WO2015041116A1 - 蓄電デバイス - Google Patents

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WO2015041116A1
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electrode
case
current collector
sealing plate
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光保 上田
真嶋　正利
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electricity storage device, and more particularly, to an improvement in a sealing structure of a case that houses an electricity storage element.
  • This application is filed with Japanese Application No. 2013-193565 filed on September 18, 2013, Japanese Application No. 2013-197132 filed on September 24, 2013, and Japanese Application No. 2013-210482 filed on October 7, 2013. Claiming the priority based on the issue, and using all the contents described in the Japanese application.
  • the electricity storage device includes a first electrode, a second electrode, an electrode group having a separator interposed therebetween, and an electrolyte.
  • Each electrode includes a current collector (electrode core material) and an active material layer carried on the current collector.
  • the open end of the case is sealed by a sealing plate.
  • a sealing board is attached to the opening edge part of a case by laser welding, for example (refer patent document 1).
  • the sealing plate In the case of a sealing structure in which the sealing plate is attached by welding to the opening end of the case, the sealing plate is not placed on the opening end, but inside the opening end of the case 14A as shown in FIG.
  • the inner surface of the opening end and the peripheral edge of the sealing plate are laser welded in a state where the sealing plate 16A is fitted.
  • the laser beam can be irradiated from a direction perpendicular to the outer surface of the sealing plate.
  • the peripheral edge of the sealing plate can be welded to the open end of the case over the entire circumference only by moving either the case or the laser head two-dimensionally without any change in posture. . Therefore, the open end of the case can be easily sealed.
  • power storage devices are based on mass production.
  • a product constituted by a case and a sealing plate that do not reach the required accuracy.
  • capacitance fall) of a foreign material mixing may appear after a certain period of time. In such a case, it is also difficult to find through inspection that foreign matter has entered the case at the time of sealing.
  • One aspect of the present invention is an electrode group including a first electrode, a second electrode, and a separator that electrically insulates the first electrode and the second electrode; Electrolyte, A bottom-closed case having an open edge that accommodates the electrode group and the electrolyte; and A sealing plate having a first main surface facing the outside of the case and a second main surface facing the inside of the case, and sealing the opening end of the case;
  • the first electrode includes a sheet-like first current collector and a first active material carried on the first current collector,
  • the second electrode includes a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector,
  • the first electrode and the second electrode are stacked with the separator sandwiched between the first electrode and the second electrode,
  • the sealing plate has a peripheral portion that fits into the opening end portion of the case, and has a first inclined surface that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface at least at a part of the peripheral portion.
  • the opening end portion of the case has a second
  • Electrolyte A bottomed case having an open end, which accommodates the electrode group and the electrolyte; A first main surface facing the outer side of the case and a second main surface facing the inner side of the case; and a peripheral edge that fits into the opening end of the case; and at least a part of the peripheral edge And a sealing plate having a first slope that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface and sealing the opening end of the case,
  • the first electrode includes a sheet-like first current collector and a first active material carried on the first current collector
  • the second electrode includes a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector,
  • the first electrode and the second electrode are stacked with the separator sandwiched between the first electrode and the second electrode, Having a sealing structure in which the sealing plate is attached to the opening end of the case by welding; The open end of the
  • the electrical storage device which has desired performance can be manufactured more stably.
  • An electricity storage device includes an electrode group including a first electrode, a second electrode, a separator that electrically insulates the first electrode and the second electrode, an electrolyte, an electrode group, and an electrolyte. And a bottomed case having an open end portion and a sealing plate for sealing the open end portion.
  • the sealing plate has a first main surface 16b (see FIG. 8) facing the outside of the case and a second main surface 16c facing the inside of the case in a state where the opening end of the case is sealed.
  • the first electrode includes a sheet-like first current collector and a first active material supported on the first current collector.
  • the second electrode includes a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector.
  • the first electrode and the second electrode are stacked with a separator sandwiched between the first electrode and the second electrode.
  • the first electrodes and the second electrodes are alternately stacked with a separator sandwiched between the first electrode and the second electrode.
  • the sealing plate has a peripheral edge fitted to the opening end of the case, and has a first inclined surface 16a that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface at least at a part of the peripheral edge. (See FIG. 8).
  • the first main surface 16b of the sealing plate is referred to as the outer surface of the sealing plate
  • the second main surface of the sealing plate is referred to as the inner surface of the sealing plate.
  • the open end of the case has a second slope 14a that comes into contact with the first slope.
  • “contact” is a state in which the first slope and the second slope are in plane contact.
  • the peripheral part of a sealing board and the opening edge part of a case are welded by the 1st slope and the 2nd slope.
  • an angle (acute angle) formed by the outer peripheral surface 14b of the case side wall and the second slope is defined as ⁇ 2.
  • ⁇ 2 (90 ⁇ 1) (degrees).
  • the influence of dimensional errors can be mitigated by welding the peripheral edge portion of the sealing plate 16 and the upper end portion, for example, of the opening end portion of the case 14 with the inclined surfaces being brought into contact with each other. Further, by welding the slopes, a welded portion having a depth larger than that of a normal welded portion (see FIG. 9) can be formed.
  • the depth of the welded portion is L12, but in the case of FIG. 8, the depth of the welded portion is longer than L12.
  • angle (theta) 1 is preferably set to an angle within a range of 5 to 85 degrees.
  • angle (theta) 1 can be set to an optimal angle within said range according to the thickness of a sealing board, or the thickness of a case.
  • a more preferable range of the angle ⁇ 1 is 10 to 45 degrees.
  • the angle ⁇ 1 is set to an angle in the range of 5 to 85 degrees, for example, it becomes easy to weld the peripheral edge of the sealing plate and the open end of the case. That is, if the angle ⁇ 1 is within the above range, as shown in FIG. 8, the laser beam is irradiated in a direction perpendicular to the outer surface of the sealing plate, so that the peripheral edge of the sealing plate and the opening end of the case The part can be welded. As a result, as in the case shown in FIG. 9, only the case or the laser head is moved two-dimensionally without any change in posture, and the peripheral edge of the sealing plate is moved around the entire circumference. It can be welded to the open end of. When irradiating laser light obliquely upward or in a direction perpendicular to the outer surface of the case (right side in FIG. 8), it is necessary to rotate either the case or the laser head or change their posture. Yes, position control becomes difficult.
  • the thickness L11 of the portion of the case side wall adjacent to the second inclined surface 14a can be set to 0.1 to 3 mm, for example.
  • the thickness L11 may coincide with the average thickness of the entire case, or only the thickness L11 of the portion adjacent to the second slope may be set to a thickness within the above range.
  • the thickness L12 of the sealing plate adjacent to the first inclined surface 16a can be set to 0.1 to 4 mm, for example.
  • the thickness L12 may also coincide with the average thickness of the entire sealing plate, or only the thickness L12 of the portion adjacent to the first slope 16a may be set to a thickness within the above range. .
  • the first current collector preferably includes the first metal porous body.
  • the first electrode is a positive electrode of a lithium ion capacitor or a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is preferable to use a porous metal body containing aluminum as the first current collector. If the first electrode is a negative electrode of a lithium ion capacitor or a nonaqueous electrolyte secondary battery, it is preferable to use a metal porous body containing copper as the first current collector.
  • a metal porous body having a high porosity having communication holes as a current collector.
  • the metal porous body is manufactured, for example, by forming a metal layer on the surface of a foamed resin skeleton having communication holes such as foamed urethane, thermally decomposing the foamed resin, and further reducing the metal.
  • the second current collector can also contain a second metal porous body.
  • Each of the plurality of second current collectors can be provided with a tab-like second connection portion for electrically connecting to another adjacent second current collector.
  • These second connection portions can be arranged so as to overlap in the stacking direction of the electrode group with the sheet-like second conductive spacer interposed therebetween, and can be fastened together by the second fastening member. it can.
  • the first metal porous body and the second metal porous body only need to have a pore structure such that the surface area on which the active material is to be supported (hereinafter also referred to as an effective surface area) is larger than a simple metal foil or the like.
  • an effective surface area the surface area on which the active material is to be supported
  • Celmet registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.
  • aluminum cermet registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.
  • a metal porous body having a three-dimensional network shape and a hollow skeleton is most preferable because the effective surface area per unit volume can be remarkably increased.
  • a nonwoven fabric, a punching metal, an expanded metal, etc. can be used as a 1st metal porous body and a 2nd metal porous body.
  • Nonwoven fabric, cermet, and aluminum cermet are three-dimensional porous bodies, and punching metal and expanded metal are two-dimensional porous bodies.
  • the metal porous body as described above has a large surface area, it can support a large amount of active material and can easily hold an electrolyte, and thus is considered suitable as an electrode for an electricity storage device.
  • it is necessary to connect the current collectors of the same polarity in parallel.
  • the electrode group 100 as shown in FIG. 12 is configured by alternately laminating a plurality of sheet-like positive electrodes 112 and a plurality of sheet-like negative electrodes 114 with a separator interposed therebetween.
  • Each current collector is provided with a tab-shaped connecting portion 116.
  • electrodes having the same polarity are electrically connected to each other by joining a plurality of connection portions 116 to each other.
  • the connection part 116 is formed integrally with the main body of the current collector from the viewpoint of reducing the number of parts and the number of manufacturing steps. That is, the connection part 116 is the same material as the current collector.
  • connection part integrally formed with the main body of the current collector is joined or fastened to another adjacent connection part by a fastening member with a conductive spacer interposed therebetween, for example.
  • a rivet can be used as the fastening member.
  • the connecting portions with a fastening member such as a rivet the structure and properties of the metal porous body are not greatly changed as in the case of joining by welding, and the durability is lowered. Can be prevented.
  • a mechanical joining method using a fastening member such as a rivet it is possible to obtain joint strength several times that of a metallurgical joining method such as welding.
  • first fastening member or second fastening member is not limited to a rivet, and may be any member or instrument that can mechanically join or fasten each connecting portion. It can be used as a fastening member. However, as will be described later, it is most preferable to use a rivet as such a fastening member.
  • a through-hole through which the fastening member is passed is provided in the connecting portion, the fastening member is inserted into the through-hole, and the tip of the fastening member is crushed and engaged with the side surface of the connecting portion.
  • the through-hole can be easily formed into a shape close to a perfect circle, for example, and the accuracy of the shape can be easily inspected. Therefore, it is possible to easily obtain desired durability by suppressing excessive concentration of stress. It is also possible to prevent shipment of defective products having poor durability.
  • connection resistance between electrodes can be made small.
  • a metal porous body having a certain thickness for example, 0.1 to 10 mm
  • a certain thickness for example, 0.1 to 10 mm
  • the interval between the connection portions of the plurality of electrodes having the same polarity is, for example, 1 mm or more.
  • the connecting portions are directly joined by the fastening member, the deformation amount of each connecting portion 116 increases as shown in FIG. As a result, durability may be reduced.
  • by arranging a conductive spacer between the connection portions of the plurality of electrodes it is possible to suppress deformation when adjacent connection portions are joined together. Thereby, durability of an electrode group can be improved.
  • the first fastening member preferably contains the same type of metal element as the first current collector. Thereby, the erosion by the electrolyte etc. of a 1st fastening member can be suppressed. Therefore, the durability of the electrode group can be improved.
  • the first electrode is a positive electrode of a lithium ion capacitor or a lithium ion battery
  • the first current collector contains aluminum or an aluminum alloy and the first fastening member also contains aluminum or an aluminum alloy.
  • the second fastening member also preferably contains the same type of metal as the second current collector. Thereby, the erosion by the electrolyte etc. of a 2nd fastening member can be suppressed. Therefore, the durability of the electrode group can be improved.
  • the second electrode is a negative electrode of a lithium ion capacitor or a lithium ion battery
  • the second current collector contains copper or a copper alloy and the second fastening member also contains copper or a copper alloy.
  • the conductive spacer (the first conductive spacer or the second conductive spacer) may be formed from a material having sufficient conductivity and sufficient rigidity and toughness as the spacer. However, the conductive spacer preferably has a cushioning property (stress relaxation effect). At this time, the adhesiveness between the conductive spacer and each connection portion can be improved by applying an appropriate fastening pressure to the spacer between adjacent connection portions. Thereby, the connection resistance between electrodes can be made small.
  • the conductive spacer preferably includes a metal porous body (third metal porous body or fourth metal porous body). Therefore, the same material as that used for the first metal porous body or the second metal porous body can be used for the third metal porous body or the fourth metal porous body. Furthermore, the metal foam (refer patent document 1) which added the foaming agent to the molten metal and was made to foam can also be used for a 3rd metal porous body or a 4th metal porous body. Metal foam is not suitable for use as a current collector because it has a high proportion of closed pores. However, a metal foam having many closed pores is useful as a spacer for obtaining cushioning properties.
  • the compression ratio (minimum thickness after fastening by the fastening member / average thickness before fastening) between the connecting portions is preferably 1/10 to 9/10. More preferably, it is 10 to 7/10.
  • the stress generated in the conductive spacer between the connecting portions is preferably 0.01 to 1 MPa on average, and more preferably 0.1 to 0.3 MPa.
  • the conductive spacer (the first conductive spacer or the second conductive spacer) preferably has a chamfered portion at a corner corresponding to at least one of the sides in contact with the connecting portion.
  • the radius of curvature R1 (see FIGS. 3A and 3B) of the chamfered portion is preferably 1 to 10 mm, for example, and more preferably 3 to 7 mm.
  • stress may concentrate on a part of the connection portion.
  • the stress applied to the connecting portion is dispersed. Thereby, durability of a connection part improves and durability of an electrical storage device also improves.
  • a fastening member for fastening each connection portion to each other
  • a rivet is preferable
  • a dish rivet countersunk-head rivet
  • a dish rivet it is possible to prevent the head (a large-diameter portion at one end in the axial direction) from protruding from the surface of the connection portion or the spacer when the connection portions are fastened together.
