(57)【要約】蓄電装置は蓄電素子と、電解液と、ケースと、封止部材と、を有する。蓄電素子は正極と、正極に対向する負極と、正極と負極との間に介在するセパレータとを含む。電解液は蓄電素子に含浸している。ケースは蓄電素子と電解液とを収容している。封止部材はケースに設けられた開口部を封止している。封止部材の少なくとも一部は、気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。
2013051273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体透過が可能な基材と、添加剤とを含み、
前記添加剤は、第１級アミン化合物である、
絶縁組成物。
【請求項２】
前記添加剤は、化学式（１）で示される第１級アミン化合物である、請求項１に記載の絶縁組成物。
【化１】
2013051273.tif 000005
（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素あるいはアルキル基。ｘ、ｙ、ｎ、ｍは正の数）
【請求項３】
前記基材が、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムのうち少なくとも一種から構成されている、
請求項１に記載の絶縁組成物。
【請求項４】
前記添加剤の固形分添加量は、前記基材の重量に対して２ｗｔ％より多く、２０ｗｔ％以下である、
請求項１に記載の絶縁組成物。
【請求項５】
正極と、前記正極に対向する負極と、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、を有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に含浸した電解液と、
開口部を設けられ、前記蓄電素子と前記電解液とを収容したケースと、
前記ケースの前記開口部を封止するとともに、その一部が請求項１記載の絶縁組成物で構成された封止部材と、を備えた、
蓄電装置。
【請求項６】
前記添加剤は、化学式（１）で示される第１級アミン化合物である、請求項５に記載の蓄電装置。
【化１】
2013051273.tif 000006
（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素あるいはアルキル基。ｘ、ｙ、ｎ、ｍは正の数）
【請求項７】
前記基材が、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムのうち少なくとも一種から構成されている、
請求項５に記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記添加剤の固形分添加量は、前記基材の重量に対して２ｗｔ％より多く、２０ｗｔ％以下である、
請求項５に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器や車載用などに使用される蓄電装置と、その封止部材に適用される絶縁組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５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断面図である。この電気二重層キャパシタは、コンデンサ素子１０１と、電解液（図示なし）と、金属製のケース１０２と、封口ゴム１０３と、一対のリード端子１０４Ａ、１０４Ｂとを有する。コンデンサ素子１０１は正負一対の電極を有する。電解液はコンデンサ素子１０１に含浸している。ケース１０２はコンデンサ素子１０１と電解液とを収容している。封口ゴム１０３には貫通孔が設けられ、ケース１０２の開口部を封止している。リード端子１０４Ａにはコンデンサ素子１０１の正極が電気的に接続され、リード端子１０４Ｂには負極が電気的に接続されている。リード端子１０４Ａ、１０４Ｂは封口ゴム１０３の貫通孔を通って外部に引き出されている。