WO2016147466A1 - 積層蓄電デバイス - Google Patents

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electrolyte
polarizable electrode
storage device
layer
current collector
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法久 青木
恭丈 福田
宏 國松
健二 木村
上田　安彦
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings

Definitions

  • the present invention relates to a laminated power storage device.
  • Patent Document 1 describes a packageless stacked power storage device.
  • the multilayer power storage device described in Patent Document 1 includes a first internal electrode drawn out to a first end face, a second internal electrode drawn out to a second end face, a first internal electrode, and a second internal electrode. And a separator disposed between the internal electrodes.
  • a first external electrode that is electrically connected to the first internal electrode is disposed on the first end face.
  • a second external electrode electrically connected to the second internal electrode is disposed on the second end surface.
  • the area of the interface between the polarizable electrode layer and the electrolyte layer is increased to increase the capacity, so that the end surfaces of the polarizable electrode layer and the electrolyte layer are flush with each other. It is configured.
  • Patent Document 1 There is a desire to suppress the occurrence of short-circuit defects when manufacturing a packageless stacked electricity storage device described in Patent Document 1.
  • the main object of the present invention is to provide a multilayer electricity storage device having a configuration in which short circuit failure is unlikely to occur during manufacture.
  • the laminated electricity storage device includes a device body.
  • the device body has first and second main surfaces, first and second side surfaces, and first and second end surfaces.
  • the first and second main surfaces extend along the length direction and the width direction.
  • the first and second side surfaces extend along the length direction and the thickness direction.
  • the first and second end faces extend along the width direction and the thickness direction.
  • the device body includes a first internal electrode, a second internal electrode, an electrolyte-containing layer, and an insulating adhesive portion.
  • the first internal electrode has a first current collector and a first polarizable electrode layer.
  • the first polarizable electrode layer is provided on at least one of both surfaces of the first current collector. At least the first current collector is drawn out to the first end face.
  • the second internal electrode has a second current collector and a second polarizable electrode layer.
  • the second polarizable electrode layer is provided on at least one of both surfaces of the second current collector. At least the second current collector is drawn out to the second end face.
  • the electrolyte-containing layer is provided between the first polarizable electrode layer and the second polarizable electrode layer.
  • the insulating bonding portion bonds the first current collector and the second current collector that face each other via the electrolyte-containing layer.
  • the insulating adhesive portion is provided around the first and second polarizable electrode layers and the electrolyte-containing layer.
  • the electrolyte-containing layer extends to the inside of the insulating adhesive portion rather than the contact portion between the electrolyte-containing layer and the first or second polarizable electrode layer. For this reason, at the time of manufacturing the laminated electricity storage device, for example, even if printing misalignment of the polarizable electrode layer or misalignment occurs, it is possible to suppress contact between the first internal electrode and the second internal electrode. it can. Therefore, in the laminated electricity storage device according to the present invention, short circuit defects are less likely to occur at the time of manufacture, and can be manufactured at a high yield rate.
  • the first and second polarizable electrode layers are respectively connected to the inside of the insulating adhesive portion rather than the contact portion between the electrolyte-containing layer and the first or second polarizable electrode layer. Preferably it extends. For this reason, the bonding area between the first or second polarizable electrode layer and the insulating adhesive portion is large. Therefore, the polarizable electrode layer is difficult to peel from the insulating adhesive portion. Therefore, it is possible to suppress a decrease in reliability of the stacked power storage device.
  • each of the first and second polarizable electrode layers preferably extends to the inside of the insulating adhesive portion rather than the electrolyte-containing layer. For this reason, the distance between the end portion of the electrolyte-containing layer and the first and second end faces can be increased without increasing the size and area of the multilayer power storage device. Therefore, leakage of the electrolyte from the device body can be suppressed.
  • the insulating adhesive portion is interposed between the first or second polarizable electrode layer and the electrolyte-containing layer, and the first or second polarizable electrode of the interposed portion. It is preferable that at least a part of the contact portion with the layer is impregnated with an electrolyte. For this reason, the area of the interface between the electrolyte and the polarizable electrode where the electric double layer is formed can be increased. Thus, the capacity of the stacked power storage device can be increased.
  • the electrolyte-containing layer is preferably composed of a gel electrolyte.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a multilayer power storage device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multilayer power storage device according to a modification.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multilayer electricity storage device according to a second embodiment. It is typical sectional drawing showing the manufacturing process of the laminated electrical storage device which concerns on 2nd Embodiment. It is typical sectional drawing showing the manufacturing process of the laminated electrical storage device which concerns on 2nd Embodiment. It is typical sectional drawing showing the manufacturing process of the laminated electrical storage device which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the multilayer power storage device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • 1 and 2 are devices that constitute, for example, an electric double layer capacitor or a secondary battery.
  • the stacked electricity storage device 1 includes a device body 10.
  • the device body 10 has first and second main surfaces 10a and 10b, first and second side surfaces 10c and 10d, and first and second end surfaces 10e and 10f.
  • the first and second main surfaces 10a and 10b extend along the length direction L and the width direction W, respectively.
  • the first main surface 10a and the second main surface 10b face each other in the thickness direction T.
  • the first and second side surfaces 10c and 10d extend along the length direction L and the thickness direction T, respectively.
