CN105164773A - 蓄电设备及其制造方法以及制造装置 - Google Patents

蓄电设备及其制造方法以及制造装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105164773A
CN105164773A CN201380076187.7A CN201380076187A CN105164773A CN 105164773 A CN105164773 A CN 105164773A CN 201380076187 A CN201380076187 A CN 201380076187A CN 105164773 A CN105164773 A CN 105164773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shoestring
film
elementary cell
film capacitor
capacitor element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380076187.7A
Other languages
English (en)
Inventor
小岛洋一郎
末次健介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kojima Stamping Kogyo K K
Kojima Industries Corp
Original Assignee
Kojima Stamping Kogyo K K
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kojima Stamping Kogyo K K filed Critical Kojima Stamping Kogyo K K
Publication of CN105164773A publication Critical patent/CN105164773A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • H01G4/306Stacked capacitors made by thin film techniques
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G13/00Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
    • H01G13/003Apparatus or processes for encapsulating capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G13/00Apparatus specially adapted for manufacturing capacitors; Processes specially adapted for manufacturing capacitors not provided for in groups H01G4/00 - H01G11/00
    • H01G13/006Apparatus or processes for applying terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/008Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/012Form of non-self-supporting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/02Gas or vapour dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/14Organic dielectrics
    • H01G4/18Organic dielectrics of synthetic material, e.g. derivatives of cellulose
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H01G4/385Single unit multiple capacitors, e.g. dual capacitor in one coil
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供一种蓄电设备,所述蓄电设备已经被改良成:能高效地制造容量相互不同的多种蓄电设备,并且能有利地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行。本发明的蓄电设备构成如下:相互层叠多个蓄电元件(12),所述蓄电元件(12)具有在交替层叠至少一层蓄电体膜(26)和多层内部电极膜(28)而成的基本单元(22)的两侧端面上进一步层叠电绝缘性的保护膜(24a,24b)而形成的结构,而且,在上述多个蓄电元件(12)的层叠体(14)的对应的侧面(16a,16b)上,分别以跨越相邻的蓄电元件(12、12)的各个的侧面(34a,34a,34b,34b)的方式形成外部电极(18,18)。

Description

蓄电设备及其制造方法以及制造装置
技术领域
本发明涉及蓄电设备及其制造方法以及制造装置、以及薄膜电容器及其制造方法以及制造装置,尤其涉及使用基本单元(具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构)构成的层叠型的蓄电设备、薄膜电容器的改良、和有利地制造上述层叠型蓄电设备、薄膜电容器的方法及装置。
背景技术
一直以来,在各种电子设备、电气设备中使用了电容器、二次电池等蓄电设备。而且,近年来,随着针对电子设备、电气设备的小型化的要求的提高,针对蓄电设备,也期待其结构的小型化。因此,在最近的电子设备、电气设备中,逐渐使用了具有如下结构的可应对小型化的要求的蓄电设备,该蓄电设备使用具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构的层叠体构成。
即,在要求小型化的电子设备、电气设备等中,作为蓄电设备的一种的电容器,例如,使用了日本特开平9-153434号公报(专利文献1)中公开那样的层叠型的薄膜电容器等。该薄膜电容器通过以下方式构成:使用将金属化膜(在作为介电体膜的树脂膜的单面上设置金属蒸镀膜而构成)以树脂膜和金属蒸镀膜交替放置的方式层叠而构成的基本单元、或将金属化膜(在树脂膜的两面上设置金属蒸镀膜而构成)和树脂膜(没有设置任何金属蒸镀膜)以树脂膜和金属蒸镀膜交替放置的方式层叠而构成的基本单元,在上述基本单元中的金属化膜的层叠方向两侧的面上,分别进一步层叠保护膜,由此形成一个薄膜电容器元件,而且,于在与上述一个薄膜电容器元件中的基本单元的层叠方向正交的方向上对应的两个侧面上,分别形成金属喷镀电极,由此构成薄膜电容器。
另外,例如在日本特开2011-181885号公报(专利文献2)等中,还提出了可进一步小型化的薄膜电容器,其通过以下方式构成:在由能以纳米级的膜厚进行成膜的蒸镀聚合膜构成的介电体膜与金属蒸镀膜的基本单元的层叠方向两侧的面上,分别层叠保护膜而形成一个薄膜电容器元件,在该一个薄膜电容器元件的对应的两个侧面上,分别形成金属喷镀电极,由此构成薄膜电容器。
总之,作为蓄电设备中的一种的以往的层叠型薄膜电容器通常通过以下方式形成:在交替层叠至少一层作为蓄电体膜的介电体膜和多层由金属蒸镀膜形成的内部电极膜而形成的结构的基本单元的层叠方向两侧的面上,分别层叠电绝缘性的保护膜而得到一个薄膜电容器元件(蓄电元件),使用该薄膜电容器元件(蓄电元件),在该薄膜电容器元件的对应的两个侧面上,分别形成作为外部电极的金属喷镀电极。
另外,对于这样的以往的层叠型薄膜电容器而言,通常通过基本单元中的介电体膜与金属蒸镀膜的层叠数来调节静电电容。即,对于使用层叠金属化膜而形成的基本单元构成的薄膜电容器而言,其静电电容在一个薄膜电容器元件中由在2片保护膜之间层叠的金属化膜的片数决定。因此,以往,例如对于使用了金属化膜的层叠型薄膜电容器而言,当需要所要求的静电电容的大小相互不同的多种层叠型薄膜电容器时,根据所要求的静电电容的大小差异,准备金属化膜的层叠片数相互不同的多种薄膜电容器。
然而,像这样,对于仅具有一个薄膜电容器元件并根据该一个薄膜电容器元件中的金属化膜的层叠片数(基本单元中的介电体膜与金属蒸镀膜的层叠数)的差异而可得到大小相互不同的静电电容的薄膜电容器而言,根据其结构,存在如下所述的问题。
即,对于上述薄膜电容器而言,所需要的静电电容越大,金属化膜的层叠片数越要增多,一个薄膜电容器元件的尺寸就越要增大。因此,当需要静电电容相互不同的多种薄膜电容器时,作为薄膜电容器元件制造装置(能够层叠金属化膜而得到基本单元、并且在上述基本单元的层叠方向两侧的面上分别进一步层叠保护膜、而得到一个薄膜电容器元件)、以及在上述一个薄膜电容器元件的对应的两个侧面上分别形成金属喷镀电极的金属喷镀电极形成装置,通常,可以使用在金属化膜的层叠片数最多的薄膜电容器的制造中可使用的装置。而且,通过轮流使用上述薄膜电容器元件制造装置和金属喷镀电极形成装置,从而分别制造、准备金属化膜的层叠片数最多的薄膜电容器、和金属化膜的层叠片数少于最多层叠片数的若干种薄膜电容器。因此,目标薄膜电容器的种类(静电电容)改变时,必须进行繁琐作业:变更薄膜电容器元件制造装置中的金属化膜的层叠片数的设定,以及还需要相应地变更必要设备、操作条件等。另外,由此,有可能会导致制造薄膜电容器的作业效率降低的问题。而且,还存在以下这样的不良情况:当需要难以通过现有设备制造的程度的具有更大静电电容的薄膜电容器时,需要新的设备。
此外,对于以往的薄膜电容器而言,当在薄膜电容器元件的内部发生绝缘击穿时,虽然产生了上述绝缘击穿的一层介电体膜可逐渐发挥自我恢复功能,但尚无阻止破坏在薄膜电容器元件的厚度方向(介电体膜和金属蒸镀膜的层叠方向)上进行的手段。
另外,在使用基本单元(具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构)构成的、薄膜电容器以外的蓄电设备、例如使用锂、镁、钙、铁、锌等作为正极活性物质或负极活性物质、或作为电极的全固态二次电池、空气二次电池等中,也存在与上述薄膜电容器所具有的问题同样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-153434号公报
专利文献2:日本特开2011-181885号公报
发明内容
发明所要解决的课题
此处,本发明是在上述情况的背景下完成的,本发明所要解决的课题在于,提供一种结构经改良的层叠型蓄电设备,其不需要变更或新设制造设备,就能通过更高效的作业,来制造容量相互不同的多种层叠型蓄电设备,而且,能有利地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行。另外,本发明所要解决的课题还在于,提供可有利地制造上述层叠型蓄电设备的方法和装置。进而,本发明所要解决的课题在于,提供一种结构经改良的层叠型薄膜电容器,其不需要变更或新设制造设备,就能通过更高效的作业,来制造容量相互不同的多种层叠型薄膜电容器,而且,能有利地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行。另外,本发明所要解决的课题还在于,提供可有利地制造上述层叠型薄膜电容器的方法和装置。
用于解决课题的手段
