電化學器件和電化學器件的製造方法與流程

2023-09-18 14:27:40 3

本發明涉及具有卷繞正極、負極和隔膜(separator)而構成的電極體的電化學器件和該電化學器件的製造方法。

背景技術：

鋰離子電容器等新的電化學器件正逐漸被使用，而為了開創新的市場要求進一步低成本化。為此，希望部件成本廉價，具有生產率好的結構的電化學器件。另外，作為電化學器件的特性要求小型化和高容量化。

作為電化學器件的結構，具有如下結構：將隔著隔膜層疊正極和負極，並且卷繞成扁平狀而成的扁平卷繞結構的電極體與電解液一起裝填在封裝罐中。正極和負極需要分別與設置於封裝罐的正極端子和負極端子接合。

例如專利文獻1中公開了一種二次電池，其包括：扁平卷繞結構的電極體；和分別與電極體的卷繞中心軸的兩端連接的正極端子和負極端子。另外，專利文獻2公開了一種超聲波接合方法，由兩個電極體夾著超聲波焊頭(horn)，在電極體的外側配置兩個集電端子，用超聲波砧夾著集電端子，通過超聲波將集電端子分別與電極體接合。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-22179號公報

專利文獻2：日本特開2012-152810號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

但是，在如專利文獻1和2記載的結構中，需要在一個電極體上接合正極端子和負極端子這2個端子。為了增大電化學器件的容量，常常在一個電化學器件中裝載兩個電極體，在這種情況下就需要在電極體上接合4個端子，所以要謀求部件個數和接合工序的削減。

鑑於以上問題，本發明的目的在於提供一種能夠實現高容量化和低成本化的電化學器件和該電化學器件的製造方法。

用於解決課題的方法

為了達成上述目的，本發明的一個方式的電化學器件包括：正極端子、負極端子、第1電極體、第2電極體和電解液。

上述正極端子為平板狀，具有第1主面和上述第1主面的相反側的第2主面。

上述負極端子為平板狀，具有第3主面和上述第3主面的相反側的第4主面。

上述第1電極體包括第1正極、第1負極和將上述第1正極與上述第1負極隔開的第1隔膜，上述第1正極、上述第1負極和上述第1隔膜被層疊並卷繞而形成上述第1電極體，其中，上述第1正極具有由金屬箔形成的第1正極集電體和形成在上述第1正極集電體上的第1正極活性物質層，且設置有在上述第1正極集電體上形成了上述第1正極活性物質層的第1正極形成區域和在上述第1正極集電體上沒有形成上述第1正極活性物質層的第1正極未形成區域，上述第1負極具有由金屬箔形成的第1負極集電體和形成在上述第1負極集電體上的第1負極活性物質層，且設置有在上述第1負極集電體上形成了上述第1負極活性物質層的第1負極形成區域和在上述第1負極集電體上沒有形成上述第1負極活性物質層的第1負極未形成區域，並且上述第1電極體包括：作為上述第1正極未形成區域卷繞而成的部分的第1正極未形成區域卷繞部；和作為上述第1負極未形成區域卷繞而成的部分的第1負極未形成區域卷繞部。

第2電極體包括第2正極、第2負極和將上述第2正極與上述第2負極隔開的第2隔膜，上述第2正極、上述第2負極和上述第2隔膜被層疊並卷繞而形成上述第2電極體，其中，上述第2正極具有由金屬箔形成的第2正極集電體和形成在上述第2正極集電體上的第2正極活性物質層，且設置有在上述第2正極集電體上形成了上述第2正極活性物質層的第2正極形成區域和在上述第2正極集電體上沒有形成上述第2正極活性物質層的第2正極未形成區域，上述第2負極具有由金屬箔形成的第2負極集電體和形成在上述第2負極集電體上的第2負極活性物質層，且設置有在上述第2負極集電體上形成了上述第2負極活性物質層的第2負極形成區域和在上述第2負極集電體上沒有形成上述第2負極活性物質層的第2負極未形成區域，並且上述第2電極體包括：作為上述第2正極未形成區域卷繞而成的部分的第2正極未形成區域卷繞部；和作為上述第2負極未形成區域卷繞而成的部分的第2負極未形成區域卷繞部。

上述電解液浸漬上述第1電極體和上述第2電極體。

上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合，上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合，上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合，上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合。

根據該結構，電化學器件具有第1電極體和第2電極體這兩個電極體，能夠使電化學器件的容量高容量化。另外，正極端子和負極端子能夠形成為平板狀，能夠通過簡化結構來降低部件成本。

也可以構成為上述第1電極體具有將上述第1正極、上述第1負極和上述第1隔膜卷繞而成的第1卷繞體扁平化成板狀的扁平卷繞結構，上述第2電極體具有將上述第2正極、上述第2負極和上述第2隔膜卷繞而成的第2卷繞體扁平化成板狀的扁平卷繞結構。

也可以構成為上述第1電極體還具有分別與上述第1卷繞體的正面和背面接合的兩個鋰離子供給源，上述第2電極體還具有分別與上述第2卷繞體的正面和背面接合的兩個鋰離子供給源。