封口ゴム１０３の材料には、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムやブチルゴム、過酸化物加硫ゴムなどが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２４６４１号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、内部へ浸入する水分に比べて外部へ内部で発生するガスが優先的に排気されて、内圧上昇による破裂などが抑制された蓄電装置である。本発明による蓄電装置は蓄電素子と、電解液と、ケースと、封止部材と、を有する。蓄電素子は正極と、正極に対向する負極と、正極と負極との間に介在するセパレータとを含む。電解液は蓄電素子に含浸している。ケースは蓄電素子と電解液とを収容している。封止部材はケースに設けられた開口部を封止している。封止部材の少なくとも一部は、気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。この蓄電装置では、第１級アミン化合物がゴム体の中に含まれていることにより、他の元素からなるガスに比べて電解液の分解によって生じるガス（ＣＯ２など）に対し、選択的にゴム体におけるガス透過性を向上させることができる。そのため、優先的に蓄電装置内部で発生したガスを排気してケース内部における圧力上昇に対して信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の実施の形態における蓄電装置の正面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは図１Ａに示す蓄電装置の端子板近傍の部分断面図である。
【図２】図２は図１Ａに示す蓄電装置の蓄電素子の展開斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態における蓄電装置に用いられるゴム体に混ぜる添加剤の添加量とＣＯ２選択透過性改善率の関係を表したグラフを示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは本発明の実施の形態における他の蓄電装置の平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図４Ａに示す蓄電装置の正面断面図である。
【図５】図５は従来の蓄電装置を示した正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の電気二重層キャパシタにおける課題を説明する。図５に示す蓄電装置においてはケース１０２の開口部を封口ゴム１０３で密封する。この場合、封口ゴム１０３には、電解液の漏液防止のための気密性に加えて、電解液が分解されることなどによって発生するガスをケース１０２内部から外部へ排気するためのガス透過性などの特性が求められる。今後、高耐電圧や高温などの更に過酷な条件において蓄電装置を充放電することが求められると、より多くのガスが発生すると想定される。そのため、蓄電装置にとって、更なるガス透過性における特性向上が必要となる。
【０００７】
以下、このような課題を解決するための実施の形態について説明する。図１Ａは、本実施の形態における蓄電装置３１の正面図であり、図１Ｂは蓄電装置３１の端子板近傍の部分断面図である。図２は図１Ａに示す蓄電装置３１の蓄電素子１の展開斜視図である。
【０００８】
蓄電装置３１は、蓄電素子１と、有底筒状の金属製のケース２と、金属板である中間体６と、金属製の端子板３と、絶縁部材５と、ゴム体４と、固定部材７とを有する。
【０００９】
図２に示すように、蓄電素子１は正極５１と負極５２とそれらの間に介在するセパレータ５３とを巻回して構成されている。正極５１は集電体５１Ａと、正極材料層５１Ｂとを有する。正極材料層５１Ｂは、集電体５１Ａの一部が露出するように集電体５１Ａの両面上に形成されている。同様に、負極５２は集電体５２Ａと、負極材料層５２Ｂとを有する。負極材料層５２Ｂは、集電体５２Ａの一部が露出するように集電体５２Ａの両面上に形成されている。集電体５１Ａの露出した部分は正極端部１Ａとなり、集電体５２Ａの露出した部分は負極端部１Ｂとなる。このように蓄電素子１の巻回軸方向において互いに反対側の両端から正極５１と負極５２がそれぞれ引き出されている。
【００１０】
