CN103119676A - 电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种没有归因于将刚性外壳与导电盖接合的工序的性能劣化的电化学装置。导电盖12的焊接部分PP与焊接框架构件11d通过激光焊接彼此接合。用于将焊接部分PP与焊接框架构件11d接合的焊道不暴露至刚性包装10的内部空间；因此，防止在激光焊接过程中产生的熔融物，其凝结物等进入刚性包装10的内部空间中。

Description

电化学装置
技术领域
本发明涉及具有其中将蓄电元件和电解液用由金属、陶瓷等构成的刚性包装封装的结构，并且能够表面安装在电路板等上的电化学装置。
背景
这种类型的电化学装置通常包括基本上矩形和平行六面体形状的刚性包装、封装在刚性包装的内部空间中的蓄电元件和电解液，以及各自在刚性包装的平坦底表面上形成的负极端子和正极端子。刚性包装包括具有提供向上开口的凹部的刚性外壳和构造为以水密和气密方式密封凹部的开口的导电盖。蓄电元件是通过将正极板和负极板在其间具有分隔板的情况下层叠而构造的。这种刚性外壳具有一条用于将蓄电元件的负极板经由导电盖电连接至负极端子的配线，以及另一条用于将蓄电元件的正极板电连接至正极端子的配线。
这种电化学装置通过，例如，日本专利申请公布号2009-278068(“专利文献1”)和日本专利申请公布号2006-049289(“专利文献2”)已知，其中电化学装置的刚性外壳与导电盖接合。
专利文献1公开了一种电化学装置，其中(1)将由Cr、Pd、Ni、Cu或其他材料组成的多层膜形成在外壳的顶表面上，所述外壳由钠钙玻璃或结晶玻璃组成以便围绕凹部；(2)将镀膜形成在多层膜的顶表面上，所述镀膜由Cu、Ni或Au组成；(3)使用由Ag-Cu合金或Ag-Cu-Sn合金组成的蜡状物(wax)材料将金属环硬钎焊至镀膜的顶表面，所述金属环由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Co合金组成；(4)将金属涂层形成在金属环的顶表面上，所述金属涂层由Ni和Au组成；和(5)将板状导电盖通过缝焊接合至金属环的顶表面，所述板状导电盖由Fe-Ni合金或Fe-Ni-Co合金组成。
专利文献2公开了一种电化学装置，其中(1)将钨层形成在由氧化铝烧结体组成的外壳的顶表面上以便围绕凹部，并且将Ni层形成在钨层的表面上；(2)将具有形成在其表面上的Al层的由Fe-Ni-Co合金、Al，或Fe-Ni-Co合金组成的框架形构件用Ag蜡状物或Al蜡状物硬钎焊在Ni层的顶表面上；(3)将具有通过包层接合至其底表面的Al的由Fe-Ni-Co合金、Al合金或Fe-Ni-Co合金组成的板状导电盖通过缝焊接合至框架形构件的顶表面。
专利文献1和2采用缝焊以将刚性外壳与导电盖接合。缝焊是通过以下方式实现所需的接合的技术：通过辊式电极将焊接物件(专利文献1中的导电盖与金属环，专利文献2中的导电盖与框架形构件)加压在一起；在旋转辊式电极的同时，施加电流通过焊接物件；和通过由所施加的电流引起的电阻加热将焊接物件熔合在一起。
因为缝焊通过由所施加的电流引起的电阻加热将焊接物件熔合在一起，因此如果焊接物件在其表面上彼此接触，接触表面的整个区域是焊接区域。在其中将刚性外壳与导电盖接合的专利文献1和2中，因为焊接物件的每一个的接触表面的内边缘暴露至刚性包装中的内部空间，因此在缝焊过程中产生的熔融物，其凝结物等进入刚性包装中的内部空间，并且之后混合至电解液中或附着至蓄电元件。因此这可能导致性能劣化。
此外，专利文献1中的第[0139]-[0144]段公开可以采用激光焊接代替缝焊。然而，这种电化学装置的结构与采用缝焊的电化学装置相同，并且没有对于激光焊接特定的结构、方法等的说明。
相关文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公布号2009-278068