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨在于一种蓄电设备,其特征在于,其使用了下述蓄电元件,所述蓄电元件是在交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的基本单元的层叠方向两侧的面上、分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而形成的,多个上述蓄电元件相互层叠,并且,在上述多个蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式形成外部电极。需要说明的是,在本说明书中,蓄电体膜是指,被两层内部电极膜夹持地配置、具有可蓄积电的结构的薄膜,例如介电体膜、有机固体电解质膜、无机固体电解质膜等,另外,内部电极膜是指由金属材料形成的薄膜。
另外,根据本发明的优选方式之一,蓄电设备由薄膜电容器、全固态二次电池及空气二次电池中的任一种构成。
此外,根据本发明的优选方式之一,上述内部电极膜的至少一部分由金属蒸镀膜、金属溅射膜及金属CVD膜中的任一种构成。
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨还在于一种蓄电设备的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
(a)工序,准备蓄电元件,所述蓄电元件使用交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的基本单元,是在上述基本单元的层叠方向两侧的面上分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的;
(b)工序,从多个准备的所述蓄电元件中选择至少两个蓄电元件;
(c)工序,相互层叠选择的所述至少两个蓄电元件,形成该蓄电元件的层叠体;和
(d)工序,在上述蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式形成外部电极。
需要说明的是,根据本发明的优选方式之一,在上述蓄电元件的准备工序中,使第一带状体(其提供分别层叠于上述基本单元的层叠方向两侧的面的上述保护膜中的一方保护膜)沿其长度方向连续行进,并且,将多个该基本单元以将该基本单元的层叠方向一侧的面叠合于该第一带状体上的方式、且以在该第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式分别载置,另一方面,以覆盖被载置于该第一带状体上的该基本单元的方式,将第二带状体(其提供上述保护膜中的另一方保护膜)叠合于该第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,在将该多个基本单元分别保持在上述第一带状体与第二带状体之间的状态下,连续地搬运该多个基本单元,并且,在将该基本单元夹在中间的该第一及第二带状体的行进方向的上游侧位置和下游侧位置,分别切割叠合于该基本单元的该第一带状体和该第二带状体,由此,连续地形成多个上述蓄电元件。
另外,根据本发明优选方式之一,在连续地搬运将上述第一带状体和上述第二带状体叠合于上述基本单元而形成的叠合物的过程中,在切割上述第一及第二带状体之前对上述叠合物进行加压压制。
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨还在于蓄电设备的制造装置,其特征在于,包括以下机构:
(a)蓄电元件形成机构,其形成多个蓄电元件,所述蓄电元件使用交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的基本单元,是在上述基本单元的层叠方向两侧的面上分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的,
(b)层叠体形成机构,将多个所述形成的蓄电元件中的至少两个相互层叠,形成该蓄电元件的层叠体,和
(c)外部电极形成机构,在上述蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式,形成外部电极。
需要说明的是,根据本发明的优选方式之一,上述蓄电元件形成机构以包括以下机构的方式构成:
(a)第一行进机构,使第一带状体沿其长度方向连续行进,所述第一带状体提供分别层叠于上述基本单元的层叠方向两侧的面的上述保护膜中的一方保护膜,
(b)载置机构,将多个该基本单元以将该基本单元的层叠方向一侧的面叠合于该第一带状体上的方式、且以在该第一带状体的行进方向上相互隔开规定的间隔地放置的方式,分别载置在该第一带状体上,
(c)第二行进机构,将提供上述保护膜中的另一方的第二带状体以覆盖被载置于该第一带状体上的该基本单元的方式叠合于该第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,以用该第一带状体和该第二带状体夹持多个该基本单元而成的叠合物的形式,沿上述带状体的行进方向搬运多个该基本单元,和
(d)切割机构,切割位于该叠合物的相邻的该基本单元之间的该第一带状体和该第二带状体,分离成单个的蓄电元件。
另外,根据本发明的优选方式之一,在上述蓄电元件形成机构中进一步设置有加压压制机构,所述加压压制机构被配置于比上述切割机构更靠上述第一带状体和上述第二带状体的行进方向的上游侧,对上述叠合物进行加压压制。
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨还在于一种薄膜电容器,其特征在于,使用了多个薄膜电容器元件(该薄膜电容器元件是在交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的基本单元的层叠方向两侧的面上、分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而形成的),多个上述薄膜电容器元件相互层叠,并且,在上述多个薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的薄膜电容器元件的各个侧面的方式,形成有金属喷镀电极。
需要说明的是,根据本发明的优选方式之一,在上述多个薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别设置有向外侧开口、将上述金属蒸镀膜的一部分暴露于外部的缝隙,并且,以使上述金属喷镀电极的一部分侵入到该缝隙内的状态,在该对应的侧面上分别形成有上述金属喷镀电极,而且,将侵入被设置于该对应的侧面中的一方侧面的该缝隙内的该金属喷镀电极部分作为第一连接部,连接通过该缝隙而暴露于外部的上述金属蒸镀膜的暴露部分和形成于该一方的侧面的该金属喷镀电极,另一方面,将侵入被设置于该对应的侧面中的另一方侧面的该缝隙内的该金属喷镀电极部分作为第二连接部,连接通过该缝隙而暴露于外部的上述金属蒸镀膜的暴露部分和形成于该另一方侧面的该金属喷镀电极,进而,将上述第一连接部和第二连接部以在上述层叠体的层叠方向上交替放置的方式配置。
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨还在于薄膜电容器的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
(a)工序,准备薄膜电容器元件,所述薄膜电容器元件使用交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的基本单元,是在上述基本单元的层叠方向两侧的面上,分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的,
(b)工序,从多个所述准备的薄膜电容器元件中选择至少两个,
(c)工序,相互层叠所述选择的至少两个薄膜电容器元件,形成该薄膜电容器元件的层叠体,和
(d)工序,在上述薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的该薄膜电容器元件的各个侧面的方式,形成金属喷镀电极。
需要说明的是,根据本发明的优选方式之一,在上述薄膜电容器元件的准备工序中,使第一带状体(其提供分别层叠于上述基本单元的层叠方向两侧的面的上述保护膜中的一方保护膜)沿其长度方向连续行进,并且,将多个该基本单元以将该基本单元的层叠方向一侧的面叠合于该第一带状体上的方式、且以在该第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式分别载置,另一方面,将第二带状体(其提供上述保护膜中的另一方保护膜)以覆盖被载置于该第一带状体上的该基本单元的方式叠合于该第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,以将该多个基本单元保持在上述第一带状体与第二带状体之间的状态,连续地搬运该多个基本单元,并且,在将该基本单元夹在中间的该第一及第二带状体的行进方向的上游侧位置和下游侧位置,分别切割叠合于该基本单元的该第一带状体和该第二带状体,由此,连续地形成多个上述薄膜电容器元件。
另外,根据本发明的优选方式之一,在连续地搬运将上述第一带状体和上述第二带状体叠合于上述基本单元而形成的叠合物的过程中,在切割上述第一及第二带状体之前,对上述叠合物进行加压压制。
而且,为了解决上述课题,本发明的主旨还在于一种薄膜电容器的制造装置,其特征在于,包括以下机构:
(a)薄膜电容器元件形成机构,其形成多个薄膜电容器元件,所述薄膜电容器元件是在交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的基本单元的层叠方向两侧的面上,分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而构成的,
(b)层叠体形成机构,将多个所述形成的薄膜电容器元件中的至少两个相互层叠,形成该薄膜电容器元件的层叠体,和
(c)金属喷镀电极形成机构,在上述薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的薄膜电容器元件的各个的侧面的方式,形成金属喷镀电极。
需要说明的是,根据本发明的优选方式之一,上述薄膜电容器元件形成机构以包括以下机构的方式构成:
(a)第一行进机构,使第一带状体(其提供分别层叠于上述基本单元的层叠方向两侧的面的上述保护膜中的一方保护膜)沿其长度方向连续行进,
(b)载置机构,将多个该基本单元以将该基本单元的层叠方向一侧的面叠合于该第一带状体上的方式、且以在该第一带状体的行进方向上相互隔开规定的间隔地放置的方式,分别载置在该第一带状体上,
(c)第二行进机构,将第二带状体(其提供上述保护膜中的另一方保护膜)以覆盖被载置于该第一带状体上的该基本单元的方式叠合于该第一带状体,以此方式使所述第二带状体连续行进,由此,以用该第一带状体和该第二带状体夹持多个该基本单元而成的叠合物的形式,沿上述带状体的行进方向搬运多个该基本单元,和
(d)切割机构,切割位于该叠合物的该基本单元的相邻单元之间的该第一带状体和该第二带状体,分离成单个的薄膜电容器元件。
另外,根据本发明的优选方式之一,上述薄膜电容器元件形成机构中进一步设置有加压压制机构,所述加压压制机构被配置于比上述切割机构更靠上述第一带状体和上述第二带状体的行进方向的上游侧,对上述叠合物进行加压压制。
发明的效果
即,对于本发明的蓄电设备而言,在不对多个蓄电元件中的各蓄电元件内的蓄电体膜和内部电极膜的层叠数进行任何增加的情况下,通过增加蓄电元件的层叠数,可增大容量。因此,对于上述蓄电设备而言,例如,通过使用蓄电体膜和内部电极膜的层叠数相同的蓄电元件,并调节这种蓄电元件的层叠数,可增减容量。
因此,对于本发明涉及的蓄电设备而言,例如,若使多个蓄电元件中的各蓄电元件内的蓄电体膜和内部电极膜的层叠数相同,则在一个一个地制造上述多个蓄电元件时,不受所需要的容量大小的限制,仅使用具有与上述的薄膜电容器元件制造装置同样的结构的、仅一种蓄电元件制造装置,不对蓄电体膜和内部电极膜的层叠数的设定进行任何变更、而且也无需进行上述蓄电元件制造装置的结构的变更、操作条件的变更等,就能实施多个蓄电元件的制造操作。由此,可有效地实现多个蓄电元件、以及蓄电设备的制备时的作业效率的提高。
