CN103270566A - 蓄电器件 - Google Patents
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Abstract
元件主体(2)具有多个正极层(9)、多个负极层(10)、夹在上述正极层(9)与负极层(10)之间的隔层(11)。封装件(1)具有收容元件主体(2)的框体状的封装件主体部(5)、与该封装件主体部(5)连接的扁平状的封装件周缘部(6)。正极端子(3)及负极端子(4)通过将从封装件周缘部(6)向外部引出的端子主体部(3a、4a)折弯而形成正极折弯部(17)及负极折弯部(18),上述折弯部(17、18)经由接合构件(19、20)与封装件周缘部(6)接合。由此能够实现向封装件(1)的外部引出的正极端子(3)及负极端子(4)的位置、形状的稳定化。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电器件,更详细而言,涉及改良了端子结构的电双层电容器等蓄电器件。
背景技术
随着便携式电话、个人计算机、数码相机等便携用电子设备的普及,日益盛行对作为这些电子设备的无线电源的电双层电容器、锂离子电容器、锂离子二次电池等各种蓄电器件的研究及开发。
这种蓄电器件近年来尤其在进一步提高便携用电子设备的便利性、用作电动机动车、混合动力车等的车载用蓄电池等方面受到瞩目,期待实现能量密度大、高输出化且长寿命的蓄电器件。
并且,在专利文献1中提出有如下述的电双层电容器,该电双层电容器具备:具有通过将膜重合的部分接合而形成的规定宽度的密封部的封装件;前端部从该封装件的密封部导出的至少一对端子,所述端子的存在于密封部内的部分的侧面长度比所述密封部的密封宽度大。
图19是专利文献1所记载的电双层电容器的立体图,图20是图19的a-a向视剖视图。
该电双层电容器具有收容元件主体101的封装件102,从该封装件102向外部引出正极端子103及负极端子104。
即,如图20所示,元件主体101具有正极层105、负极层106、夹在该正极层105与负极层106之间的隔层107。
正极层105在正极集电体层105a的两主面或一方的主面上形成有正极活物质层105b,负极层106在负极集电体层106a的两主面或一方的主面上形成有负极活物质层106b。
另外,各正极集电体105a的一端105c与正极端子103电连接,各负极集电体的一端与负极端子104电连接。
并且,元件主体101、正极端子103及负极端子104各自的一部分与电解液108一起被封入封装件102内。另外,所述正极端子103的前端被向封装件102的外部引出而形成正极引出部103a,负极端子104的前端被向封装件102的外部引出而形成负极引出部104a。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-87363号公报(权利要求1、图1~图5)
发明的概要
发明要解决的课题
然而,在专利文献1中,由于向封装件102的外部引出的正极引出部103a及负极引出部104a没有被固定,因此在制造过程等中因与制造设备或落下物等的接触等而被从外部施加应力,在这种情况下或者由于自重而容易发生变形,难以将上述正极引出部103a及负极引出部104a的形状及位置保持为稳定的状态。即,在上述那样的端子结构中,制造过程中的操作困难,可能会产生不良件而导致成品率的降低,使得生产率差。尤其在要使专利文献1那样的电双层电容器小型化的情况下,需要减薄正极端子103及负极端子104的厚度t,但若减薄该厚度t,则会导致强度的进一步降低,因而正极引出部103a及负极引出部104a的形状及位置可能会变得更加不稳定。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出,其目的在于提供一种能够实现向封装件的外部引出的端子的位置及形状的稳定化的蓄电器件。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明涉及的蓄电器件的特征在于,具备至少一个以上的器件单元,所述器件单元具有:通过将电极层和绝缘层交替地层叠或卷绕而成的元件主体;收容该元件主体的封装件;与所述元件主体电连接,且从所述封装件向外部引出的多个端子,在所述多个端子内的至少一个端子中,从所述封装件向外部引出的引出部分被折弯而形成折弯部,所述折弯部的至少一部分与所述封装件接合。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述封装件具有:内设有所述元件主体的封装件主体部;与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部的厚度薄的周缘部,所述折弯部形成为折回形状,所述折弯部的至少一部分配设在所述周缘部上且配设在比所述封装件主体部的高度低的位置处。
而且,优选在本发明的蓄电器件中,所述折弯部的至少一部分与所述周缘部接合。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述折弯部的至少一部分经由绝缘性材料构成的接合构件而与所述封装件接合。
而且,优选在本发明的蓄电器件中,所述接合构件夹在所述折弯部与所述封装件之间。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述折弯部的外表面的至少一部分由所述接合构件覆盖。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,层叠有多个器件单元,各所述器件单元所具有的端子中的至少一个以配设于在所述器件单元彼此之间形成的间隙内的方式折弯而形成折弯部。
