(57)【要約】【課題】  ラミネート外装蓄電デバイスの外装体の内部においてガスが発生した場合でも、ガスが特定の部位から確実に排出され、通常の使用条件では信頼性の高いラミネート外装蓄電デバイスが得られるラミネート外装蓄電デバイスの安全機構を提供する。【解決手段】  互いに重ね合わせた２枚の外装フィルムが、それぞれの外周縁部に形成された接合部において相互に気密に接合されてなる外装体を有し、外装体の内部に形成された収容部に蓄電デバイス要素および電解液が収容されて構成されたラミネート外装蓄電デバイスの安全機構であって、外装体を構成する２枚の外装フィルムの各々の外周縁部に、その一辺が収容部に連通し、その他の辺が接合部に包囲された非接合部位が形成され、非接合部位の中央位置に相互に接合されてなるシール部が形成され、シール部の中央位置に、２枚の外装フィルムの少なくとも一方を貫通する孔口部が形成されている。【選択図】  図１
2010153841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ね合わせた２枚の外装フィルムが、それぞれの外周縁部に形成された接合部において相互に気密に接合されてなる外装体を有し、当該外装体の内部に形成された収容部に蓄電デバイス要素および電解液が収容されて構成されたラミネート外装蓄電デバイスの安全機構であって、
前記外装体を構成する２枚の外装フィルムの各々の外周縁部に、その一辺が前記収容部に連通し、その他の辺が前記接合部に包囲された非接合部位が形成され、当該非接合部位の中央位置に相互に接合されてなるシール部が形成され、このシール部の中央位置に、２枚の外装フィルムの少なくとも一方を貫通する孔口部が形成されていることを特徴とするラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【請求項２】
シール部の形状が円環状であり、当該シール部の接合幅が０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【請求項３】
孔口部の輪郭形状が円形以外の形状であることを特徴とする請求項１に記載のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【請求項４】
孔口部の輪郭形状がｎ角形（但し、ｎ≧３）であり、当該ｎ角形の内接円とシール部の外周との間の接合幅が０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【請求項５】
２枚の外装フィルムの各々における非接合部位の間に、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドまたはセルロースよりなる非熱融着性シートが介在されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【請求項６】
非熱融着性シートは、粘着剤層によって一方の外装フィルムに固定されていることを特徴とする請求項５に記載のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート外装蓄電デバイスの安全機構に関し、更に詳しくは、電池やキャパシタ（コンデンサ）などの蓄電デバイス要素が、２枚の外装フィルムよりなる外装体によって収容されてなるラミネート外装蓄電デバイスの安全機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、正極板と負極板とがセパレータを介して巻回または交互に積層されて構成された電池要素などの蓄電デバイス要素を、電解液と共に２枚の外装フィルムよりなる外装体内に収容してなるラミネート外装蓄電デバイス（電池やキャパシタ）が、携帯機器や電気自動車等の電源として使用されている。
【０００３】
かかるラミネート外装蓄電デバイスにおいては、過充電されたり、高温にさらされたりすることにより、電解液が電気分解または加熱分解されることに起因して、外装体の内部に可燃性ガス等のガスが発生し、これにより、外装体の内部圧力が上昇することがある。  而して、このような問題を解決するため、外装体における２枚の外装フィルムの接合部の一部分に接合力の弱い部分（以下、「弱接合部分」ともいう。）を形成し、内部のガス圧が上昇した場合に、この弱接合部分をガス抜き用の安全弁として機能させる構成の安全機構や、内部圧力が所定の値以上に上昇したときに自動的に開口して、可燃性ガスなどを外部に排気する安全弁を有する安全機構などが設けられたラミネート外装蓄電デバイスが提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献５参照）。
【０００４】
図６に、外装体における接合部位に弱接合部分が形成されてなる安全機構が設けられたラミネート外装蓄電デバイスの一例における構成を分解して示す。このラミネート外装蓄電デバイス５０の外装体は、上部外装フィルム５１Ａと下部外装フィルム５１Ｂとが重ね合わされた状態で、それぞれの外周縁部がその全周にわたって熱シールされて接合部５２が形成されることにより、内部に蓄電デバイス要素を収容する収容部が形成されてなるものであり、外装体の収容部内には、薄型の蓄電デバイス要素（例えば、電池要素やキャパシタ要素）５５が有機電解液と共に収容されている。
このラミネート外装蓄電デバイス５０には、接合部５２の一部分に、弱接合部分５３が設けられており、この弱接合部分５３が安全弁として作用することによって外装体内において多量のガスが発生した場合にも、そのガスを弱接合部分５３から放出させて圧力開放を行うことにより、外装体が破裂することが防止される。具体的には、弱接合部分５３は、接合部５２における他の部分よりシール強度が低くなっており、外装体における蓄電デバイス要素（電池要素やキャパシタ要素）が収容された収容部の内部圧力が所定の値に達すると、弱接合部分５３が優先的に剥離して排気口が形成されるものである。
