(57)【要約】【課題】外装体の内部に発生したガスを、特定の部位から確実に排出することができ、しかも、デバイス全体の小型化が可能なラミネート外装蓄電デバイスを提供する。【解決手段】互いに重ね合わせた外装フィルムが、外周縁部に形成された接合部で相互に接合された外装体と、外装体内部の収容部に収容された蓄電デバイス要素および電解液と、外装体内で蓄電デバイス要素の集電体に電気的に接続された、接合部における少なくとも一辺から外部に突出する端子部材とを具えてなり、外装体には、端子部材が設けられた接合部の一辺と収容部との間に、端子部材における集電体との接続部が配置される非接合部位が形成され、非接合部位が形成された領域には、互いに重ね合わせた外装フィルムの一部分が相互に接合されてなるシール部および当該シール部内に形成された少なくとも一方の外装フィルムを貫通する孔口部が形成されている。【選択図】  図１
2010238860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ね合わせた外装フィルムが、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と、当該外装体の内部に形成された収容部に収容された蓄電デバイス要素および電解液と、前記外装体の内部において前記蓄電デバイス要素の集電体に電気的に接続され、前記接合部における少なくとも一辺から外部に突出するよう設けられた端子部材とを具えてなるラミネート外装蓄電デバイスであって、
前記外装体には、前記端子部材が設けられた接合部の一辺と前記収容部との間に、前記端子部材における前記集電体との接続部が配置される非接合部位が形成され、この非接合部位が形成された領域における前記接続部の近傍には、互いに重ね合わせた前記外装フィルムの一部分が相互に接合されてなるシール部および当該シール部に形成された少なくとも一方の外装フィルム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。
【請求項２】
外装体における非接合部位が形成された領域には、複数のシール部および孔口部が形成されてい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。
【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９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。
【０００６】
また、ラミネート外装蓄電デバイスの安全機構としては、接合部が形成された領域の少なくとも一箇所に、非接合部位が蓄電デバイス要素が収容される収容部に連続しかつ収容部に対して入り江状に設けられることにより、圧力集中部が形成され、この非接合部位が形成された領域に、外装フィルムの剥離によって内部と外部とを連通させる圧力開放部が形成されてなるものが提案されている（特許文献６参照）。
しかしながら、このような安全機構においては、外装体を構成する外装フィルムに非接合部位を形成する部分を設けることが必要となるため、デバイスの小型化を図ることが困難となる、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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
【特許文献６】特許第３８５９６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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発生したガスを、特定の部位から確実に排出することができ、しかも、デバイス全体の小型化が可能なラミネート外装蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のラミネート外装蓄電デバイスは、互いに重ね合わせた外装フィルムが、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と、当該外装体の内部に形成された収容部に収容された蓄電デバイス要素および電解液と、前記外装体の内部において前記蓄電デバイス要素の集電体に電気的に接続され、前記接合部における少なくとも一辺から外部に突出するよう設けられた端子部材とを具えてなるラミネート外装蓄電デバイスであって、
前記外装体には、前記端子部材が設けられた接合部の一辺と前記収容部との間に、前記端子部材における前記集電体との接続部が配置される非接合部位が形成され、この非接合部位が形成された領域における前記接続部の近傍には、互いに重ね合わせた前記外装フィルムの一部分が相互に接合されてなるシール部および当該シール部に形成された少なくとも一方の外装フィルムを貫通する孔口部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のラミネート外装蓄電デバイスにおいては、外装体における非接合部位が形成された領域には、複数のシール部および孔口部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のラミネートフィルム外装蓄電デバイスにおいては、外装体には、端子部材が設けられた接合部の一辺と蓄電デバイス要素が収容される収容部との間に非接合部位が形成されており、当該非接合部位は収容部と連通しているため、当該収容部内にガスが発生した場合には、非接合部位内に進入する。而して、非接合部位が形成された領域における端子部材の接続部の近傍には、互いに重ね合わせた外装フィルムの一部分が相互に接合されてなるシール部および当該シール部に形成された少なくとも一方の外装フィルムを貫通する孔口部が形成されているため、ガスの発生によって非接合部位内が膨張することにより、シール部には接合部より集中的に応力が作用する。そのため、シール部は接合部よりも優先的に剥離する結果、シール部に形成された孔口部から外装体内のガスが外部に排出される。
