电化学元件制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供供给高浓度、高粘度的电解液的电化学元件。将电解液瞬时地微量、分散定量地供给到电化学元件中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学元件的制造方法及电化学元件的制造装置
本专利技术涉及如超小型二次电池、超小型一次电池、超小型双电层电容器及超小型模拟双电层电容器(擬似電気二重層キャパシタ)那样的超小型的电化学元件，尤其是，涉及采用微量且准确、迅速地定量供给各种高浓度的电解液，并能够渗透扩散到电化学元件的阴极、阳极合剂中的新的电解液注液方式的电化学元件。
技术介绍
被称为智能手机的便携设备是在以往的手机中谋求个人电脑功能、电子邮件功能、游戏功能、电子书功能、音乐功能等多功能化的便携设备。代表性的是苹果公司的被称为i-Phone的设备，该便携设备在美国自2007年前后开始普及，在韩国自2008年前后、在日本自2009年前后开始迅速普及。该新的便携设备中，最初使用ML型电池(MnO2/Li一次电池)作为电源后备，然而随着便携设备的多功能化，便携设备变得昂贵，为了可更长期地利用昂贵的便携设备，对于纽扣型的ML型电池而言，电池容量、电池寿命、瞬时软件启动的电压、电流不足，自2008年前后ML型电池被代替为纽扣型、芯片型的超小型双电层电容器(后面简称为EDLC)，该小型纽扣型以日本、韩国为代表生产量为约2亿个/月，然而仍处于持续缺货的状况。现状是，对于该大量生产的难度而言还存在重大课题：将如EMIBF4(Ethyle,Methyle,ImidazoliumtetraFuluoroBorate，四氟硼酸甲基乙基咪唑鎓盐)那种粘度高的离子液体微量定量地供给，且在短时间内使高粘度的电解液扩散吸收到电化学元件的电极合剂中。最近的便携设备由于需要相对而言更大的电流，因而纯(100％)地使用低电阻的高浓度电解液、耐回流焊的离子液体。现状是，这样的高浓度电解液的粘度在20℃下为15～35mPa·s（15～35cps）的高粘度，因此不能使用以往公知的注液方式。在以往的电池的制造中，对于圆柱型、方型电池而言，注液多使用柱塞泵、针阀、微量注射器。在以往采用的单纯的常温、常压条件下的滴加的注液方法中，产生如下问题：气泡残留于极板组、隔板等的表面，注液时电解液从电池盒溢出，或者电解液未充分地浸入极板组和电池盒、或者注液时间长等。作为它们的对策，进行了多次分批的注液、提高电解液温度的注液、注液后的离心操作、减压处理等，然而它们均费时费力。例如，关于减压置换注液方法，公知有：在真空腔内进行电池罐容器内部的排气和储液杯内的电解液的脱泡之后，将真空腔内的气氛缓缓地升压进行注液的方法（参照专利文献1）；通过真空泵将电池盒内预先减压，利用三通阀将电池盒内与电解液储液槽连通来进行电解液的吸入注液的方法（参照专利文献2）等。作为其它注液方法，通过压电振子使具有微细的多个喷嘴的喷嘴板振动而将供给到该喷嘴板的液体从喷嘴进行喷雾的装置、或者将供给到与具有微细的多个喷嘴的喷嘴板邻近的超声波振动器间的液体从喷嘴进行喷雾的装置，它们以小型并节能的特征为背景，近年来被广泛地应用于医用喷雾器（吸入器）、加湿器、香料扩散器或保湿化妆水的雾化器等。作为这些雾化喷雾装置，公开有：为了使从喷嘴进行喷雾的微细粒子扩散而使其间歇性地进行扩散的装置（参照专利文献3）；由于对振子的节电化或限电而间歇性地使振子运转的装置（参照专利文献4及专利文献5）。另一方面，关于从喷嘴以液滴的方式喷出高粘度的液体的技术，公开有：施予用于喷出的液滴剪切所需的大的剪切力的技术（参照专利文献6）；通过温度等使高粘度的液体的粘度降低后易于从喷嘴喷出的技术（参照专利文献7）。但是，上述以往例的各种雾化装置中，几乎均为如打印机用的墨那样的相当于稀水溶液的低粘度的液体，对于如离子液体、疫苗、油那样的10mPa·s（10cps）以上的高粘度的液体的雾化装置而言，不实用。将代表性的以往例的注液方式在图9中表示。在414纽扣型EDLC（3.8mmΦ＊1.4mmt）的不锈钢（SUS304）制盖1中，收纳有阴极合剂2（400～700μm的厚度）。离子液体通过注射器等滴液方式供给到该合剂。通过该以往的方式来供给如TEABF4那样的以往的电解液是可能的。但是，如耐回流焊的EMIBF4那样的离子液体，粘度高、表面张力大，即使滴加电解液3，也不扩散、渗透到合剂中，因此现状是，将滴液环境升温，或者实施减压加压来进行电解液的供给。