また、この図の例においては、外装体は長方形の輪郭形状を有しており、短辺側の２辺の各々から、蓄電デバイス要素（電池要素やキャパシタ要素）５５を構成する複数の正極板の各々に電気的に接続された共通の正極リード部材である正極用電源タブ５６、および複数の負極板の各々に電気的に接続された共通の負極リード部材である負極用電源タブ５７が引き出されている。
【０００５】
このような構成のラミネート外装蓄電デバイスにおいては、安全機構を構成する弱接合部分には、収容用空間の内部圧力が所定の値に達したときに確実に剥離して排気口が形成され、かつ、通常の使用状態においては、確実に密閉されて十分な信頼性が確保される程度のシール強度が要求される。然るに、製造上の観点から、このようなシール強度を有する弱接合部分を確実に形成することは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５５４１５５号公報
【特許文献２】特開平０５−０１３０６１号公報
【特許文献３】特開平１１−０８６８２３号公報
【特許文献４】特開２００６−２３６６０５号公報
【特許文献５】特開２００７−１５７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、ラミネート外装蓄電デバイスの外装体の内部においてガスが発生した場合であっても、そのガスを特定の部位から確実に排出することができ、通常の使用条件では信頼性の高いラミネート外装蓄電デバイスが得られるラミネート外装蓄電デバイスの安全機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構は、互いに重ね合わせた２枚の外装フィルムが、それぞれの外周縁部に形成された接合部において相互に気密に接合されてなる外装体を有し、当該外装体の内部に形成された収容部に蓄電デバイス要素および電解液が収容されて構成されたラミネート外装蓄電デバイスの安全機構であって、
前記外装体を構成する２枚の外装フィルムの各々の外周縁部に、その一辺が前記収容部に連通し、その他の辺が前記接合部に包囲された非接合部位が形成され、当該非接合部位の中央位置に相互に接合されてなるシール部が形成され、このシール部の中央位置に、２枚の外装フィルムの少なくとも一方を貫通する孔口部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構においては、シール部の形状が円環状であり、当該シール部の接合幅が０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。
また、本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構においては、孔口部の輪郭形状が円形以外の形状であることが好ましく、特に、孔口部の輪郭形状がｎ角形（但し、ｎ≧３）であり、当該ｎ角形の内接円とシール部の外周との間の接合幅が０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。
また、本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構においては、２枚の外装フィルムの各々における非接合部位の間に、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドまたはセルロースよりなる非熱融着性シートが介在されていることが好ましく、非熱融着性シートは、粘着剤層によって一方の外装フィルムに固定されていることが、より好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のラミネートフィルム外装蓄電デバイスの安全機構においては、外装体内における蓄電デハイス要素が収容される収容部内にガスが発生した場合には、このガスは外周縁部に形成された非接合部位内に進入するため、ガスの発生量に応じて、収容部のみならず、非接合部位内も膨張し、これに伴って、非接合部位の中央位置に形成されたシール部には、その全周にわたって応力が作用するため、当該シール部は接合部よりも優先的に剥離する。そして、シール部の中央位置には、２枚の外装フィルムの少なくとも一方を貫通する孔口部が形成されているため、この孔口部から外装体内のガスが外部に排出される。
従って、本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構によれば、外装体の内部においてガスが発生した場合に、そのガスの発生に伴って内部が膨張しても、外装体の破裂が生じることなく、当該ガスを安全かつ確実に排出することができ、しかも、通常の使用状態では、シール部により密閉されているため、信頼性の高いラミネート外装蓄電デバイスが得られる。
【００１１】
また、シール部の形状を円環状とすることにより、非接合部位内が膨張したときに、シール部全体に均一に応力が加わるようになり、シール部の接合幅が０．２〜２．０ｍｍとすることにより、所期の内部圧力に達したときに確実にシール部が剥離され、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
