CN102165544B - 电化学器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够与使用无铅焊料的高温回流焊接对应的电化学器件。双电层电容器(10)具备:蓄电元件(11);内部内封有该蓄电元件(11)的封装件(14);和从蓄电元件引出,具备与蓄电元件一起被内封于封装件(14)内部的一部分和向封装件的外侧导出的另一部分的正极端子(12)和负极端子(13),其中,在正极端子(12)的一部分和负极端子(13)的一部分,分别设有用于抑制热从正极端子(12)的另一部分和负极端子(13)的另一部分通过该端子(12、13)而传至蓄电元件(11)的热阻增大部(HR1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具备从密封有蓄电元件的封装件导出至少一对端子的结构的电化学器件。
背景技术
电化学器件例如在双电层电容器、锂离子电容器、氧化还原(redox)电容器、锂离子电池等中,存在将蓄电元件和从该蓄电元件引出的至少一对端子的一部分内封于封装件的内部,并且将该端子的另一部分向封装件的外侧导出的结构。
若举出具体例进行说明,则具备上述结构的现有技术中的双电层电容器具备如下结构,即:将隔着(经由)隔板(separator)依次层叠正极侧电极和负极侧电极而构成的蓄电元件、从蓄电元件的正极侧电极引出的正极端子的一部分、从蓄电元件的负极侧电极引出的负极端子的一部分和电解液内封于封装件的内部,并且将正极端子的另一部分和负极端子的另一部分向封装件的外侧导出。
在上述封装件中使用例如按顺序具有塑料制的保护层、金属制的阻挡层和塑料制的热密封层的层压(laminate)膜。该封装件例如通过将规定尺寸的一张矩形膜折弯重合之后,将其3边(热密封层重合的部分)通过热密封进行封止而形成。
然而,随着电化学器件的近年来的小型化,希望能够与一般的电子零部件一样通过使用了无铅焊料的高温回流焊接,将该电化学器件安装于基板等。换言之,对能够与使用了无铅焊料的高温回流焊接相对应的电化学器件的要求日益高涨。
但是,由于具备上述结构的现有技术中的电化学器件不是与使用了无铅焊料的高温回流焊接相对应的器件,因而还不能满足能够与一般的电子零部件一样通过使用无铅焊料的高温回流焊接将该电化学器件安装于基板等的要求。
即,使用无铅焊料的回流焊接所用的回流炉(reflow furnace)的炉内温度的最大值例如达到250℃左右。因此,在具备上述结构的现有技术中的电化学器件通过回流炉的过程中,对向封装件的外侧导出的端子的另一部分(被焊接部位)施加与回流炉的炉内温度相应的对当量的热,该热通过端子传至封装件的内部的蓄电元件。由此,有可能使蓄电元件发生热老化(劣化),产生电化学器件自身的电特性下降的缺陷。
专利文献1:日本特开2002-15954
发明内容
本发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够对应于使用无铅焊料的高温回流焊接的电化学器件。
用于解决该课题的手段
为实现上述目的,本发明为通过焊接安装使用的电化学器件,其具备:蓄电元件;封装件,其将该蓄电元件封装于内部;和从上述蓄电元件引出,具备与上述蓄电元件一起被封装于上述封装件内部的一部分和向上述封装件的外侧导出的另一部分的至少一对端子,其中,在该端子的一部分设有用于抑制热从该端子的另一部分通过该端子传至上述蓄电元件的热阻增大部。
在将该电化学器件通过使用了无铅焊料的高温回流焊接安装于基板等时,在该电化学器件通过回流炉的过程中,在端子的另一部分(被焊接部位)施加与回流炉的炉内温度对应的相当量的热。
但是,由于在所述电化学器件的端子的一部分设置有热阻增大部,因而,能够通过该热阻增大部抑制施加于端子的另一部分的热通过该端子传至封装件内部的蓄电元件。
即,即使在回流焊接时对应回流炉的炉内温度的相当量的热被施加于端子的另一部分,也能够抑制该热传至封装件的内部的蓄电元件而避免该蓄电元件发生热老化,并且能够防止以该热老化为原因而使电化学器件的电特性降低的缺陷。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种能对应于使用无铅焊料的高温回流焊接的电化学器件。
本发明的上述目的和其它目的、构成特征和作用效果通过以下的说明和附图将更加清晰明了。
附图说明
图1是表示将本发明应用于双电层电容器的第一实施方式的、双电层电容器的顶视图;
图2是沿图1的a1-a1线的纵截面图;
图3是沿图1的a2-a2线的纵截面图;
图4是图2的A部详细图;
图5是图1的主要部分放大横截面图;
图6是表示第一实施方式中的热阻增大部的第一变形例和第二变形例的附图;
图7是表示将本发明应用于双电层电容器的第二实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图;
