JP6694246B2 - 薄型蓄電デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、軽量化、薄肉化、省スペース化がなされた薄型蓄電デバイス及びその製造方法に関する。

なお、本明細書において、「アルミニウム」の語は、Ａｌ及びＡｌ合金を含む意味で用い、「銅」の語は、Ｃｕ及びＣｕ合金を含む意味で用い、「ニッケル」の語は、Ｎｉ及びＮｉ合金を含む意味で用い、「チタン」の語は、Ｔｉ及びＴｉ合金を含む意味で用いている。また、本明細書において、「金属」の語は、単体の金属および合金を含む意味で用いる。

近年、スマートフォン、タブレット端末等の携帯機器の薄型化、軽量化に伴い、これらに搭載されるリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池の外装材としては、従来の金属缶に代えて、金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせたラミネート外装材が用いられている。同様に、コンデンサ、キャパシタ等もラミネート外装材を使用したものをバックアップ電源としてＩＣカードや電子機器に搭載することが検討されている。

金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせたラミネート外装材内に電池本体部を収容したものとして、例えば、フレキシブルなフィルムよりなる密閉外装材内に、積層された正極、セパレータ、および負極、並びに、電解液からなる電池構成物質を収容したカード電池であって、前記外装材として、熱可塑性樹脂、金属箔、および熱可塑性樹脂を順次積層した構成からなるラミネートフィルムが用いられてなる薄型電池が公知である（特許文献１参照）。

特開２００５−５６８５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の薄型電池では、電極本体部とラミネート外装材が別々に構成されており、ラミネート外装材で外装した蓄電デバイスとしての全体厚さは、電極本体部の厚さとラミネート外装材の厚さの合計になることから、厚さ制限や重量制限のある用途（ＩＣカード、スマートフォン等）への搭載は困難であった。

また、電極から導出されるタブリード線（リード線）を設ける必要があるので、その分部品点数が多くなるという問題があった。更に、このタブリード線は、ラミネート外装材の周縁のヒートシール部分で固定させる必要があるので、その分製造時の工数が多くなって手間がかかるという問題があるし、薄型電池としての重量（質量）もより大きくなるという問題があった。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、軽量化及び薄型化された薄型蓄電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。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］第一金属箔層と、該第一金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された正極活物質層と、を含む正極部と、
第二金属箔層と、該第二金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された負極活物質層と、を含む負極部と、
前記正極部と前記負極部の間に配置されたセパレーターと、を備え、
前記第一金属箔層と前記セパレーターとの間に前記正極活物質層が配置され、前記第二金属箔層と前記セパレーターとの間に前記負極活物質層が配置され、
前記正極部の第一金属箔層の前記一方の面における正極活物質層が形成されていない周縁部領域と、前記負極部の第二金属箔層の前記一方の面における負極活物質層が形成されていない周縁部領域とが、熱可塑性樹脂を含有してなる周縁封止層を介して接合されていることを特徴とする薄型蓄電デバイス。

［２］前記第一金属箔層の他方の面に、該第一金属箔層が露出した第一金属露出部を残した態様で、第一絶縁樹脂フィルムが積層されると共に、
前記第二金属箔層の他方の面に、該第二金属箔層が露出した第二金属露出部を残した態様で、第二絶縁樹脂フィルムが積層されている前項１に記載の薄型蓄電デバイス。

［３］前記第一絶縁樹脂フィルムおよび前記第二絶縁樹脂フィルムが、耐熱性樹脂延伸フィルムで形成されている前項２に記載の薄型蓄電デバイス。

［４］前記第一金属箔層の前記一方の面にバインダー層を介して前記正極活物質層が積層され、前記第二金属箔層の前記一方の面にバインダー層を介して前記負極活物質層が積層され、前記バインダー層は、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣおよびＰＡＮからなる群より選ばれる少なくとも１種のバインダー材で形成されている前項１〜３のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。

［５］前記周縁封止層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されている前項１〜４のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。

［６］前記セパレーターと前記正極活物質層の間に電解液が封入され、前記セパレーターと前記負極活物質層の間に電解液が封入されている前項１〜５のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。

［７］前記第一金属箔層がアルミニウム箔で形成され、
前記第二金属箔層が、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔またはチタン箔で形成されている前項１〜６のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。

［８］前記第一金属箔層における少なくとも前記正極活物質層が積層される側の面に化成皮膜が形成され、前記第二金属箔層における少なくとも前記負極活物質層が積層される側の面に化成皮膜が形成されている前項１〜７のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。

［９］第一金属箔層と、該第一金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された正極活物質層と、前記第一金属箔層の前記一方の面における正極活物質層が形成されていない周縁部に設けられた第一熱可塑性樹脂層と、を備えた正極側シート体を準備する工程と、
第二金属箔層と、該第二金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された負極活物質層と、前記第二金属箔層の前記一方の面における負極活物質層が形成されていない周縁部に設けられた第二熱可塑性樹脂層と、を備えた負極側シート体を準備する工程と、
セパレーターを準備する工程と、
前記正極側シート体と前記負極側シート体とを互いの熱可塑性樹脂層で接触させると共に前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に前記セパレーターを挟み込んだ状態で、前記正極側シート体の第一熱可塑性樹脂層と前記負極側シート体の第二熱可塑性樹脂層とをヒートシール接合する工程と、を含むことを特徴とする薄型蓄電デバイスの製造方法。

［１０］前記第一熱可塑性樹脂層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成され、前記第二熱可塑性樹脂層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されている前項９に記載の薄型蓄電デバイスの製造方法。

［１］の発明では、正極部を構成する第一金属箔層および負極部を構成する第二金属箔層が、蓄電デバイスの外装材としての機能も果たすものであり、即ち、第一、二金属箔層が、電極及び外装材の両機能を果たすものであり、従って本構成にさらに外装材を要することはないから（外装材が不要になるから）、蓄電デバイスとして、軽量化、薄型化、省スペース化を図ることができると共に、コストも低減できる。

［２］の発明では、第一金属箔層の他方の面に、該第一金属箔層が露出した第一金属露出部を残した態様で、第一絶縁樹脂フィルムが積層されると共に、第二金属箔層の他方の面に、該第二金属箔層が露出した第二金属露出部を残した態様で、第二絶縁樹脂フィルムが積層された構成であり、これら絶縁樹脂フィルムがデバイスの両側に積層されていることにより、（金属露出部を除いて）絶縁性を十分に確保できると共に、物理的強度も確保できる。従って、絶縁性を備えていることが要求される箇所や凹凸のある箇所への（本薄型蓄電デバイスの）搭載にも十分に対応できる。

また、正極と電気的に導通している第一金属露出部および負極と電気的に導通している第二金属露出部が存在していることで、これら金属露出部を介して電気の授受を行うことができるので、従来のリード線を不要とすることができる利点がある。従って、薄型蓄電デバイスの部品点数を少なくすることができるし、さらに軽量化を図ることができる。

更に、従来のリード線が不要となるので、蓄電デバイスの充放電時の発熱がリード線周りに集中するような現象も生じないし、正極部を構成する第一金属箔層および負極部を構成する第二金属箔層を介して発熱を薄型蓄電デバイスの全体にわたって（面的に）拡散させることができるので、蓄電デバイスの寿命を延ばすことができる（長寿命の蓄電デバイスを得ることができる）。また、リード線が不要となることで、その分製造コストを低減できる。

また、乾電池のように、ホルダーに蓄電デバイスを嵌め込むという簡単な装着手法を採用することもできる。

［３］の発明では、第一絶縁樹脂フィルムおよび第二絶縁樹脂フィルムが、耐熱性樹脂延伸フィルムで形成されているから、強度及び成形性を向上させることができる。

［４］の発明では、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣおよびＰＡＮからなる群より選ばれる少なくとも１種のバインダー材で形成されたバインダー層を設けているので、第一金属箔層と正極活物質層の結着性を向上できると共に、第二金属箔層と負極活物質層の結着性を向上できる。

［５］の発明では、周縁封止層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されているので、耐薬品性（電解液に対する耐性を含む）を向上できると共に、周縁封止層におけるヒートシール性能を向上できて電解液の液漏れ等を十分に防止できる。

