JP2007012803A

JP2007012803A - 電気化学素子

Info

Publication number: JP2007012803A
Application number: JP2005190302A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nakahara; 康雄中原; Kikuko Katou; 菊子加藤; Mamoru Kimoto; 衛木本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2005-06-29
Publication date: 2007-01-18
Also published as: US20070000775A1

Abstract

【課題】凹状容器と封口板とから構成され、セル内部圧力が上昇した場合に、封口板やセル内容物の飛散を抑制する電気化学素子を提供する。
【解決手段】電気二重層キャパシタは、一対の分極性電極１ａ、１ｂと、電解液と、分極性電極１ａ、１ｂと電解液とを収容する容器を備え、容器は、凹状の枠体３と、枠体３の開口部を封口する封口板５とから構成される。又、枠体３あるいは封口板５の内部には、端子６ａ、６ｃ、保護素子７が埋設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の電極と、電解液と、一対の電極及び電解液を収容する容器とを備える電気化学素子に関する。

従来、化学電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学素子で体積エネルギー密度が高いものは、携帯電話や家庭用電気製品のバックアップ電源、補助電源などに用いられ、その高性能化が期待されている。

これらの電気化学素子は、各種電子機器のプリント基板にハンダ付けされ、実装される。これまでの電気化学素子は、コイン型あるいはボタン型などの丸い形状であり、これをプリント基板にハンダ付けするには、端子の取り付けが必要になっていた。又、丸い形状であるために、電気化学素子の容器より、実装時の専有面積が大きくなっていた。このため、セラミックや樹脂等を用いた凹状容器と金属部分を有する封口板とからなる電気二重層キャパシタが開示されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。これにより、端子の取り付け工程削減や実装面積の低減が可能となった。

一方、これら電気化学素子の体積エネルギー密度の高さは、過電流や過熱が生じた場合の影響を大きくする。そこで、有機電解液を用いた電気化学素子を実際に使用する際には、過電流や過熱から電気化学素子を保護し、信頼性を向上するための保護素子や温度センサー等の電子素子が必要となり、これらの部品を搭載した状態での設置スペースを低減することが要求される。このような要求に対して、保護素子を付加した柔軟性のあるフィルムを外装袋に用いた電気化学素子において、その最大厚みを変えることなく、確実に内部の熱を保護素子に伝え、安全性を向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。又、少なくとも２つ以上の電気化学素子が、それぞれ異なった極性の出力端子同士が対向するように積層され、かつ、２つ以上の電気化学素子の出力端子を導出する接着部により形成された空間が、電気化学素子の厚みより大きな厚みを有する空間を形成する構造も開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
特開平１１−５４３８７号公報特開２００１−２１６９５２号公報特開２００２−８６３０号公報特開２００３−２５７３９３号公報

しかしながら、上述した特許文献３や特許文献４に開示された技術を採用した電気化学素子では、各種電子素子をプリント基板にハンダ付けし、実装する場合、実装面積が大きくなったり、小型の電気化学素子では電子素子の収容が困難になったりするという課題があった。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、凹状の枠体と封口板とから構成される電気化学素子であって、省スペース化と信頼性向上とを同時に実現する電気化学素子を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、凹状の枠体あるいは封口板内部に、電子素子を埋め込むことに注目し、本発明を完成させるに至った。

本発明の特徴は、一対の電極と、電解液と、一対の電極及び電解液を収容する容器とを備える電気化学素子であって、容器は、凹状の枠体と、枠体の開口部を封口する封口板とから構成され、枠体あるいは封口板の内部に電子素子が埋設されている電気化学素子であることを要旨とする。

ここで、「電子素子」とは、過電流や過熱から電気化学素子を保護し、信頼性を向上するための素子、回路等を指し、例えば、Positive Temperature Coefficientサーミスタ（ＰＴＣ素子）、ツェナーダイオード、バリスタなどの保護素子や、熱電対、サーミスタ、測温抵抗体などの温度センサーが挙げられる。

