专利名称：电化学器件及其制造方法以及电化学器件制造用附具的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学器件及其制造方法，特别是涉及具有在表面上形成有极化电极层的集电体与隔离物交互叠层结构的电化学器件及其制造方法。此外，本发明还涉及电化学器件制造用附具，特别涉及用来一边定位集电体与隔离物一边交互叠层的电化学器件制造用附具。
背景技术：
近年来，作为小型·轻量且能够得到较大容量的电池，电气双层电容器等电化学器件引起注意。电气双层电容器因为不像通常的二次电池那样利用化学反应，而是电荷直接蓄积于电极类型的电池，所以，具有能够极其高速的充电放电这样的特征。发挥这种特征，例如，作为便携式机器(小型电子机器)等的备用电源、面向电动汽车或者混合型车的辅助电源等的利用正受到期待，因此进行旨在提高其性能的种种的研究。
电气双层电容器的基本结构，是极化电极层所形成的多个集电体，与分离邻接的极化电极层的多个隔离物交互地叠层的结构，在该集成体内填充电解质溶液。因为在叠层集电体与隔离物时，如果发生叠层位置错位，则完成的集成体成为变形的形状，根据情况产生正极与负极短路等问题，所以有必要正确地进行叠层位置的控制。
但是，图像识别的定位中不仅控制变得复杂，而且存在着作业效率降低这样的问题。与此相对照，在日本特开2001-93508号公报中，描述有在正极板和负极板上设置定位用的通孔，一边将这些通孔套在定位用销子上一边叠层借此控制叠层位置的方法。
本发明者们就日本特开2001-93508号公报中所述的方法研究的结果发现，在该方法中，因为不仅有必要在正极板或者负极板上预先形成袋状的隔离物，而且有必要正确地控制袋状的隔离物的形成位置，因此存在着生产效率低这样的问题。
而且，在作为极化电极层的材料使用碳质材料等的电气双层电容器中，具有随着充电极化电极层在厚度方向上膨胀大约10％左右这样的性质。如果发生这种膨胀，则不仅壳体上因变形而受到应力，而且发生电气双层电容器的内部电阻增大这样的问题。因此，有必要在成为电容器主体的集成体的叠层方向上设置一对集成固定板，以此压制膨胀。但是，本发明者们发现，在日本特开2001-93508号公报中所述的方法中在叠层正极板和负极板后，压制中央部分的膨胀是困难的。
发明内容
本发明是为了解决这种课题而作成，其目的在于提供一种在表面上形成极化电极层的集电体与隔离物被正确地定位，并且能够抑制极化电极层的膨胀的电化学器件及其制造方法。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种一边正确地定位在表面上形成极化电极层的集电体与隔离物一边交互地叠层，并且能够抑制极化电极层的膨胀的电化学器件制造用附具。
根据本发明的电化学器件，其特征在于，包括在表面上形成有极化电极层的多个集电体，与分离邻接的所述极化电极层的多个隔离物交互地配置的集成体，配置于所述集成体的叠层方向的两侧的一对集成固定板，以及贯通所述集成体和所述集成固定板而设置的多个固定销，其中，所述隔离物和所述集电体分别具有所述固定销所插入的第一和第二通孔，所述第二通孔直径大于所述第一通孔。
这样一来，在根据本发明的电化学器件中，因为定位隔离物的固定销贯通隔离物与集电体的两方，所以使得利用固定销有效地抑制极化电极层的膨胀成为可能。而且，因为设置在集电体上的第二通孔的直径大于设置在隔离物上的第一通孔，所以防止因固定销的插入而产生的电极间的短路也成为可能。
在本发明中，优选固定销由绝缘材料构成。这样一来，防止因固定销引起的电极的短路成为可能。
在本发明中，优选隔离物在第一通孔的内壁部分与固定销接触。这样一来，隔离物就由固定销正确地定位。在该情况下，优选第二通孔的内壁部分与固定销在全周上几乎等间隔地离开。这样一来，更有效地防止因固定销的插入而产生的电极间的短路成为可能。
根据本发明的电化学器件的制造方法，其特征在于，包括通过分别将对应的固定销插入设置在隔离物上的多个第一通孔，对所述固定销定位放置所述隔离物的第一工序，分别将对应的所述固定销插入设置在所述集电体上的多个第二通孔，并且分别将对应的定位销插入设置在所述集电体上的多个第三通孔，以此对所述定位销定位放置于在表面上形成有极化电极层的集电体的第二工序，以及通过交互地重复所述第一工序与所述第二工序形成集成体后，在所述固定销的端部上形成头部，以此压缩固定所述集成体的第三工序。
如果使用本发明，则因为由固定销定位隔离物，由定位销定位集电体，所以使得正确地控制隔离物和集电体两方的叠层位置成为可能。
在该情况下也是，优选第二通孔的直径大于第一通孔。这样一来，防止因固定销的插入产生的电极间的短路也成为可能。
在本发明中，优选第三通孔在没有在表面上形成极化电极层的引出部上形成。这样一来，定位销与隔离物不干涉。在该情况下，优选还包括从第三通孔拔去定位销后，将集电条连接于引出部的第四工序。
