專利名稱：電化學電池的制作方法
技術領域：
本發明涉及非水電解液二次電池或雙電層電容器等電化學電池。
背景技術：
電化學電池一直以來在移動電話、PDA、便攜式游戲機等各種小型電子儀器中被用作儲存器的備用電源或時鐘功能的備用電源等。此類電化學電池一直以來已知有將電池罐鏨縫封口的硬幣狀(紐扣狀)電化學電池，但近年來開始提供可有效應用安裝面積的近四角形(芯片狀)的電化學電池(例如參照專利文獻I)。該芯片型電化學電池不同于硬幣狀電化學電池，由于并不是可以將罐(盒)鏨縫(打褶crimp)封口的電化學電池，所以通過熔接凹狀容器和封口板構成密封容器，形成其內部密閉有電極等的結構。現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2001-216952號公報。
發明內容
發明所要解決的課題
在上述芯片型電化學電池中，形成以下結構:在密封容器內收納有含有機溶劑的非水電解液，通過金屬環熔接金屬制封口板，從而將陶瓷制凹狀容器封口。此時，作為封口板和金屬環的材質，為適應與陶瓷制凹狀容器的熱膨脹，適合使用科瓦合金(由Co:17重量％、Ni:29重量％、Fe:余量形成的合金)等。可是，通常認為在芯片型電化學電池中，封口板和金屬環維持在還原側的電位而不溶解。但是，存在以下充放電效率因電流在各種副反應中被使用而降低的課題:隨著電化學電池的長期使用，在反復進行充放電循環時，電解液的一部分分解，由于該分解所伴有的生成物所導致的金屬的腐食、保持電壓，以鎳為主的金屬成分溶解而溶出(溶出反應)等。本發明考慮這樣的情況而實施，其目的在于，提供可抑制充放電效率的降低，可長期穩定地維持充放電循環特性的高品質的電化學電池。解決課題的手段
本發明為解決上述課題而提供以下手段。(I)本發明所涉及的電化學電池的特征在于，具備:具有基座部件和通過熔合層熔接于該基座部件的封蓋部件且構成有兩部件之間所密封的收納空間的密封容器和收納于上述收納空間內且具備浸滲有非水電解液的正極、負極和隔離部件的可充放電的電化學元件；上述電化學元件具有上述正極和負極，上述正極電連接于上述基座部件上，上述負極以夾持上述隔離部件重疊于該正極上的狀態電連接于上述封蓋部件，通過上述非水電解液使至少陽離子和陰離子中的任一方在與正極的空間內移動；上述封蓋部件由含有鎳的金屬材料形成，上述負極的靜電容量大于上述正極的靜電容量。
根據本發明所涉及的電化學電池，通過在正極與負極之間外加電壓，可通過非水電解液使至少陽離子和陰離子中的任一方在與正極或負極的空間內移動，可進行充放電。特別是由于調整兩電極的靜電容量平衡，使負極的靜電容量大于正極的靜電容量，所以在充放電時可不改變兩電極間的電位差，而使負極側的電位變化的斜率變為接近基準電位(OV)的緩和的斜率，并且使正極側的電位變化的斜率變為離開基準電位的陡峭的斜率。在這里，在充放電時，在鎳與含有各種官能團的活性碳的空間中夾著電解液進行配置的情況下，若以各個電極電位中產生電位差的方式使鎳暴露于氧化狀態，則易溶出。但是，如上所述，由于通過調整正極和負極的靜電容量平衡，可緩和負極側的電位變化的斜率，所以可縮小鎳易溶出的范圍，抑制充放電時的鎳的溶出，可防止無效地使用電流。此外，在充電時，在負極側對應于電位發生電解液的還原分解反應。通過該電解液的還原分解而生成的生成物在放電時于密封容器內(電池內)擴散，有助于集電體的溶解反應。但是，根據本發明，由于與正極相比，增大負極的靜電容量，所以即使在充電電壓(電池電壓)達到例如超過2.7V的電壓時，負極側的電位的下限值仍向“貴(貴)(高的一側)”移動。由此抑制負極的電解液的還原分解。換言之，可抑制有助于金屬氧化的分解生成物的生成。結果，可抑制充放電效率的降低，可長期穩定地維持充放電的循環特性。因此，可制成高品質的電化學電池。另外，由于可抑制電解液的分解或鎳的溶出，所以例如在非水電解液中使用二氧噻吩烷的情況下也可將充電電壓穩定地保持在2.7V以上的高電壓。(2)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述負極的靜電容量為上述正極的靜電容量的1.13倍以上2倍以下。在此情況下，由于負極的靜電容量至少為正極的靜電容量的1.13倍以上，所以可明確地緩和上述負極側的電位變化的斜率，例如即使在充電電壓(電池電壓)達到超過
