(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電要素が収容される凹部を上面に有する基体と、前記凹部の底面に配置された導電層と、前記導電層に電気的に接続され、前記基体の上面に導出された第一の電極と、上面側が第二の電極とされて下面側の導電部と電気的に接続されているとともに、前記凹部を塞ぐようにして前記基体の上面に接合される金属から成る蓋体とを具備することを特徴とする容器。
【請求項２】
前記第一の電極の前記導出部の表面は、前記第二の電極の表面と略同一平面となるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の容器。
【請求項３】
前記第一の電極の前記導出部は、前記基体上面の前記凹部の開口部に並設された凸部の上面に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の容器。
【請求項４】
前記第一の電極は、上端が前記凹部の底面に達するように前記基体の内部に配された貫通導体を介して前記導電層に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の容器。
【請求項５】
前記第一の電極は、前記貫通導体との接続部が前記凹部底面と前記基体下面との間の前記基体内部に配設されていることを特徴とする請求項４記載の容器。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の容器と、前記蓄電要素として前記凹部に収容され、前記導電層および前記蓋体の前記導電部に電気的に接続されている正電極および負電極、これら電極の間に介在するセパレータ、および電解質を具備し、前記蓋体が前記凹部の開口を塞ぐようにして前記基体の上面に接合された電池。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の容器と、前記蓄電要素として前記凹部に収容され、前記導電層および前記蓋体の前記導電部に電気的に接続されている第一および第二の分極性電極、これら分極性電極の間に介在するセパレータ、および電解質を具備し、前記蓋体が前記凹部の開口を塞ぐようにして前記基体の上面に接合された電気二重層キャパシタ。
【請求項８】
電源回路配線を有した配線基板と、該配線基板上に実装される請求項６記載の電池とを備え、前記容器上面の第一の電極と、前記蓋体上面の第二の電極とを前記配線基板に対向させて、前記電源回路配線に導電性接合材を介して接続したことを特徴とする電子装置。
【請求項９】
電源回路配線を有した配線基板と、該配線基板上に実装される請求項７記載の電気二重層キャパシタとを備え、前記容器上面の第一の電極と、前記蓋体上面の第二の電極とを前記配線基板に対向させて、前記電源回路配線に導電性接合材を介して接続したことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式電池または電気二重層キャパシタ等に使用される容器、電池または電気二重層キャパシタ、および電子装置に関し、より詳しくは携帯電話等の電子機器に用いられる電池、または半導体メモリーのバックアップ電源、電子機器の予備電源等に用いられる電気二重層キャパシタと、それらに用いられる容器、これらを実装した電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図８に示すような、正電極Ｂ−１，負電極Ｂ−２，セパレータＢ−３および電解液Ｂ−４から成る電池用の蓄電要素、または一組の分極性電極Ｂ−１，Ｂ−２，セパレータＢ−３および電解液Ｂ−４から成る電気二重層キャパシタ用の蓄電要素を絶縁性の基体に収容した薄型の電池Ｆまたは電気二重層キャパシタＦが提案されている。
【０００３】
この従来の電池Ｆまたは電気二重層キャパシタＦは、メタライズ層12ｂが凹部の底面に形成されたアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体等から成るセラミック基体11と、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属から成る蓋体14とで基本的に構成される容器内に、電解液Ｂ−４が含浸されたセパレータＢ−３を正電極Ｂ−１または第一の分極性電極Ｂ−１と負電極Ｂ−２または第二の分極性電極Ｂ−２との間に挟んだ状態でメタライズ層12ｂと蓋体14との間に配置した密閉型構造とされている。メタライズ層12ｂおよび蓋体14における充放電はセラミック基体11の下面に形成された第一、および第二の電極Ｃ，Ｄを介して行われる（例えば、下記の特許文献参照）。
【特許文献１】特開2004−227959号公報（第４−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の電池Ｆまたは電気二重層キャパシタＦは、正電極Ｂ−１または第一の分極性電極Ｂ−１から第二の電極Ｄへのメタライズ層の引き回し、および負電極Ｂ−２または第二の分極性電極Ｂ−２から第一の電極Ｃへのメタライズ層の引き回しによる２導電路をセラミック基体11内に形成する必要があり、セラミック基体11およびその生産工程が複雑になるという問題点を有していた。
【０００５】
