JP4419568B2 - 電気化学デバイス及び電気化学デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気二重層キャパシタやリチウム二次電池等の電気化学デバイス及びこれら電気化学デバイスの製造方法に関する。

従来、電気二重層キャパシタやリチウム二次電池等の電気化学デバイスが、携帯電話、ＰＤＡ等に広く使用されている。

このような電気化学デバイスとして、一対の電極とこれらに挟まれる電解質とを含む発電要素を、この発電要素よりも大きな一対の集電体で挟み、集電体の周縁部間を熱可塑性の封口材でシールした構造の電気化学デバイスが考案されている。

このような電気化学デバイスの封口材としては、例えば、高密度ポリエチレンシートの両面に、高密度ポリエチレンシートよりも低融点でかつ不飽和カルボン酸等で変性されたエチレン共重合体シートを積層したポリオレフィン製の封口材が知られている（特許文献１参照）。

また、これ以外にも、ポリイソブチレン変性ポリエチレン（特許文献２参照）、変性ポリプロピレン、変性ポリエチレン（特許文献３）、微粒子フィラーを含有する酸変性ポリオレフィン（特許文献４）等からなるポリオレフィン製の封口材が知られている。

一方、液晶性高分子製の封口材も知られている（特許文献５）。
特開昭６２−１５４４６９号公報 特開平２−２３４３４４号公報 特開平４−１２１９４７号公報 特開平６−３４９４６２号公報 特開２００３−９２０９２号公報

しかしながら、ポリオレフィン製の封口材を用いた電気化学デバイスでは、封口時に封口材が溶融しすぎて集電体同士が接触し、電気化学デバイスがショートする場合があった。一方、液晶性高分子製の封口材を用いた電気化学デバイスでは、封口材の溶融温度が高くなるため、封口時の熱によって発電要素に悪影響を与える場合があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、封口時において集電体同士の接触によるショートが起こりにくく、かつ、封口時において発電要素に対して熱による悪影響を与えにくい電気化学デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る電気化学デバイスは、互いに対向する一対の板状の集電体と、第一電極、第二電極及びこれらの電極間に設けられた電解質を有し第一電極が一方の集電体と接し第二電極が他方の集電体と接するように集電体間に挟まれた発電要素と、一方の集電体の周縁部と他方の集電体の周縁部との隙間を塞いで発電要素を集電体間に密封するための枠状の封口材と、を備えている。そして、この封口材は、液晶性高分子層及び液晶性高分子層を挟むように設けられた一対の熱可塑性高分子層を有し、一方の熱可塑性高分子層は一方の集電体の周縁部に熱融着され、他方の熱可塑性高分子層は他方の集電体の周縁部に熱融着され、これら一対の熱可塑性高分子層の溶融温度は液晶性高分子層の溶融温度よりも低く、熱可塑性高分子層は、さらに集電体の端面上にまで設けられており、液晶性高分子層には、液晶性高分子層から延びると共に熱可塑性高分子層を挟んで集電体の端面を取り囲む液晶性高分子製の第二突条部が設けられている。

ここで、「液晶性高分子」とは、強い高分子鎖間相互作用によって溶融状態で液晶性、すなわち、高分子鎖が配向する特性を示すサーモトロピック性の高分子である。このような液晶性高分子の層は、一般的な熱可塑性高分子と比べて高耐熱性、低線膨張率、高絶縁性、低吸湿性および高ガスバリアー性を示す。さらに端面を利用して封口材を接着するので、電気二重層キャパシタの機械的強度を十分に高めることができる。

本発明によれば、封口材において、一対の熱可塑性高分子層間に、これらの熱可塑性高分子層に比して溶融し難い液晶性高分子層が介在する。このため、封口時に加熱しすぎて熱可塑性高分子層が過度に溶融した場合等においてもこの液晶性高分子層が邪魔となって集電体同士が接触しにくくなる。したがって、集電体のショートによる不良が低減され、電気化学デバイスの歩留まりや信頼性が高くなる。

また、封口材は、液晶性高分子層よりも溶融温度が低い熱可塑性高分子層を有し、この熱可塑性高分子層により封口材が両集電体と熱融着されている。したがって、封口時の封口材の加熱温度を、液晶性高分子層を直接集電体に熱融着させる場合に比べて低くすることができる。したがって、封口時に発電要素が熱による悪影響を受けにくい。

さらに、液晶性高分子層は、他の高分子材料に比べて水蒸気透過率や酸素透過率が十分に低い。したがって、電気化学デバイスの信頼性が向上し、寿命を長くできる。

ここで、液晶性高分子層の溶融温度が１８０〜３５０℃であると、ポリオレフィン等の熱可塑性高分子層のヒートシールの際に、集電体同士がショートすることを十分に抑止できる。

また、液晶性高分子層の水蒸気透過率が１ｇ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下であり、酸素透過率が１０ｍＬ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下であると、十分なガスバリア性が得られて、電気化学素子の信頼性が十分に向上する。

ここで、液晶性高分子層としては、液晶ポリエステルを含む材料からなることが好ましい。

一方、熱可塑性高分子層の溶融温度が９０〜２００℃であると、封口材の熱融着時の熱による発電要素に対するダメージの低減に優れ、また、十分な耐熱性を有することとなる。

特に、液晶性高分子層の溶融温度が１８０〜３５０℃であり、熱可塑性高分子層の溶融温度が９０〜２００℃であると、封口材の熱融着時の熱による発電要素に対するダメージの低減と、集電体同士のショートの抑制とを、いずれも高いレベルで両立できる。液晶性高分子は、一般の熱可塑性高分子よりも溶融温度が高い材料であり、熱可塑性高分子層の溶融温度範囲すなわち発電素子への熱ダメージの少ない温度範囲ではこの液晶性高分子は溶融し難く、これによって集電体同士のショートを防止することができる。そのため、上述の温度条件において、液晶性高分子層の溶融温度は熱可塑性高分子層の溶融温度よりも高い。

また、熱可塑性高分子層が０．６５Ｎ／ｍｍ（１／１５ｋｇ／ｍｍ）以上の接着強度で集電体と接着していると、シール性を十分に発揮すると共に、電気化学デバイスの機械的強度が高くなる。ここで、本特許請求の範囲及び本明細書における接着強度とは、ＪＩＳ Ｋ６８４８で定められる接着強度である。

ここで、熱可塑性高分子層としては、ポリオレフィンを含む材料からなることが好ましい。

また、熱可塑性高分子層と液晶性高分子層とは、接着層により接着されていることができる。この構成では、封口材の製造が容易である。

また、熱可塑性高分子層と液晶性高分子層とは互いに熱融着されていてもよい。この場合も、封口材の製造が容易である。

ところで、液晶性高分子層の溶融温度と、集電体と熱融着する熱可塑性高分子層の溶融温度の差が大きい場合には、液晶性高分子層と熱可塑性高分子層との熱融着が難しい場合がある。

