(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、
上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにする工程と、
上記鋳型フィルムを上記対極フィルムから剥がす工程と、
上記半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程と、
封止フィルムの孔が上記ゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを上記対極フィルム上に設置する工程を有する
ことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【請求項２】
封止フィルムは、ゲル電解質膜と非接触の状態にある
ことを特徴とする請求項１記載の電気化学セルの製造方法。
【請求項３】
対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゲル溶液を入れる工程と、
上記ゲル溶液を加熱して所定の粘度の半硬化ゲルにする工程と、
上記鋳型フィルムを上記対極フィルムから剥がす工程と、
上記半硬化ゲルを加熱して、ゲル電解質膜を形成する工程と、
封止フィルムの孔が上記ゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを上記対極フィルム上に設置する工程を有する
ことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【請求項４】
封止フィルムは、ゲル電解質膜と非接触の状態にある
ことを特徴とする請求項３記載の電気化学セルの製造方法。
【請求項５】
カバーフィルムと鋳型封止フィルムからなるカバー付き鋳型封止フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、
上記カバー付き鋳型封止フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、
上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにする工程と、
上記カバーフィルムを上記鋳型封止フィルムから剥がす工程と、
上記半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有する
ことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【請求項６】
カバーフィルムと粘着剤層からなるカバー付き粘着剤層フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、
上記カバー付き粘着剤層フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、
上記ゾル状ゲル前駆体を冷却して所定の粘度の半硬化ゲルにする工程と、
上記カバーフィルムを上記粘着剤層から剥がす工程と、
上記半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有する
ことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパー、電気二重層キャパシタ、色素増感太陽電池、リチウムイオン電池、または調光ガラスなどの電気化学セルが注目されている。電気化学セルにおいては、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）ゲル電解質膜を電極フィルムの間に挟むことによりセルを作製する方法がある。
【０００３】
図１９は、従来の電気化学セルの例として、色素増感太陽電池の構成を示したものである。作用極フィルム７としては、例えばガラス上に酸化チタン電極を形成したものが用いられる。対極フィルム１としては、例えばガラス上に白金電極を形成したものが用いられる。作用極フィルム７と対極フィルム１の間には、例えばＰＶｄＦ−ＨＦＰゲルからなるゲル電解質膜１０を挟みこんでいる。このゲル電解質膜１０の周囲には封止材２３が配置されている。
【０００４】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰゲルは固形分５０％においてもイオン伝導度が大きく損なわれないという優れた性質を持っている。ＰＶｄＦ−ＨＦＰゲルを用いて実験室レベルでは、リジッド電極を用いた電気化学セルが報告されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１６８３３
【非特許文献１】小山昇 監修「ポリマーバッテリーの最新技術」シーエムシー
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の電気化学セルは、ゲルと作用極フィルム上に形成された電極との密着性、ならびに、ゲルと対極フィルム上に形成された電極との密着性を確保することができないという問題点がある。ほとんどのゲルにはタックがなく、ゲルと電極との密着性が確保できないからである。
【０００６】
また、上述した従来の電気化学セルは、ゲルと作用極フィルム上に設けられた電極との間に、ならびに、ゲルと対極フィルム上に設けられた電極との間に、気泡が発生するのを防止することが困難であるという問題点がある。
これら２つの問題点は、例えば、電子ペーパーのようなディスプレイ用途を想定した場合、非常に深刻であり、ぜひとも解決すべき課題である。
【０００７】
一方、上述した従来の電気化学セルは、硬い作用極フィルムと硬い対極フィルムを用いている。したがって、ロールツーロール（Roll to Roll）方式による生産に不向きであり、大量生産ができないという問題点がある。
【０００８】
これを解決するためには、柔軟性のある作用極フィルムと、柔軟性のある対極フィルムを用いてロールツーロール方式で生産する方法が考えられる。
【０００９】
しかしながら、ロールツーロール方式で生産するには、つぎのような問題点がある。ゲルを決められた形状に作製し、ロール上の決められた位置におくことができない。ゲルは機械的強度がないために、セル作製においてゲルは打ち抜き・加工することができない。ゲルを切断すると崩れてしまい、加工することができないからである。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、新規な電気化学セル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】
【００１２】
本発明の電気化学セルの製造方法は、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の電気化学セルの製造方法は、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゲル溶液を入れる工程と、ゲル溶液を加熱して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを加熱して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の電気化学セルの製造方法は、カバーフィルムと鋳型封止フィルムからなるカバー付き鋳型封止フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き鋳型封止フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを鋳型封止フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の電気化学セルの製造方法は、カバーフィルムと粘着剤層からなるカバー付き粘着剤層フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き粘着剤層フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを粘着剤層から剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１７】
本発明は、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【００１８】
本発明は、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゲル溶液を入れる工程と、ゲル溶液を加熱して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを加熱して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【００１９】
本発明は、カバーフィルムと鋳型封止フィルムからなるカバー付き鋳型封止フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き鋳型封止フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを鋳型封止フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【００２０】
本発明は、カバーフィルムと粘着剤層からなるカバー付き粘着剤層フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き粘着剤層フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを粘着剤層から剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
まず、電気化学セルおよびその製造方法にかかる第１の発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２２】
電気化学セルの製造方法について説明する。図１は、電気化学セルの製造工程の一例として、電子ペーパーのセルの製造工程を示すものである。図３および図４は、図１における工程の詳細を示すものである。
【００２３】
工程Ａについて説明する。工程Ａでは、図１Ａおよび図３Ａに示すように、対極フィルム１の上に鋳型フィルム２を圧着して設ける。
【００２４】
対極フィルム１について説明する。
対極フィルム１としては、電極付き透明フィルム（ゼオノア、日本ゼオン社製）を用いた。この対極フィルム１は、表示極として機能するものである。
【００２５】
対極フィルム１の厚さは、１００μｍである。対極フィルム１の厚さはこの厚さに限定されない。このほか、厚さとしては、５０〜５０００μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５０μｍ以上であると、機械的強度を持たせることができるという利点がある。厚さが５０００μｍ以下であると、折り曲げが必要なアプリケーションに対応する折り曲げやすさを確保できるという利点がある。
【００２６】
対極フィルム１のベースフィルムの材質はノルボルネン樹脂である。対極フィルム１のベースフィルムの材質は、これに限定されるものではないことはもちろんである。
【００２７】
対極フィルム１の電極は、銀メッキの電極からなっている。電極は、この銀メッキの電極に限定されない。このほか、銀化合物、白金、金などを材質とする電極を用いることができる。
【００２８】
鋳型フィルム２について説明する。図２Ａは、鋳型フィルム２の構成を示す平面図である。
【００２９】
鋳型フィルム２としては、ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルム（ＮＨＦＭ、愛知プラスチィック社製）を用いた。
【００３０】
