(57)【要約】【課題】シーリング材を塗布することなく、良好なシール性能が得られるガスケットを備えた電気化学セルを提供することである。【解決手段】電気化学セルが、第１の金属ケースと、第１の金属ケースよりも一回り大きい第２の金属ケースと、第１の金属ケースと第２の金属ケースとの間に嵌入されるガスケットと、を有し、ガスケットが嵌入された状態で第２の金属ケースの壁部を内側に折り曲げることによって第１の金属ケースと第２の金属ケースとの間でガスケットが圧迫されるようになっており、ガスケットの外周面、第２の金属ケースの面部と当接する箇所、及び／または第１の金属ケースの先端部と当接する箇所には、ガスケットの外周方向と略平行な方向に伸びる環状の溝が少なくとも一本設けられている。【選択図】  図３
2008130260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面部とこの面部の端部の全周から略垂直方向に突出する壁部を備えた第１の金属ケースと、
前記第１の金属ケースよりも一回り大きい面部とこの面部の端部の全周から略垂直方向に突出する壁部を備えた第２の金属ケースと、
前記第１の金属ケースの壁部外周及び壁部先端と、前記第２の金属ケースの壁部内周及び面部との間に嵌入される環状のガスケットと、
を有し、
前記ガスケットが嵌入された状態で前記第２の金属ケースの壁部を内側に折り曲げることによって前記第１の金属ケースが前記第２の金属ケースに向かって付勢され、前記第１の金属ケースと前記第２の金属ケースとの間で前記ガスケットが圧迫されるようになっており、
前記ガスケットの外周面、前記第２の金属ケースの面部及び／または前記第１の金属ケースの壁部の先端と当接する箇所には、前記ガスケットの外周方向と略平行な方向に伸びる環状の溝が少なくとも一本設けられている、ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記溝は、前記ガスケットの、前記第２の金属ケースの面部と前記第１の金属ケースの壁部の先端と当接する箇所の双方に少なくとも一本ずつ設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記溝のうち、前記ガスケットの、前記第２の金属ケースの面部と当接する箇所に設けられたものには、少なくとも一段の段差が設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記ガスケットには、前記第１の金属ケースの壁部が挿置されるスリットが設けられており、前記溝は、前記スリットの底部に設けられ、前記第１の金属ケースの壁部の厚さよりも幅の狭い溝である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記溝の深さは２０μｍ〜２００μｍである、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記溝のうち、前記ガスケットの、前記第２の金属ケースの面部と当接する箇所に設けられたものの幅は３００〜５００μｍである、ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電気化学セル。
【請求項７】
前記電気化学セルは、
電解質が含浸され、前記第１及び第２の金属ケースの内側表面にそれぞれ密着又は接合された２つの分極性電極と、
前記２つの電極間に配置されたショート防止用セパレータと、
をさらに備えた電気二重層コンデンサである、ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の盥状の金属ケースを環状のガスケットを介して組み合わせて形成された電気化学セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム電池や電気二重層コンデンサなどの小型の電気化学セルは、移動通信機器やノートブックパソコン等の携帯用電子製品の補助電源、又は、主電源として広範囲に利用されている。このような電気化学セルとしては、特許文献１に記載のもののように、面部とこの面部の縁部全周から略垂直に伸びる壁部から成る盥状の金属ケースを２つ、環状のガスケットを介して組み合わせて、全体としてはボタン状の形状としたものが広く利用されている。ガスケットは、ゴムなどの絶縁材料にて形成されており、このガスケットを介して金属ケースを組み合わせることにより、金属ケースの各々が電気化学セルの電極端子として機能する。
【特許文献１】特開２００５−１２３０１７
【０００３】