根据本发明的电化学器件制造用附具，其特征在于，包括具有多个固定销，通过将所述多个固定销插入设置在隔离物上的通孔而定位固定所述隔离物的第一固定附具，和具有多个定位销，通过将所述定位销插入设置在集电体上的通孔而定位固定所述集电体的第二固定附具，所述第一和第二固定附具通过在与所述固定销和所述定位销的轴向平行的方向上配合，而能够固定所述固定销与所述定位销的相对的位置关系。
如果使用本发明，则因为第一固定附具与第二固定附具在与固定销和定位销的轴向平行的方向上能够配合，所以利用固定销和定位销叠层隔离物和集电体后，拔去固定销和定位销的一方成为可能。
因而，在以固定销和定位销的自由端为上侧，以固定端为下侧的情况下，第一和第二固定附具，如果能够配合成第一固定附具成为上侧，第二固定附具成为下侧，则利用固定销和定位销叠层隔离物和集电体后，插入固定销，使得拔去定位销成为可能。因此，使得容易地进行叠层后进行的集电条的安装等成为可能。
在本发明中，优选固定销相对第一固定附具能够装卸，由绝缘材料来构成。这样一来，利用固定销有效地抑制极化电极层的膨胀成为可能。
在本发明中，优选第二固定附具包括设置多个定位销的一部分的第一部分，设置多个定位销的其余部分的第二部分，以及连接第一和第二部分的第三部分，第一固定附具具有与第二固定附具的第三部分配合的凹部。这样一来，由设置在第一部分的定位销定位成为正极的集电体，由设置在第二部分的定位销定位成为负极的集电体成为可能。
如此，如果使用本发明，则正确地定位在表面上形成极化电极层的集电体与隔离物，并且抑制极化电极层的膨胀成为可能。
图1是表示根据本发明的第一实施方式的电化学器件制造用附具100的结构的概略分解立体图。
图2是表示组装电化学器件制造用附具100的状态的概略立体图。
图3是表示构成电化学器件制造用附具100的第一固定附具110的局部剖视图。
图4是表示集电体210的结构的概略立体图。
图5是表示隔离物220的结构的概略立体图。
图6是表示集成固定板230的结构的概略立体图。
图7是表示使用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(集成固定板230的定位放置)的概略立体图。
图8是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(隔离物220的定位放置)的概略立体图。
图9是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(集电体210的定位放置)的概略立体图。
图10是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(集电体210与隔离物220的交互叠层)的概略立体图。
图11是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(压紧附具140的放置)的概略立体图。
图12是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(第二固定附具120的取下)的概略立体图。
图13是表示在固定销111的自由端上形成头部111b的状态下的集成体的结构的概略局部剖视图。
图14是表示用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的一个制造工序(集电条241、242的连接)的概略立体图。
图15是表示电气双层电容器300和封入它的密封袋310的图。
图16是表示根据本发明的第二实施方式的电化学器件制造用附具400的结构的概略分解立体图。
图17是表示构成电化学器件制造用附具400的第一固定附具110的局部剖视图。
图18是表示用电化学器件制造用附具400的电气双层电容器的一个制造工序(集电条241、242的连接)的概略立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图就本发明的最佳实施方式详细地进行说明。
(第一实施方式)首先就本发明的第一实施方式详细地进行说明。
图1是表示根据本发明的最佳实施方式的电化学器件制造用附具100的结构的概略分解立体图，图2是表示组装电化学器件制造用附具100的状态的概略立体图。
如图1和图2中所示，根据本发明的电化学器件制造用附具100由第一固定附具110、第二固定附具120和固定销压紧附具130而构成，这些部件以相互配合的状态来使用。
第一固定附具110具有从其上面11垂直地突出的四根固定销111，在其背面110b上形成凹部112。另一方面，第二固定附具120包括第一和第二部分121、122，连接第一和第二部分121、122的第三部分123，在第一部分121的上面121a上设置有垂直突出的两根定位销124，在第二部分122的上面122a上设置有垂直突出的两根定位销125。