通過在具有扁平卷繞結構的卷繞體的正背兩面分別分開配置鋰離子供給源，能夠提高鋰離子的垂直摻雜效率，能夠成為生產率優秀的結構。

為了達成上述目的，本發明的一個方式的電化學器件的製造方法包括：準備正極端子、負極端子、第1電極體和第2電極體的步驟，其中，上述正極端子為平板狀，具有第1主面和上述第1主面的相反側的第2主面，上述負極端子為平板狀，具有第3主面和上述第3主面的相反側的第4主面，第1電極體，其包括第1正極、第1負極和將上述第1正極與上述第1負極隔開的第1隔膜，上述第1正極、上述第1負極和上述第1隔膜被層疊並卷繞而形成上述第1電極體，其中，上述第1正極具有由金屬箔形成的第1正極集電體和形成在上述第1正極集電體上的第1正極活性物質層，且設置有在上述第1正極集電體上形成了上述第1正極活性物質層的第1正極形成區域和在上述第1正極集電體上沒有形成上述第1正極活性物質層的第1正極未形成區域，上述第1負極具有由金屬箔形成的第1負極集電體和形成在上述第1負極集電體上的第1負極活性物質層，且設置有在上述第1負極集電體上形成了上述第1負極活性物質層的第1負極形成區域和在上述第1負極集電體上沒有形成上述第1負極活性物質層的第1負極未形成區域，並且上述第1電極體包括：作為上述第1正極未形成區域卷繞而成的部分的第1正極未形成區域卷繞部；和作為上述第1負極未形成區域卷繞而成的部分的第1負極未形成區域卷繞部，第2電極體，其包括第2正極、第2負極和將上述第2正極與上述第2負極隔開的第2隔膜，上述第2正極、上述第2負極和上述第2隔膜被層疊並卷繞而形成上述第2電極體，其中，上述第2正極具有由金屬箔形成的第2正極集電體和形成在上述第2正極集電體上的第2正極活性物質層，且設置有在上述第2正極集電體上形成了上述第2正極活性物質層的第2正極形成區域和在上述第2正極集電體上沒有形成上述第2正極活性物質層的第2正極未形成區域，上述第2負極具有由金屬箔形成的第2負極集電體和形成在上述第2負極集電體上的第2負極活性物質層，且設置有在上述第2負極集電體上形成了上述第2負極活性物質層的第2負極形成區域和在上述第2負極集電體上沒有形成上述第2負極活性物質層的第2負極未形成區域，並且上述第2電極體包括：作為上述第2正極未形成區域卷繞而成的部分的第2正極未形成區域卷繞部；和作為上述第2負極未形成區域卷繞而成的部分的第2負極未形成區域卷繞部。

將上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合，將上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合的步驟。

將上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合，將上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合的步驟。

根據該製造方法，能夠將第1正極未形成區域卷繞部和第2正極未形成區域卷繞部同時與正極端子的正背兩面接合，並將第1負極未形成區域卷繞部和第2負極未形成區域卷繞部同時與負極端子的正背兩面接合。由於不需要將第1正極未形成區域卷繞部和第2正極未形成區域卷繞部分別與正極端子接合，並且不需要將第1負極未形成區域卷繞部和第2負極未形成區域卷繞部分別與負極端子接合，所以能夠簡化製造工序，能夠降低製造成本。

也可以在將上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合、將上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合的步驟，和將上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合、將上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合的步驟中，通過超聲波接合來進行接合。

也可以在將上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合、將上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合的步驟中，利用超聲波接合用具夾持上述第1正極未形成區域卷繞部和上述第2正極未形成區域卷繞部來將上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合，將上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合，

在將上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合、將上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合的步驟中，利用超聲波接合用具夾持上述第1負極未形成區域卷繞部和上述第2負極未形成區域卷繞部來將上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合，將上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合。

根據該結構，能夠利用超聲波接合用具夾持第1正極未形成區域卷繞部和上述第2正極未形成區域卷繞部來將第1正極未形成區域卷繞部和第2正極未形成區域卷繞部同時與正極端子的正背兩面接合，能夠利用超聲波接合用具夾持第1負極未形區域卷繞部和第2負極未形成區域卷繞部來將第1負極未形成區域卷繞部和第2負極未形成區域卷繞部同時與負極端子的正背兩面接合。

為了達成上述目的，本發明的一個方式的電化學器件包括：正極端子、負極端子、第1電極體、第2電極體和電解液。

上述正極端子為板狀，具有第1主面和上述第1主面的相反側的第2主面。

上述負極端子為板狀，具有第3主面和上述第3主面的相反側的第4主面。

上述第1電極體包括第1正極、第1負極和將上述第1正極與上述第1負極隔開的第1隔膜，上述第1正極、上述第1負極和上述第1隔膜被層疊並卷繞而形成上述第1電極體，其中，上述第1正極具有由金屬箔形成的第1正極集電體和形成在上述第1正極集電體上的第1正極活性物質層，且設置有在上述第1正極集電體上形成了上述第1正極活性物質層的第1正極形成區域和在上述第1正極集電體上沒有形成上述第1正極活性物質層的第1正極未形成區域，上述第1負極具有由金屬箔形成的第1負極集電體和形成在上述第1負極集電體上的第1負極活性物質層，且設置有在上述第1負極集電體上形成了上述第1負極活性物質層的第1負極形成區域和在上述第1負極集電體上沒有形成上述第1負極活性物質層的第1負極未形成區域，並且上述第1電極體包括：作為上述第1正極未形成區域卷繞而成的部分的第1正極未形成區域卷繞部；和作為上述第1負極未形成區域卷繞而成的部分的第1負極未形成區域卷繞部。

第2電極體包括第2正極、第2負極和將上述第2正極與上述第2負極隔開的第2隔膜，上述第2正極、上述第2負極和上述第2隔膜被層疊並卷繞而形成上述第2電極體，其中，上述第2正極具有由金屬箔形成的第2正極集電體和形成在上述第2正極集電體上的第2正極活性物質層，且設置有在上述第2正極集電體上形成了上述第2正極活性物質層的第2正極形成區域和在上述第2正極集電體上沒有形成上述第2正極活性物質層的第2正極未形成區域，上述第2負極具有由金屬箔形成的第2負極集電體和形成在上述第2負極集電體上的第2負極活性物質層，且設置有在上述第2負極集電體上形成了上述第2負極活性物質層的第2負極形成區域和在上述第2負極集電體上沒有形成上述第2負極活性物質層的第2負極未形成區域，並且上述第2電極體包括：作為上述第2正極未形成區域卷繞而成的部分的第2正極未形成區域卷繞部；和作為上述第2負極未形成區域卷繞而成的部分的第2負極未形成區域卷繞部。

