CN103119675A - 蓄电设备和蓄电设备的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种对振动承受力强的电化学电容器。使正极集电部件(39)与包含在卷绕极板组(5)中的正极板(9)的未涂敷部(25)焊接。正极集电部件(39)的外周部分(40)具有延伸至超过环状凸部(3a)的顶部(3c)的位置的形状尺寸,在正极集电部件(39)与环状凸部(3a)以及同该环状凸部连接的周壁部的环状壁部分(3d)之间,绝缘环部件(63)以压缩状态配置。根据该结构,在容器(3)内,在防止短路的同时,可靠地固定了极板组单元。

Description

蓄电设备和蓄电设备的制造方法
技术领域
本发明涉及蓄电设备,特别涉及具有大容量的锂离子电容器和锂离子电池等非水电解液蓄电设备。
背景技术
锂离子电容器和锂离子电池等非水电解液蓄电设备,具有能量密度高,并且自放电较少、循环性能良好的优点。因此近年来,通过使非水电解液蓄电设备大型化或大容量化,期待将其用作混合动力车或电动车等汽车的电源。用作汽车的电源的非水电解液蓄电设备中,有在有底筒状的容器内,与电解液一同收容以轴芯为中心由正负极板隔着隔膜卷绕而成的卷绕极板组的卷绕型的蓄电设备。以往的这种蓄电设备中,使从构成卷绕极板组的正极板和负极板延伸出的电极片(集电引脚片)的前端部与例如铝(正极)制和/或铜(负极)制的集电部件接合。
对这样的结构的非水电解液蓄电设备施加较强的振动或碰撞时,存在容器内收容的极板组相对于容器位移的情况。特别是作为汽车的电源搭载在汽车中的非水电解液蓄电设备中,对汽车本体施加的或汽车本体发出的较强的振动和碰撞会长时间对蓄电设备施加。因此,在使上述电极片与集电部件接合的类型的非水电解液蓄电设备中,电极片与集电部件的接合断开,连接部的电阻增大,其结果,产生非水电解液蓄电设备的蓄电性能降低的问题。其中,以往的非水电解液蓄电设备中,如日本特开2010-141217号公报(专利文献1)所示,有以覆盖位于容器的底面一侧的集电部件的方式对容器的底面注入环氧树脂的非水电解液蓄电设备。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-141217号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,现有的结构中,利用电极片连接极板和集电部件时,电极片是固定的,而与此相对,包括极板的卷绕极板组为相对于集电部件不固定的状态。因此,从外部对蓄电设备持续施加较强的振动时,存在容器内的卷绕极板组振动、电极片被切断的问题。电极片部分地被切断时,极板组与集电部件之间的电阻增加,所以不能充分发挥蓄电设备的性能。
此外专利文献1所示的结构中,以电绝缘为目的对容器的底部一侧填充环氧树脂。表面看起来极板组对于容器的底面是固定的,然而可知会产生环氧树脂与非水电解液反应,使非水电解液的活性降低的问题。所以专利文献1所示的环氧树脂,不能阻止极板组在容器内的位移。
本发明的目的在于提供一种可靠地固定极板和集电部件,对于来自外部的振动承受力较强的蓄电设备。
本发明的目的在于提供一种提高耐震动性或耐碰撞性也不会降低作为蓄电设备的特性的非水电解液蓄电设备。
用于解决课题的方案
本发明的改良对象为一种蓄电设备,其具备卷绕有使在第一金属箔上涂敷有正极活性物质合剂的正极板和在第二金属箔上涂敷有负极活性物质合剂的负极板隔着隔膜叠层而成的叠层体的卷绕极板组、在卷绕极板组的一个端部与正极板连接的正极集电部件、在卷绕极板组的另一个端部与负极板连接的负极集电部件的极板组单元,与浸润在卷绕极板组内的非水电解液一起收纳在构成一个极性的端子的有底筒状的容器内。本发明中,将卷绕极板组用不与非水电解液反应的固定机构固定在容器上。使用不与非水电解液反应的固定机构时,能够提供将卷绕极板组固定在容器内提高耐震动性或耐碰撞性、并且作为蓄电设备的特性不降低的蓄电设备。
本发明的蓄电设备具备构成极板组单元的卷绕极板组、正极集电部件和负极集电部件和有底筒状的容器。卷绕极板组能够由具有在第一金属箔上涂敷正极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的第一金属箔的未涂敷部的正极板、和具有在第二金属箔上涂敷负极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的第二金属箔的未涂敷部的负极板以正极板的未涂敷部和负极板的未涂敷部分别向相反方向突出的方式隔着隔膜叠层的叠层体卷绕构成。在卷绕极板组的一个端部超过隔膜突出的正极板的未涂敷部上焊接有正极集电部件,在卷绕极板组的另一个端部超过隔膜突出的负极板的未涂敷部上焊接有负极集电部件,形成极板组单元。
容器是构成一个极性的端子,在容器内收纳有极板组单元。在从容器的开口部向底部一侧离开规定的距离的位置,在容器的整周形成有朝向容器内部突出的环状凸部。在使与容器的开口部邻接的环状壁部分向径向内侧铆紧而形成的环状的防脱部与环状凸部之间,构成另一个极性的端子的盖部件以与容器电绝缘的状态配置。
本发明的蓄电设备中,正极集电部件和负极集电部件中与盖部件电连接的一个集电部件具有外周部分比环状凸部的顶部更靠近容器的周壁部一侧的形状尺寸并且配置在环状凸部的附近。此外,在环状凸部和与该环状凸部相连的周壁部的环状壁部分与一个集电部件的外周部分之间,以压缩状态配置有使与一个集电部件和容器电绝缘的电绝缘部件。
例如,使盖部件为正极的情况下,与盖部件电连接的集电部件为正极集电部件。该情况下,正极集电部件具有外周部分比环状凸部的顶部更靠近容器的周壁部一侧的形状尺寸,配置在环状凸部的附近。电绝缘部件为了使构成负极的容器与正极集电部件电绝缘,在环状凸部和与该环状凸部相连的周壁部的环状壁部分与正极集电部件的外周部分之间以压缩状态配置。
通过这样构成,首先,能够使与盖部件电连接的一个集电部件的面积大。因此能够不使用电极片而将集电部件与卷绕极板组的未涂敷部通过半导体激光焊接等直接焊接,将极板组单元实质上作为一体的部分处理。此外,通过以压缩状态配置电绝缘部件,使集电部件相对于容器固定,结果,极板组单元可靠地固定于容器内。从而,根据本发明,即使施加来自外部的振动,容器内的极板组单元也不再较大地振动,能够获得耐振动的蓄电设备。
容器的底部一侧的结构是任意的。其中,为了提高容器的强度而在容器的底部具备与容器的周壁部相连的环状底壁部分、与该环状底壁部分相连且向离开盖部件的方向突出的突出部的情况下,优选对正极集电部件和负极集电部件中与底壁部电连接的另一个集电部件,以具有外周部分比环状底壁部分的内缘部更靠近容器的周壁部一侧的形状尺寸的方式确定。根据这样构成,极板组单元成为在上述环状凸部与容器的环状底壁部分之间被夹持的状态。因此能够提高对于外部振动的耐性。
本发明的改良对象为一种具备极板组单元、有底筒状的容器、盖部件、非水电解液的蓄电设备。极板组单元由使带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而形成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组,正极集电部件,和负极集电部件构成。正极集电部件配置在卷绕极板组的一端一侧,与卷绕极板组包括的正极板的多个电极片连接。负极集电部件配置在卷绕极板组的另一端一侧,与卷绕极板组包括的负极板的多个电极片连接。容器在一个端部具有开口部,内部收纳有极板组单元。容器的开口部被盖部件堵塞。非水电解液浸润到容器内收纳的卷绕极板组中。本发明中,用不与非水电解液反应的树脂材料,至少将卷绕极板组的外周面与容器的内壁面接合。卷绕极板组的外周面与容器的内壁面,可以通过不与非水电解液反应的树脂材料部分地接合或全面地接合。这样构成时,卷绕极板组的外周面与容器的内壁面之间的树脂材料起到粘合剂的作用,能够防止卷绕极板组相对于容器位移。因此,对于容器固定的集电部件与正极板的电极片或负极板的电极片的连接不会切断。此外,由于使用的树脂材料不与非水电解液反应,树脂材料构成的接合部的接合强度不会降低。此外,非水电解液的活性不会降低,也无需担心蓄电设备的特性降低。从而,根据本发明,能够提供即使提高耐振动性或耐碰撞性,特性也不会降低的蓄电设备。此外,用不与非水电解液反应的树脂材料至少将卷绕极板组的外周面与容器的内壁面接合,也能够应用于使用将集电部件与卷绕极板组的未涂敷部直接焊接的不具有电极片的卷绕极组的蓄电设备。
也可以用不与非水电解液反应的树脂材料将极板组单元的一部分与容器的底部等进一步接合。该情况下,在位于容器的底部一侧的极板组单元的一部分与容器的底部以及与容器的底部连接的容器的内壁面的一部分之间,蓄积不与非水电解液反应的树脂材料。然后,使容器的底部与同容器的底部连接的容器的内壁面的一部分之间的树脂材料固化。这样,卷绕极板组和容器通过树脂材料接合的面积增大。此外,由于树脂材料固化,卷绕极板组被固化的树脂固定。从而,能够进一步减小卷绕极板组相对于容器的位移。
树脂材料也可以将极板组单元的一部分与容器的开口部等接合。该情况下,在位于容器的开口部一侧的极板组单元的一部分与开口部以及同该开口部连接的容器的内壁面的一部分之间蓄积树脂材料,使树脂材料固化即可。
优选使用氟类树脂材料作为不与非水电解液反应的树脂材料。此处,氟类树脂指的是使含氟的烯烃聚合获得的合成树脂(氟类树脂)以及与其具有同样的性质的具有氟的树脂。根据发明人的研究,氟类树脂是特别不与非水电解液反应的材料,且固化后浸渍到非水电解液中稳定性也不降低。由于氟类树脂不与非水电解液反应,因此不会对蓄电设备的特性造成影响。所以,如果使用氟类树脂实施接合,则能够获得较高的耐震动性和耐碰撞性,并且维持蓄电设备的特性。此外,与非水电解液不反应的树脂材料,还可以使用例如聚丙烯类树脂材料、聚乙烯类树脂材料和聚苯硫醚。
