(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース容器と、
絶縁体、一の電極シート、前記絶縁体、及び他の電極シートの順に重ねられ、かつ、前記ベース容器の中に収納されるセルと、
前記各電極シートの対向する辺からそれぞれ延出するセルリードと、
前記ベース容器の底面に形成された弁金属からなり、一対の前記電極シートの少なくとも一方の前記セルリードが接続されるパッド膜と、
前記パッド膜と接続され、かつ前記ベース容器の底面に形成されたベース内配線と、
前記ベース容器の上面に接合されたシールリングと、
前記シールリングの上面に接合され、かつ、前記シールリングの上面を塞ぐリッドと、を少なくとも有する電気化学セルであって、
前記セルは、前記各電極シート毎に対向する前記セルリード同士が重なるように、かつ前記絶縁体が外側を覆い、前記他の電極シートが重なるように前記他の電極シートが内側に折り畳まれており、
予め設定された折り畳み回数が異なる複数種類の厚さの前記セルから選択された複数の前記セルが積層された状態で前記ベース容器の中に収納されていることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
ベース容器と、
一の電極シート、絶縁体、及び他の電極シートの順に重ねられ、かつ、前記ベース容器の中に収納されるセルと、
前記各電極シートの対向する辺からそれぞれ延出するセルリードと、
前記ベース容器の底面に形成された弁金属からなり、一対の前記電極シートの少なくとも一方の前記セルリードが接続されるパッド膜と、
前記パッド膜と接続され、かつ前記ベース容器の底面に形成されたベース内配線と、
前記ベース容器の上面に接合されたシールリングと、
前記シールリングの上面に接合され、かつ、前記シールリングの上面を塞ぐリッドと、を少なくとも有する電気化学セルであって、
前記セルは、前記各電極シート毎に対向する前記セルリード同士が重なるように、かつ前記一の電極シートが外側を覆い、前記他の電極シートが重なるように前記他の電極シートが内側に折り畳まれており、
予め設定された折り畳み回数が異なる複数種類の厚さの前記セルから選択された複数の前記セルが積層され、前記絶縁体に覆われた状態で前記ベース容器の中に収納されていることを特徴とする電気化学セル。
【請求項３】
前記電極シートは、金属製の基材に活物質が固着されたものであり、
前記活物質により形成される層の厚さが異なる前記セルを含む複数種類の前記セルから複数の前記セルを積層す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装可能な電気化学セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気化学セルは、従来より、半導体メモリのバックアップ電源やマイクロコンピュータやＩＣメモリ等の電子装置の予備電源などとして使用されている。特に、瞬停発生時のメモリへのデータ書き込みサポートや、回路電圧の平滑化のために用いられる電気化学セルとしては、巻回、積層等により低抵抗化された電気二重層キャパシタ等が知られている。これらの電気化学セルのパッケージとしては従来ラミネートタイプが用いられている。一方、より封止性に優れ、長期信頼性を向上させ、かつ、リフローはんだ付けに対応すべく、特許文献１に示すように、セラミックスパッケージを用いた電気化学セルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のセラミックスパッケージを用いた電気化学セルでは、低抵抗、高容量を実現するために、アルミニウム等の集電体に活性炭等の活物質を塗布した電極シートをセパレータと組合せて巻回、積層などにより素子（セル）が作成されている。
ここで、電気化学セルの特性として、搭載機器の仕様に応じ種々の容量、抵抗が要求されることがある。アルミラミネートセルなどを用いた大型のパッケージサイズでは、同じ活性炭層の厚みを有する同種の電極シートの面積を変更することにより容量の変更に対応することができる。
【０００５】
しかしながら、セラミックスパッケージのような小型のパッケージにセル収納する場合、パッケージ内に入り得る電極シートの量が制限されるため、電極シートの面積を変更することによる容量の変更は難しい。一方で、活性炭の厚みを種々変化させた電極シートを用いれば、電気化学セルを搭載する機器の要求に合った容量を実現することができる。しかしながら、多種多様な特性に応じた電極シートを都度作製する場合、コストに見合わなくなる問題が生じていた。
【０００６】
そこで上記の問題に鑑み、本発明では、搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた特性を有する電気化学セルを効率よく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】
（請求項１）
請求項１記載の発明は、ベース容器２と、絶縁体（セパレータ６ａ）、一の電極シート６０、前記絶縁体、及び他の電極シート６０の順に重ねられ、かつ、前記ベース容器２の中に収納されるセル６と、前記各電極シート６０の対向する２つの辺からそれぞれ延出するセルリード８と、前記ベース容器２の底面に形成された弁金属からなり、一対の前記電極シート６０の少なくとも一方の前記セルリード８が接続されるパッド膜５と、前記パッド膜５と接続され、かつ前記ベース容器２の底面に形成されたベース内配線（ビア配線３）と、前記ベース容器２の上面に接合されたシールリング９と、前記シールリング９の上面に接合され、かつ、前記シールリング９の上面を塞ぐリッド１０と、を少なくとも有する電気化学セル１であって、前記セル６は、前記各電極シート６０毎に対向する前記セルリード８同士が重なるように、かつ前記絶縁体が外側を覆い、前記他の電極シート６０が重なるように前記他の電極シート６０が内側に折り畳まれており、予め設定された折り畳み回数が異なる複数種類の厚さの前記セル６から選択された複数の前記セル６が積層された状態で前記ベース容器２の中に収納されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、パッド膜５はセルリード８を固定するためのものであり、また、ベース内配線（ビア配線３）をベース底面２ｃに露出させないように保護するものである。
本発明によれば、複数のセル６がベース容器２の内寸に応じて組み合わされることにより、搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた特性を有する電気化学セルを効率よく提供することができる。
特に、電極シート６０の折り畳み回数が異なるセル６を予め複数種類用意し、これら複数のセル６の組み合わせを変えることにより、容量の異なる電気化学セルを提供することができる。
【０００９】
（請求項２）
請求項２記載の発明は、ベース容器２と、一の電極シート６０、絶縁体（セパレータ６ａ）、及び他の電極シート６０の順に重ねられ、かつ、前記ベース容器２の中に収納されるセル６と、前記各電極シート６０の対向する２つの辺からそれぞれ延出するセルリード８と、前記ベース容器２の底面に形成された弁金属からなり、一対の前記電極シート６０の少なくとも一方の前記セルリード８が接続されるパッド膜５と、前記パッド膜５と接続され、かつ前記ベース容器２の底面に形成されたベース内配線（ビア配線３）と、前記ベース容器２の上面に接合されたシールリング９と、前記シールリング９の上面に接合され、かつ、前記シールリング９の上面を塞ぐリッド１０と、を少なくとも有する電気化学セル１であって、前記セル６は、前記各電極シート６０毎に対向する前記セルリード８同士が重なるように、かつ前記一の電極シート６０が外側を覆い、前記他の電極シート６０が重なるように前記他の電極シート６０が内側に折り畳まれており、予め設定された折り畳み回数が異なる複数種類の厚さの前記セル６から選択された複数の前記セル６が積層され、前記絶縁体に覆われた状態で前記ベース容器２の中に収納されていることを特徴とする。
本発明のように、他のセル６と接触する面において電極シート６０が露出していても、極性が同じであれば、直接接触させて組み合わせてもショートが生じない。したがって、本発明によれば、上記発明の作用効果に加え、組み合わされるセル６同士の間に絶縁体（セパレータ６ａ）が存在しないため、複数のセル６の組み合わせからなるユニット６ｕの大きさを小さくすることができる。
（請求項３）
請求項３記載の発明は、上記発明の特徴に加えて、前記電極シート６０は、金属製の基材６１に活物質６２が固着されたものであり、前記活物質６２により形成される層の厚さが異なる前記セル６を含む複数種類の前記セル６から複数の前記セル６を積層することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、金属製の基材６１に活物質６２が固着された電極シート６０により形成されるセル６において、活物質６２により形成される層の厚さを変えることによりセル６の容量を調整するものである。
本発明によれば、上記発明の作用効果に加え、活物質６２により形成される層の厚さが異なるセル６を予め複数種類用意し、これら複数のセル６の組み合わせを変えることにより、容量の異なる電気化学セルを提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた特性を有する電気化学セルを効率よく提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態の電気化学セルの斜視図である。
【図２】第１の実施の形態の電気化学セルの正面断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】第１の実施の形態の電気化学セルの側面断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。
【図４】第１の実施の形態のベース容器の（Ａ）平面図及び（Ｂ）底面図である。
【図５】第１の実施の形態の電極シート及びセパレータを折り畳む工程を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態のユニットの側面断面図である。
【図７】第１の実施の形態のユニットの拡大断面図（図６の各層の拡大断面図）である。
【図８】第１の実施の形態の電気化学セルのセルリードとパッド膜との溶接を説明する図である。
【図９】第１の実施の形態の電気化学セルの製造フローを示す図である。
【図１０】変形例１のユニットの側面断面図である。