そこで、熱可塑性高分子層は、溶融温度がそれぞれ異なる熱可塑性高分子製の複数のサブ層の積層体であり、この積層体は、各サブ層の溶融温度が液晶性高分子層から集電体に向かって低くなるように積層されていることが好ましい。

この場合には、液晶性高分子層と熱可塑性高分子層との溶融温度を近づけられるので液晶性高分子層と熱可塑性高分子層との接着性を高められる一方、集電体を熱可塑性高分子層と熱融着する際の温度を十分低くすることができるので熱可塑性高分子層と集電体との熱融着時の発電要素の熱ダメージも抑えることができる。

また、封口材の液晶性高分子層は熱可塑性高分子製の粒子を含み、熱可塑性高分子層と熱可塑性高分子製の粒子とが熱融着していてもよい。

このような構成の電気化学デバイスは、液晶性高分子層中に熱可塑性高分子製の粒子が分散されかつ厚み方向の両表面にこの粒子が露出された枠状の封口材前駆体を用意し、この封口材前駆体を集電体間に挟んで熱融着させることにより得ることができる。こうすると、封口材前駆体中の熱可塑性高分子製の粒子が溶融し、集電体と液晶性高分子層との間に熱可塑性高分子層が形成されて封口材となる。このような封口材前駆体は低コストに製造できる。

ここで、第二突条部は、さらに、集電体の外側面の周縁部に熱融着されることが好ましい。

この場合、熱可塑性高分子層が外部に露出しないので、ガスバリア性が向上する。

本発明に係る電気化学デバイスの製造方法は、第一電極、第二電極及びこれらの電極間に設けられた電解質を有する発電要素と、一対の板状の集電体と、枠状の封口材と、を用意する工程と、一方の集電体が発電要素の第一電極と接し、他方の集電体が発電要素の第二電極と接し、封口材が発電要素を取り囲むような配置で、一対の板状の集電体の間に発電要素及び封口材を挟む工程と、集電体の外側主面における封口材と対向する部分を加熱する工程と、を備えている。

ここで、枠状の封口材は、液晶性高分子層及び液晶性高分子層を枠の厚み方向に挟むように設けられた一対の熱可塑性高分子層を有し、一対の熱可塑性高分子層の溶融温度は液晶性高分子層の溶融温度よりも低く、熱可塑性高分子層は、さらに集電体の端面上にまで設けられており、液晶性高分子層には、液晶性高分子層から延びると共に熱可塑性高分子層を挟んで集電体の端面を取り囲む液晶性高分子製の第二突条部が設けられている。

本発明によれば、上述の構成の電気化学デバイスを好適に製造できる。

本発明によれば、封口時において集電体同士の接触によるショートが起こりにくく、かつ、封口時において発電要素に対して熱による悪影響を与えにくい電気化学デバイス及びその製造方法が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明に係る電気化学デバイスの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（第一実施形態）
まず、図１及び図２を参照して、本発明に係る第一実施形態の電気化学デバイスとしての電気二重層キャパシタ１について説明する。

この電気二重層キャパシタ１は、主として、発電要素１０と、この発電要素１０を挟んで対向し外部電極及び外装体として機能する一対の板状の集電体２０，２１と、集電体２０の周縁部２０ａと集電体２１の周縁部２１ａとの隙間を塞いで発電要素１０を集電体２０，２１間に密封する枠状の封口材３０とを有する。

発電要素１０は、互いに対向する正極としての第一電極１２及び負極としての第二電極１３と、これら第一電極１２及び第二電極１３の間に隣接して配置されるセパレータ１４と、第一電極１２、第二電極１３、及び、セパレータ１４中に含有される電解質を含む電解質溶液（図示せず）と、を有している。

第一電極１２、第二電極１３は、電子伝導性の多孔体である。第一電極１２、第二電極１３の構成材料は、特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている炭素電極等の分極性電極を構成する多孔体層として使用されているものと同様の材料を使用することができる。例えば、原料炭（例えば、石油系重質油の流動接触分解装置のボトム油や減圧蒸留装置の残さ油を原料油とするディレードコーカーより製造された石油コークス等）を賦活処理することにより得られる炭素材料（例えば、活性炭）を構成材料の主成分としているものを使用することができる。その他の条件（バインダー等の炭素材料以外の構成材料の種類とその含有量）も特に限定されるものではない。例えば、炭素粉末に導電性を付与するための導電性補助剤（カーボンブラック等）や、バインダー（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）が添加されていてもよい。

第一電極１２及び第二電極１３の間に配置されるセパレータ１４は、電気絶縁性の多孔体から形成されていれば特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられているセパレータを使用することができる。例えば、電気絶縁性の多孔体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンからなるフィルムの積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いは、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。

ここで、第一電極１２と第二電極１３とによるショートを抑制すべく、セパレータ１４
の大きさを電極１２，１３の主表面の面積よりも大きくし、セパレータ１４の端部を電極１２，１３の端面から突出させることが好ましい。このとき、セパレータ１４の端面は、封口材３０から離間されていることが好ましい。

電解質溶液は、第一電極１２、第二電極１３、及び、セパレータ１４の孔の内部に含有されている。電解質溶液は、特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている電解質溶液（電解質塩の水溶液、有機溶媒を使用した電解質塩の溶液）を使用することができる。ただし、電解質塩の水溶液は電気化学的に分解電圧が低く、電気二重層キャパシタ１の耐用電圧が低く制限されてしまうので、有機溶媒を使用する電解質溶液（非水電解質溶液）であることが好ましい。

なお、本実施形態において、電解質溶液は液状の状態以外にゲル化剤を添加することにより得られるゲル状電解質であってもよい。また、電解質溶液に代えて、固体電解質（固体高分子電解質又はイオン伝導性無機材料からなる電解質）が含有されていてもよい。

集電体２０，２１は、発電要素１０の第一電極１２、第二電極１３の主表面の面積よりも大きな面積を有する矩形板状の導電材料である。これらの集電体２０，２１は、下側の集電体２１が第二電極１３と面接触し、上側の集電体２０が第一電極１２と面接触するように、上下から発電要素１０を挟んでいる。集電体２０，２１の材料は、電荷の移動を充分に行うことができる良導体であれば特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている集電体を使用することができる。

非水電解質の場合の集電体の材料としては、耐食性に富む導電性の材料が使用でき、例えば、アルミニウム、チタン等の金属箔が利用できる。金属箔の厚みは、例えば、１０〜１００μｍ程度である。

