CN108780869A - 蓄电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种薄型且小型的蓄电设备。分隔件(33)包含第1端部(33e1)和第2端部(33e2)。第1端部(33e1)在俯视时位于比正极(31)及负极(32)各自相对的一对边的其中一侧边更外侧的位置。第2端部(33e2)在俯视时位于比正极(31)及负极(32)各自相对的一对边的其中另一侧边更外侧的位置。第1端部(33e1)的至少前端部和第2端部(33e2)的至少前端部，分别向层叠方向T的一侧弯曲。

Description

蓄电设备
技术领域
本发明涉及一种蓄电设备。
背景技术
以往，作为各种电子设备的电源使用蓄电设备。例如，专利文献1中记载了具有将正极、分隔件以及负极进行层叠后的电极层叠体的蓄电设备。专利文献1中所记载的蓄电设备中，正极设置得比负极要小，分隔件设置得比负极要大，以使得正极和负极不发生短路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2015－146252号公报
发明内容
发明所要解决的问题
近年来，随着电子设备小型化的推进，对于蓄电设备薄型化·小型化的要求在日益提高。
本发明的主要目的在于提供一种薄型且小型的蓄电设备。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的蓄电设备包括壳体、电极层叠体，和电解质。电极层叠体配置于壳体内。电极层叠体具有：正极，该正极具有相对的一对边；负极，该负极具有相对的一对边；以及分隔件。负极与正极相对。电解质浸渍于分隔件中。分隔件配置于正极与负极之间。在俯视时分隔件包含第1端部和第2端部。在俯视时第1端部位于比正极及负极各自相对的一对边的一侧边更外侧的位置。在俯视时第2端部位于比正极及负极各自相对的一对边的另一侧边更外侧的位置。第1端部的至少前端部和第2端部的至少前端部分别向层叠方向的一侧弯曲。
本发明所涉及的蓄电设备中，第1端部的至少前端部和第2端部的至少前端部分别向层叠方向的一侧弯曲。因此，本发明所涉及的蓄电设备相比于第1及第2端部平坦的情况，其在俯视时是小型的(是小面积)。另外，本发明所涉及的蓄电设备相比于例如第1端部的至少前端部向层叠方向的一侧弯曲，而第2端部的至少前端部向层叠方向的另一侧弯曲的情况也是薄型的。
本发明所涉及的蓄电设备中，优选为还包括胶带，该胶带保持第1端部的至少前端部和第2端部的至少前端部，以使得第1端部的至少前端部和第2端部的至少前端部分别处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
本发明所涉及的蓄电设备中的胶带也可包含：第1胶带，该第1胶带经由沿着电极层叠体的一侧边的一侧侧面，横跨设置于电极层叠体的第1主面和第2主面，保持第1端部的至少前端部，以使得第1端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态；以及第2胶带，该第2胶带经由沿着电极层叠体的另一侧边的另一侧侧面，横跨设置于电极层叠体的第1主面和第2主面，保持第2端部的至少前端部，以使得第2端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
本发明所涉及的蓄电设备中，第1胶带和第2胶带也可在电极层叠体的第2主面上相连接。
本发明所涉及的蓄电设备中，胶带也可卷绕电极层叠体。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，电极层叠体由将正极和负极经由分隔件进行多次层叠所得到的层叠体所构成，在层叠方向上相邻第1端部彼此相接触，并且相邻第2端部彼此相接触。
本发明所涉及的蓄电设备中也可为，在层叠方向上相邻的第1端部彼此相接合，以使得第1端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态，在层叠方向上相邻的第2端部彼此相接合，以使得第2端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
本发明所涉及的蓄电设备中也可为，分隔件的第1端部和第2端部位于第1主面上的部分比电极层叠体的其它部分更向层叠方向上突出。
