(57)【要約】  蓄電装置において、端子板は、蓄電素子の第１端部で第１電極と電気的に接続された素子接続部と、この素子接続部と接された外部端子部とを有する。封口部材は素子接続部上に位置し、外部端子部が挿入された挿入孔を有するとともに、外装体の開口部を外部端子部とともに封止している。外部端子部は、先端外周にテーパー部を有し、外部端子部の一部は封口部材から表出している。テーパー部は第１端部と、第１端部よりも素子接続部から遠い第２端部とを有する。外装体の底面から開口部へ延びる第１方向において、外装体の開口部における側壁の端辺が、テーパー部の第１端部と、第２端部との間に位置する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極とを有するとともに、前記第１電極が引き出された第１端部を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に含浸した電解質と、
前記第１端部において前記第１電極と電気的に接続された素子接続部と、前記素子接続部と接続された外部端子部と、を有する端子板と、
底面と、前記底面から延び前記底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有し、導電性材料で構成され、前記端子板が前記開口部側に位置するように、前記蓄電素子を前記電解質とともに収容した外装体と、
前記素子接続部上に位置し、前記外部端子部が挿入された挿入孔を有するとともに、前記外装体の前記開口部を前記外部端子部とともに封止した封口部材と、を備え、
前記外部端子部は、先端外周にテーパー部を有した柱体または筒体であり、前記外部端子部の一部は前記封口部材から表出し、前記テーパー部は第１端部と、前記第１端部よりも前記素子接続部から遠い第２端部とを有し、
前記外装体の前記底面から前記開口部へ延びる第１方向において、前記外装体の開口部における前記側壁の端辺が、前記テーパー部の前記第１端部と、前記第２端部との間に位置する、
蓄電装置。
【請求項２】
前記外装体の前記側壁において、前記側壁の内面が前記封口部材の外周面と対向した箇所の外面に、前記外装体の内方に向かって突出した絞り加工部が設けられ、
前記封口部材は前記外部端子部と当接し、前記挿入孔に表出した内周面を有し、
前記第１方向において、前記テーパー部の第１端部は、前記絞り加工部における前記第１方向において前記側壁の前記端辺から遠い側の端部と、前記封口部材の前記内周面における前記第１方向において前記素子接続部から遠い側の端辺との間に位置する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記封口部材は、前記端子板の前記素子接合部と対向した面と、前記面の外周端部から前記外装体の前記底面に向かって延出したスカート部と、前記スカート部の内周に設けられたテーパー部と、を有する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記端子板の素子接続部は板状であり、
前記集電板と前記素子接続部はそれぞれ、非回転対称である、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記集電板の外形と前記素子接続部の外形はそれぞれ、非回転対称である、
請求項４記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記集電板と前記素子接続部のそれぞれの外周部には切り欠き部が設けられ、前記第１方向において、前記切り欠き部が前記蓄電素子を介して対向している、
請求項５記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記外装体の前記底面は非回転対称である、
請求項４記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記端子板の素子接続部は板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するとともに前記第１貫通孔とは開口面積が異なる第２貫通孔とが設けられた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記端子板の素子接続部は円板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するとともに前記第１貫通孔とは前記素子接続部の中心からの距離が異なる第２貫通孔とが設けられた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１０】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記端子板の素子接続部は板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する端子板貫通孔が設けられ、
前記集電板には前記第１方向に貫通する集電板貫通孔が設けられ、前記端子板貫通孔と前記集電板貫通孔とは、前記第１方向から見て一致しない、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１１】
前記端子板の前記素子接続部の外表面を覆うとともに、前記端子板を支持する固定部を有し、絶縁材で構成された端子板ホルダーをさらに備えた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１２】
前記端子板の前記素子接続部は板状であり、前記素子接続部は、前記第１方向において、前記外部端子部が変位可能となるダンパー部として機能する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１３】
前記素子接続部は前記蓄電素子と接合された素子接合部を有し、前記外部端子部と前記素子接合部との間にスリット孔が設けられ、前記素子接続部は前記スリット孔によって前記ダンパー部として機能する、
請求項１２記載の蓄電装置。
【請求項１４】
前記スリット孔は、前記外部端子部および前記素子接合部のうち少なくとも一方を囲うように形成された、
請求項１３記載の蓄電装置。
【請求項１５】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記集電板と前記外装体の前記底面とは、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部で接続され、
前記接続部において、前記外装体の前記底面は前記集電板より厚い、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１６】
前記外装体の前記底面と前記集電板との前記接続部において、前記底面の内側から突出した突起が設けられた、
請求項１５記載の蓄電装置。
【請求項１７】
前記突起の先端が球面であるか、または前記突起の外周がテーパーを有するかの少なくともいずれかである、
請求項１６記載の蓄電装置。
【請求項１８】
前記外装体の前記底面の外側において、前記集電板との前記接続部が形成された箇所に外部に向かって突出した突起が設けられた、
請求項１５記載の蓄電装置。
【請求項１９】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記集電板と前記外装体の前記底面とは、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部で接続され、
前記集電板において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部が前記外装体と絶縁された、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項２０】
前記集電板および前記外装体において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部と前記外装体の底面の内面との間に空隙を設けて絶縁した請求項１９記載の蓄電装置。
【請求項２１】
前記集電板および前記外装体において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部と前記外装体の前記底面の内面との間に絶縁材料を介在させて絶縁した請求項１９記載の蓄電装置。
【請求項２２】
前記集電板の外表面の一部を覆うとともに、この集電板を支持する支持部を有する絶縁材から構成された集電板ホルダーをさらに備え、
請求項２１記載の蓄電装置。
【請求項２３】
第１電極と第２電極とを有するとともに、前記第１電極が引き出された第１端部を有する蓄電素子を作製するステップと、
素子接続部と、前記素子接続部と接続された外部端子部とを有する端子板の前記素子接続部と、前記第１電極とを、前記蓄電素子の前記第１端部において電気的に接続するステップと、
底面と、前記底面から延び前記底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有し、導電性材料で構成された外装体に、電解質とともに、前記端子板が接続された蓄電素子を前記端子板が前記開口部側に位置するように収容するステップと、
封口部材の挿入孔に前記外部端子部を挿入して前記封口部材を前記素子接続部上に配置するとともに前記封口部材を前記外装体の中に収容するステップと、
前記封口部材と前記外部端子部により前記外装体を封止するステップと、を備え、
前記外部端子部は、先端外周に設けられたテーパー部と、前記テーパー部につながる封止部とを有した柱体または筒体であり、
前記封口部材を前記外装体の中に収容する際に、前記封口部材の前記挿入孔に前記外部端子部の前記封止部が当接する前に、前記封口部材の外周の少なくとも一部を前記外装体の内部へ収容するとともに、
前記封口部材を前記外装体の中に収容後に前記外部端子部の一部を前記封口部材から表出させる、
蓄電装置の製造方法。
【請求項２４】
前記テーパー部は前記本体部との境界の第１端部と、前記第１端部よりも前記素子接続部から遠い第２端部とを有し、
前記端子板が接続された前記蓄電素子を前記外装体に収容した時点で、前記外装体の前記底面から前記開口端部へ延びる第１方向において、前記外装体の前記開口端部は、前記テーパー部の前記第１端部と、前記第２端部との間に位置する、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２５】
前記蓄電素子を作製する際に、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極を引き出すように前記蓄電素子を作製し、
前記製造方法は、
前記蓄電素子を前記外装体に収容する前に、導電性を有する集電板を前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続するステップと、
前記集電板を前記第２電極と電気的に接続し、前記蓄電素子を前記外装体に収容した後に、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部において、前記集電板と前記外装体の前記底面とを前記集電板の側から抵抗溶接で接続するステップと、をさらに備え、
前記接続部において、前記集電板は前記外装体の前記底面より厚い、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２６】
前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた前記接続部における前記外装体の前記底面の内側には突起が設けられ、
前記集電板と前記外装体の前記底面とを接続する際、前記突起と前記集電板を当接させた状態で前記集電板と前記外装体の前記底面とを抵抗溶接する、
請求項２５記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２７】
前記蓄電素子を作製する際に、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極を引き出すように前記蓄電素子を作製し、
前記製造方法は、
前記蓄電素子を前記外装体に収容する前に、導電性を有する集電板を前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続するステップと、
前記集電板を前記第２電極と電気的に接続し、前記蓄電素子を前記外装体に収容した後に、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部において、前記集電板と前記外装体の前記底面とを前記集電板の側から抵抗溶接で接続するステップと、をさらに備え、