また、外装体の非接続部位は、蓄電デバイス要素の集電体に接続される端子部材の接続部を配置するために必然的に形成されるものであり、このような非接合部位にシール部および孔口部を形成することにより、シール部および孔口部を形成するための特別な領域を外装体に確保することが不要となる。
従って、本発明のラミネート外装蓄電デバイスによれば、ラミネート外装蓄電デバイスの外装体の内部に発生したガスを、特定の部位から確実に排出することができ、しかも、デバイス全体の小型化を図ることができる。さらに、外装体に特別な領域を設けることが不要となることから、外装体の内部の気密性を保持しやすいため、液漏れ等が生じることが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のラミネート外装蓄電デバイスの一例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。
【図３】図２に示す安全機構のＡ−Ａを切断して示す説明用断面図である。
【図４】図２に示す安全機構のＢ−Ｂを切断して示す説明用断面図である。
【図５】外装体の内部の構成を示す説明用断面図である。
【図６】本発明のラミネート外装蓄電デバイスの他の例を示す説明用平面図である。
【図７】比較例１に係るラミネート外装蓄電デバイスを示す説明用平面図である。
【図８】比較例２に係るラミネート外装蓄電デバイスを示す説明用平面図である。
【図９】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最良の形態】
【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、本発明のラミネート外装蓄電デバイスの一例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に示す安全機構のＡ−Ａを切断して示す説明用断面図、図４は、図２に示す安全機構のＢ−Ｂを切断して示す説明用断面図、図５は、外装体の内部の構成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１１が有機電解液と共に収容されている。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。
外装体２０の接合部２２における一辺（図１において左辺）２２ａには、その一端が外装体２０の内部において蓄電デバイス要素１１の正極集電体１２ａに電気的に接続され、その他端が接合部２２の一辺２２ａから外部に突出する正極用端子部材１４が設けられている。一方、外装体２０の接合部２２における一辺に対向する他辺（図１において右辺）２２ｂには、その一端が外装体２０の内部において蓄電デバイス要素１１の負極集電体１３ａに電気的に接続され、その他端が接合部２２の他辺２２ｂから外部に突出する負極用端子部材１５が設けられている。
【００１４】
また、外装体２０においては、正極用端子部材１４が設けられた接合部２２の一辺２２ａと収容部２３との間に、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂが接合されていない非接合部位２４ａが形成され、この非接合部位２４ａに、正極用端子部材１４における正極集電体１２ａとの接続部１４ａが配置されている。一方、負極用端子部材１５が設けられた接合部２２の他辺２２ｂと収容部２３との間には、上部外装フィルム２１Ａおよび下部外装フィルム２１Ｂが接合されていない非接合部位２４ｂが形成され、この非接合部位２４ｂに、負極用端子部材１５における負極集電体１３ａとの接続部１５ａが配置されている。
そして、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の非接合部位２４ａ，２４ｂが形成された各領域には、安全機構として、正極用端子部材１４の接続部１４ａまたは負極用端子部材１５の接続部１５ａに隣接する位置に、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と、このシール部２５の中央位置に形成された、上部外装フィルム２１Ａを貫通する孔口部２６とからなる複数（図示の例では合計で４つ）の安全弁２７が形成されている。
本発明において、安全弁２７は、少なくとも一つ形成されていればよく、図示の例のように、複数の安全弁２７が形成されていてもよい。
【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。
また、非接合部位２４ａ，２４ｂの幅は、例えば３〜１２ｍｍである。
【００１７】
安全弁２７における孔口部２６の直径は、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、安全弁２７におけるシール部２５の接合幅は、０．２〜３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜２ｍｍ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。尚、孔口部２６の位置は、シール部２５内であれば特に限定されないが、好ましくはシール部２５の中央位置である。
【００１８】
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における正極集電体１２ａには、それぞれ取り出し部１６が形成され、これらの取り出し部１６は、外装体２０の非接合部位２４ａ内において互いに溶接されて正極用端子部材１４の接続部１４ａに電気的に接続されている。一方、複数の負極板の各々における負極集電体１３ａには、それぞれ取り出し部１７が形成され、外装体２０の非接合部位２４ｂ内において互いに溶接されて負極用端子部材１５の接続部１５ａに電気的に接続されている。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、正極用端子部材１４および負極用端子部材１５が接続された蓄電デバイス要素１１を配置すると共に、非接合部位２４ａ，２４ｂとなる位置に、当該非接合部位２４ａ，２４ｂの平面形状に適合する形状のヒートブロックを配置し、その後、蓄電デバイス要素１１上に、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。
