(57)【要約】      （修正有）【課題】モーターやアクチュエータ等の動きに影響をあたえない非磁性の電気化学セルを提供する。【解決手段】負極側を構成する非磁性の負極缶１０と正極側を構成する非磁性の正極缶２０によって、コイン型（ボタン型）の電気化学セルを構成する。負極缶１０と正極缶２０を、塑性加工によっても磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼で形成することが好ましい。高マンガンステンレス鋼又は、ニッケル（Ｎｉ）含有量が多い高ニッケルステンレス鋼を使用して、負極缶１０と正極缶２０を形成することがさらに好ましい。【選択図】図１
2016171169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極缶と、
前記負極缶と絶縁材を介して封止され、前記負極缶と共に収容部を形成する正極缶と、
前記収容部内で、前記負極缶に配設された第１電極と、
前記収容部内で、前記正極缶に配設された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配設され、両者を絶縁するセパレータと、
前記収容部内に充填された電解液と、
を備えた電気化学セルであって、
前記負極缶と前記正極缶は、非磁性であることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記負極缶及び前記正極缶は、塑性加工によって磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼により形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記負極缶及び前記正極缶は、高マンガンステンレス鋼、又は、高ニッケルテンレス鋼で形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記負極缶と前記正極缶は、底部と側面部から構成され、
前記負極缶及び前記正極缶の少なくとも一方は、前記電解液と接する底部の内側底面全面に、前記電解液に対して耐食性を有する導電性の保護膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１の請求項に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記保護膜は、前記側面部の内側側面まで形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記保護膜は、カーボン、アルミニウム、導電ＤＬＣ、導電性ポリマーの何れかを主とする、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気化学セル。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の電気化学セルと、正極端子と、負極端子とを備え、
前記正極端子および前記負極端子は非磁性であることを特徴とする端子付電気化学セル。
【請求項８】
前記正極端子および前記負極端子は、塑性加工によって磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の端子付電気化学セル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セル、及び端子付電気化学セルに係り、例えば、コイン型の金属製容器を使用した電気化学セル、及び端子付電気化学セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるコイン型の電池や電気二重層キャパシタといった電気化学セルは、携帯電話やデジタルカメラ等の移動体通信機器を含む各種携帯機器におけるメモリーや時計機能のバックアップ電源等に広く使用されている（特許文献１）。
このようなコイン型の電気化学セルは、電極や電解液を収納する容器を備えており、この容器は、電極から電子を出し入れするための集電体としての機能を兼ね備えるために、一般に金属製の缶が用いられている。
このうち、一次電池は鉄を主体とした冷間圧延鋼板やステンレス板が用いられている。充電可能な二次電池や電気二重層キャパシタは、比較的耐食性に優れたオーステナイト系ステンレス鋼やオーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼、またはステンレス板とアルミニウムを圧着したクラッド板が用いられている。
【０００３】
ところで、鉄やオーステナイト・フェライト系二相ステンレス鋼であるＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは強磁性材料である。