上述電解液浸漬上述第1電極體和上述第2電極體。

上述第1正極未形成區域卷繞部與上述第1主面接合，上述第1負極未形成區域卷繞部與上述第3主面接合，上述第2正極未形成區域卷繞部與上述第2主面接合，上述第2負極未形成區域卷繞部與上述第4主面接合。

也可以構成為上述正極端子包括：用於接合上述第1正極未形成區域卷繞部和上述第2正極未形成區域卷繞部，並且具有第1寬度和第1厚度的電極體接合部；突出到收納上述第1電極體、上述第2電極體和上述電解液的收納空間的外部，並且具有第2寬度和第2厚度的外部端子部；和連接上述電極體接合部與上述外部端子部，並且具有第3寬度和第3厚度的中繼部，上述第1寬度大於上述第3寬度，上述第2寬度大於上述第1寬度，上述第1厚度大於上述第2厚度，上述第3厚度大於上述第1厚度。

根據該結構，能夠在滿足正極端子的各部分所需的要求的同時減小各部分的截面積之差，減小各部分之間的電阻之差。

也可以構成為上述負極端子包括：用於接合上述第1負極未形成區域卷繞部和上述第2負極未形成區域卷繞部，並且具有第1寬度和第1厚度的電極體接合部；突出到收納上述第1電極體、上述第2電極體和上述電解液的收納空間的外部，並且具有第2寬度和第2厚度的外部端子部；和連接上述電極體接合部與上述外部端子部，並且具有第3寬度和第3厚度的中繼部，上述第1寬度大於上述第3寬度，上述第2寬度大於上述第1寬度，上述第1厚度大於上述第2厚度，上述第3厚度大於上述第1厚度。

根據該結構，能夠在滿足負極端子的各部分所需的要求的同時減小各部分的截面積之差，減小各部分之間的電阻之差。

也可以構成為上述正極端子包括：用於接合上述第1正極未形成區域卷繞部和上述第2正極未形成區域卷繞部，並且具有第1寬度和第1厚度的電極體接合部；突出到收納上述第1電極體、上述第2電極體和上述電解液的收納空間的外部，並且具有第2寬度和第2厚度的外部端子部；和連接上述電極體接合部與上述外部端子部，並且具有第3寬度和第3厚度的中繼部，上述第1寬度大於上述第3寬度，上述第2寬度大於上述第1寬度，上述第1厚度大於上述第2厚度，上述第3厚度大於上述第1厚度，上述負極端子包括：用於接合上述第1負極未形成區域卷繞部和上述第2負極未形成區域卷繞部，並且具有第4寬度和第4厚度的電極體接合部；突出到收納上述第1電極體、上述第2電極體和上述電解液的收納空間的外部，並且具有第5寬度和第5厚度的外部端子部；和連接上述電極體接合部與上述外部端子部，具有第6寬度和第6厚度的中繼部，上述第4寬度大於上述第6寬度，上述第5寬度大於上述第4寬度，上述第4厚度大於上述第5厚度，上述第6厚度大於上述第4厚度。