［６］の発明では、セパレーターと正極活物質層の間に電解液が封入され、セパレーターと負極活物質層の間に電解液が封入された構成であるので、セパレーターを挟んでいても電解液により正極、負極間の電荷を移動させることができる。

［７］の発明では、第一金属箔層がアルミニウム箔で形成されているので、正極活物質の塗布性が良くなるし、熱可塑性樹脂を含有してなる周縁封止層の第一金属箔層への積層を容易化できる。また、第二金属箔層が、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔またはチタン箔で形成されているので、電池やキャパシタ等の種々の蓄電デバイスに用途を広げることができる。

［８］の発明では、第一金属箔層及び第二金属箔層の耐食性を向上させることができると共に、両金属箔層の密着性を向上させることができる。

［９］の発明では、軽量化、薄型化、省スペース化された高品質の薄型蓄電デバイスを効率よく製造できる。

［１０］の発明では、第一及び第二熱可塑性樹脂層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されているので、薄型蓄電デバイスの周縁封止層の耐薬品性（電解液に対する耐性を含む）を向上できるし、周縁封止層におけるヒートシール性能を向上できて電解液の液漏れ等を十分に防止できる。

本発明に係る薄型蓄電デバイスの一実施形態を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。 本発明に係る薄型蓄電デバイスの他の実施形態を示す斜視図である。 図３におけるＢ−Ｂ線での断面図である。 本発明の薄型蓄電デバイスを複数個用いて構成された蓄電デバイスモジュールの一実施形態を示す斜視図である。 図５におけるＣ−Ｃ線での断面図である。 本発明に係る薄型蓄電デバイスの製造方法の一例を示す断面図である。 実施例での製造方法を示す平面図であって、（Ａ）は、アルミニウム箔の一方の面に積層されたバインダー層の表面の３箇所に正極活物質層が形成された状態を示す平面図、（Ｂ）は、正極側シート体を得るための切断位置（二点鎖線）を示した平面図、（Ｃ）は、切断した３片を並べて示す平面図である。 本発明の蓄電デバイスモジュールの一実施形態を示す図であって、（Ａ）は、正面側からの斜視図、（Ｂ）は背面側からの斜視図である。 比較例１での製造方法を示す平面図であって、（Ａ）は、セパレーターを正極と負極とで挟み込む状態を示す斜視図、（Ｂ）は、電池本体部をその両側から外装材で挟み込む状態を示す斜視図、（Ｃ）は、一対の外装材の周縁部同士をヒートシールして得られた比較例１の薄型蓄電デバイスを示す斜視図である。

本発明に係る薄型蓄電デバイスの第一実施形態を図１、２に示す。この薄型蓄電デバイス１は、正極部２２と、負極部２３と、セパレーター２１と、を備えてなる（図２参照）。前記正極部２２と前記負極部２３の間にセパレーター２１が配置されている（図２参照）。

前記正極部２２は、第一金属箔層２と、該第一金属箔層２の一方の面（セパレーター側の面）における一部の領域に積層された正極活物質層３と、を含む。本実施形態では、前記第一金属箔層２の一方の面（セパレーター側の面）における中央部（周縁部を除いた領域）に正極活物質層３が積層されている。また、本実施形態では、前記第一金属箔層２の一方の面（セパレーター側の面）の全面にバインダー層７が積層されている。即ち、本実施形態では、前記第一金属箔層２の一方の面（セパレーター側の面）に前記バインダー層７を介して前記正極活物質層３が積層されている（図２参照）。

前記負極部２３は、第二金属箔層１２と、該第二金属箔層１２の一方の面（セパレーター側の面）における一部の領域に積層された負極活物質層１３と、を含む。本実施形態では、前記第二金属箔層１２の一方の面（セパレーター側の面）における中央部（周縁部を除いた領域）に負極活物質層１３が積層されている。また、本実施形態では、前記第二金属箔層１２の一方の面（セパレーター側の面）の全面にバインダー層１７が積層されている。即ち、本実施形態では、前記第二金属箔層１２の一方の面（セパレーター側の面）に前記バインダー層１７を介して前記負極活物質層１３が積層されている（図２参照）。

前記第一金属箔層２と前記セパレーター２１との間に前記正極活物質層３が配置され、前記第二金属箔層１２と前記セパレーター２１との間に前記負極活物質層１３が配置されている（図２参照）。

前記正極部２２の第一金属箔層２の前記一方の面（セパレーター２１側の面）の周縁部には、正極活物質層が形成されていない領域が存在し、前記負極部２３の第二金属箔層１２の前記一方の面（セパレーター２１側の面）の周縁部には、負極活物質層が形成されていない領域が存在する。しかして、前記正極部２２の第一金属箔層２の前記一方の面における正極活物質層が形成されていない周縁部領域と、前記負極部２３の第二金属箔層１２の前記一方の面における負極活物質層が形成されていない周縁部領域とが、熱可塑性樹脂を含有してなる周縁封止層３１を介して接合されて封止されている（図２参照）。前記セパレーター２１の周縁部は、前記周縁封止層３１の内周面の高さ方向（厚さ方向）の中間部に侵入して係合した態様になっている（図２参照）。

本実施形態では、前記正極部２２の第一金属箔層２の前記一方の面に積層されたバインダー層７における正極活物質層が形成されていない周縁部領域に第一周縁接着剤層６が積層され、前記負極部２３の第二金属箔層１２の前記一方の面に積層されたバインダー層１７における負極活物質層が形成されていない周縁部領域に第二周縁接着剤層１６が積層され、これら両接着剤層６、１６同士が、前記周縁封止層３１を介して接合されて封止された構成が採用されている（図２参照）。

前記セパレーター２１と前記正極活物質層３の間に電解液５が封入されている。また、前記セパレーター２１と前記負極活物質層１３の間に電解液１５が封入されている（図２参照）。前記第一金属箔層２における正極活物質層が形成されていない周縁部領域と、第二金属箔層１２における負極活物質層が形成されていない周縁部領域とが、前記周縁封止層３１を介して接合されて封止されているので、電解液５、１５の漏出を防止することができる。即ち、前記第一金属箔層２の内面側のバインダー層７と前記第二金属箔層１２の内面側のバインダー層１７との間における前記周縁封止層３１、第一周縁接着剤層６及び第二周縁接着剤層１６で取り囲まれた封止空間内に、第一金属箔層２側から順に、正極活物質層３、電解液５、セパレーター２１、電解液１５、負極活物質層１３が配置されて封入されている（図２参照）。

上記構成の薄型蓄電デバイス１では、正極部２２を構成する第一金属箔層２および負極部２３を構成する第二金属箔層１２が、蓄電デバイスの外装材としての機能も果たすものであり、即ち、第一、二金属箔層が、電極及び外装材の両機能を果たすものであり、従って本構成にさらに外装材を要することはないから（外装材が不要になるから）、薄型蓄電デバイスとして、軽量化、薄型化、省スペース化を図ることができると共に、コストも低減できる。

本発明に係る薄型蓄電デバイスの第二実施形態（好適な実施形態）を図３、４に示す。この薄型蓄電デバイス１は、上述した第一実施形態の構成を具備した上で、更に次のような構成を備えている。

即ち、前記第一金属箔層２の他方の面（セパレーター側の面とは反対側の面）に、該第一金属箔層が露出した第一金属露出部９を残した態様で、第一絶縁樹脂フィルム８が積層されると共に、前記第二金属箔層１２の他方の面（セパレーター側の面とは反対側の面）に、該第二金属箔層が露出した第二金属露出部１９を残した態様で、第二絶縁樹脂フィルム１８が積層されている。本実施形態では、前記第一金属箔層２の他方の面（セパレーター側の面とは反対側の面）に、該第一金属箔層が露出した第一金属露出部９を残した態様で、第三接着剤層４１を介して第一絶縁樹脂フィルム８が積層されると共に、前記第二金属箔層１２の他方の面（セパレーター側の面とは反対側の面）に、該第二金属箔層が露出した第二金属露出部１９を残した態様で、第四接着剤層４２を介して第二絶縁樹脂フィルム１８が積層されている。また、本実施形態では、前記第一金属露出部９は、第一金属箔層２の他方の面における中央領域に設けられ、前記第二金属露出部１９は、第二金属箔層１２の他方の面における中央領域に設けられている（図３、４参照）。

