蓄電装置
【課題】 静電容量の減少が防止された蓄電装置を提供する。
【解決手段】 容器と、容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、容器の内部に密封配置され、一対の電極と電気的に接続された蓄電構造とを有し、蓄電構造は、一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、複数のセパレータとを含み、第１の電極と、第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、セパレータまたは第２の電極に遮られることなく、複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置を提供する。
【解決手段】 容器と、容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、容器の内部に密封配置され、一対の電極と電気的に接続された蓄電構造とを有し、蓄電構造は、一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、複数のセパレータとを含み、第１の電極と、第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、セパレータまたは第２の電極に遮られることなく、複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電装置、たとえば作業機械に使用される電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械に用いられる蓄電装置として、電気二重層キャパシタが注目されている。電気二重層キャパシタは、例えば、集電極と、多孔質のセパレータとが交互に積層された構造を有する。集電極の表面には、活性炭等の分極性電極が塗布されており、セパレータには、電解液が含浸されている。集電極とセパレータとの積層体が、ラミネートフィルムで覆われる。ラミネートフィルムで覆われた積層体が、１つの蓄電セルを構成する。
【０００３】
図７Ａ及び図７Ｂは、電気二重層キャパシタの集電極を示す平面図である。正極用集電極５１の両面の一部領域に、活物質５７が塗布されている。延伸部分５１Ａは、正極用集電極５１表面のうち、活物質５７が塗布されていない領域である。同様に、負極用集電極５２の両面の一部領域には、活物質５８が塗布されている。延伸部分５２Ａは、負極用集電極５２表面のうち、活物質５８が塗布されていない領域である。正極用集電極５１と負極用集電極５２は、材料、形状、活物質５７、５８の塗布領域等、すべての面において相互に等しい電極である。集電極５１、５２は、同一工程で、両者の区別なく製造される。
【０００４】
図７Ｃに、集電極５１、５２とセパレータ５５の積層構造を示す。積層構造は、たとえば正極用集電極５１、セパレータ５５、負極用集電極５２、セパレータ５５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。集電極５１、５２及びセパレータ５５は、集電極５１、５２の延伸部分５１Ａ、５２Ａが相互に反対方向に延在し、活物質５７、５８塗布領域が、セパレータ５５を介し、積層方向に重なるように積層される。
【０００５】
集電極５１、５２とセパレータ５５の積層は、たとえば人手によって行われる。このため、集電極５１、５２及びセパレータ５５が誤って積層されることがある。本図には、集電極の面内回転方向に関する姿勢を誤り、正極用集電極５１を、負極用集電極５２を配置する向きに配置した結果、集電極がセパレータ５５を介し負極側に３枚連続して積層される例を、誤配置箇所Ｆとして示した。たとえば誤配置箇所Ｆのように、セパレータ５５を介して、一方電極側に集電極が複数枚連続して積層されても、そのことによっては静電容量が発現せず、その積層部分の静電容量は、集電極を１枚配置した場合に等しい。集電極とセパレータ５５の積層が、静電容量の増大につながらないため、誤配置箇所Ｆは蓄電に無益である。また、誤配置が行われた蓄電装置は、全体の静電容量が規定値を満たさなくなり、使用できない場合がある。
【０００６】
正電極と負電極の外形形状をコーナーカット等でマーキングすることにより、両電極の識別を可能にした燃料電池の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３１８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、静電容量の減少が防止された蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、容器と、前記容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、前記容器の内部に密封配置され、前記一対の電極と電気的に接続された蓄電構造とを有し、前記蓄電構造は、前記一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、前記一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、複数のセパレータとを含み、前記第１の電極と、前記第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、前記セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、前記複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第２の電極に遮られることなく、前記複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、静電容量の減少が防止された蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１−１】（１Ａ）は、第１の実施例による蓄電装置の平面図であり、（１Ｂ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図であり、（１Ｃ）は蓄電積層体１１の断面図である。
【図１−２】（１Ｄ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける断面図であり、（１Ｅ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｅ−１Ｅにおける断面図である。
【図２】（２Ａ）及び（２Ｂ）は、それぞれ第１の集電極、第２の集電極を示す平面図である。
【図３】（３Ａ）は、第２の集電極２２を積層するにあたり、面内回転方向に関する姿勢を誤り、第１の集電極２１を配置する向きに積層した場合の積層例を示し、（３Ｂ）は、第１の集電極２１の一枚が面内方向にずれを生じた場合の積層例を示す。
【図４】第２の実施例による蓄電装置の平面図である。
【図５】（５Ａ）及び（５Ｂ）は、それぞれ第２の実施例における第１の集電極、第２の集電極を示す平面図である。
【図６】（６Ａ）及び（６Ｂ）は、複数の切り欠き部が形成された第１、第２の集電極の平面図である。
【図７】（７Ａ）及び（７Ｂ）は、電気二重層キャパシタの集電極を示す平面図であり、（７Ｃ）は、集電極とセパレータの積層構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａに、第１の実施例による蓄電装置（蓄電セル、電気二重層キャパシタ）の平面図を示す。蓄電容器１０内に、蓄電積層体（蓄電構造）１１が収容されている。蓄電容器１０の平面形状は、例えば、頂点がやや丸みを帯びた長方形である。蓄電積層体１１は、第１の集電極２１、第２の集電極２２、セパレータ２５、第１の分極性電極２７、及び第２の分極性電極２８を含む。第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、各々の一部の領域で相互に重なり、他の領域では重ならないように、セパレータ２５を介して積層配置されている。両集電極２１、２２の重なる部分には、第１の分極性電極２７及び第２の分極性電極２８が配置されている。
【００１３】
第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８とは、平面視においてほぼ同一の領域に配置される。第１の分極性電極２７及び第２の分極性電極２８が配置されている領域に電荷を蓄積可能である。
【００１４】