根據該結構，能夠在滿足正極端子和負極端子各自的各部分所需的要求的同時減小各部分的截面積之差，減小各部分之間的電阻之差。

也可以構成為上述正極端子、上述電極體接合部、上述外部端子部和上述中繼部的截面積彼此相同。

也可以構成為上述負極端子、上述電極體接合部、上述外部端子部和上述中繼部的截面積彼此相同。

發明的效果

如上所述，根據本發明，能夠提供一種能夠實現高容量化和低成本化的電化學器件和該電化學器件的製造方法。

附圖說明

圖1是本發明第1實施方式的電化學器件的立體圖。

圖2是該電化學器件的分解立體圖。

圖3是該電化學器件的分解立體圖。

圖4是該電化學器件所具有的電極體的立體圖。

圖5是該電化學器件所具有的電極體的截面圖。

圖6是該電化學器件所具有的電極體的截面圖。

圖7是該電化學器件所具有的電極體的正極的俯視圖。

圖8是該電化學器件所具有的電極體的正極的截面圖。

圖9是該電化學器件所具有的電極體的負極的俯視圖。

圖10是該電化學器件所具有的電極體的負極的俯視圖。

圖11是該電化學器件所具有的電極體的正極和負極的俯視圖。

圖12是該電化學器件所具有的電極體的正極和負極的截面圖。

圖13是表示該電化學器件所具有的電極體的鋰離子供給源的示意圖。

圖14是該電化學器件所具有的正極端子和負極端子的立體圖。

圖15是該電化學器件所具有的正極端子和負極端子的立體圖。

圖16是該電化學器件所具有的第1電極體、正極端子和負極端子的俯視圖。

圖17是該電化學器件所具有的第2電極體、正極端子和負極端子的俯視圖。

圖18是該電化學器件所具有的第1電極體、第2電極體和正極端子的截面圖。

圖19是該電化學器件所具有的第1電極體、第2電極體和負極端子的截面圖。

圖20是比較例的電化學器件的示意圖。

圖21是比較例的電化學器件的示意圖。

圖22是比較例的電化學器件的示意圖。

圖23是表示本發明第1實施方式的電化學器件的製造方法的示意圖。

圖24是表示該電化學器件的製造方法的示意圖。

圖25是表示該電化學器件的製造方法的示意圖。

圖26是表示該電化學器件的製造方法的示意圖。

圖27是本發明第2實施方式的電化學器件的一部分結構的立體圖。

圖28是該電化學器件所具有的正極端子的俯視圖。

圖29是該電化學器件所具有的正極端子的立體圖。

圖30是該電化學器件所具有的正極端子的立體圖。

圖31是表示該電化學器件所具有的正極端子的各部分的寬度的示意圖。

圖32是表示該電化學器件所具有的正極端子的各部分的厚度的示意圖。

圖33是該電化學器件所具有的負極端子的俯視圖。

圖34是該電化學器件所具有的負極端子的立體圖。

圖35是該電化學器件所具有的負極端子的立體圖。

圖36是表示該電化學器件所具有的負極端子的各部分的寬度的示意圖。

圖37是表示該電化學器件所具有的負極端子的各部分的厚度的示意圖。

圖38是作為該電化學器件所具有的正極端子和負極端子的材料的壓延異形條的示意圖。

圖39是表示該電化學器件所具有的正極端子和負極端子的製造方法的示意圖。

附圖標記說明

100、400…電化學器件

101…第1電極體

102…第2電極體

103、403…正極端子

104、404…負極端子

120…電極體

121…電極區域卷繞部

122…正極未形成區域卷繞部

123…負極未形成區域卷繞部

130…正極

131…正極集電體

132…正極活性物質層

140…負極

141…負極集電體

142…負極活性物質層

150…隔膜

160…鋰離子供給源

170…卷繞體

具體實施方式

(第1實施方式)

對本發明的第1實施方式進行說明。

[電化學器件的結構]

圖1是第1實施方式的電化學器件100的立體圖，圖2和圖3是該電化學器件100的分解立體圖。

電化學器件100可以是鋰離子電容器。另外，電化學器件100也可以為雙電層電容器等其他種類的電容器，也可以為鋰離子電池、鎳氫電池等電池。此外，電化學器件100可以為能夠由以下的結構實現的各種電化學器件。以下的說明中電化學器件100為鋰離子電容器。

如圖2和圖3所示，電化學器件100包括：第1電極體101、第2電極體102、正極端子103、負極端子104、正極端子板105、負極端子板106、絕緣膜107、封裝罐108和蓋部件109。

如圖2和圖3所示，正極端子103和負極端子104安裝於蓋部件109，第1電極體101和第2電極體102均與正極端子103和負極端子104接合。第1電極體101和第2電極體102由絕緣膜107覆蓋端部，且被收納於封裝罐108中。

如圖1所示，封裝罐108與蓋部件109接合，構成電化學器件100。在由封裝罐108和蓋部件109形成的空間(以下，收納空間)中充填有電解液，第1電極體101和第2電極體102浸漬於電解液中。

第1電極體101和第2電極體102具有相同結構。圖4是用作第1電極體101和第2電極體102的電極體120的立體圖。如該圖所示，電極體120包括：電極區域卷繞部121、正極未形成區域卷繞部122和負極未形成區域卷繞部123。

圖5是電極體120的截面圖，是圖4的a-a線的截面圖。圖6是電極體120的截面圖，是圖5的b-b線的截面圖。如這些圖所示，電極體120包括：正極130、負極140、隔膜150和鋰離子供給源160。其中，圖5和圖6所示的正極130、負極140和隔膜150的層數只是示意性的圖示，實際上更多。例如正極130能夠為21層，負極140能夠為23層。

圖7是卷繞前的正極130的俯視圖。圖8是正極130的截面圖，是圖7的c-c線的截面圖。如該圖所示，正極130包括：正極集電體131和正極活性物質層132。

正極集電體131為金屬箔，例如由鋁構成。在正極集電體131設置有離子能夠通過的細孔，能夠為通過電解蝕刻等形成有細孔的箔。正極集電體131的厚度為例如0.02mm。

正極活性物質層132能夠採用將正極活性物質與粘合樹脂混合而成的材料，還可以包含導電助劑。正極活性物質是能夠吸附電解液中的鋰離子和陰離子的材料，例如活性炭、聚並苯(polyacene)碳化物等。

粘合樹脂是接合正極活性物質的合成樹脂，可以使用例如丁苯橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、芳香族聚醯胺、羧甲基纖維素、氟類橡膠、聚偏氟乙烯、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠和乙烯丙烯類橡膠等。

導電助劑是由導電性材料構成的顆粒，使正極活性物質之間的導電性提高。導電助劑可以舉出例如石墨、炭黑等碳材料。它們可以單獨使用，也可以多種混合使用。另外，導電助劑只要為具有導電性的材料即可，也可以為金屬材料或導電性高分子等。

如圖8所示，正極活性物質層132形成在正極集電體131的正背兩面。在此，正極活性物質層132沒有形成在正極集電體131的整個面，在正極集電體131的一部分設置有沒有形成正極活性物質層132的區域。

以下將正極130中的、在正極集電體131上設置有正極活性物質層132的區域作為正極形成區域130a，將沒有設置正極活性物質層132而正極集電體131露出的區域作為正極未形成區域130b。如圖7所示，正極未形成區域130b沿正極130的一邊呈帶狀地設置。

圖9是卷繞前的負極140的俯視圖。圖10是負極140的截面圖，是圖9的d-d線的截面圖。如該圖所示，負極140包括負極集電體141和負極活性物質層142。

負極集電體141為金屬箔，例如由銅構成。在負極集電體141設置有離子能夠通過的細孔，能夠為通過電解蝕刻等形成有細孔的箔。負極集電體141的厚度為例如0.01mm。

負極活性物質層142能夠採用將負極活性物質與粘合樹脂混合而成的材料，還可以包含導電助劑。負極活性物質是能夠吸留電解液中的鋰離子的材料，例如能夠使用難石墨化碳(硬碳)、石墨、軟碳等的碳類材料。

