(57)【要約】【課題】電解液への金属イオンの溶出を防止可能な電気化学キャパシタを提供する。【解決手段】電気化学キャパシタは、正極電極及び負極電極と、ケースと、リッドと、結合部と、蓄電ユニットと、電解液と、を具備する。ケースは、標準電極電位が正である金属材料からなる配線を含み、第１の方向に開放された空間を形成する。リッドは、ケースの空間を第１の方向側から閉塞し、標準電極電位が正である金属材料からなる。結合部は、ケースとリッドとの間に挟まれ、標準電極電位が正である金属材料からなる。蓄電ユニットは、正極シート、負極シート、及びセパレートシートを有し、負極シートがリッドに対面するように空間内に配置される。電解液は、セパレートシートを透過可能であり、蓄電ユニットとともに空間内に封入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電極及び負極電極と、
標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線を含み、第１の方向に開放された空間を形成するケースと、
前記ケースの前記空間を前記第１の方向側から閉塞し、前記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第２の金属材料からなるリッドと、
前記ケースと前記リッドとの間に挟まれ、前記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第３の金属材料からなる結合部と、
炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、前記正極シートに対向する負極シート、及び前記正極シートと前記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有し、前記正極シートが前記ケースの前記リッドに対向する底面に対面するとともに前記負極シートが前記リッドに対面するように前記空間内に配置され、前記正極シートが前記配線を介して前記正極電極に接続されるとともに前記負極シートが前記リッド、前記結合部及び前記配線を介して前記負極電極に接続される蓄電ユニットと、
前記セパレートシートを透過可能であり、前記蓄電ユニットとともに前記空間内に封入される電解液と、
を具備する電気化学キャパシタ。
【請求項２】
請求項１に記載の電気化学キャパシタであって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料は銀、金、銅、白金から選択される１種類以上の元素を主成分とする
電気化学キャパシタ。
【請求項３】
請求項２に記載の電気化学キャパシタであって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料はいずれも銀を主成分とする
電気化学キャパシタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタであって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料はいずれも同様の組成を有する
電気化学キャパシタ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタであって、
前記リッドは前記第２の金属材料によって形成され、
前記結合部は前記第３の金属材料によって形成されている
電気化学キャパシタ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタであって、
前記正極シート及び前記負極シートは活性炭からなる
電気化学キャパシタ。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタであって、
前記正極シート及び前記負極シートはポリアセン系有機半導体からなる
電気化学キャパシタ。
【請求項８】
標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線が適宜形成された複数のセラミックシートを積層することによって、第１の方向に開放された空間を形成する積層体を形成し、
標準電極電位が正である第２の金属材料によりなる面を有するリッドを形成し、
前記積層体の開放された端部の全周にわたって、標準電極電位が正である第３の金属材料を含むペーストを塗布し、
前記ペーストを塗布した前記積層体を焼成して、前記積層体をケースとするとともに前記ペーストを結合部とし、
炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、前記正極シートに対向する負極シート、及び前記正極シートと前記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有する蓄電ユニットを、前記負極シートが前記第１の方向を向くように前記ケースの前記空間内に配置し、
前記ケースの前記空間内に前記セパレートシートを透過可能な電解液を入れ、
前記蓄電ユニット及び前記電解液を収容した前記ケースに対して、前記第１の方向側から、前記リッドの前記面を対向させ、