また、孔口部の輪郭形状が円形以外の形状、特に、孔口部の輪郭形状がｎ角形（但し、ｎ≧３）であることにより、シール部の特定の箇所に集中的に応力が加わるようになるため、外装体の内部圧力が比較的低い圧力で、ガス排出を行うことができ、また、孔口部に係るｎ角形の内接円とシール部の外周との間の接合幅が０．２〜２．０ｍｍであることにより、所期の内部圧力に達したときに確実にシール部が剥離され、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
また、２枚の外装フィルムの各々における非接合部位の間に非熱融着性シートが介在されている構成によれば、加熱あるいは高温環境下で使用したときに、非接合部位が融着されることが防止され、ラミネート外装蓄電デバイスの作動信頼性の確保を図ることができる。
さらに、非熱融着性シートが粘着剤層によって一方の外装フィルムに固定されている構成によれば、非接合部位や孔口部の位置決めを容易に行うことができ、それらの形状・寸法の精度が向上し、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の安全機構が設けられたラミネート外装蓄電デバイスの一例の構成を示す説明用平面図である。
【図２】図１のラミネート外装蓄電デバイスにおける安全機構を示す説明図である。ネートフィルム外装蓄電デバイスの安全機構の詳細図
【図３】図２に示す安全機構を示す説明用断面図である。
【図４】蓄電デバイス要素の一例の構成を示す説明図である。
【図５】本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構の他の例におけるシール部および孔口部の構成を示す説明図である。ネートフィルム外装蓄電デバイスの安全機構の詳細図
【図６】従来の安全機構が設けられたラミネート外装蓄電デバイスの一例の構成を示説明用分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の安全機構が設けられたラミネート外装蓄電デバイスの一例の構成を示す説明用平面図であり、図２は、図１のラミネート外装蓄電デバイスにおける安全機構を示す説明図、図３は、図２に示す安全機構を示す説明用断面図である。
このラミネート外装蓄電デバイス１０においては、外装体２０は、それぞれ熱融着性を有する長方形の上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂが、互いに重ね合わせた状態で、それぞれの外周縁部の全周にわたって形成された接合部２２において相互に気密に接合されて構成されている。外装体２０の内部には、蓄電デバイス要素が収容される収容部２３が形成され、当該収容部２３内には、蓄電デバイス要素が有機電解液と共に収容されている。
また、図示の例では、上部外装フィルム２１Ａにおける収容部２３を形成する部分には、絞り加工が施されている。
【００１４】
外装体２０における上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの外周縁部には、その一辺が収容部２３に連通し、その他の辺が接合部２２に包囲された、平面矩形の非接合部位２４が形成されている。この非接合部位２４の中央位置には、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの一部分が相互に接合されてなる円環状のシール部２５が形成され、このシール部２５の中央位置には、上部外装フィルム２１Ａを貫通する孔口部２６が形成されている
また、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの各々の非接合部位２４の間には、シール部２５の外径と同等の直径を有する貫通孔３０Ｈが形成された非熱融着性シート３０が介在されており、この非熱融着性シート３０は、粘着剤層３１によって例えば上部外装フィルム２１Ａに固定されている。
【００１５】
外装体２０を構成する上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂとしては、例えば内側からポリプロピレン（以下、「ＰＰ」という。）層、アルミニウム層およびナイロン層などがこの順で積層されてなるものを好適に用いることができる。
上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂとして、例えばＰＰ層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなるものを用いる場合には、その厚みは、通常、５０〜３００μｍである。
【００１６】
上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの縦横の寸法は、収容部２３に収容される蓄電デハイス要素１１の寸法に応じて適宜選択されるが、例えば縦方向の寸法が４０〜２００ｍｍ、横方向の寸法が６０〜３００ｍｍである。
また、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの接合部２２の接合幅は、例えば２〜１５ｍｍである。
非接合部位２４の寸法としては、接合部２２および収容部２３の寸法にもよるが、収容部２３に連通する一辺の寸法が５〜４０ｍｍ、この一辺に接する他辺の寸法が３〜１２ｍｍである。
【００１７】
シール部２５の外径すなわち非熱融着性シート３０の貫通孔３０Ｈの直径Ｄは、２〜２０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは２．５〜７．５ｍｍである。
また、孔口部２６の直径ｄは、０．５〜８ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１．０〜６．０ｍｍである。
