5の寸法は、ガスケット7の内寸より小さく、正極4T及び負極4Bより大きい寸法にする。
【0033】
そして、集電体66B上に上記額縁状のガスケット7を載せた後、そのガスケット7の中に、負極4B、セパレータ5、正極4Tを収納し、更に集電体66Tを被せる。その後、上下から集電体66T、66Bの間に圧力を加えながら、温度:120℃で3時間熱圧着を行い、集電体66Tとガスケット7との間及び、集電体66Bとガスケット7との間を加硫接着させた。
【0034】
冷却後、ガスケット7の側面に設けておいた電解液注入孔9から、基本セルの内部に硫酸水溶液(電解液)を減圧―加圧注入する。その注液後、電解液注入孔9にガーレ数(100ccの空気が抜けるまでの時間を表す数値)が2000secの通気撥水性のフィルター10を、ガスケット7の外側から接着して基本セル2Aを完成する。この例の場合は、これで素子3Aが完成したことにもなる。フィルター10には、ポリテトラフロロエチレンからなる連続多孔質構造のシート(ジャパンゴアテックス(株)製。商品名:GORE−TEX(R)ベントフィルター)を用いた。このフィルター10は、撥水性と通気性とを備えていて、気体は通すものの水は通さない性質をもっている。
【0035】
素子3Aの完成後、これを以下のようにして、フレキシブルなラミネートフィルムからなる外装パッケージ15の中に減圧、封止する。パッケージ内に封止する際の素子の断面を作業順に示す図3を参照して、図3(a)に断面図を、図3(b)に平面図を示すように、素子の上下の集電体66T、66Bの外側に、それぞれリード端子付きの銅製端子板8T、8Bを載置し、それらを上下2枚のフレキシブルなラミネートフィルム11T、11Bで挟む。ラミネートフィルム11T、11Bには、アイオノマー/アルミニウム/ナイロンの3層構造のフィルムを用いた。他にもアイオノマー/ポリエチレン/アルミニウム/ナイロンの4層構造のものなどが使用可能であるが、特にアルミニウム芯材入りのものに限定されるわけではない。フレキシブルで空気遮断性が高く、熱融着可能なフィルムであれば、どのようなものでも構わない。
【0036】
その後、図3(c)に示すように、排気可能にされたチャンバー21の中にラミネートフィルムごと入れ、チャンバー21を減圧する。減圧には図示しないロータリーポンプを用い、チャンバーを1分間排気した。この排気により、基本セル2A内が、フィルター10を通して排気、減圧される。所定の排気後、減圧したチャンバー21中で、素子及び端子板を挟んでいる上下2枚のラミネートフィルム11T、11Bの端どうしを熱融着させて封止する。この一連の排気、封止操作により、基本セル2Aの内部とパッケージ15の内部とが同じ真空度で封止される。一方で、フィルター10の撥水性のせいで、基本セル2A内の硫酸水溶液(電解液)がセル2Aの外部に漏出することはない。
【0037】
最後に、チャンバー21を大気圧に戻して、図3(d)に断面図を示す本実施例の電池1Aを得る。
【0038】
この実施例1では、上記方法で素子が単セル構造の電池を1000個作製し、電池の等価直列抵抗(ESR:Equivalent Series Resistance)の初期値及びそのばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。ESRは、AC1kHzで測定した。充放電サイクル試験では、10mA/cm2 で1.2Vの定電流充放電を繰り返し、初期容量の80%になるまでのサイクル回数で、充放電サイクル性能を評価した。結果を、表1及び図7(a)に示す。ESRの初期値の平均値は30mΩであり、ばらつきは3σ=8mΩであった。充放電サイクル性能は、10000回であった。
【0039】
(実施例2)
この実施例2では、実施例1において通気撥水性フィルター10にガーレ数が30secのものを用いた以外は実施例1と同一材料、同一構造の電池を、同一方法で1000個作製し、実施例1におけると同じ方法で、ESRの初期値及びばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。結果を、表1及び図7(a)に示す。ESRの初期値の平均値は20mΩであり、ばらつきは3σ=4mΩであった。充放電サイクル性能は、50000回であった。
【0040】
(実施例3)
この実施例3では、実施例1において通気撥水性フィルター10にガーレ数が1secのものを用いた以外は実施例1と同一材料、同一構造の電池を同一方法で1000個作製し、実施例1におけると同じ方法で、ESRの初期値及びばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。結果を、表1及び図7(a)に示す。ESRの初期値の平均値は10mΩであり、ばらつきは3σ=1mΩであった。充放電サイクル性能は、200000回であった。
【0041】
(実施例4)
この実施例4は、実施例3に対して、通気撥水性フィルター10を集電体に設けた点が異なる電池である。これまでの実施例1〜3に比べ、厚さの薄い基本セルに対しても、通気撥水性フィルター10を設けることができるという利点を有している。
【0042】
実施例4に係る電池に用いた基本セル2Bの平面図とA2―A2切断線における断面図とを示す図2を参照して、この実施例4に係る電池を作製するには、先ず、実施例1〜3におけると同一材料、同一方法で、正極4T及び負極4Bを準備する。
【0043】
また、実施例1〜3におけると同一材料、同一方法で、集電体6T、66Bを準備する。但し、実施例1〜3におけるとは違って、2枚の集電体のうちの一方の集電体6Tにだけは、四角形の一辺に沿った領域の一部分(この例の場合は、紙面左側の辺の中央部)に電解液注入孔9を設けておく。
【0044】
他に、実施例1〜3におけると同一材料、同一方法で、額縁状のガスケット67を準備する。但し、実施例1〜3に用いたガスケットとは違って、本実施例のガスケット67は側面に貫通孔を設けてない、単なる額縁状のものである。
【0045】
更に別に、実施例1〜3におけると同一材料、同一方法で、セパレータ5を準備しておく。
【0046】
そして、実施例1〜3におけると同じ方法で、集電体66B上に上記額縁状のガスケット67を載せた後、そのガスケット67の中に、負極4B、セパレータ5、正極4Tを収納し、更に集電体6Tを載せる。そして、上下から集電体6T、66Bの間に圧力を加えながら、温度:120℃で3時間熱圧着を行って、集電体6Tとガスケット67との間及び、集電体66Bとガスケット67との間を加硫接着させる。
【0047】
冷却後、上側の集電体6Tに設けておいた電解液注入孔9から、基本セルの内部に硫酸水溶液を減圧―加圧注入する。その注液後、電解液注入孔9にガーレ数が1secの通気撥水性フィルター(これは、実施例3に用いたフィルターと同じものである)10を集電体6Tの外側から接着して基本セル2B、つまり素子3Bを完成する。
【0048】
素子3Bの完成後、図3に示す実施例1〜3における減圧封止と同じ材料を用い、同じ方法(但し、図3中の素子3Aは、図2に示す素子3Bに置き換える)で、素子3Bの内部と外装パッケージ15の内部とを同じ気圧に減圧し、その減圧状態でラミネートフィルムを密封して、本実施例の電池を完成する。完成した電池は、実施例3に比べ、電解液注入孔9がガスケットではなく、上側の集電体6Tに設けられている点が違っていることになる。
【0049】
この実施例4では、素子が単セル構造の電池を1000個作製し、実施例1におけると同じ方法で、ESRの初期値及びばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。結果を、表1及び図7(a)に示す。ESRの初期値の平均値は10mΩであり、ばらつきは3σ=8mΩであった。充放電サイクル性能は、200000回であった。
【0050】
(実施例5)
この実施例5では、実施例4において集電体6T、66Bの材料を、導電性ブチルゴムから導電率がより高い導電性プラスチックフィルムに替えた以外は、実施例4と同一材料、同一構造の電池を同一方法で1000個作製し、実施例1におけると同一の方法で、ESRの初期値及びばらつきと、充放電サイクル性能とを評価した。本実施例の集電体6T、66Bの材料である導電性プラスチックフィルムは、ベースのエチレン―スチレン―ブチレン共重合体樹脂にカーボンを分散させて導電性を付与したもので、CO2 ガス透過係数:6.8×10-12 m3 /m2 /s・Pa、体積固有抵抗値:0.002Ω・mの特性をもっている。この実施例5では、実施例4に比べ集電体6T、66Bの導電率を高めることで、ESRを更に低下させることができる。
【0051】