本发明所涉及的蓄电设备也还可在电极层叠体的第1主面上的其它部分包括与壳体相粘接的粘接层。
本发明所涉及的蓄电设备中也可为，胶带由双面粘结胶带所构成，胶带与电极层叠体和壳体两者相粘接。
发明效果
根据本发明，能够提供一种薄型且小型的蓄电设备。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的蓄电设备的示意立体图。
图2是第一实施方式所涉及的蓄电设备的示意俯视图。
图3是沿图1的线III－III的示意剖视图。
图4是第二实施方式所涉及的蓄电设备的示意剖视图。
图5是第三实施方式所涉及的蓄电设备的示意剖视图。
图6是第一实施方式的变形例所涉及的蓄电设备的示意剖视图。
具体实施方式
以下，针对实施本发明的优选方式的一个示例进行说明。但是，下述的实施方式仅仅是例示。本发明完全不限于下述实施方式。
另外，在实施方式等所参照的各附图中，以相同的标号来参照实质上具有相同功能的构件。另外，实施方式等所参照的附图是示意性的记载。附图中所绘制的物体的尺寸比例等与现实中物体的尺寸比例等有不同的情况。附图相互间的物体的尺寸比例等也会有不同的情况。具体的物体的尺寸比例等应当参考以下的说明来判断。
第一实施方式
图1是本实施方式所涉及的蓄电设备的示意立体图。图2是本实施方式所涉及的蓄电设备的示意的俯视图。图3是沿图1的线I II－III的示意剖视图。
图1～图3所示出的蓄电设备1是包括电解质4的蓄电设备。具体而言，蓄电设备1也可以是例如充电电池等的电池、双电层电容器等的电容器等。
如图3所示，蓄电设备1包括壳体2。壳体2大致呈长方体形。在俯视时壳体2的角部具有圆弧形状。壳体2优选由后文阐述的与电解质4难以反应的材质所构成。壳体2也可由绝缘体所构成，也可由导电体所构成。壳体2也可由内表面由绝缘涂敷膜进行了涂敷的导电体所构成。另外，壳体2也可由具有绝缘体与导电体的层叠结构的层叠薄膜所构成。
另外，虽然未在图1中示出，但是壳体2中也可设置有电极端子。壳体2也可设置有正极端子和负极端子这两者，也可设置一个端子，另一个端子利用导电体所构成的壳体2来构成。
如图3所示，电极层叠体3配置于壳体2的内部。电极层叠体3具有正极31、负极32以及分隔件33。
正极31具有相对的一对边。具体而言，本实施方式中正极31是矩形。负极32具有相对的一对边。具体而言，本实施方式中负极32是矩形。但是在本发明中，只要正极及负极各自具有相对的一对边，则可以具有任意的形状，也可不是矩形。
正极31和负极32经由分隔件33在层叠方向T上相对。层叠方向T上在正极31和负极32之间配置有分隔件33。利用该分隔件33使得正极31和负极32绝缘。具体而言，经由正极31相邻的分隔件33的端边彼此相连接。由这2片相邻的分隔件33构成袋状的分隔件33a。正极31配置于该袋状分隔件33a中。
正极31的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地决定。例如，蓄电设备1是充电电池的情况下，正极31能够由正极集电体及正极集电体的至少一个面上所设置的活性物质层所构成。例如，蓄电设备1是双电层电容器的情况下，正极31能够由正极集电体及正极集电体的至少一个面上所设置的分极性电极层所构成。
负极32的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地决定。例如，蓄电设备1是充电电池的情况下，负极32能够由负极集电体及负极集电体的至少一个面上所设置的活性物质层所构成。例如，蓄电设备1是双层电容器的情况下，负极32能够由负极集电体及负极集电体的至少一个面上所设置的分极性电极层所构成。
分隔件33能够由例如具有使得电解质中的离子可移动的连续孔的多孔板所构成。分隔件33也可由例如，聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素、芳族聚酰胺、聚偏氟乙烯、特氟龙(注册商标)等所构成。另外，分隔件33的表面也可由陶瓷涂层、粘接层等覆盖。分隔件33的表面也可有粘接性。另外，分隔件33也可是由1种材料所组成的单层膜，也可是由1种或2种以上的材料所组成的复合膜或多层膜。
另外，分隔件33不一定需要是袋状。分隔件33也可是在正极31和负极32之间逐片配置的叶片状。分隔件33也可例如，固定在正极31或负极32的表面。分隔件33也可是在折返的同时配置于正极31和负极32之间的锯齿状。