专利文献2：日本专利申请公布号2006-049289
概述
本发明的实施方案提供一种没有归因于将刚性外壳与导电盖接合的性能劣化的电化学装置。
根据本发明的一个实施方案的电化学装置包括：刚性包装；封装在所述刚性包装的内部空间中的蓄电元件和电解液；以及形成在所述刚性包装的底表面上的负极端子和正极端子，其中所述刚性包装包括具有提供向上开口的凹部的刚性外壳和以水密和气密方式密封所述凹部的所述向上开口的导电盖，所述刚性外壳包括第一配线和第二配线，所述第一配线用于将所述蓄电元件的负极板经由所述导电盖电连接至所述负极端子，所述第二配线用于将所述蓄电元件的正极板电连接至所述正极端子。在本发明的一个实施方案中，具有预定宽度的焊接框架构件在所述刚性外壳的顶部上整体地形成以围绕所述凹部，并且通过激光焊接将焊接部分和所述焊接框架构件彼此接合，使得通过激光焊接在所述焊接部分和所述焊接框架构件处形成的焊道(weld bead)不暴露至所述刚性包装的所述内部空间。
根据本发明的一个实施方案的电化学装置可以防止在激光焊接的过程中产生的熔融物，其凝结物等进入刚性包装的内部空间，因为焊道不暴露至刚性包装的内部空间。因此，根据本发明的一个实施方案的电化学装置可以防止当在激光焊接过程中产生的熔融物，其凝结物等混入至电解液中或附着至蓄电元件时引起的性能劣化。
本发明的实施方案可以提供一种没有归因于将刚性外壳与导电盖接合的性能劣化的电化学装置。
通过以下描述和附图，本发明的其他目的、结构、特征和效果将是显见的。
附图简述
[图1A]图1A是根据本发明的一个实施方案的电化学装置的俯视图。
[图1B]图1B是以上装置的仰视图。
[图2]图2是沿S1-S1线截取的图1A的电化学装置的放大截面图。
[图3]图3是构成刚性外壳的第一板的俯视图。
[图4]图4是构成刚性外壳的第二板的俯视图。
[图5]图5是构成刚性外壳的第三板的俯视图。
[图6]图6是通过将第一板、第二板和第三板层叠并且烧制这些板而制成的临时刚性外壳的俯视图。
[图7]图7示例用于在临时刚性外壳上形成焊接框架构件的方法。
[图8]图8示例用于在临时刚性外壳上形成焊接框架构件的方法。
[图9]图9示例用于在临时刚性外壳上形成集电膜的方法。
[图10]图10示例用于在临时刚性外壳上形成负极端子的方法。
[图11]图11示例用于在临时刚性外壳上形成正极端子的方法。
[图12]图12是导电盖的局部放大截面图。
[图13]图13示例用于制造电化学装置的方法。
[图14]图14示例用于制造电化学装置的方法。
[图15]图15示例用于制造电化学装置的方法。
[图16]图16示例用于制造电化学装置的方法。
示例实施方案描述
如图1A、图1B和图2中所示，根据本发明的一个实施方案的电化学装置包括基本上矩形和平行六面体形状的刚性包装10、封装在刚性包装10的内部空间中的蓄电元件20和电解液(未显示)，以及形成在刚性包装10的平坦底表面上的负极端子30和正极端子40。
刚性包装10包括具有提供向上开口的凹部CP的刚性外壳11和以水密和气密方式密封凹部CP的开口的导电盖12。刚性外壳11具有用于将蓄电元件20的负极板21经由导电盖12电连接至负极端子30的第一配线31，以及用于将蓄电元件20的正极板22电连接至正极端子40的第二配线41。
在下文中，将描述刚性外壳11的结构及其制造方法。如图2中所示，刚性外壳11整体地具有基本上矩形的板状第一层11a，位于第一层11a上的基本上矩形的板状第二层11b，位于第二层11b上的基本上矩形的框架状第三层11c，以及位于第三层11c上的基本上矩形的框架状焊接框架构件11d。
首先，为了制造刚性外壳11，准备第一板S11a、第二板S11b和第三板S11c。