性能の評価結果を、表1及び図7(a)に示す。ESRの初期値の平均値は20mΩであり、ばらつきは3σ=4mΩであった。充放電サイクル性能は、50000回であった。
【0052】
(比較例1)
本比較例では、実施例1に対し、ガスケットの側面の電解液注入孔9を通気撥水性のフィルターで塞ぐかわりに、通気性のない封止栓で塞いだ点以外は同一材料、同一構造の電池を、同一方法で1000個作製し、実施例1におけると同一方法で、ESRの初期値及びばらつきと、充放電サイクル性能を評価した。
【0053】
本比較例における基本セル2Cの断面図を製造工程順に示す図4を参照して、この比較例1に係る電池を作製するには、先ず、実施例1におけると同一材料、同一方法で、正極4T及び負極4Bを準備する。
【0054】
また、実施例1におけると同一材料、同一方法で、集電体66T、66Bを準備する。集電体66T、66Bは導電性ブチルゴム製で、材料のCO2 ガス透過係数は5.3×10― 14 m3 /m2 /s・Paであり、体積固有抵抗値は0.012Ω・mである。
【0055】
他に、実施例1におけると同一材料、方法で、側面に電解液注入孔9が開けられた額縁状のガスケット7を準備する。
【0056】
更に別に、実施例1におけると同一材料、同一方法で、セパレータ5を準備しておく。
【0057】
そして、実施例1におけると同じ方法で、集電体66B上に上記額縁状のガスケット7を載せた後、そのガスケット7の中に、負極4B、セパレータ5、正極4Tを収納し、更に集電体66Tを被せる。そして、上下から集電体66T、66Bの間に圧力を加えながら熱圧着を行い、集電体66Tとガスケット7との間及び、集電体66Bとガスケット7との間を加硫接着させる。
【0058】
冷却後、ガスケット7の側面に設けておいた電解液注入孔9から、基本セルの内部に硫酸水溶液を減圧―加圧注入する。次いで、電解液注入後、注入孔9に通気性のない封止栓12を詰め込み、接着剤で固定して基本セル2Cつまり、素子3Cを完成する。
【0059】
素子3Cの完成後、図3に示す実施例1〜3における減圧封止と同じ材料を用い、同じ方法(但し、図3中の素子3Aは、図4(b)に示す素子3Cに置き換える)で、外装パッケージ15中に減圧封止する。このようにして作製した比較例1の電池は、実施例1の電池に対し、ガスケット7の側面の電解液注入孔9が通気性のない封止栓12で塞がれている点が、異なっていることになる。この比較例1においては、ガスケット側面の電解液注入孔9が通気性のない封止栓12で塞がれているので、素子3Cをラミネートパッケージ15内に減圧封止するとき、基本セル2Cの内部が真空に引かれることはなく、大気圧のままで残っている。
【0060】
本比較例では、素子が単セル構造の電池を1000個作製し、実施例1におけると同一の方法で、ESRの初期値及びばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。結果を、表1及び図7(b)に示す。ESRの初期値の平均値は100mΩであり、ばらつきは3σ=40mΩであった。充放電サイクル性能は、1000回であった。
【0061】
(比較例2)
この比較例2は、比較例1に対して、基本セルを作製するときの電解液の注入方法と、その注入された電解液を基本セル内に封じ込める方法とが違っている。
【0062】
比較例2の基本セルの断面を製造工程順に示す図5を参照して、始めに、比較例1と同一材料を用い、同一方法で正極4T、負極4B、セパレータ5、ガスケット67、集電体66T、66Bを準備する。但し、この比較例2においては、ガスケット67には、側面に電解液注入孔のない単なる額縁状のガスケットを用いる。
【0063】
次に、下側の集電体66Bの上に上記電解液注入孔のないガスケット67を載せ、その中に負極4B、セパレータ5、正極4Tを収納後、図5(a)に示すように、電解液として硫酸水溶液を注入する。次いで、図5(b)に示すように、その状態のまま排気可能にされたチャンバー23内に全体を入れ、チャンバー23を排気、減圧して、上側の集電体66Tを被せる。
【0064】
そして、図5(c)に示すように、減圧されたチャンバー23の中で、上下2つの集電体66T、66B間に圧力を加えながら、温度120℃で3時間熱圧着を行い、集電体66Tとガスケット67との間及び、集電体66Bとガスケット67との間を加硫接着することによって、基本セル2Dつまり素子3Dを完成する。
【0065】
素子3Dの完成後、図3に示す実施例1〜3における減圧封止と同じ材料を用い、同一の方法で(但し、図3中の素子3Aは、図5(d)に示す素子3Dに置き換える)、外装パッケージ15中に減圧封止する。このようにして作製した比較例2の電池と比較例1の電池とは、比較例1においては、素子3Cを構成する基本セルの内部が大気圧であるのに対して、比較例2においては、基本セル3Dの内部が、外装パッケージ15内に減圧封止する前に予め減圧されている点が異なっていることになる。
【0066】
この比較例2においては、上述した製造方法によって、素子が単セル構造の電池を1000個作製し、実施例1におけると同一の方法で、ESRの初期値及びばらつきと、充放電サイクル特性を評価した。結果を、表1及び図7(b)に示す。ESRの初期値の平均値は50mΩであり、ばらつきは3σ=15mΩであった。充放電サイクル性能は、5000回であった。
【0067】
(比較例3)
本比較例においては、比較例2に対し、集電体66T、66Bの材料にエチレン―スチレン―ブチレン共重合体樹脂ベースの導電性プラスチックを用い、集電体66T、66Bの体積固有抵抗値を低くした点が異なる以外は、比較例2と同じ材料、同一構造の電池を同じ方法で1000個作製した。そして、実施例1におけると同一の方法で、ESRの初期値及びばらつきと充放電サイクル性能とを評価した。この比較例3に用いた集電体66T、66Bは、CO2 ガス透過係数が6.8×10-12 m3 /m2 /s・Pa、体積固有抵抗値が0.002Ω・mのエチレン―スチレン―ブチレン共重合体樹脂ベースの導電性プラスチックからなり、前述の実施例5に用いた集電体と同じものである。
【0068】
性能の評価結果を、表1及び図7(b)に示す。ESRの初期値の平均値は30mΩであり、ばらつきは3σ=11mΩであった。充放電サイクル性能は、10000回であった。
【0069】
【表1】
【0070】
表1及び図7を参照して、実施例1と比較例1とは、ガスケット7側面の電解液注入孔9を通気撥水性フィルター10で塞ぐ(実施例1:図1参照)か、通気性のない封止栓12で塞ぐ(比較例1:図4参照)かが違っているだけである。然るに、実施例1の方が比較例1に比べ、ESRの初期値では約1/3、ばらつきでは1/5と小さく、充放電サイクル性能は10倍も良い値を示している。これは、素子をラミネートフィルム製の外装パッケージ中に減圧封止する(図3参照)とき、実施例1においては、基本セル2A内が通気撥水性フィルター10を介して、外装パッケージと同時に、同じ真空度に減圧されるのに対し、比較例1においては、電解液注入孔9が通気性のない封止栓12で予め塞がれていることから、基本セル2Cの内部は大気圧を保ったままであるという違いよるものであり、素子に係る圧力は実施例1の方が比較例1より大きいことを示すものであると考えられる。
【0071】
次に、比較例1と比較例2とを比べると、比較例2の方が、ESRの初期値では1/2、ばらつきでは約1/2.5と小さく、充放電サイクル試験では5倍の良い性能を示している。この結果は、素子をラミネート製の外装パッケージ内に減圧封止する(図3参照)とき、基本セルの内部が大気圧のまま(比較例1:図4参照)であるか、予め減圧されている(比較例2:図5参照)かの相違に基づくものであり、素子に加わる圧力は、基本セル内を予め減圧に封止してからその基本セルを外装パッケージ内に減圧封止するという方法を採用した比較例2の方が、比較例1より大きいことを示しているものと考えられる。
【0072】
しかしながら、実施例1と比較例2とを比較すると、実施例1の方が、ESRの初期値では約1/1.6、ばらつきでは約1/2と小さく、充放電サイクル性能は2倍の良い性能を示している。以上のことから、素子をラミネート製の外装パッケージ内に減圧封止するとき、基本セル内を予め減圧しておく比較例2の方法は、基本セル内が大気圧のままで減圧封止する比較例1の方法に比べ、基本セルに加わる圧力の点で改善効果が認められるものの、外装パッケージと基本セルとを同時に、同じ真空度に減圧する実施例1の方法に比べ、効果は限定的であるといえる。このことは、実施例5と比較例3とを比べた結果からも支持される。
【0073】