本発明の特徴に係る電気化学素子によると、枠体あるいは封口板の内部に電子素子を埋設することにより、省スペース化と信頼性向上とを同時に実現することができる。

又、本発明の特徴に係る電気化学素子において、電子素子が埋設されている、枠体あるいは封口板は、樹脂からなってもよい。

この場合、電子素子は、枠体あるいは封口板にインサートモールドによって埋設されてもよく、枠体あるいは封口板を構成する２つ以上の樹脂製部品を溶着または接着することによって埋設されてもよい。

枠体あるいは封口板に使用する樹脂は、２７０〜４００℃の比較的低い融点を有するので、この電気化学素子によると、耐熱性が低い電子素子であっても、埋設することができる。

又、本発明の特徴に係る電気化学素子において、枠体は、セラミックからなる層を複数積層して構成され、電子素子は、層の表面に配置され、枠体を焼結することにより枠体の内部に埋設されてもよい。

この電気化学素子によると、電子素子をスクリーン印刷法による薄膜で形成することができ、容易に電子素子を枠体の内部に埋設することができる。

本発明によると、凹状の枠体と封口板とから構成される電気化学素子であって、省スペース化と信頼性向上とを同時に実現する電気化学素子を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、電気化学素子として、凹状の枠体と封口板とを備える電気二重層キャパシタを例に挙げ説明する。

電気二重層キャパシタは、図１に示すように、一対の分極性電極１ａ、１ｂと、一対の分極性電極１ａ、１ｂの間に介在するセパレータ２と、一対の分極性電極１ａ、１ｂ及びセパレータ２に含浸される電解液とを備える。又、分極性電極１ａ、１ｂや電解液を収容する容器は、凹状の枠体３と、枠体３の開口部を封口する封口板５とから構成される。

枠体３の内側底面部には、集電体４ａが配置され、封口板５の分極性電極１ｂ側の内面上には、集電体４ｂが配置される。尚、分極性電極１ａと集電体４ａ、及び、分極性電極１ｂと集電体４ｂは、導電性接着層によって接合される。又、端子６ａ、６ｃ、保護素子７は、インサートモールドにより枠体３の内部に埋設され、一対の分極性電極１ａ、１ｂと電気的に直列に接続されている。

集電体４ａは、枠体３の内部に埋設された端子６ｃに電気的に接続され、枠体３の内部に埋設された保護素子７は、枠体３の内部に埋設された端子６ａ及び端子６ｃに電気的に接続される。又、集電体４ｂは、枠体３壁面を貫通し、枠体３の外側底面に延設する端子６ｂに電気的に接続される。

凹状の枠体３は、実装時のはんだ付け工程の処理温度に耐えるように、融点２７０〜４００℃の、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマーなどの樹脂から構成される。

封口板５は、ニッケル、銅、真鍮、亜鉛、スズ、金、白金、ステンレス（ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ２３９Ｊ４Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ４Ｌ等）、タングステン、アルミニウム、コバルト等の金属材料、あるいは、耐熱樹脂、ガラス、セラミックスまたはセラミックスガラス等の耐熱材料から構成される。封口板５が金属材料から構成される場合、封口板５は、集電体４ｂを兼ねることができる。

又、図１では、枠体３の内部に端子６ａ、６ｃ、保護素子７を埋設する構造としているが、封口板５を樹脂で形成し、封口板５の内部に、端子や保護素子を埋設してもよい。

又、図１の保護素子７は、インサートモールド以外に、枠体３を２つ以上の樹脂部品で構成し、それら樹脂部品の間に、保護素子７を埋設するように接着あるいは溶着することによっても埋設することができる。

又、導電性接着層は、金、白金、ニッケル、炭素などの導電材料と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリイミド（ＰＩ）系樹脂、ＳＢＲに代表されるスチレンーブタジエン系樹脂、ポリプロピレンやポリエチレンに代表されるポリオレフィン系樹脂などの樹脂とを混合したものが例示できる。