  • a countersink hole or countersink having a shape corresponding to the shape of the head of the dish rivet is provided in the connection part or the spacer.
  • bolts and nuts can be used as fastening members.
  • the size of the fastening member can be easily reduced by using rivets.
  • “loosening” may occur.
  • a rivet is used, “loosening” does not occur. Therefore, a desired fastening state can be maintained for a long time.
  • the rivet can easily reduce the size of the head.
  • the fastening member is not limited to a shaft-shaped member.
  • a clip-shaped member elastic member
  • a plurality of connecting portions can be fastened to each other with clip-like fastening members so as to sandwich the laminated body of connecting portions from the outside.
  • a clip-like fastening member can be used as an electrode lead, the number of members can be reduced.
  • Examples of power storage devices include capacitors (capacitors) such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors, and nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion batteries and sodium ion batteries.
  • capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors
  • nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion batteries and sodium ion batteries.
  • a packaging container or a metal can formed of a laminate film can be used.
  • the electrolyte includes a salt of lithium ions and anions
  • one of the first active material and the second active material is a first material that occludes and releases lithium ions
  • the other is a second material (positive electrode active material) that adsorbs and desorbs anions.
  • the first substance occludes and releases lithium ions by a Faraday reaction.
  • the first material is, for example, a carbon material such as graphite, or an alloy-based active material such as Si, SiO, Sn, or SnO.
  • the second substance adsorbs and desorbs anions by a non-Faraday reaction.
  • the second substance is, for example, a carbon substance such as activated carbon or carbon nanotube.
  • the second substance (positive electrode active material) may be a material that causes a Faraday reaction. Examples of such a material include metal oxides such as manganese oxide, ruthenium oxide, and nickel oxide, and conductive polymers such as polyacene, polyaniline, polythiol, and polythiophene.
  • a capacitor in which a Faraday reaction occurs in both the first material and the second material is called a redox capacitor.
  • the electrolyte includes a salt of an organic cation and an anion
  • one of the first active material and the second active material is a third material that adsorbs and desorbs the organic cation.
  • the other material includes a fourth material that adsorbs and desorbs anions.
  • the third substance and the fourth substance both adsorb and desorb organic cations or anions by non-Faraday reaction.
  • the third substance and the fourth substance are, for example, carbon substances such as activated carbon and carbon nanotubes.
  • the electrolyte includes a salt of an alkali metal ion and an anion, and the first active material and the second active material both occlude and release alkali metal ions. Containing substances that That is, the Faraday reaction occurs in each of the first active material and the second active material.
  • FIG. 1 the external appearance of the electrical storage device which concerns on this embodiment is shown with a perspective view.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the internal structure when the electricity storage device is viewed from the front.
  • 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines IIIA and IIIB in FIG. 2, respectively.
  • the power storage device 10 in the illustrated example is, for example, a lithium ion capacitor, and includes an electrode group 12, a case 14 that houses the electrode group 12 together with an electrolyte (not shown), and a sealing plate 16 that seals the opening end of the case 14. It has.
  • the case 14 is square.
  • the power storage device according to one embodiment of the present invention can be most suitably applied to a rectangular case as shown in the illustrated example.
  • the electrode group 12 includes a plurality of sheet-like first electrodes 18 and a plurality of sheet-like second electrodes 20.
  • the first electrode 18 and the second electrode 20 are alternately stacked with a sheet-like separator 21 interposed therebetween.
  • the first electrode 18 includes a first current collector 22 and a first active material.
  • the second electrode 20 includes a second current collector 24 and a second active material.
  • One of the first electrode 18 and the second electrode 20 is a positive electrode, and the other is a negative electrode.
  • the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material.
  • the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material. Therefore, one of the first current collector 22 and the second current collector 24 is a positive electrode current collector, and the other is a negative electrode current collector.
  • the first electrode 18 is shown as a positive electrode and the second electrode 20 is shown as a negative electrode in order to facilitate understanding of the invention. That is, the first current collector 22 is a positive electrode current collector, and the second current collector 24 is a negative electrode current collector. In FIGS. 3A and 3B, it is difficult to distinguish between the electrode and the current collector, and therefore, the electrode and the current collector are indicated by the same element.
  • the first current collector 22 (positive electrode current collector) includes a first metal porous body
  • the second current collector 24 (negative electrode current collector) includes a second metal porous body.
  • the first metal is preferably aluminum or an aluminum alloy
  • the second metal is preferably copper or a copper alloy.
  • the thickness of the positive electrode current collector is preferably 0.1 to 10 mm.
  • the thickness of the negative electrode current collector is also preferably 0.1 to 10 mm.
  • the first current collector 22 (positive electrode current collector) has a large porosity (for example, 90% or more), has continuous pores, and contains almost no closed pores. Registered trademark) is particularly preferred.
  • the second current collector 24 (negative electrode current collector) is particularly preferably a copper or nickel cermet (registered trademark of Sumitomo Electric Industries, Ltd.) for the same reason. Celmet or aluminum cermet will be described in detail later.
  • the first current collector 22 has a tab-shaped first connection portion 26.
  • the second current collector 24 can be provided with a tab-shaped second connection portion 28.
  • Each connection part is preferably made of the same material as the main body of the current collector and formed integrally with the main body.
  • a first conductive spacer 30 is disposed between the first connection portions 26 of the plurality of first current collectors 22.
  • the second conductive spacer 32 can be disposed between the second connection portions 28 of the plurality of second current collectors 24.
  • the ratio of the projected area of the first connection portion 26 (the area when viewed from the direction perpendicular to the main surface of the first current collector) to the projected area of the entire first current collector 22 is 0. 1 to 10%.
  • the projected area of the first connection portion 26 or the length of the boundary line between the main body of the first current collector and the first connection portion can be determined according to the capacity of the power storage device.
  • the boundary line is, for example, a straight line coaxial with the side of the first current collector provided with the first connection portion.
  • the shape of the first connection portion 26 is not particularly limited, but may be a square having rounded corners.
  • the first conductive spacer 30 can be formed of a plate-like member including a conductor (for example, a metal or a carbon material). However, it is preferable to form the first conductive spacer 30 from a metal porous body (third metal porous body) in order to improve the adhesion with the first connection portion 26, and in particular, the same as the first current collector 22. It is preferably formed from a material (for example, aluminum cermet). Similarly, the second conductive spacer can also be formed of a plate-like member including a conductor (for example, a metal or a carbon material). The second conductive spacer 32 is also preferably formed from a metal porous body (fourth metal porous body), and particularly preferably formed from the same material as the second current collector 24 (for example, copper cermet).
  • the separator 21 is preferably formed in a bag shape so as to accommodate the first electrode 18 (positive electrode).
  • the bag of the separator 21 can be formed, for example, by folding the rectangular separator 21 along the longitudinal center line 21c and gluing the edges 21b other than the opening end.
  • the bag-shaped separator 21 can be provided with an open end 21a for projecting the connecting portion to the outside. Thereby, it is possible to prevent an internal short circuit from occurring when the positive electrode active material falls off from the first current collector 22.
  • the first connecting portion 26 of the first electrode 18 can be provided with a through hole 36 for inserting a first fastening member 34 that is, for example, a rivet.
  • a first fastening member 34 that is, for example, a rivet.
  • An appropriate number of through holes 36 can be provided.
  • the first connection portion 26 is formed on one side of the side of the first current collector 22 where the first connection portion 26 is formed.
  • the first conductive spacer 30 can also be provided with a through hole 37 for inserting the first fastening member 34 at a position overlapping the through hole 36 of the first connection portion 26.
  • FIG. 5 is a front view of the second electrode 20 when viewed from the same direction as the first electrode 18 shown in FIG.
  • the second connection portion 28 of the second electrode 20 can be provided with a through hole 36 for inserting the second fastening member 38 that is a rivet.
  • the second conductive spacer 32 can also be provided with a through hole 37 for inserting the second fastening member 38 at a position overlapping the through hole 36 of the second connecting portion 28.
  • the second connection portion 28 is formed near the other side of the side where the second connection portion 28 of the second current collector 24 is formed.
  • the outer shape of the main body of the second electrode 20 is formed to be approximately the same size as the outer shape of the bag-shaped separator 21. That is, the outer shape of the negative electrode is made larger than the outer shape of the positive electrode. Thereby, the whole positive electrode can be made to oppose a negative electrode through a separator.
  • first fastening member 34 is formed of the same conductive material as that of the first current collector 22 in terms of obtaining high corrosion resistance.
  • second fastening member 38 is preferably formed of the same conductive material as that of the second current collector 24.
  • first connection portions 26 of the plurality of first electrodes 18 are arranged so as to overlap in the stacking direction of the electrode group 12, their through holes 36 are also arranged in a straight line.
  • the first conductive spacers 30 are also arranged so that the through holes 37 are aligned with the corresponding through holes 36.
  • the sealing plate 16 has a first external terminal 40 electrically connected to the plurality of first electrodes 18 and a second external terminal 42 electrically connected to the plurality of second electrodes 20.
  • a safety valve 44 is provided at the center of the sealing plate 16, and a liquid stopper 48 that closes the liquid injection hole 46 is attached at a position near the first external terminal 40 (see FIG. 6).
  • FIG. 6A is an enlarged view showing a connection structure between the first electrode and the first external terminal (first terminal plate).
  • FIG. 6B is an enlarged view showing a connection structure between the second electrode and the second external terminal (second terminal plate).
  • the first external terminal 40 is formed near one end of a first terminal plate 50 made of, for example, a rectangular plate-shaped conductor.
  • a through hole is formed in the sealing plate 16, and a through hole 54 is also formed near the other end of the first terminal plate 50 so as to correspond to the through hole.
  • the first terminal plate 50 is fixed to the sealing plate 16 by a third fastening member (first rivet) 52 inserted through the through hole 54.
  • the first terminal plate 50 and the third fastening member 52 are electrically insulated from the sealing plate 16 by a plate-like gasket 58 and a ring-like gasket 60 each having a through hole through which the third fastening member 52 is inserted.
  • the plate-shaped gasket 58 and the ring-shaped gasket 60 constitute a first gasket.
  • the first lead 62 for electrically connecting the first electrode 18 and the first external terminal 40 is joined to the end of the third fastening member 52 inside the case 14 (see FIG. 3A).
  • the second electrode 20 and the second external terminal 42 are electrically connected by the second lead 64 (see FIG. 3B).
  • the second external terminal 42 is formed near one end of the second terminal plate 50A made of, for example, a rectangular plate-shaped conductor.
  • a through hole is formed in the sealing plate 16, and a through hole 54A is also formed near the other end of the second terminal plate 50A so as to correspond to this.
  • the second terminal plate 50A is fixed to the sealing plate 16 by a fourth fastening member (second rivet) 80 inserted through the through hole 54A.
  • the second terminal plate 50A and the fourth fastening member 80 are electrically insulated from the sealing plate 16 by a plate-like gasket 58A having a through-hole through which the fourth fastening member 80 is inserted and a ring-like gasket 60A.
  • the plate-shaped gasket 58A and the ring-shaped gasket 60A constitute a second gasket.
  • the second lead 64 for electrically connecting the second electrode 20 and the second external terminal 42 is joined to the end of the fourth fastening member 80 inside the case 14 (see FIG. 3B).
  • the thickness of the second lead is the same as that of the first lead.
  • FIG. 7 shows an example of the first lead 62 by a front view (a), a top view (b), and a side view (c). Since the configuration of the second lead 64 is the same as that of the first lead 62, illustration and description thereof are omitted.
  • the first lead 62 in the illustrated example is a member having an L-shaped cross section, and has a plate-like first portion 62a and a second portion 62b that are perpendicular to each other.
  • the first portion 62 a is a portion arranged in parallel with the sealing plate 16, and has a joining region 62 c for joining the third fastening member 52 at the center thereof.
  • a fitting hole 62d into which a convex portion formed on the inner peripheral edge of the case 14 of the first lead 62 is fitted is formed inside the joining region 62c.
  • the third fastening member 52 before deformation and the joining region 62c of the first lead 62 are joined by welding, for example.
  • the first connection member 70 including the third fastening member 52 and the first lead 62 before being deformed and for connecting the first electrode 18 and the first external terminal 40 is formed.
  • the first connection member 70 can be manufactured on a line different from the assembly line of the electricity storage device 10 and can be supplied as one component.
  • the second portion 62 b is a portion that is disposed perpendicular to the sealing plate 16, and the first lead 62 is electrically connected to the first electrode 18 mainly by the second portion 62 b coming into contact with the first connection portion 26. Connected.
  • the second portion 62b has one or more through holes 62e through which the first fastening member 34 is inserted.
  • the first fastening member 34 inserted through the through hole 62e is fixed in a state where the second portion 62b is in contact with the first connecting portion 26. Thereby, the first lead 62 is fixed to the first connection portions 26 of the plurality of first electrodes 18.
  • the opening area of the through hole 62e can be set to 0.005 to 4 cm 2 , for example.
  • the opening shape is not particularly limited, but can be circular or polygonal (for example, regular hexagon).
  • the number of through holes 62e provided in the second portion 62b is not particularly limited, but may be a number in the range of 1 to 10.
  • the first lead 62 can be fixed to the first connection portion 26 by inserting the first fastening members 34 one by one into the through hole 62e.
  • the first lead 62 preferably has a thickness of 0.1 to 2 mm. Thereby, a certain degree of rigidity can be imparted to the first lead 62.
  • the 1st connection part 26 has cushioning properties (deformability). Therefore, the adhesion between the first connection portion 26 and the second portion 62b of the first lead 62 is easily ensured.
  • the third fastening member (first rivet) 52 includes a first large-diameter portion 52a disposed inside the sealing plate 16 and through holes of the respective members (sealing plate 16, first terminal plate 50, gaskets 58, 60).
  • the first enlarged-diameter portion 52b inserted through the first plate 52 and the first head portion 52c disposed outside the sealing plate 16 are provided.
