(57)【要約】【課題】蓄電容量が大きく、蓄電モジュールのコンパクト化についても、有効な端子構造を持つ、蓄電デバイスを提供する。【解決手段】互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板２３と、端子板２３の間に介装される蓄電部２１と、を備える。蓄電部２１は、複数の正極体３１および負極体３２をこれらの間にセパレータ３３を介装しつつ交互に積層して構成される。蓄電部２１を積層方向の両側から挟む端子板２３は、正極体３１の集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および負極体３２の集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部にそれぞれ接合される。【選択図】図４
2011023531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、前記底側部分に前記蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が前記蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を前記蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面が絶縁材を介して接合され、
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成され、
前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部にそれぞれ接合される
ことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、前記底側部分に前記蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が前記蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を前記蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面が絶縁材を介して接合され、
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成され、
前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化される
ことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項３】
充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備えるものにあって、
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成され、
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記蓄電部の積層方向と垂直な両面に前記端子板の周縁部を除く板面を露出させる窓部が設けられ、
前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部にそれぞれ接合される
ことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項４】
充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備えるものにあって、
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成され、
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記蓄電部の積層方向と垂直な両面に前記端子板の周縁部を除く板面を露出させる窓部が設けられ、
前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化される
ことを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項５】
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、
複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、
前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部に１対の端子板をそれぞれ接合すると共にその接合後にこれら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、
前記容器に前記蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、
前記容器に蓄電部を１対の端子板と共に密封する工程においては、前記底側部分に蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面を電気絶縁状態に接合する処理が含まれる
ことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項６】
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、
複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、
前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化することで１対の端子板を形成する工程と、
これら端子板を互いに反対側へ前記蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、
