電気化学デバイス
【課題】販売価格低減に有用な構造を有する表面実装型の電気化学デバイスを提供する。
【解決手段】表面実装型の電気化学デバイス１０の容器１１は、凹部１１ａ１を有する第１金属部品１１ａと、凹部１１ａ１の開口を閉塞するように第１金属部品１１ａに直接溶接された第２金属部品１１ｂとから構成され、蓄電素子１６の一方電極１６ａは容器１１と電気的に絶縁し他方電極１６ｂは容器１１と電気的に導通しており、第１端子１４は容器１１と電気的に絶縁していると共に中継要素１３を介して蓄電素子１６の一方電極１６ａと電気的に導通し、第２端子１５は容器１１と電気的に導通していると共に容器１１を介して蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通している。
【解決手段】表面実装型の電気化学デバイス１０の容器１１は、凹部１１ａ１を有する第１金属部品１１ａと、凹部１１ａ１の開口を閉塞するように第１金属部品１１ａに直接溶接された第２金属部品１１ｂとから構成され、蓄電素子１６の一方電極１６ａは容器１１と電気的に絶縁し他方電極１６ｂは容器１１と電気的に導通しており、第１端子１４は容器１１と電気的に絶縁していると共に中継要素１３を介して蓄電素子１６の一方電極１６ａと電気的に導通し、第２端子１５は容器１１と電気的に導通していると共に容器１１を介して蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充放電可能な蓄電素子及び電解液を封入した構造を有する電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気化学デバイスの態様は現状において表面実装型（角型）とコイン型と薄型とシリンダ型に大別されるが、これらのうちの特に表面実装型の電気化学デバイス、換言すれば実装面に使用極性が異なる第１端子及び第２端子が設けられた電気化学デバイスは、回路基板等に対してチップコンデンサやチップインダクタ等の表面実装部品と同様の表面実装ができることから各種電子機器への利用頻度が高まり、且つ、需要も増加している。
【０００３】
この表面実装型の電気化学デバイスは、下記特許文献１に開示されているように、容器と、容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えている。
【０００４】
容器は、凹部を有する絶縁部品と、絶縁部品の凹部を開口するための金属部品とから構成されており、絶縁部品はセラミックスから成り、金属部品はコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）から成る。また、金属部品を絶縁部品に接合するために、絶縁部品には凹部の開口を囲むようにしてコバールから成る溶接用リングが予め設けられている。金属部品はこの溶接用リングに溶接されることによって絶縁部品の凹部の開口を閉塞している。さらに、第１端子を蓄電素子の一方電極に電気的に導通し、且つ、第２端子を蓄電素子の他方電極に電気的に導通するために、絶縁部品には第１端子用配線と第２端子用配線がそれぞれ設けられている。
【０００５】
つまり、前記電気化学デバイスにあっては、容器を構成する絶縁部品に溶接用リングと第１端子用配線及び第２端子用配線を設ける必要があることから、電気化学デバイスの製造コストにおいて容器の作製コスト、特に絶縁部品の作製コストが占める割合が高く、そのために電気化学デバイスの製造コスト、即ち、販売価格を下げることが難しい状況下にある。
【０００６】
冒頭で述べたように、表面実装型の電気化学デバイスの需要は増加しており、また、この需要増加に伴ってユーザーから販売価格の低減が望まれている近況を考慮すれば、販売価格低減に繋がる構造改良はメーカーにおいて避けることができない重要な技術課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８６６９１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、販売価格低減に有用な構造を有する表面実装型の電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、容器と、前記容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する前記容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えた表面実装型の電気化学デバイスであって、前記容器は、凹部を有する第１金属部品と、前記第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されており、前記蓄電素子の一方電極は前記容器と電気的に絶縁し、前記蓄電素子の他方電極は前記容器と電気的に導通しており、前記第１端子は前記容器と電気的に絶縁していると共に前記容器と電気的に絶縁するように該容器に設けられた中継要素を介して前記蓄電素子の一方電極と電気的に導通し、前記第２端子は前記容器と電気的に導通していると共に該容器を介して前記蓄電素子の他方電極と電気的に導通している、ことをその特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容器が、凹部を有する第１金属部品と、第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器に設ける必要が無い。また、第２端子は容器と電気的に導通していると共に該容器を介して蓄電素子の他方電極と電気的に導通しているため、即ち、第２端子は容器を配線代替物として蓄電素子の他方電極と電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器に設ける必要が無い。さらに、中継要素は第１端子を蓄電素子の一方電極に電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイスの構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、該簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００１１】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明を適用した電気化学デバイス（第１実施形態）の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した電気化学デバイス（第１実施形態）のＳ１１−Ｓ１１線に沿う拡大断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した電気化学デバイス（第１実施形態）の第１変形形態を示す図２対応の断面図である。
【図４】図４は、図１及び図２に示した電気化学デバイス（第１実施形態）の第２変形形態を示す図２対応の断面図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第１部分変形例を示す図である。
【図６】図６は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第２部分変形例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第３部分変形例を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した電気化学デバイス（第２実施形態）の外観斜視図である。
【図９】図９は、図８に示した電気化学デバイス（第２実施形態）のＳ２１−Ｓ２１線に沿う拡大断面図である。
【図１０】図１０は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）の第１変形形態を示す図９対応の断面図である。
【図１１】図１１は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第１部分変形例を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第２部分変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第３部分変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１実施形態》
図１及び図２は、本発明を適用した電気化学デバイス（第１実施形態）を示す。同図に示した電気化学デバイス１０は、略直方体形状の容器１１と、容器１１内に封入された蓄電素子１６及び電解液（図示省略）と、実装面に相当する容器１１の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子１４及び第２端子１５を備えている。
【００１４】
容器１１は、横断面輪郭が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略直方体形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された平板状の第２金属部品１１ｂとから構成されている。第２金属部品１１ｂの下面輪郭は略矩形で、該下面輪郭は第１金属部品１１ａの上面輪郭と略一致している。
【００１５】
第１金属部品１１ａはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料から成り、底板部に横断面輪郭が略円形の貫通孔１１ａ２を有している。第１金属部品１１ａの厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にあり、貫通孔１１ａ２の内径は好ましくは１００〜３００μｍの範囲内にある。
【００１６】
また、第１金属部品１１ａの表面の所定区域、具体的には、４つの外側面、第１端子接続口１２ａ及び第２端子接続口１２ｂを除く下面、貫通孔１１ａ２の内周面、４つの内側面、第１端子接続口１２ａを除く内底面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜１２によって覆われている。絶縁膜１２の厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００１７】
因みに、第１端子接続口１２ａは貫通孔１１ａ２の内周面を覆う絶縁膜１２によって画成された貫通孔部分を指し、また、第２端子接続口１２ｂは第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２に形成された孔部分を指す。
【００１８】
さらに、第１金属部品１１ａには、蓄電素子１６の一方電極１６ａを第１端子１４に電気的に導通させるための中継要素１３が形成されている。この中継要素１３は、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の内底面を覆う絶縁膜１２の上面に形成された膜状部１３ａと、第１端子接続口１２ａに充填された柱状部１３ｂを有しており、膜状部１３ａの上面輪郭は蓄電素子１６の一方電極１６ａの下面輪郭と略一致している。膜状部１３ａは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。膜状部１３ａは単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合も電解液に対する耐蝕性向上のために最外層にアルミニウム膜やアルミニウムを含有した合金膜等を形成することが望ましい。柱状部１３ｂは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その外径は先に述べた貫通孔１１ａ２の内径から絶縁膜１２の厚さの２倍値を減じた数値範囲内にある。
【００１９】
一方、第２金属部品１１ｂはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料、好ましくは第１金属部品１１ａと同じ金属材料から成り、その厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。
【００２０】
この第２金属部品１１ｂはその下面外周部分１１ｂ１をレーザ溶接、シーム溶接等の溶接手法によって第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３に水密、且つ、気密に接合されている。
【００２１】
第１端子１４は第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２の下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、その上面は中継要素１３の柱状部１３ｂの下面と電気的に導通している。図面には第１端子１４としてその端部が第１金属部品１１ａの側面に回り込む態様を示してあるが、該回り込み部分は必ずしも必要ではない。
【００２２】
この第１端子１４は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第１端子１４は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００２３】
一方、第２端子１５は第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２の下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、第２端子接続口１２ｂに入り込んだ第２端子１５の一部１５ａを介して第１金属部品１１ａの下面と電気的に導通している。図面には第２端子１５としてその端部が第１金属部品１１ａの側面に回り込む態様を示してあるが、該回り込み部分は必ずしも必要ではない。
【００２４】
この第２端子１５は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第２端子１５は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００２５】
蓄電素子１６は、使用極性が異なる一対の電極１６ａ及び１６ｂと、一対の電極１６ａ及び１６ｂの間に介装されたセパレータ１６ｃとから構成されている。両電極１６ａ及び１６ｂは矩形輪郭と所定厚さを有し、セパレータ１６ｃは両電極１６ａ及び１６ｂよりも僅かに大きな矩形輪郭と所定厚さを有する。両電極１６ａ及び１６ｂの厚さは第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の内底面と第２金属部品１１ｂの下面との間隔に応じて適宜設定されている。セパレータ２６ｃはガラス繊維シートやセルロース繊維シートやプラチック繊維シート等のイオン透過性多孔質シートから成り、その厚さは好ましくは５０〜２００μｍである。
【００２６】
この蓄電素子１６の一方電極１６ａ（ここでは正極）の下面は導電性接着膜１７を介して中継要素１３の膜状部１３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素１３と電気的に導通しており、他方電極１６ｂ（ここでは負極）の上面は導電性接着膜１８を介して第２金属部品１１ｂの下面に接着され、且つ、該第２金属部品１１ｂと電気的に導通している。
【００２７】