2.7V的電壓的情況下，仍使負極側的電位的下限值向“貴(高的一側)”移動，由此抑制負極的電解液的還原分解，易有效抑制因副產物的生成或鎳的氧化導致的溶出。此外，由于使負極的靜電容量為正極的靜電容量的2倍以下，所以可防止正極側的電位的斜率變得過于陡峭，正極側的電位過度升高。通常，即使在正極側，若電極電位過度升高，則非水電解液的溶劑也易發生氧化分解或聚合等副反應。通過使負極的靜電容量為正極的靜電容量的2倍以下，可抑制上述副反應。這樣，通過將正極和負極的靜電容量平衡設定為上述范圍，可在有效抑制非水電解液溶劑的還原分解或鎳的溶出的同時，抑制非水電解液的溶劑過度氧化分解。(3)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述負極的比表面積大于上述正極的比表面積。在此情況下，由于通過僅改變比表面積的簡便操作，可容易且正確的改變正極和負極的靜電容量平衡，所以易使上述效果(充放電時的電解液還原分解或鎳溶出的抑制)確實奏效。需說明的是，由于構成兩電極的活性碳的表面因活化處理而被蝕刻，所以具有大量的凹陷。因此，需要提高由有助于充放靜電容量的“中孔(2 50nm)”和“大孔(50nm以上)”所構成的比表面積。
(4)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述正極具備進行過水蒸氣活化表面處理的活性碳，上述負極具備進行過堿活化表面處理的活性碳。在此情況下，通過改變正極和負極的活性碳的表面處理，可改變至少陽離子和陰離子中的任一方所吸附的活性碳的微孔尺寸，由此可改變兩電極的比表面積的平衡。特別是由于無需改變活性碳的材質，所以在電極形成中易于降低費用或成本。(5)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述負極和上述正極具備包含進行過同一表面處理的同一材質的活性碳，上述負極的密度小于上述正極的密度。在此情況下，通過改變兩電極的密度，兩電極中所浸滲的非水電解液的浸滲量發生變化，通過液體電阻的增減改變過電壓，可發揮與改變兩電極比表面積平衡的情況同等的效果，所以無需改變活性碳的材質和表面處理，在電極形成中易進一步抑制費用或成本。(6)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述非水電解液含有砜作為溶劑。在此情況下，由于非水電解液的溶劑至少含有砜，所以與歷來在環狀碳酸酯中已知的碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯相比，例如在具有2.7V以上的電位差的充放電時難以發生因氧化和還原所導致的分解，易提高耐電壓。需說明的是，在環狀碳酸酯發生電化學分解的情況下，所生成的成分為碳酸氣或者烷烴或烯烴等烴。因此，在電解液的溶劑中使用碳酸丙烯酯等環狀碳酸酯并外加2.7V以上的電壓的情況下，由于密封容器中充滿氣體，內壓上升，導致容器損壞，所以在外加2.7V以上的電壓使用的儀器中，希望使用含有以二氧噻吩烷為代表的環狀砜的電解液溶劑。由于該二氧噻吩烷在外加電壓時難以發生分解，即使在極少產生的分解生成物中氣體成分也少，所以在外加2.7V以上電壓的電容器等中，在使用本發明所涉及的密封容器的情況下，優選使用二氧噻吩烷作為溶劑。