设置在第一固定附具110上的凹部112具有与第二固定附具120的第三部分123嵌合的形状。此外，第一固定附具110的宽度W1被设定成与第二固定附具120的第三部分123的宽度W2几乎相同，或稍微短些。因此，通过在与固定销111和定位销124、125的轴向平行的方向上配合第一和第二固定附具110、120，如图2中所示，使得第一固定附具110成为上侧，第二固定附具120成为下侧，并将这些部件进行组装。由此，第一固定附具110与第二固定附具120一体化，固定销111与定位销124、125的相对的位置关系成为被固定的状态。其中，所谓“上侧”是指固定销111或者定位销124、125的自由端侧，所谓“下侧”是指固定销111或者定位销124、125的固定端侧。
第一和第二固定附具110、120，优选是在配合的情况下，具有第二固定附具120的上面121a、122a稍微高于第一固定附具110的上面的形状。借此产生的台阶，可以用于后述的集成固定板的定位。因而，就第一固定附具110的宽度W1而言，有必要设定得稍大于制作的电化学器件中所含有的隔离物的宽度和集成固定板的宽度。虽然就固定销111或定位销124、125的长度而言未特别限定，但是有必要设定得长于制作的电化学器件的厚度。
固定销111构成为相对第一固定附具110能够装卸。也就是说，在第一固定附具110的背面110b上，在对应于四根固定销111的位置上分别形成有销插入口113，从该销插入口113插入固定销111。这里，如图3所示，销插入口113由第一固定附具110的背面110b侧的第一部分113a，与上面110a侧的第二部分113b构成。固定销111通过贯通销插入口113的第一部分113a和第二部分113b，而从第一固定附具110的背面110b侧突出到上面110a侧。而且，销插入口113的第二部分113b的直径φ13B被设定为与设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11大致相同，或稍大一些。此外，销插入口113的第一部分113a的直径φ13A被设定得充分地大于设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11。作为固定销111的材料，优选使用绝缘材料。
固定销111的支持是由固定销下推附具130来进行。对于固定销下推附具130来说，如图1中所示，具有平板部131与四个突起部132，这四个突起部132设置在对应于设置在第一固定附具110上的销插入口113的位置上。因此，如果使固定销下推附具130嵌合于第一固定附具110的背面110b，则设置在固定销下推附具130上的四个突起部132分别上推对应的固定销111的端部，由此，固定销111被支撑在第一固定附具110上。
此外，在第一固定附具110的上面110a上，在其纵长方向的两侧设置有凹凸部114、115。这些凹凸部114、115用于后述的压紧附具的定位，并且还用于后述的集成固定板的定位。
接下来，对于使用根据本实施方式的电化学器件制造用附具100所制作的电化学器件的各要素，以电气双层电容器为例进行说明。
使用电化学器件制造用附具100所制作的电气双层电容器，由在两表面上形成极化电极层的集电体，分离邻接的极化电极层的隔离物，以及集成固定板而构成。
图4是表示集电体210的结构的概略立体图。
如图4中所示，集电体210是由集电体主体211与在其两表面上所形成的极化电极层212而构成的板状体。集电体主体211只要是可以充分地进行向极化电极层212的电荷的移动的良导体，则作为其材料未特别限定，可以使用公知的电气双层电容器用电极中所使用的集电体材料，例如铝(Al)。虽然未特别限定，但是，优选是集电体主体211的表面粗糙化，这样一来，使得提高集电体主体211的表面与极化电极层212的贴紧性成为可能。作为使集电体主体211的表面粗糙化的方法，虽然未特别限定，但是可以通过酸等化学药品进行的化学蚀刻来粗糙化。
虽然就集电体主体211的厚度而言也未特别限定，但是为了使所制造的电气双层电容器更加小型化，优选在充分确保机械强度的限度内尽可能薄地设定。具体地说，在作为集电体主体211的材料用铝(Al)的情况下优选是将其厚度设定成10μm以上，100μm以下，更优选是设定成15μm以上，50μm以下。如果将由铝(Al)组成的集电体主体211的厚度设定于该范围，则使得既确保足够的机械强度，又实现最终所制造的电气双层电容器的小型化成为可能。
极化电极层212是贡献于电荷的蓄电与放电的层，优选通过涂敷在集电体主体211的表面来形成。极化电极层212作为其构成材料至少含有具有导电性的多孔体颗粒，和能够粘接多孔体颗粒的粘接剂。此外，极化电极层212优选除了多孔体颗粒和粘接剂，还含有具有导电性的导电助剂。