图8是表示第二实施方式的热阻增大部的第一变形例和第二变形例的附图;
图9是表示将本发明应用于双电层电容器的第三实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图;
图10是表示第三实施方式的热阻增大部的第一变形例和第二变形例的附图;
图11是表示将本发明应用于双电层电容器的第四实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图;
图12是表示第四实施方式的热阻增大部的第一变形例和第二变形例的附图;
图13是表示将本发明应用于双电层电容器的第五实施方式的、双电层电容器的顶视图;
图14是沿图13的b1-b1线的纵截面图;
图15是沿图13的b2-b2线的纵截面图;
图16是图13的主要部分放大横截面图;
图17是表示第五实施方式的热阻增大部的第一变形例和第二变形例的附图。
具体实施方式
第一实施方式
图1~图5表示将本发明应用于双电层电容器的第一实施方式。图1是双电层电容器的顶视图,图2是沿图1的a1-a1线的纵截面图,图3是沿图1的a2-a2线的纵截面图,图4是图2的A部详细图,图5是图1的主要部分放大横截面图。
第一实施方式的双电层电容器10具备:蓄电元件11、一对端子(正极端子12和负极端子13)、封装件14、电解液15。
蓄电元件11是隔着(经由)隔板11e交替层叠正极侧电极(无标记)和负极侧电极(无标记)构成的。正极侧电极由正极用极化电极11a和与正极用极化电极11a重叠的正极用集电体11b构成。另外,负极侧电极由负极用极化电极11c和与负极用极化电极11c重叠的负极用集电体11d构成。另外,在各正极用集电体11b的端部分别设置有连接片11b1。同样地,在各负极用集电体11d的端部分别设置有连接片11d1。
附图表示实质上将三个由正极侧电极、负极侧电极和隔板11e构成的单元重叠而构成蓄电元件11的情况,但是单元数也可以是四个以上或者一个。另外,虽然表示了蓄电元件11的最上层和最下层各自配置有集电体11b、11d的情况,但是,也可以根据制造工艺等的关系在最上层和最下层各自的外侧附加极化电极、隔板。
正极端子12和负极端子13由铝等金属形成为长条形。正极端子12的一端与蓄电元件11的各连接片11b1电连接。同样地,负极端子13的一端与蓄电元件11的各连接片11d1电连接。正极端子12的含有与连接片连接的一端的部分内封于封装件14的内部。同样地,负极端子13的含有与连接片连接的一端的部分内封于封装件14的内部。另外,正极端子12的另一部分通过后述的第一密封部14a导出到封装件14的外侧。同样地,负极端子13的另一部分通过后述的第一密封部14a导出到封装件14的外侧。
以下,将正极端子12的内封于封装件14的内部的部分称为“正极端子12的一部分”,将负极端子13的内封于封装件14的内部的部分称为“负极端子13的一部分”。另外,将正极端子12的导出到封装件14的外侧的部分称为“正极端子12的另一部分”,将负极端子13的导出到封装件14的外侧的部分称为“负极端子13的另一部分”。
另外,在正极端子12的一部分和负极端子13的一部分,分别设置有热阻增大部HR1。该热阻增大部HR1所起的作用是抑制热从正极端子12的另一部分以及负极端子13的另一部分通过端子12、13而传至蓄电元件11。正极端子12的热阻增大部HR1由形成于正极端子12的一部分的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12的两侧缘设置切口12a而形成。同样地,负极端子13的热阻增大部HR1由形成于负极端子13的一部分的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在负极端子13的两侧缘设置切口13a而形成。
此外,正极端子12的热阻增大部HR1以其全部位于第一密封部14a的方式存在。同样,负极端子13的热阻增大部HR1以其全部位于第一密封部14a的方式存在。换言之,正极端子12的热阻增大部HR1完全被第一密封部14a所覆盖。同样,负极端子13的热阻增大部HR1完全被第一密封部14a所覆盖。
附图中表示作为用于形成宽度狭窄部分的切口12a、13a为半圆形的情况,但是,切口12a、13a的形状也可以是コ字形或V字形等。并且表示通过在各端子12、13的两侧缘设置切口12a、13a而形成宽度狭窄部分的情况,但是,也可以通过只在各端子12、13的一侧缘设置切口12a、13a而形成宽度狭窄部分。
封装件14以从后述的膜起,俯视观察形状为大致矩形状的方式形成。该封装件14在三个侧部(图1的右侧部、下侧部和上侧部)连续地具有规定宽度的第一~第三密封部14a~14c。该封装件14的内部内封有:蓄电元件11、正极端子12的一部分、负极端子13的一部分和电解液15。