而且,优选在本发明的蓄电器件中,所述封装件具有:内设有所述元件主体的封装件主体部;与该封装件主体部连接,且厚度比该封装件主体部的厚度薄的周缘部,多个所述器件单元以所述封装件主体部彼此接合的形态层叠,各所述器件单元所具有的端子中的至少一个以配设于在所述周缘部间形成的间隙内的方式折弯而形成折弯部。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,多个所述器件单元中的至少两个具有所述折弯部,各所述折弯部的外表面的至少一部分被绝缘性材料构成的保护构件覆盖,且所述该保护构件彼此一体地接合。
而且,优选在本发明的蓄电器件中,所述周缘部的一部分被切去而形成切口部,所述折弯部的前端配设在所述切口部的区域内。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述封装件具有:内设有所述元件主体的封装件主体部;与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部薄的周缘部,所述多个端子从所述封装件的同一端面向外部引出并折弯而并列设置在所述周缘部上。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述周缘部的侧面被折回而形成侧面折回部。
另外,优选在本发明的蓄电器件中,所述折弯部的至少一部分经由接合构件与所述封装件接合,所述接合构件的拉伸弹性模量为0.1~100MPa。
发明效果
根据上述蓄电器件,由于多个端子中至少一个端子通过将从所述封装件向外部引出的引出部分折弯而形成折弯部,且所述折弯部的至少一部分与所述封装件接合,因此即使因与其它物品的接触等而从外部对所述引出部分施加应力,也能够抑制端子的引出部分的形状发生变形或位置变得不稳定的情况,使得上述的形状及位置稳定化。因而,制造过程中的的操作变得容易,能够抑制成品率的降低,实现生产率提高。
另外,即使端子的厚度变薄,端子的引出部分的形状及位置也稳定,因此不会导致电特性或机械强度的降低,能够实现蓄电器件的进一步的小型化。
另外,即使在端子的引出部分上施加有应力,也能够抑制封装件向端子引出部施加的力,因此能够避免在端子引出部产生裂纹等而致使破损的情况。由此,能够抑制封装件的气密性的降低,实现耐振动性的提高。
而且,由于端子的引出部分的形状及位置稳定,因此即使在向基板安装时,安装位置的对位也变得容易,能够抑制安装不良的产生。
另外,由于所述封装件具有:内设有所述元件主体的封装件主体部;与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部的厚度薄的周缘部,所述折弯部形成为折回形状,所述折弯部的至少一部分配设在所述周缘部上且配设在比所述封装件主体部的高度低的位置处,由此能够降低折弯部的高度。另外,通过将所述折弯部的高度配设为比封装件主体部的高度低,由此能够实现蓄电器件的低高度化。从而能够抑制在制造过程中其它物品与折弯部接触的情况,从而抑制折弯部的形状及位置发生变动。
另外,通过将所述折弯部的至少一部分经由绝缘性材料构成的接合构件与所述封装件接合,由此能够使折弯部可靠地与封装件接合。
另外,通过将所述接合构件夹在所述折弯部与所述封装件之间,由此能够确保封装件与端子之间的绝缘性。
另外,在所述折弯部的外表面的至少一部分被所述接合构件覆盖的情况下,也能够使折弯部可靠地与封装件接合。
所述封装件中,多个器件单元层叠起来,各所述器件单元所具有的端子中的至少一个以配设于在所述器件单元彼此之间形成的间隙内的方式折弯而形成折弯部,由此与上述同样,能够避免在制造过程中其它物品与折弯部接触的情况,能够抑制作为引出部分的折弯部的形状及位置发生变动。另外,通过将各器件单元所具有的端子中的至少一个向形成在所述周缘部间的间隙内折弯,由此能够利用周缘部间的间隙来吸收折弯部的厚度,从而实现蓄电器件的低高度化。
另外,通过将所述至少一个端子用绝缘性材料构成的保护构件覆盖,且将各所述器件单元所具有的所述保护构件彼此一体地接合,由此在一器件单元和其它器件单元的端子间形成固定的间隔距离,能够可靠地防止在器件单元间端子彼此发生短路的情况。
而且,在进行基板安装的情况下,能够避免导电性杂质附着在折弯部的外表面上,从而避免在器件单元间端子彼此发生短路。
通过将所述周缘部的一部分切去而形成切口部,且将所述折弯部的前端配设在所述切口部的区域内,由此能够减小安装面积。另外,来自外部的应力不易施加在端子前端,能够有效地抑制端子的前端部分的形状发生变形或位置产生移动的情况。
另外,所述封装件具有:内设有所述元件主体的封装件主体部;与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部的厚度薄的周缘部,所述多个端子从所述封装件的同一端面向外部引出并折弯,而并列设置在所述周缘部上,在上述这样的情况下,通过将蓄电器件的端部向插座插入就能够进行安装,由此不需要使用焊料等膏剂来进行安装,能够实现生产率提高。
另外,通过将所述周缘部的侧面折回来形成侧面折回部,能够提高封装件的强度,从而与该封装件接合的端子的强度也得以提高,能够实现适于使用了插座的安装的蓄电器件。
并且,通过将所述折弯部的至少一部分经由接合构件与所述封装件接合,且使所述接合构件的拉伸弹性模量为0.1~100MPa,由此能够获得电特性及机械强度良好的耐久性优越的蓄电器件。
附图说明
图1是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器的一实施方式(第一实施方式)的立体图。
图2是图1的俯视图。
图3是图1的A-A向视剖视图。
图4是在上述电双层电容器的制造过程中制作出的中间产品的立体图。
图5是图4的B-B向视剖视图。