因此，可設定靜電容量平衡，使正極側的電位變化的斜率為更陡峭的斜率，或使負極側的電位變化的斜率為更緩和的斜率，作為充放電時的副反應，可更有效地抑制在負極側的溶劑的還原分解反應或由該反應生成的生成物所導致的鎳的溶出。(7)在上述本發明所涉及的電化學電池中，優選上述砜為環狀砜，設定上述負極的靜電容量大于上述正極的靜電容量，使在充電時隨著上述環狀砜的分解而生成的四氫噻吩的生成量為IOppm以下。在此情況下，由于使作為還原分解反應生成物的四氫噻吩的生成量為IOppm以下，所以可極力抑制由四氫噻吩的增加所引起的各種副反應。在溶劑含有環狀砜(二氧噻吩烷)的情況下，在充電時還原分解反應越進行，作為其生成物的四氫噻吩越大量生成。但是，如上所述，由于設定兩電極的靜電容量平衡，使其生成量為IOppm以下的極少的量，所以可更有效地抑制電解液的分解。因此，例如易使充電電壓為2.7V以上的高電壓。發明的效果
根據本發明所涉及的電化學電池，可制成能夠抑制充放電效率的降低、能夠長期穩定地維持充放電循環特性、高品質的電化學電池。
[圖1]示出本發明所涉及的實施方式的芯片型雙電層電容器的縱截面圖。[圖2]示出以往的雙電層電容器的充放電時電壓變化的圖。[圖3]示出如圖1所示的雙電層電容器的充放電時電壓變化的圖。[圖4]示出如圖1所示的雙電層電容器的變形例的縱截面圖。[圖5]示出如圖1所示的雙電層電容器的的另一個變形例的縱截面圖。[圖6]示出如圖1所示的雙電層電容器的又另一個變形例的縱截面圖。實施發明的最佳方式
以下參照附圖對本發明所涉及的電化學電池的實施方式進行說明。
需說明的是，在本實施方式中，作為電化學電池的一個實例，舉例說明外觀為近長方體形芯片狀的表面安裝型雙電層電容器。(雙電層電容器的結構)
如圖1所示，雙電層電容器I為如下電容器:具備:具有密封于內部的收納空間S的密封容器2，和收納于該收納空間S內并具備浸滲有未圖示的非水電解液的正極25和負極27的可充放電的電化學元件3，可通過例如回熔(reflow)表面安裝于未圖示的基板。密封容器2具備容器本體(基座部件)10和通過后述的密封環12對該容器本體10進行熔接的封口板(封蓋部件)11。容器本體10由陶瓷或玻璃等材料形成，為具有平板狀的底壁部IOa和框架狀的周壁部IOb的有底筒形凹狀容器，由底壁部IOa和周壁部IOb構成凹陷部。這樣，上述封口板11填堵該凹陷部進行封口。若就這一點進行詳細說明，則在容器本體10的周壁部IOb的上面以從徑向外側圍繞凹陷部的方式形成接合層13，上述密封環12通過該接合層13固著于容器本體10。需說明的是，作為接合層13，例如可列舉出焊料(Ag-Cu焊料等)。這樣，封口板11在重疊于該密封環12上的同時，通過熔合層21牢固地熔接于密封環12上。需說明的是，作為此時的熔接，可列舉出通過接觸輥式電極的縫熔接(seamweld)、激光熔接或超聲熔接等。由此，封口板11通過密封環12與容器本體10氣密性接合。這樣，由容器本體10的凹陷部與封口板11構成的空間為氣密性封閉的上述收納空間S。需說明的是，本實施方式的密封環12由含有鎳的金屬材料形成。具體而言，可為選自科瓦合金(由Co:17重量％、N1:29重量％、Fe:余量形成的合金)、艾琳瓦合金(由Co:12重量％、Ni:36重量％、Fe:余量形成的合金)、因瓦合金(由Ni:36重量％、Fe:余量形成的合金)、42_合金(由N1:42重量％、？6:余量形成的合金)中的I種，但并不限定于此。特別是作為密封環12的材質，優選熱膨脹系數接近容器本體10的材質。例如，在使用熱膨脹系數為6.8X10_6/°C的氧化鋁形成容器本體10的情況下，作為密封環12優選使用熱膨脹系數為5.2X10_6/°C的科瓦合金、熱膨脹系數為4.5 6.5 X 10_6/°C的42-合金或鎮基合金等。