分極性電極１ａ、１ｂは、活性炭繊維や活性炭粉末からなるシート状活性炭を打ち抜き型で抜き取ることにより、作製される。尚、分極性電極材料は、電気化学的に不活性な高比表面積の材料であれば使用できるが、大きい比表面積を有する活性炭粉末を主とすることが好ましい。活性炭粉末の他、カーボンブラック、金属微粒子、導電性金属酸化物微粒子などの大比表面積の材料を好ましく使用できる。又、これらの分極性電極材料を主とする分極性電極を、正極と負極の両方に用いて図１に示すような電気二重層キャパシタとすることが多いが、正極又は負極の一方のみを上記分極性電極とし、残りの一方を充放電可能な非分極性電極材料、すなわち二次電池用活物質材料を主とする非分極性電極としてもよい。

分極性電極１ａ、１ｂを電気的に接続するための集電体４ａ、４ｂは、導電性に優れ、かつ電気化学的に耐久性のある材料であればよく、アルミニウム、チタン、タンタルなどのバルブ金属、ステンレス鋼、金、白金などの貴金属、黒鉛、グラッシーカーボン、カーボンブラックを含む導電性ゴムなどの炭素系材料が好ましく使用できる。

セパレータ２としては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち絶縁性の膜又は布が用いられる。リフローハンダ付けにおいては、ガラス繊維が最も安定して用いることができるが、熱変形温度が２３０℃以上のポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。セパレータ２の孔径、厚みは特に限定されるものではなく、使用機器の電流値とキャパシタ内部抵抗に基づき決定する設計的事項である。又、セパレータ２は、セラミックスの多孔質体を用いることもできる。

電解液は、有機系電解液である。ここで、電解液に用いる溶媒は、電解質を溶解させることのできるものであればよく、一般に電気二重層キャパシタや非水電解液二次電池の電解液に使用されている公知のものを用いることができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ビニレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチル−テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、メチルホルメイト、ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等を用いることができる。

又、上記の電解液における電解質としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を使用することができる。

ここで、上記のアンモニウム塩としては、例えば、ＮＨ₄ＣｌＯ₄、ＮＨ₄ＢＦ₄、ＮＨ₄ＰＦ₆、ＮＨ₄ＣＦ₃ＳＯ₃、（ＮＨ₄）₂Ｂ₁₀Ｃｌ₁₀、（ＮＨ₄）₂Ｂ₁₂Ｃｌ₁₂、ＮＨ₄Ｎ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＮＨ₄Ｎ（Ｃ₂Ｆ₃ＳＯ₂）₂、ＮＨ₄Ｎ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）（ＣＦ₃ＳＯ₂）、ＮＨ₄Ｃ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃等を用いることができる。

その他の電解質としては、例えば、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＣｌＯ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＢＦ₄、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＰＦ₆、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＣＦ₃ＳＯ₃、［（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｎ］₂Ｂ₁₀Ｃｌ₁₀、［（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｎ］₂Ｂ₁₂Ｃｌ₁₂、（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｎ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｎ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂、（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｎ（Ｃ₄Ｆ₉ＳＯ₂）（ＣＦ₃ＳＯ₂）、（Ｃ₂Ｈ₅）₄Ｃ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃等を用いることができる。

第１の実施の形態に係る電気化学素子によると、枠体３あるいは封口板５の内部に、保護素子７などの電子素子を埋設することにより、省スペース化と信頼性向上とを同時に実現することができる。

又、枠体３あるいは封口板５は樹脂からなり、保護素子７は、枠体３あるいは封口板５の内部に埋設されることができる。枠体３あるいは封口板５に使用する樹脂は、２７０〜４００℃の比較的低い融点を有するので、耐熱性が低い電子素子であっても、埋設することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、電気化学素子として、凹状の枠体と封口板とを備える電気二重層キャパシタを例に挙げ説明する。

電気二重層キャパシタは、図４に示すように、一対の分極性電極１ａ、１ｂと、一対の分極性電極１ａ、１ｂの間に介在するセパレータ２と、一対の分極性電極１ａ、１ｂ及びセパレータ２に含浸される電解液とを備える。又、分極性電極１ａ、１ｂや電解液を収容する容器は、凹状の枠体３と、枠体３の開口部を封口する封口板５とから構成される。

