JP5909387B2 - 電気化学素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極及び前記第二の電極を分離するセパレータと、電解液と、前記第一の電極と前記第二の電極と前記セパレータとを収納する凹状容器と、該凹状容器の縁部に形成された金属リングと、接合材を介して前記金属リングと接合することにより前記凹状容器を封口する封口板と、を備えた電気化学素子であって、前記接合材は前記金属リングの上部及び前記封口板の容器側に形成され、前記接合材の形成された前記金属リング及び前記封口板の金属部分にクロム層からなるカバー層が形成されていることを特徴とする電気化学素子である。
この構成によれば、クロム層は、表面に安定な酸化皮膜を形成するため、接合材や金属リングに含まれるニッケル等の金属よりも耐腐食性が良好であるため、電気化学素子内に含まれる電解液への溶出は少ない。従って、上記の構成によれば、金属リングと接合材の電解液へ溶出することをおさえる。
この構成によれば、クロム層を密着性よく、安定して形成できる。また、ニッケルまたは、ニッケル合金を用いることにより、溶接温度を下げることができる。これにより、容器への熱的負荷が減少し、容器の割れ、変形が抑制できる。
この構成によれば、ニッケルを含む接合材の電解液への溶出をおさえることができる。
この構成によれば、カバー層は、封口板の金属が、ニッケルまたは、ニッケル合金などの卑な金属である場合より、クロム層からなるカバー層を用いることで、電気化学素子内の電解液へ溶出することをおさえる。
この構成によれば、溶接温度を下げ、熱衝撃によるクラックの発生を防止できる。
この製造方法によれば、金属リングと接合材の電解液への溶出も少なくなり、接合材であるニッケル等の金属が、ニッケルを含む接合材の電解液への溶出を実使用上問題のない程度に抑制できる。よって、長期的に品質が安定した電気化学素子を提供できる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の電気化学素子の製造方法であって、電解めっきを用いて前記クロム層を形成することを特徴とする。
この製造方法によれば、金属リングと封口板へ選択的にクロム層を形成することができる。
以下、本発明の電気化学素子を電気二重層キャパシタに具体化した第1実施形態を図1を用いて説明する。
図1(a)は、直方体である本発明の電気二重層キャパシタの断面図である。また、図1(b)はカバー層部分拡大図である。図1はいずれも溶接前の状態を表している。
次に記載する実施例1から3、及び比較例1はカバー層としてクロムを用いたものである。
図1に示した収納容器を用いて電気二重層キャパシタを作製した。実施例1においては、カバー層にクロムを用いた。凹状容器101はアルミナ製で、サイズは3.2×2.5×0.9mmの大きさである。凹状のへこみは深さが0.4mm、大きさは2.4×1.7mmとした。接続端子A、接続端子B、集電体はタングステン層の表面に金めっきを施して形成した。封口板102は、厚さ0.1mmのコバール板にリンを3重量%含有したニッケルめっき層を約5μmの厚さで形成したものを用いた。さらに、その上にクロムを用いたカバー層1121を1μmの厚さに形成した。
実施例1と同様に電気二重層キャパシタを作製した。ただし、実施例2においては、クロムを用いたカバー層1121及びクロムを用いたカバー層1122を5μmの厚さに形成した。このようにして、実施例2の電気二重層キャパシタを20個作製し、実施例1と同様に70℃、2.6V電圧を印加した状態で所定の日数保管し、その後、充電効率の低下する個体の個数を測定した。
実施例1と同様に電気二重層キャパシタを作製した。ただし、実施例3においては、クロムを用いたカバー層1121及びクロムを用いたカバー層1122を10μmの厚さに形成した。このようにして、実施例3の電気二重層キャパシタを20個作製し、実施例1と同様に70℃、2.6V電圧を印加した状態で所定の日数保管し、その後、充電効率の低下する個体の個数を測定した。
実施例1と同様に電気二重層キャパシタを作製した。ただし、比較例1においては、クロムめっきを行わなかった。そのため、クロムを用いたカバー層1121及びクロムを用いたカバー層1122は0μmである。このようにして、比較例1の電気二重層キャパシタを20個作製し、実施例1と同様に70℃、2.6V電圧を印加した状態で所定の日数保管し、その後、充電効率の低下する個体の個数を測定した。
実施例1〜3及び比較例1の測定結果を表1に示した。
また、本実施例では、電気二重層キャパシタについてのみ説明したが、非水二次電池に応用した場合も保存において同様の効果が期待できる。
102 封口板
103 接続端子A
104 接続端子B
105 セパレータ
106 正極活物質
107 負極活物質
1081 接合材
1082 接合材
109 金属リング
110 段差
1111 導電性接着剤
1112 導電性接着剤
1121 カバー層
1122 カバー層
A カバー層部分拡大図
Claims (7)
- 第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極及び前記第二の電極を分離するセパレータと、電解液と、前記第一の電極と前記第二の電極と前記セパレータとを収納する凹状容器と、該凹状容器の縁部に形成された金属リングと、接合材を介して前記金属リングと接合することにより前記凹状容器を封口する封口板と、を備えた電気化学素子であって、
前記接合材は前記金属リングの上部及び前記封口板の容器側に形成され、
前記接合材の形成された前記金属リング及び前記封口板の金属部分にクロム層からなるカバー層が形成されていることを特徴とする電気化学素子。 - 前記接合材がニッケルまたはニッケル合金であることを特徴とする請求項1に記載の電気化学素子。
- 前記封口板に形成された前記クロム層が1〜10μmの厚さを有することを特徴とする請求項1または2に記載の電気化学素子。
- 前記セパレータはポーラスフィルムであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電気化学素子。
- 溶接後の接合部のニッケル合金はリンを含むことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の電気化学素子。
- 封口板にニッケルめっきからなる接合材の層を形成し、その上にクロム層を形成する工程と、
凹状容器上の金属リングにニッケルめっきからなる接合材の層を形成し、その上にクロム層を形成する工程と、
前記凹状容器に正極活物質、負極活物質、セパレータ、電解液を収納する工程と、
前記凹状容器の開口部に封口板を載せ溶接にて封止する工程と、
を有する電気化学素子の製造方法。 - 電解めっきを用いて前記クロム層を形成することを特徴とする請求項6に記載の電気化学素子の製造方法。
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