制造本发明的蓄电设备的情况下,例如预先准备极板组单元,其由使带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组;配置在卷绕极板组的一端一侧并与卷绕极板组包括的正极板的多个电极片连接的正极集电部件;和配置在卷绕极板组的另一端一侧并与卷绕极板组包括的负极板的多个电极片连接的负极集电部件构成。此外,预先准备在一个端部具有开口部且在内部收纳极板组单元的有底筒状的容器和堵塞容器的开口部的盖部件。然后,首先在容器的内壁面上部分地涂敷不与非水电解液反应的树脂材料。之后将极板组单元从容器的开口部插入,使树脂材料固化。然后,将正极集电部件和负极集电部件的一个与容器电连接,将正极集电部件和负极集电部件的另一个与盖部件电连接。电连接完成后,用盖部件将开口密封,之后从注液口注入非水电解液。这样制造时,将极板组单元从容器的开口部插入时,容器的内壁面上涂敷的树脂材料与极板组单元的外周面接触,成为在容器的内壁面与极板组单元的外周面之间树脂材料被拉伸延展的状态。使容器的内壁面上涂敷的树脂材料的量较多时,树脂材料被刮掉至位于容器的底部一侧的极板组单元的一部分的周围。被刮掉的树脂材料蓄积在容器的底部与同容器的底部连接的容器的内壁面的一部分之间。结果,能够将容器的内壁面与极板组单元的外周面之间以及容器的底部与同容器的底部连接的容器的内壁面的一部分之间,用不与非水电解液反应的树脂材料可靠地接合。
也可以不将极板组与容器用不与非水电解液反应的树脂材料接合,而是改为用不与非水电解液反应的材料形成的收缩管,包围跨越集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分而使其处于被箍紧的状态。具体而言,使跨越正极集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被不与非水电解液反应的材料形成的第一收缩管包围,使其处于被箍紧的状态,使跨越负极集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被不与非水电解液反应的材料形成的第二收缩管包围,使其处于被箍紧的状态。这样构成时,跨越集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被收缩管箍紧,因此,位于卷绕极板组的电极片成为不离开集电部件的状态。从而,集电部件与正极板或负极板的电极片的连接不容易切断。特别是卷绕极板组中配置有通过使用前处理被正极板或负极板吸收的金属的层的情况下,被吸收的金属所存在的卷绕极板组中的部分产生间隙。由于卷绕极板组中产生间隙时极板组的卷绕变松,因此构成极板组的叠层体的各圈易于错位,各圈容易相对于容器位移。但对跨越集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被与非水电解液不反应的材料形成的收缩管箍紧时,构成卷绕极板组的叠层体的各圈被收缩管压迫,所以卷绕极板组中产生的间隙消失。从而,能够防止构成卷绕极板组的叠层体的各圈相对于容器位移,集电部件与正极板的电极片或负极板的电极片的连接不容易切断。
此外,使跨越正极集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被不与非水电解液反应的材料形成的第一收缩管包围而处于箍紧的状态,使跨负极集电部件的一部分和卷绕极板组的一部分的部分被不与非水电解液反应的材料形成的第二收缩管包围而处于箍紧的状态,也能够应用于将集电部件与卷绕极板组的未涂敷部直接焊接的不具有电极片的蓄电设备。
也可以使用热塑性树脂作为不与非水电解液反应的树脂材料。使用热塑性树脂时,与使用溶剂类和2液性的树脂材料的情况相比,由于能够通过加热和冷却更快地软化和固化,能够容易地制造蓄电设备,因此生产效率优良。
优选使用聚丙烯、聚乙烯和它们的含有率较高的树脂作为热塑性的不与非水电解液反应的树脂材料。根据发明人的研究,油和蜡等添加剂与非水电解液反应、溶解,稳定性较低。而聚丙烯、聚乙烯和它们的含有率较高的树脂与非水电解液不反应,因此不会对蓄电设备的特性造成影响。所以,如果使用聚丙烯、聚乙烯和它们的含有率较高的树脂实施接合,则生产效率优良,能够获得较高的耐震动性和耐碰撞性,并且能够维持蓄电设备的特性。此外,还能够使用例如聚苯硫醚作为不与非水电解液反应的树脂材料。
正极板和负极板分别具有多个电极片的情况下,也可以将正极板的电极片彼此接合或将正极板的电极片与正极集电部件用不与非水电解液反应的热塑性树脂材料进一步接合。或者,也可以将负极板的电极片彼此接合或将负极板的电极片与负极集电部件用不与非水电解液反应的热塑性树脂材料进一步接合。该情况下,在卷绕组的电极片将树脂材料软化后,使树脂材料固化,能够将电极片之间或电极片与集电部件简单地接合。这样,由于电极片以被树脂材料包裹的形状固定,能够防止电极片切断。
制造这样的蓄电设备的情况下,预先准备极板组单元,其由使带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组,配置在卷绕极板组的一端一侧并与卷绕极板组包括的正极板的多个电极片连接的正极集电部件,配置在卷绕极板组的另一端一侧并与卷绕极板组包括的负极板的多个电极片连接的负极集电部件构成。并预先准备在一个端部具有开口部并在内部收纳有极板组单元的有底筒状的容器、和堵塞容器的开口部的盖部件。
然后,首先,将极板组单元从容器的开口部插入。接着将正极集电部件和负极集电部件的一个与容器电连接,将正极集电部件和负极集电部件的另一个与盖部件电连接。然后在容器的内壁面上和卷绕极板组的一部分以及电极片部分将不与非水电解液反应的热塑性树脂材料从容器的开口部一侧配置到容器内。之后对热塑性树脂材料加热使其软化,使热塑性树脂材料恢复常温而固化。最后用盖部件将开口部密封,之后从注液口注入非水电解液。这样制造时,能够仅通过热塑性树脂的加热和散热,将容器的内壁面与极板组单元之间和电极片之间,用不与非水电解液反应的树脂材料可靠地接合。
此外,制造本发明的蓄电设备的情况下,也可以首先将不与非水电解液反应的热塑性树脂材料配置在容器的底部一侧。该情况下,将极板组单元从容器的开口部插入容器内,对容器的底部一侧加热使热塑性树脂材料软化。然后,将正极集电部件和负极集电部件的一个与容器电连接,使不与非水电解液反应的热塑性树脂材料恢复常温而固化。之后将正极集电部件和负极集电部件的另一个与盖部件电连接,最后用盖部件将开口部密封,之后从注液口注入非水电解液。
也可以将不与非水电解液反应的热塑性树脂材料配置在容器的底部一侧。该情况下,将极板组单元从容器的开口部插入,将正极集电部件和负极集电部件的一个与容器电连接。然后,对容器的底部一侧加热而使不与非水电解液反应的热塑性树脂材料软化,使不与非水电解液反应的热塑性树脂材料恢复常温而固化。接着将正极集电部件和负极集电部件的另一个与盖部件电连接,最后用盖部件将开口部密封,之后从注液口注入非水电解液。
附图说明
图1(a)是将本发明应用于锂离子电容器的第一实施方式的平面图,(b)是图1(a)的IB-IB线截面图。
图2是表示本发明的卷绕极板组的展开图的图。
图3(a)和(b)是表示第一实施方式中使用的正极板和负极板的例子的图。
图4(a)和(b)是表示第一实施方式中使用的金属锂支承部件的例子。
图5是表示第一实施方式中使用的正极集电部件的例子的图。
图6是表示本发明的负极集电部件的例子的图。
图7是表示第一实施方式的卷绕极板组与正极集电部件和负极集电部件的组合的图。
图8(a)和(b)是表示第一实施方式中集电部件与极板的焊接的状态的图。
图9(a)是将图1(b)的附加了符号A的区域放大表示的截面图,(b)是将图1(b)的附加了符号B的区域放大表示的截面图。
图10是将图1(b)的附加了符号C的区域放大表示的截面图。
图11是表示将极板组单元收纳到容器中,用容器盖密封的状态的图。
图12是将本发明应用于锂离子电容器的情况的第二实施方式的部分截面图。
图13是示意地表示卷绕卷绕极板组之前的状态的图。
图14(A)和(B)是将本发明应用于锂离子电容器的情况的第三实施方式的部分截面图。
图15是表示振动试验的条件的图。
图16是表示振动试验的结果的图。
图17是表示振动试验的结果的图。
图18是表示振动试验的振动方向的图。
图19是将本发明应用于锂离子电容器的情况的第四实施方式的部分截面图。
图20是示意地表示卷绕卷绕极板组之前的状态的图。
图21是将本发明应用于锂离子电容器的情况的第五实施方式的部分截面图。
图22是表示振动试验的条件的图。
图23是表示振动试验的结果的图。
图24是表示振动试验的结果的图。
图25是表示振动试验的振动方向的图。
图26是表示将本发明应用于锂离子电容器的情况的第六实施方式的部分截面图。
具体实施方式
以下,参照附图说明将本发明应用于圆筒状锂离子电容器的第一实施方式。
(第一实施方式结构)
<整体结构>
图1(a)是使正极在上的状态的第一实施方式的锂离子电容器1(以下简称为电容器1)的平面图,(b)是图1(a)的IB-IB截面图。其中,图1(b)中,对卷绕极板组5的截面形状省略图示,此外还省略了表示截面部分的阴影。电容器1具有实施了镀镍的钢制的有底圆筒状的容器(罐)3。容器3内收纳有卷绕极板组5与正极集电部件39和负极集电部件45的组合构成的极板组单元2。如图1(b)和图2所示,卷绕极板组5在中空圆筒状的聚丙烯制的轴芯7上使带状的正极板9和负极板11隔着第一隔膜13和第二隔膜15卷绕构成。在掺杂前的卷绕极板组5内,如图2所示配置含有金属锂的金属锂支承部件17。正极板9由两片分割正极板9A、9B构成。第一和第二隔膜13、15能够使用牛皮纸等多孔质基材。
此外,如图1(b)所示,正极集电部件39的外周部分40具有延伸至超过环状凸部3a的顶部3c的位置的形状尺寸。在正极集电部件39与环状凸部3a和与该环状凸部相连的周壁部的环状壁部分3d之间,绝缘环部件63以压缩状态配置。本实施方式中,由正极集电部件39和绝缘环部件63构成固定机构。
