(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極が絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された素子と、この素子を金属ケース（陽極側）内に収納して絶縁性のリングパッキンを介して密封する上蓋（陰極側）からなるコイン形蓄電セルであって、前記上蓋で押圧されるリングパッキン底面と接する金属ケース部分に梨地加工を施し、前記梨地加工の表面にゴム系のシール補助材を形成して、上記金属ケースと上蓋を密封したコイン形蓄電セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に使用されるコイン形のコンデンサや電池等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のコイン形蓄電セルには、電気二重層コンデンサやボタン電池等がある。例えば、電気二重層コンデンサの構成を図４に示す。同図に示すように、活性炭電極からなる陽極性の分極性電極３１と、活性炭電極からなる陰極側の分極性電極３２とをセパレータ３３を介して対向配置し、そして陽極側の分極性電極３１には陽極集電体３４を設け、かつ陰極側の分極性電極３２には陰極集電体３５を設け、その後、前記一対の分極性電極３１、３２およびセパレータ３３に電解液３６を含浸させて、これらを陰極端子となる上ケース３７と陽極端子となる下ケース３８で構成される収納空間部に収納し、そして上ケース３７の外周部に形成した折り曲げ部４０と下ケース３８の外周部との間に電気絶縁性を有するパッキン３９を配置して下ケース３８の外周部の先端部４１をカーリングすることにより、パッキン３９で上ケース３７の折り曲げ部４０を外側から包み込んで一対の分極性電極３１、３２を収納している収納空間部の気密封口を行うようにしている。
【０００３】
このようなコイン形蓄電セルは、携帯電話をはじめとする小型携帯機器の主電源及びメモリバックアップ用電源として幅広く利用されており、その需要は、電子機器の小型化の流れに乗って、年々増加傾向にある。このような時代背景を踏まえ、電子機器の重要な構成要素であるコイン形蓄電セルに対しては、長期にわたって高い信頼性を確保することが不可欠である。
【０００４】
前記信頼性を確保する方法として、特許文献１には下ケース内底部の分極性電極周囲にガイド部を設けることにより、分極性電極を所定の位置に接着することができ、電極のずれが防止されるということが提案されている。
【０００５】
また、この電気二重層コンデンサの耐漏液性の向上は、品質上重要な課題である。電解液の漏液は、蓄電セルの特性劣化の要因となるばかりでなく、周辺回路及び機器の故障を引き起こす可能性もある。
【０００６】
このような耐漏液性の向上に対しては、特許文献２では、上ケースの外周部折り曲げ部分を平坦部にし、その平坦部の幅を上ケースの厚みの７５〜１５０％の範囲にすることにより、耐漏液性が向上できるということが提案されている。
【０００７】
一方、ボタン電池においても、正極と負極の間にセパレータを介した電極が２つ合わせの金属容器内に収容されており、その外観構造は前記電気二重層コンデンサと同じような構成を有している。
【特許文献１】特開２００３−２２９３５号公報
【特許文献２】特開２０００−４８７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、機器の小型化による電子部品の高集積化に伴い、基板上の電子部品の高集積化が進んでいる。これに適したハンダ付け方法として、リフローハンダ付けによる面実装が主流となってきている。リフローハンダ付けとは、ハンダの塗布されたプリント基板に載置した蓄電セルを基板ごと２００℃以上の高温雰囲気の炉内を通過させ、ハンダ付けを行う
方法である。さらに、環境問題を考慮したハンダの鉛フリー化の進行に伴い、鉛系ハンダよりも融点が２０℃程度高い錫系のハンダによるリフローハンダ付けが行われるようになり、基板に搭載される電子部品に対しても、より高い耐熱性及びリフロー対応品の長寿命化が求められるようになってきている。
【０００９】