因みに、導電性接着膜１７及び１８は導電性接着剤の硬化物であり、該導電性接着剤には導電性粒子を含有した熱硬化性接着剤（例えば炭素粒子（カーボンブラック）や黒鉛粒子（グラファイト粒子）等を含有したフェノール系接着剤）が用いられている。各導電性接着膜１７及び１８の厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。
【００２８】
両電極１６ａ及び１６ｂに同種材料を用いた電気化学デバイス１０、例えばＰＡＳキャパシタや活性炭キャパシタの場合、両電極１６ａ及び１６ｂは活性炭等の炭素系材料、または、ポリアセン系有機半金属（ＰＡＳ）等の導電性高分子から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート＋スルホラン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋エチルイソプロピルスルホン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋スルホラン＋プロピオン酸メチル（混合溶媒）、スルホラン＋エチルメチルスルホン（混合溶媒）が好ましく使用でき、電解質には５−アゾニアスピロ[４，４]ノナン・ＢＦ４、ＴＥＭＡ・ＢＦ４、ＴＥＡ・ＢＦ４、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４、１−エチル−３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４が好ましく使用できる。
【００２９】
また、両電極１６ａ及び１６ｂに異種材料を用いた電気化学デバイス１０、例えばリチウムイオンキャパシタの場合、一方電極１６ａ（ここでは正極）は例えば炭素系材料のうちの活性炭から成り、他方電極１６ｂ（ここでは負極）はリチウムイオンの吸蔵と脱離が可能な材料、例えば炭素系材料のうちの難黒鉛化炭素（ハードカーボン）や黒鉛（グラファイト）から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネートやエチレンカーボネートやスルホランが好ましく使用でき、電解質にはＬｉＰＦ6やＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩が好ましく使用できる。
【００３０】
ここで、前記電気化学デバイス１０の好ましい製造方法について説明する。製造に際しては、容器１１を構成する第１金属部品１１ａ及び第２金属部品１１ｂと、蓄電素子１６を構成する両電極１６ａ及び１６ｂとセパレータ１６ｃを予め作製しておく。
【００３１】
第１金属部品１１ａの作製には主に２通りの方法が採用できる。第１の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔１１ａ２に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体（貫通孔１１ａ２の内周面を含む）に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（上面外周部分１１ａ３と第２端子接続口１２ｂに相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートの所定領域に中継要素１３の膜状部１３ａに相当する金属膜と第１端子１４及び第２端子１５に相当する金属膜をそれぞれ形成し、第１端子接続口１２ａに相当する貫通孔内に中継要素１３の柱状部１３ｂに相当する金属部分を充填し、第２端子接続口１２ｂに相当する孔内に第２端子１５の一部１５ａに相当する金属部分を充填する。膜状部１３ａ、第１端子１４及び第２端子１５の形成には、金属ペーストの塗布及び焼付け、蒸着、メッキ等の手法が利用できる。膜状部１３ａまたは第１端子１４に相当する金属膜を形成するときに、第１端子接続口１２ａに相当する貫通孔内に柱状部１３ｂに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。また、第２端子１５に相当する金属膜を形成するときに、第２端子接続口１２ｂに相当する孔内に一部１５ａに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。次に、金属膜を形成し、且つ、金属部分を充填した後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品１１ａに対応した直方体形状に整形する。
【００３２】
第２の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔１１ａ２に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品１１ａに対応した直方体形状に整形してから、前記と同様に、絶縁膜を形成し、この後に金属膜を形成し、且つ、金属部分を充填する。
【００３３】
第２金属部品１１ｂの作製するに際しては、予め用意された金属プレートを所定サイズに切断する。
【００３４】
両電極１６ａ及び１６ｂを作製するに際しては、各電極１６ａ及び１６ｂにそれぞれ適合した電極主材とバインダを少なくとも含む混合物を所定厚さに圧延したものを所定サイズに切断する。セパレータ１６ｃを作製するに際しては、セパレータ用シート材を所定サイズに切断する。
【００３５】
そして、予め作製された第１金属部品１１ａ及び第２金属部品１１ｂと両電極１６ａ及び１６ｂとセパレータ１６ｃを用いて、前記電気化学デバイス１０の組み立てを行う。
【００３６】
組み立てに際しては、第１金属部品１１ａをその凹部１１ａ１の開口が上を向くように載置し、中継要素１３の膜状部１３ａの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に一方電極１６ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に一方電極１６ａを乾燥し、該一方電極１６ａに電解液を注液する。そして、一方電極１６ａの上面にセパレータ１６ｃを載置し、必要に応じて該セパレータ１６ｃに電解液を注液する。
【００３７】
これとは別に、第２金属部品１１ｂの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に他方電極１６ｂの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に他方電極１６ｂを乾燥し、該他方電極１６ｂに電解液を注液する。
【００３８】
続いて、第２金属部品１１ｂを上下反転させてから、他方電極１６ｂの下面をセパレータ１６ｃの上面に載置すると共に、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１を第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３に載置する。続いて、第１金属部品１１ａに対して第２金属部品１１ｂを相対的に押し付けた状態で、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３と第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１とを溶接する。
【００３９】
前記電気化学デバイス１０によれば、以下の効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）を発揮することができる。
【００４０】
（Ｅ11）容器１１が、凹部１１ａ１を有する第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された第２金属部品１１ｂとから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器１１に設ける必要が無い。また、第２端子１５は容器１１と電気的に導通していると共に該容器１１を介して蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通しているため、即ち、第２端子１５は容器１１を配線代替物として蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器１１に設ける必要が無い。さらに、中継要素１３は第１端子１４を蓄電素子１６の一方電極１６ａに電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素１３の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイス１０の構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、この構造簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００４１】
（Ｅ12）従前のような溶接用リングを容器１１に設ける必要が無いため、該溶接用リングの部品コストに加えて、該溶接用リングをろう付けするための作業コスト及びろう付け部分に保護メッキ膜を形成するための作業コスト等も不要になる。つまり、電気化学デバイス１０の製造コストをより一層低減して販売価格低減を確実に図れる。
【００４２】
〈第１変形形態〉
図３は、前記電気化学デバイス１０の第１変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス１０-1が前記電気化学デバイス１０と構造面で異なるところは、容器１１の第２金属部品１１ｂ’が下面外周部分１１ｂ１の内側に上側張り出し部１１ｂ２が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス１０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００４３】
第２金属部品１１ｂ’の厚さは上側張り出し部１１ｂ２を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、上側張り出し部１１ｂ２の下面は他方電極１６ｂの上面輪郭と略一致した輪郭を有し、該他方電極１６ｂの上面は導電性接着膜１８を介して上側張り出し部１１ｂ２の下面に接着され、且つ、第２金属部品１１ｂ’と電気的に導通している。図３から分かるように、第２金属部品１１ｂ’の下面には上側張り出し部１１ｂ２による凹部が形成されていて、該凹部に蓄電素子１６の他方電極１６ｂが若干入り込んでいる。
【００４４】
因みに、この第２金属部品１１ｂ’は、先に述べた所定サイズの金属プレートをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる。
【００４５】
この電気化学デバイス１０-1によれば、前記効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）に加えて以下の効果（Ｅ13）及び（Ｅ14）を発揮することができる。
【００４６】
（Ｅ13）容器１１の第２金属部品１１ｂ’が下面外周部分１１ｂ１の内側に上側張り出し部１１ｂ２が形成された形状を有しているため、第２金属部品１１ｂ’自体の機械的強度を前記電気化学デバイス１０の第２金属部品１１ｂに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【００４７】
（Ｅ14）第２金属部品１１ｂ’の下面の凹部に蓄電素子１６の他方電極１６ｂが若干入り込んだ構造となるため、該凹部の内周壁を利用して他方電極１６ｂを第２金属部品１１ｂ’に接着する際の相互位置決めを的確に行えると共に接着後の他方電極１６ｂの位置ずれ防止も図れる。
【００４８】
〈第２変形形態〉
図４は、前記電気化学デバイス１０の第２変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス１０-2が前記電気化学デバイス１０と構造面で異なるところは、容器１１の第２金属部品１１ｂ”が下面外周部分１１ｂ１の内側に下側張り出し部１１ｂ３が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス１０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００４９】
第２金属部品１１ｂ”の厚さは下側張り出し部１１ｂ３を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、下側張り出し部１１ｂ３の下面は他方電極１６ｂの上面輪郭と略一致した輪郭を有し、該他方電極１６ｂの上面は導電性接着膜１８を介して下側張り出し部１１ｂ３の下面に接着され、且つ、第２金属部品１１ｂ”と電気的に導通している。図４から分かるように、第１金属部品１１ａに溶接された第２金属部品１１ｂ”の下側張り出し部１１ｂ３は、該第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１に入り込んでいる。
【００５０】
因みに、この第２金属部品１１ｂ”は、先に述べた所定サイズの金属プレートをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる。
【００５１】
この電気化学デバイス１０-2によれば、前記効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）に加えて以下の効果（Ｅ15）及び（Ｅ16）を発揮することができる。
【００５２】
（Ｅ15）容器１１の第２金属部品１１ｂ”が下面外周部分１１ｂ１の内側に下側張り出し部１１ｂ３が形成された形状を有しているため、第２金属部品１１ｂ”自体の機械的強度を前記電気化学デバイス１０の第２金属部品１１ｂに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【００５３】
（Ｅ16）第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１に第２金属部品１１ｂ”の下側張り出し部１１ｂ３が入り込んだ構造となるため、該下側張り出し部１１ｂ３の外周壁を利用して第２金属部品１１ｂ”を第１金属部品１１ａに溶接する際の相互位置決めを的確に行える。
【００５４】
〈第１部分変形例〉
図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第１部分変形例を示す。図５（Ａ）は前記電気化学デバイス１０に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂの下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ａが設けられている。図５（Ｂ）は前記第１変形形態１０-1に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂ’の下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ｂが設けられている。図５（Ｃ）は前記第２変形形態１０-2に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂ”の下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ｂが設けられている。
