WO2023171735A1 - 電気化学素子 - Google Patents

電気化学素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2023171735A1
WO2023171735A1 PCT/JP2023/008960 JP2023008960W WO2023171735A1 WO 2023171735 A1 WO2023171735 A1 WO 2023171735A1 JP 2023008960 W JP2023008960 W JP 2023008960W WO 2023171735 A1 WO2023171735 A1 WO 2023171735A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductive plate
concave container
power generation
electrode layer
electrochemical
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008960
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
潤珠 青木
俊平 増田
浩司 山口
彩子 新谷
春樹 上剃
Original Assignee
マクセル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マクセル株式会社 filed Critical マクセル株式会社
Publication of WO2023171735A1 publication Critical patent/WO2023171735A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/109—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure of button or coin shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/244—Secondary casings; Racks; Suspension devices; Carrying devices; Holders characterised by their mounting method
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/559—Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
    • H01M50/56—Cup shaped terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

良好な電気的接続を維持することができ、かつ、封止性に優れた電気化学素子を提供する。電気化学素子１は、凹状容器１１と蓋材１２とを有するケース１０と、ケース１０内に封止され、電極層２１と電極層２２と隔離層２３とを有する発電要素２０と、発電要素２０及び蓋材１２の間に配置された導電板３０とを備える。電極層２１は、外部に通じる導通経路（導体部１１３）と電気的に接続されている。電極層２２は、導電板３０を介して外部に通じる導通経路（導体部１１４）と電気的に接続されている。導電板３０は、その縁端が凹状容器１１の側壁部１１２に固定されている。発電要素２０は、導電板３０によって凹状容器１１の底部１１方向へと押圧される。導電板３０と蓋材１２との間には隙間が形成されている。

Description

電気化学素子
　本開示は、ケース内に発電要素を封止した電気化学素子に関する。
　従来、凹状容器及び凹状容器の開口を覆う蓋材によって形成された内部空間に発電要素が収容された電池が種々開示されている。
　特開２０１２－６９５０８号公報（特許文献１）は、電気化学特性が安定した電気化学セルを開示している。電気化学セルは、密封容器を有する。密封容器は、ベース部材とリッド部材とからなる。両部材の間には電気化学素子が収納される収納空間が形成されている。リッド部材と電気化学素子との間には、電気化学素子を押圧する弾性部材が配設されている。特許文献１は、弾性部材として断面視においてＶ字形に屈曲した板バネ、又は、中央部から外周縁部に向かうにしたがって反った凹曲面状に形成されたダイヤフラム状バネを開示している。
　また、特開２００６－１２７９２号公報（特許文献２）は、電池用ケースを開示している。電池用ケースは、上面の中央部に凹部が形成されたセラミックスから成る基体と、前記凹部を覆うようにして接合される蓋体とを具備する。電池用ケースは、その内部に電池要素を収容する。電池用ケースの蓋体は、中央部に全体が前記凹部側に突出した突出部が設けられているとともに、突出部の周囲の基体に接合される外周部との間に湾曲部が設けられており、電池要素を上方から押さえて固定させることができる。
　また、国際公開第２０２２／０３０４２４号（特許文献３）は、電池用パッケージ及び電池モジュールを開示している。電池用パッケージは、第１面の中央部に凹部が形成されたセラミックスから成る絶縁基板と、前記第１面において凹部を囲む枠部と、前記枠部を塞ぐ蓋体とを具備する。電池用パッケージと、その内部に収容された電池により電池モジュールが構成される。電池用パッケージの蓋体と電池との間には、電池を押圧しながら電池と電気的な接続を維持する金属製の導電性シートが配置される。導電性シートは、導電性接着剤などで構成された導電性接合材を介して、第１面上に設けられた第２電極と接合されており、外部端子である第２外部電極と電池の一方の電極とが電気的に接続されている。
特開２０１２－６９５０８号公報 特開２００６－１２７９２号公報 国際公開第２０２２／０３０４２４号
　しかしながら、特許文献１の電気化学セルにおけるＶ字形に屈曲した板バネは、電気化学素子との接触が安定せず、振動等により位置ズレするおそれがある。また、凹曲面状に形成されたダイヤフラム状バネも、振動等による位置ズレのおそれがある他、電気化学素子に接触する中央部の面積が小さくなるため、電気的接続が安定しないおそれがある。
　また、特許文献２の電池用ケースでは、基体に蓋体を接合する際に、蓋体に当接させる電池要素を蓋体で押圧しながら接合する必要があり、全周にわたって均一な接合を行うことが難しく、接合が不十分となる箇所が生じ、封止性が低下するおそれが生じる。さらに、充放電に伴う電池要素の体積変化の影響により、蓋体が変形するおそれもある。
　また、特許文献３の電池モジュールでは、導電性接合材としてはんだや導電性接着剤が例示されるが、はんだを用いる場合には、はんだ付けの工程が必要になるほか、導電性シートと第２電極との間に存在させるはんだの量をコントロールするのが困難であり、接合が不十分になったり、導電性シートの平坦面と電池の平坦面とが完全に密着しないなどにより、電気抵抗が大きくなるおそれを生じる。また、導電性接着剤を用いる場合、導電性を高めようとすると接合強度が弱くなり、振動や電池の体積変化により接合状態が変化し、電気抵抗の増加などの課題を生じるおそれがある。
