电化学器件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电化学器件，其能够长期确保可靠性。该电化学器件具备液室和蓄电元件。上述液室收容电解液，并且具有第一面和与上述第一面相对的第二面。上述蓄电元件配置于上述液室内，具有设置于上述第一面上的第一电极和与上述第一电极离开地设置于上述第一面上的第二电极。由此，能够提供可以长期确保可靠性的电化学器件。
【专利说明】电化学器件
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及内置有可充放电的蓄电元件的电化学器件。
【背景技术】
[0002]专利文献I中公开有一般的电化学器件。该电化学器件包含蓄电元件，该蓄电元件具有正极活性物质电极、负极活性物质电极和配置于两者之间的隔离物。该蓄电元件与电解液一起收容于由陶瓷构成的凹状容器中。收容有蓄电元件的容器利用由金属材料构成的盖经由密封圈进行密封。
[0003]在该电化学器件中，蓄电元件夹在容器的底面和盖的内表面之间。更详细而言，正极活性物质电极经由集电体与容器底面接合，负极活性物质电极与盖相接合。根据该结构，在该电化学器件中，将上述容器的集电体作为正极，将上述盖作为负极，经由规定的配线可以对蓄电元件进行充放电。
[0004]已知在这种电化学器件中，通常，正极活性物质电极侧的集电体比负极侧的盖或密封圈易于被腐蚀。专利文献2中公开有一种为了防止集电体的腐蚀而利用铝等阀金属将集电体包覆的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:(日本)特开2001 - 216952号公报
[0008]专利文献2:(日本)特开2011 - 228263号公报
[0009]发明所要解决的课题
[0010]但是，由于电化学器件的长期使用等，成为负极的盖或形成密封圈的金属材料有时也向电解液中熔析。由此，熔析到电解液中的金属有时析出到蓄电元件上，产生电化学器件内的短路。另外，若盖发生腐蚀，则阻碍盖和负极活性物质电极的良好接触，有时产生电化学器件的内部电阻的上升或电容的降低。
【发明内容】
[0011]鉴于如上所述的情况，本发明的目的在于，提供一种能够长期确保可靠性的电化学器件。
[0012]用于解决课题的技术方案
[0013]为了实现上述目的，本发明的一个方式提供一种电化学器件，其具备液室和蓄电元件。
[0014]上述液室收容电解液，并具有第一面和与上述第一面相对的第二面。
[0015]上述蓄电元件配置于上述液室内，具有设置于上述第一面上的第一电极和与上述第一电极离开地设置于上述第一面上的第二电极。
[0016]本发明的另一方式提供一种电化学器件，其具备:具有液室和蓄电兀件的多个电化学单元；和连接上述多个电化学单元的连接配线部。[0017]上述电化学单元的上述液室收容电解液，并且具有第一面和与上述第一面相对的
第二面。
[0018]上述电化学单元的上述蓄电元件配置于上述液室内，具有设置于上述第一面上的第一电极和与上述第一电极离开地设置于上述第一面上的第二电极。
[0019]发明效果
[0020]能够提供可以长期确保可靠性的电化学器件。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明第一实施方式的电化学器件的整体结构的立体图。
[0022]图2是沿着图1所示的电化学器件的A — A’线的概略截面图。
[0023]图3是图2所示的电化学器件的比较例的概略截面图。
[0024]图4是图2所示的电化学器件的变形例的概略截面图。
[0025]图5是图2所示的电化学器件的变形例的概略截面图。
[0026]图6是图2所示的电化学器件的变形例的概略截面图。
[0027]图7是图2所示的电化学器件的变形例的概略截面图。
[0028]图8是表示图2所示的电化学器件的活性物质电极形状的变化的图。
[0029]图9是本发明第二实施方式的电化学器件的概略截面图。
[0030]图10是图9所示的电化学器件的比较例的概略截面图。
[0031]图11是图9所示的电化学器件的比较例的概略截面图。
[0032]符号说明
[0033]10:电化学器件
[0034]11:基材
[0035]12:盖
[0036]13:密封圈
[0037]14、15:配线
[0038]16、17:活性物质电极
[0039]18、19:导电性粘接层
[0040]c:容器
[0041]d:蓄电元件
[0042]R:液室
【具体实施方式】
[0043]为了实现上述目的，本发明一实施方式的电化学器件具备液室和蓄电元件。
[0044]上述液室收容电解液，并且具有第一面和与上述第一面相对的第二面。
[0045]上述蓄电元件配置于上述液室内，具有设置于上述第一面上的第一电极和与上述第一电极离开地设置于上述第一面上的第二电极。