第１の集電極２１及び第２の集電極２２は、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域から相互に反対向き（図１Ａにおいて、上向き及び下向き）に伸びた延伸部分２１Ａ、２２Ａを有する。また、延伸部分２１Ａ、２２Ａに、それぞれ切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを有する。セパレータ２５の外周線は、第１の集電極２１と第２の集電極２２とが重なっている領域よりも外側に位置する。延伸部分２１Ａ、２２Ａは、セパレータ２５の外周よりも外側まで導出されている。切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂは、それぞれセパレータ２５の外周よりも外側の延伸部分２１Ａ、２２Ａに形成されている。
【００１５】
なお、図１Ａにおいては、図面を見やすくする観点から、第１の集電極２１と第２の集電極２２の幅（図１Ａにおける左右方向の長さ）を異ならせているが、両者は等しい。また、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域を、第１及び第２の集電極２１、２２の重なり領域より一回り小さく図示しているが、両集電極２１、２２が重なる部分はすべて、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域である。更に、実施例では、第１の集電極２１と第２の集電極２２の幅を等しいとしたが、どちらか一方を広くし、幅を相互に異ならせてもよい。
【００１６】
第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３が、それぞれ蓄電容器１０の内部から、蓄電容器１０の相互に平行な縁と交差して、蓄電容器１０の外部に取り出されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、それぞれ第１の集電極２１の延伸部分２１Ａ及び第２の集電極２２の延伸部分２２Ａと重なり、第１の集電極２１及び第２の集電極２２に電気的に接続されている。第１の集電極２１と第２の集電極２２、及び、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とは、それぞれ相互に逆極性の電極として作用する。たとえば第１の集電極２１及び第１の集電極タブ１２は正電極（カソード）として作用し、第２の集電極２２及び第２の集電極タブ１３は負電極（アノード）として作用する。
【００１７】
蓄電容器１０の第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の外方に、ガス抜き孔１４が形成されている。ガス抜き孔１４は、例えば第１の集電極２１の延伸部分２１Ａと重なる位置に配置される。ガス抜き構造物１５が、ガス抜き孔１４に重なる位置に配置される。
【００１８】
図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図を示す。蓄電容器１０は、２枚のアルミラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂを含む。アルミラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂは、蓄電積層体１１を挟み、蓄電積層体１１を密封する。一方のラミネートフィルム１０Ｂは、ほぼ平坦であり、他方のラミネートフィルム１０Ａは、蓄電積層体１１の形状を反映して変形している。蓄電積層体１１の形成されている領域は、その周辺領域よりも厚い。図１Ｂでは、セパレータ２５、第１の分極性電極２７、及び第２の分極性電極２８の記載を省略している。
【００１９】
図１Ｃに蓄電積層体１１の断面図を示す。第１の集電極２１の両面に、第１の分極性電極２７が形成されており、第２の集電極２２の両面に、第２の分極性電極２８が形成されている。第１の集電極２１及び第２の集電極２２には、例えばアルミニウム箔が用いられる。第１の分極性電極２７は、例えば、活性炭粒子が混錬されたバインダを含むスラリーを、第１の集電極２１の表面に塗布した後、加熱して定着させることにより形成することができる。第２の分極性電極２８も同様の方法で形成することができる。
【００２０】
両面に第１の分極性電極２７が形成された第１の集電極２１と、両面に第２の分極性電極２８が形成された第２の集電極２２とが交互に積層されている。第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８との間に、セパレータ２５が配置されている。セパレータ２５には、例えばセルロース紙が用いられる。このセルロール紙に、電解液が含浸されている。電解液の溶媒には、例えば分極性有機溶剤、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート等が用いられる。電解質（支持塩）として、４級アンモニウム塩、例えばＳＢＰＢ４（スピロビピロリジニウムテトラフルオロボレート）が用いられる。セパレータ２５は、第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８との短絡、及び第１の集電極２１と第２の集電極２２との短絡を防止する。
【００２１】
第１の集電極２１、第２の集電極２２、及びその間に配置されたセパレータ２５によって、蓄電領域が一つ画定される。セパレータ２５を介し、第１の集電極２１と第２の集電極２２とが交互に積層され、多数の蓄電領域が形成された蓄電積層体１１に蓄電が可能である。
【００２２】
図１Ｂに戻って説明を続ける。複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａが重ね合わされ、第１の集電極タブ１２に超音波溶接され、電気的に接続されている。複数の第２の集電極２２の延伸部分２２Ａが重ね合わされ、第２の集電極タブ１３に超音波溶接され、電気的に接続されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３には、例えばアルミニウム板が用いられる。第１の集電極２１の延伸部分２１Ａが積層された領域には、第２の集電極２２、第１の分極性電極２７、第２の分極性電極２８、及びセパレータ２５が配置されていない。このため、延伸部分２１Ａが積層された部分は、蓄電積層体１１が形成された部分より薄い。同様に、第２の集電極２２の延伸部分２２Ａが積層された部分も、蓄電積層体１１が形成された部分より薄い。
【００２３】
第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、ラミネートフィルム１０Ａとラミネートフィルム１０Ｂとの間を通って、蓄電容器１０の外側まで導出されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、導出箇所において、ラミネートフィルム１０Ａとラミネートフィルム１０Ｂとに熱融着されている。なお、第１の集電極タブ１２とラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂとの間、及び第２の集電極タブ１３とラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂとの間に、タブフィルムを挟んでもよい。タブフィルムは、シール強度を向上させる。
【００２４】
第１の集電極２１の延伸部分２１Ａと、ラミネートフィルム１０Ａとの間に、ガス抜き構造物１５が配置されている。ガス抜き構造物１５は、ガス抜き孔１４を塞ぐように配置され、ラミネートフィルム１０Ａに熱融着されている。ガス抜き構造物１５は、蓄電容器１０内のガスを外部に排出するが、外部から蓄電容器１０内への水分等の侵入を禁止する。
【００２５】
蓄電容器１０内は、真空排気されている。このため、ラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂは、大気圧により、蓄電積層体１１及びガス抜き構造物１５の外形に沿うように、変形している。
【００２６】
図１Ｄに、図１Ａの一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける断面図を示す。蓄電積層体１１の積層構造は、図１Ｂ及び図１Ｃに示したものと同一である。蓄電積層体１１よりも外側の領域において、ラミネートフィルム１０Ａと１０Ｂとが相互に熱融着されている。図１Ｄに示した断面においては、第１の集電極２１及び第２の集電極２２に、延伸部分が設けられていない。すなわち、蓄電積層体１１の両脇に、相対的に薄い部分が設けられていない。このため、図１Ｄに示した断面において、蓄電積層体１１の端面を覆っているラミネートフィルム１０Ａの傾斜は、図１Ｂに示した断面における傾斜よりも急峻である。
【００２７】