前記リッドの前記面を前記結合部に接合することにより、前記リッドの前記面により前記ケースの前記空間を閉塞するとともに前記リッドの前記面と前記負極シートとを対面させる
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記リッドの前記面を前記結合部に溶接法によって接合する
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料は銀、金、銅、白金から選択される１種類以上の元素を主成分とする
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料はいずれも銀を主成分とする
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１２】
請求項８から１１のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記第１の金属材料、前記第２の金属材料、及び前記第３の金属材料はいずれも同様の組成を有する
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記リッドを前記第２の金属材料によって形成する
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記正極シート及び前記負極シートは活性炭からなる
電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１５】
請求項８から１３のいずれか１項に記載の電気化学キャパシタの製造方法であって、
前記正極シート及び前記負極シートはポリアセン系有機半導体からなる
電気化学キャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＴＣＣを用いた電気化学キャパシタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電気化学キャパシタでは、他のデバイスと同様に、高温同時焼成セラミックス（ＨＴＣＣ：Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−  ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）により構成されたケースが用いられることが多い。ＨＴＣＣは１５００℃程度の高温で焼成される。そのため、ＨＴＣＣの配線には、一般的に、熱による損傷を受けにくく、線膨張率の低いコバールやタングステンが用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
電気化学キャパシタのケースはリッドにより閉塞される。リッドは、結合部を介してケースに結合されることによりケース内を密封する。リッド及び結合部は、ケースの配線と同様にコバールやタングステンで形成される。これにより、加熱を伴い各金属材料が熱膨張する溶接などの接合方法によっても、ケース、結合部、及びリッドが相互に良好に接合する。
【０００４】
電気化学キャパシタは、ケース内に蓄電ユニット及び電解液を収容している。蓄電ユニットは、ケース内の底面とリッドとの間に挟まれている。ケース内の底面には正極集電膜が設けられている。一方、負極側は、リッドが負極集電膜の役割を兼ねる。電気化学キャパシタのケースの下面には正極電極及び負極電極が形成されており、正極電極及び負極電極はそれぞれ上記配線によって正極集電膜及びリッドに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１６９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気化学キャパシタには、例えば電気二重層キャパシタのように、その出力電圧がゼロになるまで使用することができるというメリットを有するものがある。このような電気化学キャパシタでは、その出力電圧がゼロになった際に、リッドや結合部を形成するコバールやタングステンがイオン化して電解液に溶出しやすい。
【０００７】
リッドや結合部から金属イオンが電解液に溶出すると、蓄電ユニットにおける電気抵抗の異常が発生する場合がある。また、リッドが腐食することにより蓄電ユニットから剥離して、リッドと蓄電ユニットとの間の電気抵抗が異常に高くなることもある。
【０００８】
このような不具合を防止するため、リッドや結合部を、イオン化しにくい金属材料で形成することが考えられる。ところが、ＨＴＣＣに用いる配線を形成する金属材料と、リッドや結合部を形成する金属材料と、が異なると、その線膨張率の相違などによりリッドや結合部がケースに良好に接合しない場合がある。
【０００９】
特許文献１には、ＨＴＣＣに用いる配線とリッドとで異なる金属材料を使用する技術が開示されている。当該技術では、ＨＴＣＣにより構成されたケースとリッドとの間に接合材及び金属層が設けられている。接合材はハンダ材料により形成され、金属層はリッドと同様の金属材料で形成される。接合材及び金属層はリフロー法やメッキ法でケース上に形成される。そして、接合材及び金属層が形成されたケースにリッドが溶接法などにより接合される。
【００１０】
