WO2007010658A1 - 電気化学セルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

明細書

電気化学セルおょぴその製造方法 技術分野

本発明は、 電気化学セルに関する。 また、 本発明は、 電気化学 セルの製造方法に関する o 背景技術

近年、 電子ぺーパ一 、 気二重層キヤノヽ⁰シタ、 色素増感太陽 池、 リチウムイオン電池 、 または調光ガラスなどの電気化学セル が注目 されている。 ¾気化学セルにおいては、 ポリ フッ化ビ二 V デン一へキサフノレオ プ ピレン共重合体 （ p v d F - H F P ) ゲル電解質膜を電極フィルムの間に挟むこ とによ りセルを作製す る方法がある。

図 1 9は、 従来の電気化学セルの例と して、 色 増感太陽電池 の構成を示したものである 。 作用極フィルム 7 と しては、 例えば ガラス上に酸化チタン電極を形成したものが用いられる。 対極フ イルム 1 と しては、 例えばガラス上に白金電極を形成したものが 用いられる。 作用極フィルム 7 と対極フイ ノレム 1 の間には、 例 ば P V d F— H F Pゲルからなるゲル電解質膜 1 0 を挟みこんで いる o このゲル電解質膜 1 0の周囲には封止材 2 3が配置されて いる o

P V d F - H F Pゲルは固形分 5 0 %においてもィォン伝導度 が大さ <損なわれないとい 優れた性質を持ってレ、る 0 P V d F 一 H F Pゲルを用いて実験室レベルでは、 リ ジッ ド、電極を用いた 電気化学セルが報告されている （例えば、 特許文献 1 ヽ 非特許文 献 1参照 o ) o

[特許文献 1 ] 特開 2 0 0 3 — 1 6 8 3 3号公報 [非特許文献 1 ]小山昇 監修「ポリマーバッテリーの最新技術」 シ ェムシ一 発明の開示

しかしながら、 上述した従来の電気化学セルは、 ゲルと作用極 フィルム上に形成された電極との密着性、 ならびに、 ゲルと対極 フィルム上に形成された電極との密着性を確保するこ とができな いとレ、う問題点がある。 ほとんどのゲルにはタ ックがなく 、 ゲル と電極との密着性が確保できないからである ο

また 、 上述した従来の電気化学セルは、 ゲルと作用極フイノレム 上に けられた電極との間に 、 ならぴに、 ゲルと対極フイ ルム上 に けられた電極との間に、 気泡が発生するのを防止することが 困難であるという 問題点がある ο

れら 2 つの問題点は、 例えば、 電子ぺーパーのよ うなデイ ス プレィ用途を想定した場合、 非常に深刻であり、 ぜひとも解決す ベさ課題である。

一方 、 上述した従来の電気化学セルは、 硬い作用極フイノレム と 硬い対極フィルムを用いている。 したがって、 ロールツーロール

( Ro l l t o Ro l l ) 方式による生産に不向きであり、 大量生産がで きないという問題点がある。

これを解決するためには、 柔軟性のある作用極フ ィ ルム と 、 柔 軟性のある対極フ ィルムを用いてロールツーロール方式で生産す る方法が考えられる。

しかしながら、 ロールツーロール方式で生産するには、 つぎの よ う な問題点がある。 ゲルを決められた形状に作製し、 ロール上 の決められた位置におく こ とができない。 ゲルは機械的強度がな いために、 セル作製においてゲルは打ち抜き · 加工するこ とがで きない。 ゲルを切断すると崩れてしまい、 加工するこ とができな レヽ力 らである。

本発明は、 このよ う な課題に鑑みてなされたものであり 、 新規 な電気化学セルを提供することを目的とする。

また、 本発明は、 新規な電気化学セルの製造方法を提供するこ とを目的とする。

上記課題を解決し、 本発明の目的を達成するため、 本発明の電 気化学セルは、 作用極フ ィ ルム と 、 作用極フ ィ ルムに対向する対 極フ ィルム と 、 作用極フ ィ ルム と対極フ ィ ルムの間に挟まれるゲ ル電解質膜と、 ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電 気化学セルにおいて、 作用極フィルムと対極フィルムがゝ 柔軟性 を有することを特徴とする。

本発明の電気化学セルの製造方法は、 対極フ ィ ルム上に設けら れた錄型フ ィ ルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を入れるェ程と、 ゾ ル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、 铸型フィル ムを対極フィルムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを冷却して、 ゲ ル電解質膜を形成する工程と、 封止フィルムの孔がゲル電解質膜 に対応するよ う にして、 こ の封止フ ィルムを対極フ ィ ルム上に HX 置する工程を有するこ とを特徴とする。

本発明の電気化学セルの製造方法は、 対極フィ ルム上に設けら れた铸型フィルムの孔に、 ゲル溶液を入れる工程と、 ゲル溶液を 加熱して半硬化ゲルにする工程と、 铸型フィルムを対極フィノレム から剥がす工程と、 半硬化ゲルを加熱して、 ゲル電解質膜を形成 する工程と、 封止フ ィ ルムの孔がゲル電解質膜に対応するよ う に して、 この封止フ ィルムを対極フ ィルム上に設置する工程を有す るこ とを特徴とする。

本発明の電気化学セルの製造方法は、 力パ一フィルム と铸型封 止フ イノレム力 らなるカバー付き铸型封止フィルムを 、 対極フ ィ ル ム上に設ける工程と 、 カバー付き铸型封止フィノレムの孔に 、 ゾル 状ゲル前駆体を入れる工程と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬 化ゲルにするェ程と、 カバーフ イルムを錶型封止フィノレムから剥 がす工程と、 半硬化ゲルを冷却して、 ゲル電解質膜を形成するェ 程を有するこ とを特徴とする。

本発明の電気化学セルの製造方法は 、 カバーフ ィ ルムと粘着剤 層からなる力ノ 一付き粘着剤層フ ィ ルムを、 対極フィ ルム上に設 ける工程と、 力バー付き粘着剤層ブイルムの孔に、 ゾル状ゲル in 駆体を入れる工程と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルに する工程と、 カバーフィルムを粘着剤層から剥がす工程と、 半硬 化ゲルを冷却して、 ゲル電解質膜を形成する工程を有することを 特徴とする。

本発明は 、 以下に記載されるよつな効果を奏する。

本発明は 、 作用極フィルムと 、 作用極フィ ルムに対向する対極 フイノレムと 、 作用極フィルムと対極フイノレムの間に挟まれるゲル 電解質膜と 、 ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する ^

¾ ス 化学セルにおいて、 作用極フィルムと対極フィルムが、 柔軟性を 有するので 、 新規な電気化学セルを提供するこ とができる。

本発明は 、 対極フ ィルム上に設けられた铸型フ イ ノレムの子しに、 ゾル状ゲル前駆体を入れるェ程と 、 ゾル状ゲル 駆体を冷却して 半硬化ゲルにする工程と、 鎵型フ イ ノレムを対極フイ ノレム力 ら剥が す工程と 、 半硬化ゲルを冷却して 、 ゲル電解質膜を形成する工程 と、 封止フ イ ルムの孔がゲル電解質膜に対応するよ う にしてヽ の封止フィノレムを対極フィルム上に設置するェ程を有するので、 新規な電気化学セルの製造方法を提供するこ とができる。

本発明は、 対極フ ィルム上に設けられた铸型フィルムの孔に、 ゲル溶液を入れる工程と、 ゲル溶液を加熱して半硬化ゲルにする 工程と、 铸型フ ィ ルムを対極フ ィ ルムから剥がす工程と、 半硬化 ゲルを加熱して、 ゲル電解質膜を形成する工程と、 封止フィルム の孔がゲル電解質膜に対応するよ う にして、 この封止フィルムを 対極フ ィルム上に設置する工程を有するので、 新規な電気化学セ ルの製造方法を提供するこ とができる。

本発明は、 力パーフ ィ ルム と鎵型封止フ ィ ルムからなるカバー 付き铸型封止フ ィ ルムを、 対極フ ィ ルム上に設ける工程と、 カバ 一付き鏡型封止フ ィルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を入れる工程 と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、 カバ 一フ ィ ルムを铸型封止フ ィ ルムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを 冷却して、 ゲル電解質膜を形成する工程を有するので、 新規な電 気化学セルの製造方法を提供するこ とができる。

本発明は、 カバーフィルムと粘着剤層からなるカバー付き粘着 剤層フ ィ ルムを、 対極フ ィ ルム上に設ける工程と、 カバー付き粘 着剤層フ ィルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、 ゾル 状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、 カバーフ ィ ル ムを粘着剤層から剥がす工程と、 半硬化ゲルを冷却して、 ゲル電 解質膜を形成する工程を有するので、 新規な電気化学セルの製造 方法を提供するこ とができる 図面の簡単な説明

図 1 は、 % ¼化学セルの製造工程の一例を示す図である o 図 2は、 铸型フィルムと封止フ ィ ルムの構成を示す平面図であ

Ό o

図 3は、 図 1 における工程の詳細を示す図である （その 1 )。 図 4は、 図 1 における工程の詳細を示す図である （その 2 )。 図 5 は、 与化学セルの製造工程の他の例を示す図である o 図 6 は、 図 5 1 おける工程の詳細を示す図である。

図 7は、 電気化学セルにスぺース を設けた例を示す図である o 図 8は、 力バ一付さ鏡型封止フィルムの製造工程を示す図でめ 06 308930

る

図 9は 、 カバー付き鎵型封止フ ィルムの構成を示す図である。 図 1 0は 、 電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。 図 1 1 は 、図 1 0における工程の詳細を示す図である（その 1 )。 図 1 2は 、図 1 0における工程の詳細を示す図である（その 2 )。 図 1 3 は 、 電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。 図 1 4は 、カバー付き粘着剤層フ ィ ルムの構成を示す図である。 図 1 5は 、図 1 3における工程の詳細を示す図である（その 1 )。 図 1 6 は 、図 1 3における工程の詳細を示す図である（その 2 )。 図 1 7は 、 铸型封止フィルムを用いた電気化学セルを示す断面 である o

図 1 8は 、粘着剤層を用いた電気化学セルを示す断面図である。 図 1 9 は 、 従来の電気化学セルの構成を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明を実施するための最良の形態につレ、て説明する。 まず、 電気化学セノレおよびその製造方法にかかる第 1.の発明を 実施するための最良の形態について説明する o

電気化学セノレの製造方法について説明する o 図 1 は、 電気化学 セルの製造工程の一例と して、 電子ペーパーのセルの製造工程を 示すものである。 図 3および図 4は、 図 1 に ける工程の詳細を 示すものである。

工程 Aについて説明する。 工程 Aでは、 図 1 A よび図 3 Aに 示すよ う に 、 対極フ ィルム 1 の上に铸型フィルム 2 を圧着して設 ける。

対極フィルム 1 について説明す

対極フィルム 1 と しては、 電極付き透明フィルム (ゼォノア、 日本ゼォン社製） を用いた。 こ の対極フィルム 1 は 、 表示極と し て機能するものである。

対極フ ィ ルム 1 の厚さは、 Ι Ο Ο μ πιである。 対極フ ィ ルム 1 の厚さはこの厚さに限定されない。 このほ力、、 厚さ と しては、 5 0 〜 5 0 0 0 μ πιの範囲内にあるこ とが好ま しい。 厚さ力 0 μ m以上である と、 機械的強度を持たせるこ とができる という利点 がある。 厚さが 5 0 0 0 μ m以下である と、 折り 曲げが必要なァ プリ ケーシヨ ンに対応する折り 曲げやすさを確保できる という利 点がある。

対極フ ィ ルム 1 のベース フィルムの材質はノ ルボルネン樹脂で ある。 対極フィ ルム 1 のベース フ ィ ルムの材質は、 これに限定さ れるものではないこ とはもちろんである。