ケース２は図示しない電解液とともに蓄電素子１を収容している。中間体６は正極端部１Ａと接合されている。端子板３は、正極端部１Ａと接合された中間体６の外表面と接合されて蓄電素子１と電気的に接続されている。端子板３はケース２の開口部に位置する電気的引出部として用いられる。絶縁部材５は端子板３の側面とケース２の内周面との間に介在している。ゴム体４は端子板３に設けられた鉛直方向の貫通孔３Ａを塞いでいる。固定部材７はゴム体４を上面から固定している。
【００１１】
ケース２の内底面は蓄電素子１の負極端部１Ｂと電気的に接続されている。電気的に接続させるために、蓄電素子１とケース２の内底面を直接接合させてもいいし、中間体６と同様の金属板を介在させて接合させてもよい。
【００１２】
集電体５１Ａ、５２Ａは導電性を有した箔で構成されている。前述のように、蓄電素子１では、正極材料層５１Ｂ、負極材料層５２Ｂが形成されていない集電体５１Ａ、５２Ａの露出部を一端辺にだけ設けられるように正極材料層５１Ｂ、負極材料層５２Ｂが形成されている。そして集電体５１Ａ、５２Ａの露出部が互いに逆方向に突出するようにずらして対向させる。対向した正極５１と負極５２のどの間にもセパレータ５３が介在するように配置して、正極５１、負極５２およびセパレータ５３を巻回する。このようにして蓄電素子１が形成されている。蓄電素子１は巻回状であり、それぞれの電極の集電体露出部が巻回軸に対して逆方向に突出している。
【００１３】
集電体５１Ａ、５２Ａの材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕやこれらの合金を用いることができる。
【００１４】
正極材料および負極材料としては、例えば活性炭などの多孔質である炭素材料を用いることができる。この場合、カチオンおよびアニオンをこの炭素材料の表面に吸脱着させることにより蓄電素子１は充放電する。なお、炭素材料の他にバインダや導電助剤などを含んで正極材料層５１Ｂ、負極材料層５２Ｂを構成してもよい。
【００１５】
セパレータ５３は紙や樹脂などの絶縁性をもったシート材で構成されている。セパレータ５３としては、シート状の絶縁材料であれば、特に限定されないが、セルロースなどの紙やポリプロピレン、ポリエチレン、アラミドなどの樹脂フィルムなどが好ましい。
【００１６】
中間体６は、正極端部１Ａと溶接などにより接合された金属板である。中間体６には、蓄電素子１への電解液の含浸性を高めるために、蓄電素子１の巻回軸中心付近に貫通孔６Ａが形成されていることが好ましい。
【００１７】
端子板３は、蓄電素子１と接合された中間体６の外表面と接合されている金属部材である。端子板３はケース２の開口部の大部分を封止する封口板の機能を有する。また蓄電素子１の一方の電極である正極５１を電気的に引き出す機能を有する。端子板３の側面の蓄電素子１との接合界面近傍にはフランジ部３Ｂが形成されている。
【００１８】
ケース２は金属で有底筒状に形成されている。ケース２は集電体５２Ａとの接合を考慮すると集電体５２Ａと同じ金属から構成されていることが好ましい。同様に、中間体６、端子板３の材料は、集電体５１Ａとの接合を考慮すると集電体５１Ａと同じ金属から構成されていることが好ましい。しかし、加工性などを考慮して、ケース２に用いる金属は、他の構成部材と異なる金属を用いてもよい。具体的には、アルミニウム、鉄、ステンレス、ニッケル、銅などが挙げられる。
【００１９】
ゴム体４は、端子板３に設けられたケース２の内部と外部をつなぐ貫通孔３Ａが形成された箇所に設けられている。そして、ゴム体４は、基材であるゴム材と第１級アミン化合物である添加剤とを含む絶縁組成物で構成されている。
【００２０】
固定部材７は貫通孔３Ａ中においてゴム体４を上面から押し付けて固定している。固定部材７には鉄やステンレス、銅、ニッケル、アルミニウムなどが好ましい。
【００２１】
絶縁部材５は、端子板３の側面とケース２の内側面とが対向する場所に設けられ、ケース２と端子板３とが短絡することを防いでいる。絶縁部材５には、例えばブチルゴムやエチレンプロピレンゴムなどのゴム材などが絶縁性や加工性に優れているため好ましい。絶縁部材５は、端子板３のフランジ部３Ｂにより係止されると共に、ケース２の外側から端子板３の外側面に向かって絞り加工部２Ａが形成されることによって、絶縁部材５近傍を強固に封止している。さらに、ケース２の開口部端部において、ケース２の内側に曲げられたカーリング加工部２Ｂが設けられている。カーリング加工部２Ｂにより、さらに、絶縁部材５近傍を強固に封止することができる。
