(57)【要約】【課題】  特性のばらつきが抑制された巻回型の電気化学デバイス及びその製造方法を提供する。【解決手段】  この電気化学デバイスは、アノード電極Ａ及びカソード電極Ｋの巻回軸に沿った一端側において、巻回軸周りに沿って一体的に設けられた補助金属部Ｔ１，Ｔ２と、アノード電極Ａとカソード電極Ｋとの間に介在するセパレータＳ１とからなる。補助金属部Ｔ１，Ｔ２以外の一部領域はエッチング又は切削によって除去され、薄化領域ＴＮＲとされている。薄化領域ＴＮＲの表面上に、活物質層ＡＥ１が形成される。【選択図】図６
2011228552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包囲体と、
前記包囲体内部に封入された電気化学デバイス本体であって、巻回された正極帯状電極と、前記正極帯状電極に対向するように巻回された負極帯状電極とを有する電気化学デバイス本体と、
前記正極帯状電極と前記負極帯状電極との間に介在するセパレータと、
を備え、
前記正極帯状電極は、
巻回された帯状の正極側主金属箔と、
前記正極側主金属箔の巻回軸に沿った一端側において巻回軸周りに沿って前記正極側主金属箔に一体的に設けられ前記正極側主金属箔の肉厚領域を構成する正極側補助金属部と、
前記正極側主金属箔における前記肉厚領域以外の薄化領域において、前記正極側主金属箔の巻回軸周りに沿って形成された正極側活物質層と、
を有し、
前記負極帯状電極は、
巻回された帯状の負極側主金属箔と、
前記負極側主金属箔の巻回軸に沿った他方端側において巻回軸周りに沿って前記負極側主金属箔に一体的に設けられ前記負極側主金属箔の肉厚領域を構成する負極側補助金属部と、
前記負極側主金属箔における前記肉厚領域以外の薄化領域において、前記負極側主金属箔の巻回軸周りに沿って形成された負極側活物質層と、
を備えることを特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記正極帯状電極及び前記負極帯状電極の巻回軸方向の一方の端部は、前記包囲体の蓋を構成する電極板に直接溶接されてい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】
前記包囲体は、
金属製の筒体と、
前記電極板と前記筒体との間に介在する絶縁リングと、
前記電極板の周辺部位と、前記筒体の外表面とを被覆する熱収縮チューブと、
を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気化学デバイスの製造方法において、
正極用金属箔及び負極用金属箔を用意する工程と、
それぞれの前記正極用金属箔及び前記負極用金属箔における表面の一部領域を、それぞれの長手方向に沿って除去し、それぞれに薄化領域を作製する工程と、
それぞれの前記薄化領域の表面上に前記正極側活物質層及び前記負極側活物質層を形成する工程と、
を備えることを特徴とする電気化学デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記一部領域を除去する工程は、前記正極用金属箔及び前記負極用金属箔の前記一部領域をエッチング、切削又は研磨することによって行われることを特徴とする請求項４に記載の電気化学デバイスの製造方法。
【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（ＥＤＬＣ）などの電気化学デバイス及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
従来の巻回電極を用いた電気化学デバイス（電池、ＥＤＬＣ）に関する技術は、特許文献１〜１１に開示されている。特許文献１は金属箔スペーサに関する技術について開示し、特許文献２は樹脂スペーサに関する技術について開示し、特許文献３は絶縁テープの貼付に関する技術について開示し、特許文献４は巻回端面への端子取付に関する技術について開示し、特許文献５は保護層形成に関する技術について開示し、特許文献６は金属帯取付に関する技術について開示し、特許文献７は絶縁スペーサ膜取付に関する技術について開示し、特許文献８はセパレータをスペーサで隔離する技術について開示し、特許文献９は絶縁スペーサ層を用いた技術について開示し、特許文献１０及び特許文献１１は金属スペーサ帯を用いた技術について開示している。
