CN109155386A - 蓄电设备 - Google Patents

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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

提供一种俯视观察时的形状为非矩形形状且抗冲击性优异的蓄电设备。第一连接构件(61)连接多个第一电极(31)的第一引出部(31b)与第一电极端子(41)。第一连接构件(61)在一个方向(L)上具有弹性。第二连接构件(62)连接多个第二电极(32)的第二引出部(32b)与第二电极端子(42)。第二连接构件(62)在一个方向(L)上具有弹性。

Description

蓄电设备
技术领域
本发明涉及一种蓄电设备。
背景技术
目前，将蓄电设备用作各种电子设备的电源。例如，在专利文献1中记载有具有由正极、间隔件以及负极层叠并卷绕而成的电极体的电池。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004－6226号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
不过，从使电子设备小型化的观点来看，在电子设备中，有时会存在仅能够确保将俯视观察时呈非矩形形状的配置空间作为蓄电设备的配置空间的情况。因此，需要俯视观察时的形状为非矩形形状的蓄电设备。
此外，期望提高蓄电设备的抗冲击性。
本发明的主要目的在于提供一种俯视观察时的形状为非矩形形状且抗冲击性优异的蓄电设备。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的蓄电设备包括壳体、电极体、电解质、第一电极端子以及第二电极端子。壳体在俯视观察时的形状为具有缺口部的矩形形状。电极体配置于壳体内。电极体具有第一电极、第二电极以及间隔件。间隔件配置在第一电极与第二电极之间。电解质填充于壳体内。第一电极端子设置于壳体的位于一个方向的一方侧的侧面。第一电极端子与第一电极电连接。第二电极端子设置于壳体的位于一个方向的一方侧的侧面。第二电极端子与第二电极电连接。第一连接构件连接多个第一电极与第一电极端子。第一连接构件在一个方向上具有弹性。第二连接构件连接多个第二电极与第二电极端子。第二连接构件在一个方向上具有弹性。
在本发明的蓄电设备中，通过在一个方向上具有弹性的第一连接构件和第二连接构件连接第一电极端子和第二电极端子与第一引出部和第二引出部。因此，当向本发明的蓄电设备施加有应力或冲击、振动时，上述应力等向电极体的传递通过在一个方向上具有弹性的第一连接构件和第二连接构件得到缓冲。因此，本发明的蓄电设备的抗冲击性优异。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，第一端子和第二端子分别设置于壳体的侧面中未构成有缺口部的侧面。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，以在俯视观察时连接第一电极端子的中心和第二电极端子的中心的假想直线不与电极体重叠的方式设置第一端子和第二端子。
在本发明的蓄电设备中，第一电极可具有：第一电极主体，该第一电极主体与第二电极相对；以及第一引出部，该第一引出部从第一电极主体引出，第二电极可具有：第二电极主体，该第二电极主体与第一电极主体相对；以及第二引出部，该第二引出部从第二电极主体引出，第一连接构件可由板状构件构成，该板状构件可具有：第一部分，该第一部分连接于第一引出部；第二部分，该第二部分连接于第一连接构件；以及第一弯曲部，该第一弯曲部连接第一部分与第二部分，第二连接构件可由板状构件构成，该板状构件可具有：第三部分，该第三部分连接于第二引出部；第四部分，该第四部分连接于第二连接构件；以及第二弯曲部，该第二弯曲部连接第三部分与第四部分。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，在电极体中，第一电极、第二电极以及间隔件被一体化，并且电极体与壳体被接合在一起。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，还包括粘接层，该粘接层将电极体与壳体粘接在一起。