粘合樹脂是接合負極活性物質的合成樹脂，可以使用例如丁苯橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、芳香族聚醯胺、羧甲基纖維素、氟類橡膠、聚偏氟乙烯、異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠和乙烯丙烯類橡膠等。

導電助劑是由導電性材料構成的顆粒，使負極活性物質之間的導電性提高。導電助劑可以舉出例如石墨、炭黑等碳材料。它們可以單獨使用，也可以多種混合使用。另外，導電助劑只要為具有導電性的材料即可，也可以為金屬材料或導電性高分子等。

如圖10所示，負極活性物質層142形成在負極集電體141的正背兩面。在此，負極活性物質層142沒有形成在負極集電體141的整個面，在負極集電體141的一部分設置有沒有形成負極活性物質層142的區域。

以下將負極140中的、在負極集電體141上設置有負極活性物質層142的區域作為負極形成區域140a，將沒有設置負極活性物質層142而負極集電體141露出的區域作為負極未形成區域140b。如圖9所示，負極未形成區域140b沿負極140的一邊呈帶狀地設置。

隔膜150將正極130和負極140隔開，使後述的電解液中所含的離子透過。隔膜150能夠由紡布、無紡布或合成樹脂微多孔膜等形成，例如能夠以聚乙烯樹脂為主材料。

電極體120通過層疊正極130、負極140和隔膜150並卷繞來構成。圖11是層疊了它們的層疊體的俯視圖。圖12是該層疊體的截面圖，是圖11的e-e線的截面圖。其中，圖11中省略了隔膜150的圖示。

如圖12所示，正極130、負極140和隔膜150以隔膜150位於正極130與負極140之間的方式層疊。在此，如圖11所示，正極130和負極140以正極形成區域130a與負極形成區域140a相對、而正極未形成區域130b與負極未形成區域140b不相對的方式錯開地配置。隔膜150以將正極形成區域130a與負極形成區域140a隔開的方式配置。

通過卷繞該層疊體並使其扁平化來形成卷繞體170。圖13是卷繞體170的截面圖。卷繞體170的尺寸例如為長115mm、寬67mm、厚5.5mm。

如圖5所示，電極體120包括兩個鋰離子供給源160。鋰離子供給源160是在銅箔等金屬箔的外側面粘貼有鋰金屬而成，鋰金屬以與負極140相對的方式粘貼。鋰離子供給源160在圖13所示的卷繞體170的正背兩面各粘貼一個。卷繞體170的一部分和鋰離子供給源160被隔膜150覆蓋。

電極體120具有如上所述的結構。電極區域卷繞部121是電極體120中的正極形成區域130a、負極形成區域140a和隔膜150卷繞而成的部分。正極未形成區域卷繞部122是電極體120中的正極未形成區域130b卷繞而成的部分，即僅正極集電體131卷繞而成的部分。負極未形成區域卷繞部123是第1電極體101中的負極未形成區域140b卷繞而成的部分，即僅負極集電體141卷繞而成的部分。

第1電極體101和第2電極體102分別具有電極體120的結構。因此，如圖3所示，第1電極體101和第2電極體102分別包括：電極區域卷繞部121、正極未形成區域卷繞部122和負極未形成區域卷繞部123。

正極端子103和負極端子104安裝於蓋部件109。圖14和圖15是正極端子103和負極端子104的立體圖。

正極端子103是由金屬構成的板狀的部件。正極端子103例如能夠由鋁(a1050-h24)構成。正極端子103的厚度為例如1.5mm。正極端子103如圖3所示插入到蓋部件109，通過由合成樹脂等構成的端子支承部件110與蓋部件109絕緣。由此，正極端子103的一部分被收納於收納空間，一部分突出到收納空間的外部。

如圖14和圖15所示，正極端子103的主面之一設為第1主面103a，其相反側的主面設為第2主面103b。在正極端子103設置有與第1主面103a和第2主面103b連通的、並用於與外部設備等連接的貫通孔103c。正極端子103的形狀沒有特別限定，只要為板狀即可。例如，正極端子103可以為具有矩形的主面的形狀。

負極端子104是由金屬構成的板狀的部件。負極端子104例如能夠由銅(c1100-1/4h)構成。負極端子104的厚度為例如1.2mm。負極端子104如圖3所示插入到蓋部件109，通過由合成樹脂等構成的端子支承部件110與蓋部件109絕緣。由此，負極端子104的一部分被收納於收納空間，一部分突出到收納空間的外部。

如圖14和圖15所示，負極端子104的主面之一設為第3主面104a，其相反側的主面設為第4主面104b。在負極端子104設置有與第3主面104a和第2主面104b連通的、用於與外部設備等連接的貫通孔104c。負極端子104的形狀沒有特別限定，只要為板狀即可。例如，負極端子104可以為具有矩形的主面的形狀。

正極端子103和負極端子104以第1主面103a和第3主面104a位於同一平面，第2主面103b和第4主面104b位於同一平面的方式配置。

正極端子板105是由金屬構成的板狀的部件。電化學器件100如圖3所示包括分別與第1電極體101和第2電極體102接合的兩個正極端子板105。正極端子板105例如由鋁(a1050-h24)構成，其尺寸例如為長40mm、寬7.5mm、厚0.2mm。

負極端子板106是由金屬構成的板狀的部件，電化學器件100如圖3所示包括分別與第1電極體101和第2電極體102接合的兩個負極端子板106。負極端子板106例如由銅(c1100-1/4h)構成，其尺寸例如為長40mm、寬7.5mm、厚0.2mm。