图3示例第一板S11a的俯视图。第一板S11a通过使用诸如丝网印刷等的技术在基本上矩形形状的主要由Al2O3组成的生坯板上形成未烧制的W(钨)膜WIa1-WIa10而制造。如所示的，缺口CRa1形成在生坯板的四个角的每一个处。此外，缺口CRa2形成在生坯板的一对较短的边的每一个处。W膜WIa2形成在一个缺口CRa2的内表面上并且W膜WIa7形成在另一个缺口CRa2的内表面上。在本说明书中，缺口的“内表面”是指连接生坯板的底表面与顶表面并且划分缺口的表面。例如，缺口CRa2的内表面是指将其中形成缺口的生坯板的底表面与顶表面连接，并且划分缺口CRa2的表面。
基本上矩形形状的W膜WIa1形成在生坯板的底表面上以便接触生坯板的左侧。W膜WIa1经由W膜WIa2连接至形成在生坯板的顶表面上的基本上矩形形状的W膜WIa3。在生坯板的顶表面上，弧形W膜WIa5形成在分别面对位于生坯板左侧的两端处的一对缺口CRa1的边缘(缺口CRa1的内边缘)的每一个处。W膜WIa5经由形成在生坯板的顶表面上的一对带形W膜WIa4连接至W膜WIa3。
此外，基本上矩形形状的W膜WIa6形成在生坯板的底表面上以便接触生坯板的右侧。W膜WIa6经由W膜WIa7连接至在生坯板的顶表面上形成的基本上矩形形状的W膜WIa8，所述W膜WIa7形成在位于生坯板的右侧的缺口CRa2的内表面上。此外，环形W膜WIa10在生坯板的顶表面中心附近形成。W膜WIa10经由带状W膜WIa9连接至W膜WIa8。
图4示例第二板S11b的俯视图。第二板S11b通过以下方式制造：使用诸如丝网印刷等的技术在主要由Al2O3组成的基本上矩形形状的生坯板上形成未烧制的W(钨)膜WIb1-WIb4，并且使用诸如涂布等的技术形成主要由Al2O3组成的未烧制的电介质膜CO。如所示的，缺口CRb1形成在生坯板的四个角的每一个处。在生坯板的底表面上，弧形W膜WIb1形成在分别面对位于生坯板的左侧的两端处的一对缺口CRb1的边缘的每一个处。一对W膜WIb1形成在分别与第一板S11a上的一对W膜WIa5的位置相对应的位置。在生坯板的顶表面上，弧形W膜WIb3形成在分别面对位于生坯板的左侧的两端处的一对缺口CRb1的边缘的每一个处。W膜WIb1和W膜WIb3经由形成在缺口CRb1的内表面上的W膜WIb2彼此连接。
在其厚度的方向上穿透生坯板的柱状W膜WIb4形成在生坯板的中心处。W膜WIb4形成在与第一板S11a上的环形W膜WIa10的位置相对应的位置，并且W膜WIb4的直径基本上与W膜WIa10的直径相同。此外，将电介质膜CO形成在生坯板的顶表面上以使其不覆盖W膜WIb3和W膜WIb4。换言之，将电介质膜CO形成在除其中形成W膜WIb3和W膜WIb4的区域之外的生坯板的顶表面的基本上整个区域上。
图5示例第三板S11c的俯视图。第三板S11c通过使用诸如丝网印刷等的技术在主要由Al2O3组成的基本上矩形的框架状生坯板上形成未烧制的W(钨)膜WIc1-WIc4而制造。如所示的，缺口CRc1形成在生坯板的四个角的每一个处。在生坯板的底表面上，弧形W膜WIc1形成在分别面对位于生坯板的左侧的两端处的一对缺口CRc1的边缘的每一个处。一对W膜WIc1形成在分别与第二板S11b上的一对W膜WIb1的位置相对应的位置处。在生坯板的顶表面上，弧形W膜WIc3形成在分别面对位于生坯板的左侧的两端处的一对缺口CRc1的边缘的每一个处。W膜WIc1和W膜WIc3经由形成在缺口CRc1的内表面上的W膜WIc2彼此连接。
将基本上矩形的框架状W膜WIc4进一步形成在生坯板的顶表面上。W膜WIc4具有比基本上矩形的框架状生坯板的顶表面的宽度更小的宽度，并且其外周线的一部分连接至一对W膜WIc3的每一个。
接下来，通过以下方式制成图6中所示的临时刚性外壳11’：将第二板S11b放置在如上所述制备的第一板S11a上，将第三板S11c放置在第二板S11b上，将这些板压缩并接合在一起，随后将其放入至烧制炉中并且整个地烧制。烧制过的W膜WIa1-WIa10、WIb1-WIb3和WIc1-WIc4的每一个的厚度为，例如，大约10μm，并且烧制过的电介质膜11b1(CO)的厚度为，例如，大约5μm。