关于电解液15的内封,除在形成封装件14之前预先使蓄电元件11含浸电解液15的方法外,还能够采用如下方法等,即:在形成封装件14之后通过预先形成于该封装件14的孔向其内侧充填电解液15, 之后,将孔堵塞。
用于形成封装件14的膜,能够优选使用依次具有例如(E11)由尼龙等塑料构成的保护层L1、由铝等金属或者Al2O3等金属氧化物构成的阻挡层L2、由聚对苯二甲酸乙二醇脂等塑料构成的绝缘层L3、由聚丙烯等高分子以及它们的前体、半固化体等构成的密封层L4的层压膜(参照图4),(E12)从E11的层压膜除去绝缘层L3而使密封层L4变得足够厚的层压膜,(E13)只做成具有充分的厚度的密封层L4的非层压膜等。
作为密封层L4的密封法,能够使用热密封、以机械压接的密封、通过紫外线等电子射线照射进行固化的密封、利用电磁波照射进行的密封以及其它各种方法。作为密封的能量能够列举出光、电磁波、热、机械性压缩等。另外,作为密封的方法能够列举出固化、可塑、粘接等。
因此,E11、E12的层压膜中的阻挡层L2所起的作用是,防止电解液15从封装件14漏出,防止水分侵入封装件14等。另外,绝缘层L3的作用是即使在例如由于热密封等而使密封层L4熔化的情况下,也防止阻挡层L2与蓄电元件11接触。
另外,在封装件14由E11、E12的层压膜和E13的非层压膜等形成的方法中,优选采用例如(E21)准备规定尺寸的一张矩形膜,在矩形膜的密封层侧配置蓄电元件11等之后,将矩形膜沿其中央部分折叠,将重叠有密封层的三边部分通过例如热密封等进行密封而封止的方法等。
附图中表示在封装件14的三个侧部连续设置有第一~第三密封部14a~14c的情况,但是,也能够代替封装件14而使用在四个侧部连续地具有第一~第四密封部的封装件。在由E11、E12的层压膜和E13的非层压膜等形成该四个侧部连续地具有密封部的封装件的方法中,能够优选采用例如(E22)准备规定尺寸的两张矩形膜,在第一矩形膜的密封层侧配置蓄电元件11等之后,在第一矩形膜重叠第二矩形膜,之后,例如通过热密封等将重叠有密封层的四边部分进行密封而封止的方法等。
在将第一实施方式的双电层电容器10通过使用无铅焊料的高温回流焊接安装于基板等时,以使正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分经由焊膏与焊接区(land)等被连接对象相接的方式配置。而且,将配置有双电层电容器10的基板等送入回流炉。
使用无铅焊料的回流焊接所用的回流炉的炉内温度最大达到例如250℃左右。因此,在双电层电容器10通过回流炉的过程中,向作为被焊接部位的正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分施加与回流炉的炉内温度对应的相当量的热。
但是,由于在上述双电层电容器10的正极端子12的一部分和负极端子13的一部分设置有热阻增大部HR1,因而能够通过热阻增大部HR1抑制施加到正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分的热通过端子12、13而传至封装件14内部的蓄电元件11。
也就是说,即使在回流焊接时与回流炉的炉内温度对应的相当量的热施加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分,也能够抑制热传至封装件14内部的蓄电元件11而避免蓄电元件11发生热老化,并且能够防止以热老化为原因使双电层电容器10的电特性降低的缺陷。
具体而言,分别设置于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的热阻增大部HR1由热传导面积比其他部分小的宽度狭窄部分构成,热阻增大部HR1基于通过减小热传导面积而增加的热阻发挥抑制热传导的作用。另一方面,由于蓄电元件11具有预先确定的耐热温度,因而,如果能够使回流焊接时的蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下,则蓄电元件11不会发生热老化。总而言之,若以使回流焊接时的蓄电元件11的温度上升能够止于耐热温度以下的方式设定热阻增大部HR1的热传导面积等,则能够避免因回流焊接而在蓄电元件11发生热老化。
另外,由宽度狭窄部分构成的热阻增大部HR1以其全部位于封装件14的第一密封部14a的方式存在,因而减少了从端子12、13传至封装件14内部的热量。因此,能够抑制蓄电元件11的由热引起的升温。