另外，對于本實施方式的封口板11，也可由與密封環12同樣地含有鎳的金屬材料形成。具體而言，可為選自科瓦合金、艾琳瓦合金、因瓦合金、42-合金中的I種。此時，仍然優選熱膨脹系數接近容器本體10的材質。另外,本實施方式的密封環12和封口板11在其表面分別被覆有鍍層14、20。作為密封環12上所被覆的鍍層14和封口板11上所被覆的鍍層20，例如可列舉出鎳或金等耐腐蝕性優異的貴金屬等，可為單層膜，也可為由基底層和飾面層(finishinglayer)等形成的層合膜。作為這些鍍層14、20的形成方法，例如除電解電鍍或非電解電鍍以外可列舉出真
空蒸鍍等氣相法等。這樣，在封口板11熔接時，通過該封口板11的鍍層20與密封環12的鍍層14中的至少任一方熔化來形成上述熔合層21，由此使封口板11與密封12相互相溶性良好、牢固地接合。需說明的是，可通過鍍層14、20的兩方熔合來形成熔合層21或通過任一方的鍍層14,20熔化來形成熔合層21，但在進行縫熔接的情況下從防止輥式電極的污損等的觀點出發優選將密封圈12側的鍍層14熔化形成熔合層21。因此，密封環12的鍍層14和封口板11的鍍層20需要至少形成在密封環12與封口板11相互相對的部分，由此實現通過熔合層21的封口板11的熔接。需說明的是，被覆于封口板11的鍍層20與下述負極27連接，發揮作為該負極27的集電體的功能。集電體15遍及約整個表面形成于面向收納空間S的容器本體10的底壁部IOa上面。另外，一對外部連接端子16、17以電氣切斷的狀態形成于容器本體10的底壁部IOa下面。在兩外部連接端子16、17中一方的外部連接端子16通過形成于容器本體10側面的側面電極18與集電體15導通，另一方的外部連接端子17通過形成于容器本體10側面的側面電極19與接合層13導通。就這一點進行詳細說明。集電體15延伸設置至形成有一方的外部連接端子16的一側的容器本體10的側面。這樣，在容器本體10的底壁部IOa的側面形成一方的側面電極18，使得將延伸設置至側面的集電體15與外部連接端子16連接。另一方面，另一方的側面電極19遍及容器本體10的底壁部IOa和周壁部IOb的側面而形成，使得將形成于容器本體10的周壁部IOb上面的接合層13與另一方的外部連接端子17連接。需說明的是，這些成對的外部連接端子16、17和側面電極18、19為例如通過電鍍法或濺射法等形成的單一金屬的單層膜或不同金屬層合而得的層合膜。作為層合膜，可為2層、3層，但例如為進行與基板的良好的回熔，優選基底層使用鎳，表面層使用金等耐腐蝕性優異的貴金屬。上述集電體15優選為耐腐蝕性優異并且可通過膜厚法形成的鎢、銀或金。另外，為防止在外加貴的電位時溶解于非水電解液中，也可由閥金屬(閥作用金屬:在表面生成耐腐蝕性的鈍態被膜的金屬)或碳構成。作為閥金屬，可列舉出鋁、鈦、鉭、鈮、鋯等，但特別優選采用鋁或鈦。此外，作為集電體15，優選以鉻層作為基底層，形成于該基底層上。通過形成基底層，可提高集電體15對容器本體10的密合性。需說明的是，作為基底層，除鉻層以外鈦層也適合。該鈦層并不作為基底層，而可作為集電體15本身來利用。需說明的是，在使用上述碳的情況下，可通過作為導電性糊將石墨或無定形碳等以適宜任意的比例與樹脂材料混合，進行涂布、干燥、固化來實施。