【００５５】
この第１部分変形例を採用すれば、第２金属部品１１ｂ、１１ｂ’及び１１ｂ”が電解液と直接接触することを絶縁膜１９ａ〜１９ｃによって完全に防止できるので、電解液の直接接触によって第２金属部品１１ｂ、１１ｂ’及び１１ｂ”に腐食を生じる恐れがある場合でも該恐れを確実に回避できる。
【００５６】
〈第２部分変形例〉
図６は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第２部分変形例を示す。図６は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、容器１１の第１金属部品１１ａ’としてその底板部の略中央に上側張り出し部１１ａ４が設けられている。
【００５７】
この第２部分変形例を採用すれば、第１金属部品１１ｂ’自体の機械的強度を前記第１金属部品１１ａに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。図６には上側張り出し部１１ａ４の上面面積が一方電極１６ａの下面面積よりも小さいものを示してあるが、第１端子接続口１２ａ、第２端子接続口１２ｂ、柱状部１３ｂ、第１端子１４及び第２端子１５等を図中左右両側に寄せれば、上側張り出し部１１ａ４の上面面積を一方電極１６ａの下面面積と略同じにすることもできる。
【００５８】
〈第３部分変形例〉
図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第２部分変形例を示す。図７（Ａ）は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３’が斜面によって構成され、且つ、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１’が略同一角度の斜面によって構成されている。また、図７（Ｂ）は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３”が斜面を有する鍔によって構成され、且つ、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１”が略同一角度の斜面を有する鍔によって構成されている。
【００５９】
この第３部分変形例を採用すれば、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３’及び１１ａ３”と第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１’及び１１ｂ”との接触面積を拡大して、溶接手法による接合面積増加を図ることができると共に、第１金属部品１１ａと第２金属部品１１ｂの位置決めを両者の斜面を利用して的確に行うことができる。
【００６０】
《第２実施形態》
図８及び図９は、本発明を適用した電気化学デバイス（第２実施形態）を示す。同図に示した電気化学デバイス２０は、略直方体形状の容器２１と、容器２１内に封入された蓄電素子２６及び電解液（図示省略）と、実装面に相当する容器２１の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子２４及び第２端子２５を備えている。
【００６１】
容器２１は、横断面輪郭が略矩形で下面側を開口した凹部２１ａ１を有する略直方体形状の第１金属部品２１ａと、第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品２１ａに直接溶接された平板状の第２金属部品２１ｂとから構成されている。第２金属部品２１ｂの上面輪郭は略矩形で、該上面輪郭は第１金属部品２１ａの下面輪郭と略一致している。
【００６２】
第１金属部品２１ａはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。
【００６３】
また、第１金属部品２１ａの表面の所定区域、具体的には、４つの外側面、上面、４つの内側面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜２２ａ及び２２ｂによって覆われている。絶縁膜２２ａ及び２２ｂの厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００６４】
一方、第２金属部品２１ｂはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料、好ましくは第１金属部品２１ａと同じ金属材料から成り、横断面輪郭が略円形の貫通孔２１ｂ１を有している。第２金属部品２１ｂの厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にあり、貫通孔２１ｂ１の内径は好ましくは１００〜３００μｍの範囲内にある。
【００６５】
また、第２金属部品２１ｂの表面の所定区域、具体的には、第１端子接続口２２ｃ１及び第２端子接続口２２ｃ２を除く下面、貫通孔２１ｂ１の内周面、上面外周部分２１ｂ２及び第１端子接続口２２ｃ１を除く上面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜２２ｃによって覆われている。絶縁膜２３ｃの厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００６６】
因みに、第１端子接続口２２ｃ１は貫通孔２１ｂ１の内周面を覆う絶縁膜２２によって画成された貫通孔部分を指し、また、第２端子接続口２２ｃ２は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃに形成された孔部分を指す。
【００６７】
さらに、第２金属部品２１ｂには、蓄電素子２６の一方電極２６ａを第１端子２４に電気的に導通させるための中継要素２３が形成されている。この中継要素２３は、第２金属部品２１ｂの上面を覆う絶縁膜２３ｃの上面に形成された膜状部２３ａと、第１端子接続口２２ｃ１に充填された柱状部２３ｂを有しており、膜状部２３ａの上面輪郭は蓄電素子２６の一方電極２６ａの下面輪郭と略一致している。膜状部２３ａは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。膜状部２３ａは単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合も電解液に対する耐蝕性向上のために最外層にアルミニウム膜やアルミニウムを含有した合金膜等を形成することが望ましい。柱状部２３ｂは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その外径は先に述べた貫通孔２１ｂ１の内径から絶縁膜２３ｃの厚さの２倍値を減じた数値範囲内にある。
【００６８】
この第２金属部品２１ｂはその上面外周部分２１ｂ２をレーザ溶接、シーム溶接等の溶接手法によって第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２に水密、且つ、気密に接合されている。
【００６９】
第１端子２４は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃの下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、その上面は中継要素２３の柱状部２３ｂの下面と電気的に導通している。
【００７０】
この第１端子２４は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第１端子２４は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００７１】
一方、第２端子２５は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃの下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、第２端子接続口２２ｃ２に入り込んだ第２端子２５の一部２５ａを介して第２金属部品２１ｂの下面と電気的に導通している。
【００７２】
この第２端子２５は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第２端子２５は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００７３】
蓄電素子２６は、使用極性が異なる一対の電極２６ａ及び２６ｂと、一対の電極２６ａ及び２６ｂの間に介装されたセパレータ２６ｃとから構成されている。両電極２６ａ及び２６ｂは矩形輪郭と所定厚さを有し、セパレータ２６ｃは両電極２６ａ及び２６ｂよりも僅かに大きな矩形輪郭と所定厚さを有する。両電極２６ａ及び２６ｂの厚さは第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の内底面と第２金属部品２１ｂの上面との間隔に応じて適宜設定されている。セパレータ２６ｃはガラス繊維シートやセルロース繊維シートやプラチック繊維シート等のイオン透過性多孔質シートから成り、その厚さは好ましくは５０〜２００μｍである。
【００７４】
この蓄電素子２６の一方電極２６ａ（ここでは正極）の下面は導電性接着膜２７を介して中継要素２３の膜状部２３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素２３と電気的に導通しており、他方電極２６ｂ（ここでは負極）の上面は導電性接着膜２８を介して第１金属部品の２１ａの凹部２１ａ１の内底面に接着され、且つ、該第１金属部品２１ａと電気的に導通している。
【００７５】
因みに、導電性接着膜２７及び２８は導電性接着剤の硬化物であり、該導電性接着剤には導電性粒子を含有した熱硬化性接着剤（例えば炭素粒子（カーボンブラック）や黒鉛粒子（グラファイト粒子）等を含有したフェノール系接着剤）が用いられている。各導電性接着膜２７及び２８の厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。
【００７６】
両電極２６ａ及び２６ｂに同種材料を用いた電気化学デバイス２０、例えばＰＡＳキャパシタや活性炭キャパシタの場合、両電極２６ａ及び２６ｂは活性炭等の炭素系材料、または、ポリアセン系有機半金属（ＰＡＳ）等の導電性高分子から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート＋スルホラン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋エチルイソプロピルスルホン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋スルホラン＋プロピオン酸メチル（混合溶媒）、スルホラン＋エチルメチルスルホン（混合溶媒）が好ましく使用でき、電解質には５−アゾニアスピロ[４，４]ノナン・ＢＦ４、ＴＥＭＡ・ＢＦ４、ＴＥＡ・ＢＦ４、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４、１−エチル−３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４が好ましく使用できる。
【００７７】
また、両電極２６ａ及び２６ｂに異種材料を用いた電気化学デバイス２０、例えばリチウムイオンキャパシタの場合、一方電極２６ａ（ここでは正極）は例えば炭素系材料のうちの活性炭から成り、他方電極２６ｂ（ここでは負極）はリチウムイオンの吸蔵と脱離が可能な材料、例えば炭素系材料のうちの難黒鉛化炭素（ハードカーボン）や黒鉛（グラファイト）から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネートやエチレンカーボネートやスルホランが好ましく使用でき、電解質にはＬｉＰＦ6やＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩が好ましく使用できる。
【００７８】
ここで、前記電気化学デバイス２０の好ましい製造方法について説明する。製造に際しては、容器２１を構成する第１金属部品２１ａ及び第２金属部品２１ｂと、蓄電素子２６を構成する両電極２６ａ及び２６ｂとセパレータ２６ｃを予め作製しておく。
【００７９】
第１金属部品２１ａの作製には主に２通りの方法が採用できる。第１の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（凹部２１ａ１の内底面と下面外周部分２１ａ２に相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部の除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品２１ａに対応した直方体形状に整形する。
【００８０】
第２の作製方法としては、所定サイズの平板状母材をプレス加工によって第１金属部品２１ａに対応した直方体形状に整形してから、前記と同様に、絶縁膜を形成する。
【００８１】
第２金属部品２１ｂの作製するに際しては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔２１ｂ１に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体（貫通孔２１ｂ１の内周面を含む）に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（上面外周部分２１ｂ２と第２端子接続口２２ｃ２に相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートの所定領域に中継要素２３の膜状部２３ａに相当する金属膜と第１端子２４及び第２端子２５に相当する金属膜をそれぞれ形成し、第１端子接続口２２ｃ１に相当する貫通孔内に中継要素２３の柱状部２３ｂに相当する金属部分を充填し、第２端子接続口２２ｃ２に相当する孔内に第２端子１５の一部１５ａに相当する金属部分を充填する。膜状部２３ａ、第１端子２４及び第２端子２５の形成には、金属ペーストの塗布及び焼付け、蒸着、メッキ等の手法が利用できる。膜状部２３ａまたは第１端子２４に相当する金属膜を形成するときに、第１端子接続口２２ｃ１に相当する貫通孔内に柱状部２３ｂに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。また、第２端子２５に相当する金属膜を形成するときに、第２端子接続口２２ｃ２に相当する孔内に一部２５ａに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。
【００８２】
両電極２６ａ及び２６ｂを作製するに際しては、各電極２６ａ及び２６ｂにそれぞれ適合した電極主材とバインダを少なくとも含む混合物を所定厚さに圧延したものを所定サイズに切断する。セパレータ２６ｃを作製するに際しては、セパレータ用シート材を所定サイズに切断する。
【００８３】
そして、予め作製された第１金属部品２１ａ及び第２金属部品２１ｂと両電極２６ａ及び２６ｂとセパレータ１６ｃを用いて、前記電気化学デバイス２０の組み立てを行う。
【００８４】
