JP5039884B2 - 電気化学セル - Google Patents

Description

本発明は、電気化学セルに関する。

一般的に、時計機能や半導体メモリのバックアップ電源には、高いエネルギー密度と軽量化を図るため、非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタといった各種の電気化学セルが利用されている。この電気化学セルの実装には、実装基板の小型化にともない、塗布したハンダクリームなどの上に電気化学セルを載置してハンダ付けを行う、いわゆるリフローハンダ付けが採用されている。

上記リフローハンダ付けは、電気化学セルの載置されたプリント基板を２００℃以上に昇温する。そのため、リフローハンダ付けに対する耐熱性を図り、封止性を向上させることが、電気化学セルの信頼性を向上させる上で重要になっている。

電気化学セルは、正極缶を兼ねたケースと、負極缶を兼ねてケースの開口部を封口するキャップと、これらケースとキャップとの間に挟入された絶縁性のガスケットと、を有している。電気化学セルは、ケースの開口内縁がガスケットを介してキャップのフランジ部をかしめ封口し、内部に収容する電極や電解質を密閉する。

そこで、特許文献１は、封止性を向上させるため、ガスケットの外壁上部の最大厚さを外壁下部の最小厚さより厚くし、かつ、ガスケットの外壁上部径を下部径よりも大きくする。これによって、ガスケットの最大圧縮部の肉厚を厚くさせることができ、ガスケットを切れ難くして封止性を向上させる。
特開２００５−１２３０１７号公報

しかしながら、図４に示すように、ガスケット１０１の外壁上部に肉厚部１０１ａを設けると、ガスケット１０１は、その肉厚部１０１ａを厚くする分だけ、肉厚部１０１ａの表面を径方向内側に張り出させる。そのため、電気化学セルを組み付ける工程で、以下の問題を招いていた。

すなわち、キャップ（負極缶１０２）のフランジ部１０２ａをガスケット１０１の環状溝１０１ｂに嵌入するとき、肉厚部１０１ａの張り出しが物理的な障害となり、負極缶１０２をガスケット１０１に嵌入不能にしたり、硬質のガスケット材料を用いるとガスケット１０１を変形させて機械的に破損させたりする問題を招いていた。

上記問題は、図５に示すように、ケース（正極缶１０３）に嵌入された状態のガスケット１０１に対して負極缶１０２を嵌入するときに、より顕著になる。正極缶１０３に嵌入された状態のガスケット１０１は、その外形が正極缶１０３に規定されるため、ガスケット１０１の内径を拡大し難くする（肉厚部１０１ａの張り出しを縮小し難くする）。この結果、負極缶１０２をガスケット１０１に嵌入するとき、肉厚部１０１ａが一層障害となり、ガスケット１０１の機械的損傷を容易に引起す問題を招いていた。

しかも、環状溝１０１ｂの溝側面には、ガスケット１０１と負極缶１０２との間の封止性を向上させるためのシール剤１０４が塗布されている。環状溝１０１ｂに塗布されたシール剤１０４は、環状溝１０１ｂに負極缶１０２を嵌入するとき、フランジ部１０２ａと
、張り出す肉厚部１０１ａとの間の摩擦によって剥がされて、シール剤１０４としての機能を失う。

これらの結果、上記ガスケットは、電気化学セルの封止性を向上し難いものであった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、封止性を向上させた電気化学セルを提供することである。