すなわち、実施例5と比較例3とは、素子をラミネートフィルム製の外装パッケージ内に減圧封止する際、実施例5では外装パッケージ内と基本セルの内部とを、通気撥水性フィルターを介して、同時に、同じ真空度に減圧するのに対し、比較例3は、基本セル内を予め減圧にして封止してから、その減圧した基本セルを外装パッケージ内に減圧封止する点で異なっているのであるが、実施例5の方が、ESRの初期値の点でも、ばらつきの点でも、充放電サイクル性能の点でも優れた性能を示している。
【0074】
次に、実施例3と実施例4とを比較すると、両者は、電解液注入孔9をガスケット7の側面に設ける(実施例3:図1参照)か上側の集電体6Aに設ける(実施例4:図2参照)かの点で異なっているが、ESRの初期値及びばらつき、充放電サイクル性能とも同じ性能を示している。このことから、本発明において、基本セルに設ける電解液注入孔9及び通気撥水性フィルター10は、ガスケットの側面に設けても集電体に設けても、基本セルに加わる圧力の点で、どちらでも同じ効果を示すと言える。
【0075】
次に、実施例1、2、3を比較すると通気撥水性フィルター10のガーレ数が小さくなるのに伴って、ESRの初期値も、ばらつきも小さくなってゆき、充放電サイクル性能は向上してゆく。これは、素子をラミネートフィルム性の外装パッケージ内に減圧封止する(図3参照)とき、チャンバー21内を一定の排気能力の真空ポンプで一定の時間(実施例の場合は、ロータリーポンプで、1分間)で打ち切っていることから、基本セル内の真空度はフィルター10のガーレ数が小さい方がより良くなり、その結果、ラミネートフィルムへの減圧封止が完了した後に基本セルに加わる圧力が大きくなるからであると考えられる。
【0076】
次に、実施例4と実施例5とを比較すると、実施例5の方が、ESRの初期値も、ばらつきも約1/2と小さく、充放電サイクル性能は約2.5倍の良い値を示している。これは、集電体6T、66B(図2参照)に用いる材料の体積固有抵抗値が、実施例4においては0.012Ω・mであるのに対し、実施例5においては0.002Ω・mであって、実施例5の方が集電体自体の抵抗が小さいことによるものであると考えられる。このことは、集電体の導電率だけが異なる比較例2と比較例3と比べた場合、集電体の導電率が良い比較例3の方がESRの初期値、ばらつき、充放電サイクル性能とも優れた特性を示していることでも支持される。
【0077】
ここで、上に述べた実施例は全て、素子が単セル構造の電池の例であるが、本発明は、これに限られるものではない。回路が要求する電圧に応じて、図1に示す実施例1〜3に係る基本セル(電解液注入孔をガスケットの側面に設けた構造の基本セル)を、図6(a)に示すように複数個直列に積層した積層セル構造の素子に対しても、実施例と同様の作用効果が得られる。図2に示す実施例4、5に係る基本セル(電解液注入孔を集電体に設けた構造の基本セル)を複数個直列に積層した(図6(b))場合は、紙面下側の基本セルの電解液注入孔の上に、上側の基本セルの集電体66Bが載ることになるが、ラミネートフィルム内に減圧封止する前では、上側の基本セルは単に下側の基本セルに載せてあるだけで、空気の流通という観点からすれば、上下の基本セルどうしの間のわずかな隙間が空気の流通路として働くので、本発明の作用原理発現には何ら支障はない。
【0078】
尚、これまでの実施例においてはいずれの場合も、電解液に硫酸水溶液を用いたが、本発明はこれに限定されない。金属腐食性の電解質には、例えば硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、テトラフルオロホウ酸、クエン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸等の有機酸、硫酸水素アンモニウム、硫酸水素リチウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウムなどの無機酸塩、有機酸塩を含む電解液が挙げられ、また溶媒も水に限らず有機溶媒であることもあるが、どのような電解液であっても構わない。更には、本発明が、腐食性の有無に限らず、電解液全般に適用できることは明らかであろう。
【0079】
尚また、本発明は電池に限らず、電気二重層コンデンサに対しても適用可能である。これまでの説明から明らかなように、実施例1〜5は、電池構成材を予めガスケットに収納した構造の基本セルを用いる電池に対し、基本セルに通気非液体透過性のフィルターを設けることによって、電池の内部抵抗とそのばらつきを小さくし、充放電サイクル性能を向上させた例であり、本発明の作用効果は上記通気非液体透過性のフィルターで、基本セル内の気体に対してはセル外部への透過を許す一方で、電解液に対してはセル外部への漏出を許さないという、気体と液体とを分けるフィルター作用によって得られるところ、電池と電気二重層コンデンサとは、電池にあっては正極と負極とを用い、電気二重層コンデンサにあっては2つの分極性電極を用いるという相違はあるものの、基本セルの内部の空間に電解液を内包しているという点で、上記本発明の作用原理から見た場合、構造が同一であると言えるからである。
【0080】
また、電気二重層コンデンサの分極性電極には、よく知られているような、活性炭の粉末と電解液とを混練したペースト状の分極性電極や、実施例で述べたような、粉末活性炭とバインダー樹脂とを含む混合粉末を熱プレス機で加圧成形したものや、更には、特開平4―288361号公報に開示されているような、活性炭の粉末又は繊維とフェノール樹脂との混合物を不活性ガス雰囲気注で高温度に熱し、炭化したフェノール樹脂で活性炭粉末(または繊維)どうしを結合させて得られる固体材料を用いるものなどがあるが、本発明はいずれの分極性電極を用いた場合でも、電解液を含む限り同じ作用効果を奏する。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、素子をフレキシブルなフィルムからなる外装パッケージ内に減圧状態で封止した構造の電池又は電気二重層コンデンサで、特に電池構成材又は電気二重層コンデンサ構成材を予めガスケット内に封止した構造の基本セルを単独で又は複数個積層して素子とし、その素子を外装パッケージ内に減圧封止してなる電池又は電気二重層コンデンサにおいて、内部抵抗を小さくし、またそのばらつきも小さくなるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1〜3に係る電池の基本セルの平面図及び断面図図である。
【図2】本発明の実施例4、5に係る電池の基本セルの平面図及び断面図図である。
【図3】実施例及び比較例の電池を外装パッケージ内に減圧封止する方法を示す図である。
【図4】比較例1に係る電池の基本セルの断面を、製造工程順に示す図である。
【図5】比較例2、3に係る電池の基本セルを製造する方法を示す図である。
【図6】実施例1〜3に係る電池の基本セルを積層した積層セル構造の素子の断面図及び、実施例4、5に係る電池の基本セルを積層した積層セル構造の素子の断面図である。
【図7】実施例1〜5に係る電池の充放電サイクル試験の結果を示す図及び、比較例1〜3に係る電池の充放電サイクル試験の結果を示す図である。
【図8】ラミネートフィルム内に減圧封止した電池の一例の断面図である。
【図9】ラミネートフィルム内に減圧封止した電気二重層コンデンサの一例の平面図及び断面図並びに、コンデンサ素子の断面図である。
【符号の説明】
1A 電池
2A,2B,2C,2D 基本セル
3A,3B,3C,3D 素子
4T 正極
4B 負極
5 セパレータ
6T 集電体
7 ガスケット
8T、8B 端子板
9 電解液注入孔
10 フィルター
11T,11B ラミネートフィルム
12 封止栓
14T,14B 分極性電極
15 外装パッケージ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery, an electric double layer capacitor, and a method of manufacturing the same, and more particularly, a battery and an electric double layer capacitor having a structure in which the battery element or the electric double layer capacitor element is sealed in a package made of a flexible film in a reduced pressure state. And a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various electronic devices have been remarkably reduced in size and power saving, and accordingly, batteries and capacitors mounted on devices as power supply sources are strongly required to be reduced in size, weight and performance. ing.