組み立てに際しては、第１金属部品２１ａを上下反転させてその凹部２１ａ１の開口が上を向くように載置し、凹部２１ａ１の内底面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に他方電極２６ｂの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に他方電極２６ｂを乾燥し、該他方電極２６ｂに電解液を注液する。そして、他方電極２６ｂの上面にセパレータ１６ｃを載置し、必要に応じて該セパレータ２６ｃに電解液を注液する。
【００８５】
これとは別に、第２金属部品１１ｂの中継要素２３の膜状部２３ａの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に一方電極２６ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に一方電極２６ａを乾燥し、該一方電極２６ａに電解液を注液する。
【００８６】
続いて、第２金属部品２１ｂを上下反転させてから、一方電極２６ａの下面をセパレータ２６ｃの上面に載置すると共に、第２金属部品２１ｂの下面外周部分（上面外周部分２１ｂ２に相当）を第１金属部品２１ａの上面外周部分（下面外周部分２１ａ２に相当）に載置する。続いて、第１金属部品２１ａに対して第２金属部品２１ｂを相対的に押し付けた状態で、第１金属部品２１ａの上面外周部分（下面外周部分２１ａ２に相当）と第２金属部品２１ｂの下面外周部分（上面外周部分２１ｂ２に相当）とを溶接し、溶接後に全体を上下反転させる。
【００８７】
前記電気化学デバイス２０によれば、以下の効果（Ｅ21）及び（Ｅ22）を発揮することができる。
【００８８】
（Ｅ21）容器２１が、凹部２１ａ１を有する第１金属部品２１ａと、第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品２１ａに直接溶接された第２金属部品２１ｂとから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器２１に設ける必要が無い。また、第２端子２５は容器２１と電気的に導通していると共に該容器２１を介して蓄電素子２６の他方電極２６ｂと電気的に導通しているため、即ち、第２端子２５は容器２１を配線代替物として蓄電素子２６の他方電極２６ｂと電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器２１に設ける必要が無い。さらに、中継要素２３は第１端子２４を蓄電素子２６の一方電極２６ａに電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素２３の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイス２０の構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、この構造簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００８９】
（Ｅ22）従前のような溶接用リングを容器２１に設ける必要が無いため、該溶接用リングの部品コストに加えて、該溶接用リングをろう付けするための作業コスト及びろう付け部分に保護メッキ膜を形成するための作業コスト等も不要になる。つまり、電気化学デバイス２０の製造コストをより一層低減して販売価格低減を確実に図れる。
【００９０】
〈第１変形形態〉
図１０は、前記電気化学デバイス２０の第１変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス２０-1が前記電気化学デバイス２０と構造面で異なるところは、容器２１の第２金属部品２１ｂ’が上面外周部分２１ｂ２の内側に下側張り出し部２１ｂ３が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス２０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００９１】
第２金属部品２１ｂ’の厚さは下側張り出し部２１ｂ３を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、下側張り出し部２１ｂ３の上面は一方電極２６ａの下面輪郭と略一致した輪郭を有し、該一方電極２６ａの下面は導電性接着膜２７を介して中継要素２３の膜状部２３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素２３と電気的に導通している。図７から分かるように、第２金属部品２１ｂ’の上面には下側張り出し部２１ｂ３による凹部が形成されていて、該凹部に蓄電素子２６の一方電極２６ａが若干入り込んでいる。
【００９２】
因みに、この第２金属部品２１ｂ’は、先に述べた所定サイズの貫通孔付き金属プレートに絶縁膜２２ｃ、中継要素２３、第１端子２４及び第２端子２５を前記同様に形成した後に、これをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる他、所定サイズの貫通孔付き金属プレートをプレス加工によって部分変形させた後に、これに絶縁膜２２ｃ、中継要素２３、第１端子２４及び第２端子２５を前記同様に形成することによって作製できる。
【００９３】
この電気化学デバイス２０-1によれば、前記効果（Ｅ21）及び（Ｅ22）に加えて以下の効果（Ｅ23）及び（Ｅ24）を発揮することができる。
【００９４】
（Ｅ23）容器２１の第２金属部品２１ｂ’が上面外周部分２１ｂ２の内側に下側張り出し部２１ｂ３が形成された形状を有しているため、第２金属部品２１ｂ’自体の機械的強度を前記電気化学デバイス２０の第２金属部品２１ｂに比べて向上できると共に容器２１自体の機械的強度向上も図れる。
【００９５】
（Ｅ24）第２金属部品２１ｂ’の上面の凹部に蓄電素子２６の一方電極２６ａが若干入り込んだ構造となるため、該凹部の内周壁を利用して一方電極２６ａを第２金属部品１１ｂ’に接着する際の相互位置決めを的確に行えると共に接着後の一方電極２６ａの位置ずれ防止も図れる。
【００９６】
〈第１部分変形例〉
図１１は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第１部分変形例を示す。図１１は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態１０-1で共通の部分変形例図であって、第１金属部品２１ａの内側上面に、該上面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品２１ａの絶縁膜２２ｂの上端から内側上面に延びる延長部分２２ｂ１が設けられている。
【００９７】
この第１部分変形例を採用すれば、第２金属部品２１ａが電解液と直接接触することを絶縁膜２２ｂの延長部分２１ｂ１によって完全に防止できるので、電解液の直接接触によって第２金属部品２１ａに腐食を生じる恐れがある場合でも該恐れを確実に回避できる。
【００９８】
〈第２部分変形例〉
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第２部分変形例を示す。図１２（Ａ）は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、容器２１の第１金属部品２１ａ’としてその上板部の略中央に上側張り出し部２１ａ３が設けられている。図１２（Ｂ）は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、容器２１の第１金属部品２１ａ”としてその上板部の略中央に下側張り出し部２１ａ３が設けられている。
【００９９】
この第２部分変形例を採用すれば、第２金属部品２１ａ’及び２１ａ”自体の機械的強度を前記第１金属部品２１ａに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【０１００】
〈第３部分変形例〉
図１３は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第３部分変形例を示す。図１３は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’が斜面によって構成され、且つ、第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’が略同一角度の斜面によって構成されている。図示を省略したが、図７（Ｂ）に示した部分変形例と同様に、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’が斜面を有する鍔によって構成され、且つ、第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’が略同一角度の斜面を有する鍔によって構成されていても良い。
【０１０１】
この第３部分変形例を採用すれば、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’と第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’との接触面積を拡大して、溶接手法による接合面積増加を図ることができると共に、第１金属部品２１ａと第２金属部品２１ｂの位置決めを両者の斜面を利用して的確に行うことができる。
【０１０２】
《他の部分変形例》
（１）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、中継要素１３及び２３の膜状部１３ａ及び２３ａとしてその上面輪郭が蓄電素子１６及び２６の一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭と略一致したものを示したが、膜状部１３ａ及び２３ａの上面輪郭は、一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭よりも小さくても良いし、一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭（矩形）と異なる形、例えば略楕円形や略円形であっても良い。
【０１０３】
（２）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、第２端子１５及び２５の一部１５ａ及び２５ａを第２端子接続口１２ｂ及び２２ｃ２に入り込ませたものを示したが、第２端子接続口１２ｂ及び２２ｃ２の大きさを第２端子１５及び２５の形成領域に対応する大きさ以上に拡大して、第２端子１５の第１金属部品１１ａと向き合う面全体を該第２金属容器１１ａに密着させても良いし、第２端子２５の第２金属容器２１ｂ及び２１ｂ’と向き合う面全体を該第２金属容器２１ｂ及び２１ｂ’に密着させても良い。
【０１０４】
（３）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、表面実装型の電気化学デバイス１０、１０-1、１０-2、２０及び２０-1として容器１１及び２１が略直方体形状を成すものを示したが、容器の形状を略直方体形状（略四角柱形状）以外の形状、例えば略円柱形状や略楕円柱形状に変えても前記同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
因みに、前記電気化学デバイス１０の容器１１を略円柱形状とする場合、該容器１１は、横断面が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略円柱形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された略円板状の第２金属部品１１ｂとから構成されることになる。また、前記電気化学デバイス１０の容器１１を略楕円柱形状とする場合、該容器１１は、横断面が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略楕円柱形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された略楕円板状の第２金属部品１１ｂとから構成されることになる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、先に述べた電気化学デバイスに限らず、容器内に充放電可能な蓄電素子及び電解液を封入した構造を有する他の電気化学デバイスに幅広く適用でき、該適用によって前記［発明を解決しようとする課題］に記した目的を達成できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０-1，１０-2…電気化学デバイス、１１…容器、１１ａ…第１金属部品、１１ａ１…凹部、１１ａ２…貫通孔、１１ａ３…上面外周部分、１１ｂ，１１ｂ’，１１ｂ”…第２金属部品、１１ｂ１…下面外周部分、１１ｂ２…上側張り出し部、１１ｂ３…下側張り出し部、１２…絶縁膜、１３…中継要素、１３ａ…膜状部、１３ｂ…柱状部、１４……第１端子、１５…第２端子、１６…蓄電素子、１６ａ…一方電極、１６ｂ…他方電極、１６ｃ…セパレータ、２０，２０-1…電気化学デバイス、２１…容器、２１ａ…第１金属部品、２１ａ１…凹部、２１ａ２…下面外周部分、２１ｂ，２１ｂ’…第２金属部品、２１ｂ１…貫通孔、２１ｂ２…上面外周部分、２１ｂ３…下側張り出し部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…絶縁膜、２３…中継要素、２３ａ…膜状部、２３ｂ…柱状部、２４……第１端子、２５…第２端子、２６…蓄電素子、２６ａ…一方電極、２６ｂ…他方電極、２６ｃ…セパレータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に充放電可能な蓄電素子及び電解液を封入した構造を有する電気化学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電気化学デバイスの態様は現状において表面実装型（角型）とコイン型と薄型とシリンダ型に大別されるが、これらのうちの特に表面実装型の電気化学デバイス、換言すれば実装面に使用極性が異なる第１端子及び第２端子が設けられた電気化学デバイスは、回路基板等に対してチップコンデンサやチップインダクタ等の表面実装部品と同様の表面実装ができることから各種電子機器への利用頻度が高まり、且つ、需要も増加している。
【０００３】
この表面実装型の電気化学デバイスは、下記特許文献１に開示されているように、容器と、容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えている。
【０００４】
容器は、凹部を有する絶縁部品と、絶縁部品の凹部を開口するための金属部品とから構成されており、絶縁部品はセラミックスから成り、金属部品はコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）から成る。また、金属部品を絶縁部品に接合するために、絶縁部品には凹部の開口を囲むようにしてコバールから成る溶接用リングが予め設けられている。金属部品はこの溶接用リングに溶接されることによって絶縁部品の凹部の開口を閉塞している。さらに、第１端子を蓄電素子の一方電極に電気的に導通し、且つ、第２端子を蓄電素子の他方電極に電気的に導通するために、絶縁部品には第１端子用配線と第２端子用配線がそれぞれ設けられている。
【０００５】