【０００３】
多くの巻回型の電気化学デバイスでは、一対の帯状電極と、一対の帯状のセパレータを交互に重ねて配置する。１つの帯状電極の上下面には活性炭が、バインダ樹脂によって塗布されている。重ねられたものを巻芯の周囲に巻きつけ、巻きつけられた電極の幅方向の端部同士を直接溶着してそのまま取出電極として用いている。ここで、帯状電極を直接溶着するのは、余分な端子をこれに取り付けると、インピーダンスが高くなるからである。
【０００４】
図８は、比較のための電気化学デバイスの縦断面図である。なお、図８において、構造の説明の明確化のため電気化学デバイス本体１０は断面ではなく側面状態をそのまま示している。
【０００５】
包囲体は、筒体Ｈ及び電極板Ｌ１，Ｌ２から構成されており、この包囲体の内部に電解液ＬＱと共に、電気化学デバイス本体１０が収容されている。図面の下方に位置する電極板Ｌ２は、筒体Ｈと一体的に成形されており、上方に位置する電極板Ｌ１は、樹脂製の蓋材Ｌ１Ｒに埋め込まれており、樹脂製の蓋材Ｌ１Ｒが、筒体Ｈの開口を塞いでいる。デバイス本体１０の図面の上下方向の端部からは、それぞれキャパシタの両端子をそれぞれ構成する金属電極タブ１０Ｌ１及び１０Ｌ２が延びており、これらはそれぞれ電極板Ｌ１及びＬ２に接触し、且つ、電気的に接続されている。
【０００６】
このような構造の電気化学デバイスの場合、金属電極タブ１０Ｌ１及び１０Ｌ２が若干の抵抗を有するため、これが内部抵抗の増加に寄与する。一般には、電気化学デバイスの劣化に伴って、内部抵抗が増加する傾向があり、この場合には外部負荷に与える電圧が低下してしまうという不具合がある。そこで、内部抵抗を低下させるために、金属電極タブを用いないで、電気化学デバイス本体の端部を直接、電極板に溶接することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２９８９２１号公報
【特許文献２】特開２０００−０２１４３６号公報
【特許文献３】特開２００５−２３５４１４号公報
【特許文献４】特開２００５−３４７６０８号公報
【特許文献５】特開２００７−０９５６５６号公報
【特許文献６】特開２００７−３３５８１４号公報
【特許文献７】特開２００８−１９３０１０号公報
【特許文献８】特開平０５−１０９４３５号公報
【特許文献９】特開平０７−１３０３８９号公報
【特許文献１０】特開平１１−１３５１００号公報
【特許文献１１】特開平１１−２８３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電気化学デバイス本体の端部を、電極板に直接溶接すると、特性がばらついてしまうという問題がある。
【０００９】
この特性のばらつきについて、本願発明者が鋭意検討したところ、直接溶接の場合、電極板からデバイス本体の端部に、圧力が印加され、かかる圧力が原因となって、電気化学デバイス本体の端部が変形し、大きく特性がばらついてしまうことが判明した。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、特性のばらつきが抑制される巻回型の電気化学デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決するため、本発明に係る巻回型の電気化学デバイスは、包囲体と、前記包囲体内部に封入された電気化学デバイス本体であって、巻回された正極帯状電極と、前記正極帯状電極に対向するように巻回された負極帯状電極とを有する電気化学デバイス本体と、前記正極帯状電極と前記負極帯状電極との間に介在するセパレータと、を備えている。
【００１２】
また、前記正極帯状電極は、巻回された帯状の正極側主金属箔と、前記正極側主金属箔の巻回軸に沿った一端側において巻回軸周りに沿って前記正極側主金属箔に一体的に設けられ前記正極側主金属箔の肉厚領域を構成する正極側補助金属部と、前記正極側主金属箔における前記肉厚領域以外の薄化領域において、前記正極側主金属箔の巻回軸周りに沿って形成された正極側活物質層とを有している。