【図１１】変形例１のユニットの拡大断面図（図１０の各層の拡大断面図）である。
【図１２】変形例２のユニットの側面断面図である。
【図１３】変形例２の電極シート及びセパレータを折り畳む工程を説明する図である。
【図１４】変形例２のユニットを構成するセルの側面断面図（図１３のＣ−Ｃ断面図）である。
【図１５】変形例３の電極シート及びセパレータを折り畳む工程を説明する図である。
【図１６】変形例３のユニットを構成するセルの側面断面図（図１５のＤ−Ｄ断面図）である。
【図１７】変形例４の電極シート及びセパレータを折り畳む工程を説明する図である。
【図１８】変形例４のユニットを構成するセルの側面断面図（図１７のＥ−Ｅ断面図）である。
【図１９】従来技術の巻回型のセルの側面断面図である。
【図２０】従来技術の積層型のセルの側面断面図である。
【図２１】従来技術の電気化学セルにおけるベース容器及び積層型のセルの平面図である。
【図２２】従来技術の巻回型のセルにおいてセルリードをセルの中心から延出させた場合の側面断面図である。
【図２３】第１の実施の形態と従来技術における電極シート及びセルリードの構造を比較する図である。
【図２４】第２の実施の形態の電気化学セルの側面断面図である。
【図２５】第３の実施の形態の電気化学セルのベース容器の斜視図である。
【図２６】第３の実施の形態の電気化学セルの断面図である。
【図２７】第４の実施の形態の電気化学セルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて各実施の形態を説明する。なお、電気化学セル１の向きについては、長辺側を正面視した場合を基準とする。また、折り畳む前の電極シート６０及びセパレータ６ａの向きについても、長辺側を正面視した場合を基準とする。すなわち、長辺の手前側を「前」、奥側を「後」とし、短辺の左側を「左」、右側を「右」とする。
【００１６】
（第１の実施の形態）
本実施の形態の電気化学セル１を図面に基づいて説明する。本実施の形態の電気化学セル１は、主にパーソナルコンピューターや小型の携帯機器内部の基板に実装されて用いられる。
【００１７】
（電気化学セル１）
図１は、本実施の形態の電気化学セル１の斜視図である。一例として直方体の形状で示されているが、トラック形状や円筒形状であっても良い。本実施の形態の電気化学セル１は、その発電要素であるセル６を収納する容器として機能するベース容器２と、その開口部を気密に塞ぐための封口板として機能するリッド１０を外装部品として備えている。本実施の形態の電気化学セル１の外装容器は、このベース容器２とベース容器２の開口部を封止するリッド１０とから構成されている。本実施の形態の電気化学セル１の大きさは、長さ１０ｍｍ×幅８ｍｍ×高さ１．３ｍｍとなっている。
ここで、本実施の形態では、活物質６２層の厚さの異なる複数種類のセル６が予め用意されており、搭載機器の要求する容量に応じて、複数のセル６を組み合わせることができる。そして、本実施の形態では、同じ種類又は異なる種類のセル６を上下２段に重ねて組み合わせることによりユニット６ｕを形成し、このユニット６ｕがベース容器２に収納されることで電気化学セル１が製造される。
【００１８】
図２は本実施の形態の電気化学セル１の正面断面図（図１のＡ−Ａ断面を示す図）、図３は本実施の形態の電気化学セル１の側面断面図（図１のＢ−Ｂ断面を示す図）である。図２及び図３に示すように、凹状のベース容器２の中に２つのセル６を重ねて形成されたユニット６ｕが収納され、さらに電解質７が充填され、凹状のベース容器２の上面に一周して設けられたシールリング９に押し当てられたリッド１０によって気密に封止されている。凹状のベース容器２のベース底面２ｃには、一対の集電体金属膜であるパッド膜５が並置して配置されている。また、パッド膜５の底面であって、ベース底面２ｃからベース下面２ｄにかけて複数のビア配線３が形成されている（図４（Ａ）参照）。このビア配線３は、パッド膜５とベース下面２ｄに形成された接続端子４とを電気的に接続している。
【００１９】
ユニット６ｕを構成する各セル６は、図５（Ａ）に示すように正極６ｂ及び負極６ｃの集電体となる一組の電極シート６０が絶縁性のセパレータ６ａを挿んで折り畳まれることにより構成された発電要素である。
正極６ｂ及び負極６ｃの電極シート６０は、対向する２辺（短辺側）において電極シート６０の一部が外側（側方）に向けて延長されている。本実施の形態では、この延長部分が集電体としての電極シート６０とパッド膜５とを接続するセルリード８となる。また、電極シート６０及びセパレータ６ａは、各電極毎にセルリード８が重なるように折り畳まれている（図５（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。そして、折り畳まれた各セル６は、セパレータ６ａの露出面同士が接するように重ねられ、ユニット６ｕとなる（図６（Ａ）参照）。また、ユニット６ｕを構成する２つのセル６の各セルリード８は、一対のパッド膜５それぞれに対して、溶接により固定されている。セル６の正極６ｂ、負極６ｃは接続端子４によって、実装される基板の実装用パターンに電気的に接続されることになる。
【００２０】
（ベース容器２）
図２及び図３に示すように、ベース容器２は上方を開放した箱体状のセラミックスからなる容器であって、長方形状のベース底部２ａと、ベース底部２ａの外縁に立設した長方形枠状のベース壁部２ｂを有している。本実施の形態のベース容器２の大きさは、長さ１０ｍｍ×幅８ｍｍ×高さ１．３ｍｍとなっている。なお、ベース容器２の大きさは一辺が５〜２０ｍｍ程度、高さは１〜３ｍｍ程度とすることができる。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれベース容器２のベース底面２ｃとベース下面２ｄを示す図である。図４（Ａ）に示すベース底面２ｃには、導電性材料からなる一対のパッド膜５が配置されている。パッド膜５の下面には、破線で示されるビア配線３がそれぞれ４個設けられ、ベース下面２ｄに配置された接続端子４（同じく破線で示す）に垂直に接続されている。
【００２１】
なお、ベース容器２の材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化アルミ、ムライト及びこれらの複合材料からなる群から選ばれた少なくとも１種類を含むセラミックスが挙げられるが、これに限らない。ソーダライムガラスや耐熱ガラスなども使用可能である。ガラスは素材として長尺のものが利用できるので、小型のパッケージの場合は、１枚のガラスに多くの取り個数を設定でき、ベース容器２に係る部材の低コスト化が期待できる。
【００２２】
本実施の形態のベース容器２は、長方形状に打ち抜かれたベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートに、長方形枠状に打ち抜かれたベース壁部２ｂに対応するセラミックグリーンシートを貼り合せた後、焼成することにより形成される。なお、ベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートにパンチングによりあらかじめ孔を開けることにより貫通孔を形成することができる。
【００２３】
（ビア配線３）
ビア配線３は、ベース容器２のベース底面２ｃからベース下面２ｄにかけて形成された配線である。このビア配線３は、まず、ベース底部２ａに、ベース底面２ｃとベース下面２ｄとを略垂直に貫通して接続する貫通孔を設け、そして貫通孔にはタングステンのペーストを充填することにより形成される。また、ビア配線３により、貫通孔の気密が満たされている。
【００２４】
なお、ビア配線３に使用するペーストとしては、炭素と樹脂を混合したペーストや、タングステン、モリブデン、ニッケル、金、又はこれらの複合材料と樹脂を混合したペーストを用いることができる。
貫通孔に充填されたペーストは、ベース容器２となるセラミックグリーンシートと共に焼成することによりビア配線３となる。
【００２５】
なお、前述のとおり、ベース容器２をソーダライムガラスや耐熱ガラスなどのガラス素材で形成する場合、これらのガラスに凹部や貫通孔を形成する手段としては、化学的なエッチング法、サンドブラストのような物理的方法、あるいは高温雰囲気において型を用いて凹部と貫通孔を同時に形成することができる。そして、貫通孔の内面にアルミニウム膜を形成した後、熱膨張係数をマッチングさせたガラスペーストを貫通孔に充填し、脱バインダ及び焼成を実施することにより、気密で導電性を有するビア配線３を形成することができる。このような場合は、ビア配線３が電解質７により溶解するという懸念はない。また、ビア配線３の内面を形成する膜はアルミニウムに限定されることなく、チタンなどのその他の弁金属を含む膜であってよい。
【００２６】
（接続端子４）
図４（Ｂ）に示すベース下面２ｄには、パッド膜５に対向するように一対の接続端子４が設けられている。接続端子４は、リフロー処理などにより、実装基板のパターンに設けられたクリームハンダなどで基板に固着される。
本実施の形態では、ベース容器２となるセラミックグリーンシートにあらかじめタングステンによる電極のパターンを印刷し、当該セラミックグリーンシートを焼成することにより、接続端子４を形成することができる。また、接続端子４は、印刷法により形成したタングステンのパターンに、ニッケルと金とからなるメッキ膜が施されている。さらに、ベース側面２ｅの凹部にもタングステンやこれらメッキ材料がパターニングされ接続端子の一部として機能する。
【００２７】
（パッド膜５）
パッド膜５は、ベース底面２ｃの２箇所に配置される導電性材料からなる略矩形状の膜である。このパッド膜５は、ビア配線３の上端部と電解質７との直接の接触を防止するとともに、セルリード８を溶接により接続するための溶接部分５ａを有している（図４（Ａ）参照）。なお、本実施の形態のパッド膜５は、ベース容器２の長手方向に並置されているが、短辺方向に並置することや、長手方向の対角線方向に並べることも可能である。
【００２８】
パッド膜５は、アルミニウムやチタン等の化学的に安定な弁金属からなる膜であり、電解質７に溶解しにくい材料からなる。これらの膜は、例えば、蒸着、イオンプレーティングやスパッタリングなどの周知の膜形成方法によって設けることができる。これらの方法による場合は、まず、タングステンなどの金属が貫通孔に印刷法等により充填・焼成されて気密なビア配線３が仕上がった後に形成する。真空中で成膜する場合は、例えば、正負のパッド膜５をそれぞれ構成するように、互いに空間的に分離した２つの開口を持つようにパターニングした金属製等のマスクを準備して、成膜のチャンバーの中に収納し、真空排気系で所定の真空度に排気した後、弁金属材料と蒸発させたり、弁金属材料からなるターゲットを物理的にイオンで叩いて材料を飛ばして、ベース底面２ｃに成膜する。これらの成膜法では、成膜の条件が制御し易いので、形成した膜の抵抗率が低く、かつ液体が浸透しにくい高密度な膜が形成できる。