また、オーステナイト系のＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌは非磁性材であるが、これらはコイン型の形状に塑性加工する過程でその一部が磁性を帯びたマルテンサイトに変態してしまい、磁性を帯びる。
その結果、ステンレス板をコイン型形状に加工した従来の電気化学セルは正極缶、負極缶共に磁性を帯びていた。
【０００４】
しかし、電気化学セルは、磁石や電磁石を使ったモーターやアクチュエータの電源として使用される場合がある。そして、これらを使った機器を小型とするため、磁石の近くに電気化学セルを配置しなければならない場合がある。
このため、従来の電気化学セルの容器は磁性を帯びているために磁石に付いてしまい、モーターやアクチュエータの動きに影響をあたえる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、例えばモーターやアクチュエータ等の動きに影響をあたえない非磁性の電気化学セル、端子付電気化学セル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】
【０００７】
（１）請求項１に記載の発明では、負極缶と、前記負極缶と絶縁材を介して封止され、前記負極缶と共に収容部を形成する正極缶と、前記収容部内で、前記負極缶に配設された第１電極と、前記収容部内で、前記正極缶に配設された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配設され、両者を絶縁するセパレータと、前記収容部内に充填された電解液と、を備えた電気化学セルであって、前記負極缶と前記正極缶は、非磁性であることを特徴とする電気化学セルを提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記負極缶及び前記正極缶は、塑性加工によって磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼により形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルを提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記負極缶及び前記正極缶は、高マンガンステンレス鋼、又は、高ニッケルテンレス鋼で形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の電気化学セルを提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記負極缶と前記正極缶は、底部と側面部から構成され、前記負極缶及び前記正極缶の少なくとも一方は、前記電解液と接する底部の内側底面全面に、前記電解液に対して耐食性を有する導電性の保護膜が形成されている、ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１の請求項に記載の電気化学セルを提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記保護膜は、前記側面部の内側側面まで形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の電気化学セルを提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、前記保護膜は、カーボン、アルミニウム、導電ＤＬＣ、導電性ポリマーの何れかを主とする、ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電気化学セルを提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、請求項１から請求項６のうちのいずれか１の請求項に記載の電気化学セルと、正極端子と、負極端子とを備え、前記正極端子および前記負極端子は非磁性であることを特徴とする端子付電気化学セルを提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記正極端子および前記負極端子は、塑性加工によって磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の端子付電気化学セルを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明によれば、負極缶と正極缶は非磁性であるので、モーターやアクチュエータ等の動きに影響をあたえることがない、非磁性の電気化学セルとすることができる。
（２）請求項４から請求項６記載の発明によれば、耐食性を有する導電性の保護膜が形成されているので、非磁性の電気化学セルにおいて、十分な耐食性を確保することができる。