【００１３】
同様に、前記負極帯状電極は、巻回された帯状の負極側主金属箔と、前記負極側主金属箔の巻回軸に沿った他方端側において巻回軸周りに沿って前記負極側主金属箔に一体的に設けられ前記負極側主金属箔の肉厚領域を構成する負極側補助金属部と、前記負極側主金属箔における前記肉厚領域以外の薄化領域において、前記負極側主金属箔の巻回軸周りに沿って形成された負極側活物質層と、を備えている。
【００１４】
この電気化学デバイスによれば、正極及び負極の主金属箔には、これらと一体的に補助金属部が設けられているため、かかる部位の機械的強度が著しく増加すると共に、経年劣化耐性にも優れ、補助金属部が各帯状電極の径方向への移動を規制するので、これらの間の容量の変化が抑制される。昨今、低抵抗化（内部抵抗）の方策として、電極（活物質層）の厚みを薄くしていく方策が取られる場合があり、補助金属箔なども同時に薄くした場合、強度が非常に弱くなるが、主金属箔と補助金属箔とは一体的に形成されたものであり、低抵抗であっても高い強度を維持することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る電気化学デバイスでは、前記正極帯状電極及び前記負極帯状電極の巻回軸方向の一方の端部は、前記包囲体の蓋を構成する電極板に直接溶接されていることを特徴とする。
【００１６】
この場合、電極板に、直接、それぞれの帯状電極が溶接されているため、内部抵抗を減少させることができるが、溶接時の圧力に対する耐性も向上しているため、上述のように特性のばらつきは抑制されている。
【００１７】
また、本発明に係る前記包囲体は、金属製の筒体と、前記電極板と前記筒体との間に介在する絶縁リングと、前記電極板の周辺部位と、前記筒体の外表面とを被覆する熱収縮チューブと、を備えていることを特徴とする。
【００１８】
電極板と直接溶接するためには、金属からなる必要があるが、筒体も金属とした場合、正負の電極がショートしてしまうため、筒体と電極板との間に絶縁リングを介在させることとし、熱収縮チューブを用いることで、これらを固定することができている。
【００１９】
本発明に係る電気化学デバイスの製造方法は、（１）正極用金属箔及び負極用金属箔を用意する工程と、（２）それぞれの前記正極用金属箔及び前記負極用金属箔における表面の一部領域を、それぞれの長手方向に沿って除去し、それぞれに薄化領域を作製する工程と、（３）それぞれの前記薄化領域の表面上に前記正極側活物質層及び前記負極側活物質層を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この製造方法によれば、金属箔の表面の一部領域を除去することで、薄化領域を作製し、残余の肉厚領域を補助金属部として残留させる。一部領域が除去された領域には、活物質層が形成されることになる。この製造方法によれば、肉厚で強度の高い補助金属部を備えているので、巻回したときに、帯状電極間の隙間が変動しにくく、且つ、軸方向の圧力或いは軸に垂直な方向の圧力に対して、補助金属部の部分が変形しにくいという効果を奏する。したがって、帯状電極の端部に位置する補助電極部が変形しにくいので、特性のばらつきが抑制された電気化学デバイスを製造することができる。
【００２１】
また、前記一部領域を除去する工程は、前記正極用金属箔及び前記負極用金属箔の前記一部領域をエッチング、切削又は研磨することによって行われることを特徴とする。エッチング、切削又は研磨を用いた場合、金属箔の所望容領域を容易且つ精密に除去することができ、特性のばらつきが抑制された電気化学デバイスを容易に製造することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の巻回型の電気化学デバイス及びその製造方法によれば、特性のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図である。
【図２】図１に示した電気化学デバイスのＩＩ−ＩＩ矢印線断面図である。
【図３】電気化学デバイスの製造工程を説明するための電気化学デバイス中間体の断面図である。
【図４】巻回された電気化学デバイス本体を一部分展開して示す電気化学デバイス本体の平面図である。