而且,对于上述蓄电设备而言,仅通过增加构成层叠体的蓄电元件的层叠数,即可立即应对更大容量化的要求。因此,即使在需要新的、大容量的蓄电设备的情况下,也可不针对用于制造上述蓄电设备的设备进行任何更新,利用已有的设备即可应对。
此外,对于本发明的蓄电设备而言,由于相互层叠多个蓄电元件而构成,所以与仅具有一个蓄电元件的以往的蓄电设备不同,保护膜不仅被配置在蓄电设备的层叠方向两侧的面上,而且也以2片叠合而存在于相互相邻的(相互层叠的)蓄电元件之间的方式被配置在蓄电设备的厚度方向的中间部。因此,对于上述蓄电设备而言,当在多个蓄电元件中的某一个的内部发生绝缘击穿、且该绝缘击穿沿厚度方向进行时,在保护膜(2片叠合地位于上述一个蓄电元件和与该蓄电元件相邻的其他蓄电元件之间)的作用下可阻止上述破坏的进行。
因此,对于如上所述的本发明的蓄电设备而言,不仅能极有利地实现可在不需要制造设备的变更、新设的情况下、通过更高效的作业制造容量相互不同的多种的蓄电设备的结构,而且,在发生绝缘击穿时,能有效地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行。
而且,通过本发明的蓄电设备的制造方法,不仅能有利地制造可有效地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行的蓄电设备,而且还能在不需要进行制造设备的变更、新设的情况下、更高效且容易地制造容量相互不同的多种蓄电设备。
另外,使用本发明的蓄电设备的制造装置时,能有效地获得与在本发明的蓄电设备的制造方法中所起到的作用·效果实质相同的作用·效果。
此外,对于本发明的薄膜电容器而言,不仅能极有利地实现可在不需要制造设备的变更、新设的情况下、通过更高效的作业制造静电电容相互不同的多种薄膜电容器的结构,而且,在发生绝缘击穿时,能有效地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行。
而且,通过本发明的薄膜电容器的制造方法,不仅能有利地制造可有效地阻止绝缘击穿在厚度方向上的进行的薄膜电容器,而且还能在不需要进行制造设备的变更、新设的情况下、更高效且容易地制造静电电容相互不同的多种薄膜电容器。
另外,使用本发明的薄膜电容器的制造装置时,能有效地获得与在本发明涉及的薄膜电容器的制造方法中所起到的作用·效果实质相同的作用·效果。
附图说明
[图1]为表示作为具有本发明的结构的蓄电设备的一个实施方式的薄膜电容器的截面说明图。
[图2]为表示在制造图1所示的薄膜电容器时所实施的一个工序例的说明图,表示形成了薄膜电容器元件母材的状态。
[图3]为表示图2所示的工序之后实施的工序例的说明图,表示从薄膜电容器元件母材切出薄膜电容器元件的状态。
[图4]为表示图3所示的工序之后实施的工序例的说明图,表示层叠多个薄膜电容器元件而形成薄膜电容器元件的层叠物的状态。
[图5]为表示图4所示的工序之后实施的工序例的说明图,表示在薄膜电容器元件的层叠物的侧面上形成金属喷镀电极的状态。
[图6]为表示在制造具有本发明的结构的薄膜电容器的其他实施方式时所实施的一个工序例的说明图,是与图4对应的图。
[图7]为表示图6所示的工序之后实施的工序例的说明图,是与图5对应的图。
[图8]为表示在制造图1所示的薄膜电容器时所使用的制造装置的一例的说明图。
[图9]为表示具有本发明的结构的蓄电设备的其他实施方式即全固态锂离子二次电池的截面说明图。
[图10]为表示构成图9所示的全固态锂离子二次电池的电池元件的截面说明图。
[图11]为表示在制造图10所示的电池元件时所使用的金属箔与树脂膜的层叠膜的截面说明图。
[图12]为表示在制造图10所示的电池元件时所使用的、与图11所示的层叠膜不同的结构的金属箔与树脂膜的层叠膜的截面说明图。
[图13]为表示在制造图10所示的电池元件时所使用的、与图11及图12所示的层叠膜进一步不同的结构的金属箔与树脂膜的层叠膜的截面说明图。
具体实施方式
以下,为了进一步具体地说明本发明,参照附图详细地说明本发明的实施方式。
首先,图1中示出了具有本发明的结构的蓄电设备的一个实施方式即薄膜电容器的纵截面形态。由上述图1可知,本实施方式的薄膜电容器10具有三个作为蓄电元件的薄膜电容器元件12。而且构成如下:这三个薄膜电容器元件12、12、12相互层叠而形成层叠体14,于在与层叠体14的层叠方向正交的方向上相互对应的两个侧面16a、16b上,分别形成作为外部电极的金属喷镀电极18。
更具体而言,构成本实施方式的薄膜电容器10的各薄膜电容器元件12具有相互相同的结构,即,分别地,在将多片多片金属化膜20相互层叠而成的基本单元22的厚度方向(金属化膜20的层叠方向)一侧的面上,进一步层叠第一保护膜24a,另外,在另一侧的面上,进一步层叠第二保护膜24b。而且,此处,各薄膜电容器元件12(基本单元22)中的金属化膜20的层叠片数相同,均为8片。需要说明的是,各薄膜电容器元件12(基本单元22)中的金属化膜20的层叠片数当然不受上述方式的任何限制。
对于构成各薄膜电容器元件12的金属化膜20,是在作为蓄电体膜的树脂膜26的一方的面上层叠形成作为内部电极膜的金属蒸镀膜28而形成的。在上述金属化膜20的宽度方向(图1的左右方向)的一端部,设置有未在树脂膜26上层叠金属蒸镀膜28的边缘部30。需要说明的是,应当理解,在图1中,为了容易理解薄膜电容器10及薄膜电容器元件12的结构,分别以夸大的尺寸示出了金属化膜20的树脂膜26及金属蒸镀膜28、第一及第二保护膜24a、24b以及金属喷镀电极18厚度,另外,还以极度少于实际数目的数目例示了薄膜电容器元件12中的金属化膜20的层叠片数。
金属化膜20的树脂膜26例如通过由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等形成的双轴拉伸膜构成。另外,此处,金属蒸镀膜28例如由铝、锌等形成,利用已知的蒸镀法层叠形成在树脂膜26上。需要说明的是,金属蒸镀膜28是具有作为内部电极的功能的机构。因此,也可采用利用溅射法等蒸镀法以外的PVD法、或利用已知的CVD法而形成于树脂膜26的金属薄膜代替金属蒸镀膜28作为内部电极膜。另外,第一及第二保护膜24a、24b只要具有电绝缘性即可,其材质没有特别限制,但通常通过由与金属化膜20的树脂膜26相同的树脂材料形成的树脂制膜构成。
而且,在上述1片第一保护膜24a上,相互层叠有多片金属化膜20。需要说明的是,在上述多片金属化膜20的层叠状态下,以每隔1片地交替设置的方式配置各金属化膜20的树脂膜26和金属蒸镀膜28,并且,以在金属化膜20的宽度方向上交替设置的方式配置各金属化膜20的边缘部30。另外,在上述相互层叠的多片金属化膜20中位于最上层的金属化膜20的金属蒸镀膜28上,进一步层叠有1片第二保护膜24b。如此,薄膜电容器元件12的构成为,具有通过由多片金属化膜20形成的基本单元22、和在该基本单元22的上面和下面分别层叠的第一及第二这2片保护膜24a、24b形成的层叠结构。
另外,对于上述薄膜电容器元件12而言,相互相邻的金属化膜20以使其中一方的金属化膜20的端部从另一方的金属化膜20的边缘部30侧的端部边缘向侧方突出的状态相互叠合。由此,在将1片金属化膜20夹在中间从而位于其两侧的2片金属化膜20的宽度方向端部彼此之间,分别形成有缝隙32,所述缝隙32在薄膜电容器元件12(多片金属化膜20的基本单元22)的宽度方向(图1的左右方向)两侧的侧面朝向侧方开口。另外,使形成上述缝隙32的2片金属化膜20、20中位于下侧的金属化膜20的金属蒸镀膜28的端部为非层叠部分(未层叠这2片金属化膜20、20中位于上侧的金属化膜20),该非层叠部分以通过上述缝隙32而暴露于外部的方式配置。
而且,通过在金属化膜20的层叠方向上相互层叠形成为如上所述的结构的三个薄膜电容器元件12、12、12,从而构成了上述层叠体14。该层叠体14中,在层叠于一个薄膜电容器元件12的基本单元22上面的第二保护膜24b上,叠合有层叠于另一薄膜电容器元件12的基本单元22下面的第一保护膜24a。
如此,此处,在上述层叠体14中,在分别位于其最上层和最下层的第一保护膜24a和第二保护膜24b之间,相互层叠配置总计24片金属化膜20,另外,在这24片金属化膜20中下数第8片和第9片之间、以及在第16片和第17片之间,分别以相互叠合的状态设置有第一及第二这2片保护膜24a、24b。即,在层叠体14的厚度方向中间部,在相互层叠的24片金属化膜20中每隔8片,以相互叠合的状态,以插入放置的方式,配置有第一及第二这2片保护膜24a、24b。
另外,在上述三个薄膜电容器元件12、12、12的层叠体14的形成上述缝隙32的宽度方向(图1的左右方向)两侧的侧面16a、16b上,分别通过喷镀形成有金属喷镀电极18。
而且,本实施方式中,尤其是,形成于层叠体14的宽度方向一方的侧面16a的金属喷镀电极18以跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的宽度方向一方的侧面34a、34a而延伸的方式被配置,另一方面,形成于层叠体14的宽度方向另一方的侧面16b的金属喷镀电极18以跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的宽度方向另一方的侧面34b、34b而延伸的方式被配置。即,此处,形成于层叠体14的一方的侧面16a的金属喷镀电极18由被覆上述一方的侧面16a的整面的一体物构成,另一方面,形成于层叠体14的另一方的侧面16b的金属喷镀电极18由被覆上述另一方的侧面16b的整面的一体物构成。
另外,上述一对金属喷镀电极18、18侵入到在各薄膜电容器元件12的宽度方向两侧的侧面34a、34b上向侧方开口的缝隙32内,粘着于由暴露于上述缝隙32的金属蒸镀膜28的一端部形成的上述非层叠部分。而且,将金属喷镀电极18侵入到被设置于侧面34a的各缝隙32内的侵入部分作为第一连接部33a。另一方面,将金属喷镀电极18侵入到被设置于侧面34b的各缝隙32内的侵入部分作为第二连接部33b。另外,上述第一连接部33a和第二连接部33b在两侧面34a、34b上分别设置多个(此处为12个),以在树脂膜26和金属蒸镀膜28的层叠方向上交替设置的方式配置。需要说明的是,上述一对金属喷镀电极18、18的构成材料没有特别限制,可适当使用锌、铝等一直以来常规使用的材料。
如此,在金属化膜20的层叠体14的宽度方向两侧的侧面16a、16b上,分别地、以被覆上述两侧面16a、16b的整面、且通过第一及第二连接部33a、33b可靠地连接于各金属化膜20的金属蒸镀膜28的非层叠部分的方式,形成一对金属喷镀电极18、18,构成薄膜电容器10。
即,与以往的薄膜电容器组装体(相互层叠多个薄膜电容器、从而组装构成,所述薄膜电容器仅具有一个薄膜电容器元件、且是在上述一个薄膜电容器元件的对应的两个侧面上分别形成金属喷镀电极而形成的)不同,本实施方式的薄膜电容器10是具有1个独立结构的构成,其通过以下方式形成:在相互层叠多个薄膜电容器元件12而形成的层叠体14的对应的两个侧面16a、16b上,分别以一体物的形式逐一形成金属喷镀电极18。需要说明的是,对于上述薄膜电容器10,根据需要,于两个金属喷镀电极18、18,分别连接未图示的端子等。
另外,在制造形成为上述结构的薄膜电容器10时,可有利地按照下述步骤进行其操作。
即,首先,如图2所示,将第一保护膜24a相对于构成薄膜电容器元件制造装置的转鼓36的周面、以遍及其全周的方式卷绕恰好1周,然后在该第一保护膜24a上,此处卷绕8周的金属化膜20。此时,对于被卷绕到第一保护膜24a上的金属化膜20而言,在相互叠合的金属化膜20之间,上述被卷绕到第一保护膜24a上的金属化膜20在宽度方向上以规定尺寸交替错位,并且各金属化膜20的边缘部30也在金属化膜20的宽度方向上交替设置。然后,在于第一保护膜24a上卷绕了8周的金属化膜20的最上层(最外层)上,以遍及上述最上层的金属化膜20的全周的方式卷绕恰好1周的第二保护膜24b。需要说明的是,在图2及后述的图3~图7中,省略金属化膜20。