图6是用于说明从中间产品制作作为最终产品的电双层电容器的制造方法的立体图。
图7是图6的C-C向视剖视图。
图8是表示第一实施方式的变形例的立体图。
图9是图8的E-E向视剖视图。
图10是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器的第二实施方式的立体图。
图11是图10的F-F向视剖视图。
图12是表示第二实施方式的中间产品(其一)的立体图。
图13是表示第二实施方式的中间产品(其二)的立体图。
图14是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器的第三实施方式的立体图。
图15是图14的G-G向视剖视图。
图16是图15的H-H向视主要部分俯视图。
图17是表示第三实施方式中的元件主体的结构构件的俯视图。
图18是表示第三实施方式的基板安装状态的一例的剖视图。
图19是表示专利文献1所记载的现有的电双层电容器的一例的立体图。
图20是图19的a-a向视剖视图。
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的实施方式详细进行说明。
图1是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器的一实施方式(第一实施方式)的立体图,图2是图1的俯视图,图3是图1的A-A向视剖视图。
器件单元21具有元件主体2、收容该元件主体2的封装件1、与该元件主体2电连接且从封装件1向外部引出的正极端子3及负极端子4。通过该器件单元21来构成电双层电容器。
封装件1通过利用聚丙烯等对上封装件1a和下封装件1b热熔敷而一体地形成,且以能够将正极端子3及负极端子4从封装件1向外部引出的方式密封状地分别形成有正极端子引出部1c及负极端子引出部1d。并且,封装件1的外表面被尼龙构成的薄层覆盖,封装件1的内表面被聚丙烯构成的薄层覆盖,封装件1与元件主体2电绝缘。
具体而言,封装件1具有框体状的封装件主体部5、与该封装件主体部5连接且厚度比所述封装件主体部5薄的扁平状的封装件周缘部6,所述正极端子引出部1c及负极端子引出部1d设置在封装件周缘部6的两端部的规定部位。而且,封装件1中,通过将封装件周缘部6的彼此相邻的一对角部倾斜状地切断而形成切口部7、8。
另外,如图3所示,所述元件主体2具有多个正极层(电极层)9、多个负极层(电极层)10、夹在上述正极层9与负极层10之间的隔层(绝缘层)11。
正极层9在正极集电体层9a的两主面或一方的主面上形成有正极活物质层9b。另外,负极层10在负极集电体层10a的两主面或一方的主面上形成有负极活物质层10b。
另外,正极集电体9a的一端9c与正极端子3电连接,负极集电体10a的一端10c与负极端子4电连接。
并且,元件主体2、正极端子3及负极端子4各自的一部分与电解液12一起被封入而收容在封装件主体部5内,所述正极端子3的前端从正极端子引出部1c向外部引出,且所述负极端子4的前端从负极端子引出部1d向外部引出。
具体而言,正极端子3具有:从正极端子引出部1c延伸出的端子主体部(引出部分)3a;以前端配设在切口部7的区域内的方式与端子主体部3a之间形成为俯视L字状的连接端子部3b。
另外,负极端子4也与正极端子3大致同样,具有:从负极端子引出部1d延伸出的端子主体部(引出部分)4a;以前端配设在切口部8的区域内的方式与端子主体部4a之间形成为俯视L字状的连接端子部4b。
并且,正极端子3通过将端子主体部3a以折回状折弯而形成正极折弯部17,并经由接合构件19与周缘部6接合。
另外,负极端子4通过将端子主体部4a以折回状折弯而形成负极折弯部18,并经由接合构件20与周缘部6接合。
即,正极折弯部17及负极折弯部18以它们的高度H′比封装件主体部5的高度H低的方式与所述封装件周缘部6接合。
接着,参照图4~图6,对上述电双层电容器的制造方法详细进行叙述。
图4是上述电双层电容器的中间产品的立体图,图5是图4的B-B向视剖视图。
首先,制作在正极集电体9a的两主面或一方的主面上形成有正极活物质层9b的正极层9、在负极集电体10a的两主面或一方的主面上形成有负极活物质层10b的负极层10。
然后,将正极层9和负极层10隔着间隔件11顺次层叠,来制作元件主体2。
接着,将正极集电体9a的一端9c通过焊接等与正极端子3的端子主体部3a接合,将负极集电体10a的一端10c通过焊接等与负极端子4的端子主体部4a接合。
接着,将元件主体2及端子主体部3a、4a的一部分与电解液12一起收容在规定形状的封装件1,使上封装件1a与下封装件1b抵接,并使用聚丙烯来进行热熔敷,从而将元件主体2封入到封装件主体部5内。
之后,将封装件1的相邻的两部位的角部倾斜状地切断,形成切口部7、8。
接着,在端子主体部3a、4a的前端以与该端子主体部3a、4a在切口部7、8侧形成俯视L字状的方式通过超声波熔敷来接合矩形形状的连接端子部3b、4b。
然后,在连接端子部3b、4b的表面上配设接合构件19、20,获得最终产品的前阶段的产品即中间产品22。
图6是表示从中间产品制作作为最终产品的电双层电容器的制造方法的立体图,图7是图6的C-C向视剖视图。
即,如箭头D所示,将正极端子3及负极端子4向配设有接合构件19、20的一侧呈折回状折弯,由此形成正极折弯部17及负极折弯部18。并且,以上述正极折弯部17及负极折弯部18的高度H′比封装件主体部5的高度H低的方式使上述正极折弯部17及负极折弯部18与封装件周缘部6抵接。
接着,例如在接合构件19、20为湿固化型材料的情况下,将该接合构件19、20在室温下保持规定时间(例如10小时)而使其吸湿。这样,接合构件19、20发生固化,将正极端子3、负极端子4的连接端子部3b、4b与封装件周缘部6接合,由此制作出由器件单元21构成的电双层电容器。