鋳型フィルム２の厚さは、工程Ｉまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。設定電解質膜厚は、工程Ｉの説明において定義する。
【００３１】
鋳型フィルム２の材質は、上述のポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルムに限定されるものではなく、ゾル状ゲル前駆体に侵食されないプラスチックフィルムを用いることができる。たとえば、アイモノマー樹脂、変性プロピレンなどを用いることができる。ここで、アイモノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋した樹脂である。
【００３２】
孔２ａの大きさは、図２Ａにおいて、縦の長さが４０ｍｍ、横の長さが２５ｍｍである。孔２ａの大きさはこの値に限定されない。孔２ａの縦・横の長さは、５〜５００ｍｍの範囲内にあることが好ましい。縦・横の長さが５ｍｍ以上であると、孔２ａの中にゾル状ゲル前駆体８（後述する）が流入しやすくなるという利点がある。縦・横の長さが５００ｍｍ以下であると、ゾル状ゲル前駆体８の厚さを均等に保つことができるという利点がある。
【００３３】
図２Ａにおいて、孔２ａの長手方向は上下方向になっている。孔２ａの長手方向はこの方向に限定されない。このほか、横方向、斜め方向などが採用できる。その理由は、ゾル状ゲル前駆体８の粘度などの物性に応じて、塗布する方向を調整することにより、最適な方向を選ぶことができるからである。
【００３４】
対極フィルム１と鋳型フィルム２の熱圧着について説明する。
【００３５】
熱圧着の圧力は１０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。対極フィルム１と鋳型フィルム２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の圧力は５００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【００３６】
熱圧着の温度は８０℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。対極フィルム１と鋳型フィルム２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の温度は５０〜１００℃の範囲にあることが好ましい。
【００３７】
熱圧着の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。対極フィルム１と鋳型フィルム２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【００３８】
熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、熱圧着部を剥がす力が作用しないときは後の工程で剥離するのを防止でき、かつ熱圧着部を剥がす力が作用するときは容易に剥離できるという利点がある。
【００３９】
なお、剥離強度の測定には、引張試験機（テンシロン、オリエンテック社製）を用いて行った。
【００４０】
工程Ｂについて説明する。工程Ｂでは、図１Ｂおよび図３Ｂに示すように、供給装置３内で、ゲル化剤と電解液を所定の温度で加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。このゾル状ゲル前駆体を塗布装置４に供給する。塗布装置４は、対極フィルム１の上に設けられた鋳型フィルム２の孔に、ゾル状ゲル前駆体を塗布する。
【００４１】
ゾル状ゲル前駆体８について説明する。
ゲル電解質膜に求められる条件はつぎのとおりである。すなわち、イオン伝導度が１×１０−５Ｓ／ｃｍ以上であること、高温で液状となり、常温でゲル化する可逆ゲルであること、電解液を保持し、ゲル電解質膜に多少の外圧がかかっても電解液を流出させないことである。
【００４２】
ゾル状ゲル前駆体は、以下の成分を１５０℃で混合することにより製造した。
ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体              ２０ 部
（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）（Ｋｙｎａｒ２８０１、アトフイナジャパン社製）
電解液（γ−ＢＬ）                                                １２０ 部
酸化チタン                                                          ２０ 部
【００４３】
ここで、電解液（γ−ＢＬ）の組成は以下のとおりである。
ヨウ化銀                          ２５０  ｍｍｏｌ／Ｌ
ヨウ化ナトリウム                  ３５０  ｍｍｏｌ／Ｌ
トリエタノールアミン                １０  ｇ／Ｌ
クマリン                              ５  ｇ／Ｌ
２−メルカプトベンズイミダゾール      ５  ｇ／Ｌ
【００４４】
ゲル化剤ＰＶｄＦ−ＨＦＰの組成は、５〜５０質量％の範囲内にあることが好ましい。組成が５質量％以上であると、ゲル化を容易にすることができるという利点がある。組成が５０質量％以下であると、イオン伝導度を高く維持できるという利点がある。
【００４５】
ゲル化剤は、上述のＰＶｄＦ−ＨＦＰに限定されない。このほか、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリアクリロニトリルなどを用いることができる。
【００４６】
ゾル状ゲル前駆体の製造において、ゲル化剤と電解液のほかに配合するものは、酸化チタンに限定されない。このほか、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などを配合することができる。
【００４７】
ゾル状ゲル前駆体の製造において、加熱温度は、１３０〜２００℃の範囲内にあることが好ましい。加熱温度が１３０℃以上であると、ゾル状ゲル前駆体が溶融するという利点がある。加熱温度が２００℃以下であると、電解液溶媒の蒸発を防止できるという利点がある。
【００４８】
塗布装置４について説明する。
塗布装置４としては、ナイフコータを用いた。塗布装置４はこれに限定されない。このほか、グラビアコータ、スプレイコータなどを用いることができる。
【００４９】
鋳型フィルム２の孔２ａの中に塗布されたゾル状ゲル前駆体８の膜厚は、工程Ｉまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。
【００５０】
塗りこぼし部８ａ（図３Ｂ）につい説明する。
鋳型フィルム２の孔２ａの中にゾル状ゲル前駆体８を塗布すると、鋳型フィルム２の孔２ａの周囲にゾル状ゲル前駆体の薄い膜（塗りこぼし部８ａ）ができる。この塗りこぼし部８ａが存在すると、仮に鋳型フィルム２と他のフィルムを熱圧着させようとした場合、熱圧着の阻害要因となる。
【００５１】
工程Ｃについて説明する。工程Ｃでは、図１Ｃおよび図３Ｃに示すように、ゾル状ゲル前駆体８を冷却することにより半ゲル化して半硬化ゲル９にする。
【００５２】
ゾル状ゲル前駆体８の冷却について説明する。
ゾル状ゲル前駆体８を半ゲル化して半硬化ゲルとする理由は、つぎのとおりである。
工程Ｃのつぎの工程Ｄでは、鋳型フィルム２を対極フィルム１から剥がす。このとき、ゾル状ゲル前駆体８を完全にゲル化した後に鋳型フィルム２を剥がすと、塗りこぼし部９ａと鋳型フィルム２が強力に接着してしまうで、鋳型フィルム２とともにゲルが剥がれるという問題がある。
【００５３】
一方、ゾル状ゲル前駆体８をまったく硬化させないで、鋳型フィルム２を剥がすと、ゾル状ゲル前駆体８の粘度が低いので、ゾル状ゲル前駆体８が流動して形が崩れるという問題がある。
【００５４】
ゾル状前駆体８は塗布後、冷却により時間とともにゲル化が進行する。ゲル化に伴い粘度が増加する。そして、適度な粘度まで半ゲル化させて半硬化ゲルとすることにより、上述の問題を解決することができる。
【００５５】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰおよびその他のゲル化剤についての、半硬化ゲルの温度は、半硬化ゲルの粘度が好ましい範囲内（後述する）になるように決定する。
【００５６】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰおよびその他のゲル化剤についての、半硬化ゲルの粘度は、２０〜２００００ｍＰａｓの範囲内にあることが好ましい。粘度が２０ｍＰａｓ以上であると、半硬化ゲルの形が崩れないという利点がある。粘度が２００００ｍＰａｓ以下であると、ゾル状ゲル前駆体８が完全にゲル化していないので、塗りこぼし部９ａと鋳型フィルム２が強力に接着するのを防止でき、鋳型フィルム２とともにゲルが剥がれるという問題がなくなるという利点がある。
【００５７】
工程Ｄについて説明する。工程Ｄでは、図１Ｄおよび図３Ｄに示すように、鋳型フィルム２を対極フィルム１から剥がす。
【００５８】
鋳型フィルム２を剥がすと同時に、塗りこぼし部９ａが鋳型フィルム２に付着してくる。半硬化ゲル９は、完全にゲル化していないので、塗りこぼし部９ａは簡単に切断され半硬化ゲル９から分離される。この結果、半硬化ゲル９は、鋳型フィルム２の孔２ａからはみ出した部分を除去することができる。
【００５９】
工程Ｅについて説明する。工程Ｅでは、図１Ｅおよび図３Ｅに示すように、半硬化ゲルを冷却してゲル化することにより、ゲル電解質膜を形成する。半硬化ゲルを冷却するとゲル化剤の高分子化合物が絡み合いながら析出することによりゲル化する。なお、工程Ｅを省略することができる場合がある。たとえば、工程Ｅを省略した場合に、工程Ｅの前の工程Ｄと、工程Ｅの後の工程Ｆ（後述する）との工程間の距離が十分長い場合には、半硬化ゲルを自然に冷却させることができる。
【００６０】
工程Ｆについて説明する。工程Ｆでは、図１Ｆおよび図３Ｆに示すように、封止フィルム６の孔がゲル電解質膜１０に対応するようにして、この封止フィルム６を対極フィルム１上に設置する。その結果、ゲル電解質膜１０の周囲を封止する封止部が形成される。
【００６１】
封止フィルム６としては、図２Ｂに示すような、ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルム（ＮＨＦＭ、愛知プラスチィック社製）を用いた。
【００６２】
封止フィルム６の厚さは、工程Ｉまでの過程を経て、封止フィルム６の厚さが設定封止フィルム厚になるように、決定する。設定封止フィルム厚は、工程Ｉの説明において定義する。
【００６３】
封止フィルム６の材質は、上述のポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルムに限定されるものではない。このほか、アイモノマー樹脂、変性プロピレンなどを用いることができる。
【００６４】
封止フィルム６は、耐電解液性があることが求められる。そこで、封止フィルム６の耐電解液性を評価した。
【００６５】
評価サンプルとしては、上述のポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルムと、アイモノマー樹脂（ハイミラン、三井デュポンポリケミカル社製）を用いた。
【００６６】
評価方法はつぎのように行った。封止フィルム６を上述の電解液（γ−ＢＬ）に浸漬して、重量変化を測定した。重量が初期に比べて減少しているようであれば溶解することがわかる。重量が増加しているようであれば膨潤していることがわかる。
【００６７】