（３）請求項７から請求項８記載の発明によれば、非磁性の電気化学セルに取り付けられる端子も非磁性材料で形成しているため、非磁性の端子付電気化学セルとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における電気化学セル（電気二重層キャパシタ）の断面構成図である。
【図２】第２実施形態における電気化学セル（電気二重層キャパシタ）の断面構成図である。
【図３】第３実施形態における電気化学セル（電気二重層キャパシタ）の断面構成図である。
【図４】第４実施形態における電気化学セル（電気二重層キャパシタ）の断面構成図である。
【図５】第５実施形態における電気化学セル（電気二重層キャパシタ）の断面構成図である。
【図６】本発明の電気化学セルに端子が取り付けられてなる端子付電気化学セルの側面図である。
【図７】電気化学セルに磁石が付くかどうかのテスト結果を表した説明図である。
【図８】各実施例及び比較例の構成及び評価結果を表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の電気化学セルにおける好適な実施の形態について、図１から図８を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態では、負極側を構成する負極缶１０と正極側を構成する正極缶２０によって、コイン型（ボタン型）の電気化学セルを構成する。
そして、負極缶１０と正極缶２０を、塑性加工によっても磁性を帯びることがない非磁性ステンレス鋼で形成する。具体的には、高マンガンステンレス鋼や、ニッケル（Ｎｉ）含有量が多いＳＵＳ３０５を使用して、負極缶１０と正極缶２０を形成する。
このように、コイン型に加工した後も非磁性を維持する非磁性ステンレス鋼で負極缶１０、正極缶２０を形成するので、非磁性の電気化学セルを提供することができ、その結果、磁石の近くに配置しても影響を与えない電気化学セルを提供することができる。
【００１１】
なお、加工後も非磁性を維持する非磁性ステンレス鋼は、従来正極缶に使用されてきたＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌに比べると、耐食性が低い。
そこで、本実施形態では、より耐食性を高めるために、両極缶を非磁性とすることに加え、更に、 非磁性ステンレス鋼で形成した負極缶１０と正極缶２０の一方又は双方の、電解液と接する面に電解液に対して耐食性を有する導電性の保護膜を形成する。
なお、何れか一方に導電性保護膜を形成する場合は、より高い耐食性が求められる正極缶に形成することが好ましい。
負極缶１０と正極缶２０はそれぞれ底面と連続する側面（周面）を備えており、この周面は絶縁材であるガスケットを介して封止されているため、原則的には電解液と接しないが、衝撃や膨張等の原因により仮に側面部まで電解液が浸入した場合においても、耐食性を確保するために、側面（周面）にも導電性の保護膜を形成することが好ましい。
導電性の保護膜としては、カーボンと樹脂の混合物からなる膜、アルミニウム膜、導電ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ‐ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ）膜、導電性ポリマー膜等のいずれかが使用される。
【００１２】
（２）実施形態の詳細
本実施形態における電気化学セル１としては、酸化銀電池、アルカリマンガン電池、リチウム一次電池、リチウム二次電池や電気二重層キャパシタなど、様々な電気化学セルに適用が可能である。
図１は本実施形態が適用される、コイン型電気二重層キャパシタ（電気化学セル）１の断面構成図である。
電気二重層キャパシタ１は、コイン型（ボタン型）の外形を形成し、負極集電体として機能する負極缶１０と、正極集電体として機能する正極缶２０とを備えている。
１電極１１、第２電極２１、セパレータ３０、電解液３１等がガスケット３２を介して封入されている。
【００１３】
負極缶１０は、円形の底部１０ａと、底部１０ａの外周に沿って連接された側面部１０ｂを備え、円形の開口部を有する凹部が形成され、全体として円盤状で非磁性の金属製容器である。
負極缶１０は、電気二重層キャパシタ１の蓋として機能している。
負極缶１０の側面部１０ｂの開放端側は、円環状（ドーナツ形状）のガスケット３２の肉厚部分に形成された凹部（溝）に嵌め込まれている。
ガスケット３２は、例えば、樹脂で形成されており、正極缶２０の開口部の全周に渡って、正極缶２０と負極缶１０の間に配設されている。ガスケット３２は、内部の電解液などを気密封入すると共に、正極缶２０と負極缶１０を絶縁している。
【００１４】
正極缶２０は、円形の底部２０ａと、底部２０ａの外周に沿って連接された側面部２０ｂにより、円形の開口部を有する凹部が形成され、全体として円盤状で非磁性の金属製容器である。正極缶２０は、電気二重層キャパシタ１の外装ケースとして機能している。