また、シール部２５の接合幅（Ｄ／２−ｄ／２）は、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．３〜１．２ｍｍである。この接合幅が過小である場合には、ガス排出を行う内部圧力のバラツキが生じ、或いは、密閉状態を確保することが困難となることがあり、信頼性が低下するため、好ましくない。一方、この接合幅が過大である場合には、当該シール部２５が剥離する前に、接合部２２が剥離しやすくなるため、好ましくない。
【００１８】
非熱融着性シート３０を構成する材料としては、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドまたはセルロースを用いることが好ましい。
非熱融着性シート３０の厚みは、例えば０．０１〜０．０５ｍｍである。
また、粘着剤層３１を構成する粘着剤としては、種々のものを用いることができる。
【００１９】
ラミネート外装蓄電デバイス１０を構成する蓄電デバイス要素１１は、図４に示すように、セパレータＳを介して、それぞれ正極集電体１２ａ上に正極層１２が形成されてなる複数の正極板と、それぞれ負極集電体１３ａ上に負極層１３が形成されてなる複数の負極板とが交互に積層されて構成された電極積層体１１ａを有し、この電極積層体１１ａの上面には、リチウムイオンの供給源であるリチウム金属（リチウム極層）１８が配置され、このリチウム金属１８上には、リチウム極集電体１８ａが積層されている。また、１９は、リチウム極取り出し部材である。
複数の正極板の各々は、取り出し部材１６を介して、共通の正極リード部材である、例えばアルミニウム製の正極用電源タブ１４に電気的に接続されている。一方、複数の負極板の各々は、取り出し部材１７を介して、共通の負極リード部材である、例えば銅製の負極用電源タブ１５に電気的に接続されている。
そして、正極用電源タブ１４および負極用電源タブ１５の各々は、外装体２０における一端および他端から外部に突出するよう引き出されている。
【００２０】
蓄電デバイス要素１１を構成する正極層１２としては、電極材料を、必要に応じて導電材（例えば、活性炭、カーボンブラック等）およびバインダー等を加えて成形したものが用いられる。正極層１２を構成する電極材料としては、リチウムを可逆的に担持可能であれば、特に限定されないが、例えば、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＦｅＯ2 等の一般式：Ｌｉx Ｍy Ｏz （但し、Ｍは金属原子を示し、ｘ、ｙおよびｚは整数である。）で表される金属酸化物等の正極活物質、活性炭などが挙げられる。
また、蓄電デバイス要素１１を構成する負極層１３としては、電極材料をバインダーで成形したものが用いられる。負極層１３の電極材料としては、リチウムを可逆的に担持できるものであれば特に限定されないが、例えばグラファイト、種々の炭素材料、ポリアセン系物質、錫酸化物、珪素酸化合物等の粉末状、粒状の負極活物質などが挙げられる。
【００２１】
また、電解液としては、適宜の有機溶媒中に電解質が溶解されてなるものを用いることが好ましい。有機溶媒の具体例としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、アセトニトリル、ジメトキシエタン等の非プロトン性有機溶媒が挙げられ、これらは単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができる。また、電解質としては、リチウムイオンを生成しうるものが用いられ、その具体例としては、ＬｉＩ、ＬｉＣＩＯ4 、ＬｉＡｓＦ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 などが挙げられる。
【００２２】
このようなラミネート外装蓄電デバイス１０は、例えば以下のようにして製造することができる。
下部外装フィルム２１Ｂ上における収容部２３となる位置に、蓄電デバイス要素１１を配置すると共に、この蓄電デバイス要素１１上に、非接合部位２４となる位置に粘着剤層３１を介して非熱融着性シート３０が固定された、孔口部２６を有する上部外装フィルム２１Ａを重ね合わせ、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの外周縁部における３辺を熱融着する。
そして、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの間に電解液を注入した後、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの外周縁部における未融着の１辺を熱融着することにより、外装体２０を形成することにより、ラミネート外装蓄電デバイス１０が得られる。
【００２３】
上記のラミネート外装蓄電デバイス１０の安全機構においては、外装体２０内における蓄電デハイス要素１１が収容される収容部２３内にガスが発生した場合には、このガスは外周縁部に形成された非接合部位２４内に進入するため、ガスの発生量に応じて、収容部２３のみならず、非接合部位２４内も膨張し、これに伴って、非接合部位２４の中央位置に形成されたシール部２５には、その全周にわたって応力が作用するため、当該シール部２５は接合部２２よりも優先的に剥離する。そして、シール部２５の中央位置には、上部外装フィルム２１Ａを貫通する孔口部２６が形成されているため、この孔口部２６から外装体２０内のガスが外部に排出される。
従って、上記のラミネート外装蓄電デバイス１０の安全機構によれば、外装体２０の内部においてガスが発生した場合に、そのガスの発生に伴って内部が膨張しても、外装体２０の破裂が生じることなく、当該ガスを安全かつ確実に排出することができ、しかも、通常の使用状態では、シール部２５により密閉されているため、信頼性の高いラミネート外装蓄電デバイス１０が得られる。