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、生産性に優れた容器およびこれを用いた電気回路基板への平面実装が容易で高性能の電池，電気二重層キャパシタおよび電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の容器は、蓄電要素が収容される凹部を上面に有する基体と、前記凹部の底面に配置された導電層と、前記導電層に電気的に接続され、前記基体の上面に導出された第一の電極と、上面側が第二の電極とされて下面側の導電部と電気的に接続されているとともに、前記凹部を塞ぐようにして前記基体の上面に接合される金属から成る蓋体とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の容器において、好ましくは、前記第一の電極の前記導出部の表面は、前記第二の電極の表面と略同一平面となるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の容器において、好ましくは、前記第一の電極の前記導出部は、前記基体上面の前記凹部の開口部に並設された凸部の上面に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の容器において、好ましくは、前記第一の電極は、上端が前記凹部の底面に達するように前記基体の内部に配された貫通導体を介して前記導電層に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の容器において、好ましくは、前記第一の電極は、前記貫通導体との接続部が前記凹部底面と前記基体下面との間の前記基体内部に配設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電池は、上記本発明の容器と、前記蓄電要素として前記凹部に収容され、前記導電層および前記蓋体の前記導電部に電気的に接続されている正電極および負電極、これら電極の間に介在するセパレータ、および電解液を具備し、前記蓋体が前記凹部の開口を塞ぐようにして前記基体の上面に接合されたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電気二重層キャパシタは、上記本発明の容器と、前記蓄電要素として前記凹部に収容され、前記導電層および前記蓋体の前記導電部に電気的に接続されている第一の分極性電極および第二の分極性電極、これら分極性電極の間に介在するセパレータ、および電解質を具備し、前記蓋体が前記凹部の開口を塞ぐようにして前記基体の上面に接合されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子装置は、電源回路配線を有した配線基板と、この配線基板上に実装される上記本発明の電池とを備え、前記容器上面の第一の電極と、前記蓋体上面の第二の電極とを前記配線基板に対向させて、前記電源回路配線に導電性接合材を介して接続したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電子装置は、電源回路配線を有した配線基板と、この配線基板上に実装される上記本発明の電気二重層キャパシタとを備え、前記容器上面の第一の電極と、前記蓋体上面の第二の電極とを前記配線基板に対向させて、前記電源回路配線に導電性接合材を介して接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、蓋体の上面に第二の電極が配置され下面側の導電部と電気的に接続されていることから、基体には片側導電路としての第一の電極を形成すればよく、従来に比べて基体作製の作業工程を簡略化することができる。また、蓋体の導電部から第二の電極への配線の引き回しも蓋体の表裏を接続するだけなので、簡単に実現できる。その結果、容器を量産に適した構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の容器およびこれを用いた電池または電気二重層キャパシタならびに電子装置について以下に詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の容器の実施の形態の一例を示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の容器の平面図、図１（ｃ）は容器の組立斜視図である。また、図２（ａ）は本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の容器の平面図、図２（ｃ）は容器の組立斜視図である。図３（ａ）は本発明の容器の実施の形態のさらに他の例を示す断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の容器の平面図である。さらに図４，図５，図６はそれぞれ本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図または斜視図である。図７は本発明の容器を用いた電池または電気二重層キャパシタを電気回路基板に実装した状態の断面図を示す。なお、図１（ｂ），図１（ｃ），図２（ｂ），図２（ｃ）および図３（ｂ）において、メタライズ層等の導電性部分を解りやすく示すためにハッチングを付した。したがって、これらのハッチング部分は断面を示すものではない。
【００１７】
図１〜図７に示す実施の形態において、１は絶縁体から成る基体、１ａは基体１の上面に形成された蓄電要素が収容される凹部、１ｂは凹部１ａの底面に位置するように形成された導電層（以下、第一の導電層という）、１ｃは凹部１ａの開口周辺部に形成された第二の導電層、２ｄは一端が第一の導電層１ｂに電気的に接続され他端が基体１上面に導出された第一の電極、２ｂは第一の電極２ｄの接続導体、２は基体１上面の凹部１ａの開口部に並設されるように、例えば、凹部１ａの開口より外方の基体１上面外周部に設けられた凸部、２ａは基体１上面に導出された第一の電極の導出部、３は蓋体、３ｂは蓋体３の下面側の導電部、３ａは蓋体３の上面側に設けられ、下面側の導電部３ｂと電気的に接続されている第二の電極、４は絶縁ペースト層、５は保護金属層、100は外部電気回路基板、101は外部電気回路基板100上の第一の電源回路配線、102は外部電気回路基板100上の第二の電源回路配線、Ｂ−１は正電極または第一の分極性電極、Ｂ−２は負電極または第二の分極性電極、Ｂ−３はセパレータ、Ｂ−４は電解液、Ａは本発明の容器、Ｂは本発明の電池または電気二重層キャパシタである。なお、それぞれの図において同一の部位を示す部位には同じ符号を付している。
【００１８】
まず、本発明の容器Ａについて以下に詳細に説明する。
【００１９】