  • the first terminal is obtained by caulking the sealing plate 16, the first terminal plate 50, and the first gasket (gaskets 58, 60) together in a state where the third fastening member 52 is inserted through each of the through holes.
  • the plate 50 is fixed on the outer surface of the sealing plate 16.
  • the first enlarged diameter portion 52b is enlarged in internal cavity and thereby enlarged in diameter.
  • the first head 52c is, for example, kidnapped when the third fastening member 52 is caulked, so that the first terminal plate 50, the sealing plate 16, and the gasket 58, in cooperation with the first large diameter portion 52a. It deform
  • the first electrode 18 and the first external terminal 40 are electrically connected by the first connection member 70 having the third fastening member 52. For this reason, each member is crimped in the state which inserted the 3rd fastening member 52 in the through-hole of each member (The sealing board 16, the 1st terminal board 50, the gaskets 58 and 60) (the 1st enlarged diameter part 52b and the 1st
  • the first terminal plate 50 can be fixed to the sealing plate 16 in a state where the first terminal plate 50 is electrically insulated from the sealing plate 16 only by deforming the head 52c.
  • the 1st electrode 18 and the 1st external terminal 40 can also be electrically connected simultaneously by only performing such one process. Therefore, the first electrode 18 and the first external terminal 40 can be electrically connected and the first external terminal 40 can be installed on the sealing plate 16 by a very simple process. Thereby, manufacture of the electrical storage device 10 can be facilitated and manufacturing time can be shortened.
  • the above process is a mechanical joining method similar to that for connecting electrodes having the same polarity. Therefore, in the assembly line of the electricity storage device 10, the electricity storage device 10 can be assembled without using any resistance welding machine. Thereby, an assembly line can also be simplified.
  • the fourth fastening member (second rivet) 80 includes a second large-diameter portion 80a disposed inside the sealing plate 16, and through-holes of the respective members (sealing plate 16, second terminal plate 50A, gaskets 58A, 60A). And a second head 80c disposed outside the sealing plate 16. In the state where the fourth fastening member 80 is inserted through each of the through holes, the sealing plate 16, the second terminal plate 50A, and the second gasket (gaskets 58A and 60A) are caulked together to form the second terminal.
  • the plate 50 ⁇ / b> A is fixed on the outer surface of the sealing plate 16.
  • the second enlarged diameter portion 80b is enlarged in internal cavity and thereby enlarged in diameter.
  • the second head portion 80c is, for example, kidnapped so that the second terminal plate 50A, the sealing plate 16, and the gasket 58A, in cooperation with the second large diameter portion 80a. It is deformed so as to sandwich 60A.
  • the above effect it is the same as that of having explained about the 1st connecting member.
  • FIG. 8 shows an enlarged part of the opening end of the case 14.
  • the end portion (peripheral portion) of the sealing plate 16 has an inclined surface 16a (first inclined surface) that forms an acute angle ⁇ 1 with the outer surface 16b of the sealing plate.
  • the upper end portion of the side wall of the case 14 forming the opening end portion has an inclined surface 14a (second inclined surface) that forms an acute angle ⁇ 2 with respect to the outer surface 14b of the case 14.
  • the peripheral part of the sealing board 16 and the opening edge part of the case 14 are welded by the slopes.
  • ⁇ 2 (90 ⁇ 1) (degrees).
  • the opening end portion of the case 14 and the peripheral portion of the sealing plate 16 are always welded to the peripheral portion of the sealing plate 16 by the inclined surface 14a and the inclined surface 16a. Both can be welded in a state in which sufficient adhesion is secured.
  • a sealing plate 16 having a side end surface (circumferential end surface) perpendicular to the outer surface (or inner surface) is welded to the inner surface of the opening end of the case 14.
  • the angle ⁇ 1 is preferably an angle within a range of 5 (degrees) ⁇ ⁇ 1 ⁇ 85 (degrees). More preferably, 10 (degrees) ⁇ ⁇ 1 ⁇ 45.
  • the laser is not directed obliquely from the upper side of the case 14 but substantially vertically upward (the method of the outer surface of the sealing plate 16). Both can be welded by irradiation from the (linear direction). It is not easy to accurately irradiate a laser beam to the welded portion from an oblique direction because it is difficult to ensure the accuracy of image recognition and the relative positional accuracy of the case and the sealing plate. On the other hand, if the laser is irradiated from vertically above, the end portion can be easily recognized, so that welding can be easily performed. Further, since the peripheral edge of the sealing plate can be welded to the open end of the case over the entire circumference only by two-dimensional movement of the case or the laser head, the manufacture of the electricity storage device is facilitated.
  • the metal porous body preferably has a three-dimensional network shape and a hollow skeleton. Since the skeleton has a cavity inside, the metal porous body is extremely lightweight while having a bulky three-dimensional structure.
  • a metal porous body can be formed by plating a resin porous body having continuous voids with the metal constituting the current collector and further decomposing or dissolving the internal resin by heat treatment or the like.
  • a three-dimensional network skeleton is formed by the plating process, and the inside of the skeleton can be made hollow by decomposition and dissolution of the resin.
  • the resin porous body is not particularly limited as long as it has continuous voids, and a resin foam, a resin nonwoven fabric, or the like can be used. After the heat treatment, components (resin, decomposition product, unreacted monomer, additive contained in the resin, etc.) remaining in the skeleton may be removed by washing or the like.
  • the resin constituting the resin porous body examples include thermosetting resins such as thermosetting polyurethane and melamine resin; thermoplastic resins such as olefin resin (polyethylene, polypropylene and the like) and thermoplastic polyurethane.
  • thermosetting resins such as thermosetting polyurethane and melamine resin
  • thermoplastic resins such as olefin resin (polyethylene, polypropylene and the like)
  • thermoplastic polyurethane thermoplastic polyurethane.
  • the plating process is not limited as long as a metal layer functioning as a current collector can be formed on the surface of the resin porous body (including the surface in the continuous void).
  • a known plating process method such as an electrolytic plating method or a molten salt plating method may be used. Etc. can be adopted.
  • Etc. can be adopted.
  • a three-dimensional network metal porous body corresponding to the shape of the resin porous body is formed.
  • the conductive layer may be formed on the surface of the resin porous body by electroless plating, vapor deposition, sputtering, or by applying a conductive agent.
  • the resin porous body is immersed in a dispersion containing the conductive agent. May be formed.
  • the resin porous body is removed by heating, so that a cavity is formed inside the skeleton of the metal porous body and becomes hollow.
  • the width of the cavity inside the skeleton (the width w f of the cavity in FIG. 10 described later) is an average value, for example, 0.5 to 5 ⁇ m, preferably 1 to 4 ⁇ m or 2 to 3 ⁇ m.
  • the resin porous body can be removed by performing a heat treatment while appropriately applying a voltage as necessary.
  • the plated porous body may be immersed in a molten salt plating bath, and heat treatment may be performed while applying a voltage.
  • the metal porous body has a three-dimensional network structure corresponding to the shape of the resin foam.
  • each of the current collectors has a large number of cell-shaped holes, and the cell-shaped holes have continuous voids that are continuous with each other.
  • An opening (or window) is formed between adjacent cellular holes. It is preferable that the air holes communicate with each other through this opening.
  • the shape of the opening (or window) is not particularly limited, and is, for example, a substantially polygonal shape (such as a substantially triangular shape, a substantially square shape, a substantially pentagonal shape, and / or a substantially hexagonal shape).
  • the substantially polygonal shape is used in the meaning including a polygon and a shape similar to the polygon (for example, a shape in which the corners of the polygon are rounded or a shape in which the sides of the polygon are curved).
  • FIG. 1 A schematic diagram of the skeleton of the porous metal body is shown in FIG.
  • the porous metal body has a plurality of cellular holes 101 surrounded by a metal skeleton 102, and a substantially polygonal opening (or window) 103 is formed between the adjacent holes 101.
  • the openings 103 communicate with each other between the adjacent holes 101, whereby the current collector has a continuous gap.
  • the metal skeleton 102 is formed in three dimensions so as to form cellular holes and connect the holes, thereby forming a three-dimensional network structure.
  • the metal porous body has a very high porosity and a large specific surface area. That is, a large amount of active material can be attached to a wide area including the surface in the void. In addition, since the contact area between the porous metal body and the active material can be increased and the porosity can be increased while filling a large amount of active material in the voids, the active material can be effectively used.
  • conductivity is usually increased by adding a conductive additive.
  • the metal porous body as described above as the positive electrode current collector it is easy to ensure high conductivity even if the addition amount of the conductive auxiliary agent is reduced. Therefore, the rate characteristics and energy density (and capacity) of the battery can be increased more effectively.
  • the specific surface area (BET specific surface area) of the metal porous body is, for example, 100 to 700 cm 2 / g, preferably 150 to 650 cm 2 / g, more preferably 200 to 600 cm 2 / g.
  • the porosity of the metal porous body is, for example, 40 to 99% by volume, preferably 60 to 98% by volume, and more preferably 80 to 98% by volume.
  • the average pore diameter in the three-dimensional network structure is, for example, 50 to 1000 ⁇ m, preferably 100 to 900 ⁇ m, and more preferably 350 to 900 ⁇ m.
  • the average pore diameter is smaller than the thickness of the metal porous body (or electrode). Note that the skeleton of the metal porous body is deformed by rolling, and the porosity and the average pore diameter are changed.
  • the ranges of the porosity and the average pore diameter are the porosity and the average pore diameter of the metal porous body before rolling (before filling the mixture).
  • Examples of the metal constituting the positive electrode current collector of the lithium ion capacitor or the nonaqueous electrolyte secondary battery (the metal to be plated) include at least one selected from aluminum, aluminum alloy, nickel, and nickel alloy.
  • Examples of the metal (the metal to be plated) constituting the negative electrode current collector of the lithium ion capacitor or the nonaqueous electrolyte secondary battery include at least one selected from copper, copper alloy, nickel, and nickel alloy.
  • the same metal (for example, copper, copper alloy) as described above can be used for the electrode current collector of the electric double layer capacitor.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the electrode mixture is filled in the voids of the porous metal body of FIG.
  • the cell-like pores 101 are filled with the electrode mixture 104 and adhere to the surface of the metal skeleton 102 to form an electrode mixture layer having a thickness w m .
  • the internal skeletal 102 of the metal porous body is formed a cavity 102a having a width w f.
  • voids remain inside the electrode mixture layer in the cellular holes 101.
  • the electrode is formed by rolling the metal porous body in the thickness direction as necessary.
  • FIG. 11 shows a state before rolling.
  • the skeleton 102 is slightly crushed in the thickness direction, and the voids inside the electrode mixture layer in the pores 101 and the cavities in the skeleton 102 are crushed. Even after the metal porous body is rolled, the gaps inside the electrode mixture layer remain to some extent, thereby increasing the porosity of the electrode.
  • the positive electrode or the negative electrode is formed, for example, by filling a gap in the metal porous body obtained as described above with an electrode mixture and, if necessary, compressing the current collector in the thickness direction.
  • the electrode mixture includes an active material as an essential component, and may include a conductive additive and / or a binder as an optional component.
  • the thickness w m of the mixture layer formed by filling the mixture in the cell-like pores of the current collector is, for example, 10 to 500 ⁇ m, preferably 40 to 250 ⁇ m, more preferably 100 to 200 ⁇ m. is there.
  • the thickness w m of the mixture layer is 5 to 40% of the average pore diameter of the cell-like pores so that a void can be secured inside the mixture layer formed in the cell-like pores. Preferably, it is 10 to 30%.
  • the positive electrode active material of the nonaqueous electrolyte secondary battery a material that occludes and releases (inserts and desorbs) alkali metal ions can be used.
  • Such materials include metal chalcogen compounds (sulfides, oxides, etc.), alkali metal-containing transition metal oxides (lithium-containing transition metal oxides, sodium-containing transition metal oxides), alkali metal-containing transition metal phosphates. (Such as iron phosphate having an olivine structure).
  • These positive electrode active materials can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • a material that occludes and releases (inserts and desorbs) alkali metal ions such as lithium ions can be used.
  • examples of such materials include carbon materials, spinel type lithium titanium oxide, spinel type sodium titanium oxide, silicon oxide, silicon alloy, tin oxide, and tin alloy.
  • Examples of the carbon material include graphite, graphitizable carbon (soft carbon), non-graphitizable carbon (hard carbon), and the like.
  • a first carbon material that adsorbs and desorbs anions can be used as the positive electrode active material of the lithium ion capacitor.
  • a second carbon material that adsorbs and desorbs organic cations can be used as the active material of one electrode of the electric double layer capacitor, and a third material that adsorbs and desorbs anions as the active material of the other electrode.
  • Carbon material can be used.
  • the first to third carbon materials include carbon materials such as activated carbon, graphite, graphitizable carbon (soft carbon), and non-graphitizable carbon (hard carbon).
  • the type of the conductive auxiliary agent is not particularly limited, and examples thereof include carbon black such as acetylene black and ketjen black; conductive fiber such as carbon fiber and metal fiber; and nanocarbon such as carbon nanotube.
  • the amount of the conductive auxiliary agent is not particularly limited, and is, for example, 0.1 to 15 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the active material.
  • the type of the binder is not particularly limited.
  • a fluorine resin such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or polytetrafluoroethylene
  • a chlorine-containing vinyl resin such as polyvinyl chloride
  • a polyolefin resin such as styrene butadiene rubber
  • Pyrrolidone polyvinyl alcohol
  • cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose (cellulose ether and the like), polysaccharides such as xanthan gum, and the like
  • the amount of the binder is not particularly limited, and is, for example, 0.5 to 15 parts by mass, preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 0.7 to 8 parts by mass per 100 parts by mass of the active material.
  • the thicknesses of the first electrode 18 and the second electrode 20 are 0.2 mm or more, preferably 0.5 mm or more, and more preferably 0.7 mm or more.