前記接続部を除く箇所の少なくとも一部において、前記集電板と前記外装体とを絶縁した状態で前記集電板と前記外装体の前記底面とを接続する、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器やハイブリッド自動車の回生用、あるいは電力貯蔵用等に使用される蓄電装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２１は、従来の蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタの正面断面図である。このキャパシタはキャパシタ素子１０１と、２枚の集電板１０２と、底面１０５Ａを有する筒状の金属製のケース１０５と、ケース１０５の外部へ一部が表出した端子板１０３と、封口ゴム１０６とを有する。【０００３】
キャパシタ素子１０１は対向する位置に正極端部１０１Ａ、負極端部１０１Ｂ（以下、端部１０１Ａ、１０１Ｂ）を有する。集電板１０２は端部１０１Ａ、１０１Ｂにそれぞれ溶接接合されている。キャパシタ素子１０１は、端部１０１Ｂと接合された集電板１０２が底面１０５Ａと対向するように、ケース１０５の中に収容されている。端部１０１Ａと接合された集電板１０２は、ケース１０５の開口部に位置し、端子板１０３と接合されている。封口ゴム１０６は、端子板１０３をケース１０５の開口部との間に介在し、これらを絶縁している。封口ゴム１０６に対して、ケース１０５の開口部の外部から内部に向かって横絞り加工部１０５Ｂが形成されることにより、封口ゴム１０６が圧縮されて開口部が封止されている。またケース１０５の開口端は内側に向かって加工され、曲げ加工部１０５Ｃが形成されている。【０００４】
キャパシタ素子１０１は正極と負極とセパレータ（いずれも図示せず）で構成されている。正極と負極はそれぞれ、帯状の集電体に、一端辺を除いて炭素材料を含んだ電極層を塗布して構成されている。キャパシタ素子１０１は、これら正負極を、互いの集電体の電極層未形成部が逆方向に突出するようにずらして対向させ、対向した正負極の間にセパレータを介在させた状態でこれらを巻回して構成されている。これにより、各電極の電極層未形成部が、端部１０１Ａ、端部１０１Ｂをそれぞれ構成している。【０００５】
端子板１０３には、ケース１０５の内部と外部を繋ぐ貫通孔が設けられ、この貫通孔を塞ぐようにケース１０５の内部の圧力上昇を防止する調圧弁１０４が設けられている。【０００６】
この構成では、シート状である各電極と集電板１０２がそれぞれ面接触してキャパシタ素子１０１から電流を取り出せる。そのため、電気二重層キャパシタの内部における集電を低抵抗で行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９４１３１号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、封口部材の配設における作業性を向上させた蓄電装置とその製造方法である。
【０００９】
本発明の蓄電装置は、蓄電素子と、蓄電素子に含浸した電解質と、端子板と、外装体と、封口部材とを有する。蓄電素子は第１電極と第２電極とを有するとともに、第１電極が引き出された第１端部を有する。端子板は、第１端部において第１電極と電気的に接続された素子接続部と、素子接続部と接続された外部端子部と、を有する。外装体は、底面と、底面から延び底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有する。外装体は導電性材料で構成され、端子板が開口部側に位置するように、蓄電素子を電解質とともに収容している。封口部材は素子接続部上に位置し、外部端子部が挿入された挿入孔を有するとともに、外装体の開口部を外部端子部とともに封止している。外部端子部は、先端外周にテーパー部を有した柱体または筒体であり、外部端子部の一部は封口部材から表出している。テーパー部は第１端部と、第１端部よりも素子接続部から遠い第２端部とを有する。外装体の底面から開口部へ延びる第１方向において、外装体の開口部における側壁の端辺が、テーパー部の第１端部と、第２端部との間に位置する。
【００１０】
また上記本発明の蓄電装置は次のステップにより製造される。第１電極と第２電極とを有するとともに、第１電極が引き出された第１端部を有する蓄電素子を作製するステップ；素子接続部と、素子接続部と接続された外部端子部とを有する端子板の素子接続部と、第１電極とを、蓄電素子の第１端部において電気的に接続するステップ；底面と、底面から延び底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有し、導電性材料で構成された外装体に、電解質とともに、端子板が接続された蓄電素子を端子板が開口部側に位置するように収容するステップ；封口部材の挿入孔に外部端子部を挿入して封口部材を素子接続部上に配置するとともに封口部材を外装体の中に収容するステップ；封口部材と外部端子部により外装体を封止するステップ。ここで、外部端子部は、外周に設けられたテーパー部と、テーパー部につながる封止部とを有した柱体または筒体である。封口部材を外装体の中に収容する際、封口部材の挿入孔に外部端子部の封止部が当接する前に、封口部材の外周の少なくとも一部を外装体の内部へ収容する。そして封口部材を外装体の中に収容後に外部端子部の一部を封口部材から表出させる。
【００１１】
この製造方法では、封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材の挿入孔に外部端子部を挿入していく際に、外部端子部のテーパーを形成していない本体部より先に、外装体の開口端部が封口部材と当接する。そのため、外装体の内部における封口部材の外周面の位置が、最初に当接する開口端部の内周面の位置を基準にして決定される。これにより、封口部材の外周面の位置が決まった後も引続き封口部材を外装体の中へ入り込ませることができる。このように、封口部材を外装体の中に収容する際、封口部材の挿入孔に外部端子部の本体部が当接する前に、封口部材の外周の少なくとも一部を外装体の内部へ収容できる寸法関係に外部端子部と封口部材、外装体を構成すると、上述の本発明の蓄電装置の構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の実施の形態１における電気二重層キャパシタの上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａに示す電気二重層キャパシタの正面断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは図１Ｂに示す電気二重層キャパシタに用いられる端子板の上面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａに示す端子板の正面断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは図１Ｂに示す電気二重層キャパシタに用いられる封口部材の上面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは図３Ａに示す封口部材の正面断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは図３Ａに示す封口部材の底面図である。
【図４Ａ】図４Ａは図３Ｂに示す封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材に図２Ｂに示す端子板の外部端子部を挿入していく際の概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図３Ｂに示す封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材に図２Ｂに示す端子板の外部端子部を挿入していく際の概略断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは図３Ｂに示す封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材に図２Ｂに示す端子板の外部端子部を挿入していく際の概略断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは図３Ｂに示す封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材に図２Ｂに示す端子板の外部端子部を挿入していく際の概略断面図である。
【図５】図５は図３Ｂに示す封口部材と図２Ｂに示す端子板の外部端子部の当接時における外部端子部と封口部材の状態を抜粋して示したイメージ図である。
【図６Ａ】図６Ａは図１Ｂに示す電気二重層キャパシタの集電板の上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは図６Ａに示す集電板の正面断面図である。
【図７】図７は図１Ｂに示す電気二重層キャパシタの外装体の底面の内側を示す平面図である。
【図８】図８は図１Ｂに示す電気二重層キャパシタの外装体と集電板の接合状態を示す拡大正面断面図である。
【図９】図９は図１Ｂに示す電気二重層キャパシタにおいて、集電板を透視して外装体の底面を示す底面透視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは本発明の実施の形態２における電気二重層キャパシタの正面断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは図１０Ａに示す電気二重層キャパシタの側面断面図である。
【図１１】図１１は図１０Ａに示す電気二重層キャパシタに用いられる端子板の斜視図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは図１１に示す端子板の上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは図１１に示す端子板の正面断面図である。
【図１３】図１３は図１０Ａに示す電気二重層キャパシタに用いられる集電板の斜視図である。
【図１４】図１４は図１３に示す集電板の下面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは図１０Ａに示す電気二重層キャパシタに用いられる端子板ホルダーまたは集電板ホルダーを示した上面斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは図１５Ａに示す端子板ホルダーまたは集電板ホルダーの下面斜視図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは図１５Ａに示す端子板ホルダーまたは集電板ホルダーの上面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは図１５Ａに示す端子板ホルダーまたは集電板ホルダーの正面断面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは図１０Ａに示す電気二重層キャパシタの他の外装体の部分拡大断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは図１０Ａに示す電気二重層キャパシタのさらに他の外装体の部分拡大断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは本発明の実施の形態２における電気二重層キャパシタに用いられる別の集電板の下面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは図１８Ａに示す集電板の正面断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは図１８Ａに示す集電板の側面断面図である。
【図１９】図１９は本発明の実施の形態２における電気二重層キャパシタに用いられるさらに別の集電板の下面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは本発明の実施の形態２における電気二重層キャパシタに用いられる集電板および外装体の別の接続方法を説明するために接続前の外装体の底面部分を抜粋して示す部分正面断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは本発明の実施の形態２における電気二重層キャパシタに用いられる集電板および外装体の別の接続方法を説明するために接続後の外装体の底面部分を抜粋して示す部分正面断面図である。