此外,如图1(b)所示,为了提高容器3的强度,容器3的底部具备环状底壁部分71和膨出部73。负极集电部件45具有外周部分46比环状底壁部分71的内缘部更靠近容器3的周壁部一侧的形状尺寸。从而,负极集电部件45除了凹陷47之外,外周部分46也与容器3相接,能够将极板组单元2均衡并可靠地固定。其中,在用于使凹陷47与容器的底部(膨出部73)电连接的点焊工序中通电时,为了在环状底壁部分71和负极集电部件45的外周部分46不引起分流,本实施方式中,负极集电部件45隔着绝缘部件75与环状底壁部分71相接。此外,通过隔着绝缘部件75,能够防止容器3的镀镍剥落。
<正极板>
构成正极板9的分割正极板9A、9B除了长度尺寸之外具有相同的结构。如图3(a)和(b)所示,分割正极板9A、9B例如在铝箔(正极集电体)19的两面涂敷正极活性物质合剂21而构成。此外,本申请说明书中,铝箔包括铝合金箔。正极活性物质合剂21例如能够使用活性炭、丙烯酸类粘合剂构成的接合剂、羧甲基纤维素(CMC)构成的分散剂的混合物。铝箔19具有形成多个贯通孔并涂敷了正极活性物质合剂的涂敷部23、和沿着涂敷部23的较长方向形成的不形成贯通孔的未涂敷部25。在涂敷部23上以不到该涂敷部的宽度方向的长度的长度涂敷有正极活性物质合剂21。即,铝箔的未涂敷部25以沿着正极活性物质合剂21的涂敷层露出的状态残留。
<负极板>
负极板11也具有与图3(a)和(b)所示的分割正极板9A和9B同样的结构。即,负极板11具有在铜箔(负极集电体)27的两面涂敷了负极活性物质合剂29的结构。其中,本申请说明书中,铜箔不仅包括纯铜箔也包括铜合金箔。例如能够使用能够吸收/解吸锂离子的非晶碳、聚偏氟乙烯(PVDF)构成的接合剂、乙炔炭黑等导电材料的混合物作为负极活性物质合剂29。铜箔27具有形成多个贯通孔的涂敷部31、和沿着涂敷部31的较长方向形成的不形成贯通孔的未涂敷部33。在涂敷部31上以不到该涂敷部31的宽度方向的长度的长度涂敷有负极活性物质合剂29。即,铜箔的未涂敷部33以沿着负极活性物质合剂29的涂敷层露出的状态残留。
<金属锂支承部件>
金属锂支承部件17用于使负极板11的负极活性物质(本例中为非晶碳)吸收(掺杂)锂离子。如图4(a)、(b)所示,金属锂支承部件17由薄板状的金属锂35和两片铜箔(支承体)37、37构成。铜箔37、37能够对与构成负极板11的铜箔27相同的铜箔按规定尺寸切断使用。在铜箔37、37上形成有多个贯通孔(未图示),金属锂35以与两片铜箔37的形成有多个贯通孔的部分接触的方式被夹持在两片铜箔37、37之间。
<卷绕极板组>
如图2所示,卷绕极板组5构成为正极板9(分割正极板9A、9B)和负极板11不直接接触地隔着两片隔膜13、15以轴芯7为中心截面螺旋状地卷绕。以金属锂支承部件17的卷绕层位于卷绕极板组5的径向的中央区域的方式将金属锂支承部件17配置在负极板11上。正极板9和负极板11以各自的未涂敷部(未涂敷部25和33)在反方向上比隔膜13、15向外侧突出的方式配置。其中,卷绕极板组5的卷绕终端部,为了防止松开,跨越卷绕终端部和卷绕极板组的外周面粘贴胶带来固定。
<正极集电部件>
正极集电部件39由铝(包括铝合金)构成,如图5所示,具有中心部分形成为圆形的孔41的环形。如图1(b)所示,孔41为了使正极集电部件39不偏离卷绕极板组5的中心,具有与轴芯7的上端嵌合的直径。正极集电部件39与卷绕极板组5包括的正极板9的未涂敷部25焊接。于是如图7所示,使正极集电部件39从卷绕极板组5的正极板9的未涂敷部25所在的一侧的上方接近卷绕极板组5,将正极集电部件39载置到正极板9的铝箔19的未涂敷部25上。然后通过后述的激光焊接,将未涂敷部25与正极集电部件39焊接。为了激光焊接,在正极集电部件39上,设置4个向与卷绕极板组5相接的方向突出、向离开卷绕极板组5的方向变宽地构成焊接用凹部的槽43。这些槽43通过冲压加工形成,以正极集电部件39的虚拟中心点为中心,放射状地直线延伸。其中,图7中与正极集电部件39焊接的正极端子部44A,与图1(b)所示的容器盖55焊接。此外如图1(b)所示,组装时,在正极集电部件39的外周边缘部,安装有用于与容器3电绝缘的橡胶制的绝缘环部件。
<负极集电部件>
负极集电部件45由镍或对铜实施了镀镍的金属材料中的某一种形成。本实施方式中,用对铜实施了镀镍的金属材料形成负极集电部件45。如图6所示,负极集电部件45具有中心部分形成为圆形的凹陷47的圆盘形。凹陷47以收纳轴芯7的下端的方式形成。如图7所示,使负极集电部件45从卷绕极板组5的负极板11的铜箔的未涂敷部33所在的一侧接近卷绕极板组5,载置到铜箔27的未涂敷部33上。然后将负极集电部件45与铜箔27的未涂敷部33激光焊接。在负极集电部件45上,也与正极集电部件39同样地,设置4个向卷绕极板组5突出、向离开卷绕极板组5的方向变宽地构成焊接用凹部的槽49。这些槽49通过冲压加工形成,以负极集电部件45的虚拟中心点为中心放射状地直线延伸。
<卷绕极板组与集电部件的焊接>
卷绕极板组5的未涂敷部25和33与集电部件(正极集电部件39和负极集电部件45)的焊接使用激光。本实施方式中,使用连续产生激光的直接聚光型半导体激光装置(DLL,未图示)作为激光焊接装置。以焊接负极集电部件45的情况为例说明,使用直接聚光型半导体激光装置,使激光沿着负极集电部件45的槽部49从负极集电部件45的外周侧向中心部连续照射而使负极集电部件45局部熔化,通过熔化金属将负极板的铜箔的未涂敷部33和支承体37的端部与负极集电部件45焊接。如本实施方式所示,使用直接聚光型半导体激光装置进行激光焊接时,能够使负极集电部件高效地熔化,可靠地进行焊接,能够可靠地防止焊接部的电阻增大。其中,不使用直接聚光型半导体激光装置,而是改为使用光纤导光型半导体激光装置也能够同样获得良好的焊接结果。
图8(a)和(b)是在与槽43正交的方向上,对正极集电部件39和正极板9的铝箔的未涂敷部25用截面表示的焊接前的截面图和焊接后的截面图。在图8(a)表示的进行焊接前的状态下,由于为了形成正极集电部件39的槽43而形成的山形状的凸条的前端部,由铝箔构成的正极集电板变形。然后在图8(b)所示的焊接完成的状态下,正极集电部件39的槽43的底部的部分熔化,通过熔化金属将正极板9的铝箔的未涂敷部25与正极集电部件39焊接。
负极集电部件45与负极板11的未涂敷部33的焊接也同样地进行。即,负极集电部件45熔化,通过熔化金属将负极板11的未涂敷部33与负极集电部件45焊接。其中,如后所述,在负极集电部件45上,也同样地焊接构成金属锂支承部件17的支承体37、37的端部。
图9(a)是表示将图1中附加符号A的区域放大表示的截面图。图9(a)表示以熔化金属延伸到轴芯7附近的方式使正极集电部件39与正极未涂敷部25焊接的状态。图9(b)将图1中附加符号B的区域放大表示。该图表示在容器3的壁面附近,使正极集电部件39与铝箔的未涂敷部25焊接的状态。两个图中,一部分的部件省略图示,此外,卷绕极板组的层数表示为与实际层数不同。本实施方式中,使激光在从容器3一侧朝向中心的方向上移动进行焊接。结果,如图9(b)所示,熔化金属51固化形成的焊道在轴芯一侧延伸形成。因此熔化金属51不会超过卷绕极板组5的最外周面向容器一侧延伸。结果,不会发生固化的熔化金属51与容器3的壁面接触,发生短路的情况。
图10是对图1中附加符号C的区域放大表示的截面图。图10表示使负极集电部件45与铜箔的未涂敷部33焊接的状态。图10中,对于轴芯7和熔化金属53等一部分部件省略图示,此外,卷绕极板组的层数也与实际不同地表示。从图10可知,本实施方式中,不仅铜箔的未涂敷部33,构成金属锂支承部件17的支承体37、37也与负极集电部件45焊接。使支承体37、37的端部构成为支承体37、37的端部从隔膜的突出长度比未涂敷部33从隔膜13、15突出的长度更长。通过这样构成,负极集电部件45与支承体37、37的焊接更可靠,能够不提高焊接部的电阻值地使金属锂35的吸收更可靠地进行。此外,由于支承体37、37也被焊接,能够防止吸收金属锂35后,残留的支承体37、37落下。
<将卷绕极板组收纳到容器>
如图11所示,将焊接了集电部件的卷绕极板组5即极板组单元2收纳到容器3。在收纳了极板组单元2的状态下,使负极集电部件45的凹陷47与容器的底部(膨出部73)通过点焊而焊接、电连接。
在正极集电部件39的外周边缘部,安装有用于使正极集电部件与容器3电绝缘的绝缘环部件63。对容器3在开口部附近实施拉延加工,如图1(b)所示,极板组单元2在容器3内固定。
在正极集电部件39的上方配置有构成正极端子的容器盖55。容器盖55由正极集电部件39上配置的盖本体57、和与该盖本体57组合的盖帽59构成。盖本体57由铝形成,盖帽59与容器3同样地由实施了镀镍的钢形成。盖帽59具有环状的平坦部59a、和从平坦部59a的中央部突出的凸部59b。容器盖55由盖本体57的边缘部对盖帽59的平坦部59a的外周部施加卷边(curling)加工(铆紧)构成。在盖帽59的凸部59b与盖本体57之间形成有空隙部61。
在正极集电部件39的上表面,接合有使带状的铝箔叠层的两个正极端子部中的一个正极端子部44A的一端。正极端子部的另一个正极端子部44B与构成容器盖55的盖本体57的外底面焊接。此外,使两个正极端子部44A、44B的另一端彼此也接合。由此,盖本体57与卷绕极板组5的一方的极板(正极板9)电连接。
如上所述,在实施了拉延加工的容器上形成有环状凸部3a,在其上隔着用于使容器盖55与容器3电绝缘的绝缘部件65配置容器盖55。对环状壁部分3b实施卷边加工(铆紧加工)使其接近容器盖55。结果,在实施了卷边加工的环状壁部分3b与环状凸部3a之间,容器盖55在隔着绝缘部件65被夹住的状态下固定。由此,使电容器1的内部密封。其中,绝缘环部件63和绝缘部件65也能够使用一体化的部件减少部件个数。