如圖3所示，第1電極體101和第2電極體102隔著正極端子103和負極端子104相對，與正極端子103和負極端子104接合。圖16是表示正極端子103和負極端子104與第1電極體101的接合方式的示意圖。圖17是表示正極端子103和負極端子104與第2電極體102的接合方式的示意圖。

圖18是表示正極端子103與第1電極體101和第2電極體102的接合方式的截面圖，是圖16和圖17的f-f線的截面圖。圖19是表示負極端子104與第1電極體101和第2電極體102的接合方式的截面圖，是圖16和圖17的g-g線的截面圖。

如圖16和圖18所示，第1電極體101的正極未形成區域卷繞部122與第1主面103a接合，被第1主面103a和正極端子板105夾著。另外，第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122與第2主面103b接合，被第2主面103b和正極端子板105夾著。兩電極體中構成正極未形成區域卷繞部122的各個正極集電體131(參照圖6)也在層間彼此接合。

如圖17和圖19所示，第1電極體101的負極未形成區域卷繞部123與第3主面104a接合，被第3主面104a和負極端子板106夾著。另外，第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123與第4主面104b接合，被第4主面104b和負極端子板106夾著。兩電極體中構成負極未形成區域卷繞部123的各個負極集電體141(參照圖6)也在層間彼此接合。

絕緣膜107(參照圖2)是由合成樹脂等絕緣性材料構成的膜。電化學器件100包括2個絕緣膜107。一個絕緣膜107覆蓋第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122，與封裝罐108絕緣。另一個絕緣膜107覆蓋第1電極體101和第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123，與封裝罐108絕緣。

絕緣膜107例如能夠由聚醯亞胺樹脂構成，寬度為25mm。另外，也可以替代絕緣膜107而在封裝罐108的內周面設置絕緣層。

封裝罐108(參照圖2)收納第1電極體101和第2電極體102，與蓋部件109一起形成收納空間。封裝罐108由金屬構成，例如能夠由鋁(a1050-o)構成。封裝罐108的尺寸例如為長121mm、寬13.5mm、厚80mm，板厚例如為0.5mm。

蓋部件109(參照圖2)安裝於封裝罐108，支承正極端子103和負極端子104。蓋部件109由金屬構成，例如能夠由鋁(a1050-h24)構成。蓋部件109的尺寸例如為長120mm、寬12.5mm、厚2mm。

蓋部件109具有未圖示的兩個開口，在該開口安裝有由pps(polyphenylenesulfide，聚苯硫醚)等絕緣性材料構成的端子支承部件110。正極端子103和負極端子104分別插通端子支承部件110，與蓋部件109絕緣。

蓋部件109通過雷射焊接等接合方法與封裝罐108接合，封閉收納空間。在蓋部件109設置有注液口109a，注液口109a由注液蓋111密封。注液蓋111由鋁(a1050-o)等金屬構成，具有圓板形狀，例如為直徑7.6mm、厚度0.4mm。注液蓋111優選具有當收納空間的內壓變為高壓時釋放內壓的安全閥功能。

在收納空間中注入有電解液。電解液為包含鋰離子和陰離子的液體，能夠為例如lipf6ec/mec(碳酸乙烯酯(ec)與碳酸甲乙酯(mec)的混合液中溶解有lipf6的液體)。注液量例如為80g。

電化學器件100具有如上所述的結構。如上所述，電化學器件100可以不是鋰離子電容器，可以為其他各種電化學器件。在這種情況下，能夠根據電化學器件的種類變更正極活性物質和負極活性物質、電解液的種類。另外，也可以並不一定設置鋰離子供給源160。

[電化學器件的效果]

在與比較例的比較的基礎上對電化學器件100的效果進行說明。圖20是比較例的電化學器件200的主視圖，圖21是電化學器件200的側視圖。

電極體210包括正極集電箔卷繞而成的正極未形成區域卷繞部221和負極集電箔卷繞而成的負極未形成區域卷繞部222。正極未形成區域卷繞部221與內部正極端子211接合，負極未形成區域卷繞部222與內部負極端子212接合。

內部正極端子211在電極體210的厚度方向上彎折，與外部正極端子213連接。內部負極端子212也在電極體210的厚度方向上彎折，與外部負極端子214連接。

該結構中在正極和負極為外部端子和內部端子分體的結構，所以電化學器件200的部件個數增加，導致成本上升。

為了電化學器件的高容量化，也使用具有兩個電極體的電化學器件。圖22是另一比較例的電化學器件300的一部分結構的立體圖。

如該圖所示，第1電極體310和第2電極體311的正極未形成區域卷繞部312分別與第1電極體310和第2電極體311的具有在厚度方向上離開的形狀的內部正極端子313接合，被內部正極端子313和正極端子板314夾著。

另外，第1電極體310和第2電極體311的負極未形成區域卷繞部315分別與第1電極體310和第2電極體311的在厚度方向上離開的內部負極端子316接合，被內部負極端子316和負極端子板317夾著。

該結構中，需要將兩電極體的正極未形成區域卷繞部312分別與內部正極端子313接合，將兩電極體的負極未形成區域卷繞部315分別與內部負極端子316接合。為此接合工序多，生產率差。另外，內部正極端子313和內部負極端子316的形狀變得複雜，它們的部件成本也變高。

與之相對地，本實施方式的電化學器件100中，正極端子103和負極端子104各自兼作設置在封裝罐108內的內部端子和設置在封裝罐108的外部的外部端子，所以能夠削減部件個數。

另外，正極端子103和負極端子104的形狀為平板狀，所以部件成本也小。而且，通過後述的接合方法能夠將第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122一次性與正極端子103接合，將第1電極體101和第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123一次性與負極端子104接合，所以也能夠削減接合工序。

