CN102918615A - 电化学器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电化学器件,其能够实现封装体的薄型化自不用说,且在将电化学器件回流钎焊到电路基板上的过程或封入到IC卡内的过程中即使该电化学器件上产生温度上升,也能够可靠地防止内部空间内的电解质或气体等向外部漏出的情况。电化学器件(RB1)的封装体(PA)将以第一封罩薄板(15)、第一端子板(12)、框体薄板(14)、第二端子板(13)、第二封罩薄板(16)的顺序重合并将相互面对的面结合而成的结构作为其主体,将蓄电元件(SD)封入到基于两端子板(12、13)的框部(12a、13a)的贯通孔(12a1、13a1)和框体薄板(14)的贯通孔(14a)而在两封罩薄板(15、16)之间形成的内部空间(IS)中。
Description
技术领域
本发明涉及具备将蓄电元件封入到封装体内的结构的电化学器件。
背景技术
在双电荷层电容器等电化学器件中,着眼于使用薄膜封装体来实现薄型化(参照专利文献1及2),因该薄型化而(1)将电化学器件回流钎焊(reflow)到电路基板上的期望、(2)将电化学器件封入到IC卡内的期望提高。
该薄膜封装体一般使用顺次具有耐热层、阻挡层和热封层的叠层薄膜来制作。具体而言,通过如下这样制作:准备设有端子的蓄电元件,以使端子的前端部分从薄膜端突出的方式将蓄电元件放置在叠层薄膜的热封层侧,并在其上方以使热封层朝向蓄电元件的方式重合另一叠层薄膜,对两叠层薄膜的周围进行加热,使热封层相互热熔接而一体化。另外,还存在不将两张叠层薄膜重合,而将一张叠层薄膜对折的薄膜封装体的制作方法。
在将采用了薄膜封装体的电化学器件回流钎焊到电路基板上时,通常采用将搭载有该电化学器件的电路基板向回流焊炉投入的步骤。因此,在电化学器件上产生伴随着回流钎焊的温度曲线的温度上升,从而该电化学器件可能上升到回流钎焊的峰值温度或接近该峰值温度的温度。
另外,在将采用了薄膜封装体的电化学器件封入到IC卡内时,通常采用在心部薄片(コアシ一ト)的器件收纳部中收纳该电化学器件并在该心部薄片的上下表面热封罩薄片(カバ一シ一ト)的步骤。因此,在电化学器件上产生伴随着热封的温度曲线的温度上升,从而该电化学器件可能上升到热封的峰值温度或接近该峰值温度的温度。
所述薄膜封装体中使用的叠层薄膜的热封层使用聚丙烯等热可塑性塑料,从而容易进行热封或热封时在薄膜封装体上不会产生温度上升。
该热可塑性塑料的熔点不那么高,因此在将采用了薄膜封装体的电化学器件回流钎焊到电路基板上的过程或封入到IC卡内的过程中,因上述的温度上升而在“将热封层相互热熔接而一体化后的部分”上容易产生软化或熔融。并且,在上述过程中,薄膜封装体的内压因电解质的蒸气压力上升等而上升,因此电解质或气体等可能从产生软化或熔融的部分漏出。当电解质或气体漏出时,可能会污染周围,或产生电化学器件的功能降低等不良情况。
在采用了薄膜封装体的电化学器件中,由于端子的前端部分通过“将热封层相互热熔接而一体化后的部分”向外部导出,因此电解质或气体等的漏出容易在“将热封层相互热熔接而一体化了的部分”与端子的界面上产生。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2008-135443号公报
【专利文献2】日本特开2005-252003号公报
发明内容
本发明的各种实施方式的目的在于提供一种电化学器件,其能够实现封装体的薄型化自不用说,且在将电化学器件回流钎焊到电路基板上的过程或封入到IC卡内的过程中即使该电化学器件上产生温度上升,也能够可靠地防止内部空间内的电解质或气体等向外部漏出的情况。
【用于解决课题的手段】
为了实现上述目的,本发明的一实施方式为电化学器件,其具备将蓄电元件封入到封装体内的结构,其中,该封装体具备:(1)第一端子板,其一体地具有形成有贯通孔的框部和从该框部向外侧突出的端子部;(2)第二端子板,其一体地具有形成有贯通孔的框部和在与第一端子板的端子部不同的位置处从该框部向外侧突出的端子部;(3)框体薄板,其具有与所述第一及第二端子板的贯通孔对应的贯通孔,且具有与所述蓄电元件实质上相同的厚度,并且夹装在所述第一端子板的框部的一面与所述第二端子板的框部的一面之间;(4)第一封罩薄板,其以覆盖所述第一端子板的贯通孔的方式设置在所述第一端子板的框部的另一面;(5)第二封罩薄板,其以覆盖所述第二端子板的贯通孔的方式设置在所述第一端子板的另一面,所述蓄电元件封入到基于所述第一及第二端子板的框部的贯通孔和所述框体薄板的贯通孔而在两封罩薄板间形成的内部空间中,所述第一端子板的端子部的一部分和所述第二端子板的端子部的一部分从封装体向外部露出。