在本发明的蓄电设备中，第一电极端子和第二电极端子中的一方也可由壳体构成。
发明效果
根据本发明，能够提供一种俯视观察时的形状为非矩形形状且抗冲击性优异的蓄电设备。
附图说明
图1是第一实施方式的蓄电设备的示意立体图。
图2是第一实施方式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是第一实施方式的蓄电设备的一部分的示意俯视图。
图5是沿图1的线Ⅴ-Ⅴ的示意剖视图。
图6是沿图1的线Ⅵ-Ⅵ的示意剖视图。
图7是用于说明第一实施方式的蓄电设备的制造方法的示意剖视图。
图8是第二实施方式的蓄电设备的示意剖视图。
图9是第三实施方式的蓄电设备的示意剖视图。
图10是第四实施方式的蓄电设备的一部分的示意剖视图。
图11是第四实施方式的蓄电设备的一部分的示意剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式的一例进行说明。但是，下述实施方式仅为例示。本发明完全不限定于下述实施方式。
此外，在实施方式等参照的各附图中，对具有实质相同的功能的构件采用相同的符号来进行参照。此外，在实施方式等参照的附图为示意性的记载。描绘于附图的物体的尺寸的比例等有时与现实的物体的尺寸的比例等不同。即使在附图彼此间，物体的尺寸比例等有时也不同。应当参考下述说明来判断具体的物体的尺寸比例等。
(第一实施方式)
图1是本实施方式的蓄电设备的示意立体图。图2是本实施方式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是第一实施方式的蓄电设备的一部分的示意俯视图。图5是沿图1的线Ⅴ-Ⅴ的示意剖视图。图6是沿图1的线Ⅵ-Ⅵ的示意剖视图。
图1至图4所示的蓄电设备1包括电解液等电解质4(参照图3)。具体而言，蓄电设备1例如可以是充电电池等电池、双电层电容器等电容器等。
如图1和图3所示，蓄电设备1包括壳体2。壳体2在俯视观察时的形状为具有缺口部2a的矩形形状。另外，在本发明中，“具有缺口部的矩形形状”包括角部被弄圆的、具有缺口部的矩形形状。
蓄电设备1的缺口部2a被设置成在俯视观察时呈大致矩形形状。具体而言，设置有一个角部被弄圆且俯视观察时呈大致矩形形状的缺口部2a。但是，本发明不限定于上述结构。例如，壳体也可设置有多个缺口部。例如，也可在壳体的多个角部分别设置缺口部。设置于壳体的缺口部的形状也没有限定。设置于壳体的缺口部的形状例如也可以是圆弧状、多边形状、上述形状组合而成的形状等。
壳体2可以由导电体构成，也可由绝缘体构成。壳体2能够由例如铝、不锈钢、铜等金属或树脂等构成。
如图3所示，壳体2的内部配置有电极体3。电极体3具有正极31、负极32以及间隔件33。正极31和负极32隔着间隔件33在层叠方向T上相对。在层叠方向T上并且在正极31与负极32之间配置有间隔件33。通过上述间隔件33使正极31与负极32绝缘。在本实施方式中，具体而言，隔着正极31相邻的间隔件33的端边彼此连接。通过上述相邻的两片间隔件33构成袋状间隔件33a。正极31配置于上述袋状间隔件33a内。不过，在本发明中，在层叠方向T上相邻的间隔件也可不进行接合而形成袋状。在本发明中，也可将片状的间隔件设置在正极与负极之间。
另外，在本实施方式中，正极31构成“第一电极”，负极32构成“第二电极”。