【図５】図４に示した電気化学デバイスのＶ−Ｖ矢印線断面図である。
【図６】帯状電極の製造工程を説明するための帯状電極の断面図である。
【図７】帯状電極の構成要素の寸法について説明するための図である。
【図８】比較のための電気化学デバイスの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施の形態に係る電気化学デバイス及びその製造方法について説明する。同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は実施形態に係る巻回型の電気化学デバイスの斜視図であり、図２は図１に示した電気化学デバイスのＩＩ−ＩＩ矢印線断面図である。なお、図２及び図３において、構造の説明の明確化のため電気化学デバイス本体１０は断面ではなく側面状態をそのまま示している。また、電気化学デバイスの電極の巻回軸をＺ軸とし、これに垂直な２軸をＸ軸及びＹ軸として、図示の如く三次元直交座標系を設定する。
【００２６】
この電気化学デバイス１００は、包囲体と、包囲体内部に封入された電気化学デバイス本体１０とを備え、包囲体内部には電解液ＬＱが充填されている。この包囲体は、金属製の筒体Ｈと、電極板Ｌ１と筒体Ｈとの間に介在する絶縁リングＨ１と、電極板Ｌ１の周辺部位と、筒体Ｈの外表面とを被覆する熱収縮チューブ２０とを備えている。
【００２７】
電極板Ｌ１，Ｌ２と電気化学デバイス本体１０とを直接溶接するため、これらは金属からなる。筒体Ｈも金属からなる。筒体Ｈと電極板Ｌ２との間には絶縁リングＨ１が介在しているので、正負の電極（電極板Ｌ１，Ｌ２）がショートすることを防止できる。また、熱収縮チューブ２０を用いることで、筒体Ｈ、絶縁リングＨ１及び電極板Ｌ１が互いに固定されている。
【００２８】
筒体Ｈの一方の開口は電極板Ｌ１によって塞がれているが、他方の開口は電極板Ｌ２によって塞がされている。なお、筒体Ｈと他方の電極板Ｌ２とは一体的に成形されたものである。電気化学デバイス本体１０の巻回軸（Ｚ軸）方向の両端部は、電極板Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ固定されている。この固定は溶接によって行われており、図２には溶接部Ｄが示されている。溶接部Ｄは、レーザ溶接によって形成されたものであり、電極板Ｌ１，Ｌ２にレーザ光を照射することで形成される。レーザ光の複数の照射スポット位置は、巻回軸となるＺ軸から径方向に延びる方向に沿って、放射状に点在している。
【００２９】
また、電気化学デバイス本体１０は、図５に示すように、正極帯状電極Ａ及び負極帯状電極Ｋを備えており、その巻回軸（Ｚ軸）方向の一方の端部は、包囲体の蓋を構成する電極板Ｌ１，Ｌ２に溶接部Ｄによって直接溶接されている。
【００３０】
また、包囲体は、電極板Ｌ１により封止される金属製の筒体Ｈを備えているが、この筒体Ｈの一部分は、絞り込み部ＳＢを備えている。絞り込み部ＳＢは、外周から中心方向に向けて凹むことで、筒体Ｈの内部表面を電気化学デバイス本体１０の外表面に接触させて固定している。
【００３１】
このように、絞込み部ＳＢがあることで、内部の電気化学デバイス本体１０の軸方向及び径方向移動が規制されるため、振動等に起因した特性変化が抑制される。
【００３２】
電極板Ｌ１，Ｌ２に、直接、それぞれの帯状電極Ａ，Ｋの端部（補助金属部Ｔ１，Ｔ２）が溶接されているため、図８に示した電気化学デバイスと比較して、内部抵抗を減少させることができる。また、これらの接触面積も増加するため、放熱特性も改善する。
【００３３】
図３は、電気化学デバイスの製造工程を説明するための電気化学デバイス中間体の断面図である。
【００３４】
電気化学デバイス本体１０を包囲体内部に挿入した後、電解液ＬＱを筒体Ｈ内部に充填し、しかる後、絶縁リングＨ１と電極板Ｌ１を筒体Ｈの一方の開口端上に配置する（図３（Ａ））。続いて、電極板Ｌ１，Ｌ２にＺ軸方向に沿ってレーザ光ＬＢを照射し、電極板Ｌ１，Ｌ２のレーザ光照射位置の構成材料を溶融して、溶融部Ｄを形成し、電気化学デバイス本体１０の端部を電極板Ｌ１，Ｌ２に固定する。しかる後、図２に示した熱収縮チューブ２０を包囲体に嵌めて、これを加熱することで、熱収縮チューブ２０が収縮して、包囲体に密着し、その構成要素が固定される。