  • the thicknesses of the first electrode 18 and the second electrode 20 are 5 mm or less, preferably 4.5 mm or less, more preferably 4 mm or less or 3 mm or less. These lower limit values and upper limit values can be arbitrarily combined.
  • the thicknesses of the first electrode 18 and the second electrode 20 may be 0.5 to 4.5 mm or 0.7 to 4 mm.
  • the separator 21 has ion permeability and is interposed between the first electrode 18 and the second electrode 20 to prevent short circuit between them.
  • the separator 21 has a porous structure and allows ions to pass through by holding an electrolyte in the pores.
  • a microporous film, a nonwoven fabric (including paper), or the like can be used.
  • polyolefin such as polyethylene and polypropylene
  • polyester such as polyethylene terephthalate
  • polyamide polyamide
  • polyimide polyimide
  • cellulose glass fiber and the like
  • the thickness of the separator 21 is, for example, about 10 to 100 ⁇ m.
  • the electrolyte of the lithium ion capacitor includes a salt of lithium ions and anions (first anions).
  • first anion examples include a fluorine-containing acid anion (PF 6 ⁇ , BF 4 ⁇ , etc.), a chlorine-containing acid anion (ClO 4 ⁇ ), a bis (oxalate) borate anion (BC 4 O 8 ⁇ ), a bissulfonylamide anion, Examples thereof include trifluoromethanesulfonate ion (CF 3 SO 3 ⁇ ).
  • the electrolyte of the electric double layer capacitor includes a salt of an organic cation and an anion (second anion).
  • Organic cations include tetraethylammonium ion (TEA + ), triethylmonomethylammonium ion (TEMA + ), 1-ethyl-3-methylimidazolium ion (EMI + ), N-methyl-N-propylpyrrolidinium ion (MPPY +).
  • examples of the second anion include the same as the first anion.
  • the electrolyte of the nonaqueous electrolyte secondary battery includes a salt of an alkali metal ion and an anion (third anion).
  • the electrolyte of a lithium ion battery includes a salt of lithium ions and anions (third anions).
  • the electrolyte of a sodium ion battery contains the salt of a sodium ion and an anion (3rd anion). Examples of the third anion include the same as the first anion.
  • the electrolyte may contain a nonionic solvent or water that dissolves the above salt, or may be a molten salt containing the above salt.
  • a nonionic solvent for example, organic solvents such as organic carbonates and lactones can be used.
  • the electrolyte contains a molten salt, 90% by mass or more of the electrolyte is preferably occupied by a salt (an ionic substance composed of an anion and a cation) from the viewpoint of improving heat resistance.
  • the cation constituting the molten salt is preferably an organic cation.
  • organic cations include nitrogen-containing cations; sulfur-containing cations; phosphorus-containing cations.
  • anion constituting the molten salt a bissulfonylamide anion is preferable.
  • bis (fluorosulfonyl) amide anion ((N (SO 2 F) 2 ⁇ ) (FSA ⁇ : bis (fluorosulfonyl) amideanion)); bis (trifluoromethylsulfonyl) amide anion (N (SO 2 CF 3 ) 2 ⁇ ) (TFSA ⁇ : bis (trifluoromethylsulfonyl) amideanion), (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) amide anion (N (SO 2 F) (SO 2 CF 3 ) ⁇ ) (PFSA ⁇ : bis (fluorosulfonyl) (trifluoromethylsulfonyl) amideanion) and the like are preferable.
  • nitrogen-containing cations examples include quaternary ammonium cations, pyrrolidinium cations, pyridinium cations, imidazolium cations, and the like.
  • Examples of the quaternary ammonium cation include tetramethylammonium cation, ethyltrimethylammonium cation, hexyltrimethylammonium cation, ethyltrimethylammonium cation (TEA + : ethyltrimethylammoniumcation), and methyltriethylammonium cation (TEMA + : methyltriethylammoniumcation). (Tetra C 1-10 alkyl ammonium cation, etc.).
  • Examples of the pyrrolidinium cation include 1,1-dimethylpyrrolidinium cation, 1,1-diethylpyrrolidinium cation, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium cation, and 1-methyl-1-propylpyrrolidinium cation.
  • MPPY + 1-methyl-1-propylpyrrolidiniumcation
  • MBPY + 1-butyl-1-methylpyrrolidiniumcation
  • 1-ethyl-1-propylpyrrolidinium cation etc.
  • pyridinium cations include 1-alkylpyridinium cations such as 1-methylpyridinium cation, 1-ethylpyridinium cation, and 1-propylpyridinium cation.
  • imidazolium cation examples include 1,3-dimethylimidazolium cation, 1-ethyl-3-methylimidazolium cation (EMI + ), 1-methyl-3-propylimidazolium cation, 1 -Butyl-3-methylimidazolium cation (BMI + : 1-buthyl-3-methylimidazoliumcation), 1-ethyl-3-propylimidazolium cation, 1-butyl-3-ethylimidazolium cation and the like.
  • EMI + 1,3-dimethylimidazolium cation
  • 1-ethyl-3-methylimidazolium cation 1-ethyl-3-methylimidazolium cation
  • BMI + 1-buthyl-3-methylimidazoliumcation
  • 1-ethyl-3-propylimidazolium cation 1-butyl-3-ethylimidazolium cation and
  • sulfur-containing cation examples include tertiary sulfonium cations such as trialkylsulfonium cations such as trimethylsulfonium cation, trihexylsulfonium cation, and dibutylethylsulfonium cation (for example, tri-C 1-10 alkylsulfonium cation). .
  • tertiary sulfonium cations such as trialkylsulfonium cations such as trimethylsulfonium cation, trihexylsulfonium cation, and dibutylethylsulfonium cation (for example, tri-C 1-10 alkylsulfonium cation).
  • Phosphorus-containing cations include quaternary phosphonium cations, for example, tetraalkylphosphonium cations such as tetramethylphosphonium cation, tetraethylphosphonium cation, tetraoctylphosphonium cation (for example, tetra C 1-10 alkylphosphonium cation); triethyl (methoxymethyl) ) Alkyl (alkoxyalkyl) phosphonium cations such as phosphonium cation, diethylmethyl (methoxymethyl) phosphonium cation, trihexyl (methoxyethyl) phosphonium cation (for example, tri-C 1-10 alkyl (C 1-5 alkoxy C 1-5 alkyl)) Phosphonium cation, etc.).
  • tetraalkylphosphonium cations such as tetramethylphosphonium cation, te
  • An electrode group having a first electrode, a second electrode, and a separator for electrically insulating the first electrode and the second electrode;
  • Electrolyte A bottomed case having an open end, which accommodates the electrode group and the electrolyte;
  • a sealing plate having a first main surface facing the outside of the case and a second main surface facing the inside of the case, and sealing the opening end of the case;
  • the first electrode includes a sheet-like first current collector and a first active material carried on the first current collector
  • the second electrode includes a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector,
  • the first electrode and the second electrode are stacked with the separator sandwiched between the first electrode and the second electrode
  • the sealing plate has a peripheral portion that fits into the opening end portion of the case, and has a first inclined surface that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface at least at a part of the peripheral portion.
  • the opening end portion of the case has a second slope that contacts the first slope
  • a first electrode comprising a sheet-like first current collector and a first active material carried on the first current collector;
  • a second electrode comprising a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector;
  • Electrolyte A bottomed case having an open end, which accommodates the electrode group and the electrolyte;
  • a sealing plate and a method of manufacturing an electricity storage device comprising: (I) forming a first slope that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface on at least a part of the peripheral edge of the sealing plate; (Ii) forming a second slope to be in contact with the first slope at the opening end of the case; (Iii) In a state where the first slope and the second slope are in contact with each other, a portion of
  • a first electrode comprising a sheet-like first current collector and a first active material carried on the first current collector;
  • a second electrode comprising a sheet-like second current collector and a second active material carried on the second current collector;