　そこで、本開示は、良好な電気的接続を維持することができ、かつ、封止性に優れた電気化学素子を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本開示は次のように構成した。すなわち、本開示に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極層と蓋材側に配置された第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備える。ケースの凹状容器又は蓋材は、第１電極層に対応して内部から外部に通じる第１導通経路と、第２電極層に対応して内部から外部に通じる導通経路を有している。第１電極層は、第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極層は、導電板を介して第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、その縁端が凹状容器の側壁部に固定されている。発電要素は、導電板によって前記凹状容器の底部方向へと押圧される。
　本開示に係る電気化学素子によれば、良好な電気的接続を維持することができ、かつ、優れた封止性を実現することができる。
図１は、第１実施形態に係る電気化学素子を示す断面図である。 図２は、図１に示す電気化学素子の凹状容器を示す外観斜視図である。 図３は、電気化学素子の他の凹状容器を示す外観斜視図である。 図４は、図１に示す電気化学素子（蓋材及び導電板を除く。）を示す平面図である。 図５は、図１に示す電気化学素子の導電板を示す平面図である。 図６は、第２実施形態に係る電気化学素子を示す断面図である。 図７は、第３実施形態に係る電気化学素子を示す断面図である。 図８は、電気化学素子の他の凹状容器を示す外観斜視図である。
　（構成１）
　本開示の実施形態に係る電気化学素子は、底部及び側壁部を有する凹状容器と凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極層と蓋材側に配置された第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備える。
　ここで、発電要素は、第１電極層及び第２電極層により電力を外部に供給可能な構成要素を言う。発電要素としては、リチウムイオン二次電池又は全固体電池等の電池のほか、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタ等が例示される。
　発電要素の第１電極層と第２電極層とは、隔離層により電気的に隔離される。隔離層としては、通常電池又はキャパシタで使用される固体電解質層又はセパレータを用いることができる。
　ケースの凹状容器又は蓋材は、第１電極層に対応して内部から外部に通じる第１導通経路と、第２電極層に対応して内部から外部に通じる導通経路を有している。第１電極層は、第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極層は、導電板を介して第２導通経路と電気的に接続されている。
　また、導電板は、その縁端が凹状容器の側壁部に固定されている。発電要素は、導電板によって前記凹状容器の底部方向へと押圧される。
　このように導電板が発電要素を凹状容器の底部側へと押圧することにより、導電板が発電要素の体積変化によっても発電要素とより安定的に接触する。また、導電板の縁端が凹状容器の側壁部に固定されていることにより、密閉型電池は、振動等により導電板に位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持させることができる。また、蓋材が発電要素と当接しないため、凹状容器の側壁部の上端面に蓋材を接合する際に発電要素の厚みのばらつきの影響を受けなくなり、ケースの封止性を向上させることができる。
　さらに、導電板と蓋材との間には隙間が形成されている。これにより、発電要素の体積変化によって導電板が蓋材側へと押された場合であっても、導電板が蓋材に接触することがなく、蓋材の変形を抑制することができる。また、蓋材と凹状容器とは、接着剤により接着されてもよく、シールリングを介して溶接して固定されるのであってもよい。蓋材と導電板との間に隙間を設けたことにより、蓋材と凹状容器とを溶接する場合には、この溶接熱の発電要素への影響を抑制することができる。さらに、蓋材と導電板とが接触しないため、凹状容器の上端面に蓋材を接合する際に電池要素や導電板を蓋材で押圧する必要がなくなり、ケースの封止性をより向上させることができる。また、発電要素の体積膨張により導電板が蓋材側に変形しても蓋材が導電板によって押圧されないため、充放電時の蓋材の変形を防ぐこともできる。
　（構成２）
　構成１の電気化学素子において、導電板は、凹状容器の側壁部に固定される縁端と、発電要素に対向し、発電要素を凹状容器の底部方向へ押圧する平面を有する底面と、底面から厚み方向に変位した段部とを有してよい。導電板の厚み方向とは、底面に対して直交する方向とも言える。導電板の縁端は、凹状容器の側壁部に固定することができるよう構成されている。導電板の縁端が凹状容器の側壁部に固定されることにより、導電板の底面は、発電要素を凹状容器の底部方向へ押圧することができる。この状態において、上述のように、導電板は、第２電極層と、第２導通経路とを電気的に接続している。
　ここで、導電板の平面を有する底面が、発電要素をより広い面積で凹状容器の底部側へと押圧することにより、発電要素に体積変化が生じても、導電板が発電要素とより安定的に接触する。また、発電要素の膨張時における電極層の破損を抑制することができ、良好な電気的接続を維持することができる。また、蓋材が導電板や発電要素と当接しないため、凹状容器の側壁部の上端面に蓋材を接合する際に、全周にわたって均一な接合を行うことができ、ケースの封止性を向上させることができる。
　導電板の底面の周囲には、厚み方向に変位した段部が形成されている。これにより、導電板がバネとして機能しやすくなり、弾性により前記底面が発電要素を押圧しやすくなる。また、ダイヤフラム状に形成された導電板に比べ、全体の厚みを薄くすることができる。また、導電板の縁端、すなわち、後述するような被支持部の位置は、高さ方向（導電板の厚み方向）に自由に設定することができ、例えば、導電板の縁端における、凹状容器の側壁部の内周面に固定される位置を、導電板の底面よりも凹状容器の底部に近い位置とすることもできるので、蓋材と導電板との間に隙間を形成した場合でも、蓋材と導電板の底面との距離が大きくならず、従って、蓋材と発電要素との間の空隙を制限することができるので、高容量化の阻害要因となることを防ぐことができる。
　（構成３）
　構成１又は２の電気化学素子において、凹状容器は、側壁部に複数の支持部を有してよい。導電板の縁端は、各々の支持部に対応する複数の被支持部を有してよい。各々の被支持部は、支持部に固定されてよい。
　導電板の縁端は、例えば以下のようにして、凹状容器の側壁部に固定することができる。凹状容器の側壁部の内周面には、導電板の縁端を係止させるための支持部が設けられる。また、導電板の端縁には、支持部に係止させる被支持部が設けられる。導電板を確実に固定するために、凹状容器の側壁部の内周面には、支持部を複数設けることが好ましく、導電板の端縁には、各々の支持部の位置に対応する複数の被支持部を設けることが好ましい。各々の被支持部が支持部に係止されて支持されることにより、導電板の縁端は、側壁部に固定されるとともに、導電板の底面は、発電要素を凹状容器の底部方向へ押圧することができる。これにより、より良好な電気的接続を維持することができる。