蓄电设备1中，正极31、分隔件33及负极32按照这个顺序多次层叠。利用该多个正极31、多个分隔件33以及多个负极32的层叠体，来构成电极层叠体3。
分隔件33浸渍有电解质4。
在蓄电设备中需要利用分隔件使正极和负极绝缘。因此，需要将分隔件设置得比正极及负极面积要大，从而利用分隔件来隔离正极和负极。但是，在设置了分隔件的区域中，正极和负极不相对的部分对于充放电没有贡献。因此，在设置了分隔件的区域中，若正极和负极不相对的部分的区域所占的面积较大，则有相对于蓄电设备的尺寸的能量密度效率下降的倾向。
蓄电设备1中，分隔件33具有位于正极31及负极32的各自相对的一对边的一侧边的外侧(W1侧)的第1端部33e1和位于正极31及负极32的各自相对的一对边的另一侧边的外侧(W2侧)的第2端部33e2。第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部分别向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲。因此，在俯视时设置了分隔件33的区域中，正极31和负极32在层叠方向T上不相对的区域所占的面积比例较小。由此，蓄电设备1具有高的能量密度效率。换言之，蓄电设备1能够小型化。为了确保正极31和负极32的绝缘性，优选第1端部33e1、第2端部33e2位于从一侧边及另一侧边起直到朝外侧0.1mm以上的位置。由于弯曲使得电极层叠体的层叠方向的尺寸增加，因此第1端部33e1、第2端部33e2优选为位于相比于从一侧边及另一侧边起朝外侧2.0mm的部分更内侧的位置。
另外，本发明中「弯曲」包含「弧形弯曲」。
出于提高蓄电设备的能量密度的观点，也可以考虑将分隔件的第1端部向层叠方向的一侧弯曲，而将分隔件的第2端部向层叠方向的另一侧弯曲。在该情况下，也能够使得设置了分隔件的区域中正极和负极在层叠方向上不相对的区域所占的面积比例变小。但是，在该情况下，电极层叠体的层叠方向的一侧及另一侧两者尺寸变大。由此，蓄电设备难以薄型化。
在蓄电设备1中，第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部向层叠方向T上的一侧(相同侧)弯曲。因此，蓄电设备1是薄型的。即，在蓄电设备1中由于第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部分别向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲，因此是薄型且小型的。
在使第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部弯曲的状态下进行保持的方法未作特别限定。例如，本实施方式中利用胶带5在使得第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部弯曲的状态下进行保持。换言之，蓄电设备1包括胶带5，该胶带5对第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部进行保持，以使得第1端部33e1的至少前端部和第2端部33e2的至少前端部分别处于向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲的状态。
胶带5能够由例如，聚酰亚胺、聚丙烯、丙烯酸等的树脂胶带、和分隔件同样的多孔板、铝箔、銅箔、不锈钢箔、镍箔等的金属箔等所构成。胶带5由金属箔所构成的情况下，胶带5与正极31以及负极32中的至少一个直接接触时，胶带5优选由绝缘体或利用绝缘层进行了涂敷的构件所构成。
具体而言，本实施方式中，胶带5具有第1胶带51和第2胶带52。第1胶带51设置于电极层叠体3的W1侧。第1胶带51经由电极层叠体3的一侧(W1侧)的侧面，横跨设置于电极层叠体3的第1主面3a和第2主面3b。通过使第1胶带51和第1主面3a相接合，并且第1胶带51和第2主面3b相接合，从而对第1端部33e1的至少前端部进行保持，以使得第1端部33e1的至少前端部处于向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲的状态。
