(57)【要約】【課題】蓄電セルにおける電極端子の周囲からの電解液の漏洩を防止すること。【解決手段】積層された正極集電極２及び負極集電極３を電解液とともに収容するケース１０と、正極集電極２及び負極集電極３とにそれぞれ接続され、ケース１０の外部に露出する電極端子２０とを備え、電極端子２０を介して充放電可能な蓄電セル１００であって、電極端子２０は、その外周に環状に連続して形成されケース１０の内周と接合されるシール面２５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された集電極を電解液とともに収容するケースと、
前記集電極に接続され、前記ケースの外部に露出する電極端子と、を備え、前記電極端子を介して充放電可能な蓄電セルであって、
前記電極端子は、その外周に環状に連続して形成され前記ケースの内周と接合されるシール面を有することを特徴とする蓄電セル。
【請求項２】
前記電極端子は、薄肉の金属で形成され、当該金属における表裏面の境界である端面を有し、
前記端面は、前記ケースの外部又は内部のいずれか一方に露出して設けられることを特徴とする請求項１に記載の蓄電セル。
【請求項３】
前記電極端子は、表裏のある金属材を成形加工することによって成形され、
前記シール面は、前記金属材の片面のみで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電セル。
【請求項４】
前記電極端子は、金属の薄肉鋳造によって造形され、
前記シール面は、造形された金属の片面のみで構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電セル。
【請求項５】
前記シール面は、その外周に均一な厚さで設けられる熱溶着性樹脂によって前記ケースの内周と接合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電セル。
【請求項６】
前記ケースは、少なくとも前記シール面と当接する面が熱溶着性樹脂で形成され、
前記シール面は、前記熱溶着性樹脂によって前記ケースの内周と接合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電セル。
【請求項７】
前記ケースは、熱溶着性樹脂で形成され、
前記シール面は、前記熱溶着性樹脂によって前記ケースの内周と接合されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の蓄電セル。
【請求項８】
前記電極端子は、
略長円形の開口を有し、有底のカップ状に形成される本体部と、
前記本体部から延設され、前記ケースの外部に引き出される外部端子部と、
前記本体部の底面から前記ケースの内部に突設され、前記集電極と接続される集電極接続部と、を備え、
前記シール面は、前記本体部の外周に沿って環状に形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の蓄電セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷を蓄えることが可能な蓄電セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池などの蓄電セルが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、フィルム材によって形成される容器から引き出される引出電極を備える電気二重層キャパシタセルが開示されている。この電気二重層キャパシタセルでは、引出電極は、容器の開口部を閉塞する樹脂製支持体にインサート成形され、樹脂製支持体が容器に熱溶着されることによって支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５３２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の引出電極は、矩形に形成されたアルミニウム板などの導電性の板材である。この引出電極は、矩形に切断されたときの切断面である端面を有する。このような端面を有する引出電極が用いられた場合、引出電極の端面と樹脂製支持体との間が密封できずに、容器内部に充填された電解液が漏出するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、蓄電セルにおける電極端子の周囲からの電解液の漏出を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、積層された集電極を電解液とともに収容するケースと、前記集電極に接続され、前記ケースの外部に露出する電極端子と、を備え、前記電極端子を介して充放電可能な蓄電セルであって、前記電極端子は、その外周に環状に連続して形成され前記ケースの内周と接合されるシール面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、ケースの外部に露出する電極端子は、環状に連続して形成されるシール面を有する。