対極フィ ルム 1 の電極は、 銀メ ツ キの電極からなっている。 電 極は、 この銀メ ツ キの電極に限定されない。 こ のほか、銀化合物、 白 1£、 金などを材質とする電極を用いるこ とができる o

铸型フ イ ノレム 2 について説明する ο 図 2 Aは 、 m型フ イ ルム 2 の構成を示す平面図であ

铸型フ ィ ルム 2 と しては、 ポリエチレン ―ポリ プ ピレンーポ yェチレンの 3層からなる 3層フィルム （ N H F M 、 愛知プラス チィ ック社製） を用レ、た ο

铸型フ イ ノレム 2 の厚さは、 工程 I までの過程を経てヽ ゲル電解 質膜 1 0 の厚さが設定電解質膜厚になるよ つ に 、 決定す Ό o HX疋 電解質膜厚は、 工程 I の説明において定義する o

铸型フイ ノレム 2の材質は、 上述のポリェチレン一ポ プロ ピレ ン -ポリエチレンの 3層からなる 3 フィルムに限定されるもの

、

ではなく 、 ゾル状ゲル目 U駆体に侵食されないプラスチックフィノレ ムを用いるこ とがでさる 。 たとえば 、 アイォノマ一樹脂 、 変性プ ピレンなどを用いる とができる ο でヽ アイォノマー樹脂 は 、 ェチレンーメ タク ジル酸共重合体の分子間を金属ィオンで架 橋した樹脂である。

孔 2 a の大き さは、 図 2 Aにおいて、 縦の長さが 4 0 mm、 横 の長さ力 S 2 5 mmである。 孔 2 a の大き さはこの値に限定されな い。 孔 2 a の縦 · 横の長さは、 5 〜 5 0 O mmの範囲内にあるこ とが好ま しい。 縦 ' 横の長さが 5 mm以上である と、 孔 2 a の中 にゾル状ゲル前駆体 8 (後述する） が流入しやすく なる という利 点がある。 縦 · 横の長さが 5 0 0 mm以下である と、 ゾル状ゲル 前駆体 8 の厚さを均等に保つこ とができる という利点がある。

図 2 Aにおいて、 孔 2 a の長手方向は上下方向になっている。 孔 2 a の長手方向はこの方向に限定されない。こ のほカ 横方向、 斜め方向などが採用できる。 その理由は、 ゾル状ゲル前駆体 8の 粘度などの物性に応じて、 塗布する方向を調整するこ とによ り、 最適な方向を選ぶこ とができるからである。

対極フ ィルム 1 と鎵型フ ィルム 2 の熱圧着について説明する。 熱圧着の圧力は 1 0 0 O N/ c m ²であった。 熱圧着の圧力は こ の値に限定されない。 対極フ ィ ルム 1 と铸型フィ ルム 2に種々 の厚さおよび材質を適用した場合に、 熱圧着の圧力は 5 0 0〜 1 5 0 0 O N/ c m ²の範囲にあるこ とが好ましい。

熱圧着の温度は 8 0 °Cであった。 熱圧着の温度はこの値に限定 されない。 対極フィルム 1 と鐯型フ ィルム 2に種々の厚さおよび 材質を適用した場合に、 熱圧着の温度は 5 0〜 1 0 0 °Cの範囲に あるこ とが好ましい。

熱圧着の剥離強度は 5 N/ 2 c mであった。 熱圧着の剥離強度 は こ の値に限定されない。 対極フ ィ ルム 1 と錶型フ ィ ルム 2 に 種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の剥離強度は 0 . 2〜 1 O N/ 2 c mの範囲にあるこ とが好ま しい。

熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にある と、 熱圧着部を剥がす力が作用しないときは後の工程で剥離するのを 防止でき、 かつ熱圧着部を剥がす力が作用する ときは容易に剥離 できる とレヽぅ利点がある。

なお、 剥離強度の測定には、 引張試験機 (テンシロ ン、 オリエ ンテック社製） を用いて行った。

工程 Bについて説明する。 工程 Bでは、 図 1 Bおよび図 3 Bに 示すよ う に、 供給装置 3内で、 ゲル化剤と電解液を所定の温度で 加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。 このゾル状ゲル前駆体を 塗布装置 4に供給する。 塗布装置 4は、 対極フィルム 1 の上に設 けられた鎵型フィルム 2の孔に、 ゾル状ゲル前駆体を塗布する。

ゾル状ゲル前駆体 8 について説明する。

ゲル電解質膜に求められる条件はつぎのとおり である。 すなわ ち、 イオン伝導度が 1 X 1 0— ⁵ S Z c m以上であるこ と、 高温で 液状となり 、 常温でゲル化する可逆ゲルであるこ と、 電解液を保 持し、 ゲル電解質膜に多少の外圧がかかっても電解液を流出させ ないこ とである。

ゾル状ゲル前駆体は、 以下の成分を 1 5 0 °Cで混合することに よ り製造した。

ポ リ フ ッ化ビニ リ デン一へキサフルォロプロ ピレン共重合体 2 0部

( P V d F - H F P ) (K y n a r 2 8 0 1 、 ア ト フィナジャ パン社製）

電解液 （ γ — B L ) 1 2 0部

酸化チタン 2 0部 ここで、 電解液 （ γ — B L) の組成は以下のとおり である。

ヨ ウ化銀 2 5 0 mm o l Z L ヨ ウ化ナ ト リ ウム 3 5 0 mm o l / L ト リ エタ ノールァ ミ ン 1 0 g / L クマ リ ン 5 g / L

2—メルカプトべンズィ ミ ダゾ一ル 5 g / L ゲル化剤 P V d F— H F Pの組成は、 5〜 5 0質量。 /₀の範囲内 にあることが好ま しい。 組成が 5質量％以上である と、 ゲル化を 容易にすることができる という利点がある。 組成が 5 0質量％以 下である と、 イオン伝導度を高く維持できる という利点がある。

ゲル化剤は、 上述の P V d F— H F Pに限定されない。 このほ か、 ポリ フッ化ビニリデン （ P V d P )、 ポリ フッ化ビニリデンー テ トラフルォロエチレン共重合体、 ポリ フッ化ビニリデン一 ト リ フルォロエチレン共重合体、 ポリ フッ化ビ-リデンーァク リ ロニ ト リル共重合体、 ポリ アク リ ロニ ト リルなどを用いるこ とができ る。

ゾル状ゲル前駆体の製造において 、 ゲル化剤と電解液のほかに 配合するものは、 酸化チタンに限定されない。 このほか 、 酸化ァ ルミ -ゥム 、 酸化亜鉛などを配合するこ とができる o

ゾル状ゲル前駆体の製造において 、 加熱温度は、 1 3 0〜 2 0

0 °cの範囲内にあるこ とが好ましい 。 加熱温度が 1 3 0 °c以上で あると、 ゾル状ゲル前駆体が溶融する という利点がある 。 加熱温 度力 S 2 0 0 °c以下であると、 電解液溶媒の蒸発を防止できる とい う利点があ o

塗布装置 4について説明する。

塗布装置 4 と しては、 ナイフコータを用いた 。 塗 装置 4はこ れに限定されない。 このほ力 グラビアコータ 、 スプレイ コータ などを用いるこ とができる。

铸型フィルム 2 の孔 2 a の中に塗布されたゾル状ゲル前駆体 8 の膜厚は、 工程 I までの過程を経て、 ゲル電解質膜 1 0の厚さが 設定電解質膜厚になるよ う に、 決定する。

塗り こぼし部 8 a (図 3 B ) について説明する。 鎵型フィルム 2の孔 2 a の中にゾル状ゲル前駆体 8 を塗布する と、 錄型フ ィルム 2の孔 2 a の周囲にゾル状ゲル前駆体の薄い膜 (塗り こぼし部 8 a ) ができる。 こ の塗り こぼし部 8 a が存在す ると、 仮に铸型フィルム 2 と他のフ ィルムを熱圧着させよ う と し た場合、 熱圧着の阻害要因となる。

工程 Cについて説明する。 工程 Cでは、 図 1 Cおよび図 3 Cに 示すよ う に、 ゾル状ゲル前駆体 8 を冷却するこ とによ り半ゲル化 して半硬化ゲル 9 にする。

ゾル状ゲル前駆体 8 の冷却について説明する。

ゾル状ゲル前駆体 8 を半ゲル化して半硬化ゲルとする理由は、 つぎのとおりである。

工程 Cのつぎの工程 Dでは、 錡型フ ィ ルム 2 を対極フィルム 1 から剥がす。 このとき、 ゾル状ゲル前駆体 8 を完全にゲル化した 後に铸型フ ィ ルム 2 を剥がすと、 塗り こぼし部 9 a と铸型フ ィ ル ム 2が強力に接着してしま うで、 铸型フ ィルム 2 と と もにゲルが 剥がれる という問題がある。

一方、 ゾル状ゲル前駆体 8 をまったく硬化させないで、 铸型フ イルム 2 を剥がすと、 ゾル状ゲル前駆体 8 の粘度が低いので、 ゾ ル状ゲル前駆体 8が流動して形が崩れる という問題がある。

ゾル状前駆体 8 は塗布後、 冷却によ り 時間と と もにゲル化が進 行する。 ゲル化に伴い粘度が増加する。 そして、 適度な粘度まで 半ゲル化させて半硬化ゲルとするこ とによ り、 上述の問題を解決 することができる。

P V d F - H F Pおよびその他のゲル化剤についての、 半硬化 ゲルの温度は、 半硬化ゲルの粘度が好ま しい範囲内 （後述する） になるよ う に決定する。

P V d F— H F Pおよびその他のゲル化剤についての、 半硬化 ゲルの粘度は、 2 0〜 2 0 0 0 0 m P a s の範囲内にあるこ とが 好ま しい。 粘度が 2 0 m P a s 以上である と、 半硬化ゲルの形が 崩れないという利点がある。 粘度が 2 0 0 0 0 m P a s 以下であ る と、 ゾル状ゲル前駆体 8が完全にゲル化していないので、 塗り こぼし部 9 a と铸型フ ィルム 2が強力に接着する のを防止でき、 錶型フィルム 2 と ともにゲルが剥がれる とレヽ ぅ問題がなく なる と いう利点がある。

ェ程 Dについて説明する。 工程 Dでは、 図 1 Dおよぴ図 3 Dに 示すよ う に、 鍀型フィ ルム 2を対極フ ィ ルム 1から剥がす

铸型フィルム 2 を剥がすと同時に、 塗り こぼし部 9 aが铸型フ ィノレム 2に付着してく る。 半硬化ゲル 9 は、 兀全にゲル化してい なレ、ので、 塗り こぼし部 9 a は簡単に切断され半硬化ゲル 9力 ら 分離される。 この結果、 半硬化ゲル 9は、 铸型フイ ノレム 2の孔 2 a からはみ出した部分を除去するこ とができる

ェ程 Eについて説明する。 工程 Eでは、 図 1 Eおよび図 3 Eに 示すよ う に、 半硬化ゲルを冷却してゲル化するこ とによ り 、 ゲル 電解質膜を形成する。 半硬化ゲルを冷却する とゲル化剤の高分子 化合物が絡み合いながら析出するこ とによ り ゲル化する。 なお、 工程 Eを省略することができる場合がある。 たとえば、 工程 Eを 省略した場合に、工程 Eの前の工程 Dと、工程 Eの後の工程 F (後 述する） との工程間の距離が十分長い場合には、 半硬化ゲルを自 然に冷却させるこ とができる。

