(57)【要約】 【課題】  作業性を改善するとともに電気的接続性にも優れ、定期的なネジの巻き締めのいらない、優れた電気化学デバイス、および電気化学デバイスモジュールを提供すること。【解決手段】  セパレータを介して対向する正極電極と負極電極とを含む電気化学素子と、前記正極電極及び前記負極電極にそれぞれ電気的に接続される複数の外部端子板１２と、前記電気化学素子を内蔵し、接合部にて密閉する外装フィルムシート４とを有し、それぞれの外部端子板１２の少なくとも一部が外装フィルムシート４の外部に導出された電気化学デバイスであって、外部端子板１２は、外部機器と導電部材を介して電気的に接続するための複数の導体接続接点枝５を有し、導体接続接点枝５は、外部端子板１２の少なくとも一部に形成された複数の貫通孔に挟まれた領域にて形成され、外部端子板１２の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝５が前記導電部材と接触し電気的に接続すること特徴とする。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して対向する正極電極と負極電極とを含む電気化学素子と、前記正極電極及び前記負極電極にそれぞれ電気的に接続される複数の外部端子板と、前記電気化学素子を内蔵し、接合部にて密閉する外装フィルムとを有し、それぞれの前記外部端子板の少なくとも一部が前記外装フィルムの外部に導出された電気化学デバイスであって、前記外部端子板は、外部機器と導電部材を介して電気的に接続するための複数の導体接続接点枝を有し、前記導体接続接点枝は、前記外部端子板の少なくとも一部に形成された複数の貫通孔に挟まれた領域にて形成され、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝が前記導電部材と接触し電気的に接続すること特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記導体接続接点枝は、両端部の幅が狭く、中央部に向かって傾斜し中央部の幅が広くなる形状であり、両端部を軸として捩られることにより、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝の中央部が前記導電部材と接触することを特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記導体接続接点枝は、三角形状、半円状であり、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝の中央部が前記導電部材と接触することを特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記導体接続接点枝は、前記外部端子板の厚みに対して２０〜１０００％突出し、かつ前記導電部材との接触位置よりも突出し、前記導電部材と接触圧力を有した状態で電気的に接続することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
【請求項５】
前記導体接続接点枝は、少なくとも一部にテーパを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
【請求項６】
前記外部端子板の、少なくとも外装フィルムの外部に導出される部分の表面には、少なくとも一部にニッケル、クロム、錫、銀、白金、金、銅、ロジウム、パラジウムのいずれか一種以上を用いためっき処理が少なくとも一層以上施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
【請求項７】
前記電気化学デバイスが、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、およびハイブリッドキャパシタのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の電気化学デバイス。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気化学デバイスが、導電部材を介して直列もしくは並列に複数個接続された電気化学デバイスモジュールであって、前記外部端子板の厚み方向に突出した複数の導体接続接点枝が、前記導電部材に接触し電気的に接続されたことを特徴とする電気化学デバイスモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池などの電気化学デバイス、特に電気化学デバイスの外部に導出される外部端子板と電気化学素子とを内蔵して、接合部にて密封する外装フィルムとを有する、積層構造の電気化学デバイス、および電気化学デバイスモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ラミネートフィルムによる外装構造を有する充放電可能な電源機能を有する電気化学デバイスとしては、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池などがあり、また近年は、電気二重層キャパシタの正極とリチウムイオン二次電池の負極とを組み合わせたハイブリッドタイプのキャパシタ（以下ハイブリッドキャパシタ）も知られている。
【０００３】
電気二重層キャパシタは、一般に使用する電解液の種類により、硫酸、水酸化カリウムなどの無機系水溶液の電解液を用いる水系電解液タイプと、プロピレンカーボネート、アセトニトリルなどの水を含まない有機電解液を溶媒として、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（Ｅｔ4ＮＢＦ4）などを電解質として用いる非水系電解液タイプとに分類される。単一の電気二重層キャパシタの耐電圧は、水系電解液タイプの場合で１．２Ｖ程度、非水系電解液タイプの場合でも２．７Ｖ程度である。電気二重層キャパシタが蓄積可能なエネルギー容量を増加させるためには、この耐電圧をさらに高くすることが重要である。
【０００４】
また、リチウムイオン二次電池は、リチウム含有遷移金属酸化物を主成分とする正極、リチウムイオンを吸蔵し、脱離しうる炭素材料を主成分とする負極、およびリチウム塩を含む有機系電解液とから構成されている。リチウムイオン二次電池を充電すると、正極からリチウムイオンが脱離して負極の炭素材料に吸蔵され、放電したときは逆に負極からリチウムイオンが脱離して正極の金属酸化物に吸蔵される。リチウムイオン二次電池は電気二重層キャパシタに比べて高電圧、高容量であるという性質を有するが、一方でその内部抵抗が高く、また充放電サイクルに一定の寿命があるという欠点を持つ。
【０００５】
ハイブリッドタイプのキャパシタは、正極に活性炭を用い、負極にリチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材料を用いている。充放電時に負極においてリチウムイオンの吸蔵、脱離反応を伴うことから、キャパシタ内部で実際に生じる両電極間の電位差は、負極にリチウム金属を用いた場合により近い、より卑な値にて推移する。従って、従来の正極、負極に活性炭を用いた電気二重層キャパシタと比較してより高耐電圧化することができ、よって蓄積可能なエネルギー量を電気二重層キャパシタに比較して大きく増加させる（高エネルギー化）ことが可能となる。
【０００６】