つまり、前記電気化学デバイスにあっては、容器を構成する絶縁部品に溶接用リングと第１端子用配線及び第２端子用配線を設ける必要があることから、電気化学デバイスの製造コストにおいて容器の作製コスト、特に絶縁部品の作製コストが占める割合が高く、そのために電気化学デバイスの製造コスト、即ち、販売価格を下げることが難しい状況下にある。
【０００６】
冒頭で述べたように、表面実装型の電気化学デバイスの需要は増加しており、また、この需要増加に伴ってユーザーから販売価格の低減が望まれている近況を考慮すれば、販売価格低減に繋がる構造改良はメーカーにおいて避けることができない重要な技術課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１８６６９１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、販売価格低減に有用な構造を有する表面実装型の電気化学デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明は、容器と、前記容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する前記容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えた表面実装型の電気化学デバイスであって、前記容器は、凹部を有する第１金属部品と、前記第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されており、前記蓄電素子の一方電極は前記容器と電気的に絶縁し、前記蓄電素子の他方電極は前記容器と電気的に導通しており、前記第１端子は前記容器と電気的に絶縁していると共に前記容器と電気的に絶縁するように該容器に設けられた中継要素を介して前記蓄電素子の一方電極と電気的に導通し、前記第２端子は前記容器と電気的に導通していると共に該容器を介して前記蓄電素子の他方電極と電気的に導通している、ことをその特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、容器が、凹部を有する第１金属部品と、第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器に設ける必要が無い。また、第２端子は容器と電気的に導通していると共に該容器を介して蓄電素子の他方電極と電気的に導通しているため、即ち、第２端子は容器を配線代替物として蓄電素子の他方電極と電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器に設ける必要が無い。さらに、中継要素は第１端子を蓄電素子の一方電極に電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイスの構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、該簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００１１】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明を適用した電気化学デバイス（第１実施形態）の外観斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した電気化学デバイス（第１実施形態）のＳ１１−Ｓ１１線に沿う拡大断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した電気化学デバイス（第１実施形態）の第１変形形態を示す図２対応の断面図である。
【図４】図４は、図１及び図２に示した電気化学デバイス（第１実施形態）の第２変形形態を示す図２対応の断面図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第１部分変形例を示す図である。
【図６】図６は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第２部分変形例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、図１及び図２に示した電気化学デバイス、図３に示した第１変形形態及び図４に示した第２変形形態に適用可能な第３部分変形例を示す図である。
【図８】図８は、本発明を適用した電気化学デバイス（第２実施形態）の外観斜視図である。
【図９】図９は、図８に示した電気化学デバイス（第２実施形態）のＳ２１−Ｓ２１線に沿う拡大断面図である。
【図１０】図１０は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）の第１変形形態を示す図９対応の断面図である。
【図１１】図１１は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第１部分変形例を示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第２部分変形例を示す図である。
【図１３】図１３は、図８及び図９に示した電気化学デバイス（第２実施形態）及び図１０に示した第１変形形態に適用可能な第３部分変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１実施形態》
図１及び図２は、本発明を適用した電気化学デバイス（第１実施形態）を示す。同図に示した電気化学デバイス１０は、略直方体形状の容器１１と、容器１１内に封入された蓄電素子１６及び電解液（図示省略）と、実装面に相当する容器１１の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子１４及び第２端子１５を備えている。
【００１４】
容器１１は、横断面輪郭が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略直方体形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された平板状の第２金属部品１１ｂとから構成されている。第２金属部品１１ｂの下面輪郭は略矩形で、該下面輪郭は第１金属部品１１ａの上面輪郭と略一致している。
【００１５】
第１金属部品１１ａはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料から成り、底板部に横断面輪郭が略円形の貫通孔１１ａ２を有している。第１金属部品１１ａの厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にあり、貫通孔１１ａ２の内径は好ましくは１００〜３００μｍの範囲内にある。
【００１６】
また、第１金属部品１１ａの表面の所定区域、具体的には、４つの外側面、第１端子接続口１２ａ及び第２端子接続口１２ｂを除く下面、貫通孔１１ａ２の内周面、４つの内側面、第１端子接続口１２ａを除く内底面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜１２によって覆われている。絶縁膜１２の厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００１７】
因みに、第１端子接続口１２ａは貫通孔１１ａ２の内周面を覆う絶縁膜１２によって画成された貫通孔部分を指し、また、第２端子接続口１２ｂは第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２に形成された孔部分を指す。
【００１８】
さらに、第１金属部品１１ａには、蓄電素子１６の一方電極１６ａを第１端子１４に電気的に導通させるための中継要素１３が形成されている。この中継要素１３は、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の内底面を覆う絶縁膜１２の上面に形成された膜状部１３ａと、第１端子接続口１２ａに充填された柱状部１３ｂを有しており、膜状部１３ａの上面輪郭は蓄電素子１６の一方電極１６ａの下面輪郭と略一致している。膜状部１３ａは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。膜状部１３ａは単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合も電解液に対する耐蝕性向上のために最外層にアルミニウム膜やアルミニウムを含有した合金膜等を形成することが望ましい。柱状部１３ｂは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その外径は先に述べた貫通孔１１ａ２の内径から絶縁膜１２の厚さの２倍値を減じた数値範囲内にある。
【００１９】
一方、第２金属部品１１ｂはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料、好ましくは第１金属部品１１ａと同じ金属材料から成り、その厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。
【００２０】
この第２金属部品１１ｂはその下面外周部分１１ｂ１をレーザ溶接、シーム溶接等の溶接手法によって第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３に水密、且つ、気密に接合されている。
【００２１】
第１端子１４は第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２の下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、その上面は中継要素１３の柱状部１３ｂの下面と電気的に導通している。図面には第１端子１４としてその端部が第１金属部品１１ａの側面に回り込む態様を示してあるが、該回り込み部分は必ずしも必要ではない。
【００２２】
この第１端子１４は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第１端子１４は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００２３】
一方、第２端子１５は第１金属部品１１ａの下面を覆う絶縁膜１２の下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、第２端子接続口１２ｂに入り込んだ第２端子１５の一部１５ａを介して第１金属部品１１ａの下面と電気的に導通している。図面には第２端子１５としてその端部が第１金属部品１１ａの側面に回り込む態様を示してあるが、該回り込み部分は必ずしも必要ではない。
【００２４】
この第２端子１５は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第２端子１５は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００２５】
蓄電素子１６は、使用極性が異なる一対の電極１６ａ及び１６ｂと、一対の電極１６ａ及び１６ｂの間に介装されたセパレータ１６ｃとから構成されている。両電極１６ａ及び１６ｂは矩形輪郭と所定厚さを有し、セパレータ１６ｃは両電極１６ａ及び１６ｂよりも僅かに大きな矩形輪郭と所定厚さを有する。両電極１６ａ及び１６ｂの厚さは第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の内底面と第２金属部品１１ｂの下面との間隔に応じて適宜設定されている。セパレータ２６ｃはガラス繊維シートやセルロース繊維シートやプラチック繊維シート等のイオン透過性多孔質シートから成り、その厚さは好ましくは５０〜２００μｍである。
【００２６】
この蓄電素子１６の一方電極１６ａ（ここでは正極）の下面は導電性接着膜１７を介して中継要素１３の膜状部１３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素１３と電気的に導通しており、他方電極１６ｂ（ここでは負極）の上面は導電性接着膜１８を介して第２金属部品１１ｂの下面に接着され、且つ、該第２金属部品１１ｂと電気的に導通している。
【００２７】
因みに、導電性接着膜１７及び１８は導電性接着剤の硬化物であり、該導電性接着剤には導電性粒子を含有した熱硬化性接着剤（例えば炭素粒子（カーボンブラック）や黒鉛粒子（グラファイト粒子）等を含有したフェノール系接着剤）が用いられている。各導電性接着膜１７及び１８の厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。
【００２８】
両電極１６ａ及び１６ｂに同種材料を用いた電気化学デバイス１０、例えばＰＡＳキャパシタや活性炭キャパシタの場合、両電極１６ａ及び１６ｂは活性炭等の炭素系材料、または、ポリアセン系有機半金属（ＰＡＳ）等の導電性高分子から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート＋スルホラン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋エチルイソプロピルスルホン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋スルホラン＋プロピオン酸メチル（混合溶媒）、スルホラン＋エチルメチルスルホン（混合溶媒）が好ましく使用でき、電解質には５−アゾニアスピロ[４，４]ノナン・ＢＦ４、ＴＥＭＡ・ＢＦ４、ＴＥＡ・ＢＦ４、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４、１−エチル−３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４が好ましく使用できる。
【００２９】
また、両電極１６ａ及び１６ｂに異種材料を用いた電気化学デバイス１０、例えばリチウムイオンキャパシタの場合、一方電極１６ａ（ここでは正極）は例えば炭素系材料のうちの活性炭から成り、他方電極１６ｂ（ここでは負極）はリチウムイオンの吸蔵と脱離が可能な材料、例えば炭素系材料のうちの難黒鉛化炭素（ハードカーボン）や黒鉛（グラファイト）から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネートやエチレンカーボネートやスルホランが好ましく使用でき、電解質にはＬｉＰＦ6やＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩が好ましく使用できる。
【００３０】
ここで、前記電気化学デバイス１０の好ましい製造方法について説明する。製造に際しては、容器１１を構成する第１金属部品１１ａ及び第２金属部品１１ｂと、蓄電素子１６を構成する両電極１６ａ及び１６ｂとセパレータ１６ｃを予め作製しておく。
【００３１】