しかしながら前記従来の電気二重層コンデンサにおいては、ハンダ付け温度が２５０℃もしくはそれ以上に達する鉛フリーのリフローハンダ付け時に、高温状態で有機電解液の溶媒の蒸気圧が高まり、蓄電セルの内圧が著しく上昇することにより、下ケース３８とパッキン３９底面のシール面に隙間が生じ、電解液が外部に漏液するという課題を有している。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決し、高温リフローに対する耐熱性を向上させた長寿命のコイン形蓄電セルを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために本発明は、一対の電極が絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された素子と、この素子を金属ケース（陽極側）内に収納して絶縁性のリングパッキンを介して密封する上蓋（陰極側）からなるコイン形蓄電セルであって、前記上蓋で押圧されるリングパッキン底面と接する金属ケース部分に梨地加工を施し、前記梨地加工の表面にゴム系のシール補助材を形成して、上記金属ケースと上蓋を密封した構成とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上蓋で押圧されるリングパッキン底面と接する金属ケース部分に梨地加工を施し、前記梨地加工の表面にゴム系のシール補助材を形成して、上記金属ケースと上蓋を密封した構成とすることにより、ゴムもしくはピッチ系のシール補助材と金属ケースとの接着性を高めることができ、リングパッキンと金属ケースとの密着性が向上し、セル内への外部水分の浸入及び電解液のセル外部への流出を抑制することができ、耐漏液性及び高温リフローに対する耐熱性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明をする。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１によるコイン形電気二重層コンデンサの構成を示した部分断面図である。同図において、金属ケース１１と上蓋１３の内底面に集電材１８をそれぞれ塗布し、一対の分極性電極１７がセパレータ１９を介して集電材１８と接触するように金属ケース１１と上蓋１３に挿入されている。また、一対の分極性電極１７には電解液２０が含浸されている。
【００１６】
そして上蓋１３の外周部に形成した折り曲げ部１４と金属ケース１１の外周部１２との間に電気絶縁性を有するリングパッキン１５を配置して金属ケース１１の外周部１２の先端をカーリングすることにより、リングパッキン１５で上蓋１３の折り曲げ部１４を外側から包み込んで一対の分極性電極１７を収納して気密封口を行っている。金属ケース１１のリングパッキン１５との接触面及びリングパッキン１５の上蓋１３との接触面にはシール補助材１６を塗布してある。加えて、金属ケース１１のパッキン１５との接触面に梨地加工２１を施してあり、封口性を高めている。
【００１７】
金属ケース１１に梨地加工を施す効果を検証するため、以下の実験を行った。
【００１８】
リングパッキン１５と同素材のプラスチック板にシール補助材１６を塗布し、その上に梨地加工を施したＳＵＳ板を被せて乾燥する。乾燥後、プッシュプルゲージを用いてＳＵＳ板を引き剥がし、剥離強度を測定することにより、プラスチック板と梨地加工を施したＳＵＳ板との接着強度を測定した。測定結果を（表１）に示す。
【００１９】
【表１】
0004501529.tif 000002
【００２０】
（表１）に示すとおり、梨地加工品はＳＵＳ基材と比較して接着強度が２．５倍上昇することが確認された。金属ケース１１に梨地加工を施すことにより、前記シール補助材１６と金属ケース１１との接着強度が増加することから、より気密性の高い封口を行うことができ、耐漏液性が向上する。
【００２１】
次に、具体的な例として、電解液として溶媒にプロピレンカーボネートとスルホランの２種を用い、その他は前記の構成材料にて、直径６．８ｍｍ、高さ１．４ｍｍのコイン形電気二重層コンデンサを作製した。また、比較例として金属ケース１１に梨地加工を設けないコイン形電気二重層コンデンサを作製した。
【００２２】
前記実施の形態１及び比較例のコイン形電気二重層コンデンサについて、図２に示す温度プロファイルでリフローハンダ付けを行い、その漏液の検査結果を（表２）に示す。
【００２３】
【表２】
0004501529.tif 000003
【００２４】
（表２）から明らかなように、前記実施の形態１のコイン形電気二重層コンデンサは比較例のコイン形電気二重層コンデンサに比べて、リングパッキン１５から外部に漏液がなく、極めて安定したコイン形電気二重層コンデンサを得ることができた。
【００２５】
また、同じ実施の形態１及び比較例のコイン形電気二重層コンデンサについて、高温高湿下で定格電圧を印加した状態での耐漏液性を確認する高温高湿負荷試験を行った。その
測定結果について、漏液検査結果を（表３）に、内部抵抗測定結果を図３に示す。
【００２６】
【表３】
0004501529.tif 000004
【００２７】