従来の一般的な電気化学デバイスは、金属容器を用いたものである。この金属容器に収納された電気化学デバイスは、例えば以下の工程により作製されている。まず箔状に整形された正極板および負極板の間にセパレータを挟んで重ね、巻回するなどして断面形状が円形ないし非円形の素子となし、次いでその最外周にテープで巻き止めを行って電極体を形成する。この電極体をステンレス製や、ニッケルメッキを施した鉄もしくはアルミニウム製の金属容器に収納して、内部の電極体の正極板と負極板とに外部端子をそれぞれ接続し、金属容器に電解液を注液した後に蓋板を密封固着して完成させる。このように金属容器を用いた製品は気密性が高く、機械的強度にも優れているものの、軽量化が求められる用途や、市場ニーズに対応して様々な形状の製品が必要となる用途に用いる場合は大きな制約があった。この問題を解決する手段として、金属容器の代わりに電極体をラミネートフィルムなどにより外装する、外装フィルム構造が提案されている。
【０００７】
上述したような電気化学デバイスは、石油埋蔵量問題および地球温暖化等環境への配慮から、電気自動車などのモータ駆動用のエネルギー源、あるいはエネルギー回生システムのキーデバイスとして、さらには無停電電源装置、風力発電、太陽光発電への応用など、様々な新しい用途への適用が検討されており、次世代のデバイスとしてその期待度の高いデバイスである。
【０００８】
これらの電気化学デバイスを前記装置に適用するには、電気化学デバイスを直並列に接続することが必要となる。電気化学デバイスを電気的に接続するには、ブスバー等の導通部分が必要となり、部品数、作業工数が増加する問題がある。特に、直列に接続する際は、異極性同士が相対するように電気化学デバイスを交互に反転させながら重ね合わせ接続する必要があり、電位を持つ電池等の接続は大変困難を要し、これに伴う作業工数の増加、及び作業中の電気化学デバイスの破損等が問題となっている。また、長期的にはブスバー等でネジ止めをしていることから、定期的なネジの巻き締め等のメンテナンスが必要となっている。
【０００９】
この外装フィルム構造を有する電気化学デバイスの直並列接続に関する従来の問題の解決策としては特許文献１に記載の方法が提案されている。
【００１０】
特許文献１には、以下の構造が提案されている。ラミネートフィルム内に平板状の極板群が封入されたセルを組み合わせた組電池において、組電池には、セルＡ１とセルＢ２との２種のセルが用いられ、これらのセルは、ラミネートフィルムの一方の面が略平面の平面部と他方の面が突出した突出面部とを有し、正負極端子が平面部に沿ってラミネートフィルムの一辺から外部に導出されている。セルＡ１の各端子の先端部は平面部側と突出面部側とにそれぞれ屈曲されており、セルＢ２の両端子の先端部は突出面部側に屈曲されている。セルＡ１とセルＢ２とは、突出面部同士が対向するように配置されており、中間枠にネジで固定されている。セルＡ１の突出面部側に屈曲された端子とセルＢ２の突出面部側に屈曲された端子とが重ね合わされ接続されている。
【００１１】
このような構造によって、ブスバーレス化、モジュールの小型化、組立性の向上を図っている。しかしながら、共通の電気絶縁性材料である中間枠に端子を固定していることから、端子同士の接触面が片面のみとなり、端子の接触面の表面状態によっては、接触面積が小さくなり、接触抵抗が増大する可能性が高くなる。電気化学デバイスは、大電流の供給を求められるため、接触抵抗の増大は問題となることを否定できない。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−６６３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１記載の外装フィルムから導出する端子を相反する方向に屈曲させ、共通の電気絶縁材料から枠体に重ね合わせ固定する方法は、部品点数軽減並びに組立性の向上には一定の効果を有しているが、端子の接触面積が減ることから接触抵抗が増大すること、また定期的なネジの巻き締めが必要であるという問題があった。
【００１４】
定期的なネジの巻き締めの解決方法としては、ネジ緩み止め用に樹脂製の接着剤を用いることなど方法が考えられる。この場合は、直接電気化学デバイスの端子上に塗布する為、樹脂製接着剤が外装フィルムシート及び外部端子板の熱可塑性樹脂部への転写等により、外装フィルムシートや外部端子板の熱可塑性樹脂部が侵されたりすることにより外部端子板と外装フィルムシートの密着性が損なわれ、製品の信頼性を劣化させる要因となる。
【００１５】
電気自動車などのモータ駆動用のエネルギー源、あるいはエネルギー回生システムのキーデバイスとして、更には無停電電源装置、風力発電、太陽光発電への応用など、様々な新しい用途への適用が検討されている電気化学デバイスは、前記装置に適用する際、電気的な接続性に優れていることに加え、部品点数が少なく、設置等の作業性、その後のメンテナンス性に優れていることが好ましいと言える。従って、特許文献１に記載の方法の場合よりも作業性、デバイスの電気的接続性、メンテナンス性に優れた方法を提案する事はこれら新規分野への適用を図る為にも有用である。
【００１６】
従って、本発明の課題は、作業性、電気的接続性に優れ、定期的なネジの巻き締めの必要の無い電気化学デバイス、および電気化学デバイスモジュールを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、セパレータを介して互いに対向する正極電極と負極電極とを含む電気化学素子と、その電気化学素子が積層され、積層された各々の電気化学素子が内部に電解液を満たした外装フィルムシートにより封止されてなる電気化学デバイスの、外装フィルムシートから導出した外部端子構造に関するものである。本発明によれば、各々の電気化学素子から延出される正極電極及び負極電極がそれぞれ束ねられ、接合されてなる外部端子板のうち、外装フィルムから導出した領域に貫通孔を形成し、外部端子板の厚み方向に突出した複数の導体接続接点枝を設けた構成とする。
【００１８】
即ち、本発明は、セパレータを介して対向する正極電極と負極電極とを含む電気化学素子と、前記正極電極及び前記負極電極にそれぞれ電気的に接続される複数の外部端子板と、前記電気化学素子を内蔵し、接合部にて密閉する外装フィルムとを有し、それぞれの前記外部端子板の少なくとも一部が前記外装フィルムの外部に導出された電気化学デバイスであって、前記外部端子板は、外部機器と導電部材を介して電気的に接続するための複数の導体接続接点枝を有し、前記導体接続接点枝は、前記外部端子板の少なくとも一部に形成された複数の貫通孔に挟まれた領域にて形成され、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝が前記導電部材と接触し電気的に接続すること特徴とする電気化学デバイスである。
【００１９】
さらに、本発明は、前記導体接続接点枝は、両端部の幅が狭く、中央部に向かって傾斜し中央部の幅が広くなる形状であり、両端部を軸として捩られることにより、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝の中央部が前記導電部材と接触することを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２０】
さらに、本発明は、前記導体接続接点枝は、三角形状、半円状であり、前記外部端子板の厚み方向に突出し、突出した導体接続接点枝の中央部が前記導電部材と接触することを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２１】