図１Ｅに、図１Ａの一点鎖線１Ｅ−１Ｅにおける断面図を示す。第１の集電極２１の延伸部分２１Ａに形成された切り欠き部２１Ｂは、重ね合わせられ、超音波溶接で溶着された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａを、厚さ方向（積層方向）に貫通している。複数の第１の集電極２１の各々に形成される切り欠き部２１Ｂの形成位置及び外形（サイズ及び形状）は相互に等しい。このため、超音波溶接された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａの積層体を貫通する切り欠き部の外形も、これと等しい。第２の集電極２２の延伸部分２２Ａの切り欠き部２２Ｂについても同様である。第１の集電極２１と第２の集電極２２には、相互に貫通位置が重複しないように切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ第１の集電極２１、第２の集電極２２を示す平面図である。第１、第２の集電極２１、２２はともに、１枚の厚さが数十μｍのアルミニウム板で構成される。また、両面の一部領域には、それぞれ第１、第２の分極性電極２７、２８が形成されている。
【００２９】
図２Ａに示すように、第１の集電極２１上には、第１の分極性電極２７が形成される。第１の分極性電極２７が形成されていない領域が、延伸部分２１Ａとなる。延伸部分２１Ａには、例えば三角形状の切り欠き部２１Ｂが形成されている。同様に、図２Ｂに示すように、第２の集電極２２上には、第２の分極性電極２８が形成されており、第２の分極性電極２８の不形成領域が、延伸部分２２Ａとなる。延伸部分２２Ａには、例えば三角形状の切り欠き部２２Ｂが形成されている。切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂの外形（サイズ及び形状）は、形成される位置が異なれば相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００３０】
切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されていないとした場合に、両集電極２１、２２の外形は相互に等しく、例えば頂点がやや丸みを帯びた長方形である。また、第１の集電極２１上における、第１の分極性電極２７の形成範囲と、第２の集電極２２上における、第２の分極性電極２８の形成範囲とは相互に等しい。すなわち、第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、例えば切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂの形成位置だけが異なる電極とすることができる。
【００３１】
なお、図２Ａ及び図２Ｂには、第１の集電極２１と第２の集電極２２とを、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを除く外周線を一致させて重ねたとき、切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂとが相互に重ならないように形成されている両集電極２１、２２の例を示した。
【００３２】
第１の実施例による蓄電装置の製造に際しては、蓄電積層体１１は、たとえば第１の集電極２１、セパレータ２５、第２の集電極２２、セパレータ２５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。第１、第２の集電極２１、２２及びセパレータ２５は、第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａが相互に反対方向に延在し、第１、第２の分極性電極２７、２８形成領域が、セパレータ２５を介し、積層方向に重なるように、たとえば人手によって積層される。
【００３３】
第１の実施例による蓄電装置の第１、第２の集電極２１、２２は、相互に異なる位置に、それぞれ切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを備える。このため積層作業に際し、集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢を誤った場合や、正確に積層した集電極２１、２２であっても、電極の面内方向にずれを生じた場合には、積層作業の終了後に、これを検出することが可能である。検出は、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが蓄電積層体１１（第１、第２の集電極２１、２２）の積層方向に貫通しているか否かを、たとえば目視で判定し、貫通していないと判定された場合には、積層作業をやり直す。
【００３４】
図３Ａは、第２の集電極２２を積層するにあたり、面内回転方向に関する姿勢を誤り、第１の集電極２１を配置する向きに積層した場合の積層例を示す。また、図３Ｂに、第１の集電極２１の一枚が面内方向にずれを生じた場合の積層例を示す。両例ともに、切り欠き部２１Ｂは蓄電積層体１１（第１の集電極２１）の積層方向に貫通していない。たとえばこのような場合に、積層作業のやり直しが行われる。
【００３５】
集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢の誤りの避止や、面内方向のずれの防止が実現されるため、第１の実施例による蓄電装置においては、静電容量の減少が回避される。
【００３６】
なお、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが積層方向に貫通している場合であっても、一方の集電極、たとえば第１の集電極２１が複数枚、セパレータ２５と交互に積層されるという誤配置が生じ、集電極２１、２２及びセパレータ２５の全枚数が設計値と異なっている可能性は否定できない。このような問題の有無は、積層作業終了後、集電極２１、２２、及びセパレータ２５の積層体の重量を測定することで検出することができる。積層数の過不足も、積層体の重量を測定することで検出することが可能である。
【００３７】
図４に、第２の実施例による蓄電装置の平面図を示す。以下の説明のおいては、図１Ａに示した第１の実施例による蓄電装置との相違点に着目し、同一の構成については説明を省略する。
【００３８】
第１の実施例においては、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とが、蓄電容器１０の相互に反対側の縁から引き出されていた。これに対し、第２の実施例では、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とが、蓄電容器１０の同一の縁の異なる位置から引き出されている。第１の集電極２１、第２の集電極２２、第１の分極性電極２７、第２の分極性電極２８、及びセパレータ２５の積層構造は、第１の実施例の積層構造と同一である。
【００３９】
第１の集電極２１の延伸部分２１Ａ及び第２の集電極２２の延伸部分２２Ａの一部は、第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３の配置に適合させて、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の同一の縁の異なる位置から外方に延びている。
【００４０】
延伸部分２１Ａ、２２Ａには、それぞれセパレータ２５の外周よりも外側に、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。複数の第１の集電極２１の各々に形成される切り欠き部２１Ｂの形成位置及び外形は相互に等しい。切り欠き部２１Ｂは、溶接された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａを、厚さ方向（積層方向）に貫通している。第２の集電極２２の切り欠き部２２Ｂについても同様である。
【００４１】
ガス抜き孔１４及びガス抜き構造物１５は、蓄電容器１０の第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の外方であって、第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３が引き出されている縁に対応する側に配置されている。
【００４２】
なお、図４においては、第１の集電極２１を第２の集電極２２よりも幾分大きく示しているが、これは図面の見易さを確保するためであり、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂがないとした場合、両集電極２１、２２の外形は等しい。切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを考慮の外においた場合の両集電極２１、２２は、一方の表裏を幅方向（図４における左右方向）に反転させると他方になる配置関係にある。また、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域を、第１及び第２の集電極２１、２２の重なり領域より小さく図示しているが、幅方向（図４における左右方向）及び第１、第２の集電極タブ１２、１３の引き出し方向とは反対方向（図４における下方向）については、両領域の縁は重なっている。