枠体３の内側底面部には、集電体４ａが配置され、封口板５の分極性電極１ｂ側の内面上には、集電体４ｂが配置される。尚、分極性電極１ａと集電体４ａ、及び、分極性電極１ｂと集電体４ｂは、導電性接着層によって接合される。

凹状の枠体３は、セラミックからなる層３ａ、３ｂ、…、３ｆを複数積層して構成される。

端子６ａ、６ｃ、６ｄ、温度センサー８は、セラミック層３ｅ、３ｆの表面及び層の内部に配置され、枠体３を焼結することにより枠体３の内部に埋設される。

具体的には、セラミック層３ｅは、表面に端子６ａがプリントされた薄膜からなり、セラミック層３ｆは、表面に端子６ｃ、温度センサー８、端子６ｄがプリントされた薄膜からなる。

端子６ａは、セラミック層３ｅ及びセラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｅの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成される。セラミック層３ｅの表面に形成された一端は、集電体４ａに接続される。

端子６ｃは、セラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｆの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成される。端子６ｃの、セラミック層３ｆの表面に形成された一端は、温度センサー８の一端に接続される。

端子６ｄは、端子６ｃと同様に、セラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｆの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成される。端子６ｄの、セラミック層３ｆの表面に形成された一端は、端子６ｃが接続されている端とは異なる、温度センサー８の一端に接続される。

集電体４ａは、枠体３の内部に埋設された端子６ａに電気的に接続され、温度センサー８は、端子６ｃ及び端子６ｄに電気的に接続される。又、集電体４ｂは、枠体３壁面を貫通し、枠体３の外側底面に延設する端子６ｂに電気的に接続される。

第２の実施の形態における分極性電極１ａ、１ｂ、セパレータ２、集電体４ａ、４ｂ、封口板５、導電性接着層は、第１の実施の形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

又、セラミック層３ａ、３ｂ、…、３ｆは、セラミックの他、セラミックとガラスの混合物を用いることができる。セラミックとガラスの混合物を用いることで、枠体３の焼結温度を下げることができる。

又、図４では、枠体３の内部に端子６ａ、６ｃ、６ｄ、温度センサー８を埋設する構造としているが、封口板５を積層セラミックで形成し、封口板５の内部に、端子や温度センサーを埋設してもよい。

第２の実施の形態に係る電気化学素子によると、枠体３は、セラミックからなる層を複数積層して構成され、温度センサー８などの電子素子は、セラミック層の表面及びセラミック層の内部に配置され、枠体３を焼結することにより枠体３の内部に埋設されることができる。又、この電気化学素子によると、電子素子をスクリーン印刷法による薄膜で形成することができ、容易に電子素子を枠体３の内部に埋設することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本実施形態に係る電気化学素子として、電気二重層キャパシタを用いて説明を行ったが、これに限らず、凹状容器と封口板とから構成されるリチウム電池やポリアセン電池等の薄型電池などにおいても、本発明を同様に適用することができる。尚、このような素子の材料としては、特に限定することはなく、公知の材料を用いて素子を作製することができる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

以下、本発明に係る電気二重層キャパシタについて、実施例を挙げて具体的に説明する。尚、本発明に係る電気二重層キャパシタは、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。

（実施例１）
実施例１においては、下記のように、分極性電極１ａ、１ｂを作製すると共に、電解液を調製し、図１に示すような電気二重層キャパシタを作製した。

[分極性電極の作製]
比表面積２０００ｍ²／ｇの活性炭粉末に、アセチレンブラック５ｗｔ％、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）５ｗｔ％を加え混練し、３．８ｍｍ角で厚み０．５ｍｍの正方形状の分極性電極１ａ、１ｂを作製した。

[電解液の調製]
溶媒にプロピレンカーボネートを用い、溶質である（Ｃ₂Ｈ₅）₄ＮＢＦ₄を１ｍｏｌ／ｌの濃度に溶解させて電解液を調製した。

[電気二重層キャパシタセルの作製]
上記にようにして作製した２枚の分極性電極１ａ、１ｂを、間にガラス繊維製のセパレータ２を介在させて対向させ、この電極群を底面に予めめっきによる集電体４ａが設けられた、一辺が５ｍｍ、高さが１．５ｍｍの枠体３に収容する。そして、枠体３内に電極が十分浸るように電極体積と同量の上記電解液を注液した後に、分極性電極１ｂに接する部分にめっきにより集電体４ｂが設けられた液晶ポリマー製の封口板５を超音波溶着にて封口し、電気二重層キャパシタを得た。