【００３５】
次に、電気化学デバイス本体１０について説明する。
【００３６】
図４は、巻回された電気化学デバイス本体を一部分展開して示す電気化学デバイス本体１０の平面図であり、図５は、図４に示した電気化学デバイスのＶ−Ｖ矢印線断面図である。
【００３７】
電気化学デバイス本体１０は、巻回された正極帯状電極Ａと、正極帯状電極Ａに対向するように巻回された負極帯状電極Ｋと、正極帯状電極Ａと負極帯状電極Ｋとの間に介在するセパレータＳ１とを備えている。図４及び図５において、Ｘ軸の正方向（巻回軸に垂直な径方向）に向けて順番に、セパレータＳ２、活物質層ＡＥ２、主金属箔Ａ１、活物質層ＡＥ１、セパレータＳ１、活物質層ＫＥ２、主金属箔Ａ２、活物質層ＫＥ１が積層されている。
【００３８】
詳説すれば、アノードとなる正極帯状電極Ａは、巻回された帯状の正極側主金属箔Ａ１と、正極側主金属箔Ａ１の巻回軸（Ｚ軸）周りに沿って（本例ではその両面に）形成された正極側活物質層ＡＥ１，ＡＥ２と、正極側主金属箔Ａ１の巻回軸（Ｚ軸）に沿った一端側（Ｚ軸正方向位置）において巻回軸周り（図４ではＹ軸）に沿って正極側主金属箔Ａ１に一体的に設けられた正極側補助金属部Ｔ１(Ｔ１(ｂ))とからなる。
【００３９】
同様に、カソードとなる負極帯状電極Ｋは、巻回された帯状の負極側主金属箔Ｋ２と、負極側主金属箔Ｋ２の巻回軸周りに沿って（本例ではその両面に）形成された負極側活物質層ＫＥ１，ＫＥ２と、負極側主金属箔Ｋ２の巻回軸（Ｚ軸）に沿った他方端側（Ｚ軸負方向位置）において巻回軸周りに沿って負極側主金属箔Ｋ２に一体的に設けられた負極側補助金属部（金属箔）Ｔ２（Ｔ２（ｂ））とを備えている。
【００４０】
図５の溶接部Ｄの位置において、電極板Ｌ１と補助金属部Ｔ１（Ｔ１（ｂ））とが溶接され、電極板Ｌ２と補助金属部Ｔ２（Ｔ２（ｂ））とが溶接されている。なお、各主金属箔Ａ１，Ｋ２は、巻回軸方向（幅方向）Ｚに沿って端面位置ずれており、これらが重ならない非重複領域上に補助金属部Ｔ１（Ｔ１（ｂ））と、Ｔ２（Ｔ２（ｂ））とが設けられている。
【００４１】
この電気化学デバイスによれば、正極及び負極の主金属箔Ａ１，Ｋ２には、補助金属部Ｔ１（Ｔ１（ｂ）），Ｔ２（Ｔ２（ｂ））が一体的に設けられているため、かかる部位の機械的強度が増加すると共に、経年劣化耐性にも優れ、補助金属部Ｔ１（Ｔ１（ｂ）），Ｔ２（Ｔ２（ｂ））が各帯状電極Ａ，Ｋの径方向への移動を規制するので、これらの間の容量の変化が抑制される。主金属箔と補助金属部は、一体的なものであり、これらの間には接触抵抗は存在せず、また、巻回時の内外周差に起因して補助金属部が不本意に変形するということもなく、特性の優れた製品が形成される。
【００４２】
このように、実施形態に係る電気化学デバイスにおいては、溶接時の圧力に対する耐性も向上しているため、特性のばらつきは抑制されている。
【００４３】
図６は、帯状電極の製造工程を説明するための帯状電極の断面図である。
【００４４】
この製造方法は、まず、正極用金属箔Ａ１及び負極用金属箔Ｋ２を用意する（図６（Ａ））。同図では、これらを同時に示している。次に、それぞれの正極用金属箔Ａ１及び負極用金属箔Ｋ２における表面の領域ＴＮＲにおける一部領域を、それぞれの長手方向（Ｙ軸方向）に沿って除去する（図６（Ｂ））。それぞれの金属箔Ａ１，Ｋ２の表面の一部領域を除去することで、薄化領域ＴＮＲを作製し、残余の肉厚領域ＴＫＲを補助金属部Ｔ１（Ｔ２）として残留させる。薄化領域ＴＮＲと肉厚領域ＴＫＲとの間には段差が形成され、段差に高さに相当する部分が補助金属部Ｔ１（Ｔ２）となる。
【００４５】
しかる後、それぞれの薄化領域ＴＮＲの表面上に正極側活物質層ＡＥ１及び負極側活物質層（ＫＥ１）を形成する。このように、一部領域が除去された領域の一方面には、活物質層ＡＥ１（ＡＥ２）が形成されることになる。この製造方法によれば、肉厚で強度の高い正極側補助金属部Ｔ１（或いは負極側補助金属部Ｔ２）を備えているので、巻回したときに、帯状電極間の隙間が変動しにくく、且つ、軸方向の圧力或いは軸に垂直な方向の圧力に対して、補助金属部Ｔ１，Ｔ２の部分が変形しにくいという効果を奏する。したがって、帯状電極Ａ，Ｋの端部に位置する補助電極部Ｔ１，Ｔ２が変形しにくいので、特性のばらつきが抑制された電気化学デバイスを製造することができる。