【図２１】図２１は従来の蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタの正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の構成における課題を説明する。確かに、図２１に示す電気二重層キャパシタは、低抵抗である。しかしながら、ケース１０５の開口部から端子１０３を介して一方の電極を引き出す場合、対となる電極を引き出しているケース１０５と端子板１０３とを絶縁する必要がある。また、ケース１０５の開口部を封止するために、端子板１０３の外周を覆うように、環状または筒状の封口ゴム１０６を設ける必要がある。
【００１４】
その場合、端子板１０３の一部を封口ゴム１０６に設けられた貫通孔に挿入させながら、ケース１０５内に封口ゴム１０６を配設させるのが一般的である。端子板１０３を封口ゴム１０６へ挿入する際には、封口ゴム１０６の内周面は端子板１０３に対し摺動し、外周面はケース１０５に対し摺動する。封口ゴム１０６の表面の摩擦抵抗は大きいため、この摩擦抵抗が端子板１０３の挿入時における作業性を低下させる虞がある。
【００１５】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態における蓄電装置について説明するが、本発明は以下の内容に限定されない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１Ａは実施の形態１による蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタの上面図であり、図１Ｂはこの電気二重層キャパシタの正面断面図である。この電気二重層キャパシタは、蓄電素子であるキャパシタ素子１と、キャパシタ素子１に含浸した電解質（図示せず）と、端子板２と、集電板３と、底面４Ａを有する外装体４と、封口部材５とを有する。
【００１７】
キャパシタ素子１は第１電極である正極と第２電極である負極とを有するとともに、正極が引き出された第１端部である素子端部１Ａと、負極が引き出され、第１端部の反対側に位置する第２端部である素子端部１Ｂとを有する。
【００１８】
本実施の形態において、キャパシタ素子１は巻回状であり、巻回軸方向の両端に正極を引き出す素子端部１Ａ、負極を引き出す素子端部１Ｂをそれぞれ有する。このように、対向する一対の端部からそれぞれ互いに異なる極性の電極が引き出されている。なお正極と負極が逆でもよい。そして、キャパシタ素子の構成は、巻回状に限定されず、対向した両端から各電極が引き出される構成であれば特に限定されない。例えば、正極、負極、セパレータを交互に積層した積層構造や、正極、負極を対向させた状態で九十九折り状になっていてもよい。
【００１９】
キャパシタ素子１は、対向する正極と負極、およびそれらの間に介在するセパレータから構成されている（いずれも図示せず）。正極および負極はアルミニウム等の金属箔の集電体と、この集電体の表面に一端辺を除いて形成された炭素材料を含む電極層からそれぞれ構成されている（いずれも図示せず）。セパレータは例えばセルロースから構成されている。
【００２０】
正極、負極は、互いの電極層未形成部が逆方向に突出するように対向するとともに、それらの間にセパレータが介在した状態で巻回されて、キャパシタ素子１を構成している。すなわち、キャパシタ素子１は巻回体である。正極、負極とセパレータが巻回されているため、巻回後に巻回軸方向に貫通した空隙となる中空部１Ｃが形成されている。そして、巻回軸方向の両端に形成された正極、負極の電極層未形成部の束がそれぞれ素子端部１Ａ、１Ｂを構成している。このように、キャパシタ素子１は、中心部分に中空部１Ｃを有した略円筒状の形状を有する。
【００２１】
電解質としては、例えば、支持塩であるエチルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボラートを、溶媒であるγ−ブチロラクトンに溶解した電解液を用いることができる。濃度は、例えば１．０ｍｏｌ／ｌである。
【００２２】
端子板２は、板状の素子接続部２Ａと、素子接続部２Ａと接続されているとともに外部と接続される外部端子部２Ｂとを有する。素子接続部２Ａは、キャパシタ素子１の素子端部１Ａで正極と電気的に接続されている。外部端子部２Ｂは、素子接続部２Ａにおける、キャパシタ素子１と接続された面の裏面上に設けられている。端子板２は例えばアルミニウムから構成されている。
【００２３】
集電板３は素子端部１Ｂで負極と接合されている。集電板３は金属などの導電性を有した板材、例えばアルミニウム板で形成されている。
【００２４】
外装体４は、底面４Ａと、底面４Ａの反対側に位置する開口部が設けられた側壁４Ｋとを有する筒状の形状を有し、金属などの導電性材料で構成されている。外装体４は、端子板２が上記開口部側に位置するように、キャパシタ素子１を端子板２、集電板３、電解質とともに収容している。外装体４は例えばアルミニウムから構成されている。
【００２５】
封口部材５は素子接続部２Ａ上に位置し、外部端子部２Ｂが挿入された挿入孔５Ａを有するとともに、外装体４の開口部を外部端子部２Ｂとともに封止している。封口部材５は、例えばブチルゴムから構成されている。
【００２６】
以下、図２Ａ〜図３Ｃを参照しながら端子板２と封口部材５について詳細に説明する。図２Ａは端子板２の上面図であり、図２Ｂは、端子板２の正面断面図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃはそれぞれ、封口部材５の上面図、正面断面図、底面図である。
【００２７】
端子板２は金属などの導電性を有した部材で形成されている。端子板２は前述のように円板状の素子接続部２Ａと、素子接続部２Ａの外表面上に設けられた電極を引き出す柱体である外部端子部２Ｂから構成されている。図２Ｂに示すように、外部端子部２Ｂは柱体または筒体であり、先端の外周部分には、先端が最も細くなるようにテーパー部２Ｃが形成されている。そして、素子接続部２Ａの厚み方向には、外部からキャパシタ素子１へ電解液が含浸できるように、注液孔２Ｄ、２ｄが形成されている。厚み方向とは、外装体４の底面４Ａから開口部へ延びる第１方向である。言い換えれば、厚み方向とは、外装体４の底面４Ａを水平面に置いたときの鉛直方向である。
【００２８】
図３Ａ〜図３Ｃに示すように封口部材５は、少なくとも円柱状の弾性材から構成されている。前述のように、封口部材５の中心部分には挿入孔５Ａが設けられており、端子板２の外部端子部２Ｂが挿入された状態で、端子板２の素子接続部２Ａ上に配設されている。
【００２９】
封口部材５の外周面は外装体４の開口部の内周面と対向している。封口部材５の内周面とは、挿入孔５Ａに表出した面である。この開口部を封止するために、外装体４の側壁４Ｋにおいて、側壁４Ｋの内面が封口部材５の外周面と対向している箇所の外面に、外装体４の内方に向かって突出した絞り加工部４Ｃが形成されている。絞り加工部４Ｃによって封口部材５が圧縮されることにより、外装体４の開口部が封止されている。
【００３０】
外装体４の開口端部は外装体４の内側に曲げられ、側壁端辺４Ｊを封口部材５の上面に当接させたカーリング加工部４Ｄが形成されている。カーリング加工部４Ｄは、外装体４の内圧が上昇した際に、封口部材５が素子接続部２Ａに対して鉛直方向（特に上方向）に変位することを抑制する。
【００３１】
封口部材５の上面には、挿入孔５Ａから部分的に表出した端子板２の外部端子部２Ｂとカーリング加工部４Ｄとの間に封口部材５を厚くして隆起させた隆起部５Ｅが形成されている。
【００３２】
以上のように、本実施の形態における電気二重層キャパシタが構成されている。
【００３３】
本実施の形態による電気二重層キャパシタは、以下の特徴を有する。まず、端子板２の外部端子部２Ｂは、先端の天面および外周に設けられたテーパー部２Ｃと、テーパー部２Ｃにつながる封止部２Ｈとを有した柱体または筒体である。テーパー部２Ｃは第１端部２Ｆと、第１端部２Ｆよりも素子接続部２Ａから遠い第２端部２Ｇとを有する。本実施の形態では、一例として、図１Ｂに示すように、第１端部２Ｆがテーパー部２Ｃの下端、第２端部２Ｇがテーパー部２Ｃの上端に位置している。外部端子部２Ｂの一部は封口部材５から外部へ表出している。そして、外部端子部２Ｂを封口部材５の挿入孔５Ａに挿入しつつ封口部材５を外装体４の中に収容する際に、封口部材５の挿入孔５Ａに外部端子部２Ｂの封止部２Ｈが当接する前に、封口部材５の外周の少なくとも一部が外装体４の内部へ収容される。この構成により、外部端子部２Ｂを挿入しながら外装体４の中に収容されていく封口部材５の挿入時の作業性を高めることができる。
【００３４】
なお、図１Ｂに示すように、側壁端辺４Ｊは、側壁４Ｋの壁面が形づくる端辺のことを意味する。そのため、外装体４の開口部上端にカーリング加工部４Ｃなどが形成されている場合、外装体４の上端に形成された曲面部分は側壁端辺４Ｊには該当しない。その場合、側壁端辺４Ｊとは、外装体４内部へ向かって延出した箇所の端部を意味する。そして、外装体４の側壁端辺４Ｊの位置（高さ）は、側壁４Ｋに形成される絞り加工部４Ｃが形成された後の外装体４の側壁端辺４Ｊの高さおよび絞り加工部４Ｃが形成される前の外装体４の側壁端辺４Ｊの高さのうち少なくとも一方で特定される。特に上記加工後の構造から加工前の側壁端辺４Ｊの位置を特定する場合、外装体４の絞り加工部４Ｃとして、外装体４内部へ突出した部分の長さは考慮しないものとする。絞り加工部４Ｃが設けられている場合、外装体４内部へ突出するための変形が開始する下端４Ｌから変形が終了する上端４Ｕを最短で結ぶ距離を、絞り加工部４Ｃにおける高さとする。
【００３５】
ここで、図４Ａ〜図４Ｄ、図５を参照しながら封口部材５を外装体４内へ収容しながら封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していく際の手順を説明する。図４Ａ〜図４Ｄは封口部材５を外装体４内へ収容しながら封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していく際の概略断面図である。図５は、外部端子部２Ｂと封口部材５の当接状況を抜粋して示したイメージ図である。
【００３６】
図４Ａは、キャパシタ素子１を作製し、素子端部１Ａに端子板２の素子接続部２Ａを接続し、外装体４に、電解質とともに、端子板２が接続されたキャパシタ素子１を、端子板２が開口部側に位置するように収容した状態を示している。図４Ａに示すように、外部端子部２Ｂの先端は外装体４の側壁端辺４Ｊよりも高い位置にあり、外装体４から外部へ突出している。そして、封口部材５を外装体４と外部端子部２Ｂとに近づける際、図４Ｂに示すように、まず外部端子部２Ｂの先端を封口部材５の挿入孔５Ａに入れる。これにより、外部端子部２Ｂに対して封口部材５の位置が仮決めされる。すなわち、外部端子部２Ｂの先端と挿入孔５Ａとはガイドとして機能する。
【００３７】
そして、上述のようにテーパー部２Ｃにおける、素子接続部２Ａに近い第１端部２Ｆが、外装体４の側壁端辺４Ｊよりも素子接続部２Ａに近い位置にある。そのため、さらに封口部材５を外装体４内へ収容しながら封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していくと、図４Ｃに示すように外部端子部２Ｂの、テーパーを形成していない封止部２Ｈが挿入孔５Ａの最も狭い部分に入る前に、封口部材５の外周面が外装体４に挿入される。
【００３８】
さらに、封口部材５を外装体４内へ収容しながら封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していくと、図４Ｄに示すように封止部２Ｈが挿入孔５Ａの最も狭い部分に挿入され、最終的には外部端子部２Ｂのテーパー部２Ｃの大部分が封口部材５から突出する。
【００３９】
このように、封口部材５を外装体４内へ収容しながら封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していく際に、封口部材５と積極的に当接することとなる封止部２Ｈよりも、側壁端辺４Ｊが先に封口部材５と当接する。そのため、外装体４の内部における封口部材５の外周面の位置が、最初に当接する側壁端辺４Ｊの内周面の位置を基準にして決定される。このように、封口部材５は既に外装体４の内部である側壁端辺４Ｊの内周面と当接していることから、封口部材５の外周面の位置が決まった後も引続き封口部材５を外装体４の中へ入り込ませることができる。