電化學元件3具備通過集電體15電連接于容器本體10的底壁部IOa上的正極25，和夾持隔板(隔離部件)26重疊于該正極25上并通過非水電解液使鋰離子等陽離子或陰尚子在與正極25的空間內移動的負極27。如之前說明所示，在這些正極25、負極27和隔板26內浸滲有未圖示的非水電解液。正極25和負極27通過非水電解液使陽離子或陰離子在兩者之間移動，可吸附、解吸該陽離子或陰離子，例如為將活性碳、導電材料和聚四氟乙烯等粘合劑以規定的比例混合后，以規定的成形壓力成形而得的極化電極。具體而言，可通過將活性碳、導電助劑和聚四氟乙烯以9:1:1的比例混合，在捏合后進行壓延切成所希望的尺寸，制成電極。特別是在本實施方式中，調整兩電極25、27的靜電容量平衡，使負極27的靜電容量大于正極25的靜電容量。具體而言,調整使負極27的靜電容量為正極25的靜電容量的1.13倍以上2倍以下。在兩電極25、27中，正極25利用未圖示的導電性接合劑等固定于集電體15上而導通。由此，正極25通過集電體15和側面電極18與一方的外部連接端子16導通。然后，片狀的隔板26和負極27以此順序重疊于該正極25上。負極27在通過作為集電體發揮作用的鍍層20與封口板11的下面連接的同時，與鍍層20導通。由此，負極27通過鍍層20、密封環12、接合層13和側面電極19與另一方的外部連接端子17導通。隔板26為將正極25與負極27隔離從而限制兩電極25、27的直接接觸的部件，將其設計成假設即使受到沖擊等，兩電極25、27也不接觸而發生電氣短路。另外，隔板26的厚度為正極25與負極27的電極間距。非水電解液為例如向預先將水分除去至IOOppm以下的非質子性極性有機溶劑中溶解同樣除去水分的TEABF4鹽等季鹽作為支持電解質而得的電解液，只要以至少正極25、負極27和隔板26浸滲有電解液的狀態存在于收納空間S內即可。特別是非水電解液更優選例如預先使水分為20ppm以下。(雙電層電容器的作用)
根據如上構成的雙電層電容器I，若通過成對的外部連接端子16、17在正極25與負極27之間外加電壓，則陰離子和陽離子分別通過非水電解液向正極25側和負極27側移動，在各自的活性碳表面，充電時在形成雙電層的同時吸附，放電時在消除雙電層的同時脫離。由此，通過進行電荷的蓄積與釋放來進行充放電。詳細而言，在充電時的正極25側吸附支持電解質的溶劑化的陰離子，在負極27側吸附溶劑化的陽離子。由此，在兩電極25、27分別形成雙電層。因此，根據雙電層電容器I，由于不伴有氧化還原的反應而僅憑離子的物理吸附來儲存電荷，所以不同于化學電池，不伴有氧化和還原，因此穩定。這樣，本實施方式的雙電層電容器I通過例如以一方的外部連接端子16作為正極端子，并且以另一方的外部連接端子17作為負極端子表面安裝于基板上，可用作家用機器、汽車等運輸機器、移動電話等的儲存器或時鐘的備用電源等。除此之外，例如可適合用作筆記本型個人電腦、無繩電話、立體聲耳機、攝像機、數碼相機、便攜式電子詞典、臺式電子計算機、存儲卡、PDA、便攜式游戲機等的儲存器或搭載有GPS的機器的功能的備用電源。根據本實施方式的雙電層電容器1，由于密封環12和封口板11均含有鎳，并且由熱膨脹系數接近容器本體10的金屬材料形成，所以可將兩者相溶性良好地以高親和性牢固地接合。因此，可通過密封環12將封口板11確實地熔接于容器本體10上，可不使大氣中的水分等滲入而制成收納空間S內的密閉性高的高品質電容器。特別是由于調整兩電極25、27的靜電容量平衡使負極27的靜電容量大于正極25的靜電容量，所以在充放電時可不改變兩電極25、27間的電位差(充電電壓)，而使負極27側的電位變化的斜率變為接近基準電位(OV)的緩和的斜率，并且使正極25側的電位變化的斜率變為遠離基準電位的陡峭的斜率。這一點參照圖2和圖3進行說明。這些圖2、3為示出充放電時的電壓變化的圖。需說明的是，以標準氫電極(vs.SHE)為基準電位。另外，圖2為示出一般的雙電層電容器的電壓變化的圖，圖3為示出本實施方式的雙電層電容器I的電壓變化的圖。如圖2所示，在一般的雙電層電容器的情況下，若在定電流(CC:ConstantCurrent)下進行充電和放電，則在正極側的電位隨著斜率LI而變化的同時，負極側的電位隨著斜率L2而變化。這樣，在充電時兩電極間的電位差為充電電壓VI。