【００２２】
上記のラミネートフィルム外装蓄電デバイス１０においては、正極用端子部材１４が設けられた接合部２２の一辺２２ａと蓄電デハイス要素１１が収容される収容部２３との間、および負極用端子部材１５が設けられた接合部２２の一辺２２ｂと収容部２３との間に、それぞれ非接合部位２４ａ，２４ｂが形成されており、これらの非接合部位２４ａ，２４ｂは収容部２３と連通しているため、当該収容部２３内にガスが発生した場合には、非接合部位２４ａ，２４ｂ内に進入する。而して、非接合部位２４ａ，２４ｂが形成された領域における正極用端子部材１４および負極用端子部材１５の各々の接続部１４ａ，１５ａの近傍には、安全弁２７が形成されているため、ガスの発生によって非接合部位２４ａ，２４ｂ内が膨張することにより、安全弁２７におけるシール部２５には接合部２２より集中的に応力が作用する。そのため、シール部２５は接合部２２よりも優先的に剥離する結果、シール部２５に形成された孔口部２６から外装体２０内のガスが外部に排出される。
また、外装体２０の非接続部位２４ａ，２４ｂは、蓄電デバイス要素１１の正極集電体１２ａに接続される正極用端子部材１４の接続部１４ａ、または負極集電体１３ａに接続される負極用端子部材１５の接続部１５ａを配置するために必然的に形成されるものであり、このような非接合部位２４ａ，２４ｂに安全弁２７を形成することにより、当該安全弁２７を形成するための特別な領域を外装体に確保することが不要となる。
従って、本発明のラミネート外装蓄電デバイスによれば、ラミネート外装蓄電デバイスの外装体の内部に発生したガスを、特定の部位から確実に排出することができ、しかも、デバイス全体の小型化を図ることができる。さらに、外装体２０に特別な領域を設けることが不要となることから、外装体２０の内部の気密性を保持しやすいため、液漏れ等が生じることが抑制される。
【００２３】
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は、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。
【００２４】
以上、本発明のラミネート外装蓄電デバイスについて、その実施の形態を説明したが、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、図６に示すように、外装体２０の接合部２２における一辺２２ａに、正極用端子部材１４および負極用端子部材１５の両方が、当該接合部２２の一辺２２ａから外部に突出するよう設けられていてもよい。また、図示の例では、シール部２５および孔口部２６よりなる安全弁２７は、正極用端子部材１４の接続部１４ａと負極用端子部材１５の接続部１５ａとの間に形成されているが、正極用端子部材１４の接続部１４ａおよび／または負極用端子部材１５の接続部１５ａと、接合部２２と、収容部２３に囲まれた領域内に安全弁２７が形成されていてもよい。また、このような構成においても、安全弁２７は少なくとも１つ形成されていればよく、複数の安全弁２７が形成されていてもよい。
また、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、安全弁における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。
また、上部外装フィルムまたは下部外装フィルムの非接合部位の内面に、非熱融着性シートが設けられていてもよい。かかる非熱融着性シートの材質としては、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などを利用することができる。また、非熱融着性シートは、粘着剤層によって上部外装フィルムおよび下部外装フィルムのいずれか一方に固定されていることが、より好ましい。
このような非熱融着性シートを設ける構成によれば、加熱または高温環境下で使用したときに、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの非接合部位が互いに融着したり、或いは外装フィルムの一部が溶解して非接合部位が互いに接着したりすることを防止することができ、これにより、安全弁が正常に機能させることができる。
【実施例】
【００２５】
〈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。
【００２６】
（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。
【００２７】
（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端子部材の接続部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、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の銅製の負極用端子部材の接続部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。
【００２８】
（４）圧力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：
図１に示す構成に従い、以下のようにして圧力試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを作製した。