第2胶带52设置于电极层叠体3的W2侧。第2胶带52经由电极层叠体3的宽度方向W上的另一侧(W2侧)的侧面，横跨设置于电极层叠体3的第1主面3a和第2主面3b。通过使第2胶带52和第1主面3a相接合，并且第2胶带52和第2主面3b相接合，对第2端部33e2的至少前端部进行保持，以使得第2端部33e2的至少前端部处于向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲的状态。
另外，胶带51、52和电极层叠体3的接合方法未作特别限定。例如，也可使胶带51、52和电极层叠体3直接接合，也可使用粘结剂使其粘结从而接合。另外，也可利用另一个具有粘结性的胶带将胶带51、52固定于电极层叠体3。也可使胶带51、52利用粘结胶带构成，将胶带51、52粘接于电极层叠体3。也可使胶带51、52由双面粘结胶带构成，将胶带51、52粘接于电极层叠体3，并且通过利用胶带51、52使电极层叠体3和壳体2相粘接从而固定。由此，可有效地抑制在壳体2中电极层叠体3发生位移。另外，也可使胶带51、52和电极层叠体3使用与胶带51、52不同的粘结胶带来固定。
在此，「粘结」中包含「粘着」和「粘接」。由此，粘结剂包含粘着材和粘接剂。粘结胶带包含粘着胶带和粘接胶带。
出于使蓄电设备1更小型化的观点，优选在层叠方向T上相邻的第1端部33e1彼此相接触，在层叠方向T上相邻的第2端部33e2彼此相接触。优选在层叠方向T上相邻的第1端部33e1彼此相接合，在层叠方向T上相邻的第2端部33e2彼此相接合。
在本实施方式中更优选在层叠方向T上相邻的袋状分隔件33a的一侧的端部彼此相接触，在层叠方向T上相邻的袋状分隔件33a的另一侧端部彼此相接触。更优选在层叠方向T上相邻的袋状分隔件33a的一侧的端部彼此相接合，在层叠方向T上相邻的袋状分隔件33a的另一侧端部彼此相接合。
另外，分隔件33彼此的接合方法未作特别限定。例如，可通过热熔敷、使用粘接剂的粘接等使分隔件33彼此接合。
另外，胶带51、52的至少一部分也可与电极层叠体3相粘结。具体而言，在本实施方式中也可将第1胶带51和分隔件33的第1端部33e1相粘结，将第2胶带52和分隔件33的第2端部33e2相粘结。
本实施方式中针对经由正极31在层叠方向T上相邻接的分隔件33构成袋状分隔件33a的示例进行了说明。但是，本发明不限于该结构。例如，也可如图6所示那样另行设置多个片状的分隔件34。即，即使在分隔件34的第1端部34e1彼此、第2端部34e2彼此未相接合的情况下，胶带5也能够在使第1端部34e1的至少前端部、第2端部34e2的至少前端部弯曲的状态下进行保持。
为了使正极31和负极32保持绝缘，正极31和负极32中的至少一个比分隔件33要小即可。但是，考虑到层叠偏差等，优选正极31和负极32两者都比分隔件33要小。如本实施方式那样，在正极31插入到袋状分隔件33a内的情况下，优选正极31比负极32要小，并且负极32比分隔件33要小。另外，鉴于蓄电设备1的蓄电特性，负极32优选为不沿着第1及第2端部33e1、33e2弯曲的大小。但是，出于使正极31和负极32的相对面积变大的观点，正极31及负极32也可设置为沿着第1及第2端部33e1、33e2弯曲的大小。
如上所述，本实施方式中，分隔件33的第1及第2端部33e1、33e2向层叠方向T的一侧(T1侧)弯曲。因此，电极层叠体3的第1端部33e1和第2端部33e2所在的部分比电极层叠体3在宽度方向W上的中央部更向层叠方向T上突出。换言之，电极层叠体3在宽度方向W上的中央部在层叠方向T上是凹陷的。使电极层叠体3和壳体2相粘接的粘接层6设置在位于该电极层叠体的宽度方向W的中央部的凹部中。因此，利用粘接层6能够抑制蓄电设备1变厚。另外，本实施方式中针对使分隔件33的端部向T1侧弯曲，并且将粘接层6设置于电极层叠体6的T1侧的示例进行了说明。但是，本发明不限于该结构。也可使分隔件的端部向T1侧的相反侧弯曲，并且将粘接层6设置于电极层叠体6的T1的相反侧。
以下，针对本发明的优选实施方式以外的其他示例进行说明。以下的说明中，用共同的标号参照具有与上述第一实施方式实质上共同的功能的构件，并省略说明。
第二实施方式
图4是第二实施方式所涉及的蓄电设备1a的示意剖视图。