封口材３０は、発電要素１０の周囲を取り囲む枠状形状を呈し、集電体２０，２１の周縁部２０ａ，２１ａ間の隙間を塞ぐように配されており、集電体２０，２１間に発電要素１０を密封するものである。この封口材３０は、集電体２０，２１に平行な５層構造を有している。具体的には、封口材３０は、枠（層）の厚み方向に上から順に熱可塑性高分子層３１／接着層３２／液晶性高分子層３３／接着層３４／熱可塑性高分子層３５の５層構造を有している。

また、この枠状の封口材３０の外側端面３０ａは、図１及び図２に示すように、集電体２０，２１の端面２０ｂ、２１ｂと同一面を形成している。さらに、集電体２０の主面に対して垂直な方向から見た時の封口材の幅Ｗ（図１及び図２参照）は、０．２〜２０ｍｍ程度、好ましくは、１〜１０ｍｍ程度とされている。

図１に戻って、熱可塑性高分子層３１は、集電体２０の周縁部２０ａにおける内側面（集電体２１に近い側の面）２０ｃ上に形成される一方、熱可塑性高分子層３５は、集電体２１の周縁部２１ａにおける内側面（集電体２１に近い側の面）２１ｃ上に形成され、熱可塑性高分子層３１,３５は互いに対向している。

これらの熱可塑性高分子層３１，３５は、熱融着によってそれぞれ集電体２０，２１の周縁部２０ａ，２１ａの内側面２０ｃ，２１ｃに強固に接着されている。熱可塑性高分子層３１，３５と集電体２０，２１との接着強度は、特に限定されないが、０．６５Ｎ／ｍｍ（（１／１５）ｋｇ／ｍｍ）以上であることが、電気二重層キャパシタ２の機械的強度を高める点やシール性の面から好ましい。

ここで、熱可塑性高分子層３１，３５の熱可塑性高分子は、液晶性高分子層３３（詳しくは後述）の液晶性高分子よりも溶融温度が低い熱可塑性高分子であれば特に限定されず、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデンおよびその共重合体等のフッ素樹脂等が挙げられる。特に、熱可塑性高分子層３１，３５の熱可塑性高分子として、経済性、ヒートシール性、化学的安定性、水分透過性等の観点からポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリエチレン、およびこれらを含む共重合体等が挙げられる。これらの熱可塑性高分子は、単独または二種以上組合わせて使用することができる。また、この熱可塑性高分子には、さらにその性能を高めるため、必要に応じて公知の添加剤を含有させることもできる。

熱可塑性高分子層３１、３５の厚みは、２〜５０μｍ程度が好ましく、５〜２０μｍ程度がより好ましい。また、熱可塑性高分子層３１，３５の溶融温度が、９０〜２００℃であると、発電要素１０に与える熱の影響を十分少なくし、かつ、十分な耐熱性を有することができるので好ましい。

一方、液晶性高分子層３３は、熱可塑性高分子層３１と熱可塑性高分子層３５との間に設けられている。液晶性高分子層３３の液晶性高分子は、強い高分子間相互作用によって溶融状態で液晶性、すなわち、高分子が配向する特性を示すサーモトロピック性の高分子である。
このような液晶性高分子としては、例えば、全芳香族系や半芳香族系等の液晶ポリエステルが挙げられる。

全芳香系ポリエステルとしては、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒドロキシカルボン酸との組合せからなるもの、異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸の組合せからなるもの、芳香族ジカルボン酸と核置換芳香族ジオールとの組合せからなるものが挙げられる。また、半芳香族系ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られるもの等が挙げられる。ここで、例えば上述の芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、及び、芳香族ヒドロキシカルボン酸の代わりに、それらのエステル形成性誘導体を使用しても良い。

このような液晶性高分子から形成される液晶性高分子層３３は、低吸湿性であり、耐薬品性が良好であり、さらに、耐熱性が高く、また、概ね４００℃以下の温度で異方性溶融体を形成する。

また、液晶性高分子層３３の耐熱性は、主として分子鎖中の芳香環の割合に依存する。例えば、主鎖がフェニレン基で構成されている液晶性高分子の溶融温度は概ね２６０〜３５０℃であり、主鎖にナフタレン骨格を導入した液晶性高分子の溶融温度は概ね１９０〜２７０℃であり、主鎖にエチレン基が導入された液晶性高分子の溶融温度は概ね６０〜２３０℃程度となる。本実施形態では、特に、溶融温度が１８０℃〜３５０℃程度の液晶性高分子を用いることが好ましい。

液晶性高分子層３３は、液晶性高分子のみからなっても良いが、液晶性高分子に加えて、他の高分子材料等を含む液晶性高分子組成物からなってもよい。他の樹脂としては、例えば、エポキシ器含有エチレン共重合体等の熱可塑性樹脂が挙げられる。混合比率は、例えば、液晶性高分子５６〜９９重量％に対して、他の高分子材料４４〜１重量％である。また、この液晶性高分子には、さらにその性能を高めるため、必要に応じて公知の添加剤を含有させることもできる。

液晶性高分子層３３の厚みは、５μｍ以上が好ましく、２０μｍ以上がより好ましい。

ここで、このような液晶性高分子層３３のガス透過性について説明する。

例えば、図３に液晶性高分子の一例としての液晶ポリエステル高分子組成物の層の水蒸気透過率及び酸素透過率の一例（特開１９９７−７７９６０号公報）を、図４に、液晶性高分子以外の熱可塑性高分子の層の水蒸気透過率及び酸素透過率の一例（瓜生俊之、堀江一之、白石振作共著、ポリマー材料（材料テクノロジー１６）、東京大学出版会、１９８４年１１月発行）を示す。

ここで、液晶ポリエステル組成物Ｇ−１は、（ａ）以下の（１）式に示すような構造単位を有し溶融温度が３２４℃である粒子状の全芳香族ポリエステルを７７重量％、及び（ｂ）住友化学工業（株）製ボンドファースト ７Ｍを２３重量％含む液晶性高分子組成物である。また、液晶ポリエステル組成物Ｇ−４は、（ａ）以下の（２）式に示す構造単位を有し溶融温度が２７０℃の粒子状の全芳香族ポリエステルを８７重量％、（ｂ）住友化学工業（株）製ボンドファースト ２０Ｂを１３重量％含む液晶性高分子組成物である。

これにより、液晶性高分子層は、他の高分子層に比して群を抜いて水蒸気透過率や酸素透過率が低いことが理解される。

本実施形態では、液晶性高分子層３３として、水蒸気透過率が１ｇ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下であり、酸素透過率が１０ｍＬ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下であるものを用いると、十分なガスバリア性が得られて、電気化学デバイスの信頼性が十分に向上する。

続いて、図１に戻って、接着層３２は熱可塑性高分子層３１と液晶性高分子層３３とを接着し、接着層３４は熱可塑性高分子層３５と液晶性高分子層３３とを接着している。一般的に液晶性高分子層３３は溶融温度が高く例えばポリオレフィン等からなる溶融温度の低い熱可塑性高分子層３１との接着性が十分でない場合が多い。したがって、このような接着層３２、３４を用いることにより、液晶性高分子層３３と熱可塑性高分子層３１，３５とを十分強固に接着できる。