前記容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、
前記容器に蓄電部を１対の端子板と共に密封する工程においては、前記底側部分に蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をその蓋面が蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面を電気絶縁状態に接合する処理が含まれる
ことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項７】
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、
複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、
前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部に１対の端子板をそれぞれ接合すると共にその接合後にこれら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、
容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記端子板の周縁部を除く板面領域を露出させる窓部が備えられ、
前記容器に蓄電部を１対の各端子板と共に密封する工程においては、各端子板の周縁部と各窓部の周縁部との間をヒートシールする処理が含まれる
ことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項８】
互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、
複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、
前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化することによって１対の端子板を形成する工程と、
これら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、
前記容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備えるものにあって、
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記端子板の周縁部を除く板面領域を露出させる窓部が備えられ、
前記容器に蓄電部を１対の各端子板と共に密封する工程においては、各端子板の周縁部と各窓部の周縁部との間をヒートシールする処理が含まれる
ことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蓄電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスとして、リチウム電池や電気二重層キャパシタなどが良く用いられる（特許文献１〜特許文献５）。
【０００３】
その一例を図１４に基づいて説明すると、蓄電デバイス１０は、電荷を蓄える蓄電部１１と、蓄電部１１を収容する容器１２と、を備える。
【０００４】
蓄電部１１は、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから積層体に構成される。正極体および負極体は、電荷を蓄える電極層と、電荷の出し入れを行う集電層とからなり、集電層の同極同士が結束され、その結束部に極性の対応する端子板１３が接続される。
【０００５】
容器１２は、ラミネートフィルム（金属の中間層を含む積層構造の樹脂フィルム）から形成され、その内部に蓄電部１１が収められ、各端子板１３の一部（先端側）が容器１２の外部へ突き出る収容状態に密封される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１９４４１８号
【特許文献２】特開昭６０−０５０９１３号
【特許文献３】特開昭６０−２１９７２０号
【特許文献４】特開２０００−３５３５００号
【特許文献５】特開２００３−１２３８３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような蓄電デバイス１０にあっては、正極体と負極体とセパレータとから１組の単位体（セル）が構成され、これらの同極同士がそれぞれ極性の対応する端子板１３に接続される。つまり、複数の単位体同士は、並列接続となり、単位体の積層数を増やすと、蓄電容量の大型化が図れるのである。しかしながら、各端子板１３の容器１２の外部に突き出る部分により、容器１２の周囲にデッドボリュームが生じてしまう。各端子板１３は、電源および負荷に対する接続部または蓄電デバイス同士の接続部として使用されるので、これらの一部が容器１２の外周に突き出ると、蓄電デバイス１０の周囲に接続用の配線やその回りを電気絶縁する部品が必要となる。例えば、複数の蓄電デバイス１０を１つの蓄電モジュールにユニット化する場合においては、蓄電デバイス１０自体の体積に加えてこれらの周囲に蓄電デバイス１０同士または電源および負荷との配線や絶縁部品の設置に必要な空間の確保が要求される。言い換えれば、容器１２の周囲に一部が突き出る端子板１３により、蓄電モジュールのコンパクト化が大きく阻害される、という問題が想定される。
【０００８】
この発明は、このような問題に対処するための手段の提供を目的とする。すなわち、蓄電容量が大きく、蓄電モジュールのコンパクト化についても、有効な端子構造を持つ、蓄電デバイスおよびその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える。
【００１０】