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）×１８０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）で、収容部となる中央部分に、１０５ｍｍ（縦幅）×１３８ｍｍ（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，非接合部位となる部分の幅が１１ｍｍ）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）×１８０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）の下部外装フィルムとを作製し、上部外装フィルムにおける非接合部位となる部分の各々において、正極用端子部材の接続部が配置される部分の両側の位置、および負極用端子部材の接続部が配置される部分の両側の位置に、形成すべきシール部に対応する位置に直径４ｍｍの貫通孔が形成された非熱融着性シートを粘着材層を介して固定すると共に、上部外装フィルムにおける非接合部位となる部分の各々において、非熱融着性シートの貫通孔が位置する箇所に、直径が２ｍｍの孔口部を合計で４つ形成した。そして、非接続部位が形成される一辺に垂直な辺の中央位置に、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配置すると共に、当該リチウムイオンキャパシタ要素に取り付けられた正極用端子部材および負極用端子部材の各々が、上部外装フィルムの一辺およびこれに対向する他辺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（ガス流入口が形成された辺を除く３辺）を熱融着することにより、当該３辺に収容部を取り囲む幅１０ｍｍの接合部を形成すると共に、非接合部位の各々にシール部および孔口部よりなる安全弁を合計で４つ形成した。
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、上下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、圧力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３個作製した。
【００２９】
（５）高温高湿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：
図１に示す構成に従い、以下のようにして高温高湿試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタを作製した。
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）×１８０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）で、収容部となる中央部分に、１０５ｍｍ（縦幅）×１３８ｍｍ（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，非接合部位となる部分の幅が１１ｍｍ）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、上部外装フィルムにおける非接合部位となる部分の各々において、正極用端子部材の接続部が配置される部分の両側の位置、および負極用端子部材の接続部が配置される部分の両側の位置に、直径が２ｍｍの孔口部を合計で４つ形成した。そして、上部外装フィルムにおける非接合部位となる部分に、形成すべきシール部に対応する位置に直径４ｍｍの貫通孔が形成された非熱融着性シートを粘着材層を介して固定した。
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配置すると共に、当該リチウムイオンキャパシタ要素に取り付けられた正極用端子部材および負極用端子部材の各々が、上部外装フィルムの一辺およびこれに対向する他辺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（正極用端子部材および負極用端子部材が突出する２辺を含む）を熱融着することにより、当該３辺に収容部を取り囲む幅１０ｍｍの接合部を形成すると共に、非接合部位の各々にシール部および孔口部よりなる安全弁を合計で４つ形成した。そして、収容部内に電解液を注入した後、未融着の１辺を熱融着することにより、当該１辺に幅１０ｍｍの接合部を形成した。  以上のようにして、高温高湿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３個作製した。
【００３０】
（６）圧力試験：
３個の圧力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、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[ ＭＰａ] を測定して調べた。
その結果、３個全ての圧力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、シール部が剥離して孔口部から窒素ガスが排出された。ガス排出時の内部圧力を下記表１に示す。
【００３１】
（７）高温高湿試験：
３個の高温高湿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ついて、初期時（高温高湿試験を行う前）の充放電試験を行って初期の静電容量を測定した。次いで、これらのキャパシタを、ナガノサインエス株式会社製恒温恒湿槽「ＬＨ４３−１３Ｐ」に投入し、温度６０℃、相対湿度９０％、放置時間１０００時間の条件で高温高湿試験を行い、高温高湿試験後のキャパシタの各々について、充放電試験を行って静電容量を測定した。そして、初期の静電容量に対する高温高湿試験後の静電容量の割合（以下、「容量維持率」という。）［％] を算出した。その結果を下記表１に示す。
【００３２】
〈実施例２〉