側面部２０ｂの開口部の径は、ガスケット３２の外径よりも大きく形成され、負極缶１０に嵌め込んだガスケット３２が正極缶２０の底部２０ａと接する状態で、側面部２０ｂを外周側からかしめることで封口するようになっている。
なお、本実施形態における負極缶１０と正極缶２０を形成する材料については後述する。
【００１５】
負極缶１０の底部１０ａの内側底面には、円形の第１電極１１が導電性接着剤１２により接続され、正極缶２０の底部２０ａの内側底面には、円形の第２電極２１が導電性接着剤２２により接続されている。本実施形態では、負極缶１０の底部１０ａ、及び、正極缶２０の底部２０ａに第１電極１１及び、第２電極２１が接着されている。
第１電極１１と第２電極２１との間には、絶縁材で構成されたセパレータ３０が配設されている。すなわち、第１電極１１の負極缶１０に接着していない側の面と、第２電極２１の正極缶２０に接着していない側の面とが、セパレータ３０を介して対向して配設されている。
また、負極缶１０と正極缶２０により封止された電気二重層キャパシタ１内には、電解液３１が充填されている。
【００１６】
第１電極１１、第２電極２１、セパレータ３０、及び、電解液３１については、周知の各種材料を使用することが可能であるが、本実施形態では、一例として次の材料が使用される。
すなわち、第１電極１１、第２電極２１は共に、活性炭、カーボンブラック、ＰＴＦＥの混合物が使用される。
セパレータ３０は、ポリオレフィン微多孔膜が使用される。
また、電解液３１は、非水溶媒と電解質の混合物が使用される。
また、ガスケット３２は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の各種樹脂が使用される。
【００１７】
次に、負極缶１０と正極缶２０を形成する金属材料について説明する。
負極缶１０、正極缶２０共に、加工後も非磁性を維持する非磁性ステンレス鋼で形成され、両者は同一の材料で形成しても、別々の材料で形成してもよい。負極缶１０、正極缶２０は、例えば、高マンガンステンレス鋼や、ニッケル含有量が多いＳＵＳ３０５を使用して形成される。例えば、非磁性ステンレス板は下記に示すステンレス板が市販されている。
（１）ナス鋼帯（株）製の「ＮＡＳ  ＮＭ１５Ｍ」「ＮＡＳ  ＮＭ１７」
いずれも高マンガンのオーステナイトステンレス鋼であり、その化学成分（単位（ｗ％））は、次の通りである。
（ａ）「ＮＡＳ  ＮＭ１５Ｍ」Ｃ：０．０４０〜０．０９０、Ｓｉ：≦０．９０、Ｍｎ：１４．００〜１５．００、Ｐ：≦０．０４５、Ｓ：≦０．０１５、Ｎｉ：４．００〜４．６０、Ｃｒ：１６．５０〜１７．５０、Ｎ：０．３０〜０．３５
（ｂ）「ＮＡＳ  ＮＭ１７」Ｃ：≦０．１０、Ｓｉ：≦１．００、Ｍｎ：１６．００〜１７．００、Ｐ：≦０．０４５、Ｓ：≦０．０１５、Ｎｉ：７．００〜８．００、
Ｃｒ：１６．００〜１８．００、Ｎ：≦０．２０
（２）(株)特殊金属エクセル製の「ＳＵＳ３０５Ｍ」
高ニッケルのオーステナイトステンレス鋼であり、その化学成分（単位（％））は次の通りである。
Ｃ：０．０７〜０．０９、Ｓｉ：０．６０〜１．００、Ｍｎ：１．４０〜１．８０、Ｐ：≦０．０４５、Ｓ：≦０．０３０、Ｃｒ：１８．００〜１９．００、Ｎｉ：１２．００〜１３．００
（３）日新製鋼（株）製の「ＳＵＳ  ＸＭ７」「ＳＵＳ  ３０５Ｍ１」「ＳＵＳ  ３０５Ｍ３」
高ニッケルのオーステナイトステンレス鋼であり、その化学成分（単位（％））は次の通りである。
（ａ）「ＳＵＳ  ＸＭ７」Ｃ：０．０３５、Ｓｉ：０．５５、Ｍｎ：１．８０、Ｐ：０．０２５、Ｓ：０．００４、Ｎｉ：９．４０  Ｃｒ：１８．２５、Ｍｏ：０．１２、Ｃｕ：３．２０、Ｎ：０．０３
（ｂ）「ＳＵＳ  ３０５Ｍ１」Ｃ：０．０４、Ｓｉ：０．８２、Ｍｎ：３．１９、Ｐ：０．０２１、Ｓ：０．００４、Ｎｉ：１１．７６、Ｃｒ：１６．１
（ｃ）「ＳＵＳ  ３０５Ｍ３」Ｃ：０．０６０、Ｓｉ：０．５８、Ｍｎ：２．９３、Ｐ：０．０３２、Ｓ：０．００４、Ｎｉ：１２．２４、Ｃｒ：１８．７２、Ｎ：０．１５０
【００１８】
以上例示した、各ステンレス鋼は、いずれも一例であり、プレス等による負極缶１０、正極缶２０の加工後においても非磁性のステンレス鋼を用いれば、他の化学成分、他会社の製品を使用することも可能である。また、非磁性ステンレス鋼とアルミニウムとを圧着したクラッド板を用いてもよい。
【００１９】
次に他の実施形態について説明する。
第１実施形態では、塑性加工後も非磁性を維持する非磁性ステンレス鋼である、高マンガンや高ニッケルのオーステナイトステンレス鋼を使用して負極缶１０と正極缶２０を加工することで、全体として非磁性の電気化学セル１を構成する場合について説明した。
しかし、これら高マンガンや高ニッケルのオーステナイトステンレス鋼は、従来正極缶に使用されてきたＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌに比べると、耐食性が低い。
