CN101350254A - 双电层电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双电层电容器，该双电层电容器能够确保容器内的绝缘且能够缩短电极部的长度。本发明的双电层电容器的特征在于具有：由多个薄板状正电极板和薄板状负电极板形成的层积体、收容层积体的绝缘性袋体、将正电极板的引线端子集中在一起的正的引线板、将负电极板的引线端子集中在一起的负的引线板、将容纳有层积体的袋体收容起来的容器、密封容器开口的封口体、贯穿并固定于封口体的电极端子和安装在封口体的容器上的绝缘性膜，其中，电极端子和引线板相连接，绝缘性膜和袋体接合为液密且气密状态，将袋体收容在容器内，容器的开口由封口体密封。
Description
技术领域
本发明涉及双电层电容器，特别涉及能够确保容器内的绝缘且能够缩短电极部长度的双电层电容器。
背景技术
作为现有的双电层电容器，已知专利文献1(日本特开2001-110692)所记载的双电层电容器。该双电层电容器按如下所述那样制造。
将多个正电极板和负电极板在中间夹设绝缘用隔离物的状态下分别重叠预定张数而制成层积体。在各电极板上形成有引线端子，将该层积体的正的引线端子集中为1个正的引线板，将负的引线端子集中为1个负的引线板。
将如此制成的层积体装入袋状的绝缘器中，除去杂质，向绝缘器内注入电解液，连同绝缘器一起收纳到金属壳中。对于引线板而言，多个引线端子重合而组成1张引线板，并在导通状态下连接在一起。而且，该引线板弯折成蛇行状，前端大致呈水平状态，该水平部分上竖立设有螺钉，并且将该引线板收容在金属壳内。
电解液需要尽可能避免水分的混入，而空气中含有的水分有可能浸入。于是，在金属壳的开口部设置盖体，进而从其上喷注半熔融状的树脂密封材料，使其硬化。引线板中，上述螺钉部分贯穿盖体和树脂密封材料并突出到外侧，在该螺钉上螺合电气端子。
如上所述，该现有技术中，为了对绝缘体的开口部进行密封而设置了盖体，进而利用熔融了的树脂来密封该盖体。
但是，用作密封材料的树脂多少也有些透水性，空气中的水分有可能浸入。因此，通过增厚树脂密封层的厚度来确保必要的液密性。
一般说来，双电层电容器中由引线端子、引线板(lead plate)、电极组成的电极部的长度变长时，释放所充的电时的电阻会变大，效率会变差。
上述专利文献1中，由于将引线端子弯折为蛇行状，引线端子的长度变长，电阻所致的损耗变大。将引线端子弯折成蛇行状是为了便于进行安装螺钉等操作。但是，即使不弯折引线端子而使其呈笔直状态，也会由于需要使密封层的厚度非常厚以确保液密性，而存在不能缩短引线端子长度的问题。
并且，作为其他现有技术还有专利文献2(日本特开2004-304010)。其中，用电解液浸渍扁平状铝电解电容器元件之后，装入柔性的收纳套中，将平坦的铝板的外部引出端子引出，将收纳套的口部熔合进行密封，这样制成电容器主体。通过激光焊接等将与封口材料成为一体的引线端子的一端接合在该电容器主体的外部引出端子上。然后，将接合有引线端子的电容器主体插进具有平坦的长方形截面的外壳中，进而将封口材料热熔合在外壳的口部上，以此制成带有外壳的扁平状铝电解电容器。
该现有技术在密封电解液的方面是优异的，但电极部的长度为引出端子与引线端子的长度之和，无法缩短，从而存在这些电阻所致的损耗变大的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题点，目的是要提供能够缩短电极部长度的双电层电容器。
为了实现上述目的，本发明的双电层电容器的特征在于，该双电层电容器具有：将多个薄板状正电极板、与该薄板状正电极对置的多个薄板状负电极板、以及夹设在各电极板之间的薄板状绝缘部件层积而成的层积体；一端具有开口且用于收容所述层积体的绝缘性袋体；将所述正电极板的引线端子集中在一起的正的引线板；将所述负电极板的引线端子集中在一起的负的引线板；将容纳有所述层积体的袋体收容起来的容器；密封该容器开口的封口体；贯穿所述封口体并在液密且气密状态下被固定的电极端子；以及在所述封口体的与所述容器相对一侧安装的绝缘性膜，所述电极端子和所述引线板连接为导通状态，所述绝缘性膜和柔性的所述袋体接合为液密且气密状态，将所述袋体收容在所述容器内，所述容器的开口由所述封口体密封。
该双电层电容器可以是如下的构成：所述封口体和容器均为金属制，通过封口体焊接于容器的开口来进行密封；柔性的容器和所述绝缘性膜由可热融合的材料构成；电极端子隔着绝缘性衬垫贯穿所述封口体并被固定，所述衬垫和所述绝缘性膜在液密且气密状态下接合在一起。