工程 Fについて説明する。 工程 Fでは、 図 1 Fおよぴ図 3 Fに 示すよ う に、 封止フ ィ ルム 6の孔がゲル電解質膜 1 0 に対応する よ う にして、この封止フ ィ ルム 6 を対極フ ィ ルム 1上に設置する。 その結果、 ゲル電解質膜 1 0 の周囲を封止する封止部が形成され る。 '

封止フ ィルム 6 と しては、 図 2 Bに示すよ うな、 ポリエチレン

—ポリ プロ ピレン一ポリ エチレンの 3層力 らなる 3層フィルム ( N H F M、 愛知ブラスチイ ツク社製） を用いた。

封止フイ ノレム 6 の厚さは 、 工程 I までの過程を経て、 封止フィ ルム 6 の厚さが設定封止フ イ ルム厚になるよ う に、 決定する。 設 定封止フイルム厚は、 工程 I の説明において定義す

封止フイノレム 6 の材質は 、 上述のポリエチレン一ポリ プロピレ ン一ポリェチレンの 3—層からなる 3層フイルムに限定されるもの ではない 。 このほか、 アイオノマー樹脂 、 変性プロピレンなどを 用いるこ とがでさ -3 o

封止フイノレム 6 は、 耐電解液性があるこ とが求められる。 そこ で 、 封止フ ィ ノレム 6 の耐電解液性を評価した。

評価サンプルと しては、 上述のポリェチレンーポリ プロ ピレン 一ポリエチレンの 3層力 らなる 3層フィルムと、 ァィオノマ一樹 脂 (ハイ ミ ラン 、 三井 τュポンポリ ケミカル社製） を用いた。

評価方法はつぎのよ う に行った。 封止フイ ノレム 6 を上述の電解 液 （ γ — B L ) に浸漬して、 重量変化を測定した。 重量が初期に 比べて減少しているよ うであれば溶解するこ とがわかる。 重量が 増加しているよ う であれば膨潤しているこ とがわかる。

封止フ ィ ルムの重量の増加分は 5質量％以下であるこ とが好ま しい。 重量の増加分が 5質量％以下である と、 膨潤度が小さいの で、 セルギャップを小さ くするこ とができる とレヽぅ利点がある。

また、 封止フ ィ ルムの重量の減少分は 5質量。 /₀以下であること が好ましい。 重量の減少分が 5質量％以下である と、 十分な封止 能力が得られる という利点がある。

重量変化は次のよ うであった。 3層フィルムは 0 . 5質量％減 少した。 アイオノマー樹脂は 3質量％減少した。 この結果、 これ らのフィルムは耐電解液性に優れているこ とがわかった。

封止フ ィ ルム 6 の孔 6 a は、 錡型フ ィルム 2の孔 2 a に比較し て、縦の長さ と横の長さをそれぞれ若干大き く した。これによ り、 孔 6 a とゲル電解質膜 1 0の位置あわせを容易にすることができ る。

工程 Fでは、 封止フ ィ ルム 6 の孔 6 a にゲル電解質 1 0を一 致させるために、 位置決めが重要である。

こ の位置決めの方法と しては、 予め電極フ ィ ルムにガイ ドホー ルを空けておき、 ピンによ り位置決めする方法を採用している。 位置決めの方法は、 こ の方法に限定されない。 こ のほか 、 カメ ラ によ りモ二タ しながら機械的に位置決めする方法などを採用する とがでさる o '

対極フィルム 1 と封止フ ィルム 6 の熱圧着について 明する。 熱圧着の圧力は 1 0 0 O N/ c m ²であった。 熱圧差の圧力は この値に限定されない。 対極フィルム 1 と封止フ ィルム 6 に種々 の厚さおよび材質を適用した場合に、 熱圧着の圧力は 5 0 0〜 1 5 0 0 O N/ c m ²の範囲にあるこ とが好ま しい。

熱圧着の温度は 8 0 °Cであった。 熱圧着の温度はこ の値に限定 されない。 対極フ ィルム 1 と封止フ ィ ルム 6 に種々 の厚さおょぴ 材質を適用した場合に、 熱圧着の温度は 5 0〜 1 0 0 °Cの範囲に あるこ とが好ましい。

熱圧着後の剥離強度は 5 N/ 2 c mであった。 熱圧着の剥離強 度はこ の値に限定されない。 対極フ ィ ルム 1 と封止フ ィ ルム 6 に 種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の剥離強度は 0. 2〜 1 O N/ 2 c mの範囲にあるこ とが好ましい。

熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にある と、 熱圧着部が、 後の工程で剥離するのを防止できる という利点があ る。

工程 Gについて説明する。 工程 Gでは、 図 1 Gおよび図 4 Aに 示すよ う に、 封止フ ィ ルム 6 の上に作用極フ ィ ルム 7 を圧着して 設ける。 作用極フ ィルム 7について説明する。

作用極フ ィ ルム 7 は、対極フ ィ ルム 1 に対向して位置している。 作用極フ ィルム 7 と しては 、 I T O フ ィ ルム （ O T E C、 王子 ト 一ビー社製） を用いた。 この作用極フ ィ ルム 7は、 表示極と して 機能するものである o

作用極フィルム 7 の厚さは 、 1 0 0 μ ΐηである。 作用極フ ィル ム 7の厚さはこの厚さに限定されない。このほカ 厚さ と しては、

5 0〜 5 0 0 0 mの範囲内にあるこ とが好ましい。 厚さが 5 0 β m以上であると 、 機械的強度を持たせるこ とができる という利 点がある。 厚さが 5 0 0 0 β 以下である と、 折り 曲げが必要な ァプリ ケーシ 3 ンに対応する折り 曲げやすさを確保できる と レ、う 利点力 ^sある。

作用極フ ィ ルム 7 のべ一スフ イノレムの材質はポ リ エチレンテ レ フ タ レー ト （ P Ε T ) である 0 作用極フ イ ノレム 7 のベース フ ィ ノレ ム - の材質は、 れに限定されるものではない。 こ のほカ 、 ポリ ブ チレンフタ レ一卜 、 ポリイ 、、 K 、 ポリ カーボネー トなどを用いる とができる o

作用極フィルム 7 の電極は I T Oの電極からなっている。 電 極は、 こ の I T Οの電極に限定されない。 こ のほ力 透明電極膜

I Z O、 A T o · - などを用いる とができる。

作用極フィルム 7 と封止フィルム 6 の熱圧着について説明する。 熱圧着の圧力は 1 0 0 0 Ν / c m ²であった。 熱圧着の圧力は こ の値に限定されない。 作用極フ ィ ルム 7 と封止フ ィ ルム 6 に 種々の厚さおょぴ材質を適用した場合に、 熱圧着の圧力は 5 0 0 〜 1 5 0 0 O Nノ c m ²の範囲にあるこ とが好ましい。

熱圧着の温度は 8 0 °Cであった。 熱圧着の温度はこの値に限定 されない。 作用極フィルム 7 と封止フィルム 6 に種々 の厚さおよ ぴ材質を適用した場合に、 熱圧着の温度は 5 0 - 1 0 0 °Cの範囲 にあるこ とが好ま しい。

作用極フ ィ ルム 7 と封止フィノレム 6 の剥離強度は 5

であった。 対極フ ィ ルム 1 と封止フイノレム 6の剥離強度は 5 Ν Ζ

2 c mであった。 熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。 作 用極フィルム 7 、 封止フ ィルム 6 、 およぴ対極フィルム 1 に種々 の厚さおよぴ材質を適用した場合 、 熱圧着の剥離強度は 0 . 2

1 0 N / 2 c mの範囲にあるこ とが好ま しい。

熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあ'る と、 熱圧着部が、 後の工程で剥離するのを防止できる という利点があ 。

作用極フィ ルム 7 とゲル電解質膜 1 0 の間に いては、 熱圧着 によ り気泡発生を防止でさる 。 ゲル電解質膜が十分硬く 、 ラ ミネ トによ りエアーを押し出しながら張り合わせるこ とによ り気泡 発生を防止するこ とがでさる o

工程 Hについて説明する ο 工程 Hでは、 図 1 Hわよぴ図 4 Βに 示すよ う に、 作用極ブイルム 7 と封止フ ィ ルム 6 およ \び対極フ イルム 1 と封止フイ ノレム 6 の熱圧着をする。 熱圧着は 、 図 4 Βの 左図に示すよ う に、 所定の領域を 、 所定の圧力 • 1 度で、 所定の 時間行う。

その結果、 図 4 Β の右図に示すよ う に、 作用極フ ィルム 7 と封 止フ ィルム 6 、 および対極フ ィ ルム 1 と封止フ ィルム 6 が強力に 熱圧着される。 なお、 工程 Fおよび工程 Gの熱圧着は、 熱圧着部 が後の工程で剥離するのを防止するこ とを目的とする弱い熱圧着 であるのに対して、 工程 Ηの熱圧着は、 作用極フ ィ ルム 7 と封止 フ ィ ルム 6 の密封性、 ならびに、 対極フ ィ ルム 1 と封止フ ィ ルム 6 の密封性を確実にするこ とを目的とする強力な熱圧着である。 熱圧着においては、 熱圧着装置 （ヒー トシールボンダ 大橋 エンジニアリ ング社製） を用いた。 8930

封止フィルム 6 において、 熱圧着を行う領域は、 ゲル電解質膜 1 0 に近い端部からの距離が 5 〜 5 O mmの範囲内にあることが 好ま しい。 端部からの距離が 5 mm以上であると、 十分な封止が できる という利点がある。 端部からの距離が 5 0 m m以下である と、 後に行うハーフカッ ト、 抜き落と しに支障が生じないという 利点がある。

熱圧着の圧力は 5 0 0 O N/ c m ²であった。 熱圧着の圧力は この値に限定されない。 作用極フィルム 7、 封止フィ ルム 6、 お よび対極フ ィ ルム 1 に種々の厚さおよび材質を適用した場合、 熱 圧着の圧力は 1 0 0 0 〜 1 5 0 0 O NZ c m ²の範囲にあるこ と が好ましい。

熱圧着の温度は 1 4 0 °Cであつた。 熱圧着の温度はこの値に限 定されなレ、 。 作用極フィノレ'ム Ί 、 封止フィルム 6、 および対極フ イルム 1 に種々の厚さねよび材質を適用した場合、 熱圧着の温度 は 1 2 0 〜 1 8 0 °Cの範囲にあるこ とが好ましい。

熱圧着の時間は 4 0秒であつに 。 熱圧着の時間はこの値に限定 されない o 作用極フィルム 7、 封止フイ ノレム 6、 およぴ対極フィ ノレム 1 に種々 の厚さ よび材質を適用した場合、 熱圧着の時間は

0 . 1 〜 1 0 0秒の 囲にあるこ とが好ましい。

作用極フイ ルム 7 と封止フィ ルム 6 の剥離強度は 1 3 N / 2 c mであつた 。 対極フィルム 1 と封止フイノレム 6の剥離強度は 1 3

N Z 2 c mであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されなレ、。 作用極フィルム Ί、封止フィルム 6、および対極フィルム 1 に種々 の厚さおよび材質を適用した場合、 熱圧着の剥離強度は 1 3 NZ 2 c m以上の範囲にあるこ とが好ま しい。

熱圧着の圧力、 温度、 時間、 および剥離強度が上述の範囲内に ある と、 封止フィ ルム 6 の形が崩れるこ となく十分に接着できる という利点がある。 熱圧着の方法は、 上述の方法に限定されない。 このほか、 熱ラ ミネ一ト法、 超音波溶着法などを採用するこ とができる。

熱圧着によ り、 作用極フ ィルム 7 の電極とゲル電解質膜 1 0 の 密着性、 ならびに、 対極フィルム 1 の電極とゲル電解質膜 1 0 の 密着性が確保でき る。 電極フィルムが柔軟性を有するので 、 外か ら圧力をかけるこ とによ り、 電極フィノレムの電極をゲル電解質膜 に押し当てるこ とができ