这样,在该第一实施方式中,正极端子3及负极端子4通过将向封装件1的外部引出的端子主体部3a、4a折弯而形成折弯部17、18,且该折弯部17、18与封装件周缘部6接合,因此即使从外部对正极端子3或负极端子4施加应力,也能抑制上述正极端子3或负极端子4的形状发生变形或位置产生移动的情况,使得正极端子3及负极端子4的形状及位置稳定化。另外,还能抑制正极端子3自身及负极端子4自身的自重所引起的变形。因而,制造过程中的操作变得容易,能够抑制成品率的降低,从而实现生产率提高。
另外,由于正极端子3及负极端子4的形状及位置稳定,因此在向基板安装时,容易进行安装位置的对位,从而抑制安装不良的产生。
另外,即使正极端子3或负极端子4的厚度变薄,但由于正极端子3及负极端子4的形状及位置稳定,因此能够实现蓄电器件的进一步的小型化。
另外,即使在正极端子3或负极端子4上施加有应力,也能抑制向正极端子引出部1c及负极端子引出部1d施加的力,因此能够避免在上述正极端子引出部1c及负极端子引出部1d上产生裂纹等而导致破损。由此,能够抑制封装件1的气密性降低的情况,从而实现耐振动性的提高。
另外,正极折弯部17及负极折弯部18形成为折回形状,上述正极折弯部17及负极折弯部18在封装件周缘部6上以正极折弯部17及负极折弯部18的高度H′比封装件主体部5的高度H低的方式与所述封装件周缘部6接合,因此能够实现蓄电器件的低高度化。由此,能够抑制在制造过程中其它物品与折弯部接触的情况,从而能够抑制正极端子3及负极端子4的形状及位置发生变动。
进而,封装件周缘部6的一部分被切去而形成切口部7、8,且连接端子部3b、4b的前端配设在切口部7、8的区域内,因此能够减小安装面积。另外,使得来自外部的应力不易施加在连接端子部3b、4b上,从而有效地抑制前端部分的位置及形状发生变动的情况。
而且,正极折弯部17及负极折弯部18经由绝缘性材料构成的接合构件与封装件1接合,因此能够使正极折弯部17及负极折弯部18可靠地与封装件接合。
另外,由于接合构件夹在正极折弯部17及负极折弯部18与封装件1之间,因此能够确保封装件1与正极端子3及负极端子4之间的绝缘性。
接合构件19、20的拉伸弹性模量并没有特别限定,只要在0.1~100MPa的范围内,就能够确保良好的电特性,机械强度也会变得更好,从而实现耐久性提高。
需要说明的是,就形成正极集电体9a、负极集电体10a、及正极活物质层9b、负极活物质层10b的材料来说,只要能够发挥作为电双层电容器的效果,就没有特别限定,通常情况下,正极集电体9a、负极集电体10a使用铝,正极活物质层9b、负极活物质层10b使用活性炭。
另外,就间隔件11所使用的材料种类来说,没有特别限定,例如可以使用多孔性的聚乙烯。
另外,就电解液12来说,只要能够发挥所需要的作用效果,则没有特别限定,但通常优选使用含有作为溶剂的碳酸丙二醇酯和作为电解质的四氟硼酸四乙基铵的电解质。
另外,就封装件1的材料来说,并没有特别限定,通常优选使用铝。另外,就正极端子3及负极端子4来说,并没有特别限定,例如可以端子主体部3a、4a使用铝,连接端子部3b、4b使用铜。另外,在本实施方式中,将端子主体部3a、4a和端子连接部3b、4b用不同的部件来形成,但也可以将端子主体部3a、4a和连接端子部3b、4b用相同的材料(例如铝)一体地形成。
另外,作为接合构件19、20,可以从公知的接合材料中适当选择来使用,优选使用绝缘性的固化型树脂,由此,能够进一步可靠地确保连接端子部3b、4b和封装件1的绝缘性。另外,作为固化型树脂,也可以使用紫外线固化型树脂或热固化型树脂,但由于湿固化型树脂或紫外线固化型树脂无需加热就能够使树脂固化,因此不会因热而引起电解液12的变质或劣化,从而更为优选。
另外,与基于粘接带等进行的接合相比,基于固化型树脂进行的接合能够在树脂固化前,使树脂沿着作为接合对象的正极端子3、负极端子4及封装件1的表面凹凸柔软地变形而进行接合,因此能够可靠地进行接合。另外,在固化后,固化型树脂的露出的表面的粘接性与固化前相比有所降低,因此杂质不易附着在接合构件表面上,从而更为优选。
图8是表示上述第一实施方式的变形例的立体图,图9是图8的E-E向视剖视图。
在上述第一实施方式中,在连接端子部3b、4b与封装件周缘部6之间夹设接合构件19、20,但在本变形例中,以用接合构件23、24覆盖正极端子3及负极端子4的外表面的一部分的方式将该接合构件23、24与封装件周缘部6接合。即,从封装件周缘部6的底面至连接端子部3b、4b及端子主体部3a、4a的表面来配设接合构件23、24,由此将正极端子3及负极端子4与封装件1接合。
这样,以用接合构件23、24覆盖正极端子3及负极端子4的外表面的一部分的方式将该接合构件23、24与封装件周缘部6接合,由此也能够获得与上述第一实施方式大致同样的作用效果。
需要说明的是,该变形例也可以通过以下的方法容易地制造。
即,按照与第一实施方式同样的方法/顺序制作出端子主体部3a、4a从封装件周缘部6引出的中间产品后,进行折弯加工来形成折弯部25、26,使正极端子3及负极端子4的内表面的一部分与封装件周缘部6的表面抵接,之后从端子主体部3a、4a至端子连接部3b、4b及封装件周缘部6配设接合构件23、24,由此能够制作出变形例的电双层电容器。
接着,对本发明的第二实施方式详细进行叙述。
图10是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器的第二实施方式的立体图,图11是图10的F-F向视剖视图。
在该第二实施方式中,具有收容元件主体31、32的封装件33、34的两个器件单元(第一及第二器件单元)35、36被层叠起来。