　（構成４）
　構成３の電気化学素子において、凹状容器の支持部は、側壁部の内周面に形成された張出部とすることができる。導電板の被支持部は、導電板の縁端から延びて張出部の下面に係止可能な係止片とすることができる。
　（構成５）
　構成１～４のいずれかの電気化学素子において、隔離層は、硫化物系固体電解質を有する固体電解質層であってよい。
　（構成６）
　構成１～５のいずれかの電気化学素子において、電気化学素子は、導電板の底面と発電要素との間に、導電シートをさらに有してよい。電気化学素子は、導電板の底面と発電要素との間に、例えば、金属製の箔や多孔体、或いはカーボン製のシートや不織布などの導電シートや、金属やカーボンなどの導電材料を含む塗膜や蒸着膜等の導電膜を配置してもよい。これにより、導電板と発電要素とを直接接触させる場合に比べ、接触抵抗を低減することができ、より一層良好な電気的接続を実現することができる。なお、接触抵抗を低減しやすくするために、導電シートや導電膜は、導電板に比べて変形しやすい柔軟性の高いものを用いることが好ましい。
　電気化学素子は、前記発電要素をケースとは別の外装材、例えば金属製の容器に封入した状態でケースの内部に封入することができ、発電要素をケース及び外装材によって二重に封止した状態で構成することもできる。すなわち、電気化学素子は、発電要素を外装材の中に封入して構成される扁平形素子を、ケース内に封止するように構成されてもよい。
　（構成７）
　したがって、電気化学素子の別の態様は、底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、ケース内に封止され、底部側に配置された第１電極端子及び蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と第１電極層及び第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、扁平形素子と蓋材との間に配置された導電板とを備える。第１電極端子は、ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されている。第２電極端子は、導電板を介してケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されている。導電板は、その縁端が前記凹状容器の側壁部に固定されている。扁平形素子は、導電板によって凹状容器の底部方向へと押圧される。導電板と前記蓋材との間には隙間が形成されている、このように、ケースの内部空間に扁平形素子を収容した場合であっても、良好な電気的接続を維持させることができる。
　（構成８）
　構成７の電気化学素子において、導電板は、前記凹状容器の側壁部に固定される縁端と、扁平形素子に対向し、扁平形素子を凹状容器の底部方向へ押圧する平面状の底面と、底面から厚み方向に変位した段部とを有してよい。これにより、構成８の電気化学素子は、構成２の電気化学素子と同様の効果を得ることができる。
　（構成９）
　構成７及び８の電気化学素子において、凹状容器は、側壁部に複数の支持部を有する。導電板の縁端は、各々の支持部に対応する複数の被支持部を有する。各々の被支持部は、前記支持部に固定される。これにより、構成９の電気化学素子は、構成３の電気化学素子と同様の効果を得ることができる。
　（構成１０）
　構成９の電気化学素子において、凹状容器の支持部は、側壁部の内周面に形成された張出部とすることができる。導電板の被支持部は、導電板の縁端から延びて張出部の下面に係止可能な係止片とすることができる。
　（構成１１）
　構成７～１０のいずれかの電気化学素子において、隔離層は、硫化物系固体電解質を有する固体電解質層である。扁平形素子は、全固体電池である。
　（構成１２）
　構成７～１１のいずれかの電気化学素子において、電気化学素子は、導電板の底面と扁平形素子との間に、導電シートをさらに有する。これにより、構成１２の電気化学素子は、構成６の電気化学素子と同様の効果を得ることができる。
　なお、凹状容器の材質は、特に限定されず、樹脂、ガラス（硼珪酸ガラス、ガラスセラミックスなど）、金属及びセラミック等、種々のものを例示することができる。樹脂中にセラミックやガラスの粉末が分散された複合材であってもよい。凹状容器を金属材料で構成する場合は、凹状容器と発電要素との絶縁、或いは、凹状容器と扁平形素子との絶縁を確保するため、凹状容器の底部の内面及び側壁部の内周面を樹脂材料又はガラス等の絶縁材で被覆することが望ましい。
（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について、電気化学素子が全固体電池である場合を例にして、図１～図５を用いて具体的に説明する。まず、図１に示すように、電気化学素子１は、ケース１０と、ケース１０に収容される発電要素２０と、ケース１０に収容される導電板３０とから構成されている。
　ケース１０は、凹状容器１１、蓋材１２、外部端子１３及び外部端子１４を含んでいる。
　凹状容器１１は、セラミック製である。凹状容器１１は、四角形状の底部１１１と、底部１１１の外周から連続して形成され、内部に発電要素２０を収容するための円筒形状の空間を有する四角筒形状の側壁部１１２とを含んでいる。側壁部１１２は、縦断面視で、底部１１１に対して略垂直に延びるように設けられている。底部１１１の内部には、導体部１１３が形成されている。導体部１１３は、発電要素２０に導電接続されるように発電要素２０と底部１１１との間に延設されており、電極層２１と対応する導通経路を形成している。側壁部１１２の内部には、導体部１１４が形成されている。導体部１１４の一部は、図１に示すように、側壁部１１２の内周面において、後述する支持部１１５の下面及び側面に露出して形成されており、電極層２２と対応する導通経路を形成している。凹状容器１１の製造方法については、後述する。なお、凹状容器１１は、セラミック製に限られず、合成樹脂等の絶縁性材料から構成されてもよい。なお、凹状容器１１は、平面視において四角形状に限られず、円形状、楕円形状及び多角形状であってもよい。なお、発電要素２０を収容するための内部の空間は、円筒形状に限られず、発電要素２０の形状に応じて四角筒形状など多角筒形状に形成されてもよい。また、導体部１１４は、側壁部１１２の内部ではなく、側壁部１１２の内面に形成し、さらに底部１１１の内部を貫通させて外部端子１４と導通させてもよい。この場合、発電要素２０の外周面と導体部１１４とが接触しないように、発電要素２０の外周面と導体部１１４との間、例えば、導体部１１４の内表面に絶縁層を形成するのが望ましい。
　側壁部１１２は、導電板３０を支持する複数の支持部１１５を有している。本実施形態において、支持部１１５は、側壁部１１２の内周面の上端部に形成され、径方向内方へ張り出した張出部である。より具体的に、支持部１１５は、図２に示すように、側壁部１１２の内周面において径方向外方に向かって形成された複数の窪みの天壁である。これにより、支持部１１５は、径方向内方へ張り出すように形成される。各々の支持部１１５の下面、すなわち、各々の天壁の下面は、後述する導電板３０の被支持部３１を係止して支持することができる。また、本実施形態では４つの支持部１１５が設けられているが、その数は限定されず、例えば、後述する導電板３０の被支持部３１を２つにした場合は、図３に示すように被支持部３１に対応する位置に２つの支持部１１５を設ければよい。
　蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆う四角形状の金属製薄板である。蓋材１２は、図１及び図４に示すように、その外周端部の下面と凹状容器１１の上端との間に配された四角枠状のシールリング１５によって凹状容器１１に接合（シーム溶接）されている。これにより、ケース１０の内部空間は完全に密閉される。ケース１０の内部空間は、発電要素２０への影響を考慮して真空雰囲気或いは窒素等の不活性ガス雰囲気であることが好ましい。なお、蓋材１２は、凹状容器１１の開口を覆うことができれば、金属製薄板に限られるものではない。蓋材１２は、四角形状に限られず、凹状容器１１の平面視における形状に応じて、円形状、楕円形状及び多角形状等に種々変更することができる。また、蓋材１２は、平板以外の形状であってもよい。なお、蓋材１２は、接着剤によって凹状容器１１と接着されてもよく、蓋材１２と凹状容器１１との接合方法は特に限定されない。
　外部端子１３は、凹状容器１１の底部１１１の外面に配置されている。外部端子１３は、導体部１１３を介して後述する電極層２１に電気的に接続されている。電極層２１は、後述するように正極層として機能する。したがって、導体部１１３は、外部端子１３と正極層とを導通させる導通経路となり、外部端子１３は、正極の端子として機能する。
　外部端子１４は、凹状容器１１の底部１１１の外面に外部端子１３から離れて配置されている。外部端子１４は、導体部１１４を介して後述する導電板３０の被支持部３１と電気的に接続されている。後述するように、導電板３０は、負極層として機能する電極層２２に電気的に接続される。したがって、導体部１１４は、外部端子１４と負極層とを導通させる導通経路となり、導電板３０は、この導通経路と電極層２２とを導通させる接続端子となるため、外部端子１４は、負極の端子として機能する。なお、外部端子１３及び外部端子１４の配置は、上記に限定されず、凹状容器１１の側壁部１１２の外面に配置されてもよく、蓋材１２を導体部１１４として機能させ、外部端子１４を蓋材１２の外面に形成することも可能である。ただし、これら両端子を凹状容器１１の底部１１１の外面に一定の間隔を設けて配置することにより、回路基板の表面への実装が容易になる。
　ここで、凹状容器１１の製造方法について説明する。まず、セラミックのグリーンシートに金属ペーストを印刷塗布して導体部１１３及び導体部１１４となる印刷パターンを形成する。次に、これらの印刷パターンを形成したグリーンシートを複数積層し、焼成する。形状の異なる複数のグリーンシートを積層することにより、上述した支持部１１５が形成される。これにより、内部に導体部１１３及び導体部１１４を有し、且つ、側壁部１１２の内周面に上述した支持部１１５を有する凹状容器１１を作製することができる。なお、側壁部１１２の内周面に支持部１１５を形成できれば、このような製法に限定されるものではない。なお、外部端子１３及び外部端子１４は、この金属ペーストの印刷パターンによって形成することもできる。
　発電要素２０は、電極層（正極層）２１と電極層（負極層）２２と固体電解質層２３とを積層した積層体を含んでいる。固体電解質層２３は、隔離層として電極層２１と電極層２２との間に配置されている。すなわち、本実施形態において、隔離層は、固体電解質層２３である。発電要素２０は、円柱形状に形成されている。発電要素２０は、凹状容器１１の底部１１１側（図示の下方）から電極層２１、固体電解質層２３、電極層２２の順で積層されている。すなわち、発電要素２０は、その一方の端部である電極層２１が凹状容器１１の底部１１１側となるように配置され、且つ、その他方の端部である電極層２２が蓋材１２側となるように配置され、ケース１０の内部空間に収容されている。なお、発電要素２０は、円柱形状に限られず、直方体形状や多角柱形状等、種々変更することができる。また、発電要素２０は、複数の積層体を有していてもよい。複数の積層体は、直列に接続されるように積層されていてもよい。
　電極層２１は、正極活物質として、コバルト酸リチウムと、硫化物系固体電解質と、導電助剤であるグラフェンとを質量比で６５：３０：５の割合で含有した正極合剤を直径７．４５ｍｍの金型に入れて円柱形状に成形した正極ペレットである。なお、電極層２１の正極活物質は、発電要素２０の正極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、オリビン型複合酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。他の構成材や割合についても、特に限定されるものではない。また、電極層２３１のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　電極層２２は、リチウムイオン二次電池に用いられる負極活物質として、ＬＴＯ（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、チタン酸リチウム）と、硫化物系固体電解質と、グラフェンとを重量比で５０：４０：１０の割合で含有した負極合剤を円柱形状に成形した負極ペレットである。なお、電極層２２の負極活物質は、発電要素２０の負極層として機能することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、金属リチウム、リチウム合金のほか、黒鉛、低結晶カーボンなどの炭素材料や、ＳｉＯなどの酸化物等であってもよく、これらを適宜混合したものであってもよい。他の構成材や割合についても、特に限定されるものではない。また、電極層２２のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　固体電解質層２３は、硫化物系固体電解質を含む。固体電解質層２３は、円柱形状に成形されている。なお、電極層２１、電極層２２及び固体電解質層２３に含まれる固体電解質は、特に限定はされないが、イオン伝導性の点から硫化物系固体電解質、特にアルジロダイト型の硫化物系固体電解質が好ましく用いられる。硫化物系固体電解質を用いる場合には、正極活物質との反応を防ぐために、正極活物質の表面をニオブ酸化物などのリチウムイオン伝導性材料で被覆することが好ましい。また、固体電解質層２３、電極層２１および電極層２２に含まれる固体電解質は、水素化物系固体電解質や酸化物系固体電解質等であってもよい。また、固体電解質層２３のサイズや形状は、円柱形状に限定されるものではなく、電気化学素子１のサイズや形状に応じて種々変更可能である。
　導電板３０は、図１及び図５に示すように、ケース１０の凹状容器１１の開口部に設置される金属製の平面視において四角形状の板材である。導電板３０は、上述した各々の支持部１１５の位置に対応する複数の被支持部３１を有する。本実施形態において、被支持部３１は、上述した支持部１１５、すなわち、天壁の下面に係止されるフック状の係止片である。より具体的に、被支持部３１は、導電板３０の縁端から上述の支持部１１５に向かって（図１の下方に）延びている。被支持部３１は、支持部１１５、すなわち、天壁の下面に向かって折り返された先端を有している。被支持部３１の先端は、上述の天壁の下面及び側面において露出した導体部１１４に接触している。これにより、導電板３０は、集電体として機能するとともに、電極層２２と外部端子１４に繋がる導通経路とを電気的に接続する接続端子として機能する。導電板３０は、凹状容器１１の内周面に形成された支持部１１５に支持され、凹状容器１１の開口の一部を覆う。導電板３０の平面視における面積は、凹状容器１１の開口面積よりも小さい。