在所述电化学器件中,封装体具有将第一封罩薄板、第一端子板、框体薄板、第二端子板及第二封罩薄板以该顺序重合且将相互面对的面结合而成的层叠结构,蓄电元件封入到基于两端子板的框部的贯通孔和框体薄板的贯通孔而在两封罩薄板之间形成的内部空间中。
由于内部空间利用两端子板的框部的贯通孔和框体薄板的贯通孔而形成,因此即使框体薄板的厚度、或第一及第二端子板各自的厚度与框体薄板的厚度的合计变薄到与蓄电元件相同程度,也能够在封装体内形成用于封入蓄电元件的充分的内部空间。并且,由于第一封罩薄板由第一端子板的框部分上表面和蓄电元件的上表面支撑,第二封罩薄板由第二端子板的框部分下表面和蓄电元件的下表面支撑,因此即使尽量减薄各板的厚度,也能够在封装体上确保所期望的刚性。由此,在所述电化学器件中能够实现与采用了薄膜封装体的现有的电化学器件匹敌的薄型化。
另外,两端子板的框部和框体薄板形成没有裂缝的框形状,因此即使伴随温度上升而内部空间的内压上升,内部空间内的电解质、气体等也不会通过该框部和该框体薄板向外部漏出。由此,在将所述电化学器件回流钎焊到电路基板上的过程或封入到IC卡内的过程中即使该电化学器件上产生温度上升,也能够可靠地防止内部空间内的电解质或气体等向外部漏出的情况。
【发明效果】
根据本发明的各种实施方式,提供一种电化学器件,其能够实现封装体的薄型化自不用说,且在将电化学器件回流钎焊到电路基板上的过程或封入到IC卡内的过程中即使该电化学器件上产生温度上升,也能够可靠地防止内部空间内的电解质或气体等向外部漏出的情况。
本发明的各种实施方式的上述的目的及其以外的目的、结构特征以及作用效果通过以下的说明和附图变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的电化学器件的俯视图。
图2是沿着图1的S11-S11线的剖面图。
图3是沿着图2的S12-S12线的剖面图。
图4(A)~图4(C)是蓄电元件的构成部件的俯视图,图4(D)及图4(E)是表示蓄电元件的制作步骤的图。
图5(A)~图5(E)是封装体的构成部件的俯视图。
图6是本发明的第二实施方式涉及的电化学器件的俯视图。
图7是沿着图6的S21-S21线的剖面图。
图8(A)是构成本发明的第三实施方式涉及的电化学器件的第一端子板的俯视图,图8(B)是其第二端子板的俯视图,图8(C)是使用图8(A)及图8(B)所示的第一端子板及第二端子板而制作的电化学器件的俯视图。
图9(A)是构成本发明的第四实施方式涉及的电化学器件的第一端子板的俯视图,图9(B)是其第二端子板的俯视图,图9(C)是使用图9(A)及图9(B)所示的第一端子板及第二端子板而制作的电化学器件的俯视图。
具体实施方式
以下,引用附图对本发明的实施方式进行说明,但在该说明中,将图1的左、右、下、上、跟前及里侧分别称为“前”、“后”、“左”、“右”、“上”及“下”,并且将其它图的与上述方向相当的方向分别称为“前”、“后”、“左”、“右”、“上”及“下”。这样,关于方向的记载都是以附图所示的方向为基准的方便的记载,但没有意图将本发明的实施方式限定为特定的方向。
参照图1~图5,对本发明的一实施方式涉及的电化学器件RB1进行说明。该电化学器件RB1通过将蓄电元件SD封入到封装体PA内而构成。
蓄电元件SD由图4(A)所示的第一薄片(无符号)、图4(B)所示的第二薄片(无符号)、图4(C)所示的间隔薄片11e构成。
如图4(A)所示,第一薄片具有:矩形的第一集电极层11a;在第一集电极层11a的前后方向两端缘的左侧与该第一集电极层11a一体设置且相对于沿着第一集电极层11a的左右方向延伸的中心线(与后述的中央线CL对应)设置成线对称形的两个矩形形状的耳片(tab)11a1;以及在第一集电极层11a的上表面的除了两耳片11a1之外的区域形成的矩形形状的第一分极性电极层11b。
如图4(B)所示,第二薄片具有:矩形形状的第二集电极层11c;在第二集电极层11c的前后方向两端缘的右侧与该第二集电极层11c一体设置,且相对于沿着第一集电极层11a的左右方向延伸的中心线设置成线对称形的矩形形状的耳片11c1;在第二集电极层11c的下表面的除了两耳片11c1之外的区域形成的矩形形状的第二分极性电极层11d。第二集电极层11c、耳片11c1及第二分极性电极层11d的外形尺寸与第一薄片的第一集电极层11a、耳片11a1及第一分极性电极层11b的外形尺寸大致相同。该第二薄片能够通过将具有与第一薄片相同的结构的薄片翻过来而提供。
如图4(C)所示,间隔薄片11e形成为矩形形状,其外形尺寸以比第一薄片的第一分极性电极层11b及第二薄片的第二分极性电极层11d的外形尺寸大的方式形成。