第１金属部品１１ａの作製には主に２通りの方法が採用できる。第１の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔１１ａ２に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体（貫通孔１１ａ２の内周面を含む）に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（上面外周部分１１ａ３と第２端子接続口１２ｂに相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートの所定領域に中継要素１３の膜状部１３ａに相当する金属膜と第１端子１４及び第２端子１５に相当する金属膜をそれぞれ形成し、第１端子接続口１２ａに相当する貫通孔内に中継要素１３の柱状部１３ｂに相当する金属部分を充填し、第２端子接続口１２ｂに相当する孔内に第２端子１５の一部１５ａに相当する金属部分を充填する。膜状部１３ａ、第１端子１４及び第２端子１５の形成には、金属ペーストの塗布及び焼付け、蒸着、メッキ等の手法が利用できる。膜状部１３ａまたは第１端子１４に相当する金属膜を形成するときに、第１端子接続口１２ａに相当する貫通孔内に柱状部１３ｂに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。また、第２端子１５に相当する金属膜を形成するときに、第２端子接続口１２ｂに相当する孔内に一部１５ａに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。次に、金属膜を形成し、且つ、金属部分を充填した後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品１１ａに対応した直方体形状に整形する。
【００３２】
第２の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔１１ａ２に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品１１ａに対応した直方体形状に整形してから、前記と同様に、絶縁膜を形成し、この後に金属膜を形成し、且つ、金属部分を充填する。
【００３３】
第２金属部品１１ｂの作製するに際しては、予め用意された金属プレートを所定サイズに切断する。
【００３４】
両電極１６ａ及び１６ｂを作製するに際しては、各電極１６ａ及び１６ｂにそれぞれ適合した電極主材とバインダを少なくとも含む混合物を所定厚さに圧延したものを所定サイズに切断する。セパレータ１６ｃを作製するに際しては、セパレータ用シート材を所定サイズに切断する。
【００３５】
そして、予め作製された第１金属部品１１ａ及び第２金属部品１１ｂと両電極１６ａ及び１６ｂとセパレータ１６ｃを用いて、前記電気化学デバイス１０の組み立てを行う。
【００３６】
組み立てに際しては、第１金属部品１１ａをその凹部１１ａ１の開口が上を向くように載置し、中継要素１３の膜状部１３ａの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に一方電極１６ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に一方電極１６ａを乾燥し、該一方電極１６ａに電解液を注液する。そして、一方電極１６ａの上面にセパレータ１６ｃを載置し、必要に応じて該セパレータ１６ｃに電解液を注液する。
【００３７】
これとは別に、第２金属部品１１ｂの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に他方電極１６ｂの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に他方電極１６ｂを乾燥し、該他方電極１６ｂに電解液を注液する。
【００３８】
続いて、第２金属部品１１ｂを上下反転させてから、他方電極１６ｂの下面をセパレータ１６ｃの上面に載置すると共に、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１を第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３に載置する。続いて、第１金属部品１１ａに対して第２金属部品１１ｂを相対的に押し付けた状態で、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３と第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１とを溶接する。
【００３９】
前記電気化学デバイス１０によれば、以下の効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）を発揮することができる。
【００４０】
（Ｅ11）容器１１が、凹部１１ａ１を有する第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された第２金属部品１１ｂとから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器１１に設ける必要が無い。また、第２端子１５は容器１１と電気的に導通していると共に該容器１１を介して蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通しているため、即ち、第２端子１５は容器１１を配線代替物として蓄電素子１６の他方電極１６ｂと電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器１１に設ける必要が無い。さらに、中継要素１３は第１端子１４を蓄電素子１６の一方電極１６ａに電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素１３の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイス１０の構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、この構造簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００４１】
（Ｅ12）従前のような溶接用リングを容器１１に設ける必要が無いため、該溶接用リングの部品コストに加えて、該溶接用リングをろう付けするための作業コスト及びろう付け部分に保護メッキ膜を形成するための作業コスト等も不要になる。つまり、電気化学デバイス１０の製造コストをより一層低減して販売価格低減を確実に図れる。
【００４２】
〈第１変形形態〉
図３は、前記電気化学デバイス１０の第１変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス１０-1が前記電気化学デバイス１０と構造面で異なるところは、容器１１の第２金属部品１１ｂ’が下面外周部分１１ｂ１の内側に上側張り出し部１１ｂ２が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス１０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００４３】
第２金属部品１１ｂ’の厚さは上側張り出し部１１ｂ２を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、上側張り出し部１１ｂ２の下面は他方電極１６ｂの上面輪郭と略一致した輪郭を有し、該他方電極１６ｂの上面は導電性接着膜１８を介して上側張り出し部１１ｂ２の下面に接着され、且つ、第２金属部品１１ｂ’と電気的に導通している。図３から分かるように、第２金属部品１１ｂ’の下面には上側張り出し部１１ｂ２による凹部が形成されていて、該凹部に蓄電素子１６の他方電極１６ｂが若干入り込んでいる。
【００４４】
因みに、この第２金属部品１１ｂ’は、先に述べた所定サイズの金属プレートをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる。
【００４５】
この電気化学デバイス１０-1によれば、前記効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）に加えて以下の効果（Ｅ13）及び（Ｅ14）を発揮することができる。
【００４６】
（Ｅ13）容器１１の第２金属部品１１ｂ’が下面外周部分１１ｂ１の内側に上側張り出し部１１ｂ２が形成された形状を有しているため、第２金属部品１１ｂ’自体の機械的強度を前記電気化学デバイス１０の第２金属部品１１ｂに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【００４７】
（Ｅ14）第２金属部品１１ｂ’の下面の凹部に蓄電素子１６の他方電極１６ｂが若干入り込んだ構造となるため、該凹部の内周壁を利用して他方電極１６ｂを第２金属部品１１ｂ’に接着する際の相互位置決めを的確に行えると共に接着後の他方電極１６ｂの位置ずれ防止も図れる。
【００４８】
〈第２変形形態〉
図４は、前記電気化学デバイス１０の第２変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス１０-2が前記電気化学デバイス１０と構造面で異なるところは、容器１１の第２金属部品１１ｂ”が下面外周部分１１ｂ１の内側に下側張り出し部１１ｂ３が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス１０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００４９】
第２金属部品１１ｂ”の厚さは下側張り出し部１１ｂ３を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、下側張り出し部１１ｂ３の下面は他方電極１６ｂの上面輪郭と略一致した輪郭を有し、該他方電極１６ｂの上面は導電性接着膜１８を介して下側張り出し部１１ｂ３の下面に接着され、且つ、第２金属部品１１ｂ”と電気的に導通している。図４から分かるように、第１金属部品１１ａに溶接された第２金属部品１１ｂ”の下側張り出し部１１ｂ３は、該第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１に入り込んでいる。
【００５０】
因みに、この第２金属部品１１ｂ”は、先に述べた所定サイズの金属プレートをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる。
【００５１】
この電気化学デバイス１０-2によれば、前記効果（Ｅ11）及び（Ｅ12）に加えて以下の効果（Ｅ15）及び（Ｅ16）を発揮することができる。
【００５２】
（Ｅ15）容器１１の第２金属部品１１ｂ”が下面外周部分１１ｂ１の内側に下側張り出し部１１ｂ３が形成された形状を有しているため、第２金属部品１１ｂ”自体の機械的強度を前記電気化学デバイス１０の第２金属部品１１ｂに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【００５３】
（Ｅ16）第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１に第２金属部品１１ｂ”の下側張り出し部１１ｂ３が入り込んだ構造となるため、該下側張り出し部１１ｂ３の外周壁を利用して第２金属部品１１ｂ”を第１金属部品１１ａに溶接する際の相互位置決めを的確に行える。
【００５４】
〈第１部分変形例〉
図５（Ａ）、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第１部分変形例を示す。図５（Ａ）は前記電気化学デバイス１０に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂの下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ａが設けられている。図５（Ｂ）は前記第１変形形態１０-1に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂ’の下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ｂが設けられている。図５（Ｃ）は前記第２変形形態１０-2に対応する部分変形例図であって、第２金属部品１１ｂ”の下面に、該下面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品１１ａの絶縁膜１２のうちの４つの内側面の上端と連続するように絶縁膜１９ｂが設けられている。
【００５５】
この第１部分変形例を採用すれば、第２金属部品１１ｂ、１１ｂ’及び１１ｂ”が電解液と直接接触することを絶縁膜１９ａ〜１９ｃによって完全に防止できるので、電解液の直接接触によって第２金属部品１１ｂ、１１ｂ’及び１１ｂ”に腐食を生じる恐れがある場合でも該恐れを確実に回避できる。
【００５６】
〈第２部分変形例〉
図６は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第２部分変形例を示す。図６は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、容器１１の第１金属部品１１ａ’としてその底板部の略中央に上側張り出し部１１ａ４が設けられている。
【００５７】
この第２部分変形例を採用すれば、第１金属部品１１ｂ’自体の機械的強度を前記第１金属部品１１ａに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。図６には上側張り出し部１１ａ４の上面面積が一方電極１６ａの下面面積よりも小さいものを示してあるが、第１端子接続口１２ａ、第２端子接続口１２ｂ、柱状部１３ｂ、第１端子１４及び第２端子１５等を図中左右両側に寄せれば、上側張り出し部１１ａ４の上面面積を一方電極１６ａの下面面積と略同じにすることもできる。
【００５８】
〈第３部分変形例〉
図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2に適用可能な第２部分変形例を示す。図７（Ａ）は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３’が斜面によって構成され、且つ、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１’が略同一角度の斜面によって構成されている。また、図７（Ｂ）は前記電気化学デバイス１０、前記第１変形形態１０-1及び前記第２変形形態１０-2で共通の部分変形例図であって、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３”が斜面を有する鍔によって構成され、且つ、第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１”が略同一角度の斜面を有する鍔によって構成されている。
【００５９】
この第３部分変形例を採用すれば、第１金属部品１１ａの上面外周部分１１ａ３’及び１１ａ３”と第２金属部品１１ｂの下面外周部分１１ｂ１’及び１１ｂ”との接触面積を拡大して、溶接手法による接合面積増加を図ることができると共に、第１金属部品１１ａと第２金属部品１１ｂの位置決めを両者の斜面を利用して的確に行うことができる。
【００６０】
《第２実施形態》
図８及び図９は、本発明を適用した電気化学デバイス（第２実施形態）を示す。同図に示した電気化学デバイス２０は、略直方体形状の容器２１と、容器２１内に封入された蓄電素子２６及び電解液（図示省略）と、実装面に相当する容器２１の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子２４及び第２端子２５を備えている。