[0046]根据该电化学器件，金属材料不会从上述第二面熔析，因此能够长期防止短路、内部阻力的上升或电容的降低。
[0047]上述第二面也可以与上述蓄电元件离开。[0048]通过该结构，即使使用金属材料等导电性材料形成上述第二面的情况下，上述一对电极也不发生短路。
[0049]上述电化学器件也可以还具备具有上述第一面的基材和具有上述第二面的盖。
[0050]在该电化学器件中，通过上述基材和上述盖的组合，能够容易地将上述蓄电元件和上述电解液密封。
[0051]上述电化学器件也可以还具备密封部，其配置于上述基材和上述盖之间，并且具有上述第二面。
[0052]在该电化学器件中，可确保上述基材和上述盖的密接，因此可得到较高的可靠性。
[0053]上述电化学器件也可以还具备一对外部电极端子，该一对外部电极端子露出于上述基材的与上述第一面相反的面，分别从上述第一电极和上述第二电极引出。
[0054]根据该电化学器件，可以得到上述效果，并且能够容易地安装到电子设备等。
[0055]上述电化学器件也可以还具备导电性粘接层，该导电性粘接层分别配置于上述第一电极与上述第一面之间、和上述第二电极与上述第一面之间，作为集电膜发挥功能。
[0056]根据该电化学器件，上述导电性粘接层兼备将上述第一电极和上述第二电极粘接于上述第一面的作用和作为集电膜的功能，因此，零件数量减少，制造成本降低。
[0057]本发明的另一实施方式的电化学器件具备:具有液室和蓄电元件的多个电化学单元；和连接上述多个电化学单元的连接配线部。
[0058]上述电化学单元的上述液室收容电解液，并且具有第一面和与上述第一面相对的
第二面。
[0059]上述电化学单元的上述蓄电元件配置于上述液室内，具有设置于上述第一面上的第一电极和与上述第一电极离开地设置于上述第一面上的第二电极。
[0060]根据该电化学器件，可以利用上述连接配线部自由地组合使用多个上述电化学单元，因此，可以容易地实现电容的增大和充放电电压的上升。
[0061 ] 上述电化学器件也可以还具备基材，其具有对于上述多个电化学单元共用的上述
第一面。
[0062]根据该电化学器件，可以利用同一部件保持上述多个电化学单元，因此，零件数量减少，制造成本降低。另外，根据该电化学器件，由于上述多个电化学单元设置于共用的基材上，因此向电子设备等的安装时的操作性提高。
[0063]上述电化学器件也可以还具备盖，其具有对于上述多个电化学单元共用的上述第二面。
[0064]根据该电化学器件，由于用同一部件即可将上述多个电化学单元密闭，因此，零件数量减少，制造成本降低。
[0065]在上述电化学器件中，所有的上述蓄电元件也可以通过上述连接配线部进行串联连接。
[0066]根据该电化学器件，可以作为单独器件容易地使放电电压上升。
[0067]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0068]〈第一实施方式〉
[0069][电化学器件10的整体结构]
[0070]图1是表示本发明第一实施方式的电化学器件10的整体结构的立体图。图2是沿着图1所示的电化学器件10的A — A’线的概略截面图。另外，在各附图中，表示有相互正交的X轴、Y轴及Z轴。X轴、Y轴及Z轴在所有附图中是共通的。
[0071]电化学器件10可以采用多种多样的形状。在本实施方式中，作为一个例子，对具有沿着X轴方向的宽度尺寸为2.5mm、沿着Y轴方向的长度尺寸为3.2mm、沿着Z轴方向的高度尺寸为0.95mrn的长方体状的形状的电化学器件10进行说明。
[0072]电化学器件10具有由基材11、盖12和密封圈13构成的容器c ;和与电解液一起密封于该容器c内且由一对活性物质电极16、17构成的蓄电兀件d。一对活性物质电极16、17的一方作为正极活性物质电极发挥作用，另一方作为负极活性物质电极发挥作用。
[0073]电化学器件10例如作为PAS (Polyacenic Semiconductor)电容器、双电层电容器、二次电池而构成。另外，电化学器件10也可以将活性物质电极16、17中的一方构成为含锂的负极活性物质电极，且作为锂离子电容器而构成。
[0074]电化学器件10可用作例如电子设备的备用电源等。在该情况下，电化学器件10作为可以通过回流焊接法等安装于电子设备的电路基板上的表面安装型零件而构成。因此，在电化学器件10上设有分别与活性物质电极16、17连接且露出于Z轴方向下表面的外部电极端子14b、15b。
[0075][容器c]
[0076]容器c具有:Z轴方向上方开口的箱状基材11、闭塞基材11的盖12、将基材11和盖12接合的密封圈13。
[0077](基材11)
[0078]容器c的基材11由陶瓷等绝缘性材料形成为整体大致长方体状。基材11具有:沿着X轴方向及Y轴方向延伸的长方形状的底壁部I la、从该底壁部I Ia的四边分别向Z轴方向上方平板状地延伸的周壁部lib。另外，基材11具有被底壁部Ila的Z轴方向上表面和周壁部Ilb的内表面包围且向Z轴方向上方开口的凹状部11c。