【００２９】
また、アルミニウムの膜はスクリーン印刷法によっても形成可能である。高温では酸化しやすいアルミニウムにおいても、１５０℃以下の温度で配線パターンを形成可能な技術が開発されている。印刷法であるので、蒸着法などの薄膜形成技術に比較して厚く、数十ミクロンの厚膜も容易である。
さらに、アルミニウム膜は電気メッキ法により作製することも可能である。ジメチルスルホンと塩化アルミニウムからなるメッキ液を用いて、約４０μｍの膜厚で形成した膜が、表面が平滑で、膜の内部も均一な膜であることが知られている。
【００３０】
続いて、パッド膜５の厚みについて述べる。膜厚は５μｍ以上でかつ１００μｍ以下が望ましい。好ましくは、１０μｍ以上で３０μｍの範囲がよい。膜厚が薄いと膜内部に存在する微細なポーラスが繋がって電解質７がパッド膜の下にあるタングステンに浸透してタングステンの電解腐食を引き起こしやすいこと、及び、後述の様に、溶接でセルリード８と接続されるときに、溶接の条件が極めて限定されて信頼性ある接合の実現が難しくなることによる。
【００３１】
ここで、厚さ約１．３ｍｍのソーダライムガラス板に、パッド膜５の厚みが５μｍのアルミニウム膜をイオンプレーティング法により形成したのち、厚みが８０μｍのアルミニウムの薄板を超音波溶接で溶接させる実験を実施した。セルリード５個中１個のサンプルはガラス板に微小なクラックの発生が認められた。したがって、５μｍは膜厚としては実用上の下限値である。実用的には、膜厚は１０μｍ以上あることが望ましい。
【００３２】
一方、蒸着法やイオンプレーティング法によるアルミニウムの蒸着レートは、１時間当たり３μｍ〜１０μｍである。蒸着時間を考慮すると３０μｍ以下の厚みが好ましく、この場合の成膜時間は長くても４〜５時間程度である。１００μｍ程度まで厚く形成した場合は、成膜時間は長時間に及ぶが、溶接でセルリード８に接続するときの溶接条件を広くとることができ、下地となるセラミックスにクラックが誘発される可能性を極めて低くすることができる。
【００３３】
（セル６）
続いて、ベース容器２に収納されるセル６に関して説明する。上述のとおり、本実施の形態では、活物質６２層の厚さの異なる複数種類のセル６が予め用意されており、搭載機器の要求する容量に応じて、複数のセル６を組み合わせることができる。そして、本実施の形態では、同じ種類又は異なる種類のセル６を上下２段に重ねて組み合わせることによりユニット６ｕを形成し、このユニット６ｕがベース容器２に収納されることで電気化学セル１が製造される。
これらのセル６は、上述のとおり、正極６ｂ及び負極６ｃの集電体となる一組の電極シート６０が絶縁性のセパレータ６ａを挿んで折り畳まれることにより構成されたものである（図５参照）。本実施の形態の電極シート６０は、アルミニウム製の短冊状の箔材である基材６１とアルミカーバイドを介して基材６１に固着される活性炭等の炭素素材である活物質６２により形成されている。
【００３４】
具体的に本実施の形態のセル６は、次のように形成される。まず、厚みが５μｍ〜５０μｍのアルミニウム箔がカットされ、基材６１が形成される。詳しくは、カットされた基材６１は、活物質６２が固着される短冊状の部分と、当該短冊部分の２つの短辺からそれぞれ延長するセルリード８となる部分と、を有する。次に、活物質６２が基材６１の短冊状の部分の表面に塗工や接着法により固着される。さらに詳しくは、活物質６２は基材６１において、対向する電極側の面に固着される。すなわち、図５（Ａ）において活物質６２は、正極６ｂ側の基材６１では上面側に、負極６ｃ側の基材６１では下面側にそれぞれ形成される。
そして、本実施の形態では、活物質６２層の厚さが異なる複数種類のセル６が用意されており、目的とする容量に合わせてこれらのセル６を組み合わせることができる。
【００３５】
なお、図５（Ａ）に示すように、正極６ｂの正極セルリード８ｂは、電極シート６０の後端の左右両端部に形成され、負極６ｃの負極セルリード８ｃは、電極シート６０の前端の左右両端部に形成されている。すなわち、正極セルリード８ｂと負極セルリード８ｃとは、上面視した場合に重ならない位置に形成されている。
【００３６】
次に、セル６が折り畳まれる工程を説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、上から電極シート６０、セパレータ６ａ、電極シート６０、セパレータ６ａの順にセル６の各要素を重ねる。そして、図５（Ｂ）に示すように、負極６ｃが内側となるように、かつ対向する正極セルリード８ｂ同士、及び対向する負極セルリード８ｃ同士が重なるようにセル６を折り畳む。この時、各セルリード８と対向する辺にセル６に折り目である折り曲げ部６５が形成される。なお、本実施の形態のセル６において、各電極シート６０に２つずつ延びるセルリード８は、それぞれ対向する位置に形成されているため、折り畳む場合の位置合わせが容易とされている。
【００３７】
以上、本実施の形態では、電極シート６０とセパレータ６ａとが重ねられた状態で、セルリード８が延びる方向（図の左右方向）に折り畳まれることにより、図５（Ｃ）に示すセル６が完成する。本実施の形態では、このセル６を上下２段に重ねて組み合わせることによりユニット６ｕを形成している。このユニット６ｕの断面を図６（Ａ）に示す。各セル６は、折り曲げ部６５を有するとともに、正極６ｂ側の電極シート６０と負極６ｃ側の電極シート６０がセパレータ６ａを介して上下方向に複数の層を成している。
【００３８】
ここで、電気二重層キャパシタの場合、活物質６２の代表的な材料として、活性炭ないし炭素が挙げられる。リチウムイオン二次電池の場合、正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等の化合物が用いられ、負極活物質としては、例えば黒鉛やコークスのほかシリコン酸化物等が用いられる。活物質ペーストは、上記の活物質に、導電補助剤、バインダ、分散剤等を混合して適当な粘度に調節したものであり、これをローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード法などの方法により、集電体としての基材６１の両面または片面に塗工する。塗工後に、乾燥、プレス工程を得て電極シートが形成される。
【００３９】
なお、電極は次のように形成してもよい。すなわち、アルミニウム箔からなる集電体としての基材６１に、炭素材料（活性炭等）や、チタン等の弁金属の酸化物粒子などの材料をアルミカーバイドを介して固着して形成してもよい。このような電極材料であれば、アルミニウムとの密着性が高いため、界面での抵抗を小さくできる。また、リフローはんだ付けの熱によっても密着性を維持することができるため、リフローはんだ付け後でも電気特性を維持することができる。なお、このように形成した電極に、上述した活性炭などを塗工することにより、容量を増やすことができる。
【００４０】
セパレータ６ａは、正極６ｂ及び負極６ｃの直接的な接触を規制するものであり、大きなイオン透過度を有し、所定の機械的強度を有する絶縁膜が用いられる。例えば、耐熱性が求められる環境においては、ガラス繊維の他、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。また、セパレータ６ａの孔径、厚みに関しては、特に限定されるものではないが、使用機器の電流値や、電気化学セル１の内部抵抗に基づいて決定される。また、セラミックスの多孔質体をセパレータ６ａとして用いることも可能である。
【００４１】
（ユニット６ｕ）
図６（Ａ）及び（Ｂ）に、２つのセル６の組み合わせからなるユニット６ｕの断面図を示す。図６（Ａ）は、活物質６２層の厚さが等しい種類のセル６を重ねた例である。図６（Ｂ）は、活物質６２層の厚さが異なる種類のセル６を重ねた例である。補足すると、図６（Ｂ）のユニット６ｕでは、上段のセル６の活物質６２層が下段のセル６の活物質６２層よりも厚く形成されており、異なる容量のセル６が組み合わされている（図７参照）。
【００４２】
各セル６から延出しているセルリード８は、同じ極性のセルリード８毎にまとめられ、ユニット６ｕがベース容器２に収納された際に、セル６の底部に配置されるように折り返されている。詳しくは、２段に重ねられたセル６から延びる合計４本の正極セルリード８ｂがセル６の底部に重ねられた状態で存在している。また、正極セルリード８ｂとは離れた位置には、２段に重ねられたセル６から延びる合計４本の負極セルリード８ｃがセル６の底部に重ねられた状態で存在している。
【００４３】
（電解質７）
電解質７は、公知の電気二重層キャパシタや非水電解質二次電池に用いられる液体状、ゲル状のものが好ましい。
液体状及びゲル状の電解質７に用いられる有機溶媒には、アセトニトリル、ジエチルエーテル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボーネート、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホラン、プロピオン酸エステル、鎖状スルホンなどがあり、これらを単一または混合して用いことができる。
【００４４】
特に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホランなどの高沸点の主溶媒に対し、プロピオン酸エステルや鎖状スルホンを副溶媒として含有させたものが適しているが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
液体状及びゲル状の電解質７に含まれる材料には、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＢＦ４、（Ｃ３Ｈ７）４ＰＢＦ４、（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５）３ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＰＦ６、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＣＦ３ＳＯ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＰＦ６、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］、チオシアン塩、アルミニウムフッ化塩、リチウム塩などを用いることができる。液体状の電解質７の支持塩としては、４級アンモニウム塩、４級ホスホニウム塩などが挙げられる。この４級アンモニウム塩としては、脂肪鎖のみを有する化合物、脂肪鎖と脂肪環を有する脂環式化合物、もしくは脂肪環のみを有するスピロ化合物が挙げられる。特に、スピロ化合物である５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレート（スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム：ＳＢＰ−ＢＦ４）は電気伝導率が高いため使用に適しているが、これに限定するものではない。