熱圧着によ り、 作用極フ ィルム 7 と封止フ イノレム 6 の密封性、 ならびに、 対極フ ィルム 1 と封止フィルム 6の密封性が確保でき る。 熱圧着によ り、 封止フ ィ ルム 6 が溶融するので、 電極の凹凸 部に流入しやすく なるからで S る

図 4 B の右の図に示すよ う に 、 熱圧着によ り、 作用極フイ ルム

7 と対極フィルム 1 の間に挟まれるゲル電解質膜 1 0 と封止フィ ルム 6 は、 それぞれの厚さが若干薄く なる 。 熱圧着の前後で厚さ が薄く なる割合は、 5〜 2 0 %の範囲にめる。 このよ う に薄く な るこ とによ り 、 作用極フィノレム 7の電極とゲル電解質膜 1 0の密 着性、 対極フイ ノレム 1 の電極とゲル Λ解質膜 1 0 の密着性 、 作用 極フ ィ ルム 7 と封止フ ィ ノレム 6 の密封性ヽ ならびに、 対極フ ィル ム 1 と封止フィルム 6 の密封性をよ り確実にするこ とができる。 工程 I について説明する。 工程 I では、 図 1 I および図 4 Cに 示すよ う に、 作用極フィルム 7、 封止フィルム 6、 およぴ対極フ イルム 1 を切断するこ と よ り、 単一の電気化学セルを作製する。 図 4 Cの左側のよ う に、 作用極フィルム 7 と封止フ ィルム 6 に 対して、 対極フ ィ ルム 1 を長く して切断するこ とによ り、 対極フ イルム 1 の電極を露出させる。 また、 図 4 Cの右側のよ う に、 対 極フ ィルム 1 と封止フ ィルム 6 に対して、 作用極フィ ルム 7 を長 く して切断するこ とによ り 、 作用極フ ィ ルム 7 の電極を露出させ る。 このよ う に、 電極を露出させる理由は、 後の工程において、 異 方性導電膜 （A C F ) によ り、 対極フィルム 1 の電極とフ レキシ ブル基板、 ならびに、 作用極フィルム 7の電極とフレキシブル基 板を圧着して電気的に接続させるためである。

設定電解質膜厚、 および設定封止フィルム厚を定義する。 設定 電解質膜厚とは、 工程 I 終了後におけるゲル電解質膜 1 0 の厚さ をいう。 設定封止フィルム厚とは、 工程 I 終了後における封止フ イルム 6 の厚さをレヽ う。

設定電解質膜厚は、 Ι Ο Ο μ ηιである。 設定電解質膜厚は、 こ の値に限定されない。 設定電解質膜厚は 3 0 〜 5 0 0 ； の範囲 にあるこ とが好ま しい。設定電解質膜厚が 3 以上である と、 電子ペーパーのよ う な表示素子と しての機能を果たすという利点 がある。 設定電解質膜厚が 5 0 Ο μ πι以下である と、 電解質膜の 電気化学的特性である内部抵抗が大き く なるのを防止できるとい う利点がある。

設定封止フィルム厚は、 設定電解質膜厚と同じにした。 その理 由は、 溶剤が含有されていないゲル電解質膜の厚み変化.は小さい 力 らである。

工程 A〜 I とは別の工程で、 フレキシブル基板に I Cチップを 実装する、 ドライ ノ I C用 C O F (chip on flexible substrate) の接続を行う。

工程 I の後の工程で、異方性導電膜（ACF Anisotropic Conduct er Film) の接続を行う。 異方性導電膜には導電性粒子が入っている ので、 ボンダ一で加熱プレスするこ と によ り 、 フ レキシブル基板 の回路とフィルムの電極を電気的に接続することができる。

以上、 工程 A~ I およびその後の工程について説明した。 これ らの工程では、 ロールツーロール方式で、 電気化学セルを作製し ている。 本発明の電気化学セルの作製は、 このロールツーロール 方式に限定されない。 このほか、 いわゆるバッチ方式によ り単一 の電気化学セルを作製するこ と もできる。

工程 A〜 I の方法によ り、 ロールツーロール方式で電気化学セ ルの製造ができるよ う になった。 ロールツーロール方式でゲルの 電気化学セルを製造するこ とによ り、 安価に、 速く大量に製造す ることができる。 この方法であれば、 錄型を使うので、 ゲルの液 分を大き く減らす必要はなく 、 ゲルと して製造できる。 また、 使 用するゲルは、 物理ゲルのために過酸化物などの開始剤を必要と せず、 安全に製造できる。

工程 A〜 I およびその後の工程によ り作製された電子ペーパー について、 評価を行った。 評価項目は、 （ 1 ) 作用極フィルムとゲ ル電解質膜、ならぴに対極フィルム とゲル電解質膜の密着性、（ 2 ) 作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィルムと ゲル電解質膜の界面における気泡の発生、 （ 3 ) 電子ペーパーのデ パイス と しての性能である。

電子ペーパーの評価方法について説明する。

作用極フィルム とゲル電解質膜、 ならびに対極フィルム とゲル 電解質膜の密着性の評価は、 つぎのよ う に行った。 デバイスを 6 0 °Cで 7 日間放置した後に、 剥がれによ り 白く なっていないかを 目視によ り検査し剥離を判断した。

作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィルム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生の評価はつぎのよ う に 行った。 ドッ トマ ト リ ックスセルにおいて、 全面表示させて、 黒 が全面に表示するかを光学顕微鏡で検査した。

電子ペーパーのデパイスと しての性能、 具体的にはゲル電解質 膜のイオン伝導度 （SZ c m) の評価はつぎのよ う に行った。 ィ オン伝導度 （ SZ c m) は交流イ ンピーダンス法によ り測定した (Solatronl260)_o イオン伝導度はつぎの式よ り算出される。 σ = 1 / ( S X R )

ここで 、 1 ： セノレの長さ 、 S ·· 電極面積

評価結果について説明する 0

作用極フイ ノレム とゲル電解質膜 、 ならびに対極フィルムとゲル 電解質膜の密着†生については 、 目視によ り検査した結果白い部分 は認められなかった。

作用極フィルム とゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フイノレム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果全面に黒い ド、ッ トが確認できた。

P V d F— H F P系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度 σ ( S

/ c m ) は、 σ = 8 . 3 X 1 0一 5 ( S / c m ) であった。

本発明の電気化学セノレの適用は 、電子ペーパーに限定されなレ、。 このほか 電気二重層キャパシタ 、 色素增感太陽電池、 リ チウム ィォン電池、 または調光ガラス （以下、 「電気二重層キャパシタな ど適用例」 とい 。） に適用するこ とができる。

電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明す 電気二重層キヤパシタなど適用例の製造方法は、 原則と して、 上 述の電子ぺーパ一のセルの製造方法と同様である 。 以下において は 、 電 5¾二直層キャパシタなど適用例の製造方法のう ち、 上述の

¾子ベー Λ— セルの製造方法と異なる点について説明す Ό o 電気二重層キャパシタなど適用例の対極フ ィ ルム 1 の電極につ レ、て 、 それぞれ 明する。 電気二重層キャパシタの対極フィノレム

1 の電極は、 炭素電極などを用いるこ とができる o 色 ^ ¾感太陽 電池の対極フィルム 1 の電極は、 白金電極、 炭素電極などを用い るこ とができる。リ チウムイオン電池の対極フィルム 1 の電極は、 炭素電極などを用いるこ とができる。 調光ガラスの対極フィルム

1 の電極は、 炭素電極、 金属酸化物電極などを用いるこ とができ る。 電気二重層キャパシタなど適用例のゾル状ゲル前駆体の電解液 について、 それぞれ説明する。 電気二重層キャパシタのゾル状ゲ ル前駆体の電解液は、プロピレンカーボネー トなどの非水溶媒に、

4級アンモニゥム塩、 4級スルホニゥム塩などを電解質と したも のを用いるこ とができる。 色素増感太陽電池のゾル状ゲル前駆体 の電解液は、 非水溶媒にヨ ウ素と ヨ ウ化塩を主な電解質と したも のなどを用いるこ とができる。 リ チウムイオン電池のゾル状ゲル 前駆体の電解液は、 プロ ピレンカーボネー トなどの非水溶媒に、 リ チウム塩 （ L i P F ₆ ) などを電解質と したものを用いるこ と ができる。 調光ガラスのゾル状ゲル前駆体の電解液は、 プロ ピレ ンカーボネー トなどの非水溶媒に、 ビオローゲンなどのエレク ト 口ク ロ ミ ック材料を電解質と したものなどを用いるこ とができる。 竃気二重層キャパシタなど適用例の作用極フ ィ ルム 7の電極に ついて、 それぞれ説明する。 電気二重層キャパシタの作用極フィ ルム 7 の電極は、 炭素電極などを用いるこ とができる。 色素増感 太陽電池の作用極フ ィルム 7の電極は、 酸化チタン膜に色素が胆 持した電極などを用いるこ とができる。 リチウムイオン電池の作 用極フイ ノレム 7の電極は、 L i C o 0 ₃、 L i N i 0 ₂、 L i M n ₂ 0 ₄などを用いるこ とができる。調光ガラスの作用極フィルム 7 の電極は、 透明導電膜 （ I T O ) などを用いるこ とができる。

P V d F— H F P系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セル は、 従来の電気化学セルに比較して、 ゲル電解質膜の密着性がよ く 、 気泡の発生を防止できる。 また、 ゲル電解質は、 高いイオン 伝導度を有し、 従来の電気化学セルと同等も しく はそれ以上の性 能が得られる。 電気化学セルが柔軟性を有するので、 全く新しい カー ドのよ う なアプリ ケーショ ンに利用することができる。また、 ゲル電解質膜は化学的安定性を有している。

本発明の電気化学セルの適用は、 電子ペーパー、 電気二重層キ ャパシタ、 色素增感太陽電池、 リ チウムィオン電池、 または調光 ガラスに限定されない。 このほか、 本発明の電気化学セルは、 そ の他の電池、 電気化学センサなどに適用できる。

以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、 作用極フィルムと 、 作用極フィルムに対向する対極フ ィルムと、 作用極フィルムと対極フイ ノレムの間に挟まれるゲル電解質膜と、 ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにお いて、 作用極フィノレムと対極フィルムが、 柔軟性を有するので、 新規な電気化学セルを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態によれば、 対極フィ ルム上 に設けられた錶型フィ /レムの：? Lに 、 ゾル状ゲル前駆体を入れるェ 程と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と 、 铸 型フィルムを対極フィ ルムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを冷却 して、 ゲル電解質膜を形成する工程と、 封止フィルムの孔がゲル 電解質膜に対応するよ う にして、 こ の封止フ ィ ルムを対極フ ィ ル ム上に設置する工程を有するので、 新規な電気化学セルの製造方 法を提供するこ とができる。

なお、 本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限ら ず本発明の要旨を逸脱することなく その他種々の構成を採り得る ことはもちろんである。

つぎに、 電 化学セルおよびその製造方法にかかる第 2 の発明 を実施するための最良の形態について 明する。 図 5 は、 電気化 学セノレの製造ェ程の他の例と して 、 電子ぺ¹ ノ ¹ のセルの製造ェ 程を示すものである。 図 6 は、 図 5 における工程の詳細を示すも のである。

工程 Aはヽ 1 の発明を実施するための最良の形態と同様であ 第 工程 Bについて説明する 。 工程 Bでは 、 図 5 B よび図 6 Bに 示すよ う に、 供給装置 3内で、 ゲル化剤、 電解液、 および溶媒を 所定の温度で加熱混合してゲル溶液を作る。 このゲル溶液を塗布 装置 4に供給する。 塗布装置 4は、 対極フィルム 1 の上に設けら れた铸型フィルム 2の孔に、 ゲル溶液を塗布する