封止フィルムの重量の増加分は５質量％以下であることが好ましい。重量の増加分が５質量％以下であると、膨潤度が小さいので、セルギャップを小さくすることができるという利点がある。
【００６８】
また、封止フィルムの重量の減少分は５質量％以下であることが好ましい。重量の減少分が５質量％以下であると、十分な封止能力が得られるという利点がある。
【００６９】
重量変化は次のようであった。３層フィルムは０．５質量％減少した。アイオノマー樹脂は３質量％減少した。この結果、これらのフィルムは耐電解液性に優れていることがわかった。
【００７０】
封止フィルム６の孔６ａは、鋳型フィルム２の孔２ａに比較して、縦の長さと横の長さをそれぞれ若干大きくした。これにより、孔６ａとゲル電解質膜１０の位置あわせを容易にすることができる。
【００７１】
工程Ｆでは、封止フィルム６の孔６ａにゲル電解質膜１０を一致させるために、位置決めが重要である。
【００７２】
この位置決めの方法としては、予め電極フィルムにガイドホールを空けておき、ピンにより位置決めする方法を採用している。位置決めの方法は、この方法に限定されない。このほか、カメラによりモニタしながら機械的に位置決めする方法などを採用することができる。
【００７３】
対極フィルム１と封止フィルム６の熱圧着について説明する。
【００７４】
熱圧着の圧力は１０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。対極フィルム１と封止フィルム６に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の圧力は５００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【００７５】
熱圧着の温度は８０℃℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。対極フィルム１と封止フィルム６に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の温度は５０〜１００℃の範囲にあることが好ましい。
【００７６】
熱圧着後の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。対極フィルム１と封止フィルム６に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【００７７】
熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、熱圧着部が、後の工程で剥離するのを防止できるという利点がある。
【００７８】
工程Ｇについて説明する。工程Ｇでは、図１Ｇおよび図４Ｇに示すように、封止フィルム６の上に作用極フィルム７を圧着して設ける。
【００７９】
作用極フィルム７について説明する。
作用極フィルム７は、対極フィルム１に対向して位置している。作用極フィルム７としては、ＩＴＯフィルム（ＯＴＥＣ、王子トービー社製）を用いた。この作用極フィルム７は、表示極として機能するものである。
【００８０】
作用極フィルム７の厚さは、１００μｍである。作用極フィルム７の厚さはこの厚さに限定されない。このほか、厚さとしては、５０〜５０００μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５０μｍ以上であると、機械的強度を持たせることができるという利点がある。厚さが５０００μｍ以下であると、折り曲げが必要なアプリケーションに対応する折り曲げやすさを確保できるという利点がある。
【００８１】
作用極フィルム７のベースフィルムの材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。作用極フィルム７のベースフィルムの材質は、これに限定されるものではない。このほか、ポリブチレンフタレート、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【００８２】
作用極フィルム７の電極は、ＩＴＯの電極からなっている。電極は、このＩＴＯの電極に限定されない。このほか、透明電極膜ＩＺＯ、ＡＴＯなどを用いることができる。
【００８３】
作用極フィルム７と封止フィルム６の熱圧着について説明する。
【００８４】
熱圧着の圧力は１０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。作用極フィルム７と封止フィルム６に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の圧力は５００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【００８５】
熱圧着の温度は８０℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。作用極フィルム７と封止フィルム６に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の温度は５０〜１００℃の範囲にあることが好ましい。
【００８６】
作用極フィルム７と封止フィルム６の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。対極フィルム１と封止フィルム６の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【００８７】
熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、熱圧着部が、後の工程で剥離するのを防止できるという利点がある。
【００８８】
作用極フィルム７とゲル電解質膜１０の間においては、熱圧着により気泡発生を防止できる。ゲル電解質膜が十分硬く、ラミネートによりエアーを押し出しながら張り合わせることにより気泡発生を防止することができる。
【００８９】
工程Ｈについて説明する。工程Ｈでは、図１Ｈおよび図４Ｈに示すように、作用極フィルム７と封止フィルム６、および対極フィルム１と封止フィルム６の熱圧着をする。熱圧着は、図４Ｈの左図に示すように、所定の領域を、所定の圧力・温度で、所定の時間行う。
【００９０】
その結果、図４Ｈの右図に示すように、作用極フィルム７と封止フィルム６、および対極フィルム１と封止フィルム６が強力に熱圧着される。なお、工程Ｆおよび工程Ｇの熱圧着は、熱圧着部が後の工程で剥離するのを防止することを目的とする弱い熱圧着であるのに対して、工程Ｈの熱圧着は、作用極フィルム７と封止フィルム６の密封性、ならびに、対極フィルム１と封止フィルム６の密封性を確実にすることを目的とする強力な熱圧着である。
【００９１】
熱圧着においては、熱圧着装置（ヒートシールボンダー、大橋エンジニアリング社製）を用いた。
【００９２】
封止フィルム６において、熱圧着を行う領域は、ゲル電解質膜１０に近い端部からの距離が５〜５０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。端部からの距離が５ｍｍ以上であると、十分な封止ができるという利点がある。端部からの距離が５０ｍｍ以下であると、後に行うハーフカット、抜き落としに支障が生じないという利点がある。
【００９３】
熱圧着の圧力は５０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の圧力は１０００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【００９４】
熱圧着の温度は１４０ ℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の温度は１２０〜１８０℃の範囲にあることが好ましい。
【００９５】
熱圧着の時間は４０秒であった。熱圧着の時間はこの値に限定されない。作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の時間は０．１〜１００秒の範囲にあることが好ましい。
【００９６】
作用極フィルム７と封止フィルム６の剥離強度は１３Ｎ／２ｃｍであった。対極フィルム１と封止フィルム６の剥離強度は１３Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の剥離強度は１３Ｎ／２ｃｍ以上の範囲にあることが好ましい。
【００９７】
熱圧着の圧力、温度、時間、および剥離強度が上述の範囲内にあると、封止フィルム６の形が崩れることなく十分に接着できるという利点がある。
【００９８】
熱圧着の方法は、上述の方法に限定されない。このほか、熱ラミネート法、超音波溶着法などを採用することができる。
【００９９】
熱圧着により、作用極フィルム７の電極とゲル電解質膜１０の密着性、ならびに、対極フィルム１の電極とゲル電解質膜１０の密着性が確保できる。電極フィルムが柔軟性を有するので、外から圧力をかけることにより、電極フィルムの電極をゲル電解質膜に押し当てることができる。
【０１００】
熱圧着により、作用極フィルム７と封止フィルム６の密封性、ならびに、対極フィルム１と封止フィルム６の密封性が確保できる。熱圧着により、封止フィルム６が溶融するので、電極の凹凸部に流入しやすくなるからである。
【０１０１】
図４Ｈの右の図に示すように、熱圧着により、作用極フィルム７と対極フィルム１の間に挟まれるゲル電解質膜１０と封止フィルム６は、それぞれの厚さが若干薄くなる。熱圧着の前後で厚さが薄くなる割合は、５〜２０％の範囲にある。このように薄くなることにより、作用極フィルム７の電極とゲル電解質膜１０の密着性、対極フィルム１の電極とゲル電解質膜１０の密着性、作用極フィルム７と封止フィルム６の密封性、ならびに、対極フィルム１と封止フィルム６の密封性をより確実にすることができる。
【０１０２】
工程Ｉについて説明する。工程Ｉでは、図１Ｉおよび図４Ｉに示すように、作用極フィルム７、封止フィルム６、および対極フィルム１を切断することより、単一の電気化学セルを作製する。
【０１０３】
図４Ｉの左側のように、作用極フィルム７と封止フィルム６に対して、対極フィルム１を長くして切断することにより、対極フィルム１の電極を露出させる。また、図４Ｉの右側にように、対極フィルム１と封止フィルム６に対して、作用極フィルム７を長くして切断することにより、作用極フィルム７の電極を露出させる。
【０１０４】
このように、電極を露出させる理由は、後の工程において、異方性導電膜（ＡＣＦ）により、対極フィルム１の電極とフレキシブル基板、ならびに、作用極フィルム７の電極とフレキシブル基板を圧着して電気的に接続させるためである。
【０１０５】
設定電解質膜厚、および設定封止フィルム厚を定義する。設定電解質膜厚とは、工程Ｉ終了後におけるゲル電解質膜１０の厚さをいう。設定封止フィルム厚とは、工程Ｉ終了後における封止フィルム６の厚さをいう。
【０１０６】
設定電解質膜厚は、１００μｍである。設定電解質膜厚は、この値に限定されない。設定電解質膜厚は３０〜５００μｍの範囲にあることが好ましい。設定電解質膜厚が３０μｍ以上であると、電子ペーパーのような表示素子としての機能を果たすという利点がある。設定電解質膜厚が５００μｍ以下であると、電解質膜の電気化学的特性である内部抵抗が大きくなるのを防止できるという利点がある。
【０１０７】
設定封止フィルム厚は、設定電解質膜厚と同じにした。その理由は、溶剤が含有されていないゲル電解質膜の厚み変化は小さいからである。
【０１０８】
工程Ａ〜Ｉとは別の工程で、フレキシブル基板にＩＣチップを実装する、ドライバＩＣ用ＣＯＦ(chip on flexible substrate)の接続を行う。
【０１０９】
工程Ｉの後の工程で、異方性導電膜（ACF Anisotropic Conducter Film）の接続を行う。異方性導電膜には導電性粒子が入っているので、ボンダーで加熱プレスすることにより、フレキシブル基板の回路とフィルムの電極を電気的に接続することができる。