【００４０】
これに対し、テーパー部２Ｃの第１端部２Ｆの位置が、側壁端辺４Ｊより高い位置にある場合、封口部材５は、外周面が外装体４の内周面と当接するよりも先に、挿入孔５Ａにおいて、外部端子部２Ｂの封止部２Ｈと積極的に当接する。この場合、封口部材５の外周面の位置は、封止部２Ｈの外周面の位置を基準にして決定される。そして、封口部材５の外周面の位置が決定した後に、封口部材５は外装体４の側壁端辺４Ｊと当接する。
【００４１】
もし外部端子部２Ｂが円筒状である外装体４の高さ方向の中心軸からずれて配設されていると、外部端子部２Ｂの位置ずれに連動して封口部材５の外周面の位置もずれる。このような封口部材５の位置ずれによって、封口部材５の外周面の一部が、側壁端辺４Ｊの内周面の位置から外装体４の外部へはみ出す虞がある。この場合、封口部材５の外装体４の端面と当接している箇所が封口部材５のそれ以上の進行を阻止することとなり、封口部材５の外装体４内への収容が困難となる。
【００４２】
これに対して、本実施の形態では、封口部材５の位置が外装体４の開口部内周との当接条件により決定される。すなわち、まず、封口部材５が外部端子部２Ｂの挿入を続けて外装体４の中に収容可能か確認される。そのあと、封口部材５は、挿入孔５Ａにて封止部２Ｈと当接することができる。そのため、上述のように、はみ出し部分によって封口部材５が外装体４の中に収容させていくことが困難になることを抑制することができる。この構成により、封口部材５を外装体４内へ収容する際に、別途、ガイド治具等を用意する必要なく、容易に封口部材５を収容することができる。
【００４３】
図５に示すように、外部端子部２Ｂの配置箇所が外装体４の中心軸からずれている場合、挿入孔５Ａの開口部は、封止部２Ｈに達する前にテーパー部２Ｃの斜面と当接する。この場合、挿入孔５Ａの開口部はテーパー部２Ｃの斜面の傾斜角に応じて、この斜面に対して垂直方向の矢印Ａで示される応力を受ける。
【００４４】
矢印Ａの応力は、端子板２の素子接続部２Ａに対して水平方向となる矢印Ｂで示される応力と、素子接続部２Ａに対して鉛直方向となる矢印Ｃで示される応力に分解することができる。矢印Ｂの応力が発生することにより、挿入孔５Ａに対して水平方向に圧縮応力が加わる。そのため、挿入孔５Ａの開口面積が拡がる。その結果、外部端子部２Ｂの配置箇所に多少のずれが生じていたとしても、封口部材５の圧縮の限界まではそのずれを吸収して外部端子部２Ｂを挿入することができる。
【００４５】
ただし、封口部材５に外部端子部２Ｂが未挿入の状態で、封口部材５が外装体４の側壁端辺４Ｊに当接してしまった場合、外部端子部２Ｂの位置ずれの程度によっては、外部端子部２Ｂの先端と封口部材５の底面とが当接してしまう。この場合、外部端子部２Ｂを挿入孔５Ａに挿入することも困難になる。そのため、上述のように、外部端子部２Ｂの先端は、外装体４の側壁端辺４Ｊより高い位置にあることが好ましい。
【００４６】
なお、上記のような位置関係により、絞り加工部４Ｃとカーリング加工部４Ｄを形成した後の状態においては、結果的に以下のような位置関係が成立する。すなわち、外装体４の底面４Ａから開口部へ延びる第１方向において、外装体４の開口部における側壁端辺４Ｊが、テーパー部２Ｃの第１端部２Ｆと第２端部２Ｇとの間に位置する。前述のように、第１方向とは、底面４Ａを水平に置いたときの底面４Ａの鉛直方向であり、外装体４の側壁４Ｋが延びている方向である。
【００４７】
上記位置関係の条件を満たさない構成では、例えば、側壁端辺４Ｊが第２端部２Ｇより上に位置する。この場合、端子板２の上端よりも、外装体４の側壁４Ｋの上端の方が常に高い位置になる。このような電気二重層キャパシタ同士を、接続部材（図示なし）を用いて電気的に接続する際に、一方の外部端子部２Ｂと並設された２つの電気二重層キャパシタの間に、側壁４Ｋの上端部（特に、カーリング加工部）を越えて接続できるように形状を加工する必要があり、接続自由度が下がる。また、側壁端辺４Ｊが第１端部２Ｆより下に位置する構成の場合、絞り加工部４Ｃを形成するために、側壁端部４Ｊと素子接続部２Ａの間の空間は一定量必要となることから、封止部４Ｈが高くなりやすく、外部端子部２Ｂとして背が高くなりやすくなる。そのため、電気二重層キャパシタとして大型化しやすくなってしまう。
【００４８】
ここで図１Ｂに示すように、封口部材５の挿入孔５Ａの内壁の下端を第１端辺５Ｆ、上記第１方向において第１端辺５Ｆよりも素子接続部２Ａから遠い上端を第２端辺５Ｇとする。このとき、上記第１方向において、テーパー部２Ｃの第１端部２Ｆが絞り加工部４Ｃの下端４Ｌよりも上、すなわち素子接続部２Ａから遠くに位置し、挿入孔５Ａの内壁の第２端辺５Ｇよりも下、すなわち素子接続部２Ａに近くに位置することが好ましい。テーパー部２Ｃの第１端部２Ｆがこの範囲に位置しない構成に比べ、上述のようにテーパー部２Ｃの第１端部２Ｆがこの範囲に位置する構成では、外部端子部２Ｂの高さ方向において応力が偏って発生する。その結果、外部端子部２Ｂの外周面に加わる封止応力が集中して局部的に大きくなる。そのため、外装体４の開口部において封止の信頼性を高めることができる。封口部材５の経時劣化の形態の一つとして、封止応力の低下が挙げられるが、この構成により、優れた封止応力を維持することができる。なお、封止応力の算出については、試料となる封口部材のひずみと応力の関係をあらかじめ測定しておき、その試料について、応力解析に用いる開口部の封止構造を設定し、公知のシミュレーションソフトを用いて解析を実行することにより、封口部材５から外部端子部２Ｂへ加わる応力を算出できる。なお、図１Ｂに示すように、外装体４の正面断面図において、外装体４の側壁４Ｋの断面は、底面４Ａ側から一定の高さまで略直線状に形成されている。その断面には略直線状から曲線に変化する箇所（変化点）がある。本明細書では、この変化点が設けられた箇所を、絞り加工部４Ｃの下端４Ｌと定義する。すなわち、絞り加工部４Ｃの下端４Ｌとは、上記第１方向において側壁端辺４Ｊから遠い側の端部である。
【００４９】
なお、封口部材５には、端子板２の素子接続部２Ａと対向した面である底面の外周端部に、外装体４の底面４Ａに向かって延出した環状のスカート部５Ｂが形成されていることが好ましい。スカート部５Ｂは環状または筒状であり、封口部材５の本体部分と同一または別の絶縁材で構成される。スカート部５Ｂは、端子板２の素子接続部２Ａの外周端部と、対向する外装体４の内周面とを絶縁する機能を有する。このようにスカート部５Ｂを素子接続部２Ａの外周端と外装体４の内周面との間に介在させることにより信頼性が向上する。
【００５０】
なお、封口部材５に外部端子部２Ｂを挿入していく途中で、何らかの要因によって、外装体４内での封口部材５の水平度が下がることがある。この場合、スカート部５Ｂの突出方向も、素子接続部２Ａに対して垂直な方向から、封口部材５の傾斜した角度に応じて、斜方に変化する。一方、素子接続部２Ａと外装体４との間の間隙は、素子接続部２Ａに対して垂直な方向に展開されている。そのため、この間隙の中へスカート部５Ｂを挿入することが困難になる。場合によってはこの間隙に挿入されないまま封口部材５が外装体４内に収容される虞もある。そのため、図３Ｂに示すように、スカート部５Ｂにおいて、内周面側にテーパー部５Ｃを設けた構成がさらに好ましい。
【００５１】
テーパー部５Ｃを設けることにより、テーパー部５Ｃのテーパー角までは封口部材５が傾斜したとしても、素子接続部２Ａの外周端に対して、テーパー部５Ｃの斜面が平行関係となるか、あるいはこの斜面が素子接続部２Ａと当接する。したがって、テーパー部５Ｃを設けない構成に比べて、スカート部５Ｂの上記間隙への挿入の自由度が向上する。なお、スカート部５Ｂは環状だけに限定されず、外周端部に断続的に設けられていてもよい。
【００５２】
また、図３Ｂに示すように、封口部材５において、挿入孔５Ａの底面（端子板２との対向面）側の開口部の内周部分にテーパー部５Ｄを設けることが好ましい。テーパー部５Ｄにより、外部端子部２Ｂの外周面と挿入孔５Ａの内周面との距離が広がる。そのため、外部端子部２Ｂと挿入孔５Ａの内周面との接触をより確実に回避することができ、摩擦抵抗をより低減することができる。
【００５３】
なお、外装体４の開口部が封口部材５および端子板２の外部端子部２Ｂで封止されている。この場合、外装体４内部で発生したガスは封口部材５を透過して放出される。この構成により、調圧弁（図示せず）が不要となり、電気二重層キャパシタを横に倒して用いるなどが可能となる。また、外装体４の開口面において調圧弁を設けるスペースが不要であるため、電気二重層キャパシタ全体として小型になる。
【００５４】
次に、集電板３と外装体４の底面４Ａ、および端子板２との構成について図２Ａに加え、図６Ａ〜図９を参照しながら説明する。図６Ａ、図６Ｂはそれぞれ、集電板３の平面図と正面断面図である。図７は外装体４の底面４Ａの内側を示す平面図である。図８は外装体４と集電板３の接合状態を部分的に拡大して示す正面断面図である。図９は集電板３を透視して外装体４の底面４Ａを示す底面透視図である。
【００５５】
前述のように、集電板３は金属などの導電性を有した板材で構成されている。図６Ａ、図６Ｂに示すように、集電板３は円板部３Ｄと、円板部３Ｄの中央に設けられた凸部３Ｅとを有する。図８に示すように、凸部３Ｅはキャパシタ素子１の中空部１Ｃに対向するように配置される。円板部３Ｄおよび凸部３Ｅには注液孔３Ｂが設けられ、円板部３Ｄの外周には切り欠き部３Ｃが設けられている。また円板部３Ｄは、図８、図９に示すように素子接続部３Ａと、外装体接続部３Ｇとを有する。素子接続部３Ａは素子端部１Ｂと接合される。外装体接続部３Ｇは外装体４の底面４Ａの接合部４Ｇと当接して溶接接合される。
【００５６】
一方、図７に示すように、外装体４の底面４Ａの内面には、開口部に向かって突出し集電板３と当接した当接部４Ｅが形成されている。また図８に示すように、底面４Ａの外面には、接続バー（図示なし）と接続するために外方に突出した外部接続部４Ｂが形成されている。そして底面４Ａの外面における、外部接続部４Ｂと異なる箇所には、凹部が形成され、この凹部の底に一例として十文字の切り込みが設けられている。この切り込みは、切り込みがない箇所に比べて機械的強度が弱くなっている。外装体４の内圧が一定以上に達した際には、この切り込みから開弁する。このようにして弁部４Ｆが設けられている。
【００５７】
当接部４Ｅと集電板３が当接することにより、集電板３において当接部４Ｅと当接していない箇所では、図８に示すように、外装体４の底面４Ａとの間に空隙が形成される。集電板３と外装体４とが非当接であるこの空隙部分において、集電板３の外装体接続部３Ｇと底面４Ａの内面とが溶接される。底面４Ａにおけるこの部分を接合部４Ｇとする。
【００５８】
図２Ａに示すように、端子板２の素子接続部２Ａの外周端部に切り欠き部２Ｅが設けられている。そして、集電板３において、キャパシタ素子１を介して切り欠き部２Ｅと対向する位置に切り欠き部３Ｃが設けられている。すなわち、集電板３の切り欠き部３Ｃと素子接続部２Ａの切り欠き部２Ｅとは、外装体４の底面４Ａから開口部に延びる方向、言い換えれば、底面４Ａの鉛直方向において対向している。このような構成が好ましい。
【００５９】
このように互いの切り欠き部を対向させることにより、切り欠き部２Ｅが、素子接続部２Ａと集電板３の、外部端子部２Ｂを軸とした回転方向の配置に関する基準となる。つまり、切り欠き部２Ｅの位置が決まることにより、集電板３の回転方向の配置も決定することができる。これにより、切り欠き部２Ｅを基準にして、キャパシタ素子１に対する集電板３の接続部分の位置を決定することができる。
【００６０】
すなわち、切り欠き部２Ｅの位置を見ることで、外装体４の底に位置する集電板３の配置を判定することができる。そのため、外装体４の外部から集電板３の外装体接続部３Ｇと外装体４の接合部４Ｇとを接合する際に、集電板３とキャパシタ素子１との接続部分である素子接続部３Ａを重複して溶融させることを防ぐことができる。このような、位置決めの基準を設ける場合、設ける面の中心に対して回転対称性をもたない構成とすることが好ましい。
【００６１】