接着層３２、３４の材料としては、熱可塑性高分子層３１，３５と液晶性高分子層３３とを十分に接着できるものなら特に限定されないが、例えば、ウレタン系、エポキシ系、エステル系、エーテル系、アクリル系、オレフィン系の接着剤や、ウレタン化ポリエーテル、ウレタン化ポリエステル等の複合系接着剤等の硬化性樹脂の硬化物、すなわち、塗布後に化学反応により硬化して熱可塑性高分子層３１，３５と液晶性高分子層３３とを結合させるものを好適に使用できる。

ここで、接着層３２、３４の厚みはなるべく薄いほうが好ましく、例えば、０．５〜３μｍである。

（電気二重層キャパシタの製造方法）
次に、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６を参照して、上述した電気二重層キャパシタ１の製造方法の一例について説明する。

まず、図５（ａ）に示す一対の集電体２０，２１を用意する。これらの集電体２０，２１は、例えば、アルミニウム等の導電性の金属箔を所定の大きさの矩形状に切断することにより形成できる。

次に、各集電体２０，２１の主表面の中央部分に、シート状の第一電極１２、第二電極１３をそれぞれ形成する。これら第一電極１２、第二電極１３の形成方法は、特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタ１の製造に採用されている公知の薄膜製造技術を用いることができる。

例えば、第一電極１２、第二電極１３が炭素電極（分極性電極）の場合、公知の方法により賦活処理済みの活性炭等の炭素材料を用いてシート状の電極を作製することができる。具体的には、例えば、炭素材料を５〜１００μｍ程度に粉砕し粒度を整えた後、例えば炭素粉末に導電性を付与するための導電性補助剤（カーボンブラック等）と、例えば結着剤と、例えば、ＭＩＢＫ等の有機溶媒とを添加し混練してペーストを得、このペーストを各集電体２０，２１上に塗布し乾燥すればよい。塗布は、メタルマスク印刷、ドクターブレード法、ロールプレス法などを利用できる。

ここで、上記の導電性補助剤としては、カーボンブラックの他、アセチレンブラック、粉末グラファイトなどを用いることができ、また、結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレンの他、ポリフッ化ビニリデン、フッ素ゴムなどを使用することができる。

なお、集電体２０，２１上にペーストを塗布することにより第一電極１２、第二電極１３を形成する代わりに、シート状の電極を形成しこれを集電体２０，２１上に積層してもよい。

次に、セパレータ１４を準備する。このセパレータ１４は、紙等の多孔質性の絶縁材料を所定の大きさに切ることにより形成できる。ここで、セパレータ１４の主表面の面積を、第一電極１２、第二電極１３よりも大きくする。

続いて、枠状の封口材３０を用意する。まず、集電体２０，２１と同サイズの矩形の熱可塑性高分子シートを２枚と、集電体２０，２１と同サイズの矩形の液晶性高分子シートを１枚用意する。そして、液晶性高分子シートの両主面に接着剤を塗布した上で、この液晶性高分子シートを熱可塑性高分子シートで上下から挟んで３枚を一体化する。その後、一体化されたシートの第一電極１２、第二電極１３に対応する中央部分を積層方向に切り抜いて、熱可塑性高分子層３１／接着層３２／液晶性高分子層３３／接着層３４／熱可塑性高分子層３５の構造の枠状の封口材３０を得る。

続いて、図５（ｂ）に示すように、このようにして得た枠状の封口材３０を、集電体２１の周縁部２１ａに載置する。そして、これら封口材３０と集電体２１とを定盤９１及びヒータ９２で挟んで熱融着することにより封口材３０を集電体２１に固定する。ここで、ヒータ９２は、集電体２１に接触するようにし、集電体２１を介して封口材３０の熱可塑性高分子層３５を加熱して集電体２１の周縁部２１ａと封口材３０とを熱融着する。このとき、ヒータ９２の温度を、封口材３０の熱可塑性高分子層３５が溶融し、かつ、液晶性高分子層３３が溶融しない温度に制御する。

続いて、集電体２１に形成された第二電極１３に上記の電解質溶液を滴下し、他方の集電体２０に形成された第一電極１２にも電解液を滴下する。

さらに続いて、図６に示すように、第二電極１３上にセパレータ１４を積層し、セパレータ１４上にも電解質溶液を滴下する。

次に、他方の集電体２０を、第一電極１２が上述のセパレータ１４と対面すると共に、集電体２０の周縁部２０ａが枠状の封口材３０と接するように集電体２１に積層して積層構造体とする。

その後、真空容器内で真空に引きながら、定盤９３上に載置した積層構造体を上からヒータ９８で挟んで熱融着する。ここで、ヒータ９８は、封口材３０の熱可塑性高分子層３１の表面形状に対応する枠状形状を有し、集電体２０を介して封口材３０の熱可塑性高分子層３１を溶融させて集電体２０の周縁部２０ａと封口材３０とを熱融着して封口し、図１に示す電気二重層キャパシタ１を得る。このとき、ヒータ９８の温度を、封口材３０の熱可塑性高分子層３1が溶融し、かつ、液晶性高分子層３３が溶融しない温度に制御する。

このとき、ヒータ９８が集電体２０の中央部に接触しないので、発電要素１０の温度上昇が抑制され、発電要素１０、特に電解質の劣化等や蒸発等を防止できる。

以上の工程により、本実施形態に係る電気二重層キャパシタ１の製造工程が終了する。

このような電気二重層キャパシタ１によれば、封口材３０は、熱可塑性高分子層３１，３５、及び、これら熱可塑性高分子層３１，３５間に挟まれ熱可塑性高分子層３１，３５よりも溶融温度が低い液晶性高分子層３３を備えている。このため、熱可塑性高分子層３１，３５を集電体２０，２１に熱融着する際の封口材３０の加熱温度を、溶融温度の高い液晶性高分子層３３を直接集電体２０，２１に熱融着させる場合に比べて低くすることができる。これにより、封口時に発電要素１０が熱による悪影響を受けにくい。

また、集電体２０，２１間を封口する時に封口材３０が過度に高温になった場合等においても、集電体２０，２１間に、熱可塑性高分子層３１，３５に比して溶融し難い液晶性高分子層３３が介在することとなる。したがって、この液晶性高分子層３３が邪魔となって集電体２０，２１同士が接触しにくくなる。

さらに、液晶性高分子層は、他の熱可塑性高分子等に比べて水蒸気透過率や酸素透過率が十分に低い。したがって、水蒸気や酸素の進入による発電要素１０の劣化や、高温にさらされた場合の電解質溶液の蒸発等が抑制されるので、信頼性の高い電気二重層キャパシタ１が提供されている。