さらに、本発明は、前記導体接続接点枝は、前記外部端子板の厚みに対して２０〜１０００％突出し、かつ前記導電部材との接触位置よりも突出し、前記導電部材と接触圧力を有した状態で電気的に接続することを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２２】
さらに、本発明は、前記導体接続接点枝は、少なくとも一部にテーパを備えていることを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２３】
さらに、本発明は、前記外部端子板の、少なくとも外装フィルムの外部に導出される部分の表面には、少なくとも一部にニッケル、クロム、錫、銀、白金、金、銅、ロジウム、パラジウムのいずれか一種以上を用いためっき処理が少なくとも一層以上施されていることを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２４】
さらに、本発明は、前記電気化学デバイスが、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、およびハイブリッドキャパシタのいずれかであることを特徴とする電気化学デバイスである。
【００２５】
さらに、本発明は、前記電気化学デバイスが、導電部材を介して直列もしくは並列に複数個接続された電気化学デバイスモジュールであって、前記外部端子板の厚み方向に突出した複数の導体接続接点枝が、前記導電部材に接触し電気的に接続されたことを特徴とする電気化学デバイスモジュールである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による電気化学デバイスでは、外部端子板に複数の導体接続接点枝を設け、この導体接続接点枝と導電部材であるブスバーが接触して、複数個の電気化学デバイスを直列もしくは並列に接続する。このとき、外部端子板に設けられた導体接続接点枝が、外部端子板の表面から厚さ方向に突出する構造であるため、そのスプリング特性により、ブスバーとの接触圧力を長期間安定させ、また接触抵抗を最小減に抑えることが出来る。接触抵抗を最小限に抑えることにより、電気化学デバイス間の電流通電性能を更に高めることが可能となる。
【００２７】
また、外部端子板に設けられた導体接続接点枝により、ブスバーとの接続においてネジレス化が図れ、作業工数低減、接続部のスペース減が可能となり、定期的なネジの巻き締めが不要となる。さらに、導体接続接点枝の表面にめっき処理を施すことで、外部端子板の基材の硬度を高め、導体接続接点枝のスプリング特性が更に向上するため、ブスバーとの接触圧力が長期間安定し、確実な接触を保つことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の電気化学デバイスの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１ないし図６は、本発明の実施の形態に係る電気化学デバイスの構成図の例を図示したもので、特に電気二重層キャパシタの場合について示したものである。しかし、それ以外の電気化学デバイスである、リチウムイオン二次電池やハイブリッドキャパシタの場合であっても、用いられる正極電極板、負極電極板の配置や外部端子板に設けた導体接続接点枝の構成、金属箔を内蔵した外装フィルムシートの構成には特段の相違はない。
【００３０】
図１は、本発明の電気二重層キャパシタの形状および内部構成を示す図であり、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡーＡ’線断面図である。図１において、電気二重層キャパシタ１の上面および下面は外装フィルムシート４によって被覆されており、図１の各図の左側には正極外部端子板２および負極外部端子板３がそれぞれ延出している。図１（ｂ）に示す通り、この正極外部端子板２と負極外部端子板３は上面および下面の外装フィルムシート４の間からそれぞれ外部に導出している。正極外部端子板２と負極外部端子板３には、接続ブスバーと電気的に接続するための導体接続接点枝５が設けられている。導体接続接点枝５は正極外部端子板２と負極外部端子板３の表面から突出している構造となっている。また、図１（ｃ）に示す通り、電気二重層キャパシタ１の内部には、後述する電極積層体６が複数層、積層されている。各々の電極積層体６には、正極と負極の電極板が設けられ、それぞれ正極外部端子板２と負極外部端子板３とに接続されている。上面と下面の外装フィルムシート４の間には電解液が充填されており、電極積層体６は電解液に浸漬された状態となっている。
【００３１】
外装フィルムシート４は、上面および下面より電極積層体６を被覆しているが、それ以外に周辺領域では上面と下面の外装フィルムシート４同士が互いに接着して電解液を含む内容物を密封し、その漏出を防ぐ構成となっている。また、正極外部端子板２および負極外部端子板３が外部に導出する位置（接合部）では、各端子板の周囲を被覆して封止する構成となっている。従って、電気二重層キャパシタ１は、外装フィルムシート４同士の接着、および外装フィルムシート４による正極外部端子板２と負極外部端子板３の接合部の周囲の被覆によって完全に密封されている。
【００３２】
図２は、本発明の電気二重層キャパシタの内部の電極積層体の構成を示す図であり、図２（ａ）は正極部分の上面図、図２（ｂ）はセパレータを示す図、図２（ｃ）は負極部分の上面図である。図２（ａ）に示す正極部分は分極性電極シート９と正極電極板７からなり、このうち分極性電極シート９は、一般的にはアルミニウムなどの金属箔からなる集電体の片面もしくは両面に、炭素材料を主成分とする活物質を多量に含む分極性電極層を一体化したものであって、バインダおよび導電剤を含むことが多い。正極電極板７は一般には分極性電極シート９を構成する集電体の一部を延出させたものであるが、何らかの薄い金属体を分極性電極シート９に溶接や圧着などの方法により固定したものでもよい。
【００３３】
図２（ｃ）に示す負極部分は図２（ａ）の正極部分と基本的に同じ材質であり、負極電極板８の取り出し位置以外に構成上の差異はない。分極性電極シート１０も正極部分を構成する分極性電極シートと全く同一の材質であり、形状も分極性電極シート９とほぼ同一である。なお、図２（ｃ）では分極性電極シート９と同一形状とした場合を示しているが、両者の面積や形状は同一でなくても構わない。
【００３４】
図２（ｂ）に示すセパレータ１１は絶縁性の薄板であり、一般には分極性電極シート９、１０よりもやや大きく構成され、電解液が浸透しやすい素材であることが必要である。
【００３５】
一層分の電極積層体６は、上から図２（ｂ）に示すセパレータ１１、図２（ａ）に示す正極部分、図２（ｂ）に示すセパレータ１１、図２（ｃ）に示す負極部分の順で積層したものである。上側の外装フィルムシート４の下部の接着層と最上部の分極性電極シート９の間、２枚の分極性電極シート９、１０の間、および最下部の分極性電極シート１０と下側の外装フィルムシートの上部の接着層の間には、必ずセパレータ１１が１枚ずつ挿入されている。
【００３６】
図３は、本発明の電気二重層キャパシタを構成する電極体の斜視図であり、分極性電極シート９、１０とセパレータ１１を交互に積層してなる電極積層体６から構成されている。この電極積層体６の端面からは、複数枚の正極電極板７および負極電極板８がそれぞれ延出している。この延出している正極電極板７および負極電極板８の各々の数が、電極体を構成する電極積層体６の積層数と一致している。
【００３７】