本発明の容器Ａは、例えば図１に示されるように、電池要素または電気二重層キャパシタ要素等の蓄電要素が内部に収容される、側壁と底部とによって形成された凹部１ａを上面に有する基体１と、基体１の底部の凹部１ａに臨む底面に配置された第一の導電層１ｂと、凹部１ａの開口周囲に形成された第二の導電層１ｃと、一端が第一の導電層１ｂに電気的に接続され、他端が基体１の側壁上面に導出された導出部２ａから成る第一の電極２ｄと、上面側が第二の電極３ａとされて下面側の導電部３ｂと電気的に接続されているとともに、凹部１ａを塞ぐようにして第二の導電層１ｃを介して基体１の側壁上面に接合される蓋体３とを具備するものである。そして、第一の電極の導出部２ａと第二の電極とが容器Ａの上部に並べて配置される。
【００２０】
本発明の容器Ａは、図２（ａ），図２（ｂ），図２（ｃ）に示されるように、好ましくは、凹部１ａの開口部よりも外方の基体１の上面に、凹部１ａの開口部に並設された凸部２が設けられており、第一の電極２ｄの導出部２ａは、凸部２の上面に形成されているのがよい。そして、第一の電極２ａの導出部２ａと第二の電極３ａとは、略同一平面となるように配置されている。
【００２１】
このような基体１は、Ａｌ２Ｏ３質焼結体やムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックス、ガラス、液晶ポリマー、変形ポリアミド、ナイロン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂等の絶縁体から成り、例えば基体１がＡｌ２Ｏ３質焼結体から成る場合、以下のようにして作製される。すなわち、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤等を添加混合してスラリー状の絶縁ペーストと成す。この絶縁ペーストをドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートとも称す）と成し、所要の大きさに切断する。次に、その中から選ばれた複数のグリーンシートにおいて凹部１ａおよび凸部２を形成するために適当な打抜き加工を施す。以下、本実施の形態において、基体１がセラミックスから成るものを一例として説明する。セラミックスをその他の絶縁体で構成する場合も同じ構成で実施すればよい。
【００２２】
なお、基体１および凹部１ａ等の形状は図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるような直方体に限ることはなく、多角柱状または円柱状等の形状としてもよい。また基体１の外形も直方体に限ることはなく、多角柱状または円柱状等の形状としてもよい。
【００２３】
基体１は、セラミックスから成る場合、有機溶剤や酸等を含む電解液Ｂ−４に侵され難く、従って電解液Ｂ−４中に基体１から溶け出した不純物が混入して電解液Ｂ−４をほとんど劣化させることがない。このためセラミックスを用いた容器Ａは、電池性能を良好に維持することができるので好適である。また、基体１をＡｌＮ質焼結体から成るものとした場合には、基体１の熱伝導率が高くなり、作動時の熱を効率よく外部に放散させることができるので、電解液Ｂ−４が熱変性することがほとんど無く、信頼性の高い容器Ａとすることができる。電解液Ｂ−４に対して耐蝕性に優れる樹脂等の絶縁体で容器Ａを構成する場合も同様に信頼性の高いものとできる。
【００２４】
また、気密性に優れるとともに耐熱性に優れるセラミックス等から成る基体１によって電解液Ｂ−４が収容されているため、温度サイクル試験に曝された場合でも基体１および基体１と蓋体３との接合部に隙間が生じて電解液Ｂ−４が漏れることはない。また、基体１によって気密性が良好に維持されるので、電池性能を劣化させる水分や酸素等が外部から電解液Ｂ−４中に浸入するのを有効に抑制することができる。
【００２５】
そして、これらのグリーンシートの所定の部位にタングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ），マンガン（Ｍｎ）等の高融点金属粉末を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して第一の導電層１ｂと、第二の導電層１ｃと、第一の導電層１ｂおよび第一の電極２ｄの導出部２ａを電気的に接続する接続導体２ｂ等の第一の電極２ｄとなる金属ペーストを印刷塗布する。第二の導電層１ｃは、蓋体３と基体１とを金属ロウ材を介して接合する場合に形成される。したがって、第二の導電層１ｃと第一の電極２ｄの導出部２ａとは電気的に短絡しないように距離を空けて配置される。蓋体３と基体１とを樹脂接着剤等で接合する場合は、第二の導電層１ｃは省略してもよい。なお、第二の導電層１ｃは電流を流す目的のものではないが、メタライズ層で形成した場合、導電性を有するので、第二の導電層１ｃと称する。
【００２６】
その後、基体１となる複数のグリーンシートはこれらが焼成される前の段階で互いに例えば85℃程度の温度、４〜５ＭＰａの圧力で圧接されることで、密着接合されることになる。このとき、好ましくは、図６に示すように、凹部１ａの底面の外縁に沿ってＡｌ２Ｏ３質焼結体となる絶縁ペースト層４が被着されていることによって、基体１の側壁と底部の表面とが確実に気密な接合状態を形成することを可能とし、凹部１ａを確実に気密に保持することができる。そして、凹部１ａ内面に電解液Ｂ−４を封入しても電解液Ｂ−４が外部に漏れ出るのを有効に防止することができる。
【００２７】
最後に、このようにして得られたグリーンシート積層体を還元雰囲気下において約1600℃の温度で焼成することによって基体１が作製され、この基体１が本発明の容器Ａの主要部となる。
【００２８】
なお、凸部２は図２（ａ），図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、基体１の凹部１ａの開口部よりも外方の上面外周部の一部のみが上側に突出した形態であっても、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように凹部１ａの開口部よりも外方の上面外周部の全周が上側に突出した形態であってもよい。凸部２の上面は、少なくとも凸部２の上面に形成される第一の電極２ｄの導出部２ａが電気回路基板との機械的および電気的に接続が可能な面積を有しておればよい。