請求項１に記載の発明は、有底円筒状に形成されて一対の電極と電解質を収容するケースと、前記ケースの内周面に沿った環状溝を有するＵ字断面の環状に形成されて、前記ケースの内側に嵌入するガスケットと、前記ガスケットの前記環状溝に塗布されたシール剤と、前記環状溝に対応するフランジ部を有したハット状に形成されて、前記フランジ部が前記環状溝の溝側面を介して前記ケースの内周面にかしめ固定されて前記ケースの開口部を封口するキャップと、を備え、前記ガスケットは、前記環状溝の溝側面に形成され、前記フランジ部の外径と略同じ内径を有して前記環状溝の底部に向けて平坦に延びる案内部と、前記底部から径方向外側に向かって凹設されて前記シール剤を収容する収容部と、を備え、前記収容部は、前記フランジ部の外側面下側から平面部を覆うように前記ガスケットの全周にわたって形成された円環状の凹溝であり、前記案内部は前記フランジ部の平面部から上端部を覆うとともに、該案内部の中心軸方向の厚みが、前記フランジ部の中心軸
方向の厚みよりも大きいこと要旨とする。

請求項１に記載の電気化学セルによれば、案内部の内径がフランジ部の外径と略同じサイズで形成されるため、環状溝にフランジ部を嵌入するとき、案内部に塗布されたシール剤を剥がすことなく、フランジ部を嵌入させることができる。そして、ケースの開口部を封口するとき、収容部に収容するシール剤を環状溝の溝側面とフランジ部との間に挟入させることができる。したがって、電気化学セルの封止性を向上させることができる。

また、請求項１に記載の電気化学セルによれば、環状溝の溝側面をフランジ部に押圧して密着させるとき、フランジ部の全体を溝側面で覆うことができる。したがって、対象物とガスケットとの間の封止性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気化学セルにおいて、前記ケースは、正極缶であり、前記キャップは、負極缶であることを要旨とする。
この電気化学セルによれば、ケースとキャップをそれぞれ正極缶と負極缶で構成した電気化学セルについて、その封止性を向上させることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。図１は、電気化学セル１の側断面図である。
図１において、電気化学セル１は、有底円筒状に形成されたケースとしての正極缶２と、正極缶２の開口部２ａに対応するハット状に形成されたキャップとしての負極缶３と、正極缶２と負極缶３との間に挟入されたガスケット４と、を有している。正極缶２は、ガスケット４を介して開口部２ａの内縁を負極缶３にかしめ封口し、正極缶２と負極缶３との間に密閉された収容室Ｓを形成する。

収容室Ｓには、正極缶２の底面側から順に、一対の電極を構成する正極５、セパレータ６、一対の電極を構成する負極７が積層されて、電解質８が充填されている。
正極５と負極７には、電気化学セルを電気二重層キャパシタとして使用する場合に、それぞれ活性炭粉末を適当なバインダーと一緒にプレス成型又は圧延ロールしたものを用いることができる。また、フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系などの繊維を、不融化および炭化賦活処理して活性炭または活性炭繊維とし、これをフェルト状、繊維状、紙状、または焼結体状にして用いてもよい。またポリアニリン（ＰＡＮ）やポリアセンなども利用できる。

また、正極５には、電気化学セルを電池として使用する場合、リチウム含有マンガン酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有チタン酸化物、三酸化モリブデン、五酸化ニオブなど、従来から知られている活物質に適当なバインダーと導電助剤であるグラファイトを混合したものを用いることができる。また、負極７には、電気化学セルを電池として使用する場合、炭素、リチウム−アルミニウムなどのリチウム合金、シリコンやシリコン酸化物など従来から知られている活物質に適当なバインダーと導電助剤であるグラファイトを混合したものを用いることができる。

セパレータ６には、大きなイオン透過度を有し、機械的強度を有する絶縁膜を用いることができる。リフローハンダ付けによる実装を考慮すると、セパレータ６には、熱的、機械的耐性に優れたガラス繊維を用いることができるが、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチエンなどの樹脂を用いてもよい。

電解質８には、電気二重層キャパシタや電池に用いられる公知の液体状あるいはゲル状の電解質を用いることができる。
図２は、正極缶２の開口内縁を負極缶３にかしめる前の状態を示す図である。