このように、端子板２および集電板３にそれぞれキャパシタ素子１を介して互いに対向する位置に位置決め部を設けることが好ましい。これにより、外装体４の中に収容されて視認が困難である集電板３の状態を別の部材から読み取り、外装体４と集電板３とを溶接接合する際に、集電板３とキャパシタ素子１との素子接続部３Ａを回避することができる。なお、位置決め部として切り欠き部以外に、例えば注液孔３Ｂとは大きさの異なる孔を設けたり、突起を設けたり、部分的に着色してもよい。すなわち、集電板３と素子接続部２Ａをそれぞれ非回転対称にして位置決め部として用いればよい。
【００６２】
しかしながら、切り欠き部２Ｅ、３Ｃのように、位置決め部を素子接続部２Ａ、集電板３の外周端部に設けることが好ましい。この構成では、外周端部で位置決めを行うことにより、端子板２および集電板３をキャパシタ素子１へ接合した後、キャパシタ素子１を側面から見るだけで回転方向における位置を確認することができる。その結果、生産性が向上する。このように集電板３の外形と素子接続部２Ａの外形がそれぞれ、非回転対称であることが好ましい。
【００６３】
一方、外周内に位置決め部を設けた場合、位置決め部を視認するためには、外周端部よりも高くキャパシタ素子１から突出した突部を設ける必要がある。この場合、素子接続部２Ａの形状が複雑になったり重量が増大したりする可能性がある。
【００６４】
また、端子板２や集電板３をキャパシタ素子１の素子端部１Ａ、１Ｂ上に配置して溶接する際にも、切り欠き部２Ｅ、３Ｃ内の空隙に収まるような一対の差込み部分をもった治具（図示なし）を用いることにより、一度にキャパシタ素子１において端子板２および集電板３の位置決めを行うことができる。このような観点でも生産性が向上する。
【００６５】
また、溶接接合された箇所の表面はバリなどが存在することがある。すなわち、集電板３のキャパシタ素子１との接続部分にはバリが存在することがある。バリを含んだ状態で当接部４Ｅとこの接続部分とが当接すると、複数の当接部４Ｅにおいて、集電板３の高さがばらつき、集電板３の水平度が下がってしまう虞がある。そのため、図９に示すように、集電板３の切り欠き部を外装体４の当接部４Ｅの上に配置し、集電板３のキャパシタ素子１との接続部分（溶接接合した箇所）を除いた箇所を当接部４Ｅと当接させることが好ましい。
【００６６】
また、外装体４の底面４Ａにおいて中心部分から外れた位置に設けられ、底面４Ａの中心に対して回転対称性がない構成要素である弁部４Ｆを用いて集電板３と外装体４の底面４Ａとを位置決めしてもよい。この場合、外装体４の底面４Ａは非回転対称である。例えば、当接部４Ｅを底面４Ａの内面の外周端に、底面４Ａの中心部を結ぶ内角が１２０°となる間隔で３箇所設ける。そして、底面４Ａの中心と弁部４Ｆの配設位置を結ぶ直線と、上記中心と当接部４Ｅを結ぶ直線との位置関係を基準として接合部４Ｇの位置を決定してもよい。
【００６７】
そのとき、集電板３の配置条件を読み取ることを容易にするために、３つの当接部４Ｅのうち、集電板３の切り欠き部３Ｃと当接した当接部４Ｅと、底面４Ａの中心とを結ぶ直線と、底面４Ａの中心と弁部４Ｆとを結ぶ直線の位置関係を基準にして外装体４と集電板３の接合部の位置を決定することが好ましい。このとき、上記２つの直線が互いに同方向または逆方向を指すことにより、底面４Ａの中心と、弁部４Ｆと、切り欠き部とが一本の直線上に位置する。この直線の位置から、集電板３におけるキャパシタ素子１との接続部分の位置を判断することが容易になる。すなわち弁部４Ｆの位置から切り欠き部３Ｃの位置を容易に特定できる。
【００６８】
そしてキャパシタ素子１との接続部分の位置を回避するように、上記直線の位置を基準にして、外装体４の底面４Ａにおいて、接合部４Ｇの位置を設定することができる。この構成により、底面４Ａにおいて、接合部４Ｇの位置が素子接続部３Ａと重なることを回避することが容易となる。その結果、集電板３におけるキャパシタ素子１との接続部分を再溶融させる可能性を低減することができる。
【００６９】
なお以上の説明では、弁部４Ｆを底面４Ａの中心に対して回転対称性がない位置決め部として利用しているが、底面４Ａに別途、上記のような位置決め部を形成してもよい。
【００７０】
なお、外装体４内の内圧が上昇したときに底面４Ａが膨れることがある。この際、底面４Ａの中心から順に径方向に向かって膨れが進行する。つまり、底面４Ａの中心が最も膨れによる変位が大きくなる。そのため、外装体４の接合部４Ｇは、外装体４の底面４Ａの中心を囲うように形成することが好ましい。この構成により、中心から放射状に接合部４Ｇを形成する構成に比べて、溶接接合における信頼性が向上する。すなわち、中心から一定間隔を設けて接合部４Ｇを形成することにより、放射状の接合部４Ｇと比較して、膨れによる底面４Ａの変位によって生じる外装体接続部３Ｇと接合部４Ｇとの剥離のタイミングを遅らせることができる。これにより、集電板３と外装体４の間における接合信頼性を向上し、接合界面の抵抗増大を抑制することができる。
【００７１】
また、素子接続部２Ａに設けられた第１貫通孔である注液孔２Ｄの開口面積と第２貫通孔である注液孔２ｄの開口面積が異なることが好ましい。あるいは、切り欠き２Ｅがないと仮定し素子接続部２Ａを円板状とした場合、素子接続部２Ａの中心から注液孔２Ｄまでの距離と、注液孔２ｄまでの距離が異なることが好ましい。この構成により、注液孔２Ｄ、２ｄの開口面がキャパシタ素子１の様々な箇所と当接でき、キャパシタ素子１の様々な箇所に電解液を注液することができる。
【００７２】
なお電解液はキャパシタ素子１と外装体４の側壁４Ｋとの間を通って集電板３の側からもキャパシタ素子１に供給される。そのため、集電板３に設けられた注液孔３Ｂの開口面積と注液孔３ｂの開口面積が異なることが好ましい。あるいは切り欠き３Ｃがないと仮定し集電板３の外形を円板状とした場合、集電板３の中心から注液孔３Ｂまでの距離と、注液孔３ｂまでの距離が異なることが好ましい。
【００７３】
また、端子板２に設けられた注液孔２Ｄ、２ｄと、集電板３に設けられた注液孔３Ｂ、３ｂは、互いに非対向部分を有することが好ましい。すなわち、端子板貫通孔である注液孔２Ｄ、２ｄと、集電板貫通孔である注液孔３Ｂ、３ｂとは、外装体４の底面４Ａから開口部へ延びる方向から見て一致しないことが好ましい。すなわち、開口面の一部が対向部を有する構成が好ましい。このような一部の対向部によってキャパシタ素子１を介して端子板２から集電板３へ注液された電解液が通り抜けるパスが形成される。このパスを通りかつ、異なる位置に設けられた非対向部からさらに電解液がキャパシタ素子１内へ入り込む。そのため、注液孔２Ｄ、２ｄ、３Ｂ、３ｂの非対向部の位置を異ならせておくことにより、キャパシタ素子１においてより多様な箇所へ電解液を注液することが可能となる。その結果、キャパシタ素子１の全体の注液効率が高まる。
【００７４】
（実施の形態２）
図１０Ａは本発明の実施の形態２による蓄電装置の一例である電気二重層キャパシタの正面断面図であり、図１０Ｂは側面断面図である。本実施の形態が実施の形態１と異なる主な点は、端子板２に代えて端子板３２を用い、集電板３に代えて集電板３３を用い、端子板ホルダー６と集電板ホルダー７を追加していることである。また封口部材５にはスカート部５Ｂがない。それ以外の基本的な構成は実施の形態１と同様であるので、詳細な説明を省略する場合がある。
【００７５】
すなわち、キャパシタ素子１の素子端部１Ａと接合された端子板３２は、端子板ホルダー６の内部へ収容され、固定されている。キャパシタ素子１の素子端部１Ｂと接合された集電板３３は集電板ホルダー７の内部へ収容され、固定されている。また外装体４の底面４Ａの内面には、外装体４の開口部に向かって突出し、集電板ホルダー７に固定されて集電板３３と当接した集電板接続部４Ｈが形成されている。
【００７６】
次に図１１〜図１２Ｂを参照しながら端子板３２について説明する。図１１は端子板３２の斜視図であり、図１２Ａは端子板３２の上面図、図１２Ｂは端子板３２の正面断面図である。
【００７７】
端子板３２は金属などの導電性を有する部材で構成されている。端子板３２は円板状の素子接続部３２Ａと、外部端子部３２Ｂとを有する。素子接続部３２Ａはキャパシタ素子１の素子端部１Ａと接合される。外部端子部３２Ｂは素子接続部３２Ａの外表面上に設けられ、電極を引き出す柱体である。素子接続部３２Ａには素子端部１Ａと溶接接合されるために、素子端部１Ａに向かって突出するように形成された素子接合部３２Ｃが設けられている。また素子接続部３２Ａにおいて、外部端子部３２Ｂと素子接合部３２Ｃとの間にスリット孔３２Ｄが設けられている。外部端子部３２Ｂの先端部の外周にはテーパー部３２Ｅが形成されている。端子板３２は例えばアルミニウムで構成されている。
【００７８】
次に図１３、図１４を参照しながら集電板３３について説明する。図１３は集電板３３の斜視図であり、図１４は集電板３３の下面図である。
【００７９】
集電板３３は金属などの導電性を有する板材で構成されている。集電板３３は素子接続部３３Ａと、外装体接続部３３Ｂとを有する。素子接続部３３Ａは素子端部１Ｂと溶接接合されるために素子端部１Ｂ側へ突出している。外装体接続部３３Ｂはキャパシタ素子１の中空部１Ｃと対向する位置に設けられ、図１０Ａ、図１０Ｂに示す外装体４の底面４Ａの集電板接続部４Ｈと当接し、溶接接合される。素子接続部３３Ａと外装体接続部３３Ｂとの間にはスリット孔３３Ｃが形成されている。素子接続部３３Ａと外装体接続部３３Ｂとは異なる位置には注液孔３３Ｄが形成されている。集電板３３は例えば、アルミニウムで構成されている。外装体接続部３３Ｂは、対向したキャパシタ素子１の中空部１Ｃより抵抗溶接機の電極設備を差し込んで集電板接続部４Ｈと溶接接合される。
【００８０】
次に図１５Ａ〜図１６Ｂを参照しながら端子板ホルダー６、集電板ホルダー７について説明する。図１５Ａは端子板ホルダー６の上面斜視図であり、図１５Ｂは端子板ホルダー６の下面斜視図である。図１６Ａは端子板ホルダー６の上面図であり、図１６Ｂは端子板ホルダー６の正面断面図である。なお集電板ホルダー７の構造は端子板ホルダー６と同様であるため、これらの図面では括弧で示している。端子板ホルダー６および集電板ホルダー７は、ポリプロピレンなどの絶縁材から構成されている。
【００８１】
端子板ホルダー６は、筒部６Ａと固定部６Ｂとを有する。筒部６Ａは端子板３２の外周端部を覆うとともに収容する。固定部６Ｂは筒部６Ａの内周面上に設けられ、筒部６Ａ内に収容された端子板３２を筒部６Ａ内で支持する。
【００８２】
より詳細には、固定部６Ｂは、平板部６Ｃと、突起６Ｄとの２つの構成要素によって構成されている。平板部６Ｃは筒部６Ａの一方の開口端からその開口の面の外周端部を部分的に覆うように形成されている。突起６Ｄは平板部６Ｃと所定の間隔をもって、筒部６Ａの内側に形成されている。突起６Ｄは筒部６Ａとともにスナップフィットの役割を果たし、端子板３２は平板部６Ｃと突起６Ｄとの間に挟持されることにより固定される。この構成では、筒部６Ａが実施の形態１における封口部材５のスカート部５Ｂと同様の効果を奏する。
【００８３】
同様に、集電板ホルダー７は、筒部７Ａと固定部７Ｂとを有する。筒部７Ａは集電板３３の外周端部を覆うとともに収容する。固定部７Ｂは筒部７Ａの内周面上に設けられ、筒部７Ａ内に収容された集電板３３を筒部７Ａ内で支持する。
【００８４】
より詳細には、固定部７Ｂは、平板部７Ｃと、突起７Ｄとの２つの構成要素によって構成されている。平板部７Ｃは筒部７Ａの一方の開口端からその開口の面の外周端部を部分的に覆うように形成されている。突起７Ｄは平板部７Ｃと所定の間隔をもって、筒部７Ａの内側に形成されている。突起７Ｄは筒部７Ａとともにスナップフィットの役割を果たし、集電板３３は平板部７Ｃと突起７Ｄとの間に挟持されることにより固定される。
【００８５】
封口部材５と、外部端子部３２Ｂのテーパー部３２Ｅ、外装体４の位置、寸法関係は、実施の形態１の封口部材５と、外部端子部２Ｂのテーパー部２Ｃ、外装体４の関係と同様である。以上により本実施例の電気二重層キャパシタが構成されている。
【００８６】
以上の構成においては、キャパシタ素子１の素子端部１Ｂと接合された集電板３３の外装体接続部３３Ｂと、外装体４の集電板接続部４Ｈとが、集電板３３側から抵抗溶接できる。この場合、外装体４よりも集電板３３が優先的に溶融されることから外装体４に孔があくことを抑制することができる。集電板接続部４Ｈは、集電板３３がキャパシタ素子１と対向していない箇所である中空部１Ｃに対向する位置（接続部）に設けられている。そして、溶接の痕跡として少なくとも、外装体接続部３３Ｂの上面に溶接痕が表出している。また集電板接続部４Ｈが外装体接続部３３Ｂよりも厚い。すなわち、上記接続部において集電板３３は外装体４の底面４Ａより厚い。そのため、外装体接続部３３Ｂに対して加圧しながらその加圧箇所を溶接する抵抗溶接において、加圧に対して、厚く形成された集電板接続部４Ｈから外装体接続部３３Ｂへ反力を得ることができる。したがって、溶接時の信頼性を高めることができる。