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、前記底側部分に前記蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が前記蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を前記蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面が絶縁材を介して接合される。前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成される。前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部にそれぞれ接合される。
【００１１】
第２の発明は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える。
【００１２】
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成され、前記底側部分に前記蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が前記蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を前記蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面が絶縁材を介して接合される。前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成される。前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化される。
【００１３】
第３の発明は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える。
【００１４】
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成される。前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記蓄電部の積層方向と垂直な両面に前記端子板の周縁部を除く板面を露出させる窓部が設けられる。前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部にそれぞれ接合される。
【００１５】
第４の発明は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスにおいて、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える。
【００１６】
前記蓄電部は、複数の正極体および負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成される。前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記蓄電部の積層方向と垂直な両面に前記端子板の周縁部を除く板面を露出させる窓部が設けられる。前記端子板は、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化される。
【００１７】
第５の発明は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部に１対の端子板をそれぞれ接合すると共にその接合後にこれら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、前記容器に前記蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備える。
【００１８】
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成される。
【００１９】
前記容器に蓄電部を１対の端子板と共に密封する工程においては、前記底側部分に蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をこの蓋面が蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面を絶縁状態に接合する工程が含まれる。
【００２０】
第６の発明は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化することで１対の端子板を形成する工程と、これら端子板を互いに反対側へ前記蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、前記容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備える。
【００２１】
前記容器は、金属から成形される底側部分および蓋側部分から構成される。
【００２２】
前記容器に蓄電部を１対の端子板と共に密封する工程においては、前記底側部分に蓄電部をこの一端側の端子板がその底面に接するように収め、その上に前記蓋側部分をその蓋面が蓄電部の他端側の端子板に接するように被せ、これら容器部分を蓄電部の積層方向へ加圧しながら互いに重なり合う面を電気的な絶縁状態に接合する工程が含まれる。
【００２３】
第７の発明は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士の結束部に１対の端子板をそれぞれ接合すると共にその接合後にこれら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備える。
【００２４】
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記端子板の周縁部を除く板面領域を露出させる窓部が備えられる。
【００２５】