第一集电极层11a及第二集电极层11c由铝、铂等导电材料形成,其厚度例如为5~50μm。另外,第一分极性电极层11b及第二分极性电极层11d由PAS(聚并苯系有机半导体)或活性炭等活性物质形成,其厚度例如为10~100μm。并且,间隔薄片11e由纤维素系薄膜或塑料系薄膜等离子透过薄膜形成,其厚度例如为10~50μm。
在制作所述蓄电元件SD时,首先,如图4(D)所示,将间隔薄片11e以其前后左右缘从该第一分极性电极层11b的前后左右缘突出的方式重叠在第一薄片的第一分极性电极层11b上,并将第二薄片的第二分极性电极层11d以其前后左右缘与第一分极性电极层11b的前后左右缘吻合(合致)的方式重叠在该间隔薄片11e上。
接着,如图4(E)所示,将重合后的结构整体沿着前后方向中央的中央线CL(参照图4(D))折叠,使第一集电极层11a的两个耳片11a1重合,且使第二集电极层11c的两个耳片11c1重合。
接着,通过点焊(スポツト溶接)或超声波焊接等焊接方法使重合的两个耳片11a1局部地相互结合,并且通过点焊或超声波焊接等焊接方法使重合的两个耳片11c1局部地相互结合。
如图2所示,制作后的蓄电元件SD成为如下这样的层叠结构:第一集电极层11a位于最外侧,第一分极性电极层11b位于该第一集电极层11a的内侧,间隔薄片11e位于该第一分极性电极层11b的内侧,第二分极性电极层11d位于该间隔薄片11e的内侧,第二集电极层11c位于该第二分极性电极层11d的内侧。如图2所示,该层叠结构在上下方向上为10层结构。
在图2中,为了方便说明,将各层的厚度及蓄电元件SD的厚度(上下尺寸)比实际的厚度描绘得厚,但如先前叙述的那样,各层的厚度极其薄,因此实际的蓄电元件SD整体的厚度不到1.0mm。为了得到这样的薄的形状,将构成实际的蓄电元件SD的各层以接近180度的角度折弯。其结果是,耳片11a1及耳片11c1在上下方向上以相互接近的方式配置,且以与对应的第一集电极层11a或第二集电极层11c平滑地连接的方式构成。
封装体PA由图5(A)所示的第一端子板12、图5(B)所示的第二端子板13、图5(C)所示的框体薄板14、图5(D)所示的第一封罩薄板15、图5(E)所示的第二封罩薄板16、图1~图3所示的外包装材(外装材)17构成。
如图5(A)所示,第一端子板12具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔12a1的矩形框状的框部12a(这里的框部12a是指除了后述耳片连接部12b及端子部12c之外的部分);在框部12a的内侧(贯通孔12a1的前端缘的左侧)与该框部12a一体地设置的矩形形状的耳片连接部12b;在框部12a的前端缘的左侧从该前端缘向外侧突出,且与该框部12a一体地设置的矩形形状的端子部12c。框部12a的前后左右部分的宽度可以全部相同地形成,该框部12a、耳片连接部12b及端子部12c的上下表面可以以分别位于同一平面的方式形成。
如图5(B)所示,第二端子板13具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔13a1的矩形框状的框部13a(这里的框部13a是指除了后述耳片连接部13b及端子部13c之外的部分);在框部13a的内侧(贯通孔13a1的前端缘的右侧)与该框部13a一体地设置的矩形形状的耳片连接部13b;以及在框部13的前端缘的右侧从该前端缘向外侧突出,且与该框部13a一体地设置的矩形形状的端子部13c。框部13a、耳片连接部13b及端子部13c的外形尺寸与第一端子板12的框部12a、耳片连接部12b及端子部12c的外形尺寸大致相同,贯通孔13a1的内形尺寸(在此是指除了耳片13b时的内形尺寸)与第一端子板12的贯通孔12a1的内形尺寸(在此是指除了耳片12b时的内形尺寸)大致相同,框部13a的前后左右部分的宽度与第一端子板12的框部12a的前后左右部分的宽度大致相同。该第二端子板13可以将与第一端子板12相同的端子板翻过来而使用。
如图5(C)所示,框体薄板14呈在中央形成有矩形形状的贯通孔14a的矩形框状。框体薄板14的外形尺寸与两端子板12及13的框部12a及13a的外形尺寸大致相同,贯通孔14a的内形尺寸与两端子板12及13的贯通孔12a1及13a1的内形尺寸(在此是指除了耳片12b及13b之外的部分的内形尺寸)大致相同,前后左右部分的宽度与两端子板12及13的框部12a及13a的前后左右部分的宽度大致相同。
如图5(D)所示,第一封罩薄板15形成为具有与两端子板12及13的框部12a及13a的外形尺寸大致相同的外形尺寸的矩形形状。