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-273659号公报专利文献2：日本特开平8-298110号公报专利文献3：日本特表2002-536173号公报专利文献4：日本特开2000-271517号公报专利文献5：日本特表2005-511275号公报专利文献6：日本特开2010-142737号公报专利文献7：日本特开2003-220702号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题以下列出以往方式的课题。最近，对于二次电池而言，从手机之类的小型应用设备到汽车、起重机、工程机械之类大型应用设备的用途正在增加，在笔记本电脑、便携设备的情况也是，以智能手机为代表地发展多功能化，超小型EDLC也要求低电阻、大电流的瞬时充放电，尤其是，超小型EDLC要求MSD（表面安装）功能，要求回流焊条件（260℃＊10秒），因此将EMIBF4的离子液体以100％（表现为纯的）浓度供给，因而，准确的微量定量供给（0.1～10μL/次）是极其困难的，供给量一旦不均匀，就会伴随EDLC的膨胀、漏液，使设备遭到破损。此外，该浓度高的电解液的表面张力大，难以浸渗到EDLC的电极合剂中，要花费时间，因此现状是，在进行电解液供给时，使其升温，或者反复进行减压、加压来进行生产。进而，存在下面的课题。1）二次电池、EDLC中，低电阻、大电流放电用途迅速增加，电解液成为更高的浓度，在生产中存在晶体的析出。2）要求线速度为从50PPM到100～120PPM的高速度生产。3）超小型EDLC最初为90～110日元/个，而随着市场扩大，要求成本降低为10～12日元/个。4）要求生产环境从洁净室到-65℃的干燥室环境下的生产。以往的注液方法的课题大致分为两类。即，高粘度溶液的微粒化技术、以及使该微粒化粒子瞬时地吸收扩散到电化学元件的电极合剂中的技术。具体而言：1）雾化技术的课题：有机系的离子液体、高浓度电解液的粘度为10～40mPa·s（10～40cps），迄今为止的公知的雾化装置为10mPa·s（10cps）以下的如墨那样的水系的低粘度，因此对于高粘度溶液，不能够以雾化的方式供给。2）高粘度雾化微粒的扩散的课题：有机系高浓度电解液使用含有水分为10ppm以下的高纯度，因此粘度、表面张力大，滴加粒子难以瞬时地扩散吸收到电化学元件的电极合剂、隔板中，与合剂中的吸附空气、吸附气体的气液置换反应困难。这样要求大量生产的快速的规模扩大和高性能化以及成本降低，当务之急是确立崭新的迅速、准确地定量供给高浓度电解液的方式。本专利技术为了解决以往的各种课题，其目的在于提供能够注入高浓度、高粘度的电解液的新的电化学元件。解决问题的手段关于本专利技术的第1方式，一种电化学元件，其中，电解液被瞬时地微量、分散定量地供给，其能够迅速地将高浓度、高粘度的电解液定量供给至电化学元件。关于本专利技术的第2方式，其中，电化学元件为一次电池、二次电池、双电层电容器、模拟双电层电容器中的任一种，其能够应用于它们。关于本专利技术的第3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.17 JP 2011-1358061.一种电化学元件的制造方法，其通过振子的振动，从具有密度为1～6000个/cm2的喷射孔的喷嘴，将用于制造电化学元件的具有10～40mPa·s的粘度的电解液雾化喷雾，通过在所述喷嘴的喷雾出口侧被所述电解液润湿覆盖前停止所述振子的振动并在该停止后进行使所述振子再次振动的间歇运转，由此间歇性地供给所述电解液。2.根据权利要求1所述的电化学元件的制造方法，其中，所述电解液的粘度为10mPa·s以上且小于30mPa·s时所述振动的时间设为20ms以下，所述电解液的粘度为30mPa·s以上时所述振动的时间设为10ms以下。3.根据权利要求1或2所述的电化学元件的制造方法，其中，所述电化学元件为一次电池、二次电池、双电层电容器、模拟双电层电容器中的任一种。4.一种电化学元件的制造装置，其具备具有喷嘴且供给电解液的喷嘴板，所述喷嘴具有密度为1～6000个/cm2的喷射孔，所述电解液用于制造电化学元件且具有10～40mPa·s的粘度，并且所述电化学元件的制造装置具备雾化喷雾装置，所述雾化喷雾装置具有使所述喷嘴振动而将所述电解液雾化喷雾的振子、和产生用于间歇性地反复所述振子的振动和停止的电信号的电信号产生单元，所述雾化喷雾装置通过所述电信号产生单元，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：西野敦，土肥亮介，池田信一，西野功二，绢田精镇，斋田克明，小林将士，
申请(专利权)人：株式会社富士金，株式会社奥普特尼克斯精密，
类型：
国别省市：