  • the first side surface 10c and the second side surface 10d face each other in the width direction W.
  • Part of each of the first and second end faces 10e, 10f extends along the width direction W and the thickness direction T.
  • the first end surface 10e and the second end surface 10f face each other in the length direction L.
  • the device body 10 is provided in a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the device body 10 has a plurality of first internal electrodes 11 and a plurality of second internal electrodes 12.
  • the first and second internal electrodes 11 and 12 are alternately provided along the thickness direction T.
  • the first internal electrode 11 is provided in parallel with the first and second main surfaces 10a and 10b. At least a part of the first internal electrode 11 is drawn out to the first end face 10e. The first internal electrode 11 is not drawn out to the second end face 10f and the first and second side faces 10c, 10d.
  • the first internal electrode 11 has a first current collector 11a and a first polarizable electrode layer 11b.
  • the first polarizable electrode layer 11b is provided on at least one of the first current collectors 11a. In the present embodiment, the first polarizable electrode layer 11b is provided on one surface of the first current collector 11a.
  • the first current collector 11a can be made of a metal foil made of at least one metal such as aluminum or copper.
  • the first polarizable electrode layer 11b is a member constituting a polarizable electrode when the multilayer power storage device 1 constitutes an electric double layer capacitor.
  • the first polarizable electrode layer 11b preferably contains a carbon material such as activated carbon.
  • the second internal electrode 12 is provided in parallel with the first and second main surfaces 10a and 10b. At least a part of the second internal electrode 12 is drawn out to the second end face 10f. The second internal electrode 12 is not drawn out to the first end face 10e and the first and second side faces 10c, 10d.
  • the second internal electrode 12 has a second current collector 12a and a second polarizable electrode layer 12b.
  • the second polarizable electrode layer 12b is provided on the surface of at least one side of the second current collector 12a. In the present embodiment, the second polarizable electrode layer 12b is provided on one surface of the second current collector 12a.
  • the second current collector 12a can be made of a metal foil made of at least one metal such as aluminum or copper.
  • the second polarizable electrode layer 12b is a member constituting a polarizable electrode when the electricity storage device 1 constitutes an electric double layer capacitor.
  • the second polarizable electrode layer 12b preferably contains a carbon material such as activated carbon.
  • the second polarizable electrode layer 12b is opposed to the first polarizable electrode layer 11b.
  • the electrolyte-containing layer 13 is provided between the first polarizable electrode layer 11b and the second polarizable electrode layer 12b.
  • the electrolyte containing layer 13 contains an electrolyte.
  • the electrolyte-containing layer 13 is preferably composed of a gel containing an electrolyte.
  • As the gel for example, a high molecular polyethylene oxide resin or the like can be used.
  • the electrolyte-containing layer 13 is made of a gel containing an electrolyte has been described, but the present invention is not limited to this.
  • the electrolyte-containing layer 13 may be one in which an electrolytic solution is immersed in a porous separator layer.
  • the first polarizable electrode layer 11b and the second polarizable electrode layer 12b are opposed to each other with the electrolyte-containing layer 13 interposed therebetween.
  • An insulating adhesive portion 15 is provided around the first and second polarizable electrode layers 11 b and 12 b and the electrolyte-containing layer 13. Specifically, the insulating adhesive portion 15 is provided so as to cover the periphery of the first and second polarizable electrode layers 11 b and 12 b and the electrolyte-containing layer 13. At least a part of the first and second polarizable electrode layers 11 b and 12 b is in close contact with the insulating adhesive portion 15. The insulating adhesive portion 15 bonds the first current collector 11a and the second current collector 12a facing each other through the electrolyte-containing layer 13.
  • the insulating adhesive portion 15 is preferably made of a material that does not allow electrolyte to pass therethrough.
  • the insulating adhesive portion 15 is preferably made of a resin, for example.
  • the insulating adhesive portion 15 is preferably composed of, for example, a resin composition containing an acrylic resin and a filler such as silica.
  • the electrolyte-containing layer 13 extends to the inside of the insulating adhesive portion 15. Specifically, the electrolyte-containing layer 13 extends from the contact portion between the electrolyte-containing layer 13 and the first or second polarizable electrode layers 11 b and 12 b to the inside of the insulating adhesive portion 15.
  • the electrolyte-containing layer 13 includes an electrolyte-containing layer body 13a located between the first polarizable electrode layer 11b and the second polarizable electrode layer 12b, and a protruding portion 13b.
  • the protruding portion 13 b extends outward from the electrolyte-containing layer main body 13 a and reaches the inside of the insulating adhesive portion 15.
  • the tip of the protrusion 13b may not be sharp. In the present invention, as shown in FIG. 3, the protrusion may be a sheet having a round tip.
  • Adjacent first internal electrode 11 and second internal electrode 12 are bonded by an adhesive layer 17.
  • the adhesive layer 17 reaches the first and second end faces 10e and 10f, respectively.
  • the adhesive layer 17 can be made of, for example, urethane.
  • the device body 10 includes a functional unit 10A and an exterior body 10B.
  • 10 A of functional parts are parts which express the function as an electrical storage device.
  • the functional unit 10A includes the first and second internal electrodes 11 and 12 and the electrolyte-containing layer 13 described above.