因此，電化學器件100具有容量大且能夠以低成本製作的結構。

[製造方法]

對電化學器件100的製造方法進行說明。

電極體120如上所述能夠通過將正極130、負極140和隔膜150層疊並卷繞，形成為扁平卷繞結構，在正背兩面粘貼鋰離子供給源160來製造。

將2個電極體120作為第1電極體101和第2電極體102(參照圖3)與正極端子103和負極端子104接合。

圖23和圖24是表示第1電極體101和第2電極體102與正極端子103的接合方法的示意圖。如圖23所示，在第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122之間插入正極端子103。進而，在第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122上配置正極端子板105。在該狀態下利用夾具等夾住2個正極端子板105來固定。

接著如圖24所示，利用超聲波焊接砧501和超聲波焊接焊頭502夾持2個正極端子板105(圖中箭頭)。該部分的厚度例如為：厚度1.5mm的正極端子103、厚度0.02mm的正極集電體131為21層、厚度0.2mm的正極端子板105為2個總計2.74mm。

通過在該狀態下施加超聲波，將第1電極體101的正極未形成區域卷繞部122與第1主面103a接合，將第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122與第2主面103b接合。另外，兩電極體的構成正極未形成區域卷繞部122的正極集電體131也彼此接合。

像這樣，能夠通過一次接合工序將第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122與正極端子103接合。正極端子板105防止超聲波導致的正極集電體131的損傷。

圖25和圖26是表示第1電極體101和第2電極體102與負極端子104的接合方法的示意圖。如圖25所示，在第1電極體101和第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123之間插入負極端子104。進而，在第1電極體101和第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123上配置負極端子板106。在該狀態下利用夾具等夾住2個負極端子板106來固定。

接著如圖26所示，利用超聲波焊接砧501和超聲波焊接焊頭502夾持2個負極端子板106(圖中箭頭)。該部分的厚度例如為：厚度1.2mm的負極端子104、厚度0.01mm的負極集電體141為23層、厚度0.2mm的負極端子板106為2個總計2.10mm。

通過在該狀態下施加超聲波，將第1電極體101的負極未形成區域卷繞部123與第3主面104a接合，將第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123與第4主面104b接合。另外，兩電極體的構成負極未形成區域卷繞部123的負極集電體141也彼此接合。

像這樣，能夠通過一次接合工序將第1電極體101和第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123與負極端子104接合。負極端子板106防止超聲波導致的負極集電體141的損傷。

接著，利用絕緣膜107覆蓋第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122和負極未形成區域卷繞部123(參照圖2)，裝填到封裝罐108內，將封裝罐108和蓋部件109接合。封裝罐108與蓋部件109的接合能夠通過例如雷射焊接來進行。

接著，從注液口109a注入電解液，將注液蓋111與蓋部件109接合來密封注液口109a。蓋部件109與注液蓋111的接合能夠通過例如雷射焊接來進行。

電化學器件100能夠通過以上方式來製造。如上所述，能夠通過一次焊接將第1電極體101和第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122與正極端子103接合，兩電極體的負極未形成區域卷繞部123也能夠通過一次焊接與負極端子104接合。由此，能夠簡化製造工序，能夠以低成本製造電化學器件100。另外，上述製造方法只是一例，也可以通過其他製造方法來製造電化學器件100。

(第2實施方式)

對本發明的第2實施方式進行說明。

[電化學器件的結構]

圖27是第2實施方式的電化學器件400的一部分結構的立體圖。電化學器件400中，正極端子和負極端子的結構與第1實施方式的電化學器件100不同，其他結構與電化學器件100相同。因此，關於正極端子和負極端子以外的結構標記與第1實施方式相同的符號並省略說明。

正極端子403和負極端子404與第1實施方式同樣安裝於蓋部件109。

圖28是正極端子403的俯視圖，圖29和圖30是正極端子403的立體圖。正極端子403是由金屬構成的板狀的部件。正極端子403例如能夠由鋁(a1050-h24)構成。正極端子403插入到蓋部件109，通過由合成樹脂等構成的端子支承部件110與蓋部件109絕緣。

如圖28～圖30所示，正極端子403由電極體接合部403a、外部端子部403b和中繼部403c構成。

電極體接合部403a是第1電極體101與第2電極體102被接合的部分。如圖29和圖30所示，電極體接合部403a的主面之一設為第1主面403d，其相反側的主面設為第2主面403e。

另外，在第1主面403d接合第1電極體101的正極未形成區域卷繞部122，正極未形成區域卷繞部122被第1主面403d和正極端子板105夾著(參照圖18)。另外，在第2主面403e接合第2電極體102的正極未形成區域卷繞部122，正極未形成區域卷繞部122被第2主面403e和正極端子板105夾著(參照圖18)。

外部端子部403b是突出到收納有第1電極體101、第2電極體102和電解液的收納空間的外部的、並且與外部設備連接的部分，設置有用於與外部設備等連接的貫通孔403f。

中繼部403c在與電極體接合部403a和外部端子部403b的延伸方向正交的方向上延伸，將電極體接合部403a和外部端子部403b物理連接且電連接。

圖31是表示正極端子403的各部分的寬度的示意圖，圖32是表示正極端子403的各部分的厚度的示意圖。

如圖31所示，將電極體接合部403a的寬度設為第1寬度w1，將外部端子部403b的寬度設為第2寬度w2，將中繼部403c的寬度設為第3寬度w3。在此，第1寬度w1大於第3寬度w3，第2寬度w2大於第1寬度w1。即，以第3寬度w3、第1寬度w1、第2寬度w2的順序寬度變大。