このように、電気化学キャパシタにおいて、ＨＴＣＣに用いる配線とリッドとで異なる金属材料を使用するためには、製造プロセスの複雑化や製造コストの増大が発生する。
【００１１】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、電解液への金属イオンの溶出を防止可能な電気化学キャパシタ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学キャパシタは、正極電極と、負極電極と、ケースと、リッドと、結合部と、蓄電ユニットと、電解液と、を具備する。
上記ケースは、標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線を含み、第１の方向に開放された空間を形成する。
上記リッドは、上記ケースの上記空間を上記第１の方向側から閉塞し、上記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第２の金属材料からなる。
上記結合部は、上記ケースと上記リッドとの間に挟まれ、上記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第３の金属材料からなる。
上記蓄電ユニットは、炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、上記正極シートに対向する負極シート、及び上記正極シートと上記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有し、上記正極シートが上記ケースの上記リッドに対向する底面に対面するとともに上記負極シートが上記リッドに対面するように上記空間内に配置され、上記正極シートが上記配線を介して上記正極電極に接続されるとともに上記負極シートが上記リッド、上記結合部及び上記配線を介して上記負極電極に接続される。
上記電解液は、上記セパレートシートを透過可能であり、上記蓄電ユニットとともに上記空間内に封入される。
【００１３】
本発明の別の形態に係る電気化学キャパシタの製造方法は、標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線が適宜形成された複数のセラミックシートを積層することによって、第１の方向に開放された空間を形成する積層体を形成することを含む。
標準電極電位が正である第２の金属材料によりなる面を有するリッドが形成される。
上記積層体は、開放された端部の全周にわたって、標準電極電位が正である第２の金属材料を含むペーストを塗布される。
上記ペーストを塗布した上記積層体は焼成されて、上記積層体がケースとされるとともに上記ペーストが結合部とされる。
上記ケースの上記空間内に、炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、上記正極シートに対向する負極シート、及び上記正極シートと上記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有する蓄電ユニットが、上記負極シートが上記第１の方向を向くように配置される。
上記ケースは、上記空間内に上記セパレートシートを透過可能な電解液が入れられる。
上記蓄電ユニット及び上記電解液を収容した上記ケースは、上記第１の方向側から、上記リッドの上記面に対向させられる。
上記リッドの上記面に対向させられた上記ケースは、上記リッドの上記面が上記結合部に接合されることにより、上記リッドにより上記空間を閉塞されるとともに上記リッドの上記面と上記負極シートとが対面させられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図である。
【図２】図１に示した電気二重層キャパシタのＡ―Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】図１に示した電気二重層キャパシタの製造プロセスを示す断面図である。
【図４】図１に示した電気二重層キャパシタの製造プロセスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係る電気化学キャパシタは、正極電極と、負極電極と、ケースと、リッドと、結合部と、蓄電ユニットと、電解液と、を具備する。
上記ケースは、標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線を含み、第１の方向に開放された空間を形成する。
上記リッドは、上記ケースの上記空間を上記第１の方向側から閉塞し、上記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第２の金属材料からなる。
上記結合部は、上記ケースと上記リッドとの間に挟まれ、上記空間側に露出した面が、標準電極電位が正である第３の金属材料からなる。
上記蓄電ユニットは、炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、上記正極シートに対向する負極シート、及び上記正極シートと上記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有し、上記正極シートが上記ケースの上記リッドに対向する底面に対面するとともに上記負極シートが上記リッドに対面するように上記空間内に配置され、上記正極シートが上記配線を介して上記正極電極に接続されるとともに上記負極シートが上記リッド、上記結合部及び上記配線を介して上記負極電極に接続される。