在本实施方式中，对电极体3是由片状的正极31、间隔件33以及片状的负极32层叠而构成的层叠型电极体的例子进行了说明。但是，本发明不限定于此。在本发明中，电极体只要具有能够积蓄电力的结构即可，不做特别的限定。例如，电极体也可以由将层叠片材卷绕而得到的卷绕体构成，该层叠片材是通过将正极、间隔件和负极以这样的顺序层叠而成的。
正极31的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地确定。例如，在蓄电设备1是充电电池的情况下，正极31能够由正极集电体以及设置于该正极集电体的至少一个面之上的活性物质层构成。例如，在蓄电设备1是双电层电容器的情况下，正极31能够由正极集电体以及设置于该正极集电体的至少一个面之上的分极化电极层构成。
负极32的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地确定。例如，在蓄电设备1是充电电池的情况下，负极32能够由负极集电体以及设置于该负极集电体的至少一个面之上的活性物质层构成。例如，在蓄电设备1是双电层电容器的情况下，负极32能够由负极集电体以及设置于该负极集电体的至少一个面之上的分极化电极层构成。
间隔件33例如能够由多孔片材构成，该多孔片材具有能供电解质中的离子移动的连续气泡。间隔件33能够由例如聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素、芳香族、聚偏氟乙烯、特氟龙(注册商标)等构成。此外，间隔件33的表面也可由无机颗粒涂层或粘接层等覆盖。间隔件33的表面也可具有粘接性。此外，间隔件33可以是由一种材料构成的单层膜，也可以是由一种或两种以上的材料构成的复合膜或多层膜。
此外，作为不设置间隔件33的替代或者在设置间隔件33的同时，也可在正极31、负极32的表面之上设置无机颗粒涂层等绝缘层。
另外，也可在正极31、负极32的集电体与活性物质层之间设置包括碳等的底涂层。
在蓄电设备1中，正极31、间隔件33以及负极32的层叠体是一体化的。换言之，电极体3是一体化的。具体而言，在本实施方式中，正极31、间隔件33以及负极32以该顺序层叠多次。通过上述多个正极31、多个间隔件33、多个负极32的层叠体70以及绝缘性带状体5构成一体的电极体3。也就是说，电极体3通过绝缘性带状体5一体化。详细而言，绝缘性带状体5以覆盖正极31、负极32以及间隔件33的层叠体70的侧面的方式设置，以使层叠体70一体化。具体而言，在本实施方式中，绝缘性带状体5具有第一绝缘性带状体51和第二绝缘性带状体52。第一绝缘性带状体51设置于层叠体70的W1侧。第一绝缘性带状体51设置成经由层叠体70的宽度方向W的一方侧(W1侧)的侧面并跨越层叠体70的第一主表面70a和第二主表面70b。第一绝缘性带状体51和第一主表面70a接合，并且第一绝缘性带状体51和第二主表面70b接合，从而以使第一端部33e1的至少前端部处于向层叠方向T的一方侧(T1侧)弯曲的状态的方式保持第一端部33e1的至少前端部。
第二绝缘性带状体52设置于层叠体70的W2侧。第二绝缘性带状体52设置成经由层叠体70的宽度方向W的另一方侧(W2侧)的侧面并跨越层叠体70的第一主表面70a和第二主表面70b。第二绝缘性带状体52和第一主表面70a接合，并且第二绝缘性带状体52和第二主表面70b接合，从而以使第二端部33e2的至少前端部处于向层叠方向T的一方侧(T1侧)弯曲的状态的方式保持第二端部33e2的至少前端部。
另外，绝缘性带状体51、52与层叠体70的接合方法没有特别的限定。例如，可以直接接合绝缘性带状体51、52与层叠体70，也可通过利用粘合剂使绝缘性带状体51、52与层叠体70粘合的方式进行接合。也可通过粘合带构成绝缘性带状体51、52并且将该绝缘性带状体51、52粘接于层叠体70。也可通过双面粘合带构成绝缘性带状体51、52，并且在将绝缘性带状体51、52粘接于层叠体70的同时，通过绝缘性带状体51、52粘接层叠体70与壳体2以进行固定。由此，能够在壳体2内有效地抑制层叠体70的移位。此外，也可使用与绝缘性带状体51、52不同的粘合带固定绝缘性带状体51、52与层叠体70。