由此,在转鼓36的周面上形成薄膜电容器元件母材38,所述薄膜电容器元件母材38是如下形成的:于层叠金属化膜20(此处为8层金属化膜20)而形成的基本单元22的厚度方向一方的端面上,层叠1片第一保护膜24a,另一方面,于另一方的端面上,层叠1片第二保护膜24b。需要说明的是,该薄膜电容器元件母材38形成为沿着转鼓36的周面延伸的圆环板形状。另外,图2中虽未明示,但在上述薄膜电容器元件母材38的宽度方向两方的侧面34a、34b侧,分别配置各金属化膜20的边缘部30,并且,在上述宽度方向两方的侧面上,分别形成多个上述缝隙32。
接下来,虽未图示,但将薄膜电容器元件母材38从转鼓36上取下,拉长为平板状,并且根据需要,利用已知方法对薄膜电容器元件母材38实施热老化处理。由此,提高薄膜电容器元件母材38的第一及第二保护膜24a、24b与基本单元22的密合性、基本单元22中的金属化膜20彼此的密合性。
然后,如图3所示,针对已拉长为平板状的薄膜电容器元件母材38,利用切割刃具40沿其宽度方向以一定长度切割成多段。由此,得到多个相互具有相同宽度和长度的相同尺寸的薄膜电容器元件12。需要说明的是,虽未在图3中明示,如上所述地得到的多个薄膜电容器元件12中,均在与由切割刃具40形成的切截面相邻的两个侧面34a、34b(图4中仅示出了一方的侧面34a)上形成多个上述缝隙32。
接下来,从如上所述地得到的相同尺寸的多个薄膜电容器元件12中,选择至少两个以上的任意数量的薄膜电容器元件12。此处,选择三个薄膜电容器元件12、12、12。
而且,如图4所示,将选择的三个薄膜电容器元件12、12、12相互层叠。此时,以密合的方式,在第二保护膜24b(其层叠于一个薄膜电容器元件12的基本单元22的上面)的与基本单元22侧为相反侧的面的整面上,叠合层叠于另一个薄膜电容器元件12的下面的第一保护膜24a的与基本单元22侧为相反侧的面的整面。另外,以形成多个缝隙32的两个侧面34a、34b(图4中仅示出了一方的侧面34a)相互对应地放置的方式,层叠三个薄膜电容器元件12、12、12。
由此,得到三个薄膜电容器元件12、12、12的层叠体14。如上所述地得到的层叠体14构成如下:在分别位于其最下层和最上层的第一保护膜24a和第二保护膜24b之间,总计24片金属化膜20相互层叠地配置,并且,上述24片金属化膜20中每隔8片,第一及第二这2片保护膜24a、24b以相互叠合的状态、以插入放置的方式配置(参照图1)。另外,虽未图示,但在上述层叠体14的两个侧面16a、16b(图4中仅示出了一方的侧面16a)上,分别形成多个缝隙32。
然后,如图5所示,以熔融状态从未图示的金属喷镀电极形成装置的喷镀喷嘴42喷出例如锌、铝等喷镀材料,将其分别吹喷至三个薄膜电容器元件12、12、12的层叠体14的、上述形成有多个缝隙32的两个侧面16a、16b(图5中仅示出了一方的侧面16a),进行喷镀。由此,在层叠体14的两个侧面16a、16b上,分别形成金属喷镀电极18。
此时,分别针对层叠体14的两个侧面16a、16b,遍布整面地吹喷熔融状态的喷镀材料,用金属喷镀电极18分别被覆上述一体的侧面16a、16b的整面。由此,跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的各个侧面34a、34a地、以遍布层叠体14的一方的侧面16a的整面的一体物的形式构成金属喷镀电极18(其形成于层叠体14的一方的侧面16a)。另外,对于形成于层叠体14的另一方的侧面16b的金属喷镀电极18,同样地,跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的各侧面34b、34b地、以遍布层叠体14的一方的侧面16b的整面的一体物的形式构成。此外,使金属喷镀电极18的一部分侵入到设置于层叠体14的两个侧面16a、16b的多个缝隙32内,用上述一部分的金属喷镀电极18填充各缝隙32内,分别形成上述第一及第二连接部33a、33b。
如此,24片金属化膜20相互层叠,在两个侧面16a、16b上,分别以一体物的形式逐一形成金属喷镀电极18,得到如图1所示的具有1个独立的结构的薄膜电容器10。通过薄膜电容器10,可确保稳定的电导通性。
需要说明的是,通过本实施方式,除了可容易制造具有如图1所示的结构的薄膜电容器10(通过24片金属化膜20相互层叠而形成的)以外,还可容易制造:由片数多于构成上述薄膜电容器10的金属化膜20的片数的金属化膜20相互层叠而形成的、静电电容大的薄膜电容器10;由片数少于构成薄膜电容器10的金属化膜20的片数的金属化膜20相互层叠而形成的、静电电容小的薄膜电容器10。
即,例如,在制造由40片金属化膜20相互层叠而形成的大容量的薄膜电容器10时,从通过图2所示的薄膜电容器元件母材38的形成工序、和图3所示的薄膜电容器元件母材38的切割工序形成的多个薄膜电容器元件12中,选择5个薄膜电容器元件12。
然后,如图6所示那样,将选择的5个薄膜电容器元件12、12、12、12、12相互层叠,得到这5个薄膜电容器元件12、12、12、12、12的层叠体14。需要说明的是,此时,与制造图1所示的薄膜电容器10时、将3个薄膜电容器元件12、12、12相互层叠而得到层叠体14的情况同样,以相互相邻的薄膜电容器元件12、12在第一保护膜24a和第二保护膜24b处相互叠合、并且形成多个缝隙32的两个侧面34a、34b彼此相互对应的方式,将5个薄膜电容器元件12、12、12、12、12相互层叠。
接下来,如图7所示那样,以熔融状态从喷镀喷嘴42喷出例如锌、铝等喷镀材料,将其分别吹喷至5个薄膜电容器元件12、12、12、12、12的层叠体14的、形成有多个缝隙32的两个侧面16a、16b(图7中仅示出了一方的侧面16a)的整面,进行喷镀。由此,以跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的分别的侧面34a、34a、34b、34b、并且被覆层叠体14的两个侧面16a、16b的整面的方式,在层叠体14的两个侧面16a、16b上,形成金属喷镀电极18、18。另外,在各薄膜电容器元件12的宽度方向两侧的侧面34a、34b上向侧方开口的缝隙32内,分别地侵入金属喷镀电极18,分别形成第一连接部33a和第二连接部33b。如此,得到40片金属化膜20相互层叠而形成的、静电电容大且具有稳定的电导通性的薄膜电容器10。
另外,例如,在制造16片金属化膜20相互层叠而形成的、静电电容小的薄膜电容器10时,从通过图2所示的薄膜电容器元件母材38的形成工序、和图3所示的薄膜电容器元件母材38的切割工序形成的多个薄膜电容器元件12中,选择两个薄膜电容器元件12。
然后,将选择的两个薄膜电容器元件12、12相互层叠,得到这两个薄膜电容器元件12、12的层叠体14。需要说明的是,此时也与制造图1所示的薄膜电容器10时、将3个薄膜电容器元件12、12、12相互层叠而得到层叠体14的情况同样地操作,层叠两个薄膜电容器元件12、12。
接下来,与得到图1所示的薄膜电容器10时同样地,以熔融状态从喷镀喷嘴42喷出例如锌、铝等喷镀材料,将其分别吹喷至两个薄膜电容器元件12、12的层叠体14的形成有多个缝隙32的两个侧面16a、16b的整面,进行喷镀。由此,在层叠体14的两个侧面16a、16b,以跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的各个侧面34a、34a、34b、34b、并且被覆层叠体14的两个侧面16a、16b的整面的方式,形成金属喷镀电极18、18,并且形成上述第一及第二连接部33a、33b。如此,得到由16片金属化膜20相互层叠而形成的静电电容小的薄膜电容器10。
由以上说明可知,对于本实施方式的薄膜电容器10而言,在其制造时,在不对薄膜电容器元件12的金属化膜20的层叠片数进行任何增减的情况下,仅通过增加或减少从预先形成的多个薄膜电容器元件12(金属化膜20的层叠片数相同)中选择的薄膜电容器元件12的数量,增减构成层叠体14的薄膜电容器元件12的层叠数,即可调节静电电容。
因此,通过上述本实施方式的薄膜电容器10的结构,在具有相互不同的静电电容的多种薄膜电容器10的制造工序中,于薄膜电容器元件制造装置的转鼓36上,卷绕第一及第二保护膜24a、24b和多片金属化膜20,来制作薄膜电容器元件12时,可在不变更金属化膜20在转鼓36上的卷绕数(层叠片数)的设定、操作条件的情况下,而且在不针对薄膜电容器元件制造装置的结构进行任何变更的情况下,容易地制作可用于制造多种薄膜电容器10的薄膜电容器元件12。而且,由此,能非常有效地实现制造薄膜电容器元件12、以及薄膜电容器10时的作业效率的提高。
另外,通过采用上述薄膜电容器10的结构,即使在需要具有更大静电电容的薄膜电容器10时,也无需新设与其对应的制造设备,仅通过增加构成薄膜电容器10的层叠体14中的薄膜电容器元件12的层叠数,就能容易且低成本地得到更大容量的薄膜电容器10。
此外,通过本实施方式的薄膜电容器10的结构,例如,在需要静电电容相互不同的多种薄膜电容器10时,例如,预先形成、准备大量的金属化膜20的层叠片数相同的薄膜电容器元件12,当需要薄膜电容器10时,根据上述薄膜电容器10的静电电容的大小,从准备的大量的薄膜电容器元件12中,选择必要数量的薄膜电容器元件12,使用这些薄膜电容器元件12,来制造具有所期望的大小的静电电容的薄膜电容器10,由此,可有利地消除要预先形成静电电容相互不同的多种薄膜电容器10的所有种类并在仓库中保管的必要。
此外,对于本实施方式的薄膜电容器10而言,在其厚度方向的中间部,在相互叠合的24片金属化膜20中的每隔8片,以相互叠合的状态插入配置有第一及第二这2片保护膜24a、24b。因此,在24片金属化膜20中的某一个发生绝缘击穿并且上述破坏在薄膜电容器10的厚度方向进行、依次破坏相互叠合的金属化膜20时,上述金属化膜20的破坏在重叠2片且足够厚的第一及第二保护膜24a、24b处停止。因此,可有效地确保更优异的使用耐久性。
另外,得到多个薄膜电容器元件12的方法不受上文中方法的任何限制,可采用各种方法。
图8中示出了在利用与上述例举的方法不同的方法来制造多个薄膜电容器元件12时可合适地使用的薄膜电容器元件12的制造装置(蓄电元件形成机构)的一例。由图8可知,上述制造装置44具有第一送出辊46(第一行进机构)、第二送出辊48(第二行进机构)、基本单元移送装置50(载置机构)、加压压制装置52(加压压制机构、和两个切割刃具54、54(切割机构)。
更详细地说,第一送出辊46通过未图示的电动机等驱动装置进行旋转驱动。另外,在该第一送出辊46上,安装有第一辊58a,该第一辊58a卷绕作为第一带状体的长形的第一保护膜24a而形成。由此,随着第一送出辊46的旋转驱动,第一保护膜24a从安装于第一送出辊46的第一辊58a连续地被卷出。而且,从第一辊58a卷出的第一保护膜24a沿其长度方向连续行进。
另外,基本单元移送装置50具有可动臂60,于该可动臂60的前端,安装有通过未图示的吸附装置发挥吸引力的吸附垫62。而且,对于上述基本单元移送装置50而言,通过基于吸附垫62的吸附和可动臂60的动作,在向一个方向行进的第一保护膜24a的行进方向的上游端,逐个地将预先另行形成的基本单元22移送至第一保护膜24a上并进行载置。另外,由此,形成依次、逐个地将多个基本单元22层叠在第一保护膜24a上的构成。需要说明的是,对于基本单元移送装置50而言,只要能将基本单元22逐个地移送至向一个方向行进的第一保护膜24a上并进行载置即可,其具体结构没有特别限制。例如,可以具有把持基本单元22、将其载置于第一保护膜24a上的结构,来代替吸附垫62。