上記電解液は、上記セパレートシートを透過可能であり、上記蓄電ユニットとともに上記空間内に封入される。
この電気化学キャパシタによれば、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止される。
【００１６】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料は銀、金、銅、白金から選択される１種類以上の元素を主成分としていてもよい。
この電気化学キャパシタによれば、上記構成と同様に、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止される。
【００１７】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料はいずれも銀を主成分としていてもよい。
この電気化学キャパシタによれば、製造コストの低減が可能である。
【００１８】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料はいずれも同様の組成を有していてもよい。
この電気化学キャパシタによれば、上記ケース、上記結合部、及び上記リッドを極めて良好に接合可能になる。
【００１９】
上記リッドは上記第２の金属材料によって形成され、上記結合部は上記第３の金属材料によって形成されていてもよい。
この電気化学キャパシタによれば、製造プロセスの簡略化が可能である。
【００２０】
上記正極シート及び上記負極シートが活性炭で形成されていてもよい。
この構成によれば、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止可能な電気二重層キャパシタを提供することができる。
【００２１】
上記正極シート及び上記負極シートはポリアセン系有機半導体で形成されていてもよい。
この構成によれば、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止可能なＰＡＳ（ＰｏｌｙＡｃｅｎｉｃ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）キャパシタを提供することができる。
【００２２】
本発明の一実施形態に係る電気化学キャパシタの製造方法は標準電極電位が正である第１の金属材料からなる配線が適宜形成された複数のセラミックシートを積層することによって、第１の方向に開放された空間を形成する積層体を形成することを含む。
標準電極電位が正である第２の金属材料によりなる面を有するリッドが形成される。
上記積層体は、開放された端部の全周にわたって、標準電極電位が正である第２の金属材料を含むペーストを塗布される。
上記ペーストを塗布した上記積層体は焼成されて、上記積層体がケースとされるとともに上記ペーストが結合部とされる。
上記ケースの上記空間内に、炭素を含む材料からなる正極シート、当該正極シートと同様の材料からなり、上記正極シートに対向する負極シート、及び上記正極シートと上記負極シートとを絶縁するセパレートシートを有する蓄電ユニットが、上記負極シートが上記第１の方向を向くように配置される。
上記ケースは、上記空間内に上記セパレートシートを透過可能な電解液が入れられる。
上記蓄電ユニット及び上記電解液を収容した上記ケースは、上記第１の方向側から、上記リッドの上記面に対向させられる。
上記リッドの上記面に対向させられた上記ケースは、上記リッドの上記面が上記結合部に接合されることにより、上記リッドにより上記空間を閉塞されるとともに上記リッドの上記面と上記負極シートとが対面させられる。
この電気化学キャパシタの製造方法では、上記ケースと上記リッドとの結合部であるペーストの形成を、ケースの焼成と同時に行なうことができる。したがって、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することを防止可能な電気化学キャパシタの製造プロセスが簡略化される。
【００２３】
上記結合部は上記ペーストに溶接法によって接合されてもよい。
この構成により、リッドをケースに容易に結合することができる。
【００２４】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料は銀、金、銅、白金から選択される１種類以上の元素を主成分としてもよい。
この構成によっても、電気化学キャパシタの製造プロセスが簡略化される。
【００２５】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料はいずれも銀を主成分としてもよい。
この構成によれば、製造コストの低減が可能である。
【００２６】
上記第１の金属材料、上記第２の金属材料、及び上記第３の金属材料はいずれも同様の組成を有していてもよい。
この構成によれば、上記ケース、上記結合部、及び上記リッドを極めて良好に接合可能になる。
