CN101855686B - 用于电化学元件的保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种保护器，其不会从电化学元件松动，由此消除了尺寸的离差，并且防止自身容易脱落。保护器(200)与铝复合膜(90)一起覆盖电气化学元件(100)的外周，所述电化学元件用铝复合膜(90)包覆。保护器(200)具有用于容纳铝复合膜(90)的那些褶皱(92)的凹槽(210和220)，所述褶皱在电化学元件(100)的拐角处形成。当保护器(200)安装在电化学元件(100)上时，铝复合膜(90)的褶皱(92)进入凹槽(210和220)中，即，褶皱(92)放入凹槽(210和220)中，使得保护器(200)可以以较高的附着力安装在电化学元件(100)上。

Description

用于电化学元件的保护器
技术领域
本发明涉及用于电化学元件的保护器。更具体地，本发明涉及一种类型的保护器，所述类型的保护器保护诸如双电层电容器、锂离子电池或类似物的电化学元件单元以防外部冲击，所述电化学元件单元用铝复合膜(laminate film)覆盖。
背景技术
双电层电容器具有这种原理，即，极化电极的正极表面和负极表面物理地吸收电解质的阴离子和阳离子以用于存储电能。
双极类型的双电层电容器(以下将仅称为电容器)是一种包括堆叠的平板状的活性碳电极和集电极的堆叠装置，以及离子通过分离器，所述离子通过分离器各自都夹在相邻的两个活性碳电极之间。在活性碳电极和集电极的单元的周围，密封地放置有用于防止液体电解质泄漏的包装构件。该包装构件还用作用于在层之间实现绝缘的装置。
在组装电容器时，能确保所需耐受电压的量的单体(单体是在相互相对的活性碳电极之间放置的电解质的最小单元)和包装构件交替地放置在彼此上(每个单体都具有大约2.5V的耐受电压)以构成堆叠的本体，并且在该本体的相对的部分上相应地放置有成对的端板。由此提供一种气密地密封的构造。
为了在电池之间实现完全的密封，必须向成对的端板施加足够的紧固力。为了该目的，若干对金属螺钉穿过成对的端板的开口，并且在成对的端板之间放置有各自具有相对的端部的间隔器，所述相对的端部具有螺纹开口，并且每对金属螺钉都拧到每个间隔器的螺纹开口中。以便使足够的紧固力施加到成对的端板。
此外，为了防止水进入以避免电容器中的液体电解质与水混合，电容器完全地用铝复合膜覆盖，由此成形为袋状的铝复合膜的内部和电容器的内部被解除压力(decompressed)，以给所述内部提供真空状态，并且铝复合膜焊接到电容器。通过这些步骤，电容器被铝复合膜完全地覆盖和密封。被膜完全覆盖和密封的目的是抑制质量劣化和气体产生。
由于铝复合膜是一种包括与聚丙烯膜、聚乙烯或类似物叠层的铝箔的材料，当施加有外部冲击时，例如当膜与桌子或类似物碰撞时，该铝复合膜趋向于容易破坏。在该情况下，空气中的湿气进入电容器并且由此电容器的质量降低。
作为用于保护电容器以防这种外部冲击的装置，日本特开专利申请(Tokkai)2004-296956公开了一种完全地覆盖电容器的外表面(尤其拐角部分)和袋状的铝复合膜二者的保护外壳。
发明内容
在袋状的铝复合膜的内部和电容器的内部二者保持解除压力或真空的情况下，铝复合膜焊接到电容器以完全密封电容器。即，铝复合膜成形为袋状，并且电容器被放入袋状的复合膜中，并且因而，袋状的复合膜在尺寸上稍大于电容器。
因此，当在铝复合膜的内部保持解除压力或真空的情况下膜焊接到电容器以完全密封电容器时，覆盖电容器的袋状的复合膜的拐角部分趋向于具有褶皱，所述褶皱的量与袋状的复合膜比电容器大出的尺寸相对应。电容器的外部尺寸具有限制。因此，在需要使电容器的外部尺寸尽可能小的情况下，保护外壳借助双面胶带或双面胶条而固定到电容器。
在该情况下，期望将用铝复合膜覆盖的电容器与保护外壳密切地接触。然而，由于在复合膜上具有上述褶皱，所以电容器至减震材料的附着力降低。在该情况下，趋向于出现：保护外壳容易脱离和受限的外部尺寸受到影响。
虽然上文中的说明涉及其中双电层电容器用作电化学元件的示例，但在其中诸如锂离子电池或类似物的其它的二次电池用铝复合膜覆盖的情况下也趋向于出现这种不期望的现象。