一方面通过以下方式形成层积体，即，隔着绝缘部件对正电极板和负电极板进行层积，具有将正电极板的引线端子集中在一起的正的引线板和将负电极板的引线端子集中在一起的负的引线板；另一方面备好在封口体上一体设置有电极端子和绝缘性膜的部件。将层积体装入绝缘性袋体中，使层积体的引线板处于从袋体露出的状态，使封口体的电极端子靠近引线板并通过焊接等将两者连接起来。连接完毕后，将袋体的边缘部与绝缘性膜的边缘部液密且气密地接合在一起，将层积体和袋体装入容器中，用封口体密封。
因此，由于利用容器内的袋体密封了电极层积体，从而能够确保容器内部的绝缘。并且，由于能够在电极端子和引线板双方露出的状态下连接，从而能够简单地作业。进而，能够缩短电极端子与引线板的长度，能够减小电阻。
附图说明
图1是层积体的立体分解图。
图2是层积体的立体图。
图3是构成双电层电容器的封口体组件的立体图。
图4是表示双电层电容器的分解状态的纵剖视图。
图5是表示封口体与收容在袋体中的层积体连接在一起的状态的纵剖视图。
图6是本发明的双电层电容器的纵剖视图。
具体实施方式
下面，利用附图对本发明的实施例进行说明。
图1是层积体15的立体分解图，图2是层积体15的立体图。如这些图1和图2所示，本发明的双电层电容器具有按如下所述形成的层积体15：将正电极板11、负电极板12和使它们之间绝缘的绝缘部件13层积起来，用另外的绝缘片14由两侧夹住，即形成层积体15。该层积体15的正的引线端子11a集中成一个端子，负的引线端子12a也集中成一个端子。
正电极板11和负电极板12为相同的结构，是在除引线端子11a、12a以外的部分的单面或双面上涂布浆状物并使其干燥而成的，该浆状物是在由厚度为15μm～100μm的铝箔所构成的集电体中将活性炭、导电剂、结合剂、溶剂等混合在一起而制成的。将正电极板11和负电极板12交替地且大致呈垂直方向地进行配置，在水平方向上层积多个。绝缘部件13是为使各电极板11、12不直接接触而进行绝缘的部件，使用由例如纸、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、玻璃纤维等构成的无纺布或多孔性膜。
此外，层积体15中可以省略将层积起来的正电极板11、负电极板12和绝缘部件13由两侧夹住的绝缘片14。
图3是构成双电层电容器30的封口体组件20的立体图，图4是表示双电层电容器30的分解状态的纵剖视图。
如图4所示，在图2所示的层积体15中，多个正的引线端子11a集中在一起成为正的引线板11A，多个负的引线端子12a集中在一起成为负的引线板12A。将如此形成的层积体15插入袋体31中。作为构成袋体31的膜，只要是相对于电解液来说其具有液密性、电绝缘且能够热熔合即可，对材质没有限制。例如，可以使用厚度为10μm～200μm左右的聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或是它们的层积膜。
封口体21是金属制的长方形的板，在中央的两侧具有细长的贯通孔，电极端子23、24贯穿这些贯通孔，利用衬垫25将周围液密且气密地连接起来。衬垫25由电绝缘性的材料构成，通过嵌件成型成为液密且气密结构。在封口体21的图中下表面安装有与袋体31材料相同的绝缘性膜26。在绝缘性膜26的与贯穿封口体21中央部的开口21a相抵接的部位开设有孔，绝缘性膜26以相同的材料与贴附在开口21a整个内周上的袋体31一体化。在电极端子23、24贯穿后的状态下，绝缘性膜26与封口体21在电极端子23的周围密地接合起来。作为接合方法，除了使用粘接剂外还包括进行热熔合的方法。在开口21a上安装有压力调节阀27。
作为能够用于封口体21的金属可以举出铝、铝合金、镍、镍合金、铁、不锈钢等。其中，考虑到良好的成型性、易于焊接这些方面而优选铝或铝合金。
将衬垫25嵌件成型时使用的材料只要由绝缘性树脂组合物构成即可，例如可以是热固性树脂、热塑性树脂中的任一种。作为热固性树脂可以举出酚醛树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、固化性有机硅树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨基双马来酰亚胺、聚双酰胺三唑等。并且，作为热塑性树脂可以举出聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、乙烯/α-烯烃共聚物、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂)、丙烯腈-苯乙烯树脂等。这些树脂中，考虑到良好的成型性、耐热性和耐化学药品性，优选聚苯硫醚、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮。