【００２７】
上記リッドは上記第２の金属材料によって形成されていてもよい。
この構成によれば、製造プロセスの簡略化が可能である。
【００２８】
上記正極シート及び上記負極シートは活性炭で形成されていてもよい。
この構成により、簡単なプロセスで、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止可能な電気二重層キャパシタを製造することが可能になる。
【００２９】
上記正極シート及び上記負極シートはポリアセン系有機半導体で形成されていてもよい。
この構成により、簡単なプロセスで、上記リッドや上記結合部を形成する金属材料がイオン化して電解液に溶出することが防止可能なＰＡＳキャパシタを製造することができるようになる。
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタの斜視図であり、図２は図１に示した電気二重層キャパシタのＡ―Ａ’線に沿った断面図である。図面には相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が示され、これらは全ての図面において共通の軸である。
【００３１】
［概略構成］
本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタ１０はケース１１と結合部１８とリッド１２とを具備する。ケース１１及びリッド１２は、電気二重層キャパシタ１０の筐体としての機能を有する。
【００３２】
ケース１１は、直方体形状に形成されており、Ｚ軸方向上方に開放された空間１１ａを形成している。空間１１ａは、ケース１１の底面１１ｂ及び開口形状が矩形の内側面１１ｃに囲まれている。
【００３３】
結合部１８はケース１１のＺ軸方向上方の縁部の全周にわたって形成されている。結合部１８は、ケース１１とリッド１２とを密着させるために設けられる。
【００３４】
リッド１２は、結合部１８に接合され、結合部１８に囲まれる領域を覆う長方形の平板状体である。リッド１２は、その周縁部がケース１１側にやや窪んでおり、当該周縁部が結合部１８に接合される。これにより、ケース１１内の空間１１ａがリッド１２によって気密かつ液密に閉塞される。
【００３５】
電気二重層キャパシタ１０は蓄電ユニット１３と電解液を具備する。蓄電ユニット１３及び電解液はケース１１の空間１１ａ内に封入されている。
【００３６】
蓄電ユニット１３は、正極シート１３ａと負極シート１３ｂとセパレートシート１３ｃとの３枚の長方形状のシートを有する。正極シート１３ａ及び負極シート１３ｂはいずれも活性炭で形成されている。セパレートシート１３ｃは、正極シート１３ａと負極シート１３ｂとに挟持され、正極シート１３ａと負極シート１３ｂとを絶縁している。蓄電ユニット１３は、正極シート１３ａがケース１１の底面１１ｂに対面し、負極シート１３ｂがリッド１２に対面するように配置されている。
【００３７】
電解液は、一般的なものを用いることが可能である。電解液に用いる塩及び溶媒の組み合わせは適宜決定することができる。電解液としては、例えば、溶媒としてプロピレンカーボネートを用い、塩としてエチルメチルイミダゾリウム・テトラフルオロボラートを用いることができる。電解液の塩濃度は、例えば、２ｍｏｌ／ｌとすることができる。
【００３８】
電気二重層キャパシタ１０は蓄電ユニット１３の正極側の集電膜である正極集電膜１９を具備する。正極集電膜１９は、ケース１１の底面１１ｂに形成される。なお、電気二重層キャパシタ１０では、リッド１２が負極集電膜の機能を兼ねる。
【００３９】
蓄電ユニット１３のＺ軸方向を向いた両面には導電性接着層２０，２１が形成されている。つまり、蓄電ユニット１３の正極シート１３ａには導電性接着層２０が形成され、蓄電ユニット１３の負極シート１３ｂには導電接着層２１が形成されている。導電性接着層２０，２１は粘着性及び導電性を有する樹脂材料で形成される。導電性接着層２０は正極集電膜１９に接着され、導電性接着層２１はリッド１２に接着されている。これにより、正極シート１３ａと正極集電膜１９とが導通するとともに、負極シート１３ｂとリッド１２とが導通する。
【００４０】
ケース１１のＺ軸方向下面には正極電極１４及び負極電極１５が形成されている。また、ケース１１には、正極電極１４を正極集電膜１９に接続する正極配線１６が形成されている。さらに、ケース１１には、負極電極１５をリッド１２に接続するための負極配線１７が形成されている。負極配線１７は、負極電極１５からケース１１の側壁をＺ軸方向に貫通し、結合部１８を介してリッド１２に接続されている。
【００４１】
電気二重層キャパシタ１０は、上記の構成により、正極電極１４と負極電極１５との間に電圧を印加することにより蓄電ユニット１３に蓄電可能であるとともに、蓄電ユニット１３に蓄えられた電力を正極電極１４及び負極電極１５から出力することができる。
【００４２】
［リッド及び結合部の構成］
電気二重層キャパシタ１０のリッド１２及び結合部１８は、標準電極電位（標準水素電極の電位を基準（０ボルト）とするものとする。）が正である金属材料で形成される。具体的には、リッド１２及び結合部１８は銀を主成分とする金属材料で形成される。なお、リッド１２及び結合部１８は、銀に限らず、例えば、銀、金、銅、白金から選択される１種類以上を主成分とする金属材料で形成されていればよい。