此处，“粘合”包括“粘附”和“粘接”。因此，粘合剂包括粘附材料和粘接剂。粘合带包括粘附带和粘接带。
另外，绝缘性带状体5能够由例如聚酰亚胺、聚丙烯、丙烯酸等树脂带、或者在铝箔、铜箔、不锈钢箔、镍箔等金属箔的表面通过涂敷绝缘层而构成的材料等构成。
在电极体3中，也可正极31与负极33通过粘接剂粘接，负极32与间隔件33通过粘接剂粘接。
电极体3与壳体2接合。具体而言，如图3所示，电极体3通过粘接层6粘接并固定于壳体2的内表面。另外，在图3中，电极体3相对于壳体2接合于图的上方侧(T1侧)，但也可接合于图的下方侧。此外，也可将电极体3接合于壳体2的厚度方向T的两侧的内表面。
如图4所示，正极31具有矩形形状的正极主体31a以及从该正极主体31a沿长度方向L引出的第一引出部31b。负极32具有矩形形状的负极主体32a以及从该负极主体32a沿长度方向L引出的第二引出部32b。不过，在本发明中，第一引出部和第二引出部也可分别沿长度方向L以外的方向引出。
如图1、图2、图4以及图5所示，壳体2的位于长度方向L的一方侧的侧面2c设置有正极端子(第一端子)41。上述正极端子41与第一引出部31b电连接。具体而言，如图5所示，多个第一引出部31b汇集在一起并以朝向厚度方向T的T1侧突出的方式弯折。多个第一引出部31b的前端部31b1沿层叠方向T向T1侧延伸。上述前端部31b1与正极端子41通过第一连接构件61连接。
第一连接构件61具有：第一部分61a，该第一部分61a连接于第一引出部31b1；第二部分61b，该第二部分61b连接于正极端子41；以及第一弯曲部61c，该第一弯曲部61c连接第一部分61a与第二部分61b并且向T1侧突出。第一连接构件61由金属等弹性构件构成。因此，第一连接构件61在长度方向L上具有弹性。
如图1、图2、图4以及图6所示，壳体2的位于长度方向L的一方侧的侧面2c设置有负极端子(第二端子)42。上述负极端子42与第二引出部32b电连接。具体而言，如图6所示，多个第二引出部32b汇集在一起并以朝向厚度方向T的T1侧突出的方式弯折。多个第二引出部32b的前端部32b1沿层叠方向T向T1侧延伸。上述前端部32b1与负极端子42通过第二连接构件62连接。
第二连接构件62具有：第三部分62a，该第三部分62a连接于第二引出部32b；第四部分62b，该第四部分62b连接于负极端子42；以及第二弯曲部62c，该第二弯曲部62c连接第三部分62a与第四部分62b并且向T1侧突出。第二连接构件62由金属等弹性构件构成。因此，第二连接构件62在长度方向L上具有弹性。
在蓄电设备1中，设置有在长度方向L上具有弹性的第一连接构件61和第二连接构件62。因此，例如，当向蓄电设备1施加有应力或冲击、振动时，上述应力等向电极体3的传递通过第一连接构件61和第二连接构件62得到缓冲。因此，蓄电设备1的抗冲击性优异。
此外，在蓄电设备1中，电极体3与壳体2接合。因此，电极体3相对于壳体2沿宽度方向W或长度方向L产生相对移位而与壳体2碰撞这一情况会得到抑制。因此，蓄电设备1具有更优异的抗冲击性。特别地，在蓄电设备1中，电极体3与壳体2通过粘接层6粘接。因此，施加至壳体2的冲击向电极体3的传递将通过粘接层6得到缓冲。因此，蓄电设备1具有更为优异的抗冲击性。
从实现更为优异的抗冲击性这一观点来看，较为理想的是，粘接层6具有弹性、粘性或者粘弹性。