ゲル溶液について説明する。

ゲル溶液は、 以下のゲル電解質膜成分と溶媒を 7 0 °Cで混合す るこ とによ り製造する。

ゲル電解質膜成分

ポリ フッ化ビ-リ デン一へキサフルォロプロ ピレン itヽ重合体

2 0部

( P V d F— H F P ) (K y n a r 2 8 0 1、 ァ 卜フィナジャパ ン社製）

電解液 （ γ - B L ) 1 2 0部 酸化チタン 2 0部 ここで、 電解液は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と 同様である。

溶媒

ジメチルカーボネー ト （ D M C ) 6 0部 ゲル電解質膜成分中のゲル化剤 Ρ V d F— H F P組成の好ま し い範囲は、第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様である。

ゲル電解質膜成分に対する溶媒の比率は、 5〜 1 0 0 0質量％ の範囲内にあるこ とが好ま しい。 溶媒の比率が 5質量％以上であ る と、 溶媒の含有によ り粘度コ ン ト ロールできる範囲が広がる と いう利点がある。 溶媒の比率が 1 0 0 0質量％以下である と、 ジ メチルカーボネー ト と電解液溶媒 （ y —プチ口ラタ トン） が共沸 しないで温度コン ト ロールしやすいという利点がある。

ゲル化剤、 電解質、 その他の成分については、 第 1 の発明を実 施するための最良の形態と同様である。 溶媒はジメチルカーポネー トに限定されない。 このほか、 ジェ チノレカーボネー ト、 メ チノレエチノレカーボネー ト、 ァセ ト ンな どを 用いることができる。 溶媒は、 電解液以外の有機溶媒であり、 比 較的沸点が低く後に加熱によ り蒸発させて最終製品には混入しな いものが好ま しい。

ゲル溶液の製造において、 加熱温度は、 5 0〜 1 5 0 °Cの範囲 内にあるこ とが好ま しい。 加熱温度が 5 0 °C以上であると、 粘度 コ ン ト ロールが容易になる とい う利点がある。 加熱温度が 1 5

0 °c以下である と、 電解液溶媒の蒸発を抑制できる という利点が あ 。

塗布装置 4は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様 である。

铸型フ ィ ルム 2の孔の中に塗布されたゲル溶液の膜厚は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態の工程 Bにおける、 ゾル状ゲ ル前駆体 8の膜厚の場合と同様である。

工程 Cについて説明する。 工程 Cでは、 図 5 Cおよぴ図' 6 Cに 示すよ うに、 ゲル溶液を加熱するこ とによ り溶媒を蒸発させ半ゲ ル化して半硬化ゲル 9 にする。

ゲル溶液の加熱について説明する。 加熱方法は 、 熱風を吹き付 ける方法、 赤外線をあてる方法などを用いるこ とができ o

P V d F— H F Pおよびその他のゲル化剤につレ、ての 、 半硬化 ゲルの温度は、 半硬化ゲルの粘度が好ま しい範囲内 (後述する） になるよ う に決定する。

P V d F— H F Pおよびその他のゲル化剤についての 、 半硬化 ゲルの粘度は、 ？ 0 ~ 2 0 0 0 0 m P a s の範囲内にあることが 好ま しい。 粘度が 2 O m P a s以上である と、 半硬化ゲルの形が 崩れないという利点がある。 粘度が 2 0 0 0 0 m P a s以下であ ると、 半硬化ゲルが完全にゲル化していないので、 塗り こぼし部 9 a と錄型フィ ルム 2が強力に接着する のを防止でき、 铸型ブイ ルム 2 と ともにゲルが剥がれる という問題がなく なる という利点 力 Sある。

工程 Dは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様であ る。

工程 Eについて説明する。 工程 Eでは、 図 5 Eおよび図 6 Eに 示すよ う に、 半硬化ゲルを加熱して、 ゲル電解質膜 1 0を形成す る。 加熱方法は、 工程 C と同様である。

工程 F〜 I 、 およびその後の工程は 、 第 1 の発明を実施するた めの最良の形態と同様である。

工程 A〜 I およびその後の工程について説明した。 これらのェ 程では、ロールツーロール方式で、電 化学セルを作製している o 本発明の電気化学セルの作製は、 この Π—ノレツーロール方式に限 定されない。 こ のほ力 、 いわゆるパ Vチ方式によ り単一の電気化 学セルを作製するこ と もできる。

工程 A〜 I の方法によ り、 第 1 の発明を実施するための最良の 形態と同様な効果が得られる。 また 、 ゲル溶液を用いるこ とによ り 、 ゾル状ゲル前駆体に比較して粘度調整の自由度が大き く 、 铸 型フ ィ ルム 2の孔に流入させやすいという効果が得られ 。

工程 A〜 I およびその後の工程に り作製された電子ぺーパ一 について、 評価を行った。 評価項目 よぴ評価方法は 、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態と同様である o

評価結果について説明する。

作用極フ ィ ルム とゲル電解質膜、 ならびに対極フィルムとゲル 電解質膜の密着性については、 目視によ り検査した結果白い部分 は認められなかった。

作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィルム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果全面に里ハ、、い ドッ トが確認できた。

P V d F P系ゲルのゲル電解質膜のイ オン伝導度 σ ( S

/ c m ) fま、 = 7 . 0 X 1 0 - ⁵ ( S / c m ) であった。

つぎに 、 二重層キャパシタなど適用例の製造方法について 説明する 二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、 原則 と して、 上述の電子ぺ一パ一のセルの製造方法と同様である。 な

、 電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム 1 の電極、 作用極フイ ノレム 7の電極 、 よびゲル溶液の電解液は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態で説明した、 電気二重層キャパシ タなど適用例の対極フィルム 1 の電極、作用極フ ィ ルム 7の電極、 よびゾル状ゲノレ In"駆体の電解液と同様である。

P V d F - H F P系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セル は 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様の効果が得ら れる。

以上の とから 、本発明を実施するための最良の形態によれば、 作用極フィルムと 、 作用極フ ィ ルムに対向する対極フ ィルム と 、 作用極フィルムと対極フ ィ ルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、 ゲル電解 膜の闲囲を封止する封止部を有する電気化学セルにお いて、 作用極フィルムと対極フィルムが、 柔軟性を有するので、 新規な電気化学セルを提供するこ と ができ る。

本発明を実施するための最良の形態によれば、 対極.フ ィ ルム上 に設けられた錶型フ ィ ルムの孔に、 ゲル溶液を入れる工程と、 ゲ ル溶液を加熱して半硬化ゲルにする工程と、 铸型フィ ルムを対極 フ ィルムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを加熱して、 ゲル電解質 膜を形成する工程と、 封止フィ ルムの孔がゲル電解質膜に対応す るよ う にして、 この封止フィルムを対極フィルム上に.設置するェ 程を有するので、 新規な電気化学セルの製造方法を撮供するこ と ができる。 なお、 本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限ら ず本発明の要旨を逸脱するこ となく その他種々の構成を採り得る こ とはもちろんである。

つぎに、 電気化学セルおよびその製造方法にかかる第 3の発明 を実施するための最良の形態について説明する。

電気化学セルの製造方法について説明する。

工程 A Eは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様 である。

工程 Fにつレ、て説明する。 工程 Fでは、 封止フィルム 6 の孔 6 a がゲル電解質膜 1 0に対応するよ にして、 こ の封止フイ ノレム

6 を対極フィルム 1上に設置する。 その結果、 ゲル電解質膜 1 0 の周囲を封止する封止部が形成される

封止フィノレム 6 は、 孔 6 a の大きさを除いて、 第 1 の発明を実 施するための最良の形態と同様である

封止フィルム 6 の孔 6 a は 、 铸型フイ ノレム 2の孔 2 a に];匕較し て、 縦の長さ と横の長さをそれぞれ所定の幅だけ大き く した。 所 定の幅は、 0 • 5 5 m mの範囲内にあるこ とが好ま しい。 所定 の幅力 S 0 . 5 m m以上である と、 電解液と封止フィルムの接触を 防止できる という禾 U がある 。 所定の幅が 5 m m以下であると、 ゲルが電極フ ィルムに十分はさまれて密着性が保たれるという利 , 力 ^sある。

工程 G I ねよびその後の工程は 、 第 1 の発明を実施するた めの最良の形 と同様である

工程 I では 図 7に示すよ う な電気化学セルが得られる。 この 図 7は、 電気化学セノレにスぺースを設けた例を示すものである。 封止フィルム 6 とゲル電解質膜 1 0 の間に隙間があり 、 封止フィ ルム 6は、 ゲル電解質膜 1 0 と非接触の状態にある。

工程 A I およぴその後の工程について説明した。 これらのェ 程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。 本発明の電気化学セルの作製は、 このロールツーロール方式に限 定されない。 このほか、 いわゆるバッチ方式によ り単一の電気化 学セルを作製すること もできる。

工程 A〜 I の方法によ り 、 第 1 の発明を実施するための最良の 形態と同様な効果が得られる。

工程 A〜 I およびその後の工程によ り作製された電子ペーパー について、 評価を行った。 評価項目および評価方法は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態と同様である。

評価結果について説明する。

作用極フィルム とゲル電解質膜、 ならびに対極フィルム とゲル 電解質膜の密着性については、 目視によ り検査した結果白い部分 は認められなかった。

作用極フィルムとゲル ¾解質膜の界面、 ならびに対極フイルム とゲル電解質膜の界面に ける気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果全面に 、 い ドッ トが確認できた。

P V d F - H F Ρ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度 σ ( S

/ c m ) 【ま、 σ = 8 . 0 X 1 0 - ⁵ ( S / c m ) であった。

電子べ一パーの封止フィルム 6 とゲル電解質膜 1 0の間に隙間 を設けたこ とによ り得られる効果について評価を行った。

隙間の有無の評価は、 つぎのよ う に行った。 電気化学セルを 4

5 °C、 8 0 % R Η 、 一週間の条件でエージングする。 このエージ ングの前後における重量変化を計測することによ り評価した。 評 価の対象は、 第 3 の発明を実施するための最良の形態において作 製したサンプル （隙間があるサンプル） である。 評価の比較対象 と しては、 第 1 の発明を実施するための最良の形態において作製 したサンプル （隙間がないサンプル） を用いた。

隙間の有無の評価結果について説明する。 各サンプルのエージ ング前後の重量は以下の通りであった。

エージング前 ェ一ジング後 隙間があるサンプル 3 0 . 5 1 1 g 3 0 . 4 5 5 g 隙間がなレ、サンプル 3 0 . 6 0 2 g 3 0 . 1 3 4 g 隙間があるサンプルは、 隙間がないサンプルに比較して、 重量 変化が小さかつた。 隙間があるサンプルでは、 電解液が封止フィ ルムを侵食しないので十分な密封性を確保できたが 、 隙間がない サンプルでは 、 電解液が封止フ ィ ルムを侵食するので密封性を十 分に確保でさなかったものと考えられる。

つぎに、 電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について 説明する。

電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、 原則と して 、 上述の電子ぺ一パーのセルの製造方法と同様である ο な 3リ、 ¾ 二重層キヤパシタなど適用例の対極フィルム 1 の電極、 作用極フ イノレム 7の電極、 およぴゾル状ゲル前駆体の電解液は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態で説明した、 電気二重層キャパシ タなど適用例の対極フ ィ ルム 1 の電極、作用極フ ィルム 7の電極、 おょぴゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である o