このシール面には、切断面である端面が存在しないため、シール面の周囲における密封性を確保できる。したがって、蓄電セルにおける電極端子の周囲からの電解液の漏出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電セルの正面の断面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）における左側面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）における右側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電極端子の斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電セルの正面の断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）における平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電極端子の斜視図である。
【図５】従来の蓄電セルにおける電極端子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施の形態）
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電セルとしての電気二重層キャパシタ（以下、単に「キャパシタ」と称する。）１００について説明する。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、キャパシタ１００は、両端部が開口した略矩形の袋状に形成されるケース１０と、ケース１０の両端部から外部に引き出されて露出する一対の電極端子２０とを備える。
【００１３】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ケース１０は、対向して設けられる一対のラミネートフィルム１１，１２を備える。ラミネートフィルム１１，１２は、同一形状に形成される。ケース１０は、ラミネートフィルム１１，１２の対向する二辺が熱溶着されて、両端に開口部１０ａを有する袋状に形成される。
【００１４】
ラミネートフィルム１１，１２は、金属の層と、金属の層を被覆する樹脂の層とを備える多層構造のフィルム材である。ラミネートフィルム１１，１２の表裏面のうち、少なくとも一方の面の層は、熱可塑性樹脂によって形成される。ラミネートフィルム１１，１２は、熱可塑性樹脂の層が内側になるように互いに突き合わされて袋状に接合される。
【００１５】
ケース１０の内部には、正極集電極２と、負極集電極３と、正極集電極２と負極集電極３との間に介在して両者を隔離するセパレータ（図示省略）とが積層されて形成された積層体５が収容される。ケース１０は、内部に電解液を充填して密封される。つまり、ケース１０は、正極集電極２及び負極集電極３を、電解液とともに収容する。キャパシタ１００は、正極集電極２と負極集電極３との間の電解液のイオンが電気二重層を構成し、電極端子２０を介して充放電可能に電気を蓄えるものである。
【００１６】
電極端子２０は、ケース１０の開口部１０ａに嵌まる形状に形成され、開口部１０ａに取り付けられる。電極端子２０は、正極集電極２に接合され電気的に接続される正電極端子２０Ａと、負極集電極３に接合され電気的に接続される負電極端子２０Ｂとを備える。正電極端子２０Ａと負電極端子２０Ｂとは、袋状のケース１０の両端の開口部１０ａを閉塞するように対向して設けられる。正電極端子２０Ａと負電極端子２０Ｂとは、同一の構成である。
【００１７】
図２に示すように、電極端子２０は、アルミニウムなど導電性を有する薄肉の金属である。電極端子２０は、板材やブロック材のような裏表のある金属材を成形加工することによって薄肉に成形される。電極端子２０は、カップ状に形成される本体部２１と、本体部２１から延設される外部端子部２２と、本体部２１の底面から突設される集電極接続部２３とを有する。電極端子２０を、薄肉鋳造によって造形してもよい。
【００１８】
本体部２１は、略長円形の開口を有し、深さのある有底のカップ状に形成される。本体部２１は、その外周に沿って環状に形成されるシール面２５を有する。本体部２１は、シール面２５の外周に均一な厚さで設けられる熱溶着性樹脂を介して、ケース１０における開口部１０ａの内周に接合される。
【００１９】
電極端子２０とケース１０とを接合する熱溶着性樹脂は、シール面２５の外周に環状に連続して薄く形成される。熱溶着性樹脂は、ラミネートフィルム１１，１２の表面の層の樹脂と同一の樹脂であることが望ましい。シール面２５に形成される熱溶着性樹脂層が、ラミネートフィルム１１，１２の最内層の樹脂と同一である場合、熱溶着が容易であり、熱溶着された後のシール性能も高くなる。
【００２０】
従来、キャパシタには、図５に示すようなアルミニウム板などの導電性の板材を矩形に切断して形成された電極端子５２０が用いられていた。電極端子５２０は、表面５２０ａと、裏面５２０ｂと、板材が矩形に切断されたときの切断面である端面５２０ｃとを有する。そのため、端面５２０ｃの周囲において、熱溶着性樹脂との間の密封性を確保できず、ケース内部に充填された電解液が、端面５２０ｃを伝って漏出するおそれがあった。
