CN108780913B - 蓄电设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蓄电设备。蓄电设备(1)包括壳体(2)、电极体(3)和电解质(4)。电极体(3)配置于壳体(2)内。电极体(3)具有正极(31)、负极(32)和配置于正极(31)与负极(32)之间的分隔件(33)，形成为一体。壳体(2)中填充有电解质(4)。电极体(3)的主面与壳体(2)的内表面相接合。

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中记载了在壳体中收纳有电极组装体(电极体)的蓄电设备。专利文献1所记载的蓄电设备中，在壳体内设置有用于调整电极组装体和壳体的内表面之间的间隙的间隔件。具体而言，在壳体内，在电极组装体的两侧设置有间隔件。即，专利文献1所记载的蓄电设备中，在壳体内设置有多个间隔件。
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，随着电子设备薄型化的推进，对于蓄电设备薄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、电极体、和电解质。电极体配置于壳体内。电极体具有正极、负极、和配置于正极与负极之间的分隔件。电极体形成为一体。壳体内填充有电解质。电极体的主面与壳体的内表面相接合。
本发明所涉及的蓄电设备中，电极体的主面与壳体的内表面相接合。因此，不一定需要设置调整壳体的内表面与电极体之间的间隙的间隔件。由此，能够提供一种薄型的蓄电设备。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，电极体与壳体的内表面通过粘接层相粘接。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，正极及负极分别包含粘合剂，且粘接层包含与正极或负极中所包含的粘合剂相同种类的树脂。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，电极体的最处于壳体的内表面侧位置的电极是负极，且负极中所包含的粘合剂及粘接层都包含SBR。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，电极体具有胶带，该胶带使正极、分隔件及负极一体化，以使得在电极体的所述主面的宽度方向上的中央部形成有凹部，且在俯视时粘接层位于凹部内。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，在俯视时粘接层不具有角部。
本发明所涉及的蓄电设备优选为，壳体由导电体所构成。
发明效果
根据本发明，能够提供一种薄型的蓄电设备。
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。
具体实施方式
以下，针对本发明所实施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俯视图。图3是沿图1的线I II－I II的示意剖视图。
图1～图3所示出的蓄电设备1是包括电解液、凝胶电解质等电解质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，也可由金属等的导电体所构成。壳体2也可利用内表面由绝缘涂层膜进行了涂敷的导电体所构成。
另外，虽然未在图1中示出，但是壳体2中也可设置电极端子。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，电极体3配置于壳体2的内部。电极体3具有矩形状的正极31、矩形状的负极32以及分隔件33。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内。但是在本发明中，在层叠方向T上相邻的分隔件也可以不相接合而形成袋状。本发明中也可在正极和负极之间设置有片状或锯齿状的分隔件。
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。通常，正极31包含有粘合剂。具体而言，正极31的正极活性物质层、分极性电极层等包含有粘合剂。
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能够由负极集电体与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。通常，负极32包含有粘合剂。具体而言，负极32的负极活性物质层、分极性电极层等包含有粘合剂。
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气泡的多孔板所构成。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。
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。该正极31、分隔件33及负极32的层叠体34形成一体。具体而言，电极体3还具有胶带5。利用该胶带5使得层叠体34一体化且构成一体的电极体3。胶带5的基材也可是聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等。在粘着性胶带的情况下，粘接剂也可由具有耐电解液性的丙烯酸、有机硅、橡胶系等所构成。胶带厚度优选比粘接层的厚度要薄或者是相同的厚度。
壳体2中填充有电解质4。电极体3浸渍有电解质4。
蓄电设备1中，电极体3的主面与壳体2的内表面相接合。具体而言，电极体3的主面3a与壳体2的内表面通过粘接层6相粘接。另外，虽然在图3中电极体3相对于壳体2在图的上方侧(T1侧)相接合，但是也可在图的下方侧相接合。
本发明中，电极体和壳体也可不利用粘接层相粘接来接合。本发明中例如，电极体和壳体也可直接相接合。例如，层叠体的最外层也可是粘接性的分隔件、或具有粘接性的负极合成材料层。