【００２４】
また、シール部２５の形状が円環状であるため、非接合部位２４内が膨張したときに、シール部２５全体に均一に応力が加わるようになり、シール部２５の接合幅が０．２〜２．０ｍｍとすることにより、所期の内部圧力に達したときに確実にシール部２５が剥離され、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
また、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂの各々における非接合部位２４の間に非熱融着性シート３０が介在されているため、加熱あるいは高温環境下で使用したときに、非接合部位２４が融着されることが防止され、ラミネート外装蓄電デバイス１０の作動信頼性の確保を図ることができる。
さらに、非熱融着性シート３０が粘着剤層３１によって上部外装フィルム２１Ｂに固定されている構成によれば、非接合部位２４や孔口部２６の位置決めを容易に行うことができ、それらの形状・寸法の精度が向上し、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
【００２５】
このような構成を有する本発明のラミネートフィルム外装蓄電デバイスの安全機構は、ラミネートフィルム外装蓄電デバイスが、リチウムイオンキャパシタなどの有機電解質キャパシタであるものの他、有機電解質電池であるものにも適用することができるが、有機電解質キャパシタが、有機電解質電池に比べ充電容量が小さいが瞬時に充電、放電できる構成を有するものであることから、ガス圧変化が大きくなる可能性があるため、特に、ラミネートフィルム外装蓄電デバイスが有機電解質キャパシタよりなるものである場合に有効である。
【００２６】
以上、本発明のラミネート外装蓄電デバイスの安全機構について、その実施の形態の一例を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、孔口部は、下部外装フィルムのみを貫通するよう形成されていても、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの両方を貫通するよう形成されていてもよい。
また、非熱融着性シートは、下部外装フィルムに固定されていてもよい。また、非非熱融着性シートは、本発明において必須のものではない。
【００２７】
また、シール部および孔口部の輪郭形状は、円形に限られず、多角形、楕円形、その他の適宜の形状とすることができる。
特に、孔口部の輪郭形状が円形以外の形状、例えば図５（イ）および（ロ）に示すように、孔口部２６の輪郭形状が５角形および６角形などのｎが３以上であるｎ角形、好ましくは正ｎ角形であることにより、シール部の特定の箇所に集中的に応力が加わるようになるため、外装体の内部圧力が比較的低い圧力で、ガス排出を行うことができる。
ここで、上記ｎ角形のｎは３以上であるが、ｎの値が小さい場合には、ガス排出を行う内部圧力にバラつきが生じる可能性がある。このような観点から、ｎは５以上であることが好ましい。また、ｎの値が大きい場合には、当該孔口部２６の輪郭形状が円形に近づき、当該ｎ角形における対角線の長さと当該ｎ角形の内接円の直径との差が小さいため、低い圧力によるガス排出が円滑に行われ難くなる可能性がある。このような観点から、ｎは８以下であることが好ましい。
このような孔口部２６を有する場合には、当該孔口部２６に係るｎ角形の内接円（図５において一点鎖線で示す。）の直径ｄ１が、０．５〜８ｍｍであることが好ましく、より好ましくは１．０〜６．０ｍｍである。
また、孔口部２６に係るｎ角形の内接円とシール部２５の外周との間の接合幅（Ｄ／２−ｄ１／２）が、０．２〜２．０ｍｍ、特に０．３〜１．２ｍｍであることが好ましく、これにより、所期の内部圧力に達したときに確実にシール部２５が剥離され、ガス排出を行う内部圧力のバラツキを低減することができる。
【実施例】
【００２８】
〈実施例１〉
（１）正極板の作製：
幅２００ｍｍ、厚み１５μｍの帯状のアルミニウム箔に、パンチング方式により、開口面積０．７９ｍｍ2 の円形の複数の貫通孔を千鳥状に配列されるよう形成することにより、開口率４２％の集電体前駆体を作製した。この集電体前駆体の一部分に、導電塗料を、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅１３０ｍｍ、塗工速度８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を２０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、集電体前駆体の表裏面に導電層を形成した。
次いで、集電体前駆体の表裏面に形成された導電層上に、正極塗料を、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工速度８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を１５０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、導電層上に正極層を形成した。
このようにして得られた、集電体前駆体の一部分に導電層および正極層が積層されてなる材料を、導電層および正極層が積層されてなる部分（以下、正極板について「塗工部」ともいう。）が９８ｍｍ×１２８ｍｍ、いずれの層も形成されてない部分（以下、正極板について「未塗工部」ともいう。）が９８ｍｍ×１５ｍｍとなるように、９８ｍｍ×１４３ｍｍの大きさに切断することにより、正極板を作製した。
【００２９】
（２）負極板の作製：
