CN107251181A - 双电层电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄型的双电层电容器。双电层电容器(1)具备正极(12)、负极(11)、以及电解质。正极(12)具有正极侧集电极(12a)和正极侧极化性电极(12b)。正极侧极化性电极(12b)设置在正极侧集电极(12a)上。负极(11)具有负极侧集电极(11a)和负极侧极化性电极(11b)。负极侧极化性电极(11b)设置在负极侧集电极(11a)上。负极(11)与正极(12)对置。电解质介于正极(12)与负极(11)之间。隔离件(13)设置在相邻的正极侧极化性电极(12b)与负极侧极化性电极(11b)之间。隔离件(13)为平板状。在正极(12)以及负极(11)中的在厚度方向上位于最外侧的电极的集电极的外侧表面上，未设置极化性电极。

Description

双电层电容器
技术领域
本发明涉及双电层电容器。
背景技术
以往，电容器广泛用于例如便携式电话机等各种电子设备。作为电容器，已知双电层电容器(Electric double-layer capacitor：EDLC)。双电层电容器与二次电池不同，在充放电时并不伴随化学反应，因此具有如下优点，即，具有长的产品寿命，能够用大电流在短时间内进行充放电等。因此尝试将双电层电容器应用于要求长的产品寿命的用途、需要大电流的用途等。
例如，在专利文献1记载了双电层电容器的一个例子。在专利文献1记载的双电层电容器中，隔离件设置为覆盖负极，由此负极和正极被隔离。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-63789号公报
发明内容
发明要解决的课题
对于双电层电容器，存在想要薄型化的要求。
本发明的主要的目的在于，提供一种薄型的双电层电容器。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的双电层电容器具备正极、负极、电解质和隔离件。正极具有正极侧集电极和正极侧极化性电极。正极侧极化性电极设置在正极侧集电极上。负极具有负极侧集电极和负极侧极化性电极。负极侧极化性电极设置在负极侧集电极上。负极与正极对置。电解质介于正极与负极之间。隔离件设置在相邻的正极侧极化性电极与负极侧极化性电极之间。隔离件为平板状。在正极以及负极中的在厚度方向上位于最外侧的电极的集电极的外侧表面上，未设置极化性电极。通过像本发明涉及的双电层电容器那样，使隔离件为平板状，在正极以及负极中的在厚度方向上位于最外侧的电极的集电极的外侧表面上，未设置极化性电极，从而能将双电层电容器薄型化。
优选地，在本发明涉及的双电层电容器中，隔离件大于正极以及负极中的每一个，双电层电容器还具备对隔着正极或负极相邻的隔离件的周缘部彼此进行粘接的粘接层。
优选地，在本发明涉及的双电层电容器中，正极以及负极的至少一方具有与正极以及负极的另一方对置的对置部和比对置部更位于外侧的外侧部，双电层电容器还具备对外侧部和隔离件的周缘部进行粘接的粘接层。
优选地，在本发明涉及的双电层电容器中，粘接层和正极与负极对置的对置部分开设置。在该情况下，在俯视下，为了形成粘接层而涂敷的粘接层难以到达隔离件的位于正极与负极对置的对置部上的部分，从而该部分的小孔难以被堵塞。因此，能够抑制双电层电容器的静电电容降低。
优选地，在本发明涉及的双电层电容器中，在俯视下，隔离件的位于粘接层与对置部之间的部分的至少一部分中的空穴率比隔离件的位于对置部上的部分中的空穴率低。在该情况下，在俯视下，为了形成粘接层而涂敷的粘接层难以到达隔离件的位于正极与负极对置的对置部上的部分，从而该部分的小孔难以被堵塞。因此，能够抑制双电层电容器的静电电容降低。
优选地，在本发明涉及的双电层电容器中，在俯视下，隔离件的位于粘接层与对置部之间的部分比隔离件的位于对置部上的部分薄。在该情况下，在俯视下，为了形成粘接层而涂敷的粘接层难以到达隔离件的位于正极与负极对置的对置部上的部分，从而该部分的小孔难以被堵塞。因此，能够抑制双电层电容器的静电电容降低。