如图5(E)所示,第二封罩薄板16呈具有与两端子板12及13的框部12a及13a的外形尺寸大致相同的外形尺寸的矩形形状。该第二封罩薄板16也可以与第一封罩薄板15相同。
如图2及图3所示,外包装材17形成封装体PA的外表面,且覆盖由两封罩薄板15及16夹入的部分整体。
两端子板12及13由铝或铂等导电材料形成,其厚度例如为50~150μm。另外,框体薄板14由耐热性塑料(例如,聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺(ポリアミドイミド)或环氧树脂)或陶瓷(例如,氧化铝或氧化锆)等耐热性绝缘材料形成,优选由具有150℃以上的连续使用耐热温度的耐热性绝缘材料形成,其厚度例如为100~700μm。并且,两封罩薄板15及16由铝或铂等导电材料或与框体薄板14相同的耐热性绝缘材形成,其厚度例如为50~150μm。并且,外包装材17由耐热性塑料(例如,聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺或环氧树脂)等耐热性绝缘材料形成,优选由具有150℃以上的连续使用耐热温度的耐热性绝缘材形成,其厚度例如为100~500μm。
在制作所述封装体PA时,如图2所示,将第一封罩薄板15、第一端子板12、框体薄板14、第二端子板13和第二封罩薄板16以该顺序重合,并将相互面对的面彼此结合。
在两端子板12及13的框部12a及13a上存在大致同一形状的贯通孔12a1及13a1,在夹装于该两端子板12及13之间的框体薄板14上的与该贯通孔12a1及13a1对应的位置形成有贯通孔14a。另外,第一封罩薄板15覆盖第一端子板12的框部12a的上表面而闭塞贯通孔12a1,第二封罩薄板16覆盖第二端子板13的框部13a的下表面而闭塞贯通孔13a1。
即,当将各板重合时,通过各贯通孔12a1、13a1、14a以及两封罩薄板15及16来划定内部空间IS(参照图2及图3)。
在该重合的中途,以图3所示的方式向关闭前的内部空间IS插入蓄电元件SD(参照图4(E)),并通过点焊或超声波焊接等焊接方法将该蓄电元件SD的耳片11a1和第一端子板12的耳片连接部12b局部地结合,且通过点焊或超声波焊接等焊接方法将耳片11c1和第二端子板13的耳片连接部13b局部地结合。
另外,在重合的中途,在将内部空间IS关闭之前,向该内部空间IS内注入电解质(例如将硼氟化三乙基甲基铵(硼弗化トリエチルメチルアンモニゥム)加入到作为溶剂的碳酸丙二醇酯(プロピレンカ一ボネイト)中而得到的液状的电解质或在该电解质中加入聚丙烯腈(ポリアクリロニトリル)等而形成为凝胶状的电解质等)。
各板的结合可以使用聚酰亚胺系粘接剂或聚酰胺酰亚胺系粘接剂等耐热性粘接剂,优选使用在固化状态下具有150℃以上的连续使用耐热温度的耐热性粘接剂。由于结合时使用的粘接剂为耐热性的粘接剂,且其种类可以任意地选择与各板的材质对应的种类,因此在各个结合界面极其容易确保高的结合强度。
这样,第一端子板12的框部12a的上表面通过耐热性粘接剂与第一封罩薄板15的下表面周围结合,且该框部12a的下表面通过耐热性粘接剂与框体薄板14的上表面结合。另外,第二端子板13的框部13a的上表面通过耐热性粘接剂与框体薄板14的下表面结合,且该框部13a的下表面通过耐热性粘接剂与第二封罩薄板16的上表面周围结合。
接着,将结合各板后的结构插入到具有与外包装材17的外形匹配的腔室的模具(图示省略)内,向该腔室内注入外包装材17的流动物并使其固化。也可以在结合各板后的结构的外表面整体上通过涂敷或喷雾等涂覆方法附着外包装材17的流动物并使其固化。上述的外包装材17的形成方法为例示,本发明的各种实施方式中的外包装材17的形成方法没有限定为上述方法。
通过按照该步骤来制作封装体PA,从而能够将图1~图3所示的电化学器件RB1构成为将蓄电元件SD封入到封装体PA内且两端子板12及13的端子部12c及13c的前侧部分从封装体PA的前表面向外部露出。上述的封装体PA的制作步骤始终仅为例示,本发明的各种实施方式涉及的封装体PA能够通过本领域技术人员清楚的各种制作步骤来制作。
各板的厚度及外包装材17的厚度极其薄,因此实际的封装体PA整体的厚度(上下尺寸)例如小于2.5mm,若除去外包装材17的话例如为小于1.5mm。在本发明的一实施方式中,框体薄板14具有与蓄电元件SD实质上相同的厚度。在本发明的另一实施方式中,两端子板12及13各自的厚度和框体薄板14的厚度的合计与蓄电元件SD实质上相同。如上所述,希望注意:为了方便说明在图2中蓄电元件SD的厚度(上下尺寸)或框体薄板14的厚度(上下尺寸)以比实际的尺寸厚的方式进行描绘这一点。