[0003]
One of the items showing the performance as a power supply source of a battery or a capacitor is the value of the internal resistance. As a method for improving the internal resistance (reducing the resistance value), a battery or capacitor element has been conventionally used. A technique for sealing and packaging in a reduced pressure state in a flexible film such as a laminate film is known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 8-083596 discloses a thin card battery having a structure in which a battery constituent material is accommodated in a sealed outer package made of a flexible film. A battery with low resistance is disclosed.
[0004]
FIG. 8 shows again FIG. 1 of the above publication. For convenience of explanation, the reference numerals and names of the respective parts in FIG. 8 may be indicated by using different signs and names from those used in the above publication. Referring to FIG. 8, a battery 51 shown in this figure is a thin battery having a thickness of 200 μm, and is manufactured as follows. First, a flexible laminate film having a thickness of 30 μm and having a laminated structure of polyethylene / aluminum / polyethylene is used as the exterior material. After housing the positive electrode 4T, the separator 5, the negative electrode 4B, the electrolyte (not shown), the
[0005]
In the battery 51 thus obtained, since the inside of the laminate film forming the
[0006]
The above is an example in which a vacuum sealing technique using a flexible film is applied to a battery, and an electric double layer capacitor is known in addition to a battery as a power supply source of an electronic device. An electric double layer capacitor is a capacitor that can easily realize a very large capacitance not found in other capacitors, such as a Farad (F) order, and because of its large capacity, an IC memory, a microprocessor, etc. It is also used as an alternative to batteries such as backup power supplies.
[0007]
An electric double layer capacitor is a dielectric layer that uses an electric double layer formed at a solid-liquid interface between a solid and a liquid as a dielectric layer, and has a principle of developing a capacitance. Although the electric double layer thickness is about the same as the molecular diameter and is much smaller than other capacitors, a large capacity can be obtained, but from the aspect of the structure to make the above principle practical. And an electrode that is electrochemically stable with respect to the electrolytic solution (polarizable electrode), and two such polarizable electrodes are placed opposite each other with an electrically insulating and ion-permeable porous separator interposed therebetween, A basic structure is a structure similar to a battery in which an electrolyte is included in a polarizable electrode or a separator. From the viewpoint of the present invention, it will be apparent from the following description that the basic structure of the electric double layer capacitor is equivalent to the basic structure of the battery.
[0008]
An example of an electric double layer capacitor to which a reduced pressure sealing technique using a laminate film is applied is described in Japanese Patent Application No. 2000-174266 by the same applicant as the present invention. FIG. 9A shows a plan view of an example of this type of electric double layer capacitor, and FIG. 9B shows a cross-sectional view taken along line A3-A3. Further, FIG. 9C shows a cross-sectional view of the sealed capacitor element.