【００４６】
また、ゲル状の電解質７は、液体状の電解質をポリマーゲルに含浸させたものである。ポリマーゲルとしては、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデンが適しているが、これらに限定するものではない。
更に、ピリジン系や脂環式アミン系、脂肪族アミン系やイミダゾリウム系のイオン性液体やアミジン系等の常温溶融塩を用いても構わない。
【００４７】
（セルリード８）
セルリード８は、セル６から電力を取り出すための端子である。このセルリード８は、集電体としての基材６１を細く延長させた延長部や、別の細く薄い板やワイヤ状のリードを基材６１に機械的に接続して延長部を形成したものがある。本実施の形態のセルリード８は基材６１を細く延長させた延長部であって、詳しくは、正極６ｂ及び負極６ｃにおいて、基材６１の活物質６２が固着される短冊部分の２つの短辺から基材６１を延長させたものである。上述のように、正極セルリード８ｂと負極セルリード８ｃとは、上面視した場合に重ならない位置に形成されている。
【００４８】
図８（Ａ）及び（Ｂ）はセルリード８とパッド膜５の溶接を説明する図である。図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ユニット６ｕを構成するセル６はセルリード８の一部分である溶接領域８ａがパッド膜５の溶接部分５ａ（図４（Ａ）参照）に溶接されることにより固定されている。そして、セルリード８とパッド膜５とを溶接した後は、図３に示すように、セルリード８を折り畳むことによりベース容器２の中に収納される。
【００４９】
セルリード８は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、セル６をベース容器２の側方に寄せることができる程度の長さであって、パッド膜５と溶接する際に超音波溶接用チップ２０の移動の妨げにならない程度の長さにすることが望ましい。過度に長くすると内部抵抗が増加するからである。
【００５０】
また、セルリード８が長く、ユニット６ｕ（セル６）の側方に大きく撓むと、セル６から延出するセルリード８の位置によっては、シールリング９に接触する可能性がある。また、ベース壁部２ｂの上端とシールリング９とを接合するためのロウ材がベース壁部２ｂ側にはみ出ている場合、当該ロウ材にセルリード８が接触する可能性がある。セルリード８が当該セルリード８と異なる電極側に接続されている部材と接触することにより内部ショートが発生する。ここで、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、セルリード８がユニット６ｕ（セル６）の側面に沿った状態でパッド膜５に接続されていれば、セルリード８がベース容器２やシールリング９に混触せず、内部ショートを回避することができる。
【００５１】
（セルリード８の溶接方法）
次に、図８（Ａ）及び（Ｂ）を用いてセルリード８とパッド膜５との具体的な溶接方法を説明する。図８（Ａ）は、各セル６に接続する一対のセルリード８の束と一対のパッド膜５とを示す図である。電極毎に重ねられた一対のセルリード８の先端は、図８（Ａ）に示すように、パッド膜５の表面に置かれた後、セルリード８の上面から溶接され、パッド膜５とセルリード８が接合される。なお、正極６ｂ及び負極６ｃの一対のセルリード８は、予め溶接して一体化させてからパッド膜５に溶接してもよい。
【００５２】
溶接を用いることで、セルリード８とパッド膜５の接合界面で、それぞれの部材を構成する材料の原子的な拡散が起こり、強固な接合が可能となる。図８（Ａ）の溶接領域８ａは、溶接した部分を模式的に示している。溶接であるので、接合界面に自然酸化膜などの汚染が存在しても、接続抵抗がｍΩ台、あるいはｍΩ以下の十分に低い接合が可能となる。これによって、導電性接着剤などによる接合方法に比較して、接続抵抗を１０分の１から１００分の１に低減させることができる。また、接続抵抗値のばらつきを抑え、かつ経時変化の少ない接合が可能となる。
【００５３】
また、溶接部分５ａ及び溶接領域８ａの面積を大きくすることにより、接続抵抗値を一層低減できると共に、セルリード８とパッド膜５の間の引っ張り強度を向上させることができる。そのため、セルリード８を変形させて容器の内部にセル６を収納させる製造工程において、溶接の剥がれ等の不良の発生を抑制できるほか、完成した電気化学セル１の耐振動特性や落下衝撃特性などの機械的な信頼性を向上させることができる。
【００５４】
セルリード８とパッド膜５の溶接として、例えば、超音波溶接、ビーム溶接、抵抗溶接等の局所的な溶接方法が挙げられる。すなわち、これらの溶接手段は、溶接の対象となる部分が局所的であるので熱的な影響は溶接部分５ａ近傍のみに留まり、セル６自体への影響を避けることがきる。また、セルリード８の材料、厚み、パッド膜５の材料と貫通孔の配置などを変更することで、溶接の機械的あるいは熱的な衝撃による構成部材への影響を低減できる。上記構成にすることで、セラミックス等の材料からなるベース容器２に対してもクラックの発生による部材への損傷を回避することが可能である。
【００５５】
本実施の形態では、上述の溶接方法のうち、超音波溶接を採用している。図８（Ｂ）は、超音波溶接の具体的な方法を説明するための図である。超音波溶接では、まず、パッド膜５の上にセルリード８を位置決めして密着させるが、この時、ユニット６ｕは超音波溶接用チップ２０の移動の妨げにならないように、ベース容器２の側方に立てた状態で置かれる。次に、超音波溶接用チップ２０を、移動機構によりセルリード８の上面に適当な加圧力をもって当接させる。超音波溶接用チップ２０はホーン先端に一体的に形成されたり、あるいはホーンの先端に別途取り付けられる。超音波溶接用チップ２０のチップ先端２０ａは、セルリード８と接触する部分であって、ここには、セルリード８の表面に適切に食い込むように表面に凹凸パターンが施されていること（ナール加工）が好ましい。
【００５６】
超音波溶接用チップ２０がセルリード８を適当な加圧力で当接された後に、超音波溶接機の発振機構が数十ｋＨｚからなる超音波をホーンに加えると、超音波溶接用チップ２０が周波数で接合部分を擦り合わせる。これにより、セルリード８の溶接領域８ａとパッド膜５の溶接部分５ａとの界面は、金属材料の清浄な表面同士の密着面となり、数十ミリ秒から数百ミリ秒の僅かな時間で圧接することができる。先の図８（Ａ）の溶接領域８ａで示されたセルリード８の表面の凹凸パターンは、この超音波溶接によって超音波溶接用チップ２０の凹凸パターンが転写されていることを模式的に示したものである。この凹凸パターンで示された領域が溶接領域８ａとなるが、微視的に見ると、接合している部分は、超音波溶接用チップ２０の先端に加工された凸によって凹まされた部分のみであり、それ以外の領域は、セルリードとパッド膜の間に僅かな隙間を保った状態である。
【００５７】
なお、超音波溶接用チップ２０がセルリード８の表面に当接する際に、大きな衝撃とならないように注意することが好ましく、移動機構には、ダンパーなどの衝撃吸収機構を備えるのがよい。これにより、ベース容器２の損傷を低減できる。
なお、超音波溶接においては、振動だけでなく、熱エネルギーと機械的な圧接力を併用することも可能である。また、図８（Ａ）では、セルリード８として細い板状の例が示されているが、ワイヤであってもよく、超音波溶接用チップ２０の形状を適切に変形させて用いればよい。
【００５８】
また、溶接によりパッド膜５に圧力、熱、振動が加わると、パッド膜５のベース底面２ｃやビア配線３に対する密着性の低下や、パッド膜５自体にクラックや破れが生じる。特に、ビア配線３付近のパッド膜５に圧力、熱、振動が加わり密着性が失われると、パッド膜５とビア配線３との電気的な接続が失われるとともに、ビア配線３の上端面が電解質７と接触し、ビア配線が電解質７中に溶出することになる。したがって、ビア配線３と重ならない部分に溶接部分５ａを設けることが望ましい。
【００５９】
（シールリング９）
シールリング９は、図１及び図２に示すように、ベース容器２のベース壁部２ｂの上端面の形状に合わせた四角枠状の断面を有しており、ベース壁部２ｂの上端面にロウ材を介して接合されている。このシールリング９は、熱膨張係数がセラミックスの熱膨張係数と近い材料、例えば、鉄・コバルト・ニッケル合金であるコバールなどを用いることができる。また、ロウ材は、Ａｇ−Ｃｕ合金やＡｕ−Ｃｕ合金などから形成されている。
【００６０】
（リッド１０）
リッド１０は、図１及び図２に示すように、シールリング９の上面に接合されており、ベース容器２を密封している。リッド１０には、熱膨張係数がセラミックスの熱膨張係数と近いコバールや４２ａｌｌｏｙなどの合金にニッケルメッキを施したものが使用される。具体的には、コバールの０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度の厚みを有する薄板で、表面には２μｍから４μｍ程度の厚みで電解ニッケルメッキや無電解ニッケルメッキが施されたものが用いられる。このような材料を用いたリッド１０は、例えば、抵抗シーム溶接、レーザーシーム溶接などによってシールリング９に溶接させることができ、塞がれた状態のベース容器２内部の気密性を向上させる。
【００６１】
リッド１０とシールリング９を溶接する方法として用いられる抵抗シーム溶接では、リッド１０をシールリング９に当接させた後に、リッド１０の長辺側の略中心の２点に、対向した台形形状のローラー電極を配置して低電圧大電流を短時間流し、リッド１０の仮溶接（スポット溶接）が行われる。このようにして、リッド１０は仮に固定され、溶接中の振動等で位置がずれることはない。
【００６２】