极化电极层212中所含有的多孔体颗粒只要是贡献于电荷的蓄电与放电的具有导电性的多孔体颗粒则未有特别限定，例如，可以举出粒状或纤维状的活化处理过的活性炭等。作为这些活性炭可以用苯酚类活性炭，或者椰子壳活性炭。该多孔体颗粒的平均粒径优选是3～20μm，作为根据氮气吸附等温线用BET等温吸附式所求出的BET比表面积优选是1500m2/g以上，更优选是2000～2500m2/g。如果用这种多孔体颗粒，则使得得到高的体积容量成为可能。
此外，在极化电极层212中所含有的粘接剂只要是能够粘接上述多孔体颗粒则未特别限定，例如，可以很好地使用聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟橡胶等含氟粘接剂。这是因为含氟粘接剂因C-F与C-H的结合能的不同，在电化学上比纤维素类粘接剂或丙烯基粘接剂更好的缘故。含氟粘接剂中，优选使用氟橡胶。这是因为，如果使用氟橡胶，则使得即使是少的含量充分地粘接多孔体颗粒也成为可能，由此，极化电极层212的涂膜强度提高，并且双层界面的大小提高，可以使体积容量提高的缘故。此外，因为氟橡胶电化学上也稳定的缘故。
作为氟橡胶，例如，可以列举出偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟丙烯(VDF-HFP-TFE)类共聚物，偏氟乙烯-六氟丙烯(VDF-HFP)类共聚物，偏氟乙烯-五氟丙烯(VDF-PFP)类共聚物，偏氟乙烯-五氟丙烯-四氟乙烯(VDF-PFP-TFE)类共聚物，偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯(VDF-PFMVE-PFE)类共聚物，偏氟乙烯-三氟氯乙烯(VDF-CTFE)类共聚物，乙烯-四氟乙烯类共聚物，丙烯-四氟乙烯类共聚物等。这些之中，优选是选自VDF、HFP和TFE中的至少两种共聚而成的氟橡胶，因为粘接性或者耐药品性具有更高的倾向，所以上述群组的三种共聚而成的VDF-HFP-TFE类共聚物特别优选。
而且，极化电极层212中根据需要所含有的上述导电助剂只要是具有能够使集电体主体211与极化电极层212之间的电荷的移动充分地进行的导电性则未有特别限定，例如，优选是使用炭黑或者石墨。
作为炭黑，例如，可以举出乙炔炭黑、炉法炭黑等，其中，乙炔炭黑很好用。此外，作为炭黑的平均粒径，优选是25～50nm，作为BET比表面积，优选是50m2/g以上，更优选是50～140m2/g。
此外，作为石墨，例如，可以举出天然石墨、人造石墨、膨胀石墨等，特别是人造石墨很好用。此外，作为石墨的平均粒径优选是4～6μm，作为BET比表面积优选是10m2/g以上，更优选15～30m2/g。
如图4中所示，极化电极层212不在集电体主体211的全表面上形成，具有在引出部211a处集电体主体211露出的结构。极化电极层212所形成的区域的宽度W3有必要设定得稍小于后述的隔离物的宽度。
此外，在集电体210上形成有六个通孔213、214。其中，四个通孔213设置在极化电极层212所形成的区域，两个通孔214设置在引出部211a上。
设置在极化电极层212所形成的区域的四个通孔213是对应于设置在第一固定附具110上的四根固定销111的通孔。这些通孔213的直径φ21被设定得足够地大于设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11。另一方面，设置在引出部211a上的两个通孔214是对应于设置在第二固定附具120上的两根定位销124或者125的通孔。两个通孔214的直径φ22被设定成与设置在第二固定附具120上的定位销124或者125的直径φ12几乎相同，或者稍微大些。
图5是表示隔离物220的结构的概略立体图。
隔离物220是既使相邻的极化电极层间的电解质溶液的移动成为可能，又用来物理地分离相邻的极化电极层212的膜。隔离物220优选是由绝缘性的多孔体来形成，例如，可以使用由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃组成的薄膜集成体，或上述树脂的混合物的延伸膜，或者从由纤维素、聚酯和聚丙烯中所选择的至少一种的构成材料组成的纤维无纺布等。隔离物220的厚度虽然未特别限定，但是优选是15μm以上且200μm以下，更优选是30μm以上且100μm以下。
此外，隔离物220的宽度W4，如上所述，被设定得大于集电体210中的极化电极层212所形成的区域的宽度W3，而且，小于第一固定附具110的宽度W1。这是因为，如果隔离物220的宽度W4不足宽度W3，则邻接的极化电极层212有可能短路，如果隔离物220的宽度W4在宽度W1以上，则无法正确地放置在第一固定附具110上的缘故。