【００２２】
ゴム体４は、貫通孔３Ａを塞ぐように配置することにより、端子板３とともにケース２の開口部の一部を封止している。ゴム体４は蓄電装置３１において、封口部材の一部であると共に、ケース２内部で発生したガスを透過させる機能も有している。すなわち、図１Ｂに示す構成においては、端子板３と、ゴム体４と、固定部材７と、絶縁部材５は、ケース２の開口部を封止する封止部材を構成している。そして、封止部材の少なくとも一部は、気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。
【００２３】
ゴム体４に含まれる添加剤には、１級アミンを含んだ下記の化学式（１）で示されるアクリル酸の共重合体を用いることが好ましい。またゴム材は、シリコーンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムのうち少なくとも一種から構成されている。
【００２４】
【化１】
2013051273.tif 000003
【００２５】
（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素あるいはアルキル基が好ましいが特に限定されない。ｘ、ｙ、ｎ、ｍは正の数）
【００２６】
ゴム体４は、一般のゴム材を作製する工程の中で、上記添加剤を添加することにより、作製することができる。具体的には、まず混練機を用いてゴム材原料や各種フィラーを混練する。このようにして得られるゴムシートと上記添加剤と架橋剤とを混練機を用いて混練する。その後に得られた混練物に対して架橋を行う。このようにしてゴム体４の材料である絶縁組成物を調製することができる。なお、ゴム体４を作製するために、架橋済みのゴム材に上記添加剤を添加してもよい。
【００２７】
添加剤をゴム材に添加する際、水やトルエン、メチルイソブチルケトン、イソプロピルアルコールなどの溶剤に含ませた状態で添加してもよい。この場合、溶剤に対する添加剤の固形分の比率は２９ｗｔ％以上、５７ｗｔ％以下が好ましく、より好ましくは２９ｗｔ％以上、３７ｗｔ％以下である。添加剤は、上記のように溶剤に含ませた状態ではなく、粉末状で添加を行ってもよい。
【００２８】
電解液の分解によって生じるガスは主に二酸化炭素（ＣＯ２）である。上述の絶縁組成物で作製されたゴム体４では、ゴム体４の内部におけるＣＯ２透過性が向上する。そのため、ケース２内部における圧力上昇に対して信頼性を向上させることができる。第１級アミンは化学構造式上、ＣＯ２と親和性が高い。そのため、添加剤はＣＯ２を引き寄せる。微視的にみてこのように局部的にＣＯ２の濃度が高くなると、その濃度勾配によってＣＯ２がゴム体４を透過しやすくなると考えられる。そのためＣＯ２選択的透過性が向上すると考えられる。
【００２９】
また、ケース２の外部から浸入する恐れがある水分に対しては、ゴム体４は従来のゴム材と同等の気密性を維持することができる。そのため蓄電装置３１内部での加水分解を抑制することができるため、特性劣化を抑制することできる。
【００３０】
ゴム体４は、ケース２の開口部に配置され、その表面の一部がケース２の内部に露出するとともに、ゴム体４の表面の別の一部がケース２の外部に向かって表出していれば効果を奏する。
【００３１】
以上のように、ゴム体４を用いることにより、ケース２の外部から水分が浸入することを抑制しながら、ケース２の内部に収容された電解液の分解などによって生じるガスの透過性を高めることができる。
【００３２】
上記効果を高めるために、添加剤においては、添加剤固形分１ｇに含まれるアミンの量（ｍｍｏｌ）を表すアミン価が０．６以上、２．７以下であることが好ましい。さらに、アミン１ｍｏｌに相当する添加剤の固形分重量（ｇ）を表すアミン水素当量が３５０以上、１８００以下であることが好ましい。また添加剤としては、第１級アミン化合物のうち、特にポリマー化合物が好ましく、そのポリマー化合物内において側鎖の末端に第１級アミンを形成する官能基（−ＮＨ２）が設けられていることが好ましい。このように、添加剤の第１級アミンの成分が化学構造上、他の化合物と化学的変化を生じやすい末端に設けられることにより、ＣＯ２の積極的な透過を促すことができる。