  • a separator for electrically insulating the first electrode and the second electrode;
  • Electrolyte A bottomed case having an open end, which accommodates the electrode group and the electrolyte;
  • a method of manufacturing an electricity storage device comprising: a first main surface facing the outside of the case; and a second main surface facing the inside of the case; and a sealing plate for sealing the opening end.
  • the sealing plate having a peripheral edge portion that fits with an opening end portion of the case and having a first inclined surface that forms an acute angle ⁇ 1 with the first main surface at least at a part of the peripheral edge portion is prepared. And a process of (Ii) preparing the case having a second slope to be brought into contact with the first slope at the opening end; (Iii) In a state where the first slope and the second slope are in contact with each other, a portion of the sealing plate where the first slope is formed is 90 ° ⁇ 5 ° with respect to the first main surface. Irradiating a laser beam from a direction to weld the peripheral edge portion of the sealing plate and the open end portion of the case to each other.
  • the present invention can be widely applied to power storage devices such as lithium ion batteries, sodium ion batteries, lithium ion capacitors, and electric double layer capacitors.

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Abstract

　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、電解質と、前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでいる蓄電デバイス。

Description

蓄電デバイス
　本発明は、蓄電デバイスに関し、特に、蓄電要素を収容するケースの封口構造の改良に関する。
　本出願は、２０１３年９月１８日出願の日本出願第２０１３－１９３５６５号、２０１３年９月２４日出願の日本出願第２０１３－１９７１３２号、２０１３年１０月７日出願の日本出願第２０１３－２１０４８２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　近年、携帯情報端末、電動車両、家庭用電力貯蔵装置などに用いられる蓄電デバイスの開発が進んでいる。蓄電デバイスの中でも、キャパシタと非水電解質二次電池の研究が盛んであり、特にリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池などの開発に期待が寄せられている。
　蓄電デバイスは、第１電極、第２電極およびこれらの間に介在するセパレータを有する電極群と、電解質とを具備する。各電極は、集電体（電極芯材）と、集電体に担持された活物質層とを含んでいる。
　ここで、蓄電デバイスが、電極群と電解質とを含む蓄電要素を収容する、開口端部を有するケースを有する場合、ケースの開口端部は封口板により封口される。封口板は、例えばレーザー溶接により、ケースの開口端部に取り付けられる（特許文献１参照）。
特開２０１２－１０９２１９号公報
　封口板をケースの開口端部に溶接して取り付ける封口構造の場合には、開口端部の上に封口板を置くのではなく、図９に示すように、ケース１４Ａの開口端部の内側に封口板１６Ａを嵌め込んだ状態で、開口端部の内側面と封口板の周縁部とをレーザー溶接するのが一般的である。このとき、レーザー光は、封口板の外側面に垂直な方向から照射することができる。これにより、ケースかレーザーヘッドのいずれかを、姿勢の変化を伴わずに二次元的に移動させるだけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接することができる。したがって、ケースの開口端部を容易に封口することができる。
　しかしながら、上記の封口構造では、封口板１６の外形サイズと、ケースの開口端部のサイズとが高い精度で一致していないと、溶接の際に、封口板の周端面と開口端部の内側面とを十分に密着させることができない。封口板１６Ａの周端面とケース１４Ａの開口端部の内側面とが密着していないと、溶接の際に、スパッタなどに起因する異物９０がケースの内部に混入することも考えられる。
　ところが、蓄電デバイスは、大量生産を基本とする。何万個という製造物の中には、上記の要求精度に達していないケースと封口板とにより構成された製造物が存在する可能性がある。そして、異物混入の影響（例えば容量の低下）が、ある程度の期間を経た後で発現する場合もある。そのような場合には、検査によって、封口の際にケースの内部に異物が侵入したことを発見することも困難である。
　本発明の一局面は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
　電解質と、
　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケース（ａ　ｂｏｔｔｏｍ－ｃｌｏｓｅｄ　ｃａｓｅ　ｈａｖｉｎｇ　ａｎ　ｏｐｅｎ　ｅｄｇｅ）と、
　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
　前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、
　前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでおり、
　前記第１電極と、前記第２電極とは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
　前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有しており、
　前記ケースの前記開口端部は、前記第１斜面と当接する第２斜面を有しており、
　前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第１斜面と前記第２斜面とで溶接されている、蓄電デバイスを提供する。
　本発明の他の局面は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
　電解質と、
　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有し、かつ前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
　前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、
　前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでおり、
　前記第１電極と、前記第２電極とは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
　前記封口板を前記ケースの前記開口端部に溶接して取り付けた封口構造を有し、
　前記ケースの前記開口端部は、溶接される前、前記第１斜面と当接する第２斜面を有しており、
　前記封口構造は、前記第１斜面と前記第２斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接することで、形成されている、蓄電デバイスを提供する。
　上記によれば、封口板の周縁部と、ケースの開口端部とを溶接するときに、ケースの内部に異物が混入するのを防止することができる。これにより、所望の性能を有する蓄電デバイスを、より安定的に製造することができる。
本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスの外観を示す斜視図である。 蓄電デバイスを正面から見たときの内部構造を示す一部断面図である。 図２のIIIＡ線による矢視断面図である。 図２のIIIＢ線による矢視断面図である。 袋状セパレータの内部にある第１電極を、袋の一方の面を取り去った状態で示す正面図である。 第２電極の正面図である。 第１電極と第１端子板との接続構造を示す一部断面図である。 第２電極と第２端子板との接続構造を示す一部断面図である。 第１リードの構成を示す、正面図（ａ）、上面図（ｂ）、および側面図（ｃ）である。 ケースの開口端部と、封口板の周縁部との、接合構造の一形態を示す断面図である。 ケースの開口端部と、封口板の周縁部との、従来の接合構造を示す断面図である。 第１集電体の骨格の一部の構造の一例を示す模式図である。 第１集電体に電極合剤を充填した状態を示す断面模式図である。 電極群の一例の断面図である。 電極群の一例の同極性の電極同士が電気的に接続されている状態を示す断面図である。
［発明の実施形態の概要］
　本発明の一局面に係る蓄電デバイスは、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、電解質と、電極群と電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、その開口端部を封口する封口板と、を具備する。封口板は、ケースの開口端部を封口した状態でケースの外側に面する第１主面１６ｂ（図８参照）およびケースの内側に面する第２主面１６ｃを有する。
　第１電極は、シート状の第１集電体と、第１集電体に担持された第１活物質とを含んでいる。第２電極は、シート状の第２集電体と、第２集電体に担持された第２活物質とを含んでいる。第１電極と、第２電極とは、第１電極と第２電極との間にセパレータを挟んだ状態で積層されている。第１電極と第２電極がそれぞれ複数ある場合には、第１電極と第２電極とは、第１電極と第２電極との間にセパレータを挟んだ状態で交互に積層される。
　ここで、封口板は、ケースの開口端部に嵌合する周縁部を有しており、その周縁部の少なくとも一部分に、第１主面と鋭角θ１を成す第１斜面１６ａを有している（図８参照）。以下、封口板の第１主面１６ｂを、封口板の外側面と称し、封口板の第２主面を、封口板の内側面と称する。
　一方、ケースの開口端部は、第１斜面と当接する第２斜面１４ａを有している。ここで、「当接」とは、第１斜面と第２斜面とが面接触（ｐｌａｎｅ－ｃｏｎｔａｃｔ）している状態である。そして、封口板の周縁部とケースの開口端部とは、第１斜面と第２斜面とで溶接されている。以下、ケース側壁の外周面１４ｂと第２斜面とが成す角度（鋭角）をθ２とする。ここで、ケース側壁の外周面１４ｂ（以下、単に、ケースの外側面ともいう）と封口板の外側面とが垂直であれば、θ２＝（９０－θ１）（度）である。
図８に示すように、封口板１６の周縁部とケース１４の開口端部の例えば上端部とを、斜面同士を突き合わせて溶接することで、寸法誤差による影響を緩和することができる。
　また、斜面同士を溶接することで、通常の溶接部（図９参照）よりも奥行きが大きい溶接部を形成することができる。図９の場合には溶接部の奥行きは、Ｌ１２であるが、図８の場合には、溶接部の奥行きは、Ｌ１２よりも長くなる。その結果、溶接の際のスパッタなどに起因する異物がケースの内部に侵入するのを防止することができる。これにより、所望の性能を有する蓄電デバイスを、より安定的に製造することができる。
　このとき、鋭角θ１は、５～８５度の範囲内の角度に設定するのが好ましい。なお、角度θ１は、封口板の厚みや、ケースの厚みに応じて、上記の範囲内で最適な角度に設定することができる。角度θ１のより好ましい範囲は、１０～４５度である。
　また、角度θ１を例えば５～８５度の範囲内の角度に設定することで、封口板の周縁部とケースの開口端部とを溶接することが容易となる。つまり、角度θ１が上記の範囲内の角度であれば、図８に示すように、封口板の外側面に垂直な方向のレーザー光を照射することで、封口板の周縁部とケースの開口端部とを溶接することができる。その結果、図９に示した場合と同様に、ケースかレーザーヘッドのいずれかを、姿勢の変化を伴わずに二次元的に移動させるだけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接することができる。レーザー光を、斜め上や、ケースの外側面に垂直な方向（図８では真横）から照射する場合には、ケースかレーザーヘッドのいずれかを回転させたり、それらの姿勢を変えたりする必要があり、位置制御が困難となる。
　ここで、ケース側壁の、第２斜面１４ａと隣接する部分の厚みＬ１１は、例えば０．１～３ｍｍに設定することができる。厚みＬ１１は、ケース全体の平均的な厚みと一致していてもよいし、特別に第２斜面と隣接する部分の厚みＬ１１だけが、上記の範囲内の厚みに設定されていてもよい。一方、封口板の、第１斜面１６ａと隣接する部分の厚みＬ１２は、例えば０．１～４ｍｍに設定することができる。厚みＬ１２も、封口板全体の平均的な厚みと一致していてもよいし、特別に第１斜面１６ａと隣接する部分の厚みＬ１２だけが、上記の範囲内の厚みに設定されていてもよい。
　ここで、第１集電体は、第１金属多孔体を含んでいることが好ましい。例えば第１電極がリチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極であれば、第１集電体には、アルミニウムを含む金属多孔体を使用するのが好ましい。第１電極がリチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極であれば、第１集電体には、銅を含む金属多孔体を使用するのが好ましい。
　蓄電デバイスの容量を増大させるためには、集電体の単位面積当りに担持される活物質量を極力多くすることが望まれる。ところが、従来の金属箔の集電体に多量の活物質を担持させると、活物質層が分厚くなり、活物質と集電体との平均距離が大きくなる。その結果、電極の集電性が低下するとともに、活物質と電解質との接触が制限され、充放電特性が損なわれやすくなる。
　そこで、連通孔を有する気孔率の高い金属多孔体を集電体として用いることが好ましい。金属多孔体は、例えば、発泡ウレタンなどの連通孔を有する発泡樹脂の骨格表面に金属層を形成した後、発泡樹脂を熱分解し、さらに金属を還元処理することによって製造される。
　第２集電体にも、第２金属多孔体を含ませることができる。そして、複数の第２集電体にも、それぞれ、隣接する他の第２集電体と電気的に接続するためのタブ状の第２接続部を設けることができる。それらの第２接続部は、シート状の第２導電性スペーサを間に挟んで、電極群の積層方向に沿って重なるように配することができ、かつ第２締結部材により互いに締結することができる。
　第１金属多孔体および第２金属多孔体は、活物質を担持させるべき表面積（以下、有効表面積ともいう）が単なる金属箔などよりも大きくなるような孔構造を有するものであればよい。そのような観点から、第１金属多孔体および第２金属多孔体としては、後で説明するセルメット（住友電気工業株式会社の登録商標）、アルミセルメット（住友電気工業株式会社の登録商標）などの三次元網目状で中空の骨格を有する金属多孔体が、単位体積当たりの有効表面積を顕著に大きくできるので、最も好ましい。その他に、第１金属多孔体および第２金属多孔体としては、不織布、パンチングメタル、エキスパンドメタルなどを使用することができる。なお、不織布、セルメット、アルミセルメットは、三次元構造の多孔体であり、パンチングメタル、エキスパンドメタルは、二次元構造の多孔体である。
　上述したような金属多孔体は、表面積が大きいため、多くの活物質を担持することができる上、電解質を保持しやすいため、蓄電デバイス用の電極として適していると考えられる。しかし、金属多孔体を集電体として含む同極性の電極を複数使用する場合、同極性の集電体同士を並列に接続する必要がある。
　例えば、図１２に示すような電極群１００は、シート状の複数の正極１１２と、シート状の複数の負極１１４とを、セパレータを間に挟んで、交互に積層して構成されている。
各集電体には、タブ状の接続部１１６が設けられている。図１３に示すように、複数の接続部１１６を互いに接合することで、同極性の電極同士が電気的に接続されている。接続部１１６は、部品点数および製造工数の削減を図る観点から、集電体の本体と一体的に形成される。つまり、接続部１１６は、集電体と同じ材質である。
　金属同士の接続方法としては、溶接が一般的である。しかし、金属多孔体から形成された接続部同士を、溶接により接合することは、非常に困難である。金属多孔体を加熱すると、多孔体の構造や性状が大きく変化するためである。また、溶接部分の形状を精密に制御することが困難であり、溶接部分と周囲との境界は不規則となりやすい。その結果、応力の局所的な集中を招き、良好な導通性と十分な接合強度を両立することが困難になる。