これにより、本実施形態の電気二重層キャパシタ１は集電体２０，２１間のショートが起こりにくくなるので歩留まりを高くでき、また薄型化が可能となる。さらに、熱による悪影響を受けにくいので信頼性の向上や長寿命化ができる。なお、ヒータを用いずに超音波溶接等により封口してもよく、同様の作用効果を生じる。

（第二実施形態）
続いて、図７を参照して、第二実施形態に係る電気二重層キャパシタ２について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ２が、第一実施形態に係る電気二重層キャパシタ１と異なる点は封口材３０に代えて封口材４０を備えている点であり、この封口材４０が封口材３０と異なる点は、接着層３２、３４を有さず、熱可塑性高分子層３１、３５が液晶性高分子層３３にそれぞれ熱融着されている点である。

ここで、熱可塑性高分子層３１は、集電体２０の周縁部２０ａに熱融着された低温溶融熱可塑性高分子層（サブ層）３１Ｌ、及び液晶性高分子層３３に熱融着された高温溶融熱可塑性高分子層（サブ層）３１Ｈを有している。また、熱可塑性高分子層３５は、集電体２１の周縁部２０ａに熱融着された低温溶融熱可塑性高分子層３５Ｌ、及び液晶性高分子層３３に熱融着された高温溶融熱可塑性高分子層３５Ｈを有している。

低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌと高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈとは互いに熱融着され、低温溶融熱可塑性高分子層３５Ｌと高温溶融熱可塑性高分子層３５Ｈとは互いに熱融着されている。

ここで、本実施形態では、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈの溶融温度は、低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ、３５Ｌの溶融温度より高く、かつ液晶性高分子層３３の溶融温度よりも低い。

すなわち、熱可塑性高分子層３１は、溶融温度が互いに異なる低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ及び高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈの積層体であり、熱可塑性高分子層３５は、溶融温度が互いに異なる低温溶融熱可塑性高分子層３５Ｌ及び高温溶融熱可塑性高分子層３５Ｈの積層体である。これらの積層体においては、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈ、及び低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ、３５Ｌは、溶融温度が液晶性高分子層３３から集電体２０，２１に向かって低くなるように積層されている。

低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ，３５Ｌ及び高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ，３５Ｈを構成する熱可塑性高分子としては、上述の溶融温度の条件を満たせば特に限定されず、第一実施形態で記載した熱可塑性高分子を使用できる。

例えば、低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ、３５Ｌの材料として酸変性ポリオレフィンを、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈの材料として酸変性されていないポリオレフィンを用いることが好適である。

このような封口材４０は次のようにして製造できる。すなわち、液晶性高分子シートの両面に液晶性高分子よりも溶融温度の低い熱可塑性高分子シートを積層し、液晶性高分子が溶融する程度の温度でこれらを熱融着して、液晶性高分子層３３の両面に高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈがそれぞれ熱融着した積層体を形成する。その後、この積層体の高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈ上に、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈよりも溶融温度の低い熱可塑性高分子シートをそれぞれ積層し、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈ、３５Ｈが溶融する程度の温度でこれらを熱融着し、低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌ、３５Ｌを形成する。

このような電気二重層キャパシタ２によっても、第一実施形態と同様の作用効果を示す。さらに、熱可塑性高分子層と液晶性高分子層とは溶融温度が大きく異なるので熱融着しにくい場合が多いが、本実施形態では、例えば、液晶性高分子層３３と、熱可塑性高分子層３１の内の高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈとの溶融温度を近づけられるので液晶性高分子層３３と熱可塑性高分子層３１との接着性を高められる一方、集電体２０を熱可塑性高分子層３１の内の低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌとを熱融着する際の温度は十分低くできるので熱可塑性高分子層３１と集電体２０との熱融着時の発電要素１０の熱ダメージも抑えることができる。

もちろん、低温溶融熱可塑性高分子層３１Ｌの溶融温度と、高温溶融熱可塑性高分子層３１Ｈの溶融温度との差もそれほど大きくなくならないので、これらも互いに十分強固に熱融着できる。

なお、本実施形態では、熱可塑性高分子層３１を２層としているが、液晶性高分子層の溶融温度が特に高い場合には温度差の互いに異なる３層以上の構成としても良く、また、液晶性高分子を含む樹脂の種類等に応じて、熱可塑性高分子層３１，３５をそれぞれ単層としても動作は可能である。

（第三実施形態）
続いて、図８を参照して、第三実施形態に係る電気二重層キャパシタ３について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ３が第二実施形態に係る電気二重層キャパシタ２と異なる点は、封口材４０に代えて封口材５０を備えている点であり、封口材５０が封口材４０と異なる点は、熱可塑性高分子層３１が単層であり、かつ、液晶性高分子層３３内に熱可塑性高分子製の粒子３６が多数分散している点である。この粒子３６は、熱可塑性高分子層３１と同じ熱可塑性高分子から形成されている。また、粒子３６の一部は熱可塑性高分子層３１と熱融着している。

このような電気二重層キャパシタ３は、熱可塑性高分子製の粒子３６が液晶性高分子層３３中に多数分散された材料からなり、少なくとも粒子３６の一部が表面に露出した枠状の封口材前駆シートを形成し、この封口材前駆シートを集電体２０，２１間に挟んで熱融着することにより形成できる。このとき、集電体２０，２１に熱をかけることにより、この前駆シート中の熱可塑性高分子の粒子３６が溶融して集電体２０，２１との間に熱可塑性高分子層３１を形成する。

このような実施形態でも上述と同様の作用効果を奏する。また、封口材前駆シートの製造は比較的低コストで可能である。

（第四実施形態）
続いて、図９を参照して、第四実施形態に係る電気二重層キャパシタ４について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ４が第一実施形態に係る電気二重層キャパシタ１と異なる点は、封口材３０に代えて封口材６０を備えている点であり、封口材６０が封口材３０と異なる点は、第一実施形態の封口材３０の外側端部に、更に熱可塑性高分子層３１、３５をそれぞれ封止するための第一突条部３７，３８が設けられた点である。

第一突条部３７，３８は、液晶性高分子層３３の外側端部の上下面からそれぞれ突出し集電体２０，２１の内側面２０ｃ，２１ｃまでそれぞれ延びて集電体２０，２１に熱融着されている。また、これら第一突状部３７，３８は、それぞれ熱可塑性高分子層３１，３５の外側端面３１ｃ、３５ｃを全周に亘って取り囲んでいる。さらに、第一突条部３７，３８は、液晶性高分子層３３の液晶性高分子と同じ液晶性高分子から形成されている。