通过本发明的各种实施方式涉及的所述电化学器件RB1发挥出的效果包含以下的效果。
(1)在所述电化学器件RB1中,封装体PA的主体具有将第一封罩薄板15、第一端子板12、框体薄板14、第二端子板13及第二封罩薄板16以该顺序重合并将相互面对的面结合的层叠结构,且将蓄电元件SD封入到基于两端子板12及13的框部12a及13a的贯通孔12a1及13a1、和框体薄板14的贯通孔14a而在两封罩薄板15及16之间形成的内部空间IS中。
即,由于内部空间IS利用两端子板12及13的框部12a及13a的贯通孔12a1及13a1和框体薄板14的贯通孔14a而形成,因此即便使框体薄板14(或两端子板12及13各自的厚度与框体薄板14的厚度的合计)变薄到与蓄电元件SD相同程度,也能够在封装体PA内形成用于封入蓄电元件SD的充分的内部空间IS。并且,由于封罩薄板15由第一端子板12的框部12a的上表面和蓄电元件的上表面支撑,封罩薄板16由端子板13的框部13a的下表面和蓄电元件SD的下表面支撑,因此即便使各板的厚度尽量变薄,在封装体PA的主体上也能够确保所期望的刚性。由此,能够在所述电化学器件RB1中实现与采用了薄膜封装体的现有的电化学器件匹敌的薄型化。
另外,两端子板12及13的框部12a及13a和框体薄板14形成没有裂缝的框形状,因此即使伴随温度上升而内部空间IS的内压上升,内部空间IS内的电解质或气体等也不会通过该框部12a及13a和该框体薄板14而向外部漏出。由此,在将所述电化学器件RB1回流钎焊到电路基板上的过程、封入到IC卡内的过程中即使在该电化学器件RB1上产生温度上升,也能够可靠地防止内部空间IS内的电解质、气体等向外部漏出的情况。
(2)在所述电化学器件RB1中,虽然构成封装体PA的主体的各板的相互面对的面使用耐热性粘接剂进行结合,但该耐热性粘接剂可以根据各板的材质而适当使用在固化状态下具有耐受所述温度上升的连续使用耐热温度的粘接剂,因此除了在各结合界面能够确保高的结合强度之外,即使伴随温度上升而内部空间IS的内压上升,也能够防止内部空间IS内的电解质、气体等通过该各结合界面而向外部漏出的情况。
(3)在所述电化学器件RB1中,由于即便使各板的厚度尽量变薄,在封装体PA的主体上也能够确保所期望的刚性,因此即使在将该电化学器件RB1回流钎焊到电路基板上时或封入到IC卡内时等操作时,在该电化学器件RB1的外表面施加有力,也能够避免在该封装体PA上产生变形或损伤等情况。
(4)在所述电化学器件RB1中,由于设置形成封装体PA的外表面的外包装材17,因此能够通过该外包装材17更高地确保封装体PA的刚性,并且通过该外包装材17能够多少抑制或延迟电化学器件RB1的内部空间IS中的温度上升。
参照图6及图7,对本发明的另一实施方式涉及的电化学器件RB2进行说明。该电化学器件RB2与所述电化学器件RB1不同之处在于使用了不具有外包装材17的封装体PA’。
封装体PA’由图5(A)所示的第一端子板12、图5(B)所示的第二端子板13、图7所示的框体薄板14-1、图7所示的第一封罩薄板15-1、以及图7所示的第二封罩薄板16-1构成。
如图7所示,框体薄板14-1呈在中央形成有矩形形状的贯通孔14a(符号的图示省略)的矩形框状。框体薄板14-1的外形尺寸比两端子板12及13的框部12a及13a的外形尺寸大,贯通孔14a的内形尺寸与两端子板12及13的贯通孔12a1及13a1的内形尺寸(在此,是指除了耳片12b及13b时的内形尺寸)大致相同,前后左右部分的宽度比两端子板12及13的框部12a及13a的前后左右部分的宽度大。
如图7所示,第一封罩薄板15-1形成为具有与框体薄板14-1的外形尺寸大致相同的外形尺寸的矩形形状。
如图7所示,第二封罩薄板16-1形成为具有与框体薄板14-1的外形尺寸大致相同的外形尺寸的矩形形状。该第二封罩薄板16-1也可以使用与第一封罩薄板15-1相同的封罩薄板。
框体薄板14-1和两封罩薄板15-1及16-1的材质及厚度可以与所述第一实施方式中叙述的框体薄板14和两封罩薄板15及16的材质及厚度实质上相同。
如图7所示,封装体PA’通过将第一封罩薄板15-1、第一端子板12、框体薄板14-1、第二端子板13、第二封罩薄板16-1以该顺序重合并将相互面对的面结合而制作。封装体PA’可以通过与上述的封装体PA的制作步骤实质上相同的步骤来制作。例如,能够通过与上述的实施方式同样的步骤来进行将各板重合的步骤、注入电解质的步骤、使用粘接剂将各板彼此结合的步骤等封装体PA’的制作所需要的各种步骤。