图6(A)表示第一实施方式的热阻增大部的第一变形例。该图所示的热阻增大部HR2以其局部位于第一密封部14a的方式存在,热阻 增大部HR2的局部由第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR2由与第一实施方式的热阻增大部HR1同一形状的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过以在正极端子12和负极端子13的两侧缘位于比第一实施方式的切口12a、13a更靠近蓄电元件11的位置的方式设置切口12b、13b而形成。
根据该第一变形例,对于从端子12、13向封装件14内部传导的热,能够将密封部14a的热容量积极地作为缓冲使用,能够减少流入封装件14内部的热量。由此,能够与热阻相结合抑制蓄电元件11的由热引起的升温。
图6(B)表示第一实施方式的热阻增大部的第二变形例。该图所示的热阻增大部HR3以其全部位于第一密封部14a之外的方式存在,热阻增大部HR3没有被第一密封部14a覆盖。该热阻增大部HR3由与第一实施方式的热阻增大部HR1同一形状的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12和负极端子13的两侧缘以位于比第一变形例的切口12b、13b更加靠近蓄电元件11的位置的方式设置有切口12c、13c而形成。
根据该第二变形例,在不仅端子12、13而且封装件14的升温也较大的情况下,能够减少从封装件14经由端子12、13流入封装件14内部的热量。由此,能够抑制蓄电元件11的由热引起的升温。
第二实施方式
图7是表示将本发明应用于双电层电容器的第二实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图。该图7表示与图5所示的主要部分相同的部分。
第二实施方式的双电层电容器与第一实施方式的双电层电容器10的不同之处在于设置于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的热阻增大部HR4的形态。由于其他结构与第一实施方式的双电层电容器10相同,因而使用同一标记且省略其说明。
即,正极端子12的热阻增大部HR4由形成于正极端子12的一部分的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12的端部设置梯形部分12d而形成。梯形部分12d具有向蓄电元件11逐渐变细的形状。同样地,负极端子13的热阻增大部HR4由形成于负极端子13 的一部分的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在负极端子13的端部设置梯形部分13d而形成。梯形部分13d具有向蓄电元件11逐渐变细的形状。
正极端子12由于其一端与蓄电元件11的各连接片11b1电连接,因而,除去与连接片连接的一端的梯形部分12d作为热阻增大部HR4发挥作用。同样地,负极端子13由于其一端与蓄电元件11的各连接片11d1电连接,因而除去与连接片连接的一端的梯形部分13d作为热阻增大部HR4发挥作用。
另外,正极端子12的热阻增大部HR4以其局部位于第一密封部14a的方式存在,同样地,负极端子13热阻增大部HR4以其局部位于第一密封部14a的方式存在。换言之,正极端子12的热阻增大部HR4的局部由第一密封部14a所覆盖,同样地,负极端子13的热阻增大部HR4的局部由第一密封部14a所覆盖。
附图表示的是作为用于形成宽度狭窄部分的梯形部分12d、13d使两侧缘倾斜的附图,但是,也可以是仅一侧缘倾斜的梯形部分。
在将第二实施方式的双电层电容器通过使用了无铅焊料的高温回流焊接安装于基板等时,以使正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分经由焊膏与焊接区等被连接对象相接的方式进行配置。而且,将配置有双电层电容器的基板等送入回流炉。
使用无铅焊料的回流焊接所使用的回流炉的炉内温度最大达到例如250℃左右。因此,在双电层电容器通过回流炉的过程中,在作为被焊接部位的正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分施加与回流炉的炉内温度对应的相当量的热。
但是,由于在双电层电容器的正极端子12的一部分和负极端子13的一部分设置有热阻增大部HR4,因而,能够通过热阻增大部HR4抑制施加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分的热通过端子12、13传至封装件14内部的蓄电元件11。
即,即使在回流焊接时与回流炉的炉内温度对应的相当量的热施加到正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分时,也能够抑制热向封装件14内部的蓄电元件11传导,避免蓄电元件11发生热老化,并且能够避免以热老化为原因而使双电层电容器10的电特性下降 的缺陷。