【００４３】
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ第２の実施例における第１の集電極２１、第２の集電極２２を示す平面図である。第１、第２の集電極２１、２２の材料、厚さは、第１の実施例におけるそれらと等しい。両集電極２１、２２の両面の一部領域に、それぞれ第１、第２の分極性電極２７、２８が形成されており、分極性電極２７、２８の不形成領域が、延伸部分２１Ａ、２２Ａとなる点においても、第１の実施例と等しい。
【００４４】
第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａには、それぞれ例えば長方形状の切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂの外形は、形成される位置が異なれば相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００４５】
切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されていないとした場合の両集電極２１、２２の外形は相互に等しく、たとえば長方形に、該長方形の長辺の一部を一辺とし、短辺の延長線をそれと隣り合う一辺とする長方形状の突出部を接続した平面形状である。突出部は、延伸部分２１Ａ、２２Ａの一部を構成し、図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、突出部に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。第１、第２の集電極タブ１２、１３は、それぞれ第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａの突出部に溶接され、電気的に接続される。
【００４６】
第１の集電極２１上における、第１の分極性電極２７の形成範囲と、第２の集電極２２上における、第２の分極性電極２８の形成範囲とは相互に等しい。第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、例えば切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂの形成位置だけが異なる電極とすることができる。
【００４７】
第２の実施例による蓄電装置の製造に際しては、蓄電積層体１１は、たとえば第１の集電極２１、セパレータ２５、第２の集電極２２、セパレータ２５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。この際、一例として、第１の集電極２１は、セパレータ２５上に裏面を向けて（図５Ａに示す状態で）、第２の集電極２２は、セパレータ２５上に表面を向けて（図５Ｂに示す状態から左右方向に表裏を反転させた状態で）配置される。また積層は、第１、第２の分極性電極２７、２８形成領域が、セパレータ２５を介し、積層方向に重なるように行われる。この結果、第１、第２の集電極２１、２２及びセパレータ２５は、集電極２１、２２の突出部が、集電極２１、２２の同一側の縁の異なる位置から、等しい方向に突出するように積層される。積層は、たとえば人手によって行われる。
【００４８】
第２の実施例においても、積層作業の終了後に、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが蓄電積層体１１（第１、第２の集電極２１、２２）の積層方向に貫通しているか否かを判定し、貫通していないと判定された場合には、積層作業をやり直す。集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢の誤りや、面内方向のずれを防止することができるため、第２の実施例による蓄電装置においても、静電容量の減少を回避することが可能である。
【００４９】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００５０】
たとえば、実施例においては、第１、第２の集電極２１、２２の双方に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを形成したが、いずれか一方に形成されていればよい。集電極２１、２２の双方に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを形成する場合に比べ、コストダウンの効果が得られる。
【００５１】
また、たとえば複数の第１の集電極２１に形成される切り欠き部２１Ｂを、すべて同一外形（同一サイズ、同一形状）に形成する必要はなく、一例として相互に異なる外形とすることも可能である。切り欠き部２１Ｂは、すべての第１の集電極２１を重ねたときに、少なくとも一点において、複数の第２の集電極２２またはセパレータ２５に遮られることなく、複数の第１の集電極２１を積層方向に貫通するように形成されていればよい。複数の第２の集電極２２の切り欠き部２２Ｂについても同様である。更に、第１、第２の集電極２１、２２が同じ材料で形成され、それぞれを交互に積層した際に延伸部分２１Ａ、２２Ａが重ならない場合には、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを、同一位置に同一形状で形成することもできる。
【００５２】
更に、第１、第２の集電極２１、２２に複数の切り欠き部を形成してもよい。図６Ａ及び図６Ｂに、複数の切り欠き部が形成された第１、第２の集電極２１、２２の平面図を示す。両図には、集電極２１、２２の幅方向（図６Ａ及び図６Ｂにおいては左右方向）の中線に関して対称な位置に、同形の切り欠き部２１Ｂ、２１ｂ（２２Ｂ、２２ｂ）が形成されている例を示した。図６Ａ及び図６Ｂに示す第１、第２の集電極２１、２２は、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しい。
【００５３】
蓄電装置の製造に際し、たとえば図２Ａ及び図２Ｂに示す集電極２１、２２とセパレータ２５とを積層する場合、集電極２１、２２の表裏を誤ると、切り欠き部が積層方向に貫通しないため、面内回転方向に関する姿勢に誤りがなくても、積層作業のやり直しが行われる。図６Ａ及び図６Ｂに示す集電極２１、２２を用いると、表裏を誤って積層しただけでは、積層作業をやり直す必要がなくなるため、製造効率を向上させることができる。なお、集電極２１、２２の表裏を反転させて配置しても、蓄電装置の動作に問題は生じない。
【００５４】
第１、第２の集電極２１、２２のうちの一方のみを、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しくなるように形成してもよい。
【００５５】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
たとえば作業機械に使用される電気二重層キャパシタに利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 蓄電容器
１０Ａ、１０Ｂ ラミネートフィルム
１１ 蓄電積層体
１２ 第１の集電極タブ
１３ 第２の集電極タブ
１４ ガス抜き孔
１５ ガス抜き構造物
２１ 第１の集電極
２１Ａ 延伸部分
２１Ｂ、２１ｂ 切り欠き部
２２ 第２の集電極
２２Ａ 延伸部分
２２Ｂ、２２ｂ 切り欠き部
２５ セパレータ
２７ 第１の分極性電極
２８ 第２の分極性電極
５１ 正極用集電極
５１Ａ 延伸部分
５２ 負極用集電極
５２Ａ 延伸部分
５５ セパレータ
５７、５８ 活物質
【技術分野】
【０００１】
本発明は蓄電装置、たとえば作業機械に使用される電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械に用いられる蓄電装置として、電気二重層キャパシタが注目されている。電気二重層キャパシタは、例えば、集電極と、多孔質のセパレータとが交互に積層された構造を有する。集電極の表面には、活性炭等の分極性電極が塗布されており、セパレータには、電解液が含浸されている。集電極とセパレータとの積層体が、ラミネートフィルムで覆われる。ラミネートフィルムで覆われた積層体が、１つの蓄電セルを構成する。
【０００３】