【００６１】
容器２１は、横断面輪郭が略矩形で下面側を開口した凹部２１ａ１を有する略直方体形状の第１金属部品２１ａと、第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品２１ａに直接溶接された平板状の第２金属部品２１ｂとから構成されている。第２金属部品２１ｂの上面輪郭は略矩形で、該上面輪郭は第１金属部品２１ａの下面輪郭と略一致している。
【００６２】
第１金属部品２１ａはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。
【００６３】
また、第１金属部品２１ａの表面の所定区域、具体的には、４つの外側面、上面、４つの内側面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜２２ａ及び２２ｂによって覆われている。絶縁膜２２ａ及び２２ｂの厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００６４】
一方、第２金属部品２１ｂはＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等のステンレス、アルミニウム、ニッケル、チタン等の金属材料、好ましくは第１金属部品２１ａと同じ金属材料から成り、横断面輪郭が略円形の貫通孔２１ｂ１を有している。第２金属部品２１ｂの厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にあり、貫通孔２１ｂ１の内径は好ましくは１００〜３００μｍの範囲内にある。
【００６５】
また、第２金属部品２１ｂの表面の所定区域、具体的には、第１端子接続口２２ｃ１及び第２端子接続口２２ｃ２を除く下面、貫通孔２１ｂ１の内周面、上面外周部分２１ｂ２及び第１端子接続口２２ｃ１を除く上面は、アルミナ、チタニア、シリカ、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の絶縁材料から成る絶縁膜２２ｃによって覆われている。絶縁膜２３ｃの厚さは好ましくは１０〜５０μｍの範囲内にある。
【００６６】
因みに、第１端子接続口２２ｃ１は貫通孔２１ｂ１の内周面を覆う絶縁膜２２によって画成された貫通孔部分を指し、また、第２端子接続口２２ｃ２は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃに形成された孔部分を指す。
【００６７】
さらに、第２金属部品２１ｂには、蓄電素子２６の一方電極２６ａを第１端子２４に電気的に導通させるための中継要素２３が形成されている。この中継要素２３は、第２金属部品２１ｂの上面を覆う絶縁膜２３ｃの上面に形成された膜状部２３ａと、第１端子接続口２２ｃ１に充填された柱状部２３ｂを有しており、膜状部２３ａの上面輪郭は蓄電素子２６の一方電極２６ａの下面輪郭と略一致している。膜状部２３ａは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。膜状部２３ａは単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合も電解液に対する耐蝕性向上のために最外層にアルミニウム膜やアルミニウムを含有した合金膜等を形成することが望ましい。柱状部２３ｂは銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その外径は先に述べた貫通孔２１ｂ１の内径から絶縁膜２３ｃの厚さの２倍値を減じた数値範囲内にある。
【００６８】
この第２金属部品２１ｂはその上面外周部分２１ｂ２をレーザ溶接、シーム溶接等の溶接手法によって第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２に水密、且つ、気密に接合されている。
【００６９】
第１端子２４は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃの下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、その上面は中継要素２３の柱状部２３ｂの下面と電気的に導通している。
【００７０】
この第１端子２４は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第１端子２４は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００７１】
一方、第２端子２５は第２金属部品２１ｂの下面を覆う絶縁膜２３ｃの下面にその下面輪郭が略矩形を成すように膜状に形成されており、第２端子接続口２２ｃ２に入り込んだ第２端子２５の一部２５ａを介して第２金属部品２１ｂの下面と電気的に導通している。
【００７２】
この第２端子２５は銅、ニッケル、チタン、金、パラジウム等の金属材料から成り、その厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。第２端子２５は単層構造と多層構造の何れでも構わないが、何れも場合もハンダ付け性向上のために最外層にスズ膜やスズを含有した合金膜等を形成することが望ましい。
【００７３】
蓄電素子２６は、使用極性が異なる一対の電極２６ａ及び２６ｂと、一対の電極２６ａ及び２６ｂの間に介装されたセパレータ２６ｃとから構成されている。両電極２６ａ及び２６ｂは矩形輪郭と所定厚さを有し、セパレータ２６ｃは両電極２６ａ及び２６ｂよりも僅かに大きな矩形輪郭と所定厚さを有する。両電極２６ａ及び２６ｂの厚さは第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の内底面と第２金属部品２１ｂの上面との間隔に応じて適宜設定されている。セパレータ２６ｃはガラス繊維シートやセルロース繊維シートやプラチック繊維シート等のイオン透過性多孔質シートから成り、その厚さは好ましくは５０〜２００μｍである。
【００７４】
この蓄電素子２６の一方電極２６ａ（ここでは正極）の下面は導電性接着膜２７を介して中継要素２３の膜状部２３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素２３と電気的に導通しており、他方電極２６ｂ（ここでは負極）の上面は導電性接着膜２８を介して第１金属部品の２１ａの凹部２１ａ１の内底面に接着され、且つ、該第１金属部品２１ａと電気的に導通している。
【００７５】
因みに、導電性接着膜２７及び２８は導電性接着剤の硬化物であり、該導電性接着剤には導電性粒子を含有した熱硬化性接着剤（例えば炭素粒子（カーボンブラック）や黒鉛粒子（グラファイト粒子）等を含有したフェノール系接着剤）が用いられている。各導電性接着膜２７及び２８の厚さは好ましくは１０〜１００μｍの範囲内にある。
【００７６】
両電極２６ａ及び２６ｂに同種材料を用いた電気化学デバイス２０、例えばＰＡＳキャパシタや活性炭キャパシタの場合、両電極２６ａ及び２６ｂは活性炭等の炭素系材料、または、ポリアセン系有機半金属（ＰＡＳ）等の導電性高分子から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネート、プロピレンカーボネート＋スルホラン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋エチルイソプロピルスルホン（混合溶媒）、プロピレンカーボネート＋スルホラン＋プロピオン酸メチル（混合溶媒）、スルホラン＋エチルメチルスルホン（混合溶媒）が好ましく使用でき、電解質には５−アゾニアスピロ[４，４]ノナン・ＢＦ４、ＴＥＭＡ・ＢＦ４、ＴＥＡ・ＢＦ４、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４、１−エチル−３−ジメチルイミダゾリウム・ＢＦ４が好ましく使用できる。
【００７７】
また、両電極２６ａ及び２６ｂに異種材料を用いた電気化学デバイス２０、例えばリチウムイオンキャパシタの場合、一方電極２６ａ（ここでは正極）は例えば炭素系材料のうちの活性炭から成り、他方電極２６ｂ（ここでは負極）はリチウムイオンの吸蔵と脱離が可能な材料、例えば炭素系材料のうちの難黒鉛化炭素（ハードカーボン）や黒鉛（グラファイト）から成る。また、この場合の電解液（溶媒に電解質が溶解したもの）の溶媒にはプロピレンカーボネートやエチレンカーボネートやスルホランが好ましく使用でき、電解質にはＬｉＰＦ6やＬｉＢＦ4やＬｉＣｌＯ4等のリチウム塩が好ましく使用できる。
【００７８】
ここで、前記電気化学デバイス２０の好ましい製造方法について説明する。製造に際しては、容器２１を構成する第１金属部品２１ａ及び第２金属部品２１ｂと、蓄電素子２６を構成する両電極２６ａ及び２６ｂとセパレータ２６ｃを予め作製しておく。
【００７９】
第１金属部品２１ａの作製には主に２通りの方法が採用できる。第１の作製方法としては、先ず、予め用意された金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（凹部２１ａ１の内底面と下面外周部分２１ａ２に相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部の除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートをプレス加工によって第１金属部品２１ａに対応した直方体形状に整形する。
【００８０】
第２の作製方法としては、所定サイズの平板状母材をプレス加工によって第１金属部品２１ａに対応した直方体形状に整形してから、前記と同様に、絶縁膜を形成する。
【００８１】
第２金属部品２１ｂの作製するに際しては、先ず、予め用意された金属プレートに貫通孔２１ｂ１に相当する貫通孔を打ち抜き加工やレーザ加工等の手法によって形成し、該金属プレートを所定サイズに切断する。次に、切断後の金属プレートの表面全体（貫通孔２１ｂ１の内周面を含む）に絶縁膜を形成し、該絶縁膜の一部（上面外周部分２１ｂ２と第２端子接続口２２ｃ２に相当する部分）を除去する。絶縁膜の形成には陽極酸化、ＣＶＤ、溶射、電着塗装等の手法が利用でき、絶縁膜の一部除去には化学エッチング、ブラスト加工等の手法が利用できる。勿論、絶縁膜の形成と一部除去の作業は、切断後の金属プレートの表面に予めマスキングを施してから絶縁膜を形成して、この後に該マスキングを除去する方法で代用できる。次に、絶縁膜を形成した後の金属プレートの所定領域に中継要素２３の膜状部２３ａに相当する金属膜と第１端子２４及び第２端子２５に相当する金属膜をそれぞれ形成し、第１端子接続口２２ｃ１に相当する貫通孔内に中継要素２３の柱状部２３ｂに相当する金属部分を充填し、第２端子接続口２２ｃ２に相当する孔内に第２端子１５の一部１５ａに相当する金属部分を充填する。膜状部２３ａ、第１端子２４及び第２端子２５の形成には、金属ペーストの塗布及び焼付け、蒸着、メッキ等の手法が利用できる。膜状部２３ａまたは第１端子２４に相当する金属膜を形成するときに、第１端子接続口２２ｃ１に相当する貫通孔内に柱状部２３ｂに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。また、第２端子２５に相当する金属膜を形成するときに、第２端子接続口２２ｃ２に相当する孔内に一部２５ａに相当する金属部分を充填できる場合には、該金属部分を充填する個別作業を省略できる。
【００８２】
両電極２６ａ及び２６ｂを作製するに際しては、各電極２６ａ及び２６ｂにそれぞれ適合した電極主材とバインダを少なくとも含む混合物を所定厚さに圧延したものを所定サイズに切断する。セパレータ２６ｃを作製するに際しては、セパレータ用シート材を所定サイズに切断する。
【００８３】
そして、予め作製された第１金属部品２１ａ及び第２金属部品２１ｂと両電極２６ａ及び２６ｂとセパレータ１６ｃを用いて、前記電気化学デバイス２０の組み立てを行う。
【００８４】
組み立てに際しては、第１金属部品２１ａを上下反転させてその凹部２１ａ１の開口が上を向くように載置し、凹部２１ａ１の内底面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に他方電極２６ｂの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に他方電極２６ｂを乾燥し、該他方電極２６ｂに電解液を注液する。そして、他方電極２６ｂの上面にセパレータ１６ｃを載置し、必要に応じて該セパレータ２６ｃに電解液を注液する。
【００８５】
これとは別に、第２金属部品１１ｂの中継要素２３の膜状部２３ａの上面に導電性接着剤を塗布し、該導電性接着剤に一方電極２６ａの下面を相対的に押し当てて密着させ、この後に加熱処理によって導電性接着剤を硬化させると共に一方電極２６ａを乾燥し、該一方電極２６ａに電解液を注液する。
【００８６】
続いて、第２金属部品２１ｂを上下反転させてから、一方電極２６ａの下面をセパレータ２６ｃの上面に載置すると共に、第２金属部品２１ｂの下面外周部分（上面外周部分２１ｂ２に相当）を第１金属部品２１ａの上面外周部分（下面外周部分２１ａ２に相当）に載置する。続いて、第１金属部品２１ａに対して第２金属部品２１ｂを相対的に押し付けた状態で、第１金属部品２１ａの上面外周部分（下面外周部分２１ａ２に相当）と第２金属部品２１ｂの下面外周部分（上面外周部分２１ｂ２に相当）とを溶接し、溶接後に全体を上下反転させる。
【００８７】
前記電気化学デバイス２０によれば、以下の効果（Ｅ21）及び（Ｅ22）を発揮することができる。
【００８８】
（Ｅ21）容器２１が、凹部２１ａ１を有する第１金属部品２１ａと、第１金属部品２１ａの凹部２１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品２１ａに直接溶接された第２金属部品２１ｂとから構成されているため、従前のような溶接用リングを容器２１に設ける必要が無い。また、第２端子２５は容器２１と電気的に導通していると共に該容器２１を介して蓄電素子２６の他方電極２６ｂと電気的に導通しているため、即ち、第２端子２５は容器２１を配線代替物として蓄電素子２６の他方電極２６ｂと電気的に導通しているため、従前のような第２端子用配線を容器２１に設ける必要が無い。さらに、中継要素２３は第１端子２４を蓄電素子２６の一方電極２６ａに電気的に導通するための配線的な役割を為しているが、該中継要素２３の構造は極めて簡素である。つまり、電気化学デバイス２０の構造を従前の電気化学デバイスに比して簡略化することができ、この構造簡略化によって製造コスト低減、即ち、販売価格低減に大きく貢献できる。
【００８９】
（Ｅ22）従前のような溶接用リングを容器２１に設ける必要が無いため、該溶接用リングの部品コストに加えて、該溶接用リングをろう付けするための作業コスト及びろう付け部分に保護メッキ膜を形成するための作業コスト等も不要になる。つまり、電気化学デバイス２０の製造コストをより一層低減して販売価格低減を確実に図れる。
【００９０】
〈第１変形形態〉
図１０は、前記電気化学デバイス２０の第１変形形態を示す。同図に示した電気化学デバイス２０-1が前記電気化学デバイス２０と構造面で異なるところは、容器２１の第２金属部品２１ｂ’が上面外周部分２１ｂ２の内側に下側張り出し部２１ｂ３が形成された形状を有する点にある。他の構造は前記電気化学デバイス２０と同じであるため、同一符号を引用してその説明を省略する。