[0079]基材11通过将多个陶瓷片材在Z轴方向上层叠后进行烧制来制作。底壁部Ila通过层叠多个陶瓷片材而形成。周壁部Ilb例如是具有开口部的单个或多个陶瓷片材层叠于形成底壁部Ila的陶瓷片材上而形成。也可以在形成底壁部Ila的陶瓷片材上，在烧制前涂敷成为后述的配线的金属膏。
[0080](盖12)
[0081]容器c的盖12由大致矩形的板材构成。盖12具有其四边的周缘部比中央部向基材11侧降低(降阶)的形状。盖12也可以是与上述相反地中央部比上述周缘部向基材11侧降低的形状，还可以是周缘部和中央部成为同一平面的平坦的形状。
[0082]盖12利用例如柯伐(Kovar)铁镍钴(Fe (铁)一 Ni (镍)一 Co (钴)类)合金形成。在本实施方式的电化学器件10中，由于不对盖12要求作为电极的功能，因此，形成盖12的材料不限于各种金属材料等导电性材料。
[0083]因此，作为形成盖12的材料，可以多种类地采用各种陶瓷、有机材料等绝缘性材料、半导体材料等。在使用有机材料作为形成盖12的材料的情况下，可以适当地在盖12的内表面形成难以与电解液反应的反应抑制层。另外，由于盖12与基材11相接合，因此优选利用线性膨胀系数与形成基材11的材料相近的材料或具有一定程度的柔软性的材料形成。[0084]在利用导电性材料形成盖12的情况下，为了使活性物质电极16、17不短路，需要与活性物质电极16、17离开。另一方面，在利用绝缘性材料形成盖12的情况下，由于不可能使活性物质电极16、17短路，因此也可以与活性物质电极16、17接触。
[0085](密封圈13)
[0086]容器c的密封圈13配置于基材11和盖12之间，作为与基材11和盖12双方紧贴的密封部而构成。因此，密封圈13为环形状，以沿着基材11的周壁部Ilb的Z轴方向上端部包围基材11的凹状部Ilc的方式配置。
[0087]密封圈13与盖12 —样由柯伐铁镍钴合金形成。但是，密封圈13只要利用与基材11和盖12都紧贴的材料形成即可。因此，与盖12—样，形成密封圈13的材料也可以多种类地采用绝缘性材料或半导体材料等。另外，密封圈13还优选利用线性膨胀系数与形成基材11的材料相近的材料形成，且适合由与盖12同种或相同的材料构成。
[0088]另外，在基材11和盖12能够直接紧贴的情况下，也可以不设置密封圈13。
[0089](液室R)
[0090]在电化学器件10中，构成蓄电元件d的一对活性物质电极16、17经由导电性粘接层18、19设置于凹状部Ilc的底面(第一面)，在向凹状部Ilc内注入电解液后，上述基材
11、盖12和密封圈13被接合。由此，形成被基材11、盖12和密封圈13包围的具有液密性的液室R。
[0091]S卩，液室R被接合有活性物质电极16、17的第一面(凹状部Ilc的底面)、和与活性物质电极16、17离开的第二面〔凹状部Ilc的侧面、盖12的内表面和密封圈的内表面)包围而形成。
[0092]基材11、盖12和密封圈13通过焊接法被接合。具体而言，盖12经由密封圈13通过激光焊接法与基材11接合。当然，为了将基材11、盖12和密封圈13接合，可以采用焊接法以外的多种接合技术。另外，用于形成液室R的结构也可以是基于盖12和密封圈13的组合的结构以外的结构。
[0093](基材11的配线构造)
[0094]基材11具有与活性物质电极16连接的第一配线14、与活性物质电极17连接的第二配线15。配线14、15具有:埋入凹状部Ilc的底面的通孔(via) 14a、15a、外部电极端子14b、15b、层间配线部 14c、15c。
[0095]通孔14a、15a在构成底壁部Ila的陶瓷片材中，在Z轴方向上贯通地设置到形成凹状部Ilc的底面的陶瓷片材。通孔14a、15a露出于凹状部Ilc的底面，分别与导电性粘接层18、19相邻。由此，通孔14a、15a经由导电性粘接层18、19与活性物质电极16、17连接。
[0096]外部电极端子14b、15b分别设置于基材11的Y轴方向两端部。具体而言，夕卜部电极端子14b、15b分别从底壁部Ila遍及侧壁部Ilb —体地设置于基材11的外表面。
[0097]层间配线部14c、15c形成于构成底壁部Ila的多个陶瓷片材的层间。层间配线部14c、15c分别连接通孔14a、14b和外部电极端子14b、14c。
[0098]通孔14a、15a、外部电极端子14b、15b和层间配线部14c、15c由各种金属等的导电性材料形成。作为这种导电性材料，例如，可例举出钨(W)。另外，通孔14a、15a、外部电极端子14b、15b和层间配线部14c、15c也可以由用镍或金将钨包覆而成的层叠膜等多种金属材料的复合材料形成。
[0099]通孔14a、15a分别可以是单个，也可以是多个。在将通孔14a、15a分别设为多个的情况下，连接通孔14a、15a和外部电极端子14b、15b的层间配线部14c、15c,可以按各通孔14a、15a的每一个设置,也可以设置为对各通孔14a、15a共用。