而且，在隔离物220上形成四个通孔221。这四个通孔221是对应于设置在第一固定附具110上的四根固定销111的通孔。这些通孔221的直径φ31被设定成与设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11大致相同，或者稍大一些。
图6是表示集成固定板230的构造的简要立体图。
如图6所示，集成固定板230是由形成有四个通孔231的铝板等构成的板状体。这四个通孔231是与设置在第一固定附具110上的四根固定销111对应的通孔。这些通孔231的直径φ41被设定成比设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11稍大一些。
集成固定板230的厚度被设定成能够确保抑制极化电极层随着充电的膨胀的强度的厚度。集成固定板230不一定必须为平板状，也可以构成为通过在其表面形成凹凸形状而提高机械强度的构造。
此外，集成固定板230的宽度W5被设定成比隔离物220的宽度W4大，并且比第一固定附具110的宽度W1小。这是因为，若集成固定板230的宽度W5未满W4，则不能够完全地夹住集成体，若集成固定板230的宽度W5在宽度W1以上，则不能正确地载置第一固定附具110。
接下来，对使用根据本实施方式的电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的制造方法进行说明。
使用电化学器件制造用附具100的电气双层电容器的制作通过交互地叠层集电体210与隔离物220，并且在集成体的上下配置一对集成固定板230进行。下面，更具体地进行说明。
首先，如图7所示，通过配合第一固定附具110与第二固定附具120，使两者一体化。在该状态下，将固定销111分别插入设置在第一固定附具110上的四个销插入113。然后，安装固定销下推附具130。此时，固定销下推附具130的四个突起部132分别插入设置在第一固定附具110上的四个销插入口113。借此，固定销111的端部就固定于第一固定附具110。在该状态下，通过将分别对应的固定销111插入设置在集成固定板230上的四个通孔231，将集成固定板230放置于第一固定附具110上。集成固定板230的定位，是由第一固定附具110与第二固定附具120之间产生的台阶，以及设置在第一固定附具110上的凹凸部114、115来进行。也就是说，集成固定板230的宽度方向的位置是由第一固定附具110与第二固定附具120之间产生的台阶来规定，集成固定板230的纵长方向的位置，是由设置在第一固定附具110上的凹凸部114、115来规定。
接着，如图8中所示，通过分别将对应的固定销111插入设置在隔离物220上的四个通孔221，将隔离物220放置于第一固定附具110上。如上所述，因为设置在隔离物220上的通孔221的直径φ31设定成与固定销111的直径φ11几乎相同，或稍大，所以隔离物220就以相对固定销111正确地定位的状态放置。
接着，如图9中所示，通过分别将对应的定位销124插入设置在集电体210的引出部211a上的两个通孔214，将集电体210放置于第一和第二固定附具110、120上。此时，分别将对应的固定销111插入设置在极化电极层212所形成的区域的四个通孔213。
如上所述，因为将设置在集电体210上的通孔214的直径φ22设定成与定位销124的直径φ12几乎相同，或稍大，所以集电体210就以对定位销124正确定位的状态而被放置。另一方面，因为将设置在集电体210上的通孔213的直径φ21设定成足够大于固定销111的直径φ11，所以集电体210与固定销111不接触，以离开的状态而贯通。优选通孔213的内壁部分与固定销111被设定成整个圆周上几乎等间隔地离开。
然后，如图10所示，交互地重复隔离物220的放置与集电体210的放置。此时，就集电体210而言，有必要交互地选择插入的定位销124、125。也就是说，通过将集电体210套进定位销124而放置的情况下，放置隔离物220后，通过将集电体210套进定位销125而放置。通过重复这些规定数，完成集电体210与隔离物220交互叠层而成的集成体。如这样完成集成体后，最后通过放置集成固定板230，则一系列叠层工序结束。
然后，如图11中所示，覆盖在对应于固定销111的位置上形成通孔141的压紧附具140。在压紧附具140上，在其纵长方向的两侧形成凹凸部142、143，通过分别配合这些凹凸部142、143与设置在第一固定附具110上的凹凸部114、115，使得压紧附具140覆盖于正确的位置成为可能。然后，在该状态下通过超声波等使固定销111的自由端变形而形成头部。然后，如图12中所示，取下压紧附具140和固定销下推附具130后，从第一固定附具110取下第二固定附具120。因为第一固定附具110与第二固定附具120在定位销124、125的轴向上配合，所以第二固定附具120的取下可以通过在定位销124、125的轴向上错动第二固定附具120来进行。因此，定位销124、125从通孔214拉脱。接着，从第一固定附具110取下集成体。但是，就集成体而言，在与固定销111一体的状态下，从第一固定附具110取下。更具体地说，保持使固定销111的头部111b与集成固定板230接触的状态，从第一固定附具110取下集成体。在该状态下，通过超声波等使与固定销111的头部111b对峙侧的端部变形而形成头部。