図２において、負極缶３は、正極缶２の内周面２ｂに沿って断面Ｕ字状に折り曲げ形成されたフランジ部３ａを有している。フランジ部３ａは、正極缶２の略中心軸Ｃの方向（中心軸方向）に沿って折り曲げ形成されて、中心軸方向に沿う所定の厚みを有している。本実施形態では、フランジ部３ａの中心軸方向に沿う厚みを、フランジ厚さＷｆとし、フランジ部３ａの外径を、フランジ径Ｒｆとする。

ガスケット４は、正極缶２の内周面２ｂに沿う円環状に形成されたガスケット本体４Ａを有している。ガスケット本体４Ａには、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）
、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）などの高い耐熱性を有した硬質エンジニアリングプラスチックを用いることができる。ガスケット本体４Ａは、Ｕ字断面の円環状に形成されて、中心軸方向に沿って凹設された環状溝１０を有している。

環状溝１０の外側壁１１には、フランジ径Ｒｆと略同じ内径を有した内周面（案内部１１ａ）が環状溝１０の底部１２に延びるように形成されている。案内部１１ａは、その中心軸方向に沿う厚みがフランジ厚さＷｆよりも大きく形成されている。本実施形態では、この案内部１１ａの中心軸方向に沿う厚みを、案内厚さＷｇとし、案内部１１ａの内径を、案内径Ｒｇとする。

環状溝１０の底部１２には、径方向外側に向かって凹設された円環状の凹溝（収容部１２ａ）が形成されている。収容部１２ａは、その中心軸方向の幅（溝幅）がフランジ厚さＷｆよりも十分小さいサイズで形成されている。溝幅は、例えば、図１に示すように、フランジ部３ａが正極缶２にかしめ封止されるとき、フランジ部３ａの外側面下側を覆うサイズで形成されている。本実施形態では、この収容部１２ａの内径を、収容径Ｒｃとする。

ガスケット４の製造方法には、射出成形法や熱圧縮法を用いることができる。射出成形法を利用する場合には、成形品を金型に固定する突起（ロック）として案内部１１ａを利用することができる。

図２において、環状溝１０の内側面には、シール剤からなるシール層１３が形成されている。シール剤には、アスファルト、エポキシ樹脂、ポリアミド系樹脂、ブチルゴム系接着剤（ブチルゴム３０重量％、トルエン７０重量％）などを用いることができる。シール層１３は、このシール剤を環状溝１０の内部に塗布して乾燥させることにより形成されている。環状溝１０に塗布されるシール剤は、収容部１２ａの内部を充填して乾燥する。そのため、シール層１３は、収容部１２ａが径方向外側に凹設される分だけ、収容部１２ａで肉厚に形成され、より多くのシール剤を環状溝１０の底部１２に収容する。

案内部１１ａを覆うシール層１３は、環状溝１０にフランジ部３ａを嵌入するとき、案内径Ｒｇがフランジ径Ｒｆと略同じ内径に形成されるため、フランジ部３ａによって強制的に擦り落とされることなく案内部１１ａの表面に定着し続ける。

案内部１１ａを覆うシール層１３は、フランジ部３ａが正極缶２にかしめ封止されるとき、案内部１１ａの案内厚さＷｇがフランジ厚さＷｆよりも大きく形成されるため、フランジ部３ａの外側面の全体にわたりシール剤を密着させる。

収容部１２ａに充填されるシール層１３は、フランジ部３ａが正極缶２にかしめ封止されるとき、収容部１２ａの収容するシール剤の容量分だけ、フランジ部３ａの外側面を、より広範囲にわたって覆う。

この結果、フランジ部３ａが正極缶２にかしめ封止されるとき、ガスケット４とフランジ部３ａとの間に、より多くのシール剤を広範囲にわたって挟入させることができる。そのため、電気化学セル１の封止性を向上させることができる。

次に、実施例と比較例に基づいて本発明の効果を説明する。図３（ａ）と（ｂ）は、それぞれ実施例１のガスケット４と比較例１のガスケット４を示す側断面図である。
（実施例１）
まず、外径が４．８ｍｍからなるステンレス製の正極缶２と、外径（フランジ径Ｒｆ）
が４．２１ｍｍからなるステンレス製の負極缶３を得た。