[0100]基材11的配线构造不限于上述构造，只要外部电极端子14b、15b从活性物质电极16、17被引出即可。特别是，如果外部电极端子14b、15b分别露出于基材11的底壁部Ila的Z轴方向下表面，则电化学器件10可以用作表面安装型零件。
[0101]如以上所述，在电化学器件10中，由于配线14、15在基材11内从构成蓄电元件d的活性物质电极17、18被引出到外部电极端子14b、15b，因此可以使用外部电极端子14b、15b对蓄电元件d进行充放电。另外，在本实施方式中，虽然没有设置与活性物质电极16、17对应的集电膜，但导电性粘接层18、19兼备将活性物质电极16、17与基材11接合的功能和作为集电膜的功能。
[0102][蓄电元件d]
[0103]如上所述，设置于基材11的凹状部Ilc的底面的活性物质电极16、17相互成对，构成蓄电元件d。本实施方式的蓄电元件d的一对活性物质电极16、17均与基材11连接，与盖12或密封圈13离开。活性物质电极16经由导电性粘接层18与通孔14a连接，活性物质电极17经由导电性粘接层19与通孔15a连接。
[0104]活性物质电极16、17均由包含活性物质的片材构成。作为活性物质，例如可例举出:活性炭、PAS (Polyacenic Semiconductor:聚并苯类有机半导体)等。在活性物质电极16、17中，利用双电层形成电容器，产生规定的静电电容[F]。活性物质电极16、17的静电电容根据活性物质的量[g]、活性物质的表面积[m2 / g]和活性物质的比电容[F / m2]的积来规定。
[0105]具体而言，活性物质电极16、17通过将对活性物质粒子(例如活性炭粒子)、导电辅助剂(例如科琴黑(超导电炭黑))和粘合剂(例如PTFE (Polytetrafluoroethylene:聚四氟乙烯))的混合物进行滚轧而形成的片材裁断成矩形而制作。例如，活性物质电极16、17均以0.2mm的厚度形成。但是，活性物质电极16、17的厚度可以任意地确定,活性物质电极16,17的厚度也可以互不相同。
[0106]与蓄电元件d —起密封于容器c的液室R的电解液可适当确定。作为电解液，例如可以使用:含有BF4-(四氟化硼离子)的季铵盐溶液，具体而言，可以使用5 —氮鎗螺[4.4]壬烷-BF4或乙基甲基咪唑鎗壬烷-BF4的溶液。
[0107][电化学器件10的作用效果]
[0108]下面，对本实施方式的电化学器件10的作用效果，一边与比较例的电化学器件110相比较一边进行说明。
[0109](比较例的电化学器件110的概略结构)
[0110]图3是本实施方式的比较例的电化学器件110的概略截面图。电化学器件110也具有容器c和蓄电元件d，蓄电元件d与电解液一起密封于容器c的液室R内。容器c包含:基材111、盖112和密封圈113。蓄电元件d具有:正极活性物质电极116、负极活性物质电极117和配置于这两者之间的隔离物121。
[0111]正极活性物质电极116经由导电性粘接层118与基材111的凹状部Illc的底面接合，负极活性物质电极117经由导电性粘接层119与盖112的内表面接合。因此，电化学器件110的蓄电元件d夹设在基材111和盖112之间。通过该结构，在电化学器件110中，与正极活性物质电极116相邻的导电性粘接层118作为正极发挥作用，盖112和密封圈113作为负极发挥作用。
[0112]在基材111中设有正极配线114及负极配线115。正极配线114包括通孔114a、外部电极端子114b和层间配线部114c，负极配线115包括通孔115a、外部电极端子115b和层间配线部115c。外部电极端子114b经由通孔114a及层间配线部114c与和正极活性物质电极116相邻的导电性粘接层118连接。外部电极端子115b经由通孔115a及层间配线部115c与密封圈113连接。
[0113]通过上述结构，电化学器件110中可以使用外部电极端子114b、115b进行蓄电元件d的充放电。
[0114](本实施方式和比较例的比较)
[0115]在比较例的电化学器件110中，盖112和密封圈113作为负极发挥作用，因此，有时由于形成盖112和密封圈113的金属材料熔析到电解液中，产生短路或内部阻力的上升或电容的降低。
[0116]另一方面，在本实施方式的电化学器件10中，盖12和密封圈13不作为电极发挥作用，因此，形成盖12和密封圈13的材料不会向电解液中熔析。因此，电化学器件10能够长期有效地防止短路或内部阻力的上升或电容的降低。这样，电化学器件10能够长期得到较高的可靠性。
[0117]在比较例的电化学器件110中，盖112和密封圈113作为负极发挥作用，因此，需要用具有导电性的金属材料形成盖112和密封圈113。