幅２００ｍｍ、厚み１０μｍの帯状の銅箔に、パンチング方式により、開口面積０．７９ｍｍ2 の円形の複数の貫通孔を千鳥状に配列されるよう形成することにより、開口率４２％の集電体前駆体を得た。この集電体前駆体の一部分に、負極塗料を、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅１３０ｍｍ、塗工速度８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を８０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、集電体前駆体の表裏面に負極層を形成した。
このようにして得られた、集電体前駆体の一部分に負極層が形成されてなる材料を、負極層が形成されてなる部分（以下、負極板について「塗工部」という。）が１００ｍｍ×１２８ｍｍ、負極層が形成されてない部分（以下、負極板について「未塗工部」という。）が１００ｍｍ×１５ｍｍになるように、１００×１４３ｍｍの大きさに切断することにより、負極板を作製した。
【００３０】
（３）リチウムイオンキャパシタ要素の作製：
先ず、正極板１０枚、負極板１１枚、厚みが５０μｍのセパレータ２２枚を用意し、正極板と負極板とを、それぞれの塗工部は重なるが、それぞれの未塗工部は反対側になり重ならないよう、セパレータ、負極板、セパレータ、正極板の順で積重し、積重体の４辺をテープにより固定することにより、電極積層ユニットを作製した。
次いで、厚み２６０μｍのリチウム箔を用意し、電極積層体ユニットを構成する各負極活物質１ｇ当り５５０ｍＡｈ／ｇになるようにしてリチウム箔を切断し、この切断したリチウム箔を、厚さ４０μｍのステンレス網に圧着することにより，リチウムイオン供給部材を作製し、このリチウムイオン供給部材を電極積層ユニットの上側に負極と対向するよう配置した。
そして、作製した電極積層ユニットの１０枚の正極板の各々の未塗工部に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム製の正極用電源タブを重ねて超音波溶接した。一方、電極積層ユニットの１１枚の負極板の各々の未塗工部およびリチウムイオン供給部材の各々に、に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅製の負極用電源タブを重ねて抵抗溶接した。以上のようにして、リチウムイオンキャパシタ要素を作製した。
【００３１】
（４）試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタの作製：
次いで、ＰＰ層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が１２５ｍｍ（縦幅）×１６０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）で、中央部分に、１０５ｍｍ（縦幅）×１４０ｍｍ（横幅）の絞り加工が施された上部外装フィルム（接合部となる外周縁部の幅が１０ｍｍ）と、ＰＰ層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が１２５ｍｍ（縦幅）×１６０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）の下部外装フィルムとを作製し、上部外装フィルムの外周縁部に、直径ｄが３．５ｍｍの円形の孔口部を形成した。
一方、寸法が８ｍｍ（縦幅）×３０ｍｍ（横幅）×０．０２ｍｍ（厚み）で、中央位置に、直径Ｄが５ｍｍの断面円形の貫通孔が形成された、一面に粘着剤層を有するポリイミド製の非熱融着性シートを作製した。
そして、上部外装フィルムの外周縁部における一辺の中央位置（非接合部位となる位置）に、非熱融着性シートを粘着材層を介して固定すると共に、当該一辺に対向する他辺の中央位置に、直径１ｍｍの試験用のガス流入口を形成した。
次いで、下部外装フィルム上における収容部となる位置に、リチウムイオンキャパシタ要素を、その正極用電源タブおよび負極用電源タブの各々が、下部外装フィルムの端部から外方に突出するよう配置し、このリチウムイオンキャパシタ要素に、上部外装フィルムを重ね合わせ、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの外周縁部における３辺（正極用電源タブおよび負極用電源タブが突出する２辺および熱融着性シートが配置された１辺）を熱融着した。
次いで、管状のガス注入口が形成されたステンレス板と通常のステンレス板とによって、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの外周縁部における未融着の一辺を挟持して固定した。この際、ステンレス板を、そのガス注入口が上部外装フィルムに形成されたガス流入口に重なるよう配置した。
以上のようにして、試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製した。
【００３２】
（５）試験：
試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを、１０ｍｍの間隔で離間して配置された２枚のアクリル板の間に配置し、ステンレス板のガス注入口から内部に窒素ガスを注入し、注入された窒素ガスが外部に排出された時点の内部圧力を測定すると共に、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムにおける窒素ガスが排出される部位を調べた。結果を下記表１に示す。
【００３３】
〈実施例２〜１２〉