具体而言,分别设置于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的热阻增大部HR4,由热传导面积比其他部分小的宽度狭窄部分构成,基于通过减小热传导面积而增加的热阻使热阻增大部HR4发挥抑制热传导的作用。另一方面,由于蓄电元件11具有预先确定的耐热温度,因而,若能够使回流焊接时蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下,则蓄电元件11不会发生热老化。总之,若以能够使回流焊接时的蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下的方式设定热阻增大部HR4的热传导面积等,则能够避免因回流焊接致使蓄电元件11发生热老化。
另外,由宽度狭窄部分构成的热阻增大部HR4以其局部位于封装件14的第一密封部14a方式存在,因而,减少了经由端子12、13传至封装件14内部的热量。另外,相对于端子12、13内部的热的流动方向形成热阻的区域长度较长。由此,伴随温度梯度变缓、热阻变大的效果的温度变形引起的变形应力变小。由此,能够减轻对密封部分的热负荷。
图8(A)表示第二实施方式的热阻增大部的第一变形例。如该图所示的热阻增大部HR5以其局部位于第一密封部14a的方式存在,热阻增大部HR5的局部由第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR5由与第二实施方式的热阻增大部HR4形状不同的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12的端部和负极端子13的端部分别连续设置梯形部分12d、13d和带状部分12f、13f而形成。梯形部分12d、13d具有朝向蓄电元件11逐渐变细的形状,带状部分12f、13f具有与梯形部分12d、13d的宽度最狭窄的部位相同的宽度。
在正极端子12中由于其一端与蓄电元件11的各连接片11b1电连接,除去该连接端的梯形部分12e和带状部分12f作为热阻增大部HR5发挥作用。同样地,在负极端子13中由于其一端与蓄电元件11的各连接片11d1电连接,因而除去与连接片连接的一端的梯形部分13e和带状部分13f作为热阻增大部HR5发挥作用。
根据该第一变形例,能够大幅降低热向蓄电元件11的流入。另外,相对于端子12、13内部的热的流动方向形成热阻的区域的长度较长。由此,伴随温度梯度变缓、热阻变大的趋势的温度变形引起的变形应力变小。
图8(B)表示第二实施方式的热阻增大部的第二变形例。该图所示的热阻增大部HR6以其全部位于第一密封部14a之外的方式存在,热阻增大部HR6没有被第一密封部14a覆盖。该热阻增大部HR6由与第二实施方式的热阻增大部HR4大致同一形状的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12的端部和负极端子13的端部以分别位于比第一实施方式的梯形部分12d、13d更加靠近蓄电元件11的位置的方式设置梯形部分12g、13g而形成。
在正极端子12中由于其一端与蓄电元件11的各连接片11b1电连接,因而,除去与连接片连接的一端的梯形部分12g作为热阻增大部HR6发挥作用。同样地,在负极端子13中由于其一端与蓄电元件11的各连接片11d1电连接,因而,除去与连接片连接的一端的梯形部分13g作为热阻增大部HR6发挥作用。
根据该第二变形例,在不仅端子12、13而且封装件14的升温也较大的情况下,能够减少从封装件14经由端子12、13流入封装件14内部的热量。由此,能够抑制蓄电元件11的因热而引起的升温。
第三实施方式
图9是表示将本发明应用于双电层电容器的第三实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图。该图9表示与图5所示的主要部分相同的部分。
第三实施方式的双电层电容器与第一实施方式的双电层电容器10的不同之处在于设置于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的热阻增大部HR7的形态。由于其他结构与第一实施方式的双电层电容器10相同,因而使用同一标记且省略其说明。
即,正极端子12的热阻增大部HR7由形成于正极端子12的一部分的曲折部分构成,曲折部分通过在正极端子12设置按大致90度向不同方向折曲2次的部分12h而形成。同样,负极端子13的热阻增大部HR7由形成于负极端子13的一部分的曲折部分构成,曲折部分通过在负极端子13设置按大致90度向不同方向折曲2次的部分13h而形成。