図４は、本発明の電気二重層キャパシタを構成する外部端子板の構成を示す図であり、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は導体接続接点枝の説明図である。外部端子板１２は、図３に示された電極体の正極電極板７および負極電極板８にそれぞれ接続される。図４（ａ）に示すように、外部端子板１２には、複数の貫通孔が形成され、導体接続接点枝５が設けられている。また、外装フィルムシートと接合する接合部１５が設けられている。図４（ｂ）に示される通り、導体接続接点枝５は外部端子板１２の表面から厚み方向に突出している。本実施の形態においては、導体接続接点枝５を一列に均等に配列させたが、配列方法はこれに限定されるものではない。
【００３８】
導体接続接点枝５について、図４（ｃ）を参照して詳細に説明する。図４（ｃ）は導体接続接点枝の説明図で、図４（ａ）の導体接続接点枝の一部を拡大し、斜視して示している。外部端子板１２には貫通孔１３が形成され、貫通孔１３に挟まれた部分が導体接続接点枝５となる。本実施の形態においては、貫通孔１３は、長手方向の中央部の幅が狭く、両端部の幅が広くなるような形状とし、導体接続接点枝５は、長手方向の中央部が膨らみ、両端部にかけて狭まるような形状とした。この導体接続接点枝５の両端（図中Ｂ−Ｂ’線）を軸として、太矢印方向に捩るように所定角度回転させた構造となっている。この構造によって、外部端子板１２の上下面に対して突出させ、導体接続接点枝５の中央部が、導電部材である接続ブスバー（図示せず）と接触することが可能となる。更に、導体接続接点枝５の回転させる角度によって、外部端子板１２からの突出量が調節でき、突出量が大きいほど、スプリング効果により接続ブスバーとの接触圧力が強くなる。この際、本実施の形態のように、導体接続接点枝５の角部には少なくとも一部にテーパを設けることで、接続ブスバーへ挿脱し易くなるため、導体接続接点枝５はテーパを設けた構造にするのが望ましい。貫通孔１３の形状によって、導体接続接点枝５の形状を決定することは明らかであり、これらの形状は本実施の形態に限定されるものではない。また、導体接続接点枝５の突出方向は、必ずしも上下面に限らず、同方向に折り曲げるようにして片面のみの構成としてもよい。
【００３９】
導体接続接点枝５のその他の形状の例を、図５、図６に示す。図５は、導体接続接点枝の他の形状を示す図で、図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図である。図５において、外部端子板１２に、図５（ａ）に示すような貫通孔１３を形成し、貫通孔１３に挟まれた部分が導体接続接点枝５となる。導体接続接点枝５の両端を軸として、所定角度折り曲げ、外部端子板１２の上面に三角形状に突出させ、突出した三角形の先端部分がブスバー（図示せず）と接触する構造となる。図６は、導体接続接点枝の更に他の形状を示す図で、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図である。図６において、外部端子板１２に図６（ａ）に示すような貫通孔１３を形成し、貫通孔１３に挟まれた部分が導体接続接点枝５となる。導体接続接点枝５を、プレス成形等により外部端子板１２の上面に半円形状に突出させ、突出した半円の先端部分が接続ブスバー（図示せず）と接触する構造となる。また、導体接続接点枝５は、外部端子板１２の上面にのみ突出するように折り曲げたが、例えば、上下面交互に両面に突出するように加工することも可能である。さらに、導体接続接点枝５の形状は、これらに限定されるものではなく、台形状、凸状等の形状でも同様の効果が得られる。
【００４０】
外部端子板１２の外装フィルムシートから導出する領域には、導体接続接点枝５を設けたのち、外部端子板１２の表面にめっき処理を施すのが望ましく、本実施の形態においては、無電解ニッケルめっきを施した。外部端子板１２に導体接続接点枝５を設け、更にめっき処理を施すことで導体接続接点枝５の硬度が増し、外部端子板１２の表面に対して垂直方向へのスプリング効果が向上し、より確実な接触が可能となる。外部端子板１２へのめっき処理に関しては導体接続接点枝５の加工前でも構わない。
【００４１】
図７は、本発明の電気二重層キャパシタを構成する、外部端子板を取り付けた後の電極体の外観を示す斜視図である。電極体は、前述したように、複数の平板状の電極積層体６から構成されたものであり、これら各々の電極積層体６は正極電極板７および負極電極板８をそれぞれ１つずつ有している。電極体の複数の正極電極板７同士、および負極電極板８同士は互いに束ねられ、外部端子板１２に超音波溶接、抵抗溶接、レーザー溶接などの方法によってそれぞれ接続されている。正極電極板７、負極電極板８を束ねるに際して、各電極板を折り曲げても構わない。外部端子板１２には帯状に接合部１５が設けられ、外装フィルムシートはこの位置において外部端子板に密封固定される。また、外装フィルムシートから導出する外部端子板１２の表面には導体接続接点枝５が形成されていて、この導体接続接点枝５は外部端子板１２の表面から厚み方向に一定高さだけ突出しており、この領域が接続ブスバーの接触領域となっている。
【００４２】
導体接続接点枝５の形成領域は、外部端子板１２の外装フィルムシートから導出する部分の面積に対して、１０％ないし９０％とするのが、導体接続接点枝５と接続ブスバーとの接続安定性や外部端子板１２の強度を考慮すると望ましい範囲である。
【００４３】
図８は、本発明の電気二重層キャパシタの外観の斜視図である。図７に示した外部端子板１２を取り付けた電極体を外装フィルムシート４で被覆し、電解液を注入して密閉している。外装フィルムシートは、金属箔とポリオレフィン系フィルムを貼り合わせたラミネートフィルムを使用できる。外装フィルムシートの内側には熱可塑性樹脂が形成され、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性プロピレン、エチレンーメタクリル酸共重合体等が使用できる。
【００４４】
上述したような電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスを、複数個積層し、導電部材である接続ブスバーを介して、直列または並列に接続する。本実施の形態においては、２個の電気化学デバイスを接続ブスバーを介して直列に接続した。図９は、本発明の電気化学デバイスを、接続ブスバーを介して直列接続した構成図で、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＣ部の拡大図である。図９に示すように、外部端子板１２から厚み方向に突出した導体接続接点枝５が接続ブスバー１７に接触し、電気的な接続を得る構成となっている。このとき、導体接続接点枝５は、外部端子板１２の厚みに対して２０％ないし１０００％突出するのが望ましく、かつ接続ブスバー１７の接触位置よりも更に突出する構成とするのが望ましい。このような構成にすることにより、接続ブスバー１７と接触したときに、導電接続接点枝５がそのスプリング特性により、接続ブスバー１７を押し付ける方向への接触圧力を有した状態で接触し、確実で安定した接続が可能となる。なお、接続ブスバー１７の形状は、本実施の形態に限定されるものではなく、例えばＥ型状等、複数の電気化学デバイスの外部端子板を電気的に接続できるような形状であればよい。
【００４５】