ここで、枠体３は、融点２７０〜４００℃の液晶ポリマーから構成され、端子６ａ、６ｃ、保護素子７は、枠体３を作製する際に、インサートモールドにより、枠体３の内部に埋設され、一対の分極性電極１ａ、１ｂと電気的に直列に接続された。又、保護素子７には、Positive Temperature Coefficient サーミスタ（ＰＴＣ素子）を用いた。具体的には、端子６ａ、６ｃとして、厚さ０．２ｍｍ、幅１．０ｍｍのステンレス製のフレーム２本を用い、一辺１．０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのチップ状の保護素子７の両端を、端子６ａ、６ｃにスポット溶接又は、導電性接着剤で固定した状態で、インサートモールド成形を行った。尚、液晶ポリマーを用いたインサートモールド工程は、一般的な電子素子のモールド工程と同程度の温度で製造できるので、枠体３に埋設する電子素子としては、サーミスタ、トランジスタ、ダイオード、バリスタ等の電子素子や、無線タグＩＣのような小型のＩＣが使用できる。

以上の方法で作製した電気二重層キャパシタは、保護素子７が枠体３の内部に埋設されているため、従来のように保護素子７が枠体３の外側に付設されている場合と比較して、設置面積が少なくて済むのみならず、電気二重層キャパシタの温度が上昇した際に保護素子７の内部抵抗が速やかに増大し、電気二重層キャパシタの電流を抑制することができる。

（実施例２）
実施例２においては、枠体３の内部に埋設される電子素子とその電気的接続方法が異なること以外は、上記実施例１と同様にして、図２に示すような電気二重層キャパシタを得た。

即ち、実施例２における枠体３は、液晶ポリマー樹脂製であり、端子６ａと保護素子７は、枠体３を作製する際に、インサートモールドにより枠体３の内部に埋設された。又、端子６ａ、端子６ｂは、それぞれ集電体４ａ、集電体４ｂに電気的に接続され、保護素子７は、一対の分極性電極１ａ、１ｂと電気的に並列に接続されていた。又、保護素子７には、バリスタを用いた。

以上の方法で作成した電気二重層キャパシタは、電気二重層キャパシタに過剰な電圧が印可された場合に、保護素子７の内部抵抗が速やかに低下し、電気二重層キャパシタに過度の電流が流れることを防止することができる。特に、保護素子７が枠体３の内部に埋設されているため、従来のように、保護素子７が枠体３の外部に付設されている場合と比較して、保護素子７への静電サージの影響を避けることができる。尚、保護素子７として、ツェナーダイオードを用いても、同様の効果を得ることができる。

（実施例３）
実施例３においては、枠体３の内部に埋設される電子素子とその電気的接続方法が異なること以外は、上記実施例１と同様にして、図３に示すような電気二重層キャパシタを得た。

即ち、実施例３における枠体３は、液晶ポリマー樹脂製であり、端子６ａ、６ｃ、６ｄと温度センサー８は、枠体３を作製する際に、インサートモールドにより枠体３の内部に埋設された。又、端子６ａ、端子６ｂは、それぞれ集電体４ａ、集電体４ｂに電気的に接続され、温度センサー８は、端子６ｃと端子６ｄに電気的に接続されていた。又、温度センサー８には、熱電対を用いた。尚、温度センサー８は、一対の分極性電極１ａ、１ｂと電気的に絶縁されていた。

以上の方法で作製した電気二重層キャパシタは、温度センサー８が枠体３の内部に埋設されているため、従来のように、温度センサーが枠体の外側に付設されている場合と比較して、電気二重層キャパシタの温度変化を追随性良く測定することができる。尚、温度センサー８として、サーミスタ、測温抵抗体を用いても、同様の効果を得ることができる。