【００８７】
さらに、集電板接続部４Ｈは外装体４の底面４Ａより突出して形成されている。すなわち、外装体４の底面４Ａと集電板３３との接続部において、底面４Ａの内側から突出した突起として集電板接続部４Ｈが設けられていることが好ましい。そのため、集電板３３より厚く形成された底面４Ａと抵抗溶接を行う構成に比べて外装体接続部３３Ｂへの当接面積が小さい。したがって、より強い反力（応力）を得ることができる。
【００８８】
一例として、厚さが０．６ｍｍの外装体接続部３３Ｂに対して、集電板接続部４Ｈの厚さが５．０ｍｍ（集電板接続部４Ｈを除く箇所を１．０ｍｍ）として直流抵抗機を用いて抵抗溶接を行う。抵抗機の条件は一例として、９．６Ｖ、７．８ｋＡ、８ｍｓ、電極先端の曲率半径を３０ｍｍとする。
【００８９】
次に、図１７Ａ、図１７Ｂを参照しながら集電板接続部４Ｈのさらに好ましい例について説明する。図１７Ａ、図１７Ｂは外装体４の部分拡大断面図である。図１７Ａに示す構成では、集電板接続部４Ｈの先端の端面が平面ではなく球面になっている。図１７Ｂに示す構成では、集電板接続部４Ｈの外周にテーパーが設けられている。これらの構成により、さらに当接面積が減り外装体接続部３３Ｂへの反力をさらに高めることができる。
【００９０】
また、逆に外装体接続部３３Ｂの接合面にプロジェクション形状などの突起を設けるなどして当接面積を減らして反力を高めてもよい。あるいは、外装体４の底面４Ａの外側において、集電板３３との接続部が形成された箇所に、外部に向かって突出した突起を設けてもよい。この場合、突起として図１０Ｂに示す外部接続部４Ｂを利用することができる。
【００９１】
また、本実施の形態による電気二重層キャパシタにおいて、集電板３３と外装体４が外装体接続部３３Ｂおよび集電板接続部４Ｈにおいてだけ当接し、電気的に接続されている。すなわち、集電板３３の外装体接続部３３Ｂを除く箇所が、導電材料から構成されている外装体４と当接していない。そのため、外装体接続部３３Ｂにおいて消費されるべき電流が分散することが防止される。すなわち、溶接するために投入されたエネルギーが溶接すべき箇所に集中する。その結果、信頼性の高い溶接が可能となる。
【００９２】
また、集電板接続部４Ｈが底面４Ａから突出していることにより、集電板３３の位置が集電板接続部４Ｈの高さによって配置位置が決まるとともに、集電板３３の位置を底面４Ａから遠ざけて絶縁することができる。さらに、集電板ホルダー７の平板部７Ｃが集電板３３と外装体４の底面４Ａの当接部分以外の部分に位置する。平板部７Ｃは絶縁材料から構成されているため、さらに確実に接合箇所以外での物理的、電気的な絶縁の精度を向上することができる。
【００９３】
なお、集電板ホルダー７に代えて集電板接続部４Ｈを収容可能な大きさの貫通孔を有する絶縁板を底面４Ａの内面上に配置したり、底面４Ａにおける集電板接続部４Ｈを除く部分に絶縁膜を形成したりしてもよい。このように集電板接続部４Ｈを除く箇所の少なくとも一部と外装体４の底面４Ａ内面との間に絶縁材料を介在させて絶縁することで上述の効果を発揮させることができる。
【００９４】
次に図１１に示す端子板３２におけるスリット孔３２Ｄおよび図１３に示す集電板３３におけるスリット孔の効果について説明する。
【００９５】
前述のようにスリット孔３２Ｄは素子接合部３２Ｃと外部端子部３２Ｂとの間に設けられている。そのため、外部端子部３２Ｂは、素子接合部３２Ｃと独立して、底面４Ａから外装体４の開口部に延びる第１方向（上下方向）に対して変位することができる。このように素子接続部３２Ａはスリット孔３２Ｄによってダンパー部の機能を果たすことができる。
【００９６】
同様に、スリット孔３３Ｃは素子接続部３３Ａと外装体接続部３３Ｂとの間に設けられている。そのため、外装体接続部３３Ｂは、素子接続部３３Ａと独立して、底面４Ａから外装体４の開口部に延びる第１方向（上下方向）に対して変位することができる。このように集電板３３はスリット孔３３Ｃによってダンパー部の機能を果たすことができる。
【００９７】
外装体４の開口部を封止する際や、外装体４の内圧があがったとき、封口部材５が膨れる可能性がある。このように封口部材５が膨れると、端子板３２および集電板３３と接合されたキャパシタ素子１に対して、巻回軸方向の応力が加わる。この応力に対して、ダンパー部が作用し応力を吸収することで、素子接合部３２Ｃ、素子接続部３３Ａへ応力ストレスが加わることを抑制することができる。その結果、素子端部１Ａ、１Ｂにおける抵抗の増大を抑制することができる。なお端子板３２にスリット孔３２Ｄを設け、集電板３３にスリット孔３３Ｃを設けることにより、長期信頼性が確保できる。
【００９８】
なお、このダンパー部としての機能を高めるために、スリット孔３２Ｄを、外部端子部３２Ｂと素子接合部３２Ｃとの一方の周りを包囲するように（但し、環を形成しないように）形成することが好ましい。同様に、スリット孔３３Ｃを、外装体接続部３３Ｂと素子接続部３３Ａとの一方の周りを包囲するように（但し、環を形成しないように）形成することが好ましい。
【００９９】
次に集電板３３とは異なる構成の集電板について、図１８Ａ〜図１９を参照しながら説明する。図１８Ａは本実施の形態における電気二重層キャパシタに用いられる別の集電板１３の下面図であり、図１８Ｂは集電板１３の正面断面図、図１８Ｃは集電板１３の側面断面図である。図１９はさらに別の集電板２３の下面図である。
【０１００】
まず集電板１３について説明する。集電板１３はキャパシタ素子１の素子端部１Ｂに接続される素子接続部１３Ａと、外装体４の集電板接続部４Ｈに接続される外装体接続部１３Ｂとを有する。素子接続部１３Ａと外装体接続部１３Ｂは、面一の平板状に設けられている。そして、平板状であるこの素子接続部１３Ａおよび外装体接続部１３Ｂの周囲には鍔部１３Ｅが設けられている。鍔部１３Ｅは、素子接続部１３Ａおよび外装体接続部１３Ｂの周囲から外装体４の底面４Ａの方に向かって突出するとともに、その端部は底面４Ａに対して水平方向に拡がっている。
【０１０１】
素子接続部１３Ａおよび外装体接続部１３Ｂが面一上にあることから、素子端部１Ｂにおける、素子接続部１３Ａと当接した箇所の端面の位置は、集電板接続部４Ｈの上端の高さで固定される。一方、素子端部１Ｂにおける、素子接続部１３Ａと当接しない箇所は、さらに底面４Ａに向かって突出する。この当接しない部分の端面に対して鍔部１３Ｅが当接する。そのため、素子接続部１３Ａと当接しない部分の端面の位置も鍔部１３Ｅの位置に固定させることができる。その結果、集電板３３と外装体４において、接続部を除く箇所の少なくとも一部と外装体４の底面４Ａの内面との間に空隙が設けられる。そして集電板３３において、接続部を除く箇所の少なくとも一部がこの空隙によって外装体４と絶縁される。このように、鍔部１３Ｅによって、素子端部１Ｂにおける、素子接続部１３Ａと当接しない部分の端面の位置を制御することができる。
【０１０２】
そして、鍔部１３Ｅの位置を底面４Ａと当接しない位置になるよう調整することにより、素子端部１Ｂが底面４Ａに当接することを防ぐことができる。その結果、外装体接続部１３Ｂと集電板接続部４Ｈとを抵抗溶接する際に、供給される電流が外装体接続部１３Ｂ以外に流れることを抑制することができる。すなわち、溶接に必要な電気エネルギーを外装体接続部１３Ｂに集中することができる。
【０１０３】
一方、図１９に示す集電板２３では、簡素な構成として素子接続部２３Ａと外装体接続部２３Ｂとが、それぞれの要素として必要な面積だけを一体の板材として構成されている。これにより材料費を下げ蓄電装置として、低コスト化することができる。
【０１０４】
次に、図２０Ａ、図２０Ｂを参照しながら他の集電板と外装体を用いた接続構成について説明する。図２０Ａ、図２０Ｂは冷間圧接により集電板４３と外装体１４の内底面とが接合される前後の構成を部分的に抜粋して示した正面断面図である。
【０１０５】
図１０Ａ、図１０Ｂに示す構成では、外装体４の底面と集電板３３の中心部分にある外装体接続部３３Ｂとが抵抗溶接により接合されている。これに対し図２０Ａ、図２０Ｂに示す構成では、蓄電素子１の素子端部１Ｂに接合された集電板４３が有底円筒状の外装体１４の底面に冷間圧接により接合されている。
【０１０６】
図２０Ａに示すように、集電板４３は、金属などの導電性材料で形成され、平板状の素子接続部４３Ａと、素子接合部４３Ａの中心部分に設けられて外装体１４の底面側に突出した外装体接続部４３Ｂとを有する。外装体接続部４３Ｂは冷間圧接で外装体１４の底面に接続するために素子接続部４３Ａより厚く形成されている。集電板４３は、一例としてアルミニウムから構成されている。
【０１０７】
外装体１４は、金属などの導電性材料で形成され、内面が突出した底面１４Ａと、底面１４Ａの中心部分に設けられて外装体接続部４３Ｂが収容される凹部である集電板接続部１４Ｈとを有する。
【０１０８】
この構成により、図２０Ｂに示すように、冷間圧接によって、外装体接続部４３Ｂ内に集電板接続部１４Ｈの底面に食い込んだ圧接部４３Ｃが形成されて集電板４３と外装体１４とが接合される。すなわち、圧接部４３Ｃは外装体接続部４３Ｂと集電板接続部１４Ｈによって構成される。この接合方法では接合の際に溶融を伴わないため、レーザー溶接などと比べて孔あきなどの虞を低減することができる。
【０１０９】
冷間圧接を行うために、圧接前の集電板接続部１４Ｈおよび外装体接続部４３Ｂの厚みの和に対する圧接後の圧接部４３Ｃの厚みの比が０．３以下となるようにすることが好ましい。そしてさらにこの比が０．２以下であると接続箇所の抵抗値の経時変化も小さく好ましい。圧接前の集電板接続部１４Ｈおよび外装体接続部４３Ｂの厚みの和は、冷間圧接後の圧接部４３Ｃを除いた集電板接続部１４Ｈと外装体接続部４３Ｂの未圧接部分の厚みから特定することが可能である。
【０１１０】
また、集電板接続部１４Ｈの内径もしくは外装体接続部４３Ｂの外径に対する穴状の圧接部４３Ｃ底面の径の比は０．６以下が好ましく、さらにはこの比が０．４以下であると接続箇所の抵抗値の経時変化も小さくより好ましい。
【０１１１】
なお、実施の形態１、２で用いる電解液には、前述の構成の他に以下の材料を用いることができる。溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などのうち少なくとも一つを用いることができる。支持塩として、例えばテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＡＢＦ４）や、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡＢＦ４）、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＭＩＢＦ４）、１−エチル−２、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＤＭＩＢＦ４）、１、２、３−トリメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＴＭＩＢＦ４）及び１、３−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＤＭＩＢＦ４）などのうち少なくとも一つを用いることができる。溶媒、電解質は特に限定されない。
【０１１２】
また電解質として電解液以外に、溶媒中にバインダを含ませ、ゲル状のものを用いた構成や、固体状の電解質を用いてもよい。
【０１１３】
また、集電板３や端子板２に用いられる材料は、上記のようにアルミニウムに限定されず、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、珪素、鉄、銀、鉛、ニッケル、銅、白金、金や、これらの合金を用いてもよい。
【０１１４】
また、正極や負極の電極層には上記のように活性炭のような炭素材料の他に、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩やポリテトラフルオロエチレンなどのバインダやアセチレンブラックなどの導電剤が含まれていてもよい。このような材料が含まれた方が活性炭どうしの距離の短縮や導電性を向上させることができるため、キャパシタ素子１としてより低抵抗化することができる。
【０１１５】