この第二実施形態の薄型蓄電デバイス１では、前記第一実施形態と同様に、第一、二金属箔層が、電極及び外装材の両機能を果たすものであり、従って本構成にさらに外装材を要することはないから（即ち外装材が不要になるから）、蓄電デバイスとして、軽量化、薄型化、省スペース化を図ることができると共に、コストも低減できる。

また、絶縁樹脂フィルム８、１８がデバイスの両側に積層されていることにより、（金属露出部を除いて）絶縁性を十分に確保できると共に、物理的強度も十分に確保できる。従って、本発明の薄型蓄電デバイス１を、絶縁性を備えていることが要求される箇所や凹凸のある箇所へ搭載することにも十分に対応できる。

また、正極と電気的に導通している第一金属露出部９および負極と電気的に導通している第二金属露出部１９が存在していることで、これら金属露出部９、１９を介して電気の授受を行うことができるので、従来のリード線（図１０で示すタブリード１３１、１４１など）を不要とできる（使用しないで済む）利点がある。従って、薄型蓄電デバイスの部品点数を低減できるし、さらに軽量化を図ることができる。

更に、従来のリード線が不要となるので、蓄電デバイスの充放電時の発熱がリード線周りに集中するような現象が生じないし、正極部を構成する第一金属箔層２および負極部を構成する第二金属箔層１２を介して発熱を薄型蓄電デバイス１の両面の全体にわたって拡散させることができるので、蓄電デバイス１の寿命を延ばすことができる（即ち長寿命の蓄電デバイスを得ることができる）。また、リード線が不要となることで、その分製造コストを低減できる。

加えて、乾電池のように、ホルダーに本発明の薄型蓄電デバイス１を嵌め込むという簡単な装着手法を採用することもできる。

本発明において、前記第一金属箔層２は、特に限定されるものではないが、アルミニウム箔で形成されるのが好ましい。前記第一金属箔層２の厚さは７μｍ〜１５０μｍに設定されるのが好ましい。特に薄型リチウム２次電池として使用される場合には、第一金属箔層２は、厚さが７μｍ〜５０μｍの硬質のアルミニウム箔で形成されるのが好ましい。

前記正極活物質層３は、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム塩など）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）等のバインダーに、塩（例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム等）を添加した混合組成物などで形成される。前記正極活物質層３の厚さは、２μｍ〜３００μｍに設定されるのが好ましい。

前記正極活物質層３には、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。

前記バインダー層７としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣ、ＰＡＮ等で形成された層が挙げられ、例えば、第一金属箔層２の前記一方の面（セパレーター２１側の面）に塗布することにより形成できる。

前記バインダー層７には、第一金属箔層２と正極活物質層３の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。

前記バインダー層７の厚さは、０．２μｍ〜１０μｍに設定されるのが好ましい。１０μｍ以下とすることで、バインダー自体が蓄電デバイス１の内部抵抗を増大させることを極力抑制することができる。

前記バインダー層７は、設けられていなくても良いが、第一金属箔層２と正極活物質層３の結着性を向上させるために、第一金属箔層２と正極活物質層３の間に設けられているのが好ましい。

前記第一周縁接着剤層６としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、エラストマー系接着剤、フッ素系接着剤等により形成された接着剤層が挙げられる。中でも、アクリル系接着剤、ポリオレフィン系接着剤を用いるのが好ましく、この場合には、耐電解液性および水蒸気バリア性を向上させることができる。また、２液硬化型のオレフィン系接着剤により形成された層であるのが特に好ましい。２液硬化型のオレフィン系接着剤を用いた場合には、電解液による膨潤で接着性が低下するのを十分に防止できる。なお、蓄電デバイス１として電池を構成する場合には、前記第一周縁接着剤層６は、酸変性ポリプロピレン接着剤、酸変性ポリエチレン接着剤を用いるのが好ましい。前記第一周縁接着剤層６の厚さは、０．５μｍ〜５μｍに設定されるのが好ましい。

本発明において、前記第二金属箔層１２は、特に限定されるものではないが、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔またはチタン箔で形成されるのが好ましい。前記第二金属箔層１２の厚さは、７μｍ〜５０μｍに設定されるのが好ましい。

前記負極活物質層１３としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣ、ＰＡＮ等のバインダーに、添加物（例えば、黒鉛、チタン酸リチウム、Ｓｉ系合金、スズ系合金等）を添加した混合組成物等で形成される。前記負極活物質層１３の厚さは、１μｍ〜３００μｍに設定されるのが好ましい。

前記負極活物質層１３には、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤をさらに含有せしめてもよい。

前記負極活物質層１３や前記正極活物質層３を当該活物質の塗工により形成する場合には、活物質を塗工しない部分（周縁部等）に予めマスキングテープでマスキングを行ってから塗工することにより、活物質を塗工しない部分（周縁部等）に活物質を付着させることなく、所定領域に活物質層を形成することができる。前記マスキングテープとしては、ポリエステル樹脂フィルム、ポリエチレン樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム等のフィルムに粘着剤を塗布したものを使用できる。

前記バインダー層１７としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロースナトリウム塩など）、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）等で形成された層が挙げられ、例えば、第二金属箔層１２の前記一方の面（セパレーター側の面）に塗布することにより形成できる。

前記バインダー層１７には、第二金属箔層１２と負極活物質層１３の間の導電性を向上させるために、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電補助剤がさらに添加されていてもよい。

前記バインダー層１７の厚さは、０．２μｍ〜１０μｍに設定されるのが好ましい。１０μｍ以下とすることで、バインダー自体が蓄電デバイス１の内部抵抗を増大させることを極力抑制することができる。

前記バインダー層１７は、設けられていなくても良いが、第二金属箔層１２と負極活物質層１３の結着性を向上させるために、第二金属箔層１２と負極活物質層１３の間に設けられているのが好ましい。

前記第二周縁接着剤層１６としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系接着剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、エラストマー系接着剤、フッ素系接着剤等により形成された接着剤層が挙げられる。中でも、アクリル系接着剤、ポリオレフィン系接着剤を用いるのが好ましく、この場合には、耐電解液性および水蒸気バリア性を向上させることができる。また、２液硬化型のオレフィン系接着剤により形成された層であるのが特に好ましい。２液硬化型のオレフィン系接着剤を用いた場合には、電解液による膨潤で接着性が低下するのを十分に防止できる。なお、蓄電デバイス１として電池を構成する場合には、前記第二周縁接着剤層１６は、酸変性ポリプロピレン接着剤、酸変性ポリエチレン接着剤を用いるのが好ましい。前記第二周縁接着剤層１６の厚さは、０．５μｍ〜５μｍに設定されるのが好ましい。

上記実施形態では、前記周縁封止層（熱可塑性樹脂を含有してなる周縁封止層）３１は、第一金属箔層２の一方の面の周縁部に積層された第一熱可塑性樹脂層４と、第二金属箔層１２の一方の面の周縁部に積層された第二熱可塑性樹脂層１４とが重ね合わされて熱により融着されて形成されたものである。前記第一熱可塑性樹脂層４としては、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されるのが好ましい。また、前記第二熱可塑性樹脂層１４としては、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されるのが好ましい。

前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム４、１４は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムにより構成されるのが好ましい。

前記熱可塑性樹脂未延伸フィルム４、１４の厚さは、それぞれ、２０μｍ〜１５０μｍに設定されるのが好ましい。

前記セパレーター２１としては、特に限定されるものではないが、例えば、
・ポリエチレン製セパレーター
・ポリプロピレン製セパレーター
・ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとからなる複層フィルムで形成されるセパレーター
・上記のいずれかにセラミック等の耐熱無機物を塗布した湿式又は乾式の多孔質フィルムで構成されるセパレーター
等が挙げられる。前記セパレーター２１の厚さは、５μｍ〜５０μｍに設定されるのが好ましい。

前記電解液５、１５としては、特に限定されるものではないが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジメトキシエタンからなる群より選ばれる少なくとも２種の電解液と、リチウム塩と、を含む混合非水系電解液を用いるのが好ましい。前記リチウム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム等が挙げられる。前記電解液５、１５としては、前述の混合非水系電解液が、ＰＶＤＦ、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）等とゲル化したものを用いてもよい。