另一方面,第二送出辊48被配置于第一保护膜24a的行进方向的前方侧、且为第一送出辊46的斜上方。另外,该第二送出辊48通过未图示的电动机等驱动装置以与第一送出辊46相同的速度向与第一送出辊46的旋转方向相反的方向进行旋转驱动。而且,在该第二送出辊48上,安装有第二辊58b,该第二辊58b是卷绕作为第二带状体的长形的第二保护膜24b而形成的。
由此,随着第二送出辊48的旋转驱动,第二保护膜24b从安装于第二送出辊48的第二辊58b被连续地卷出,在第一保护膜24a上离开规定尺寸的位置,向与第一保护膜24a的行进方向相同的长度方向连续行进。而且,此处,向与第一保护膜24a的行进方向相同的方向行进的第二保护膜24b被叠合于通过基本单元移送装置50而被逐个地载置于第一保护膜24a上的基本单元22上,由此,基本单元22被保持在第一保护膜24a与第二保护膜24b之间。如此,形成如下结构:多个基本单元22以被长形的第一保护膜24a与第二保护膜24b夹持并被保持的叠合物11的形式,随着第一及第二保护膜24a、24b的行进,被依次向它们的行进方向搬运。
加压压制装置52具有位置固定的下侧压制板64、和相对于该下侧压制板64在其上方隔开规定距离对置配置的上侧压制板66。上述下侧压制板64和上侧压制板66的相互对置的面分别为平面状的加压面67、67。此外,上侧压制板66可通过未图示的液压缸等驱动装置沿上下方向移动。而且,上述加压压制装置52被配置于上述叠合物11的搬运中途的位置,以使得上侧压制板66和下侧压制板64分别位于叠合物11的上下两侧而将叠合物11夹在中间。而且,此处,在随着第一及第二送出辊46、48的旋转驱动而搬运的叠合物11中的、基本单元22被第一及第二保护膜24a、24b夹持而成的部分、即叠合物11中的基本单元22的存在部位到达上侧压制板66与下侧压制板64之间时,上侧压制板66向下方移动。如此,加压压制装置52构成为,在叠合物11的搬运中途,对叠合物11中的基本单元22的存在部位进行加压。
两个切割刃具54、54被配置于叠合物11的行进方向中的加压压制装置52的下游侧、且第一保护膜24a的下侧。另外,这两个切割刃具54、54的配置间隔为与基本单元22的长度(与叠合物11的行进方向为相同方向的尺寸)大致相同的尺寸、或稍大的尺寸。而且,上述两个切割刃具54、54可利用已知的促动器沿上下方向移动。如此,对于两个切割刃具54、54而言,通过从比第一保护膜24a更靠下侧的位置向上方移动,从而将位于向一个方向行进的叠合物11的相邻的基本单元22、22之间的第一及第二保护膜24a、24b切断。更具体而言,能以与基本单元22的长度相同的尺寸,同时切割将基本单元22夹在中间的第一及第二保护膜24a、24b的行进方向的上游侧位置和下游侧位置。需要说明的是,切割刃具54、54可以是旋转式的切割刃具。
另外,在上述薄膜电容器元件12的制造装置44的旁边,设置有层叠装置56(层叠物形成机构)。该层叠装置56与基本单元移送装置50同样地,具有可动臂68、和被安装于其前端的吸附垫70。可动臂68构成为,能利用未图示的已知的促动器使吸附垫70沿上下方向、和与叠合物11的行进方向(第一及第二保护膜24a、24b的行进方向)相同的方向移动。另外,吸附垫70伴随着未图示的吸引装置的动作而发挥吸引力。进而,此处,层叠装置56被固定设置于规定的载置台72上。需要说明的是,层叠装置56的结构也没有特别限制,例如,可举出分别把持后述的多个薄膜电容器元件12并进行层叠的结构来代替吸附垫70。
而且,使用形成为如上所述的结构的制造装置44,制造薄膜电容器元件12,而后使用多个制造的薄膜电容器元件12,得到薄膜电容器10时,其作业例如可如下所述地进行。
即,首先,通过连续地旋转驱动第一送出辊46,将第一保护膜24a从第一辊58a卷出,使其沿其长度方向连续行进。
而后,用基本单元移送装置50将另行形成的多个基本单元22从其保管场所依次、逐个地移送,逐一载置于向一个方向连续行进的第一保护膜24a上。由此,以下面叠合于第一保护膜24a的方式层叠各基本单元22。此时,以下述方式配置:各基本单元22在第一保护膜24a的行进方向上隔开一定距离地置于在第一保护膜24a上,并且形成有金属喷镀电极18的侧面34a、34b位于与第一保护膜24a的行进方向成直角的方向。
另外,将基本单元22层叠在第一保护膜24a上,另一方面,连续地旋转驱动第二送出辊48,由此,从第二辊58b卷出第二保护膜24b,将其叠合在已层叠于第一保护膜24a的基本单元22上,同时,使其向与第一保护膜24a的行进方向相同的方向连续行进。由此,针对多个基本单元22,在其下面和上面上分别层叠第一保护膜24a和第二保护膜24b,将多个基本单元22保持在第一和第二保护膜24a、24b之间。如此,制作叠合物11,将其向加压压制装置52连续搬运。
接下来,在叠合物11的搬运中途,利用加压压制装置52,加压压制叠合物11中的基本单元22的存在部位。如此,用加压压制装置52的上侧及下侧压制板66、64的平面状的加压面67、67,依次对搬运的叠合物11进行加压,形成平板形状。
然后,每当将已形成为平板形状的叠合物11中的基本单元22的存在部位搬运到两个切割刃具54、54的配置位置时,使这两个切割刃具54、54向上方移动。由此,每当将叠合物11中的基本单元22的存在部位搬运到两个切割刃具54、54的配置位置时,把将上述部位夹在中间的且位于两侧的第一保护膜24a部分和第二保护膜24b部分中的、尤其是与基本单元22的两个侧面(位于叠合物11的行进方向的两侧的侧面)对应的部分分别切断。如此,逐个制造多个薄膜电容器元件12,该薄膜电容器元件12在基本单元22的下面和上面分别层叠具有与基本单元22的长度相同的长度的第一保护膜24a和第二保护膜24b。
而且,使用如上所述地制造的多个薄膜电容器元件12得到薄膜电容器10时,首先,每当如上所述地得到薄膜电容器元件12时,用层叠装置56的吸附垫70吸附并支持得到的薄膜电容器元件12,然后,利用可动臂68的吸附垫70的移动,将薄膜电容器元件12移动至载置台72上。另外,将已移动至载置台72上的薄膜电容器元件12以预先确定的数目(此处为3个)相互层叠。由此,得到规定数目的薄膜电容器元件12相互层叠而形成的层叠体14。
然后,针对得到的层叠体14,根据需要进行热老化处理,然后如图5所示那样,使用具有喷镀喷嘴42(其针对层叠体14的两个侧面16a、16b进行喷镀)的未图示的金属喷镀电极形成装置(外部电极形成机构),在各侧面16a、16b上形成金属喷镀电极18。此处,上述金属喷镀电极形成装置形成为以下结构:能以跨越相互相邻的薄膜电容器元件12、12的各个侧面34a、34a、34b、34b、并且被覆层叠体14的两个侧面16a、16b的整面的方式,在两个侧面16a、16b上,形成金属喷镀电极18、18。如此,得到目标薄膜电容器10。
通过使用薄膜电容器10的制造装置(包括上述薄膜电容器元件12的制造装置44和金属喷镀电极形成装置)的本实施方式方法,仅通过变更利用层叠装置56层叠的薄膜电容器元件12的数目,无需制造设备的变更、新设,就能通过更高效的作业,制造静电电容相互不同的多种薄膜电容器10。而且,对于制造的薄膜电容器10而言,能有效地阻止发生绝缘击穿时的绝缘击穿在厚度方向上的进行。
另外,通过本实施方式方法,能自动生产多个薄膜电容器元件12,由此,能有利地实现薄膜电容器元件12、以及薄膜电容器10的生产效率的提高。
此外,本实施方式方法中,第一保护膜24a和第二保护膜24b被巧妙地用作搬运构件,该搬运构件将第一及第二保护膜24a、24b和基本单元22的层叠体搬运至形成薄膜电容器元件12的场所。因此,能进一步高效且低成本地实现薄膜电容器元件12、以及薄膜电容器10的自动生产。
另外,在本实施方式方法中,在自动生产多个薄膜电容器元件12的中途,将构成薄膜电容器元件12的第一及第二保护膜24a、24b和基本单元22的层叠体加压压制、形成平板形状。由此,能有效地提高相互层叠的多个薄膜电容器元件12彼此的密合性、第一及第二保护膜24a、24b与基本单元22的密合性。
需要说明的是,通过将第一及第二保护膜24a、24b用作搬运构件的本实施方式方法,在制造多个薄膜电容器元件12时,不一定必须使用具有第一及第二送出辊46、48、基本单元移送装置50、加压压制装置52和两个切割刃具54、54的制造装置44。
接下来,图9中示出了具有本发明的结构的蓄电设备的其他实施方式、即全固态锂离子二次电池74的截面形态。由上述图9可知,本实施方式的全固态锂离子二次电池74(以下,简称为锂离子二次电池74)具有三个作为蓄电元件的电池元件76。而且构成为,在位于层叠体78(相互层叠这三个电池元件76、76、76而成)的宽度方向(图9的左右方向)两侧的两个侧面80a,80b上,分别设置作为外部电极的汇流条82a、82b。
更具体而言,如图10所示那样,构成本实施方式的锂离子二次电池74的各电池元件76具有:多层(此处为两层)正极集电体层84及多层(此处为两层)负极集电体层86、和多层(此处为三层)正极层88及多层(此处为三层)负极层90、和多层(此处为三层)固体电解质层92、和第一及第二保护膜94a、94b。
而且,此处,正极集电体层84由铝箔形成,另外,负极集电体层86由铜箔形成。需要说明的是,上述正极集电体层84和负极集电体层86的形成材料没有特别限制,可使用与以往相同的材料。即,正极集电体层84和负极集电体层86除了可使用铝、铜之外,还可使用钛、镍、铁等金属、或这些金属的合金等。
正极层88例如通过由LiCoO2的粉体或粒体等形成的正极活性物质(未图示)、和由乙炔黑的粉体或流体等形成的导电助剂、和由PVdF等形成的粘结剂构成。
负极层90例如通过由天然石墨(天然石墨)的粉体或粒体等形成的负极活性物质(未图示)、和由乙炔黑的粉体或流体等形成的导电助剂、和由PVdF等形成的粘结剂构成。
此处,固体电解质层92具有由第一固体电解质层部分96和第二固体电解质层部分98形成的多层结构,上述第一及第二固体电解质层部分96、98均由聚环氧乙烷的树脂薄膜形成。需要说明的是,第一及第二固体电解质层部分96、98不受聚环氧乙烷树脂薄膜的任何限制,可由一直以来形成锂离子二次电池74的固体电解质层92的有机或无机材料的薄膜构成。另外,第一固体电解质层部分96和第二固体电解质层98可以由分别不同的材料构成,没有任何限制,进而,固体电解质92也可形成为单层结构。
此处,第一保护膜94a和第二保护膜94b由聚环氧乙烷树脂薄膜构成。上述第一及第二保护膜94a、94b只要具有电绝缘性即可,其材质没有特别限制,但通常通过下述树脂制膜构成,该树脂制膜由与构成正极层88中、负极层90中的粘结剂的树脂材料、构成固体电解质层92的树脂材料相同的树脂材料形成。
而且,在电池元件76中,在第一保护膜94a与第二保护膜94b之间,一层一层地交替地配置两个正极集电体层84和两个负极集电体层86。另外,在相互相邻的正极集电体层84的负极集电体层86之间,隔着由第一及第二固体电解质层部分96、98形成的固体电解质层92,层叠有正极层88和负极层90。由此,电池元件76具有如下层叠结构,所述层叠结构如下形成:在将多个正极及负极集电体层84、86、和多个正极及负极层88、90、和多个固体电解质层92层叠而形成的基本单元77的两侧的端面上,分别进一步层叠第一保护膜94a和第二保护膜94b。由此可知,此处,由正极集电体层84和正极层88构成正极侧的内部电极膜,另一方面,由负极集电体层86和负极层90构成负极侧的内部电极膜。需要说明的是,在第一保护膜94a与第二保护膜94b之间层叠的正极及负极集电体层84、86、正极及负极层88、90、固体电解质层92的各自的层叠片数没有任何限制。
另外,在电池元件76中,第一保护膜94a和第二保护膜94b、和直接层叠于第一保护膜94a的正极集电体层84、和直接层叠于第二保护膜94b的负极集电体层86比其他正极及负极集电体层84、86、固体电解质层92增宽规定尺寸。而且,上述增宽的第一保护膜94a和正极集电体层84的宽度方向一侧(图10的右侧)的端部从位于电池元件76的宽度方向一侧的侧面100a向侧方突出,另一方面,增宽的第二保护膜94b和负极集电体层86的宽度方向另一侧(图10的左侧)的端部从位于电池元件76的宽度方向另一侧的侧面100b向侧方突出。