なお、本発明は電気二重層キャパシタに限定されることはなく、電気化学キャパシタや、リチウム二次電池を始めとする夫々の電極層の集電部材として金属部材を主に用いた蓄電池に適用してもよい。電気化学キャパシタでは、電解質のカチオンとしてリチウムイオンが用いられ、負極の電極層に含まれる炭素材料、あるいはカチオンと合金化が可能である金属にリチウムを吸蔵させる。正極は電気二重層キャパシタの正極と同様である。電気化学キャパシタや蓄電池に応用しても上記のような蓄電装置として封止の信頼性向上の実現という格別な効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の蓄電装置は、封口部材の外装体に対する挿入作業性が向上し、蓄電装置として製造時の生産性が向上している。これにより、蓄電を必要とするより多くの電子機器に利用されることが期待される。
【符号の説明】
【０１１７】
１    キャパシタ素子
１Ａ，１Ｂ    素子端部
１Ｃ    中空部
２，３２    端子板
２Ａ，３２Ａ    素子接続部
２Ｂ，３２Ｂ    外部端子部
２Ｃ，３２Ｅ    テーパー部
２Ｄ，２ｄ    注液孔
２Ｅ    切り欠き部
２Ｆ    第１端部
２Ｇ    第２端部
２Ｈ    封止部
３，１３，２３，３３，４３    集電板
３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，３３Ａ，４３Ａ    素子接続部
３Ｂ，３ｂ，３３Ｄ    注液孔
３Ｃ    切り欠き部
３Ｄ    円板部
３Ｅ    凸部
３Ｇ，１３Ｂ，２３Ｂ，３３Ｂ，４３Ｂ    外装体接続部
４，１４    外装体
４Ａ，１４Ａ    底面
４Ｂ    外部接続部
４Ｃ    絞り加工部
４Ｄ    カーリング加工部
４Ｅ    当接部
４Ｆ    弁部
４Ｇ    接合部
４Ｈ，１４Ｈ    集電板接続部
４Ｊ    側壁端辺
４Ｋ    側壁
４Ｌ    下端
４Ｕ    上端
５    封口部材
５Ａ    挿入孔
５Ｂ    スカート部
５Ｃ，５Ｄ    テーパー部
５Ｅ    隆起部
５Ｆ    第１端辺
５Ｇ    第２端辺
６    端子板ホルダー
６Ａ，７Ａ    筒部
６Ｂ，７Ｂ    固定部
６Ｃ，７Ｃ    平板部
６Ｄ，７Ｄ    突起
７    集電板ホルダー
１３Ｅ    鍔部
３２Ｃ    素子接合部
３２Ｄ    スリット孔
３３Ｃ    スリット孔
４３Ｃ    圧接部
【図１Ａ】
2013088724.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
2013088724.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2013088724.tif 000009
【図４Ａ】
2013088724.tif 000010
【図４Ｂ】
2013088724.tif 000011
【図４Ｃ】
2013088724.tif 000012
【図４Ｄ】
2013088724.tif 000013
【図５】
2013088724.tif 000014
【図６Ａ】
2013088724.tif 000015
【図６Ｂ】
2013088724.tif 000016
【図７】
2013088724.tif 000017
【図８】
2013088724.tif 000018
【図９】
2013088724.tif 000019
【図１０Ａ】
2013088724.tif 000020
【図１０Ｂ】
2013088724.tif 000021
【図１１】
2013088724.tif 000022
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
2013088724.tif 000024
【図１３】
2013088724.tif 000025
【図１４】
2013088724.tif 000026
【図１５Ａ】
2013088724.tif 000027
【図１５Ｂ】
2013088724.tif 000028
【図１６Ａ】
2013088724.tif 000029
【図１６Ｂ】
2013088724.tif 000030
【図１７Ａ】
2013088724.tif 000031
【図１７Ｂ】
2013088724.tif 000032
【図１８Ａ】
2013088724.tif 000033
【図１８Ｂ】
2013088724.tif 000034
【図１８Ｃ】
2013088724.tif 000035
【図１９】
2013088724.tif 000036
【図２０Ａ】
2013088724.tif 000037
【図２０Ｂ】
2013088724.tif 000038
【図２１】
2013088724.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月29日(2014.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
キャパシタ素子１０１は対向する位置に正極端部１０１Ａ、負極端部１０１Ｂ（以下、端部１０１Ａ、１０１Ｂ）を有する。集電板１０２は端部１０１Ａ、１０１Ｂにそれぞれ溶接接合されている。キャパシタ素子１０１は、端部１０１Ｂと接合された集電板１０２が底面１０５Ａと対向するように、ケース１０５の中に収容されている。端部１０１Ａと接合された集電板１０２は、ケース１０５の開口部に位置し、端子板１０３と接合されている。封口ゴム１０６は、端子板１０３とケース１０５の開口部との間に介在し、これらを絶縁している。封口ゴム１０６に対して、ケース１０５の開口部の外部から内部に向かって横絞り加工部１０５Ｂが形成されることにより、封口ゴム１０６が圧縮されて開口部が封止されている。またケース１０５の開口端は内側に向かって加工され、曲げ加工部１０５Ｃが形成されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この製造方法では、封口部材を外装体内へ収容しながら封口部材の挿入孔に外部端子部を挿入していく際に、外部端子部のテーパーを形成していない封止部より先に、外装体の開口端部が封口部材と当接する。そのため、外装体の内部における封口部材の外周面の位置が、最初に当接する開口端部の内周面の位置を基準にして決定される。これにより、封口部材の外周面の位置が決まった後も引続き封口部材を外装体の中へ入り込ませることができる。このように、封口部材を外装体の中に収容する際、封口部材の挿入孔に外部端子部の封止部が当接する前に、封口部材の外周の少なくとも一部を外装体の内部へ収容できる寸法関係に外部端子部と封口部材、外装体を構成すると、上述の本発明の蓄電装置の構成となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
このように、端子板２および集電板３にそれぞれキャパシタ素子１を介して互いに対向する位置に位置決め部を設けることが好ましい。これにより、外装体４の中に収容されて視認が困難である集電板３の状態を別の部材から読み取り、外装体４と集電板３とを溶接接合する際に、集電板３とキャパシタ素子１とを接続している素子接続部３Ａで外装体４と集電板３とを溶接接合することを回避することができる。なお、位置決め部として切り欠き部以外に、例えば注液孔３Ｂとは大きさの異なる孔を設けたり、突起を設けたり、部分的に着色してもよい。すなわち、集電板３と素子接続部２Ａをそれぞれ非回転対称にして位置決め部として用いればよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
一方、外周より内側に位置決め部を設けた場合、位置決め部を視認するためには、外周端部よりも高くキャパシタ素子１から突出した突部を設ける必要がある。この場合、素子接続部２Ａの形状が複雑になったり重量が増大したりする可能性がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
また、外装体４の底面４Ａにおいて中心部分から外れた位置に設けられ、底面４Ａの中心に対して回転対称性がない構成要素である弁部４Ｆを用いて集電板３と外装体４の底面４Ａとを位置決めしてもよい。この場合、外装体４の底面４Ａは非回転対称である。例えば、当接部４Ｅを底面４Ａの内面の外周端に、底面４Ａの中心部と各当接部４Ｅとを結ぶ直線間の内角が１２０°となる間隔で３箇所設ける。そして、底面４Ａの中心と弁部４Ｆの配設位置を結ぶ直線と、上記中心と当接部４Ｅを結ぶ直線との位置関係を基準として接合部４Ｇの位置を決定してもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
なお、外装体４内の内圧が上昇したときに底面４Ａが膨れることがある。この際、底面４Ａの中心から順に径方向に向かって膨れが進行する。つまり、底面４Ａの中心が最も膨れによる変位が大きくなる。そのため、外装体４の接合部４Ｇは、外装体４の底面４Ａの中心を囲うように形成することが好ましい。この構成により、中心から放射状に接合部４Ｇを形成する構成に比べて、溶接接合における信頼性が向上する。すなわち、中心から一定間隔を設けて接合部４Ｇを形成することにより、放射状の接合部と比較して、膨れによる底面４Ａの変位によって生じる外装体接続部３Ｇと接合部４Ｇとの剥離のタイミングを遅らせることができる。これにより、集電板３と外装体４の間における接合信頼性を向上し、接合界面の抵抗増大を抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
集電板３３は金属などの導電性を有する板材で構成されている。集電板３３は素子接続部３３Ａと、外装体接続部３３Ｂとを有する。素子接続部３３Ａは素子端部１Ｂと溶接接合されるために素子端部１Ｂ側へ突出している。外装体接続部３３Ｂはキャパシタ素子１の中空部１Ｃと対向する位置に設けられ、図１０Ａ、図１０Ｂに示す外装体４の底面４Ａの集電板接続部４Ｈと当接し、溶接接合される。素子接続部３３Ａと外装体接続部３３Ｂとの間にはスリット孔３３Ｃが形成されている。素子接続部３３Ａと外装体接続部３３Ｂとは異なる位置には注液孔３３Ｄが形成されている。集電板３３は例えば、アルミニウムで構成されている。外装体接続部３３Ｂは、キャパシタ素子１の中空部１Ｃの反対側より抵抗溶接機の電極設備を差し込んで集電板接続部４Ｈと溶接接合される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
次に図１５Ａ〜図１６Ｂを参照しながら端子板ホルダー６、集電板ホルダー７について説明する。図１５Ａは端子板ホルダー６の上面斜視図であり、図１５Ｂは端子板ホルダー６の下面斜視図である。図１６Ａは端子板ホルダー６の上面図であり、図１６Ｂは端子板ホルダー６の正面断面図である。なお集電板ホルダー７の構造は端子板ホルダー６と同様であるため、これらの図面では参照符号を括弧で示している。端子板ホルダー６および集電板ホルダー７は、ポリプロピレンなどの絶縁材から構成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
さらに、集電板接続部４Ｈは外装体４の底面４Ａより突出して形成されている。すなわち、外装体４の底面４Ａと集電板３３との接続部において、底面４Ａの内側から突出した突起として集電板接続部４Ｈが設けられていることが好ましい。そのため、集電板３３より厚く形成された底面と抵抗溶接を行う構成に比べて外装体接続部３３Ｂへの当接面積が小さい。したがって、より強い反力（応力）を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
この構成により、図２０Ｂに示すように、冷間圧接によって、外装体接続部４３Ｂが集電板接続部１４Ｈの底面に食い込んだ圧接部４３Ｃが形成されて集電板４３と外装体１４とが接合される。すなわち、圧接部４３Ｃは外装体接続部４３Ｂと集電板接続部１４Ｈによって構成される。この接合方法では接合の際に溶融を伴わないため、レーザー溶接などと比べて孔あきなどの虞を低減することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極とを有するとともに、前記第１電極が引き出された第１端部を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に含浸した電解質と、
前記第１端部において前記第１電極と電気的に接続された素子接続部と、前記素子接続部と接続された外部端子部と、を有する端子板と、