  • the exterior body 10B covers a part of the outer surface of the functional unit 10A. Specifically, the exterior body 10B covers the first and second main surfaces and the first and second side surfaces of the functional unit 10A. The first and second end faces of the functional unit 10A are exposed from the exterior body 10B. Accordingly, the first and second main surfaces 10a and 10b and the first and second side surfaces 10c and 10d are constituted by the exterior body 10B. The first and second end faces 10e, 10f are configured by a functional unit 10A and an exterior body 10B.
  • the first external electrode 18 is provided on the first end face 10e.
  • the first external electrode 18 is electrically connected to the first internal electrode 11.
  • the first external electrode 18 has a first sprayed film 18a and a first metal cap 18b.
  • the first sprayed film 18 a is connected to the first internal electrode 11.
  • the first sprayed film 18a is provided so as to cover the first end face 10e. Specifically, the first sprayed film 18a covers substantially the entire first end face 10e.
  • the first sprayed film 18a is not located on the first and second main surfaces 10a and 10b and the first and second side surfaces 10c and 10d.
  • the first metal cap 18b covers a portion of the device body 10 on the first end face 10e side. Specifically, the first metal cap 18b includes the first end face 10e, the first end faces 10e of the first and second main faces 10a and 10b, and the first and second side faces 10c and 10d. Covers the side part.
  • the first metal cap 18b is electrically connected to the first sprayed film 18a.
  • a second external electrode 19 is provided on the second end face 10f.
  • the second external electrode 19 is electrically connected to the second internal electrode 12.
  • the second external electrode 19 has a second sprayed film 19a and a second metal cap 19b.
  • the second sprayed film 19 a is connected to the second internal electrode 12.
  • the second sprayed film 19a is provided so as to cover the second end face 10f.
  • the second sprayed film 19a is provided so as to cover substantially the entire second end face 10f.
  • the second sprayed film 19a is not located on the first and second main surfaces 10a and 10b and the first and second side surfaces 10c and 10d.
  • the second metal cap 19b covers the portion of the device body 10 on the second end face 10f side.
  • the second metal cap 19b includes the second end face 10e, the first and second main faces 10a and 10b, and the second end faces 10f of the first and second side faces 10c and 10d. Covers the side part.
  • the second metal cap 19b is electrically connected to the second sprayed film 19a.
  • the first and second sprayed films 18a and 19a can be made of, for example, Al or an Al alloy.
  • the first and second metal caps 18b and 19b can be made of, for example, a Fe—Ni alloy, a Cu—Zn alloy, a Cu—Zn—Ni alloy, Al, or the like.
  • Plating films may be provided on the outer surfaces of the first and second metal caps 18b and 19b.
  • the plating film may be, for example, a Ni / Ag plating film, a Ni / Au plating film, a Ni / Sn plating film, or the like.
  • the multilayer power storage device described in Patent Document 1 since the area of the interface between the electrode and the electrolytic layer is increased to increase the capacity, the end faces of the polarizable electrode layer and the electrolyte layer are flush. It is comprised so that.
  • the present inventors have found that the multilayer electric storage device described in Patent Document 1 is likely to cause a short circuit failure during manufacturing.
  • the inventors have made a short circuit due to contact between the first internal electrode and the second internal electrode due to printing misalignment or lamination misalignment of the polarizable electrode layer or the like. I found it easy.
  • the electrolyte-containing layer 13 extends to the inside of the insulating adhesive portion 15 rather than the contact portion between the electrolyte-containing layer 13 and the first or second polarizable electrode layers 11b and 12b. Therefore, even when the current collectors 11a and 12a and the polarizable electrodes 11b and 12b are misprinted or misaligned when the laminated power storage device 1 is manufactured, the first internal electrode 11 and the second internal electrode 12 is difficult to contact. Therefore, it is difficult for a short circuit failure to occur during the manufacture of the laminated electricity storage device. As a result, the laminated electricity storage device 1 having excellent reliability can be manufactured at a high yield rate.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the multilayer electricity storage device 1a according to the second embodiment.
  • the 1st and 2nd polarizable electrodes 11b and 12b are the insulating adhesion parts 15 rather than the contact part of the electrolyte containing layer 13 and the 1st or 2nd polarizable electrode layers 11b and 12b, respectively. It extends to the inside. For this reason, the junction area of the 1st or 2nd polarizable electrode layers 11b and 12b and the insulating adhesion part 15 is large. Therefore, the polarizable electrode layers 11 b and 12 b are hardly peeled off from the insulating adhesive portion 15. Therefore, the reliability of the multilayer power storage device 1a can be improved.
  • the end portions of the polarizable electrode layers 11b and 12b have inclined surfaces that are inclined in a direction away from the electrolyte-containing layer 13 toward the first and second end surfaces 10e and 10f.
  • the present invention is not limited to this.
  • the tip of the polarizable electrode layer extending to the inside of the insulating adhesive portion may be round.
  • the insulating adhesive portion 15 has an interposition portion 15b interposed between the first or second polarizable electrode layers 11b and 12b and the electrolyte-containing layer 13.
  • the electrolyte is impregnated in at least a part of the contact portion of the interposition portion 15b with the first or second polarizable electrode layer 11b, 12b. For this reason, the area of the interface between the electrolyte and the first or second polarizable electrode 11b, 12b where the electric double layer is formed can be increased. Therefore, the capacity
  • FIG. 5 to FIG. 9 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the multilayer power storage device 1a according to this embodiment.