另外，在充放電時，在金屬鎳與含有各種官能團的活性碳的空間中夾著電解液進行配置的情況下，若以各個電極電位中產生電位差(例如-0.25V)的方式使金屬鎳暴露于氧化狀態，則易溶出。另外，在充電電壓Vl為2.7V以上的情況下，存在負極的電位相對于標準氫電極(vs.SHE)存在達到約1.3V以下的電壓的情況，變得易受電解液成分還原分解的影響。特別是、電解液的支持電解質或溶劑被還原分解，易產生促進金屬腐蝕的生成物，特別是溶劑中含有的砜也被分解，易生成促進金屬腐蝕的生成物。這一點，根據本實施方式的雙電層電容器1，由于調整靜電容量平衡使負極27的靜電容量大于正極25的靜電容量，所以如圖3所示，可使負極27側的電位變化的斜率L2變為緩和的斜率，使正極25側的電位變化的斜率LI變為陡峭的斜率。因此，與以往(參照圖2)相比，能夠縮小維持充電電壓Vl的情況下鎳易溶出的范圍E，不僅可抑制充電時的鎳的溶出，防止無效地使用電流，而且可抑制非水電解液的分解。結果，可抑制充放電效率的降低，可長期穩定地維持充放電的循環特性。因此，在這一點上也可制成高品質的電容器。另外，由于可抑制非水電解液的分解或鎳的溶出，所以即使在充電電壓Vl為2.7V以上的高電壓下也可穩定地工作。特別是在本實施方式中，由于負極27的靜電容量至少為正極25的靜電容量的
1.13倍以上，所以可明確緩和負極27側的電位變化的斜率，易有效抑制鎳的溶出。此外，由于使負極27的靜電容量為正極25的靜電容量的2倍以下，所以可防止正極25側的電位的斜率變得過度陡峭，正極25側的電位過度升高。通常，若正極25側的電位過度升高，則變得易發生非水電解液的溶劑分解的副反應。若發生該分解反應，則生成生成物[例如在使用溶劑PC (碳酸丙烯酯)的情況下，在正極25側生成因聚合反應而聚合物化的生成物，在負極27側生成CO2等氣體，在密封容器2內(電池內)蓄積，氣體使電極反應的固液界面降低，有效的反應面積降低，所以過電壓進一步增大。在溶劑使用二氧噻吩烷的情況下也在正極25或負極27分別發生氧化或還原所伴有的反應。]。這樣，用于電荷蓄積的充電能量在充電時被用于原本的目的以外的副反應，與此同時與生成上述生成物的反應競爭，導致電流效率降低。另外，生成物引起電極或集電體15的劣化，導致保存特性降低。但是，通過使負極27的靜電容量為正極25的靜電容量的2倍以下，可抑制上述分解反應,可防止由此導致的缺點。換言之，通過將正極25和負極27的靜電容量平衡設定為上述范圍，可在有效抑制非水電解液的分解或鎳的溶出的同時，抑制非水電解液的溶劑分解，防止電流效率的降低和保存特性的降低。需說明的是，在上述實施方式中，調整靜電容量平衡使負極27側的靜電容量大于正極25側的靜電容量，但考慮了各種方法作為該方法。例如，只要使負極27的比表面積大于正極25的比表面積即可。具體而言，可通過改變兩電極25、27的活性碳的微孔(陽離子或陰離子所吸附的孔，例如大小為2 50nm的中孔或具有50nm以上的大小的大孔)數，來使負極27的比表面積大于正極25的比表面積。其中，作為改變活性碳的微孔尺寸的I種方法，例如可考慮在正極25側和負極27側改變活性碳的材質的方法。例如，可通過由椰殼形成正極25的活性碳的材料，由酚樹脂形成負極27的活性碳的材料，來使負極27的比表面積大于正極25的比表面積。此外，也考慮改變活性碳的表面處理的方法。例如，由進行過水蒸氣活化表面處理的活性碳構成正極25，由進行過堿活化表面處理的活性碳構成負極27，從而可使負極27的比表面積大于正極25的比表面積。特別是在此情況下，由于無需改變活性碳自身的材質，所以在電極形成中易降低費用或成本。需說明的是，并不限定于上述表面處理，可采用各種表面處理方法。在此情況下，只要在正極25和負極27中進行不同的表面處理即可。