图13是表示在固定销111的两端分别形成头部111a、111b的状态下的集成体的结构的概略局部剖视图。
如图13中所示，如果在固定销111的自由端形成头部111b，在固定销111之中与自由端对峙侧的端部形成头部111a，则因为一对集成固定板230通过头部111a和头部111b而被压紧，所以由夹持于这些之间的集电体210和隔离物220组成的集成体被压缩固定。
如上所述，固定销111贯通的通孔213、221当中的，比形成于集电体210上的通孔213形成在隔离物220上的通孔221一方，设定得直径小些。因此，固定销111与隔离物220的内壁整个圆周上几乎成为接触状态，另一方面，相对于集电体210就成为内壁部分几乎等间隔地离开。也就是说，固定销111与集电体210实质上不接触。这是因为，如果通孔213的直径小，则将固定销111插入通孔213时，构成极化电极层212的材料等侵入设置在隔离物220上的通孔221内，其结果，应该由隔离物220分离的一对电极间存在着短路的危险。因此，将固定销111用于集电体210的定位是不合适的，在本实施方式中，考虑到这一点，将与固定销111不同的定位销124、125用于集电体210的定位。
如上所述，在固定销111的自由端形成头部111b，在固定销111当中的与自由端对峙侧的端部形成头部111a后，如作为概略俯视图的图14中所示，如果使集电条241、242连接于集电体210的引出部211a，则电气双层电容器完成。
如这样所制作的电气双层电容器300，如图15中所示，收入电解质溶液装入的密封袋310，以集电条241、242的一部分露出的状态而被封固。作为密封袋310，可以使用铝箔等。
作为电解质溶液，可以使用公知的电气双层电容器中所使用的电解质溶液(电解质水溶液、使用有机溶剂的电解质溶液)。但是，由于电气双层电容器中所使用的电解质溶液因为电化学上分解电压低而耐用电压被限制得低，所以，优选是使用有机溶剂的电解质溶液(无水电解质溶液)。虽然具体的电解质溶液的种类未特别限定，但是，优选是考虑到溶质的溶解度、离解度、液体的黏性而选择，更优选是高导电率且高电位窗(开始分解电压高)的电解质溶液。作为典型的例子，可以使用将四氨四氟硼酸盐之类四级铵盐溶解于碳酸丙烯酯、二碳酸乙二酯、乙腈等有机溶剂。其中，在该情况下，有必要严格地管理混入水分。
然后，如果逐个密封袋310将电气双层电容器300收容于未画出的壳体(塑料壳体等)，则成为最终制品。
如以上说明的这样，如果使用根据本实施方式的电化学器件制造用附具100制作电气双层电容器，则隔离物220由固定销111而定位，集电体210由定位销124、125来定位。也就是说，集电体210不靠固定销111来定位，固定销111可以成为与设置在集电体210上的通孔213的内壁部分离开的状态。借此，虽然设置有贯通集电体210和隔离物220的固定销111，但是消除了经由它上下的电极短路的危险。
而且，在该固定销111上在叠层后形成头部111b，借此，固定销111发挥压缩固定集成体的作用。因此，在实际使用状态下，即使因重复充电放电而使极化电极层212膨胀，也因为设置在上下的集成固定板230由固定销111压住，因此，集成体的膨胀被压住，其结果，使得防止变形成为可能。
而且，如图15中所示，如果作为集成固定板230的形状，使用具有延伸到端部的凸部232，则在集成体与集成固定板230之间形成间隙233，这成为电解质溶液的渗入口。这样一来，电解质溶液就容易渗透到集成体的内部。此外，如果在集成固定板230上设置凹凸，则因为集成固定板本身的机械强度提高，所以使得有效地压住极化电极层212的膨胀成为可能。
(第二实施方式)接下来，就本发明的第二实施方式详细地进行说明。
图16是表示根据本发明的第二实施方式的电化学器件制造用附具400的结构的概略分解立体图，图17是表示构成电化学器件制造用附具400的第一固定附具110的局部剖视图。如图16和图17中所示，本实施方式的电化学器件制造用附具400，第一，设置在第一固定附具110上的四个销插入口113分别仅由第一部分113a来构成，第一固定附具110在上面110a上还有集成固定板230这一点上与第一实施方式的电化学器件制造用附具100不同。这里，设置在集成固定板230上的通孔231的位置与设置在第一固定附具110上的销插入口113的位置一致。而且，设置在集成固定板230上的通孔231的直径φ41设定得与设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11几乎相同，或稍大。此外，销插入口113的直径φ13A设定得比设置在第一固定附具110上的固定销111的直径φ11足够大。