特許文献１に示されるような電気化学セルにおいては、上側の金属ケースが下側の金属ケースよりも一回り小さく形成されている。また、ガスケットには溝が形成されており，下側の金属ケースの壁部の内周にガスケットを取り付け、ガスケットの溝に上側の金属ケースの壁部が差し込まれるようになっている。そして、下側の金属ケースの壁部の上端を内側に向かって折り曲げることによって、ガスケットがはずれないようにすると共に、上側の金属ケースを下側の金属ケースに押し込み、両金属ケースにガスケットが密着してシールが行われるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の構成においては、金属ケースやガスケットの寸法や取り付け精度、上側の金属ケースの壁部の折り曲げ加工における加工精度にはある程度のバラツキがある。このバラツキによって、特定の箇所のガスケットが充分に圧迫されず、そこから電気化学セルの電解質が漏出してしまう可能性があった。
【０００５】
このため、従来は、アスファルトプライマのようなシーリング材をガスケットの表面に塗布し、このシーリング材をガスケットと金属ケースとの間に介在させることによって、電解質の漏出を防止していた。この際、シーリング材の塗布厚さが不均一なものになると、エージング工程や実装時に電解質の漏出が起こりやすくなるという問題がある。ガスケットの表面にシーリング材を均一に塗布するためには、シーリング材に溶剤を加えて粘度を低くすることが好ましいが、この溶剤によってガスケットが溶解し、ガスケットに変形や硬化が生じ、それによって電解質の漏出が起こる可能性があった。このため、従来の電気二重層コンデンサを製造するには、溶剤の量を抑えた（すなわち、粘度の高い）シーリング材を均等に塗布する為の特殊な手段を必要としていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、シーリング材を塗布することなく、良好なシール性能が得られるガスケットを備えた電気化学セル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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の電気化学セルは、第１の金属ケースと、第１の金属ケースよりも一回り大きい第２の金属ケースと、第１の金属ケースと第２の金属ケースとの間に嵌入されるガスケットと、を有し、ガスケットが嵌入された状態で第２の金属ケースの壁部を内側に折り曲げることによって第１の金属ケースと第２の金属ケースとの間でガスケットが圧迫されるようになっており、ガスケットの外周面、第２の金属ケースの面部と当接する箇所、及び／または第１の金属ケースの先端部と当接する箇所には、ガスケットの外周方向と略平行な方向に伸びる環状の溝が少なくとも一本設けられている。
【０００８】
このような構成とすると、下側の金属ケースの壁部の上端を内側に向かって折り曲げる際に、ガスケットの圧迫によって溝がつぶれてその中の空気が抜け、次いで、溝の形状がもとに戻ろうとするようなガスケット自身の復元力によって溝内の気圧が低下する。この結果、溝が一種の吸盤の役割を果たすことになり、ガスケットが金属ケースに強く吸着するようになる。
【０００９】
また、この溝は、ガスケットの、第２の金属ケースの面部と前記第１の金属ケースの壁部の先端と当接する箇所の双方に少なくとも一本ずつ設けられている構成としてもよい。
【００１０】
また、溝のうち、第２の金属ケースの面部と当接する箇所に設けられているものには少なくとも一段の段差が設けられている構成とすることによって、シール性能をさらに向上させることができる。すなわち浅い位置に設けられた一段目の溝の内周が完全に金属ケースと密着した場合、この溝による吸着力は低下する。しかしながら、溝を二段とすることにより、二段目の溝の部分に残った空気により吸着力がある程度確保できる。
【００１１】
また、ガスケットには、第１の金属ケースの壁部が挿置されるスリットが設けられており、溝は、スリットの底部に設けられ、第１の金属ケースの壁部の厚さよりも幅の狭い溝である。
【００１２】
また、溝の深さが２０μｍ〜２００μｍである時に、最も効果的にガスケットが金属ケースに吸着し、ガスケットによるシール性能を向上させることができる。
【００１３】
また、溝のうち、第２の金属ケースの面部と当接する箇所に設けられているものの幅が３００〜５００μｍである時に、より効果的にガスケットが金属ケースに吸着し、ガスケットによるシール性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、シーリング材を使用せずに、電解質の漏出の虞のない電気化学セルが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に付き説明する。図１は、電気化学セルの一種である電気二重層コンデンサの斜視図を示したものである。電気二重層コンデンサ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｌａｙｅｒ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ、ＥＤＬＣ）は、固体と電解質間の界面に形成される電気二重層現象を利用して、電気エネルギーを蓄積するコンデンサである。