以上のこ とから 、 発明を実施するための最良の形態によれば、 作用極フ ィ ルムと 、 作用極フィルムに対向する対極フ ィルムと、 作用極フ ィ ルムと对極フイノレムの間に挟まれるゲル電解質膜と、 ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにお いて、 作用極フィルムと対極フィルムが、 柔軟性を有するので、 新規な電気化学セルを提供するこ とができる o

本発明を実施するための最良の形態によれば、 対極フ ィ ルム上 に設けられた铸型フ ィ ルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を入れるェ 程と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、 鎵 型フィルムを対極フィ ルムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを冷却 して、 ゲル電解質膜を形成する工程と、 封止フ ィルムの孔がゲル 電解質膜に対応するよ う にして、 こ の封止フ ィ ルムを対極フィノレ ム上に設置する工程を有するので、 新規な電気化学セルの製造方 法を提供することができる。

なお、 本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限ら ず本発明の要旨を逸脱することなく その他種々の構成を採り得る こ とはもちろんである。 - つぎに、 電気化学セルおよびその製造方法にかかる第 4の発明 を実施するための最良の形態について説明する。

電気化学セノレの製造方法について説明する。 図 8は 、 力バ一付 さ鎊型封止フ ィルムの製造工程を示す図である。 図 1 0は 、 ス 化学セルの製造ェ程の他の例を示す図である。 図 1 1 およぴ図 1

2は 、 図 1 0 における工程の詳細を示す図である。

力ノ ' ~付き铸型封止フ ィ ルムの製造工程について説明す 。 のェ程では 、 図 8 に示すよ う に、 カバーフ ィ ルム 1 5 、 铸型封止 フィルム 1 7、 およぴカバーフ イノレム 1 6 をローラ 1 8 ， 1 8 に よ り圧着する。 つぎに、 打ち抜き機 1 9 によ り孔を開ける 。 つぎ に 、 力バ一フ ィ ルム 1 6 を剥がすこ とによ り 、 カバー付き鎳型封 止フ ィノレムを作製する。 図 9 に示すよ う に、 カバー付き铸型封止 フ ィ ノレム 2 4 は、 力バーフ ィルム 1 5 と铸型封止フ ィ ルム 1 7 か らなる。

力ノ ―フ イ ノレム 1 5 について説明する。

力パ―フイ ノレム 1 5 と しては、 表面処理されたポリ ェチレンテ レフタ レ一卜 ( P E T ) (帝人社製） を用いた。 表面処理した理由 は 、 铸型封止フィルム 1 7 とカバーフイ ノレム 1 5の剥離強度を小 さ -

<する とによ り剥離しやすくするためである。

力パ―フイ ノレム 1 5の厚さは、 1 0 / mである。 力ノ 一フィル ム 1 5の厚さはこ の厚さに限定されない。 カバーフ ィ ルム 1 5の 厚さは、 5〜 2 0 μ πιの範囲内にあるこ とが好ま しい。 厚さ力 S 5 m以上である と、 機械的強度が確保でき る とい う利点がある。 厚さが 2 0 /z m以下である と、 铸型封止フィルム 1 7 とゲル電解 質膜 1 0 (後述する）の高さが揃えやすく なる とい う利点がある。

カバーフィルム 1 5の材質は、 上述の表面処理されたポリ ェチ レンテ レフタ レー ト （ P E T) に限定されるものではない。 こ の ほか、 表面処理されたポリ ブチレンテ'レフタ レー ト （ P B T)、 ポ リ イ ミ ド、 ポリ カーボネー トなどを用いる こ とができ る。

鎵型封止フィルム 1 7について説明する。

铸型封止フ ィ ルム 1 7 と しては、 ポ リ エチ レン一ポ リ プロ ピ レ ン一ポ リ エチレンの 3層からなる 3層フ ィ ルム （N H F M、 愛知 プラスチイ ック社製） を用いた。

鎵型封止フ ィ ルム 1 7の厚さは 、 工程 Hまでの過程を経て、 ゲ ル電解質膜 1 0の厚さが HX定 Λ解質膜厚になるよ う に 、決定する。 設定電解質膜厚は、 工程 Hの説明において定義する o

鎳型封止フ ィ ルム 1 7の材質は 、 上述のポリ ェチレン一ポリ プ ピレン一ポリ ェチレンの 3層からなる 3層フィルムに限定され るものではなく 、 ゾル状ゲル前駆体に侵食されなレ、プラスチック フイルムを使用するこ とができる 。たと えば、アイォノマー樹脂、 変性プロ ピレンなどを用レ、るこ とができ る。

カバーフイノレム 1 6 につレ、て説明する。

カノく一フ ィ ルム 1 6 の厚さは、 5 0 μ mである。 カバーフ ィ ル ム 1 6 の厚さはこ の厚さに限定されない。 カバーフィ ルム 1 6 の 厚さは、 5〜 1 0 0 0 /z mの範囲内にあるこ とが好ま しい。 厚さ が 5 m以上である と、 機械的強度が確保できる とい う利点があ る。 厚さが 1 0 0 O / m以下である と、 打ち抜きゃ卷取り が容易 である という利点がある。 カバーフィ ルム 1 6 の材質はポ リ エチレンテ レフタ レー ト （ P E T ) である。 カバーフ ィ ルム 1 6 の材質は、 これに限定される ものではない。このほカ ポ リ ブチ レンテ レフタ レー ト （ P B T )、 ポリイ ミ ド、 ポリ カーボネー トなどを用いるこ とができる。

熱圧着の圧力は 1 0 0 O N / c m ²であった。 熱圧着の圧力は こ の値に限定されない。 カバーフ ィ ルム 1 5、 鏡型封止フ ィ ルム 1 7、 およびカバーフ ィルム 1 6 に種々の厚さおょぴ材質を適用 した場合、 熱圧着の圧力は 5 0 0〜 1 5 0 0 O N Z c m ²の範囲 にめ。 とが好ま しい o

熱圧着の温度は 8 0 。Cであつた 0 熱圧着の温度はこ の値に限定 されない 。 力バ一フィルム 1 5 、 铸型封止フィルム 1 7 、 および カバーフ イ ルム 1 6 に種 の厚さおよぴ材質を適用した場合、 熱 圧着の温度は 5 0 〜 1 0 0 °Cの 囲にあることが好ま しい。

力バ一フィルム 1 5 と铸型封止フィルム 1 7 の剥離強度は 2 N

/ 2 c mであつた o 力バ一フィルム 1 6 と铸型封止フィルム 1 7 の剥離強度は 5 N / 2 c mであつた ο 熱圧着の剥離強度はこの値 に限定されなレ、 o 力パ フィルム 1 5 と铸型封止フ ィ ルム 1 7 に 種々の厚さおよぴ材質を M用した場合 、 熱圧着の剥離強度は 0 .

0 5〜 3 N / 2 C mの範囲にあるこ とが好ま しい。 カバ一フ ィ ル ム 1 6 と铸型封止フィルム 1 7に種 の厚さおよび材質を適用し た場合 、 熱圧着の剥離強度は 0 2 〜 1 0 N / 2 c mの範囲にあ るこ とが好ま しい。

熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にある と、 熱圧着部を剥がす力が作用しないときは後の工程で剥離するのを 防止でき、 かつ熱圧着部を剥がす力が作用するときは容易に剥離 できる という利点がある。

カバー付き鎵型封止フ ィ ルム 2 4の孔 2 4 a は、 第 1 の発明を 実施するための最良の形態における錶型フィルム 2の孔 2 a と同 様である o

工程 Aにつレヽて説明す 程 Aでは、 図 1 0 Aおよび図 1 1

Aに示すよ う に 、 対極フイ ルム 1 の上にカノ 付き铸型封止フィ ルム 2 4を圧着して設け O

対極フイ ルム 1 は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と 同様であ Ό

対極フイルム 1 とカバ 付き铸型封止フィルム 2 4の熱圧着に ついて説明する o

熱圧着の圧力は 1 0 0 O N c m ²であつた 。 熱圧着の圧力は この値に限定されない。 対極フィルム 1 と力パ 付き鍚型封止フ ィルム 2 4に種々 の厚さおよび材質を適用した場合に 熱圧着の 圧力は 5 0 0 1 5 0 0 O N C m ²の範囲にあるこ とが好ま し い

熱圧着の温度は 8 0でであつに ο 熱圧着の温度はこの値に限定 されない。 対極フィルム 1 とカノ 付き铸型封止フィルム 2 4に 種々の厚さおよぴ材質を適用した場合に、 熱圧着の温度は 5 0

1 0 0 °cの範囲にあるこ とが好ましい。

対極フ イノレム 1 と力ノ 一付き铸型封止ブ イ ルム 2 4 の剥離強度 は 5 N / 2 c mであつた。 熱圧着の剥離強度はこ の値に限定され ない。 対極フィルム 1 と力バ 付き铸型封止フイノレム 2 4に種々 の厚さおよび材質を適用した場合に 、 熱圧着の剥離強度は 0 . 2

1 0 N / 2 c mの範囲にあることが好ましい ο

熱圧着の圧力 •ίόよび剥離強度が上述の範囲内にあると、 埶圧着部が、 後の工程で剥離するのを防止できるとい 5利点があ る。

工程 Βについて説明する。 工程 Βでは、 図 1 0 Βおよぴ図 1 1 Βに示すよ う に、 供給装置 3内で、 ゲル化剤と電解液を所定の温 度で加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。 このゾル状ゲル前駆 体を塗布装置 4に供給する。 塗布装置 4は、 対極フイ ノレム 1 の上 に設けられた力ノ 一付き铸型封止フィルム 2 4の孔に、 ゾル状ゲ ノレ前駆体を塗布す

ゾル状ゲル前駆体は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態 と同様である。

カバー付き铸型封止フィノレム 2 4 の孔 2 4 a の中に塗布された ゾル状ゲル前駆体 8 の膜厚は、 工程 Hまでの過程を経て、 ゲル電 解質膜 1 0 の厚さが設定電解質膜厚になるよ ラ に、 決定する。

工程 Cは、 第 1 の発明を実施するための 良の形態と同様であ α。

工程 Dについて説明する 。 ェ程 Dでは 、 図 1 0 Dおよぴ図 1 1

Dに示すよ う に 、 力ノ 一フィルム 1 5 を m型封止フイルム 1 7か ら剥がす。

図 1 7は、 铸型封止フィ ノレムを用いた 気化学セルを示す断面 図である。 引張 験機による剥離強度 験結果を比較する。 カバ

—フ ィルム 1 5 と鏢型封止フィノレム 1 7 の剥離強度は 2 N / 2 c mであり、 対極フイ ノレム 1 と铸型封止フィルム 1 7の剥離強度は

5 N / 2 c mであつた。 、 '- i者の剥離強度よ り も後者の剥離強度の ほうが大きい。 よつて力ノ ―フィノレム 1 5 を剥離させても錶型封 止フイノレム 1 7が対極フィルム 1 よ 剥離しない。

工程 Eは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様であ る。

工程 F〜H、 およびその後の工程は、 第 1 の発明を実施するた めの最良の形態における工程 G〜 I 、 およびその後の工程と同様 である。

工程 A〜Hおよびその後の工程について説明した。 これらのェ 程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。 本発明の電気化学セルの作製は、 こ のロールツーロール方式に限 定されない。 このほか、 いわゆるバッチ方式によ り単一の電気化 学セルを作製するこ と もできる。

工程 A〜Hの方法によ り、 第 1 の発明を実施するための最良の 形態と同様な効果が得られる。 また、 カバー付き铸型封止フィル ムを用いるこ とによ り、 ゲル電解質膜と铸型封止フィルムの位置 決めを不要にするこ とができる。

工程 A〜Hおよびその後の工程によ り作製された電子ペーパー について、 評価を行った。 評価項目および評価方法は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態と同様である。