ここで、第一突条部３７の外側端面は、集電体２０，２１の端面２０ｂ，２１ｂと同一平面を形成している。

また、第一突条部３７，３８の内側端面は、液晶性高分子層３３から離れた側が電気化学デバイス４の端面に近づくように傾斜されており、第一突条部３７，３８は、電気化学デバイス４の垂直断面において（図９参照）、液晶性高分子層３３から集電体２０，２１に向かってそれぞれ先細とされている。

熱可塑性高分子層３１，３５の端面３１ｃ，３５ｃは、第一突条部３７，３８の内側端面に対応して傾斜している。そして、熱可塑性高分子層３１，３５の端面３１ｃ、３５ｃは、この端面３１ｃ，３５ｃ上まで延びて形成された接着層３２，３４により第一突条部３７，３７と接着されている。

第一突条部３７，３８の先端と集電体２０，２１との熱融着は、熱可塑性高分子層３１，３５と集電体２０，２１との熱融着の終了後、集電体２０，２１の最端部に、３００℃程度のヒータを接触させることにより行うことができる。

このような実施形態の電気二重層キャパシタ４によれば、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、第一突条部３７，３８が、熱可塑性高分子層３１，３５をそれぞれ封止している、すなわち、電気二重層キャパシタ４の端面において熱可塑性高分子層３１，３５が露出しないので、封口材６０を介した電気二重層キャパシタ４の内と外との間のガスの透過はすべて液晶性高分子層３３や第一突条部３７を介してのみなされる。したがって、電気二重層キャパシタ４のガスバリア性が更に向上し、より信頼性が高くなる。

また、第一突条部３７，３８が集電体２０，２１の端面２０ｂ，２１ｂに近い部分にそれぞれ熱融着されているので、この第一突条部３７，３８を集電体２０，２１に熱融着する際に、発電要素１０にそれほど熱による悪影響を与えない。

（第五実施形態）
続いて、図１０を参照して、第五実施形態に係る電気二重層キャパシタ５について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ５が第四実施形態に係る電気二重層キャパシタ４と異なる点は、封口材６０に代えて封口材７０を備えている点であり、封口材７０と封口材６０とが異なる点は、第一突条部３７，３８がさらに突出して集電体２０，２１の端面２０ｂ、２１ｂに熱融着している点である。第一突条部３７，３８は、それぞれ集電体２０，２１の端面２０ｂ，２１ｂの全周に亘って熱融着されている。

このような実施形態によっても、第四実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、集電体２０，２１の内、発電要素１０から最も遠い部分、すなわち、集電体２０，２１の端面２０ｂ、２１ｂに液晶性高分子製の第一突条部３７，３８がそれぞれ熱融着されているので、この熱融着による発電要素１０への悪影響を十分抑止できる。また、第一突条部３７，３８が端面２０ｂ，２１ｂ全体に亘って熱融着されているので、第四実施形態に比して接着面積を大きくでき、ガスバリア性能及び機械的強度が強くなる。

このような電気二重層キャパシタ５は、予め封口材７０の第一突条部３７，３８を、集電体２０，２１間に挟み込むと端面２０ｂ，２１ｂに接触する形状としておき、熱可塑性高分子層３１，３５の熱融着後に、第一突条部３７，３８を例えば３００℃程度で熱融着することにより形成できる。

（第六実施形態）
続いて、図１１を参照して、第六実施形態に係る電気二重層キャパシタ６について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ６が第一実施形態に係る電気二重層キャパシタ１と異なる点は、封口材３０に代えて封口材８０を備えている点であり、封口材８０が封口材３０と異なる点は、封口材８０が、集電体２０，２１の周縁部２０ａ、２１ａの内側面２０ｃ，２１ｃだけでなく、集電体２０，２１の端面２０ｂ、２１ｂにも熱融着している点である。

具体的には、この封口材８０において、熱可塑性高分子層３１，３５は、集電体２０，２１の周縁部２０ｂ，２１ａの内側面２０ｃ，２１ｃ上から端面２０ｂ，２１ｂ上までに亘ってそれぞれ形成されている。

また、液晶性高分子層３３には、液晶性高分子層３３から突出して、熱可塑性高分子層３１，３５をそれぞれ挟んで集電体２０，２１の端面２０ｂ，２１ｂを全周に亘って取り囲む第二突条部３９ａ，３９ｂが設けられている。第二突条部３９ａ，３９ｂは液晶性高分子層３３の液晶性高分子と同じ液晶性高分子から形成されている。

接着層３２，３４は、さらに、それぞれ、第二突条部３９ａと熱可塑性高分子層３１との間、第二突条部３９ｂと熱可塑性高分子層３５との間にまで延びており、それぞれ、第二突条部３９ａと熱可塑性高分子層３１、第二突条部３９ｂと熱可塑性高分子層３５とを接着している。

このような実施形態の電気二重層キャパシタ６によっても、第一実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、集電体２０，２１の端面２０ｂ，２１ｂを利用して封口材８０を熱融着するので、接着強度が高まり電気二重層キャパシタ６の機械的強度を十分に高めることができる。

（第七実施形態）
続いて、図１２を参照して、第七実施形態に係る電気二重層キャパシタ７について説明する。本実施形態に係る電気二重層キャパシタ７が第六実施形態に係る電気二重層キャパシタ６と異なる点は、封口材８０に代えて封口材９０を備える点であり、封口材９０が封口材８０と異なる点は、第二突条部３９ａ，３９ｂがさらに突出して集電体２０，２１の周縁部２０ａ、２１ａの外側面２０ｄ，２１ｄに全周に亘ってそれぞれ熱融着されている点である。

このような実施形態によっても、第六実施形態と同様の作用効果を奏する。さらに、熱可塑性高分子層３１が外部に露出しないので、封口材９０を介したガスの透過は、すべて、液晶性高分子層３３や第二突条部３９ａ，３９ｂを介して行われることとなる。したがって、ガスバリア性が極めて高くなる。

このような電気二重層キャパシタ７は、予め封口材９０の第二突条部３９ａ，３９ｂを、集電体２０，２１間に挟み込むと集電体２０，２１の外側面２０ｄ，２１ｄに接触する形状としておき、熱可塑性高分子層３１，３５の熱融着後に、第二突条部３９ａ，３９ｂを例えば３００℃程度で集電体に熱融着することにより形成できる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態においては、本発明を電気二重層キャパシタに適用した場合に好適な構成について説明したが、本発明は電気二重層キャパシタに限定されるものではなく、例えば、シュードキャパシタ、レドックスキャパシタ等の他の電気化学キャパシタに適用可能である。

また、第四〜第七実施形態では、熱可塑性高分子層３１，３５と液晶性高分子層３３とが接着層３２，３４によって接着されているが、第二実施形態のように、熱可塑性高分子層３１、３５と液晶性高分子層３３とが互いに熱融着していても良い。この場合、もちろん、液晶性高分子層３３は、溶融温度の異なる多層構造となっていても良い。