【００３３】
なお、絶縁部材５にゴム材を用いた場合、ゴム体４と同様に上記添加剤を含んだ絶縁組成物を用いてもよい。この構成により絶縁部材５からも優れたガス透過を行うことが可能となる。
【００３４】
以下に、ゴム体４の具体例について、ガスクロマトグラフィーによりガス透過性および耐湿性を評価した性能評価試験の結果を（表１）および図３に示す。
【００３５】
本試験は、外部から蓄電装置３１の内部へ入り込む水分に比べて蓄電装置３１の内部からガスがゴム体を優先的に透過している状態を定量的に評価することを目的としている。そのために、ＣＯ２選択透過性改善率（以下、改善率）という値を用いている。改善率は各サンプルの実際のＣＯ２の透過係数と水分透過係数との比率である。サンプルＡ〜サンプルＤと比較例の各改善率を比較する方法として、（表１）では比較例の改善率を１．０としてサンプルＡ〜サンプルＤの改善率を比較例の改善率との比として表している。なお、ガスの透過率評価は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＫ７１２６−１）に規定されたガスクロマトグラフィーに基づいて行っている。この評価方法に用いる装置は、試験片にガス透過をさせるためのガス透過セル、透過したガスによる圧力変化を検知する圧力センサ、ガス透過セルにガスを供給するガス供給器、セル容量可変器、真空ポンプなどから構成されている。ガス透過セルは、上部チャンバ（高圧側）、下部チャンバ（低圧側）から構成されている。本試験では、まず下部チャンバを試験片で封止する。試験開始時は下部チャンバを真空状態に保持する。そして上部チャンバにガス（ＣＯ２）を供給し、下部チャンバに向かって試験片を透過させる。このとき、上部チャンバ内が１気圧となるまでガスの供給を続ける。そして下側チャンバの圧力変化を計測し、ガス透過性を評価する。計測開始から終了までの所要時間は２．５秒である。計測時の温度は２５℃である。試験片の透過面積は約０．２ｃｍ２であり、厚みは約２〜３ｍｍである。
【００３６】
【表１】
2013051273.tif 000004
【００３７】
サンプルＡはゴム材としてシリコーンゴムと、このゴム材に対してトルエンと化学式（１）に示す添加剤とを混合して固形分添加量が１．５ｗｔ％程度となるように調製した溶液とを用いて作製したゴム体である。添加剤としては一例としてアミノエチル化アクリルポリマーを用いている。アミン水素当量は、８００〜１４００、アミン価は０．７〜１．３である。
【００３８】
サンプルＢは、このゴム材に対してトルエンと上記添加剤とを混合して固形分添加量が２．０ｗｔ％となるように調製した溶液とを用いて作製したゴム体である。サンプルＣは、サンプルＡのゴム材に対してトルエンと上記添加剤とを混合して固形分添加量が３．０ｗｔ％となるように調製した溶液とを用いて作製したゴム体である。サンプルＤは、サンプルＡのゴム材に対してトルエンと上記添加剤とを混合して固形分添加量が５．７ｗｔ％程度となるように調製した溶液とを用いて作製したゴム体である。また比較例として、シリコーンゴムからなるゴム材だけで構成されたゴム体を評価している。
【００３９】
（表１）より、添加剤の添加量が２．０ｗｔ％を超えるゴム体は比較例に比べて、特に著しくケース２内のガスを優先的に放出できることがわかる。そして、添加剤と溶剤を混合した溶液の添加量は２ｗｔ％以上が好ましい。これは、（表１）のように、この範囲に添加量を定めることにより、ＣＯ２選択透過性改善率が著しく向上しガスの排気能力が高まっているためである。また、固形分添加量を２０ｗｔ％以下とすることが好ましい。これは、添加剤の添加量がこれより増えると、作製されたゴム体の気密性および添加剤の分布の均一性を維持することが困難になるためである。またゴム体の形状の制御も困難となっていくため、歩留まりが低下する虞がある。
【００４０】
なお、蓄電装置の構成は図１Ａ〜図２に示す構成に限定されない。他の一例を、図４Ａ、図４Ｂを参照しながら説明する。図４Ａは本発明の実施の形態における他の蓄電装置４１の平面図である。図４Ｂは蓄電装置４１の正面断面図である。
【００４１】
蓄電装置４１においても蓄電素子１の構造は図２に示す構成と同様であり、負極端部１Ｂとケース２との接続も前述と同様である。異なるのはケース２の開口部に設けられた封口部材の構成である。