図７Ａ及び図７Ｂは、電気二重層キャパシタの集電極を示す平面図である。正極用集電極５１の両面の一部領域に、活物質５７が塗布されている。延伸部分５１Ａは、正極用集電極５１表面のうち、活物質５７が塗布されていない領域である。同様に、負極用集電極５２の両面の一部領域には、活物質５８が塗布されている。延伸部分５２Ａは、負極用集電極５２表面のうち、活物質５８が塗布されていない領域である。正極用集電極５１と負極用集電極５２は、材料、形状、活物質５７、５８の塗布領域等、すべての面において相互に等しい電極である。集電極５１、５２は、同一工程で、両者の区別なく製造される。
【０００４】
図７Ｃに、集電極５１、５２とセパレータ５５の積層構造を示す。積層構造は、たとえば正極用集電極５１、セパレータ５５、負極用集電極５２、セパレータ５５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。集電極５１、５２及びセパレータ５５は、集電極５１、５２の延伸部分５１Ａ、５２Ａが相互に反対方向に延在し、活物質５７、５８塗布領域が、セパレータ５５を介し、積層方向に重なるように積層される。
【０００５】
集電極５１、５２とセパレータ５５の積層は、たとえば人手によって行われる。このため、集電極５１、５２及びセパレータ５５が誤って積層されることがある。本図には、集電極の面内回転方向に関する姿勢を誤り、正極用集電極５１を、負極用集電極５２を配置する向きに配置した結果、集電極がセパレータ５５を介し負極側に３枚連続して積層される例を、誤配置箇所Ｆとして示した。たとえば誤配置箇所Ｆのように、セパレータ５５を介して、一方電極側に集電極が複数枚連続して積層されても、そのことによっては静電容量が発現せず、その積層部分の静電容量は、集電極を１枚配置した場合に等しい。集電極とセパレータ５５の積層が、静電容量の増大につながらないため、誤配置箇所Ｆは蓄電に無益である。また、誤配置が行われた蓄電装置は、全体の静電容量が規定値を満たさなくなり、使用できない場合がある。
【０００６】
正電極と負電極の外形形状をコーナーカット等でマーキングすることにより、両電極の識別を可能にした燃料電池の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３３１８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、静電容量の減少が防止された蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、容器と、前記容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、前記容器の内部に密封配置され、前記一対の電極と電気的に接続された蓄電構造とを有し、前記蓄電構造は、前記一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、前記一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、複数のセパレータとを含み、前記第１の電極と、前記第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、前記セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、前記複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第２の電極に遮られることなく、前記複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、静電容量の減少が防止された蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１−１】（１Ａ）は、第１の実施例による蓄電装置の平面図であり、（１Ｂ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図であり、（１Ｃ）は蓄電積層体１１の断面図である。
【図１−２】（１Ｄ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける断面図であり、（１Ｅ）は、（１Ａ）の一点鎖線１Ｅ−１Ｅにおける断面図である。
【図２】（２Ａ）及び（２Ｂ）は、それぞれ第１の集電極、第２の集電極を示す平面図である。
【図３】（３Ａ）は、第２の集電極２２を積層するにあたり、面内回転方向に関する姿勢を誤り、第１の集電極２１を配置する向きに積層した場合の積層例を示し、（３Ｂ）は、第１の集電極２１の一枚が面内方向にずれを生じた場合の積層例を示す。
【図４】第２の実施例による蓄電装置の平面図である。
【図５】（５Ａ）及び（５Ｂ）は、それぞれ第２の実施例における第１の集電極、第２の集電極を示す平面図である。
【図６】（６Ａ）及び（６Ｂ）は、複数の切り欠き部が形成された第１、第２の集電極の平面図である。
【図７】（７Ａ）及び（７Ｂ）は、電気二重層キャパシタの集電極を示す平面図であり、（７Ｃ）は、集電極とセパレータの積層構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１Ａに、第１の実施例による蓄電装置（蓄電セル、電気二重層キャパシタ）の平面図を示す。蓄電容器１０内に、蓄電積層体（蓄電構造）１１が収容されている。蓄電容器１０の平面形状は、例えば、頂点がやや丸みを帯びた長方形である。蓄電積層体１１は、第１の集電極２１、第２の集電極２２、セパレータ２５、第１の分極性電極２７、及び第２の分極性電極２８を含む。第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、各々の一部の領域で相互に重なり、他の領域では重ならないように、セパレータ２５を介して積層配置されている。両集電極２１、２２の重なる部分には、第１の分極性電極２７及び第２の分極性電極２８が配置されている。
【００１３】
第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８とは、平面視においてほぼ同一の領域に配置される。第１の分極性電極２７及び第２の分極性電極２８が配置されている領域に電荷を蓄積可能である。
【００１４】
第１の集電極２１及び第２の集電極２２は、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域から相互に反対向き（図１Ａにおいて、上向き及び下向き）に伸びた延伸部分２１Ａ、２２Ａを有する。また、延伸部分２１Ａ、２２Ａに、それぞれ切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを有する。セパレータ２５の外周線は、第１の集電極２１と第２の集電極２２とが重なっている領域よりも外側に位置する。延伸部分２１Ａ、２２Ａは、セパレータ２５の外周よりも外側まで導出されている。切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂは、それぞれセパレータ２５の外周よりも外側の延伸部分２１Ａ、２２Ａに形成されている。
【００１５】
なお、図１Ａにおいては、図面を見やすくする観点から、第１の集電極２１と第２の集電極２２の幅（図１Ａにおける左右方向の長さ）を異ならせているが、両者は等しい。また、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域を、第１及び第２の集電極２１、２２の重なり領域より一回り小さく図示しているが、両集電極２１、２２が重なる部分はすべて、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域である。更に、実施例では、第１の集電極２１と第２の集電極２２の幅を等しいとしたが、どちらか一方を広くし、幅を相互に異ならせてもよい。
【００１６】
第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３が、それぞれ蓄電容器１０の内部から、蓄電容器１０の相互に平行な縁と交差して、蓄電容器１０の外部に取り出されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、それぞれ第１の集電極２１の延伸部分２１Ａ及び第２の集電極２２の延伸部分２２Ａと重なり、第１の集電極２１及び第２の集電極２２に電気的に接続されている。第１の集電極２１と第２の集電極２２、及び、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とは、それぞれ相互に逆極性の電極として作用する。たとえば第１の集電極２１及び第１の集電極タブ１２は正電極（カソード）として作用し、第２の集電極２２及び第２の集電極タブ１３は負電極（アノード）として作用する。
【００１７】
蓄電容器１０の第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の外方に、ガス抜き孔１４が形成されている。ガス抜き孔１４は、例えば第１の集電極２１の延伸部分２１Ａと重なる位置に配置される。ガス抜き構造物１５が、ガス抜き孔１４に重なる位置に配置される。