続いて、例えば、長辺の端からローラー電極で長辺がなぞられるようにベース容器２とリッド１０が移動して溶接される。次に、ベース容器２とリッド１０は９０度回転され、同様に短辺が溶接される。このようにして、リッド１０の一周に亘って溶接が行われる。前述した仮固定においても、本抵抗シーム溶接においても、リッド１０とシールリング９との界面で、金とニッケルの拡散が発生し、気密で強固な拡散接合層が形成される。これにより、リッド１０は、ベース容器２に気密に封止される。
【００６３】
リッド１０とシールリング９の溶接は、レーザーの走査照射を用いても可能である。仮溶接を前述と同様に実施した後、レーザーを、リッド１０を一周するように走査照射する。これにより、リッド１０とシールリング９の界面で拡散接合層が形成される。この場合、リッド１０の接合側の面に銀と銅からなるロウ材のシートを貼ることにより、溶融温度をロウ材の温度まで低下させることも可能である。
【００６４】
なお、電解質７が常温で液体状の溶媒や支持塩からなり、リッド１０を封止する前に電解質７を充填する工程を採用する場合は、液体がリッド１０とシールリング９の界面に存在する場所が有り得る。このような場合でも、シーム溶接を用いた接合は可能である。シーム溶接は、ローラー電極を使用するものでも、レーザーの走査照射を用いるものでもかまわない。前記界面に液体が存在しても気密な溶接が可能となるのは、界面に存在する液体は、溶接時に近傍の温度が急激に上昇するので蒸発して飛散することによるものと考えられる。
【００６５】
なお、シールリング９を使用せず、ベース容器２の上端面とリッド１０とをロウ材を介して接合させてもよい。
【００６６】
（製造方法）
次に、図９に示す電気二重層キャパシタの製造フローを参照しながら、本実施の形態の製造方法について説明する。まず、外装容器として、図１から図３に示す凹状の形状をなすベース容器２と、リッド１０を準備した。ベース容器２は、長辺が１０ｍｍ、短辺が８ｍｍ、高さが１．３ｍｍであり、ベース容器２の底辺の厚みは０．３８ｍｍである。材料としては、セラミックスで電子部品のパッケージを製造する時の標準的な材料を用いた。このベース容器２は、長方形状に打ち抜かれたベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートに、長方形枠状に打ち抜かれたベース壁部２ｂに対応するセラミックグリーンシートを貼り合せた後、約１５００℃で焼成することにより形成される。ビア配線３は外径を０．２ｍｍとし、ベース底面２ｃとベース下面２ｄを直接貫通するように、正極側と負極側にそれぞれ４個ずつ設けた。また、ビア配線３の表面にニッケルと金のメッキを施した。ベース下面２ｄには、一対の接続端子４が配置され、ビア配線３に接続している。接続端子４にはニッケルを下地とした金メッキが施されている（Ｓ１０）。
【００６７】
次に、ベース底面２ｃに、アルミニウムの蒸着膜からなる一対のパッド膜５を形成した。パッド膜５の寸法は、短辺２．４ｍｍ、長辺５ｍｍで厚みは約１５μｍ以上である（Ｓ１１）。
一方、リッド１０は、長辺が９ｍｍ、短辺が７ｍｍ、厚み０．１２５ｍｍのコバール板を準備し、表面に電解ニッケルメッキを施した（Ｓ２０）。
【００６８】
続いてベース容器２に収納される各セル６の準備をする。２０μｍの厚みを持つアルミニウムからなる基材６１に活性炭、導電補助剤、バインダ及び増粘材からなる活物質６２を塗工法によりコーティングして電極シート６０を形成した（Ｓ３０）。なお、本実施の形態の電極シート６０においては、基材６１の延長部分としてセルリード８が形成されている。この正負一対の電極シート６０と、ポリテトラフルオロエチレンからなるセパレータ６ａとを交互に重ねた後、折り畳んだ（Ｓ３１）。
【００６９】
そして、このように形成されたセル６には、活物質６２層の厚さの異なる複数種類のセル６が予め用意されており、搭載機器の要求する容量に応じて、複数のセル６を組み合わせることができる。そして、同じ種類又は異なる種類のセル６を上下２段に重ねて組み合わせることにより、目的とする容量のユニット６ｕを形成する。
【００７０】
続いて、超音波溶接を行う。先に準備したベース容器２のパッド膜５の表面に、電極毎に重ねられたセルリード８を密着させて位置決めした。超音波溶接は、各電極のセルリード８ごとに行った（Ｓ３２）。超音波溶接機の発振周波数は４０ｋＨｚとした。溶接ホーンは鉄製であり、同じ材料からなる超音波溶接用チップ２０はホーンの先端に一体的に設けられている。超音波溶接用チップ２０の表面には、２．０×１．５ｍｍの領域に、０．２ｍｍピッチの千鳥格子状の凹凸パターン（ナール）を設けた。山の高さと谷底の差は０．２ｍｍである。溶接のモードは、溶接中にセルリード８に供給するエネルギーを制御するモードとし、溶接エネルギーの設定値を０．５〜１００Ｊの範囲とし、溶接時間を５０〜２０００ｍｓｅｃの範囲とした。超音波溶接用チップ２０が、エアー機構によりアルミニムからなるセルリード８の表面に降下した後、セルリード８の表面に食い込んで、セルリード８とパッド膜５の界面の間で振動することにより溶接が行われる。
【００７１】
溶接終了後、セルリード８を折り畳むようにして上下２段のセル６からなるユニット６ｕをベース容器２の中に収納した（Ｓ３３）。
【００７２】
次に、セル６が収納されたベース容器２を、液体の電解質７の中に浸漬させ、１時間真空脱泡した。ここで、電解質７の支持塩はスピロビピロリジニウムテトラフルオロボレートであり、非水溶媒としてプロピレンカーボネートとエチレンカーボネートの混合液を用いた（Ｓ３４）。続いて、大気圧に戻して、電解質７中からセル６が収納されたベース容器２を取り出した後に、窒素雰囲気下でリッド１０をシールリング９に当接し、長辺側の２点の仮溶接を行い、続いて長辺側と短辺側をこの順に連続して抵抗シーム溶接を行い気密に封止した（Ｓ３５）。このようにして本実施の形態の電気二重層キャパシタを作製した。なお、最後に作製した電気二重層キャパシタの電気特性検査を行う（Ｓ３６）。項目としては等価直列抵抗及び容量の測定であるがこれに限らない。
【実施例】
【００７３】
本実施の形態のユニット６ｕを用いて実施例１から実施例５の電気化学セル１を製造し、活物質６２層の厚さに対する容量及び内部抵抗を測定した。
【００７４】
（セルＡ〜セルＣについて）
まず、各実施例のユニット６ｕにおいて上下に組み合わされるセル６であって、活物質６２層の厚さが異なる３種類のセル６を用意する。具体的には、正極６ｂ及び負極６ｃの活物質６２層の厚さが３０μｍ、４０μｍ、又は５０μｍの３種類のセル６を用意する。ここで、各セル６における各部の寸法は表１のとおりである。
【００７５】
【表１】
0006705702.tif 000002
【００７６】
表１によれば、各セル６の活物質６２層及び基材６１の大きさは、１０ｍｍ×７ｍｍであって、セパレータ６ａの大きさは、活物質６２層及び基材６１よりも若干大きい１２ｍｍ×８ｍｍである。また、セルリード８の大きさは７ｍｍ×３ｍｍである。上述のとおり、セルリード８は基材６１と一体に形成されており、セルリード８は基材６１の短辺側から外側に向けて延出している。
【００７７】
そして、各セル６の寸法の相違点は活物質６２層の厚さのみである。ここで、表１によれば、セルＡのセル６の高さは３２０μｍ、セルＢのセル６の高さは３６０μｍ、セルＣのセル６の高さは４００μｍである。セルＡ〜セルＣの活物質６２層は、正極６ｂ及び負極６ｃの電極シート６０がそれぞれ２つ折りにされることで合計４層設けられている。したがって、各セル６の高さの違いは、活物質６２層の厚さ４層分の高さの違いとなる。
【００７８】
（各実施例について）
次に、これらのセル６から２つのセル６を組み合わせて活物質６２の体積の異なる複数のユニット６ｕを形成した。各実施例において、ベース容器２に収納されるユニット６ｕの形状は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すとおりである。ここで、各実施例のユニット６ｕが収納されるベース容器２のサイズは共通とし、その内部の寸法を長さ８．４ｍｍ×幅６．４ｍｍ×深さ０．９２ｍｍとした。そして、上述した３種類のセル６を組み合わせて５種類のユニット６ｕを形成し、それぞれベース容器２に収納して、電気化学セル１を製造した。
各実施例のユニット６ｕを構成するセル６の組み合わせ、並びに、ユニット６ｕの高さ、活物質６２層の体積、セル６の容量、及び内部抵抗については、表２のとおりである。
【００７９】
【表２】
0006705702.tif 000003
【００８０】
表２に示すように、実施例１は２つのセルＡの組み合わせであり、実施例２はセルＡとセルＢとの組み合わせであり、実施例３は２つのセルＢの組み合わせであり、実施例４はセルＢとセルＣとの組み合わせであり、実施例５は２つのセルＣの組み合わせである。
なお、各実施例では、電極シート６０及びセパレータ６ａを２回折りにして形成したセル６を上下２段に重ねていることから、正極６ｂ及び負極６ｃの電極シート６０は計８層、セパレータ６ａも８層重ねられた状態となっている。また、セルリード８は、正極６ｂ及び負極６ｃにおいてそれぞれ４層ずつ重ねられた状態となっている。したがって、ユニット６ｕの高さの違いは、活物質６２層の厚さ８層分の厚さの違いとなる。
【００８１】
そして、ユニット６ｕの高さを算出すると、ベース容器２の深さ０．９２ｍｍ以内である０．７２〜０．８８ｍｍの範囲であった。
また、活物質６２層の表面積及びその厚さを基に活物質６２層の体積を算出すると、８．４〜１４．０ｍｍ３の範囲であった。各実施例においては、活物質６２層が厚くなるにつれて、活物質６２層の体積も増加する。
【００８２】
ここで、各実施例の電気化学セル１の容量を測定した結果、９１〜１４１ｍＦの範囲であった。活物質６２層の体積と容量とは比例の関係があるが、表２では活物質６２層の厚さが増加するにつれ、すなわち、活物質６２層の体積が増加するにつれて容量が増加しており、両者は比例の関係にあることが認められる。
また、各実施例の電気化学セル１の内部抵抗を測定した結果、３５９〜４１４ｍΩの範囲であった。ここで、セル６の内部抵抗は、正極６ｂ及び負極６ｃの活物質６２同士が対向する部分の面積と反比例関係にあるが、対向する部分の面積が等しい場合、内部抵抗値は一定となる。そして、各実施例の内部抵抗の平均値を求めると３９１ｍΩであり、平均値からの誤差（％）を算出すると−８〜６％の範囲であった。したがって、各実施例の内部抵抗の値は平均値から１０％の範囲に収まっており、これを誤差とみなせば、内部抵抗値はセル６の組み合わせを変えても一定であるといえる。
【００８３】
以上、各実施例に示したように、活物質６２層の厚さの等しい又は異なるセル６を２つ組み合わせたユニット６ｕにより、内部抵抗がほぼ同じでありながら容量の異なる電気化学セル１を容易に製造することができる。そして、複数種類のセル６の仕様が予め既知であれば、搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた特性を有する電気化学セル１を効率よく製造することができる。