即,第一及第二器件单元35、36与第一实施方式同样,具备上封装件和下封装件一体接合的封装件33、34,而且,各封装件33、34包括:分别内置有元件主体31、32的框体状的封装件主体部37、38;与该封装件主体部37、38连接,且厚度比所述封装件主体部37、38薄的扁平状的封装件周缘部39、40。
而且,封装件周缘部39、40各自的四个角部被倾斜状切断,而形成切口部39a~39d、40a~40d。
第一及第二器件单元35、36以正极端子41及负极端子42位于相同的端面侧的方式且以封装件主体部37、38彼此经由丙烯酸系粘接带等粘接剂55层叠的形态来接合。
正极端子41与第一实施方式同样,与元件主体31电连接且前端从封装件周缘部39的正极端子引出部向外部引出。即,正极端子41具有:从正极端子引出部延伸的端子主体部41a;以前端配设在切口部39a、40a的区域内的方式与端子主体部41a之间形成为俯视L字状的连接端子部41b。
同样,负极端子42也与元件主体32电连接且前端从封装件周缘部40的负极端子引出部向外部引出。即,负极端子42也具有:从负极端子引出部延伸的端子主体部42a;以前端配设在切口部39c、40c的区域内的方式与端子主体部42a之间形成为俯视L字状的连接端子部42b。
并且,将正极端子41及负极端子42以在封装件周缘部39与封装件周缘部40之间形成的间隙中彼此呈对置状的方式折弯,而形成正极折弯部43及负极折弯部44,上述正极折弯部43及负极折弯部44经由接合构件45、46与封装件周缘部39、40接合。即,正极端子41及负极端子42、正极折弯部43及负极折弯部44彼此呈对置状,且连接端子部41b的前端和连接端子部42b的前端配设在彼此背离的方向上。
接着,将正极折弯部43及负极折弯部44的外表面用湿固化型硅酮树脂等绝缘性材料所构成的保护构件47a、47b覆盖。保护构件47a、47b被固化处理而一体地接合,从而形成绝缘保护部47。并且,保护构件47a、47b的一部分还分别与封装件周缘部39、40接合,具有作为接合构件的功能。
另外,将与元件主体32电连接的第三端子48从第二器件单元36的与负极端子42相反侧的端面向封装件周缘部40的外部引出。
该第三端子48也与正极端子41或负极端子42同样,具有:从第三端子引出部延伸的端子主体部48a;以前端配设在切口部39b、40b的区域内的方式与端子主体部48a之间形成为俯视L字状的连接端子部48b。
并且,在该第三端子48的表面配设有接合构件49,将该第三端子48向与负极端子42相反的一侧折弯而形成第三折弯部50,第三折弯部50与封装件周缘部40接合。
而且,将与元件主体31电连接的第四端子51从第一器件单元35的与正极端子41相反侧的端面向封装件周缘部39的外部引出。并且,将第四端子51的前端呈U字状折弯而与第三端子48的外表面接合,通过该第三及第四端子48、51来形成电压调整端子。
接着,参照图12及图13,对该第二实施方式涉及的电双层电容器的制造方法详细进行叙述。
图12是第一器件单元35的制造过程中的中间产品的立体图。
即,按照与第一实施方式同样的顺序来制作元件主体31,将该元件主体31收容在封装件主体部37中,并将与元件主体31连接的正极端子41的端子主体部41a及第四端子51从封装件周缘部39向外部引出。
接着,将封装件周缘部39的四个角部倾斜状地切断,而形成切口部39a~39d。
接着,以与端子主体部41a形成为俯视L字状且前端成为切口部39a的方向的方式,将矩形形状的连接端子部41b通过超声波熔敷等与所述端子主体部41a的前端接合,而且,在连接端子部41b的表面配设接合构件45,从而制作出第一器件单元35的中间产品52。
接着,制作第二器件单元36的中间产品。
图13是第二器件单元36的制造过程中的中间产品的立体图。
即,按照与第一实施方式同样的顺序来制作元件主体32,将该元件主体32收容在封装件主体部38中,并将与元件主体32连接的负极端子42的端子主体部42a及第三端子48从封装件周缘部40向外部引出。
接着,将封装件周缘部40的四个角部倾斜状地切断,而形成切口部40a~40d。
接着,以与负极端子42的端子主体部42a形成为俯视L字状且前端成为切口部40c的方向的方式,将矩形形状的连接端子部42b通过超声波熔敷等与所述端子主体部42a的前端接合,进而,在连接端子部42b的背面配设接合构件46。
另外,以与第三端子48的端子主体部48a形成为俯视L字状且前端成为切口部40b的方向的方式,将矩形形状的连接端子部48b通过超声波熔敷等与所述端子主体部48a的前端接合,由此制作出第二器件单元36的中间产品53。
接着,将端子主体部41a、42a向配设有接合构件45、46的一侧折弯而形成正极折弯部43及负极折弯部44,将各折弯部43、44经由接合构件45、46与封装件周缘部39、40抵接。并且,例如在接合构件45、46使用了湿固化型材料的情况下,将接合构件45、46在室温下保持10小时而使其吸湿,由此使各接合构件45、46固化。由此,各折弯部43、44与封装件周缘部39、40的表面接合,从而制作出第一及第二器件单元35、36。
接着,将第三端子48和第四端子51通过超声波熔敷电接合,而形成电压调整端子。之后,在连接端子部48b的表面配设接合构件49,并将电压调整端子向配设接合构件49的一侧折弯而与封装件周缘部40的表面抵接。然后,在室温下保持10小时来使接合构件49固化。此时,优选第四端子51的外表面的高度配设地比封装件主体部38的高度低。由此,能够抑制在制造过程中其它物品与电压调整端子接触的情况,从而抑制电压调整端子的形状及位置发生变动。
接着,使用由丙烯酸系的粘接带构成的粘接剂55,将第一及第二器件单元35、36的封装件主体部37、38彼此接合,由此在第一器件单元35上层叠第二器件单元36。