[0009]
Referring to FIG. 9, in the illustrated electric double layer capacitor 61 as well, in the same way as in the battery described above, the
[0010]
Each basic cell 62 includes an electrically insulating and ion-permeable porous separator 5, a pair of polarizable electrodes 14 T and 14 B disposed so as to be in contact with the separator across the separator 5, and the two A pair of conductive
[0011]
For the
[0012]
The basic cell 62 generally includes the polarizable electrode 14B, the separator 5 and the polarizable electrode 14T in a
[0013]
Here, comparing the cross-sectional view of the battery 51 shown in FIG. 8 with the cross-sectional view of the
[0014]
The structural difference between the battery and the electric double layer capacitor is that the electric double layer capacitor 61 uses an aqueous sulfuric acid solution as an electrolytic solution. That is, when a corrosive electrolytic solution is used in addition to the sulfuric acid aqueous solution, if the electrolytic solution is exposed in the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a battery or an electric double layer capacitor, by sealing the element in a flexible film in a reduced pressure state, pressure is applied to the element by atmospheric pressure to reduce the internal resistance, and the performance as a power supply source can be reduced. Can be improved. In that case, in a battery or an electric double layer capacitor using a corrosive material such as a sulfuric acid aqueous solution as an electrolyte, the structure of a basic cell constituting the element is, for example, as shown in FIG. The material or capacitor constituent material must be sealed in the
[0016]
With reference to FIGS. 9B and 9C, the pressure applied between the
[0017]
However, in the case of this method, a basic cell forming step for sealing the capacitor constituent material in the
[0018]
When the pressure applied to the basic cell 62 varies as described above, the internal resistance of the battery or the electric double layer capacitor also varies, and as a result, the capacity of the battery or the capacitor varies. Moreover, charge / discharge cycle performance deteriorates. For example, in the case of a battery, the capacity (ampere hour) is determined by the discharge current (A) × discharge time (h) depending on the time required to discharge from a certain initial voltage to a certain voltage with a certain constant discharge current. However, if the basic cell resistance is large, the capacity decreases. As an example, let us consider a case where the discharge current is 100 mA, the discharge voltage range is 1.0 to 0 V, and the basic cell resistance is 1Ω and 10Ω. In this case, in the basic cell having a resistance of 1Ω, the voltage decreases by 100 mV (1Ω × 100 mA) in 1 second, and thus the discharge time is 10 seconds. On the other hand, in a basic cell having a resistance of 10Ω, the voltage decreases by 1 V in 1 sec. That is, if the basic cell resistance is large, the capacity decreases. Further, the resistance variation is reflected in the capacitance variation.
[0019]
On the other hand, the charge / discharge cycle performance of a battery or an electric double layer capacitor is defined by the number of charge / discharge cycles until the capacity drops to a certain constant value of the initial value when charge / discharge with a constant current is repeated. . In a battery or an electric double layer capacitor, when the charge / discharge cycle is repeated, some gas is generated in the basic cell. This generated gas reduces the pressure applied to the basic cell from the inside, and as a result, increases the resistance of the basic cell. And if resistance increases, since capacity | capacitance will reduce as mentioned above, cycle performance of charging / discharging will fall. If the basic cell is not sufficiently pressurized in the initial state, even a small amount of gas causes an increase in resistance, and the cycle performance is significantly deteriorated.
[0020]
As described above, the magnitude or variation of the internal resistance in the battery or the electric double layer capacitor influences the capacitance and the variation, and is an important characteristic item having a great influence on the charge / discharge cycle performance. In a battery or electric double layer capacitor having a structure in which a battery constituent material or an electric double layer capacitor constituent material as shown in (c) is previously sealed in a gasket and sealed in a flexible film in a reduced pressure state, It is difficult to reduce the internal resistance and its variation.
[0021]
Therefore, the present invention is a battery or electric double layer capacitor having a structure in which an element is sealed in an external package made of a flexible film in a reduced pressure state. In a battery or electric double layer capacitor in which a double cell capacitor component is sealed in a gasket in advance or a plurality of basic cells are used to form an element, and the element is sealed under reduced pressure in an exterior package The purpose is to reduce the internal resistance and to reduce the variation.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In the battery of the present invention, a battery constituent material including at least a separator, a positive electrode and a negative electrode, and an electrolyte solution that are opposed to each other is surrounded by a cylindrical gasket and a current collector that covers both upper and lower surfaces thereof. A single cell or a plurality of basic cells stacked in series to form an element, and the element is stored in a sealed package made of a flexible exterior film together with an electrode plate with lead terminals. In a battery in which the inside of the package is in a decompressed state,Each of the basic cells has a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell,The interior of each basic cell constituting the element and the space in the package made of the exterior filmSimultaneous decompressionIt is characterized by that.
[0023]
In the battery described above, a battery constituent material including a separator, a positive electrode and a negative electrode that are opposed to each other, and an electrolyte solution is accommodated in a space surrounded by a cylindrical gasket and a current collector that covers both upper and lower surfaces thereof. A basic cell forming process for forming a basic cell, an element forming process for forming an element by stacking the basic cells individually or in series, and lead terminals on each of the two outermost current collectors of the element And a sealing process of sealing in a reduced pressure state in a sealed package made of a flexible film after disposing the attached electrode plate, in the sealing process, in the package and in the package Simultaneously within each basic cell constituting the elementReduced toIt is manufactured by a method for manufacturing a battery, wherein the package is sealed in a pressed state.
[0024]
In addition, the electric double layer capacitor of the present invention is composed of a cylindrical gasket and both upper and lower surfaces of the electric double layer capacitor constituent material including at least two polarizable electrodes and an electrolyte solution facing each other across the separator. A basic cell housed in a space surrounded by a current collector to be closed is formed as an element by laminating alone or in series, and the element is composed of a flexible exterior film together with an electrode plate with lead terminals. An electric double layer capacitor having a structure housed in a sealed package, wherein the inside of the package is in a decompressed state,Each of the basic cells has a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell,The interior of each basic cell constituting the element and the space in the package made of the exterior filmSimultaneous decompressionIt is characterized by that.
[0025]
In the electric double layer capacitor described above, an electric double layer capacitor constituent material including a separator, a positive electrode and a negative electrode facing each other, and an electrolyte is surrounded by a cylindrical gasket and a current collector that covers both upper and lower surfaces thereof. A basic cell forming process for forming a basic cell accommodated in a space, an element forming process for forming an element by stacking the basic cells individually or in series, and two outermost current collectors of the element In the method of manufacturing an electric double layer capacitor, the method further includes: a sealing process in which an electrode plate with a lead terminal is disposed on each of the bodies, and then sealed in a sealed package made of a flexible film in a reduced pressure state. In the stopping process, the inside of the package and the inside of each basic cell constituting the element are simultaneouslyReduced toSeal the package under pressureRukoIt is manufactured by the manufacturing method of the electric double layer capacitor characterized by these.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, using five examples and three comparative examples. In FIG. 1, the top view of the basic cell used for the battery which concerns on Example 1, 2, 3 of this invention, and sectional drawing in an A1-A1 cutting line are shown. In FIG. 2, the top view of the basic cell used for the battery which concerns on Example 4, 5 and sectional drawing in A2-A2 cutting line are shown. FIG. 4B shows a cross-sectional view of the basic cell used in the battery according to Comparative Example 1. FIG. 5D shows a cross-sectional view of the basic cell used in the batteries according to Comparative Examples 2 and 3. In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, a single basic cell shown in each of the above figures was used as an element, and the element of the single cell structure was sealed in a
[0027]
1 and 2 showing the basic cell of the embodiment and FIGS. 4 and 5 showing the basic cell of the comparative example, the battery or electric double layer capacitor according to the present invention has the electrolyte injection hole 9 in the basic cell. There is a structural feature in that it is provided and a ventilation non-liquid
[0028]
Example 1
With reference to FIG. 1, the basic cell 2A of the battery according to Example 1 was produced as follows. First, the positive electrode 4T is produced. Polyindole is used as the positive electrode active material and vapor growth carbon is used as the conductive auxiliary agent. The mixture is mixed at a weight ratio of 4: 1, and the mixture is weighted with polyvinylidene fluoride (average molecular weight: 1100) as a binder resin. The ratio was adjusted by adding 8 wt%. The mixed powder was sufficiently stirred with a blender and formed into a square sheet of a predetermined size using a hot press machine to obtain a positive electrode.