【００２９】
好ましくは、凸部２は図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように凹部１ａの開口部よりも外方の上面外周部の全周が上側に突出した形態となっているのがよく、この構成により、凸部２によって蓋体３を完全に取り囲むことが可能となり、本発明の容器Ａを用いた電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢを電気回路基板100に実装した際に、蓋体３の側面が外部に露出するのを防止し、蓋体３と電気回路基板100に実装される電子部品等（図示せず）との間の電気的短絡が生ずるのを確実に防止することができる。そして、第一の電極２ｄが負極側である場合に、負極側の電位を接地電位とすることにより、電気的短絡を確実に防止できる。また、凸部２および凸部２の上面に形成された第一の電極２ｄの導出部２ａが蓋体３を取り囲むように形成されているので、電気回路基板100に半田接合する場合に、半田の表面張力が均等に加わることによって容器Ａの実装位置がずれてしまうことがない。
【００３０】
さらに、本発明の容器Ａを用いた電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢを電気回路基板100に実装した際に、凸部２上面の第一の電極２ｄの導出部２ａと電気回路基板100の電源回路配線101，102との接触面積を大きくとることができ、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢを電気回路基板100に安定的に載置固定させることができる。
【００３１】
また、第一の電極２ｄは、基体１となるグリーンシートの積層体を形成した後、グリーンシートの積層体側面から凸部２の上面にかけて第一の電極２ｄとなる金属ペーストをスクリーン印刷法で印刷塗布することによって形成される。または、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、基体１の側面部分の第一の電極２ｄは、その一部が基体１側面に形成されたキャスタレーション導体として実現されてもよく、この場合、グリーンシートにキャスタレーションとなる貫通孔を形成し、次いで貫通孔の内面にＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等の高融点金属粉末を主成分とする金属ペーストを吸引印刷し、しかる後、貫通孔を縦に切断するようにグリーンシートの不要部を切断することによって形成される。
【００３２】
なお、第一の電極２ｄの基体１の側面に形成される部分は、複数本に分けて形成してもよい。例えば、図３（ｂ）のように、キャスタレーション導体１ｄを基体１の一側面中央部に形成する代わりに、図４に示すように、この一側面の両側角部に２本に分けて形成してもよい。このように複数本に分けて形成することにより、第一の導電層１ｂと導出部２ａとの電気的接続を信頼性の高いものとできる。
【００３３】
または、図１，図４に示すように第一の電極２ｄの接続導体２ｂは、上端が凹部１ａの底面に達するように基体１内部に配された貫通導体として形成し、この貫通導体（接続導体２ｂ）の上端に第一の導電層１ｂを接続してもよい。この場合、貫通導体は、グリーンシートに貫通導体となる貫通孔を形成し、次いで貫通孔の内面にＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等の高融点金属粉末を主成分とする金属ペーストを吸引印刷した後に焼成することによって形成される。なお、貫通導体はこのようなメタライズ導体に限ることはなく、例えば、貫通孔に導電性粉体を混合した未硬化の樹脂（導電ペースト）を充填することによって形成してもよい。この場合も、接続導体２ｂ（貫通導体）は複数本の接続導体２ｂから成るものとしてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
貫通導体は、凹部１ａの底面から基体１の下面にかけて形成してもよいが、その場合、導電部が基体１の下面に露出してしまうことになるので、さらに、接続導体２ｂは、貫通導体と内層導体とを組み合わせ、第一の導電層１ｂの下面から貫通導体によって基体１の凹部１ａの底面と基体１の下面との間の基体１内部に導出し、そこから内層導体によって基体１の側面に導出するのが好ましい。第一の電極２ｄの接続導体２ｂをこのように導出することにより、接続導体２ｂが基体１の側壁と底部（凹部１ａの底面と側面）との間を経由することがないので、この部分に導電層を形成したために側壁と底部との間でセラミック積層体が剥離し易くならないようにでき、図６に示すような絶縁ペースト層４を簡略なものとできる。また、貫通導体の上面が第一の導電層１ｂによって覆われることになる場合、貫通導体が電解液Ｂ−４に曝されることがないので、電解液Ｂ−４に侵され難くなる。
【００３５】
好ましくは、基体１の底部に形成されたこれらの第一の導電層１ｂと第二の導電層１ｃ、第一の電極２ｄと第一の電極２ｄの導出部２ａの露出表面には、耐食性に優れかつ半田との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ１〜12μｍのＮｉ層を被着させておいてもよい。この構成により、メタライズから成る各導体の酸化腐蝕を防止するとともに各導体から金属成分が溶出したりするのを有効に防止できる。
【００３６】
Ｎｉ層の厚さが１μｍ未満であれば、メタライズから成る各導体の酸化腐蝕を防止したり各導体から金属成分が溶出したりするのを有効に抑制するのが困難になって電池性能または電気二重層キャパシタ性能が劣化し易く成る。また、Ｎｉ層の厚さが12μｍを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下し易くなるとともに電気抵抗が大きくなり易い。