次いで、粉砕した三酸化モリブデンと、グラファイトと、ポリアクリル酸とを、それぞれ重量比が、三酸化モリブデン：グラファイト：ポリアクリル酸＝５３：４５：２の割合で混合して正極合剤を生成した。５ｍｇの正極合剤を２ｔｏｎ／ｃｍ^２で加圧して直径が２．４ｍｍのペレットを成形して正極ペレット（正極５）を得た。そして、炭素を導電性フィラーとした導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて、正極缶２に正極５を接着して正極ユニットを形成し、この正極ユニットを２５０℃の減圧下で８時間乾燥した。

また、粉砕したシリコン酸化物と、グラファイトと、ポリアクリル酸とを、それぞれ重量比が、シリコン酸化物：グラファイト：ポリアクリル酸＝４５：４０：１５の割合で混合して負極合剤を生成した。１．１ｍｇの負極合剤を２ｔｏｎ／ｃｍ^２で加圧し、直径が２．１ｍｍのペレットを成形して負極ペレットを得た。次いで、炭素を導電性フィラーとする導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて、負極缶３に負極ペレットを接着して負極ユニットを形成し、この負極ユニットを２５０℃の減圧下で８時間乾燥した。さらに、直径が２ｍｍ、厚さが０．２ｍｍに打ち抜き形成したリチウムフォイルを負極ペレットに圧着してリチウム−負極ペレット積層電極（負極７）を形成した。

厚さが０．２ｍｍのガラス繊維からなる不織布を乾燥した後、該不織布を用いて直径が３ｍｍの円盤を打ち抜き形成し、セパレータ６を得た。
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチルラクトン（γＢＬ）とを、それぞれ体積比がＥＣ：γＢＬ＝１：１の割合で混合した混合溶媒に、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）を１モル／リットルの濃度で溶解して電解質８を得た。

次いで、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を用いた射出成形によって、外径が４．６ｍｍ、径方向の厚さが１ｍｍのガスケット４を得た。図３（ａ）及び表１に示すように、実施例１のガスケット４は、案内径Ｒｇがフランジ径Ｒｆと略同じＲｆ−０．０１ｍｍで形成されて、収容径Ｒｃが案内径Ｒｇよりも０．０３ｍｍだけ大きく、かつ、フランジ径Ｒｆよりも大きいＲｆ＋０．０２ｍｍで形成されている。また、図３（ａ）及び表２に示すように、実施例１のガスケット４は、案内厚さＷｇがフランジ厚さＷｆよりも十分に大きい０．６ｍｍで形成されて、案内部１１ａの径方向の厚みＴ１が０．２０ｍｍ、収容部１２ａの径方向の厚みＴ２が０．１７ｍｍ、底部１２の厚みＴ３が０．２０ｍｍで形成されている。

次に、ブチルゴム系接着剤（ブチルゴム３０重量％、トルエン７０重量％）とブローンアスファルトとをトルエンに溶かしてシール剤を得た。シール剤を正極缶２の内側縁に塗布して１２０℃のドライルーム内で加熱乾燥した。また、シール剤の塗布された正極缶２の内側縁にガスケット４を嵌入し、ガスケット４の環状溝１０の内側にシール剤を塗布して１２０℃のドライルーム内で加熱乾燥し、シール層１３を形成した。

そして、ガスケット４の環状溝１０に負極缶３のフランジ部３ａを挿入し、６μリットルの電解質８を収容室Ｓに注入して負極缶３をかしめ封口した。これによって、外径が４．８ｍｍ、厚さが１．４ｍｍからなる実施例１の電気化学セル１（二次電池）を形成した。