前記セパレーター２１と前記電解液５、１５は、前記第一金属箔層２と前記第二金属箔層１２の間の空間内において周囲を周縁封止層３１等で取り囲まれて中に密閉状態に封入されているので（図２、４参照）、電解液の漏出を防止できる。

前記第一絶縁樹脂フィルム８および第二絶縁樹脂フィルム１８としては、特に限定されるものではないが、延伸ポリアミドフィルム（延伸ナイロンフィルム等）または延伸ポリエステルフィルムを用いるのが好ましい。中でも、二軸延伸ポリアミドフィルム（二軸延伸ナイロンフィルム等）、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムまたは二軸延伸ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いるのが特に好ましい。なお、前記第一絶縁樹脂フィルム８および第二絶縁樹脂フィルム１８は、いずれも、単層で形成されていても良いし、或いは、例えば延伸ポリエステルフィルム／延伸ポリアミドフィルムからなる複層（延伸ＰＥＴフィルム／延伸ナイロンフィルムからなる複層等）で形成されていても良い。

前記第一絶縁樹脂フィルム８には、第一金属露出部９を確保するための開口部８Ｘが一部に設けられる（図４参照）。上記実施形態では、開口部８Ｘは、第一絶縁樹脂フィルム８の中央部に設けられているが、特にこのような位置に限定されるものではない。前記開口部８Ｘの平面視形状も矩形状に限定されない。

同様に、前記第二絶縁樹脂フィルム１８には、第二金属露出部１９を確保するための開口部１８Ｘが一部に設けられる（図４参照）。上記実施形態では、開口部１８Ｘは、第二絶縁樹脂フィルム１８の中央部に設けられているが、特にこのような位置に限定されるものではない。前記開口部１８Ｘの平面視形状も矩形状に限定されない。

前記第一絶縁樹脂フィルム８の厚さおよび前記第二絶縁樹脂フィルム１８の厚さは、いずれも、０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍに設定されるのが好ましい。

前記第三接着剤層４１、前記第四接着剤層４２を設ける場合において、これら接着剤４１、４２としては、特に限定されるものではないが、ポリエステルウレタン系接着剤およびポリエーテルウレタン系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも１種の接着剤を用いるのが好ましい。前記ポリエステルウレタン系接着剤としては、例えば、主剤としてのポリエステル樹脂と、硬化剤としての多官能イソシアネート化合物とによる二液硬化型ポリエステルウレタン系樹脂接着剤が挙げられる。前記ポリエーテルウレタン系接着剤としては、例えば、主剤としてのポリエーテル樹脂と、硬化剤としての多官能イソシアネート化合物とによる二液硬化型ポリエーテルウレタン系樹脂接着剤が挙げられる。前記第三接着剤層４１の厚さ、前記第四接着剤層４２の厚さは、いずれも、０．５μｍ〜５μｍに設定されるのが好ましい。前記第一金属箔層２の他方の面（セパレーター側と反対側の面）に上記第三接着剤４１を塗布した後、第一絶縁樹脂フィルム８を貼り合わせて両者を接着一体化するのがよい。また、前記第二金属箔層１２の他方の面（セパレーター側と反対側の面）に上記第四接着剤４２を塗布した後、第二絶縁樹脂フィルム１８を貼り合わせて両者を接着一体化するのがよい。

前記第三接着剤層４１および前記第四接着剤層４２における接着剤未塗布部（開口部８Ｘ、１８Ｘに対応する領域）は、絶縁樹脂フィルム（耐熱性樹脂延伸フィルム等）を通して外観しても接着剤塗布領域とは光沢度が異なるので、開口部のない絶縁樹脂フィルムを貼り合わせた状態でも外側から接着剤未塗布部の位置および形状を判別することができる。しかして、前記貼り合わせた絶縁樹脂フィルムにおける接着剤未塗布部に対応する部分を除去することによって、前記開口部８Ｘ、１８Ｘを形成せしめて前記金属露出部９、１９を露出させた構成とすることができる。例えば、前記貼り合わせた絶縁樹脂フィルムにおける接着剤未塗布部の周縁にレーザーを照射して、接着剤未塗布部に対応する部分の絶縁樹脂フィルムを切断することにより、前記開口部８Ｘ、１８Ｘを形成せしめて前記金属露出部９、１９を露出させた構成とすることができる。

また、前記第三接着剤層４１および前記第四接着剤層４２は、接着剤未塗布部を判別し易くするために上記接着剤に有機系顔料、無機系顔料、色素等の着色剤を樹脂成分１００質量部に対し０．１質量部〜５質量部の範囲で添加しても良い。前記有機系顔料としては、特に限定されるものではないが、例えばレーキレッド、ナフトール類、ハンザイエロー、ジスアゾイエロー、ベンズイミダゾロン等のアゾ系顔料、キノフタロン、イソインドリン、ピロロピロール、ジオキサジン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の多環式系顔料、レーキレッドＣ、ウォチュングレッド等のレーキ顔料などが挙げられる。また、前記無機系顔料としては、特に限定されるものではないが、例えばカーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、酸化鉄、酸化亜鉛等が挙げられる。また、前記色素としては、特に限定されるものではないが、例えばトリナトリウム塩（黄色４号）等の黄色色素類、ジナトリウム塩（赤色３号）等の赤色色素類、ジナトリウム塩（青色１号）等の青色色素類などが挙げられる。

また、着色剤の添加の有無にかかわらず、透明の絶縁樹脂フィルム（耐熱性樹脂延伸フィルム等）を貼り合わせることで、接着剤未塗布部を判別し易くできる。前記第三接着剤層４１や前記第四接着剤層４２の接着剤に前記着色剤を添加し、かつ透明の絶縁樹脂フィルム（耐熱性樹脂延伸フィルム等）を貼り合わせた構成とすれば、接着剤未塗布部の判別は極めて容易なものとなる。

本発明において、前記第一金属箔層２における少なくとも前記正極活物質層３が積層される側の面に化成皮膜が形成されているのが好ましい。また、同様に、前記第二金属箔層１２における少なくとも前記負極活物質層１３が積層される側の面に化成皮膜が形成されているのが好ましい。前記化成皮膜は、金属箔の表面に化成処理を施すことによって形成される皮膜であり、このような化成処理が施されていることによって、内容物（電解液等）による金属箔表面の腐食を十分に防止できる。例えば、次のような処理を行うことによって、金属箔に化成処理を施す。即ち、脱脂処理を行った金属箔の表面に、
１）リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
２）リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
クロム酸及びクロム（III）塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
３）リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
クロム酸及びクロム（III）塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、
フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の化合物と、を含む混合物の水溶液
上記１）〜３）のうちのいずれかの水溶液を金属箔の表面に塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。

前記化成皮膜は、クロム付着量（片面当たり）として０．１ｍｇ／ｍ²〜５０ｍｇ／ｍ²が好ましく、特に２ｍｇ／ｍ²〜２０ｍｇ／ｍ²が好ましい。

次に、本発明の薄型蓄電デバイス１を電気２重層キャパシタとして使用する場合における該薄型蓄電デバイスの好適構成について説明するが、あくまでも好適構成について説明するものであって、これら例示の構成に限定されるものではない。

即ち、電気２重層キャパシタとして使用する場合には、前記第一金属箔層２および前記第二金属箔層１２は、いずれも、厚さが７μｍ〜５０μｍの硬質のアルミニウム箔で形成されるのが好ましい。

前記正極活物質層３および前記負極活物質層１３としては、特に限定されるものではないが、いずれの層も、例えば、カーボンブラック、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等の導電剤を含有する構成であるのが好ましい。

前記セパレーター２１としては、特に限定されるものではないが、厚さ５μｍ〜１００μｍの多孔質のポリセルロース膜、厚さ５μｍ〜１００μｍの不織布等が好適に用いられる。

前記電解液５、１５としては、特に限定されるものではないが、水、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートおよびアセトニトリルからなる群より選ばれる少なくとも１種の有機溶媒と、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウムおよびテトラフルオロホウ酸４級アンモニウム塩からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩と、を含む電解液を用いるのが好ましい。前記４級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩などが挙げられる。

以上、電気２重層キャパシタとして使用する場合における本発明の薄型蓄電デバイスの好適構成について説明した。以下は、電気２重層キャパシタ以外の他の用途も全て含めた説明である。

本発明の薄型蓄電デバイス１は、通常は、厚さ０．０８ｍｍ〜０．３ｍｍに設定される。中でも、薄型蓄電デバイス１の厚さは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定されるのが好ましい。

次に、本発明の薄型蓄電デバイス１を用いて構成される蓄電デバイスモジュールについて説明する。この蓄電デバイスモジュール５０の一実施形態を図５、６に示す。

前記蓄電デバイスモジュール５０は、本発明の薄型蓄電デバイス１が複数枚厚さ方向に積層された（積んで重ね合わされた）構成である（図５、６参照）。本実施形態の蓄電デバイスモジュール５０では、各薄型蓄電デバイス１における第一金属露出部９及び第一金属露出部１９のそれぞれに導電性樹脂が塗布されている。即ち、各薄型蓄電デバイス１における第一金属露出部９の表面に、導電性樹脂を含有してなる正極側導電層５１が形成されると共に、第二金属露出部１９の表面に、導電性樹脂を含有してなる負極側導電層５２が形成されている（図６参照）。しかして、前記蓄電デバイスモジュール５０では、隣り合う薄型蓄電デバイス１において、一方の蓄電デバイス１の正極側導電層５１と、他方の蓄電デバイス１の負極側導電層５２とが互いに十分に接触するものとなって、複数枚の薄型蓄電デバイス１が直列に接続された構成になっている（図６参照）。前記導電性樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンを含有した樹脂等が挙げられる。

上記実施形態では、金属露出部９、１９に導電性樹脂が塗布された構成であるが、特にこのような構成に限定されるものではなく、例えば、金属露出部９、１９に、１００μｍ以下の金属箔（アルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔、ニッケル箔等）が積層された構成を採用してもよい。即ち、第一金属露出部９の表面に、金属箔からなる正極側導電層５１が形成されると共に、第二金属露出部１９の表面に、金属箔からなる負極側導電層５２が形成された構成であってもよい。

このように正極側導電層５１および負極側導電層５２が設けられていることで、単に重ね合わせて積層配置するだけで、隣り合う蓄電デバイス１同士において十分に電気的導通状態を確保することができる利点がある。

或いは、このような導電層５１、５２を設けることなく、厚さ方向に隣り合う薄型蓄電デバイス１において、一方の蓄電デバイス１の第一金属露出部９と、他方の蓄電デバイス１の第二金属露出部１９とを互いに接触させて、複数枚の薄型蓄電デバイス１が直列に接続された構成であってもよい。前記絶縁樹脂フィルム層８、１８の厚さが小さい場合には、正極側導電層５１および負極側導電層５２を設けなくても、隣り合う蓄電デバイス１同士において十分に電気的導通状態を確保できる。

次に、本発明の薄型蓄電デバイス１が複数枚厚さ方向に積層されてなる前記蓄電デバイスモジュール５０（図５、６参照）の使用例について説明する。

前記蓄電デバイスモジュール５０は、薄型蓄電デバイス１が複数枚積層された構成であるので、変形することが可能である。例えば、蓄電デバイスモジュール５０を曲げて円筒状にすることも可能であり、さらに小さく曲げて複数回捲回して円筒状に形成することも可能である。前記蓄電デバイスモジュール５０のこのような特性を生かして以下に説明する構成（図９参照）を採用することもできる。

図９では、蓄電デバイス１が長い矩形状に構成されると共に、第一金属露出部９及び第二金属露出部１９が、蓄電デバイスの長さ方向の端部に設けられているが、その他の構成は、図５、６の蓄電デバイスと同様である。しかして、図９では、薄型蓄電デバイス１が複数枚厚さ方向に積層されてなる蓄電デバイスモジュール５０が、捲回されて円筒状に構成されている。第一金属露出部９及び第二金属露出部１９が、蓄電デバイス１の長さ方向の端部に設けられているので、機器（電子タバコ、ペンライトなど）等の端子（正極側接続端子、負極側接続端子）との接続が容易である。また、モジュール５０の外面が絶縁樹脂フィルム８、１８で形成されているので、十分な絶縁性を確保できる。

次に、本発明の薄型蓄電デバイス１の製造方法の一例を説明する。まず、正極側シート体６１、負極側シート体６２およびセパレーター２１をそれぞれ準備する（図７参照）。

即ち、第一金属箔層２の一方の面における一部の領域にバインダー層７を介して正極活物質層３が積層され、前記第一金属箔層２の前記一方の面に積層されたバインダー層７における正極活物質層が形成されていない周縁部に第一周縁接着剤層６を介して第一熱可塑性樹脂層４が積層されると共に、前記第一金属箔層２の他方の面に、第一金属箔層２が露出した第一金属露出部９を残した態様で、第三接着剤層４１を介して第一絶縁樹脂フィルム層８が積層されてなる正極側シート体６１を準備する（図７参照）。前記第一熱可塑性樹脂層４は、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されるのが好ましい。また、前記第一絶縁樹脂フィルム層８は、耐熱性樹脂延伸フィルムで形成されるのが好ましい。

また、第二金属箔層１２の一方の面における一部の領域にバインダー層１７を介して負極活物質層１３が積層され、前記第二金属箔層１２の前記一方の面に積層されたバインダー層１７における負極活物質層が形成されていない周縁部に第二周縁接着剤層１６を介して第二熱可塑性樹脂層１４が積層されると共に、前記第二金属箔層１２の他方の面に、第二金属箔層１２が露出した第二金属露出部１９を残した態様で、第四接着剤層４２を介して第二絶縁樹脂フィルム層１８が積層されてなる負極側シート体６２を準備する（図７参照）。前記第二熱可塑性樹脂層１４は、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されるのが好ましい。また、前記第二絶縁樹脂フィルム層１８は、耐熱性樹脂延伸フィルムで形成されるのが好ましい。

また、セパレーター２１を準備する。しかして、正極側シート体６１と負極側シート体６２とを互いの熱可塑性樹脂層４、１４で接触させると共に、正極活物質層３と負極活物質層１３との間にセパレーター２１を挟み込んで、これら重ね合わされた正極側シート体６１と負極側シート体６２の周縁部を熱板等を用いて挟圧することによって、第一熱可塑性樹脂層４と第二熱可塑性樹脂層１４とをヒートシール接合する。

前記ヒートシール接合は、重ね合わされた正極側シート体６１と負極側シート体６２の周縁部の４辺のうち３辺について先に行って仮封止を行うようにし、次いで残りの未封止の１辺部からセパレーター２１と正極活物質層３との間およびセパレーター２１と負極活物質層１３との間に電解液５、１５を注入し、しかる後、未シール箇所の残りの１辺を上下から一対の熱板等で挟圧することによって、４辺を完全に封止接合して、図３、４に示す本発明の薄型蓄電デバイス１を得る。得られた薄型蓄電デバイス１では、第一絶縁樹脂フィルム層８の中央部の開口部８Ｘを介して第一金属露出部９が露出すると共に、第二絶縁樹脂フィルム層１８の中央部の開口部１８Ｘを介して第二金属露出部１９が露出している（図３、４参照）。

上記製造方法は、その一例を挙げたものに過ぎず、特にこのような製造方法に限定されるものではない。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（正極側シート体６１の作成）
縦２０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ１５μｍの硬質アルミニウム箔（ＪＩＳ Ｈ４１６０で分類されるＡ１１００の硬質アルミニウム箔）２の一方の面（の全面）に、バインダーとしてのＰＶＤＦを溶媒のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させたバインダー液を塗布した後、１００℃で３０秒間乾燥せしめることによって、乾燥後の厚さが０．５μｍのバインダー層７を形成した。

コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質６０質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのＰＶＤＦ１０質量部、アセチレンブラック（導電材）５質量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）（有機溶媒）２５質量部が混練分散されてなるペーストを７５ｍｍ×４４ｍｍのサイズで前記バインダー層７の表面の３箇所に塗布した後、１００℃で３０分間乾燥させて、次いで熱プレスを行うことによって、密度４．８ｇ／ｃｍ³、乾燥後の厚さが３０．２μｍの正極活物質層３を形成した（図８（Ａ）参照）。

次に、３箇所の正極活物質層３のそれぞれの上に、同一サイズのポリエステル粘着テープを貼着することによって正極活物質層３のマスキングを行った後、このマスキングを行った側の面に、２液硬化型のオレフィン系接着剤（第一周縁接着剤層）６を厚さ２μｍで塗布して１００℃で１５秒間乾燥せしめ、次いでさらにこの第一周縁接着剤の上に厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム４Ａを貼り合わせ、４０℃の恒温槽に３日間放置して養生を行った後、前記ポリエステル粘着テープの外縁（正極活物質層３の外縁）に合わせた位置で未延伸ポリプロピレンフィルム層４Ａのみに切り込みを入れ、次いでポリエステル粘着テープと一緒に未延伸ポリプロピレンフィルム（切り込みの内側部分のみ；粘着テープに対応する領域のみ）を除去することによって、正極活物質層３の表面を露出させた（図８（Ｂ）参照）。

次に、正極活物質層３の露出面の外縁から外方に向けて５ｍｍの位置（図８（Ｂ）で二点鎖線の位置）で全周にわたって切り出すことによって、８５ｍｍ×５４ｍｍのサイズの正極側シート体６１を３片作成した（図８（Ｃ）参照、参考図；図７）。

前記未延伸ポリプロピレンフィルムによって形成された第一熱可塑性樹脂層４の幅Ｍは５ｍｍであった（図８（Ｃ）参照）。

（負極側シート体６２の作成）
縦２０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ１５μｍの硬質銅箔（ＪＩＳ Ｈ３１００で分類されるＣ１１００Ｒの硬質銅箔）２の一方の面（の全面）に、バインダーとしてのＰＶＤＦを溶媒のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させたバインダー液を塗布した後、１００℃で３０秒間乾燥せしめることによって、乾燥後の厚さが０．５μｍのバインダー層１７を形成した。

カーボン粉末を主成分とする負極活物質５７質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのＰＶＤＦを５質量部、ヘキサフルオロプロピレンと無水マレイン酸の共重合体１０質量部、アセチレンブラック（導電材）３質量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）（有機溶媒）２５質量部が混練分散されてなるペーストを７５ｍｍ×４４ｍｍのサイズで前記バインダー層１７の表面の３箇所に塗布した後、１００℃で３０分間乾燥させて、次いで熱プレスを行うことによって、密度１．５ｇ／ｃｍ³、乾燥後の厚さが２０．１μｍの負極活物質層１３を形成した。

次に、３箇所の負極活物質層１３のそれぞれの上に、同一サイズのポリエステル粘着テープを貼着することによって負極活物質層１３のマスキングを行った後、このマスキングを行った側の面に、２液硬化型のオレフィン系接着剤（第二周縁接着剤層）１６を厚さ２μｍで塗布して１００℃で１５秒間乾燥せしめ、次いでさらにこの第二周縁接着剤の上に厚さ２５μｍの未延伸ポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、４０℃の恒温槽に３日間放置して養生を行った後、前記ポリエステル粘着テープの外縁（負極活物質層１３の外縁）に合わせた位置で未延伸ポリプロピレンフィルム層のみに切り込みを入れ、次いでポリエステル粘着テープと一緒に未延伸ポリプロピレンフィルム（切り込みの内側部分のみ；粘着テープに対応する領域のみ）を除去することによって、負極活物質層１３の表面を露出させた。

次に、負極活物質層１３の露出面の外縁から外方に向けて５ｍｍの位置で全周にわたって切り出すことによって、８５ｍｍ×５４ｍｍのサイズの負極側シート体６２（参考図；図７）を３片作成した。

前記未延伸ポリプロピレンフィルムによって形成された第二熱可塑性樹脂層１４の幅は５ｍｍであった。

（薄型蓄電デバイス１の作成）
次に、上記正極側シート体６１と負極側シート体６２との間に、縦８５ｍｍ×横５４ｍｍ×厚さ８μｍの多孔質の湿式セパレーター２１を配置した（参考図；図７）。この時、正極側シート体６１は、セパレーター２１側に正極活物質層３が存在するように配置すると共に、負極側シート体６２は、セパレーター２１側に負極活物質層１３が存在するように配置した（参考図；図７）。

次いで、正極側シート体６１と負極側シート体６２との間にセパレーター２１を挟み付けた状態で、平面視における４辺のうちの３辺を上下から一対の２００℃の熱板で０．２ＭＰａの圧力で３秒間挟圧して熱シールを行うことによって、３辺を封止接合した。

次に、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）が等量体積比で配合された混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）が濃度１モル／Ｌで溶解された電解液を、未シール箇所の１辺からシリンジを用いて、セパレーター２１と正極活物質層３との間およびセパレーター２１と負極活物質層１３との間にそれぞれ０．５ｍＬ注入した後、真空シールすることにより、仮封止を行った。

しかる後、４．２Ｖの電池電圧が発生するまで充電を行い、電極やセパレーター等からのガスを発生させた後、３．０Ｖの放電状態で且つ０．０８６ＭＰａの減圧下で、未シール箇所の残りの１辺を上下から一対の２００℃の熱板で０．２ＭＰａの圧力で挟圧して３秒間熱シールを行うことによって、４辺を完全に封止接合して、図１、２に示す構成の電池容量２０ｍＡｈのカード型の薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）１を得た。

＜実施例２＞
負極部の第二金属箔層として、硬質の銅箔に代えて、硬質のステンレス箔（ＳＵＳ３０４）を使用した以外は、実施例１と同様にして、図１、２に示す構成の電池容量２０ｍＡｈのカード型の薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）１を得た。

＜実施例３＞
実施例１で得た正極側シート体６１に更に次のような付加構成を設けたこと以外は、実施例１と同様にして、図３、４に示す構成の電池容量２０ｍＡｈのカード型の薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）１を得た。

次のようにして付加構成を設けた。即ち、実施例１で得た正極側シート体６１の硬質アルミニウム箔（第一金属箔層）２の他方の面（正極活物質層３が形成された側と反対側の面）の中央部に、５ｍｍ×５ｍｍのサイズのポリエステル粘着テープを貼り付けてマスキングを行った後、このマスキングを行った側の面の全面に、ポリエステルウレタン系接着剤（第三接着剤層）４１を厚さ２μｍで塗布して１００℃で１５秒間乾燥せしめ、次いでこの第三接着剤層４１の上に厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（第一絶縁樹脂フィルム層）８を貼り合わせ、４０℃の恒温槽に３日間放置して養生を行った後、前記ポリエステル粘着テープの外縁に合わせた位置で二軸延伸ポリエステルフィルムのみに切り込みを入れ、次いでポリエステル粘着テープと一緒に当該部分の二軸延伸ポリエステルフィルムを除去して二軸延伸ポリエステルフィルムの中央部に開口部８Ｘを設けることによって、硬質アルミニウム箔（第一金属箔層）２の他方の面の中央部に５ｍｍ×５ｍｍのサイズの第一金属露出部９を露出させて、図７に示す正極側シート体６１を得た。

また、同様に、実施例１で得た負極側シート体６２の硬質銅箔（第二金属箔層）１２の他方の面（負極活物質層１３が形成された側と反対側の面）の中央部に、５ｍｍ×５ｍｍのサイズのポリエステル粘着テープを貼り付けてマスキングを行った後、このマスキングを行った側の面の全面に、ポリエステルウレタン系接着剤（第四接着剤層）４２を厚さ２μｍで塗布して１００℃で１５秒間乾燥せしめ、次いでこの第四接着剤層４２の上に厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエステルフィルム（第二絶縁樹脂フィルム層）１８を貼り合わせ、４０℃の恒温槽に３日間放置して養生を行った後、前記ポリエステル粘着テープの外縁に合わせた位置で二軸延伸ポリエステルフィルムのみに切り込みを入れ、次いでポリエステル粘着テープと一緒に当該部分の二軸延伸ポリエステルフィルムを除去して二軸延伸ポリエステルフィルムの中央部に開口部１８Ｘを設けることによって、硬質銅箔（第二金属箔層）１２の他方の面の中央部に５ｍｍ×５ｍｍのサイズの第二金属露出部１９を露出させて、図７に示す負極側シート体６２を得た。