另外，如圖32所示，將電極體接合部403a的寬度設為第1厚度d1，將外部端子部403b的厚度設為第2厚度d2，將中繼部403c的厚度設為第3厚度d3。在此，第1厚度d1大於第2厚度d2，第3厚度d3大於第1厚度d1。即，以第2厚度d2、第1厚度d1、第3寬度d3的順序厚度變大。

而且，電極體接合部403a的截面積(d1×w1)、外部端子部403b的截面積(d2×w2)和中繼部403c的截面積(d3×w3)優選彼此相同。

通過正極端子403具有如上所述的結構，能夠將各部分的形狀做成對應於需要的形狀。具體來說，通過增大外部端子部403b的寬度(第2寬度w2)，能夠增大插通在貫通孔403f的螺栓的直徑並且能夠提高端子支承部件110的強度。

另外，通過減小中繼部403c的寬度(第3寬度w3)，能夠增大電極體的體積(即蓄電容量)。而且，能夠使電極體接合部403a的寬度(第1寬度w1)為電極體的超聲波焊接所需的最小限度的寬度。

另外，通過使各部分的厚度為如上所述的關係，能夠減小各部分的截面積之差，減小各部分之間的電阻之差。特別是通過使各部分的截面積相同，能夠使各部分的電阻均勻，所以優選。

圖33是負極端子404的俯視圖，圖34和圖35是負極端子404的立體圖。負極端子404是由金屬構成的板狀的部件。負極端子404例如能夠由銅(c1100-1/4h)構成。負極端子404插入到蓋部件109，通過由合成樹脂等構成的端子支承部件110與蓋部件109絕緣。

如圖33～圖35所示，負極端子404由電極體接合部404a、外部端子部404b和中繼部404c構成。

電極體接合部404a是第1電極體101與第2電極體102被接合的部分。如圖34和圖35所示，電極體接合部404a的主面之一設為第1主面404d，其相反側的主面設為第2主面404e。

另外，在第1主面404d接合第1電極體101的負極未形成區域卷繞部123，負極未形成區域卷繞部123被第1主面404d和負極端子板106夾著(參照圖19)。另外，在第2主面404e接合第2電極體102的負極未形成區域卷繞部123，負極未形成區域卷繞部123被第2主面404e和負極端子板106夾著(參照圖19)。

外部端子部404b是突出到收納有第1電極體101、第2電極體102和電解液的收納空間的外部的、並且與外部設備連接的部分，設置有用於與外部設備等連接的貫通孔404f。

中繼部404c在與電極體接合部404a和外部端子部404b的延伸方向正交的方向上延伸，將電極體接合部404a和外部端子部404b物理連接並且電連接。

圖36是表示負極端子404的各部分的寬度的示意圖，圖37是表示負極端子404的各部分的厚度的示意圖。

如圖36所示，將電極體接合部404a的寬度設為第1寬度v1，將外部端子部404b的寬度設為第2寬度v2，將中繼部404c的寬度設為第3寬度v3。在此，第1寬度v1大於第3寬度v3，第2寬度v2大於第1寬度v1。即，以第3寬度v3、第1寬度v1、第2寬度v2的順序寬度變大。

另外，如圖37所示，將電極體接合部404a的寬度設為第1厚度e1，將外部端子部404b的厚度設為第2厚度e2，將中繼部404c的厚度設為第3厚度e3。在此，第1厚度e1大於第2厚度e2，第3厚度e3大於第1厚度e1。即，以第2厚度e2、第1厚度e1、第3寬度e3的順序厚度變大。

而且，電極體接合部404a的截面積(e1×v1)、外部端子部404b的截面積(e2×v2)和中繼部404c的截面積(e3×v3)優選彼此相同。

通過負極端子404具有如上所述的結構，能夠將各部分的形狀做成對應於需要的形狀。具體來說，通過增大外部端子部404b的寬度(第2寬度v2)，能夠增大插通貫通孔404f的螺栓的直徑並且能夠提高端子支承部件110的強度。

另外，通過減小中繼部404c的寬度(第3寬度v3)，能夠增大電極體的體積(即蓄電容量)。而且，能夠令電極體接合部404a的寬度(第1寬度v1)為電極體的超聲波焊接所需的最小限度的寬度。

另外，通過使各部分的厚度為如上所述的關係，能夠減小各部分的截面積之差，減小各部分之間的電阻之差。特別是通過使各部分的截面積相同，能夠使各部分的電阻均勻，所以優選。

正極端子403和負極端子404具有如上所述的結構。另外，電化學器件400也可以並不一定需要具有正極端子403和負極端子404兩者，也可以具有正極端子403和負極端子404中的至少一者即可。

[正極端子和負極端子的製造方法]

正極端子403和負極端子404能夠通過加工壓延異形條來製作。圖38是壓延異形條600的立體圖。

異形條是截面的形狀具有臺階差(凹凸)的金屬條，通過壓延加工(軋制加工)被加工成異形條而成為壓延異形條。與切削加工相比具有材料損失少，表面粗糙度小，波形起伏和彎曲小，無切削加工硬化層等特徵。

如圖38所示，壓延異形條600包括：具有第1厚度f1的第1部分601、具有第2厚度f2的第2部分602和具有第3的厚度f3的第3部分603。第1厚度f1大於第2厚度f2，第3厚度f3大於第1厚度f1。

正極端子403和負極端子404能夠通過切裁壓延異形條600來製作。圖39是表示壓延異形條600的切裁方法的示意圖。如該圖所示，通過將壓延異形條600以線t所示的正極端子403和負極端子404的形狀通過衝裁等切裁，能夠製作具有上述形狀的正極端子403和負極端子404。

另外，正極端子403和負極端子404的製作方法並不限於從壓延異形條600切裁，也能夠將具有一定厚度的板進行切裁而單片化得到的材料進行衝壓或裁剪處理來製作。