  • FIGS. 5 to FIG. 9 are schematic cross-sectional views showing the manufacturing process of the multilayer power storage device 1a according to this embodiment.
  • a current collector 21 for forming the first or second current collector 11 a, 12 a is formed on the resin sheet 20 for forming the adhesive layer 17.
  • the polarizable electrode paste 22 is printed to form the polarizable electrode layer 22. Examples of printing conditions for the polarizable electrode layer 22 include the following conditions.
  • an insulating adhesive portion 23 for forming the insulating adhesive portion 15 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 7, a gel layer 24 for forming the electrolyte-containing layer 13 is formed inside the insulating adhesive portion 23.
  • the laminated body 25 is formed by the above process.
  • the unit 26 shown in FIG. 9 is formed by pressing the two laminated bodies 25 in a state where the gel layers 24 face each other.
  • a plurality of units 26 are adhered by the adhesive layer 17, thereby forming the functional unit 10 ⁇ / b> A illustrated in FIG. 2.
  • the device body 10 is completed by forming the exterior body 10B around the functional unit 10A.
  • the laminated electricity storage device 1a can be completed by covering with a metal cap.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the multilayer electricity storage device 1b according to the third embodiment.
  • each of the first and second polarizable electrodes 11 b and 12 b extends to the inside of the insulating adhesive portion 15 rather than the electrolyte-containing layer 13.
  • the distance between the end portion of the electrolyte containing layer 13 and the first and second end faces 10e, 10f can be increased without increasing the size and area of the multilayer power storage device 1b. Therefore, the electrolyte can be prevented from leaking from the device body 10.
  • a part of the insulating adhesive portion 15 includes the first polarizable electrode layer 11b and the second polarizable electrode layer 12b without using the electrolyte-containing layer 13 made of the gel electrolyte. And are directly bonded. For this reason, while being able to suppress delamination, the rigidity of the laminated electrical storage device 1 can be increased.
  • Multilayer electricity storage device 10 Device body 10A Functional part 10B Exterior body 10a First main surface 10b Second main surface 10c First side surface 10d Second side surface 10e First end surface 10f Second end surface 11 First internal electrode 11a First current collector 11b First polarizable electrode layer 12 Second internal electrode 12a Second current collector 12b Second polarizable electrode layer 13 Electrolyte-containing layer 13a Electrolyte-containing layer body 13b Projecting portion 15 Insulating adhesive portion 15b Interposition portion 17 Adhesive layer 18 First external electrode 18a First sprayed film 18b First metal cap 19 Second external electrode 19a Second sprayed film 19b Second metal cap