通过重合各板,从而在两封罩薄板15及16之间形成基于各贯通孔12a1、13a1及14a的内部空间IS(参照图7)。另外,由于框体薄板14-1、两封罩薄板15-1及16-1的外形尺寸比两端子板12及13的框部12a及13a的外形大,因此框体薄板14-1和两封罩薄板15-1及16-1的前后左右的各端缘比两端子板12及13的框部12a及13a的前后左右的各端缘以尺寸差量而更向外侧伸出。
根据该电化学器件RB2,能够得到与上述的效果(1)~(3)同样的效果。另外,由于两端子板12及13的框部12a及13a的前后左右的各端缘比框体薄板14-1和两封罩薄板15-1及16-1的前后左右的各端缘向内侧引入,因此具有即使不设置外包装材17,也能够防止两端子板12-1及13-1的框部12a及13a的前后左右的各端缘与周围设备等接触的优点。
参照图8,对本发明的另一实施方式涉及的电化学器件RB3进行说明。该电化学器件RB3与所述第一实施方式中叙述的电化学器件RB1不同之处在于,取代第一端子板12而使用图8(A)所示的第一端子板12-1这一点、和取代第二端子板13而使用与图8(B)所示的第二端子板13-1这一点。
如图8(A)所示,第一端子板12-1具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔12a1的矩形框状的框部12a(这里的框部12a是指除了后述耳片连接部12b及端子部12c之外的部分);在框部12a的内侧(贯通孔12a1的前端缘的左侧)与该框部12a一体地设置的矩形形状的耳片连接部12b;以及在框部12a的前端缘的中央从该前端缘向外侧突出,且与该框部12a一体地设置的矩形形状的端子部12c。框部12a的前后左右部分的宽度全部相同,该框部12a、耳片连接部12b及端子部12c的上下表面分别位于同一平面。
如图8(B)所示,第二端子板13-1具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔13a1的矩形框状的框部13a(这里的框部13a是指除了后述耳片连接部13b及端子部13c之外的部分);在框部13a的内侧(贯通孔13a1的前端缘的右侧)与该框部13a一体地设置的矩形形状的耳片连接部13b;以及在框部13的后端缘的中央从该后端缘向外侧突出,且与该框部13a一体地设置的矩形形状的端子部13c。框部13a、耳片连接部13b及端子部13c的外形尺寸与第一端子板12的框部12a、耳片连接部12b及端子部12c的外形尺寸大致相同,贯通孔13a1的内形尺寸(在此,是指除了耳片13b时的内形尺寸)与第一端子板12的贯通孔12a1的内形尺寸(在此,是指除了耳片12b时的内形尺寸)大致相同,框部13a的前后左右部分的宽度与第一端子板12的框部12a的前后左右部分的宽度大致相同。
两端子板12-1及13-1的材质及厚度可以与所述第一实施方式中叙述的两端子板12及13的材质及厚度实质上相同。
图8所示的封装体PA使用两端子板12-1及13-1来取代两端子板12及13,且能够通过与上述的封装体PA的制作步骤实质上相同的步骤制作。例如,能够通过与上述的实施方式同样的方法进行将各板重合的步骤、注入电解质的步骤、使用粘接剂将各板彼此结合的步骤等封装体PA的制作所需要的各种工序。按照该步骤,使用封装体PA能够得到图8(C)所示的电化学器件RB3。在电化学器件RB3中,将蓄电元件SD封入到封装体PA内,第一端子板12-1的端子部12c的前侧部分从封装体PA的前表面向外部露出,第二端子板13-1的端子部13c的后侧部分从封装体PA的后表面向外部露出。
根据该电化学器件RB3,能够得到与所述第一实施方式中叙述的效果(1)~(4)同样的效果。
另外,根据所述电化学器件RB3,通过使用端子部(12c及13c)的位置不同的两端子板12-1及13-1,能够简单地得到端子部(12c及13c的)露出位置不同的电化学器件RB3。通过分别使用在所期望位置形成有端子部的端子板,能够简单地变更端子部的露出位置。
若取代上述的电化学器件RB2的两端子板12及13,而使用图8(A)及图8(B)所示的两端子板12-1及13-1、或在与它们不同的位置形成有端子部12c及13c的端子板,则能够同样简单地变更端子部的露出位置。
参照图9,对本发明的另一实施方式涉及的电化学器件RB4进行说明。该电化学器件RB4与上述的电化学器件RB1不同之处在于,取代第一端子板12而使用图9(A)所示的第一端子板12-2这一点、及取代第二端子板13而使用图9(B)所示的第二端子板13-2这一点。