【００８４】
（変形例１）
第１の実施の形態の変形例１は、セル６を構成するセパレータ６ａの枚数を減らしてユニット６ｕを製造したものである。以下、第１の実施の形態との相違点を説明する。
【００８５】
変形例１のセル６が形成される工程を説明する。まず、上から電極シート６０、セパレータ６ａ、電極シート６０の順にセル６の各要素を重ねる（図５（Ａ）に示す最下層のセパレータ６ａが除かれた状態となる）。次に、負極６ｃが内側となるように、かつ対向する正極セルリード８ｂ同士、及び対向する負極セルリード８ｃ同士が重なるようにセル６を折り畳む。そして、２つ折りのセル６が完成する。なおこの時、セル６の上下面には正極６ｂの電極シート６０が露出している。
【００８６】
なお、変形例１においても、活物質６２層の厚さが異なる複数種類のセル６が用意されている。そして、いずれのセル６も上下面に正極６ｂの電極シート６０が露出するように折り畳まれている。
【００８７】
次に、同じ種類又は異なる種類のセル６を２つ重ねてユニット６ｕを形成する。
図１０は、活物質６２層の厚さが異なる種類のセル６を重ねた例である。補足すると、図１０のユニット６ｕでは、上段のセル６の活物質６２層が下段のセル６の活物質６２層よりも厚く形成されており、異なる容量のセル６が組み合わされている（図１１参照）。
【００８８】
上述とおり、いずれのセル６も上下面には正極６ｂの電極シート６０が露出している。すなわち、セル６は、他のセル６と接触する面には同じ極性の電極シート６０が露出するように折り畳まれているため、２つのセル６を直接重ねて組み合わせてもショートが生じない（図１１参照）。そして、２つのセル６を重ねた後、図１０に示すように、上段のセル６の上面から各セル６の折り曲げ部６５を経由して下段のセル６の下面に至るまでセパレータ６ａで覆うことによりユニット６ｕが完成する。
【００８９】
また、各セル６から延出しているセルリード８については、第１の実施の形態と同様に、同じ極性のセルリード８毎にまとめられ、ユニット６ｕがベース容器２に収納された際に、セル６の底部に配置されるように折り返されている（図１０参照）。なお、正極６ｂについては上段のセル６と下段のセル６とが接触することにより導通可能であるため、上段のセル６の正極セルリード８ｂについては、必ずしも設ける必要はない。この場合、２つのセル６を導電性接着剤で接合させることで、正極６ｂの導通は確実となる。
【００９０】
以上、変形例１のユニット６ｕでは、重ねられた２つのセル６の間にセパレータ６ａが存在しない。第１の実施の形態と詳しく対比すると、第１の実施の形態のユニット６ｕの場合、各セル６に２枚あるセパレータ６ａが二つ折りにされることで４層となり、さらに、セル６が２段に重ねられている。したがって、図７の断面図で示すように、セパレータ６ａの層は合計８層となる。一方、変形例１のユニット６ｕの場合、各セル６に１枚あるセパレータ６ａが二つ折りにされることで２層となり、さらに、セル６が２段に重ねられた後に外周面を１枚のセパレータ６ａで包まれている。したがって、図１１の断面図で示すように、セパレータ６ａの層は合計６層となる。
【００９１】
このように、変形例１のユニット６ｕは、第１の実施の形態のユニット６ｕと比して、セパレータ６ａの厚さ２層分の高さが抑えられる。つまり、セル６を構成するセパレータ６ａの枚数を減らすことにより、ユニット６ｕの高さを低く抑えることができる。変形例１のユニット６ｕの構成を前出の実施例に適用した場合、各ユニット６ｕの高さを６０μｍ低くすることができる。
【００９２】
そして、ユニット６ｕの高さを低くできれば、ベース容器２の高さをさらに低くすることが可能となる。また、変形例１においてベース容器２の大きさを変えない場合、ユニット６ｕの高さが低く抑えられた分、活物質６２層の厚さを増やすことが可能となる。すなわち、変形例１は、最小限のセパレータ６ａの枚数でユニット６ｕを製造することができるため、限られた容積のベース容器２において、さらなる高容量化を図ることができる。また、片側の電極においては、セル６同士が直接接することで導通を確保することができるため、更なる低抵抗化を図ることができる。
【００９３】
（変形例２）
第１の実施の形態の変形例２は、電極シート６０及びセパレータ６ａの折り畳み回数の異なるセル６により、ユニット６ｕを形成したものである。以下、第１の実施の形態との相違点を説明する。
変形例２のユニット６ｕの断面図を図１２に示す。図１２のユニット６ｕは、上段のセル６が４つ折りで形成されており、下段のセル６が２つ折りで形成されている。
【００９４】
上段のセル６が折り畳まれる工程を説明する。
図１３（Ａ）〜（Ｄ）は変形例２の上段のセル６の折り畳み方法を説明する図である。また、図１４は、変形例２の上段のセル６の断面図（図１３のＣ−Ｃ断面図）である。まず、図１３（Ａ）に示すように、上から電極シート６０、セパレータ６ａ、電極シート６０、セパレータ６ａの順にセル６の各要素を重ねる。そして、図１３（Ｂ）に示すように、対向する正極セルリード８ｂ同士、及び対向する負極セルリード８ｃ同士が重なるようにセル６を折り畳む。この時、各セルリード８と対向する辺にセル６に折り目である折り曲げ部６５が形成される。なお、各電極シート６０に２つずつ延びるセルリード８は、それぞれ対向する位置に形成されているため、折り畳む場合の位置合わせが容易とされている。
【００９５】
さらに、図１３（Ｃ）に示すように、最初にセル６を折り畳んだ際に形成された折り曲げ部６５がセルリード８の付け根付近に位置するように、もう１度折り畳むことで、各セルリード８と対向する辺にさらに折り曲げ部６５が形成される。
以上、変形例２では、電極シート６０とセパレータ６ａとが重ねられた状態で、セルリード８が延びる方向（図の左右方向）に２回折り畳まれることにより、図１３（Ｄ）及び図１４に示すセル６が完成する。図１４は、完成したセル６の拡大断面図である。セル６は、２つの折り曲げ部６５を有するとともに、正極６ｂ側の電極シート６０と負極６ｃ側の電極シート６０がセパレータ６ａを介して上下方向に複数の層を成している。
【００９６】
なお、下段のセル６の折り畳み方法については、図５に示すとおりであり、説明を省略する。
また、各セル６から延出しているセルリード８については、本実施の形態と同様に、同じ極性のセルリード８毎にまとめられ、ユニット６ｕがベース容器２に収納された際に、セル６の底部に配置されるように折り返されている（図１２参照）。
以上、変形例２では活物質６２層の厚さを変えずに活物質６２（電極シート６０）の面積を拡大することにより、ユニット６ｕを構成するセル６の容量を変えることが可能である。そして変形例２は、本実施の形態と同様の作用効果を奏するものである。
【００９７】
（変形例３）
第１の実施の形態の変形例３は、電極シート６０及びセパレータ６ａの折り畳み方法について、変形例２とは異なる方法を採用したものである。以下、第１の実施の形態及び変形例２との相違点を説明する。
変形例３のユニット６ｕは、上段のセル６が４つ折りで形成されており、下段のセル６が２つ折りで形成されている。
【００９８】
上段のセル６が折り畳まれる工程を説明する。
図１５（Ａ）〜（Ｄ）は変形例３の上段のセル６の折り畳み方法を説明する図である。また、図１６は、変形例３の上段のセル６の断面図（図１５のＤ−Ｄ断面図）である。まず、図１５（Ａ）に示すように、上から電極シート６０、セパレータ６ａ、電極シート６０、セパレータ６ａの順にセル６の各要素を重ねる。そして、図１５（Ｂ）に示すように、対向する正極セルリード８ｂ同士、及び対向する負極セルリード８ｃ同士が重なるようにセル６を折り畳む。この時、各セルリード８と対向する辺にセル６に折り目である折り曲げ部６５が形成される。なお、各電極シート６０に２つずつ延びるセルリード８は、それぞれ対向する位置に形成されているため、折り畳む場合の位置合わせが容易とされている。
【００９９】
さらに、図１５（Ｃ）に示すように、最初にセル６を折り畳んだ際に形成された折り曲げ部６５に隣接する２辺が合わさるようにさらに折り畳むことで、各セルリード８に隣接する１辺にさらに折り曲げ部６５が形成される。
【０１００】
以上、変形例３では、電極シート６０とセパレータ６ａとが重ねられた状態で、セルリード８が延びる方向（図の左右方向）に１回、セルリード８が延びる方向と直交する方向（図の前後方向）に１回、折り畳まれることにより、図１５（Ｄ）及び図１６に示すセル６が完成する。図１６は、完成したセル６の拡大断面図である。セル６は、２つの折り曲げ部６５と直交する方向にさらにもう１つの折り曲げ部６５を有するとともに、正極６ｂ側の電極シート６０と負極６ｃ側の電極シート６０がセパレータ６ａを介して上下方向に複数の層を成している。
【０１０１】
なお、下段のセル６の折り畳み方法については、図５に示すとおりであり、説明を省略する。
また、各セル６から延出しているセルリード８については、本実施の形態と同様に、同じ極性のセルリード８毎にまとめられ、ユニット６ｕがベース容器２に収納された際に、セル６の底部に配置されるように折り返されている（図１２参照）。
以上、変形例３では活物質６２層の厚さを変えずに活物質６２（電極シート６０）の面積を拡大することにより、ユニット６ｕを構成するセル６の容量を変えることが可能である。そして変形例３は、本実施の形態と同様の作用効果を奏するものである。
【０１０２】
（変形例４）
第１の実施の形態の変形例４は、電極シート６０及びセパレータ６ａの折り畳み方法について、変形例２及び変形例３とは異なる方法を採用したものである。以下、第１の実施の形態、変形例２及び変形例３との相違点を説明する。
変形例４のユニット６ｕは、上段のセル６が蛇腹折りで形成されており、下段のセル６が２つ折りで形成されている。
【０１０３】
上段のセル６が折り畳まれる工程を説明する。
図１７（Ａ）〜（Ｄ）は変形例４の上段のセル６の折り畳み方法を説明する図である。また、図１８は、変形例４の上段のセル６の断面図（図１７のＥ−Ｅ断面図）である。まず、図１７（Ａ）に示すように、上から電極シート６０、セパレータ６ａ、電極シート６０、セパレータ６ａの順にセル６の各要素を重ねる。そして、図１７（Ｂ）に示すように、電極シート６０のセルリード８方向（左右方向）の長さが４分の１となるように左右交互に折り畳むことで、３つの折り曲げ部６５が形成される。
【０１０４】