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

　製造時に短絡不良が発生し難い構成を有する積層蓄電デバイスを提供する。　絶縁性接着部１５は、電解質含有層１３を介して対向する第１の集電体１１ａと第２の集電体１２ａとを接着している。絶縁性接着部１５は、第１及び第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂと電解質含有層１３との周囲を覆うように設けられている。電解質含有層１３は、電解質含有層１３と第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂとの接触部よりも絶縁性接着部１５の内部まで延びている。

Description

積層蓄電デバイス
　本発明は、積層蓄電デバイスに関する。
　従来、電気二重層コンデンサや二次電池などの蓄電デバイスが種々知られている。従来の電気二重層コンデンサは、パッケージ型のデバイスであることが一般的であった。
　一方、特許文献１には、パッケージレスの積層蓄電デバイスが記載されている。特許文献１に記載の積層蓄電デバイスは、第１の端面に引き出された第１の内部電極と、第２の端面に引き出された第２の内部電極と、第１の内部電極と第２の内部電極との間に配されたセパレータとを備えている。第１の端面の上には、第１の内部電極に電気的に接続された第１の外部電極が配されている。第２の端面の上には、第２の内部電極に電気的に接続された第２の外部電極が配されている。特許文献１に記載の積層蓄電デバイスは、分極性電極層と電解質層との界面の面積を大きくして容量を大きくするため、分極性電極層と電解質層との端面が面一となるように構成されている。
国際公開第２０１４／０８３９２５号
　特許文献１に記載のパッケージレスの積層蓄電デバイスを製造するに際して、短絡不良が発生することを抑制したいという要望がある。
　本発明の主な目的は、製造時に短絡不良が発生し難い構成を有する積層蓄電デバイスを提供することにある。
　本発明に係る積層蓄電デバイスは、デバイス本体を備える。デバイス本体は、第１及び第２の主面と、第１及び第２の側面と、第１及び第２の端面とを有する。第１及び第２の主面は、長さ方向及び幅方向に沿って延びる。第１及び第２の側面は、長さ方向及び厚み方向に沿って延びる。第１及び第２の端面は、幅方向及び厚み方向に沿って延びる。デバイス本体は、第１の内部電極と、第２の内部電極と、電解質含有層と、絶縁性接着部とを有する。第１の内部電極は、第１の集電体と、第１の分極性電極層とを有する。第１の分極性電極層は、第１の集電体の両面の少なくとも一方の上に設けられている。少なくとも第１の集電体は、第１の端面に引き出されている。第２の内部電極は、第２の集電体と、第２の分極性電極層とを有する。第２の分極性電極層は、第２の集電体の両面の少なくとも一方の上に設けられている。少なくとも第２の集電体は、第２の端面に引き出されている。電解質含有層は、第１の分極性電極層及び第２の分極性電極層との間に設けられている。絶縁性接着部は、電解質含有層を介して対向する第１の集電体と第２の集電体とを接着している。絶縁性接着部は、第１及び第２の分極性電極層と電解質含有層との周囲に設けられている。電解質含有層は、電解質含有層と第１又は第２の分極性電極層との接触部よりも絶縁性接着部の内部まで延びている。このため、積層蓄電デバイスの製造時に、例えば、分極性電極層の印刷ずれや、積層ずれが生じたとしても、第１の内部電極と第２の内部電極とが接触することを抑制することができる。従って、本発明に係る積層蓄電デバイスでは、製造時に短絡不良が生じにくく、高い良品率で製造することができる。　 　　　
　本発明に係る積層蓄電デバイスでは、第１及び第２の分極性電極層は、それぞれ、電解質含有層と第１又は第２の分極性電極層との接触部よりも絶縁性接着部の内部まで延びていることが好ましい。このため、第１又は第２の分極性電極層と絶縁性接着部との接合面積が大きい。よって、分極性電極層が、絶縁性接着部から剥離しにくい。よって、積層蓄電デバイスの信頼性の低下を抑制することができる。
　本発明に係る積層蓄電デバイスでは、第１及び第２の分極性電極層のそれぞれは、電解質含有層よりも絶縁性接着部の内部まで延びていることが好ましい。このため、積層蓄電デバイスを大型化、大面積化することなく、電解質含有層の端部と、第１及び第２の端面との距離を大きくし得る。よって、電解質が、デバイス本体から漏洩することを抑制することができる。
　本発明に係る積層蓄電デバイスでは、絶縁性接着部が、第１又は第２の分極性電極層と電解質含有層との間に介在しており、介在部の第１又は第２の分極性電極層との接触部の少なくとも一部に電解質が含浸していることが好ましい。このため、電気二重層が形成される、電解質と分極性電極との界面の面積を大きくすることができる。よって、積層蓄電デバイスの容量を大きくすることができる。
　本発明に係る積層蓄電デバイスでは、電解質含有層は、ゲル電解質により構成されていることが好ましい。
　本発明によれば、製造時に短絡不良が発生し難い構成を有する積層蓄電デバイスを提供することができる。
第１の実施形態に係る積層蓄電デバイスの模式的斜視図である。 図１の線ＩＩ－ＩＩにおける模式的断面図である。 変形例に係る積層蓄電デバイスの模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの製造工程を表す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの製造工程を表す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの製造工程を表す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの製造工程を表す模式的断面図である。 第２の実施形態に係る積層蓄電デバイスの製造工程を表す模式的断面図である。 第３の実施形態に係る積層蓄電デバイスの模式的断面図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係る積層蓄電デバイスの模式的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩにおける模式的断面図である。
　図１及び図２に示す積層蓄電デバイス１は、例えば、電気二重層コンデンサや、二次電池を構成するデバイスである。