【００２１】
これに対して、シール面２５は、環状に連続して形成される。また、電極端子２０は表裏のある金属材の成形加工によって薄肉に成形される。電極端子２０における表裏面の境界である端面は、ケース１０の外部に露出して設けられる。これにより、シール面２５は、金属材の片面のみによって構成される。
【００２２】
即ち、金属材の片面が電極端子２０の外側の面を形成し、金属材の裏面が電極端子２０の内側の面を形成している。よって、シール面２５は、金属材が切断されることによって形成される片面から裏面へと続く端面を有さない。
【００２３】
したがって、シール面２５には、金属材の切断面である端面が存在しないため、シール面２５の周囲におけるケース１０との間の密封性を確保できる。したがって、電極端子２０の周囲からの電解液の漏出を防止することができ、キャパシタ１００の信頼性が向上し、寿命を長くすることができる。
【００２４】
なお、電極端子２０における表裏面の境界である端面が、ケース１０の内部に露出して設けられるようにしてもよい。この場合にも、シール面２５は、金属材の片面のみによって構成され、端面を有さない。
【００２５】
また、電極端子２０を薄肉鋳造によって、金属材の成形加工による場合と略同一形状に造形することも可能である。電極端子２０が薄肉鋳造によって造形される場合にも、シール面２５は造形された金属の片面のみによって形成され、シール面２５に端面が存在しない。よって、この場合にもシール面２５におけるケース１０との間の密封性を確保できる。
【００２６】
図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、電極端子２０がケース１０に取り付けられた状態では、略長円形の本体部２１における両端部に曲線状に形成される曲面２１ａ（図２参照）に、ラミネートフィルム１１，１２の合わせ面が位置する。ラミネートフィルム１１，１２の合わせ面は、曲面２１ａに沿って接合されるため、合わせ面が直線状の面に沿ってその端面において接合される場合と比較して、ラミネートフィルム１１，１２の合わせ面と電極端子２０との間の隙間が小さくなる。よって、ラミネートフィルム１１，１２と電極端子２０との間の密封性を確保できる。
【００２７】
ここで、一般に、キャパシタは、ケース内部の熱を電極端子を介して放熱する。キャパシタの発熱量は、化学反応を利用する化学電池と比べると小さいものであるが、ケース内部で発生した熱については、外部に排出する必要がある。
【００２８】
電極端子２０は、ケース１０の開口部１０ａを閉塞する形状であるため、開口部１０ａの開口面積と同じ大きさに形成される。よって、電極端子２０は、開口面積全体から放熱できるため、外部と熱交換しやすい。したがって、ケース内部の熱を効率的に外部に排出することができる。
【００２９】
また、ラミネートフィルム１１，１２は、開口部１０ａの開口面積と同じ大きさに形成されるシール面２５の外周に沿って接合されるため、接合の際にシワが生じることを防止できる。このとき、電極端子２０は、シール面２５の外周に薄く均一に設けられる熱溶着性樹脂を介して、ケース１０における開口部１０ａの内周に接合される。よって、熱溶着性樹脂の量を減らすことができ、コストが抑制される。なお、シール面２５の外周に熱溶着性樹脂を設けずに、ラミネートフィルム１１，１２の表面の層の樹脂によって電極端子２０を直接接合してもよい。
【００３０】
外部端子部２２は、矩形の平板状に形成される。外部端子部２２は、ケース１０の外部に引き出され、隣接して設けられる他のキャパシタ１００の外部端子部２２と接続される。
【００３１】
従来、矩形に形成されたアルミニウム板などの導電性の板材が電極端子として用いられていたため、電極端子を樹脂で固定する付け根部分に応力が集中し、振動などに起因する金属疲労によって電極端子が破損するおそれがあった。
【００３２】
外部端子部２２は、電極端子２０の本体部２１から延設されて本体部２１と一体に形成される。外部端子部２２は、本体部２１の内側が樹脂で固定されていないため、その付け根部分への応力集中が緩和される。よって、電極端子２０の耐久性が向上するため、キャパシタ１００の信頼性が向上し、寿命を長くすることができる。
【００３３】
集電極接続部２３は、本体部２１をはさんで外部端子部２２と対向するように形成される。電極端子２０がケース１０に取り付けられた状態では、集電極接続部２３は、ケース１０の内部に突出する。集電極接続部２３は、略矩形に形成される平面である接合面２３ａを表裏両面に有する。集電極接続部２３には、接合面２３ａを介して正極集電極２と負極集電極３とがそれぞれ接続される。
【００３４】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００３５】