【００１６】
図１に示されるように、本実施形態の電気二重層コンデンサ１は全体としてはボタン状の形状となっており、その上下面が正負極となっている。電気二重層コンデンサ１の外観は、上部金属ケース３と、下部金属ケース４とを組み合わせた形状となっている。上部金属ケース３は円盤部３ｂと、この円盤部３ｂの円周端全周から下方に略垂直に突出する壁部３ａとを有しており、上部金属ケース３の全体の形状は下向きの盥状となっている。また、下部金属ケース４は上部金属ケース３の円盤部３ｂよりも一回り大きい円盤部４ｂと、この円盤部４ｂの円周端全周から上方に略垂直に突出する壁部４ａとを有しており、下部金属ケース４の全体の形状は上向きの盥状となっている。
【００１７】
電気二重層コンデンサ１の断面図を図２に示す。図２に示されるように、上部金属ケース３と下部金属ケース４とによって定められるスペースの中に、電極や液状電解質等が収められている。より具体的には、上部金属ケース３と下部金属ケース４の円盤部３ｂ、４ｂの内側の面に、一対の電極５、６が固着されている。また、電極同士の接触によるショートを防止するためのセパレータ７が、電極間に配置されている。なお、図示されているように、下部電極６の径は上部金属ケース３の円盤部３ｂの径よりも小さく形成されている。また、上部金属ケース３の壁部３ａの径は、下に向かって大きくなるよう構成されている。このため、下部電極６の上面の高さにおいては、上部金属ケース３の壁部３ａの径は、下部電極６の径よりも充分大きくなっており、上部金属ケース３と下部電極６は接触しないようになっている。
【００１８】
上部電極５及び下部電極６のそれぞれには、電解質が含浸されている。このように、電解質を含んだ一対の電極がセパレータ７を介して対向するという構成によって、電気二重層コンデンサとしての機能が実現されている。上部金属ケース３と下部金属ケース４との間にはガスケット８が嵌入されている。このガスケット８はポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）製であり、上部金属ケース３と下部金属ケース４との直接接触によるショートを防止すると共に、電解質の漏出を防止するものである。
【００１９】
図２に示されているように、ガスケット８は円環状の部材であり、その上面から下方に向かって延びるスリット８ａが形成されている。ガスケット８の外周面を下部金属ケース４の壁部４ａの内周面に当接させ、且つガスケット８のスリット８ａに上部金属ケース３の壁部３ａを嵌入することにより、下部金属ケース４の壁部４ａの外周と上部金属ケース３の壁部３ａの内周との間でガスケット８が両者と密着し、電解質の漏出を防止すると共に上部金属ケース３と下部金属ケース４との接触を防止している。上部金属ケース３を下部金属ケース４に取り付けた後、下部金属ケース４の壁部４ａの上端を下部金属ケース４の円盤部４ｂの半径方向内側に向かって折り曲げてかしめ、ガスケット８が下部金属ケース４から外れないようにしている。
【００２０】
また、下部金属ケース４の壁部４ａの上端を折り曲げることによって、上部金属ケース３が下部金属ケース４の壁部４ａによって下方に押し込まれる。これによって、ガスケット８がスリット８ａの位置で上部金属ケース３の壁部３ａの先端３ｃと下部金属ケース４の円盤部４ｂとの間で挟まれ、両者と密着する。この結果、電解質の漏出が防止される。また、下部金属ケース４の壁部４ａをかしめることによって、下部金属ケース４の壁部４ａの上端の位置で、ガスケット８が下部金属ケース４の壁部４ａと上部金属ケース３の壁部３ａとの間で圧迫される。
【００２１】
本実施形態においては、ガスケット８と下部金属ケース４の円盤部４ｂとの密着性を高めるため、ガスケット８の底面及びスリット８ａの底に溝が形成されている。以下、その構造に付き説明する。図３は、図２の断面図において、ガスケット８と下部金属ケース４の円盤部とが当接する領域付近を拡大して示した断面図である。なお、図３（ａ）は下部金属ケース４の壁部４ａをかしめる前の状態を示したものであり、図３（ｂ）は下部金属ケース４の壁部４ａをかしめた後の状態を示したものである。
【００２２】
図３（ａ）に示されているように、ガスケット８の底面８ｂには、ガスケット８の外周とほぼ同心に形成された円環状の溝８ｃが形成されている。ここで、また、溝８ｃの中央部付近には溝段差部８ｄが設けられていることになる。図示されているように、下部金属ケース４の壁部４ａをかしめる前は、溝８ｃの縁部が下部金属ケース４の円盤部４ｂの上面に軽く接触した状態となっている。