[0029]
Separately, the negative electrode 4B is produced. Polyphenylquinoxaline was used as the negative electrode active material, vapor phase growth carbon was used as the conductive auxiliary agent, and the weight ratio was adjusted to 3: 1. This mixed powder was sufficiently stirred with a blender and formed into a square of a predetermined size using a hot press machine to obtain a negative electrode.
[0030]
Separately from the positive electrode 4T and the negative electrode 4B, a conductive butyl rubber sheet is cut into a square to prepare
[0031]
Further, an insulating butyl rubber sheet is cut into a rectangular frame shape to prepare a gasket 7. The gasket 7 has an outer size that is the same as that of the
[0032]
In addition, a separator 5 is prepared by cutting a porous insulating sheet based on polypropylene resin into a square. The size of the separator 5 is smaller than the inner size of the gasket 7 and larger than the positive electrode 4T and the negative electrode 4B.
[0033]
And after mounting the said frame-shaped gasket 7 on the
[0034]
After cooling, a sulfuric acid aqueous solution (electrolytic solution) is injected into the basic cell under reduced pressure and pressure from the electrolytic solution injection hole 9 provided on the side surface of the gasket 7. After the injection, the basic cell 2A is completed by adhering an air-repellent water-
[0035]
After the element 3A is completed, it is depressurized and sealed in an
[0036]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the laminate film is put together in the chamber 21 that can be evacuated, and the chamber 21 is decompressed. A vacuum pump (not shown) was used for decompression, and the chamber was evacuated for 1 minute. By this exhaust, the basic cell 2A is exhausted and depressurized through the
[0037]
Finally, the chamber 21 is returned to atmospheric pressure to obtain the battery 1A of the present example whose sectional view is shown in FIG.
[0038]
In Example 1, 1000 batteries each having a single cell structure were manufactured by the above-described method, and the initial value and variation of the equivalent series resistance (ESR) of the battery and the charge / discharge cycle performance were evaluated. ESR was measured at
[0039]
(Example 2)
In Example 2, 1000 batteries having the same material and the same structure as Example 1 were produced by the same method except that the vented water-
[0040]
Example 3
In Example 3, 1000 batteries having the same material and the same structure as Example 1 were produced by the same method except that the vent water-
[0041]
Example 4
This Example 4 is a battery different from Example 3 in that the air-permeable
[0042]
To produce a battery according to Example 4 with reference to FIG. 2 showing a plan view of a basic cell 2B used in the battery according to Example 4 and a cross-sectional view taken along the line A2-A2, A positive electrode 4T and a negative electrode 4B are prepared using the same material and method as in Examples 1 to 3.
[0043]
Further,
[0044]
In addition, a frame-shaped
[0045]
Separately, the separator 5 is prepared with the same material and the same method as in the first to third embodiments.
[0046]
Then, after mounting the frame-shaped
[0047]
After cooling, a sulfuric acid aqueous solution is pressure-injected under reduced pressure into the basic cell from the electrolyte injection hole 9 provided in the upper current collector 6T. After the injection, an air-repellent water-repellent filter (this is the same filter used in Example 3) 10 having a Gurley number of 1 sec is adhered to the electrolyte injection hole 9 from the outside of the current collector 6T. The cell 2B, that is, the element 3B is completed.
[0048]
After the completion of the element 3B, the same material as that of the vacuum sealing in Examples 1 to 3 shown in FIG. 3 is used, and the element 3A in FIG. 3 is replaced by the element 3B shown in FIG. The inside of 3B and the inside of the
[0049]
In Example 4, 1000 batteries having a single cell structure were prepared, and the initial value and variation of ESR and charge / discharge cycle performance were evaluated by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 1 and FIG. The average value of the initial value of ESR was 10 mΩ, and the variation was 3σ = 8 mΩ. The charge / discharge cycle performance was 200000 times.
[0050]
(Example 5)
In Example 5, a battery having the same material and the same structure as in Example 4 except that the material of the
[0051]
The performance evaluation results are shown in Table 1 and FIG. The average value of the initial value of ESR was 20 mΩ, and the variation was 3σ = 4 mΩ. The charge / discharge cycle performance was 50000 times.
[0052]
(Comparative Example 1)
In this comparative example, the same material and the same structure as in Example 1 except that the electrolyte injection hole 9 on the side surface of the gasket was blocked with a breathable water-repellent filter instead of being sealed with a non-breathable sealing plug. 1000 batteries were produced by the same method, and the initial value and variation of ESR and charge / discharge cycle performance were evaluated by the same method as in Example 1.
[0053]
In order to manufacture a battery according to Comparative Example 1 with reference to FIG. 4 showing the cross-sectional views of the basic cell 2C in this comparative example in the order of the manufacturing process, first, the positive electrode with the same material and the same method as in Example 1 is used. 4T and the negative electrode 4B are prepared.
[0054]
Further,
[0055]
In addition, a frame-shaped gasket 7 having an electrolyte injection hole 9 formed in the side surface is prepared by the same material and method as in the first embodiment.
[0056]
Separately, the separator 5 is prepared using the same material and method as in the first embodiment.
[0057]
Then, after mounting the frame-shaped gasket 7 on the
[0058]
After cooling, a sulfuric acid aqueous solution is injected into the basic cell under reduced pressure and pressure from the electrolyte injection hole 9 provided on the side surface of the gasket 7. Next, after the electrolyte solution is injected, a sealing
[0059]
After the completion of the element 3C, the same method is used by using the same material as the reduced pressure sealing in the first to third embodiments shown in FIG. 3 (however, the element 3A in FIG. 3 is replaced with the element 3C shown in FIG. 4B). Thus, the
[0060]
In this comparative example, 1000 batteries having a single cell structure were prepared, and the initial value and variation of ESR and charge / discharge cycle performance were evaluated by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 1 and FIG. The average value of the initial value of ESR was 100 mΩ, and the variation was 3σ = 40 mΩ. The charge / discharge cycle performance was 1000 times.
[0061]
(Comparative Example 2)
The comparative example 2 differs from the comparative example 1 in the method of injecting the electrolytic solution when producing the basic cell and the method of containing the injected electrolytic solution in the basic cell.
[0062]
Referring to FIG. 5 showing the cross section of the basic cell of Comparative Example 2 in the order of the manufacturing process, first, using the same material as in Comparative Example 1, positive electrode 4T, negative electrode 4B, separator 5,
[0063]
Next, the
[0064]
Then, as shown in FIG. 5 (c), thermocompression bonding is performed at 120 ° C. for 3 hours while applying pressure between the upper and lower
[0065]
After the completion of the element 3D, the same material as that of the vacuum sealing in Examples 1 to 3 shown in FIG. 3 is used in the same manner (however, the element 3A in FIG. 3 is replaced with the element 3D shown in FIG. 5D). Replace), and seal in the
[0066]
In Comparative Example 2, 1,000 batteries having a single cell structure were produced by the manufacturing method described above, and the initial value and variation of ESR and charge / discharge cycle characteristics were evaluated by the same method as in Example 1. did. The results are shown in Table 1 and FIG. The average value of the initial value of ESR was 50 mΩ, and the variation was 3σ = 15 mΩ. The charge / discharge cycle performance was 5000 times.