（表３）から明らかなように、実施の形態１のコイン形電気二重層コンデンサは比較例のコイン形電気二重層コンデンサに比べて、外部への漏液もなく非常に安定な電気二重層コンデンサであるといえる。また、図３から明らかなように、実施の形態１のコイン形電気二重層コンデンサは比較例のコイン形電気二重層コンデンサに比べて、高温高湿負荷試験による内部抵抗変化が小さい。これにより、実施の形態１のコイン形電気二重層コンデンサはリフロー耐熱性、耐漏液性及び寿命特性に優れた電気二重層コンデンサであることが確認された。
【００２８】
（実施の形態２）
実施の形態２において、金属ケース１１のリングパッキン１５との接触面及びリングパッキン１５の上蓋１３との接触面にはシール補助材１６を塗布し、前記金属ケース１１のリングパッキン１５と接する部分に同心円状の凹凸を設けた構成とした以外は実施の形態１と同様にしてコイン形電気二重層コンデンサを作製した。
【００２９】
前記金属ケース１１に同心円状の凹凸加工を施す効果を検証するため、実施の形態１と同様の接着強度測定を行った。測定結果を（表１）に示す。
【００３０】
（表１）に示すとおり、同心円状の凹凸加工品においても、ＳＵＳ基材と比較して接着強度が２．１倍上昇することが確認された。金属ケース１１に同心円状の凹凸加工を施すことにより、前記シール補助材１６と金属ケース１１との接着強度が増加することから、より気密性の高い封口を行うことができ、耐漏液性が向上する。
【００３１】
このコイン形電気二重層コンデンサについて、前記実施の形態１と同様にしてリフローハンダ付けを行い、その漏液の検査結果を（表２）に示す。
【００３２】
本実施の形態２のコイン形電気二重層コンデンサでも、全く電解液の漏液が認められず、封口性及びリフロー耐熱性に優れたコイン形電気二重層コンデンサを得ることができた。
【００３３】
また、同じ実施の形態２及び比較例のコイン形電気二重層コンデンサについて、実施の形態１と同様に高温高湿負荷試験を行った。その測定結果について、漏液検査結果を（表３）に、内部抵抗測定結果を図３に示す。
【００３４】
（表３）から明らかなように、実施の形態２のコイン形電気二重層コンデンサは比較例
のコイン形電気二重層コンデンサに比べて、外部への漏液もなく非常に安定な電気二重層コンデンサであるといえる。また、図３から明らかなように、実施の形態２のコイン形電気二重層コンデンサは比較例のコイン形電気二重層コンデンサに比べて、高温高湿負荷試験による内部抵抗変化が小さい。これにより、実施の形態２のコイン形電気二重層コンデンサもリフロー耐熱性、耐漏液性及び寿命特性に優れた電気二重層コンデンサであることが確認された。
【００３５】
このように、本発明の電気二重層コンデンサは、金属ケースに梨地加工を設けることにより、従来の電気二重層コンデンサに比較して、シール補助材と下ケースとの接着性が高まり、金属ケースとリングパッキン間の気密性を向上させ、電解液のセル外部への流出を抑制することができるという作用を有する。
【００３６】
また、金属ケースのリングパッキン底面と接する部分に同心円状の凹凸を設けた構成とするものであり、凹凸により電解液の伝導パスが長くなるとともにシール補助材と下ケースとの接着性が高まることから、電解液のセル外部への流出を抑制することができるという効果を奏するものである。
【００３７】
なお、本実施の形態では電気二重層コンデンサについて説明をしたが、コイン形電池などのコイン形蓄電セルにも用いることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のコイン形蓄電セルは、高温リフロー時の内圧上昇に耐えうるシール性を有し、鉛フリーのリフローハンダ付けによる面実装が必要な電子機器の主電源及びメモリバックアップ電源として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１によるコイン形電気二重層コンデンサの構成を示す部分断面図
【図２】リフローハンダ付け時の温度プロファイル図
【図３】同コイン形電気二重層コンデンサの内部抵抗の測定結果を表す特性図
【図４】従来の電気二重層コンデンサの断面図
【符号の説明】
【００４０】
１１  金属ケース
１２  金属ケースの外周部
１３  上蓋
１４  上蓋の折り曲げ部
１５  リングパッキン
１６  シール補助材
１７  一対の分極性電極
１８  集電材
１９  セパレータ
２０  電解液
２１  梨地加工部
【図１】
0004501529.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004501529.tif 000008