　そこで、集電体の本体と例えば一体的に形成された接続部を、例えば導電性スペーサを間に挟んで、締結部材により、隣接する他の接続部と互いに接合、ないしは締結する。このとき、締結部材としては、例えばリベットを使用することができる。このように、リベットなどの締結部材により接続部同士を機械的に接合することにより、溶接による接合の場合のように、金属多孔体の構造や性状が大きく変化することがなく、耐久性が低下するのを防止することができる。また、リベットなどの締結部材による機械的な接合方法によれば、溶接のような冶金的接合方法の数倍の接合強度を得ることもできる。
　なお、後述するように、そのような締結部材（第１締結部材または第２締結部材）は、リベットに限定されず、各接続部を機械的に接合、ないしは締結し得る部材または器具であれば、それを締結部材として使用することができる。ただし、後述するように、そのような締結部材としては、リベットを使用することが最も好ましい。
　ここで、締結部材により接続部同士を機械的に接合する具体的な方法について一例を説明する。
　軸状の締結部材であれば、接続部に締結部材を通す貫通孔を設け、貫通孔に締結部材を挿通させ、締結部材の先端を押し潰して接続部の側面に係合させてかしめることが考えられる。貫通孔は、例えば真円に近い形状とすることも容易であり、その形状の精度を検査することも容易である。したがって、応力の過度の集中を抑制して、容易に所望の耐久性を得ることができる。また、耐久性に劣る不良品の出荷を防止することもできる。
　さらに、同極性の複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、溶接による場合と同程度以上の接触面積を確保することが容易となる。これにより、電極間の接続抵抗を小さくすることができる。
　また、容量を増大させるためには、ある程度以上の厚み（例えば、０．１～１０ｍｍ）を有する金属多孔体を集電体に使用することが好ましい。そのような場合でも、複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、接続部の変形を抑えることができる。これにより、電極群の耐久性を向上させることができる。
　より具体的には、上述した積層構造の電極群においては、同極性の複数の電極の接続部同士の間隔が、例えば１ｍｍ以上になる。このとき、接続部同士を締結部材により、直接的に接合すると、図１３に示すように、各接続部１１６の変形量が大きくなる。その結果、耐久性が低下する可能性がある。一方、複数の電極の接続部の間に、導電性スペーサを配することで、隣接する接続部同士を接合したときの変形を抑えることができる。これにより、電極群の耐久性を向上させることができる。
　第１締結部材は、第１集電体と同種の金属元素を含むことが好ましい。これにより、第１締結部材の電解質などによる浸食を抑えることができる。したがって、電極群の耐久性を向上させることができる。
　例えば第１電極がリチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池の正極であれば、第１集電体がアルミニウムまたはアルミニウム合金を含むとともに、第１締結部材もアルミニウムまたはアルミニウム合金を含むことが好ましい。
　第２締結部材も、第２集電体と同種の金属を含むことが好ましい。これにより、第２締結部材の電解質などによる浸食を抑えることができる。したがって、電極群の耐久性を向上させることができる。
　例えば第２電極がリチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池の負極であれば、第２集電体が銅または銅合金を含むとともに、第２締結部材も銅または銅合金を含むことが好ましい。
　導電性スペーサ（第１導電性スペーサまたは第２導電性スペーサ）は、十分な導電性と、スペーサとしての十分な剛性と靱性とを有する材料から形成されていればよい。しかしながら、導電性スペーサは、クッション性（応力緩和作用）を有することが好ましい。このとき、隣接する接続部間でスペーサに適度の締結圧力を印加することで、導電性スペーサと各接続部との密着性を高めることができる。これにより、電極間の接続抵抗を小さくすることができる。
　以上のような観点から、導電性スペーサは、金属多孔体（第３金属多孔体または第４金属多孔体）を含むことが好ましい。したがって、第３金属多孔体または第４金属多孔体には、第１金属多孔体または第２金属多孔体に使用するのと同様の素材を使用することができる。さらには、第３金属多孔体または第４金属多孔体には、溶融金属に発泡剤を添加して発泡させた、金属発泡体（特許文献１参照）を使用することもできる。金属発泡体は、閉気孔の割合が多いので、集電体として使用するのには適していない。しかしながら、クッション性を得るためのスペーサとしては、閉気孔の多い金属発泡体は有用である。
　ここで、接続部の間で導電性スペーサが圧縮される圧縮率（締結部材による締結後の最小厚み／締結前の平均厚み）は、１／１０～９／１０であることが好ましく、５／１０～７／１０であることがより好ましい。あるいは、接続部の間で導電性スペーサに生じる応力は平均で０．０１～１ＭＰａであることが好ましく、０．１～０．３ＭＰａであることがより好ましい。
　また、導電性スペーサ（第１導電性スペーサまたは第２導電性スペーサ）は、接続部と接触する辺の少なくとも１つと対応する角部に、面取り部を有するのが好ましい。面取り部の曲率半径Ｒ１（図３Ａ、図３Ｂ参照）は、例えば１～１０ｍｍであることが好ましく、３～７ｍｍであることがより好ましい。導電性スペーサが接続部と接触する辺に尖った角部を有する場合には、応力が接続部の一部に集中することがある。一方、導電性スペーサの接続部と接触する辺の角部に、面取り部を設けることで、接続部に加わる応力が分散する。これにより、接続部の耐久性が向上し、蓄電デバイスの耐久性も向上する。
　ここで、各接続部を互いに締結するための締結部材（第１締結部材または第２締結部材）としてはリベットが好ましく、特に皿リベット（沈頭鋲、ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ－ｈｅａｄ　ｒｉｖｅｔ）が好ましい。皿リベットを使用することで、接続部を互いに締結したときに、頭部（軸方向の一端部にある大径部）が接続部やスペーサなどの表面から突出するのを防止することができる。このとき、接続部やスペーサには、皿リベットの頭部の形状と対応する形状の皿座ぐり穴（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ　ｈｏｌｅ、ｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋ）が設けられる。
　また、締結部材として、例えば、ボルトとナットを使用することもできる。ただし、リベットを使用することで、締結部材の小型化が容易となる。また、ボルトとナットを用いると「緩み」が生じることがあるが、リベットであれば「緩み」は生じないため、所望の締結状態を長期にわたり維持することができる。また、リベットは、頭部を小型化することも容易である。
　なお、締結部材は、軸状のものに限定されない。例えば、クリップ状の部材（弾性部材）を締結部材として使用することもできる。つまり、接続部の積層体を外側から挟むように、クリップ状の締結部材で複数の接続部を互いに締結することができる。この場合、クリップ状の締結部材を電極リードとして使用することができるため、部材点数の削減が図れる。
　蓄電デバイスには、例えば、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどのキャパシタ（コンデンサ）や、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池などの非水電解質二次電池が含まれる。それらのケースには、ラミネートフィルムで形成された包装容器や金属缶を使用することができる。
　リチウムイオンキャパシタとしての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、リチウムイオンとアニオンとの塩を含み、第１活物質と第２活物質の一方は、リチウムイオンを吸蔵および放出する第１物質（負極活物質）であり、他方は、アニオンを吸着および脱離する第２物質（正極活物質）である。第１物質は、ファラデー反応によりリチウムイオンを吸蔵および放出する。第１物質は、例えば、黒鉛などの炭素物質や、Ｓｉ、ＳｉＯ、Ｓｎ、ＳｎＯなどの合金系活物質である。一方、第２物質は、非ファラデー反応によりアニオンを吸着および脱離する。第２物質は、例えば、活性炭、カーボンナノチューブなどの炭素物質である。なお、第２物質（正極活物質）は、ファラデー反応が起こる材料であってもよい。このような材料としては、酸化マンガン、酸化ルテニウム、酸化ニッケルなどの金属酸化物や、ポリアセン、ポリアニリン、ポリチオール、ポリチオフェンなどの導電性高分子が挙げられる。第１物質および第２物質の両方でファラデー反応が起こるキャパシタはレドックスキャパシタと称される。
　電気二重層キャパシタとしての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、有機カチオンとアニオンとの塩を含み、第１活物質と第２活物質の一方は、有機カチオンを吸着および脱離する第３物質を含み、他方は、アニオンを吸着および脱離する第４物質を含む。第３物質および第４物質は、いずれも非ファラデー反応により、有機カチオンまたはアニオンを吸着および脱離する。第３物質および第４物質は、例えば、活性炭、カーボンナノチューブなどの炭素物質である。
　非水電解質二次電池としての蓄電デバイスの一実施形態において、電解質は、アルカリ金属イオンとアニオンとの塩を含み、第１活物質および第２活物質は、いずれもアルカリ金属イオンを吸蔵および放出する物質を含む。すなわち、第１活物質および第２活物質では、それぞれファラデー反応が起る。
［発明の実施形態の詳細］
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態の詳細について説明する。
　図１に、本実施形態に係る蓄電デバイスの外観を斜視図により示す。図２は、その蓄電デバイスを正面から見たときの内部構造を示す一部断面図である。図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ、図２のIIIＡ線およびIIIＢ線による矢視断面図である。
　図示例の蓄電デバイス１０は、例えば、リチウムイオンキャパシタであり、電極群１２と、これを電解質（図示せず）とともに収容するケース１４と、ケース１４の開口端部を封口する封口板１６とを具備している。図示例では、ケース１４は角形である。本発明の一態様に係る蓄電デバイスは、図示例のような角形ケースに対して最も好適に適用することができる。
　電極群１２は、シート状の複数の第１電極１８と、シート状の複数の第２電極２０とを含んでいる。第１電極１８と第２電極２０とは、シート状のセパレータ２１を間に挟んで、交互に積層されている。第１電極１８は、第１集電体２２と、第１活物質とを含む。第２電極２０は、第２集電体２４と、第２活物質とを含む。
　第１電極１８および第２電極２０の一方は正極であり、他方は負極である。正極は、正極集電体と正極活物質とを含む。負極は、負極集電体と負極活物質とを含む。したがって、第１集電体２２および第２集電体２４の一方は正極集電体であり、他方は負極集電体である。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、発明の理解を容易にするために、第１電極１８を正極、第２電極２０を負極として示す。すなわち、第１集電体２２は正極集電体であり、第２集電体２４は負極集電体である。また、図３Ａおよび図３Ｂでは、電極と集電体とを区別して示すことが困難であるため、同一要素により電極と集電体とを示す。
　第１集電体２２（正極集電体）は、第１金属多孔体を含み、第２集電体２４（負極集電体）は、第２金属多孔体を含む。このとき、第１金属としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましく、第２金属としては、銅または銅合金が好ましい。正極集電体の厚みは、０．１～１０ｍｍであることが好ましい。負極集電体の厚みも０．１～１０ｍｍであることが好ましい。
　第１集電体２２（正極集電体）は、気孔率が大きく（例えば９０％以上）、連続気孔を有し、かつ閉気孔をほとんど含まない点で、アルミセルメット（住友電気工業株式会社の登録商標）が特に好ましい。また、第２集電体２４（負極集電体）は、同様の理由で、銅やニッケルのセルメット（住友電気工業株式会社の登録商標）が特に好ましい。セルメットもしくはアルミセルメットについては後で詳しく説明する。
　第１集電体２２は、タブ状の第１接続部２６を有している。同様に、第２集電体２４にも、タブ状の第２接続部２８を設けることができる。各接続部は、集電体の本体と同じ材質で、本体と一体的に形成することが好ましい。複数の第１集電体２２の第１接続部２６の間には、第１導電性スペーサ３０が配されている。同様に、複数の第２集電体２４の第２接続部２８の間にも、第２導電性スペーサ３２を配することができる。
　特に限定されないが、第１接続部２６の投影面積（第１集電体の主面に垂直な方向から見たときの面積）の第１集電体２２全体の投影面積に占める割合は、０．１～１０％にすることができる。あるいは、蓄電デバイスの容量に応じて第１接続部２６の投影面積、または、第１集電体の本体と、第１接続部との境界線の長さを決めることもできる。その境界線は、例えば第１接続部が設けられている第１集電体の辺と同軸の直線である。第１接続部２６の形状は、特に限定されないが、角に丸みを有する方形とすることができる。
　第１導電性スペーサ３０は、導体（例えば、金属、炭素材料）を含む板状の部材により形成することができる。ただし、第１導電性スペーサ３０は、第１接続部２６との密着性を高めるために、金属多孔体（第３金属多孔体）から形成するのが好ましく、特に第１集電体２２と同じ材料（例えばアルミセルメット）から形成するのが好ましい。同様に、第２導電性スペーサも、導体（例えば、金属、炭素材料）を含む板状の部材により形成することができる。そして、第２導電性スペーサ３２も、金属多孔体（第４金属多孔体）から形成するのが好ましく、特に第２集電体２４と同じ材料（例えば銅のセルメット）から形成するのが好ましい。
　図４に示すように、セパレータ２１は、第１電極１８（正極）を収納するように、袋状に形成することが好ましい。セパレータ２１の袋は、例えば、長方形のセパレータ２１を長手方向の中央線２１ｃにより折り畳み、開口端部以外の縁部２１ｂを互いに糊付けすることで形成することができる。袋状のセパレータ２１には、接続部を外部に突出させるための開口端部２１ａを設けることができる。これにより、正極活物質が第１集電体２２から脱落したときに、内部短絡が発生するのを防止することができる。
　図４に示すように、第１電極１８の第１接続部２６には、例えばリベットである第１締結部材３４を挿通するための貫通孔３６を設けることができる。貫通孔３６は適宜の個数（図示例では２個）を設けることができる。第１接続部２６は、第１集電体２２の当該第１接続部２６が形成されている辺の一方側寄りに形成される。第１導電性スペーサ３０にも、第１接続部２６の貫通孔３６と重なる位置に、第１締結部材３４を挿通するための貫通孔３７を設けることができる。
　図５は、図４に示す第１電極１８と同じ方向から見た場合の第２電極２０の正面図である。第２電極２０の第２接続部２８にも、同様に、リベットである第２締結部材３８を挿通するための貫通孔３６を設けることができる。第２導電性スペーサ３２にも、第２接続部２８の貫通孔３６と重なる位置に、第２締結部材３８を挿通するための貫通孔３７を設けることができる。第２接続部２８は、第２集電体２４の当該第２接続部２８が形成されている辺の他方側寄りに形成される。これにより、第１電極１８と第２電極２０とを重ねたときに、第１接続部２６と第２接続部２８とが互いにほぼ対象な位置に配置される。なお、第２電極２０が負極であれば、第２電極２０（第２集電体２４）の本体の外形は、袋状のセパレータ２１の外形とほぼ同じ大きさに形成される。つまり、負極の外形は、正極の外形よりも大きくされる。これにより、正極の全体を、セパレータを介して負極と対向させることができる。
　第１締結部材３４は、第１集電体２２と同じ導電性材料で形成することが、高い耐食性が得られる点で好ましい。同様に、第２締結部材３８も、第２集電体２４と同じ導電性材料で形成することが好ましい。
　複数の第１電極１８の第１接続部２６は、電極群１２の積層方向に沿って重なるように配されるため、それらの貫通孔３６も一直線上に並んでいる。また、第１導電性スペーサ３０も、貫通孔３７が、対応する貫通孔３６と一直線上に並ぶように配置される。一直線上に並んだ貫通孔３６、３７に第１締結部材３４を挿通し、第１締結部材３４の端部（頭部）を第１接続部２６等にかしめることにより、複数の第１接続部２６が互いに締結される。同様に、複数の第２接続部２８も、一直線上に並んだ貫通孔３６、３７に挿通される第２締結部材３８により互いに締結される。
　封口板１６は、複数の第１電極１８と電気的に接続された第１外部端子４０と、複数の第２電極２０と電気的に接続された第２外部端子４２とを有している。封口板１６の中央部には、安全弁４４が設けられるとともに、その第１外部端子４０寄りの位置に、注液孔４６を塞ぐ液栓４８が取り付けられている（図６参照）。
　図６Ａは、第１電極と第１外部端子（第１端子板）との接続構造を示す拡大図である。
図６Ｂは、第２電極と第２外部端子（第２端子板）との接続構造を示す拡大図である。第１外部端子４０は、例えば長方形の板状の導体からなる第１端子板５０の一端寄りに形成されている。封口板１６には、貫通孔が形成されており、これに対応するように、第１端子板５０の他端寄りにも貫通孔５４が形成されている。第１端子板５０は、貫通孔５４に挿通される第３締結部材（第１リベット）５２により、封口板１６に固定されている。第１端子板５０および第３締結部材５２は、それぞれ第３締結部材５２が挿通される貫通孔を有する板状ガスケット５８とリング状ガスケット６０により、封口板１６と電気的に絶縁されている。板状ガスケット５８とリング状ガスケット６０とが、第１ガスケットを構成する。
　第３締結部材５２の、ケース１４内側の端部には、第１電極１８と第１外部端子４０とを電気的に接続するための第１リード６２が接合されている（図３Ａ参照）。なお、第２電極２０と第２外部端子４２とは、第２リード６４により電気的に接続されている（図３Ｂ参照）。