　図１に示すように、導電板３０は、凹状容器１１の側壁部１１２に固定された状態で発電要素２０を凹状容器１１の底部１１１方向へ押圧する。導電板３０は、発電要素２０のもう一方の端部である電極層２２の上面との接触位置に、電極層２２の方向へ窪む凹部を有する。凹部の底面３２は、発電要素２０をより広い面積で押圧できるように平面に形成されている。また、凹部の底面３２の周囲は、厚み方向に変位した段部３３となっている。段部３３は、発電要素２０に向かって徐々に径が小さくなる円錐台の周壁である。凹部の底面３２は、図１に示すように、電極層２２に対向し、電極層２２の上面に接触している。このように、平面に形成された底面３２が電極層２２を広い面積で押圧することにより、発電要素２０の膨張時における電極層２２の破損を抑制することができる。また、導電板３０と発電要素２０とのより広い接触面積を確保し、導電板３０と発電要素２０との導電接続をより広い面積で行うことにより、良好な電気的接続を維持することができる。また、段部３３を設けたことにより、導電板３０の全体の厚みを薄くすることができる。さらに、導電板３０の縁端、すなわち、被支持部の位置は、高さ方向（導電板の厚み方向）に自由に設定できるため、蓋材１２と導電板３０との間に隙間を形成した場合でも、蓋材１２と導電板３０の底面３２との距離が大きくならない。その結果、蓋材１２と発電要素２０との間の空隙が大きくなることを抑制できるため、電気化学素子１の高容量化を図ることができる。なお、厚み方向とは、図１の上下方向（電気化学素子１の高さ方向）であり、図示において底面３２に対して直交する方向とも言える。なお、底面３２の全体が平面である必要はなく、一部が平面以外の形状であってもよい。ただし、底面３２のうち平面が占める割合が大きいほど電極層２２との接触面積が大きくなり、接触抵抗を低下させることができるため好ましく、底面３２全体を平面で構成することがより好ましい。
　導電板３０を構成する金属は、ニッケル、鉄、銅、クロム、コバルト、チタン、アルミニウム及びこれらの合金等が例示され、板バネとしての機能を発揮させやすくするため、ＳＵＳ３０１－ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４－ＣＳＰ、ＳＵＳ３１６－ＣＳＰ、ＳＵＳ４２０Ｊ２－ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１－ＣＳＰ及びＳＵＳ６３２Ｊ１－ＣＳＰ等のバネ用ステンレス鋼が好ましく用いられる。
　また、導電板３０の厚みは、発電要素２０への押圧力を一定以上とするために、０．０５ｍｍ以上とすることが好ましく、０．０７ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．１ｍｍ以上とすることが特に好ましい。一方、導電板３０の厚みが厚くなり過ぎてケース内の収容容積が大きくなるのを防ぎ、また、導電板３０を変形しやすくして側壁部１１２に容易に係止できるようにするため、導電板３０の厚みは、０．５ｍｍ以下とすることが好ましく、０．４ｍｍ以下とすることがより好ましく、０．３ｍｍ以下とすることが特に好ましい。
　導電板の底面の面積は、接触抵抗を低減するために、対向する発電要素の電極２２の平面視における面積の１０％以上とすることが好ましく、３０％以上とすることがより好ましく、５０％以上とすることが特に好ましく、６０％以上とすることが最も好ましい。一方、発電要素２０の径方向の周囲の空隙を小さくするためには、導電板３０の底面３２の面積は、対向する発電要素２０の平面視における電極層２２の面積の１００％以下であることが好ましく、９５％以下であることがより好ましく、９０％以下であることが特に好ましく、８５％以下であることが最も好ましい。また、導電板３０の底面３２の形状は、完全な平坦面でなくてもよく、発電要素２０との接触抵抗を低減するため、エンボス加工が施される等、凹凸を有する面であってもよい。
　導電板３０は、凹状容器１１の内部に発電要素２０が収容されたのち、発電要素２０の上面に載置される。導電板３０が発電要素２０の上面に載置された状態で、被支持部３１の先端は、発電要素２０の軸方向（図１の上下方向）において、発電要素２０の上面と支持部１１５、すなわち、天壁の下面との間に位置付けられる。そして、導電板３０の被支持部３１を凹状容器１１の底部１１１の方向へと押し込みながら、被支持部３１を支持部１１５に支持させる。より具体的には、被支持部３１の先端を支持部１１５、すなわち、天壁の下面に係止させる。導電板３０は、被支持部３１が下方へと押し込まれるため、発電要素２０に接触した状態で電極層２２とは反対方向へ撓む。導電板３０は、その弾性力によって凹状容器１１の底部１１１の方向へと発電要素２０を押圧する。これにより、導電板３０は、振動等によって位置ズレすることなく、発電要素２０とより安定的に接触し、振動等により位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持することができる。このとき、上述の凹部を形成することにより、平面状の底面３２への撓みの影響が少なくなるため、より良好に電気的接続を維持させることができる。このように、導電板３０は、縁端が側壁部１１２の内周面に支持された状態で、その弾性力によって発電要素２０を凹状容器１１の底部１１１側へと押圧することがきれば、その構成は特に限定されるものではない。
　導電板３０と蓋材１２との間には隙間が形成される。すなわち、導電板３０と蓋材１２とは接触しない。これにより、発電要素２０の体積変化によって導電板３０が蓋材１２側へと押された場合であっても、蓋材１２の変形を抑制することができる。また、蓋材１２と凹状容器１１とは、上述の通りシールリング１５を介して溶接される。導電板３０と蓋材１２との間に隙間を設けたことにより、発電要素２０への溶接熱の影響を抑制することができる。さらに、導電板３０と蓋材１２とが接触しないため、凹状容器１１の側壁部１１２の上端面に蓋材１２を接合する際に発電要素２０の体積変化の影響を受けなくなり、ケース１０の封止性をより向上させることができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態の電気化学素子１について、図６を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
　本実施形態の電気化学素子１は、電極層２２と導電板３０との間に導電シート４０を有する。導電シート４０は、本実施形態において、膨張黒鉛により構成された導電性のカーボンシート、すなわち、黒鉛シートである。黒鉛シートは、以下のように製造される。まず、天然黒鉛に酸処理を施した酸処理黒鉛の粒子を加熱する。そうすると、酸処理黒鉛は、その層間にある酸が気化して発泡することによって膨張する。この膨張化した黒鉛（膨張黒鉛）をフェルト状に成型し、さらに、ロール圧延機を用いて圧延することによりシート体を形成する。導電シート４０は、この膨張黒鉛のシート体を円形状にくり抜くことにより製造される。上述の通り、膨張黒鉛は、酸が気化して酸処理黒鉛が発泡することによって形成される。そのため、黒鉛シートは、多孔質形状に形成されている。したがって、黒鉛シートは、黒鉛自体がもつ導電性とともに、従来の黒鉛製品にはない柔軟性をも有する。なお、黒鉛シートの製造方法はこれに限られず、膨張黒鉛以外の材料で構成されてもよく、どのような方法で黒鉛シートを製造してもよい。