　積層蓄電デバイス１は、デバイス本体１０を備えている。デバイス本体１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆとを有する。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂは、それぞれ、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って延びている。第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとは、厚み方向Ｔにおいて対向している。第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、長さ方向Ｌ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。第１の側面１０ｃと第２の側面１０ｄとは、幅方向Ｗにおいて対向している。第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆのそれぞれの一部は、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。第１の端面１０ｅと第２の端面１０ｆとは、長さ方向Ｌにおいて対向している。本実施形態では、デバイス本体１０は、略直方体状に設けられている。
　図２に示すように、デバイス本体１０は、複数の第１の内部電極１１と、複数の第２の内部電極１２とを有する。第１及び第２の内部電極１１，１２は、厚み方向Ｔに沿って交互に設けられている。
　第１の内部電極１１は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと平行に設けられている。第１の内部電極１１の少なくとも一部は、第１の端面１０ｅに引き出されている。第１の内部電極１１は、第２の端面１０ｆ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄには引き出されていない。
　第１の内部電極１１は、第１の集電体１１ａと、第１の分極性電極層１１ｂとを有する。第１の分極性電極層１１ｂは、第１の集電体１１ａの少なくとも一方に設けられている。本実施形態では、第１の集電体１１ａの片面の上に、第１の分極性電極層１１ｂが設けられている。
　第１の集電体１１ａは、例えば、アルミニウム、銅等の少なくとも一種の金属からなる金属箔により構成することができる。
　第１の分極性電極層１１ｂは、積層蓄電デバイス１が電気二重層コンデンサを構成している場合には、分極性電極を構成する部材である。この場合、第１の分極性電極層１１ｂは、活性炭などの炭素材料を含むことが好ましい。
　第２の内部電極１２は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと平行に設けられている。第２の内部電極１２の少なくとも一部は、第２の端面１０ｆに引き出されている。第２の内部電極１２は、第１の端面１０ｅ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄには引き出されていない。
　第２の内部電極１２は、第２の集電体１２ａと、第２の分極性電極層１２ｂとを有する。第２の分極性電極層１２ｂは、第２の集電体１２ａの少なくとも一方側の表面の上に設けられている。本実施形態では、第２の集電体１２ａの片面の上に、第２の分極性電極層１２ｂが設けられている。
　第２の集電体１２ａは、例えば、アルミニウム、銅等の少なくとも一種の金属からなる金属箔により構成することができる。
　第２の分極性電極層１２ｂは、蓄電デバイス１が電気二重層コンデンサを構成している場合には、分極性電極を構成する部材である。この場合、第２の分極性電極層１２ｂは、活性炭などの炭素材料を含むことが好ましい。
　第２の分極性電極層１２ｂは、第１の分極性電極層１１ｂと対向している。
　第１の分極性電極層１１ｂと第２の分極性電極層１２ｂとの間には、電解質含有層１３が設けられている。電解質含有層１３は、電解質を含有している。電解質含有層１３は、電解質を含有したゲルにより構成されていることが好ましい。ゲルとしては、例えば、高分子ポリエチレンオキサイド系樹脂等を用いることができる。
　尚、本実施形態では、電解質含有層１３は、電解質を含有したゲルにより構成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。電解質含有層１３は、例えば、多孔質のセパレータ層に電解液を浸漬させたものであってもよい。
　第１の分極性電極層１１ｂと、第２の分極性電極層１２ｂとは、電解質含有層１３を介して対向している。
　第１及び第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂと電解質含有層１３との周囲には、絶縁性接着部１５が設けられている。具体的には、第１及び第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂと電解質含有層１３との周囲を覆うように、絶縁性接着部１５が設けられている。第１及び第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂの少なくとも一部は、絶縁性接着部１５と密着している。絶縁性接着部１５は、電解質含有層１３を介して対向する第１の集電体１１ａと第２の集電体１２ａとを接着している。
　絶縁性接着部１５は、電解質を透過させない材料により構成されていることが好ましい。絶縁性接着部１５は、例えば、樹脂により構成されていることが好ましい。絶縁性接着部１５は、例えば、アクリル樹脂と、シリカなどのフィラーを含む樹脂組成物により構成されていることが好ましい。
　電解質含有層１３は、絶縁性接着部１５の内部まで延びている。具体的には、電解質含有層１３は、電解質含有層１３と第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂとの接触部より絶縁性接着部１５の内部まで延びている。電解質含有層１３は、第１の分極性電極層１１ｂと第２の分極性電極層１２ｂとの間に位置している電解質含有層本体１３ａと、突出部１３ｂとを有する。突出部１３ｂは、電解質含有層本体１３ａから外側に向かって延びており、絶縁性接着部１５の内部にまで至っている。突出部１３ｂの先端は、尖鋭でなくてもよい。本発明において、図３に示すように、突出部は、先端がラウンド形状のシート状であってもよい。
　隣り合う第１の内部電極１１と第２の内部電極１２とは、接着層１７により接着されている。接着層１７は、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆのそれぞれに至っている。接着層１７は、例えば、ウレタン等により構成することができる。