在本发明涉及的双电层电容器中，正极可以具有：正极对置部，与负极对置；正极端子部，与正极对置部连接，并在一个方向上从正极对置部向外侧延伸；以及正极外侧部，与正极对置部连接，并在一个方向上向与正极端子部相反侧延伸。负极可以具有：负极对置部，与正极对置；负极端子部，与负极对置部连接，并在一个方向上向与正极端子部相同的方向延伸；以及负极外侧部，与负极端子部连接，并在一个方向上向与负极端子部相反侧延伸。在该情况下，优选地，在俯视下，正极端子部和负极端子部设置为不重叠，并且正极外侧部和负极外侧部设置为不重叠，正极端子部、负极端子部、正极外侧部以及负极外侧部分别与粘接层粘接。在该情况下，能够进一步提高隔离件、正极以及负极的层叠体的粘接强度。
发明效果
根据本发明，能够提供一种薄型的双电层电容器。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式涉及的双电层电容器的示意性剖视图。
图2是本发明的一个实施方式涉及的双电层电容器的示意性俯视图。
图3是本发明的一个实施方式中的负极的示意性俯视图。
图4是本发明的一个实施方式中的正极的示意性俯视图。
具体实施方式
以下，对实施本发明的优选的方式的一个例子进行说明。但是，下述的实施方式仅是例示。本发明丝毫不限定于下述的实施方式。
在实施方式等中参照的附图是示意性地记载的图。在附图中描绘的物体的尺寸的比率等有时与现实的物体的尺寸的比率等不同。在附图相互之间，有时物体的尺寸比率等也不同。具体的物体的尺寸比率等要参考以下的说明来进行判断。
图1是本实施方式涉及的双电层电容器的示意性剖视图。图2是本实施方式涉及的双电层电容器的示意性俯视图。另外，在图2中省略了外部包装体10的图示。
如图1所示，双电层电容器1具有负极11、正极12、隔离件13、粘接层14、以及外部包装体10。
负极11与正极12隔着隔离件13对置。具体地，多个负极11与多个正极12隔着隔离件13交替地层叠。各负极11通过未图示的负极侧布线件电连接，并引出到外部包装体10外。各正极12通过未图示的正极侧布线件电连接，并引出到外部包装体10外。
(负极11)
负极11具备负极侧集电极11a。负极侧集电极11a例如能够由铝箔等构成。负极侧集电极11a的厚度例如能够设为10μm～30μm左右。
在负极侧集电极11a上设置有负极侧极化性电极11b。具体地，在正极12以及负极11中的在厚度方向(层叠方向)上位于最外侧的负极侧集电极11a中，仅在内侧主面上设置有负极侧极化性电极11b，在外侧主面上未设置负极侧极化性电极11b。在除此以外的负极11中，负极侧极化性电极11b设置在负极侧集电极11a的两个主面上。即，仅在负极侧集电极11a的主面中的与正极12对置的主面上设置有负极侧极化性电极11b。负极侧极化性电极11b的厚度例如能够设为10μm～30μm左右。
如图1以及图3所示，负极11具有负极对置部11A、负极端子部11B、以及负极外侧部11C。负极对置部11A与正极12对置。负极端子部11B与负极对置部11A连接。具体地，在本实施方式中，负极端子部11B从负极对置部11A中的相对于x轴方向垂直的y轴方向上的y1侧的部分向x1侧延伸。负极外侧部11C与负极对置部11A连接。负极外侧部11C从负极对置部11A向x轴方向上的x2侧延伸。具体地，在本实施方式中，负极外侧部11C从负极对置部11A中的y轴方向上的y2侧的部分向x2侧延伸。负极侧极化性电极11b仅设置在负极对置部11A，未设置在负极端子部11B、负极外侧部11C。负极端子部11B以及负极外侧部11C由负极侧集电极11a构成。
(正极12)
正极12具备正极侧集电极12a。正极侧集电极12a例如能够由铝箔等构成。正极侧集电极12a的厚度例如能够设为10μm～30μm左右。