容器3内,注入了能够浸润极板组单元2整体的量的非水电解液(未图示)。非水电解液例如能够使用在对碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸二乙酯(DEC)以体积比30:50:20的比例混合的溶剂中溶解作为锂盐的六氟磷酸锂(LiPF6)的溶液。
图12是表示对将本发明应用于圆筒形锂离子电容器的第二实施方式沿着其较长方向切断的状态的截面图。其中,图12中,省略了锂离子电容器的构成部件的一部分的图示。本实施方式的圆筒形锂离子电容器101具备容器103、容器盖155和极板组单元102。容器103通过实施了镀镍的钢材料具有在一个端部开口的有底圆筒形状。容器103的开口部104被容器盖155堵塞。本实施方式的容器盖155隔着具有绝缘性和耐热性的树脂制垫片191在容器103的上部铆紧。由此,使圆筒形锂离子电容器101的内部密封。此外,在容器103内,注入了能够浸润极板组单元102的卷绕极板组105整体的非水电解液(未图示)。本实施方式中,使用在碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)作为电解质溶解的溶液作为非水电解液。极板组单元102具备卷绕极板组105、正极集电部件(第一集电部件)139和负极集电部件(第二集电部件)145。其中,图11中为了便于理解,对锂离子电容器的一部分的尺寸放大表示。
图13是示意地表示卷绕卷绕极板组105之前的状态的图。卷绕极板组105通过使带状的正极板109和带状的负极板111隔着两片隔膜113和115以中空圆筒状的轴芯107为中心螺旋状地卷绕而构成。本实施方式的正极板109,由在作为正极集电板的铝箔的两面上大致均质地涂敷了含有活性炭的正极合剂的两片分割正极板109A和109B构成。分割正极板109A和109B在卷绕方向上隔着规定的间隔排列,除了卷绕方向的长度尺寸之外具有相同的结构。在铝箔的较长方向的一边一侧,形成有未涂敷正极合剂的未涂敷部125。未涂敷部125切开为梳齿状,由切开的剩余部分形成正极引脚片即电极片126。负极板111构成为在作为负极集电板的压延铜箔的两面上大致均质地涂敷了含有能够吸收或解吸锂离子的碳粉的负极合剂作为负极活性物质。在铜箔的较长方向的一边一侧,形成未涂敷负极合剂的未涂敷部。未涂敷部切开为梳齿状,由切开的剩余部分形成负极引脚片即电极片130。负极侧的电极片130在与形成正极侧的电极片126的边相反一侧的边上形成。图12中,多个正极侧的电极片126位于容器盖155一侧,多个负极侧的电极片130位于容器103的底部一侧。其中,图13中没有表示负极一侧的电极片130。本实施方式的负极板111上,在与分割正极板109A和109B之间对应的位置,配置有金属锂板(金属锂)135。金属锂板135在卷绕卷绕极板组105时,配置在不与分割正极板109A和109B隔着隔膜相对的位置。其中,配置金属锂板135的位置以卷绕卷绕极板组105时,金属锂板135的卷绕层位于卷绕极板组105的径向的中央区域的方式确定。此外,金属锂板135在施加压力时具有粘性,因此也能够与负极板111预先通过压接而固定。
隔膜113和115使用牛皮纸等纤维素类的多孔质基材。本实施方式中,卷绕极板组105的外周面被隔膜113或115的端部覆盖,其端部为了防止松开而被未图示的胶带固定。轴芯107由聚丙烯树脂形成。其中,关于正极板109、负极板111和隔膜113或115的详细结构,与本发明的主旨无关,因此省略说明。
在容器盖155与卷绕极板组105的端部之间,用于对来自正极板109的电位集电的连接有多个正极侧的电极片126的铝制的环状的正极集电部件139与卷绕极板组105的端部邻接配置。正极集电部件139与轴芯107的上端部嵌合。在从正极集电部件139的周围一体地伸出的环状部的外周面上,用超声波焊接接合了分割正极板109A和109B的电极片126的前端部。此外,在容器103的底部与卷绕极板组105的端部之间,连接有多个负极侧电极片130的铜制的环状的负极集电部件145与卷绕极板组105的端部邻接地配置。在负极集电部件145的内周面上嵌合有轴芯107的下端部。在负极集电部件145的环状部的外周面上,用超声波焊接接合了负极板111的电极片130的前端部。其中,关于正极集电部件139和负极集电部件145的详细结构,与本发明的主旨无关,因此省略说明。
如图12所示,本实施方式的锂离子电容器中,卷绕极板组105的外周面与容器103的内壁面被氟类树脂F接合。本实施方式中使用的氟类树脂,使用信越化学工业株式会社销售的产品名称为SIFEL660的产品。该氟类树脂不与非水电解液反应。此外,由于该氟类树脂F不与非水电解液反应,因此不会对锂离子电容器的特性造成影响。此外其具有足够使容器103与卷绕极板组105接合的接合能力。从而,将卷绕极板组105的外周面与容器103的内壁面之间接合的氟类树脂F防止卷绕极板组105对于容器103较大地位移。此外,容器103内的氟类树脂F通过加热在较短时间内固化,并且固化后浸渍在非水电解液中也不会降低稳定性。这样接合时,成为卷绕极板组105对于容器103不位移的状态,所以正极集电部件139与正极侧的电极片126的接合和负极集电部件145与负极侧的电极片130的接合不切断。
特别在本实施方式中,将金属锂板135配置在卷绕极板组105中。该金属锂板135在使用前处理中离子化并被负极板111的负极活性物质吸收。因此本实施方式的锂离子电容器中,卷绕的卷绕极板组105中配置有金属锂板135的部分产生间隙。由于卷绕极板组105中产生间隙时卷绕极板组105的卷绕变松,因此构成卷绕极板组105的叠层体的各圈易于错位,各圈容易相对于容器103位移。构成卷绕极板组105的叠层体的各圈中,接近轴芯107的内侧的圈,由于轴芯107固定在容器103,所以不会对于容器103较大地位移。从而接近轴芯107的内侧的圈不会对于固定在容器103的正极集电部件139和负极集电部件145较大地位移,因此接近轴芯107的内侧的圈的正极侧的电极片126与正极集电部件139的接合以及接近轴芯107的内侧的圈的负极侧的电极片130与负极集电部件145的接合,成为难以切断的状态。然而,离开轴芯107的外侧的圈会对于容器103较大地位移,因此与接近轴芯107的内侧的圈相比,正极侧的电极片126与正极集电部件139的接合以及负极侧的电极片130与负极集电部件145的接合易于切断。本实施方式的锂离子电容器中,在位于容器103的底部一侧的极板组单元102的一部分、即负极集电部件145和卷绕极板组105的一部分与容器103的底部以及与该底部相连的容器103的内壁面的一部分之间,氟类树脂F蓄积并固化。从而,对于容器103易于位移的外侧的圈的叠层体通过氟类树脂F被进一步固定于容器103,所以被固定于容器103的正极集电部件139与外侧的圈的正极侧的电极片126的接合以及被固定在容器103的负极集电部件145与外侧的圈的负极侧的电极片130的接合不会切断。
其中,本实施方式中,用氟类树脂F将卷绕极板组105的外周面与容器103的内壁面全面地接合,而如果能够充分限制卷绕极板组105在容器103中的位移,则也可以用氟类树脂F将卷绕极板组105的外周面与容器103的内壁面部分地接合。此外,如果仅通过使卷绕极板组105的外周面与容器103的内壁面接合,就能够充分限制卷绕极板组105在容器103内的位移,则也可以使负极集电部件145和卷绕极板组105的一部分与容器103的底部以及与该底部连接的容器103的内壁面的一部分之间不存在氟类树脂F。
为了制造本实施方式的锂离子电容器,预先准备极板组单元102、容器103和容器盖155。作为极板组单元102、容器103和容器盖155的制造方法,能够采用日本特开2010-141217号公报等记载的周知的制造方法,但与本发明的主旨无关因而省略说明。首先,在容器103的内壁面上对开口部104附近部分地涂敷不与非水电解液反应的氟类树脂F。之后,将极板组单元102从容器103的开口部104插入。将极板组单元102从容器103的开口部104插入时,容器103的开口部104附近的内壁面上涂敷的氟类树脂F,与极板组单元102的卷绕极板组105的外周面接触,在容器103的内壁面与卷绕极板组105的外周面之间氟类树脂F被拉伸延展。此外,使容器103的开口部104附近的内壁面上涂敷的氟类树脂F的量较多的情况下,氟类树脂F被刮掉至位于容器103的底部一侧的极板组单元102的一部分、即负极集电部件145和卷绕极板组105的底部一侧的端部。接着使氟类树脂F固化。然后,将极板组单元102的负极集电部件145与容器103电连接,将正极集电部件139与容器盖155电连接。最后,用容器盖155将开口部104密封,从注液口注入非水电解液。
上述实施方式中,使用氟类树脂,但也能够使用聚丙烯类树脂、聚乙烯类树脂、聚苯硫醚等作为不与非水电解液反应的树脂材料。
图14(A)是对本发明的第三实施方式的圆筒形锂离子电容器201沿着较长方向切断的截面的部分截面图,(B)是表示极板组单元202的主要部分的外观图。其中,图14中,对于与图12所示的实施方式同样的部分,附加对图12中附加的符号加上100的数字的符号并省略详细说明。