【００４６】
また、薄化領域ＴＮＲ上には、電極材料としての活物質層Ａ１（Ｋ２）が充填されるように形成されている。同図では、凸部を構成する補助金属部Ｔ１（Ｔ２）の側面に、活物質層Ａ１（Ｋ２）は接触しているが、これらは若干離間していてもよい。
【００４７】
なお、上記では、金属箔の片面のみに活物質層を形成する工程について説明したが、これは両面に形成してもよく、その場合には、一部領域が除去される領域は他方面にも存在することとし、上記説明及び図面中のＴ１（Ｔ２）を、Ｔ１（ｂ）（Ｔ２（ｂ））に読み替え、除去された領域に形成される活物質層を、ＡＥ２（ＫＥ２）に読み替えて、除去される領域を裏面側とする。なお、同図では、カソード側の帯状電極Ｋは、組み立て時においては、図５に記載の如く、図６の状態とは左右を判定させてアノード側の帯状電極Ａ上に重ねることとする。
【００４８】
また、上述の一部領域の除去には、エッチング、切削、又は研磨方法が用いられる。エッチングの場合、除去予定領域のみが開口したマスクを金属箔上に形成し、当該開口内の金属をウェット又はドライエッチングにより除去する。エッチング液は、金属材料により設定すればよいが、主金属箔がアルミニウムの場合には、リン酸や硝酸などの酸の水溶液をエッチング液として用いることができ、ドライエッチングの場合には、ＣＨ４＋Ｈ２、Ｃ３Ｈ８、ＣＣｌ４又はＢＣｌ３などの反応ガスを活性イオンとして用いた反応性スパッタエッチングや、反応性イオンビームエッチングを用いることができる。切削加工を用いる場合には、マスクの形成は不要であり、切削装置内に金属箔をセットし、所望領域を削ればよい。研磨を用いる場合には、研磨領域が開口したマスクを金属箔上に形成し、研磨剤で開口領域内の金属箔を研磨すればよい。
【００４９】
なお、上述のセパレータＳ１，Ｓ２、活物質層ＡＥ１，ＡＥ２、ＫＥ１，ＫＥ２、金属箔Ａ１，Ｋ２の材料としては、公知のものを用いればよい。これらの材料について、以下に一例を示すが、本発明は、これらの材料に限定されるものではない。
【００５０】
セパレータＳ１，Ｓ２は、例えば重量比１０％以上のポリオレフィン系樹脂を含有した不織布または多孔質フィルムからなる。ポリオレフィン系樹脂の軟化点温度以上の温度環境下で、一対の分極性電極に圧力を加えることにより、分極性電極とセパレータとは接着することもできる。セパレータとして、セルロース不織布やアラミド繊維の不織布を用いることもできる。
【００５１】
活物質層ＡＥ１，ＡＥ２、ＫＥ１，ＫＥ２は分極性電極である。この分極性電極は、多孔質材料からなり、活性炭にバインダ樹脂を混ぜて製造する。バインダ樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素を含む高分子化合物、又は、スチレンブタジエンゴムのようなゴム系の高分子化合物が挙げられる。必要に応じてカーボンブラック、カーボンナノチューブ、又は黒鉛の微粒子、微細繊維を導電助剤として配合することもできる。製造時においては、これらの材料を、ノズルから出射して、主金属箔の両面に塗布する。
【００５２】
主金属箔Ａ１、Ｋ２は集電体であり、アルミニウム箔や銅箔の表面をエッチングによって表面を荒く加工したもの使用することができる。なお、電極製造方法として、活性炭に導電補助剤とバインダを加えてシート状にして集電極に接着する方法のほか、活性炭をスラリー状にして集電極に塗工する方法なども無数に存在する。
【００５３】
また、補助金属部（金属箔）Ｔ１，Ｔ２の材料は、主金属箔Ａ１，Ｋ２の材料と同一である。例えば、双方ともアルミニウム或いは銅からなる。この場合、双方の材料は容易に溶接することができ、また、接触時に材料間の電位差も発生しないため、特性が安定するという利点もある。
【００５４】