【００４３】
リッド及び結合部を、標準電極電位が負である金属材料（例えば、コバールやタングステン）で形成する場合、リッド及び結合部が電解液に接触することにより、金属材料がイオン化して電解液に溶出しやすい。特に、電気二重層キャパシタを０ボルトまで放電した場合に、リッド及び結合部を形成する金属材料がイオン化しやすい。
【００４４】
一方、本実施形態に係る電気二重層キャパシタ１０のリッド１２及び結合部１８を標準電極電位が正である金属材料で形成しているため、リッド１２及び結合部１８が電解液に接触しても、金属材料がイオン化しにくい。そのため、電気二重層キャパシタ１０では、０ボルトまで放電した場合にも、リッド１２及び結合部１８を形成する金属材料がイオン化することを防止することができる。
【００４５】
なお、リッド１２及び結合部１８は、電解液に接触する空間１１ｃに露出した面（太線Ｂで示した面）のみが、標準電極電位が正である金属材料で形成されていれば、上記と同様の効果を得ることができる。リッド１２及び結合部１８は、例えば、コバールで形成され、太線Ｂで示した面に標準電極電位が正である金属材料からなる金属層が形成されていてもよい。
【００４６】
上記の金属層は、例えば、メッキ法、クラッド法、スパッタ法、蒸着法により形成することが可能である。具体的には、コバールで形成されたリッド１２及び結合部１８に、錫メッキを施した後に、金メッキを施すことにより、金で形成された金属層が形成される。
【００４７】
［ケースの構成］
電気二重層キャパシタ１０のケース１１は、低温同時焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−  ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）により構成されている。ＬＴＣＣの基材に用いられる材料は、９００℃程度の低温で焼成可能なセラミックスであり、例えば、アルミナにガラス系の成分を混合したものが挙げられる。そのため、ＬＴＣＣの配線には、耐熱性や線膨張率による制約が大幅に低減されるため、多岐にわたる金属材料を選択することができる。
【００４８】
本実施形態に係る電気二重層キャパシタ１０では、ＬＴＣＣの配線が、リッド１２及び結合部１８と同様の金属材料で形成される。つまり、ＬＴＣＣの配線は、標準電極電位が正である金属材料で形成される。これにより、ＬＴＣＣの配線、結合部１８、及びリッド１２が相互に良好に接合可能となる。
【００４９】
図２を参照して、電気二重層キャパシタ１０のケース１１における電極及び配線の構成について説明する。正極電極１４及び負極電極１５は、ケース１１のＺ軸方向下面のＹ軸方向における両端部に形成されている。
【００５０】
正極電極１４は、ケース１１の外側面まで引き出され、ケース１１の外側面に沿ってＺ軸方向上方に延び、さらにＹ軸方向にケース１１内部に向けて正極配線１６まで延びている。ケース１１では、正極電極１４が正極配線１６まで延びているが、正極電極１４の当該構成は必須ではない。正極電極１４は、例えば、正極電極１４がケース１１のＺ軸方向下面に配置され、正極電極１４とは別に、正極電極１４と正極配線１６とを接続する配線が形成されていてもよい。正極配線１６は、正極電極１４と正極集電膜１９とを接続するＺ軸方向に延びるビアとして構成される。
【００５１】
負極電極１５は、ケース１１の外側面まで引き出され、ケース１１の外側面に沿ってＺ軸方向上方に延び、さらにＹ軸方向にケース１１内部に向けて所定距離延びている。負極電極１５は、ケース１１の側壁の内部において負極配線１７に接続され、負極配線１７はケース１１の側壁の上端部まで貫通している。負極配線１７はケース１１の側壁の上端部において結合部１８に接合される。負極電極１５及び負極配線１７の構成は、当該構成に限らず、負極電極１５がケース１１の下面に配置され、負極配線１７が負極電極１５と結合部１８とを接続されていればよい。
【００５２】
［リッド及び結合部の構成とケースの構成との関係］
ＬＴＣＣの配線を形成する第１の金属材料、リッド１２を形成する第２の金属材料、及び結合部１８を形成する第３の金属材料は同様の組成を有していることが望ましい。この場合、ＬＴＣＣの配線、結合部１８、及びリッド１２が相互に極めて良好に接合可能となる。しかし、第１の材料、第２の材料、及び第３の材料は互いに異なる組成を有していてもよい。
【００５３】
また、結合部１８を、上述のように、標準電極電位が正である金属材料によりなる金属層を形成する方法で作製する場合には、太線Ｂで示される面に加えて、結合部１８のＺ軸方向下面（図２に太破線Ｃで示した面）にも金属層を形成する。これにより、ＬＴＣＣの配線と結合部１８との良好な接合が担保される。
【００５４】
［電気二重層キャパシタの製造方法］
まず、図３を参照してケース１１及び結合部１８の製造プロセスについて説明する。図３は電気二重層キャパシタ１０のケース１１及び結合部１８の製造プロセスを示す断面図である。
【００５５】