[0118]另一方面，在本实施方式的电化学器件10中，盖12和密封圈13不作为电极发挥作用，因此，作为形成盖12和密封圈13的材料能够采用的材料的自由度高。由此，电化学器件10中，例如，盖12和密封圈13可以选择廉价的材料，另外，由于盖12和密封圈13选择加工性高的材料，由此能够简化制造工艺。因此，电化学器件10能够实现制造成本的降低。
[0119]比较例的电化学器件110中，盖112作为负极发挥作用，因此，需要将负极配线115从处于Z轴方向上侧的盖112引出到基材111的Z轴方向下表面。因此，电化学器件110中，需要在连接密封圈113和层间配线部115c的Z轴方向上设置较长的通孔115a。
[0120]另一方面，本实施方式的电化学器件10中，两个活性物质电极16、17均处于基材11的凹状部IlC的底面，因此，可以配线14、15较短。由此，形成配线14、15的材料可以较少，并且基材11的配线构造简单，因此能够简化制造工艺。因此，电化学器件10中，能够实现制造成本的降低。
[0121]进而，在本实施方式的电化学器件10中，两个活性物质电极16、17均处于基材11的凹状部11C的底面，因此，与两个活性物质电极116、117在Z轴方向上层叠的比较例的电化学器件110相比，在Z轴方向上能够实现薄型化。
[0122]比较例的电化学器件110的蓄电元件d具有活性物质电极116、117的层叠构造。因此，电化学器件Iio中，需要在活性物质电极116和活性物质电极117之间设有隔离物121，以使活性物质电极116和活性物质电极117不直接接触。[0123]另一方面，本实施方式的电化学器件10的蓄电元件d中，活性物质电极16、17相互离开地配置于同一平面(基材11的凹状部IlC的底面)上。因此，电化学器件10中，活性物质电极16和活性物质电极17不会直接接触，因此，不需要在活性物质电极16和活性物质电极17之间设置隔离物。因此，电化学器件10中，能够实现零件数量的减少，并且能够简化制造工艺。因此，电化学器件10中，能够实现制造成本的降低。
[0124]比较例的电化学器件110的正极和负极中结构不同。详细而言，电化学器件110中，正极配线114从基材111的凹状部111C的底面引出，但负极配线115从盖112引出。因此，电化学器件110中，必须将配线114的外部电极端子114b设定为正极，将配线115的外部电极端子115b设定为负极。即，外部电极端子114b、115b的极性不具有互换性。
[0125]另一方面，本实施方式的电化学器件10具有活性物质电极16侧的构造和活性物质电极17侧的构造对称的结构。因此，电化学器件10中，将配线14的外部电极端子14b和配线15的外部电极端子15b的任一个都能够设定为正极或负极。即，外部电极端子14b、15b的极性具有互换性。因此，电化学器件10中，在装入电子设备等时，不需要考虑方向，向电子设备等的安装变得容易。
[0126][变形例]
[0127]下面，对本实施方式的电化学器件10的变形例进行说明。在各电化学器件中，对相同的结构标注相同的符号，并适当省略其说明。
[0128](变形例I)
[0129]图4是本实施方式的变形例I的电化学器件20的概略截面图。电化学器件20包括夹设在活性物质电极16和活性物质电极17之间的隔离物21。即，电化学器件20的蓄电元件d具备活性物质电极16、活性物质电极17、和夹设在活性物质电极16、17之间的隔离物21。
[0130]电化学器件20中，通过设置隔离物21，能够确保电解液的路径，并且在更靠近地配置活性物质电极16和活性物质电极17的情况下，也能够防止活性物质电极16和活性物质电极17直接接触引起的短路。因此，电化学器件20中，在实现了小型化的情况下，也能够确保可靠性。
[0131](变形例2)
[0132]图5是本实施方式的变形例2的电化学器件30的概略截面图。电化学器件30包括架设在活性物质电极16和活性物质电极17的Z轴方向上表面间的隔离物31。S卩，电化学器件30的蓄电元件d具备活性物质电极16、活性物质电极17、和架设于活性物质电极
16、17之间的隔离物31。
[0133]电化学器件30中，通过设置隔离物31，能够确保电解液的路径，并且为了保持活性物质电极16和活性物质电极17的相对位置而发挥作用，且能够防止活性物质电极16和活性物质电极17直接接触引起的短路。
[0134](变形例3)
[0135]图6是本实施方式的变形例3的电化学器件40的概略截面图。电化学器件40的容器c的结构与本实施方式的电化学器件10不同。详细而言,在电化学器件40和电化学器件10中，虽然共用盖12，但是基材和密封圈不同。
[0136]电化学器件40的容器c具有平板状的基材41、在Z轴方向上沿着壁上延伸的密封圈43。基材41作为从基材11去除侧壁部Ilb只形成底壁部Ila的平板状部件而构成。密封圈43以兼作基材11的侧壁部Ilc和密封圈13的方式包围液室R的X轴方向及Y轴方向，在基材11的Z轴方向上表面形成有凹状部41c。