另外，例如，也可以考虑在第一连接构件和第二连接构件设置多个弯曲部。然而，在上述情况下，第一连接构件和第二连接构件往往具有大型化的倾向。在蓄电设备1中，在第一连接构件61设置有一个第一弯曲部61c，在第二连接构件62设置有一个第二弯曲部62c。因此，第一连接构件61和第二连接构件62是小型的。因此，能够实现蓄电设备1的小型化。
另外，在本实施方式中，对第一电极端子和第二电极端子分别与壳体独立地设置的示例进行了说明。但是，本发明不限定于上述结构。例如，第一电极端子和第二电极端子中的一方也可由壳体构成。
在本发明中，间隔件只要能够使正极与负极绝缘即可，不做特别的限定。间隔件也可设置成例如锯齿状(日语：九十九折り状)或卷绕状。
(蓄电设备1的制造方法)
接着，对蓄电设备1的制造方法的一例进行说明。
首先，如图7所示，准备电极体3、构成壳体2的第一壳体片和第二壳体片2b、用于构成第一连接构件61和第二连接构件62的金属平板63以及电解质4。
接着，将安装于第二壳体片2b的正极端子41与金属平板63的一方侧部分接合，并且将金属平板63的另一方侧部分与第一引出部31b的前端部31b1接合。同样地，将安装于第二壳体片2b的负极端子42与金属平板63的一方侧部分接合，并且将金属平板63的另一方侧部分与第二引出部32b的前端部32b1接合。作为接合方法，能够列举激光焊接、超声波焊接、电阻焊接以及基于导电性粘接剂的粘接等方法。
这样，从将金属平板63接合于端子41或42以及前端部31b1、32b1的观点来看，较为理想的是，正极端子41和负极端子42设置于壳体2的侧面中未构成有缺口部2a的侧面。较为理想的是，以俯视观察时连接正极端子41的中心和负极端子42的中心的假想直线不与电极体3重叠的方式设置正极端子41和负极端子42。这样，不会产生电极体3与壳体2之间的位置干扰。
例如，在正极端子41和负极端子42设置于壳体2的侧面中构成有缺口部2a的侧面，或者以俯视观察时连接正极端子41的中心和负极端子42的中心的假想直线与电极体3重叠的方式设置正极端子41和负极端子42的情况下，从电极体3与壳体2之间的位置干扰的观点来看，很难如上所述那样接合金属平板63。因此，必须在壳体内将连接构件与端子和引出部连接。因此，蓄电设备的制造会变得困难。
如上所述，从蓄电设备1的制造容易性的观点来看，较为理想的是，正极端子41和负极端子42设置于壳体2的侧面中未构成有缺口部2a的侧面。较为理想的是，以俯视观察时连接正极端子41的中心和负极端子42的中心的假想直线不与电极体3重叠的方式设置正极端子41和负极端子42。
接着，使金属平板63弯曲并且使电极体3位于第二壳体片2b内。然后，通过接合第二壳体片2b与第一壳体片2b制作壳体2。
随后，能够通过在壳体2内注入电解质4并密封壳体2以完成蓄电设备1。
以下，对本发明的优选实施方式的其它示例进行说明。在下述说明中，具有与上述第一实施方式的功能基本相同的功能的构件采用相同的符号进行参照并省略说明。
(第二实施方式)
图8是第二实施方式的蓄电设备1a的示意剖视图。
在第一实施方式中，对绝缘性带状体5通过第一绝缘性带状体51和第二绝缘性带状体52这样的多个带状体构成的示例进行了说明。但是，本发明不限定于上述结构。在本发明中，带状体也可一体地设置。例如，如图8所示，也可将第一绝缘性带状体51和第二绝缘性带状体52连接以构成一片带状体。在上述情况下，能够减少构成蓄电设备1a的零件个数。
(第三实施方式)
图9是第三实施方式的蓄电设备1b的示意剖视图。
如图9所示，在本发明中，绝缘性带状体5也可卷绕层叠体70。
(第四实施方式)
图10是第四实施方式的蓄电设备的一部分的示意剖视图。图11是第四实施方式的蓄电设备的一部分的示意剖视图。
如图10和图11所示，第一连接构件61也可连接于第一引出部31b的前端部31b1的、在长度方向L上与正极端子41相反的一侧，第二连接构件62也可连接于第二引出部32b的前端部32b1的、在长度方向L上与负极端子42相反的一侧。
符号说明