なお、上記では、補助金属部は主金属箔の両面に設けられたが、これは片面のみに設けられていても良い。片面のみに補助金属部を設ける場合の厚みは、両面に補助金属部を設ける場合の厚みの２倍とすることもできる。補助金属部の厚みＸ４（図７参照）が、活物質層（電極層）の厚みＸ２よりも小さい場合、帯状電極の端部の変形が著しく大きくなってしまうため、Ｘ４＞Ｘ２或いはＸ４≧Ｘ２であることが好ましい。なお、積層体の製造時には、補助金属部Ｔ１（Ｔ２）及び活物質層ＡＥ１（ＫＥ１）に、同時に一定の圧力が厚み方向に印加される。この場合には、当該押圧処理によって、Ｘ４＝Ｘ２となり、表面が平坦で一体化された構造となり、製造時に取り扱いやすく、製品誤差が小さくなるという利点がある。
【００５５】
以上、説明したように、実施形態に係る電気化学デバイスの製造方法は、以下の工程（１）〜（２）を備えている。
【００５６】
工程（１）：この工程では、図６において説明したように、正極側活物質層ＡＥ１及び正極側補助金属部Ｔ１がそれぞれ形成された正極帯状電極Ａを用意する。すなわち、活物質層ＡＥ１の形成においては、上述のように、ノズルから活物質を主金属箔上Ａ１の薄化領域上に出射して塗布する。
【００５７】
工程（２）：この工程では、図６において説明したように、負極側活物質層ＫＥ１及び負極側補助金属部Ｔ２がそれぞれ形成された負極帯状電極Ｋを用意する。すなわち、活物質層ＫＥ１の形成においては、上述のように、ノズルから活物質を主金属箔上Ｋ２の薄化領域上に出射して塗布する。  
【００５８】
なお、裏面側の構造Ｔ１（ｂ）、ＴＣ１（ｂ）、Ｔ２（ｂ）、ＴＣ２（ｂ）の製造方法も上記と同様である。
【００５９】
工程（３）：それぞれの帯状電極の形成後に、図４に示すようにセパレータＳ１，Ｓ２と共に帯状電極Ａ，Ｋを重ね、これをＺ軸を中心に巻回して電気化学デバイス本体１０を製造する。なお、巻かれた帯状電極及びセパレータの終端部はテープや接着剤などで固定する。
【００６０】
工程（４）：しかる後、図３において示した工程に従って、電気化学デバイス本体を組み立てる。すなわち、電気化学デバイス本体１０を包囲体内に電解液と共に封入し、上下の電極板をレーザ溶接し、外部から筒体の外面に圧力を加えて締め付け部ＳＢを形成し、包囲体の外側に熱収縮チューブを嵌めてこれを加熱する。これにより、上記の電気化学デバイスが完成する。
【００６１】
なお、電解液ＬＱとしては水溶液系と有機系のものが知られている。有機系の電解液の溶媒としては、プロピレンカーボネート、アセトニトリルなどあり、溶質としては、アンモニウム塩、アミン塩、或いはアミジン塩などが知られている。
【００６２】
図７は、帯状電極の構成要素の寸法について説明するための図である。
【００６３】
Ｚ軸方向に関する寸法について説明すると、寸法Ｚ１は主金属箔Ａ１，Ｋ２の幅、寸法Ｚ２は活物質層ＡＥ１，ＡＥ２，ＫＥ１，ＫＥ２の幅、寸法Ｚ５は補助金属部Ｔ１，Ｔ２の幅、寸法Ｚ６はセパレータＳ１，Ｓ２の幅を示している。
【００６４】
Ｘ軸方向に関する寸法について説明すると、寸法Ｘ１は、主金属箔Ａ１，Ｋ２の厚み、寸法Ｘ２は、活物質層ＡＥ１，ＡＥ２，ＫＥ１，ＫＥ２の厚み、寸法Ｘ３は、セパレータＳ１，Ｓ２の厚み、寸法Ｘ４は補助金属部Ｔ１，Ｔ２の厚み（高さ）である。
【００６５】
それぞれの寸法の好適範囲は以下の通りである。
１０≦Ｚ１≦１０００ｍｍ
５ｍｍ≦Ｚ２≦９９５ｍｍ
２ｍｍ≦Ｚ５≦５０ｍｍ
７ｍｍ≦Ｚ６≦９９７ｍｍ
【００６６】
１０μｍ≦Ｘ１≦２００μｍ
１０μｍ≦Ｘ２≦５００μｍ
１０μｍ≦Ｘ３≦５０μｍ
１０μｍ≦Ｘ４≦５００μｍ
【００６７】
上述の範囲に関して、Ｚ１の範囲は電極箔の現実的な幅を示している。Ｚ２の範囲は実際的に塗布可能な活物質層の幅（電極幅）を示している。なお、デバイス本体のＺ方向長は、帯状電極の巻回後に幅方向両端をＺ軸に垂直に切断することで、切断面をフラットにし、任意に設定することができる。Ｚ５は、補助金属部Ｔ１，Ｔ２の幅を規定するものである。この寸法が、下限値を下回ると有効に機能する活物質層を溶接時に損傷する虞があるため、下限値以上であることが好ましく、上限値を超える場合には装置が大型化するため、上限値以下であることが好ましい。
【００６８】
また、Ｚ６はセパレータの幅であるため、Ｚ２に２ｍｍを加えた値として設定した。
【００６９】