以上、変形例４では、電極シート６０とセパレータ６ａとが重ねられた状態で、セルリード８が延びる方向（図の左右方向）に交互に折り畳まれることにより、図１４（Ｃ）及び図１８に示すセル６が完成する。図１８は、完成したセル６の拡大断面図である。セル６は、セルリード８のある左辺に１つの折り曲げ部６５と、セルリード８と対向する右辺に２つの折り曲げ部６５を有するとともに、正極６ｂ側の電極シート６０と負極６ｃ側の電極シート６０がセパレータ６ａを介して上下方向に複数の層を成している。
【０１０５】
なお、下段のセル６の折り畳み方法については、図５に示すとおりであり、説明を省略する。
また、各セル６から延出しているセルリード８については、本実施の形態と同様に、同じ極性のセルリード８毎にまとめられ、ユニット６ｕがベース容器２に収納された際に、セル６の底部に配置されるように折り返されている（図１２参照）。
以上、変形例４では活物質６２層の厚さを変えずに活物質６２（電極シート６０）の面積を拡大することにより、ユニット６ｕを構成するセル６の容量を変えることが可能である。そして変形例４は、本実施の形態と同様の作用効果を奏するものである。
【０１０６】
（まとめ）
第１の実施の形態の電気化学セル１について、特徴点と作用効果をまとめると以下のとおりとなる。
【０１０７】
（１）特徴点１
本実施の形態の電気化学セル１は、活物質６２層の厚さが異なる複数種類のセル６を予め用意し、同じ種類又は異なる種類のセル６を組み合わせたユニット６ｕにより製造される。
【０１０８】
従来、搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた電気化学セル１を製造する際、電極シート６０が巻回式の場合、又は積層式の場合に限らず、多種多様な特性に応じた電極シートを一から設計する必要があった。これに対して、予め用意される複数種類のセル６について、容量や内部抵抗値などが既知であれば、これらのセル６を組み合わせることで搭載機器の要求する容量、抵抗などの仕様に応じた電気化学セル１を容易かつ効率的に製造することができる。
【０１０９】
なお、本実施の形態では、同じ種類又は異なる種類のセル６を２段に重ねることにより、ユニット６ｕを形成したが、これに限らない。すなわち、３段以上のセル６を重ねることによりユニット６ｕを形成してもよい。
また、セル６を組み合わせてユニット６ｕを形成する場合、本実施の形態ではセル６を上下２段に重ねていたが、これに限らない。例えば、ベース容器２の内部にセル６を横方向に並べてユニット６ｕを形成してもよい。
さらに、上述した各変形例を組み合わせてユニット６ｕを形成してもよい。
【０１１０】
なお、電極シート６０とセパレータ６ａの折り畳み回数でセル６の容量を調節する場合、折り畳みの方法は、変形例２から変形例４にて説明した方法に限らない。各電極シート６０毎に対向するセルリード８同士が重なるように折り畳まれていれば、折り畳み方は自由である。
例えば、電極シート６０とセパレータ６ａとが重ねられたセル６をセルリード８が延びる方向（左右方向）に３回以上折り畳んでもよい。また例えば、セルリード８が延びる方向（左右方向）とセルリード８が延びる方向と直交する方向（前後方向）とで交互に折り畳んでもよい。
【０１１１】
（２）特徴点２
本実施の形態の電気化学セル１は、セパレータ６ａを介して２枚の電極シート６０を重ねて折り畳んでセル６を形成することを特徴としている。ここで、従来のセル６の形成方法には以下の問題点があった。
【０１１２】
従来技術である電極シート６０及びセパレータ６ａを巻回することによりセル６を形成する場合（図１９参照）、重ねられた電極シート６０及びセパレータ６ａに巻き芯６８を当てて巻回した後、巻き芯６８を引き抜いてセル６を形成する。そのため、セル６の中心部分に空間が生じることになる。なお、巻き芯６８の厚さを薄くすることで、空間の容積を減少させることも可能であるが、巻き芯６８が変形する程度まで薄くすると巻回作業に支障を生ずる。したがって、巻き芯６８による空間の軽減には限界がある。また、巻回した後にセル６に上から圧力を加え、セル６内部の空間を潰してからベース容器内に収納することもあるが、セル６を潰した際の高さにはばらつきが多い。さらに、セル６に上から圧力を加えても、セル６の中央部分のみ潰れて周囲の高さは殆ど変化せず、ベース容器２に収納されるセル６の高さは殆ど減少しない。以上、内部に空間を有する結果、ベース容器２に収納される電極シート６０（活物質６２）の量が減少することになる。
【０１１３】
また、従来技術である電極シート６０及びセパレータ６ａを積層することによりセル６を形成する場合（図２０参照）、電極シート６０はベース容器２のベース壁部２ｂやシールリング９に接触しないように、その面積はセパレータ６ａの面積よりも小さくする必要がある。そのため、電極シート６０は、ベース容器２の内部において周囲に空間を必要とする。また、電極シート６０を積層した場合、各電極シート６０から延びるセルリード８も積層されるため、ベース容器２にセル６を収納した際にセル６の下面に複数層のセルリード８が存在することになる。したがって、積層される電極シート６０が増すほど、収納可能なセル６の高さは減少する。以上、より多くの電極シート６０を積層するほど、ベース容器２に収納される電極シート６０（活物質６２）の量が減少することになる。
【０１１４】
一方、積層の場合は、セルリード８を折り曲げてベース容器２に収納させずに、図２１に示すように、セルリード８をセル６から側方に延出させたままパッド膜５に溶接することもできる。この場合、セル６の下面にセルリード８が無い分、セル６の高さを高くすることができるが、セルリード８が延出する側方部分のセル６の幅を狭くする必要がある。すなわち、セルリード８を側方に収納する分、セル６の容積を小さくする必要がある。したがって、セル６がセルリード８を折り曲げた状態でベース容器２に収納される場合、セルリード８が延出された状態のままベース容器２に収納される場合よりも、ベース容器２に収納される電極シート６０（活物質６２）の量が減少することになる。
【０１１５】
以上のように、従来技術はその構造上、ベース容器２に収納される電極シート６０の量に制約があった。これに対して本実施の形態では、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ユニット６ｕを構成する各セル６の中心部分には空間が生じていない。また、折り畳まれて重ねられた電極シート６０の中間層においては、セル６の側端部である折り曲げ部６５にも電極シート６０が連続して存在し、かつベース壁部２ｂ側にはセパレータ６ａが存在する。したがって、本実施の形態は、折り曲げ部６５により、電極シート６０がベース壁部２ｂに接しないようにするための空間を設ける必要がない。さらに各電極のセルリード８は２層、ユニット６ｕ全体でも４層で済むため、積層する場合のように複数層に重ねられたセルリード８を収納するためにセル６を小さくする必要が無い。
【０１１６】
以上、本実施の形態によれば、電子基板に実装される小型の電気化学セル１において、ベース容器２の内部を可能な限り有効に利用する、詳しくは、ベース容器２の内部により多くの発電要素（活物質６２）を収納することができる。そして、より多くの発電要素（活物質６２）を収納することで、小型でありながら、セル容量が大きく、内部抵抗の少ない電気化学セル１を製造することができる。
【０１１７】
（３）特徴点３
本実施の形態の電気化学セル１は、正極６ｂ及び負極６ｃの各電極シート６０において、対向する２つの辺からセルリード８が延出していることを特徴とする。すなわち、各電極シート６０に２本ずつ延びるセルリード８は、それぞれ対向する位置に形成されているため、折り畳む場合の位置合わせが容易となる。
【０１１８】
また、セルリード８は、セル６とパッド膜５を電気的に接続する配線として機能するが、その断面積が小さいほど電気的な抵抗が大きくなる。ここで、図２２に示すように、従来技術の巻回式により形成されたセル６において、セルリード８をセル６の中心から延出させた場合、１の電極シート６０につきセルリード８は１本である。これに対して、本実施の形態のセル６では、１の電極シート６０につき２本のセルリード８を有するため、１のセル６につきセルリード８が２層になる分、電気抵抗を低減することができる。
【０１１９】
（４）特徴点４
本実施の形態は、セルリード８は電極シート６０の延長部分であることを特徴としている。具体的には、電極シート６０の基材６１の延長部分がセルリード８として形成されている。ここで、別体のセルリード８を電極シート６０に固定する場合には以下の問題点がある。
【０１２０】
図２３（Ａ）は本実施の形態の電極シート６０（正極６ｂ側）とセルリード８の構造である。これに対して、図２３（Ｂ）及び（Ｃ）は、電極シート６０の基材６１の左右両端にセルリード８を溶接により固定したものである。ここで、図２３（Ｂ）及び（Ｃ）のいずれの場合においても、基材６１におけるセルリード８を固定する部分には活物質６２を固着させることができない。したがって、基材６１に別体のセルリード８を固定する場合、セルリード８を固定するために活物質６２の量が減少するという問題がある。
【０１２１】
また、基材６１に別体のセルリード８を固定する場合、セルリード８の厚さが活物質６２の厚さ以上になると、電極シート６０及びセパレータ６ａを折り畳んだ場合に、セル６におけるセルリード８の固定部付近が周囲よりも高くなる。すなわち、セル６はセルリード８の固定部付近が盛り上がるような形状となるため、セル６をベース容器２の内部に隙間なく収納することができないという問題がある。
【０１２２】
これに対して、本実施の形態によれば、セルリード８と基材６１とが一体に形成されているため、セルリード８を固定するために活物質６２の固着量を減らす必要が無く、ベース容器２の内部により多くの発電要素（活物質６２）を収納することができる。また、セル６はセルリード８の固定部付近が盛り上がるような形状にはならないため、ベース容器２の内部により多くの発電要素（活物質６２）を収納することができる。以上、より多くの発電要素（活物質６２）を収納することで、小型でありながら、セル容量が大きく、内部抵抗の少ない電気化学セル１を製造することができる。
【０１２３】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について図２４（Ａ）及び（Ｂ）に基づいて説明する。本実施の形態の電気化学セル１は、セラミックスの平板のみからなるベース容器２と、凹状の形状からなる金属製のキャビティ型リッド１０ａを外装容器としたものであり、図２４（Ａ）は側面断面図を示している。外装容器の内部には、第１の実施の形態と同様に、上下２段のセル６からなるユニット６ｕと、一対のセルリード８と、電解質７とが収納され、セルリード８とベース容器２に形成されたパッド膜５とは溶接により接続されている。