粘接层6虽然未作特别限定，但是优选为与电解质4难以反应。具体而言，粘接层6优选由树脂或包含树脂的树脂组成物所构成。更具体而言，粘接层6优选由从聚丙烯腈(PAN)·聚丙烯酸(PAA)等的丙烯酸类树脂、苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)·异戊二烯橡胶·乙烯·丙烯橡胶(EPDM)等的合成橡胶、天然橡胶、纤维素、羧甲基纤维素(CMC)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)·异戊二烯橡胶·乙烯·丙烯橡胶(EPDM)等的合成橡胶、天然橡胶、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚氟乙烯(PVF)等的氟树脂、氟橡胶、有机硅树脂以及环氧树脂等所组成的群中选择出的至少一种、或者包含它的树脂组成物(这些2种以上所组成的混合物、共聚物等)所构成。
粘接层6中所包含的树脂优选是与正极31或负极32中所包含的作为粘合剂的树脂相同种类的树脂。进一步而言，粘接层6优选是与粘接的电极(正极31或负极32)中所包含的作为粘合剂的树脂相同种类的树脂。本实施方式中，电极体3的最处于壳体2的内表面侧(T1侧)位置的电极是负极32，负极32由粘接层6粘接。因此，负极32中所包含的粘合剂及粘接层6优选都包含SBR。粘接层中也可包含由羧甲基纤维素(CMC)等所构成的增加粘性材料，以用于粘接层形成时的浆料的粘度调整。
正极31及负极32等的电极中，也可在集电体的单面上设置有活性物质层，也可在集电体的双面上设置有活性物质层。出于蓄电设备1薄型化的观点，优选在负极集电体的单面上设置有负极活性物质层。
如上所述，蓄电设备1中，一体化的电极体3的主面3a与壳体2的内表面相接合。因此，不一定需要如专利文献1中所记载的蓄电设备那样设置多个调整壳体的内表面与电极体之间的间隙的间隔件。由此，能够提供薄型的蓄电设备。
另外，胶带5使正极31、分隔件33及负极32一体化，以使得在电极体3的主面的宽度方向W上的中央部形成有凹部c。在俯视时粘接层6位于凹部c内。因此，蓄电设备1能够进一步薄型化。
另外，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设置于层叠体34的W1侧。第1胶带51经由层叠体34的宽度方向W上的一侧(W1侧)的侧面，横跨设置于层叠体34的第1主面3a和第2主面3b。利用该第1胶带51使得在分隔件33的W1侧端部向层叠方向T的T1侧弯曲的状态下进行固定。
第2胶带52设置于层叠体34的W2侧。第2胶带52经由电极体3的宽度方向W上的另一侧(W2侧)的侧面，横跨设置于层叠体34的第1主面3a和第2主面3b。利用该第2胶带52使得在分隔件33的W2侧端部向层叠方向T的T1侧弯曲的状态下进行固定。
由此，蓄电设备1中，在分隔件33的两端部向T1侧弯曲的状态下进行固定。因此，蓄电设备1是小型的。
另外，例如，如专利文献1中所记载的蓄电设备那样将间隔件层叠于电极体的情况下，难以抑制电极体在平面方向上的位移。若电极体在平面方向上发生位移从而电极体与具有导电性的壳体接触，则可能会发生短路不良。对此，本实施方式所涉及的蓄电设备1利用粘接层6使得电极体3相对于壳体2进行固定。因此，可限制电极体3相对于壳体2相对地在层叠方向上以及在平面方向上发生位移。由此，蓄电设备1难以发生短路不良。
壳体2和电极体3利用粘接层6进行粘接的情况下，会担心粘接层6在电解质中溶解、或与电解质发生反应等的问题。因此，粘接层6优选由相对于电解质较稳定的材质所构成。具体而言，粘接层6所包含的树脂优选为相对于电解质难以溶解且难以反应，优选为实质上不溶解且不反应。因此，粘接层6所包含的树脂优选是与正极31或负极32中所包含的树脂相同种类的树脂。
出于提高粘接层6和电极体3的粘接强度的观点，优选粘接层6包含与和粘接层6粘接的电极中包含的作为粘合剂的树脂相同种类的树脂。例如，作为负极32的粘合剂，优选使用SBR，因此在电极体3的最处于壳体2的内表面侧位置且与粘接层6粘接的电极是负极32的情况下，优选粘接层6与负极32两者都包含SBR。
出于抑制粘接层6和电极体3剥离的观点，在俯视时优选粘接层6不具有角部.这是由于若粘接层具有角部，则在向粘接层施加应力负载时会使得应力集中于角部，由此成为剥离的起点。在粘接层6不具有角部的情况下，由于没有成为剥离起点的位置，因此粘接层6难以剥离。
以下，针对本发明的优选实施方式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的示意的剖视图。
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也可在层叠体34的第2主面3b上相连接。此种情况下，能够使得构成蓄电设备1的部件件数减少。另外，胶带5能够牢固地固定于层叠体34。
(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也可卷绕层叠体34。
标号说明
1，1a，1b 蓄电设备
2 壳体
3 电极体
3a 电极体的第1主面
3b 电极体的第2主面
4 电解质
5 胶带
6 粘接层
31 正极
32 负极
33 分隔件
33a 袋状分隔件
34 层叠体
51 第1胶带
52 第2胶带
c 凹部

Claims (4)

1.一种蓄电设备，其特征在于，包括：
壳体；
电极体，该电极体配置于所述壳体内，具有正极、负极和配置于所述正极与所述负极之间的分隔件，且形成为一体；以及
填充于所述壳体内的电解质，
所述电极体的主面与所述壳体的内表面通过粘接层相粘接，
所述电极体具有胶带，该胶带使所述正极、所述分隔件及所述负极一体化，以使得在所述电极体的所述主面的宽度方向上的中央部形成有凹部，
在俯视时所述粘接层位于所述凹部内，
所述壳体由导电体所构成，且大致呈长方体。
2.如权利要求1所述的蓄电设备，其特征在于，
正极及负极分别包含粘合剂，
所述粘接层包含与所述正极或所述负极中所包含的粘合剂相同种类的树脂。
3.如权利要求2所述的蓄电设备，其特征在于，
所述电极体的最处于所述壳体的内表面侧位置的电极是负极，
所述负极中所包含的粘合剂及所述粘接层都包含SBR。
4.如权利要求1至3的任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
在俯视时所述粘接层不具有角部。
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