第二，本实施方式的电化学器件制造用附具400在固定销111的固定端侧上有头部111a这一点上也与第一实施方式的电化学器件制造用附具100不同。
接下来，就使用根据本实施方式的电化学器件制造用附具400的电气双层电容器的制造方法进行说明。其中，就与第一实施方式重复的说明而言适当地省略。
使用电化学器件制造用附具400的电气双层电容器的制作，通过交互地叠层集电体210与隔离物220，并且在集电体上配置一个集成固定板230来进行。下面，更具体地进行说明。
首先，将隔离物220放在第一固定附具110之上，接着，将集电体210放在隔离物220之上。然后，交互地叠层隔离物220和集电体210，完成集电体210与隔离物220交互地叠层而成的集成体。如这样完成集成体后，最后通过放置集成固定板230，结束一系列的叠层工序。
然后，覆盖在对应于固定销111的位置上形成通孔141的压紧附具140。此时，分别使设置在压紧附具140上的凹凸部142、143与设置在第一固定附具110上的凹凸部114、115配合。在该状态下，使用扭力扳手等在第一固定附具110与压紧附具140之间施加压力。所施加的压力设定成例如5～7N/cm2左右即可。借此，在集成体上施加高的压力，使之压缩。然后，在该状态下通过超声波等使固定销111的自由端变形而形成头部111b。
此时，在固定销111上，在与头部111b对峙侧的端部预先形成头部111a。因而，如果在固定销111的自由端上形成头部111b，则由头部111a和头部111b压住一对集成固定板230，由夹持于这些之间的集电体210和隔离物220组成的集成体以被压缩的状态被固定。
如这样在固定销111的自由端形成头部111b后，依次取下第三固定附具130和第二固定附具120。因为第一固定附具110与第二固定附具120在定位销124、125的轴向上配合，所以第二固定附具120的取下可以事通过在定位销124、125的轴向上错动第二固定附具120来进行。由此，定位销124、125从通孔214中拔出。
如这样，在将定位销124、125从通孔214拔出后，如作为概略俯视图的图18中所示，将集电条241、242连接于集电体210的引出部211a，取下第一固定附具110和压紧附具140，完成电气双层电容器。
如这样所制作的电气双层电容器300被收入电解质溶液所装入的密封袋310，以集电条241、242的一部分露出的状态而被封固(参照图15)。
如以上说明的这样，如果使用根据本实施方式的电化学器件制造用附具400制作电气双层电容器，则隔离物220由固定销111而定位，集电体210由定位销124、125而定位。也就是说，集电体210不利用固定销111来定位，固定销111可以成为与设置在集电体210上的通孔213的内壁部分离开的状态。借此，虽然设置有贯通集电体210和隔离物220的固定销111，但是消除经由其上下的电极短路的危险。
而且，在该固定销111上，在叠层后形成头部111b，借此，固定销111与头部111a一起发挥压缩固定集成体的作用。因此，在实际使用状态下，即使因重复充电放电而使极化电极层212膨胀，也因为设置在上下的集成固定板230由固定销111压住，因此集成体的膨胀被压住，结果，使得防止变形成为可能。
虽然，以上就本发明的最佳实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述第一和第二实施方式，在不脱离本发明的精神的范围内进行种种的变更是可能的，这些当然也包含在本发明的范围内。
例如，虽然根据上述第一实施方式的电化学器件制造用附具100具有四根固定销111，左右各两根定位销124、125，但是本发明中固定销或者定位销的根数不限定于此。此外，第二固定附具120当中的，具有定位销124的第一部分121，与具有定位销125的第二部分122没有必要连接，这些也可以由分开的构件来构成。
此外，通过本发明能够制造的电化学器件不限定于电气双层电容器，制作仿真电容、短路电容、氧化还原电容等种种电化学电容器是可能的。
权利要求
1.一种电化学器件，其特征在于，包括在表面上形成有极化电极层的多个集电体，与分离邻接的所述极化电极层的多个隔离物交互地配置的集成体，配置于所述集成体的叠层方向的两侧的一对集成固定板，以及贯通所述集成体和所述集成固定板而设置的多个固定销，其中，所述隔离物和所述集电体分别具有所述固定销所插入的第一和第二通孔，所述第二通孔直径大于所述第一通孔。
2.如权利要求1所述的电化学器件，其特征在于所述固定销由绝缘材料构成。
3.如权利要求1所述的电化学器件，其特征在于所述隔离物在所述第一通孔的内壁部分与所述固定销接触。