ここで、本発明の実施の形態における、積層型の電気二重層キャパシタの製造方法の例を以下に説明する。正極および負極の分極性電極シートは、アルミニウム箔またはニッケル箔等からなる金属箔の集電体に対し、炭素材料を主成分とする活物質とバインダ、および導電剤を混合してシート状の分極性電極層としたものを、一体化させたものである。この活物質となる炭素原料としては、木材、鋸屑、椰子殻、パルプ廃液などの植物系物質、石炭、石油重質油、またはそれらを熱分解して得られる石炭系および石油系ピッチ、石油コークス、カーボンエアロゲル、タールピッチなどの化石燃料系物質、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどの合成高分子系物質など各種のものが用いられる。これらの炭素原料を炭化した後に、ガス賦活法もしくは薬品賦活法によって賦活し、比表面積が７００ｍ2／ｇ〜３０００ｍ2／ｇの炭素系活物質を得る。この活物質の比表面積はとくに１０００ｍ2／ｇ〜２０００ｍ2／ｇの場合が好ましい。
【００４６】
また、バインダ物質としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリビニルアルコールなどが用いられ、シート状物の全体の３重量％〜２０重量％程度のバインダを含んで作製させるのが好ましい。このバインダとしては、前記の物質の中では特にポリテトラフルオロエチレンが耐熱性、耐薬品性、作製されるシート状の分極性電極層の強度の観点から好ましい。また、導電剤としては、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、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維などから選択される物質を、前記分極性電極層に対して全体の５重量％〜３０重量％程度添加することが好ましい。
【００４７】
次に、前述の分極性電極層を用いて、正極および負極の分極性電極シートを作製する方法の例について説明する。以下の例では活物質となる炭素原料としてフェノール樹脂を用い、バインダ物質としてポリテトラフルオロエチレン、また導電剤としてケッチェンブラックを選択している。まずフェノール樹脂を炭化し、賦活して作製した活性炭粉末と前記ポリテトラフルオロエチレンからなるバインダ、およびケッチェンブラックの三者を混練し、次いで圧延を行ってシート状の分極性電極層を成形する。こうして得られた分極性電極層を、アルミニウムまたはニッケルの粗面化された集電体箔に導電性カーボンペーストを用いて接着する。さらに加熱乾燥することで一体化し、これを分極性電極シートとする。この際に集電体箔に予め延出部を１箇所形成しておき、そこには分極性電極層を接着しないようにすれば、外部端子板に接続する正極および負極の電極板を形成することができる。なお分極性電極シートは正極、負極のいずれも同一材料からなるものを用いることができるが、その寸法形状は正極、負極で同一であっても、異なるものとしても構わない。
【００４８】
分極性電極シートは、前記の方法ではなく、分極性電極層と集電体とを重ね合わせて圧延することにより、これらを互いに圧着させる方法で作製してもよい。またこの分極性電極層は集電体の片面に接着してもよいし、両面に接着してもよい。さらに、メチルセルロースやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを溶媒に溶解した溶液に、前記活物質や導電剤を混合、分散させてスラリーとし、このスラリーを集電体の片面あるいは両面に塗工する方法により、分極性電極シートを作製してもよい。
【００４９】
また、正極、負極の分極性電極シートの間や、外装フィルムシートと分極性電極シートの間に設置されるセパレータは、厚さが薄く、しかも電子絶縁性およびイオン透過性が高い材料が好ましい。セパレータの構成材料はとくに限定されるものではないが、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの不織布、もしくはビスコースレイヨンや天然セルロースの抄紙などが好適に使用される。セパレータは作製する電気化学デバイスの種別に応じてその構成材料を選定することが好ましい。
【００５０】
次に、外部端子板の作製方法の例を説明する。アルミニウムの金属板からなる小片に、金型によるプレス、レーザー加工、もしくは薬品によるケミカルエッチングの方法により、複数の貫通孔を形成する。その後、プレス加工により導体接続接点枝部分を、両端を軸として所定角度回転させることで複数の導体接続接点枝を突出させる。次いで、外装フィルムシートから導出する外部端子板領域の表面に無電解めっき法によりニッケルめっきを施し、本発明の電気化学デバイスに用いる外部端子板を作製する。なお、めっき処理に関しては、電気めっき、溶融めっき、分散めっき等の方法で加工することも可能である。また、外部端子板の基材は、電気化学デバイスの種別に応じて選定することが好ましい。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例および比較例について説明する。なお、以下の実施例および比較例のうち、実施例１〜３、１５〜２６および比較例１〜８は電気化学デバイスとして電気二重層キャパシタ、実施例４はリチウムイオン二次電池、実施例５〜１４はハイブリッドキャパシタをそれぞれ作製し、各種評価を行ったものである。
【００５２】
（実施例１）
活物質である比表面積１５００ｍ2／ｇのフェノール系活性炭の粉末と、導電剤としてケッチェンブラックとを重量比が８：１の割合となるように混合した。この混合粉末に対し、バインダとしてＮ−メチルピロリドンに溶解させたポリフッ化ビニリデンを、混合粉末とバインダの重量比が９：１となるように加え、混練してスラリーを得た。次いでエッチング処理により両表面が粗面化された厚さ３０μｍのアルミニウム箔を集電体として、その両面に前記スラリーを均一に塗布し、その後乾燥させて裁断し、分極性電極層の厚みが両側にそれぞれ７０μｍの分極性電極シートを得た。この分極性電極シートの厚みは１７０μｍである。また分極性電極シートの端面の一部は集電体がタブ状に延出して電極板を形成しており、その部分の集電体の両面には分極性電極層が形成されておらず、アルミニウム箔が露出している。なお、正極、負極の各分極性電極シートの寸法形状は同一であって、前記の分極性電極シートの表裏を反転させることにより、電極板の取り出し位置を変更している。
【００５３】
セパレータとして、厚さ３５μｍの天然セルロース材の薄板を使用した。このセパレータの寸法形状は、前記分極性電極シートの電極板部分を除いた形状よりも少しだけ大きくなるように構成している。
【００５４】
次いで、セパレータ、正極の分極性電極シート、セパレータ、負極の分極性電極シート、セパレータの順番でこれら三者のシートを積層し、電極積層体を得た。この電極積層体の最上部と最下部にはそれぞれ必ずセパレータが１枚ずつ配置されるようにしている。本実施例では、１試料あたりの積層した正極および負極の分極性電極シートはそれぞれ４枚ずつ、セパレータは計９枚であり、電極板部分を除いたその寸法は、正極および負極の各分極性電極シートが５３ｍｍ×７０ｍｍ、セパレータが５７ｍｍ×７５ｍｍである。また、分極性電極シートに形成した電極板は、長さ５３ｍｍの短辺から延出し、延出部分の寸法は、９ｍｍ×１２ｍｍである。なお、正極および負極の各分極性電極シートの寸法形状や枚数は、必ずしも同一である必要はないが、セパレータの枚数は、正極および負極の分極性電極シートの枚数の合計よりも１枚だけ多くする必要がある。
【００５５】