更に、上記実施形態の説明においては、本発明を電気化学キャパシタ（特に電気二重層キャパシタ）に適用した場合に好適な構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池等をはじめとする各種二次電池にも適用可能である。この場合には、第一電極（正極）１２となる多孔体層には、リチウムイオン二次電池等の二次電池の正極に使用可能な電極活物質が含有される。また、第二電極（負極）１３となる多孔体層には、リチウムイオン二次電池等の二次電池の負極に使用可能な電極活物質が含有される。この場合、第一電極１２に接触する集電体には、耐食性の点からアルミニウム、チタン等を用いることが好ましく、第二電極１３に接触する集電体には、リチウムと合金を形成しない観点から、銅、ニッケル等を用いることが好ましい。

次に、参考例に基づいて、本発明の効果をより具体的に説明する。

（参考例１）
以下の手順により、図９に示した電気二重層キャパシタ４と同様の構成を有する参考例１の電気二重層キャパシタを作製した。

まず、電極を有する集電体を一対作製した。

集電体としては、アルミニウム箔（厚み５０μｍ）を所定の矩形状に切断したものを採用し、これら集電体上に電極を形成した。具体的には、賦活処理した活性炭（比表面積２０００ｍ^２／ｇ、クラレケミカル製ＢＰ−２０）を８０重量％、バインダーとしてのフッ素ゴム（デュポン社製、Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ）を１０重量％、導電助剤としてのアセチレンブラック（電気化学工業製、ＤＥＮＫＡＢＬＡＣＫ）を１０重量％を、所定量のメチルイソブチルケトンに混合・混練してペースト化し、メタルマスク法で集電体の主面の中央部に塗布し、乾燥して電極とした。電極の乾燥後の厚みは５０μｍであった。この電極を２枚作成した。

次に、セパレータを用意した。このセパレータは、厚み５０μｍの紙（ニッポン高度紙工業製、ＴＦ４０５０）を、電極の主表面の面積よりも大きく切り出すことにより形成した。

続いて、第四実施形態（図９参照）の封口材６０のような枠状の封口材を用意した。まず、集電体と同じ平面形状の矩形の液晶性高分子シート（住友化学製、エコノール）を一枚用意し、さらに、集電体よりやや平面形状が小さい熱可塑性高分子シートとしての酸変性高密度ポリエチレンシート（厚み２０μｍ）を２枚用意した。

この液晶性高分子シートには、厚み方向の両表面の縁に沿って高さ２０μｍの先細の突条部（第一突条部３７に対応）を形成した。この液晶性高分子シートの突条部を除く部分の厚みは１００μｍであった。したがって、突条部の部分の全厚みは１４０μｍであった。

そして、液晶性高分子シートの両表面にウレタン接着剤を塗布した後、酸変性高密度ポリエチレンシートを積層して張り合わせて一体化し、電極に対応する中央部を切り抜いて、酸変性高密度ポリエチレン層／ウレタン接着層（１〜２μｍ程度）／液晶性高分子層／ウレタン接着層（１〜２μｍ程度）／酸変性高密度ポリエチレン層の構造の枠状の封口材とした。この封口材の両表面の縁には、液晶性高分子製の突条部の頂面が露出していた。

続いて、一方の集電体における電極が形成された面の周縁部上に、電極を取り囲むように枠状の封口材を載置し、集電体側から封口材を加熱して熱可塑性高分子層を溶融し封口材と一方の集電体とを１３０℃で熱融着した。続いて、この集電体の電極に適当量の電解質溶液を滴下し、この電極の上にセパレータを積層し、さらに、セパレータ上に適当量の電解質溶液を滴下した。電解質溶液としては、４フッ化トリエチルメチルアンモニウム塩のプロピレンカーボネート溶液に１．８ｍｏｌ／Ｌの濃度に溶解させたものを用いた。

続いて、他方の集電体の電極上にも適当量の電解質溶液を滴下した。そして、他方の集電体を、一方の集電体と重ね合わせた。このとき、他方の集電体の電極がセパレータと接触し、また、他方の集電体の周縁部が、枠状の封口材と重なるようにした。

続いて、真空雰囲気下で、集電体に対して封口材の形状に対応する枠状のヒータを押し当てて、封口材の熱可塑性高分子層を１３０℃で溶融して封口し、その後さらに、突条部を３００℃で熱融着して電気二重層キャパシタを完成させた。ここでは、このような電気二重層キャパシタを１０個得た。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個ともショートしておらず、内部抵抗は５．５〜６．０Ω、放電容量は６０ｍＦですべて良品であった。

さらに、温度２５℃、湿度９０％の恒湿槽に１０００ｈ保存し、放電容量を測定したところ、すべて５８〜６０ｍＦであり、容量保持率は９６％以上であった。

（参考例２）
参考例２では、ウレタンの接着層に代えて、酸変性していないポリエチレン層（２〜３μｍ）を有し、このポリエチレン層の一方の面が液晶性高分子層に３００℃で熱融着され、他方の面が酸変性高密度ポリエチレン層に１３０℃で熱融着された封口材を用いる以外は参考例１と同様にして、電気二重層キャパシタを１０個作製した。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個ともショートしておらず、内部抵抗は５．５〜６．０Ω、放電容量は６０ｍＦですべて良品であった。

さらに、温度２５℃、湿度９０％の恒湿槽に１０００ｈ保存し、放電容量を測定したところ、すべて５８〜６０ｍＦであり、容量保持率は９６％以上であった。

（参考例３）
参考例３では、第五実施形態における電気二重層キャパシタ５と同様の電気二重層キャパシタを作製した。具体的には、集電体間に挟み込むと、酸変性高密度ポリエチレンシート（図１０の熱可塑性高分子層３１に対応）の外側端面を取り囲みかつ集電体の端面と接触する突条部（図１０の第一突条部３７，３８に対応）を有する封口材を用い、この封口材で集電体２０，２１間を封口した後にさらに、突条部と集電体の端部とを３００℃で熱融着する以外は参考例１と同様にして、電気二重層キャパシタを１０個作製した。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個ともショートとしておらず、内部抵抗は５．５〜６．０Ω、放電容量は６０ｍＦですべて良品であった。

さらに、温度２５℃、湿度９０％の恒湿槽に１０００ｈ保存し、放電容量を測定したところ、すべて５９〜６０ｍＦであり、容量保持率は９６％以上であった。

（参考例４）
参考例４では、ウレタンの接着層に代えて、酸変性していないポリエチレン層（２〜３μｍ）を有し、このポリエチレン層の一方の面が液晶性高分子層に３００℃で熱融着され、他方の面が酸変性高密度ポリエチレン層に１３０℃で熱融着された封口材を用いる以外は参考例３と同様にして、電気二重層キャパシタを１０個作製した。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個ともショートしておらず、内部抵抗は５．５〜６．０Ω、放電容量は６０ｍＦですべて良品であった。