【００４２】
すなわち、巻回状である蓄電素子１は電解液と共にケース２の中へ収容されている。ケース２の開口部は、ゴム体４と同じ絶縁組成物で形成されたゴム体１４と端子板１３とで構成された封口部材により封止されている。正極端部１Ａは金属製の端子板１３と接続され、負極端部１Ｂはケース２の内底面と接続されている。なお、ケース２の内底面において、蓄電素子１を中間体６と同様の金属板を介在させて接合し電気的に接続してもよい。
【００４３】
端子板１３は、蓄電素子１と接続する平板部１３Ａと、平板部１３Ａ上に形成され、ケース２の開口部の外部へ向かって突出した端子部１３Ｂとを有する。端子部１３Ｂは、ゴム体１４に設けられた貫通孔１４Ａを通って外部へ表出している。端子部１３Ｂは貫通孔１４Ａを塞いでこの部分を封止している。なお、端子板１３の材料は、導電性を有していれば特に限定されず、例えばアルミニウムや、鉄、ステンレス、銅、ニッケルなどの金属材料が好ましい。
【００４４】
ゴム体１４の外周面は、ケース２の内周面と当接している。そして、ケース２の外周面において、ゴム体１４と当接している箇所に絞り加工部２Ａを設け、ケース２の開口部の端部にカーリング加工部２Ｂを設けることにより、ゴム体１４とケース２とが強く圧接されて開口部が封止されている。
【００４５】
この構成により、蓄電装置４１では、ケース２の封止およびガス透過の機能を有するゴム体１４が、ゴム体４と同じ絶縁組成物で構成されている。そのため、蓄電装置３１の構成に比べて部材点数を減らすことができるため、コスト面で優れている。また蓄電装置３１に比べて、蓄電装置４１では、ケース２の内部に対してゴム体１４が対向する面積を大きく設けやすい。そのため、ガス透過性が高まる。
【００４６】
以上のように、蓄電装置３１、４１は蓄電素子１と、電解液と、ケース２と、封止部材とを有する。蓄電素子１は正極５１と、正極５１に対向する負極５２と、正極５１と負極５２との間に介在するセパレータ５３とを含む。電解液は蓄電素子１に含浸している。ケース２は蓄電素子１と電解液とを収容している。封止部材はケース２に設けられた開口部を封止している。封止部材の少なくとも一部は気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。これにより、耐湿性を維持しながらケース２の内部で発生するガスの透過性を向上させ、破裂などが抑制された蓄電装置３１、４１を作製することができる。
【００４７】
さらに、従来の蓄電装置として示した図５の構成においては、リード端子１０４Ａ、１０４Ｂを用いて外部へ電極が電気的に引き出されている。このような蓄電装置の構成など、蓄電素子１に接合されると共に、ゴム体を貫通して外部へ電極を引き出す線状、板状、柱状、筒状などの導電性を有したリード部が設けられた構成でもゴム体に上述の絶縁組成物を適用できる。このような構成でも同様の効果を奏する。ケース２の開口部の封止の構成についても、蓄電装置３１の封口板である端子板３およびゴム体４のみによる封止や蓄電装置４１のような構成に限定されない。
【００４８】
また、蓄電素子１の構成も、上記のような巻回状に限定されず、複数の正極および負極を対向させセパレータを介在させた状態で積層した構成であってもよい。また、中間体６を使用せず蓄電素子１の正極端部１Ａが直接、端子板３に接合された構成であっても、同様に本発明の効果を奏することができる。
【００４９】
正極材料層５１Ｂや負極材料層５２Ｂも、上記構成に限定されず、リチウム合金や珪素材料、リチウム複合酸化物、そして、黒鉛などのカチオンを吸蔵可能な炭素材料などであってもよい。電解液も、アミジン系塩、オニウム塩、リチウム塩など特に限定されない。例えばエチルジメチルイミダゾリウムやエチルトリメチルアンモニウム、リチウムなどのカチオンと、ヘキサフルオロホスフェートやテトラフルオロボレートなどのアニオンとから構成される電解質と、カーボネート類、ラクトン類などの溶媒からなる電解液を用いることができる。しかしながら、カチオンおよびアニオンを含んだ溶媒であれば特に限定されない。
【００５０】