上部外装フィルムの孔口部の直径ｄおよび非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを、下記表１に示す値に変更したこと以外は、実施例１と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表１に示す。
【００３４】
〈比較例１〉
上部外装フィルムに孔口部を形成せず、非熱融着性シートを用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表１に示す。
【００３５】
〈比較例２〉
上部外装フィルムに孔口部を形成せず、非熱融着性シートに貫通孔を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表１に示す。
【００３６】
【表１】
2010153841.tif 000003
【００３７】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜１２に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタによれば、確実にシール部が剥離して窒素ガスが排出されることが確認された。これに対して、比較例１〜２に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタにおいては、接合部の不特定の部位から窒素ガスが排出された。
また、実施例１〜４、実施例６〜実施例７および実施例９〜１１に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタによれば、シール部の接合幅が０．２〜２．０ｍｍの範囲にあるため、窒素ガスが外部に排出された時点の内部圧力のバラツキが小さいことが確認された。
【００３８】
〈実施例１３〉
実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ要素、上部外装フィルム、下部外装フィルムおよび非熱融着性シートを作製した。
次いで、上部外装フィルムの外周縁部における一辺の中央位置（非接合部位となる位置）に、非熱融着性シートを粘着材層を介して固定した。
一方、下部外装フィルム上における収容部となる位置に、リチウムイオンキャパシタ要素を、その正極用電源タブおよび負極用電源タブの各々が、下部外装フィルムの端部から外方に突出するよう配置し、このリチウムイオンキャパシタ要素に、上部外装フィルムを重ね合わせ、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの外周縁部における３辺（正極用電源タブおよび負極用電源タブが突出する２辺および熱融着性シートが配置された１辺）を熱融着した。
その後、有機電解液として、プロピレンカーボネートにＬｉＰＦ6 が１モル／Ｌの濃度で溶解されてなる溶液５０ｇを、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの間に注入し、減圧下において溶液をリチウムイオンキャパシタ要素に含浸させた後、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの外周縁部における未融着の１辺を減圧下において熱融着することにより、外装体を形成した。このようにして、ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製した。
得られたラミネート外装リチウムイオンキャパシタに対し、６０℃で３．８Ｖの直流電圧を印加し、初期のキャパシタ容量に対する１０００時間後のキャパシタ容量の比率（以下、「容量変化率」という。）、および初期の電気抵抗値に対する１０００時間後の電気抵抗値の比率（以下、「抵抗変化率」という。）を測定した。結果を表２に示す。
【００３９】
〈実施例１４〜２４〉
上部外装フィルムの孔口部の直径ｄおよび非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを、表１に示す値に変更したこと以外は、実施例１３と同様にしてラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらの容量変化率および抵抗変化率を測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
〈比較例３〉
上部外装フィルムに孔口部を形成せず、非熱融着性シートを用いなかったこと以外は、実施例１３と同様にしてラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらの容量変化率および抵抗変化率を測定した。結果を表１に示す。
【００４１】
〈比較例４〉
上部外装フィルムに孔口部を形成せず、非熱融着性シートに貫通孔を形成しなかったこと以外は、実施例１３と同様にしてラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で１０個作製し、これらの容量変化率および抵抗変化率を測定した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表２】
2010153841.tif 000004
【００４３】
表２の結果から明らかなように、実施例１３〜２４に係るラミネート外装リチウムイオンキャパシタは、信頼性の高いものであることが確認された。
【００４４】
〈実施例２５および実施例２６〉