另外,正极端子12的热阻增大部HR7以其全部位于第一密封部14a的方式存在,同样地,负极端子13的热阻增大部HR7以其全部位于第一密封部14a的方式存在。换言之,正极端子12的热阻增大部HR7的全部由第一密封部14a所覆盖,同样地,负极端子13的热阻增大部HR7的全部由第一密封部14a所覆盖。
附图表示的是,作为用于形成曲折部分的折曲部分12h、13h按大致90度向不同方向折曲2次的情况,但是,也可以采用其它的折曲角度和折曲方式。
在将第三实施方式的双电层电容器通过使用了无铅焊料的高温回流焊接安装于基板等时,以使正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分经由焊膏与焊接区等被连接对象连接的方式进行配置。而且,将配置有双电层电容器的基板等送入回流炉。
使用无铅焊料的回流焊接所使用的回流炉的炉内温度最大达到例如250℃左右。因此,在双电层电容器通过回流炉的过程中,在作为被焊接部位的正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分施加与回流炉的炉内温度对应的相当量的热。
但是,由于在上述双电层电容器的正极端子12的一部分和负极端子13的一部分设置有热阻增大部HR7,因而,能够通过热阻增大部HR7抑制施加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分的热通过该端子12、13传至封装件14内部的蓄电元件11。
即,即使在回流焊接时与回流炉的炉内温度对应的相当量的热施加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分,也能够抑制热传至封装件14内部的蓄电元件11而避免蓄电元件11发生热老化,并且能够防止以热老化为原因使双电层电容器10的电特性降低的缺陷。
具体而言,分别设置于正极端子12和负极端子13的热阻增大部HR7由使热传导长度局部变大的曲折部分构成,热阻增大部HR7基于通过增大热传导长度而增加的热阻而发挥抑制热传导的作用。另一方面,由于蓄电元件11具有预先确定的耐热温度,因而在回流焊接时,若蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下,则蓄电元件11不会发生热老化。总之,若以能够使回流焊接时的蓄电元件11的温度上升止 于耐热温度以下的方式设定热阻增大部HR7的热传导长度等,则能够避免因回流焊接而在蓄电元件11中发生热老化。
另外,由于由曲折部分构成的热阻增大部HR7以其局部位于封装件14的第一密封部14a的方式存在,因而在最接近封装件14的外侧的部分存在热阻增大部,并且与密封部14a的接触面积最大,可以最有效地使用密封部14a的热容量(热容),进而能够抑制蓄电元件11的由热引起的升温。
图10(A)表示第三实施方式的热阻增大部的第一变形例。该图所示的热阻增大部HR8以其局部位于第一密封部14a的方式存在,热阻增大部HR8的局部由第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR8由与第三实施方式的热阻增大部HR7同一形状的曲折部分构成。该曲折部分通过分别在正极端子12和负极端子13上,按照位于比第三实施方式的折曲部分12h、13h更靠近蓄电元件11的位置的方式,设置以大致90度向不同方向折曲2次的部分12i、13i而形成。
根据该第一变形例,使热阻增加,并且通过温度上升而使封装件14的内部压力上升,增加封装件14的内部体积,具有防止在蓄电元件11在平面内发生移动的效果。
图10(B)表示第三实施方式的热阻增大部的第二变形例。该图所示的热阻增大部HR9以其全部位于第一密封部14a之外的方式存在,该热阻增大部HR9没有被第一密封部14a覆盖。该热阻增大部HR9由与第三实施方式的热阻增大部HR7大致同一形状的曲折部分构成。该曲折部分通过分别在正极端子12和负极端子13上,按照位于比第一变形例的折曲部分12i、13i更靠近蓄电元件11的位置的方式设置以大致90度向不同方向折曲2次的部分12j、13j而形成。
根据该第二变形例,使热阻增加,并且通过温度上升而使封装件14的内部压力上升,封装件14的内部体积增加,具有在蓄电元件11中在平面内发生移动时能够受力的动作的自由度,因而能够不向密封部分施力,防止开口。
第四实施方式
图11是表示将本发明应用于双电层电容器的第四实施方式的、双电层电容器的主要部分放大横截面图。该图11表示与图5所示的主要 部分相同的部分。
第四实施方式的双电层电容器与第一实施方式的双电层电容器10的不同之处在于设置于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的热阻增大部HR10的形态。由于其他结构与第一实施方式的双电层电容器10相同,因而使用同一标记且省略其说明。