こうして得られた正極側シート体６１、負極側シート体６２を使用して、実施例１と同様にして、薄型蓄電デバイスの作成工程を実施することによって、図３、４に示す構成の薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）１を得た。

＜比較例１＞
まず、下記のようにしてラミネート外装材１５１、１５２、正極タブリード１３１、負極タブリード１４１をそれぞれ準備した。

（ラミネート外装材）
厚さ２０μｍの軟質アルミニウム箔（ＪＩＳ Ｈ４１６０で分類されるＡ８０２１の軟質アルミニウム箔）の一方の面に、ポリエステルウレタン系接着剤を介して厚さ１２μｍのポリエステルフィルムを貼り合わせ、前記軟質アルミニウム箔の他方の面に、ポリオレフィン系接着剤を介して厚さ２５μｍのポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、次いで４０℃の恒温槽内で３日間養生した後、裁断することによって、８５ｍｍ×５４ｍｍのサイズのラミネート外装材１５１、１５２を得た。

（正極タブリード）
長さ４０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ５００μｍの硬質のアルミニウム板（ＪＩＳ Ｈ４０００で分類されるＡ１０５０の硬質アルミニウム箔）の長さ方向の一端から５ｍｍ中の位置から内側の部分領域の両面に、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５０μｍの無水マレイン酸変性ポリプロピレンフィルム（融点１４０℃、ＭＦＲは３．０ｇ／１０分）からなる絶縁フィルム１３２をヒートシールにより挟着して、図１０に示す正極タブリード１３１を得た。

（負極タブリード）
長さ４０ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さ５００μｍのニッケル板の長さ方向の一端から５ｍｍ中の位置から内側の部分領域の両面に、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５０μｍの無水マレイン酸変性ポリプロピレンフィルム（融点１４０℃、ＭＦＲは３．０ｇ／１０分）からなる絶縁フィルム１４２をヒートシールにより挟着して、図１０に示す負極タブリード１４１を得た。

（薄型蓄電デバイス１６０の作成）
縦２０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ１５μｍの硬質アルミニウム箔（ＪＩＳ Ｈ４１６０で分類されるＡ１１００の硬質アルミニウム箔）の一方の面（の全面）に、バインダーとしてのＰＶＤＦを溶媒のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させたバインダー液を塗布した後、１００℃で３０秒間乾燥せしめることによって、乾燥後の厚さが０．５μｍのバインダー層を形成した。

コバルト酸リチウムを主成分とする正極活物質６０質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのＰＶＤＦ１０質量部、アセチレンブラック（導電材）５質量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）（有機溶媒）２５質量部が混練分散されてなるペーストを、前記硬質アルミニウム箔のバインダー層の表面に塗布した後、１００℃で３０分間乾燥させて、次いで熱プレスを行うことによって、密度４．８ｇ／ｃｍ³、乾燥後の厚さが３０．２μｍの正極活物質層を形成した後、裁断して、７５ｍｍ×４５ｍｍのサイズの正極１２２を得た。

前記正極１２２における活物質未塗布面（正極活物質層が形成された側と反対側の面）の長さ方向の一端部に、前記正極タブリード１３１の長さ方向の一端部（絶縁フィルム１３２が取り付けられた側の一端部）を重ねて、当該重なり部分を超音波溶接機で溶接した（図１０（Ａ）参照）。図１０（Ａ）において、１３３が、溶接固定部である。

縦２０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ１５μｍの硬質銅箔（ＪＩＳ Ｈ３１００で分類されるＣ１１００Ｒの硬質銅箔）２の一方の面（の全面）に、バインダーとしてのＰＶＤＦを溶媒のジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させたバインダー液を塗布した後、１００℃で３０秒間乾燥せしめることによって、乾燥後の厚さが０．５μｍのバインダー層を形成した。

カーボン粉末を主成分とする負極活物質１００質量部、結着剤兼電解液保持剤としてのＰＶＤＦを５質量部、ヘキサフルオロプロピレンと無水マレイン酸の共重合体１０質量部、アセチレンブラック（導電材）３質量部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）（有機溶媒）２５質量部が混練分散されてなるペーストを、前記硬質銅箔のバインダー層の表面に塗布した後、１００℃で３０分間乾燥させて、次いで熱プレスを行うことによって、密度１．５ｇ／ｃｍ³、乾燥後の厚さが２０．１μｍの負極活物質層を形成した後、裁断して、７５ｍｍ×４５ｍｍのサイズの負極１２３を得た。

前記負極１２３における活物質未塗布面（負極活物質層が形成された側と反対側の面）の長さ方向の一端部に、前記負極タブリード１４１の長さ方向の一端部（絶縁フィルム１４２が取り付けられた側の一端部）を重ねて、当該重なり部分を超音波溶接機で溶接した（図１０（Ａ）参照）。図１０（Ａ）において、１４３が、溶接固定部である。

次に、図１０（Ａ）に示すように、正極タブリード１３１が接合された正極１２２と、負極タブリード１４１が接合された負極１２３との間に、セパレーター１２１を挟み込んで積層配置して電極本体部１１０を構成した（図１０（Ｂ）参照）。この時、正極１２２におけるセパレーター１２１側に正極活物質層が位置すると共に、負極１２３におけるセパレーター１２１側に負極活物質層が位置するように配置し、正極タブリード１３１と負極タブリード１４１が重なり合わないようにこれらタブリード１３１、１４１は、互いに左右反対に位置するようにした（図１０（Ｂ）参照）。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、上下一対のラミネート外装材１５１、１５２の間に、前記電極本体部１１０を配置した。この時、ラミネート外装材１５１、１５２のポリプロピレンフィルム（ヒートシール層）が内側（電極本体部１１０側）に位置するように配置した。

しかる後、上下一対のラミネート外装材１５１、１５２の間に電極本体部１１０を挟み付けた状態で、平面視における４辺のうちの３辺を上下から一対の２００℃の熱板で０．２ＭＰａの圧力で３秒間挟圧して熱シールを行うことによって、３辺を封止接合した。

次に、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）が等量体積比で配合された混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）が濃度１モル／Ｌで溶解された電解液を、未シール箇所の１辺からシリンジを用いて、セパレーター１２１と正極活物質層との間およびセパレーター１２１と負極活物質層との間にそれぞれ０．５ｍＬ注入した後、真空シールすることにより、仮封止を行った。

しかる後、４．２Ｖの電池電圧が発生するまで充電を行い、電極やセパレーター等からのガスを発生させた後、３．０Ｖの放電状態で且つ０．０８６ＭＰａの減圧下で、未シール箇所の残りの１辺を上下から一対の２００℃の熱板で０．２ＭＰａの圧力で挟圧して３秒間熱シールを行うことによって、４辺を完全に封止接合して、図１０（Ｃ）に示す構成の電池容量２０ｍＡｈのカード型の薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）１６０を得た。

上記のようにして得られた実施例１〜３、比較例１の各薄型蓄電デバイス（薄型模擬電池）について下記評価法に基づいて評価を行った。

＜軽量性及び薄型性の評価法＞
各薄型蓄電デバイスの全体質量（ｇ）を測定して軽量性を調べると共に、薄型蓄電デバイスにおける最も厚い部分の厚さ（μｍ）を測定して薄型性を調べた。

＜放電容量比率の評価法＞
各薄型蓄電デバイスについてそれぞれサンプルを４個準備した。各薄型蓄電デバイスの第１サンプルに対して１０ｍＡの充電電流で４．２Ｖになるまで充電した後、１０ｍＡ電流値で３．０Ｖまで放電したときの放電容量比率（充電直後の放電容量比率）を測定すると共に、内部抵抗測定器を用いて薄型蓄電デバイスの内部抵抗値の測定を行った。

なお、各実施例における前記「充電直後の放電容量比率」は、
放電容量比率（％）＝（各実施例の充電直後の放電容量測定値）÷（比較例１の充電直後の放電容量測定値）×１００
上記計算式で計算される値である。