　デバイス本体１０は、機能部１０Ａと、外装体１０Ｂとを有する。機能部１０Ａは、蓄電デバイスとしての機能を発現する部分である。機能部１０Ａは、上述した第１及び第２の内部電極１１，１２並びに電解質含有層１３を備えている。
　外装体１０Ｂは、機能部１０Ａの外表面の一部を覆っている。具体的には、外装体１０Ｂは、機能部１０Ａの第１及び第２の主面並びに第１及び第２の側面を覆っている。機能部１０Ａの第１及び第２の端面は、外装体１０Ｂから露出している。従って、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、外装体１０Ｂにより構成されている。第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆは、機能部１０Ａと外装体１０Ｂとにより構成されている。
　第１の端面１０ｅの上には、第１の外部電極１８が設けられている。第１の外部電極１８は、第１の内部電極１１に電気的に接続されている。第１の外部電極１８は、第１の溶射膜１８ａと、第１の金属キャップ１８ｂとを有する。
　第１の溶射膜１８ａは、第１の内部電極１１に接続されている。第１の溶射膜１８ａは、第１の端面１０ｅを覆うように設けられている。詳細には、第１の溶射膜１８ａは、第１の端面１０ｅの実質的に全体を覆っている。第１の溶射膜１８ａは、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄの上には位置していない。
　第１の金属キャップ１８ｂは、デバイス本体１０の第１の端面１０ｅ側の部分を覆っている。具体的には、第１の金属キャップ１８ｂは、第１の端面１０ｅと、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄのそれぞれの第１の端面１０ｅ側の部分を覆っている。
　第１の金属キャップ１８ｂは、第１の溶射膜１８ａに電気的に接続されている。
　第２の端面１０ｆの上には、第２の外部電極１９が設けられている。第２の外部電極１９は、第２の内部電極１２に電気的に接続されている。第２の外部電極１９は、第２の溶射膜１９ａと、第２の金属キャップ１９ｂとを有する。
　第２の溶射膜１９ａは、第２の内部電極１２に接続されている。第２の溶射膜１９ａは、第２の端面１０ｆを覆うように設けられている。詳細には、第２の溶射膜１９ａは、第２の端面１０ｆの実質的に全体を覆うように設けられている。第２の溶射膜１９ａは、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄの上には位置していない。
　第２の金属キャップ１９ｂは、デバイス本体１０の第２の端面１０ｆ側の部分を覆っている。具体的には、第２の金属キャップ１９ｂは、第２の端面１０ｅと、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄのそれぞれの第２の端面１０ｆ側の部分を覆っている。
　第２の金属キャップ１９ｂは、第２の溶射膜１９ａに電気的に接続されている。
　第１及び第２の溶射膜１８ａ、１９ａは、例えば、ＡｌやＡｌ合金等により構成することができる。
　第１及び第２の金属キャップ１８ｂ、１９ｂは、それぞれ、例えば、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｎｉ合金、Ａｌ等により構成することができる。第１及び第２の金属キャップ１８ｂ、１９ｂの外表面に、めっき膜が設けられていてもよい。めっき膜は、例えば、Ｎｉ／Ａｇめっき膜、Ｎｉ／Ａｕめっき膜、Ｎｉ／Ｓｎめっき膜等であってもよい。
　ところで、上述のように、特許文献１に記載の積層蓄電デバイスは、電極と電解層との界面の面積を大きくして容量を大きくするため、分極性電極層と電解質層との端面が面一となるように構成されている。本発明者らは、鋭意研究の結果、特許文献１に記載の積層蓄電デバイスでは、製造時に短絡不良が発生しやすいことを見出した。また、本発明者らは、さらに、鋭意研究した結果、分極性電極層等の印刷ずれや積層ずれが生じることによって第１の内部電極と第２の内部電極とが接触することにより短絡が生じやすいことを見出した。
　積層蓄電デバイス１では、電解質含有層１３が、電解質含有層１３と第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂとの接触部よりも絶縁性接着部１５の内部まで延びている。よって、積層蓄電デバイス１を製造する際に、集電体１１ａ、１２ａや分極性電極１１ｂ、１２ｂの印刷ずれや、積層ずれが生じたとしても、第１の内部電極１１と第２の内部電極１２とが接触し難い。従って、積層蓄電デバイスの製造時に短絡不良が発生し難い。その結果、優れた信頼性を有する積層蓄電デバイス１を高い良品率で製造することができる。
　以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２の実施形態）
　図４は、第２の実施形態に係る積層蓄電デバイス１ａの模式的断面図である。本実施形態では、第１及び第２の分極性電極１１ｂ、１２ｂが、それぞれ、電解質含有層１３と第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂとの接触部よりも絶縁性接着部１５の内部まで延びている。このため、第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂと絶縁性接着部１５との接合面積が大きい。よって、分極性電極層１１ｂ、１２ｂが、絶縁性接着部１５からはがれにくい。よって、積層蓄電デバイス１ａの信頼性を向上することができる。
　尚、本実施形態では、分極性電極層１１ｂ、１２ｂの端部は、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆにいくにしたがって、電解質含有層１３から離間する方向に傾斜する傾斜面を有する。ただし、本発明はこれに限定されない。例えば、絶縁性接着部の内部まで延びている分極性電極層の先端部が、ラウンド形状であってもよい。
　積層蓄電デバイス１ａでは、絶縁性接着部１５が、第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂと電解質含有層１３との間に介在する介在部１５ｂを有する。介在部１５ｂの、第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂとの接触部の少なくとも一部に電解質が含浸している。このため、電気二重層が形成される、電解質と第１又は第２の分極性電極１１ｂ、１２ｂとの界面の面積を大きくすることができる。よって、積層蓄電デバイス１ａの容量を大きくすることができる。