上部外装フィルムの外周縁部に、円形の孔口部の代わりに、内接円の直径ｄ１が下記表３に示す値である正５角形の孔口部を形成したこと、および非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを下記表３に示す値に変更したこと以外は、実施例１と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で２個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表３に示す。
【００４５】
〈実施例２７および実施例２８〉
上部外装フィルムの外周縁部に、円形の孔口部の代わりに、内接円の直径ｄ１が下記表３に示す値である正６角形の孔口部を形成したこと、および非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを下記表３に示す値に変更したこと以外は、実施例１と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で２個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表３に示す。
【００４６】
【表３】
2010153841.tif 000005
【００４７】
表３の結果から明らかなように、実施例２５〜２８に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタによれば、確実にシール部が剥離して窒素ガスが排出されることが確認された。
また、実施例２５および実施例２７に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタの各々においては、孔口部が円形である実施例２に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタと比較すると、より低圧でシール部が剥離して窒素ガスが排出されていることが理解される。また、実施例２６および実施例２８に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタの各々においては、孔口部が円形である実施例１０に係る試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタと比較すると、より低圧でシール部が剥離して窒素ガスが排出されていることが理解される。以上のことから、同等の大きさの孔口部でも、実施例２５〜２８のように孔の中心点から孔外周までの距離が異なる距離を有する多角形構造の方が、中心点からの距離が均等な孔口部より、応力がかかりやすく、より低圧でのガス開放が可能となる。更に、シール部の接合幅が０．２〜２．０ｍｍの範囲にあるため、窒素ガスが外部に排出された時点の内部圧力のバラツキが小さいことが確認された。
【００４８】
〈実施例２９および実施例３０〉
上部外装フィルムの外周縁部に、円形の孔口部の代わりに、内接円の直径ｄ１が下記表４に示す値である正５角形の孔口部を形成したこと、および非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを下記表４に示す値に変更したこと以外は、実施例１３と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で２個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表４に示す。
【００４９】
〈実施例３１および実施例３２〉
上部外装フィルムの外周縁部に、円形の孔口部の代わりに、内接円の直径ｄ１が下記表４に示す値である正６角形の孔口部を形成したこと、および非熱融着性シートの貫通孔の直径Ｄを下記表４に示す値に変更したこと以外は、実施例１３と同様にして試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを合計で２個作製し、これらについて試験を行った。結果を下記表４に示す。
【００５０】
【表４】
2010153841.tif 000006
【００５１】
表４の結果から明らかなように、実施例２９〜３２に係るラミネート外装リチウムイオンキャパシタは、信頼性の高いものであることが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ラミネート外装蓄電デバイス
１１  蓄電デバイス要素
１１ａ  電極積層体
１２  正極層
１２ａ  正極集電体
１３  負極層
１３ａ  負極集電体
１４  正極用電源タブ                                                            １５  負極用電源タブ                                                            １６，１７  取り出し部材
１８  リチウム金属（リチウム極層）
１８ａ  リチウム極集電体
１９  リチウム極取り出し部材
２０  外装体
２１Ａ  上部外装フィルム
２１Ｂ  下部外装フィルム
２２  接合部
２３  収容部
２４  非接合部位
２５  シール部
２６  孔口部
３０  非熱融着性シート
３０Ｈ  貫通孔
３１  粘着剤層
５０  ラミネート外装蓄電デバイス
５１Ａ  上部外装フィルム
５１Ｂ  下部外装フィルム
５２  接合部
５３  弱接合部分
５５  蓄電デバイス要素
５６  正極用電源タブ
５７  負極用電源タブ
Ｓ  セパレータ
【図１】
2010153841.tif 000007
【図２】
2010153841.tif 000008
【図３】
2010153841.tif 000009
【図４】
2010153841.tif 000010
【図５】
2010153841.tif 000011
【図６】
2010153841.tif 000012