前記容器に蓄電部を１対の各端子板と共に密封する工程においては、各端子板の周縁部と各窓部の周縁部との間をヒートシールする処理が含まれる。
【００２６】
第８の発明は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板と、前記端子板の間に介装される蓄電部と、前記端子板と共に前記蓄電部を収容する容器と、を備える蓄電デバイスの製造方法において、複数の正極体および複数の負極体をこれらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して蓄電部を組み上げる工程と、前記正極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士および前記負極体の電極層に重なる集電層を構成する金属箔の延長部同士を重ね合わせて合板状に一体化することによって１対の端子板を形成する工程と、これら端子板を互いに反対側へ蓄電部の積層方向の端面と平行に重なるように位置づける工程と、前記容器に蓄電部をその両端面と平行に重なるように位置づけられる端子板と共に密封する工程と、を備える。
【００２７】
前記容器は、金属の中間層および熱溶着性の表層を持つ積層構造の樹脂フィルムから成形され、前記端子板の周縁部を除く板面領域を露出させる窓部が備えられる。
【００２８】
前記容器に蓄電部を１対の各端子板と共に密封する工程においては、各端子板の周縁部と各窓部の周縁部との間をヒートシールする処理が含まれる。
【発明の効果】
【００２９】
第１の発明においては、１対の端子板の間に介装される蓄電部は、正極体と負極体とセパレータとから積層体に構成され、同極同士の集電層の結束部に極性の対応する端子板が接続される。つまり、正極体と負極体とセパレータとから１組の単位体（セル）が構成され、複数の単位体同士は、並列接続となるため、蓄電デバイスにおいて、単位体の積層数を増やすことにより、蓄電容量の大型化が図れる。また、蓄電部は、１対の端子間に介装され、容器の内部において、積層方向へ加圧されるので、積層間が均一な面圧をもって圧着されるため、内部抵抗や耐久性を良好に維持できる。
【００３０】
容器は、金属（導電材料）製の底側部分と蓋側部分とからなり、１対の端子板の間に介装される蓄電部をその積層方向へ加圧しながら絶縁材を介して接合される。これにより、蓄電デバイス同士は、互いの容器を蓄電部の積層方向へ密着させることで電気的に接続することが可能となる。複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板については、蓄電部を積層方向の両側から挟む状態で容器に収容され、容器の周囲に突き出ないため、蓄電デバイスの周囲に配線用の空間が不要となり、蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイスを実現することができる。
【００３１】
第２の発明においては、各端子板は、集電層を構成する金属箔の同極同士の延長部を重ね合わせて合板状に一体化することにより形成されるので、第１の発明と異なり、集電層の同極同士の延長部を結束して極性の対応する端子板を接続する処理を行わなくて済むため、蓄電デバイスを効率よく製造することができる。つまり、蓄電デバイスのコストダウン（設備費を含む製造コスト）を促進することができる。
【００３２】
複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板については、蓄電部を積層方向の両側から挟む状態で容器に収容され、容器の周囲に突き出ないため、蓄電デバイスの周囲に配線用の空間が不要となり、第１の発明と同様に蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイスを実現することができる。また、蓄電部は、容器の内部において、積層方向へ加圧され、内部抵抗や耐久性を良好に維持できる。
【００３３】
第３の発明においては、１対の端子板の間に介装される蓄電部は、正極体と負極体とセパレータとから積層体に構成され、同極同士の集電層の結束部に極性の対応する端子板が接続される。つまり、正極体と負極体とセパレータとから１組の単位体（セル）が構成され、複数の単位体同士は、並列接続となるため、蓄電デバイスにおいて、単位体の積層数を増やすことにより、蓄電容量の大型化が図れる。
【００３４】
容器は、積層構造の樹脂フィルムから成形され、その両面の窓部からそれぞれ端子板の周縁部を除く板面が露出するため、蓄電デバイス同士は、互いの容器を蓄電部の積層方向へ密着させることで電気的に接続することが可能となる。複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板については、蓄電部を積層方向の両側から挟む状態で容器に収容され、容器の周囲に突き出ないため、蓄電デバイスの周囲に配線用の空間が不要となり、蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイスを実現することができる。
【００３５】
第４の発明においては、各端子板は、集電層を構成する金属箔の同極同士の延長部を重ね合わせて合板状に一体化することにより形成されるので、第３の発明と異なり、集電層の同極同士の延長部を結束して極性の対応する端子板を接続する処理を行わなくて済むため、蓄電デバイスのコストダウン（設備費を含む製造コスト）を促進することができる。
【００３６】
複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板については、蓄電部を積層方向の両側から挟む状態で容器に収容され、容器の周囲に突き出ないため、蓄電デバイスの周囲に配線用の空間が不要となり、第３の発明と同様に蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイスを実現することができる。
【００３７】