さらに、温度２５℃、湿度９０％の恒湿槽に１０００ｈ保存し、放電容量を測定したところ、すべて５９〜６０ｍＦであり、容量保持率は９６％以上であった。

（比較例１）
比較例１では、単層の酸変性ポリエチレンフィルム（厚さ１５０μｍ）からなる封口材を用いる以外は参考例１と同様にして電気二重層キャパシタを１０個得た。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個中５個がショートしていた。

さらに、良品５個を温度２５℃、湿度９０％の恒湿槽に１０００ｈ保存し、放電容量を測定したところ、すべて３０ｍＦであり、容量保持率は５０％以上であった。

（比較例２）
比較例２では、単層の液晶性高分子（住友化学製、エコノール）（厚さ１５０μｍ）からなる封口材を用い、熱融着温度を３００℃とする以外は参考例１と同様にして電気二重層キャパシタを１０個得た。

これらの電気二重層キャパシタの抵抗を測定したところ、１０個中全１０個がショートしていた。

これらの電気二重層キャパシタを解析したところ、発電要素に熱負荷がかかりすぎて短絡していることが判明した。

図１は、本発明の第一実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図２は、図１の電気二重層キャパシタの上面図である。 図３は、液晶性高分子を含む樹脂の水蒸気透過率及び酸素透過率の一例を示す表である。 図４は、液晶性高分子を含まない高分子の水蒸気透過率及び酸素透過率の一例を示す表である 図５（ａ）、及び図５（ｂ）は、図１の電気二重層キャパシタの製造方法を説明する断面図である。 図６は、図１の電気二重層キャパシタの製造方法を説明する図５（ｂ）に続く断面図である。 図７は、本発明の第二実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図８は、本発明の第三実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図９は、本発明の第四実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図１０は、本発明の第五実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図１１は、本発明の第六実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。 図１２は、本発明の第七実施形態に係る電気二重層キャパシタの断面図である。

符号の説明

１…電気二重層キャパシタ（電気化学デバイス）、１０…発電要素、１２…第一電極、１３…第二電極、２０，２１…集電体、２０ａ，２１ａ…周縁部、２０ｂ，２１ｂ…端面、２０ｃ，２１ｃ…内側面、２０ｄ，２１ｄ…外側面、３３…液晶性高分子層、３１，３５…熱可塑性高分子層、３１Ｌ，３５Ｌ…低温溶融熱可塑性高分子層（サブ層）、３５Ｈ，３５Ｈ…高温溶融熱可塑性高分子層（サブ層）、３６…粒子、３７，３８…第一突条部、３９ａ，３９ｂ…第二突条部、３２，３４…接着層、３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０…封口材。

Claims (13)

1. 互いに対向する一対の板状の集電体と、
   第一電極、第二電極及びこれらの電極間に設けられた電解質を有し、前記第一電極が一方の前記集電体と接し前記第二電極が他方の前記集電体と接するように前記集電体間に挟まれた発電要素と、
   一方の前記集電体の周縁部と他方の前記集電体の周縁部との隙間を塞いで前記発電要素を前記集電体間に密封するための枠状の封口材と、を備え、
   前記封口材は、液晶性高分子層及び前記液晶性高分子層を挟むように設けられた一対の熱可塑性高分子層を有し、
   一方の前記熱可塑性高分子層は一方の前記集電体の周縁部に熱融着され、他方の前記熱可塑性高分子層は他方の前記集電体の周縁部に熱融着され、前記一対の熱可塑性高分子層の溶融温度は前記液晶性高分子層の溶融温度よりも低く、
   前記熱可塑性高分子層は、さらに前記集電体の端面上にまで設けられており、
   前記液晶性高分子層には、前記液晶性高分子層から延びると共に前記熱可塑性高分子層を挟んで前記集電体の端面を取り囲む液晶性高分子製の第二突条部が設けられている電気化学デバイス。
2. 前記液晶性高分子層の溶融温度は１８０〜３５０℃である請求項１の電気化学デバイス。
3. 前記液晶性高分子層の水蒸気透過率は１ｇ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下であり、前記液晶性高分子層の酸素透過率は１０ｍＬ／（ｍ^２・２４ｈｒ・１００μｍ）以下である請求項１又は２の電気化学デバイス。
4. 前記液晶性高分子層は液晶ポリエステルを含む液晶性高分子から形成された請求項１〜３の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
5. 前記熱可塑性高分子層の溶融温度は９０〜２００℃である請求項１〜４の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
6. 前記熱可塑性高分子層は０．６５Ｎ／ｍｍ以上の接着強度で前記集電体と接着している請求項１〜５の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
7. 前記熱可塑性高分子層はポリオレフィンを含む熱可塑性高分子から形成された請求項１〜６の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
8. 前記熱可塑性高分子層と前記液晶性高分子層とが、接着層により接着されている請求項１〜７の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
9. 前記熱可塑性高分子層と前記液晶性高分子層とが、互いに熱融着されている請求項１〜７の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
10. 前記熱可塑性高分子層は、溶融温度がそれぞれ異なる熱可塑性高分子製の複数のサブ層の積層体であり、前記積層体は、各サブ層の溶融温度が前記液晶性高分子層から前記集電体に向かって低くなるように積層されている請求項１〜９の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
11. 前記液晶性高分子層は熱可塑性高分子製の粒子を含み、前記熱可塑性高分子層と前記熱可塑性高分子製の粒子とが熱融着している請求項１〜７の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
12. 前記第二突条部は、さらに、前記集電体の外側面の周縁部に熱融着された請求項１〜１１の何れか一項に記載の電気化学デバイス。
13. 第一電極、第二電極及びこれらの電極間に設けられた電解質を有する発電要素と、一対の板状の集電体と、枠状の封口材と、を用意する工程と、
    一方の前記集電体が前記発電要素の前記第一電極と接し、他方の前記集電体が前記発電要素の前記第二電極と接し、前記封口材が前記発電要素を取り囲むような配置で、前記一対の板状の集電体の間に前記発電要素及び前記封口材を挟む工程と、
    前記集電体の外側主面における前記封口材と対向する部分を加熱する工程と、を備え、 前記枠状の封口材は、液晶性高分子層及び前記液晶性高分子層を前記枠の厚み方向に挟むように設けられた一対の熱可塑性高分子層を有し、前記一対の熱可塑性高分子層の溶融温度は前記液晶性高分子層の溶融温度よりも低く、
    前記熱可塑性高分子層は、さらに前記集電体の端面上にまで設けられており、
    前記液晶性高分子層には、前記液晶性高分子層から延びると共に前記熱可塑性高分子層を挟んで前記集電体の端面を取り囲む液晶性高分子製の第二突条部が設けられている電気化学デバイスの製造方法。

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