如图9(A)所示,第一端子板12-2具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔12a1的矩形框状的框部12a(这里的框部12a是指除了后述耳片连接部12b及端子部12c之外的部分);在框部12a的内侧(贯通孔12a1的前端缘的左侧)与该框部12a一体地设置的矩形形状的耳片连接部12b;在框部12a的前端缘的中央从该前端缘向外侧突出且与该框部12a一体地设置的矩形形状的端子部12c;以及在框部12a的右端缘的中央从该右端缘向外侧突出且与该框部12a一体地设置的矩形形状的端子部12c’。框部12a的前后左右部分的宽度全部相同,该框部12a、耳片连接部12b、端子部12c及12c’的上下表面分别位于同一平面。
如图9(B)所示,第二端子板13-2具有:在中央形成有大致矩形形状的贯通孔13a1的矩形框状的框部13a(这里的框部13a是指除了后述耳片连接部13b及端子部13c的部分);在框部13a的内侧(贯通孔13a1的前端缘的右侧)与该框部13a一体地设置的矩形形状的耳片连接部13b;在框部13的后端缘的中央从该后端缘向外侧突出且与该框部13a一体地设置的矩形形状的端子部13c;在框部13的左端缘的中央从该左端缘向外侧突出且与该框部13a一体地设置的矩形形状的端子部13c’。框部13a、耳片连接部13b、端子部13c及13c’的外形尺寸与第一端子板12的框部12a、耳片连接部12b、端子部12c及12c’的外形尺寸大致相同,贯通孔13a1的内形尺寸(在此,是指除了耳片13b时的内形尺寸)与第一端子板12的贯通孔12a1的内形尺寸(在此,是指除了耳片12b时的内形尺寸)大致相同,框部13a的前后左右部分的宽度与第一端子板12的框部12a的前后左右部分的宽度大致相同。
两端子板12-2及13-2的材质及厚度可以与所述第一实施方式中叙述的两端子板12及13的材质及厚度实质上同样地构成。
图9所示的封装体PA除了使用两端子板12-2及13-2来取代两端子板12及13以外,通过与所述第一实施方式中叙述的步骤相同的步骤来制作。通过按照该步骤来制作封装体PA,能够得到图9(C)所示的电化学器件RB4,即,能够得到将蓄电元件SD封入到封装体PA内,第一端子板12-2的端子部12c的前侧部分从封装体PA的前表面向外部露出,且端子部12c’的右侧部分从封装体PA的右表面向外部露出,第二端子板13-2的端子部13c的后侧部分从封装体PA的后表面向外部露出,且端子部13c’的左侧部分从封装体PA的左表面向外部露出的电化学器件RB4。
根据该电化学器件RB4,能够得到与所述第一实施方式中叙述的效果(1)~(4)同样的效果。
另外,根据所述电化学器件RB4,通过使用端子部(12c、12c’、13c及13c’)的个数不同的两端子板12-2及13-2,能够简单地得到端子部(12c、12c’、13c及13c’)的露出个数不同的电化学器件RB4。这样,通过分别使用形成有所期望个数的端子部的端子板,能够简单地变更端子部的露出个数。
若取代上述的电化学器件RB2的两端子板12及13,而分别使用图9(A)及图9(B)所示的两端子板12-2及13-2、和\或形成有与其不同的个数的端子部12c及13c的端子板,则能够同样简单地变更端子部的露出位置。
本发明的实施方式不局限于以上明确示出地叙述的方式,能够对上述的实施方式进行各种变更。例如,可以使蓄电元件SD成为将集电极层、分极性电极层、间隔薄片以规定顺序沿一个方向层叠而形成的非折叠类型的蓄电元件。另外,蓄电元件SD的层叠数不论折叠类型或非折叠类型,都可以任意地变更。
在上述的第一端子板12、12-1及12-2上设置的耳片连接部12b以及在第二端子板13、13-1及13-2上设置的耳片连接部13b的位置可以根据蓄电元件(包括折叠类型的蓄电元件SD、非折叠类型的蓄电元件)的耳片的位置而任意地变更。
上述的第一端子板12、12-1及12-2的框部12a、第二端子板13、13-1及13-2的框部13a、以及框体薄板14及14-1的形状还可以为圆形框状或椭圆形框状等矩形以外的形状。另外,也可以与它们的形状变更对应地使第一封罩薄板15、15-1及第二封罩薄板16、16-1的形状为圆形、椭圆形等矩形以外的形状。
上述的封装体PA及PA’使用耐热性粘接剂将各板的相互面对的面结合,但该结合也可以利用以下说明的其它的结合方法。