[0137]S卩，在电化学器件40中，液室R由接合有活性物质电极16、17的第一面(基材41的Z轴方向上表面)和与活性物质电极16、17离开的第二面(密封圈43和盖12的内表面)包围而形成。
[0138]通过该结构，电化学器件40中，由于未将基材11形成凹状，因此作为基材11可以采用通常使用的陶瓷基板。由此，实现电化学器件40的制造成本的降低。
[0139]另外，通常，难以将陶瓷如所设计的那样形成为凹状，其尺寸精度较低。但是，电化学器件40中，基材41为平板状，利用密封圈43在其上表面形成凹状部41c。因此，作为形成密封圈43的材料，通过选择金属等容易加工的材料，提高了容器c的尺寸精度。随之，能够较大地设定液室R内的活性物质电极16、17的配置和注入电解液的设计公差。
[0140](变形例4)
[0141]图7是本实施方式的变形例4的电化学器件50的概略截面图。电化学器件50的容器c的结构与本实施方式的电化学器件10不同。详细而言,在电化学器件50和电化学器件10中，虽然密封圈13是共通的，但是基材和盖不同。
[0142]电化学器件50的容器c具有与变形例3相同的基材41和盖52，该盖52的周缘部比盖12的周边部降低得更深。盖52包围液室R的X轴方向及Y轴方向且在基材11的Z轴方向上表面形成有凸状部。为了形成盖52，可以采用挤压(絞>9)加工法等。另外，盖52只要是在基材41上能够形成液室R的形状即可，例如，也可以是穹顶状。
[0143]S卩，电化学器件50中，液室R被接合有活性物质电极16、17的第一面(基材41的Z轴方向上表面)和与活性物质电极16、17离开的第二面(密封圈13及盖52的内表面)包围而形成。
[0144]通过该结构，与变形例3同样，作为基材41，可以采用一般使用的陶瓷基板，并且作为形成盖52的材料，通过选择金属等容易加工的材料,容器c的尺寸精度提高。随之，可较大地设定液室R内的活性物质电极16、17的配置和注入电解液的设计公差。
[0145](变形例5)
[0146]图8是表示本实施方式的电化学器件10的活性物质电极16、17的变化的图。图8中，省略活性物质电极16、17以外的结构。活性物质电极16、17的形状不限于矩形，可采用所有的形状。另外，活性物质电极16和活性物质电极17也可以是不同的形状。总之，活性物质电极16和活性物质电极17相对的面的面积越大，电化学器件10的阻力越减少，故优选。
[0147]图8 (a)表示为了增大活性物质电极16和活性物质电极17的相对面而将该相对面形成为锯齿形状的例子。活性物质电极16和活性物质电极17的相对面除了锯齿形状以夕卜，由波形等曲面构成，也能够得到相同的效果。
[0148]图8 (b)及图8 (C)表示为了增大活性物质电极16和活性物质电极17的相对面，以活性物质电极16将活性物质电极17的周围包围的方式构成的例子。详细而言，如图8(b)所示，可以采用U字状的活性物质电极16包围矩形的活性物质电极17的三边的结构。另外，如图8 (c)所示，可以采用挖空成圆形的活性物质电极16包围圆形的活性物质电极17的周围的结构。另外，当然，活性物质电极16、17的位置关系也可以相反。
[0149](其它变形例)
[0150]本实施方式的电化学器件10中，导电性粘接膜18、19兼具作为活性物质电极16、17的集电膜的功能，但除了导电性粘接膜18、19之外，也可以在活性物质电极16、17另设金属层作为集电膜。
[0151]〈第二实施方式〉
[0152][电化学器件80的整体结构]
[0153]图9是本发明的第二实施方式的电化学器件80的概略截面图。另外，本实施方式中，对于与第一实施方式相同的结构，适当省略进行说明。
[0154]电化学器件80可以采用多种多样的形状。本实施方式中，作为一个例子，对具有沿着X轴方向的宽度尺寸为2.5mm、沿着Y轴方向的长度尺寸为6.4mm、沿着Z轴方向的高度尺寸为0.95mm的长方体状的形状的电化学器件80进行说明。
[0155]本实施方式的电化学器件80的结构与将第一实施方式的电化学器件10沿Y轴方向排列配置两个且将该两个电化学器件10进行串联连接的结构类似。电化学器件80将该结构作为单一元件而实现。电化学器件80包含与电化学器件10对应的两个电化学单元60,70ο
[0156]电化学器件80具有由基材81、盖82和密封圈83构成的容器C。电化学器件80中，对于电化学单元60、70具有单一的基材81、盖82和密封圈83。
[0157]基材81具有底壁部81a、侧壁部81b、和由底壁部81a以及侧壁部81b形成的凹状部81c。凹状部81c与电化学单元60、70对应而形成有两个。各凹状部81c借助密封圈83被盖82密闭，形成电化学单元60的液室Rl和电化学单元70的液室R2。液室Rl和液室R2隔着基材81的侧壁部81b相邻。