接着,将正极折弯部43及负极折弯部44的各外表面用绝缘性材料构成的保护构件47a、47b覆盖。保护构件47a、47b分别也与封装件周缘部39、40接合,由此还具有作为接合构件的功能。
在保护构件47a、47b使用了例如湿固化型材料的情况下,将保护构件47a、47b在室温下保持10小时,使其吸湿而固化,从而将两保护构件47a、47b一体地接合,由此形成绝缘保护部47,制作出第二实施方式涉及的电双层电容器。
在该第二实施方式中,也能够获得与上述第一实施方式同样的效果。
在该第二实施方式中,第一及第二器件单元35、36以封装件主体部37、38彼此接合的形态层叠,且第一器件单元35所具有的正极端子41及第二器件单元36所具有的负极端子42以配设到在封装件周缘部39与封装件周缘部40之间形成的间隙内的方式折弯,因此与上述第一实施方式同样,能够抑制在制造过程中其它物品与端子接触的情况,从而抑制端子的形状及位置发生变动。
另外,由于正极折弯部43及负极折弯部44配设到在封装件周缘部39与封装件周缘部40之间形成的间隙内,因此与第一实施方式同样,能够实现电双层电容器的低高度化。
另外,器件单元35所具有的正极端子41及器件单元36所具有的负极端子42由绝缘性材料所构成的保护构件47a、47b覆盖,且上述保护构件47a、47b彼此一体地接合,因此在正极端子41与负极端子42之间形成有固定的分离距离,能够可靠地防止在第一及第二器件单元35、36之间端子彼此发生短路的情况。
而且,在进行基板安装的情况下,能够抑制焊料球等导电性杂质附着在端子的表面的情况,从而能够避免在端子彼此以及端子与封装件之间发生短路。
接着,对本发明的第三实施方式详细进行叙述。
图14是表示本发明涉及的作为蓄电器件的电双层电容器(器件单元80)的第三实施方式的立体图,图15是图14的G-G向视剖视图,图16是图15的H-H向视主要部分俯视图。
在该第三实施方式中,与第一实施方式大致同样,具备上封装件61a和下封装件61b一体接合的封装件61,而且,该封装件61包括:内置有元件主体62的框体状的封装件主体部63;与该封装件主体部63连接,且厚度比所述封装件主体部63薄的扁平状的封装件周缘部64。
然后,将封装件周缘部64的两侧面折回而形成侧面折回部65a、65b。
然后,将正极端子66及负极端子67的引出部66a、67a从封装件周缘部64的一方的端部引出并折弯,而形成折弯部68、69,折弯部68、69的前端经由接合构件70、71与封装件周缘部64接合。即,正极端子66及负极端子67在封装件周缘部64上并列设置。
然后,在正极端子66及负极端子67的表面上形成由CU等构成的正极外部端子72及负极外部端子73。
如图15所示,元件主体62与第一实施方式大致同样,通过将具有正极集电体层74a和正极活物质层74b的多个正极层74、具有负极集电体层75a和负极活物质层75b的多个负极层75隔着隔层76层叠而成。
具体而言,如图16所示,正极层74和负极层75以正极集电体层74a及负极集电体层75a均能够在同一端面侧分别与正极端子66及负极端子67连接的方式隔着间隔件76进行层叠。
即,如图17(a)所示,正极层74中,正极活物质层74b形成为矩形形状,正极集电体层74a覆盖正极活物质层74b的整面,且以一端从正极活物质层74b突出设置的形态配设在正极活物质层74b的表面上。
另外,如图17(b)所示,负极层75中,负极活物质层75b形成为矩形形状,以与正极活物质层74b成为对称形状的形态配设在所述负极集电体层75a的表面上。
而且,如图17(c)所示,间隔件76形成为具有比正极活物质层74b或负极活物质层75b稍大的规定面积。
并且,将正极层74、间隔件76、负极层75按照规定的顺序层叠多层。即,按照一方的电极层(正极层74或负极层75)、隔层76、与所述一方的电极层形成异性极的另一方的电极层(负极层75或正极层74)、隔层76的顺序,将上述各多个正极层74、间隔件76、负极层75依次层叠,由此形成元件主体62。
另外,正极集电体层74a的一端74c与正极端子66电连接,负极集电体层75a的一端75c与负极端子67电连接。
然后,将元件主体62、正极端子66及负极端子67各自的一部分与电解液77一起封入到封装件主体部63内,且将所述正极端子66及负极端子67的各前端从封装件周缘部64向外部引出并折弯。
这样,在该第三实施方式中,将封装件周缘部64的侧面折回而形成侧面折回部65a、65b,因此除了上述第一实施方式所记载的效果之外,还能够提高封装件61的强度,从而与该封装件61接合的正极端子66及负极端子67的强度也得以提高,能够实现适于使用了插座的安装的蓄电器件。
而且,在该第三实施方式中,正极端子66及负极端子67收纳在封装件61的区域内,因此能够实现蓄电器件的小型化。
另外,由于正极端子66及负极端子67向封装件周缘部64的同一表面侧折弯,且在封装件周缘部64上并列设置,因此能够将蓄电器件的端部向插座插入来进行安装,由此不需要使用焊料等膏剂来进行安装,能够实现生产率提高。
图18是表示第三实施方式涉及的电双层电容器的基板安装状态的剖视图。
即,在基板78上设有插座79,能够将在表面形成有外部连接端子72、73的正极端子66及负极端子67插脱自如地安装到插座79上。
这样,在该第三实施方式中,通过将蓄电器件的端部向插座插入而能够进行安装,由此不需要使用焊料等膏剂来进行安装,能够实现生产率提高。
需要说明的是,本第三实施方式涉及的电双层电容器也能够通过与第一实施方式大致同样的方法容易地制造出来。
本发明并不限定于上述实施方式。在上述实施方式中,元件主体形成为将电极层(正极层或负极层)和隔层层叠多层的层叠结构,但也可以形成为卷绕结构,另外,在正极层、隔层、负极层各层叠一层而成的单一单元结构的情况下,也同样适用。