　黒鉛シートのみかけ密度は、０．３ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、より好ましくは０．７ｇ／ｃｍ３以上であり、１．５ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、より好ましくは１．３ｇ／ｃｍ３以下とするのがよい。黒鉛シートのみかけ密度が低すぎると黒鉛シートが破損しやすくなり、みかけ密度が高すぎると柔軟性が低下するためである。なお、みかけ密度は、黒鉛シートに限られるものではなく、導電性テープなど他の素材によって形成された導電シート４０においても適用可能である。
　黒鉛シートの厚みは、０．０５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．０７ｍｍ以上とするのがよく、０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以下とするのがよい。黒鉛シートの厚みが小さすぎると黒鉛シートが破損しやすくなり、厚みが大きすぎると黒鉛シートが発電要素２０を収容するケース１０の内部空間を狭め、収容できる発電要素２０の容積（厚み）が減少するためである。なお、黒鉛シートの厚みは、黒鉛シートに限られるものではなく、導電性テープや金属など他の素材によって形成された導電シート４０においても適用可能である。
　このように、導電板よりも柔軟性の高い、すなわち変形容易な導電シート４０を設けたことにより、上述した導電板３０の押圧力がより均一に発電要素２０に伝わり、発電要素２０の破損を抑制するとともに、電気的接続の安定化を図ることができる。なお、導電シート４０は、図６に示すように、電極層２１と凹状容器１１の底部１１１との間に配置されてもよい。これにより、さらに発電要素２０の破損の抑制及び電気的接続の安定化を図ることができる。
（第３実施形態）
　次に、第３実施形態の電気化学素子１について、図７を用いて具体的に説明する。本実施形態の電気化学素子１において、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１と同じ構成については基本的には説明を省略し、第１実施形態及び第２実施形態の電気化学素子１とは異なる構成についてのみ説明する。
　本実施形態の電気化学素子１は、ケース１０の内部空間に扁平形素子５０を収容している。扁平形素子５０は、図７に示すように、外装缶（電極端子）５１、封口缶（電極端子）５２、上述の発電要素２０及びガスケット５３を有している。
　外装缶５１は、円形状の平面部５１１と、平面部５１１の外周から連続して形成される円筒状の筒状側壁部５１２とを備える。筒状側壁部５１２は、縦断面視で、平面部５１１に対して略垂直に延びるように設けられている。外装缶５１は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。外装缶５１は、凹状容器１１の底部１１１側に配置されている。
　封口缶５２は、円形状の平面部５２１と、平面部５２１の外周から連続して形成される円筒状の周壁部５２２とを備える。封口缶５２の開口は、外装缶５１の開口と対向している。封口缶５２は、ステンレスなどの金属材料によって形成されている。封口缶５２は、蓋材１２側に配置されている。外装缶５１と封口缶５２との間には、発電要素２０が収容される。したがって、外装缶５１は、導体部１１３に接続される電極端子として機能し、封口缶５２は、導電板３０に接続されるもう一方の電極端子として機能する。
　外装缶５１と封口缶５２とは、発電要素２０を内部空間に収容したのち、外装缶５１の筒状側壁部５１２と封口缶５２の周壁部５２２との間にガスケット５３を介してカシメられる。より具体的には、外装缶５１と封口缶５２とは、外装缶５１と封口缶５２の互いの開口を対向させ、外装缶５１の筒状側壁部５１２の内側に封口缶５２の周壁部５２２を挿入したのち、筒状側壁部５１２と周壁部５２２との間にガスケット５３を介してカシメられる。これにより、外装缶５１と封口缶５２によって形成された内部空間は、密閉状態となる。なお、外装缶５１及び封口缶５２は各々、平面視において円形状に限られず、楕円形状又は多角形状等、種々変更することができる。
　ガスケット５３は、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン樹脂又はポリフェニレンサルファイド樹脂等の樹脂材料によって構成されている。なお、外装缶５１と封口缶５２によって形成された内部空間を密閉状態とする方法は、ガスケット５３を介したカシメに限られず、他の方法によってなされるのであってもよい。例えば、外装缶５１の筒状側壁部５１２と封口缶５２の周壁部５２２との間に熱溶融性樹脂や接着剤などを介在させて接合し、封止するものであってもよい。
　導電板３０は、凹状容器１１の内部に扁平形素子５０が収容されたのち、扁平形素子５０の上面に載置され、被支持部３１を支持部１１５に係止させて支持させる。この時、導電板３０は、封口缶５２の平面部５２１に接触した状態で扁平形素子５０とは反対方向へ撓む。導電板３０は、その弾性力によって凹状容器１１の底部１１１の方向へと扁平形素子５０を押圧する。これにより、導電板３０は、振動等によって位置ズレすることなく、扁平形素子５０とより安定的に接触し、上述の第１実施形態の電気化学素子１と同様に、振動等により位置ズレが生じることなく、良好な電気的接続を維持することができる。
　本実施形態の電気化学素子１においても、特に図示しないが、扁平形素子５０と導電板３０との間に上述した導電シート４０或いは導電膜を配置してもよい。また、扁平形素子０と凹状容器１１の底部１１１との間に導電シート４０或いは導電膜を配置してもよい。
　扁平形素子５０は、固体電解質層を有する全固体電池に限られるものではなく、リチウムイオン二次電池などの非水電解質電池や、その他扁平形状を有する電池、或いは、リチウムイオンキャパシタ等のキャパシタであってもよい。
　（変形例１）
　上述の第１実施形態では支持部１１５を径方向内方へ張り出すように形成したが、支持部１１５は、図８に示すように、側壁部１１２の内周面の上端部において、側壁部１１２の内周面の周方向に沿って張り出すように形成してもよい。すなわち、支持部１１５は側壁部１１２の内周面において径方向外方に向かって形成された天壁であってもよい。天壁は、導電板３０の被支持部（係止片）３１を凹状容器１１の上端面から挿入するための開口を有する。被支持部３１は、天壁の開口から窪み内部へ挿入される。このとき、導電板３０を水平方向に回転させることにより、被支持部３１の折り返された先端が天板の下面に当接する。このように支持部１１５に対して被支持部３１を支持させることもできる。この際、導電板３０の被支持部３１の向きは、周方向に張り出した支持部１１５に対して係止できるように変更すればよい。例えば、図５に示す被支持部３１の平面視における角度を９０度変位させればよい。なお、図８に示すように、凹状容器１１は２つの支持部１１５を有しているが、支持部１１５の数は２つ以上であってもよい。被支持部３１は、支持部１１５の数に応じて形成すればよい。
　（変形例２）