此外，在封口体21上连接电极端子23、24时，除了上述的将衬垫25嵌件注塑的方法之外还可以使用其他方法。作为这样的方法，可以举出下述方法等：沿贯通孔的方向将肋立在封口体21的贯通孔周边，铆接已固定于电极端子上的衬垫25并使该肋不与电极端子电导通；或者，在电极端子上设置肋，铆接已固定于封口体的贯通孔内周的衬垫25并使该肋不与封口体21电导通。
作为在进行上述那样的铆接加工时能够用于衬垫25的绝缘性树脂组合物，除所述热塑性树脂外，还可以举出全氟烷氧基链烷烃树脂、聚四氟乙烯树脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物等氟类树脂。其中，考虑到良好的成型性、耐热性和耐药品性，优选全氟烷氧基链烷烃树脂。
图5是表示封口体21与收容在袋体31中的层积体15连接在一起的状态的纵剖视图。如图4所示，将封口体21、电极端子23、24和绝缘性膜26形成为一体的物体作为封口体组件20，预先进行制作。然后，使封口体组件20靠近收容在袋体31中的层积体15，通过超声波焊接或激光焊接等来将封口体21的电极端子23与引线板11A连接起来，并同样地将电极端子24和引线板12A连接起来。此时，通过扩大袋体31的入口边缘部31a等，使引线板11A、12A由袋体31突出到外部，由此，即使引线板11A、12A较短也能够容易地进行该连接作业。
如图5所示，将电极端子23、24与引线板11A、12A连接起来后，对袋体31的入口边缘部31a和绝缘性膜26的边缘部26a加热熔融使之熔合。由此，通过绝缘性袋体31和绝缘性膜26，使层积体15处于与外部液密-气密地阻断的状态。
图6是本发明的双电层电容器的纵剖视图。将袋体31的入口边缘部31a与绝缘性膜26的边缘部26a的熔合部折叠，并将整体插入到金属制的容器28中，通过激光焊接等对封口体21的周围和金属制的容器28进行密封。然后，在开口21a上还未安装压力调节阀27的状态下，在袋体31内填充电解液作为电解物质，除去杂质后在开口21a上安装压力调节阀27。由此，层积体15通过一体化的袋体31和绝缘性膜26而被液密且气密地阻断，因而容器28的内部为被绝缘的状态。该电解液的填充、杂质的去除以及阀的安装也可以在上述的袋体31与绝缘性膜26刚熔合完时进行。
作为电解液有时也使用水性溶剂，但使用非水性溶剂具有能够获得高电压的特征。但是，非水性溶剂中，需要尽可能防止水分的混入。双电层电容器并非像二次电池那样利用物质的化学变化，但有时由于混入的杂质而产生气体，使袋体31内部的压力升高。若内部的压力上升，袋体31和容器28变形，可能会漏出电解液。于是设置压力调节阀27，当压力升高至预定压力以上时，打开该压力调节阀27，使容器内与大气的压差得以释放。
作为金属制的容器28，实施例中使用了对厚度为0.5mm的铝板材进行了深冲加工的容器，但并不特别地限于该材料和加工方法。不过，通过利用深冲加工制造金属制的容器28，能够得到没有接缝的容器28，从而能够获得高气密性。
本发明的双电层电容器为上述结构，因而能够简单地进行引线板11A、12A和电极端子23、24的连接作业。由于作业容易，能够缩短引线板11A、12A和电极端子23、24的长度，缩短电极部的长度，能够减少电阻所致的损耗。并且，由于电极端子23、24隔着衬垫25固定在封口体21上，从而能够确保绝缘结构。
Claims (4)
1.一种双电层电容器，其特征在于，
该双电层电容器具有：
将多个薄板状正电极板、与该薄板状正电极对置的多个薄板状负电极板、以及夹设在各电极板之间的薄板状绝缘部件层积而成的层积体；
一端具有开口且用于收容所述层积体的绝缘性袋体；
将所述正电极板的引线端子集中在一起的正的引线板；
将所述负电极板的引线端子集中在一起的负的引线板；
将容纳有所述层积体的袋体收容起来的容器；
密封该容器开口的封口体；
贯穿所述封口体并在液密且气密状态下被固定的电极端子；以及
在所述封口体的与所述容器相对一侧安装的绝缘性膜，
所述电极端子和所述引线板连接为导通状态，所述绝缘性膜和柔性的所述袋体接合为液密且气密状态，将所述袋体收容在所述容器内，所述容器的开口由所述封口体密封。
2.如权利要求1所述的双电层电容器，其特征在于，
所述封口体和容器均为金属制，通过封口体焊接于容器的开口来进行密封。
3.如权利要求1或2所述的双电层电容器，其特征在于，
柔性的容器和所述绝缘性膜由可热融合的材料构成。
4.如权利要求1～3中任一项所述的双电层电容器，其特征在于，
电极端子隔着绝缘性衬垫贯穿所述封口体并被固定，所述衬垫和所述绝缘性膜在液密且气密状态下接合在一起。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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