這樣，即使為上述中的任一方法，也可通過改變比表面積的簡便操作來容易且正確地改變正極25和負極27的靜電容量平衡，易使上述效果(充放電時的非水電解液分解(特別是負極側的還原分解)或鎳溶出的抑制)確實地奏效。需說明的是，作為正極25和負極27的活性碳，在采用包含進行過同一表面處理的同一材質的活性碳的情況下，只要使負極27的密度小于正極25的密度即可。具體而言，只要使負極27中所浸滲的非水電解液的浸滲量少于正極25中所浸滲的非水電解液的浸滲量即可。由此仍然可使負極27的比表面積大于正極25的比表面積。在此情況下，由于無需改變活性碳的材質和表面處理，所以在電極形成中易進一步抑制費用或成本。另外，在上述實施方式中，作為非水電解液的溶劑，優選使用含有砜的溶劑。在此情況下，由于非水電解液的溶劑至少含有具有硫(S)的砜，所以在充放電時變得難以分解，易提高耐電壓。因此，可設定靜電容量平衡，使正極25側的電位變化的斜率變為更陡峭的斜率，并且負極27側的電位變化的斜率變為更緩和的斜率，從而可更有效地抑制充放電時的非水電解液的分解或鎳的溶出。需說明的是，作為上述砜，可列舉出直鏈狀砜或支鏈狀砜等鏈狀砜或環狀砜(二氧噻吩烷)等。作為鏈狀砜，例如可列舉出以下列通式I所表示的DMS (二甲基砜)、以下列通式2所表示的EMS (乙基甲基砜)或以下列通式3所表示的1-PMS (異丙基甲基砜)等。[化I]
權利要求
1.電化學電池，其特征在于，具備:具有基座部件和通過熔合層熔接于所述基座部件的封蓋部件且構成有兩部件之間所密封的收納空間的密封容器，和 收納于所述收納空間內且具備浸滲有非水電解液的正極、負極和隔離部件的可充放電的電化學元件； 所述電化學元件具有: 所述正極，其電連接于所述基座部件上，和 所述負極，其以夾持所述隔離部件重疊于所述正極上的狀態電連接于所述封蓋部件，通過所述非水電解液使至少陽離子和陰離子中的至少一方在與正極的空間內移動； 所述封蓋部件由含有鎳的金屬材料形成， 所述負極的靜電容量大于所述正極的靜電容量。
2.權利要求1的電化學電池，其特征在于， 上述負極的靜電容量為上述正極的靜電容量的1.13倍以上2倍以下。
3.權利要求1或2的電化學電池，其特征在于，上述負極的比表面積大于上述正極的比表面積。
4.權利要求3的電化學電池，其特征在于，上述正極具備進行過水蒸氣活化表面處理的活性碳， 上述負極具備進行過堿活化表面處理的活性碳。
5.權利要求3的電化學電池，其特征在于， 上述負極和上述正極具備包含進行過同一表面處理的同一材質的活性碳， 上述負極的密度小于上述正極的密度。
6.權利要求1 5中任一項的電化學電池,其特征在于,上述非水電解液含有砜作為溶劑。
7.權利要求6的電化學電池，其特征在于，上述砜為環狀砜， 設定上述負極的靜電容量大于上述正極的靜電容量，使在充電時隨著所述環狀砜的分解而生成的四氫噻吩的生成量為IOppm以下。
全文摘要
本發明提供可抑制充放電效率的降低，可長期穩定地維持充放電循環特性的高品質的電化學電池。本發明提供電化學電池1，所述電化學電池1具備具有基座部件10和通過熔合層21熔接于所述基座部件的封蓋部件11且構成有兩部件之間所密封的收納空間S的密封容器2，和收納于收納空間內且具備浸滲有非水電解液的正極25、負極27和隔離部件26的可充放電的電化學元件3；上述電化學元件具有電連接于基座部件上的正極和負極，所述負極以夾持隔離部件26重疊于所述正極上的狀態電連接于封蓋部件，通過非水電解液使至少陽離子和陰離子中的任一方在與正極的空間內移動；封蓋部件由含有鎳的金屬材料形成，負極的靜電容量大于正極的靜電容量。
文檔編號H01M10/0525GK103165830SQ201210553960
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者玉地恒昭, 佐藤涼, 渡邊俊二, 大久保真紀 申請人:精工電子有限公司