　また、支持部１１５は、側壁部１１２の内周面ではなく、側壁部１１２の上端面に設けられてもよい。例えば、支持部１１５は、特に図示はしないが、側壁部１１２の上端面に開口を有する窪みにおいて、径方向内方へ張り出した張出部としてもよい。この場合、導電板３０は、側壁部１１２の上端面に設けられた窪みに被支持部３１が挿し込まれるようにして固定することができる。被支持部３１の先端は、径方向内方又は周方向に張り出した支持部１１５（張出部）の下面によって支持されてもよく、窪み自体を支持部１１５として、窪みの内側面に対して被支持部３１を圧接するようにして導電板３０を固定してもよい。このように、導電板３０は、その縁端が側壁部１１２に固定された状態で、その弾性力によって発電要素２０を凹状容器１１の底部１１１側へと押圧することがきれば、その構成は特に限定されるものではない。
　上述の第１～３の実施形態において、電極層２１を正極層として機能させ、電極層２２を負極層として機能させたが、電極層２１を負極層として機能させ、電極層２２を負極層として機能させてもよい。この場合、外部端子１３が負極の端子として機能し、外部端子１４が正極の端子として機能する。
　上述の第３実施形態において、扁平形素子５０は、外装缶５１が凹状容器１１の底部１１１側に配置されるようにケース１０の内部空間に収容したが、封口缶５２が凹状容器１１の底部１１１側に配置されるように収容してもよい。すなわち、扁平形素子５０は、図６に示す扁平形素子５０の天地を反転させた状態で、ケース１０の内部空間に収容されてもよい。
　（変形例３）
　上述の第１～２の実施形態では、発電要素２０を、電極層２１と電極層２２と固体電解質層２３とを積層した積層体で構成したが、隔離層として、固体電解質層２３に代えてセパレータ（図示せず。）を設け、ケース１０の内部空間に発電要素２０とともに電解液を収容することにより、電気化学素子をリチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等とすることができる。この場合、セパレータ及び電解液は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ又は電気二重層キャパシタ等で通常に用いられるものである。また、電極層２１と電極層２２は、各種の電気化学素子１で通常に用いられる正極及び負極の合剤層に置き換えればよい。
　以上、実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
〔耐振動性の評価〕
　厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４－ＣＳＰで構成された導電板を用い、図１に示される電気化学素子（全固体電池）を作製した。この実施例の電気化学素子について、以下のようにして振動試験を行い、耐振動性を評価した。
　実施例の電気化学素子の縦、横及び高さの３方向に対し、順に、正弦波の振動を加える試験を行った。正弦波の掃引は、周波数を変化させながら７Ｈｚ～２００Ｈｚの範囲を１５分間で往復する対数掃引とし、当該掃引を３方向に対しそれぞれ１２回繰り返した。なお、７Ｈｚ～１８Ｈｚの間は、ピーク加速度が１Ｇに維持されるように掃引し、１８Ｈｚからは、全振幅を０．８ｍｍに維持しながらピーク加速度が８Ｇに達する周波数（約５０Ｈｚ）まで掃引を行い、さらに、２００Ｈｚまでの間は、ピーク加速度が１Ｇに維持されるように掃引を行った。
　振動試験を行った実施例の電気化学素子に対し、印加電圧１０ｍＶで１ｋＨｚでの交流インピーダンスを測定し、振動試験の前に測定した交流インピーダンスの値と比較したが、変化は認められず、凹状容器の側壁部に係止した導電板により、電気的接続が良好に維持されていることを確認した。
　一方、比較のため、導電板を凹状容器の側壁部に係止せず、導電性接着剤を用いて凹状容器の側壁部に形成された導電経路に導電板を固定して導電経路と導通させた、比較例の電気化学素子を作製した。上述の実施例と同様の評価を行ったが、比較例の電気化学素子では振動試験後にインピーダンスの上昇（６０％以上）が認められ、電気的接続を良好に維持することができなかった。
　　１　電気化学素子、　１０　ケース、１１　凹状容器、１２　蓋材、１３　外部端子、１４　外部端子、１５　シールリング、１１１　底部、１１２　側壁部、１１３　導体部、１１４　導体部、１１５　支持部、２０　発電要素、３０　導電板、３１　被支持部、３２　凹部、３３　段部、４０　導電シート、５０　扁平形素子、５１　外装缶、５１１　平面部、５２　封口缶、５２１　平面部、５３　ガスケット

Claims (12)

  1. 　底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
    　前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極層と前記蓋材側に配置された第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを有する発電要素と、
    　前記発電要素と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
    　前記第１電極層は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
    　前記第２電極層は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
    　前記導電板は、その縁端が前記凹状容器の側壁部に固定されており、
    　前記発電要素は、前記導電板によって前記凹状容器の底部方向へと押圧され、
    　前記導電板と前記蓋材との間には隙間が形成されている、電気化学素子。
  2. 　請求項１に記載の電気化学素子であって、
    　前記導電板は、前記凹状容器の側壁部に固定される縁端と、前記発電要素に対向し、前記発電要素を前記凹状容器の底部方向へ押圧する平面を有する底面と、前記底面から厚み方向に変位した段部とを有する、電気化学素子。
  3. 　請求項１に記載の電気化学素子であって、
    　前記凹状容器は、前記側壁部に複数の支持部を有し、
    　前記導電板の縁端は、前記各々の支持部に対応する複数の被支持部を有し、
    　前記各々の被支持部は、前記支持部に固定される、電気化学素子。
  4. 　請求項３に記載の電気化学素子であって、
    　前記凹状容器の支持部は、前記側壁部の内周面に形成された張出部であり、
    　前記導電板の被支持部は、前記導電板の縁端から延びて前記張出部の下面に係止可能な係止片である、電気化学素子。
  5. 　請求項１に記載の電気化学素子であって、
    　前記隔離層は、硫化物系固体電解質を含む固体電解質層である、電気化学素子。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の電気化学素子であって、
    　前記導電板の底面と前記発電要素との間に、導電シートをさらに有する、電気化学素子。
  7. 　底部及び側壁部を有する凹状容器と前記凹状容器の開口を覆う蓋材とを有するケースと、
    　前記ケース内に封止され、前記底部側に配置された第１電極端子及び前記蓋材側に配置された第２電極端子を含む外装材と、前記外装材の内部に封入され、第１電極層と第２電極層と前記第１電極層及び前記第２電極層の間に配置された隔離層とを含む発電要素とを有する扁平形素子と、
    　前記扁平形素子と前記蓋材との間に配置された導電板とを備え、