Ｘ１の範囲は、集電体である主金属箔の現実的な厚みの範囲であり、厚い方が、抵抗が低くなり、且つ、強度も高くなるという観点から好ましいが、単位体積当たりの集積度は低くなり多くの電荷を蓄積することができなくなる。比較的低抵抗で損傷にしくいためには、下限値以上の厚みが好適であり、集積度を大きく劣化させることなく、低抵抗で強度が十分に保持できる厚みは上述の上限値以下の値である。
【００７０】
Ｘ２の範囲は、活物質層の現実的な厚み範囲を規定しており、電極活性炭粒子の接触抵抗が減るので、薄いほど厚み方向の内部抵抗は低くなる利点があるため、上記の上限値以下であることが好ましいが、薄すぎる場合には、活物質層としての機能が十分でなくなるため、上記の下限値以上であることが好ましい。
【００７１】
Ｘ３の範囲は、セパレータの現実的な厚み範囲であり、薄いほうが厚み方向の内部抵抗が小さくなるという利点があるため、上記の上限値以下であることが好ましいが、薄すぎる場合には、セパレータとしての機能が十分ではなく、セパレータで分離された活物質層が実効的に短絡してしまうため、上記の下限値以上であることが好ましい。
【００７２】
Ｘ４の範囲は、隣接する主金属箔間に位置する層の合計厚以下であり、１０００μｍ程度になる場合があるが、層合計よりも帯状電極を巻回可能な物理的な制約条件の方が厚みが小さくなり、したがって、かかる観点からすると、Ｘ４は５００μｍ以下であることが好ましく、その厚みを主金属箔の厚みＸ１と同じにすると内部応力を低減することができる。したがって、Ｘ４は、主金属箔の厚みＸ１の下限値である１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
【００７３】
上述の電気化学デバイスによれば、補助金属部Ｔ１，Ｔ２が、主金属箔Ａ１，Ｋ２の非重複領域における径方向（図７ではＸ軸方向）の可動範囲を狭めるので、主金属箔Ａ１，Ｋ２のＸ軸方向の位置ずれによるインピーダンス変化を抑制することができる。補助金属部Ｔ１，Ｔ２は厚みＸ４を有するので、補助金属部Ｔ１，Ｔ２の側面（ＸＹ平面）と上述の電極板との接触面積を増加させ、これらの接触抵抗を減少させることができる。このように、接触抵抗が低減されると、素子の内部抵抗を抑えることができ、出力が向上する。また、かかる接触部位を介して放熱を行うことができる。したがって、この電気化学デバイスは、インピーダンス特性と放熱特性に優ることとなる。なお、厚みＸ４は、上記観点から、可能な限り大きな方が好ましい。
【００７４】
また、両面に補助金属部Ｔ１，Ｔ２（Ｔ１（ｂ）、Ｔ２（ｂ））が形成された場合の補助金属部単独の厚みＸ４の２倍、又は、片面に補助金属部Ｔ１，Ｔ２が形成された場合の補助金属部単独の厚みＸ４は、非重複領域（寸法Ｚ５の領域）において対向する主金属箔Ａ１（或いはＫ２）間の隙間の距離Ｌ（＝４×Ｘ２＋２×Ｘ３＋Ｘ１）以下である。この場合には、補助金属部Ｔ１，Ｔ２が、主金属箔間Ａ１，Ｋ２の距離Ｌを幅方向（Ｚ軸方向）端部において押し広げることにはならず、径方向寸法の大型化を抑制することができる。もちろん、補助金属部Ｔ１，Ｔ２の単独の厚みＸ４の２倍（両面形成時）又は厚みＸ４（片面形成時）は、前記隙間の距離Ｌに一致していてもよく、この場合には、主金属箔Ａ１，Ｋ２の非重複領域における径方向移動を確実に抑制すると共に、それぞれの主金属箔Ａ１（又はＫ２）を電気的に接続し、強度向上と共に、電気的な安定性を向上させることができる。
【００７５】
厚みＸ４の２倍（両面形成時）又は厚みＸ４（片面形成時）が、距離Ｌ（＝４×Ｘ２＋２×Ｘ３＋Ｘ１）よりも小さい場合、若干の隙間が補助金属部Ｔ１，Ｔ２と主電極Ａ１，Ｋ２との間に若干の隙間ができるため、Ｚ軸方向に沿って導入される電解液の侵入隙間が確保され、十分に電解液が内部に侵入し、インピーダンスのばらつきが抑制され、インピーダンス特性が向上することとなる。
【符号の説明】
【００７６】
Ａ・・・アノード電極、Ａ１，Ｋ２・・・主金属箔、ＡＥ１，ＡＥ２，ＫＥ１，ＫＥ２・・・活物質層、Ｋ・・・カソード電極、Ｔ１，Ｔ２・・・補助金属部。
【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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