（実施例４）
実施例４においては、枠体３を積層セラミック製とし、図４に示すような電気二重層キャパシタを得た。

即ち、実施例４における枠体３は、６枚の積層セラミック層（セラミックグリーンシート）３ａ、３ｂ、…、３ｆからなる。セラミックグリーンシートの外形は、一辺５ｍｍの正方形状であった。

セラミック層３ｅは、その表面に、スクリーン印刷法によって、端子６ａの一部となる所定のパターンを形成したセラミックグリーンシートからなる。又、セラミック層３ｅは、その内部に貫通するビアホールを１つ有し、当該ビアホールの内部には、端子６ａの一部となる金属が埋設される。

セラミック層３ｆは、その表面に、スクリーン印刷法によって、端子６ｃ及び端子６ｄの一部と、温度センサー８となる所定のパターンを形成したセラミックグリーンシートからなる。又、セラミック層３ｆは、その内部に貫通するビアホールを２つ有し、当該２つのビアホールの内部には、それぞれ端子６ｃ、端子６ｄの一部となる金属が埋設される。

そして、６枚のセラミック層３ａ、３ｂ、…、３ｆを積層し、プレスし、窒素雰囲気中において焼成することで、枠体３の内部に、端子６ａ、６ｃ、６ｄ及び温度センサー８が埋設された実施例３と同様の構造を得た。

具体的には、端子６ａは、セラミック層３ｅ及びセラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｅの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成された。セラミック層３ｅの表面に形成された一端は、集電体４ａに接続された。

端子６ｃは、セラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｆの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成された。端子６ｃの、セラミック層３ｆの表面に形成された一端は、温度センサー８の一端に接続された。

端子６ｄは、端子６ｃと同様に、セラミック層３ｆを貫通するビアホールに埋設された金属によって形成され、その一端がセラミック層３ｆの表面に、他端がセラミック層３ｆの裏面に形成された。端子６ｄの、セラミック層３ｆの表面に形成された一端は、端子６ｃが接続されている端とは異なる、温度センサー８の一端に接続された。

又、温度センサー８は、セラミックグリーンシート上に、厚さ１μｍ、幅５０μｍ、長さ１ｍｍのパターンを、金属又はその酸化物を含むペーストで形成した。ペーストには、セラミック層３ａ、３ｂ、…、３ｆを高温焼結セラミック（焼結温度１０００℃以上）とする場合では、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗなどの金属もしくは金属酸化物を、セラミック層３ａ、３ｂ、…、３ｆを低温焼結セラミック（焼結温度９００〜１０００℃）とする場合では、Ａｇ、Ｃｕなどの金属もしくは金属酸化物を含むものを用いる。又、焼結の際の拡散を防ぐため、アルミナペーストによって温度センサー８の表面を被覆することもできる。尚、低温焼結セラミックには、アルミナと硼珪酸系ガラスの混合物を、高温焼結セラミックには、アルミナを用いることができる。

同様の手法を用いることで、枠体３を積層セラミック製とした実施例１〜２と同様の構造を作製することも可能である。

実施例１に係る電気二重層キャパシタの断面図である。実施例２に係る電気二重層キャパシタの断面図である。実施例３に係る電気二重層キャパシタの断面図である。実施例４に係る電気二重層キャパシタの断面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ…分極性電極
２…セパレータ
３…枠体
３ａ、３ｂ、…、３ｆ…セラミック層
４ａ、４ｂ…集電体
５…封口板
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ…端子
７…保護素子
８…温度センサー

Claims

一対の電極と、電解液と、前記一対の電極及び前記電解液を収容する容器とを備える電気化学素子であって、
前記容器は、凹状の枠体と、該枠体の開口部を封口する封口板とから構成され、
前記枠体あるいは前記封口板の内部に電子素子が埋設されていることを特徴とする電気化学素子。
前記電子素子が埋設されている、前記枠体あるいは前記封口板は、樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の電気化学素子。
前記枠体は、セラミックからなる層を複数積層して構成され、
前記電子素子は、前記層の表面に配置され、前記枠体を焼結することにより前記枠体の内部に埋設されることを特徴とする請求項１に記載の電気化学素子。