上記実施例１に基づいて５００個の二次電池を作製し、各二次電池を作成するとき（フランジ部３ａをガスケット４の環状溝１０に挿入するとき）、各ガスケット４に割れが生じるか否かを計測した。また、各二次電池をリフロー炉（予備加熱温度が２００℃、到達温度が２６０℃、通過時間３分）に通過させて、各二次電池に漏液があるか否かを計測した。さらに、各二次電池の正極−負極間に３．３Ｖの電圧を印加し、６０℃の雰囲気で２
０日間だけ保存して容量の維持率を計測した。各二次電池の容量は、それぞれ正極−負極間に３．３Ｖの電圧を印加して５０μＡの定電流で２４時間充電し、その後、５μＡの定電流で放電を行い、正極−負極間の電圧が１．４Ｖになるまでの時間から算出した。

（比較例１）
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ６、及び電解質８を、実施例１と同じ方法で得た。

次いで、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を用いた射出成形によって、外径が４．６ｍｍ、径方向の厚さが１ｍｍのガスケット４を得た。図３（ｂ）及び表１に示すように、比較例１のガスケット４は、案内径Ｒｇがフランジ径Ｒｆよりも小さいＲｆ−０．０７ｍｍで形成されて、収容径Ｒｃが案内径Ｒｇよりも０．０３ｍｍだけ大きく、かつ、フランジ径Ｒｆよりも小さいＲｆ−０．０４ｍｍで形成されている。また、図３（ｂ）及び表２に示すように、比較例１のガスケット４は、案内厚さＷｇがフランジ厚さＷｆよりも小さい０．１５ｍｍで形成されて、案内部１１ａの径方向の厚みＴ１が０．２３ｍｍ、収容部１２ａの径方向の厚みＴ２が０．２０ｍｍ、底部１２の厚みＴ３が０．２０ｍｍで形成されている。

そして、シール層１３を実施例１と同じ方法で形成してガスケット４の環状溝１０に負極缶３のフランジ部３ａを挿入し、６μリットルの電解質８を収容室Ｓに注入して負極缶３をかしめ封口した。これによって、外径が４．８ｍｍ、厚さが１．４ｍｍからなる比較例１の電気化学セル１（二次電池）を形成した。

上記比較例１に基づいて５００個の二次電池を作成し、各二次電池を作成するとき（フランジ部３ａをガスケット４の環状溝１０に挿入するとき）、各ガスケット４に割れが生じるか否かを計測した。また、各二次電池をリフロー炉（予備加熱温度が２００℃、到達温度が２６０℃、通過時間３分）に通過させて、各二次電池に漏液があるか否かを計測した。さらに、各二次電池の正極−負極間に３．３Ｖの電圧を印加し、６０℃の雰囲気で２０日間だけ保存して容量の維持率を計測した。各二次電池の容量は、実施例１と同じ方法で算出した。

表３において、負極缶３（フランジ部３ａ）をガスケット４（環状溝１０）に挿入するとき、比較例１では、８個のガスケット４に割れが生じたものの、実施例１では、ガスケット４に割れが無かった。すなわち、フランジ径Ｒｆと略同じサイズの案内径Ｒｇは、ガスケット４の無理な押し広げを解消して、比較的伸びの小さい樹脂（ＰＥＥＫ）であってもガスケット４の割れを回避させる。

また、比較例１では、２８個の漏液が確認されたものの、実施例１では、漏液が確認されなかった。すなわち、フランジ径Ｒｆと略同じサイズの案内径Ｒｇは、案内部１１ａに塗布されたシール層１３を外側壁１１に定着維持させて、外側壁１１とフランジ部３ａとの間にシール剤を挟入させる。さらに、収容部１２ａに収容されたシール剤は、ガスケット４とフランジ部３ａとの間に十分な量のシール剤を供給して二次電池を漏液し難くする。よって、案内部１１ａと収容部１２ａは、ガスケット４の肉厚を薄くしているにもかかわらず、二次電池の封止性を向上させる。