外部端子板は、長さ２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム材を使用し、外装フィルムシートから導出している領域は、長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍとした。この外部端子板に、金型によるプレス加工により、１１個の貫通孔を形成し、この貫通孔に挟まれている導体接続接点枝を１０個、導体接続接点枝１個の面積が５ｍｍ2となるようにした。このとき、導体接続接点枝の形成面積は、外部端子板の外装フィルムシートから導出している領域の総面積に対して５０％である。その後、プレス加工により、貫通孔で挟まれた導体接続接点枝となる部分を、導体接続接点枝の両端を軸として捩るように回転させることで、外部端子板の両面に突出した複数の導体接続接点枝を形成する。このとき、外部端子板の表面からの突出量は、外部端子板の厚みに対して３００％の０．８ｍｍと設定した。次に、外装フィルムシートから導出した外部端子板の表面に、無電解めっき法によりニッケルめっきを施した。なお、作製した外部端子板の総数は２９０枚（試料１４０個分と不良補填用の予備として１０枚）である。
【００５６】
次に、電極積層体から延出している正極電極板および負極電極板を各々束ね、一括して外部端子板の端部にそれぞれ超音波溶接により固定して、電極体を形成した。一方、２枚の外装フィルムシートの２辺の長辺を含む３辺の縁部を熱圧着し、内面に形成した酸変性ポリオレフィン樹脂からなる熱可塑性樹脂層を接合させて袋状とした。この外装フィルムシートの内面の熱可塑性樹脂層の厚みは４０μｍである。
【００５７】
作製した電極体を、袋状にした２枚の外装フィルムシートの内部に挿入し、電解液を注入した。電解液は、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートをプロピレンカーボネートに溶解させ、０．８ｍｏｌ／ｌの濃度に調製したものを使用した。電解液を注入した後に、２枚の外装フィルムシートの残る１辺を、真空雰囲気中にて熱圧着により封止した。以上の方法により、積層型の電気二重層キャパシタを得た。この方法により作製した電気二重層キャパシタは１４０個である。
【００５８】
（比較例１〜３：従来技術による場合）
実施例１と同様の方法により、電気二重層キャパシタ１４０個（振動試験用４０個、接触抵抗測定用１００個）を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製した。作製した電気二重層キャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００５９】
比較例１〜３は、従来技術である特許文献１に記載の外部端子板と類似の構成を、電気二重層キャパシタの作製に適用したものである。図１０は、従来の電気化学デバイスを構成する、外部端子板の構成を示す図で、図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤーＤ’線断面図である。比較例１では、図１０に示すように、外部端子板１２にφ８ｍｍ貫通孔１６を設け、外部端子板１２の外装フィルムシートから導出する領域の表面に無電解ニッケルめっきを施した。以降の工程は実施例１の場合と同様である。図１１は、従来の電気二重層キャパシタを構成する、外部端子板を取り付けた後の電極体の外観を示す斜視図である。図１１に示すように、電極積層体６から延出し、それぞれ束ねられた正極電極板７および負極電極板８を、外部端子板１２の端部に超音波溶接により固定して、電極体を形成した。図１２は、従来の電気二重層キャパシタの外観の斜視図である。図１１に示した外部端子板１２を取り付けた電極体を外装フィルムシート４で被覆し、電解液を注入して密閉している。なお、この際に予備の外部端子板を１０枚作製し、不良発生時の補填に備えた。
【００６０】
また、比較例２および比較例３は、比較例１の外部端子板に設ける貫通孔のサイズを異ならせた場合であり、比較例２ではφ５ｍｍ、比較例３ではφ３．５ｍｍとした。その他に関しては比較例１と同様である。
【００６１】
（実施例２、３：導体接続接点枝の形状）
実施例１と同様の方法により、電気二重層キャパシタ１４０個を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製した。作製した電気二重層キャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００６２】
実施例２、３における試料と、実施例１の試料の異なる点は、外部端子板に設ける導体接続接点枝の形状のみである。導体接続接点枝の形状の違いによって電気二重層キャパシタの特性に何らかの違いがあるかを評価した。なお、形状の違いはあるものの、実際に作製した導体接続接点枝の面積は、外装フィルムシートから導出した外部端子板の総面積に対して５０％の割合とし、外部端子板の表面からの突出量は３００％（突出部厚み０．８ｍｍ）と設定し、実施例１と同一としている。実施例２では、図５に示す形状（表１ではＢ）の導体接続接点枝を形成した。実施例３では、図６に示す形状（表１ではＣ）の導体接続接点枝を形成した。
【００６３】
（実施例４、５：電気化学デバイスの種類）
実施例４、５における試料と、実施例１の試料の異なる点は、電気化学デバイスの種類である。負極に用いる外部端子板の基材は、実施例１と異なり、０．２ｍｍの厚さの銅材を用い、正極に関しては実施例と同様のアルミ材を用いた。これを用いたリチウムイオン二次電池およびハイブリッドキャパシタをそれぞれ１４０個ずつ作製し、それぞれ実施例４、５とした。実施例１の場合と同様の導体接続接点枝形状、面積および突出量を有する外部端子板を用いた。なお、この際に予備の正極外部端子板５枚、負極外部端子板５枚も作製し、不良発生時の補填に備えた。
【００６４】
リチウムイオン二次電池である実施例４での電池素体は、まずアルミニウム集電体に正極活物質を有する正極部、セパレータ、銅集電体に負極活物質を有する負極部を積層し電極積層体を作製した。次に、電極積層体から突出している正極および負極電極板を各々束ね、一括して外部端子板の端部にそれぞれ超音波溶接により固定して、電極体を形成した。このとき正極および負極電極板を束ねるに際して、各電極板を折り曲げても構わない。一方、２枚の外装フィルムシートの２辺の長辺を含む３辺の縁部を熱圧着し、内面に形成したそれぞれの酸変性ポリオレフィン樹脂からなる熱可塑性樹脂層を接合させて袋状とした。作製した電極体をこの袋状の２枚の外装フィルムシートの内部に挿入し、電解液を注入した。電解液は、リチウム塩の有機電解液である。電解液を注入した後に、２枚の外装フィルムシートの残る１辺を真空雰囲気中にて熱圧着により封止した。以上の方法により、積層型のリチウム二次電池を得た。
【００６５】
また、ハイブリッドキャパシタである実施例５では、アルミニウム集電体に活性炭を有する正極部、セパレータ、銅集電体に負極活物質を有する負極部を積層し電極積層体を作製した。次に、電極積層体から突出している正極および負極電極板を各々束ね、一括して外部端子板の端部にそれぞれ超音波溶接により固定して、電極体を形成した。このとき正極および負極電極板を束ねるに際して、各電極板を折り曲げても構わない。一方、２枚の外装フィルムシートの２辺の長辺を含む３辺の縁部を熱圧着し、内面に形成したそれぞれの酸変性ポリオレフィン樹脂からなる熱可塑性樹脂層を接合させて袋状とした。作製した電極体をこの袋状の２枚の外装フィルムシートの内部に挿入し、次いでリチウムドープ用の金属リチウムを挿入し、電解液を注入した。電解液は、リチウム塩の有機電解液である。電気化学的手法により負極電極中にリチウムイオンを取り込まれた。リチウムが負極に吸蔵されていることは、リチウム金属参照極を入れた確認を行った。リチウムドープ完了後、２枚の外装フィルムシートの残る１辺を真空雰囲気中にて熱圧着により封止した。以上の方法により、積層型のハイブリッドキャパシタを得た。