第一实施方式中，针对胶带5由第1胶带51和第2胶带52的多个胶带所构成的示例进行了说明。但是，本发明不限于该结构。本发明中胶带也可设置为一体。例如，第1胶带51和第2胶带52也可在电极层叠体3的第2主面3b上相连接。此种情况下，能够减少构成蓄电设备1的部件件数。另外，能够将胶带5牢固地固定于电极层叠体3。
第三实施方式
图5是第三实施方式所涉及的蓄电设备1b的示意剖视图。
如图5所示，在本发明中胶带5也可卷绕电极层叠体3。在该情况下，也可在使第1及第2端部33e1、33e2弯曲的状态下适当地保持。
标号说明
1，1a，1b 蓄电设备
2 壳体
3 电极层叠体
3a 电极层叠体的第1主面
3b 电极层叠体的第2主面
4 电解质
5 胶带
6 粘接层
31 正极
32 负极
33 分隔件
34 分隔件
33a 袋状分隔件
33e1 第1端部
34e1 第1端部
33e2 第2端部
34e2 第2端部
51 第1胶带
52 第2胶带

Claims (10)

1.一种蓄电设备，其特征在于，包括：
壳体；
电极层叠体，该电极层叠体具有配置于所述壳体内且具有相对的一对边的正极、具有相对的一对边且与所述正极相对的负极、和配置于所述正极与所述负极之间的分隔件；以及
浸渍于所述分隔件的电解质，
所述分隔件包含：
第1端部，在俯视时该第1端部位于比所述正极及所述负极各自相对的一对边的其中一侧边更外侧的位置；以及
第2端部，在俯视时该第2端部位于比所述正极及所述负极各自相对的一对边的其中另一侧边更外侧的位置，
所述第1端部的至少前端部和所述第2端部的至少前端部分别向层叠方向的一侧弯曲。
2.如权利要求1所述的蓄电设备，其特征在于，
还包括胶带，该胶带保持所述第1端部的至少前端部和所述第2端部的至少前端部，以使得所述第1端部的至少前端部和所述第2端部的至少前端部分别处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
3.如权利要求2所述的蓄电设备，其特征在于，
所述胶带包含：
第1胶带，该第1胶带经由沿着所述电极层叠体的所述一侧边的一侧侧面，横跨设置于所述电极层叠体的第1主面和第2主面，保持所述第1端部的至少前端部，以使得所述第1端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态；以及
第2胶带，该第2胶带经由沿着所述电极层叠体的所述另一侧边的另一侧侧面，横跨设置于所述电极层叠体的所述第1主面和所述第2主面，保持所述第2端部的至少前端部，以使得所述第2端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
4.如权利要求3所述的蓄电设备，其特征在于，
所述第1胶带和所述第2胶带在所述电极层叠体的所述第2主面上相连接。
5.如权利要求2所述的蓄电设备，其特征在于，
所述胶带卷绕所述电极层叠体。
6.如权利要求1至5的任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述电极层叠体由所述正极和所述负极经由分隔件进行多次层叠所得到的层叠体所构成，
在层叠方向上相邻的所述第1端部彼此相接触，相邻的所述第2端部彼此相接触。
7.如权利要求6所述的蓄电设备，其特征在于，
在层叠方向上相邻的所述第1端部彼此相接合，以使得所述第1端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态，
在层叠方向上相邻的所述第2端部彼此相接合，以使得所述第2端部的至少前端部处于向层叠方向的一侧弯曲的状态。
8.如权利要求1至7的任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述分隔件的所述第1端部和所述第2端部位于所述第1主面上的部分比所述电极层叠体的其它部分更向层叠方向上突出。
9.如权利要求8所述的蓄电设备，其特征在于，
在所述电极层叠体的第1主面上的其他部分还包括与所述壳体相粘接的粘接层。
10.如权利要求1至9的任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述胶带由双面粘结胶带所构成，
所述胶带与所述电极层叠体和所述壳体两者相粘结。
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