下部外装フィルムに孔口部を形成したこと以外は、実施例１と同様にして圧力試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタおよび高温高湿試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタをそれぞれ３個作製し、これらについて圧力試験および高温高湿試験を行った。
圧力試験の結果、３個全ての圧力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、シール部が剥離して孔口部から窒素ガスが排出された。ガス排出時の内部圧力を下記表１に示す。
また、高温高湿試験の結果を下記表１に示す。
【００３３】
〈比較例１〉
図７に示すように、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの各々の外周縁部に、その一辺が収容部（２３）に連通し、その他の辺が接合部（２２）に包囲された入り江状の非接合部位（２４ｃ）を形成し、正極用端子部材（１４）および負極用端子部材（１５）の接続部（１４ａ，１５ａ）が配置される非接合部位（２４ａ，２４ｂ）の代わりに入り江状の非接合部位（２４ｃ）に、安全弁（２７）を形成したこと以外は、実施例１と同様にして圧力試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタおよび高温高湿試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタをそれぞれ３個作製し、これらについて圧力試験および高温高湿試験を行った。ここで、非接合部位（２４ｃ）における収容部（２３）に連通する一辺の寸法は１１ｍｍ、接合部２２における非接合部位（２４ｃ）を設けることによって形成された狭窄部分２２ｃの幅は３ｍｍである。
圧力試験の結果、３個全ての圧力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、シール部が剥離して孔口部から窒素ガスが排出された。ガス排出時の内部圧力を下記表１に示す。
また、高温高湿試験の結果を下記表１に示す。
【００３４】
〈比較例２〉
図８に示すように、上部外装フィルムおよび下部外装フィルムの各々の外周縁部に、その一辺が収容部（２３）に連通し、その他の辺が接合部（２２）に包囲された入り江状の非接合部位（２４ｃ）を形成し、正極用端子部材（１４）および負極用端子部材（１５）の接続部（１４ａ，１５ａ）が配置される非接合部位（２４ａ，２４ｂ）の代わりに入り江状の非接合部位（２４ｃ）に、安全弁（２７）を形成したこと以外は、実施例１と同様にして圧力試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタおよび高温高湿試験用ラミネート外装リチウムイオンキャパシタをそれぞれ３個作製し、これらについて圧力試験および高温高湿試験を行った。ここで、非接合部位（２４ｃ）における収容部（２３）に連通する一辺の寸法は１１ｍｍ、この一辺に対向する他辺には、入り江状の非接合部位に対応して突出部分２２ｄが形成されており、この突出部分２２ｄの幅は１０ｍｍである。
圧力試験の結果、３個全ての圧力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、シール部が剥離して孔口部から窒素ガスが排出された。ガス排出時の内部圧力を下記表１に示す。
また、高温高湿試験の結果を下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
2010238860.tif 000003
【００３６】
以上の結果から明らかなように、実施例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よれば、０．８ＭＰａという比較的低い内部圧力で安全弁におけるシール部が剥離して窒素ガスが排出された。そして、高温高湿試験においては、全てのキャパシタについて高い容量維持率が得ら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、いずれもシール部が剥離して窒素ガスが排出されたものの、以下のような問題があった。
比較例１においては、内部圧力は０．８ＭＰａであったが、高温高湿試験後における容量維持率が低くキャパシタとしての機能が劣化した。
また、比較例２においては、高温高湿試験後においても高い容量維持率は得られたが、ガス排出時の内部圧力が１．２ＭＰａであったため、ガス排出までに相当な時間を要し、収容部の電解液の液漏れ等が発生するおそれがあることが確認された。また、接合部に突出部分を形成することが必要なことから、デバイス全体の小型化が困難であった。
【符号の説明】
【００３７】
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  正極用端子部材
１４ａ  接続部
１５  負極用端子部材
１５ａ  接続部
１６，１７  取り出し部
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
２２ａ  接合部の一辺
２２ｂ  接合部の他辺
２２ｃ  狭窄部分
２２ｄ  突出部分
２３  収容部
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  非接合部位
２５  シール部
２６  孔口部
２７  安全弁
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】
2010238860.tif 000004
【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】
2010238860.tif 000009
【図７】
2010238860.tif 000010
【図８】
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【図９】
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