如图14(A)所示,本实施方式的圆筒形锂离子电容器201中,卷绕极板组205的外周面与容器203的内壁面之间以及卷绕极板组205的端部与容器203的底部之间,未被氟类树脂F接合。本实施方式的圆筒形锂离子电容器201中,如图14(B)所示,极板组单元202的两端被聚烯烃制的收缩管T1和T2包围而处于被箍紧的状态。其中,图14(A)中,用斜线表示伸缩管所在的区域。具体而言,极板组单元202的正极侧的一端被聚烯烃制的正极侧收缩管T1包围而处于被箍紧的状态。正极侧收缩管T1跨越正极集电部件239的一部分和卷绕极板组205的正极侧的一部分地构成。此外,极板组单元202的负极侧的一端被聚烯烃制的负极侧收缩管T2围绕而处于箍紧的状态。负极侧收缩管T2跨越负极集电部件245的一部分和卷绕极板组205的负极侧的一部分地构成。从而,构成卷绕极板组205的叠层体的各圈中,正极侧的端部和负极侧的端部分别被收缩管T1和T2压迫。从而,正极侧的电极片226和负极侧的电极片230分别成为不离开正极集电部件239和负极集电部件245的状态。从而,正极侧的电极片226与正极集电部件239的接合和负极侧的电极片230与负极集电部件245的接合难以切断。特别是如本实施方式所示,卷绕的卷绕极板组205中,具有通过使用前处理被负极板吸收的金属锂板的层的锂离子电容器中,金属锂板在使用前处理中离子化并被负极板211的负极活性物质吸收。因此,在卷绕的卷绕极板组205中产生间隙。然而,使跨越正极集电部件239的一部分和卷绕极板组205的一部分的部分被聚烯烃制的正极侧收缩管T1箍紧,使跨越负极集电部件245的一部分和卷绕极板组205的一部分的部分被聚烯烃制的负极侧收缩管T2箍紧,因此构成卷绕极板组205的叠层体的各圈在正极集电部件239和负极集电部件245附近被压迫,卷绕极板组205中产生的间隙消失。从而,能够防止构成卷绕极板组205的叠层体的各圈相对于容器203位移,所以正极集电部件239与正极侧的电极片226的接合以及负极集电部件245与负极侧的电极片230的接合难以切断。
发明人为了验证本发明的耐振动效果和耐碰撞效果,对于图12和图14的实施方式的锂离子电容器和未实施耐振动对策的锂离子电容器,进行了振动试验。此外,如上述实施方式的锂离子电容器所述,为了验证锂位于卷绕体中间的影响,对于将锂配置在卷绕体的外侧的外卷锂离子电容器也一同进行了实验。
图15是表示该振动试验的试验条件的图。此外,图16和图17是表示该振动试验的试验结果的表。图15中的“振动方向”的“三个方向”指的是图18的(1)、(2)、(3)所示的方向。该试验中首先使各锂离子电容器向图18的方向(1)振动。各锂离子电容器如图15的“频率/加速度”所示,首先在10~55Hz的频率下以3G(重力加速度)的加速度振动。接着在55~60Hz的频率下使加速度从3G增大至18G的同时振动。最后在60~200Hz的频率下以18G的加速度振动。使频率从200Hz下降至10Hz时也以同样的加速度振动。至此,方向(1)的一次往复的振动结束。从而,向方向(1)的振动使其反复,如“振动时间”所示合计为30小时。方向(1)的振动结束后,向方向(2)振动,接着向方向(3)振动。使其向方向(2)和方向(3)的振动方法与向方向(1)的振动方法相同。向方向(2)和方向(3)的振动也如“振动时间”所示合计分别为30小时。其中,这些振动在扫频速率为每一次往复为10分钟的条件下进行。此处,扫频速率指的是以正弦波对10Hz~200Hz的频率扫频往复的速度。
该实验中如图16和图17中结果所示,对于等效串联电阻(ESR:单位[mΩ])、开路电压(OCV:无负载电压:单位[V])、电容器的电容(单位[F])、直流电阻(DCR:单位[mΩ])、漏电流(单位[mA])等各项目,测定实验前的数值和实验后的数值。此外,对于OCV,对于向各方向振动后也进行测定。图16中的“(1)后”、“(2)后”、“(3)后”,表示向图18所示的各方向振动后测定。此外,图16中和图17中的“氟类树脂”表示通过氟类树脂将容器与卷绕极板组固定的锂离子电容器,“收缩管”表示将极板组单元的端部用收缩管包围而处于被箍紧的状态的锂离子电容器,“普通产品”表示没有实施耐震动对策或耐碰撞对策的锂离子电容器,“外卷锂”表示将锂配置在卷绕极板组的外侧的锂离子电容器。
从图16所示的结果可知,通过氟类树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,ESR和OCV的试验前的测定值与试验后的测定值几乎没有变化。此外,收缩管包围极板组单元的端部而使其处于箍紧的状态的情况下,与“普通产品”和“外卷锂”的情况相比,ESR和OCV的试验前与试验后的变化较小。“普通产品”和“外卷锂”的情况下,试验前的测定值与试验后的测定值较大地变化。
此外,从图17所示的结果可知,通过氟类树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,电容、DCR和漏电流的试验前的测定值与试验后的测定值几乎没有变化。此外,收缩管包围极板组单元的端部而使其处于箍紧的状态的情况下,虽然有一些变化,但是能够测定。此外,“普通产品”和“外卷锂”的情况下,不能测定电容、DCR和漏电流的数值。可以认为这是由于电极片与集电部件的接合基本切断。
根据图16和图17所示的结果,可以认为通过氟类树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,基本不损失锂离子电容器的特性,能够提高耐振动性和耐碰撞性。此外,可以认为收缩管包围极板组单元的端部而使其处于箍紧的状态的情况下,尽管测定值存在一些变化,但是能够提高起到锂离子电容器的作用的耐振动性和耐碰撞性。
此外,振动试验后解除试验所使用的锂离子电容器的密闭,确认正极集电部件与正极侧的电极片的接合状况和负极集电部件与负极侧的电极片的接合状况时,使用氟类树脂的锂离子电容器中,接合基本没有切断。此外,使用收缩管的锂离子电容器中,不足四成的连接没有切断而残留。此外,关于没有实施耐振动对策的锂离子电容器和外卷锂离子电容器,连接基本切断。
本实施方式的锂离子电容器中,使用在碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)作为电解质溶解的溶液作为非水电解液,而只要是使一般的锂盐作为电解质在有机溶剂中溶解而得的溶液,当然也能够使用其他的非水电解液。例如,也可以使用LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiB(C6H5)4、CH3SO3Li、CF3SO3Li等或它们的混合物作为电解质。此外,例如,也可以使用碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧戊烷、4-甲基-1,3-二氧戊烷、乙醚、环丁砜、甲基环丁砜、乙腈、丙腈等、或它们中的两种以上的混合溶剂作为有机溶剂。对于混合比不加以限制。
此外,上述实施方式中,说明了圆筒形的锂离子电容器,本发明当然也能够应用于方形的锂离子电容器、或锂离子电池等其他非水电解液蓄电设备。
图19是表示对将本发明应用于圆筒形锂离子电容器的第四实施方式沿着其较长方向切断的状态的截面图。其中,图19中,省略了锂离子电容器的构成部件的一部分的图示。本实施方式的圆筒形锂离子电容器301具备容器303、容器盖355和极板组单元302。容器303通过实施了镀镍的钢材料具有一个端部开口的有底圆筒形状。容器303的开口部304被容器盖355堵塞。本实施方式的容器盖355隔着具有绝缘性和耐热性的树脂制垫片391被容器303的上部铆紧。由此,使圆筒形锂离子电容器301的内部密封。此外,容器303内,注入了能够浸润极板组单元302的卷绕极板组305整体的量的非水电解液(未图示)。本实施方式中,使用在碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)作为电解质溶解的溶液作为非水电解液。极板组单元302具备卷绕极板组305、正极集电部件(第一集电部件)339、负极集电部件(第二集电部件)345。此外,图19中为了便于理解,对锂离子电容器的一部分的尺寸放大表示。
图20是示意地表示卷绕卷绕极板组305之前的状态的图。卷绕极板组305通过使带状的正极板309和带状的负极板311隔着两片隔膜313和315以中空圆筒状的轴芯307为中心螺旋状地卷绕而构成。本实施方式的正极板309由在作为正极集电板的铝箔的两面上大致均质地涂敷了含有活性炭的正极合剂的两片分割正极板309A和309B构成。分割正极板309A和309B在卷绕方向上隔开规定的间隔排列,除了卷绕方向的长度尺寸之外具有相同的结构。在铝箔的较长方向的一边一侧,形成有未涂敷正极合剂的未涂敷部325。未涂敷部325切开为梳齿状,由切开的剩余部分形成正极引脚片即电极片326。负极板311构成为在作为负极集电板的压延铜箔的两面上大致均质地涂敷了含有能够吸收或解吸锂离子的碳粉的负极合剂作为负极活性物质。在铜箔的较长方向的一边一侧,形成有未涂敷负极合剂的未涂敷部。未涂敷部切开为梳齿状,由切开的剩余部分形成负极引脚片即电极片330。负极侧的电极片330在与形成正极侧的电极片326的边相反一侧的边上形成。图19中,多个正极侧的电极片326位于容器盖355一侧,多个负极侧的电极片330位于容器303的底部一侧。其中,图20中没有表示负极一侧的电极片330。本实施方式的负极板311上,在与分割正极板309A和309B之间对应的位置,配置有金属锂板(金属锂)335。金属锂板335在卷绕卷绕极板组305时,配置在不与分割正极板309A和309B隔着隔膜相对的位置。其中,配置金属锂板335的位置以卷绕卷绕极板组305时,金属锂板335的卷绕层位于卷绕极板组305的径向的中央区域的方式确定。此外,金属锂板335在施加压力时具有粘性,因此也能够与负极板311预先通过压接而固定。
隔膜313和315使用牛皮纸等纤维素类的多孔质基件。本实施方式中,卷绕极板组305的外周面被隔膜313或315的端部覆盖,其端部为了防止松开而被未图示的胶带固定。轴芯307由聚丙烯树脂形成。其中,关于正极板309、负极板311和隔膜313或315的详细结构,与本发明的主旨无关,因此省略说明。