第５の発明においては、第１の発明に係る蓄電デバイスを能率的に製造することができる。
【００３８】
第６の発明においては、第２の発明に係る蓄電デバイスを能率的に製造することができる。
【００３９】
第７の発明においては、第３の発明に係る蓄電デバイスを能率的に製造することができる。
【００４０】
第８の発明においては、第４の発明に係る蓄電デバイスを能率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の第１実施形態を説明する蓄電デバイスの斜視図である。
【図２】同じく断面図である。
【図３】同じく蓄電部の収容状態を示す分解斜視図である。
【図４】同じく蓄電部の構成を説明するものであり、(a)は端子板と蓄電部との組付状態を示す斜視図であり、(b)はＡ方向から見る一部の模式図である。
【図５】同じく蓄電デバイスの製造工程を説明するものであり、(a)は蓄電部の斜視図であり、(b)はＡ方向から見る一部の模式図である。
【図６】同じく蓄電デバイスの製造工程を説明するものであり、(a)は端子板と蓄電部との組付状態を示す斜視図であり、(b)はＡ方向から見る一部の模式図である。
【図７】同じく蓄電デバイスの製造工程を説明するものであり、(a)は端子板と蓄電部との組付状態を示す斜視図であり、(b)はＡ方向から見る一部の模式図である。
【図８】同じく１対の端子間に介装される蓄電部の斜視図である。
【図９】この発明の第２実施形態を説明する蓄電デバイスの斜視図である。
【図１０】同じく断面図である。
【図１１】同じく蓄電デバイスの製造工程図である。
【図１２】同じく端子板の形成過程を説明するものであり、(a)および(ｂ)は蓄電部の積層状態を示す模式図であり、(c)および(d)は同極同士の露出領域部分の折曲状態を示す模式図である。
【図１３】同じく端子板の形成過程を説明するものであり、(a)および(ｂ)は蓄電部の積層状態を示す模式図であり、(c)および(d)は同極同士の露出領域部分の折曲状態を示す模式図である。
【図１４】従来例を説明するものであり、(a)は蓄電デバイスの斜視図であり、(b)は１対の端子板を含む蓄電部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１〜図４に基づいて、この発明の第１実施形態を説明する。図は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスとして電気二重層キャパシタへの適用例を示すものである。
【００４３】
電気二重層キャパシタ２０（蓄電デバイス）は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板２３と、これら端子板２３の間に介装される蓄電部２１と、１対の端子板２３と共に蓄電部２１を収容する容器２２と、を備える。
【００４４】
蓄電部２１は、複数の正極体３０（電極板）および複数の負極体３２（電極板）をこれらの間にセパレータ３３を介装しつつ交互に積層して構成される。正極体３１および負極体３２は、電荷を蓄える分極性電極３４（電極層）と、電荷の出し入れを行う集電極３５（集電層）と、を備える（図４、参照）。
【００４５】
集電極３５は、矩形状の金属箔（アルミニウム箔）からなり、その矩形平面の一辺に片側へ寄せて帯状の延長部３５ａ（集電リード）が形成される。延長部３５ａは、同極同士が束ねられ、その結束部に極性の対応する端子板２３（アルミニウム板）が接合される。
【００４６】
端子板２３は、板面が蓄電部２１の積層方向から透視する分極性電極３４の平面と略同形同大の矩形状に形成され、矩形平面の一辺に集電極３５の同極同士の結束部との接合部２３ａ（帯状の突片）が設けられる。各端子板２３は、互いに反対側へ旋回させる（曲げる）ことにより、各々が蓄電部２１の積層方向の端面２５ａ，２５ｂに重なり合うように位置づけられる。同極同士の集電リード２１ａは、セパレータ３３の折曲代３３ａを挟みながら、蓄電部２１の側面（積層体２１の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。端子板２３は、突片２３ａの根元（付け根）で折り曲げられ、矩形状の板面が蓄電部２１の前後面２５ａ，２５ｂ（積層体の積層方向と垂直な平面）にそれぞれ重ね合わされる。なお、電極板（正極体３１、負極体３２）と端子板２３との接触を防止するセパレータ３３が蓄電部の前後面２５ａ，２５ｂに追加される。
【００４７】
セパレータ３３は、正極体３１の分極性電極３４と負極体３２の分極性電極３４が電解液を経由せず電気的に接触するのを防止するものであり、紙製などの多孔質膜から矩形状に形成され、矩形平面の一辺に積層体２１の正極体３１および負極体３２の端面３１ａ，３２ｂと各集電リード３５ａおよび各突片２３ａとの電気的な接触を防止する折曲代３３ａ（矩形状の膜の一辺からタグ状に延長される）が備えられる。
【００４８】
容器２２は、金属の中間層および熱溶着性の表面層を持つ積層構造の樹脂フィルム（例えば、ラミネートフィルム）から成形され、積層体２１（蓄電部）の前後面２５ａ，２５ｂに重なり合う端子板２３の周縁部を除く板面領域を露出させる窓部２６が備えられる（図３、参照）。容器２２は、金属の中間層および熱溶着性の表面層を持つ積層構造の樹脂フィルムから、プレス加工によって成形される２つの容器部分２２ａ，２２ｂ（底側部分、蓋側部分）からなり、これらを組み合わせると、互いに向き合う凹部２７により、これらの間に蓄電部２１（積層体）を電解液と共に収容する室が形成される。
【００４９】