【００６６】
以上の方法により、実施例１における電気二重層キャパシタの場合と同様に、同じ寸法でしかも実施例１の場合と同一の外部端子板を使用したリチウムイオン二次電池、およびハイブリッドキャパシタをそれぞれ作製し、電気化学デバイスの種類による違いの有無の評価を行った。
【００６７】
（実施例６〜１４：めっき種類）
実施例５と同様の方法により、ハイブリッドキャパシタ１４０個を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製し、他に予備の正極外部端子板５枚、負極外部端子板５枚も作製し、不良発生時の補填に備えた。作製したハイブリッドキャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００６８】
実施例５の試料と、実施例６〜１４の試料の異なる点は、負極の外部端子板に施すめっきの種類、めっきの有無である。実施例５では、負極の外部端子板（銅材）の表面にニッケルめっきを施したが、実施例６ではクロム、実施例７では錫、実施例８では銀、実施例９では白金、実施例１０では金、実施例１１では銅、実施例１２ではロジウム、実施例１３ではパラジウムである。また、実施例１４では、めっき処理を施さないものを作製した。めっきの方法もめっきの種類に最適なものを用い実施した。アルミニウム材からなる正極の外部端子板は、実施例１及び実施例５と同じく無電解ニッケルめっきを施した。以降の工程は実施例５の場合と同様である。これらの試料によって、めっきの種類による違いの有無の評価を行った。
【００６９】
（実施例１５〜１７、比較例４〜６：導体接続接点枝面積比率）
実施例１と同様の方法により、電気二重層キャパシタ１４０個と、他に予備の外部端子板１０枚を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製した。作製した電気二重層キャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００７０】
実施例１の試料と、実施例１５〜１７、および比較例４〜６の試料の異なる点は、外部端子板の外装フィルムシートから導出した領域に対する導体接続接点枝の形成面積比率のみである。比較例４では５％（２．５ｍｍ2の導体接続接点枝を２個）、比較例５では７％（３．５ｍｍ2の導体接続接点枝を２個）、実施例１５では１０％（２．５ｍｍ2の導体接続接点枝を４個）、実施例１６では３０％（５ｍｍ2の導体接続接点枝を６個）、実施例１７では９０％（６ｍｍ2の導体接続接点枝を１５個）、比較例６では９５％（６．８ｍｍ2の導体接続接点枝を１４個）とした。その他は実施例１の場合と同様である。これらの試料により、実施例１における導体接続接点枝の形成面積比率が５０％の場合も含め、外部端子板に設ける導体接続接点枝の形成面積比率を５％から９５％まで変化させて電気二重層キャパシタをそれぞれ作製し、外部端子板の差による電気二重層キャパシタの違いの有無の評価を行った。
【００７１】
（実施例１８〜２１：外部端子厚み）
実施例１と同様の方法により、電気二重層キャパシタ１４０個と、他に予備の外部端子板１０枚を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製した。作製した電気二重層キャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００７２】
実施例１の試料と、実施例１８〜２１の試料の異なる点は、外部端子板の厚さのみである。実施例１８では、０．１ｍｍ、実施例１９では０．３ｍｍ、実施例２０では０．４ｍｍ、実施例２１では０．７ｍｍとした。その他は実施例１の場合と同様である。これにより、実施例１における外部端子板の厚さが０．２ｍｍの場合も含め、外部端子板の厚みを０．１ｍｍから０．７ｍｍまで変化させて電気二重層キャパシタをそれぞれ作製し、外部端子板の厚みの差による電気二重層キャパシタの違いの有無の評価を行った。
【００７３】
（実施例２２〜２６、比較例７、８：導体接続接点枝の突出量）
実施例１と同様の方法により、電気二重層キャパシタ１４０個と、他に予備の外部端子板１０枚を、以下に説明するそれぞれの条件ごとに作製した。作製した電気二重層キャパシタの寸法形状は実施例１の場合と全く同一である。
【００７４】
実施例１の試料と、実施例２２〜２６及び比較例７、８の試料の異なる点は、導体接続接点枝の突出量のみであり、比較例７では外部端子板の厚み（０．２ｍｍ）に対して１０％（突出部の厚み０．２２ｍｍ）、実施例２２では２０％（突出部の厚み０．２４ｍｍ）、実施例２３では５０％（突出部の厚み０．３ｍｍ）、実施例２４では５００％（突出部の厚み１．２ｍｍ）、実施例２５では７００％（突出部の厚み１．６ｍｍ）、実施例２６では１０００％（突出部の厚み２．２ｍｍ）、比較例８では１２００％（突出部の厚み２．６ｍｍ）とした。その他は実施例１の場合と同様である。これにより、実施例１における突出量が３００％（突出部の厚み０．８ｍｍ）の場合も含め、外部端子板の突出量を１０％から１２００％まで変化させて電気二重層キャパシタをそれぞれ作製し、外部端子の突出量の差による電気二重層キャパシタにおける違いの有無の評価を行った。
【００７５】
（評価方法）
実施例１〜２４、および比較例１〜８において作製した電気化学デバイスは、それぞれ以下の評価を行った。つまり、振動試験、接触抵抗評価の２種類である。実施例１〜２４および比較例１〜８では電気化学デバイスを各１４０個ずつ作製している。評価に当たっては、上述した２種類の試験を作製した電気化学デバイスを図９、図１３のように直列接続し行った。図９は、本発明の電気化学デバイスを、接続ブスバーを介して直列接続した構成図で、図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＣ部の拡大図である。また、図１３は、従来の電気化学デバイスを、接続ユニットで直列接続した構成図で、図１３（ａ）は、上面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は図１３（ｂ）のＥ部の拡大図である。
【００７６】
比較例１〜３以外の試料に関しては、図９に示すような銅製の接続ブスバー１７に一方の正極の外部端子板１２を、またもう一方の負極を接続ブスバーの溝に差し込むことで直列接続させた。このとき接続ブスバーに差し込めるように予め各外部端子板をＬ字状に曲げておいた。接続ブスバーの開口間隔は、外部端子板の厚みに対して２０％大きく設定した。比較例１〜３は、図１１に示すように、非導電性の接続樹脂台座１８にはネジ穴が設けられており、Ｌ字に曲げた正極外部端子板および負極外部端子板を、接続ネジ１９で接続樹脂台座１８に固定することで２つの電気化学デバイスを直列接続した。いずれの場合も２直列接続した電気化学デバイスを固定するために、重なり合う外装フィルムシートの表面に両面粘着テープを貼付し固定した。
【００７７】
振動試験の評価は、各仕様における２直列接続させた電気化学デバイスのモジュールを、下側の電気化学デバイスの表面を測定機に両面粘着テープで固定し、ＪＩＳ  Ｃ  ５１０２  （８．２．３項）に準じ、Ｘ・Ｙ・Ｚ軸方向に１０〜５５Ｈｚ、６時間の振動試験を実施した。振動試験評価数は、各仕様につき２０モジュール（４０個）ずつ実施した。以上の振動試験後の接続箇所を顕微鏡で観察し位置ずれ、外部端子板のクラック、破断などが発生していないか、また比較例１〜３に関しては、ネジの緩みが無いか、比較例１〜３以外に関しては、接続ブスバーと外部端子板接続部の振動試験前後の位置ずれが無いかを確認した。ネジの緩み、位置ずれ、破損があることが確認されたものは不良とした。評価数に対する不良数から不良率を算出した。  