評価結果について説明する。

作用極フィルム とゲル電解質膜、 ならびに対極フィルム とゲル 電解質膜の密着性については、 目視によ り検査した結果白い部分 は認められなかった。

作用極フィルム とゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィルム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果全面に黒い ドッ トが確認できた。'

P V d F— H F P系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度 σ ( S / c m ) は、 8 . 2 X 1 0— ⁵ ( S / c m ) であった。

つぎに、 電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について 説明する。

電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、 原則と して、 上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。 なお、 電気 二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム 1 の電極、 作用極フ イルム 7の電極、 およびゾル状ゲル前駆体の電解液は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態で説明した、 電気二重層キャパシ タなど適用例の対極フィルム 1 の電極、作用極フィルム 7の電極、 およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。

P V d F - H F P系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セル は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様の効果が得ら れる。

以上のこ とから 、 発明を実施するための最良の形態によればヽ 作用極フ ィルムと 、 作用極フィルムに対向する対極フィルムと 、 作用極フィルムと対極フ ィ ルムの間に挟まれるゲル電解質膜と 、 ゲル電解質膜の闲 RJ囲を封止する封止部を有する電気化学セノレに いて、 作用極フィゾレムと対極フィルムが、 柔軟性を有するので 、 新規な電気化学セルを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態によれば、 カバーフィノレム と铸型封止フィルムからなる力パ一付き铸型封止フィルムを、 対 極フィ 7レム上に設ける工程と、 力バ一付き鏡型封止フィルムの孔 に、 ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、 ゾル状ゲル前駆体を冷却 して半硬化ゲルにする工程と、 カバーフィルムを铸型封止フィノレ ムから剥がす工程と、 半硬化ゲルを冷却して 、 ゲル電解質膜を形 成する工程を有するので、 新規な電気化学セルの製造方法を提供 することができる。

なお、 本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限ら ず本発明の要旨を逸脱することなく その他種々の構成を採り得る とはもちろんである。

つぎに、 電気化学セルお'よびその製造方法にかかる第 5 の発明 を実施するための最良の形態について説明する o

電気化学セルの製造方法について説明する 0 図 1 3は、 電気化 学セルの製造工程の他の例を示す図である。 図 1 5 ょぴ図 1 6 は 、 図 1 3 における工程の詳細を示す図である o

工程 Aについて説明する。 工程 Aでは、 図 1 3 Aおょぴ図 1 5

Aに示すよ う に、 対極フ ィルム 1 の上にカバ一付き粘着剤層フィ ルム 2 0 を圧着して設ける。

カバー付き粘着剤層フィ ルム 2 0 について 明する 。図 1 4は、 力パー付き粘着剤層フ ィルム ₂ 0 の構成を示すものである。 カバ 一付き粘着剤層フ ィ ルム 2 0は、 カバーフ ィ ルム 2 1 と粘着剤層 2 2力、らなっている。

カバーフィルム 2 1 について説明する。

力パーフィルム 2 1 と しては、 表面処理されたポリエチレンテ レフタ レ一卜 ( P E T ) ( 5 0 G S 、 リ ンテ ッ ク社製） を用いた。 表面処理した理由は、 粘着剤層 2 2 と力パーフィルム 2 1 の剥離 強度を小さ <するこ とによ り剥離しやすくするためである。

カバーフィルム 2 1 の厚さは、 1 0 z mである。 力パーフ ィル ム 2 1 の厚さは の厚さに限定されない。 カバーフ ィ ルム 2 1 の 厚さは、 5 〜 2 0 μ mの範囲内にあることが好ま しい。 厚さ力 S 5

IX m以上である と 、 機械的強度が確保できる という利点がある。 厚さが 2 0 β m以下であると、 粘着剤層 2 2 とゲル電解質膜 1 0

(後述する ) の高さが揃えやすく なる という利点がある。

カノくーフィルム 2 1 の材質は、 上述の表面処理されたポリェチ レンテレフタ レ一卜 ( P E T ) に限定されるものではない。 この ほカ 表面処理されたポリブチレンテレフタ レー ト （ P B T)、 ポ リイ ミ ド、 ポリ カーボネー トなどを用いることができる。

粘着剤層 2 2 と しては、 粘着剤 （G 9 0 0 0、 ソエーケ ミ カル 社製） を用いた。 この粘着剤は、 無溶媒アク リ ル系両面粘着剤で ある。

粘着剤層 2 2の厚さは、 工程 Hまでの過程を経て、 ゲル電解質 膜 1 0 の厚さが設定電解質膜厚になるよ う に、 決定する。 設定電 解質膜厚は、 工程 Hにおいて定義する。

粘着剤層 2 2の材質は、 上述の粘着剤 （G 9 0 0 0 ) に限定さ れるものではない。 このほか、 製品と しての安定性を維持するた めに耐電解液性を有するものを用いるこ とができる。

粘着剤層 2 2は、 耐電解液性を有するこ とが求められる。 そこ で、 粘着剤層 2 2の耐電解液性を評価した。

評価サンプルと しては、 上述の粘着剤 （G 9 0 0 0 ) からなる 粘着剤層を用いた。

評価方法は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様で ある。 粘着剤層の耐電解液性の好ま しい範囲は、 第 1 の発明を実 施するための最良の形態と同様である。

質量変化はつぎのよ うであった。 粘着剤 （ G 9 0 0 0 ) からな る粘着剤層は 4質量％增加した。 この結果、 粘着剤 （ G 9 0 0 0 ) からなる粘着剤層は耐電解液性に優れているこ とがわかった。

カバーフ ィルム 2 1 と粘着剤層 2 2の剥離強度は 5 N/ 2 c m であった。 圧着の剥離強度はこの値に限定されない。 カバーフィ ルム 2 1 と粘着剤層 2 2 に種々の厚さおよび材質を適用した場合、 剥離強度は 0. 2〜 1 0 NZ 2 c mの範囲にあるこ とが好ま しい。

圧着の剥離強度が上述の範囲内にある と、 圧着部を剥がす力が 作用しないときは後の工程で剥離するのを防止でき、 かつ圧着部 を剥がす力が作用する ときは容易に剥離できる という利点がある。 対極フィルム 1 は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と 同様である。

対極フ ィ ルム 1 と力パー付き粘着剤層フ ィ ルム 2 0の圧着につ いて説明する。

圧着の圧力は 5 0 0 O NZ c m ²であった。 圧着の圧力はこの 値に限定されない。 対極フ ィ ルム 1 と力パー付き粘着剤層フ ィ ル ム 2 0に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、 圧着の圧力は 1 0 0 0〜 1 5 0 0 O N c m ²の範囲にあることが好ましい。 圧着の温度は常温であった。 圧着の温度はこの値に限定されな い。 対極フィルム 1 と力パー付き粘着剤層フィルム 2 0に種々の 厚さおょぴ材質を適用した場合に、 圧着の温度は 5〜 8 0 °Cの範 囲にあることが好ま しい。 対極フイ ノレム 1 とカバー付き粘着剤層フィルム 2 0の剥離強度 は 1 5 N / 2 c mであった。 圧着の剥離強度はこの値に限定され ない。 対極フィルム 1 とカバ一付き粘着剤層フィルム 2 0 に種々 の厚さおょぴ材質を適用した場合に、 圧着の剥離強度は 1 5 N /

2 c m以上の範囲にあることが好ましい。

圧着の圧力、 曰

皿度、 および剥離強度が上述の範囲内にある と、 十分に接着できる という利点がある。

工程 Bについて説明する。 工程 Bでは、 図 1 3 Bおよび図 1 5

Bに示すよ う に 、 供給装置 3 内で、 ゲル化剤と電解液を所定の温 度で加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。 このゾル状ゲル前駆 体を塗布装置 4 に供給する。 塗布装置 4は、 対極フィノレム 1 の上 に設けられた力バ一付き粘着剤層フィルム 2 0の孔に、 ゾル状ゲ ル前駆体を塗布する。

ゾル状ゲル前駆体は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態 と同様である。

カバー付き粘着剤層フィルム 2 0 の孔 2 0 a の中に塗布された ゾル状ゲル前駆体 8の膜厚は、 工程 Hまでの過程を経て、 ゲル電 解質膜 1 0の厚さが設定電解質膜厚になるよ う に、 決定する。

工程 Cは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様であ る。

工程 Dについて説明する。 工程 Dでは、 図 1 3 Dおよぴ図 1 5 Dに示すよ う に、カバーフィルム 2 1 を粘着剤層 2 2から剥がす。

図 1 8は、粘着剤層を用いた電気化学セルを示す断面図である。 引張試験機による剥離強度試験結果を比較する。 カバーフィ ルム 2 1 と粘着剤層 2 2 の剥離強度は 5 N / 2 c mであり、 対極フィ ルム 1 と粘着剤層 2 2 (常温で圧着） の剥離強度は 1 5 N Z 2 c mであった。 前者の剥離強度よ り も後者の剥離強度のほうが大き い。 よってカバーフィルム 2 1 を剥離させても粘着剤層 2 2が対 極フ ィ ルム 1 よ り剥離しない。

工程 Eは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様であ る。

工程 Fについて説明する。 工程 Fでは、 図 1 3 Fおよび図 1 6 Aに示すよ う に、 粘着剤層 2 2の上に作用極フ ィ ルム 7 を圧着し て設ける。

作用極フィルム 7は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態 と同様である。

作用極フ ィルム 7 と粘着剤層 2 2の圧着について説明する。

圧着の圧力は S O O O NZ c m ²であった。 圧着の圧力はこの 値に限定されない。 作用極フィルム 7 と粘着剤層 2 2 に種々の厚 さおよび材質を適用した場合に、 圧着の圧力は 1 0 0 0〜 1 5 0 0 O NZ c m²の範囲にあるこ とが好ましい。

圧着の温度は常温であった。 圧着の温度はこの値に限定されな い。 作用極フィ ルム 7 と粘着剤層 2 2 に種々 の厚さおよび材質を 適用した場合に、 圧着の温度は 5〜 8 0 °Cの範囲にあることが好 ま しい。

作用極フ ィルム 7 と粘着剤層 2 2の剥離強度は 1 5 N/ 2 c m であった。 圧着の剥離強度はこ の値に限定されない。 作用極フィ ルム 7 と粘着剤層 2 2に種々 の厚さおょぴ材質を適用した場合に、 圧着の剥離強度は 1 5 N// 2 c m以上の範囲にあるこ とが好まし い ₀

圧着の圧力、 温度、 および剥離強度が上述の範囲内にある と、 十分に接着できる という利点がある。

工程 Gについて説明する。 工程 Gでは、 図 1 3 Gおよび図 1 6 Bに示すよ うに、 作用極フ ィ ルム 7 と対極フ ィルム 1 を挟んで加 圧 · 加熱する。 加圧 · 加熱は、 所定の圧力 · 温度で、 所定の時間 行う。 加圧 · 加熱の方法は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態 における工程 Hと同様である。

圧力は 5 0 0 0 NZ c m²であった。 圧力はこの値に限定され ない。 圧力は 1 0 0 0〜 1 5 0 0 O N/ c m ²の範囲にめるこ と が好ましい。

温度は 1 2 0 °Cであった。 温度はこの値に限定されなレ、 。 温度 は 1 0 0〜 1 5 0 °Cの範囲にあるこ とが好ましい。

加圧 · 加熱の時間は 6 0秒であった。 時間はこの値に限定され ない。 加圧 · 加熱の時間は 3 0〜 6 0秒の範囲にあることが好ま しい。

作用極フ ィルム 7 と粘着剤層 2 2の剥離強度は 1 5 N / 2 c m であった。 対極フ ィ ルム 1 と粘着剤層 2 2 の剥離強度は 1 5 N /