【０１１０】
以上、工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程について説明した。これらの工程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。本発明の電気化学セルの作製は、このロールツーロール方式に限定されない。このほか、いわゆるバッチ方式により単一の電気化学セルを作製することもできる。
【０１１１】
工程Ａ〜Ｉの方法により、ロールツーロール方式で電気化学セルの製造ができるようになった。ロールツーロール方式でゲルの電気化学セルを製造することにより、安価に、速く大量に製造することができる。この方法であれば、鋳型を使うので、ゲルの液分を大きく減らす必要はなく、ゲルとして製造できる。また、使用するゲルは、物理ゲルのために過酸化物などの開始剤を必要とせず、安全に製造できる。
【０１１２】
工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程により作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目は、（１）作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性、（２）作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生、（３）電子ペーパーのデバイスとしての性能である。
【０１１３】
電子ペーパーの評価方法について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性の評価は、つぎのように行った。デバイスを６０℃で７日間放置した後に、剥がれにより白くなっていないかを目視により検査し剥離を判断した。
【０１１４】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生の評価はつぎのように行った。ドットマトリックスセルにおいて、全面表示させて、黒が全面に表示するかを光学顕微鏡で検査した。
【０１１５】
電子ペーパーのデバイスとしての性能、具体的にはゲル電解質膜のイオン伝導度（Ｓ／ｃｍ)の評価はつぎのように行った。イオン伝導度（Ｓ／ｃｍ)は交流インピーダンス法により測定した（Solatron1260）。イオン伝導度はつぎの式より算出される。
σ＝ｌ／（Ｓ×Ｒ）
ここで、ｌ：セルの長さ、Ｓ：電極面積
【０１１６】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果白い部分は認められなかった。
【０１１７】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果全面に黒いドットが確認できた。
【０１１８】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、σ＝８．３×１０−５（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０１１９】
本発明の電気化学セルの適用は、電子ペーパーに限定されない。このほか、電気二重層キャパシタ、色素増感太陽電池、リチウムイオン電池、または調光ガラス（以下、「電気二重層キャパシタなど適用例」という。）に適用することができる。
【０１２０】
電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明する。電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、原則として、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。以下においては、電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法のうち、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と異なる点について説明する。
【０１２１】
電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極について、それぞれ説明する。電気二重層キャパシタの対極フィルム１の電極は、炭素電極などを用いることができる。色素増感太陽電池の対極フィルム１の電極は、白金電極、炭素電極などを用いることができる。リチウムイオン電池の対極フィルム１の電極は、炭素電極などを用いることができる。調光ガラスの対極フィルム１の電極は、炭素電極、金属酸化物電極などを用いることができる。
【０１２２】
電気二重層キャパシタなど適用例のゾル状ゲル前駆体の電解液について、それぞれ説明する。電気二重層キャパシタのゾル状ゲル前駆体の電解液は、プロピレンカーボネートなどの非水溶媒に、４級アンモニウム塩、４級スルホニウム塩などを電解質としたものを用いることができる。色素増感太陽電池のゾル状ゲル前駆体の電解液は、非水溶媒にヨウ素とヨウ化塩を主な電解質としたものなどを用いることができる。リチウムイオン電池のゾル状ゲル前駆体の電解液は、プロピレンカーボネートなどの非水溶媒に、リチウム塩（ＬｉＰＦ６）などを電解質としたものを用いることができる。調光ガラスのゾル状ゲル前駆体の電解液は、プロピレンカーボネートなどの非水溶媒に、ビオローゲンなどのエレクトロクロミック材料を電解質としたものなどを用いることができる。
【０１２３】
電気二重層キャパシタなど適用例の作用極フィルム７の電極について、それぞれ説明する。電気二重層キャパシタの作用極フィルム７の電極は、炭素電極などを用いることができる。色素増感太陽電池の作用極フィルム７の電極は、酸化チタン膜に色素が胆持した電極などを用いることができる。リチウムイオン電池の作用極フィルム７の電極は、ＬｉＣｏＯ３、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４などを用いることができる。調光ガラスの作用極フィルム７の電極は、透明導電膜（ＩＴＯ）などを用いることができる。
【０１２４】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セルは、従来の電気化学セルに比較して、ゲル電解質膜の密着性がよく、気泡の発生を防止できる。また、ゲル電解質は、高いイオン伝導度を有し、従来の電気化学セルと同等もしくはそれ以上の性能が得られる。電気化学セルが柔軟性を有するので、全く新しいカードのようなアプリケーションに利用することができる。また、ゲル電解質膜は化学的安定性を有している。
【０１２５】
本発明の電気化学セルの適用は、電子ペーパー、電気二重層キャパシタ、色素増感太陽電池、リチウムイオン電池、または調光ガラスに限定されない。このほか、本発明の電気化学セルは、その他の電池、電気化学センサなどに適用できる。
【０１２６】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、作用極フィルムと、作用極フィルムに対向する対極フィルムと、作用極フィルムと対極フィルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにおいて、作用極フィルムと対極フィルムが、柔軟性を有するので、新規な電気化学セルを提供することができる。
【０１２７】
本発明を実施するための最良の形態によれば、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【０１２８】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１２９】
つぎに、電気化学セルおよびその製造方法にかかる第２の発明を実施するための最良の形態について説明する。図５は、電気化学セルの製造工程の他の例として、電子ペーパーのセルの製造工程を示すものである。図６は、図５における工程の詳細を示すものである。
【０１３０】
工程Ａは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１３１】
工程Ｂについて説明する。工程Ｂでは、図５Ｂおよび図６Ｂに示すように、供給装置３内で、ゲル化剤、電解液、および溶媒を所定の温度で加熱混合してゲル溶液を作る。このゲル溶液を塗布装置４に供給する。塗布装置４は、対極フィルム１の上に設けられた鋳型フィルム２の孔に、ゲル溶液を塗布する。
【０１３２】
ゲル溶液について説明する。
ゲル溶液は、以下のゲル電解質膜成分と溶媒を７０℃で混合することにより製造する。
ゲル電解質膜成分
ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体          ２０ 部
（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）（Ｋｙｎａｒ２８０１、アトフイナジャパン社製）
電解液（γ−ＢＬ）                                            １２０ 部
酸化チタン                                                      ２０ 部
ここで、電解液は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
溶媒
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）                                  ６０ 部
【０１３３】
ゲル電解質膜成分中のゲル化剤ＰＶｄＦ−ＨＦＰ組成の好ましい範囲は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１３４】
ゲル電解質膜成分に対する溶媒の比率は、５〜１０００質量％の範囲内にあることが好ましい。溶媒の比率が５質量％以上であると、溶媒の含有により粘度コントロールできる範囲が広がるという利点がある。溶媒の比率が１０００質量％以下であると、ジメチルカーボネートと電解液溶媒（γ−ブチロラクトン）が共沸しないで温度コントロールしやすいという利点がある。
【０１３５】
ゲル化剤、電解質、その他の成分については、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１３６】
溶媒はジメチルカーボネートに限定されない。このほか、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、アセトンなどを用いることができる。溶媒は、電解液以外の有機溶媒であり、比較的沸点が低く後に加熱により蒸発させて最終製品には混入しないものが好ましい。
【０１３７】
ゲル溶液の製造において、加熱温度は、５０〜１５０℃の範囲内にあることが好ましい。加熱温度が５０℃以上であると、粘度コントロールが容易になるという利点がある。加熱温度が１５０℃以下であると、電解液溶媒の蒸発を抑制できるという利点がある。
【０１３８】
塗布装置４は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１３９】
鋳型フィルム２の孔の中に塗布されたゲル溶液の膜厚は、第１の発明を実施するための最良の形態の工程Ｂにおける、ゾル状ゲル前駆体８の膜厚の場合と同様である。
【０１４０】
工程Ｃについて説明する。工程Ｃでは、図５Ｃおよび図６Ｃに示すように、ゲル溶液を加熱することにより溶媒を蒸発させ半ゲル化して半硬化ゲル９にする。
【０１４１】
ゲル溶液の加熱について説明する。加熱方法は、熱風を吹き付ける方法、赤外線をあてる方法などを用いることができる。