在容器盖355与卷绕极板组305的端部之间,用于对来自正极板309的电位集电的连接了多个正极侧的电极片326的铝制的环状的正极集电部件339与卷绕极板组305的端部邻接配置。正极集电部件339与轴芯307的上端部嵌合。在从正极集电部件339的周围一体地伸出的环状部的外周面上,用超声波焊接接合了分割正极板309A和309B的电极片326的前端部。此外,在容器303的底部与卷绕极板组305的端部之间,连接有多个负极侧电极片330的铜制的环状的负极集电部件345与卷绕极板组305的端部邻接地配置。在负极集电部件345的内周面上嵌合有轴芯307的下端部。在负极集电部件345的环状部的外周面上,用超声波焊接接合了负极板311的电极片330的前端部。其中,关于正极集电部件339和负极集电部件345的详细结构,与本发明的主旨无关,因此省略说明。
如图19所示,本实施方式的锂离子电容器中,卷绕极板组305的外周面与容器303的内壁面被热塑性树脂R接合。本实施方式中使用的热塑性树脂,使用将聚丙烯80重量%与聚乙烯20重量%混合而成的树脂。该热塑性树脂R不与非水电解液反应。此外,由于该热塑性树脂R不与非水电解液反应,因此不会对锂离子电容器的特性造成影响。此外其具有足够使容器303与卷绕极板组305接合的接合能力。从而,将卷绕极板组305的外周面与容器303的内壁面之间接合的热塑性树脂R防止卷绕极板组305相对于容器303较大地位移。此外,容器303内的热塑性树脂R通过加热在较短时间内固化,并且固化后浸渍在非水电解液中也不会降低稳定性。这样接合时,成为卷绕极板组305对于容器303不位移的状态,所以正极集电部件339与正极侧的电极片326的接合和负极集电部件345与负极侧的电极片330的接合不切断。
特别在本实施方式中,将金属锂板335配置在卷绕极板组305中。该金属锂板335在使用前处理中离子化并被负极板311的负极活性物质吸收。因此本实施方式的锂离子电容器中,卷绕的卷绕极板组305中配置了金属锂板335的部分产生间隙。由于卷绕极板组305中产生间隙时卷绕极板组305的卷绕变松,因此构成卷绕极板组305的叠层体的各圈易于错位,各圈容易对于容器303位移。构成卷绕极板组305的叠层体的各圈中,接近轴芯307的内侧的圈,由于轴芯307固定在容器303,所以不会相对于容器303较大地位移。从而接近轴芯307的内侧的圈不会相对于固定在容器303的正极集电部件339和负极集电部件345较大地位移,因此接近轴芯307的内侧的圈的正极侧的电极片326与正极集电部件339的接合以及接近轴芯307的内侧的圈的负极侧的电极片330与负极集电部件345的接合,成为难以切断的状态。然而,离开轴芯307的外侧的圈会相对于容器303较大地位移,因此与接近轴芯307的内侧的圈相比,正极侧的电极片326与正极集电部件339的接合以及负极侧的电极片330与负极集电部件345的接合易于切断。本实施方式的锂离子电容器中,在位于容器303的容器盖355一侧的极板组单元302的一部分、即正极集电部件339和卷绕极板组305的一部分与容器303的内壁面的一部分之间,热塑性树脂R蓄积并固化。从而,相对于容器303易于位移的外侧的圈的叠层体通过热塑性树脂R被进一步固定于容器303,所以被固定于容器303的正极集电部件339与外侧的圈的正极侧的电极片326的接合以及被固定在容器303的负极集电部件345与外侧的圈的负极侧的电极片330的接合不会切断。该热塑性树脂R设置为将多个正极板的电极片326彼此结合或将多个正极板的电极片326与正极集电部件339接合。因此,多个正极板的电极片326彼此或多个正极板的电极片326与正极集电部件339以被热塑性树脂材料包裹的形状固定,能够防止正极侧的电极片326切断。
为了制造本实施方式的锂离子电容器,例如预先准备极板组单元302、容器303和容器盖355。作为极板组单元302、容器303和容器盖355的制造方法,能够采用日本特开2010-141217号公报等记载的周知的制造方法,但与本发明的主旨无关因而省略说明。首先,将极板组单元302从容器303的开口部304插入,将极板组单元302的负极集电部件345与容器303电连接,将正极集电部件339与容器盖355电连接。然后,在容器303的内壁面上、极板组单元302的一部分和正极板的电极片326上,从容器303的开口部304一侧配置预先适量地准备的热塑性树脂R。之后,对热塑性树脂R加热使其软化。软化后的热塑性树脂R的一部分进入多个正极板的电极片326彼此之间以及多个正极板的电极片326与正极集电部件339之间。之后停止热塑性树脂R的加热,使热塑性树脂R恢复常温并固化。最后,用容器盖355将开口部304密封,从注液口注入非水电解液。
上述实施方式中,使用了聚丙烯80重量%、聚乙烯20重量%的树脂,而作为不与非水电解液反应的树脂材料,也能够使用聚丙烯和聚乙烯的含有率不同的树脂和各单质、聚苯硫醚等。
上述实施方式中,将正极集电部件339和正极一侧的电极片326以及卷绕极板组305的一部分与容器303的内壁面的一部分之间用热塑性树脂F接合,而也可以如图21表示的本发明的第五实施方式所示,将容器403的底部一侧的内壁面的一部分与负极侧的电极片430和负极集电部件445用热塑性树脂R接合。图21是表示对将本发明应用于圆筒形锂离子电容器的第五实施方式沿着其较长方向切断的状态的截面图。本实施方式中,在负极集电部件445和负极侧的电极片430以及卷绕极板组405的一部分与容器403的内壁面的一部分之间,热塑性树脂R蓄积并固化。从而,对于容器403易于位移的外侧的圈的叠层体通过热塑性树脂R被进一步固定于容器403,所以被固定于容器403的正极集电部件439与外侧的圈的正极侧的电极片426的接合以及被固定于容器403的负极集电部件445与外侧的圈的负极侧的电极片430的接合不会切断。本实施方式中,热塑性树脂R设置为将多个负极板的电极片430彼此接合或将多个负极板的电极片430与负极集电部件445接合。因此,多个负极板的电极片430彼此或多个负极板的电极片430与负极集电部件445以被热塑性树脂包裹的形状固定,能够进一步防止负极侧的电极片430切断。
为了制造本实施方式的锂离子电容器,例如预先准备极板组单元402、容器403和容器盖455。作为极板组单元402、容器403和容器盖455的制造方法,能够采用日本特开2010-141217号公报等记载的周知的制造方法,但与本发明的主旨无关因而省略说明。首先,将适量地准备的热塑性树脂R配置在容器403的底部一侧,之后将极板组单元402插入容器403。而后,对热塑性树脂R加热使其软化。软化后的热塑性树脂R的一部分进入多个负极板的电极片430之间以及多个负极板的电极片430与负极集电部件445之间。之后停止热塑性树脂R的加热,使热塑性树脂R恢复常温并固化。然后将容器403的底部一侧的负极集电部件445与容器403电连接。其中,将容器403的底部一侧的负极集电部件445与容器403电连接的工序,也可以在使热塑性树脂R软化和固化的工序之前。而后将正极集电部件439与容器盖455电连接。最后用容器盖455将开口部404密封,从注液口注入非水电解液。
第二至第五实施方式中,说明了具备具有带有电极片的正极板和负极板的卷绕极板组的蓄电设备,而第二至第五实施方式的发明当然也能够应用于具备具有无电极片的正极板和负极板的卷绕极板组的蓄电设备。
发明人为了验证本发明的耐振动效果和耐碰撞效果,对于图19和图21的实施方式的锂离子电容器、和没有实施耐振动对策的锂离子电容器,进行了振动试验。此外,关于在集电板上不形成电极片、通过将集电部件与卷绕极板组的未涂敷部通过半导体激光焊接等直接焊接而将正极板的集电板和负极板的集电板与正极侧的集电部件和负极侧的集电部件连接的结构的锂离子电容器,和对于与其同样不形成电极片的结构的锂离子电容器与图19和图21同样地使用热塑性树脂实施了振动对策的锂离子电容器,也进行了振动试验。
图22是表示该振动试验的试验条件的图。此外,图23和图24是表示该振动实验的试验结果的表。图22中的“振动方向”的“三个方向”指的是图25的(1)、(2)、(3)所示的方向。该试验中首先使各锂离子电容器向图25的方向(1)振动。各锂离子电容器如图22的“频率/加速度”所示,首先在10~55Hz的频率下以3G(重力加速度)的加速度振动。接着在55~60Hz的频率下使加速度从3G增大至18G的同时振动。最后在60~200Hz的频率下以18G的加速度振动。使频率从200Hz下降至10Hz时也以同样的加速度振动。至此,方向(1)的一次往复的振动结束。从而,向方向(1)的振动使其反复,如“振动时间”所示合计为30小时。方向(1)的振动结束后,向方向(2)振动,接着向方向(3)振动。使其向方向(2)和方向(3)的振动方法与向方向(1)的振动方法相同。向方向(2)和方向(3)的振动也如“振动时间”所示合计分别为30小时。其中,这些振动在扫频速率为每一次往复为10分钟的条件下进行。此处,扫频速率指的是以正弦波对10Hz~200Hz的频率扫频往复的速度。
该实验中如图23和图24中结果所示,对于等效串联电阻(ESR:单位[mΩ])、开路电压(OCV:无负载电压:单位[V])、电容器的电容(单位[F])、直流电阻(DCR:单位[mΩ])、漏电流(单位[mA])等各项目,测定实验前的数值和实验后的数值。此外,对于OCV,对于向各方向振动后也进行测定。图23中的“(1)后”、“(2)后”、“(3)后”表示是向图25所示的各方向振动后测定的。此外,图23中和图24中的“普通产品”表示没有实施耐震动对策或耐碰撞对策的锂离子电容器,“正极侧固定”表示用热塑性树脂将容器与卷绕极板组在正极侧即盖部件一侧固定的锂离子电容器,“负极侧固定”表示用热塑性树脂将容器与卷绕极板组在负极侧即容器的底部一侧固定的锂离子电容器。进而,“无电极片的普通产品”表示为不使用电极片的结构且没有实施耐震动对策或耐碰撞对策的锂离子电容器,“无电极片、正极侧固定”表示为不使用电极片的结构且用热塑性树脂将容器与卷绕极板组在正极侧即盖部件一侧固定的锂离子电容器,“无电极片、负极侧固定”表示为不使用电极片的结构且用热塑性树脂将容器与极板组在负极侧即容器的底部一侧固定的锂离子电容器。