容器２２は、底側部分２２ａと蓋側部分２２ｂとの間に蓄電部２１が収められ、これら凹部２７の重なり合う周縁部（合フランジ）２８同士、各窓部２６の周囲と蓄電部２１の前後面２５ａ，２５ｂに位置づけられる端子板２３の板面との間、が熱溶着処理（ヒートシール処理）される。容器２２の周縁部（合フランジ）２８は、容器２２を構成する樹脂フィルムの熱溶着性の樹脂層（表面層）同士が融着することによって封止される。各窓部２６の周囲は、容器２２を構成する樹脂フィルムの熱溶着性の樹脂層（表面層）が端子板２３の表面（板面）に融着することによって封止される。なお、容器２２の窓部２６と端子板２３の板面との封止性を良好に確保するため、端子板２３の表面（板面の周縁部）に枠板状の熱溶着性樹脂を接着しておき、熱溶着処理により、枠板状の熱溶着樹脂と窓部２６の周囲（容器２２の樹脂フィルムの表面層）との間を融着させることも考えられる。
【００５０】
電解液は、熱溶着処理後、注液口（図示せず）から容器２２の内部に充填される。注液口は、容器２２に予め備えられ、電解液の充填後に適宜な封止材を介して密閉される。
【００５１】
このような構成により、１対の端子板２３の間に介装される蓄電部２１は、正極体３１と負極体３２とセパレータ３３とから積層体に構成され、同極同士の集電リード３５ａの結束部に極性の対応する端子板２３が接続される。つまり、正極体３１と負極体３２とセパレータ３３とから１組の単位体（セル）が構成され、複数の単位体同士は、並列接続となるため、蓄電デバイス２０（電気二重層キャパシタ）において、単位体の積層数を増やすことにより、蓄電容量の大型化が図れる。
【００５２】
容器２２は、積層構造の樹脂フィルムから成形され、その両面の窓部２６からそれぞれ端子板２３の周縁部を除く板面が露出するため、蓄電デバイス２０同士は、互いの容器２２を蓄電部２１の積層方向へ密着させることで電気的に接続することが可能となる。複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板２３については、蓄電部２１を積層方向の両側から挟む状態で容器２２に収容され、容器２２の周囲に突き出ないため、蓄電デバイス２０の周囲に配線用の空間が不要となり、蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイス２０を実現することができる。
【００５３】
複数の蓄電デバイス２０からこれらを並べて蓄電モジュール（キャパシタモジュール）を組み立てる際においても、蓄電デバイス２０（電気二重層キャパシタ）同士は、互いの容器２２を蓄電部２１の積層方向へ密着させることで電気的に接続可能のため、蓄電デバイス２０同士を直列接続する配線が不要となり、蓄電モジュールの体積効率も大幅に高められる。
【００５４】
１対の端子板２３の間に介装される蓄電部２１については、容器２２の窓部２６から端子板２３の周縁部を除く部分が露出されるので、蓄電部２１を積層方向から挟む各端子板２３に図８のような凹凸を形成すると良い。容器２２の窓部２６に嵌合する凸部３８により、蓄電デバイス２０間の端子板２３同士の密着性を高めつつ、凸面上の２つの凹部３９により、蓄電部２１の積層間の密着状態を良好に保つことができる。
【００５５】
図５〜図７は、蓄電デバイス２０（電気二重層キャパシタ）の製造過程の一部を示すものである。
【００５６】
図５において、２１は積層体（蓄電部）であり、複数の正極体３１と複数の負極体３２と複数のセパレータ３３とから構成される。正極体３１および負極体３２は、電荷を蓄える分極性電極３４（電極層）と、電荷の出し入れを行う集電極３５（集電層）と、を備える。集電極３５は、矩形状の金属箔（アルミニウム箔）からなり、矩形平面の一辺に片側へ寄せて帯状の延長部３５ａ（集電リード）が形成される。
【００５７】
複数の正極体３１および複数の負極体３２は、これらの間にセパレータ３３を介装しながら交互に重なり合うように積層され、各集電リード３５ａの同極同士が積層体２１の積層方向へ２列に林立するように配置される。図５において、(a)は、積層体２１の斜視図であり、(b)は、積層体２１のＡ方向から見る拡大側面図である。
【００５８】
図６において、集電リード３５ａの負極同士が積層体２１の積層方向の一端２５ｂ側へ寄せて束ねられ、集電リード３５ａの正極同士が積層体２１の積層方向の他端２５ａ側へ寄せて束ねられる。２３は端子板であり、板面が蓄電部２１の積層方向から透視する分極性電極３４の平面と略同形同大の矩形状に形成され、矩形平面の一辺に帯状の突片２３ａが設けられる。負極の端子板２３の突片２３ａに集電リード３５ａの負極同士の結束部が接合される。図６において、(a)は、集電リード３５ａの同極同士の結束部に端子板２３が接合される積極体２１の斜視図であり、(b)は、端子板２３を含む積層体２１のＡ方向から見る拡大側面図であり、２３’は集電リード３５ａの正極同士の結束部に接合される端子板である。２３’については、便宜上、負極の端子板２３と区別するため、２３にダッシュを付ける。
【００５９】
図７において、負極の端子板２３は、突片２３ａと集電リード３５ａの負極同士の結束部との接合後に板面が積層体２１の積層方向と垂直状態から平行状態へ倒伏され、これに伴って集電リード３５ａの同極同士の束が積層体２１の積層方向の一端２５ｂ側から反対２５ａ側へ折り返される。そして、突片２３ａの根元が折り曲げられ、矩形状の板面が積層体２１の前面２５ａに重ね合わされる。なお、蓄電部２１の積層方向の両側に追加されるセパレータ３３により、各端子板２３とこれらがそれぞれ重なり合う正極体３１または負極体３２との電気的な接触が防止され、各セパレータ３３の折曲代３３ａにより、各集電リード３５ａおよび各端子板２３の突片２３ａと蓄電部２１の正極体３１，負極体３２の端面３１ａ，３２ａとの電気的な接触が防止される。
【００６０】
負極の端子板２３が蓄電部２１の積層方向の前面２５ａに位置づけると、正極の端子板２３’が負極の端子板２３と同様の要領で集電リード３５ａの正極同士の結束部に接合され、矩形状の板面が積層体２１の後面２５ｂに重ね合わされる。図７において、(a)は、積層体２１（負極の端子板２３の位置づけが終わって正極の端子板２３’が位置づけの途中にある状態を示す）の斜視図であり、(b)は、積層体２１のＡ方向から見る拡大側面図である。
【００６１】