4.如权利要求2所述的电化学器件，其特征在于所述隔离物在所述第一通孔的内壁部分与所述固定销接触。
5.如权利要求3所述的电化学器件，其特征在于所述第二通孔的内壁部分与所述固定销在整个圆周上几乎等间隔地离开。
6.如权利要求4所述的电化学器件，其特征在于所述第二通孔的内壁部分与所述固定销在整个圆周上几乎等间隔地离开。
7.一种电化学器件的制造方法，其特征在于，包括通过分别将对应的固定销插入设置在隔离物上的多个第一通孔，对所述固定销定位放置所述隔离物的第一工序，分别将对应的所述固定销插入设置在所述集电体上的多个第二通孔，并且分别将对应的定位销插入设置在所述集电体上的多个第三通孔，以此对所述定位销定位放置于在表面上形成有极化电极层的集电体的第二工序，以及通过交互地重复所述第一工序与所述第二工序形成集成体后，在所述固定销的端部上形成头部，以此压缩固定所述集成体的第三工序。
8.如权利要求7所述的电化学器件的制造方法，其特征在于所述第二通孔的直径大于所述第一通孔。
9.如权利要求7所述的电化学器件的制造方法，其特征在于所述第三通孔在没有在表面上形成极化电极层的引出部上形成。
10.如权利要求8所述的电化学器件的制造方法，其特征在于所述第三通孔在没有在表面上形成极化电极层的引出部上形成。
11.如权利要求9所述的电化学器件的制造方法，其特征在于还包括在从所述第三通孔拔出所述定位销后，将集电条连接于所述引出部的第四工序。
12.如权利要求10所述的电化学器件的制造方法，其特征在于还包括在从所述第三通孔拔出所述定位销后，将集电条连接于所述引出部的第四工序。
13.一种电化学器件制造用附具，其特征在于，包括具有多个固定销，通过将所述多个固定销插入设置在隔离物上的通孔而定位固定所述隔离物的第一固定附具，以及具有多个定位销，通过将所述多个定位销插入设置在集电体上的通孔而定位固定所述集电体的第二固定附具，所述第一和第二固定附具通过在与所述固定销和所述定位销的轴向平行的方向上嵌合，而能够固定所述固定销与所述定位销的相对的位置关系。
14.如权利要求13所述的电化学器件制造用附具，其特征在于在以所述固定销和所述定位销的自由端为上侧，以固定端为下侧的情况下，所述第一和第二固定附具，能够配合成所述第一固定附具成为上侧，所述第二固定附具成为下侧。
15.如权利要求13所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述固定销相对所述第一固定附具能够装卸，且由绝缘材料构成。
16.如权利要求14所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述固定销相对所述第一固定附具能够装卸，且由绝缘材料构成。
17.如权利要求13所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述第二固定附具包括设置所述多个定位销的一部分的第一部分，设置所述多个定位销的其余部分的第二部分，以及连接所述第一和第二部分的第三部分，其中，所述第一固定附具具有与所述第二固定附具的所述第三部分配合的凹部。
18.如权利要求14所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述第二固定附具包括设置所述多个定位销的一部分的第一部分，设置所述多个定位销的其余部分的第二部分，以及连接所述第一和第二部分的第三部分，其中，所述第一固定附具具有与所述第二固定附具的所述第三部分配合的凹部。
19.如权利要求15所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述第二固定附具包括设置所述多个定位销的一部分的第一部分，设置所述多个定位销的其余部分的第二部分，以及连接所述第一和第二部分的第三部分，其中，所述第一固定附具具有与所述第二固定附具的所述第三部分配合的凹部。
20.如权利要求16所述的电化学器件制造用附具，其特征在于所述第二固定附具包括设置所述多个定位销的一部分的第一部分，设置所述多个定位销的其余部分的第二部分，以及连接所述第一和第二部分的第三部分，其中，所述第一固定附具具有与所述第二固定附具的所述第三部分配合的凹部。
全文摘要
本发明提供一种电化学器件制造用附具，包括具有多个固定销，通过插入设置在隔离物上的通孔而定位固定隔离物的第一固定附具；具有多个定位销，通过插入设置在集电体上的通孔而定位固定集电体的第二固定附具；以及支持固定销的固定销下推附具。第一和第二固定附具在与固定销和定位销的轴向平行的方向上能够配合，由此，能够固定固定销与定位销的相对的位置关系。
文档编号H01M10/04GK1992111SQ20061016999
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者坂本龙一, 武石实 申请人:Tdk株式会社