【０１２４】
セラミックスの平板のみからなるベース容器２を採用することにより、セルリード８をパッド膜５に溶接する際、ユニット６ｕの取り回しが容易となる。具体的に、第１の実施の形態の凹状のベース容器２の場合、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ベース壁部２ｂがあるためにユニット６ｕをベース容器２の外に寄せられず、超音波溶接用チップ２０の移動スペースが限られる。一方、本実施の形態によれば、ベース容器２にベース壁部２ｂが存在しないため、ユニット６ｕをベース容器２の外に寄せることができ、超音波溶接用チップ２０の移動スペースを広くすることができる。これにより、溶接時の作業性が向上する。また、セルリード８の長さを短くすることができるため、内部抵抗を低減することができる。
【０１２５】
図２４（Ａ）に示すように、キャビティ型リッド１０ａは、ユニット６ｕ等を覆うように、その開口部をベース容器２の周囲に設けられたシールリング９に当接させて溶接されている。この溶接には、レーザーによるシーム溶接が好ましい。また、シーム溶接を行う際は、図２４（Ａ）の矢印方向から走査照射される。ローラー電極を用いた抵抗シーム溶接では、ローラー電極がキャビティ型リッド１０ａの段差に接触しやすく、ローラー電極を接合部に適切に当接させることが難しくなる。
【０１２６】
キャビティ型リッド１０ａでは、キャビティ型リッド１０ａの底面部（図中では上端部）に小孔を設けている。これは、ベース容器２とキャビティ型リッド１０ａを溶接した後に、電解質７をこの小孔から充填し、その後に封止栓１０ｂを用いて気密に封止できるように意図されたものである。これにより、シールリング９とキャビティ型リッド１０ａの接合面との間に電解質７が存在することによる、封止作業の能率低下を防ぐことができる。ベース容器２の内面に形成されるパッド膜５の材料やその厚みの範囲、ビア配線３の構造やその個数、セルリード８とパッド膜５との接合手段は、前述と同様であるので記載を省略する。
【０１２７】
図２４（Ｂ）に示す電気化学セル１は、図２４（Ａ）と同様の構成であるが、平板状のベース容器２の周囲に配置されるシールリング９が、ベース容器２に設けられたステップにはめ込まれていて、シールリング９とベース底面２ｃとの高さの差が十分に小さく抑えられている。これにより、キャビティ型リッド１０ａを逆さまにした状態で電解質７を充填した後に、ユニット６ｕをキャビティ型リッド１０ａの中に配置しても、キャビティ型リッド１０ａから溢れ出る電解質の量を少なくできる。したがって、図２４（Ｂ）の構成にすることによって、電解質７が充填された状態でもベース容器２とキャビティ型リッド１０ａとの溶接を容易に行うことが出来る。そのため、図２４（Ａ）に示したようなキャビティ型リッド１０ａの小孔は不要で、封止栓１０ｂによる封止工程も省略できる。
【０１２８】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態について図２５並びに図２６（Ａ）から（Ｄ）を用いて説明する。図２５に、本実施の形態で用いるベース容器２の斜視図を示した。本実施の形態では、ベース容器２が、セラミックス製の平板と、平板に接合された金属製の筒状の金属側壁１２から構成されており、これによって凹状の容器を成している。ベース容器２のベース底面２ｃには、ベース壁部２ｂを直接貫通するビア配線３が設けられ、その上にパッド膜５が一対配置されている。金属製の金属側壁１２は、熱膨張率がベース容器２とマッチングするように選択され、平板にロウ材で接合されている。一方、反対側の開口部は、リッド１０の接合面を形成している。本実施の形態では、リッド１０を封止するためのシールリング９は不要であり、金属側壁１２それ自体がシールリング９の役割も果たしている。そのため、少なくともリッド１０と接合する面には、ニッケルと金のメッキ膜が施されており、リッド１０は、メッキ面に当接されて、抵抗シーム溶接やレーザーシーム溶接を用いて接合が可能なように構成されている。
【０１２９】
図２６（Ａ）及び（Ｂ）に平板状のベース容器２を用いた電気化学セル１の断面図を示す。各セル６に接続する一対のセルリード８が溶接手段でパッド膜５に接続され、ビア配線３によって、接続端子４に接続されている。外装容器内には、電解質７が充填されて、リッド１０により気密に封止されている。パッド膜の材質やその厚みは前述と同様である。金属側壁１２は、金属製であるので、様々な形状に加工することが可能である。またその形状は、角、トラック形状、楕円、円等の選択が可能である。特に、規格品の中空パイプを任意の長さで切断して用いると、電気化学セル１の高さがユニット６ｕの高さに合わせて自由に決定することができる上、製造コストの低減を図ることができる。
【０１３０】
図２６（Ｃ）及び（Ｄ）に示す電気化学セル１では、図２６（Ａ）及び（Ｂ）と同様に金属製の金属側壁１２を用いているが、パッド膜５は正極側にのみに限った例である。正極セルリード８ｂはパッド膜５に超音波溶接で接続される一方で、負極セルリード８ｃは、金属製の金属側壁１２の内側に溶接で接続されている。更に、負極６ｃに対応する接続端子４は、金属側壁と電気的に接続するように構成されている。これにより、金属側壁１２が金属製で、かつ電流の流れる経路が大きいので、負極側の配線抵抗値は低く抑えられる。したがって、本実施の形態の電気化学セル１も大電流放電が可能となる。
【０１３１】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態について図２７（Ａ）及び（Ｂ）を用いて説明する。図２７（Ａ）は、電気化学セル１の断面を示すもので、セラミックスからなる凹状のベース容器２のベース底面２ｃには、前述と同様にアルミニウム膜からなるパッド膜５が設けられ、ビア配線３によって接続端子４に接続された構成をなす。本実施の形態では、ビア配線３及びパッド膜５は正極側にだけ設けられている。そして、各セル６に接続する一対のセルリード８のうち、正極セルリード８ｂがパッド膜５に超音波溶接で接続されて、十分に低い接続抵抗値を実現している。
【０１３２】
一方、負極セルリード８ｃはリッド１０の内面側に接続された構造を有している。負極セルリード８ｃの材質がそれぞれアルミニウム、銅、またはニッケルの薄板や箔からなる場合であっても、金属製のリッド１０に超音波溶接、レーザースポット溶接、抵抗スポット溶接、アーク溶接などの周知の溶接法で接続することが可能である。したがって、負極側も接続抵抗値を十分低く抑えることが可能である。
【０１３３】
負極側の接続端子４はベース下面２ｄからベース側面２ｅに沿ってシールリング９に延設されており、リッド１０と電気的に接続される。延設される部分を延設部４ｂとした。延設部４ｂの導体の長さ、幅と厚みを調整することによって延設部４ｂの直流抵抗値を低く抑えることができるので、負極側の配線抵抗値を大きく増大させることなく構成できる。
【０１３４】
外装容器内には電解質７が充填され、リッド１０がシールリング９に溶接されて気密容器をなす。リチウムイオン二次電池では負極の集電体材料として銅箔、セルリードとしてはニッケルの薄板が慣用されるが、本実施の形態を適用することが可能である。したがって、高い気密特性を持つ高信頼の小型、薄型のリチウムイオン二次電池を製造することが出来る。
【０１３５】
なお、延設部４ｂは本実施の形態では容器の外側に設けた。リッド１０と接続端子４の接続はこれに限ることなく、シールリング９の下部に孔を設けて、内面に導体材料を形成して接続端子４に接続する構造とすることも容易である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  電気化学セル                      ２  ベース容器
２ａ  ベース底部                      ２ｂ  ベース壁部
２ｃ  ベース底面                      ２ｄ  ベース下面
２ｅ  ベース側面                      ３  ビア配線
４  接続端子                          ４ｂ  延設部
５  パッド膜                          ５ａ  溶接部分
６  セル                              ６ａ  セパレータ
６ｂ  正極                            ６ｃ  負極
６ｕ  ユニット
７  電解質                            ８  セルリード
８ａ  溶接領域                        ８ｂ  正極セルリード
８ｃ  負極セルリード                  ９  シールリング
１０  リッド                          １０ａ  キャビティ型リッド
１０ｂ  封止栓                        １２  金属側壁
２０  超音波溶接用チップ              ２０ａ  チップ先端
６０  電極シート                      ６１  基材
６２  活物質                          ６５  折り曲げ部
６８  巻き芯
【図１】
0006705702.tif 000004
【図２】
0006705702.tif 000005
【図３】
0006705702.tif 000006
【図４】
0006705702.tif 000007
【図５】
0006705702.tif 000008
【図６】
0006705702.tif 000009
【図７】
0006705702.tif 000010
【図８】
0006705702.tif 000011
【図９】
0006705702.tif 000012
【図１０】
0006705702.tif 000013
【図１１】
0006705702.tif 000014
【図１２】
0006705702.tif 000015
【図１３】
0006705702.tif 000016
【図１４】
0006705702.tif 000017
【図１５】
0006705702.tif 000018
【図１６】
0006705702.tif 000019
【図１７】
0006705702.tif 000020
【図１８】
0006705702.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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