底面と、前記底面から延び前記底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有し、導電性材料で構成され、前記端子板が前記開口部側に位置するように、前記蓄電素子を前記電解質とともに収容した外装体と、
前記素子接続部上に位置し、前記外部端子部が挿入された挿入孔を有するとともに、前記外装体の前記開口部を前記外部端子部とともに封止した封口部材と、を備え、
前記外部端子部は、先端外周にテーパー部を有した柱体または筒体であり、前記外部端子部の一部は前記封口部材から表出し、前記テーパー部は第１端部と、前記第１端部よりも前記素子接続部から遠い第２端部とを有し、
前記外装体の前記底面から前記開口部へ延びる第１方向において、前記外装体の開口部における前記側壁の端辺が、前記テーパー部の前記第１端部と、前記第２端部との間に位置する、
蓄電装置。
【請求項２】
前記外装体の前記側壁において、前記側壁の内面が前記封口部材の外周面と対向した箇所の外面に、前記外装体の内方に向かって突出した絞り加工部が設けられ、
前記封口部材は前記外部端子部と当接し、前記挿入孔に表出した内周面を有し、
前記第１方向において、前記テーパー部の第１端部は、前記絞り加工部における前記第１方向において前記側壁の前記端辺から遠い側の端部と、前記封口部材の前記内周面における前記第１方向において前記素子接続部から遠い側の端辺との間に位置する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記封口部材は、前記端子板の前記素子接続部と対向した面と、前記面の外周端部から前記外装体の前記底面に向かって延出したスカート部と、前記スカート部の内周に設けられたテーパー部と、を有する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、
前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記端子板の素子接続部は板状であり、
前記集電板と前記素子接続部はそれぞれ、非回転対称である、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記集電板の外形と前記素子接続部の外形はそれぞれ、非回転対称である、
請求項４記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記集電板と前記素子接続部のそれぞれの外周部には切り欠き部が設けられ、前記第１方向において、前記切り欠き部が前記蓄電素子を介して対向している、
請求項５記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記外装体の前記底面は非回転対称である、
請求項４記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記端子板の素子接続部は板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するとともに前記第１貫通孔とは開口面積が異なる第２貫通孔とが設けられた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項９】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記端子板の素子接続部は円板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する第１貫通孔と、前記第１方向に貫通するとともに前記第１貫通孔とは前記素子接続部の中心からの距離が異なる第２貫通孔とが設けられた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１０】
前記蓄電素子は、前記第１電極と前記第２電極の間に介在するセパレータをさらに有し、前記第１電極と前記第２電極と前記セパレータは巻回体を構成し、
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、
前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記端子板の素子接続部は板状であり、前記素子接続部には前記第１方向に貫通する端子板貫通孔が設けられ、
前記集電板には前記第１方向に貫通する集電板貫通孔が設けられ、前記端子板貫通孔と前記集電板貫通孔とは、前記第１方向から見て一致しない、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１１】
前記端子板の前記素子接続部の外表面を覆うとともに、前記端子板を支持する固定部を有し、絶縁材で構成された端子板ホルダーをさらに備えた、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１２】
前記端子板の前記素子接続部は板状であり、前記素子接続部は、前記第１方向において、前記外部端子部が変位可能となるダンパー部として機能する、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１３】
前記素子接続部は前記蓄電素子と接合された素子接合部を有し、前記外部端子部と前記素子接合部との間にスリット孔が設けられ、前記素子接続部は前記スリット孔によって前記ダンパー部として機能する、
請求項１２記載の蓄電装置。
【請求項１４】
前記スリット孔は、前記外部端子部および前記素子接合部のうち少なくとも一方を囲うように形成された、
請求項１３記載の蓄電装置。
【請求項１５】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、
前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記集電板と前記外装体の前記底面とは、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部で接続され、
前記接続部において、前記外装体の前記底面は前記集電板より厚い、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項１６】
前記外装体の前記底面と前記集電板との前記接続部において、前記底面の内側から突出した突起が設けられた、
請求項１５記載の蓄電装置。
【請求項１７】
前記突起の先端が球面であるか、または前記突起の外周がテーパーを有するかの少なくともいずれかである、
請求項１６記載の蓄電装置。
【請求項１８】
前記外装体の前記底面の外側において、前記集電板との前記接続部が形成された箇所に外部に向かって突出した突起が設けられた、
請求項１５記載の蓄電装置。
【請求項１９】
前記蓄電素子は、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、
前記第２端部から前記第２電極が引き出され、
前記蓄電装置は、前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続された導電性を有する集電板をさらに備え、
前記集電板と前記外装体の前記底面とは、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部で接続され、
前記集電板において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部が前記外装体と絶縁された、
請求項１記載の蓄電装置。
【請求項２０】
前記集電板および前記外装体において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部と前記外装体の底面の内面との間に空隙が設けられ、前記集電板と前記外装体とが絶縁されている、請求項１９記載の蓄電装置。
【請求項２１】
前記集電板および前記外装体において、前記接続部を除く箇所の少なくとも一部と前記外装体の前記底面の内面との間に絶縁材料が介在され、前記集電板と前記外装体とが絶縁されている、
請求項１９記載の蓄電装置。
【請求項２２】
前記集電板の外表面の一部を覆うとともに、この集電板を支持する支持部を有する絶縁材から構成された集電板ホルダーをさらに備えた、
請求項２１記載の蓄電装置。
【請求項２３】
第１電極と第２電極とを有するとともに、前記第１電極が引き出された第１端部を有する蓄電素子を作製するステップと、
素子接続部と、前記素子接続部と接続された外部端子部とを有する端子板の前記素子接続部と、前記第１電極とを、前記蓄電素子の前記第１端部において電気的に接続するステップと、
底面と、前記底面から延び前記底面の反対側に位置する開口部が設けられた筒状の側壁とを有し、導電性材料で構成された外装体に、電解質とともに、前記端子板が接続された蓄電素子を前記端子板が前記開口部側に位置するように収容するステップと、
封口部材の挿入孔に前記外部端子部を挿入して前記封口部材を前記素子接続部上に配置するとともに前記封口部材を前記外装体の中に収容するステップと、
前記封口部材と前記外部端子部により前記外装体を封止するステップと、を備え、
前記外部端子部は、先端外周に設けられたテーパー部と、前記テーパー部につながる封止部とを有した柱体または筒体であり、
前記封口部材を前記外装体の中に収容する際に、前記封口部材の前記挿入孔に前記外部端子部の前記封止部が当接する前に、前記封口部材の外周の少なくとも一部を前記外装体の内部へ収容するとともに、
前記封口部材を前記外装体の中に収容後に前記外部端子部の一部を前記封口部材から表出させる、
蓄電装置の製造方法。
【請求項２４】
前記テーパー部は前記封止部との境界の第１端部と、前記第１端部よりも前記素子接続部から遠い第２端部とを有し、
前記端子板が接続された前記蓄電素子を前記外装体に収容した時点で、前記外装体の前記底面から前記開口部の端部へ延びる第１方向において、前記外装体の前記開口の前記端部は、前記テーパー部の前記第１端部と、前記第２端部との間に位置する、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２５】
前記蓄電素子を作製する際に、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極を引き出すように前記蓄電素子を作製し、
前記製造方法は、
前記蓄電素子を前記外装体に収容する前に、導電性を有する集電板を前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続するステップと、
前記集電板を前記第２電極と電気的に接続し、前記蓄電素子を前記外装体に収容した後に、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部において、前記集電板と前記外装体の前記底面とを前記集電板の側から抵抗溶接で接続するステップと、をさらに備え、
前記接続部において、前記集電板は前記外装体の前記底面より厚い、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２６】
前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた前記接続部における前記外装体の前記底面の内側には突起が設けられ、
前記集電板と前記外装体の前記底面とを接続する際、前記突起と前記集電板を当接させた状態で前記集電板と前記外装体の前記底面とを抵抗溶接する、
請求項２５記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項２７】
前記蓄電素子を作製する際に、前記第１端部の反対側に位置する第２端部を有し、前記第２端部から前記第２電極を引き出すように前記蓄電素子を作製し、
前記製造方法は、
前記蓄電素子を前記外装体に収容する前に、導電性を有する集電板を前記第２端部において前記第２電極と電気的に接続するステップと、
前記集電板を前記第２電極と電気的に接続し、前記蓄電素子を前記外装体に収容した後に、前記集電板が前記蓄電素子と対向していない箇所に設けられた接続部において、前記集電板と前記外装体の前記底面とを前記集電板の側から抵抗溶接で接続するステップと、をさらに備え、
前記接続部を除く箇所の少なくとも一部において、前記集電板と前記外装体とを絶縁した状態で前記集電板と前記外装体の前記底面とを接続する、
請求項２３記載の蓄電装置の製造方法。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｂ】
2013088724.tif 000040
【国際調査報告】
2013088724.tif 000041
2013088724.tif 000042