【０１４２】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰおよびその他のゲル化剤についての、半硬化ゲルの温度は、半硬化ゲルの粘度が好ましい範囲内（後述する）になるように決定する。
【０１４３】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰおよびその他のゲル化剤についての、半硬化ゲルの粘度は、２０〜２００００ｍＰａｓの範囲内にあることが好ましい。粘度が２０ｍＰａｓ以上であると、半硬化ゲルの形が崩れないという利点がある。粘度が２００００ｍＰａｓ以下であると、半硬化ゲルが完全にゲル化していないので、塗りこぼし部９ａと鋳型フィルム２が強力に接着するのを防止でき、鋳型フィルム２とともにゲルが剥がれるという問題がなくなるという利点がある。
【０１４４】
工程Ｄは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１４５】
工程Ｅについて説明する。工程Ｅでは、図５Ｅおよび図６Ｅに示すように、半硬化ゲルを加熱して、ゲル電解質膜１０を形成する。加熱方法は、工程Ｃと同様である。
【０１４６】
工程Ｆ〜Ｉ、およびその後の工程は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１４７】
工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程について説明した。これらの工程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。本発明の電気化学セルの作製は、このロールツーロール方式に限定されない。このほか、いわゆるバッチ方式により単一の電気化学セルを作製することもできる。
【０１４８】
工程Ａ〜Ｉの方法により、第１の発明を実施するための最良の形態と同様な効果が得られる。また、ゲル溶液を用いることにより、ゾル状ゲル前駆体に比較して粘度調整の自由度が大きく、鋳型フィルム２の孔に流入させやすいという効果が得られる。
【０１４９】
工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程により作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目および評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１５０】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果白い部分は認められなかった。
【０１５１】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果全面に黒いドットが確認できた。
【０１５２】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、σ＝７．０×１０−５（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０１５３】
つぎに、電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明する。電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、原則として、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。なお、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゲル溶液の電解液は、第１の発明を実施するための最良の形態で説明した、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。
【０１５４】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セルは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様の効果が得られる。
【０１５５】
以上のことから、本発明を実施するための最良の形態によれば、作用極フィルムと、作用極フィルムに対向する対極フィルムと、作用極フィルムと対極フィルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにおいて、作用極フィルムと対極フィルムが、柔軟性を有するので、新規な電気化学セルを提供することができる。
【０１５６】
本発明を実施するための最良の形態によれば、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゲル溶液を入れる工程と、ゲル溶液を加熱して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを加熱して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【０１５７】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１５８】
つぎに、電気化学セルおよびその製造方法にかかる第３の発明を実施するための最良の形態について説明する。
【０１５９】
電気化学セルの製造方法について説明する。
工程Ａ〜Ｅは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１６０】
工程Ｆについて説明する。工程Ｆでは、封止フィルム６の孔６ａがゲル電解質膜１０に対応するようにして、この封止フィルム６を対極フィルム１上に設置する。その結果、ゲル電解質膜１０の周囲を封止する封止部が形成される。
【０１６１】
封止フィルム６は、孔６ａの大きさを除いて、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１６２】
封止フィルム６の孔６ａは、鋳型フィルム２の孔２ａに比較して、縦の長さと横の長さをそれぞれ所定の幅だけ大きくした。所定の幅は、０．５〜５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。所定の幅が０．５ｍｍ以上であると、電解液と封止フィルムの接触を防止できるという利点がある。所定の幅が５ｍｍ以下であると、ゲルが電極フィルムに十分はさまれて密着性が保たれるという利点がある。
【０１６３】
工程Ｇ〜Ｉ、およびその後の工程は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１６４】
工程Ｉでは、図７に示すような電気化学セルが得られる。この図７は、電気化学セルにスペースを設けた例を示すものである。封止フィルム６とゲル電解質膜１０の間に隙間があり、封止フィルム６は、ゲル電解質膜１０と非接触の状態にある。
【０１６５】
工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程について説明した。これらの工程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。本発明の電気化学セルの作製は、このロールツーロール方式に限定されない。このほか、いわゆるバッチ方式により単一の電気化学セルを作製することもできる。
【０１６６】
工程Ａ〜Ｉの方法により、第１の発明を実施するための最良の形態と同様な効果が得られる。
【０１６７】
工程Ａ〜Ｉおよびその後の工程により作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目および評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１６８】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果白い部分は認められなかった。
【０１６９】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果全面に黒いドットが確認できた。
【０１７０】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、σ＝８．０×１０−５（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０１７１】
電子ペーハーの封止フィルム６とゲル電解質膜１０の間に隙間を設けたことにより得られる効果について評価を行った。
【０１７２】
隙間の有無の評価は、つぎのように行った。電気化学セルを４５℃、８０％ＲＨ、一週間の条件でエージングする。このエージングの前後における重量変化を計測することにより評価した。評価の対象は、第３の発明を実施するための最良の形態において作製したサンプル（隙間があるサンプル）である。評価の比較対象としては、第１の発明を実施するための最良の形態において作製したサンプル（隙間がないサンプル）を用いた。
【０１７３】
隙間の有無の評価結果について説明する。各サンプルのエージング前後の重量は以下の通りであった。
エージング前        エージング後
隙間があるサンプル        ３０．５１１ｇ      ３０．４５５ｇ
隙間がないサンプル        ３０．６０２ｇ      ３０．１３４ｇ
【０１７４】
隙間があるサンプルは、隙間がないサンプルに比較して、重量変化が小さかった。隙間があるサンプルでは、電解液が封止フィルムを侵食しないので十分な密封性を確保できたが、隙間がないサンプルでは、電解液が封止フィルムを侵食するので密封性を十分に確保できなかったものと考えられる。
【０１７５】
つぎに、電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明する。
電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、原則として、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。なお、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液は、第１の発明を実施するための最良の形態で説明した、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。
【０１７６】
以上のことから、発明を実施するための最良の形態によれば、作用極フィルムと、作用極フィルムに対向する対極フィルムと、作用極フィルムと対極フィルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにおいて、作用極フィルムと対極フィルムが、柔軟性を有するので、新規な電気化学セルを提供することができる。
【０１７７】
本発明を実施するための最良の形態によれば、対極フィルム上に設けられた鋳型フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、鋳型フィルムを対極フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程と、封止フィルムの孔がゲル電解質膜に対応するようにして、この封止フィルムを対極フィルム上に設置する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【０１７８】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１７９】
つぎに、電気化学セルおよびその製造方法にかかる第４の発明を実施するための最良の形態について説明する。
【０１８０】