図５の工程〜図７の工程を順に処理することにより、１対の端子板２３を蓄電部２１の積層方向の両側に簡単かつ正確に配置しえる。蓄電部２１は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板２３により、これらの間に介装される形に組み立てられる。その後、両面に端子板２３を持つ蓄電部２１は、図３の工程により、容器２２に収容され、電解液と共に密封されるのである。図６，図７、図４において、４０は端子板２３の突片２３ａと集電リード３５ａの結束部との接合部（例えば、溶接部）である。図６の(b)，図７の(b)、図４の(b)において、折曲代３３ａは、真っ直ぐのままに表示されるが、実際には、集電リード３５ａと共に蓄電部５１の側面（積層体５１の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。
【００６２】
図９〜図１１に基づいて、この発明の第２実施形態を説明する。図は、充放電が繰り返し可能な蓄電デバイスとして電気二重層キャパシタへの適用例を示すものである。
【００６３】
電気二重層キャパシタ５０（蓄電デバイス）は、互いの板面が平行状態に向き合う１対の端子板５３と、これら端子板５３の間に介装される蓄電部５１と、１対の端子板５３と共に蓄電部５１を収容する容器５２と、を備える。
【００６４】
蓄電部５１は、複数の正極体３１（電極体）および複数の負極体３２（電極体）をこれらの間にセパレータ３３を介装しつつ交互に積層して構成される。正極体３１および負極体３２は、電荷を蓄える分極性電極３４（電極層）と、電荷の出し入れを行う集電極３５（集電層）と、を備える。
【００６５】
集電極３５は、矩形状の金属箔（アルミニウム箔）からなり、分極性電極３４（電極層）に覆われる集電領域のほか、この領域の一辺からその領域よりも面積が大きい露出領域が延長される。この露出領域部分３５ａ（集電極３５の延長部）は、同極同士が重ね合わされ、合板状の端子板５３に形成される（図１２、参照）。
【００６６】
セパレータ３３は、正極体３１の分極性電極３４と負極体３２の分極性電極３４が電解液を経由せず電気的に接触するのを防止するものであり、紙製などの多孔質膜から矩形状に形成され、積層体５１の正極体３１および負極体３２の端面３１ａ，３２ｂと集電極３５の同極同士の露出領域部分３５ａとの電気的な接触を防止する折曲代３３ａ（矩形状の膜の対向する二辺の延長部分）が備えられる。
【００６７】
容器５２については、金属（導電性を備える）からプレス加工によって成形される２つの容器部分（底側部分５２ａおよび蓋側部分５２ｂ）からなり、これらを組み合わせると、互いに向き合う凹部５６により、これらの間に蓄電部５１（１対の端子板５３の間に介装される）を電解液と共に収容する室が形成される（図１０、参照）。
【００６８】
容器５２は、底側部分５２ａに蓄電部５１をこの一端側の端子板５３がその底面に接するように収め、その上に蓋側部分５２ｂをこの蓋面が蓄電部５１の他端側の端子板５３に接するように被せ、これら容器部分５２ａ，５２ｂを蓄電部５１の積層方向へ加圧しながらこれら凹部５６の互いに重なり合う周縁部５７（合フランジ）が絶縁材５８を介して接合される。
【００６９】
絶縁材５８は、熱溶着性樹脂から枠板状に形成され、容器部分５２ａ，５２ｂを蓄電部５１の積層方向へ加圧しながら加熱する熱溶着処理（ヒートシール処理）により容器５２の周縁部を封止する。電解液は、熱溶着処理後、注液口（図示せず）から容器５２の内部に充填される。注液口は、容器５２に予め備えられ、電解液の充電後に適宜な封止材を介して密閉される。
【００７０】
図１１は、蓄電デバイス５０の製造工程の一部を説明するものであり、(a)，(b)において、複数の正極体３１（電極体）および複数の負極体３２（電極体）は、これらの間にセパレータを介装しつつ交互に積層して構成される。ついで、集電極３５の同極同士の露出領域部分３５ａは、各セパレータ３３の折曲代３３ａを挟みながら、蓄電部５１の側面（積層体５１の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。合板状の端子板５３は、(c)，(d)において、さらに折り曲げられ、矩形状の板面が蓄電部５１の前後面２５ａ，２５ｂ（積層体５１の積層方向と垂直な平面）にセパレータ３３（蓄電部の前後面２５ａ，２５ｂに追加される）を介して重ね合わされるのである。
【００７１】
このような構成により、１対の端子板５３の間に介装される蓄電部５１は、正極体３１と負極体３２とセパレータ３３とから積層体に構成され、同極同士の集電極３５の延長部３５ａ（露出領域部分）から合板状の端子板５３が形成される。つまり、正極体３１と負極体３２とセパレータ３３とから１組の単位体（セル）が構成され、複数の単位体同士は、並列接続となるため、蓄電デバイス５０において、単位体の積層数を増やすことにより、蓄電容量の大型化が図れる。また、蓄電部５１は、１対の端子板５３間に介装され、容器５２の内部において、積層方向へ加圧されるので、積層間が均一な面圧をもって圧着されるため、内部抵抗や耐久性を良好に維持できる。
【００７２】
容器５２は、金属（導電材料）製の底側部分５２ａと蓋側部分５２ｂとからなり、１対の端子板５３の間に介装される蓄電部５１をその積層方向へ加圧しながら絶縁材５８を介して接合される。これにより、蓄電デバイス５０同士は、互いの容器５２を蓄電部５１の積層方向へ密着させることで電気的に接続することが可能となる。複数の単位体同士を並列接続する１対の端子板５３については、蓄電部５１を積層方向の両側から挟む状態で容器５２に収容され、容器５２の周囲に突き出ないため、蓄電デバイス５０の周囲に配線用の空間が不要となり、蓄電容量密度が大きくかつ体積効率の良好な蓄電デバイスを実現することができる。
【００７３】
端子板５３は、集電極３５（集電層）を構成する金属箔の同極同士の露出領域部分３５ａを重ね合わせて合板状に一体化して形成されるので、第１実施形態と異なり、１対の端子板５３を同極同士の結束部と溶接などによって接合する処理を行わなくて済むため、蓄電デバイス５０を効率よく製造することができる。つまり、蓄電デバイス５０のコストダウン（設備費を含む製造コスト）を促進することができる。