在临时刚性外壳11’中，将烧制过的W膜WIa1、WIa2、WIa3、WIa4、WIa5、WIb1、WIb2、WIb3、WIc1、WIc2、WIc3和WIc4彼此电连接。此外，将烧制过的W膜WIa6、WIa7、WIa8、WIa9、WIa10和WIb4彼此电连接。使用烧制过的W膜WIa1作为用于负极端子30的基底(ground)膜30a，使用烧制过的W膜WIc4作为用于基本上矩形的框架状焊接框架构件11d的基底膜11d1，并且使用烧制过的W膜WIa6作为用于正极端子40的基底膜40a。
如图7中所示，使用诸如电镀等的技术将具有大约4μm的厚度的Ni膜11d2形成在临时刚性外壳11’的基底膜11d1(烧制过的W膜WIc4)的表面上。将由Fe-Ni-Co合金(Kovar)组成的基材(base member)11d4用具有大约5μm的厚度的Ag-Cu蜡状物11d3接合在Ni膜11d2的表面上。接下来，如图8中所示，使用诸如电镀等的技术形成具有大约4μm的厚度的Ni膜11d5，以使其覆盖基底膜11d1、Ni膜11d2、Ag-Cu蜡状物11d3和基材11d4的每一个表面。此外，使用诸如电镀等的技术形成具有大约2μm的厚度的Au膜11d6以使其覆盖Ni膜11d5的表面。因此，形成由基底膜11d1、Ni膜11d2、Ag-Cu蜡状物11d3、基材11d4、Ni膜11d5和Au膜11d6组成的焊接框架构件11d。并且，形成焊接框架构件11d以使其为基本上矩形和框架状的，并且同样形成基底膜11d1。
如从以上说明显见的，在一个实施方案中，将形成在刚性外壳11的顶表面上以便围绕凹部CP的基本上矩形的框架状焊接框架构件11d构造为包括基底膜11d1、Ni膜11d2、Ag-Cu蜡状物11d3、基材11d4、Ni膜11d5和Au膜11d6。形成焊接框架构件11d以使其成形为具有基本上固定的俯视图宽度W11d的矩形和框架形状。面对凹部CP的Au膜11d6的表面形成划分凹部CP的内表面的上部。
此外，如图9中所示，使用诸如电镀等的技术在临时刚性外壳11’的烧制过的W膜WIb4的表面(暴露的表面)上形成具有大约4μm的厚度的Ni膜41a。此外，使用诸如电镀等的技术在Ni膜41a的顶表面上形成具有大约2μm的厚度的Au膜41b。并且，使用如涂布、气相沉积等的技术形成由Al组成并且具有大约30μm的厚度的集电膜41c以使其覆盖Ni膜41a和Au膜41b的表面以及电介质膜11b1(CO)的表面。集电膜41c的尺寸基本上等于蓄电元件20的正极板22的尺寸。
此外，如图10中所示，使用诸如电镀等的技术形成具有大约4μm的厚度的Ni膜30b以使其覆盖临时刚性外壳11’的基底膜30a(烧制过的W膜WIa1)和W膜WIa2的表面，并且使用诸如电镀等的技术形成具有大约2μm的厚度的Au膜30c以使其覆盖Ni膜30b的表面。因此，形成由基底膜30a(烧制过的W膜WIa1)、Ni膜30b和Au膜30c组成的负极端子30。
此外，如图11中所示，使用诸如电镀等的技术形成具有大约4μm的厚度的Ni膜40b以使其覆盖临时刚性外壳11’的基底膜40a(烧制过的W膜WIa6)和W膜WIa7的表面，并且使用诸如电镀等的技术形成具有大约2μm的厚度的Au膜40c以使其覆盖Ni膜40b的表面。因此，形成由基底膜40a (烧制过的W膜WIa6)、Ni膜40b和Au膜40c组成的正极端子40。在一个实施方案中，Ni膜11d5、Ni膜41a、Ni膜30b和Ni膜40b可以通过共同的方法同时形成。此外，Au膜11d6、Au膜41b、Au膜30c和Au膜40c可以通过共同的方法同时形成。
如上所述，刚性外壳11的制造完成。在刚性外壳11中，第一配线31由烧制过的W膜WIa2、WIa3、WIa4、WIa5、WIb1、WIb2、WIb3、WIc1、WIc2、WIc3和焊接框架构件11d组成。第一配线31将蓄电元件20的负极板21经由导电盖12电连接至负极端子30。此外，第二配线41由烧制过的W膜WIa7、WIa8、WIa9、WIa10、WIb4、Ni膜41a、Au膜41b和集电膜41c组成。第二配线41将蓄电元件20的正极板22电连接至正极端子40。