そこで、他の本実施形態では、より耐食性を高めるために、負極缶１０、正極缶２０を非磁性とすることに加え、更に、電解液３１と接する底部１０ａ、２０ａの内側面に電解液３１に対して耐食性を有する導電性の保護膜を形成することで、両極缶１０、２０の耐食性を高めたものである。
【００２０】
保護膜の材質としては、カーボン、アルミニウム、導電ＤＬＣ（ｄｉａｍｏｎｄ‐ｌｉｋｅ  ｃａｒｂｏｎ）、導電性ポリマーの何れかを使用する。
保護膜は負極缶１０と正極缶２０の少なくとも一方に形成するが、一方に形成する場合には、より高い耐食性が要求される正極缶２０側に形成することが好ましい。負極缶と正極缶の双方に保護膜を形成する場合、上記の保護膜のうち、同一の保護膜でも異なる保護膜でもよい。
【００２１】
保護膜は、負極缶１０と第１電極１１又は正極缶２０と第２電極２１とを電気的に接続することから、導電性が良好な材料がよい。
また保護膜は、電解液３１や充電電流によって分解しないことが好ましい。
加えて、電解液３１の吸収やピンホールがない膜が好ましい。ピンホールがあると負極缶１０や正極缶２０に電解液３１が接して腐食させてしまうからである。ピンホールを少なくするためには、保護膜を厚く形成することが必要である。一方で、保護膜は厚すぎると、収容部に占める体積が大きくなることにより、収容することのできる電極の量が少なくなり容量が小さくなってしまう。そのため、保護膜の膜厚は、０．１〜１００μｍであれば好ましく、２〜６０μｍであればより好ましい。また保護膜は非磁性であることが好ましい。
【００２２】
カーボン保護膜は、例えば、フェノール樹脂とカーボンと溶剤からなるペーストを、塗布面に塗布、熱硬化させて、成膜したものである。カーボンとしては、黒鉛やカーボンブラック等を用いることができる。また、これらの各種カーボン材料を複数組合せて用いることができる。これらカーボンは非磁性のものを用いる。
アルミニウム保護膜は、例えば、アルミニウムを蒸着により、成膜する。アルミニウムとしては、アルミニウムを組成比で９９％以上含有する純アルミニウムのほか、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｕ等の元素を微量含有するアルミニウム合金を用いることができる。これらアルミニウムは非磁性であることが好ましい。
導電ＤＬＣ保護膜は、ダイヤモンド結合やグラファイト結合を有する非晶質の薄膜である。この薄膜は、例えば、アセチレンガスやベンゼンガス等の炭化水素の原料ガスをプラズマ化させて、ＣＶＤやＰＶＤ等により成膜したものである。これらＤＬＣ膜は非磁性であることが好ましい。
導電性ポリマー保護膜は、電気伝導性を有する高分子化合物であり、例えば、ポリチオフェン類やポリアセチレン類等を用いることができる。また、Ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）（ＰＥＤＯＴ）に、導電性を高めるためｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＰＳＳ）をドーパントした水分散液を塗布、乾燥させ成膜したものを用いることができる（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）。これらの導電性ポリマーは、水や有機溶剤に分散させたものを塗布し、硬化もしくは乾燥させて成膜することができる。
また、これらの材質に加えて、塗布性や導電性を向上させるために、種々の添加剤を適宜添加して用いることも好ましい態様である。これら導電性ポリマー膜は非磁性であることが好ましい。
【００２３】
図２は、第２実施形態における電気二重層キャパシタ１の断面構成を表したものである。
第２実施形態の電気二重層キャパシタ１は、耐食性の必要性が高い正極缶２０に対して、その底部２０ａの内側底面に保護膜２３が形成されている。
第２実施形態によれば、正極缶２０の底部２０ａの内側底面に導電性の保護膜２３が形成されているので、正極缶２０と電解液３１との接触を少なくし、正極缶２０の腐食を防ぐことが可能になる。
【００２４】
図３は、第３実施形態における電気二重層キャパシタ１の断面構成を表したものである。
第２実施形態の電気二重層キャパシタ１では、正極缶２０における底部２０ａの内側底面に保護膜２３を形成する場合について説明したが、この第３実施形態における電気二重層キャパシタ１は、保護膜２３の形成範囲を更に広げたものである。
図３に示すように、電気二重層キャパシタ１の正極缶２０には、底部２０ａの内側底面だけでなく、更に、側面部２０ｂの内側側面にまで拡張した保護膜２４が形成されている。
この第３実施形態によれば、保護膜の形成領域を底部２０ａの内側底面だけでなく、側面部２０ｂの内側側面にまで拡張して形成しているので、ガスケット３２との間から内側側面にまで電解液３１が浸透した場合にも、正極集電体としての正極缶２０の腐食を防ぐことが可能になる。