【００３７】
さらに好ましくは、Ｎｉ層の上にさらに厚さ0.3〜５μｍの金（Ａｕ）層からなる金属めっき層をめっき法等により順次被着させておいてもよい。この構成により、半田との濡れ性を良好なものとできるとともに、酸化腐食を防止することができる。
【００３８】
Ａｕ層の厚さが0.3μｍ未満であれば、均一な厚さのＡｕ層を形成するのが困難となり、Ａｕ層がきわめて薄い部位やあるいはＡｕ層が形成されていない部位が生じ易く、酸化腐食の防止効果や半田との濡れ性が低下し易くなる。またＡｕ層の厚さが５μｍを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下し易くなる。
【００３９】
なお、第一の導電層１ｂは、メタライズ層として形成する例を示したが、これに限ることはなく、電解液Ｂ−４に対して耐腐食性とされた導電体であればよい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の電解液Ｂ−４に対して耐腐食性の金属を凹部１ａの底面に直接真空蒸着したり、耐腐食性の樹脂に導電性粒子を混合した導電ペースト層を凹部１ａの底面に塗布したりしてもよい。これによって、第一の導電層１ｂは一方の集電体として機能する。
【００４０】
特に容器Ａの内部に形成された第一の導電層１ｂと第二の導電層１ｃの表面に被着されたＡｕめっき層は、電解液Ｂ−４に侵されにくい性質を有しているので、充放電による電圧で第一の導電層１ｂと第二の導電層１ｃの金属主成分であるＷ等が電解液Ｂ−４中に容易に溶出するのを有効に抑制する作用をなす。また、第一の電極２ａに被着されたＮｉおよびＡｕめっき層は半田との濡れ性を良くする作用をなすので、電気回路基板（図示せず）の表面の電源回路配線との接合強度がより強固なものとなる。
【００４１】
そして、このようにして作製された基体１の第二の導電層１ｃに、例えば、少なくとも下面中央部が導電性とされ、この導電部３ｂと電気的に接続されている上面側の第二の電極３ａとを有し、凹部１ａを塞ぐようにして、蓋体３が凹部１ａを気密に保持できるように接合される。なお、第二の導電層１ｃを設けずに、樹脂接着剤等を用いることによって蓋体３を基体１に接合してもよい。
【００４２】
蓋体３は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、アルミニウム（Ａｌ）等の金属やＡｌ２Ｏ３質焼結体、ＡｌＮ質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミックスの表面に導電材が施されたものから成る。
【００４３】
蓋体３が金属から成る場合は、蓋体３の下面の導電部３ｂと上面の導出部とは電気的に導通されたものとなり、蓋体３としての機能を実現する。なお、蓋体３の表面にはＮｉ層，Ａｕ層，Ａｌ層等が保護層として被着されるのがよい。また、蓋体３は、第一の電極２ｄの導出部２ａと電気的に接触しないように、蓋体３の外周部と凸部２との間を離隔して基体１に接合される。離隔は、蓋体３と第一の電極２ｄとの間に空隙を設けるように蓋体３を接合したり、間に樹脂板等の絶縁材を配置したりすることによって行なわれる。
【００４４】
また、蓋体３が金属から成る場合、蓋体３の側面および上面の第一の電極２ｄの導出部２ａ側に絶縁加工を施してもよい。この場合は、第一の電極２ｄの導出部２ａと離隔せずに、蓋体３を基体１の上面に接合することができる。また、蓋体３の上面の絶縁加工が、例えば、樹脂層等の絶縁体層を形成する場合であれば、蓋体３の上面に残された導電性の第二の電極３ａの面積が第一の電極２ｄの導出部２ａの面積と略同じとするとよい。これによって、電気回路基板100に半田接合する場合に、第二の電極３ａおよび導出部２ａにおける半田の表面張力がバランスして容器Ａの実装位置がずれてしまい難くなる。
【００４５】
蓋体３がセラミックスから成る場合、蓋体３の導電部３ｂおよび第二の電極３ａとを電気的に接続する部分には、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｎ等から成るメタライズ層またはスパッタリング法または金属蒸着法によって施したＡｌ等から成る金属薄膜層が形成される。例えば、Ａｌ２Ｏ３質焼結体から成る蓋体３の表面にＷ，Ｍｏ，Ｍｎ等の高融点金属から成るメタライズ層を形成しておく。また、導電部３ｂと第二の電極３ａとを電気的に接続するために、導電部３ｂと第二の電極３ａとを貫通導体で接続したり、蓋体３の側面を経由する導電路を、表面にメタライズ層等の金属層を形成して接続したりする。
【００４６】
この場合、好ましくは、蓋体３には第一の導電層１ｂ，第二の導電層１ｃ，第一の電極２ｄと同様のメタライズ層を形成しておくのがよく、メタライズ層を形成する際に同様の金属ペーストを用いることができ、効率良く製造可能となる。また、この場合、蓋体３の下面に形成されるメタライズ層には、好ましくは、第一の導電層１ｂ，第二の導電層１ｃと同様にＮｉ層やＡｕ層が被着形成されたり、Ａｌ等が周知のスパッタリング法、蒸着法等により被着形成されていたりしてもよい。これにより、蓋体３の下面に形成されたメタライズ層の腐食を有効に防止することができ、また蓋体３の上面に形成された第二の電極３ａをＡｇロウ，Ａｕ−錫（Ｓｎ）半田等のロウ材との濡れ性に優れたものとすることができ、電気回路基板100の第一の電源回路配線101および第二の電源回路配線102との接合をより強固なものとすることができる。
【００４７】
そして、この蓋体３のメタライズ層や金属薄膜層と基体１の第二の導電層１ｃとがＡｌロウ，銀（Ａｇ）ロウ，Ａｇ−銅（Ｃｕ）ロウまたはＡｕ−錫（Ｓｎ）半田を介して接合される。
【００４８】