考虑到以上提及的问题，提出了本发明，并且目的是提供一种解决以上提及的问题的用于电化学元件的保护器。
为了解决以上提及的问题，本发明提供一种用于电化学元件的保护器，所述保护器完全地覆盖电化学元件，所述电化学元件完全地用铝复合膜覆盖，其特征在于，所述保护器具有接收铝复合膜的起皱部分的凹槽，所述起皱部分在电化学元件的拐角部分处形成。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这种构造，即，保护器的除了凹槽以外的部分与铝复合膜密切地接触。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以使用热塑性弹性体、硫化橡胶、泡沫塑料、泡沫橡胶或具有一定弹性的类似物作为减震构件。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置，即，铝复合膜的起皱部分当电化学元件放入成形为袋状的铝复合膜中并且袋状的铝复合膜的内部被抽成真空时产生。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置，即，电化学元件是诸如双电层电容器、锂离子电池或类似物的二次电池。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置，即，电化学元件是长方体形状的。
在以上提及的本发明中，通过提供具有用于在其中接收铝复合膜的起皱部分的凹槽的保护器，所述起皱部分在电化学元件的拐角部分处形成，当保护器安装到电化学元件时，此时铝复合膜的起皱部分放入凹槽中。换言之，在安装时，凹槽可以用作用于起皱部分的容留部(relief)。因此，保护器可以密切地连接到电化学元件。因而，防止保护器从电化学元件松开，防止尺寸上具有离差，并且防止从电化学元件脱落。
附图说明
图1是实际应用本发明的实施例的双电层电容器的剖视图；
图2是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的透视图；
图3是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的正视图；
图4是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的侧视图；
图5是设有用于接收起皱部分的凹槽的部分的剖视图；
图6是设有用于接收另一种起皱部分的另一种凹槽的部分的剖视图；
图7是设有用于接收起皱部分的又一种凹槽的部分的剖视图；以及
图8是设有用于接收起皱部分的又一种凹槽的部分的剖视图。
具体实施方式
以下，将参照附图1至8说明根据本发明的用于电化学元件的保护器的实施例。
以下将说明的第一实施例是本发明的最优选的实施例。
第一实施例
图1中示出实际上应用第一实施例的电容器。
如参见图1，应用第一实施例的电容器100是长方体形状的，其包括堆叠的平板状的活性碳电极10和集电极20，以及各自都夹在相邻的两个活性碳电极之间的离子通过分离器30。
换句话说，收集器40和分离器30交替地堆叠以构成单元，并且集电极20以分别接触最靠外的活性碳电极10的方式设置在单元的相对的侧上，所述收集器40各自都具有附装到其相对的表面的活性碳电极10。在从而设有集电极20的单元的周围，密封地放置有用于防止液体电解质泄漏的包装构件50。该包装构件50还用作用于在层之间实现绝缘的装置。
在相应的集电极20的外表面上布置有端板60。若干对金属螺钉70穿过成对的端板60的开口，并且成对的端板60之间设有间隔器80，所述间隔器80各自都具有相对的端部，所述相对的端部具有螺纹开口，并且每对金属螺钉70都拧到每个间隔器80的螺纹开口中，以便使足够的紧固力施加到成对的端板60，由此紧固电容器100的单元的构造。
电容器100完全地用铝复合膜90覆盖，由此成形为袋状的铝复合膜90的内部和电容器100的内部被解除压力以给所述内部提供真空状态，并且铝复合膜焊接到电容器以完全密封电容器。
如参见图2至4，在实施例中，为了保护电容器100以防外部冲击，保护器200以覆盖电容器100的外表面和袋状的铝复合膜90二者的方式而固定到电容器100。