【００７４】
複数の蓄電デバイス５０（電気二重層キャパシタ）からこれらを並べて蓄電モジュール（キャパシタモジュール）を組み立てる際においても、蓄電デバイス５０同士は、互いの容器５２を蓄電部５１の積層方向へ密着させることで電気的に接続可能のため、蓄電デバイス５０同士を直列接続する配線が不要となり、蓄電モジュールの体積効率も大幅に高められる。
【００７５】
図１２は、端子板５３を成形する工程を示すものである。
【００７６】
(a)および(b)において、蓄電部５１は、複数の正極体３１および複数の負極体３２をこれらの間にセパレータ３３を介装しつつ交互に積層して構成される。正極体３１および負極体３２は、電荷を蓄える分極性電極３４（電極層）と、電荷の出し入れを行う集電極３５（集電層）と、を備える。集電極３５は、矩形状の金属箔（アルミニウム箔）からなり、分極性電極（電極層）に覆われる集電領域のほか、この領域の一辺からその領域よりも面積が大きい露出領域が延長される。各露出領域部分３５ａの長さ（図面上の左右方向の長さ）Ｌは、Ｌ1＋Ｌ2に揃えられる。ここで、Ｌ1は集電領域部分３５ａの長さであり、Ｌ2はセパレータ３３の折曲代３３ａの長さである。分極性電極３４に覆われる集電領域，露出領域３５ａ，折曲代３３ａを含むセパレータ３３、の各幅（図面上の奥行方向の長さ）は等しく設定される。
【００７７】
(c)および(d)において、負極同士の露出領域部分３５ａは、セパレータ３３の片側の折曲代３３ａを挟みながら、蓄電部５１の側面（積層体５１の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。負極同士の露出領域部分３５ａは、さらに折り曲げられ、蓄電部５１の前面２５ａ（セパレータ３３）に重ね合わされる。露出領域部分３５ａ同士は、先端側の長さが不揃いとなる（ズレを生じる）が、積層体５１の積層方向の一端２５ａ側に合板状の端子板５３を形成する。また、正極同士の露出領域部分３５ａは、同様の要領で蓄電部５１の後面２５ｂ（セパレータ３３）に重ね合わされ、積層体５１の積層方向の他端側に合板状の端子板５３を形成するのである。
【００７８】
(c)および(d)において、折曲代３３ａは、真っ直ぐのままに表示されるが、実際には、露出領域部分３５ａ（集電極の延長部）と共に蓄電部５１の側面（積層体５１の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。
【００７９】
図は、別の端子板５３を形成する工程を示すものである。
【００８０】
(a)において、各露出領域の長さ（図面上の左右方向の長さ）Ｌは、Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3に揃えられる。ここで、Ｌ1は集電領域の長さであり、Ｌ2はセパレータの折曲代の長さであり、Ｌ3は蓄電部（積層体）の厚みである。
【００８１】
(b)〜(d)において、負極同士の露出領域部分３５ａは、セパレータ３３の片側の折曲代３３ａを挟みながら、蓄電部５１の側面（積層体の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。露出領域部分３５ａ同士は、先端側の長さが不揃いとなる（ズレを生じる）が、その部分がカット（切断）され、先端側の長さが揃えられる。ついで、負極同士の露出領域部分３５ａは、さらに折り曲げられ、蓄電部５１の前面２５ａ（図示省略のセパレータ）に重ね合わされ、積層体の積層方向の一端２５ａに合板状の端子板５３を形成する。(b)〜(d)において、折曲代３３ａは、真っ直ぐのままに表示されるが、実際には、露出領域部分３５ａと共に蓄電部５１の側面（積層体の積層方向と平行な端面）へ折り重ねられる。正極同士の露出領域部分３５ａについても、同様の要領で蓄電部５１の後面２５ｂ（図示省略のセパレータ）に重ね合わされ、積層体５１の積層方向の他端２５ｂ側に合板状の端子板５３を形成するのである。
【００８２】
図１２の工程または図１３の工程により、蓄電部５１を積層方向の両側から挟む合板状の端子板５３を簡単かつ容易に形成することができる。図１３の工程においては、蓄電部５１の積層方向の両面を覆う端子板５３の厚みを簡単に均一化することができる。
【００８３】
第１実施形態において、１対の端子板２３の間に介装される蓄電部２１に代え、第２の実施形態における、１対の端子板５３の間に介装される蓄電部５１を用いても良く、第２実施形態において、１対の端子板５３の間に介装される蓄電部５１に代え、第１の実施形態における、１対の端子板２３の間に介装される蓄電部２１を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
この発明は、電気二重層キャパシタへの適用に限らず、リチウム電池など充放電が繰り返し可能な各種の蓄電デバイスに対して広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８５】
２０，５０  蓄電デバイス（電気二重層キャパシタ）
２１，５１  蓄電部（積層体）
２２，５２  容器
２２ａ，５２ａ  底側部分
２２ｂ，５２ｂ  蓋側部分
２３、５３  端子板
２６  容器の窓部
３１  正極体
３２  負極体
３３  セパレータ
３４  分極性電極（蓄電層）
３５  集電極（集電層）
【図８】
2011023531.tif 000003
【図９】
2011023531.tif 000004
【図１０】
2011023531.tif 000005
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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