另外,在上述实施方式中,以电双层电容器为例进行了说明,但也可以广泛适用于锂离子二次电池或锂离子电容器等其它的蓄电器件。
另外,本发明中使用的材料只要从公知的材料中适当选择即可,关于蓄电器件的形状或具体的结构等,可以在发明的范围内实施各种应用、变形。
下面,对本发明的实施例进行说明。
实施例1
制作第一实施方式所记载的电双层电容器,研究接合构件的拉伸弹性模量对电特性及耐剥离性造成的影响。
〔试料的制作〕
(试料编号1)
首先,准备正极集电体层及负极集电体层由铝形成且正极活物质层及负极活物质层由活性炭形成的元件主体,而且,准备由铝形成正极端子及负极端子的各端子主体部的部件。然后,将由正极集电体层及正极活物质层构成的正极层及由负极集电体层及负极活物质层构成的负极层隔着由多孔性聚乙烯构成的间隔件按照规定顺序层叠,之后,将各端子主体部与正极集电体层及负极集电体层的各端部通过超声波熔敷来接合。
接着,将元件主体及各端子主体部与由作为溶剂的碳酸丙二醇酯和作为电解质的四氟硼酸四乙基铵构成的电解液一起封入到铝制的封装件内。
需要说明的是,使用了内侧表面被聚丙烯构成的层覆盖且外侧表面被尼龙构成的层覆盖的封装件。另外,使用聚丙烯并通过热熔敷对封装件的外周进行了密封。
由此,制作出正极端子的前端和负极端子的前端被向封装件的外部引出的器件单元。
接着,将封装件的对置的两部位的角部倾斜状地切断,而形成切口部。
接着,在正极端子的端子主体部的前端表面上通过超声波熔敷来接合由铜构成的矩形形状的连接端子部的一端,而且,在负极端子的端子主体部的前端表面上通过超声波熔敷来接合由铜构成的矩形形状的连接端子部。需要说明的是,连接端子部的前端配设在切口部的区域内。
接着,使用固化后的拉伸弹性模量为0.1MPa的绝缘性湿固化型硅酮树脂来作为接合构件,并配设在各连接端子部的表面上。需要说明的是,接合构件的尺寸为长度2.0mm、宽度1.5mm、厚度0.2mm。
接着,将正极端子及负极端子向配设有接合构件的一侧折弯,形成正极折弯部及负极折弯部。然后,使所述接合构件与封装件的表面抵接,在室温下保持十小时而使接合构件固化,由此制作出折弯部与封装件的表面接合的试料编号1的试料。
(试料编号2)
除了使用拉伸弹性模量与试料编号1不同的湿固化型硅酮树脂来作为接合构件以外,按照与试料编号1同样的方法/顺序制作出试料编号2的试料。
(试料编号3)
除了使用拉伸弹性模量与试料编号1及2不同的湿固化型硅酮树脂来作为接合构件以外,按照与试料编号1同样的方法/顺序制作出试料编号3的试料。
(试料编号4)
除了使用绝缘性的紫外线固化型环氧树脂来作为接合构件,并照射五分钟波长365nm的光使接合构件固化以外,按照与试料编号1同样的方法/顺序制作出试料编号4的试料。
(试料编号5)
除了使用绝缘性的热固化型酚醛树脂来作为接合构件,在80℃下保持1小时使接合构件固化以外,按照与试料编号1同样的方法/顺序制作出试料编号5的试料。
〔试料的评价〕
将试料编号1~5所使用的各接合构件的拉伸弹性模量按照JISK7161来进行测定。
接着,对试料编号1~5的各试料在以下的热循环中进行500循环的热冲击试验。
即,将在-30℃下保持30分钟后,以20℃/min升温至85℃,在85℃下保持30分钟,之后以20℃/min降温至-30℃这样的过程作为一循环,将该一循环作为热循环来进行500循环的热冲击试验。
并且,对试料编号1~5的各试料每50循环确认一下电特性及耐剥离性。
表1示出了试料编号1~5的接合构件、拉伸弹性模量、电特性、耐剥离性及判定结果。
[表1]
*在本发明(权利要求13)的范围外
这里,就电特性而言,测定试验前后的容量和等效串联电阻(ESR),将容量变化率和ESR变化率均为20%以下的试料判定为良(○),将容量变化率及ESR变化率中的任一方超过20%的试料判定为不行(×)。另外,就耐剥离性而言,在光学显微镜下目视进行确认,将没有看到剥离的试料判定为良(○),将看到了剥离的试料判定为不行(×)。
另外,就判定结果而言,考虑实际使用环境下的耐用年数,将在250循环下是否为良来作为良否的判断基准。即,将经过500循环后电特性及耐剥离性均仍良好的情况判定为优(◎),将在250循环下电特性及耐剥离性均良好,但在这以上的循环下电特性及耐剥离性中的任一方不良的情况判断为良(○)。
在试料编号1~5的所有试料中,在250循环下获得了良好的结果。
然而,就试料编号3而言,在400循环的时刻,虽然电特性良好,。但确认到接合构件从封装件的表面的剥离。
另外,就试料编号4而言,在350循环的时刻,虽然电特性良好,但确认到接合构件从封装件的表面的剥离。
另外,就试料编号5而言,在300循环的时刻,虽然电特性良好,但确认到接合构件从封装件的表面的剥离。
相对于此,就试料编号1、2而言,在500循环的时刻,未确认到接合构件的剥离,且电特性良好。
由此确认到,通过将接合构件的拉伸弹性模量设定在0.1~100MPa的范围内,即使施加500循环的热冲击,也能够缓和并吸收因试料的各结构构件的膨胀、收缩而向接合构件施加的应力。
另外,根据该实施例1,认为即使在其它物品与折弯部接触而产生了外部应力的情况下,也能够缓和并吸收向接合构件施加的应力。
实施例2
制作第三实施方式所记载的电双层电容器,进行扫描振动试验来评价耐振动性。
〔试料的制作〕
首先,与实施例1同样,准备正极集电体层及负极集电体层由铝形成且正极活物质层及负极活物质层由活性炭形成的元件主体,而且,准备由铝形成正极端子及负极端子的各端子主体部的部件。然后,将由正极集电体层及正极活物质层构成的正极层及由负极集电体层及负极活物质层构成的负极层隔着由多孔性聚乙烯构成的间隔件按规定顺序层叠,之后,将各端子主体部和正极集电体层及负极集电体层的各端部通过超声波熔敷进行接合。