1、1a、1b蓄电设备；
2壳体；
2a缺口部；
2b第二壳体片；
2c侧面；
3电极体；
4电解质；
5绝缘性带状体；
6粘接层；
31正极；
31a正极主体；
31b第一引出部；
31b1第一引出部的前端部；
32负极；
32a负极主体；
32b第二引出部；
32b1第二引出部的前端部；
33间隔件；
33a袋状间隔件；
33e1第一端部；
33e2第二端部；
41正极端子；
42负极端子；
51第一绝缘性带状体；
52第二绝缘性带状体；
61第一连接构件；
61a第一部分；
61b第二部分；
61c第一弯曲部；
62第二连接构件；
62a第三部分；
62b第四部分；
62c第二弯曲部；
63金属平板；
70层叠体；
70a第一主表面；
70b第二主表面。

Claims (7)

1.一种蓄电设备，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体在俯视观察时的形状为具有缺口部的矩形形状；
电极体，所述电极体配置于所述壳体内，并且所述电极体具有第一电极、第二电极以及配置在所述第一电极与所述第二电极之间的间隔件；
电解质，所述电解质填充于所述壳体内；
第一电极端子，所述第一电极端子设置于所述壳体的位于一个方向的一方侧的侧面，并且与所述第一电极电连接；以及
第二电极端子，所述第二电极端子设置于所述壳体的位于一个方向的一方侧的侧面，并且与所述第二电极电连接，
所述蓄电设备还包括：
第一连接构件，所述第一连接构件连接多个所述第一电极与所述第一电极端子，并且所述第一连接构件在一个方向上具有弹性；以及
第二连接构件，所述第二连接构件连接多个所述第二电极与所述第二电极端子，并且所述第二连接构件在一个方向上具有弹性。
2.如权利要求1所述的蓄电设备，其特征在于，
所述第一端子和所述第二端子分别设置于所述壳体的侧面中未构成有所述缺口部的侧面。
3.如权利要求1或2所述的蓄电设备，其特征在于，
以在俯视观察时连接所述第一电极端子的中心和所述第二电极端子的中心的假想直线不与所述电极体重叠的方式设置所述第一端子和所述第二端子。
4.如权利要求1至3中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述第一电极具有：
第一电极主体，所述第一电极主体与所述第二电极相对；以及
第一引出部，所述第一引出部从所述第一电极主体引出，
所述第二电极具有：
第二电极主体，所述第二电极主体与所述第一电极主体相对；以及
第二引出部，所述第二引出部从所述第二电极主体引出，
所述第一连接构件由板状构件构成，所述第一连接构件的所述板状构件具有：
第一部分，所述第一部分连接于所述第一引出部；
第二部分，所述第二部分连接于所述第一连接构件；以及
第一弯曲部，所述第一弯曲部连接所述第一部分与所述第二部分，
所述第二连接构件由板状构件构成，所述第二连接构件的所述板状构件具有：
第三部分，所述第三部分连接于所述第二引出部；
第四部分，所述第四部分连接于所述第二连接构件；以及
第二弯曲部，所述第二弯曲部连接所述第三部分与所述第四部分。
5.如权利要求1至4中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
在所述电极体中，所述第一电极、所述第二电极以及所述间隔件被一体化，
所述电极体与所述壳体被接合在一起。
6.如权利要求5所述的蓄电设备，其特征在于，
所述蓄电设备还包括粘接层，所述粘接层将所述电极体与所述壳体粘接在一起。
7.如权利要求1至6中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述第一电极端子和所述第二电极端子中的一方由所述壳体构成。
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