此外,对于电池元件76而言,在宽度方向两侧的侧面100a、100b上,分别粘着有电绝缘性的膜状绝缘体102a、102b。而且,被粘着于电子元件76的侧面100a的膜状绝缘体102a,被覆全部的上述侧面100a中的、除了向侧方突出的第一保护膜94a和正极集电体层84的各自的宽度方向一侧的侧面之外的部分。另外,被粘着于电子元件76的侧面100b的膜状绝缘体102b,被覆全部的上述侧面100b中的、除了向侧方突出的第二保护膜94b和负极集电体层86的各自的宽度方向另一侧的侧面之外的部分。由此,除了直接层叠于第一保护膜94a的正极集电体层84和直接层叠于第二保护膜94b的负极集电体层86以外的正极及负极集电体层84、86、和全部的正极及负极层88、90成为电绝缘状态。
而且,如图9所示那样,形成为如上所述的结构的三个电池元件76,在正极及负极集电体层84、86、正极及负极层88、90、固体电解质层92、和第一及第二保护膜94a、94b的层叠方向上相互层叠,构成层叠体78。
另外,在上述层叠体78中,宽度方向一方的侧面80a由膜状绝缘体102a、102a、102a(分别形成于三个电池元件76、76、76的侧面100a、100a、100a)的与各电池元件76侧相反的一侧的面、和从各电池元件76的各侧面100a突出的第一保护膜94a和正极集电体层84的侧面构成。另一方面,宽度方向另一方的侧面80b由膜状绝缘体102b、102b、102b(分别形成于三个电池元件76、76、76的侧面100b、100b、100b)的与各电池元件76侧相反的一侧的面、和从各电池元件76的各侧面100b突出的第二保护膜94b和负极集电体层86的侧面构成。
而且,在上述层叠体78的一方的侧面80a上,以与从上述侧面80a向侧方突出的三个电池元件76、76、76的正极集电体层84、84、84的侧面接触、与这三层正极集电体层84、84、84电连接的状态,粘着汇流条82a。另外,在层叠体78的另一方的侧面80b上,以与从上述侧面80b向侧方突出的三个电池元件76、76、76的负极集电体层86、86、86的侧面接触、与这三层负极集电体层86、86、86电连接的状态,粘着汇流条82b。换言之,以跨越相互层叠而相邻的三个电池元件76、76、76的一方的侧面100a、100a、100a的方式形成汇流条82a,另一方面,以跨越相互层叠而相邻的三个电池元件76、76、76的另一方的侧面100b、100b、100b的方式形成汇流条82b。
如此,本实施方式的锂离子二次电池74以将三个电池元件76相互层叠、并将它们电串联连接的状态形成。
而且,上述锂离子二次电池74例如可按照以下所示的工序制造。
即,首先,制作多个电池元件76。此时,准备具有相互相同的宽度的第一保护膜94a和第二保护膜94b。另外,另一方面,分别制作多个图11所示的第一层叠膜104、图12所示的第二层叠膜106、图13所示的第三及第四层叠膜108、110而进行准备。
需要说明的是,图11所示的第一层叠膜104具有如下结构:在具有与第一保护膜94a相同的宽度的正极集电体层84的一方的面上、依次层叠形成比其宽度窄的正极层88和第一固体电解质层部分96。
在制作上述第一层叠膜104时,例如,首先,使用与第一保护膜94a宽度相同的铝箔等金属箔,将其作为正极集电体层84。接下来,在正极集电体层84的一方的面上,通过已知的方法形成正极层88。然后,通过已知的方法在正极层88上形成第一固体电解质部分96。需要说明的是,正极集电体层84除了可由金属箔构成之外,还可由利用已知的蒸镀法、溅射法、CVD法形成的金属蒸镀膜、金属溅射膜、金属CVD膜构成。
另外,图12所示的第二层叠膜106具有如下结构:在具有与第二保护膜94b相同的宽度的负极集电体层86的一方的面上、依次层叠形成比其宽度窄的负极层88和第二固体电解质层部分98。
在制作上述第二层叠膜106时,例如,首先,使用与第二保护膜94b宽度相同的铜箔等金属箔,将其作为负极集电体层86。接下来,在负极集电体层84上,通过已知的方法形成负极层90。然后,在负极层90上,通过已知的方法形成第二固体电解质部分98。需要说明的是,负极集电体层86与正极集电体层84同样,除了可由金属箔构成之外,还可由利用已知的蒸镀法、溅射法、CVD法形成的金属蒸镀膜、金属溅射膜、金属CVD膜构成。
此外,图13所示的第三层叠膜108具有按照以下方式形成的结构:在与第一及第二保护膜94a、94b相比宽度窄了规定尺寸的正极集电体层84的两面上,分别层叠形成与其宽度相同的正极层88,并且,分别地,在这两层正极层88中的一方的正极层88上,层叠形成第一固体电解质部分96,另外,在它们中另一方的正极层88上,层叠形成第二固体电解质部分98。另外,第四层叠膜110具有按照以下方式形成的结构:在与第一及第二保护膜94a、94b相比宽度窄了规定尺寸的负极集电体层86的两面上,分别层叠形成与其宽度相同的负极层90,并且,分别地,在这两层负极层90中的一方的负极层90上,层叠形成第一固体电解质部分96,另外,在它们中另一方的负极层90上,层叠形成第二固体电解质部分98。上述第三层叠膜108、第四层叠膜110可利用与第一层叠膜104、第二层叠膜106的制作方法相同的方法制作。
而且,将第一及第二保护膜94a、94b以及第一~第四层叠膜104、106、108、110分别准备多个后,例如,首先将第一层叠膜104、第三层叠膜108、第四层叠膜110和第二层叠膜106依次层叠,得到基本单元77。然后,在上述基本单元77中的第一层叠膜104的与第三层叠膜108侧相反的一侧,层叠第一保护膜94a,另一方面,在第二层叠膜106的与第四层叠膜110侧相反的一侧,层叠第二保护膜94b。此时,以第一保护膜94a的端部和第一层叠膜104的正极集电体层84的端部从基本单元的侧面100a向侧方突出、且第二保护膜94b的端部和第二层叠膜106的负极集电体层86的端部从基本单元的侧面100b向侧方突出的方式,层叠配置第一及第二保护膜94a、94b和第一及第二层叠膜104、106。由此,得到第一及第二保护膜94a、94b和基本单元77的层叠体。
然后,以使第一及第二保护膜94a、94b和第一及第二层叠膜104、106的各侧面在侧方露出的方式,在如上所述地得到的第一及第二保护膜94a、94b和基本单元77的层叠体的两方的侧面100a、100b上,层叠形成膜状绝缘体102a、102b。上述膜状绝缘体102a、102b例如可通过以下方式形成:使用构成膜状绝缘体102a、102b的树脂材料的溶液,在侧面100a、100b上形成涂膜层,将其固化。如此,得到具有如图10所示的结构的电池元件76。而后,按照同样的方式,制作多个电池元件76。
接下来,使用制作的多个电池元件76中的三个,与图4所示的工序同样地,将三个电池元件76相互层叠,得到层叠体78。在如上所述地得到的层叠体78中,在相互相邻的电池元件76之间,以相互叠合的状态配置第一保护膜94a和第二保护膜94b,并且,在将上述第一及第二保护膜94a、94b夹在中间的两侧,配置正极集电体层84和负极集电体层86。
然后,如图9所示那样,在层叠体78的两个侧面80a、80b上,分别粘着由锌板等金属平板形成的汇流条82a、82b。此时,对于一方的汇流条82a而言,以与在层叠体78的一方的侧面80a上暴露于侧方的三个正极集电体层84、84、84的各端面接触的状态,通过粘接剂等粘着于三个膜状绝缘体102a、102a、102a。另外,对于另一方的汇流条82b而言,以与在层叠体78的另一方的侧面80b上暴露于侧方的三个负极集电体层86、86、86的各端面接触的状态,通过粘接剂等粘着于三个膜状绝缘体102b、102b、102b。由此,以跨越三个电池元件76、76、76的一方的侧面100a、100a、100a的方式形成一方的汇流条82a,另一方面,以跨越三个电池元件76、76、76的另一方的侧面100b、100b、100b的方式,形成另一方的汇流条82b。
如此,得到具有如图9所示的结构的目标锂离子二次电池74。需要说明的是,在得到容量不同的锂离子二次电池74的情况下,可适当变更电池元件76的层叠数,实施与上述同样的工序。
由以上说明可知,对于本实施方式的锂离子二次电池74而言,在对其进行制造时,可在不针对电池元件76中的第三层叠膜108、第四层叠膜110的层叠片数进行任何增减的情况下,仅通过增加或减少从预先形成的多个第三及第四层叠膜108、110的层叠片数相同的电池元件76中选择的电池元件76的数目,增减构成层叠体78的电池元件76的层叠数,即可调节容量。
因此,通过如上所述的本实施方式的锂离子二次电池74的结构,可在不需要制造设备的变更、新设的情况下,极其容易且高效地制作具有相互不同的容量的多种锂离子二次电池74。
而且,在上述锂离子二次电池74中,在相互相邻的电池元件76之间,第一及第二这2片保护膜24a、24b以相互叠合的状态被插入配置。因此,在相互层叠的多个电池元件76中的某一个的内部发生绝缘击穿时,上述绝缘击穿在重叠2片且足够厚的第一及第二保护膜24a、24b处停止,可防止绝缘击穿进行到其他的电池元件76。因此,可有效地确保更优异的使用耐久性。
另外,锂离子二次电池74例如也可通过用于薄膜电容器10的制造的具有图8所示的结构的制造装置44来制造。即,上述制造装置44也可作为制造锂离子二次电池74的装置使用。
即,在使用制造装置44时,首先,使用图11~图13所示的第一~第四层叠膜104、106、108、110,按照图10所示的顺序将它们相互层叠。由此,得到基本单元77,该基本单元77是多层正极及负极集电体层84、86和多层正极及负极层88、90和多层固体电解质层92按照图10所示的顺序相互层叠而形成的。而且,制作多个上述基本单元77。
然后,使用如上所述地得到的多个基本单元77、长形的带状的第一保护膜94a和第二保护膜94b、以及图8所示的制造装置44,按照与得到多个薄膜电容器元件12时同样的工序,连续地制造多个电池元件76。在该电池元件76的制造过程中,利用加压压制装置52对基本单元77(22)与第一及第二保护膜94a、94b(24a、24b)的叠合物11中的基本单元77(22)的存在部位进行加压压制,由此可有利地提高基本单元77(22)内的各层的密合性、基本单元77(22)与第一及第二保护膜94a、94b(24a、24b)之间的密合性。
而且,在利用层叠装置56将连续地制造的多个电池元件76中的三个层叠后,在各电池元件76的侧面80a、80b上形成膜状绝缘体102a、102b,得到层叠体78。然后,在该层叠体78的两个侧面100a、100b上,形成汇流条82a、82b。由此,得到目标锂离子二次电池74。
通过使用了上述制造装置44的锂离子二次电池74的制造方法,可更迅速且高效地制造目标锂离子二次电池74。
以上,详细说明了本发明的具体构成,但这仅为例示,本发明不受上述记载的任何限制。
例如,构成薄膜电容器10的全部的多个薄膜电容器元件12的金属化膜20的层叠片数不一定必须相互相同,上述多个薄膜电容器元件12中的至少一个与其他的薄膜电容器元件12相比,金属化膜20的层叠片数可以不同。另外,构成锂离子二次电池74的全部的多个电池元件76的第三及第四层叠膜108、110的层叠片数也不一定必须相互相同,上述多个电池元件76中的至少一个与其他的电池元件76相比,第三及第四层叠膜108、110的层叠片数可以不同。
因此,在制造薄膜电容器10时,或制造锂离子二次电池74时,在从预先准备的多个薄膜电容器元件12、电池元件76中选择任意的薄膜电容器元件12或电池元件76时,也可选择金属化膜20的层叠片数不同的多种薄膜电容器元件12、第三及第四层叠膜108、110的层叠片数不同的多种电池元件76。