接着,将元件主体、各端子主体部与由作为溶剂的碳酸丙二醇酯和作为电解质的四氟硼酸四乙基铵构成的电解液一起封入到铝制的封装件内。需要说明的是,使用了内侧表面被聚丙烯构成的层覆盖且外侧表面被尼龙构成的层覆盖的封装件。另外,使用聚丙烯并通过热熔敷对封装件的外周进行了密封。
然后,通过超声波热熔敷在正极端子及负极端子的各表面规定部位接合Cu构成的外部连接端子后,在正极端子及负极端子的表面配设接合构件。这里,作为接合构件,使用固化后的拉伸弹性模量为0.1MPa的绝缘性湿固化型硅酮树脂,接合构件的尺寸为长度1.5mm、宽度1.2mm、厚度0.2mm。
接着,将正极端子及负极端子向配设有接合构件的一侧折弯而形成折弯部。并且,使折弯部与封装件周缘部抵接并在室温下保持十小时,使接合构件固化,由此制作出试料编号6的试料。
〔试料的评价〕
在基板上设置插座,在该插座中插入试料编号6的试料并将封装件主体部通过双面胶带粘接到基板上,在这样的状态下使用振动试验装置(IMV公司制PVS-4SP-VDS-M),按照以下的振动循环来进行扫描振动试验。
即,在0.7mm的振幅下使振动频率从10Hz上升,在加速度达到49m/s2后,在加速度固定(=49m/s2)的状态下使振动频率上升至150Hz,在振动频率达到150Hz后,在加速度固定(=49m/s2)的状态下降低振动频率直至振幅成为0.7mm为止,之后在振幅固定(=0.7mm)的状态下使振动频率降低至10Hz。并且,将该振动循环作为一循环,相对于x、y、z这三个方向各进行24循环。
对十个试料进行该扫描振动试验,通过与实施例1同样的方法来评价电特性及耐剥离性,这十个试料均获得良好的结果。
工业实用性
实现了即使从外部对端子部分施加应力,端子也不会发生变形且位置和形状稳定的电双层电容器等蓄电器件。
符号说明
1、33、61 封装件
2、32、62 元件主体
3、41、66 正极端子
3a、4a、41a、42a 端子主体部(引出部分)
4、42、67 负极端子
5、37、38 封装件主体部
6、39、40 封装件周缘部(周缘部)
7、8、39a~39d、40a~40d 切口部
17、43 正极折弯部
18、44 负极折弯部
19、20、23、24、45、46、49、70、71 接合构件
21、35、36、80 器件单元
47 绝缘保护部
66a 正极引出部
67a 负极引出部
Claims (13)
1.一种蓄电器件,其特征在于,
具备至少一个以上的器件单元,所述器件单元具有:
通过将电极层和绝缘层交替地层叠或卷绕而成的元件主体;
收容该元件主体的封装件;
与所述元件主体电连接,且从所述封装件向外部引出的多个端子,
在所述多个端子内的至少一个端子中,从所述封装件向外部引出的引出部分被折弯而形成折弯部,
所述折弯部的至少一部分与所述封装件接合。
2.根据权利要求1所述的蓄电器件,其特征在于,
所述封装件具有:
内设有所述元件主体的封装件主体部;
与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部的厚度薄的周缘部,
所述折弯部形成为折回形状,所述折弯部的至少一部分配设在所述周缘部上且配设在比所述封装件主体部的高度低的位置处。
3.根据权利要求2所述的蓄电器件,其特征在于,
所述折弯部的至少一部分与所述周缘部接合。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的蓄电器件,其特征在于,
所述折弯部的至少一部分经由绝缘性材料构成的接合构件而与所述封装件接合。
5.根据权利要求4所述的蓄电器件,其特征在于,
所述接合构件夹在所述折弯部与所述封装件之间。
6.根据权利要求4或5所述的蓄电器件,其特征在于,
所述折弯部的外表面的至少一部分被所述接合构件覆盖。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的蓄电器件,其特征在于,
层叠有多个器件单元,
各所述器件单元所具有的端子中的至少一个以配设于在所述器件单元彼此之间形成的间隙内的方式折弯而形成折弯部。
8.根据权利要求7所述的蓄电器件,其特征在于,
所述封装件具有:
内设有所述元件主体的封装件主体部;
与该封装件主体部连接,且厚度比该封装件主体部的厚度薄的周缘部,
多个所述器件单元以所述封装件主体部彼此接合的形态层叠,
各所述器件单元所具有的端子中的至少一个以配设于在所述周缘部间形成的间隙内的方式折弯而形成折弯部。
9.根据权利要求7或8所述的蓄电器件,其特征在于,
多个所述器件单元中的至少两个具有所述折弯部,
各所述折弯部的外表面的至少一部分被绝缘性材料构成的保护构件覆盖,
且所述该保护构件彼此一体地接合。
10.根据权利要求2~9中任一项所述的蓄电器件,其特征在于,
所述周缘部的一部分被切去而形成切口部,
所述折弯部的前端配设在所述切口部的区域内。
11.根据权利要求1~5中任一项所述的蓄电器件,其特征在于,
所述封装件具有:
内设有所述元件主体的封装件主体部;
与该封装件主体部连接,且厚度比所述封装件主体部薄的周缘部,
所述多个端子从所述封装件的同一端面向外部引出并折弯而并列设置在所述周缘部上。
12.根据权利要求11所述的蓄电器件,其特征在于,
所述周缘部的侧面被折回而形成侧面折回部。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的蓄电器件,其特征在于,
所述折弯部的至少一部分经由接合构件与所述封装件接合,所述接合构件的拉伸弹性模量为0.1~100MPa。
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