【００１８】
図１Ｂに、図１Ａの一点鎖線１Ｂ−１Ｂにおける断面図を示す。蓄電容器１０は、２枚のアルミラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂを含む。アルミラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂは、蓄電積層体１１を挟み、蓄電積層体１１を密封する。一方のラミネートフィルム１０Ｂは、ほぼ平坦であり、他方のラミネートフィルム１０Ａは、蓄電積層体１１の形状を反映して変形している。蓄電積層体１１の形成されている領域は、その周辺領域よりも厚い。図１Ｂでは、セパレータ２５、第１の分極性電極２７、及び第２の分極性電極２８の記載を省略している。
【００１９】
図１Ｃに蓄電積層体１１の断面図を示す。第１の集電極２１の両面に、第１の分極性電極２７が形成されており、第２の集電極２２の両面に、第２の分極性電極２８が形成されている。第１の集電極２１及び第２の集電極２２には、例えばアルミニウム箔が用いられる。第１の分極性電極２７は、例えば、活性炭粒子が混錬されたバインダを含むスラリーを、第１の集電極２１の表面に塗布した後、加熱して定着させることにより形成することができる。第２の分極性電極２８も同様の方法で形成することができる。
【００２０】
両面に第１の分極性電極２７が形成された第１の集電極２１と、両面に第２の分極性電極２８が形成された第２の集電極２２とが交互に積層されている。第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８との間に、セパレータ２５が配置されている。セパレータ２５には、例えばセルロース紙が用いられる。このセルロール紙に、電解液が含浸されている。電解液の溶媒には、例えば分極性有機溶剤、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート等が用いられる。電解質（支持塩）として、４級アンモニウム塩、例えばＳＢＰＢ４（スピロビピロリジニウムテトラフルオロボレート）が用いられる。セパレータ２５は、第１の分極性電極２７と第２の分極性電極２８との短絡、及び第１の集電極２１と第２の集電極２２との短絡を防止する。
【００２１】
第１の集電極２１、第２の集電極２２、及びその間に配置されたセパレータ２５によって、蓄電領域が一つ画定される。セパレータ２５を介し、第１の集電極２１と第２の集電極２２とが交互に積層され、多数の蓄電領域が形成された蓄電積層体１１に蓄電が可能である。
【００２２】
図１Ｂに戻って説明を続ける。複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａが重ね合わされ、第１の集電極タブ１２に超音波溶接され、電気的に接続されている。複数の第２の集電極２２の延伸部分２２Ａが重ね合わされ、第２の集電極タブ１３に超音波溶接され、電気的に接続されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３には、例えばアルミニウム板が用いられる。第１の集電極２１の延伸部分２１Ａが積層された領域には、第２の集電極２２、第１の分極性電極２７、第２の分極性電極２８、及びセパレータ２５が配置されていない。このため、延伸部分２１Ａが積層された部分は、蓄電積層体１１が形成された部分より薄い。同様に、第２の集電極２２の延伸部分２２Ａが積層された部分も、蓄電積層体１１が形成された部分より薄い。
【００２３】
第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、ラミネートフィルム１０Ａとラミネートフィルム１０Ｂとの間を通って、蓄電容器１０の外側まで導出されている。第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３は、導出箇所において、ラミネートフィルム１０Ａとラミネートフィルム１０Ｂとに熱融着されている。なお、第１の集電極タブ１２とラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂとの間、及び第２の集電極タブ１３とラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂとの間に、タブフィルムを挟んでもよい。タブフィルムは、シール強度を向上させる。
【００２４】
第１の集電極２１の延伸部分２１Ａと、ラミネートフィルム１０Ａとの間に、ガス抜き構造物１５が配置されている。ガス抜き構造物１５は、ガス抜き孔１４を塞ぐように配置され、ラミネートフィルム１０Ａに熱融着されている。ガス抜き構造物１５は、蓄電容器１０内のガスを外部に排出するが、外部から蓄電容器１０内への水分等の侵入を禁止する。
【００２５】
蓄電容器１０内は、真空排気されている。このため、ラミネートフィルム１０Ａ、１０Ｂは、大気圧により、蓄電積層体１１及びガス抜き構造物１５の外形に沿うように、変形している。
【００２６】
図１Ｄに、図１Ａの一点鎖線１Ｄ−１Ｄにおける断面図を示す。蓄電積層体１１の積層構造は、図１Ｂ及び図１Ｃに示したものと同一である。蓄電積層体１１よりも外側の領域において、ラミネートフィルム１０Ａと１０Ｂとが相互に熱融着されている。図１Ｄに示した断面においては、第１の集電極２１及び第２の集電極２２に、延伸部分が設けられていない。すなわち、蓄電積層体１１の両脇に、相対的に薄い部分が設けられていない。このため、図１Ｄに示した断面において、蓄電積層体１１の端面を覆っているラミネートフィルム１０Ａの傾斜は、図１Ｂに示した断面における傾斜よりも急峻である。
【００２７】
図１Ｅに、図１Ａの一点鎖線１Ｅ−１Ｅにおける断面図を示す。第１の集電極２１の延伸部分２１Ａに形成された切り欠き部２１Ｂは、重ね合わせられ、超音波溶接で溶着された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａを、厚さ方向（積層方向）に貫通している。複数の第１の集電極２１の各々に形成される切り欠き部２１Ｂの形成位置及び外形（サイズ及び形状）は相互に等しい。このため、超音波溶接された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａの積層体を貫通する切り欠き部の外形も、これと等しい。第２の集電極２２の延伸部分２２Ａの切り欠き部２２Ｂについても同様である。第１の集電極２１と第２の集電極２２には、相互に貫通位置が重複しないように切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ第１の集電極２１、第２の集電極２２を示す平面図である。第１、第２の集電極２１、２２はともに、１枚の厚さが数十μｍのアルミニウム板で構成される。また、両面の一部領域には、それぞれ第１、第２の分極性電極２７、２８が形成されている。
【００２９】
図２Ａに示すように、第１の集電極２１上には、第１の分極性電極２７が形成される。第１の分極性電極２７が形成されていない領域が、延伸部分２１Ａとなる。延伸部分２１Ａには、例えば三角形状の切り欠き部２１Ｂが形成されている。同様に、図２Ｂに示すように、第２の集電極２２上には、第２の分極性電極２８が形成されており、第２の分極性電極２８の不形成領域が、延伸部分２２Ａとなる。延伸部分２２Ａには、例えば三角形状の切り欠き部２２Ｂが形成されている。切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂの外形（サイズ及び形状）は、形成される位置が異なれば相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００３０】
切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されていないとした場合に、両集電極２１、２２の外形は相互に等しく、例えば頂点がやや丸みを帯びた長方形である。また、第１の集電極２１上における、第１の分極性電極２７の形成範囲と、第２の集電極２２上における、第２の分極性電極２８の形成範囲とは相互に等しい。すなわち、第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、例えば切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂの形成位置だけが異なる電極とすることができる。
【００３１】
なお、図２Ａ及び図２Ｂには、第１の集電極２１と第２の集電極２２とを、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを除く外周線を一致させて重ねたとき、切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂとが相互に重ならないように形成されている両集電極２１、２２の例を示した。