【００９１】
第２金属部品２１ｂ’の厚さは下側張り出し部２１ｂ３を含み略一定で、該厚さは好ましくは１００〜１５０μｍの範囲内にある。また、下側張り出し部２１ｂ３の上面は一方電極２６ａの下面輪郭と略一致した輪郭を有し、該一方電極２６ａの下面は導電性接着膜２７を介して中継要素２３の膜状部２３ａの上面に接着され、且つ、該中継要素２３と電気的に導通している。図７から分かるように、第２金属部品２１ｂ’の上面には下側張り出し部２１ｂ３による凹部が形成されていて、該凹部に蓄電素子２６の一方電極２６ａが若干入り込んでいる。
【００９２】
因みに、この第２金属部品２１ｂ’は、先に述べた所定サイズの貫通孔付き金属プレートに絶縁膜２２ｃ、中継要素２３、第１端子２４及び第２端子２５を前記同様に形成した後に、これをプレス加工によって部分変形させることによって作製できる他、所定サイズの貫通孔付き金属プレートをプレス加工によって部分変形させた後に、これに絶縁膜２２ｃ、中継要素２３、第１端子２４及び第２端子２５を前記同様に形成することによって作製できる。
【００９３】
この電気化学デバイス２０-1によれば、前記効果（Ｅ21）及び（Ｅ22）に加えて以下の効果（Ｅ23）及び（Ｅ24）を発揮することができる。
【００９４】
（Ｅ23）容器２１の第２金属部品２１ｂ’が上面外周部分２１ｂ２の内側に下側張り出し部２１ｂ３が形成された形状を有しているため、第２金属部品２１ｂ’自体の機械的強度を前記電気化学デバイス２０の第２金属部品２１ｂに比べて向上できると共に容器２１自体の機械的強度向上も図れる。
【００９５】
（Ｅ24）第２金属部品２１ｂ’の上面の凹部に蓄電素子２６の一方電極２６ａが若干入り込んだ構造となるため、該凹部の内周壁を利用して一方電極２６ａを第２金属部品１１ｂ’に接着する際の相互位置決めを的確に行えると共に接着後の一方電極２６ａの位置ずれ防止も図れる。
【００９６】
〈第１部分変形例〉
図１１は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第１部分変形例を示す。図１１は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態１０-1で共通の部分変形例図であって、第１金属部品２１ａの内側上面に、該上面露出部分（電解液が直接接触する部分）を覆うように、且つ、第１金属部品２１ａの絶縁膜２２ｂの上端から内側上面に延びる延長部分２２ｂ１が設けられている。
【００９７】
この第１部分変形例を採用すれば、第２金属部品２１ａが電解液と直接接触することを絶縁膜２２ｂの延長部分２１ｂ１によって完全に防止できるので、電解液の直接接触によって第２金属部品２１ａに腐食を生じる恐れがある場合でも該恐れを確実に回避できる。
【００９８】
〈第２部分変形例〉
図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第２部分変形例を示す。図１２（Ａ）は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、容器２１の第１金属部品２１ａ’としてその上板部の略中央に上側張り出し部２１ａ３が設けられている。図１２（Ｂ）は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、容器２１の第１金属部品２１ａ”としてその上板部の略中央に下側張り出し部２１ａ３が設けられている。
【００９９】
この第２部分変形例を採用すれば、第２金属部品２１ａ’及び２１ａ”自体の機械的強度を前記第１金属部品２１ａに比べて向上できると共に容器１１自体の機械的強度向上も図れる。
【０１００】
〈第３部分変形例〉
図１３は、前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1に適用可能な第３部分変形例を示す。図１３は前記電気化学デバイス２０及び前記第１変形形態２０-1で共通の部分変形例図であって、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’が斜面によって構成され、且つ、第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’が略同一角度の斜面によって構成されている。図示を省略したが、図７（Ｂ）に示した部分変形例と同様に、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’が斜面を有する鍔によって構成され、且つ、第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’が略同一角度の斜面を有する鍔によって構成されていても良い。
【０１０１】
この第３部分変形例を採用すれば、第１金属部品２１ａの下面外周部分２１ａ２’と第２金属部品２１ｂの上面外周部分２１ｂ２’との接触面積を拡大して、溶接手法による接合面積増加を図ることができると共に、第１金属部品２１ａと第２金属部品２１ｂの位置決めを両者の斜面を利用して的確に行うことができる。
【０１０２】
《他の部分変形例》
（１）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、中継要素１３及び２３の膜状部１３ａ及び２３ａとしてその上面輪郭が蓄電素子１６及び２６の一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭と略一致したものを示したが、膜状部１３ａ及び２３ａの上面輪郭は、一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭よりも小さくても良いし、一方電極１６ａ及び２６ａの下面輪郭（矩形）と異なる形、例えば略楕円形や略円形であっても良い。
【０１０３】
（２）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、第２端子１５及び２５の一部１５ａ及び２５ａを第２端子接続口１２ｂ及び２２ｃ２に入り込ませたものを示したが、第２端子接続口１２ｂ及び２２ｃ２の大きさを第２端子１５及び２５の形成領域に対応する大きさ以上に拡大して、第２端子１５の第１金属部品１１ａと向き合う面全体を該第２金属容器１１ａに密着させても良いし、第２端子２５の第２金属容器２１ｂ及び２１ｂ’と向き合う面全体を該第２金属容器２１ｂ及び２１ｂ’に密着させても良い。
【０１０４】
（３）前記の第１実施形態、第１変形形態及び第２変形形態と、前記の第２実施形態及び第１変形形態では、表面実装型の電気化学デバイス１０、１０-1、１０-2、２０及び２０-1として容器１１及び２１が略直方体形状を成すものを示したが、容器の形状を略直方体形状（略四角柱形状）以外の形状、例えば略円柱形状や略楕円柱形状に変えても前記同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
因みに、前記電気化学デバイス１０の容器１１を略円柱形状とする場合、該容器１１は、横断面が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略円柱形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された略円板状の第２金属部品１１ｂとから構成されることになる。また、前記電気化学デバイス１０の容器１１を略楕円柱形状とする場合、該容器１１は、横断面が略矩形で上面側を開口した凹部１１ａ１を有する略楕円柱形状の第１金属部品１１ａと、第１金属部品１１ａの凹部１１ａ１の開口を閉塞するように該第１金属部品１１ａに直接溶接された略楕円板状の第２金属部品１１ｂとから構成されることになる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、先に述べた電気化学デバイスに限らず、容器内に充放電可能な蓄電素子及び電解液を封入した構造を有する他の電気化学デバイスに幅広く適用でき、該適用によって前記［発明を解決しようとする課題］に記した目的を達成できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０，１０-1，１０-2…電気化学デバイス、１１…容器、１１ａ…第１金属部品、１１ａ１…凹部、１１ａ２…貫通孔、１１ａ３…上面外周部分、１１ｂ，１１ｂ’，１１ｂ”…第２金属部品、１１ｂ１…下面外周部分、１１ｂ２…上側張り出し部、１１ｂ３…下側張り出し部、１２…絶縁膜、１３…中継要素、１３ａ…膜状部、１３ｂ…柱状部、１４……第１端子、１５…第２端子、１６…蓄電素子、１６ａ…一方電極、１６ｂ…他方電極、１６ｃ…セパレータ、２０，２０-1…電気化学デバイス、２１…容器、２１ａ…第１金属部品、２１ａ１…凹部、２１ａ２…下面外周部分、２１ｂ，２１ｂ’…第２金属部品、２１ｂ１…貫通孔、２１ｂ２…上面外周部分、２１ｂ３…下側張り出し部、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…絶縁膜、２３…中継要素、２３ａ…膜状部、２３ｂ…柱状部、２４……第１端子、２５…第２端子、２６…蓄電素子、２６ａ…一方電極、２６ｂ…他方電極、２６ｃ…セパレータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、前記容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する前記容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えた表面実装型の電気化学デバイスであって、
前記容器は、凹部を有する第１金属部品と、前記第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されており、
前記蓄電素子の一方電極は前記容器と電気的に絶縁し、前記蓄電素子の他方電極は前記容器と電気的に導通しており、
前記第１端子は前記容器と電気的に絶縁していると共に前記容器と電気的に絶縁するように該容器に設けられた中継要素を介して前記蓄電素子の一方電極と電気的に導通し、前記第２端子は前記容器と電気的に導通していると共に該容器を介して前記蓄電素子の他方電極と電気的に導通している、
ことを特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記蓄電素子の一方電極と前記容器との電気的絶縁と、前記中継要素と前記容器との電気的絶縁が、前記容器の表面の所定区域に形成された絶縁膜によって為されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記第１金属部品はその上面側に凹部の開口を有し、前記第２金属部品はその下面外周部分を第１金属部品の上面外周部分に溶接されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記第２金属部品は平板状である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項５】
前記第２金属部品は下面外周部分の内側に上側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項６】
前記第２金属部品は下面外周部分の内側に下側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項７】
前記第１金属部品はその下面側に凹部の開口を有し、前記第２金属部品はその上面外周部分を第１金属部品の下面外周部分に溶接されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学デバイス。
【請求項８】
前記第２金属部品は平板状である、
ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学デバイス。
【請求項９】
前記第２金属部品は上面外周部分の内側に下側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学デバイス。
【請求項１】
容器と、前記容器内に封入された充放電可能な蓄電素子及び電解液と、実装面に相当する前記容器の下面に設けられた使用極性が異なる第１端子及び第２端子を備えた表面実装型の電気化学デバイスであって、
前記容器は、凹部を有する第１金属部品と、前記第１金属部品の凹部の開口を閉塞するように該第１金属部品に直接溶接された第２金属部品とから構成されており、
前記蓄電素子の一方電極は前記容器と電気的に絶縁し、前記蓄電素子の他方電極は前記容器と電気的に導通しており、
前記第１端子は前記容器と電気的に絶縁していると共に前記容器と電気的に絶縁するように該容器に設けられた中継要素を介して前記蓄電素子の一方電極と電気的に導通し、前記第２端子は前記容器と電気的に導通していると共に該容器を介して前記蓄電素子の他方電極と電気的に導通している、
ことを特徴とする電気化学デバイス。
【請求項２】
前記蓄電素子の一方電極と前記容器との電気的絶縁と、前記中継要素と前記容器との電気的絶縁が、前記容器の表面の所定区域に形成された絶縁膜によって為されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記第１金属部品はその上面側に凹部の開口を有し、前記第２金属部品はその下面外周部分を第１金属部品の上面外周部分に溶接されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記第２金属部品は平板状である、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項５】
前記第２金属部品は下面外周部分の内側に上側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項６】
前記第２金属部品は下面外周部分の内側に下側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電気化学デバイス。
【請求項７】
前記第１金属部品はその下面側に凹部の開口を有し、前記第２金属部品はその上面外周部分を第１金属部品の下面外周部分に溶接されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気化学デバイス。
【請求項８】
前記第２金属部品は平板状である、
ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学デバイス。
【請求項９】
前記第２金属部品は上面外周部分の内側に下側張り出し部が形成された形状を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５８６６５（Ｐ２０１３−５８６６５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６８５８（Ｐ２０１１−１９６８５８）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００２０４２８４）太陽誘電株式会社 (964)
【Ｆターム（参考）】
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