なお、好ましくは、図６に示すように、第二の導電層１ｃにＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ａｌ等から成る金属枠体６を接合しておくのがよい、この構成により、金属枠体６に蓋体３を金属ロウ材等を介して接合する代わりに、抵抗溶接法、例えばシーム溶接法によって気密に蓋体３を基体１に接合することが容易である。すなわち、凹部１ａ内部を抵抗溶接法によって容易に気密封止することが可能となる。そして、金属枠体６を介して蓋体３を接合することにより、半田や樹脂接着材で蓋体３を接合するよりも、格段に作業効率に優れたものとなる。また、基体１に変形が発生してもこの変形を金属枠体６で吸収することができるという作用効果がある。
【００４９】
また、蓋体３は、上記を組み合わせ、セラミックスから成る板状のものとし、その中央部に上下主面を貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に金属板を嵌着したものでもよい。このように蓋体３の側面側が絶縁体となるようにすると、蓋体３の側面において導出部２ａと電気的短絡を生じる虞を無くすことができる。
【００５０】
本発明の容器において、好ましくは、図６に示すように、第一の導電層１ｂの耐腐食性が十分でない場合、凹部１ａの底面に形成された第一の導電層１ｂの表面に、Ａｌ等の保護金属層５を周知のスパッタリング法、蒸着法等により被着形成するのがよい。この構成では、保護金属層５にＡｌ等の電解液Ｂ−４に腐食されにくい材質を選ぶことによって、第一の導電層１ｂを電解液Ｂ−４から保護することができ、保護金属層５が集電体として機能する。この結果、第一の導電層１ｂの電気抵抗が大きくなるのを防止できるとともに、第一の導電層１ｂが電解液Ｂ−４に溶け込んでしまうのを防止し、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの性能を長期にわたって良好に維持することができる。
【００５１】
さらに好ましくは、第二の導電層１ｃの表面にもＡｌ等の保護金属層が被着形成されているのがよく、第二の導電層１ｃが電解液Ｂ−４によって腐食するのを防止し、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの性能を良好に維持することができる。但し、図２，図３，図５に示す形態においては、第二の導電層１ｃは基体１の上面と蓋体５の下面との間に挟まれる部位に位置することから、凹部１ａ内面に封入される電解液Ｂ−４との接触は少ない。従って、第二の導電層１ｃには保護金属層が被着されていなくても電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの性能を大きく低下させるということはない。
【００５２】
この保護金属層５は、絶縁ペースト層４が被着形成される場合、第一の導電層１ｂおよび絶縁ペースト層４の上から凹部１ａの底面にかけて、さらに第二の導電層１ｃの上面から基体１側壁の凹部１ａの内面上部にかけて形成するとよい。この保護金属層５は、ステンレス（ＳＵＳ）やＦｅ−Ｎｉ合金などから成るマスキング部材を保護金属層５を付着させたくない部位を覆うように予め配置し、その上から周知の金属スパッタリング法または金属蒸着法を施すことによって、所定の部位に形成される。
【００５３】
図６に示すように金属枠体６が接合されている形態においては、金属枠体６の第二の導電層１ｃとの接合面を除く露出表面にも保護金属層５が被着されているのがよい。この構成により、第二の導電層１ｃおよび金属枠体６の電解液Ｂ−４との接触面が保護金属層５によって保護され、第二の導電層１ｃおよび金属枠体６が電解液Ｂ−４に溶け込んでしまうのを防止し、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの性能を長期にわたって良好に保持できる。
【００５４】
そして、保護金属層５がこのようにして形成されることにより、完全にこれら第一の導電層１ｂまたは第二の導電層１ｃを覆うことができ、電解液Ｂ−４によるこれら第一の導電層１ｂまたは第二の導電層１ｃの腐食を防止することができる。
【００５５】
以上のように、本発明の容器Ａによれば、容器Ａが用いられた電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの図１〜６の上面側を下向きにして実装することにより、すなわち、容器Ａの第一の電極２ｄの導出部２ａおよび第２の電極３ａが電気回路基板100側に対向するように実装することにより、蓋体３や第一の電極２ｄの導出部が電気回路基板100側となるので、その反対側（図１〜６の活電部が設けられていない基体１の下面）が外側に露出することになる。従って、電気回路基板100に電子部品等（図示せず）を実装する際に、電子部品または電子部品と電気回路基板100とを電気的に接続するための配線導体等が電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの活電部、すなわち第一の電極２ｄの導出部２ａおよび第二の電極３ａに接触するということがなく、電気的短絡が生じてしまうのを防止できる。
【００５６】
また、この容器Ａにおいては、第二の電極３ａが蓋体３に形成されることから、基体１の作製の作業工程を簡略化することができ、容器Ａを量産に適したものとすることができる。また、蓋体３も簡単な構造となるので、量産に適したものとすることができる。
【００５７】
また、凸部２の上面に形成された第一の電極２ｄの導出部２ａおよび蓋体３の第二の電極３ａは、略同一平面内に配置されている場合には、図７に示すように、この容器Ａを用いた電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの上面（第一の電極２ｄの導出部２ａおよび第二の電極３ａが形成された面）を下側に向けて、平板状の電気回路基板100の上面に載置させて、第一の電極２ｄおよび第二の電極３ａをそれぞれ電気回路基板100の第一の電源回路配線101および第二の電源回路配線102に他の電子部品とともに表面実装法によって容易に電気的に接続することができる。
【００５８】