【００３２】
第１の実施例による蓄電装置の製造に際しては、蓄電積層体１１は、たとえば第１の集電極２１、セパレータ２５、第２の集電極２２、セパレータ２５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。第１、第２の集電極２１、２２及びセパレータ２５は、第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａが相互に反対方向に延在し、第１、第２の分極性電極２７、２８形成領域が、セパレータ２５を介し、積層方向に重なるように、たとえば人手によって積層される。
【００３３】
第１の実施例による蓄電装置の第１、第２の集電極２１、２２は、相互に異なる位置に、それぞれ切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを備える。このため積層作業に際し、集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢を誤った場合や、正確に積層した集電極２１、２２であっても、電極の面内方向にずれを生じた場合には、積層作業の終了後に、これを検出することが可能である。検出は、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが蓄電積層体１１（第１、第２の集電極２１、２２）の積層方向に貫通しているか否かを、たとえば目視で判定し、貫通していないと判定された場合には、積層作業をやり直す。
【００３４】
図３Ａは、第２の集電極２２を積層するにあたり、面内回転方向に関する姿勢を誤り、第１の集電極２１を配置する向きに積層した場合の積層例を示す。また、図３Ｂに、第１の集電極２１の一枚が面内方向にずれを生じた場合の積層例を示す。両例ともに、切り欠き部２１Ｂは蓄電積層体１１（第１の集電極２１）の積層方向に貫通していない。たとえばこのような場合に、積層作業のやり直しが行われる。
【００３５】
集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢の誤りの避止や、面内方向のずれの防止が実現されるため、第１の実施例による蓄電装置においては、静電容量の減少が回避される。
【００３６】
なお、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが積層方向に貫通している場合であっても、一方の集電極、たとえば第１の集電極２１が複数枚、セパレータ２５と交互に積層されるという誤配置が生じ、集電極２１、２２及びセパレータ２５の全枚数が設計値と異なっている可能性は否定できない。このような問題の有無は、積層作業終了後、集電極２１、２２、及びセパレータ２５の積層体の重量を測定することで検出することができる。積層数の過不足も、積層体の重量を測定することで検出することが可能である。
【００３７】
図４に、第２の実施例による蓄電装置の平面図を示す。以下の説明のおいては、図１Ａに示した第１の実施例による蓄電装置との相違点に着目し、同一の構成については説明を省略する。
【００３８】
第１の実施例においては、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とが、蓄電容器１０の相互に反対側の縁から引き出されていた。これに対し、第２の実施例では、第１の集電極タブ１２と第２の集電極タブ１３とが、蓄電容器１０の同一の縁の異なる位置から引き出されている。第１の集電極２１、第２の集電極２２、第１の分極性電極２７、第２の分極性電極２８、及びセパレータ２５の積層構造は、第１の実施例の積層構造と同一である。
【００３９】
第１の集電極２１の延伸部分２１Ａ及び第２の集電極２２の延伸部分２２Ａの一部は、第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３の配置に適合させて、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の同一の縁の異なる位置から外方に延びている。
【００４０】
延伸部分２１Ａ、２２Ａには、それぞれセパレータ２５の外周よりも外側に、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。複数の第１の集電極２１の各々に形成される切り欠き部２１Ｂの形成位置及び外形は相互に等しい。切り欠き部２１Ｂは、溶接された複数の第１の集電極２１の延伸部分２１Ａを、厚さ方向（積層方向）に貫通している。第２の集電極２２の切り欠き部２２Ｂについても同様である。
【００４１】
ガス抜き孔１４及びガス抜き構造物１５は、蓄電容器１０の第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域の外方であって、第１の集電極タブ１２及び第２の集電極タブ１３が引き出されている縁に対応する側に配置されている。
【００４２】
なお、図４においては、第１の集電極２１を第２の集電極２２よりも幾分大きく示しているが、これは図面の見易さを確保するためであり、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂがないとした場合、両集電極２１、２２の外形は等しい。切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを考慮の外においた場合の両集電極２１、２２は、一方の表裏を幅方向（図４における左右方向）に反転させると他方になる配置関係にある。また、第１及び第２の分極性電極２７、２８の配置領域を、第１及び第２の集電極２１、２２の重なり領域より小さく図示しているが、幅方向（図４における左右方向）及び第１、第２の集電極タブ１２、１３の引き出し方向とは反対方向（図４における下方向）については、両領域の縁は重なっている。
【００４３】
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ第２の実施例における第１の集電極２１、第２の集電極２２を示す平面図である。第１、第２の集電極２１、２２の材料、厚さは、第１の実施例におけるそれらと等しい。両集電極２１、２２の両面の一部領域に、それぞれ第１、第２の分極性電極２７、２８が形成されており、分極性電極２７、２８の不形成領域が、延伸部分２１Ａ、２２Ａとなる点においても、第１の実施例と等しい。
【００４４】
第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａには、それぞれ例えば長方形状の切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。切り欠き部２１Ｂと切り欠き部２２Ｂの外形は、形成される位置が異なれば相互に等しくてもよいし、異なっていてもよい。
【００４５】
切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されていないとした場合の両集電極２１、２２の外形は相互に等しく、たとえば長方形に、該長方形の長辺の一部を一辺とし、短辺の延長線をそれと隣り合う一辺とする長方形状の突出部を接続した平面形状である。突出部は、延伸部分２１Ａ、２２Ａの一部を構成し、図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、突出部に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが形成されている。第１、第２の集電極タブ１２、１３は、それぞれ第１、第２の集電極２１、２２の延伸部分２１Ａ、２２Ａの突出部に溶接され、電気的に接続される。
【００４６】
第１の集電極２１上における、第１の分極性電極２７の形成範囲と、第２の集電極２２上における、第２の分極性電極２８の形成範囲とは相互に等しい。第１の集電極２１と第２の集電極２２とは、例えば切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂの形成位置だけが異なる電極とすることができる。
【００４７】
第２の実施例による蓄電装置の製造に際しては、蓄電積層体１１は、たとえば第１の集電極２１、セパレータ２５、第２の集電極２２、セパレータ２５をこの順に、繰り返し重ねることによって形成される。この際、一例として、第１の集電極２１は、セパレータ２５上に裏面を向けて（図５Ａに示す状態で）、第２の集電極２２は、セパレータ２５上に表面を向けて（図５Ｂに示す状態から左右方向に表裏を反転させた状態で）配置される。また積層は、第１、第２の分極性電極２７、２８形成領域が、セパレータ２５を介し、積層方向に重なるように行われる。この結果、第１、第２の集電極２１、２２及びセパレータ２５は、集電極２１、２２の突出部が、集電極２１、２２の同一側の縁の異なる位置から、等しい方向に突出するように積層される。積層は、たとえば人手によって行われる。