（４０℃放置後の放電容量比率）
また、各薄型蓄電デバイスの第２サンプルに対して１０ｍＡの充電電流で４．２Ｖになるまで充電した後、４０℃の恒温槽内に７日間放置し、次いでこれを取り出して、１０ｍＡ電流値で３．０Ｖまで放電したときの放電容量比率（４０℃放置後の放電容量比率）を測定した。

なお、各実施例における前記「４０℃放置後の放電容量比率」は、
４０℃放置後の放電容量比率（％）＝（各実施例の４０℃放置後の放電容量測定値）÷（比較例１の充電直後の放電容量測定値）×１００
上記計算式で計算される値であり、一方、
比較例１における「４０℃放置後の放電容量比率」は、
４０℃放置後の放電容量比率（％）＝（比較例１の４０℃放置後の放電容量測定値）÷（比較例１の充電直後の放電容量測定値）×１００
上記計算式で計算される値である。

（６０℃放置後の放電容量比率）
各薄型蓄電デバイスの第３サンプルに対して１０ｍＡの充電電流で４．２Ｖになるまで充電した後、６０℃の恒温槽内に７日間放置し、次いでこれを取り出して、１０ｍＡ電流値で３．０Ｖまで放電したときの放電容量比率（６０℃放置後の放電容量比率）を測定した。なお、「６０℃放置後の放電容量比率」の計算式は、上記「４０℃放置後の放電容量比率」の計算式に準じる。

（８０℃放置後の放電容量比率）
更に、各薄型蓄電デバイスの第３サンプルに対して１０ｍＡの充電電流で４．２Ｖになるまで充電した後、８０℃の恒温槽内に７日間放置し、次いでこれを取り出して、１０ｍＡ電流値で３．０Ｖまで放電したときの放電容量比率（８０℃放置後の放電容量比率）を測定した。なお、「８０℃放置後の放電容量比率」の計算式は、上記「４０℃放置後の放電容量比率」の計算式に準じる。

表１から明らかなように、実施例１〜３の薄型蓄電デバイスは、比較例１の従来のタイプと比較して、より軽量であると共に、より薄型化が図られている。比較例１の蓄電デバイスでは、タブリードを要するので（存在しているので）、実施例１〜３のものと比較して質量が相当に大きいものとなっているし、タブリード１３１、１４１を上下の外装材１５１、１５２で挟み込んだヒートシール部分で厚さが大幅に増大していて薄型化することができない。

また、充電直後の放電容量比率が１００％であり、８０℃放置後の放電容量比率が９２％であり、一般的な金属缶を外装としたリチウムイオン電池と比較しても全く問題ないレベルである。また、内部抵抗値も低く抑えられている。

本発明の薄型蓄電デバイスは、軽量化及び薄肉化されていて、且つリチウムイオン電池としての基本性能にも優れていることがわかる。

次に、実施例１の薄型蓄電デバイス３枚を図５、６に示すような態様で直列に積層してなるモジュールを作成した。但し、正極側導電層５１、負極側導電層５２を設けることなく直列に接続した。

表２から明らかなように、前記モジュールの電圧は、１１．８５Ｖであり、容量値は１９．８ｍＡｈであり、このように本発明の薄型蓄電デバイスを複数枚重ねて直列接続されたモジュールは、リチウムイオン電池としての基本性能に優れていることがわかる。

本発明に係る薄型蓄電デバイスは、具体例として、例えば、
・薄型リチウム２次電池（リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等）等の薄型電気化学デバイス
・薄型リチウムイオンキャパシタ
・薄型電気２重層コンデンサ
等が挙げられる。

本発明に係る薄型蓄電デバイスは、例えば、ＩＣカードのバックアップ用電源として好適に利用できるが、特にこのような用途に限定されるものではない。また、本発明の薄型蓄電デバイスを複数個積層して接続することにより、スマートフォンやタブレット型端末等の種々の携帯型電子機器の電源として好適に利用できるが、特にこのような用途に限定されるものではない。

また、本発明の薄型蓄電デバイス１が複数枚厚さ方向に積層されてなる蓄電デバイスモジュールであって図９に示すような円筒状に構成された蓄電デバイスモジュール５０は、例えば、電子タバコの電池、ペンライトの電池、パソコンの補助バッテリー等として使用できる。

１…薄型蓄電デバイス
２…第一金属箔層
３…正極活物質層
４…第一熱可塑性樹脂層
５…電解液
８…第一絶縁樹脂フィルム層
９…第一金属露出部
１２…第二金属箔層
１３…負極活物質層
１４…第二熱可塑性樹脂層
１５…電解液
１８…第二絶縁樹脂フィルム層
１９…第二金属露出部
２１…セパレーター
２２…正極部
２３…負極部
３１…周縁封止層
６１…正極側シート体
６２…負極側シート体

Claims (8)

1. 第一金属箔層と、該第一金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された正極活物質層と、を含む正極部と、
   第二金属箔層と、該第二金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された負極活物質層と、を含む負極部と、
   前記正極部と前記負極部の間に配置されたセパレーターと、を備え、
   前記第一金属箔層と前記セパレーターとの間に前記正極活物質層が配置され、前記第二金属箔層と前記セパレーターとの間に前記負極活物質層が配置され、
   前記正極部の第一金属箔層の前記一方の面における正極活物質層が形成されていない周縁部領域と、前記負極部の第二金属箔層の前記一方の面における負極活物質層が形成されていない周縁部領域とが、熱可塑性樹脂を含有してなる周縁封止層を介して接合され、
   前記周縁封止層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されていることを特徴とする薄型蓄電デバイス。
2. 前記第一金属箔層の他方の面に、該第一金属箔層が露出した第一金属露出部を残した態様で、第一絶縁樹脂フィルムが積層されると共に、
   前記第二金属箔層の他方の面に、該第二金属箔層が露出した第二金属露出部を残した態様で、第二絶縁樹脂フィルムが積層されている請求項１に記載の薄型蓄電デバイス。
3. 前記第一絶縁樹脂フィルムおよび前記第二絶縁樹脂フィルムが、耐熱性樹脂延伸フィルムで形成されている請求項２に記載の薄型蓄電デバイス。
4. 前記第一金属箔層の前記一方の面にバインダー層を介して前記正極活物質層が積層され、前記第二金属箔層の前記一方の面にバインダー層を介して前記負極活物質層が積層され、前記バインダー層は、ＰＶＤＦ、ＳＢＲ、ＣＭＣおよびＰＡＮからなる群より選ばれる少なくとも１種のバインダー材で形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。
5. 前記セパレーターと前記正極活物質層の間に電解液が封入され、前記セパレーターと前記負極活物質層の間に電解液が封入されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。
6. 前記第一金属箔層がアルミニウム箔で形成され、
   前記第二金属箔層が、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔またはチタン箔で形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。
7. 前記第一金属箔層における少なくとも前記正極活物質層が積層される側の面に化成皮膜が形成され、前記第二金属箔層における少なくとも前記負極活物質層が積層される側の面に化成皮膜が形成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の薄型蓄電デバイス。
8. 第一金属箔層と、該第一金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された正極活物質層と、前記第一金属箔層の前記一方の面における正極活物質層が形成されていない周縁部に設けられた第一熱可塑性樹脂層と、を備えた正極側シート体を準備する工程と、
   第二金属箔層と、該第二金属箔層の一方の面における一部の領域に積層された負極活物質層と、前記第二金属箔層の前記一方の面における負極活物質層が形成されていない周縁部に設けられた第二熱可塑性樹脂層と、を備えた負極側シート体を準備する工程と、
   セパレーターを準備する工程と、
   前記正極側シート体と前記負極側シート体とを互いの熱可塑性樹脂層で接触させると共に前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に前記セパレーターを挟み込んだ状態で、前記正極側シート体の第一熱可塑性樹脂層と前記負極側シート体の第二熱可塑性樹脂層とをヒートシール接合する工程と、を含み、
   前記第一熱可塑性樹脂層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成され、前記第二熱可塑性樹脂層が、熱可塑性樹脂未延伸フィルムで形成されていることを特徴とする薄型蓄電デバイスの製造方法。