また、比較例１の容量維持率は、８３％である一方、実施例１の容量維持率は、略１００％の近い値であることが分かる。この結果、実施例１のガスケット４は、二次電池の封止性を向上させた分だけ、その電気的特性を維持させる。
（実施例２）
まず、外径が４．８ｍｍからなるステンレス製の正極缶２と、外径（フランジ径Ｒｆ）が４．２１ｍｍからなるステンレス製の負極缶３を得た。

次いで、活性炭と、カーボンブラック（導電剤）と、四フッ化エチレン（結着剤）とを、それぞれ重量比が、活性炭：カーボンブラック：四フッ化エチレン＝８：１：１の割合で混合して圧延し、活性炭シートを形成した。活性炭シートをペレット状に打ち抜き、厚みが０．５ｍｍ、直径が２．０ｍｍからなる正極ペレット（正極５）及び負極ペレット（負極７）を得た。次いで、炭素を導電性フィラーとした導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて、正極缶２と負極缶に、それぞれ正極５と負極７を接着して正極ユニットと負極ユニットを形成し、これら正極ユニットと負極ユニットをそれぞれ２５０℃の減圧下で８時間乾燥した。

また、厚さ０．２ｍｍのガラス繊維からなる不織布を乾燥した後、該不織布を用いて直径が３ｍｍの円盤を打ち抜き形成し、セパレータ６を得た。また、沸点が約２４０℃のプロピレンカーボネート（ＰＣ）溶媒にホウフッ化テトラアルキルアンモニウムを溶解して電解質８を得た。そして、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を用いた射出成形によって、実施例１と同じガスケット４を得た。

次いで、ブチルゴム系接着剤（ブチルゴム３０重量％、トルエン７０重量％）とブローンアスファルトとをトルエンに溶かしてシール剤を得た。シール剤を正極缶２の内側縁に塗布して１２０℃のドライルーム内で加熱乾燥した。また、シール剤の塗布された正極缶２の内側縁にガスケット４を嵌入し、ガスケット４の環状溝１０の内側にシール剤を塗布して１２０℃のドライルーム内で加熱乾燥し、シール層１３を形成した。

そして、ガスケット４の環状溝１０に負極缶３のフランジ部３ａを挿入し、５μリット
ルの電解質８を収容室Ｓに注入して負極缶３をかしめ封口した。これによって、外径が４．８ｍｍ、厚さが１．４ｍｍからなる実施例２の電気化学セル１（キャパシタ）を形成した。

上記実施例２に基づいて５００個のキャパシタを作成し、各キャパシタを作成するとき（フランジ部３ａをガスケット４の環状溝１０に挿入するとき）、各ガスケット４に割れが生じるか否かを計測した。また、各キャパシタをリフロー炉（予備加熱温度が２００℃、到達温度が２６０℃、通過時間３分）に通過させて、各キャパシタに漏液があるか否かを計測した。さらに、各キャパシタの正極−負極間に２．６Ｖの電圧を印加し、６０℃の雰囲気で２０日間だけ保存して容量の維持率を計測した。各キャパシタの容量は、それぞれ正極−負極間に２．６Ｖの電圧を印加して５０μＡの定電流で２４時間充電し、その後、５μＡの定電流で放電を行い、正極−負極間の電圧が１．６Ｖになるまでの時間から算出した。

（比較例２）
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ６及び電解質８を、実施例２と同じ方法で得た。また、ポリエーテルエーテルケトン樹脂を用いた射出成形によって、比較例１のガスケット４を得た。

そして、シール層１３を実施例２と同じ方法で形成してガスケット４の環状溝１０に負極缶３のフランジ部３ａを挿入し、５μリットルの電解質８を収容室Ｓに注入して負極缶３をかしめ封口した。これによって、外径が４．８ｍｍ、厚さが１．４ｍｍからなる比較例１の電気化学セル１（キャパシタ）を形成した。