【００７８】
接触抵抗試験の評価は、各仕様における２直列接続させた電気化学デバイスのモジュールを充放電装置にて各電気化学デバイスの所定電圧でＣＶ１時間充電した後、電流値１０Ｃで放電した際のＤＣ−Ｒ（直流抵抗）を測定した。このとき、予め直列接続前の単品のＤＣ−Ｒも同様に測定をしておき、２直列化させた電気化学デバイスのＤＣ−Ｒ値から単品のＤＣ−Ｒ値を引いた値を接触抵抗値とした。接触抵抗評価数は、各仕様につき５０モジュール（１００個）ずつ実施した。接触抵抗の選別規格は、実施例１の接触抵抗値の平均値＋３σの値をした。選別規格より大きいものは不良とし、評価数に対する不良数から不良率を算出した。
【００７９】
以上の方法により、実施例１〜２４、比較例１〜８における各々の試料の条件ごとに、振動試験、接触抵抗試験の２種類の評価をそれぞれ行った。その結果を表１に示す。なお、導体接続接点枝の形状の項目においては、実施例１の形状をＡ、実施例２の形状をＢ、実施例３の形状をＣとして表記している。
【００８０】
【表１】
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【００８１】
表１に示された、各々の試料の条件に対する２種類の試験の評価結果からは、以下のことが分かる。即ち、電気化学デバイスでは、本発明のように、外部端子板に外部端子表面から厚み方向に突出する多面の導体接続接点枝を設けた構成とした場合に、振動試験、接触抵抗試験の評価において、いずれも良好な結果が得られている（実施例および比較例１〜３）。
【００８２】
このとき、外部端子板に設ける導体接続接点枝の形成面積比率は、外装フィルムシートから導出した外部端子板の面積に対して１０％ないし９０％とすることが好適である（実施例１、１３〜１５）。導体接続接点枝の形成面積比率が１０％より小さい場合には、導体接続接点枝の数や接触面積が小さくなるため、接続ブスバーとの接触が不十分となる可能性があり、振動による導通不具合また接触抵抗が大きくなる（比較例４、５）。一方、９０％よりも大きい場合には、外部端子板に形成する貫通孔の面積が大きくなることにより外部端子板の強度不足となり、外部端子板製作時の不良発生につながったものと考える（比較例６）。
【００８３】
また、この導体接続接点枝の突出量は、２０％ないし１０００％とすることが好適である（実施例２２〜２６）。突出量が２０％より小さい場合には、導体接続接点枝のスプリング効果による接続ブスバーとの接触圧力が小さいため、振動による導通不具合また接触抵抗が大きくなる（比較例７）。一方、１０００％よりも大きい場合は、外部端子板に導体接続接点枝を加工する際に、捩り回転角度や折り曲げ角度等の加工量が大きくなることにより外部端子板の強度不足となり、加工時の不良発生につながったと考える（比較例８）。
【００８４】
なお、外部端子板に設ける導体接続接点枝の形状としては、今回評価を行った導体接続接点枝（Ａ〜Ｃ）のいずれの形状においても良好な結果が得られる（実施例１〜３）。また、この導体接続接点枝及び外部端子にも施すめっきの種類はニッケル、クロム、錫、銀、白金、金、銅、ロジウム、パラジウムまたメッキ無しのアルミ基材のいずれに置いても良好な結果が得られた（実施例６〜１２）。
【００８５】
さらに、外部端子の厚みは、０．１〜０．７ｍｍのいずれの場合にも良好な結果が得られる（実施例１、１８〜２１）。さらに、電気化学デバイスであれば電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、ハイブリッドキャパシタのいずれにも適用することが可能である（実施例１、４、５）。
【００８６】
以上説明したように、本発明の電気化学デバイスでは、外部端子板に複数の導体接続接点枝を設け、その導体接続接点枝／接続ブスバーを介して電気化学デバイスを複数個の直並列接続を行う。このとき、外部端子板に設けられた導体接続接点枝が外部端子板の表面から厚み方向に突出し、接続ブスバーと接触する構造によって、導体接続接点枝とブスバーとの接触圧力を長期間安定させ、また接触抵抗を最小減に抑えることが出来る。また、上記の各実施例の説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記の実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の電気二重層キャパシタの形状および内部構成を示す図。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡーＡ’線断面図。
【図２】本発明の電気二重層キャパシタの内部の電極積層体の構成を示す図。図２（ａ）は正極部分の上面図、図２（ｂ）はセパレータを示す図、図２（ｃ）は負極部分の上面図。
【図３】本発明の電気二重層キャパシタを構成する電極体の斜視図。
【図４】本発明の電気二重層キャパシタを構成する外部端子板の構成を示す図。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は側面図、図４（ｃ）は導体接続接点枝の説明図。
【図５】導体接続接点枝の他の形状を示す図。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は側面図。
【図６】導体接続接点枝の更に他の形状を示す図。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は側面図。
【図７】本発明の電気二重層キャパシタを構成する、外部端子板を取り付けた後の電極体の外観を示す斜視図。
【図８】本発明の電気二重層キャパシタの外観の斜視図。
【図９】本発明の電気化学デバイスを、接続ブスバーを介して直列接続した構成図。図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は側面図、図９（ｃ）は図９（ｂ）のＣ部の拡大図。
【図１０】従来の電気化学デバイスを構成する、外部端子板の構成を示す図。図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤーＤ’線断面図。
【図１１】従来の電気二重層キャパシタを構成する、外部端子板を取り付けた後の電極体の外観を示す斜視図。
【図１２】従来の電気二重層キャパシタの外観の斜視図。
【図１３】従来の電気化学デバイスを、接続ユニットで直列接続した構成図。図１３（ａ）は、上面図、図１３（ｂ）は側面図、図１３（ｃ）は図１３（ｂ）のＥ部の拡大図。
【符号の説明】
【００８８】
１    電気二重層キャパシタ
２    正極外部端子板
３    負極外部端子板
４    外装フィルムシート
５    導体接続接点枝
６    電極積層体
７    正極電極板
８    負極電極板
９、１０    分極性電極シート
１１    セパレータ
１２    外部端子板
１３    貫通孔
１５    接合部
１６    貫通孔
１７    接続ブスバー
１８    接続樹脂台座
１９    接続ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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