从图23所示的结果可知,用热塑性树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,ESR和OCV的试验前的测定值与试验后的测定值基本没有变化。“普通产品”的情况下,试验前的测定值与试验后的测定值较大地变化。“无电极片的普通产品”的情况下,变化的幅度比“普通产品”小,而试验前后测定值变化。
此外,从图24所示的结果可知,用热塑性树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,电容、DCR和漏电流的试验前的测定值与试验后的测定值基本没有变化。“普通产品”的情况下,不能测定电容、DCR和漏电流的树脂。可以认为这是由于电极片与集电部件的接合基本切断。“无电极片的普通产品”的情况下,与试验前的测定值相比,试验后的测定值电容减小,DCR和漏电流增大。可以认为这是由于其不使用电极片的结构,因此接合不会切断,但由于极板组没有固定,集电板上涂敷的合剂的一部分剥落而导致的。
根据图23和图24所示的结果,可以认为用热塑性树脂将容器与卷绕极板组固定的情况下,锂离子电容器的特性基本没有损失,能够提高耐振动性和耐碰撞性。此外,使用电极片的结构的锂离子电容器和不使用电极片的结构的锂离子电容器,均获得了提高耐振动性和耐碰撞性的效果。
此外,振动试验后解除试验所使用的锂离子电容器的密闭,确认正极集电部件与正极侧的电极片的接合状况和负极集电部件与负极侧的电极片的接合状况时,使用热塑性树脂的锂离子电容器中,接合基本没有切断。关于没有实施耐振动对策的锂离子电容器,连接基本切断。此外,不使用电极片的结构的锂离子电容器中,对接合没有影响,但是没有实施耐振动对策的锂离子电容器中,集电板上涂敷的合剂一部分剥落。
上述实施方式的锂离子电容器中,使用在碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的混合溶剂中使六氟磷酸锂(LiPF6)作为电解质溶解的溶液作为非水电解液,而只要是使一般的锂盐作为电解质在有机溶剂中溶解而得的溶液,当然也能够使用其他的非水电解液。例如,也可以使用LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiB(C6H5)4、CH3SO3Li、CF3SO3Li等或它们的混合物作为电解质。此外,例如,也可以使用碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧戊烷、4-甲基-1,3-二氧戊烷、乙醚、环丁砜、甲基环丁砜、乙腈、丙腈等、或它们中的两种以上的混合溶剂作为有机溶剂。对于混合比不加以限制。
图26是表示对将本发明应用于圆筒形锂离子电容器的第六实施方式沿着其较长方向切断的状态的截面图。其中,图26中,省略了锂离子电容器的构成部件的一部分的图示。本实施方式的锂离子电容器与图1所示的第一实施方式的锂离子电容器同样地,是卷绕极板组505的未涂敷部525和533与集电部件(正极集电部件539和负极集电部件545)通过激光焊接的无电极片的锂离子电容器。如图26所示,本实施方式的锂离子电容器中,卷绕极板组505的外周面与容器503的内壁面通过将聚丙烯80重量%和聚乙烯20重量%混合而得的热塑性树脂R接合。此外,在位于容器503的容器盖555一侧的极板组单元502的一部分、即正极集电部件539和卷绕极板组505的一部分与容器503的内壁面的一部分之间,热塑性树脂R蓄积并固化。在负极集电部件545和卷绕极板组505的一部分与容器503的内壁面的一部分之间,热塑性树脂R蓄积并固化。进而,极板组单元502的两端被聚烯烃制的收缩管T501和T502包围而处于被箍紧的状态。这样构成时,能够通过多个固定机构将卷绕极板组固定到容器,能够将极板与集电部件更可靠地固定,进一步提高蓄电设备的耐震动性。
上述实施方式中,说明了在盖部件上连接正极集电部件、在容器的底部连接负极集电部件的例子,当然也可以在盖部件上连接负极集电部件,在容器的底部连接正极集电部件。
此外,上述实施方式中,说明了圆筒形的锂离子电容器,而本发明当然能够应用于方形的锂离子电容器、或锂离子电池等其他非水电解液蓄电设备。
产业上的利用可能性
根据本发明,能够提供即使提高耐振动性和耐碰撞性,作为电池的特性也不降低的蓄电设备。
符号说明
1   电容器
2   极板组单元
3   容器
3a  环状凸部
3b  环状壁部分
3c  顶部
3d  环状壁部分
5   卷绕极板组
7   轴芯
9   正极板
9A  分割正极板
9B  分割正极板
11  负极板
13  隔膜
15  隔膜
17  金属锂支承部件
19  铝箔
21  正极活性物质合剂
23    涂敷部
25    未涂敷部
27    铜箔
29    负极活性物质合剂
31    涂敷部
33    未涂敷部
35    金属锂
37    铜箔
37    支承体
39    正极集电部件
40    外周部分
41    孔
43    槽
44A   正极端子部
44B   正极端子部
45    负极集电部件
46    外周部分
49    槽
51    熔化金属
53    熔化金属
55    容器盖
57    盖本体
59    盖帽
59a   平坦部
59b   凸部
61    空隙部
63    绝缘环部件
65    绝缘部件
71    环状底壁部分
73    膨出部
75    绝缘部件

Claims (22)

1.一种蓄电设备,其特征在于:
极板组单元与非水电解液一起收纳在构成一个极性的端子的有底筒状的容器内,所述极板组单元具备卷绕极板组、正极集电部件和负极集电部件,
所述卷绕极板组由叠层体卷绕形成,该叠层体由具有在第一金属箔上涂敷正极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第一金属箔的未涂敷部的正极板,与具有在第二金属箔上涂敷负极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第二金属箔的未涂敷部的负极板,以所述正极板的所述未涂敷部和所述负极板的所述未涂敷部分别向反方向突出的方式隔着隔膜叠层而形成,所述正极集电部件在所述卷绕极板组的一个端部与超过所述隔膜而突出的所述正极板的所述未涂敷部焊接,所述负极集电部件在所述卷绕极板组的另一个端部与超过所述隔膜而突出的所述负极板的所述未涂敷部焊接,
在从所述容器的开口部向底部一侧离开规定的距离的位置,在所述容器的整周形成有朝向所述容器的内部突出的环状凸部,
在使邻接所述开口部的环状壁部分向径向内侧铆紧而形成的环状的防脱部与所述环状凸部之间,构成另一个极性的端子的盖部件以与所述容器电绝缘的状态配置,
所述正极集电部件和所述负极集电部件中与所述盖部件电连接的一个集电部件,具有外周部分比所述环状凸部的顶部更接近所述容器的周壁部一侧的形状尺寸,且配置在所述环状凸部的附近,
在所述环状凸部和与该环状凸部相连的所述周壁部的环状壁部分与所述一个集电部件的所述外周部分之间,以压缩状态配置有使所述一个集电部件与所述容器电绝缘的电绝缘部件,
所述容器的底部具备与所述容器的所述周壁部相连的环状底壁部分,和与所述环状底壁部分相连且向离开所述盖部件的方向突出的突出部,
所述正极集电部件和所述负极集电部件中与所述底部电连接的另一个集电部件,具有外周部分比所述环状底壁部分的内缘部更接近所述容器的所述周壁部一侧的形状尺寸,
至少所述卷绕极板组的外周面与所述容器的内壁面通过不与所述非水电解液反应的树脂材料部分或整体地接合,
在位于所述容器的开口部一侧的所述极板组单元的一部分与所述开口部和连接该开口部的所述容器的所述内壁面的一部分之间,所述树脂材料蓄积并固化,
第一收缩管以跨越所述正极集电部件的一部分与所述卷绕极板组的一部分的方式,将所述极板组单元的一端包围以使其处于被箍紧的状态,所述第一收缩管由不与所述非水电解液反应的材料形成,
第二收缩管以跨越所述负极集电部件的一部分和所述卷绕极板组的一部分的方式,将所述极板组单元的另一端包围以使其处于被箍紧的状态,所述第二收缩管由不与所述非水电解液反应的材料形成。
2.如权利要求1所述的蓄电设备,其特征在于:
不与所述非水电解液反应的树脂材料是聚丙烯类树脂材料、聚乙烯类树脂材料或氟类树脂材料。
3.一种蓄电设备,其特征在于:
极板组单元与非水电解液一起收纳在构成一个极性的端子的有底筒状的容器内,所述极板组单元具备使在第一金属箔上涂敷有正极活性物质合剂的正极板和在第二金属箔上涂敷有负极活性物质合剂的负极板隔着隔膜叠层而得的叠层体卷绕而形成的卷绕极板组、在所述卷绕极板组的一个端部与所述正极板连接的正极集电部件和在所述卷绕极板组的另一个端部与所述负极板连接的负极集电部件,所述非水电解液浸润在所述卷绕极板组内,
所述卷绕极板组通过不与所述非水电解液反应的固定机构固定于容器。
4.如权利要求3所述的蓄电设备,其特征在于:
所述正极板具有涂敷所述正极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第一金属箔的未涂敷部,
所述负极板具有涂敷所述负极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第二金属箔的未涂敷部,
以所述正极板的所述未涂敷部与所述负极板的所述未涂敷部分别向反方向突出的方式叠层,
所述正极集电部件与超过所述隔膜而突出的所述正极板的所述未涂敷部焊接,