在正极侧集电极12a上设置有正极侧极化性电极12b。具体地，在正极12以及负极11中的在厚度方向(层叠方向)上位于最外侧的正极侧集电极12a中，仅在内侧主面上设置有正极侧极化性电极12b，在外侧主面上未设置正极侧极化性电极12b。在除此以外的正极12中，正极侧极化性电极12b设置在正极侧集电极12a的两个主面上。即，仅在正极侧集电极12a的主面中的与负极11对置的主面上设置有正极侧极化性电极12b。正极侧极化性电极12b的厚度例如能够设为10μm～30μm左右。
如图1以及图4所示，正极12具有正极对置部12A、正极端子部12B、以及正极外侧部12C。正极对置部12A与负极11对置。正极端子部12B与正极对置部12A连接。具体地，在本实施方式中，正极端子部12B从正极对置部12A中的y轴方向上的y2侧的部分向x1侧延伸。正极外侧部12C与正极对置部12A连接。正极外侧部12C从正极对置部12A向x轴方向上的x2侧延伸。具体地，在本实施方式中，正极外侧部12C从正极对置部12A中的y轴方向上的y1侧的部分向x2侧延伸。正极侧极化性电极12b仅设置在正极对置部12A，未设置在正极端子部12B、正极外侧部12C。正极端子部12B以及正极外侧部12C由正极侧集电极12a构成。
(隔离件13)
隔离件13设置在相邻的负极11与正极12之间。隔离件13是比负极11以及正极12大的平板状。负极11和正极12被该隔离件13隔离。隔离件13例如能够由具有多个连续气泡的多孔质片构成。
(外部包装体10)
负极11、正极12、以及隔离件13容纳在外部包装体10内。负极11和正极12分别与设置在外部包装体10的外部的负极用引出端子(未图示)和正极用引出端子(未图示)连接。外部包装体10例如能够由两面被树脂层覆盖的铝制层压件等构成。
(电解质)
在外部包装体10内填充有电解质。因此，电解质介于负极11与正极12之间。具体地，电解质介于负极11的负极侧极化性电极11b与正极12的正极侧极化性电极12b之间。
电解质包含阳离子、阴离子、以及溶剂。作为优选使用的阳离子，例如可举出四乙胺盐等。作为优选使用的阴离子，例如可举出四氟硼酸离子(BF4-)、双(三氟甲基磺酰)酰亚胺((CF3SO2)2N-)等。作为优选使用的溶剂，可举出碳酸丙二酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯等碳酸酯化合物、腈化合物、水等水类溶剂等。
电解质例如可以是由交联性的凝胶电解质或咪唑化合物构成的离子液体。
(粘接层14)
如图1以及图2所示，设置有对隔着负极11或正极12在厚度方向上相邻的隔离件13的周缘部彼此进行粘接的粘接层14。另外，在本发明中，粘接层也可以对负极或正极的外侧部和隔离件进行粘接。
粘接层14在x轴方向上设置在对置部11A、12A的外侧。粘接层14在x轴方向上与对置部11A、12A分开设置。通过这样，从而能够有效地抑制用于形成粘接层14的粘接剂侵入到隔离件13内而使隔离件13中的位于对置部11A与对置部12A之间的部分的空穴被粘接剂所填满。因此，能够抑制双电层电容器1的静电电容降低。
从有效地抑制用于形成粘接层14的粘接剂侵入到隔离件13内而使隔离件13中的位于对置部11A与对置部12A之间的部分的空穴被粘接剂所填满的观点出发，优选在俯视下隔离件13的位于粘接层14与对置部11A、12A之间的部分的至少一部分中的空穴率比隔离件13中的位于对置部11A、12A上的部分中的空穴率低。优选在俯视下隔离件13的位于粘接层14与对置部11A、12A之间的部分的至少一部分中的空穴率实质上为零。从同样的观点出发，优选隔离件13的位于粘接层14与对置部11A、12A之间的部分比隔离件13中的位于对置部11A、12A上的部分薄。在这些情况下，涂敷在隔离件13上的粘接剂难以经由隔离件13的位于粘接层14与对置部11A、12A之间的部分到达隔离件13中的位于对置部11A、12A上的部分。因此，在本实施方式中，在设置有粘接层14的区域设置有端子部11B、12B以及外侧部11C、12C。端子部11B、12B以及外侧部11C、12C不是多孔质体，因此与粘接层14的粘接强度高。因此，能够有效地抑制各构件的剥离。