　一方、第２外部端子４２は、例えば長方形の板状の導体からなる第２端子板５０Ａの一端寄りに形成されている。封口板１６には、貫通孔が形成されており、これに対応するように、第２端子板５０Ａの他端寄りにも貫通孔５４Ａが形成されている。第２端子板５０Ａは、貫通孔５４Ａに挿通される第４締結部材（第２リベット）８０により、封口板１６に固定されている。第２端子板５０Ａおよび第４締結部材８０は、それぞれ第４締結部材８０が挿通される貫通孔を有する板状ガスケット５８Ａとリング状ガスケット６０Ａにより、封口板１６と電気的に絶縁されている。板状ガスケット５８Ａとリング状ガスケット６０Ａとが、第２ガスケットを構成する。
　第４締結部材８０の、ケース１４内側の端部には、第２電極２０と第２外部端子４２とを電気的に接続するための第２リード６４が接合されている（図３Ｂ参照）。また、第２リードの厚みについても、第１リードと同様である。
　図７に、第１リード６２の一例を、正面図（ａ）、上面図（ｂ）および側面図（ｃ）により示す。第２リード６４の構成は、第１リード６２と同様であるため、図示および説明は省略する。
　図示例の第１リード６２は、横断面がＬ字形状の部材であり、互いに垂直な、板状の第１部分６２ａと、第２部分６２ｂとを有している。第１部分６２ａは、封口板１６と平行に配置される部分であり、その中央部に第３締結部材５２と接合するための接合領域６２ｃを有している。接合領域６２ｃの内側には、第１リード６２のケース１４内周縁部に形成された凸部が嵌合する嵌合孔６２ｄが形成されている。変形前の第３締結部材５２と、第１リード６２の接合領域６２ｃとは、例えば溶接により接合される。これにより、変形前の第３締結部材５２と第１リード６２とを含み、第１電極１８と第１外部端子４０とを接続するための第１接続部材７０が形成される。第１接続部材７０は、蓄電デバイス１０の組み立てラインとは別のラインで製造することができ、一部品として供給することができる。
　第２部分６２ｂは、封口板１６と垂直に配置される部分であり、主として、第２部分６２ｂが第１接続部２６と接触することで、第１リード６２が第１電極１８と電気的に接続される。第２部分６２ｂは、第１締結部材３４を挿通するための１つ以上の貫通孔６２ｅを有している。貫通孔６２ｅに挿通された第１締結部材３４により、第２部分６２ｂが第１接続部２６と接触した状態で固定される。これにより、第１リード６２が複数の第１電極１８の第１接続部２６に固定される。貫通孔６２ｅの開口面積は、例えば０．００５～４ｃｍ2にすることができる。開口形状は、特に限定されないが、円形、または多角形（例えば正六角形）にすることができる。第２部分６２ｂに設ける貫通孔６２ｅの個数は、特に限定されないが、１～１０個の範囲内の個数とすることができる。１つの貫通孔６２ｅには、第１締結部材３４を一本ずつ挿通して、第１リード６２を第１接続部２６に固定することができる。
　第１リード６２は、０．１～２ｍｍの厚みを有することが好ましい。これにより、第１リード６２に、ある程度以上の剛性を付与することができる。一方、第１接続部２６は、クッション性（変形容易性）を有する。よって、第１接続部２６と第１リード６２の第２部分６２ｂとの密着性は、容易に確保される。
　第３締結部材（第１リベット）５２は、封口板１６の内側に配される第１大径部５２ａと、各部材（封口板１６、第１端子板５０、ガスケット５８，６０）の貫通孔に挿通される第１拡径部５２ｂと、封口板１６の外側に配される第１頭部５２ｃとを有している。第３締結部材５２が、上記の各貫通孔に挿通された状態で、封口板１６、第１端子板５０および第１ガスケット（ガスケット５８，６０）を一括してかしめることで、第１端子板５０が封口板１６の外側面で固定される。第１拡径部５２ｂは、第３締結部材５２がかしめられたときに、内部の空洞が大きくされ、これにより拡径する。第１頭部５２ｃは、第３締結部材５２がかしめられたときに例えば拉げることで、第１大径部５２ａとの協働により第１端子板５０、封口板１６、およびガスケット５８，６０を間に挟むように変形する。
　以上のように、図６Ａに示す接続構造では、第３締結部材５２を有する第１接続部材７０により、第１電極１８と第１外部端子４０とが電気的に接続されている。このため、第３締結部材５２を各部材（封口板１６、第１端子板５０、ガスケット５８，６０）の貫通孔に挿通した状態で各部材をかしめる（第１拡径部５２ｂおよび第１頭部５２ｃを変形させる）だけで、第１端子板５０を、封口板１６とは電気的に絶縁された状態で、封口板１６に固定することができる。また、そのような一工程を実行するだけで、同時に、第１電極１８と第１外部端子４０とを電気的に接続することもできる。したがって、非常に簡易な工程で、第１電極１８と第１外部端子４０とを電気的に接続し、かつ第１外部端子４０を封口板１６に設置することができる。これにより、蓄電デバイス１０の製造を容易にすることができるとともに、製造時間を短縮することができる。
　また、上記工程は、同極性の電極の接続部同士を締結するのと同様の機械的な接合方法である。したがって、蓄電デバイス１０の組み立てラインにおいて、抵抗溶接機を全く使用することなく、蓄電デバイス１０を組み立てることができる。これにより、組立ラインを簡素化することもできる。
　以下、第３締結部材と同様の構成を有する第４締結部材について、詳細に説明する。第４締結部材（第２リベット）８０は、封口板１６の内側に配される第２大径部８０ａと、各部材（封口板１６、第２端子板５０Ａ、ガスケット５８Ａ，６０Ａ）の貫通孔に挿通される第２拡径部８０ｂと、封口板１６の外側に配される第２頭部８０ｃとを有している。
第４締結部材８０が、上記の各貫通孔に挿通された状態で、封口板１６、第２端子板５０Ａおよび第２ガスケット（ガスケット５８Ａ，６０Ａ）を一括してかしめることで、第２端子板５０Ａが封口板１６の外側面で固定される。第２拡径部８０ｂは、第４締結部材８０がかしめられたときに、内部の空洞が大きくされ、これにより拡径する。第２頭部８０ｃは、第４締結部材８０がかしめられたときに例えば拉げることで、第２大径部８０ａとの協働により第２端子板５０Ａ、封口板１６、およびガスケット５８Ａ，６０Ａを間に挟むように変形する。以上の効果については、第１接続部材について説明したのと同様である。
　次に、本実施形態に係るケースの封口構造を詳細に説明する。
　図８に、ケース１４の開口端部の一部分を拡大して示す。図示例の封口構造においては、封口板１６の端部（周縁部）は、封口板の外側面１６ｂと鋭角θ１を成す斜面１６ａ（第１斜面）を有している。一方、開口端部を形成するケース１４の側壁の上端部は、ケース１４の外側面１４ｂに対して鋭角θ２を成す斜面１４ａ（第２斜面）を有している。そして、封口板１６の周縁部とケース１４の開口端部とは、斜面同士で溶接されている。ここで、ケースの外側面と封口板の外側面とが垂直であれば、θ２＝（９０－θ１）（度）である。
　以上のように、ケース１４の開口端部と、封口板１６の周縁部とを、斜面１４ａと斜面１６ａとで溶接することで、常に、ケース１４の開口端部と封口板１６の周縁部との十分な密着性を確保した状態で、両者を溶接することができる。例えば、図９に示すように、外側面（または内側面）に垂直な側端面（周端面）を有する封口板１６を、ケース１４の開口端部の内側面に溶接する場合には、両者の密着性を大きくするためには、封口板１６の外形のサイズを、ケース１４の開口端部のサイズに精密に一致させる必要がある。封口板１６の外形のサイズと、ケース１４の開口端部のサイズとが精密に一致していない場合、封口板１６の端部とケース１４の開口端部との間に隙間、あるいは残留応力が発生し、耐久性が低下することがある。
　また、図９に示す接合構造において、封口板１６の周縁部とケース１４の開口端部との密着性が小さいと、レーザー溶接の際のスパッタなどに起因する異物９０が、ケース１４の内部に侵入することがある。このような場合、内部短絡等が発生しやすい。そして、ケース１４内部への異物９０の侵入は、外観検査では発見することが困難である。これに対して、図８に示す接合構造においては、斜面同士の接触により、常に、所望の密着性を確保して、封口板１６の端部とケース１４の開口端部とを、レーザー溶接することができる。これにより、不良品の出荷を防止することが容易となる。このとき、角度θ１は、５（度）≦θ１≦８５（度）の範囲内の角度とするのが好ましい。より好ましくは、１０（度）≦θ１≦４５である。
　また、角度θ１を、５（度）≦θ１≦８５（度）の範囲内の角度とすることで、レーザーをケース１４の斜め上方からではなく、ほぼ鉛直上方（封口板１６の外側面の法線方向）から照射して、両者を溶接することができる。レーザーを斜め方向から溶接部分に正確に照射することは、画像認識の正確性やケースと封口板の相対的な位置精度を確保するのに難があるため、容易ではない。これに対して、鉛直上方からのレーザーの照射であれば、端部を容易に認識できるので、容易に溶接することができる。また、ケースまたはレーザーヘッドの二次元的な移動だけで、封口板の周縁部を全周に亘ってケースの開口端部に溶接できるので、蓄電デバイスの製造が容易となる。
　次に、第１集電体２２または第２集電体２４として用いられる金属多孔体について詳しく説明する。
　金属多孔体は、三次元網目状で中空の骨格を有することが好ましい。骨格が内部に空洞を有することで、金属多孔体は、嵩高い三次元構造を有しながらも、極めて軽量である。
このような金属多孔体は、連続空隙を有する樹脂製の多孔体を、集電体を構成する金属でメッキ処理し、さらに加熱処理などにより、内部の樹脂を分解または溶解させることにより形成できる。メッキ処理により、三次元網目状の骨格が形成され、樹脂の分解や溶解により、骨格の内部を中空にすることができる。
　樹脂製の多孔体としては、連続空隙を有する限り、特に制限されず、樹脂発泡体、樹脂製の不織布などが使用できる。加熱処理後、骨格内に残存した成分（樹脂、分解物、未反応モノマー、樹脂に含まれる添加剤など）を洗浄などにより除去してもよい。
　樹脂製多孔体を構成する樹脂としては、熱硬化性ポリウレタン、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂；オレフィン樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、熱可塑性ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂などが例示できる。樹脂発泡体を用いると、樹脂の種類や発泡体の製造方法にもよるが、発泡体内部に形成された個々の空孔がセル状となる。そして、セルが連なって連通し、連続空隙が形成される。このような発泡体では、セル状の空孔が小さく、サイズがより均一となり易い。中でも熱硬化性ポリウレタンなどを用いると、空孔のサイズや形状がより均一になりやすい。
　メッキ処理は、樹脂製多孔体の表面（連続空隙内の表面も含む）に、集電体として機能する金属層を形成できればよく、公知のメッキ処理方法、例えば、電解メッキ法、溶融塩メッキ法などが採用できる。メッキ処理により、樹脂製多孔体の形状に応じた、三次元網目状の金属多孔体が形成される。なお、電解メッキ法によりメッキ処理を行う場合、電解メッキに先立って、導電性層を形成することが望ましい。導電性層は、樹脂製多孔体の表面に、無電解メッキ、蒸着、スパッタリングなどの他、導電剤の塗布などにより形成してもよく、導電剤を含む分散液に樹脂製多孔体を浸漬することにより形成してもよい。
　メッキ処理後、加熱により樹脂製多孔体を除去することにより、金属多孔体の骨格の内部に空洞が形成されて中空となる。骨格内部の空洞の幅（後述する図１０の空洞の幅ｗf）は、平均値で、例えば０．５～５μｍ、好ましくは１～４μｍまたは２～３μｍである。樹脂製多孔体は、必要に応じて、適宜電圧を印加しながら加熱処理を行うことにより除去できる。また、溶融塩メッキ浴に、メッキ処理した多孔体を浸漬し、電圧を印加しながら、加熱処理を行ってもよい。
　金属多孔体は、樹脂製発泡体の形状に対応する三次元網目構造を有する。具体的には、集電体は、１つ１つがセル状の空孔を多数有しており、これらのセル状の空孔が互いに連なって連通した連続空隙を有する。隣り合うセル状の空孔の間には、開口（または窓）が形成される。この開口により、空孔が互いに連通した状態となることが好ましい。開口（または窓）の形状は特に制限されないが、例えば、略多角形（略三角形、略四角形、略五角形、および／または略六角形など）である。なお、略多角形状とは、多角形、および多角形に類似の形状（例えば、多角形の角が丸まった形状、多角形の辺が曲線となった形状など）を含む意味で使用する。
　金属多孔体の骨格の模式図を図１０に示す。金属多孔体は、金属製骨格１０２に囲まれたセル状の空孔１０１を複数有し、互いに隣接する空孔１０１間には、略多角形の開口（または窓）１０３が形成されている。開口１０３により、隣接する空孔１０１間が連通し、これにより、集電体は、連続空隙を有する。金属製骨格１０２は、セル状の空孔を形作るとともに、空孔を連結させるように立体的に形成され、これにより、三次元網目状の構造が形成される。
　金属多孔体は、気孔率が非常に高く、比表面積が大きい。つまり、空隙内の表面も含む広い面積に活物質を多く付着させることができる。また、多くの活物質を空隙内に充填しながらも、金属多孔体と活物質との接触面積が大きく、気孔率も大きくすることができるので、活物質を有効利用できる。リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極では、通常、導電助剤を添加することにより、導電性を高めている。一方、上記のような金属多孔体を正極集電体として用いることにより、導電助剤の添加量を少なくしても、高い導電性を確保し易い。よって、電池のレート特性やエネルギー密度（および容量）をより有効に高めることができる。
　金属多孔体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、例えば１００～７００ｃｍ2／ｇ、好ましくは１５０～６５０ｃｍ2／ｇ、さらに好ましくは２００～６００ｃｍ2／ｇである。
　金属多孔体の気孔率は、例えば、４０～９９体積％、好ましくは６０～９８体積％、さらに好ましくは８０～９８体積％である。また、三次元網目構造における平均空孔径（互いに連通するセル状の空孔の平均径）は、例えば５０～１０００μｍ、好ましくは１００～９００μｍ、さらに好ましくは３５０～９００μｍである。ただし、平均空孔径は、金属多孔体（または電極）の厚みよりも小さい。なお、圧延により、金属多孔体の骨格は変形して、気孔率および平均空孔径は変化する。上記気孔率および平均空孔径の範囲は、圧延前（合剤充填前）の金属多孔体の気孔率および平均空孔径である。
　リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の正極集電体を構成する金属（上記のメッキされる金属）としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケルおよびニッケル合金より選択される少なくとも一種が例示できる。リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極集電体を構成する金属（上記のメッキされる金属）としては、例えば銅、銅合金、ニッケルおよびニッケル合金より選択される少なくとも一種が例示できる。電気二重層コンデンサの電極集電体にも、上記と同様の金属（例えば銅、銅合金）を用いることができる。
　図１１は、図１０の金属多孔体の空隙に電極合剤を充填した状態を示す断面模式図である。セル状の空孔１０１には、電極合剤１０４が充填され、金属製骨格１０２の表面に付着して、厚みｗmの電極合剤層を形成する。なお、金属多孔体の骨格１０２の内部は、幅ｗfの空洞１０２ａが形成されている。電極合剤１０４の充填後、セル状の空孔１０１内の電極合剤層の内側には、空隙が残存している。電極合剤を金属多孔体に充填した後、必要に応じて、金属多孔体を厚み方向に圧延することにより、電極が形成される。図１１は、圧延前の状態を示す。圧延により得られる電極では、骨格１０２が厚み方向に少し押し潰された状態となり、空孔１０１内の電極合剤層の内側の空隙、および骨格１０２内の空洞が押し潰された状態となる。金属多孔体の圧延後も、電極合剤層の内側の空隙はある程度残存した状態となり、これにより、電極の気孔率を高めることができる。
　正極または負極は、例えば、上記のようにして得られる金属多孔体の空隙に、電極合剤を充填し、必要に応じて、厚み方向に集電体を圧縮することにより形成される。電極合剤は、必須成分としての活物質を含み、任意成分としての導電助剤および／またはバインダを含んでもよい。
　集電体のセル状の空孔内に、合剤を充填することにより形成される合剤層の厚みｗmは、例えば、１０～５００μｍ、好ましくは４０～２５０μｍ、さらに好ましくは１００～２００μｍである。セル状の空孔内に形成される合剤層の内側に空隙を確保できるように、合剤層の厚みｗmは、セル状の空孔の平均空孔径の５～４０％であることが好ましく、１０～３０％であることがさらに好ましい。
　非水電解質二次電池の正極活物質としては、アルカリ金属イオンを吸蔵および放出（挿入および脱離）する物質を使用できる。このような物質としては、金属カルコゲン化合物（硫化物、酸化物など）、アルカリ金属含有遷移金属酸化物（リチウム含有遷移金属酸化物、ナトリウム含有遷移金属酸化物）、アルカリ金属含有遷移金属リン酸塩（オリビン型構造を有するリン酸鉄など）などが例示できる。これらの正極活物質は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
　リチウムイオンキャパシタや非水電解質二次電池の負極活物質としては、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを吸蔵および放出（挿入および脱離）する物質を使用できる。このような物質としては、例えば、炭素物質、スピネル型リチウムチタン酸化物、スピネル型ナトリウムチタン酸化物、ケイ素酸化物、ケイ素合金、錫酸化物、錫合金などが挙げられる。炭素物質としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）などが例示できる。
　リチウムイオンキャパシタの正極活物質としては、アニオンを吸着および脱離する第１炭素物質を使用できる。また、電気二重層キャパシタの一方の電極の活物質としては、有機カチオンを吸着および脱離する第２炭素物質を使用でき、他方の電極の活物質としては、アニオンを吸着および脱離する第３炭素物質を使用できる。第１～第３炭素物質としては、例えば、活性炭、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）などの炭素物質が例示できる。