上記比較例２に基づいて５００個のキャパシタを作成し、各キャパシタを作成するとき（フランジ部３ａをガスケット４の環状溝１０に挿入するとき）、各ガスケット４に割れが生じるか否かを計測した。また、各キャパシタをリフロー炉（予備加熱温度が２００℃、到達温度が２６０℃、通過時間３分）に通過させて、各キャパシタに漏液があるか否かを計測した。さらに、各キャパシタの正極−負極間に２．６Ｖの電圧を印加し、６０℃の雰囲気で２０日間だけ保存して容量の維持率を計測した。各キャパシタの容量は、実施例２と同じ方法で算出した。

表４において、負極缶３（フランジ部３ａ）をガスケット４（環状溝１０）に挿入するとき、比較例２では、１０個のガスケット４に割れが生じたものの、実施例２では、ガスケット４に割れが無かった。すなわち、実施例１と同じく、フランジ径Ｒｆと略同じサイズの案内径Ｒｇは、ガスケット４の無理な押し広げを解消して、比較的伸びの小さい樹脂（ＰＥＥＫ）であってもガスケット４の割れを回避させる。

また、比較例２では、３１個の漏液が確認されたものの、実施例２では、漏液が確認されなかった。すなわち、実施例１と同じく、フランジ径Ｒｆと略同じサイズの案内径Ｒｇは、案内部１１ａに塗布されたシール層１３を外側壁１１に定着維持させて、外側壁１１とフランジ部３ａとの間にシール剤を挟入させる。さらに、収容部１２ａに収容されたシ
ール剤は、ガスケット４とフランジ部３ａとの間に十分な量のシール剤を供給してキャパシタを漏液し難くする。よって、案内部１１ａと収容部１２ａは、ガスケット４の肉厚を薄くしているにもかかわらず、キャパシタの封止性を向上させる。

また、比較例２の容量維持率は、６８％である一方、実施例２の容量維持率は、略１００％の近い値であることが分かる。この結果、実施例２のガスケット４は、キャパシタの封止性を向上させた分だけ、その電気的特性を向上させる。

次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、ガスケット４の全周にわたり形成した環状溝１０の外側壁１１に、負極缶３のフランジ部３ａの外径（フランジ径Ｒｆ）と略同じ内径（案内径Ｒｇ）を有して環状溝１０の底部１２にまで延びる案内部１１ａが形成される。また、案内部１１ａから連続する環状溝１０の底部１２に、径方向外側に向かって延びる収容部１２ａが形成されて、該収容部１２ａの内部にシール剤を収容する肉厚のシール層１３が形成される。

したがって、ガスケット４の環状溝１０に負極缶３のフランジ部３ａを嵌入するとき、ガスケット４の内径を過剰に拡大して変形させたり、フランジ部３ａと案内部１１ａとが過剰に擦れてシール層１３を剥がしたりすることがない。また、正極缶２の開口部２ａをかしめて環状溝１０の外側壁１１をフランジ部３ａに密着させるとき、収容部１２ａに収容されたシール剤をガスケット４とフランジ部３ａとの間に挟入させることができる。よって、電気化学セル１の封止性を向上させることができる。ひいては、電気化学セル１の漏液を減少させて、長期保存性を向上させることができる。

（２）上記実施形態によれば、案内部１１ａの中心軸方向の厚み（案内厚さＷｇ）が、フランジ部３ａの中心軸方向の厚み（フランジ厚さＷｆ）よりも大きく形成される。したがって、開口部２ａをかしめ封口させるとき、フランジ部３ａの全体を、シール層１３を表面に有した案内部１１ａ及び収容部１２ａによって覆うことができる。この結果、電気化学セル１の封止性を、さらに向上させることができる。

（３）上記実施形態によれば、ガスケット４を射出成形法によって形成するとき、案内部１１ａをロックとして利用させることができる。したがって、別途ロックとなる部位を形成する必要がなく、ガスケット４の生産性を向上させることができる。