[0158]在第一电化学单元60的液室Rl中，由一对活性物质电极66、67构成的蓄电元件dl与电解液一起被密封。活性物质电极66、67分别经由导电性粘接层68、69与凹状部81c的底面接合。在第二电化学单元70的液室R2中，由一对活性物质电极76、77构成的蓄电元件d2与电解液一起被密封。活性物质电极76、77分别经由导电性粘接层78、79与凹状部81c的底面接合。
[0159]电化学器件80中，从第一电化学单元60中的距第二电化学单元70较远的一侧的活性物质电极66引出外部电极端子64b,从第二电化学单兀70中的距第一电化学单兀60较远的一侧的活性物质电极77引出外部电极端子75b。另外，隔着基材81的侧壁部81b相邻的、第一电化学单元60的活性物质电极67和第二电化学单元70的活性物质电极76通过连接配线部84连接。
[0160]通过上述结构，电化学器件80中，电化学单元60、70串联连接能够使用外部电极端子64b、75b对两个蓄电元件dl、d2进行充放电。
[0161](基材81的配线构造)
[0162]基材81具有与活性物质电极66连接的第一配线64和与活性物质电极77连接的第二配线75。配线64、75具有埋入凹状部Ilc的底面的通孔64a、75a、外部电极端子64b、75b、层间配线部64c、75c。
[0163]通孔64a、75a露出于凹状部81c的底面，分别与导电性粘接层68、79相邻。由此，通孔64a、75a经由导电性粘接层68、79与活性物质电极66、77连接。
[0164]外部电极端子64b、75b分别设置于基材81的Y轴方向两端部。具体而言，外部电极端子64b、75b分别从底壁部81a遍及侧壁部81b作为整体设置于基材81的外表面。
[0165]层间配线部64c、75c形成于构成底壁部81a的多个陶瓷片材的层间。层间配线部64c,75c分别将通孔64a、75a和外部电极端子64b、75b连接。
[0166]另外，基材81具有与活性物质电极67连接的通孔65a和与活性物质电极76连接的通孔74a。通孔65a、74a露出于凹状部81c的底面，分别与导电性粘接层69、78相邻。由此，通孔65a、74a经由导电性粘接层69、78与活性物质电极67、76连接。
[0167]另外，基材81具有连接通孔65a和通孔74a的连接配线部84。通过连接配线部84，活性物质电极67和活性物质电极76导通，第一电化学单元60和第二电化学单元70被连接。
[0168][电化学器件80的作用效果]
[0169]本实施方式的电化学器件80在将外部电极端子64b作为正极、将外部电极端子75b作为负极进行充放电的情况下，作为正极活性物质电极66、负极活性物质电极67、正极活性物质电极76、负极活性物质电极77依次被串联连接的单一的蓄电元件发挥作用。另夕卜，电化学器件80在将外部电极端子64b作为负极、将外部电极端子75b作为正极进行充放电的情况下，作为负极活性物质电极66、正极活性物质电极67、负极活性物质电极76、正极活性物质电极77依次被串联连接的单一的蓄电元件发挥作用。
[0170]这样，本实施方式的电化学器件80与串联连接两个第一实施方式的电化学器件10的情况相同，能够以电化学器件10的二倍电压进行充放电。
[0171]另外，电化学器件80中，由于利用单一基材81保持两个电化学单元60、70，并且利用单一的盖82进行密封，因此零件数量减少，制造成本降低。另外，电化学器件80中，由于利用单一的基材81保持两个电化学单元60、70，因此向电子设备等安装时的操作性良好。
[0172]下面，一边与比较例的电化学器件280、380进行比较，一边对本实施方式的电化学器件80的作用效果进行说明。
[0173](比较例的电化学器件280、380的概略结构)
[0174]图10是本实施方式的比较例的电化学器件280的概略截面图，图11是本实施方式的比较例的电化学器件380的概略截面图。电化学器件280的结构与将图3所示的电化学器件110沿Y轴方向排列配置两个并且将该两个电化学器件110进行串联连接的结构类似。电化学器件280包含与电化学器件110对应的两个电化学单元260、270，电化学器件380包含与电化学器件110对应的两个电化学单元360、370。
[0175]在图10所示的电化学器件280中，第一电化学单元260的蓄电元件dl和第二电化学单元270的蓄电元件d2利用盖282被连接。因此，电化学器件280中，在将配线264、275的外部电极端子264b作为正极、将外部电极端子275b作为负极对两个蓄电元件dl、d2进行充放电的情况下，活性物质电极266、活性物质电极267、活性物质电极276、活性物质电极277依次被串联连接。因此，第一电化学单元260中，盖282侧的活性物质电极267成为负极，而第二电化学单元270中，盖282侧的活性物质电极276成为正极。