　（積層蓄電デバイス１ａの製造方法）
　図５～図９は、本実施形態に係る積層蓄電デバイス１ａの製造工程を表す模式的断面図である。以下、図５～図９を参照しながら、本実施形態に係る積層蓄電デバイス１ａの製造方法の一例について説明する。
　図５に示すように、接着層１７を構成するための樹脂シート２０の上に、第１または第２の集電体１１ａ、１２ａを構成するための集電体２１を形成する。次に、集電体２１の上に、第１又は第２の分極性電極層１１ｂ、１２ｂを構成するために、分極性電極ペーストを印刷して分極性電極層２２を形成する。分極性電極層２２の印刷条件の一例としては、以下の条件が挙げられる。
　（分極性電極２２の印刷条件の一例）
印刷方式；スクリーン印刷
印刷版；ＳＵＳ製メッシュ
スキージ；ウレタン製スキージ
スキージ角度；７０°
印刷圧力；１００～４００Ｎ
印刷スピード；１００～２００ｍｍ／秒
印刷時の印刷版と集電体とのギャップ；０．５～２ｍｍ
分極性電極ペーストの粘度；せん断粘度；１～５Ｐａ・ｓ（せん断速度；１００ｓｅｃ－１）
　次に、図６に示すように、絶縁性接着部１５を構成するための絶縁性接着部２３を形成する。その後、図７に示すように、絶縁性接着部２３の内側に電解質含有層１３を構成するためのゲル層２４を形成する。以上の工程により、積層体２５を形成する。
　なお、絶縁性接着部１５の形成条件の一例としては、以下の条件が挙げられる。
　（絶縁性接着部１５の形成条件）
印刷方式；スクリーン印刷
印刷版；ＳＵＳ製メッシュ
スキージ；ウレタン製スキージ
スキージ角度；７０°
印刷圧力；１００～４００Ｎ
印刷スピード；１００～２００ｍｍ／秒
印刷時の印刷版と集電体とのギャップ；０．５～２ｍｍ
絶縁性接着材ペーストの粘度；せん断粘度；０．５～３Ｐａ・ｓ（せん断速度；１００ｓｅｃ－１）
　なお、ゲル層２４の形成条件の一例としては、以下の条件が挙げられる。
　（ゲル層２４の形成条件）
印刷方式；スクリーン印刷
印刷版；ＳＵＳ製メッシュ
スキージ；ウレタン製スキージ
スキージ角度；７０°
印刷圧力；５０～２５０Ｎ
印刷スピード；５０～１５０ｍｍ／秒
印刷時の印刷版と集電体とのギャップ；０．２～１．５ｍｍ
ゲルペーストの粘度；せん断粘度；２～８Ｐａ・ｓ（せん断速度；１００ｓｅｃ－１）
　次に、図８に示すように、２つの積層体２５を、互いのゲル層２４同士を対向させた状態で圧着することにより、図９に示すユニット２６を形成する。次に、複数のユニット２６を接着層１７により接着していくことにより、図２に示す機能部１０Ａを形成する。次に、機能部１０Ａの周囲に外装体１０Ｂを形成することにより、デバイス本体１０を完成させる。
　その後、デバイス本体１０の両端面１０ｅ、１０ｆのそれぞれに溶射膜を形成した後に、金属キャップを被せることにより、積層蓄電デバイス１ａを完成させることができる。
　（第３の実施形態）
　図１０は、第３の実施形態に係る積層蓄電デバイス１ｂの模式的断面図である。本実施形態では、第１及び第２の分極性電極１１ｂ、１２ｂのそれぞれは、電解質含有層１３よりも絶縁性接着部１５の内部まで延びている。このため、積層蓄電デバイス１ｂを大型化及び大面積化することなく、電解質含有層１３の端部と、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆとの距離を大きくすることができる。よって、電解質が、デバイス本体１０から漏洩することを抑制することができる。
　また、本実施形態では、絶縁性接着部１５の一部が、ゲル電解質により構成されている電解質含有層１３を介さずに第１の分極性電極層１１ｂと、第２の分極性電極層１２ｂとを直接接着している。このため、層間剥離を抑制できると共に、積層蓄電デバイス１の剛性を高めることができる。
１，１ａ，１ｂ　積層蓄電デバイス
１０　デバイス本体
１０Ａ　機能部
１０Ｂ　外装体
１０ａ　第１の主面
１０ｂ　第２の主面
１０ｃ　第１の側面
１０ｄ　第２の側面
１０ｅ　第１の端面
１０ｆ　第２の端面
１１　第１の内部電極
１１ａ　第１の集電体
１１ｂ　第１の分極性電極層
１２　第２の内部電極
１２ａ　第２の集電体
１２ｂ　第２の分極性電極層
１３　電解質含有層
１３ａ　電解質含有層本体
１３ｂ　突出部
１５　絶縁性接着部
１５ｂ　介在部
１７　接着層
１８　第１の外部電極
１８ａ　第１の溶射膜
１８ｂ　第１の金属キャップ
１９　第２の外部電極
１９ａ　第２の溶射膜
１９ｂ　第２の金属キャップ

Claims (5)

  1. 　長さ方向及び幅方向に沿って延びる第１及び第２の主面と、前記長さ方向及び厚み方向に沿って延びる第１及び第２の側面と、前記幅方向及び前記厚み方向に沿って延びる第１及び第２の端面とを有するデバイス本体を備え、
    　前記デバイス本体は、
    　第１の集電体と、前記第１の集電体の両面の少なくとも一方の上に設けられた第１の分極性電極層とを有し、少なくとも前記第１の集電体が前記第１の端面に引き出された第１の内部電極と、
    　第２の集電体と、前記第２の集電体の両面の少なくとも一方の上に設けられた第２の分極性電極層とを有し、少なくとも前記第２の集電体が前記第２の端面に引き出された第２の内部電極と、
    　前記第１の分極性電極層及び前記第２の分極性電極層との間に設けられている電解質含有層と、
    　前記電解質含有層を介して対向する前記第１の集電体と前記第２の集電体とを接着しており、前記第１及び第２の分極性電極層と前記電解質含有層との周囲に設けられた絶縁性接着部と、
    　を有し、
    　前記電解質含有層は、前記電解質含有層と前記第１又は第２の分極性電極層との接触部よりも前記絶縁性接着部の内部まで延びている、積層蓄電デバイス。
  2. 　前記第１及び第２の分極性電極層は、それぞれ、前記電解質含有層と前記第１又は第２の分極性電極層との接触部よりも前記絶縁性接着部の内部まで延びている、請求項１に記載の積層蓄電デバイス。
  3. 　前記第１及び第２の分極性電極層のそれぞれは、前記電解質含有層よりも前記絶縁性接着部の内部まで延びている、請求項１又は２に記載の積層蓄電デバイス。
  4. 　前記絶縁性接着部は、前記第１又は第２の分極性電極層と前記電解質含有層との間に介在しており、前記介在部の前記第１又は第２の分極性電極層との接触部の少なくとも一部に電解質が含浸している、請求項１～３のいずれか一項に記載の積層蓄電デバイス。
  5. 　前記電解質含有層は、ゲル電解質により構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の積層蓄電デバイス。
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