所述负极集电部件与超过所述隔膜而突出的所述负极板的所述未涂敷部焊接,
在从所述容器的开口部向底部一侧离开规定的距离的位置,在所述容器的整周形成有朝向所述容器的内部突出的环状凸部,
在使邻接所述开口部的环状壁部分向径向内侧铆紧而形成的环状的防脱部与所述环状凸部之间,构成另一个极性的端子的盖部件以与所述容器电绝缘的状态配置,
所述固定机构由以下部件构成:
具有外周部分比所述环状凸部的顶部更接近所述容器的周壁部一侧的形状尺寸,且配置在所述环状凸部附近的所述正极集电部件和所述负极集电部件中与所述盖部件电连接的一个集电部件;和
在所述环状凸部和与该环状凸部相连的所述周壁部的环状壁部分与所述一个集电部件的所述外周部分之间以压缩状态配置,使所述一个集电部件与所述容器电绝缘的电绝缘部件。
5.如权利要求4所述的蓄电设备,其特征在于:
所述容器的底部具备与所述容器的所述周壁部相连的环状底壁部分,和与所述环状底壁部分相连且向离开所述盖部件的方向膨出的膨出部,
所述正极集电部件和所述负极集电部件中与所述底部电连接的另一个集电部件,具有外周部分比所述环状底壁部分的内缘部更接近所述容器的所述周壁部一侧的形状尺寸。
6.如权利要求3所述的蓄电设备,其特征在于:
所述固定机构是至少将所述卷绕极板组的外周面与所述容器的内壁面部分或整体地接合的、不与所述非水电解液反应的树脂材料。
7.如权利要求6所述的蓄电设备,其特征在于:
所述正极板具有涂敷所述正极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第一金属箔的未涂敷部,
所述负极板具有涂敷所述负极活性物质合剂而形成的涂敷层和沿着该涂敷层残留的所述第二金属箔的未涂敷部,
以所述正极板的所述未涂敷部与所述负极板的所述未涂敷部分别向反方向突出的方式叠层,
所述正极集电部件与超过所述隔膜而突出的所述正极板的所述未涂敷部焊接,
所述负极集电部件与超过所述隔膜而突出的所述负极板的所述未涂敷部焊接。
8.如权利要求6所述的蓄电设备,其特征在于:
所述正极板是带有多个电极片的正极板,
所述负极板是带有多个电极片的负极板,
所述正极集电部件与所述正极板的所述多个电极片连接,
所述负极集电部件与所述负极板的所述多个电极片连接。
9.如权利要求6、7或8所述的蓄电设备,其特征在于:
在位于所述容器的底部一侧的所述极板组单元的一部分与所述底部和连接该底部的所述容器的所述内壁面的一部分之间,所述树脂材料蓄积并固化。
10.如权利要求8所述的蓄电设备,其特征在于:
所述树脂材料是热塑性树脂材料,
在位于所述容器的底部一侧的所述极板组单元的一部分与所述底部和连接该底部的所述容器的所述内壁面的一部分之间,所述热塑性树脂材料蓄积并固化,
通过所述热塑性树脂材料,将所述正极板的所述多个电极片彼此接合,或进一步将所述正极板的所述多个电极片与所述正极集电部件接合。
11.如权利要求6、7或8所述的蓄电设备,其特征在于:
在位于所述容器的开口部一侧的所述极板组单元的一部分与所述开口部和连接该开口部的所述容器的所述内壁面的一部分之间,所述树脂材料蓄积并固化。
12.如权利要求8所述的蓄电设备,其特征在于:
所述树脂材料是热塑性树脂材料,
在位于所述容器的开口部一侧的所述极板组单元的一部分与所述开口部和连接该开口部的所述容器的所述内壁面的一部分之间,所述树脂材料蓄积并固化,
通过所述热塑性树脂材料,将所述负极板的所述多个电极片彼此接合,或进一步将所述负极板的所述多个电极片与所述负极集电部件接合。
13.如权利要求6、7或8所述的蓄电设备,其特征在于:
所述树脂材料是氟类树脂。
14.如权利要求6、7或8所述的蓄电设备,其特征在于:
所述树脂材料是热塑性树脂材料。
15.如权利要求6、7或8所述的蓄电设备,其特征在于:
所述树脂材料是聚丙烯类树脂材料或聚乙烯类树脂材料。
16.如权利要求3所述的蓄电设备,其特征在于:
所述固定机构是,
以跨越所述正极集电部件的一部分与所述卷绕极板组的一部分的方式,将所述极板组单元的一端包围以使其处于被箍紧的状态的第一收缩管;和以跨越所述负极集电部件的一部分与所述极板组的一部分的方式,将所述极板组单元的另一端包围以使其处于被箍紧的状态的第二收缩管。
17.如权利要求3~8中任一项所述的蓄电设备,其特征在于:
所述蓄电设备是锂离子电容器。
18.如权利要求3~8中任一项所述的蓄电设备,其特征在于:
所述蓄电设备是锂离子电池。
19.一种蓄电设备的制造方法,其特征在于:
准备以下部件:
极板组单元,其包括:由带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组;配置在所述卷绕极板组的一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述正极板的所述多个电极片连接的正极集电部件;和配置在所述卷绕极板组的另一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述负极板的所述多个电极片连接的负极集电部件;
有底筒状的容器,其在一个端部具有开口部并在内部收纳所述极板组单元;和
盖部件,其将所述容器的所述开口部堵塞,
在所述容器的内壁面上部分地涂敷不与非水电解液反应的树脂材料,
之后将所述极板组单元从所述容器的所述开口部插入,
使所述树脂材料固化,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的一个与所述容器电连接,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的另一个与所述盖部件电连接后用所述盖部件密封所述开口部,
之后从注液口注入所述非水电解液。
20.一种蓄电设备的制造方法,其特征在于:
准备以下部件:
极板组单元,其包括:由带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组;配置在所述卷绕极板组的一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述正极板的所述多个电极片连接的正极集电部件;和配置在所述卷绕极板组的另一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述负极板的所述多个电极片连接的负极集电部件;
有底筒状的容器,其在一个端部具有开口部并在内部收纳所述极板组单元;和
盖部件,其将所述容器的所述开口部堵塞,
将所述极板组单元从容器的开口部插入,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的一个与所述容器电连接,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的另一个与所述盖部件电连接,
在所述容器的内壁面上、所述卷绕极板组的一部分和所述电极片部分,从所述容器的所述开口部一侧配置不与非水电解液反应的热塑性树脂材料,
对所述热塑性树脂材料加热使其软化,
之后使所述热塑性树脂材料恢复常温并固化,
用所述盖部件密封所述开口部,之后从注液口注入所述非水电解液。
21.一种蓄电设备的制造方法,其特征在于:
准备以下部件:
极板组单元,其包括:由带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组;配置在所述卷绕极板组的一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述正极板的所述多个电极片连接的正极集电部件;和配置在所述卷绕极板组的另一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述负极板的所述多个电极片连接的负极集电部件;
有底筒状的容器,其在一个端部具有开口部并在内部收纳所述极板组单元;和
盖部件,其将所述容器的所述开口部堵塞,
将不与非水电解液反应的热塑性树脂材料配置在容器的底部一侧,
将所述极板组单元从所述容器的所述开口部插入,
对所述容器的底部一侧加热,使所述热塑性树脂材料软化,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的一个与所述容器电连接,
使所述热塑性树脂材料恢复常温并固化,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的另一个与所述盖部件电连接,
用所述盖部件密封所述开口部,之后从注液口注入所述非水电解液。
22.一种蓄电设备的制造方法,其特征在于:
准备以下部件:
极板组单元,其包括:由带有多个电极片的正极板、隔膜、带有多个电极片的负极板叠层而成的叠层体卷绕构成的卷绕极板组;配置在所述卷绕极板组的一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述正极板的所述多个电极片连接的正极集电部件;和配置在所述卷绕极板组的另一端一侧并与所述卷绕极板组包括的所述负极板的所述多个电极片连接的负极集电部件;
有底筒状的容器,其在一个端部具有开口部并在内部收纳所述极板组单元;和
盖部件,其将所述容器的所述开口部堵塞,
将不与非水电解液反应的热塑性树脂材料配置在容器的底部一侧,
将所述极板组单元从所述容器的所述开口部插入,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件的一个与所述容器电连接,
对所述容器的底部一侧加热,使所述热塑性树脂材料软化,
之后使所述热塑性树脂材料恢复常温并固化,
将所述正极集电部件和所述负极集电部件体的另一个与所述盖部件电连接,
用所述盖部件密封所述开口部,之后从注液口注入所述非水电解液。
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