[0176]这样，电化学器件280中，在将配线264、275的外部电极端子264b、275b的哪一个作为正极的情况下，电化学单元260、270中的任意一方中，盖282侧成为正极。因此，电化学器件280中，在盖282侧成为正极的电化学单元中，形成盖282和密封圈283的金属材料易于向电解液中熔析。因此，电化学器件280中，容易产生短路或内部阻力的上升或电容的降低。
[0177]电化学器件380消除了电化学器件280中的这些不良情况。电化学器件380中，以在电化学单元360、370中盖382侧的活性物质电极367、377成为负极的方式，设有连接第一电化学单元360的盖382和第二电化学单元370中的导电性粘接膜379的配线365a、384、374a。
[0178]通过该结构，电化学器件380中，盖382侧的活性物质电极367、377成为负极。但是，如上所述，即使盖382为负极，由于长期的使用等，也产生腐蚀。
[0179](本实施方式与比较例的比较)
[0180]如上所述，比较例的电化学器件280中，盖282容易腐蚀，电化学器件380中，得不到长期的可靠性。而本实施方式的电化学器件80中，不产生盖82的腐蚀，可得到长期的较高的可靠性。
[0181]比较例的电化学器件380中，需要将用于与配置于Z轴方向上侧的盖282连接的通孔365a、375a较长地形成。而本实施方式的电化学器件80中，活性物质电极66、67、76、77均设置于基材81的凹状部81c的底面，因此，不需要设置长的通孔。电化学器件80中，能够利用活性物质电极66、67、76、77的Z轴方向下侧的简单的配线连接两个电化学单元，因此，能够抑制制造成本。
[0182][变形例]
[0183]本实施方式的电化学器件80中，连接有两个电化学单元60、70，但连接的电化学单元的数量可以根据需要的电压等任意决定。另外，电化学器件80中，将多个电化学单元60、70进行了串联连接，但也可以将多个电化学单元根据需要的电容等进行并联连接。另夕卜，也可以将任意数量的电化学单元根据需要的电压或电容，将串联连接和并联连接自由地组合而构成电化学器件。
[0184]在任何情况下，都可以与本实施方式的电化学器件80同样，利用全部的活性物质电极的Z轴方向下侧的简单的配线连接多个电化学单元。
[0185]也可以与图4及图5所示的电化学器件20、30同样地，在形成蓄电元件d的一对活性物质电极间设置隔离物。另外，也可以与图6和图7所示的电化学器件40、50同样地，使用平板状基材作为基材，并且在该基材上利用密封圈和盖形成多个液室R。另外，也可以与图8所示的活性物质电极同样地，变更活性物质电极的形状。
[0186]以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不只限定于上述实施方式，当然在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变更。
【权利要求】
1.一种电化学器件，其特征在于，具备: 液室，其收容电解液，具有第一面和与所述第一面相对的第二面； 蓄电元件，其配置于所述液室内，具有设置于所述第一面上的第一电极和与所述第一电极离开地设置于所述第一面上的第二电极。
2.如权利要求1所述的电化学器件，其特征在于: 所述第二面与所述蓄电元件离开。
3.如权利要求1或2所述的电化学器件，其特征在于: 还具备具有所述第一面的基材和具有所述第二面的盖。
4.如权利要求3所述的电化学器件，其特征在于: 还具备配置于所述基材与所述盖之间且具有所述第二面的密封部。
5.如权利要求3或4所述的电化学器件，其特征在于: 还具备露出于所述基材的与所述第一面相反的面，且分别从所述第一电极和所述第二电极引出的一对外部电极端子。
6.如权利要求1?5中任一项所述的电化学器件,其特征在于: 还具备分别配置于所述第一电极与所述第一面之间、和所述第二电极与所述第一面之间，作为集电膜发挥功能的导电性粘接层。
7.一种电化学器件，其特征在于: 具备多个电化学单元，所述电化学单元具有:液室，其收容电解液，具有第一面和与所述第一面相对的第二面；和蓄电元件，其配置于所述液室内，具有设置于所述第一面上的第一电极和与所述第一电极离开地设置于所述第一面上的第二电极；和 连接所述多个电化学单元的连接配线部。
8.如权利要求7所述的电化学器件，其特征在于: 还具备基材，其具有对于所述多个电化学单元共用的所述第一面。
9.如权利要求7或8所述的电化学器件，其特征在于: 还具备盖，其具有对于所述多个电化学单元共用的所述第二面。
10.如权利要求7?9中任一项所述的电化学器件，其特征在于:全部的所述蓄电元件通过所述连接配线部串联连接。
【文档编号】H01M2/08GK103794740SQ201310516039
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】真野响太郎, 萩原直人, 石田克英 申请人:太阳诱电株式会社