【００４８】
第２の実施例においても、積層作業の終了後に、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂが蓄電積層体１１（第１、第２の集電極２１、２２）の積層方向に貫通しているか否かを判定し、貫通していないと判定された場合には、積層作業をやり直す。集電極２１、２２の面内回転方向に関する姿勢の誤りや、面内方向のずれを防止することができるため、第２の実施例による蓄電装置においても、静電容量の減少を回避することが可能である。
【００４９】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００５０】
たとえば、実施例においては、第１、第２の集電極２１、２２の双方に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを形成したが、いずれか一方に形成されていればよい。集電極２１、２２の双方に切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを形成する場合に比べ、コストダウンの効果が得られる。
【００５１】
また、たとえば複数の第１の集電極２１に形成される切り欠き部２１Ｂを、すべて同一外形（同一サイズ、同一形状）に形成する必要はなく、一例として相互に異なる外形とすることも可能である。切り欠き部２１Ｂは、すべての第１の集電極２１を重ねたときに、少なくとも一点において、複数の第２の集電極２２またはセパレータ２５に遮られることなく、複数の第１の集電極２１を積層方向に貫通するように形成されていればよい。複数の第２の集電極２２の切り欠き部２２Ｂについても同様である。更に、第１、第２の集電極２１、２２が同じ材料で形成され、それぞれを交互に積層した際に延伸部分２１Ａ、２２Ａが重ならない場合には、切り欠き部２１Ｂ、２２Ｂを、同一位置に同一形状で形成することもできる。
【００５２】
更に、第１、第２の集電極２１、２２に複数の切り欠き部を形成してもよい。図６Ａ及び図６Ｂに、複数の切り欠き部が形成された第１、第２の集電極２１、２２の平面図を示す。両図には、集電極２１、２２の幅方向（図６Ａ及び図６Ｂにおいては左右方向）の中線に関して対称な位置に、同形の切り欠き部２１Ｂ、２１ｂ（２２Ｂ、２２ｂ）が形成されている例を示した。図６Ａ及び図６Ｂに示す第１、第２の集電極２１、２２は、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しい。
【００５３】
蓄電装置の製造に際し、たとえば図２Ａ及び図２Ｂに示す集電極２１、２２とセパレータ２５とを積層する場合、集電極２１、２２の表裏を誤ると、切り欠き部が積層方向に貫通しないため、面内回転方向に関する姿勢に誤りがなくても、積層作業のやり直しが行われる。図６Ａ及び図６Ｂに示す集電極２１、２２を用いると、表裏を誤って積層しただけでは、積層作業をやり直す必要がなくなるため、製造効率を向上させることができる。なお、集電極２１、２２の表裏を反転させて配置しても、蓄電装置の動作に問題は生じない。
【００５４】
第１、第２の集電極２１、２２のうちの一方のみを、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しくなるように形成してもよい。
【００５５】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
たとえば作業機械に使用される電気二重層キャパシタに利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 蓄電容器
１０Ａ、１０Ｂ ラミネートフィルム
１１ 蓄電積層体
１２ 第１の集電極タブ
１３ 第２の集電極タブ
１４ ガス抜き孔
１５ ガス抜き構造物
２１ 第１の集電極
２１Ａ 延伸部分
２１Ｂ、２１ｂ 切り欠き部
２２ 第２の集電極
２２Ａ 延伸部分
２２Ｂ、２２ｂ 切り欠き部
２５ セパレータ
２７ 第１の分極性電極
２８ 第２の分極性電極
５１ 正極用集電極
５１Ａ 延伸部分
５２ 負極用集電極
５２Ａ 延伸部分
５５ セパレータ
５７、５８ 活物質
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
前記容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、
前記容器の内部に密封配置され、前記一対の電極と電気的に接続された蓄電構造と
を有し、
前記蓄電構造は、
前記一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、
前記一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、
複数のセパレータと
を含み、
前記第１の電極と、前記第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、前記セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、
前記複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第２の電極に遮られることなく、前記複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置。
【請求項２】
前記複数の第２の電極のそれぞれに切り欠き部が形成され、
前記複数の第２の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第１の電極に遮られることなく、前記複数の第２の電極を積層方向に貫通し、
前記複数の第１の電極、及び前記複数の第２の電極には、両電極の切り欠き部を除く外周線を一致させて重ねたとき、前記複数の第１の電極の切り欠き部と、前記複数の第２の電極の切り欠き部とが相互に重ならないように、切り欠き部が形成されている請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１の電極には、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しくなるように複数の切り欠き部が形成されている請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項１】
容器と、
前記容器の内部から外部に取り出された一対の電極と、
前記容器の内部に密封配置され、前記一対の電極と電気的に接続された蓄電構造と
を有し、
前記蓄電構造は、
前記一対の電極の一方に電気的に接続され、それぞれ切り欠き部が形成された複数の第１の電極と、
前記一対の電極の他方に電気的に接続された複数の第２の電極と、
複数のセパレータと
を含み、
前記第１の電極と、前記第２の電極とが、各々の一部の領域で重なり、他の領域では重ならないように、前記セパレータを介して交互に積層されてなる積層構造を有し、
前記複数の第１の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第２の電極に遮られることなく、前記複数の第１の電極を積層方向に貫通する蓄電装置。
【請求項２】
前記複数の第２の電極のそれぞれに切り欠き部が形成され、
前記複数の第２の電極に形成された切り欠き部は、少なくとも一点において、前記セパレータまたは前記第１の電極に遮られることなく、前記複数の第２の電極を積層方向に貫通し、
前記複数の第１の電極、及び前記複数の第２の電極には、両電極の切り欠き部を除く外周線を一致させて重ねたとき、前記複数の第１の電極の切り欠き部と、前記複数の第２の電極の切り欠き部とが相互に重ならないように、切り欠き部が形成されている請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１の電極には、表側から見た外形と裏側から見た外形とが相互に等しくなるように複数の切り欠き部が形成されている請求項１または２に記載の蓄電装置。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３１０６６（Ｐ２０１２−２３１０６６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９４５７（Ｐ２０１１−９９４５７）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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