    　前記第１電極端子は、前記ケースの内部から外部に通じる第１導通経路と電気的に接続されており、
    　前記第２電極端子は、前記導電板を介して前記ケースの内部から外部に通じる第２導通経路と電気的に接続されており、
    　前記導電板は、その縁端が前記凹状容器の側壁部に固定されており、
    　前記扁平形素子は、前記導電板によって前記凹状容器の底部方向へと押圧され、
    　前記導電板と前記蓋材との間には隙間が形成されている、電気化学素子。
  8. 　請求項７に記載の電気化学素子であって、
    　前記導電板は、前記凹状容器の側壁部に固定される縁端と、前記扁平形素子に対向し、前記扁平形素子を前記凹状容器の底部方向へ押圧する平面を有する底面と、前記底面から厚み方向に変位した段部とを有する、電気化学素子。
  9. 　請求項７に記載の電気化学素子であって、
    　前記凹状容器は、前記側壁部に複数の支持部を有し、
    　前記導電板の縁端は、前記各々の支持部に対応する複数の被支持部を有し、
    　前記各々の被支持部は、前記支持部に固定される、電気化学素子。
  10. 　請求項７に記載の電気化学素子であって、
    　前記凹状容器の支持部は、前記側壁部の内周面に形成された張出部であり、
    　前記導電板の被支持部は、前記導電板の縁端から延びて前記張出部の下面に係止可能な係止片である、電気化学素子。
  11. 　請求項７に記載の電気化学素子であって、
    　前記隔離層は、硫化物系固体電解質を含む固体電解質層であり、
    　前記扁平形素子は、全固体電池である、電気化学素子。
  12. 　請求項７～１１のいずれか１項に記載の電気化学素子であって、
    　前記導電板の底面と前記扁平形素子との間に、導電シートをさらに有する、電気化学素子。
PCT/JP2023/008960 2022-03-09 2023-03-09 電気化学素子 WO2023171735A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-035922 2022-03-09
JP2022035922 2022-03-09
JP2022-095723 2022-06-14
JP2022095723 2022-06-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023171735A1 true WO2023171735A1 (ja) 2023-09-14

Family

ID=87935199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/008960 WO2023171735A1 (ja) 2022-03-09 2023-03-09 電気化学素子

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023171735A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012792A (ja) * 2004-05-28 2006-01-12 Kyocera Corp 電池用ケースおよび電池ならびに電気二重層キャパシタ用ケースおよび電気二重層キャパシタ
JP2012227333A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス
JP2019021382A (ja) * 2017-07-11 2019-02-07 日産自動車株式会社 電池
JP2019102328A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 Fdk株式会社 電池ケース
JP2019169367A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 日本光電工業株式会社 医療用デバイス
WO2019194182A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 三洋電機株式会社 円筒形電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006012792A (ja) * 2004-05-28 2006-01-12 Kyocera Corp 電池用ケースおよび電池ならびに電気二重層キャパシタ用ケースおよび電気二重層キャパシタ
JP2012227333A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Taiyo Yuden Co Ltd 電気化学デバイス
JP2019021382A (ja) * 2017-07-11 2019-02-07 日産自動車株式会社 電池
JP2019102328A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 Fdk株式会社 電池ケース
JP2019169367A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 日本光電工業株式会社 医療用デバイス
WO2019194182A1 (ja) * 2018-04-06 2019-10-10 三洋電機株式会社 円筒形電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100866767B1 (ko) 이차전지용 안전부재
KR100823193B1 (ko) 이차 전지
KR20000047704A (ko) 단추전지형 재충전식 배터리
JP6432952B1 (ja) 電気化学セル
EP2341567A1 (en) Secondary battery
WO2022113989A1 (ja) ケース付き全固体電池
KR20060028177A (ko) 젤리롤 형 전극 조립체를 가지는 이차전지
JPH0582020B2 (ja)
EP4024574A1 (en) Top plate for laser welded lithium-ion button cell battery
JP2013168283A (ja) 蓄電素子
CN115552684A (zh) 二次电池
CN115104216A (zh) 二次电池
KR20020070392A (ko) 전기이중층 캐패시터 및 그 제조 방법
JP2000077078A (ja) 渦巻電極を備えた電池及びその製造法
JP2007214391A (ja) キャパシタ
WO2023191048A1 (ja) 全固体電池
WO2023171735A1 (ja) 電気化学素子
JP7107150B2 (ja) 蓄電装置
JP2017183619A (ja) 蓄電デバイス
CN113258215A (zh) 二次电池
WO2024029577A1 (ja) 電気化学素子
WO2024034601A1 (ja) 電気化学素子
WO2022102639A1 (ja) 全固体電池
WO2023243723A1 (ja) 電池
JP2020030899A (ja) 二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23766911

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1