即,正极端子12的热阻增大部HR10由形成于正极端子12的一部分的倾斜延伸部分构成,倾斜延伸部分通过在正极端子12上设置按约30度倾斜的部分12k而形成。同样,负极端子13的热阻增大部HR10由形成于负极端子13的一部分的倾斜延伸部分构成,倾斜延伸部分通过在负极端子13上设置按约30度倾斜的部分13k而形成。
另外,正极端子12的热阻增大部HR10以其全部位于第一密封部14a的方式存在,同样地,负极端子13的热阻增大部HR10以其全部位于第一密封部14a的方式存在。换言之,正极端子12的热阻增大部HR10的全部由第一密封部14a所覆盖,同样地,负极端子13的热阻增大部HR10的全部由第一密封部14a所覆盖。
虽然附图中表示有作为用于形成倾斜延伸部分的倾斜部分12k、13k按约30度倾斜的结构,但是,也可以在锐角范围内采用其它的倾斜角度。
在将第四实施方式的双电层电容器通过使用了无铅焊料的高温回流焊接安装于基板等时,将正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分经由焊膏配置于焊接区等非连接对象。而且,将配置有双电层电容器的基板等送入回流炉。
使用了无铅焊料的回流焊接所使用的回流炉的炉内温度最大达到例如250℃左右。因此,在双电层电容器通过回流炉的过程中,在作为被焊接部位的正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分施加与回流炉的炉内温度对应的相当量的热。
但是,由于在上述双电层电容器的正极端子12的一部分和负极端子13的一部分设置有热阻增大部HR10,因而能够通过热阻增大部HR10抑制施加于正极端子12的另一部分和负极端子13另一部分的热通过端子12、13传至封装件14内部的蓄电元件11。
即,即使在回流焊接时与回流炉的炉内温度对应的相当量的热施 加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分,也能够抑制热传至封装件14内部的蓄电元件11而避免蓄电元件11中发生热老化,并且能够防止以热老化为原因使双电层电容器10的电特性降低的缺陷。
具体而言,分别设置于正极端子12和负极端子13的热阻增大部HR10由使热传导长度局部变大的倾斜延伸部分构成,热阻增大部HR10基于通过增大热传导长度而增加的热阻发挥抑制热传导的作用。另一方面,由于蓄电元件11具有预先确定的耐热温度,因而,若能够回流焊接时的蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下,则蓄电元件11不会发生热老化。总之,若以能够使回流焊接时的蓄电元件11的温度上升止于耐热温度以下的方式设定热阻增大部HR10的热传导长度等,则能够避免因回流焊接而在蓄电元件11中发生热老化。
另外,由于由倾斜延伸部分构成的热阻增大部HR10以其局部位于封装件14的第一密封部14a的方式存在,因而通过得到热阻,能够抑制向封装件14内部的热流入,并且由于扩大了端子12、13间的距离,因而能够分散对密封部分的热负荷。
图12(A)表示第四实施方式的热阻增大部的第一变形例。该图所示的热阻增大部HR11以其局部位于第一密封部14a的方式存在,该热阻增大部HR11的局部由第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR11由与第四实施方式的热阻增大部HR10大致同一形状的倾斜延伸部分构成。该倾斜延伸部分通过分别在正极端子12和负极端子13以位于比第四实施方式的倾斜部分12k、13k更靠近蓄电元件11的位置的方式设置倾斜部分12l、13l而形成。
根据该第一变形例,与图11相比较,由于端子12、13的折曲较少,因而能够减轻因热膨胀引起的应力集中。
图12(B)表示第四实施方式的热阻增大部的第二变形例。该图所示的热阻增大部HR12以其全部位于第一密封部14a之外的方式存在,热阻增大部HR12没有被第一密封部14a覆盖。该热阻增大部HR12由与第四实施方式的热阻增大部HR10大致同一形状的倾斜延伸部分构成。该倾斜延伸部分通过分别在正极端子12和负极端子13以位于比第一变形例的倾斜部分12l、13l更靠近蓄电元件11的位置的方式设 置倾斜部分12m、13m而形成。
根据该第二变形例,能够扩大端子12、13间的距离,同时,由于端子12、13和密封部14a的接触面积小,因而能够使密封部14a的热负荷达到最小。
第五实施方式
图13~图16表示将本发明应用于双电层电容器的第五实施方式。图13、图14、图15、图16分别表示第五实施方式与上述第一实施方式的图1、图2、图3、图5所示的结构相同的部分。