また、蓄電装置は、電気二重層キャパシタに限定されない。リチウムイオンキャパシタやリチウム二次電池でもよい。リチウムイオンキャパシタでは、負極の集電体上に形成された負極材料にリチウムイオンを吸蔵させている。そのため、電気二重層キャパシタより耐電圧が高い。リチウム二次電池では、正極にリチウム酸化金属化合物を用い、負極に炭素材料や珪素化合物を用いている。特に溶媒に有機溶媒を使用し、水分の浸入が特性劣化に影響する蓄電装置であれば、上述の絶縁組成物で形成したゴム体を使用することにより、同様の効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明における蓄電装置では、ケースの開口部を封止するゴム体に浸入する水分に比べてケース内部で発生したガスを優先的に排気させることができる。そのため信頼性の優れた蓄電装置を作製することができる。この蓄電装置は、より過酷な条件において容易に充放電できる。したがって、車載用など温度や充放電条件において過酷な環境で充放電することを必要とする蓄電装置として用いることが期待される。
【符号の説明】
【００５２】
１  蓄電素子
１Ａ  正極端部
１Ｂ  負極端部
２  ケース
２Ａ  絞り加工部
２Ｂ  カーリング加工部
３，１３  端子板
３Ａ，６Ａ，１４Ａ  貫通孔
３Ｂ  フランジ部
４，１４  ゴム体
５  絶縁部材
６  中間体
７  固定部材
１３Ａ  平板部
１３Ｂ  端子部
３１，４１    蓄電装置
５１  正極
５１Ａ，５２Ａ    集電体
５１Ｂ    正極材料層
５２    負極
５２Ｂ    負極材料層
５３    セパレータ
【図１Ａ】
2013051273.tif 000007
【図１Ｂ】
2013051273.tif 000008
【図２】
2013051273.tif 000009
【図３】
2013051273.tif 000010
【図４Ａ】
2013051273.tif 000011
【図４Ｂ】
2013051273.tif 000012
【図５】
2013051273.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月20日(2014.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明は、内部へ水分が浸入するのに比べて内部で発生するガスが外部へ優先的に排気されて、内圧上昇による破裂などが抑制された蓄電装置である。本発明による蓄電装置は蓄電素子と、電解液と、ケースと、封止部材と、を有する。蓄電素子は正極と、正極に対向する負極と、正極と負極との間に介在するセパレータとを含む。電解液は蓄電素子に含浸している。ケースは蓄電素子と電解液とを収容している。封止部材はケースに設けられた開口部を封止している。封止部材の少なくとも一部は、気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。この蓄電装置では、第１級アミン化合物がゴム体の中に含まれていることにより、他の元素からなるガスに比べて電解液の分解によって生じるガス（ＣＯ２など）に対し、選択的にゴム体におけるガス透過性を向上させることができる。そのため、優先的に蓄電装置内部で発生したガスを排気してケース内部における圧力上昇に対して信頼性を向上させることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の電気二重層キャパシタにおける課題を説明する。図５に示す蓄電装置においてはケース１０２の開口部を封口ゴム１０３で密封する。この場合、封口ゴム１０３には、電解液の漏液防止のための気密性に加えて、電解液が分解されることなどによって発生するガスをケース１０２内部から外部へ排気するためのガス透過性などの特性が求められる。今後、高電圧や高温などの更に過酷な条件において蓄電装置を充放電することが求められると、より多くのガスが発生すると想定される。そのため、蓄電装置にとって、更なるガス透過性における特性向上が必要となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