[0067]
(Comparative Example 3)
In this comparative example, compared to Comparative Example 2, the
[0068]
The performance evaluation results are shown in Table 1 and FIG. The average value of the initial value of ESR was 30 mΩ, and the variation was 3σ = 11 mΩ. The charge / discharge cycle performance was 10,000 times.
[0069]
[Table 1]
[0070]
Referring to Table 1 and FIG. 7, in Example 1 and Comparative Example 1, the electrolyte injection hole 9 on the side surface of the gasket 7 is closed with a ventilation water-repellent filter 10 (Example 1: see FIG. 1) or air permeability. The only difference is whether or not it is sealed with a sealing
[0071]
Next, when comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, Comparative Example 2 has a smaller ESR initial value of 1/2, a variation of about 1 / 2.5, and a charge / discharge cycle test of 5 times. Shows good performance. As a result, when the device is sealed under reduced pressure in a laminate outer package (see FIG. 3), the inside of the basic cell remains at atmospheric pressure (Comparative Example 1: see FIG. 4), or the pressure is reduced in advance. (Comparative Example 2: refer to FIG. 5), the pressure applied to the element is that the basic cell is sealed in advance under reduced pressure and then the basic cell is sealed under reduced pressure in the exterior package. It is considered that Comparative Example 2 employing the method is larger than Comparative Example 1.
[0072]
However, when Example 1 and Comparative Example 2 are compared, Example 1 has a smaller ESR initial value of about 1 / 1.6 and variation of about 1/2, and the charge / discharge cycle performance is doubled. Shows good performance. From the above, when the device is sealed under reduced pressure in a laminate outer package, the method of Comparative Example 2 in which the pressure in the basic cell is reduced in advance is a comparison in which the pressure in the basic cell is kept at atmospheric pressure. Although an improvement effect is recognized in terms of pressure applied to the basic cell compared to the method of Example 1, the effect is limited compared to the method of Example 1 in which the exterior package and the basic cell are simultaneously decompressed to the same degree of vacuum. It can be said that there is. This is also supported from the result of comparing Example 5 and Comparative Example 3.
[0073]
That is, in Example 5 and Comparative Example 3, when the element was sealed under reduced pressure in an outer package made of a laminate film, in Example 5, the inside of the outer package and the inside of the basic cell were passed through a ventilation water repellent filter. At the same time, while the pressure is reduced to the same degree of vacuum, the comparative example 3 is different in that the basic cell is previously reduced in pressure and sealed, and then the reduced basic cell is reduced in pressure and sealed in the exterior package. However, Example 5 shows better performance in terms of the initial value of ESR, variation, and charge / discharge cycle performance.
[0074]
Next, when Example 3 and Example 4 are compared, both of them provide the electrolyte injection hole 9 on the side surface of the gasket 7 (Example 3: refer to FIG. 1) or the upper current collector 6A (implementation). Example 4: Refer to FIG. 2). However, the initial value and variation of ESR and charge / discharge cycle performance are the same. Therefore, in the present invention, the electrolyte injection hole 9 and the air permeable
[0075]
Next, when Examples 1, 2, and 3 are compared, as the Gurley number of the ventilated water-
[0076]
Next, when Example 4 and Example 5 are compared, Example 5 has a smaller initial value of ESR and variation of about 1/2, and charge / discharge cycle performance is a good value of about 2.5 times. Is shown. This is because the volume specific resistance value of the material used for the
[0077]
Here, all of the embodiments described above are examples of a battery having a single cell structure, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6 (a), basic cells (basic cells having a structure in which an electrolyte injection hole is provided on the side surface of the gasket) according to Examples 1 to 3 shown in FIG. 1 according to the voltage required by the circuit are obtained. The same effects as those of the embodiment can be obtained for a device having a stacked cell structure in which a plurality of devices are stacked in series. When a plurality of basic cells (basic cells having a structure in which an electrolyte injection hole is provided in a current collector) according to Examples 4 and 5 shown in FIG. 2 are stacked in series (FIG. 6B), the lower side of the page The
[0078]
In any of the embodiments described so far, the sulfuric acid aqueous solution is used as the electrolytic solution in any case, but the present invention is not limited to this. Examples of metal corrosive electrolytes include inorganic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and boric acid, p-toluenesulfonic acid, trifluoroacetic acid, tetrafluoroboric acid, citric acid, polyvinyl sulfonic acid, and polystyrene sulfonic acid. Examples include organic acids such as ammonium hydrogensulfate, lithium hydrogensulfate, sodium hydrogensulfate, potassium hydrogensulfate, sodium tetrafluoroborate, and other electrolytes containing organic acid salts, and the solvent is not limited to water. Although it may be an organic solvent, any electrolyte may be used. Furthermore, it will be apparent that the present invention is applicable not only to the presence or absence of corrosiveness, but to all electrolytes.
[0079]
In addition, the present invention is not limited to a battery but can be applied to an electric double layer capacitor. As is apparent from the above description, in Examples 1 to 5, the battery using the basic cell having a structure in which the battery constituent material is previously stored in the gasket is provided with a ventilation non-liquid permeable filter in the basic cell. This is an example in which the internal resistance of the battery and its variation are reduced, and the charge / discharge cycle performance is improved, and the operational effect of the present invention is the above-mentioned air-permeable non-liquid permeable filter. The battery and electric double-layer capacitor are suitable for the battery because it is obtained by the filter action that separates gas and liquid while allowing permeation to the outside but not allowing leakage of electrolyte to the outside of the cell. Although there is a difference between using a positive electrode and a negative electrode and using two polarizable electrodes in an electric double layer capacitor, the electrolyte is contained in the space inside the basic cell. Cormorants in that, when viewed from the working principle of the present invention, because it can be said that the structure is the same.
[0080]
In addition, the polarizable electrode of the electric double layer capacitor includes a well-known paste-like polarizable electrode obtained by kneading activated carbon powder and an electrolyte, and powdered activated carbon as described in the examples. The mixture powder containing the binder resin is pressure-molded with a hot press machine, and further, a mixture of activated carbon powder or fiber and phenol resin as disclosed in JP-A-4-288361 is not used. There are those that use a solid material obtained by bonding activated carbon powder (or fibers) with carbonized phenol resin heated to high temperature in an active gas atmosphere injection, but the present invention uses any polarizable electrode However, as long as the electrolytic solution is included, the same effect is obtained.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a battery or an electric double layer capacitor having a structure in which an element is sealed in an external package made of a flexible film in a reduced pressure state, particularly a battery component or an electric double layer capacitor component. In a battery or electric double layer capacitor in which a basic cell having a structure sealed in advance in a gasket is singly or laminated to form an element and the element is sealed under reduced pressure in an exterior package, the internal resistance is reduced. In addition, the variation can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of a basic cell of a battery according to Examples 1 to 3 of the present invention.
FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view of a basic cell of a battery according to Examples 4 and 5 of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a method for sealing the batteries of Examples and Comparative Examples in an outer package under reduced pressure.