ケース１０の外部に露出する電極端子２０は、環状に連続して形成されるシール面２５を有する。電極端子２０は、表裏のある金属材の成形加工によって成形されるため、シール面２５は、金属材の片面のみによって構成される。よって、シール面２５には、切断面である端面が存在しない。そのため、シール面２５と周囲の熱溶着性樹脂との密着性が向上し、シール面２５の周囲における密封性を確保できる。
【００３６】
したがって、キャパシタ１００における電極端子２０の周囲からの電解液の漏出を防止することができ、キャパシタ１００の信頼性が向上し、寿命を長くすることができる。
【００３７】
また、電極端子２０が薄肉鋳造によって造形される場合にも同様に、シール面２５は、造形された金属の片面のみによって形成される。よって、シール面２５には端面が存在しないこととなる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、蓄電セルとしてキャパシタ１００を用いているが、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池など他の蓄電セルであってもよい。
【００３９】
（第２の実施の形態）
以下、図３及び図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電セルとしてのキャパシタ２００について説明する。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００４０】
第２の実施の形態では、ケース２１０の一端面に一対の電極端子２２０が設けられる点で、第１の実施の形態とは相違する。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、キャパシタ２００は、箱型に形成されるケース２１０と、ケース２１０の一端面から外部に引き出されて露出する一対の電極端子２２０とを備える。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、ケース２１０は、対向して設けられる第１ケース２１１と第２ケース２１２とを備える。第１ケース２１１及び第２ケース２１２は、同一形状に形成される。ケース２１０は、第１ケース２１１と第２ケース１２とが対向して突き合わされ、外周の四辺のうち三辺が接合されて形成される。ケース２１０の接合されなかった残りの一辺には、一対の開口部２１０ａが形成される。なお、第１の実施の形態と同様に、ケース２１０をラミネートフィルムによって形成してもよい。
【００４３】
一対の開口部２１０ａの間には、ケース２１０の一部が形成される。これにより、開口部２１０ａにそれぞれ取り付けられる電極端子２２０の相互間が絶縁される。
【００４４】
ケース２１０は、熱溶着性樹脂によって形成される。電極端子２２０のシール面２５は、熱溶着性樹脂が熱溶着されることによって、ケース２１０における開口部２１０ａの内周に接合される。ケース２１０の全体を熱溶着性樹脂によって形成するのではなく、開口部２１０ａの内周面のみを熱溶着性樹脂によって形成してもよい。このように、ケース２１０は、少なくともシール面２５と当接する面が熱溶着性樹脂によって形成される。
【００４５】
電極端子２２０は、ケース２１０の開口部２１０ａに対応する形状に形成され、開口部２１０ａに取り付けられる。電極端子２２０は、正極集電極２に接合され電気的に接続される正電極端子２２０Ａと、負極集電極３に接合され電気的に接続される負電極端子２２０Ｂとを備える。正電極端子２２０Ａと負電極端子２２０Ｂとは、同一の構成である。
【００４６】
図４に示すように、電極端子２２０は、アルミニウムなど導電性を有する薄肉の金属である。電極端子２２０は、板材やブロック材のような裏表のある金属材を成形加工することによって、又は薄肉鋳造によって薄肉に成形される。電極端子２０は、カップ状に形成される本体部２１と、本体部２１から延設される外部端子部２２と、本体部２１の底面から突設される集電極接続部２３とを有する。電極端子２２０は、キャパシタ１００における電極端子２０と同様の構成であるため、ここでは具体的な構成についての説明は省略する。
【００４７】
以上の実施の形態によれば、ケース２１０の一端面から一対の電極端子２２０を引き出した場合にも、キャパシタ２００における電極端子２２０の周囲からの電解液の漏出を防止することができ、キャパシタ２００の信頼性が向上し、寿命を長くすることができる。
【００４８】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【００４９】
１００  電気二重層キャパシタ（キャパシタ）
２      正極集電極（集電極）
３      負極集電極（集電極）
５      積層体
１０    ケース
１０ａ  開口部
１１    ラミネートフィルム
２０    電極端子
２０Ａ  正電極端子
２０Ｂ  負電極端子
２１    本体部
２２    外部端子部
２３    集電極接続部
２５    シール面
【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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