图12示例导电盖的局部放大截面图。如所示的，导电盖12由其中具有大约5μm的厚度的Ni层12b和12c形成在基材12a的顶表面和底表面上的包层材料组成。基材12a由Fe-Ni-Co合金(Kovar)组成并且其厚度为，例如，大约90μm。合金层通过扩散接合形成在基材12a与Ni层12b和12c的每一个之间的界面上。使用Fe-Ni-Co合金作为导电盖12的基材12a使得导电盖12的线性膨胀系数能够等于或接近于由主要由Al2O3组成的陶瓷制成的包装的电介质部分的线性膨胀系数。换言之，如果导电盖12和电介质部分的线性膨胀系数基本上相同，即使在如当将电化学装置安装在电路板等的表面上时的回流焊接的工序中发生导电盖和电介质部分的热膨胀和收缩，导电盖12与电介质部分之间的接合处也较不容易断裂。
此外，如图12中所示，导电盖12具有面对焊接框架构件11d的顶表面的平坦和环状的焊接部分PP，从焊接部分PP的内周线以一定角度向中心延伸的环状的加强部分RP，以及位于加强部分RP的内侧的平坦部分(未通过附图标记指出)。导电盖12的俯视图轮廓基本上等同于刚性外壳11的焊接框架构件11d的外周线的俯视图轮廓。如上所述，导电盖12不是板状的，而是成形为使得位于加强部分RP内侧的平坦部分凸出至高于外周的焊接部分PP。加强部分RP使得焊接部分PP与焊接框架构件11d之间的接合处较不容易断裂。在一个实施方案中，加强部分RP相对于焊接部分PP的底表面倾斜的角度为，例如，5-30度。
如图2中所示，蓄电元件20由具有大约200μm的厚度的矩形形状的负极板21，具有大约250μm的厚度的矩形形状的正极板22，以及具有大约100μm的厚度并且插入负极板21与正极板22之间的矩形形状的分隔板23组成。这些厚度值仅是示例性的，因此可以根据使用适当改变负极板21、正极板22和分隔板23的厚度。
负极板21和正极板22由活性材料如活性碳、PAS(聚并苯(Polyacenic)半导体)等组成，并且分隔板23由离子渗透板如玻璃板、纤维素板、塑料板等组成。负极板21和正极板22的俯视图的轮廓基本上彼此相同。另一方面，分隔板23的俯视图的轮廓大于负极板21和正极板22的俯视图轮廓。
将参考图13-图16对于根据本发明的一个实施方案的用于制造电化学装置的方法给出说明。首先，如图13中所示，将蓄电元件20的负极板21的顶表面用导电粘合剂(未显示)如石墨糊粘合至在导电盖12下面的Ni层12c的底表面的中心(位于加强部分RP内侧的平坦部分的底表面的中心)，并且将粘合至导电盖12的负极板21在减压下在250℃以上干燥10小时。接下来，使负极板21经受并浸入电解液等。
此外，如图13中所示，将蓄电元件20的正极板22插入在刚性外壳11的凹部CP中，将正极板22的底表面用导电粘合剂如石墨糊粘合至集电膜41c的顶表面，并且将粘合至集电膜41c的正极板22在减压下在250℃以上干燥10小时。接下来，使正极板22经受并浸入与如上所述相同的电解液，并且将分隔板23放置在正极板22的顶表面上。在一个实施方案中，用其浸渍负极板21和正极板22的电解液是，例如，其中加入四氟硼酸三乙基甲铵(溶质)的碳酸1，2-亚丙酯(溶剂)。
接下来，如图14中所示，将导电盖12放置在刚性外壳11上以使得焊接部分PP的底表面与焊接框架构件11d的顶表面重叠。在一个实施方案中，将导电盖12放置在刚性外壳11上以使得焊接部分PP的底表面与焊接框架构件11d的顶表面之间的间隙的尺寸为20μm以下。因为间隙的尺寸为20μm以下，因此在用下述激光束LB照射的过程中照射能量从焊接部分PP传送至焊接框架构件11d可以没有损失地进行。焊接部分PP的底表面与焊接框架构件11d的顶表面之间的间隙可以通过以下方式调节：在用下述激光束LB照射的过程中使用合适的夹具将导电盖12压向焊接框架构件11d，在用激光束LB照射之前进行临时对准等。