4 is a view showing cross sections of basic cells of a battery according to Comparative Example 1 in the order of manufacturing steps; FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing a basic cell of a battery according to Comparative Examples 2 and 3;
6 is a cross-sectional view of an element having a stacked cell structure in which basic cells of batteries according to Examples 1 to 3 are stacked, and a cross-sectional view of an element having a stacked cell structure in which basic cells of batteries according to Examples 4 and 5 are stacked. It is.
7 is a diagram showing results of charge / discharge cycle tests for batteries according to Examples 1 to 5 and a diagram showing results of charge / discharge cycle tests for batteries according to Comparative Examples 1 to 3. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an example of a battery sealed under reduced pressure in a laminate film.
FIG. 9 is a plan view and a cross-sectional view of an example of an electric double layer capacitor sealed under reduced pressure in a laminate film, and a cross-sectional view of a capacitor element.
[Explanation of symbols]
1A battery
2A, 2B, 2C, 2D basic cells
3A, 3B, 3C, 3D element
4T positive electrode
4B negative electrode
5 Separator
6T current collector
7 Gasket
8T, 8B terminal board
9 Electrolyte injection hole
10 Filter
11T, 11B Laminate film
12 Sealing stopper
14T, 14B Polarized electrode
15 Exterior package
Claims (8)
各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有することを特徴とする電池。A battery constituent material including a separator, a positive electrode and a negative electrode facing each other, and an electrolyte, a cylindrical gasket that accommodates the battery constituent material therein, and a current collector that covers both upper and lower surfaces of the gasket A basic cell comprising a single element or a plurality of elements stacked in series, an electrode plate with a lead terminal for electrically connecting the element to the outside, and a flexible exterior housing the element and the electrode plate A battery comprising a sealed package made of a film for use, wherein the package has a reduced pressure inside.
Each of the basic cells includes a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell.
各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有することを特徴とする電気二重層コンデンサ。An electric double layer capacitor component comprising a separator, two polarizable electrodes opposed to each other, and an electrolyte; a cylindrical gasket containing the electric double layer capacitor component; and upper and lower portions of the gasket A basic cell composed of a current collector that covers both surfaces, a single element or a plurality of elements stacked in series, an electrode plate with a lead terminal for electrically connecting the element to the outside, the element and In an electric double layer capacitor containing an electrode plate, which is a sealed package made of a flexible exterior film, and the inside of the package is in a reduced pressure state,
Each of the basic cells has a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell. .
各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有し、前記封止過程では、前記パッケージ内と前記素子を構成する各々の基本セル内とを、同時に減圧した状態で前記パッケージを封口することを特徴とする電池の製造方法。 From across the separator and this as opposed positive and negative electrodes and the battery structure material containing an electrolyte solution, a cylindrical gasket for housing said battery constituting material therein, the current collector for closing both sides of and below the gasket A basic cell forming process for forming a basic cell, an element forming process for forming an element by stacking the basic cells individually or in series, and lead terminals on each of the two outermost current collectors of the element In the battery manufacturing method including the sealing process of sealing in a reduced pressure state in a sealed package made of a flexible film after disposing the attached electrode plate,
Each of the basic cells includes a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell. In the sealing process, method for producing a battery, characterized in that the in each basic cell that constitutes the the package element, for sealing the package in a state of pressure reduction at the same time.
各々の前記基本セルは、基本セルの内外を通じる貫通孔と、前記貫通孔を基本セルの外部から塞ぐ、気体透過性で非液体透過性のフィルターとを有し、前記封止過程では、前記パッケージ内と前記素子を構成する各々の基本セル内とを、同時に減圧した状態で前記パッケージを封口することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。An electric double layer capacitor constituent material including a separator, two polarizable electrodes opposed to each other and an electrolyte , a cylindrical gasket containing the electric double layer capacitor constituent material, and both upper and lower surfaces thereof are closed a basic cell forming process of forming a basic cell consisting of a current collector, an element formation step of forming an element overlapping said basic cells alone or a plurality in series, the two outermost current collectors of the element In the manufacturing method of the electric double layer capacitor including the sealing step of sealing in a reduced pressure state in a sealed package made of a flexible film after disposing an electrode plate with lead terminals in each,
Each of the basic cells includes a through-hole that passes through the inside and outside of the basic cell, and a gas-permeable and non-liquid-permeable filter that closes the through-hole from the outside of the basic cell. In the sealing process, method for producing an electric double layer capacitor to feature that the in each basic cell that constitutes the the package element, for sealing the package in a state of pressure reduction at the same time.
前記貫通孔が、前記基本セルを構成するガスケットに設けられ、前記基本セル形成過程では、側面に前記貫通孔が設けられたガスケットを用いると共に、基本セル形成後に前記ガスケット側面の前記貫通孔を前記気体透過性で非液体透過性のフィルターで塞ぐ過程を設け、
前記封止過程では、前記素子及び電極板を収納したパッケージを排気可能な容器内に配置した後前記容器内を排気して減圧することで、パッケージ内と素子を構成する各々の基本セル内とを同時に減圧し、その減圧状態で前記パッケージの開口部を封口することを特徴とする電池の製造方法又は電気二重層コンデンサの製造方法。In the manufacturing method of the battery according to claim 5 or the manufacturing method of the electric double layer capacitor according to claim 6 ,
The through hole is provided in gasket constituting the basic cell, in the basic cell formation process, the through holes with using a gasket provided on the side surface, the said through-hole of the gasket side surface after the basic cell formation Provide a process of plugging with a gas permeable and non-liquid permeable filter,
In the sealing process, the package containing the element and the electrode plate is disposed in a container that can be evacuated, and then the container is evacuated and depressurized. pressure reduced to the same time, the manufacturing method of the battery manufacturing process or electric double layer capacitor, characterized in that for sealing an opening part of the package in its decompressed state.
前記貫通孔が、前記基本セルを構成する集電体に設けられ、前記基本セル形成過程では、前記貫通孔が設けられた集電体を用いると共に、基本セル形成後に前記集電体に設けられた前記貫通孔を前記気体透過性で非液体透過性のフィルターで塞ぐ過程を設け、
前記封止過程では、前記素子及び電極板を収納したパッケージを排気可能な容器内に配置した後前記容器内を排気して減圧することで、パッケージ内と素子を構成する各々の基本セル内とを同時に減圧し、その減圧状態で前記パッケージの開口部を封口することを特徴とする電池の製造方法又は電気二重層コンデンサの製造方法。In the manufacturing method of the battery according to claim 5 or the manufacturing method of the electric double layer capacitor according to claim 6 ,
The through hole is, the provided on the current collector constituting the basic cell, in the basic cell formation process, the use of a current collector wherein the through hole is provided, is provided on the current collector after the basic cell formation the step of closing the through hole by the gas permeable in a non-liquid-permeable filter is provided with,
In the sealing process, the package containing the element and the electrode plate is disposed in a container that can be evacuated, and then the container is evacuated and depressurized. pressure reduced to the same time, the manufacturing method of the battery manufacturing process or electric double layer capacitor, characterized in that for sealing an opening part of the package in its decompressed state.
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