【００２５】
図４は、第４実施形態における電気二重層キャパシタ１の断面構成を表したものである。
この第４実施形態の電気二重層キャパシタ１では、正極缶２０における底部２０ａの内側底面の全体に保護膜２３が形成され、更に、負極缶１０における底部１０ａの内側底面の全体にも保護膜１３が形成されている。
この第４実施形態の電気二重層キャパシタ１によれば、誤って正極と負極を逆に接続（充電）してしまった場合においても、逆に接続した負極缶１０の腐食を防ぐことが可能になる。
【００２６】
図５は、第５実施形態における電気二重層キャパシタ１の断面構成を表したものである。
この第５実施形態の電気二重層キャパシタ１では、正極缶２０に対して、その底部２０ａの内側底面の全体だけでなく、更に、側面部２０ｂの内側側面にまで拡張した保護膜２４が形成されている。
また、負極缶１０に対して、その底部１０ａの内側底面の全体と、側面部１０ｂの内側側面とこの内側側面と連続している折り返し部分の外側面にまで拡張して保護膜１４が形成されている。保護膜１４の形成範囲を、折り返し部分の手前まで形成すること、即ち、外側面には形成しないことも可能である。
この第５実施形態の電気二重層キャパシタ１によれば、誤って正極と負極を逆に接続（充電）してしまった場合の耐食性をより高めることができる。
【００２７】
図６は、本発明の各実施形態の電気化学セルに端子が取り付けられた端子付電気化学セルの構成を表したものである。一例として、２つの電気化学セル１が接続部材５０を介して直列接続してなる電気化学セルモジュールを示す。
下側のセルの負極缶平面部と上側のセルの正極缶側面部とが一つの接続部材５０を介して溶接されている。すなわち、接続部材５０は平板部と屈曲部で構成され、平板部と下側のセルの負極缶平面部とが溶接点４０で溶接され、屈曲部と上側のセルの正極缶側面部とが溶接点４１で溶接されている。
また、下側のセルの正極缶側面部に正極端子６０が溶接点４２で溶接され、上側のセルの負極缶平面部に負極端子７０が溶接点４３で溶接されている。
この端子付電気化学セルは、それぞれの電気化学セル１だけでなく、接続端子５０、正極端子６０、負極端子７０のいずれも非磁性の材料で形成されている。これにより、端子付電気化学セル全体が非磁性となる。
特に、上述した、加工によって磁性を帯びない各種非磁性ステンレス鋼を非磁性の材料として用いることが好ましい。
【００２８】
次に、本発明に係る電気化学セルの実施例について説明する。
まず、実施例において、一次電池や二次電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学セルに使用する正極缶、負極缶、電極材料のそれぞれの材料に対し、比較的強力な磁力を有するサマリウムコバルト磁石を接触させ、各材料が磁石に付くかどうかテストを行った。
図７は、磁石が付くかどうかのテスト結果を表したものである。
図７において、磁石に付かないものを「〇」、弱く付くものを「△」、付くものを「×」、強力につくものを「××」として評価した。
図７中、正極缶及び負極缶のステンレス鋼は、缶に加工した後の評価を示したものである。また、電極材料はＬｉを除き、各材料の粉末と樹脂とを９：１の重量比で混合したのちペレット状に成形し、これに磁石を接触させて評価したものである。Ｌｉについては、Ｌｉ箔に直接磁石を接触させて評価したものである。
正極缶及び負極缶の材料に対する結果は次の通りである。まず、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌは板の状態では磁石に弱く付く程度であったが、正極缶に加工したものでは磁石に付いた。また、ＳＵＳ３０４は板の状態では磁石に付かなかったが、負極缶に加工したものでは磁石に弱く付いた。
これに対し、非磁性ステンレス鋼であるＮＭ１７では、板の状態でも正極缶および負極缶加工後でも磁石に付かなかった。
各種の電極材料に対する結果は次の通りである。まず、酸化銀電池の材料であるＡｇ２ＯとＺｎは磁石に付かなかった。また、リチウム一次電池やリチウム二次電池の正極材料のうち、ＬｉＣｏＯ２とＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２では磁石に付かなかったが、ＭｎＯ２やＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２は磁石に弱く付いた。電池の負極材料のうち、ＬｉとＣ（カーボンブラック及び黒鉛）とＳｉＯは磁石に付かなかったが、Ｓｉは磁石に弱く付いた。電気二重層キャパシタの材料である活性炭は磁石に付かなかった。
また参考として、Ｆｅに磁石を近づけたところ、磁石に強力に付いた。
電極材料についてはいずれも、Ｆｅよりは磁石に付きにくいが、磁石に付かない材料を用いることがより好ましい。
【００２９】