接下来，如图14和图15中所示，将导电盖12的焊接部分PP的顶表面用具有预定照射直径LBs的激光束LB照射。激光束LB是在以恒定速度沿图15中所示的箭头移动的同时施加的。在一个实施方案中，在用激光束LB照射的过程中将用于抗氧化的保护气体(Ar、He或N2)喷射在被照射的部分上。
激光束LB是，例如，YAG激光束。在一个实施方案中，将导电盖12的焊接部分PP的顶表面用激光束LB照射，其中将由激光振荡器振荡的光束经由适当的光学系统传送到会聚透镜并且用会聚透镜调节照射直径LBs。此外，激光束LB的照射直径LBs小于基本上矩形的框架状焊接框架构件11d的宽度W11d(参见图8)，并且用激光束LB照射的中心(照射直径LBs的中心)基本上等于焊接框架构件11d的宽度的中心(参见图15)。在导电盖12的厚度为100μm，焊接框架构件11d的Au膜11d6的厚度为2μm并且焊接框架构件11d的Ni膜11d5的厚度为4μm的情况下，如果照射能量为10-50kW，所需的激光焊接可以精确地进行。
当将导电盖12的焊接部分PP用激光束LB照射时，如图16中所示，激光束LB的照射能量经由在焊接部分PP上方的Ni层12b、基材12a和在焊接部分PP下方的Ni层12c传送至焊接框架构件11d的Au膜11d6、Ni膜11d5和基材11d4。通过照射能量，将金属熔合并成形为锁眼形状，随着时间过去熔合的金属凝固，并且随后形成焊道50。形成焊道50以使其从焊接部分PP延伸至焊接框架构件11d并且将焊接部分PP与焊接框架构件11d以水密和气密方式接合。因为激光束LB是在以恒定速度沿图15中所示的箭头移动的同时施加的，因此如图1A中所示焊道50成形为在平面视图中具有预定宽度的环。
此外，如从图16明白的是，因为形成焊道50以使得其宽度小于焊接框架构件11d的宽度W11d(参见图8)并且焊道50通过焊接框架构件11d的基本上宽度的中心，因此焊道50不暴露至刚性包装10的内部空间(凹部CP)。
如上所述，可以在将焊接部分PP临时对准焊接框架构件11d的同时通过激光焊接将焊接部分PP焊接至焊接框架构件11d。该临时对准包括诸如部分地进行的激光焊接(在数个位置)、在数个位置进行的点焊、部分地进行的缝焊(在数个位置)、用在激光焊接过程中消失的粘合剂接合等技术。进行临时对准以调节焊接部分PP的底表面与焊接框架构件11d的顶表面之间的间隙，并且在它们之间应当产生接合焊接部分PP和焊接框架构件11d所需的最小的力。因此，在使用激光焊接临时对准的情况下，可以将照射能量设定为低于在形成焊道50中使用的照射能量。此外，在使用点焊或缝焊临时对准的情况下，因为可以将所施加的电压设定为低于通常施加的电压，因此在用于临时对准的点焊或缝焊的过程中产生的熔融物，其凝结物等不进入刚性包装10的内部空间。
如上所述，在根据本发明的一个实施方案的电化学装置中，通过激光焊接将导电盖12的焊接部分PP与刚性外壳11的焊接框架构件11d焊接在一起而形成的焊道50不暴露至刚性包装10的内部空间；因此，防止在激光焊接过程中产生的熔融物，其凝结物等进入至刚性包装10的内部空间中。因此，可以防止归因于由激光焊接熔合的材料或其凝结物的性质劣化。
此外，在本发明的一个实施方案中，因为通过调节激光束LB的照射直径LBs，焊道50的宽度可以小至1.0mm以下，例如，大约100μm，因此，即使焊接框架构件11d的宽度W11d(参见图8)根据电化学装置的小型化而减小(例如，1.0mm以下)，也可以进行激光焊接，同时阻挡熔融物或其凝结物进入刚性包装10的内部空间。
此外，在本发明的一个实施方案中，面对刚性包装10的内部空间的焊接框架构件11d的表面由对电解液具有耐腐蚀性的Au制成，从而防止由Fe-Ni-Co合金组成的焊接框架构件11d的基材11d4归因于基材11d4与电解液的接触的腐蚀。