第五实施方式的双电层电容器20与第一实施方式的双电层电容器10的不同之处在于,在封装件14的外侧还设置有模制外装16的结构。由于其他结构与第一实施方式的双电层电容器10相同,因而使用同一标记且省略其说明。
即,第五实施方式的双电层电容器20具备:蓄电元件11、一对端子(正极端子12和负极端子13)、封装件14、电解液15、覆盖封装件14的模制外装16。而且在正极端子12的一部分和负极端子13的一部分,与第一实施方式同样地分别设置有热阻增大部HR13。该热阻增大部HR13由分别形成于正极端子12的一部分和负极端子13的一部分的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12和负极端子13的两侧缘设置切口12n、13n而形成。另外,在本实施方式的双电层电容器20中,以该宽度狭窄部分的全部位于模制外装16的方式存在。换言之,正极端子12的热阻增大部HR13全部由模制外装16所覆盖。同样地,负极端子13的热阻增大部HR13全部由模制外装16所覆盖。
模制外装16由环氧树脂等塑料、由氧化铝等陶瓷构成的水泥(sement)等构成,以俯视形状为大致矩形状的方式形成。在该模制外装16的内部内封有封装件14。而且,在该封装件14内与第一实施方式同样地内封有蓄电元件11、正极端子12的一部分、负极端子13的一部分、电解液15。
由于在双电层电容器20的正极端子12的一部分和负极端子13的一部分设置有热阻增大部HR13,因而,能够通过热阻增大部HR13抑制施加于正极端子12的另一部分和负极端子13的另一部分的热通过该端子12、13传至模制外装16内部的封装件14和该封装件14内部 的蓄电元件11。
图17(A)表示第五实施方式的热阻增大部的第一变形例。该图所示的热阻增大部HR14以其局部位于模制外装16的方式存在,热阻增大部HR14的剩余部分由封装件14的第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR14由与第五实施方式的热阻增大部HR13同一形状的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12和负极端子13的两侧缘以位于比第五实施方式的切口12n、13n更靠近蓄电元件11的位置的方式设置切口12o、13o的方式形成。
根据该第一变形例,在由于模制外装16和封装件14的热膨胀率差而产生大的变形应力时,能够通过端子12、13破裂来缓和应力对蓄电元件11的影响。
图17(B)表示第五实施方式的热阻增大部的第二变形例。该图所示的热阻增大部HR15以其全部位于模制外装16之外的方式存在,热阻增大部HR15由封装件14的第一密封部14a所覆盖。该热阻增大部HR15由与第五实施方式的热阻增大部HR13同一形状的宽度狭窄部分构成。该宽度狭窄部分通过在正极端子12和负极端子13的两侧缘以位于比第一变形例的切口12o、13o更靠近蓄电元件11的位置的方式设置切口12p、13p而形成。
根据该第二变形例,通过增大模制外装16和端子12、13的接触面积,有效利用模制外装16的热容量,能够更有效地抑制封装件14内部的蓄电元件11的温度上升。
其它实施方式
(1)虽然在第一~第五实施方式中举例表示了在双电层电容器中应用本发明的情况,但是,具备从密封有蓄电元件的封装件导出至少一对端子的结构的其它电化学器件,例如锂离子电容器、氧化还原电容器、锂离子电池等,应用本发明也能够得到同样的作用效果。
符号说明
10:双电层电容器
11:蓄电元件
12:正极端子
13:负极端子
HR1~HR15:热阻增大部
14:封装件
14a~14c:密封部
Claims (4)
1.一种电化学器件,其通过焊接安装使用,其特征在于,具备:
蓄电元件;封装件,其将该蓄电元件封装于内部;和从所述蓄电元件引出,具备与所述蓄电元件一起被封装于所述封装件内部的一部分和向所述封装件的外侧导出的另一部分的至少一对端子,其中
在该端子的一部分设有用于抑制热从该端子的另一部分通过该端子传至所述蓄电元件的热阻增大部,
所述热阻增大部由宽度狭窄部分形成,
所述宽度狭窄部分通过在所述一对端子的各自的两侧缘或一侧缘设置切口而形成。
2.如权利要求1所述的电化学器件,其特征在于:
在所述封装件具备密封部,所述端子的另一部分通过该密封部向所述封装件的外侧导出,所述热阻增大部全部位于密封部中。
3.如权利要求1所述的电化学器件,其特征在于:
在所述封装件具备密封部,所述端子的另一部分通过该密封部向所述封装件的外侧导出,所述热阻增大部的一部分位于密封部中。
4.如权利要求1所述的电化学器件,其特征在于:
在所述封装件具备密封部,所述端子的另一部分通过该密封部向所述封装件的外侧导出,所述热阻增大部全部位于所述密封部之外。
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