まず、図３（Ａ）に示すように、未焼成のセラミックシート１１１，２１１，３１１，４１１を、Ｚ軸方向下方からこの順番で積層して積層体を形成する。セラミックシート１１１にはあらかじめ正極電極１４及び負極電極１５を形成しており、セラミックシート２１１にはあらかじめ正極配線１６及び正極集電膜１９を形成している。正極電極１４はセラミックシート２１１を貫通するビアとして構成される。セラミックシート２１１，３１１，４１１にはあらかじめ負極配線１７を形成している。セラミックシート３１１，４１１は所定の形状に加工を施している。
【００５６】
次に、図３（Ｂ）に示すように、セラミックシート４１１のＺ軸方向上面に未焼成の結合部１１８が塗布される。結合部１１８には、銀、金、銅、白金などの粉末を有機溶媒などによりペースト状にした金属ペーストを用いる。
【００５７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、図３（Ｂ）に示した積層体を焼成することにより、ケース１１及び結合部１８を同時に形成する。積層体の焼成は、９００℃で１２時間保持することにより行なった。なお、積層体の焼成温度及び焼成時間は、適宜決定することが可能であり、例えば、焼成温度を８００℃〜１０００℃とし、焼成時間を５時間〜１５時間とすることができる。
【００５８】
このように本実施形態では、ケース１１と同時に結合部１８を焼成する。そのため、本実施形態の電気二重層キャパシタ１０の製造プロセスでは、ケースの焼成と結合部の形成を個別に行なう製造プロセスよりも工数が少なくて済む。したがって、本実施形態では、電気二重層キャパシタ１０の製造プロセスの簡略化が実現されている。
【００５９】
本実施形態では、ケース１１を４枚のセラミックシートで形成したが、セラミックシートの枚数は適宜決定することができる。また、図３では説明の便宜のため単一のケース１１のみを示したが、ケース１１を、未切断のＸＹ平面に沿って連なった状態で焼成することも可能である。この場合、焼成後のケース１１をダイシングにより個片化する。
【００６０】
また、各電極や配線におけるケース１１の外面に露出している部分を、ケース１１の焼成後に形成する方法も採ることができる。この場合の電極や配線の形成には、例えば、メッキ法を用いることができる。
【００６１】
次に、図４を参照して電気二重層キャパシタ１０におけるケース１１の製造後の製造プロセスについて説明する。図３は電気二重層キャパシタ１０の製造プロセスを示す断面図である。
【００６２】
まず、図４（Ａ）に示すように、図３（Ｃ）に示すケース１１内に蓄電ユニット１３を配置する。具体的には、正極シート１３ａを、導電性接着層２０を介して正極集電膜１９と対面させて導電性接着層２０と正極集電膜１９とを接着する。このとき、負極シート１３ｂはＺ軸方向上方に向いている。
【００６３】
次に、図４（Ｂ）に示すように、ケース１１をリッド１２によりＺ軸方向上方から閉塞して電気二重層キャパシタ１０が完成する。リッド１２と結合部１８とは溶接法により接合する。このとき、正極集電膜１９は導電性接着層２０を介して蓄電ユニット１３の正極シート１３ａに接続され、リッド１２は導電性接着層２１を介して蓄電ユニット１３の負極シート１３ｂに接続されている。
【００６４】
リッド１２と結合部１８との接合には各種溶接法を採用することが可能である。そのような溶接法としては、例えば、シーム溶接やレーザ溶接が挙げられる。また、リッド１２と接合部１８との接合方法は溶接法に限らない。溶接法以外の接合方法としては、例えば、圧接、ろう接が挙げられる。
【００６５】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ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において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６６】
例えば、本発明を適用可能な電気化学キャパシタは電気二重層キャパシタに限らない。電気化学キャパシタは、蓄電ユニット１３の正極シートと負極シートとが炭素を含む同様の材料で形成され、０ボルトまで放電可能なものであれば、本実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６７】
そのような電気化学キャパシタとしては、例えば、ＰＡＳ（ＰｏｌｙＡｃｅｎｉｃ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）キャパシタが挙げられる。この場合、蓄電ユニット１３の正極シート１３ａ及び負極シート１３ｂがいずれもポリアセン系有機半導体で形成されていればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…電気二重層キャパシタ
１１…ケース
１２…リッド
１３…蓄電ユニット
１３ａ…正極シート
１３ｂ…負極シート
１３ｃ…セパレートシート
１４…正極電極
１５…負極電極
１６…正極配線
１７…負極配線
１８…結合部
１９…正極集電膜
２０，２１…導電性接着層
【図１】
2013232570.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013232570.tif 000006