ここで略同一平面内とは、電気回路基板100に平面実装することに支障を及ぼさない程度に平行な面内ということであり、例えば半田等の電気的接続材を用いて通常に正常な電気的接続ができる範囲ということである。例えば、第一の電極２ｄの導出部２ａの表面および第二の電極３ａの表面の高さの差が0.3ｍｍ程度のわずかなものであれば、電気回路基板100の第一および第二の電源回路配線101，102との間を通常の方法で半田によって接続することは容易である。逆に、例えば蓋体３の厚みが0.3ｍｍ程度より薄いものであれば、わざわざ凸部２を設けなくても本発明の容器Ａを実現することができる。
【００５９】
第一の電極２ａおよび第二の電極３ａが略同一平面内に配置されない場合、電気回路基板100の第一の電源回路配線101と第二の電源回路配線102との間に第一の電極２ａおよび第二の電極３ａの段差寸法に合わせて接続部材を設置してもよい。
【００６０】
また、蓋体３が金属製等の良熱伝導性材料を用いる場合、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの作動時に、容器Ａに収容された電池または電気二重層キャパシタ要素が発熱しても、蓋体３から電気回路基板100へ効率良く熱放散させることができ、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの温度上昇を抑制できるので、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの作動性を向上させることができる。
【００６１】
次に、本発明の電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢについて以下に詳細に説明する。
【００６２】
本発明の電池Ｂは、図７に示すように、上記本発明の容器Ａと、第一の導電層１ｂの上面に載置されて電気的に接続された正電極Ｂ−１と、正電極Ｂ−１の上面に電解液Ｂ−４を含浸したセパレータＢ−３を介して密着するように載置された負電極Ｂ−２と、凹部１ａを塞ぐようにして基体１の上面に接合されるとともに、負電極Ｂ−２に当接されて電気的に接続された蓋体３とから成るものである。
【００６３】
なお、正電極Ｂ−１と負電極Ｂ−２とを逆の配置とし、第一の導電層１ｂ側に負電極Ｂ−２を載置して電気的に接続し、蓋体３側に正電極Ｂ−１を配置して蓋体３に電気的に接続しても構わない。すなわち、凹部１ａに収容される蓄電要素において、正電極Ｂ−１および負電極Ｂ−２のいずれか一方が第一の導電層１ｂに電気的に接続され、正電極Ｂ−１および負電極Ｂ−２のいずれか他方が蓋体３の下面側の導電部３ｂに電気的に接続される。
【００６４】
また、本発明の電気二重層キャパシタＢは、図７に示すように、上記本発明の容器Ａと、第一の導電層１ｂの上面に載置されて電気的に接続された第一の分極性電極Ｂ−１と、第一の分極性電極Ｂ−１の上面に電解液Ｂ−４を含浸したセパレータＢ−３を介して密着するように載置された第二の分極性電極Ｂ−２と、凹部１ａを塞ぐようにして基体１の上面に接合されるとともに、第二の分極性電極Ｂ−２に当接されて電気的に接続された蓋体３とから成るものである。
【００６５】
これにより、本発明の電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢは、上記本発明の容器Ａを具備しているので、電気回路基板100に表面実装法によって容易に接続することができ、気密信頼性が高く、電解液Ｂ−４中に不純物がほとんど溶出することのない、安定した充放電が行なえる電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢとすることができる。
【００６６】
本発明の電池Ｂの正電極Ｂ−１は、ＬｉＣｏＯ２またはＬｉＭｎ２Ｏ４等から成る正極活物質およびアセチレンブラックまたは黒鉛等の導電材を含む板状やシート状のものであり、また、負電極Ｂ−２はコークスまたは炭素繊維等の炭素材料から成る負極活物質を含む板状やシート状のものである。
【００６７】
正電極Ｂ−１は、上記正極活物質に上記導電材を加えたものに、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法やローラー成形法を用いてシート状に成形し、次いでこのシートを例えば多角形状や円形状に裁断して作製される。
【００６８】
同様にして負電極Ｂ−２は、上記負極活物質にポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法やローラー成形法を用いてシート状に成形し、次いでこのシートを例えば多角形状や円形状に裁断して作製される。
【００６９】
また、セパレータＢ−３は、ポリオレフィン繊維製の不織布やポリオレフィン製の微多孔膜などからなり、電解液Ｂ−４が含浸されるとともに正電極Ｂ−１と負電極Ｂ−２との間に配置されることにより、正電極Ｂ−１と負電極Ｂ−２とが直接接触することを防止するとともに正電極Ｂ−１と負電極Ｂ−２との間の電解液Ｂ−４の移動を可能として電流が流れることを可能とする。
【００７０】
電解液Ｂ−４は、例えば四フッ化ホウ酸リチウム等のリチウム塩や塩酸，硫酸，硝酸等の酸をジメトキシエタンやプロピレンカーボネート等の有機溶媒に溶解したものが用いられる。
【００７１】
本発明の電気二重層キャパシタＢの第一の分極性電極Ｂ−１および第二の分極性電極Ｂ−２は、例えばフェノール樹脂繊維（ノボロイド繊維）を炭化賦活して得られるものであり、賦活はこの繊維を800〜1000℃の高温雰囲気下で高温水蒸気などの賦活ガスに接触させることにより行われ、炭化物中の揮発成分、あるいは炭素原子の一部をガス化し、主に１〜10ｎｍの微細構造を発達させ内部表面積を１×10６ｍ２／ｋｇ以上にまでする工程で作製される。本発明の電気二重層キャパシタＢは、第一の電極２ａおよび第二の電極３ａにおける極性はなく、第一の電極２ａ側を陽極、第二の電極３ａ側を陰極として使用できるし、その逆の極性でも使用できる。
【００７２】
電気二重層キャパシタＢの電解液Ｂ−４は、例えば６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩や、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート（（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４）などの第４級アンモニウム塩をプロピレンカーボネート（ＰＣ）やスルホラン（ＳＬＦ）などの溶媒中に溶解したものである。
【００７３】
また、セパレータＢ−３には、例えばガラス繊維や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、ポリアミド等の耐熱性を有する多孔質の樹脂等が用いられる。
【００７４】
そして、第一の分極性電極Ｂ−１、第二の分極性電極Ｂ−２、セパレータＢ−３を容器１内に収納した後、電解液Ｂ−４を例えばシリンジなどの注入手段を用いて凹部１ａの開口部から容器Ａの内部に注入し、注入後に凹部１ａの上面に蓋体３を気密に溶接接合することによって、容器Ａの内部が気密に封止された電気二重層キャパシタＢを得ることができる。
【００７５】
このような電気二重層キャパシタＢは、上記２つの分極性電極板Ｂ−１，Ｂ−２と電解液Ｂ−４との界面に形成される電気二重層への電荷の蓄積を利用するものであるから、耐電圧を超えて電解液Ｂ−４の電気分解が発生しない限りにおいては分極性電極板Ｂ−１，Ｂ−２の表面積に対応した極めて大きな電荷を蓄積することができる。
【００７６】
特に、有機溶液系を用いた電気二重層キャパシタＢは、硫酸水溶液などの水溶液を電解液に用いた水溶液系電気二重層キャパシタＢに比して駆動電圧を２〜４倍にすることができ、蓄え得る電気エネルギーＥは、電圧をＶ、容量をＣとすると、Ｅ＝ＣＶ２／２で表わされるので、大きなエネルギー密度を得ることができる。
【００７７】
このような電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの電解液Ｂ−４は、腐食性や溶解性の高いものであるが、本発明の容器Ａによれば、基体１は有機溶剤や酸等を含む電解液Ｂ−４に侵され難く、また、電解液Ｂ−４中に容器Ａから溶け出した不純物が混入して電解液Ｂ−４を劣化させることもなく、電池性能を良好に維持することができる。
【００７８】
また、電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢの第一の電極２ｄの導出部２ａおよび第二の電極３ａを電気回路基板100に対向するように電気回路基板100の表面側に配置して平面実装することができ、第一の電極２ａと第二の電極２ｂとが設けられた面を電気回路基板100の第一の電源回路配線101および第二の電源回路配線102に電気的に容易に接続することができる。これによって、電気回路基板100上の電源回路をコンパクトなものにすることができる。また、電気回路基板100上に他の電子部品と同時に電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢを表面実装することができるので、生産性に優れた電子装置となる。また、電子部品の近くに電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢを配置できるので、電子部品のレスポンスが向上する。
【００７９】
なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、１つの凹部１ａを有する容器Ａを用いた電池Ｂまたは電気二重層キャパシタＢについて説明したが、複数の凹部１ａを有する容器Ａとしてもよく、その場合、蓋体５は各凹部１ａをすべて覆う一枚の蓋体５とするか、またはそれぞれの凹部１ａを覆う複数の蓋体５が取着されるようにすればよい。このように複数の凹部１ａを有する容器Ａを用いる場合には、それぞれの凹部１ａに作製された電池または電気二重層キャパシタＢを並列接続することにより高容量の電池または電気二重層キャパシタＢとすることができ、また、直列接続することにより高電圧を供給することができる電池Ｂとすることができる。
【００８０】
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】（ａ）は本発明の容器の実施の形態の一例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の容器の平面図、（ｃ）は本発明の容器の組立斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の容器の平面図、（ｃ）は本発明の容器の組立斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の容器の平面図である。
【図４】本発明の容器の実施の形態の他の例を示す斜視図である。
【図５】本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】本発明の容器の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の容器を用いた電池または電気二重層キャパシタの実施の形態の一例を示し、電池または電気二重層キャパシタを電気回路基板に実装した状態の断面図である。
【図８】従来の電池または電気二重層キャパシタの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：基体
１ａ：凹部
１ｂ：第一の導電層
１ｃ：第二の導電層
２：凸部
２ｄ：第一の電極
２ａ：導出部
２ｂ：接続導体（貫通導体）
３：蓋体
３ａ：第二の電極
３ｂ：導電部
Ａ：容器
Ｂ：電池または電気二重層キャパシタ
Ｂ−１：正電極または第一の分極性電極
Ｂ−２：負電極または第二の分極性電極
Ｂ−３：セパレータ
Ｂ−４：電解液
【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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