从更有效地抑制各构件的剥离的观点出发，更优选地，在俯视下，正极端子部12B和负极端子部11B设置为不重叠，并且正极外侧部12C和负极外侧部11C设置为不重叠，且正极端子部12B、负极端子部11B、正极外侧部12C以及负极外侧部11C分别与粘接层14粘接。
可是，在像专利文献1记载的双电层电容器那样使用折弯型的隔离件的情况下，由于隔离件具有的弹性，双电层电容器容易变厚。相对于此，在本实施方式涉及的双电层电容器1中，采用了平板状的隔离件13。除此以外，在正极12以及负极11中的在厚度方向上位于最外侧的电极的集电极11a、12a的外侧表面上，未设置极化性电极11b、12b。因此，能够实现薄型的双电层电容器1。
附图标记说明
1：双电层电容器；
10：外部包装体；
11：负极；
11a：负极侧集电极；
11b：负极侧极化性电极；
11A：负极对置部；
11B：负极端子部；
11C：负极外侧部；
12：正极；
12a：正极侧集电极；
12b：正极侧极化性电极；
12A：正极对置部；
12B：正极端子部；
12C：正极外侧部；
13：隔离件；
14：粘接层。

Claims (7)

1.一种双电层电容器，具备：
正极，具有正极侧集电极和设置在所述正极侧集电极上的正极侧极化性电极；
负极，具有负极侧集电极和设置在所述负极侧集电极上的负极侧极化性电极，并与所述正极对置；
电解质，介于所述正极与所述负极之间；以及
隔离件，设置在相邻的所述正极侧极化性电极与所述负极侧极化性电极之间，为平板状，
在所述正极以及所述负极中的在厚度方向上位于最外侧的电极的集电极的外侧表面上，未设置极化性电极。
2.根据权利要求1所述的双电层电容器，其中，
所述隔离件大于所述正极以及所述负极中的每一个，
所述双电层电容器还具备对隔着所述正极或所述负极相邻的所述隔离件的周缘部彼此进行粘接的粘接层。
3.根据权利要求1或2所述的双电层电容器，其中，
所述正极以及负极的至少一方具有与所述正极以及负极的另一方对置的对置部和比所述对置部更位于外侧的外侧部，
所述双电层电容器还具备对所述外侧部和所述隔离件的周缘部进行粘接的粘接层。
4.根据权利要求2或3所述的双电层电容器，其中，
所述粘接层和所述正极与所述负极对置的对置部分开设置。
5.根据权利要求2～4中的任一项所述的双电层电容器，其中，
在俯视下，所述隔离件的位于所述粘接层与所述对置部之间的部分的至少一部分中的空穴率比所述隔离件的位于所述对置部上的部分中的空穴率低。
6.根据权利要求2～5中的任一项所述的双电层电容器，其中，
在俯视下，所述隔离件的位于所述粘接层与所述对置部之间的部分比所述隔离件的位于所述对置部上的部分薄。
7.根据权利要求2～6中的任一项所述的双电层电容器，其中，
所述正极具有：
正极对置部，与所述负极对置；
正极端子部，与所述正极对置部连接，并在一个方向上从所述正极对置部向外侧延伸；以及
正极外侧部，与所述正极对置部连接，并在所述一个方向上向与所述正极端子部相反侧延伸，
所述负极具有：
负极对置部，与所述正极对置；
负极端子部，与所述负极对置部连接，并在所述一个方向上向与所述正极端子部相同的方向延伸；以及
负极外侧部，与所述负极端子部连接，并在所述一个方向上向与所述负极端子部相反侧延伸，
在俯视下，所述正极端子部和所述负极端子部设置为不重叠，并且所述正极外侧部和所述负极外侧部设置为不重叠，所述正极端子部、所述负极端子部、所述正极外侧部以及所述负极外侧部分别与所述粘接层粘接。
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