電気化学セルの製造方法について説明する。図８は、カバー付き鋳型封止フィルムの製造工程を示す図である。図１０は、電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。図１１および図１２は、図１０における工程の詳細を示す図である。
【０１８１】
カバー付き鋳型封止フィルムの製造工程について説明する。この工程では、図８に示すように、カバーフィルム１５、鋳型封止フィルム１７、およびカバーフィルム１６をローラ１８，１８により圧着する。つぎに、打ち抜き機１９により孔を開ける。つぎに、カバーフィルム１６を剥がすことにより、カバー付き鋳型封止フィルムを作製する。図９に示すように、カバー付き鋳型封止フィルム２４は、カバーフィルム１５と鋳型封止フィルム１７からなる。
【０１８２】
カバーフィルム１５について説明する。
カバーフィルム１５としては、表面処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（帝人社製）を用いた。表面処理した理由は、鋳型封止フィルム１７とカバーフィルム１５の剥離強度を小さくすることにより剥離しやすくするためである。
【０１８３】
カバーフィルム１５の厚さは、１０μｍである。カバーフィルム１５の厚さはこの厚さに限定されない。カバーフィルム１５の厚さは、５〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５μｍ以上であると、機械的強度が確保できるという利点がある。厚さが２０μｍ以下であると、鋳型封止フィルム１７とゲル電解質膜１０（後述する）の高さが揃えやすくなるという利点がある。
【０１８４】
カバーフィルム１５の材質は、上述の表面処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に限定されるものではない。このほか、表面処理されたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【０１８５】
鋳型封止フィルム１７について説明する。
鋳型封止フィルム１７としては、ポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルム（ＮＨＦＭ、愛知プラスチィック社製）を用いた。
【０１８６】
鋳型封止フィルム１７の厚さは、工程Ｈまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。設定電解質膜厚は、工程Ｈの説明において定義する。
【０１８７】
鋳型封止フィルム１７の材質は、上述のポリエチレン−ポリプロピレン−ポリエチレンの３層からなる３層フィルムに限定されるものではなく、ゾル状ゲル前駆体に侵食されないプラスチックフィルムを使用することができる。たとえば、アイモノマー樹脂、変性プロピレンなどを用いることができる。
【０１８８】
カバーフィルム１６について説明する。
【０１８９】
カバーフィルム１６の厚さは、５０μｍである。カバーフィルム１６の厚さはこの厚さに限定されない。カバーフィルム１６の厚さは、５〜１０００μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５μｍ以上であると、機械的強度が確保できるという利点がある。厚さが１０００μｍ以下であると、打ち抜きや巻取りが容易であるという利点がある。
【０１９０】
カバーフィルム１６の材質はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。カバーフィルム１６の材質は、これに限定されるものではない。このほか、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【０１９１】
熱圧着の圧力は１０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。カバーフィルム１５、鋳型封止フィルム１７、およびカバーフィルム１６に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の圧力は５００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【０１９２】
熱圧着の温度は８０℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。カバーフィルム１５、鋳型封止フィルム１７、およびカバーフィルム１６に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の温度は５０〜１００℃の範囲にあることが好ましい。
【０１９３】
カバーフィルム１５と鋳型封止フィルム１７の剥離強度は２Ｎ／２ｃｍであった。カバーフィルム１６と鋳型封止フィルム１７の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。カバーフィルム１５と鋳型封止フィルム１７に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の剥離強度は０．０５〜３Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。カバーフィルム１６と鋳型封止フィルム１７に種々の厚さおよび材質を適用した場合、熱圧着の剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【０１９４】
熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、熱圧着部を剥がす力が作用しないときは後の工程で剥離するのを防止でき、かつ熱圧着部を剥がす力が作用するときは容易に剥離できるという利点がある。
【０１９５】
カバー付き鋳型封止フィルム２４の孔２４ａは、第１の発明を実施するための最良の形態における鋳型フィルム２の孔２ａと同様である。
【０１９６】
工程Ａについて説明する。工程Ａでは、図１０Ａおよび図１１Ａに示すように、対極フィルム１の上にカバー付き鋳型封止フィルム２４を圧着して設ける。
【０１９７】
対極フィルム１は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０１９８】
対極フィルム１とカバー付き鋳型封止フィルム２４の熱圧着について説明する。
熱圧着の圧力は１０００Ｎ／ｃｍ２であった。熱圧着の圧力はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き鋳型封止フィルム２４に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の圧力は５００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【０１９９】
熱圧着の温度は８０℃であった。熱圧着の温度はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き鋳型封止フィルム２４に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の温度は５０〜１００℃の範囲にあることが好ましい。
【０２００】
対極フィルム１とカバー付き鋳型封止フィルム２４の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。熱圧着の剥離強度はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き鋳型封止フィルム２４に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、熱圧着の剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【０２０１】
熱圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、熱圧着部が、後の工程で剥離するのを防止できるという利点がある。
【０２０２】
工程Ｂについて説明する。工程Ｂでは、図１０Ｂおよび図１１Ｂに示すように、供給装置３内で、ゲル化剤と電解液を所定の温度で加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。このゾル状ゲル前駆体を塗布装置４に供給する。塗布装置４は、対極フィルム１の上に設けられたカバー付き鋳型封止フィルム２４の孔に、ゾル状ゲル前駆体を塗布する。
【０２０３】
ゾル状ゲル前駆体は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２０４】
カバー付き鋳型封止フィルム２４の孔２４ａの中に塗布されたゾル状ゲル前駆体８の膜厚は、工程Ｈまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。
【０２０５】
工程Ｃは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２０６】
工程Ｄについて説明する。工程Ｄでは、図１０Ｄおよび図１１Ｄに示すように、カバーフィルム１５を鋳型封止フィルム１７から剥がす。
【０２０７】
図１７は、鋳型封止フィルムを用いた電気化学セルを示す断面図である。引張試験機による剥離強度試験結果を比較する。カバーフィルム１５と鋳型封止フィルム１７の剥離強度は２Ｎ／２ｃｍであり、対極フィルム１と鋳型封止フィルム１７の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。前者の剥離強度よりも後者の剥離強度のほうが大きい。よってカバーフィルム１５を剥離させても鋳型封止フィルム１７が対極フィルム１より剥離しない。
【０２０８】
工程Ｅは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２０９】
工程Ｆ〜Ｈ、およびその後の工程は、第１の発明を実施するための最良の形態における工程Ｇ〜Ｉ、およびその後の工程と同様である。
【０２１０】
工程Ａ〜Ｈおよびその後の工程について説明した。これらの工程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。本発明の電気化学セルの作製は、このロールツーロール方式に限定されない。このほか、いわゆるバッチ方式により単一の電気化学セルを作製することもできる。
【０２１１】
工程Ａ〜Ｈの方法により、第１の発明を実施するための最良の形態と同様な効果が得られる。また、カバー付き鋳型封止フィルムを用いることにより、ゲル電解質膜と鋳型封止フィルムの位置決めを不要にすることができる。
【０２１２】
工程Ａ〜Ｈおよびその後の工程により作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目および評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２１３】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果白い部分は認められなかった。
【０２１４】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果全面に黒いドットが確認できた。
【０２１５】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、８．２×１０−５（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０２１６】
つぎに、電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明する。
電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、原則として、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。なお、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液は、第１の発明を実施するための最良の形態で説明した、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。
【０２１７】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セルは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様の効果が得られる。
【０２１８】
以上のことから、発明を実施するための最良の形態によれば、作用極フィルムと、作用極フィルムに対向する対極フィルムと、作用極フィルムと対極フィルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにおいて、作用極フィルムと対極フィルムが、柔軟性を有するので、新規な電気化学セルを提供することができる。
【０２１９】
本発明を実施するための最良の形態によれば、カバーフィルムと鋳型封止フィルムからなるカバー付き鋳型封止フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き鋳型封止フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを鋳型封止フィルムから剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【０２２０】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０２２１】
つぎに、電気化学セルおよびその製造方法にかかる第５の発明を実施するための最良の形態について説明する。
【０２２２】
電気化学セルの製造方法について説明する。図１３は、電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。図１５および図１６は、図１３における工程の詳細を示す図である。
【０２２３】
工程Ａについて説明する。工程Ａでは、図１３Ａおよび図１５Ａに示すように、対極フィルム１の上にカバー付き粘着剤層フィルム２０を圧着して設ける。
【０２２４】
カバー付き粘着剤層フィルム２０について説明する。図１４は、カバー付き粘着剤層フィルム２０の構成を示すものである。カバー付き粘着剤層フィルム２０は、カバーフィルム２１と粘着剤層２２からなっている。
【０２２５】
カバーフィルム２１について説明する。
カバーフィルム２１としては、表面処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（５０ＧＳ、リンテック社製）を用いた。表面処理した理由は、粘着剤層２２とカバーフィルム２１の剥離強度を小さくすることにより剥離しやすくするためである。
【０２２６】
カバーフィルム２１の厚さは、１０μｍである。カバーフィルム２１の厚さはこの厚さに限定されない。カバーフィルム２１の厚さは、５〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが５μｍ以上であると、機械的強度が確保できるという利点がある。厚さが２０μｍ以下であると、粘着剤層２２とゲル電解質膜１０（後述する）の高さが揃えやすくなるという利点がある。
【０２２７】
カバーフィルム２１の材質は、上述の表面処理されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に限定されるものではない。このほか、表面処理されたポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリイミド、ポリカーボネートなどを用いることができる。
【０２２８】
粘着剤層２２としては、粘着剤（Ｇ９０００、ソニーケミカル社製）を用いた。この粘着剤は、無溶媒アクリル系両面粘着剤である。
【０２２９】
粘着剤層２２の厚さは、工程Ｈまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。設定電解質膜厚は、工程Ｈにおいて定義する。
【０２３０】
粘着剤層２２の材質は、上述の粘着剤（Ｇ９０００）に限定されるものではない。このほか、製品としての安定性を維持するために耐電解液性を有するものを用いることができる。
【０２３１】
粘着剤層２２は、耐電解液性を有することが求められる。そこで、粘着剤層２２の耐電解液性を評価した。
【０２３２】
評価サンプルとしては、上述の粘着剤（Ｇ９０００）からなる粘着剤層を用いた。
評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。粘着剤層の耐電解液性の好ましい範囲は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２３３】
質量変化はつぎのようであった。粘着剤（Ｇ９０００）からなる粘着剤層は４質量％増加した。この結果、粘着剤（Ｇ９０００）からなる粘着剤層は耐電解液性に優れていることがわかった。
【０２３４】
カバーフィルム２１と粘着剤層２２の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであった。圧着の剥離強度はこの値に限定されない。カバーフィルム２１と粘着剤層２２に種々の厚さおよび材質を適用した場合、剥離強度は０．２〜１０Ｎ／２ｃｍの範囲にあることが好ましい。
【０２３５】
圧着の剥離強度が上述の範囲内にあると、圧着部を剥がす力が作用しないときは後の工程で剥離するのを防止でき、かつ圧着部を剥がす力が作用するときは容易に剥離できるという利点がある。
【０２３６】
対極フィルム１は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２３７】
対極フィルム１とカバー付き粘着剤層フィルム２０の圧着について説明する。
圧着の圧力は５０００Ｎ／ｃｍ２であった。圧着の圧力はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き粘着剤層フィルム２０に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の圧力は１０００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【０２３８】
圧着の温度は常温であった。圧着の温度はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き粘着剤層フィルム２０に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の温度は５〜８０℃の範囲にあることが好ましい。
【０２３９】
対極フィルム１とカバー付き粘着剤層フィルム２０の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍであった。圧着の剥離強度はこの値に限定されない。対極フィルム１とカバー付き粘着剤層フィルム２０に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍ以上の範囲にあることが好ましい。
【０２４０】
圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、十分に接着できるという利点がある。
【０２４１】
工程Ｂについて説明する。工程Ｂでは、図１３Ｂおよび図１５Ｂに示すように、供給装置３内で、ゲル化剤と電解液を所定の温度で加熱混合してゾル状ゲル前駆体を作る。このゾル状ゲル前駆体を塗布装置４に供給する。塗布装置４は、対極フィルム１の上に設けられたカバー付き粘着剤層フィルム２０の孔に、ゾル状ゲル前駆体を塗布する。
【０２４２】
ゾル状ゲル前駆体は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２４３】
カバー付き粘着剤層フィルム２０の孔２０ａの中に塗布されたゾル状ゲル前駆体８の膜厚は、工程Ｈまでの過程を経て、ゲル電解質膜１０の厚さが設定電解質膜厚になるように、決定する。
【０２４４】
工程Ｃは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２４５】
工程Ｄについて説明する。工程Ｄでは、図１３Ｄおよび図１５Ｄに示すように、カバーフィルム２１を粘着剤層２２から剥がす。
【０２４６】
図１８は、粘着剤層を用いた電気化学セルを示す断面図である。引張試験機による剥離強度試験結果を比較する。カバーフィルム２１と粘着剤層２２の剥離強度は５Ｎ／２ｃｍであり、対極フィルム１と粘着剤層２２（常温で圧着）の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍであった。前者の剥離強度よりも後者の剥離強度のほうが大きい。よってカバーフィルム２１を剥離させても粘着剤層２２が対極フィルム１より剥離しない。
【０２４７】
工程Ｅは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２４８】
工程Ｆについて説明する。工程Ｆでは、図１３Ｆおよび図１６Ｆに示すように、粘着剤層２２の上に作用極フィルム７を圧着して設ける。
【０２４９】
作用極フィルム７は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２５０】
作用極フィルム７と粘着剤層２２の圧着について説明する。
圧着の圧力は５０００Ｎ／ｃｍ２であった。圧着の圧力はこの値に限定されない。作用極フィルム７と粘着剤層２２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の圧力は１０００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【０２５１】
圧着の温度は常温であった。圧着の温度はこの値に限定されない。作用極フィルム７と粘着剤層２２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の温度は５〜８０℃の範囲にあることが好ましい。
【０２５２】
作用極フィルム７と粘着剤層２２の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍであった。圧着の剥離強度はこの値に限定されない。作用極フィルム７と粘着剤層２２に種々の厚さおよび材質を適用した場合に、圧着の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍ以上の範囲にあることが好ましい。
【０２５３】
圧着の圧力、温度、および剥離強度が上述の範囲内にあると、十分に接着できるという利点がある。
【０２５４】
工程Ｇについて説明する。工程Ｇでは、図１３Ｇおよび図１６Ｇに示すように、作用極フィルム７と対極フィルム１を挟んで加圧・加熱する。加圧・加熱は、所定の圧力・温度で、所定の時間行う。
【０２５５】
加圧・加熱の方法は、第１の発明を実施するための最良の形態における工程Ｈと同様である。
【０２５６】
圧力は５０００Ｎ／ｃｍ２であった。圧力はこの値に限定されない。圧力は１０００〜１５０００Ｎ／ｃｍ２の範囲にあることが好ましい。
【０２５７】
温度は１２０ ℃であった。温度はこの値に限定されない。温度は１００〜１５０℃の範囲にあることが好ましい。
【０２５８】
加圧・加熱の時間は６０秒であった。時間はこの値に限定されない。加圧・加熱の時間は３０〜６０秒の範囲にあることが好ましい。
【０２５９】
作用極フィルム７と粘着剤層２２の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍであった。対極フィルム１と粘着剤層２２の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍであった。圧着の剥離強度はこの値に限定されない。作用極フィルム７、粘着剤層２２、および対極フィルム１に種々の厚さおよび材質を適用した場合、圧着の剥離強度は１５Ｎ／２ｃｍ以上の範囲にあることが好ましい。
【０２６０】
圧着の圧力、温度、時間、および剥離強度が上述の範囲内にあると、粘着剤層２２の形が崩れることなく十分に接着できるという利点がある。
【０２６１】
加圧・加熱により、作用極フィルム７の電極とゲル電解質膜１０の密着性、ならびに、対極フィルム１の電極とゲル電解質膜１０の密着性が確保できる。
【０２６２】
工程Ｈは、第１の発明を実施するための最良の形態における工程Ｉと同様である。
粘着剤層２２は、封止部としての機能を有する。なお、この粘着剤層２２の外側に、別に封止部を設けることもできる。
【０２６３】
工程Ｈの後の工程は、第１の発明を実施するための最良の形態における工程Ｉの後の工程と同様である。
【０２６４】
工程Ａ〜Ｈおよびその後の工程について説明した。これらの工程では、ロールツーロール方式で、電気化学セルを作製している。本発明の電気化学セルの作製は、このロールツーロール方式に限定されない。このほか、いわゆるバッチ方式により単一の電気化学セルを作製することもできる。
【０２６５】
工程Ａ〜Ｈの方法により、第１の発明を実施するための最良の形態と同様な効果が得られる。また、カバー付き粘着剤層フィルムを用いることにより、ゲル電解質膜と粘着剤層の位置決めを不要にすることができる。
【０２６６】
工程Ａ〜Ｈおよびその後の工程により作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目および評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２６７】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果白い部分は認められなかった。
【０２６８】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果全面に黒いドットが確認できた。
【０２６９】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、８．１×１０−５（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０２７０】
つぎに、電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法について説明する。
電気二重層キャパシタなど適用例の製造方法は、原則として、上述の電子ペーパーのセルの製造方法と同様である。なお、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液は、第１の発明を実施するための最良の形態で説明した、電気二重層キャパシタなど適用例の対極フィルム１の電極、作用極フィルム７の電極、およびゾル状ゲル前駆体の電解液と同様である。
【０２７１】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜を用いた電気化学セルは、第１の発明を実施するための最良の形態と同様の効果が得られる。
【０２７２】
以上のことから、発明を実施するための最良の形態によれば、作用極フィルムと、作用極フィルムに対向する対極フィルムと、作用極フィルムと対極フィルムの間に挟まれるゲル電解質膜と、ゲル電解質膜の周囲を封止する封止部を有する電気化学セルにおいて、作用極フィルムと対極フィルムが、柔軟性を有するので、新規な電気化学セルを提供することができる。
【０２７３】
本発明を実施するための最良の形態によれば、カバーフィルムと粘着剤層からなるカバー付き粘着剤層フィルムを、対極フィルム上に設ける工程と、カバー付き粘着剤層フィルムの孔に、ゾル状ゲル前駆体を入れる工程と、ゾル状ゲル前駆体を冷却して半硬化ゲルにする工程と、カバーフィルムを粘着剤層から剥がす工程と、半硬化ゲルを冷却して、ゲル電解質膜を形成する工程を有するので、新規な電気化学セルの製造方法を提供することができる。
【０２７４】
なお、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０２７５】
つぎに、電気化学セルおよびその製造方法にかかる比較例について説明する。
【０２７６】
［比較例１］
ＰＶｄＦ−ＨＦＰゲルからなるゲル電解質膜と、リジッド電極板を用いた電子ペーパーを作製した。リジッド電極板にロの字型の封止フィルムを貼り付け、その中に加熱溶融させたゾル状ゲル前駆体をディスペンサにより滴下させ、さらにもう１つリジッド電極板で密閉した。
【０２７７】
作製された電子ペーパーについて、評価を行った。評価項目および評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２７８】
評価結果について説明する。
作用極フィルムとゲル電解質膜、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の密着性については、目視により検査した結果、全面のうち一部に白い部分が認められた。
【０２７９】
作用極フィルムとゲル電解質膜の界面、ならびに対極フィルムとゲル電解質膜の界面における気泡の発生については、光学顕微鏡で検査した結果、全面のうち黒いドットが５０％のみ確認できた。
【０２８０】
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、１．０×１０−６（Ｓ／ｃｍ）であった。
【０２８１】
［比較例２］
ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲルからなるゲル電解質膜の作製を、次の方法により試みた。ＰＶｄＦ−ＨＦＰ系ゲル−プレインフィルムの打ち抜き・加工を試みた。この方法は、一般的な粘着シートの製造法である。しかし、ゲルにおいては液分を多く含んでおり、機械的強度がないので、後で打ち抜き・加工できない。よって電子ペーパーを作製することができなかった。
【０２８２】
［比較例３］
アクリル系ゲルからなるゲル電解質膜の作製を、次の方法により試みた。アクリル系ゲル−プレインフィルムの打ち抜き・加工を試みた。しかし、ゲルにおいては液分を多く含んでおり、機械的強度がないので、後で打ち抜き・加工できない。よって電子ペーパーを作製することができなかった。なお、アクリル系ゲルとは、電解液と単官能・多官能アクリルモノマーを混合し、モノマーを重合させてゲル化させたのである。
【０２８３】
［比較例４］
アクリル系ゲルからなるゲル電解質膜を、鋳型フィルムを用いて作製した。アクリルモノマーは酸素存在下においてはゲル化しない。ゲル化させるためにカバーフィルム（ＰＥＴ）を取り付け、紫外線で硬化させると塗りこぼし部までも完全に硬化してしまい、鋳型フィルムに接着してしまう。鋳型フィルムを剥がす時に、ゲルまでも剥がれてしまう。また、その後の作用極フィルムの貼り合せにおいて、電極とのコンタクトを確立するためにタックが必要となるが、重合は酸素が遮断された状態のみでおこり、途中で剥がせばさらに重合を進行させることができない。
【０２８４】
［比較例５］
アクリルモノマーを封止部の厚みまで滴下し、液状のモノマーの状態で作用極フィルムを貼り合せセル化する。その後、外部の酸素を遮断した状態で光もしくは熱によりゲル化する。この場合、アクリルモノマーと電解液の混合液の滴下量の微妙な制御が必要になる。また滴下するために粘度を低くする必要があるので実施が困難である。
【０２８５】
［比較例６］
アクリルゲルからなるゲル電解質膜と、リジッド電極を用いた電子ペーパーを作製した。あらかじめ適当なギャップをもつ空セルを作製する。つぎに電解液、酸化チタン、アクリルモノマー、および開始剤を十分撹拌したものを真空注入により空セルに充填する。つぎに注入口をふさぐ。つぎに、加熱して開始剤を反応させてアクリルのゲル化を行った。
【０２８６】
作製された電子ペーパーについて、イオン伝導度の評価を行った。評価方法は、第１の発明を実施するための最良の形態と同様である。
【０２８７】
アクリルゲルのゲル電解質膜のイオン伝導度σ（Ｓ／ｃｍ)は、９×１０−６（Ｓ／ｃｍ)であった。
【０２８８】
［比較例７］
ゲランガム（和光純薬工業社製）からなるゲル電解質膜を作製した。これを用いて電子ペーパーを作製した。しかしながら、ゲランガムでは満足な電気化学的性能が得られなかった。ゲル電解質膜のイオン伝導度σは２×１０−６（Ｓ／ｃｍ)であった。なお、ゲランガムとは、物理ゲルの一種である。
【図面の簡単な説明】
【０２８９】
【図１】電気化学セルの製造工程の一例を示す図である。
【図２】鋳型フィルムと封止フィルムの構成を示す平面図である。
【図３】図１における工程の詳細を示す図である（その１）。
【図４】図１における工程の詳細を示す図である（その２）。
【図５】電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。
【図６】図５における工程の詳細を示す図である。
【図７】電気化学セルにスペースを設けた例を示す図である。
【図８】カバー付き鋳型封止フィルムの製造工程を示す図である。
【図９】カバー付き鋳型封止フィルムの構成を示す図である。
【図１０】電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。
【図１１】図１０における工程の詳細を示す図である（その１）。
【図１２】図１０における工程の詳細を示す図である（その２）。
【図１３】電気化学セルの製造工程の他の例を示す図である。
【図１４】カバー付き粘着剤層フィルムの構成を示す図である。
【図１５】図１３における工程の詳細を示す図である（その１）。
【図１６】図１３における工程の詳細を示す図である（その２）。
【図１７】鋳型封止フィルムを用いた電気化学セルを示す断面図である。
【図１８】粘着剤層を用いた電気化学セルを示す断面図である。
【図１９】従来の電気化学セルの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２９０】
１‥‥対極フィルム、２‥‥鋳型フィルム、２ａ‥‥孔、３‥‥供給装置、４‥‥塗布装置、５‥‥冷却装置、６‥‥封止フィルム、６ａ‥‥孔、７‥‥作用極フィルム、８‥‥ゾル状ゲル前駆体、８ａ‥‥塗りこぼし部、９‥‥半硬化ゲル、９ａ‥‥塗りこぼし部、１０‥‥ゲル電解質膜、１１‥‥ローラ、１２‥‥ゲル溶液、１２ａ‥‥塗りこぼし部、１３‥‥加熱装置、１４‥‥スペース、１５‥‥カバーフィルム、１６‥‥カバーフィルム、１７‥‥鋳型封止フィルム、１８‥‥ローラ、１９‥‥打ち抜き機、２０‥‥カバー付き粘着剤層フィルム、２０ａ‥‥孔、２１‥‥カバーフィルム、２２‥‥粘着剤層、２３‥‥封止材、２４‥‥カバー付き鋳型封止フィルム、２４ａ‥‥孔
【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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【図９】
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【図１０】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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