集電体５１Ａ、５２Ａは導電性を有した箔で構成されている。前述のように、蓄電素子１では、正極材料層５１Ｂ、負極材料層５２Ｂが形成されていない集電体５１Ａ、５２Ａの露出部を正負極の一端辺にだけ設けられるように正極材料層５１Ｂ、負極材料層５２Ｂが形成されている。そして集電体５１Ａ、５２Ａの露出部が互いに逆方向に突出するように正負極をずらして対向させる。対向した正極５１と負極５２のどの間にもセパレータ５３が介在するように配置して、正極５１、負極５２およびセパレータ５３を巻回する。このようにして蓄電素子１が形成されている。蓄電素子１は巻回状であり、それぞれの電極の集電体露出部が巻回軸に対して逆方向に突出している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ゴム体４は、貫通孔３Ａを塞ぐように配置することにより、端子板３とともにケース２の開口部の一部を封止している。ゴム体４は蓄電装置３１において、封止部材の一部であると共に、ケース２内部で発生したガスを透過させる機能も有している。すなわち、図１Ｂに示す構成においては、端子板３と、ゴム体４と、固定部材７と、絶縁部材５は、ケース２の開口部を封止する封止部材を構成している。そして、封止部材の少なくとも一部は、気体透過が可能な基材と、添加剤である第１級アミン化合物とを含む絶縁組成物で構成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本試験は、外部から蓄電装置３１の内部へ水分が入り込むのに比べて蓄電装置３１の内部からガスがゴム体を優先的に透過している状態を定量的に評価することを目的としている。そのために、ＣＯ２選択透過性改善率（以下、改善率）という値を用いている。改善率は各サンプルの実際のＣＯ２の透過係数と水分透過係数との比率である。サンプルＡ〜サンプルＤと比較例の各改善率を比較する方法として、（表１）では比較例の改善率を１．０としてサンプルＡ〜サンプルＤの改善率を比較例の改善率との比として表している。なお、ガスの透過率評価は、ＪＩＳ規格（ＪＩＳＫ７１２６−１）に規定されたガスクロマトグラフィーに基づいて行っている。この評価方法に用いる装置は、試験片にガス透過をさせるためのガス透過セル、透過したガスによる圧力変化を検知する圧力センサ、ガス透過セルにガスを供給するガス供給器、セル容量可変器、真空ポンプなどから構成されている。ガス透過セルは、上部チャンバ（高圧側）、下部チャンバ（低圧側）から構成されている。本試験では、まず下部チャンバを試験片で封止する。試験開始時は下部チャンバを真空状態に保持する。そして上部チャンバにガス（ＣＯ２）を供給し、下部チャンバに向かって試験片を透過させる。このとき、上部チャンバ内が１気圧となるまでガスの供給を続ける。そして下側チャンバの圧力変化を計測し、ガス透過性を評価する。計測開始から終了までの所要時間は２．５秒である。計測時の温度は２５℃である。試験片の透過面積は約０．２ｃｍ２であり、厚みは約２〜３ｍｍである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
蓄電装置４１においても蓄電素子１の構造は図２に示す構成と同様であり、負極端部１Ｂとケース２との接続も前述と同様である。異なるのはケース２の開口部に設けられた封止部材の構成である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
すなわち、巻回状である蓄電素子１は電解液と共にケース２の中へ収容されている。ケース２の開口部は、ゴム体４と同じ絶縁組成物で形成されたゴム体１４と端子板１３とで構成された封止部材により封止されている。正極端部１Ａは金属製の端子板１３と接続され、負極端部１Ｂはケース２の内底面と接続されている。なお、ケース２の内底面において、蓄電素子１を中間体６と同様の金属板を介在させて接合し電気的に接続してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
本発明における蓄電装置では、ケースの開口部を封止するゴム体に水分が浸入するのに比べてケース内部で発生したガスを優先的に排気させることができる。そのため信頼性の優れた蓄電装置を作製することができる。この蓄電装置は、より過酷な条件において容易に充放電できる。したがって、車載用など温度や充放電条件において過酷な環境で充放電することを必要とする蓄電装置として用いることが期待される。
【国際調査報告】
2013051273.tif 000014
2013051273.tif 000015