　導電助剤の種類は、特に制限されず、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維；カーボンナノチューブなどのナノカーボンなどが挙げられる。導電助剤の量は、特に限定されず、活物質１００質量部あたり、例えば０．１～１５質量部、好ましくは０．５～１０質量部である。
　バインダの種類は特に制限されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂；ポリビニルクロリドなどの塩素含有ビニル樹脂；ポリオレフィン樹脂；スチレンブタジエンゴムなどのゴム状重合体；ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール；カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体（セルロースエーテルなど）、キサンタンガムなどの多糖類などを用いることができる。バインダの量は、特に限定されず、活物質１００質量部あたり、例えば、０．５～１５質量部、好ましくは０．５～１０質量部、さらに好ましくは０．７～８質量部である。
　第１電極１８極および第２電極２０の厚みは、０．２ｍｍ以上、好ましくは０．５ｍｍ以上、さらに好ましくは０．７ｍｍ以上である。また、第１電極１８極および第２電極２０の厚みは、５ｍｍ以下、好ましくは４．５ｍｍ以下、さらに好ましくは４ｍｍ以下または３ｍｍ以下である。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。第１電極１８極および第２電極２０の厚みは、０．５～４．５ｍｍまたは０．７～４ｍｍであってもよい。
　セパレータ２１は、イオン透過性を有し、第１電極１８極と第２電極２０との間に介在して、これらの短絡を防止する。セパレータ２１は、多孔質構造を有し、細孔内に電解質を保持することで、イオンを透過させる。セパレータ２１としては、微多孔フィルム、不織布（紙も含む）などを使用できる。また、セパレータ２１の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンレテフタレートなどのポリエステル；ポリアミド；ポリイミド；セルロース；ガラス繊維などを用いることができる。セパレータ２１の厚みは、例えば１０～１００μｍ程度である。
　リチウムイオンキャパシタの電解質は、リチウムイオンとアニオン（第１アニオン）との塩を含む。第１アニオンとしては、フッ素含有酸アニオン（ＰＦ6 -、ＢＦ4 -など）、塩素含有酸アニオン（ＣｌＯ4 -）、ビス（オキサレート）ボレートアニオン（ＢＣ4Ｏ8 -）、ビススルホニルアミドアニオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン（ＣＦ3ＳＯ3 -）などが挙げられる。
　電気二重層キャパシタの電解質は、有機カチオンとアニオン（第２アニオン）との塩を含む。有機カチオンとしては、テトラエチルアンモニウムイオン（ＴＥＡ+）、トリエチルモノメチルアンモニウムイオン（ＴＥＭＡ+）、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムイオン（ＥＭＩ+）、Ｎ－メチル－Ｎ－プロピルピロリジニウムイオン（ＭＰＰＹ+）などが挙げられる。また、第２アニオンとしては、第１アニオンと同様のものが挙げられる。
　非水電解質二次電池の電解質は、アルカリ金属イオンとアニオン（第３アニオン）との塩を含む。例えば、リチウムイオン電池の電解質は、リチウムイオンとアニオン（第３アニオン）との塩を含む。また、ナトリウムイオン電池の電解質は、ナトリウムイオンとアニオン（第３アニオン）との塩を含む。第３アニオンとしては、第１アニオンと同様のものが挙げられる。
　電解質は、上記の塩を溶解させる非イオン性溶媒または水を含んでもよく、上記の塩を含む溶融塩であってもよい。非イオン性溶媒としては、例えば、有機カーボネート、ラクトンなどの有機溶媒を用いることができる。電解質が溶融塩を含む場合、耐熱性の向上の観点からは、電解質の９０質量％以上が塩（アニオンとカチオンで構成されるイオン性物質）で占められていることが好ましい。
　溶融塩を構成するカチオンとしては、有機カチオンが好ましい。有機カチオンとしては、窒素含有カチオン；イオウ含有カチオン；リン含有カチオンなどが例示できる。溶融塩を構成するアニオンとしては、ビススルホニルアミドアニオンが好ましい。ビススルホニルアミドアニオンの中でも、ビス（フルオロスルホニル）アミドアニオン（（Ｎ（ＳＯ2Ｆ）2 -）（ＦＳＡ-：bis(fluorosulfonyl)amideanion)）；ビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドアニオン（Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2 -）（ＴＦＳＡ-：bis(trifluoromethylsulfonyl)amideanion）、（フルオロスルホニル）（トリフルオロメチルスルホニル）アミドアニオン（Ｎ（ＳＯ2Ｆ）（ＳＯ2ＣＦ3）-）（ＰＦＳＡ-：bis(fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)amideanion）などが好ましい。
　窒素含有カチオンとしては、例えば、第４級アンモニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、イミダゾリウムカチオンなどが例示できる。
　第４級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ヘキシルトリメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン（ＴＥＡ+：ethyltrimethylammoniumcation）、メチルトリエチルアンモニウムカチオン（ＴＥＭＡ+：methyltriethylammoniumcation）などのテトラアルキルアンモニウムカチオン（テトラＣ1-10アルキルアンモニウムカチオンなど）などが挙げられる。
　ピロリジニウムカチオンとしては、１，１－ジメチルピロリジニウムカチオン、１，１－ジエチルピロリジニウムカチオン、１－エチル－１－メチルピロリジニウムカチオン、１－メチル－１－プロピルピロリジニウムカチオン（ＭＰＰＹ+：1-methyl-1-propylpyrrolidiniumcation）、１－ブチル－１－メチルピロリジニウムカチオン（ＭＢＰＹ+：1-butyl-1-methylpyrrolidiniumcation）、１－エチル－１－プロピルピロリジニウムカチオンなどが挙げられる。
　ピリジニウムカチオンとしては、１－メチルピリジニウムカチオン、１－エチルピリジニウムカチオン、１－プロピルピリジニウムカチオンなどの１－アルキルピリジニウムカチオンなどが挙げられる。
　イミダゾリウムカチオンとしては、１，３－ジメチルイミダゾリウムカチオン、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン（ＥＭＩ+：1-ethyl-3-methylimidazoliumcation）、１－メチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムカチオン（ＢＭＩ+：1-buthyl-3-methylimidazoliumcation）、１－エチル－３－プロピルイミダゾリウムカチオン、１－ブチル－３－エチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。
　イオウ含有カチオンとしては、第３級スルホニウムカチオン、例えば、トリメチルスルホニウムカチオン、トリヘキシルスルホニウムカチオン、ジブチルエチルスルホニウムカチオンなどのトリアルキルスルホニウムカチオン（例えば、トリＣ1-10アルキルスルホニウムカチオンなど）などが例示できる。
　リン含有カチオンとしては、第４級ホスホニウムカチオン、例えば、テトラメチルホスホニウムカチオン、テトラエチルホスホニウムカチオン、テトラオクチルホスホニウムカチオンなどのテトラアルキルホスホニウムカチオン（例えば、テトラＣ1-10アルキルホスホニウムカチオン）；トリエチル（メトキシメチル）ホスホニウムカチオン、ジエチルメチル（メトキシメチル）ホスホニウムカチオン、トリヘキシル（メトキシエチル）ホスホニウムカチオンなどのアルキル（アルコキシアルキル）ホスホニウムカチオン（例えば、トリＣ1-10アルキル（Ｃ1-5アルコキシＣ1-5アルキル）ホスホニウムカチオンなど）などが挙げられる。
　以上の説明は、以下の特徴を含む。
（付記１）
　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
　電解質と、
　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板と、を具備し、
　前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、
　前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでおり、
　前記第１電極と、前記第２電極とは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
　前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有しており、
　前記ケースの前記開口端部は、前記第１斜面と当接する第２斜面を有しており、
　前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第１斜面と前記第２斜面とで溶接されている、蓄電デバイス。
（付記２）
　シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含む第１電極と、
　シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含む第２電極と、
　前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
　電解質と、
　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、かつ前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
　（i）前記封口板の前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を形成する工程と、
　（ii）前記ケースの前記開口端部に前記第１斜面と当接すべき第２斜面を形成する工程と、
　（iii）前記第１斜面と前記第２斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第１斜面が形成された部分に、前記第１主面に対して９０度±５度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
（付記３）
　前記角度θ１が、５～８５度である、付記２に記載の蓄電デバイスの製造方法。
（付記４）
　前記ケースの前記第２斜面と隣接する部分の厚みが、０．１～３ｍｍである、付記１に記載の蓄電デバイス。
（付記５）
　前記封口板の前記第１斜面と隣接する部分の厚みが、０．１～４ｍｍである、付記１に記載の蓄電デバイス。
（付記６）
　前記ケースの前記第２斜面と隣接する部分の厚みが、０．１～３ｍｍである、付記２に記載の蓄電デバイスの製造方法。
（付記７）
　前記封口板の前記第１斜面と隣接する部分の厚みが、０．１～４ｍｍである、付記２に記載の蓄電デバイスの製造方法。
（付記８）
　シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含む第１電極と、
　シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含む第２電極と、
　前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータと、
　電解質と、
　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記開口端部を封口する封口板、とを具備する蓄電デバイスを製造する方法であって、
　（i）前記ケースの開口端部と嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有する前記封口板を準備する工程と、
　（ii）前記開口端部に前記第１斜面と当接すべき第２斜面を有する前記ケースを準備する工程と、
　（iii）前記第１斜面と前記第２斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記第１斜面が形成された部分に、前記第１主面に対して９０度±５度の方向からレーザー光を照射して、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接する工程、とを含む蓄電デバイスの製造方法。
　本発明は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどの蓄電デバイスに広く適用することができる。
１０　蓄電デバイス、１００　正極活物質
１０１　空孔、１０２　骨格、１０２ａ　空洞、１０３　開口
１０４　正極合剤
１２　電極群、１４　ケース、１４ａ，１６ａ　斜面、１６　封口板
１８　第１電極、２０　第２電極
２１　セパレータ、２１ａ　開口端部、２１ｂ　縁部
２２　第１集電体、２４　第２集電体
２６　第１接続部、２８　第２接続部
３４　第１締結部材、３８　第２締結部材
４０　第１外部端子、４２　第２外部端子、４４　安全弁
５０　端子形成部材、５０Ａ　第２端子板、５２　第３締結部材
５８，６０　ガスケット
５８Ａ，６０Ａ　（第２）ガスケット
６２　第１リード、６２Ａ　第２リード、６４　第２リード
７０　第１接続部材、７０Ａ　第２接続部材、８０　　第４締結部材
９０　異物

Claims (6)

  1. 　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
    　電解質と、
    　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
    　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
    　前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、
    　前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでおり、
    　前記第１電極と、前記第２電極とは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
    　前記封口板は、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、かつ前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有しており、
    　前記ケースの前記開口端部は、前記第１斜面と当接する第２斜面を有しており、
    　前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とが、前記第１斜面と前記第２斜面とで溶接されている、蓄電デバイス。
  2. 　前記角度θ１が、５度～８５度である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
  3. 　前記電解質が、リチウムイオンとアニオンとの塩を含み、
    　前記第１活物質と前記第２活物質の一方が、前記リチウムイオンを吸蔵および放出する第１物質であり、他方が、前記アニオンを吸着および脱離する第２物質である、請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
  4. 　前記電解質が、有機カチオンとアニオンとの塩を含み、
    　前記第１活物質と前記第２活物質の一方が、前記有機カチオンを吸着および脱離する第３物質であり、他方が、前記アニオンを吸着および脱離する第４物質である、請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
  5. 　前記電解質が、アルカリ金属イオンとアニオンとの塩を含み、
    　前記第１活物質および前記第２活物質が、いずれも前記アルカリ金属イオンを吸蔵および放出する物質である、請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
  6. 　第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極とを電気的に絶縁するセパレータとを有する電極群と、
    　電解質と、
    　前記電極群と前記電解質とを収容する、開口端部を有する有底のケースと、
    　前記ケースの外側に面する第１主面および前記ケースの内側に面する第２主面を有し、前記ケースの前記開口端部に嵌合する周縁部を有し、前記周縁部の少なくとも一部分に、前記第１主面との間に鋭角θ１を成す第１斜面を有し、かつ前記ケースの前記開口端部を封口する封口板、とを具備し、
    　前記第１電極は、シート状の第１集電体と、前記第１集電体に担持された第１活物質とを含んでおり、
    　前記第２電極は、シート状の第２集電体と、前記第２集電体に担持された第２活物質とを含んでおり、
    　前記第１電極と、前記第２電極とは、前記第１電極と前記第２電極との間に前記セパレータを挟んだ状態で積層されており、
    　前記封口板を前記ケースの前記開口端部に溶接して取り付けた封口構造を有し、
    　前記ケースの前記開口端部は、溶接される前、前記第１斜面と当接する第２斜面を有しており、
    　前記封口構造は、前記第１斜面と前記第２斜面とを当接させた状態で、前記封口板の前記周縁部と前記ケースの前記開口端部とを互いに溶接することで、形成されている、蓄電デバイス。
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