2 c mであった。 圧着の剥離強度はこの値に限定されなレ、 。 作用 極フ ィ ルム 7、 粘着剤層 2 2、 およぴ対極フ ィ ルム 1 に種々 の厚 さおよぴ材質を適用した場合、 圧着の剥離強度は 1 5 N / 2 c m 以上の範囲にあるこ とが好ましい。

圧着の圧力、 温度、 時間、 および剥離強度が上述の範囲内にあ る と、 粘着剤層 2 2の形が崩れるこ となく 十分に接着でさる とい う禾 1」点、がある。

加圧 · 加熱によ り 、 作用極フ ィ ルム 7の電極とゲル電解質膜 1

0の密着性、 ならびに、 対極フィルム 1 の電極とゲル電解質膜 1

0の密着性が確保できる。

工程 Hは、 第 1 の発明を実施するための最良の形態に けるェ 程 I と同様である。

粘着剤層 2 2は、 封止部と しての機能を有する。 なお 、 こ の粘 着剤層 2 2の外側に、 別に封止部を設けること もできる o

工程 Hの後の工程は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態 における工程 I の後の工程と同様である。 工程 A 〜 Hおよびその後の工程について説明した。 これらのェ 程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。 本発明の電気化学セルの作製は、 このロールツーロール方式に限 定されない。 このほか、 いわゆるバッチ方式によ り単一の電気化 学セルを作製するこ と もできる。

工程 A ~ Hの方法によ り 、 第 1 の発明を実施するための最良の 形態と同様な効果が得られる。 また 、 カバー付き粘着剤層フ ィ ル ムを用いることによ り、 ゲル電解質膜と粘着剤層の位置決めを不 要にするこ とができる。

工程 A〜 Hおよびその後の工程によ り作製された電子ぺーノ 一 について、 評価を行った。 評価項目 ょぴ評価方法は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態と同様である。

評価結果について説明する。

作用極フ ィ ルムとゲル電解質膜、 ならびに対極フ ィ ルムとゲル 電解質膜の密着性については、 目視によ り検査した結果白い部分 は認められなかつた。

作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィ /レム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果全面に黒い ドッ トが確認できた。

P V d F ~ H F P系ゲルのゲル電解質膜のィ オン伝導度 σ ( s

/ c m ) は、 8 • 1 X 1 0 - ⁵ ( S / C m ) であつァこ。

つぎに、 電気一重層キャパシタなど適用例の製造方法について 説明する。

電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、 原則と して、 上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。 なお、 電気 二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム 1 の電極、 作用極フ イルム 7の電極、 およびゾル状ゲル前駆体の電解液は、 第 1 の発 明を実施するための最良の形態で説明した、 電気二重層キャパシ タなど適用例の対極フ ィ ルム 1 の電極、作用極フ ィ ルム 7の電極、 およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。

P V d F— H F P系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セル は、 第 1 の癸明を実施するための最良の形態と同様の効果が得ら れる。

以上のことから、 発明を実施するための最良の形態によれば、 作用極フィルム と 、 作用極フィルムに対向する対極フイ ノレム と 、 作用極フィ ルムと対極フ ィ ルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、 ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにお いて、 作用極フ ィ ルム と対極フィルムカ ^s、 柔軟性を有するので、 - 新規な電気化学セルを提供する とができる。

本発明を実施するための最良の形態によれば 、 力パーフ ィ ルム と粘着剤層からなる力バー付ぎ粘着剤層フ ィルムを、 対極フ ィ ル ム上に設ける工程と、 カバー付さ粘着剤層フィノレムの孔に、 ゾノレ 状ゲル前駆体を入れる工程と 、 ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬 化ゲルにする工程と、 力パーフィルムを粘着剤層から剥がす工程 と、 半硬化ゲルを冷却して、 ゲル雷解質膜を形成する工程を有す るので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。

なお、 本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限ら ず本発明の要旨を逸脱するこ となく その他種々の構成を採り得る ことはもちろんである。

つぎに、 電気化学セルおょぴその製造方法にかかる比較例につ いて説明する。

[比較例 1 ]

P V d F— H F Pゲルからなるゲル電解質膜と、 リ ジッ ド電極 板を用いた電子ペーパーを作製した。 リ ジッ ド電極板に口 の字型 の封止フィルムを貼り付け、 その中に加熱溶融させたゾル状ゲル 前駆体をデイ スペンサによ り滴下させ、 さ らにも う 1っリ ジッ ド 電極板で密閉した。

作製された電子ペーパーについて、 評価を行った。 評価項目お よび評価方法は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様 である。

評価結果について説明する。

作用極フ ィ ルム とゲル電解質膜、 ならびに対極フ ィ ルム とゲル 電解質膜の密着性については、 目視によ り検査した結果、 全面の う ち一部に白い部分が認められた。

作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、 ならびに対極フィルム とゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、 光学顕微 鏡で検査した結果、 全面のう ち黒い ドッ トが 5 0 %のみ確認でき た。

P V d F— H F P系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度 σ ( S / c m) は、 1 . 0 X 1 0—⁶ ( S / c m) であった。

[比較例 2 ]

P V d F - H F P系ゲルからなるゲル電解質膜の作 を 、 次の 方法によ り試みた。 P V d F— H F P系ゲループレイ ンフイノレム の打ち抜き · 加工を試みた。 この方法は、 一般的な粘着シー ト の 製造法である。 しかし、 ゲルにおいては液分を多く含んでおり、 機械的強度がないので、 後で打ち抜き · 加ェできない よつて電 子ペーパーを作製することができなかった

[比較例 3 ]

アク リル系ゲルからなるゲル電解質膜の作製を、 次の方法によ り試みた。 アク リル系ゲル一プレイ ンフ ィ ルムの打ち抜き ' 加工 を試みた。 しかし、 ゲルにおいては液分を多く含んでおり、 機械 的強度がないので、 後で打ち抜き · 加工できない。 よって電子べ 一パーを作製することができなかった。 なお、 アク リル系ゲルと は、 電解液と単官能 ' 多官能アク リ ルモノ マーを混合し、 モノ マ 一を重合させてゲル化させたのである。

[比較例 4 ]

ァク リル系ゲルからなるゲル電解質膜を、 铸型フィルムを用い て作製した。 ァク リルモノマーは酸素存在下においてはゲル化し ない。 ゲル化させるためにカバーフ ィ ルム （ P E T ) を取り付け、 り - 紫外線で硬化させる と塗 ぼし部までも完全に硬化してしまい 铸型フィルムに接着してしま 。 鎳型フイルムを剥がす時に 、 ゲ ルまでも剥がれてしま う また 、 その後の作用極フィルムの貼り 合せにおいて、 電極とのコンタク トを確立するためにタックが必 要となるが、 重合は酸素が遮断された状態のみでおこ り 、 途中で 剥がせばさ らに重合を進行させるこ とができない。

[比較例 5 ]

アタ リノレモノ マーを封止部の厚みまで滴下し、 液状のモノマ一 の状態で作用極フィルムを貼り合せセル化する。 その後、 外部の 酸素を遮断した状態で光も しく は熱によ り ゲル化する。この場合、 アク リ ルモノ マーと電解液の混合液の滴下量の微妙な制御が必要 になる。 また滴下するために粘度を低くする必要があるので実施 が困難でめ。 ₀

[比較例 6 ]

アタ リルゲノレからなるゲル電解質膜と 、 ジ ジ V ド電極を用いた 電子ぺーパーを作製した。 あらかじめ適当なギャップをもつ空セ ルを作製する。 つぎに電解液 、 酸化チタン、 ァク リノレモノ マー、 および開始剤を十分撹拌したあのを真空注入によ り空セルに充填 する。 つぎに注入口をふさ ぐ つぎに、 加熱して開始剤を反応さ せてァク リ ルのゲル化を行つた

作製された電子ペーパーについて、 ィォン伝導度の評価を行つ た。 評価方法は、 第 1 の発明を実施するための最良の形態と同様 である。 ァク リルゲルのゲル電解質膜のイ オン伝導度 σ ( S / c m )は、 9 X 1 0 — ⁶ (SZ c m) であった。

[比較例 7 ]

ゲラ ンガム （和光純薬工業社製） からなるゲル電解質膜を作製 した。 これを用いて電子ペーパーを作製した。 しかしながら、 ゲ ランガムでは満足な電気化学的性能が得られなかった。 ゲル電解 質膜のイオン伝導度 σ は 2 X I 0— ⁶ ( S / c m)であった。なお、 ゲランガムとは、 物理ゲルの一種である。

Claims

請求の範囲 .

1 . 作用極フ ィルム と 、

上記作用極フィルムに対向する対極フィルム と、

上記作用極フィルムと上記対極フィルムの間に挟まれるゲル電 解質膜と、

上記ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セ ルにおいて、.

上記作用極フィ ルム と上記対極フィルムは、 柔軟性を有する こ とを特徴とする電気化学セル。

2 . 封止部とゲル電解質膜の間に、 隙間があるこ とを特徴とする 請求の範囲第 1項記載の電気化学セル。

3 . 封止部は粘着剤からなるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項 記載の電気化学セル。

4 . 電気化学セルは、 電子ペーパーヽ 気二重層キャパシタ、 色 増感太陽電池、 リ チウムイ オン電池 、 または調光ガラスである - とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の電気化学セル。

5 . 対極フ ィ ルム上に設けられた铸型フ イルムの孔に、 ゾル状ゲ ル前駆体を入れる工程と、

上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにす る工程と、

上記鎵型フィルムを上記対極フィルムから剥がす工程と、 上記半硬化ゲルを冷却して、 ゲル電解質膜を形成する工程と、 封止フイ ノレム の孔が上記ゲル電解質膜に対応するよ う にして、 この封止フイ ノレムを上記対極フィルム上に設置する工程を有する こ とを特徴とする電気化学セルの製造方法。

6 . 封止フィルムは、 ゲル電解質膜と非接触の状態にあるこ と を 特徴とする請求の範囲第 5項記載の電気化学セルの製造方法。

7 . 対極フイ ノレム上に設けられた铸型フイルムの孔に、 ゲル溶液 を入れる工程と、

上記ゲル溶液を加熱して所定の粘度の半硬化ゲルにする工程と、 上記铸型フィルムを上記対極フィルムから剥がす工程と、 ' 上記半硬化ゲルを加熱して、 ゲル電解質膜を形成する工程と、 封止フ ィ ルムの孔が上記ゲル電解質膜に対応するよ う にして、 この封止フィルムを上記対極フィルム上に設置する工程を有する こ とを特徴とする電気化学セルの製造方法。

8 . 封止フ ィ ルムは、 ゲル電解質膜と非接触の状態にあるこ とを 特徴とする請求の範囲第 7項記載の電気化学セルの製造方法。

9 . カバーフ ィ ルム と铸型封止フ ィ ルムからなるカバー付き铸型 封止フ ィ ルムを、 対極フ ィ ルム上に設ける工程と、

上記カバー付き錄型封止フ ィ ルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を 入れる工程と、

上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにす る工程と、

上記カバーフ ィ ルムを上記铸型封止フ ィルムから剥がす工程と、 上記半硬化ゲルを冷却して、 ゲル電解質膜を形成する工程を有 する

こ とを特徴とする電気化学セルの製造方法。

1 0 . カバーフィルムと粘着剤層からなる力パー付き粘着剤層フ イルムを、 対極フ ィルム上に設ける工程と、

上記カバー付き粘着剤層フィ ルムの孔に、 ゾル状ゲル前駆体を 入れる工程と、

上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにす る工程と、

上記カバーフ ィ ルムを上記粘着剤層から剥がす工程と、

上記半硬化ゲルを冷却して、 ゲル電解質膜を形成する工程を有 する こ とを特徴とする電気化学セルの製造方法。