【００２３】
また、ガスケット８のスリット８ａの中にもガスケット８の外周とほぼ同心に形成された円環状の溝８ｅが形成されている。この溝８ｅは、図３（ａ）に示されているように、スリット８ａに上部金属ケース３の壁部３ａが収納された時に壁部３ａの先端部３ｃが溝８ｅと当接するようになっている。
【００２４】
この状態から下部金属ケース４の壁部４ａの上端を内側に折り曲げてかしめると、ガスケット８の上端を介して上部金属ケース３の壁部３ａが下方に向かって押し込まれることになる。なお、図３（ａ）に示されているように、壁部３ａはその端部で一旦外側に折り返されており、これによって壁部３ａには段差部３ｄが形成されている。本実施形態においては、この段差部３ｄを介して上部金属ケース３が下方に押し込まれるようになっている。本実施形態においては、壁部３ａに段差部３ｄを設けることによって、上部金属ケース３の壁部３ａと下部金属ケース４の壁部４ａとがガスケットを介して係合しやすくなっている。
【００２５】
上記のようにかしめを行うと、上部金属ケース３が下部金属ケース４の円盤部４ｂに向かって押し込まれ、図３（ｂ）のように、溝８ｅが圧迫されてその中の空気が抜けるようになっている。そして、ガスケット８の復元力によって、溝８ｅがもとに戻ろうとするため、溝の中の気圧が低下し、溝８ｅが一種の吸盤として機能し、この部分でガスケット８が上部金属ケース３の壁部３ａの先端部３ｃに強く吸着するようになっている。よって、上部金属ケース３とガスケット８との間で良好なシール性が得られる。
【００２６】
同様に、下部金属ケース４の円盤部４ｂ側においても、溝８ｃと８ｄが一種の吸盤として機能し、これによってガスケット８が下部金属ケース４の円盤部４ｂに強く吸着するようになっている。よって、上部金属ケース３とガスケット８との間で良好なシール性が得られる。なお、本実施形態において、ガスケット８の底部８ｂ側の溝を８ｃと８ｄの二段構造としているのは、一段目の溝８ｃの全体が下部金属ケース４の円盤部４ｂと密着した場合であっても、二段目の溝８ｄが吸盤の役目を果たせるようにするためである。
【００２７】
なお、本実施形態においては、電気二重層コンデンサ１の外径（下部金属ケース４の円盤部４ｂの径）が４．７５ｍｍであり、高さが１．４３ｍｍである。このような寸法の電気二重層コンデンサにおいては、深さ２０〜２００μｍ、特に８０μｍ前後の溝８ｅをスリット８ａの中に形成すると、ガスケット８と上部金属ケース３とのシールを最も効果的に行うことができる。また、ガスケット８の底面８ｂに設けられた溝８ｃ、８ｄの深さの合計が深さ２０〜２００μｍであり且つ幅が３００〜５００μｍ、特に、溝８ｃが深さ５０μｍ、幅４００μｍ前後であり、この溝８ｃの略中央部に深さ５０μｍ前後の溝８ｄを設けるようにすると、ガスケット８と下部金属ケース４とのシールを最も効果的に行うことができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、上記のような形状のガスケット８を電気二重層コンデンサに適用しているが、類似の形態の他の電気化学セル、例えば一次電池や二次電池などにこの種の溝を備えたガスケットを採用しても良い。
【００２９】
また、本実施形態においては、ガスケット８の底面８ｂやスリット８ａの内部に溝が形成されているが、他の箇所、外周面に同様の溝が形成されている構成としてもよい。
【００３０】
また、本実施形態においては、電気化学セル（電気二重層コンデンサ）としてコイン状のものが使用されているが、この形状に限定されるものではなく、他の形状、例えば角板状の電気化学セルにおいても同様の溝を持ったガスケットを採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の電気二重層コンデンサの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の電気二重層コンデンサの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の電気二重層コンデンサにおける、ガスケット近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    電気二重層コンデンサ
２    金属ケース
３    上部金属ケース
３ａ  壁部
３ｂ  円盤部
３ｃ  壁部先端
３ｄ  段差部
４    下部金属ケース
４ａ  壁部
４ｂ  円盤部
５    上部電極
６    下部電極
７    セパレータ
８    ガスケット
８ａ  スリット
８ｂ  底面
８ｃ  溝
８ｄ  溝段差部
８ｅ  溝
【図１】
2008130260.tif 000003
【図２】
2008130260.tif 000004
【図３】
2008130260.tif 000005