此外，在本发明的一个实施方案中，导电盖12由其中Ni层12b和12c形成在基材(Fe-Ni-Co合金)12a的顶表面和底表面上的包层材料制成；因此，与其中基材12a下方的Ni层12c通过镀覆形成的情况比较，可以防止由Fe-Ni-Co合金组成的导电盖12的基材12a的腐蚀(归因于基材12a与电解液的接触)导致的针孔的出现。
此外，在本发明的一个实施方案中，因为使用Fe-Ni-Co合金作为导电盖12的基材12a，因此导电盖12的线性膨胀系数可以等于或接近于由主要由Al2O3组成的陶瓷制成的电路板的电介质部分的线性膨胀系数。换言之，如果导电盖12与电介质部分的线性膨胀系数基本上相同，即使在如用于将电化学装置安装在电路板等的表面上的回流焊接的工序过程中发生导电盖12和电介质部分的热膨胀和收缩，导电盖12与电介质部分之间的接合处也较不容易断裂。因此，可以防止裂纹的产生。
本发明的实施方案不限于说明书中明确描述的实施方案，而是说明书中详细说明的实施方案可以以各种其他方式修改。例如，形成焊道50的位置不限于焊接框架构件11d的基本上宽度的中心，而可以是任意位置，除非焊道50暴露至刚性包装10的内部空间。此外，可以使用对电解液具有耐腐蚀性的其他金属膜如Pt、Ag、Pd等代替Au膜11d6。
此外，覆盖导电盖12的Ni层12b可以省略并且导电盖12可以由双层包层材料制成，所述双层包层材料由基材12a和在导电盖12下面的Ni层12c组成，所述基材12a由Fe-Ni-Co合金组成。可以使用其他金属层如Pt、Ag、Au、Pd等代替用于导电盖12的Ni层12b和Ni层12c。
本说明书中说明的构成刚性外壳11的焊接框架构件11d的膜的每一个的厚度和构成导电盖12的层的每一个的厚度仅是示例的，并且这些示例的厚度值不应被解释为限制本发明。只要不脱离本发明的精神，所公开的实施方案可以以除在本说明书中明确描述的方式之外的各种方式适当地修改。
工业实用性
本发明的各个实施方案可以应用于各种电化学装置如电双层电容器、锂离子电容器、氧化还原电容器以及锂离子电池。
附图标记说明
10：刚性包装，11：刚性外壳，CP：刚性外壳的凹部，11d：刚性外壳的焊接框架构件，12：导电盖，PP：导电盖的焊接部分，20：蓄电元件，21：负极板，22：正极板，23：分隔板，30：负极端子，31：第一配线，40：正极端子，41：第二配线，50：焊道。

Claims (4)

1.一种电化学装置，所述电化学装置包括：
刚性包装；
封装在所述刚性包装的内部空间中的蓄电元件和电解液；以及
形成在所述刚性包装的底表面上的负极端子和正极端子，
其中所述刚性包装包括具有提供向上开口的凹部的刚性外壳和以水密和气密方式密封所述凹部的所述向上开口的导电盖，所述刚性外壳包括第一配线和第二配线，所述第一配线用于将所述蓄电元件的负极板经由所述导电盖电连接至所述负极端子，所述第二配线用于将所述蓄电元件的正极板电连接至所述正极端子；
具有预定宽度的焊接框架构件在所述刚性外壳的顶部上整体地形成以围绕所述凹部；并且
通过激光焊接将焊接部分和所述焊接框架构件彼此接合，使得通过激光焊接在所述焊接部分和所述焊接框架构件处形成的焊道不暴露至所述刚性包装的所述内部空间。
2.权利要求1所述的电化学装置，其中形成所述焊道使得其宽度小于所述焊接框架构件的宽度并且所述焊道通过所述焊接框架构件的基本上宽度的中心。
3.权利要求1或2所述的电化学装置，其中所述焊接框架构件的表面由对所述电解液具有耐腐蚀性的材料构成，该表面面对所述刚性包装的所述内部空间。
4.权利要求1至3中的任一项所述的电化学装置，其中所述导电盖由具有与所述刚性外壳的线性膨胀系数基本上相同的线性膨胀系数的包层材料制成。
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