なお、本実施例において用いる他の部材についても検討及び評価を行った。セパレータ３０にはポリオレフィンやＰＴＦＥ等の各種の樹脂が用いられるが、これらはいずれも非磁性である。また、電解液３１としては、酸化銀電池等のアルカリ一次電池に用いられるＮａＯＨ水溶液やＫＯＨ水溶液、リチウム二次電池や電気二重層キャパシタ等に用いられるＬｉＰＦ６、ＴＥＡＢＦ４、ＳＢＰＢＦ４等の支持塩を非水溶媒に溶解させた非水電解液、各種イオン液体、等が知られているが、これらに磁石を接触させても磁石が濡れるだけで、特に磁石に引っ張られるように付く様子はみられなかった。また、絶縁材であるガスケット３２としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の各種樹脂が用いられるが、これらガスケットはいずれも磁石に付かなかった。
続いて、本願の各実施形態の構成により作製した電気二重層キャパシタ１に対して、磁石の付着の有無及び電気的特性を評価した。
【００３０】
（実施例１）
まず実施例１として、第１実施形態により電気二重層キャパシタ１を作製した。具体的には、次のようにして作製した。
正極缶２０および負極缶１０はナス鋼帯（株）製のステンレス板、ＮＡＳ  ＮＭ１７を用いプレス加工を行った。負極缶１０は、円形の底部１０ａと、底部１０ａの外周に沿って連接された側面部１０ｂを備え、円形の開口部を有する凹部を形成した。正極缶２０は、円形の底部２０ａと、底部２０ａの外周に沿って連接された側面部２０ｂにより、円形の開口部を有する凹部を形成した。側面部２０ｂの開口部の径は、ガスケット３２の外径よりも大きく形成し、負極缶１０に嵌め込んだガスケット３２が正極缶２０の底部２０ａと接する状態で、側面部２０ｂを外周側からかしめることで封口するようにした。
第１電極１１と第２電極２１は、活性炭とカーボンブラックとポリテトラフルオロエチレンを混合した粉末を成型し、正極缶２０と負極缶１０へカーボンブラックと樹脂からなる導電性接着剤１２、２２で接着し、乾燥させた。セパレータ３０はポリオレフィン微多孔膜を用いた。これらを乾燥させてから低露点雰囲気下で電解液３１を注液し、かしめ封口することで電気二重層キャパシタ１を作製した。
【００３１】
（実施例２）
次に実施例２として、第２実施形態により電気二重層キャパシタ１を作製した。具体的には、正極缶２０の内部底面にカーボンからなる保護膜２３を形成したのち、第２電極２１を導電性接着剤で接着した点を除き、実施例１と同様に作製した。
（比較例）
比較例として、負極缶をＳＵＳ３０４で、正極缶をＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌで形成したことを除いて、実施例１と同様に電気二重層キャパシタ１を作製した。
【００３２】
図８は、各実施例及び比較例の構成及び評価結果を表したものである。
（磁石テスト）
磁石テストは、サマリウムコバルト磁石を電気二重層キャパシタ１の正極缶側と負極缶側に接触させ、磁石に付かないものを〇、弱く付くものを△、付くものを×として評価した。
実施例１及び実施例２では、セルはいずれも磁石に付かなかったのに対し、比較例では正極缶側で磁石に付き、負極缶側でも磁石と弱く付いた。これらの実施例では、全体として非磁性の電気二重層キャパシタ１とすることができた。
（容量維持率）
また電気的特性として、下記の手順により容量維持率を評価した。
（１）容量測定１
電気二重層キャパシタ１を２．５Ｖで充電した後、電極面積当たり３５ｍＡ/ｃｍ＜２＞（記号＜ｎ＞はｎ乗の指数を表す）で放電し、充電電圧の８０％から４０％になるまでの時間から容量Ｃ１を計算した。
（２）４０°Ｃの恒温槽に電気二重層キャパシタ１を入れ、正極缶２０へ＋２．５Ｖ（正接続）の電源を接続し、１週間充電し続けた。
（３）容量測定２
容量測定１と同じ方法により容量Ｃ２を計算した。
（４）容量維持率をＣ２／Ｃ１とした。
実施例１及び比較例では容量維持率が０であったのに対し、実施例２では９２％もの高い容量維持率を示した。これは、正極缶２０にカーボン保護膜を形成したことで、正極缶の腐食を防ぎ、セルの性能劣化を防ぐことができたためである。これにより、信頼性の高い電気二重層キャパシタ１とすることができた。
【符号の説明】
【００３３】
１  電気化学セル（電気二重層キャパシタ）
１０  負極缶
１０ａ  底部
１０ｂ  側面部
１１  第１電極
１２  導電性接着剤
１３、１４  保護膜
２０  正極缶
２０ａ  底部
２０ｂ  側面部
２１  第２電極
２２  導電性接着剤
２３、２４  保護膜
３０  セパレータ
３１  電解液
３２  ガスケット
４０〜４３  溶接点
５０  接続部材
６０  正極端子
７０  負極端子
【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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