在封装体PA及PA’中,可以使用直接结合将各板结合。使第一端子板12、12-1、12-2、第一封罩薄板15及15-1、第二端子板13、13-1、13-2、以及第二封罩薄板16、16-1的材质分别为能够通过激光焊接、电阻焊接、超声波焊接等直接结合方法来进行直接结合的材质。或者,在第一端子板12、12-1及12-2的下表面所面对的框体薄板14及14-1的上表面区域,通过气相沉积法、液相沉积法等薄膜形成方法,或者糊剂涂敷及烧结等厚膜形成方法预先形成由通过所述直接结合方法能够将该第一端子板12、12-1及12-2直接结合的材质构成的层。与此同时,在第二端子板13、13-1及13-2的上表面所面对的框体薄板14及14-1的下表面区域,通过气相沉积法或液相沉积法等薄膜形成方法、或者糊剂涂敷及烧结等厚膜形成方法预先形成由通过所述直接结合方法能够将该第二端子板13、13-1及13-2直接结合的材质构成的层。
这样,能够通过所述直接结合方法将各板彼此面对的面直接结合。由此,能够在不使用耐热性粘接剂的情况下制作封装体PA及PA’。
在封装体PA及PA’中,也可以将各板并用直接结合和间接结合来进行结合。例如,在第一端子板12、12-1及12-2的下表面所面对的框体薄板14及14-1的上表面区域,通过通常的薄膜形成方法或厚膜形成方法预先形成由能够通过钎焊等间接结合方法结合的材质构成的层,在第二端子板13、13-1及13-2的上表面所面对的框体薄板14及14-1的下表面区域,通过通常的薄膜形成方法或所述厚膜形成方法预先形成由能够通过钎焊等间接结合方法结合的材质构成的层。由此,能够将第一端子板12、12-1或12-2通过间接结合方法与框体薄板14或14-1结合,且将第二端子板13、13-1或13-2通过间接结合方法与框体薄板14或14-1结合。
这样,将与框体薄板14或14-1间接结合的第一端子板12、12-1或12-2通过直接结合方法与第一封罩薄板15或15-1直接结合,且将与框体薄板14或14-1间接结合的第二端子板13、13-1或13-2通过直接结合方法与第二封罩薄板16或16-1直接结合,从而能够并用直接结合和间接结合来制作封装体PA及PA’。
【工业实用性】
本发明能够广泛地适用于双电荷层电容器、锂离子电容器、氧化还原电容器、锂离子电池等各种电化学器件。
【符号说明】
RB1、RB2、RB3、RB4…电化学器件,SD…蓄电元件,PA、PA’…封装体,IR…内部空间,11a…第一集电极层,11a1…耳片,11b…第一分极性电极层,11c…第二集电极层,11c1…耳片,11d…第二分极性电极层,11e…间隔薄片,12、12-1、12-2…第一端子板,12a…框部,12a1…贯通孔,12b…耳片连接部,12c、12c’…端子部,13、13-1、13-2…第二端子板,13a…框部,13a1…贯通孔,13b…耳片连接部,13c、13c’…端子部,14、14-1…框体薄板,14a…贯通孔,15、15-1…第一封罩薄板,16、16-1…第二封罩薄板,17…外包装材。
Claims (4)
1.一种电化学器件,具备将蓄电元件封入到封装体内的结构,其特征在于,
所述封装体具备:(1)第一端子板,其一体地具有形成有贯通孔的框部和从该框部向外侧突出的端子部;(2)第二端子板,其一体地具有形成有贯通孔的框部和在与第一端子板的端子部不同的位置处从该框部向外侧突出的端子部;(3)框体薄板,其具有与所述第一及第二端子板的贯通孔对应的贯通孔,且夹装在所述第一端子板的框部的一面与所述第二端子板的框部的一面之间;(4)第一封罩薄板,其以覆盖所述第一端子板的贯通孔的方式设置在所述第一端子板的框部的另一面;(5)第二封罩薄板,其以覆盖所述第二端子板的贯通孔的方式设置在所述第一端子板的另一面,
所述第一及第二端子板各自的厚度和所述框体薄板的厚度的合计与所述蓄电元件的厚度实质上相同,
所述蓄电元件封入到基于所述第一及第二端子板的框部的贯通孔和所述框体薄板的贯通孔而在两封罩薄板间形成的内部空间中,
所述第一端子板的端子部的一部分和所述第二端子板的端子部的一部分从封装体向外部露出。
2.根据权利要求1所述的电化学器件,其特征在于,
还具备覆盖所述封装体的外表面的外包装材,所述第一端子板的端子部的一部分和所述第二端子板的端子部的一部分从该外包装材露出。
3.根据权利要求1或2所述的电化学器件,其特征在于,
所述第一端子板和所述第二端子板分别在框部的内侧一体地具有耳片连接部,
所述蓄电元件具有使用极性彼此不同的第一及第二耳片,该第一耳片与第一端子板的耳片连接部电连接,该第二耳片与第二端子板的耳片连接部电连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学器件,其特征在于,
各板的相互面对的面使用耐热性粘接剂来结合,该耐热性粘接剂使用在固化状态下具有150℃以上的连续使用耐热温度的粘接剂。
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