保护器200是框架状的构件，其在中心部分处具有用于保护电容器100的拐角部分的窗口。保护器通过例如双面胶带(未示出)固定到电容器100。
保护器200可以使用热塑性弹性体、硫化橡胶、泡沫塑料、泡沫橡胶或具有一定弹性的类似物作为减震构件。然而，减震构件的材料不限于这些材料。
当保护器200固定到电容器100时，铝复合膜90的焊接部分91和末端部分300暴露于外部。
如参见图5和6，在本发明中，保护器200在其拐角的内部部分处设有凹槽210和220，所述凹槽210和220用于容纳或接收铝复合膜90的起皱部分92。即，凹槽210和220用作用于起皱部分92的容留部。
如以上所提及，铝复合膜90成形为袋状，并且电容器100放入袋状的复合膜90中，并且从而，袋状的复合膜90尺寸上稍大于电容器100。因此，当在袋状的铝复合膜90的内部保持解除压力或真空的情况下，膜焊接到电容器以完全密封电容器时，袋状的铝复合膜的拐角趋向于具有起皱部分92，所述起皱部分92的量与袋状的复合膜比电容器大出的尺寸相对应。
由于电容器100是长方体形状的，应当考虑到，由于尺寸上的剩余所产生的起皱部分92沿着由位于前位置、后位置、左位置和右位置处的侧表面、上表面和底表面所限定的侧边设置。
因此，用于接收起皱部分92的凹槽210和220设置在保护器200的拐角的内部部分处，形成沿着电容器100的侧边延伸的槽。
应当注意到，图5中所示的起皱部分92是设置在电容器100的下部分处的一种起皱部分，所述起皱部分92在附图中向下突出，并且图6中所示的起皱部分92是设置在电容器100的上表面和左侧表面之间的另一种起皱部分，所述起皱部分92在附图中向上倾斜地突出。
因此，图5中所示的保护器200的拐角的内部形成有用于接收向下突出的起皱部分92的凹槽210(即，在附图中向下凹陷的部分)，并且图6中所示的保护器200的拐角的内部形成有用于接收倾斜地向上突出的起皱部分92的凹槽220(即，在附图中倾斜地向上凹陷的部分)。
因此，如图5中的箭头指示，当电容器100朝向保护器200向下运动时，铝复合膜90的起皱部分92进入形成在保护器200的拐角的内部中的凹槽210中，并且同时电容器100的除了起皱部分以外的水平和竖直的平坦部分与保护器200的内表面密切地接触。
与以上相似，如参见图6，当电容器100朝向保护器200向上运动时，铝复合膜90的起皱部分92进入形成在保护器200的拐角的内部中的凹槽220中，并且同时电容器100的除了起皱部分以外的水平和竖直的平坦部分与保护器200的内表面密切地接触。
应当注意到，图5和6中所示的箭头不是意在示出用于将保护器200安装到电容器100的实际的运动方向和步骤，而是意在为方便起见而做出解释。
用于接收起皱部分92的凹槽不限于图5和6中所示的那些。即，如图7中所示，可以使用具有显著地弯曲的内表面的凹槽230，并且如图8中所示，可以使用稍远离拐角设置的凹槽240。即，凹槽的形状和位置没有限制，只要凹槽可以接收皱部分92即可。
作为保护电化学元件单元以防外部冲击的保护器，本发明可广泛地应用到工业领域，所述电化学元件单元例如是包括用铝复合膜或类似物覆盖的电化学元件的单元。

Claims (3)

1.一种用于电化学元件的保护器，所述保护器完全地覆盖所述电化学元件，所述电化学元件完全地用铝复合膜覆盖，
其特征在于，所述保护器具有接收所述铝复合膜的起皱部分的凹槽，所述起皱部分是在所述电化学元件的拐角部分处形成的，
所述保护器的除了所述凹槽以外的部分与所述铝复合膜密切地接触，
所述铝复合膜的起皱部分是当所述电化学元件放入成形为袋状的所述铝复合膜中并且所述袋状的铝复合膜的内部被抽成真空时产生的，
所述电化学元件是二次电池，并且
所述电化学元件是长方体形状的。
2.根据权利要求1所述的用于电化学元件的保护器，其特征还在于，所述保护器使用具有一定弹性的热塑性弹性体、硫化橡胶、泡沫塑料或泡沫橡胶作为减震构件。
3.根据权利要求1所述的用于电化学元件的保护器，其特征还在于，所述二次电池是双电层电容器或锂离子电池。
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