（４）しかも、ロックとして機能する案内部１１ａを環状溝１０の底部１２にまで形成する。このため、ロックの体積を大きくさせることができ、ロックとしての機能を安定させることができる。ひいては、成形用の金型からガスケット４を取り出すとき、成形したガスケット４を再現よく安定して取り出すことができ、射出成形時の二度打ちなどを無くして、ガスケット４の生産性を、さらに向上させることができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、案内径Ｒｇを、フランジ径Ｒｆよりも０．０１ｍｍだけ小さい径に具体化した。これに限らず、例えば、案内径Ｒｇを、フランジ径Ｒｆと同じサイズに具体化してもよく、あるいは、案内径Ｒｇを、フランジ径Ｒｆよりも０．０１ｍｍだけ大きいサイズに具体化してもよい。すなわち、案内径Ｒｇは、環状溝１０にフランジ部３ａを嵌入するとき、案内部１１ａに形成されたシール層１３をフランジ部３ａが擦り落とさないサイズであればよく、フランジ径Ｒｆと略同じサイズであればよい。

・上記実施形態では、正極缶２にガスケット４を嵌入し、その後、ガスケット４の環状溝１０に負極缶３を嵌入する構成にした。これに限らず、ガスケットの環状溝１０に負極
缶３を嵌入し、その後、正極缶２にガスケット４を嵌入する構成であってもよい。

・上記実施形態では、収容部１２ａを、ガスケット４の全周にわたり形成する構成にした。これに限らず、例えば参考例として、収容部１２ａを、ガスケット４の周方向の一部に形成する構成であってもよい。

・上記実施形態では、フランジ部３ａを断面Ｕ字状に折り曲げ形成する構成にした。これに限らず、フランジ部３ａを折り曲げ形成しない構成にしてもよい。例えば、フランジ部３ａは、その端部が正極缶２の底部に向かって延びる円筒形状であってもよい。

本実施形態の電気化学セルを示す断面図。 同じく、電気化学セルを示す断面図。 （ａ）と（ｂ）は、それぞれ実施例のガスケットと比較例のガスケットを説明する図。 従来例の電気化学セルを示す図。 同じく、従来例の電気化学セルを説明する図。

符号の説明

Ｃ…中心軸、１…電気化学セル、２…ケースとしての正極缶、２ａ…開口部、３…キャップ及び対象物としての負極缶、３ａ…フランジ部、４…ガスケット、４Ａ…ガスケット本体、８…電解質、１０…環状溝、１１…外側壁、１１ａ…案内部、１２ａ…収容部。

Claims (2)

1. 有底円筒状に形成されて一対の電極と電解質を収容するケースと、
   前記ケースの内周面に沿った環状溝を有するＵ字断面の環状に形成されて、前記ケースの内側に嵌入するガスケットと、
   前記ガスケットの前記環状溝に塗布されたシール剤と、
   前記環状溝に対応したフランジ部を有するハット状に形成されて、前記フランジ部が前記環状溝の溝側面を介して前記ケースの内周面にかしめ固定されて前記ケースの開口部を封口するキャップと、
   を備え、
   前記ガスケットは、
   前記環状溝の溝側面に形成され、前記フランジ部の外径と略同じ内径を有して前記環状溝の底部に向けて平坦に延びる案内部と、
   前記底部から径方向外側に向かって凹設されて前記シール剤を収容する収容部と、
   を備え、
   前記収容部は、前記フランジ部の外側面下側から平面部を覆うように前記ガスケットの全周にわたって形成された円環状の凹溝であり、
   前記案内部は前記フランジ部の平面部から上端部を覆うとともに、該案内部の中心軸方向の厚みが、前記フランジ部の中心軸方向の厚みよりも大きいことを特徴とする電気化学セル。
2. 請求項１に記載の電気化学セルにおいて、
   前記ケースは、正極缶であり、
   前記キャップは、負極缶であること、
   を特徴とする電気化学セル。

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