另外,作为构成薄膜电容器10的多个薄膜电容器元件12,例如也可采用在基本单元(是交替层叠作为介电体膜的蒸镀聚合膜和金属蒸镀膜而形成的)的两侧端面上、进一步层叠第一及第二保护膜24a、24b而形成的结构的薄膜电容器元件,来代替在层叠金属化膜20而形成的基本单元22的两侧端面上、进一步层叠第一及第二保护膜24a、24b而形成的结构的薄膜电容器元件。
此外,薄膜电容器元件12即使具有层叠金属化膜20而形成的基本单元22,作为上述金属化膜20也可以使用在树脂膜26的两面上分别层叠形成金属蒸镀膜28而成的膜。
另外,也可针对多个薄膜电容器元件12的层叠体14,进一步外设与第一及第二保护膜24a、24b不同的保护膜,然后,在上述外设有保护膜的层叠体14的两个侧面上分别形成金属喷镀电极,构成薄膜电容器10。
另外,在制造构成锂离子二次电池74的电池元件76时,也可在不使用第一~第四层叠膜104、106、108、110的情况下,例如,在第一保护膜94a上,分别层叠各自适当数量的相互独立的结构的正极及负极集电体层84、86和正极及负极层88、90和固体电解质层92(第一及第二固体电解质层部分96、98),然后,进一步层叠第二保护膜94b,得到目标电池元件76。此外,电池元件76的固体电解质层92也可由蒸镀聚合膜构成。
此外,在上述实施方式中,示出了将本发明应用于薄膜电容器、锂离子二次电池、和它们的制造方法的具体例,但本发明当然也可有利地应用于薄膜电容器、锂离子二次电池以外的蓄电设备、例如利用锂、镁、钙、铁、锌等作为正极活性物质或负极活性物质、或作为电极的全固态二次电池、空气二次电池、以及它们的制造方法。
此外,虽未逐一列举,但本发明能以基于本领域技术人员的见识进行多种变更、修正、改良等的方式实施,另外,这样的实施方式只要不超出本发明的主旨,就均包含在本发明的范围内,这是不言而喻的。
附图标记说明
10薄膜电容器
11叠合物
12薄膜电容器元件
14,78层叠体
16a、16b,34a,34b,80a,80b,100a,100b侧面
18金属喷镀电极
20金属化膜
22,77基本单元
24a,94a第一保护膜
24b,94b第二保护膜
26树脂膜
28金属蒸镀膜
42喷镀喷嘴
44制造装置
46第一送出辊
48第二送出辊
50基本单元移送装置
52加压压制装置
54切割刃具
56层叠装置
74锂离子二次电池
76电池元件
82汇流条
84正极集电体层
86负极集电体层
88正极层
90负极层
92固体电解质层

Claims (17)

1.一种蓄电设备,其特征在于,其使用了蓄电元件,所述蓄电元件是在具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构的基本单元的层叠方向两侧的面上、分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而形成的,多个所述蓄电元件相互层叠,并且,在所述多个蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式形成有外部电极。
2.如权利要求1所述的蓄电设备,其为薄膜电容器、全固态二次电池及空气二次电池中的任一种。
3.如权利要求1或2所述的蓄电设备,其中,所述内部电极膜的至少一部分由金属蒸镀膜、金属溅射膜及金属CVD膜中的任一种构成。
4.一种蓄电设备的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
准备蓄电元件的工序,所述蓄电元件使用具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构的基本单元,是在所述基本单元的层叠方向两侧的面上分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的,
从多个准备的所述蓄电元件中选择至少两个蓄电元件的工序,
相互层叠选择的所述至少两个蓄电元件,形成所述蓄电元件的层叠体的工序,和
在所述蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式形成外部电极的工序。
5.如权利要求4所述的蓄电设备的制造方法,在所述蓄电元件的准备工序中,使第一带状体沿其长度方向连续行进,所述第一带状体提供分别层叠于所述基本单元的层叠方向两侧的面的所述保护膜中的一方保护膜,并且,以将所述基本单元的层叠方向一侧的面叠合于所述第一带状体上的方式、且以在所述第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式,分别载置多个所述基本单元,另一方面,以覆盖被载置于所述第一带状体上的所述基本单元的方式,将提供所述保护膜中的另一方保护膜的第二带状体叠合于所述第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,在将所述多个基本单元分别保持在所述第一带状体与第二带状体之间的状态下,连续地搬运所述多个基本单元,并且,在将所述基本单元夹在中间的所述第一带状体及第二带状体的行进方向的上游侧位置和下游侧位置,分别切割叠合于所述基本单元的所述第一带状体和所述第二带状体,由此,连续地形成多个所述蓄电元件。
6.如权利要求5所述的蓄电设备的制造方法,其中,在连续地搬运将所述第一带状体和所述第二带状体叠合于所述基本单元而形成的叠合物的过程中,在切割所述第一带状体及第二带状体之前,对所述叠合物进行加压压制。
7.一种蓄电设备的制造装置,其特征在于,其包括以下机构:
蓄电元件形成机构,其形成多个蓄电元件,所述蓄电元件使用具有交替层叠至少一层蓄电体膜和多层内部电极膜而形成的结构的基本单元,是在所述基本单元的层叠方向两侧的面上,分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的,
层叠体形成机构,将形成的所述多个蓄电元件中的至少两个蓄电元件相互层叠,形成所述蓄电元件的层叠体,和
外部电极形成机构,在所述蓄电元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的蓄电元件的各个侧面的方式,形成外部电极。
8.如权利要求7所述的蓄电设备的制造装置,其中,所述蓄电元件形成机构以包括以下机构的方式构成:
(a)第一行进机构,使第一带状体沿其长度方向连续行进,所述第一带状体提供分别层叠于所述基本单元的层叠方向两侧的面的所述保护膜中的一方保护膜,
(b)载置机构,将多个所述基本单元,以在所述第一带状体上叠合所述基本单元的层叠方向一侧的面的方式、并且以在所述第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式,分别载置在所述第一带状体上,
(c)第二行进机构,将提供所述保护膜中的另一方保护膜的第二带状体,以覆盖被载置于所述第一带状体上的所述基本单元的方式叠合于所述第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,以用所述第一带状体和所述第二带状体夹持多个所述基本单元而成的叠合物的形式,沿所述第一带状体和所述第二带状体的行进方向搬运多个所述基本单元,和
(d)切割机构,切割位于所述叠合物的所述基本单元的相邻单元之间的所述第一带状体和所述第二带状体,分离成单个的蓄电元件。
9.如权利要求8所述的蓄电设备的制造装置,其中,所述蓄电元件形成机构中进一步设置有加压压制机构,所述加压压制机构被配置于比所述切割机构更靠所述第一带状体和所述第二带状体的行进方向的上游侧,对所述叠合物进行加压压制。
10.一种薄膜电容器,其特征在于,其使用了多个薄膜电容器元件,所述薄膜电容器元件是在具有交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的结构的基本单元的层叠方向两侧的面上、分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而形成的,多个所述薄膜电容器元件相互层叠,并且,在这些多个薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的薄膜电容器元件的各个侧面的方式,形成有金属喷镀电极。
11.如权利要求10所述的薄膜电容器,其中,在所述多个薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别设置有向外侧开口、将所述金属蒸镀膜的一部分暴露于外部的缝隙,并且,以使所述金属喷镀电极的一部分侵入到所述缝隙内的状态,在所述对应的侧面上分别形成有所述金属喷镀电极,而且,将侵入被设置于所述对应的侧面中的一方侧面的所述缝隙内的所述金属喷镀电极部分作为第一连接部,所述第一连接部连接通过所述缝隙而暴露于外部的所述金属蒸镀膜的暴露部分和形成于所述一方侧面的所述金属喷镀电极,另一方面,将侵入被设置于所述对应的侧面中的另一方侧面的所述缝隙内的所述金属喷镀电极部分作为第二连接部,所述第二连接部连接通过所述缝隙而暴露于外部的所述金属蒸镀膜的暴露部分和形成于所述另一方侧面的所述金属喷镀电极,进而,以在所述层叠体的层叠方向上交替放置的方式配置所述第一连接部和第二连接部。
12.一种薄膜电容器的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
准备薄膜电容器元件的工序,所述薄膜电容器元件使用具有交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的结构的基本单元,是在所述基本单元的层叠方向两侧的面上分别进一步叠合电绝缘性的保护膜而构成的,
从多个所述准备的薄膜电容器元件中选择至少两个的工序,
相互层叠所述选择的至少两个薄膜电容器元件,形成所述薄膜电容器元件的层叠体的工序,和
在所述薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的所述薄膜电容器元件的各个侧面的方式,形成金属喷镀电极的工序。
13.如权利要求12所述的薄膜电容器的制造方法,其中,在所述薄膜电容器元件的准备工序中,使第一带状体沿其长度方向连续行进,所述第一带状体提供分别层叠于所述基本单元的层叠方向两侧的面的所述保护膜中的一方保护膜,并且,将多个所述基本单元,以将所述基本单元的层叠方向一侧的面叠合于所述第一带状体上的方式、且以在所述第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式分别载置,另一方面,将提供所述保护膜中的另一方的第二带状体,以覆盖被载置于所述第一带状体上的所述基本单元的方式叠合于所述第一带状体,并使所述第二带状体沿其长度方向连续行进,由此,以将所述多个基本单元保持在所述第一带状体与第二带状体之间的状态,连续地搬运所述多个基本单元,并且,在将所述基本单元夹在中间的所述第一带状体及第二带状体的行进方向的上游侧位置和下游侧位置,分别切割叠合于所述基本单元的所述第一带状体和所述第二带状体,由此,连续地形成多个所述薄膜电容器元件。
14.如权利要求13所述的薄膜电容器的制造方法,其中,在连续地搬运将所述第一带状体和所述第二带状体叠合于所述基本单元而形成的叠合物的过程中,在切割所述第一带状体及第二带状体之前,对所述叠合物进行加压压制。
15.一种薄膜电容器的制造装置,其特征在于,其包括以下机构:
薄膜电容器元件形成机构,其形成多个薄膜电容器元件,所述薄膜电容器元件是在具有交替层叠至少一层介电体膜和多层金属蒸镀膜而形成的结构的基本单元的层叠方向两侧的面上,分别进一步层叠电绝缘性的保护膜而构成的,
层叠体形成机构,将多个所述形成的薄膜电容器元件中的至少两个相互层叠,形成所述薄膜电容器元件的层叠体,和
金属喷镀电极形成机构,在所述薄膜电容器元件的层叠体的对应的侧面上,分别以跨越相互相邻的薄膜电容器元件的各个侧面的方式,形成金属喷镀电极。
16.如权利要求15所述的薄膜电容器的制造装置,其中,所述薄膜电容器元件形成机构以包括以下机构的方式构成:
(a)第一行进机构,使第一带状体沿其长度方向连续行进,所述第一带状体提供分别层叠于所述基本单元的层叠方向两侧的面的所述保护膜中的一方保护膜,
(b)载置机构,将多个所述基本单元,以将所述基本单元的层叠方向一侧的面叠合于所述第一带状体上的方式、且以在所述第一带状体的行进方向上相互隔开规定间隔地放置的方式,分别载置在所述第一带状体上,
(c)第二行进机构,以将提供所述保护膜中的另一方的第二带状体叠合于所述第一带状体使其覆盖被载置于所述第一带状体上的所述基本单元的方式,使所述第二带状体连续行进,由此,以用所述第一带状体和所述第二带状体夹持多个所述基本单元而成的叠合物的形式,沿所述第一带状体和所述第二带状体的行进方向搬运多个所述基本单元,和
(d)切割机构,切割位于所述叠合物的所述基本单元的相邻单元之间的所述第一带状体和所述第二带状体,分离成单个的薄膜电容器元件。
17.如权利要求16所述的薄膜电容器的制造装置,其中,所述薄膜电容器元件形成机构中进一步设置有加压压制机构,所述加压压制机构被配置于比所述切割机构更靠所述第一带状体和所述第二带状体的行进方向的上游侧,对所述叠合物进行加压压制。
CN201380076187.7A 2013-05-01 2013-05-01 蓄电设备及其制造方法以及制造装置 Pending CN105164773A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/062722 WO2014178133A1 (ja) 2013-05-01 2013-05-01 蓄電デバイス及びその製造方法並びに製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105164773A true CN105164773A (zh) 2015-12-16

Family

ID=51843284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380076187.7A Pending CN105164773A (zh) 2013-05-01 2013-05-01 蓄电设备及其制造方法以及制造装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160049258A1 (zh)
JP (1) JP6192716B2 (zh)
CN (1) CN105164773A (zh)
DE (1) DE112013007016T5 (zh)
WO (1) WO2014178133A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110809830A (zh) * 2017-06-29 2020-02-18 I-Ten公司 用于电子元件和电池的封装系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016100550A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 小島プレス工業株式会社 フィルムコンデンサ
TWI621143B (zh) * 2016-08-10 2018-04-11 鈺邦科技股份有限公司 薄膜電容器及其製作方法
US10523109B2 (en) * 2018-01-15 2019-12-31 Ford Global Technologies, Llc Vehicle capacitor assembly
JP7331799B2 (ja) * 2020-07-20 2023-08-23 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787163B2 (ja) * 1988-03-07 1995-09-20 ニチコン株式会社 チップ形フイルムコンデンサの製造方法
JP2005217238A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Shizuki Electric Co Inc 積層形フィルムコンデンサ
JP2007129128A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサの製造方法
CN101996767A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 小岛压力加工工业株式会社 薄膜电容器及其制造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS629613A (ja) * 1985-07-08 1987-01-17 松下電器産業株式会社 プラスチツクフイルムコンデンサの製造方法
DE3629837A1 (de) * 1986-09-02 1988-03-03 Siemens Ag Elektrischer kondensator aus einem verfestigten wickel oder verfestigten stapel von aneinander geschichteten metallisierten kunststofflagen und verfahren zu seiner herstellung
JPS6417419A (en) * 1987-07-13 1989-01-20 Nissei Electric Manufacture of laminated film capacitor
JPH0821514B2 (ja) * 1988-03-02 1996-03-04 ニチコン株式会社 チップ形フイルムコンデンサの製造方法
JPH0547601A (ja) * 1991-05-22 1993-02-26 Rubikon Denshi Kk フイルタ素子及びその製造方法
JPH05234810A (ja) * 1992-02-18 1993-09-10 Marcon Electron Co Ltd 積層フィルムコンデンサ
JPH08102427A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd フィルムコンデンサ
JPH10335181A (ja) * 1997-06-02 1998-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサ
JP5637764B2 (ja) * 2009-08-10 2014-12-10 小島プレス工業株式会社 フィルムコンデンサ
JP5641810B2 (ja) * 2010-02-03 2014-12-17 小島プレス工業株式会社 フィルムコンデンサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0787163B2 (ja) * 1988-03-07 1995-09-20 ニチコン株式会社 チップ形フイルムコンデンサの製造方法
JP2005217238A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Shizuki Electric Co Inc 積層形フィルムコンデンサ
JP2007129128A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサの製造方法
CN101996767A (zh) * 2009-08-10 2011-03-30 小岛压力加工工业株式会社 薄膜电容器及其制造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110809830A (zh) * 2017-06-29 2020-02-18 I-Ten公司 用于电子元件和电池的封装系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014178133A1 (ja) 2014-11-06
JPWO2014178133A1 (ja) 2017-02-23
JP6192716B2 (ja) 2017-09-06
DE112013007016T5 (de) 2016-01-14
US20160049258A1 (en) 2016-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101440973B1 (ko) 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스
EP2534713B1 (en) Thin electrochemical cell
US10693176B2 (en) Hybrid cell design of alternatively stacked or wound lithium ion battery and capacitor electrodes
TWI616017B (zh) 用於製造較厚電極之多層電池電極設計
JP6249493B2 (ja) 非水電解液二次電池
KR102241199B1 (ko) 절첩된 전극 및 분리막을 갖는 전기화학 전지, 이를 포함하는 배터리, 및 이들의 제조 방법
EP2973831B1 (en) Electrochemical cell including a folded electrode, components thereof, battery including the electrochemical cell, and method of forming same
CN105164773A (zh) 蓄电设备及其制造方法以及制造装置
KR101744208B1 (ko) 적층형 이차 전지
KR101385732B1 (ko) 전장의 길이가 동일하고 전폭의 길이가 상이한 전극 유닛들로 이루어진 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스
JP6136026B2 (ja) 全幅の長さが同一で、全長の長さが相違する電極ユニットからなる電極組立体、これを含む電池セル、及びデバイス
JPH07240208A (ja) 電気化学的多層アッセンブリの製造方法
CN111095645A (zh) 多层电极膜的组合物和方法
CN108352494B (zh) 蓄电装置用电极板以及蓄电装置
US20200280104A1 (en) Anode Subassemblies for Lithium-Metal Batteries, Lithium-Metal Batteries Made Therewith, and Related Methods
KR20140113319A (ko) 전극 조립체, 이를 포함하는 전지셀 및 디바이스
CN107210453A (zh) 固态电池的设计
KR20150134660A (ko) 계단 구조의 복합 전극 조립체
JP7108052B2 (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
JP2023003069A (ja) 電池用電極製造装置及び電池用電極製造方法
KR20110037998A (ko) 출력 특성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20190142265A (ko) 플렉서블 배터리 및 플렉서블 배터리의 패턴 형성방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151216

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication