CN109416983B - 蓄电器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提高蓄电器件的可靠性。在功能部(10A)的层叠体以外的部分设置有机械强度比层叠体低的部分。

Description

蓄电器件
技术领域
本发明涉及蓄电器件。
背景技术
以往，已知有双电层电容器、二次电池等各种蓄电器件。例如，在专利文献1记载了其一个例子。关于在专利文献1记载的蓄电器件，记载了如下的蓄电器件，即，具有：正极、隔离件以及负极的层叠体；电解质；以及容纳了层叠体和电解质的封装件。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-33907号公报
发明内容
发明要解决的课题
对于蓄电器件，具有想要提高蓄电器件的可靠性这样的要求。
本发明的主要的目的在于，提高蓄电器件的可靠性。
用于解决课题的技术方案
本发明涉及的蓄电器件具备器件主体、第一电极膜、以及第二电极膜。器件主体具有功能部。功能部包含第一内部电极、第二内部电极、以及隔离件的层叠体。第一内部电极沿着长度方向以及宽度方向延伸。第二内部电极相对于第一内部电极在厚度方向上层叠。隔离件配置在第一内部电极与第二内部电极之间。功能部具有第一主面和第二主面、第一侧面和第二侧面、以及第一端面和第二端面。第一主面以及第二主面沿着长度方向以及宽度方向延伸。第一侧面以及第二侧面沿着长度方向以及厚度方向延伸。第一端面以及第二端面沿着宽度方向以及厚度方向延伸。第一电极膜设置在器件主体上。第一电极膜与第一内部电极连接。第二电极膜设置在器件主体上。第二电极膜与第二内部电极连接。在功能部内设置有机械强度比层叠体低的部分。因此，在功能部的内压因在回流焊时、使用时在功能部内产生气体等而上升时，功能部的机械强度低的部分优先受损。因而，功能部中的设置有第一内部电极以及第二内部电极且发挥作为蓄电器件的功能的层叠体部分不易受损。因此，本发明涉及的蓄电器件的可靠性优异。
在本发明涉及的蓄电器件中，优选在功能部的厚度方向上的两侧的最外层中的至少一方设置有机械强度比层叠体低的部分。
另外，在本发明中，所谓机械强度低，意味着弹性模量低，所谓机械强度高，意味着弹性模量高。弹性模量例如能够用扫描型探针显微镜进行测定。
在本发明涉及的蓄电器件中，作为机械强度低的部分，可以设置有中空部。
在本发明涉及的蓄电器件中，功能部的层叠体以外的部分可以由多个层的层叠体构成，在功能部的层叠体以外的部分可以具有比层叠体容易产生层间剥离的部分。
在本发明涉及的蓄电器件中，功能部的从外装体露出的部分可以被第一电极膜或第二电极膜覆盖。
发明效果
根据本发明，能够提高蓄电器件的电可靠性。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式涉及的蓄电器件的示意性立体图。
图2是图1的线II-II处的示意性剖视图。
图3是图2的线III-III处的示意性剖视图。
具体实施方式
以下，对实施了本发明的优选的方式的一个例子进行说明。但是，下述的实施方式仅为例示。本发明丝毫不限定于下述的实施方式。
此外，在实施方式等中参照的各附图中，具有实质上相同的功能的构件用相同的附图标记进行参照。此外，在实施方式等中参照的附图是示意性地记载的附图。关于附图描绘的物体的尺寸的比率等，存在与现实的物体的尺寸的比率等不同的情况。在附图彼此之间，也存在物体的尺寸比率等不同的情况。具体的物体的尺寸比率等应参考以下的说明进行判断。
图1是本实施方式涉及的蓄电器件的示意性立体图。图2是图1的线II-II处的示意性剖视图。图3是图2的线III-III处的示意性剖视图。
图1～图3所示的蓄电器件1例如是构成双电层电容器、二次电池的器件。
蓄电器件1具备器件主体10。如图2以及图3所示，器件主体10具有功能部10A和外装体10B。
功能部10A是至少一部分体现作为蓄电器件的功能的部分。功能部10A设置为大致长方体状。功能部10A具有第一主面10a和第二主面10b、第一侧面10c和第二侧面10d(参照图3。)、以及第一端面10e和第二端面10f(参照图2。)。第一主面10a以及第二主面10b沿着长度方向L以及宽度方向W延伸。第一主面10a和第二主面10b在厚度方向T上对置。如图3所示，第一侧面10c以及第二侧面10d沿着长度方向L以及厚度方向T延伸。第一侧面10c和第二侧面10d在宽度方向W上对置。如图2所示，第一端面10e以及第二端面10f沿着宽度方向W以及厚度方向T延伸。第一端面10e和第二端面10f在长度方向L上对置。
功能部10A具备多个第一内部电极11、多个第二内部电极12、含电解质层13a、13b、13c、13d、以及第一最外层10A1和第二最外层10A2。
第一内部电极11沿着长度方向L以及宽度方向W延伸。第一内部电极11设置为与第一主面10a以及第二主面10b平行。第一内部电极11引出到第一端面10e以及第一侧面10c和第二侧面10d，另一方面，不引出到第二端面10f。
第一内部电极11具有第一集电体11a和第一活性物质层11b、11c。
第一集电体11a例如能够由金属箔构成，该金属箔能够由铝、铜等中的至少一种金属构成。
在第一集电体11a的一侧的表面上设置有第一活性物质层11b，在另一侧的表面上设置有第一活性物质层11c。第一活性物质层11b、11c是在蓄电器件1构成双电层电容器的情况下构成极化性电极的构件。在该情况下，第一活性物质层11b、11c优选包含活性炭等碳材料。
第二内部电极12沿着长度方向L以及宽度方向W延伸。第二内部电极12相对于第一内部电极11在厚度方向T上层叠。第二内部电极12与第一内部电极11在厚度方向T上对置。第一内部电极11以及第二内部电极12沿着厚度方向T交替地设置。
第二内部电极12设置为与第一主面10a以及第二主面10b平行。第二内部电极12引出到第二端面10f以及第一侧面10c和第二侧面10d，另一方面，不引出到第一端面10e。
第二内部电极12具有第二集电体12a和第二活性物质层12b、12c。
第二集电体12a例如能够由金属箔构成，该金属箔能够由铝、铜等中的至少一种金属构成。
在第二集电体12a的一侧的表面上设置有第二活性物质层12b，在另一侧的表面上设置有第二活性物质层12c。第二活性物质层12b、12c是在蓄电器件1构成双电层电容器的情况下构成极化性电极的构件。在该情况下，第二活性物质层12b、12c优选包含活性炭等碳材料。
第二活性物质层12c与第一活性物质层11b对置。第二活性物质层12b与第一活性物质层11c对置。
在第一活性物质层11b上设置有第一含电解质层13a。在第一活性物质层11c上设置有第一含电解质层13b。在第二活性物质层12b上设置有第二含电解质层13c。在第二活性物质层12c上设置有第二含电解质层13d。这些配置在第一内部电极11与第二内部电极12之间的含电解质层13a、13b、13c、13d构成隔离件。通过含电解质层13a、13b、13c、13d，第一内部电极11与第二内部电极12被绝缘。
含电解质层13a、13b、13c、13d分别含有电解质。含电解质层13a、13b、13c、13d分别优选由含有电解质的凝胶构成。例如，凝胶能够使用高分子聚氧化乙烯类树脂等。
关于电解质，例如能够使用EMITFSI(1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲磺酰)亚胺(1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide))、EMIBF4(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(1-ethyl-3-methylimid azolium tetrafluoroborate))等的离子性液体，或者将该离子性液体溶于碳酸丙烯酯、乙腈等有机溶剂的电解质。
第一活性物质层11b和第二活性物质层12c隔着第一含电解质层13a和第二含电解质层13d对置。第一活性物质层11c和第二活性物质层12b隔着第一含电解质层13b和第二含电解质层13c对置。
第一最外层10A1设置在功能部10A的第一主面10a侧的最外层。第一最外层10A1通过粘接层16a粘接。关于第一最外层10A1，只要是绝缘构件，就没有特别限定。第一最外层10A1例如可以由与含电解质层13a、13b、13c、13d相同的材料构成。因而，第一最外层10A1也可以浸渍电解质。
第二最外层10A2设置在功能部10A的第二主面10b侧的最外层。第二最外层10A2通过粘接层16b粘接。关于第二最外层10A2，只要是绝缘构件，就没有特别限定。第二最外层10A2例如可以由与含电解质层13a、13b、13c、13d相同的材料构成。因而，第二最外层10A2也可以浸渍电解质。
外装体10B覆盖功能部10A的外表面的一部分。具体地，外装体10B覆盖功能部10A的第一主面10a和第二主面10b以及第一侧面10c和第二侧面10d。外装体10B不覆盖第一端面10e以及第二端面10f。因此，功能部10A的第一端面10e以及第二端面10f从外装体10B露出。
外装体10B具有第一部分10B1、第二部分10B2、第三部分10B3、以及第四部分10B4。第一部分10B1覆盖第一主面10a。第二部分10B2覆盖第二主面10b。如图3所示，第三部分10B3覆盖第一侧面10c。第四部分10B4覆盖第二侧面10d。
在第一端面10e上设置有第一外部电极18。功能部10A的从外装体10B的露出部被该第一外部电极18覆盖。第一外部电极18在第一端面10e与第一内部电极11电连接。
第一外部电极18具有第一电极膜18a和第一金属帽18b。
第一电极膜18a与第一内部电极11连接。第一电极膜18a设置为覆盖第一端面10e。详细地，第一电极膜18a实质上覆盖第一端面10e的整体。第一电极膜18a不位于第一主面10a和第二主面10b以及第一侧面10c和第二侧面10d上。
第一金属帽18b覆盖器件主体10的第一端面10e侧的部分。具体地，第一金属帽18b覆盖第一端面10e、第一主面10a和第二主面10b、以及第一侧面10c和第二侧面10d各自的第一端面10e侧的部分。
第一金属帽18b与第一电极膜18a电连接。
在第二端面10f上设置有第二外部电极19。功能部10A的从外装体10B的露出部被该第二外部电极19覆盖。第二外部电极19与第二内部电极12电连接。第二外部电极19具有第二电极膜19a和第二金属帽19b。
第二电极膜19a与第二内部电极12连接。第二电极膜19a设置为覆盖第二端面10f。详细地，第二电极膜19a设置为实质上覆盖第二端面10f的整体。第二电极膜19a不位于第一主面10a和第二主面10b以及第一侧面10c和第二侧面10d上。
第二金属帽19b覆盖器件主体10的第二端面10f侧的部分。具体地，第二金属帽19b覆盖第二端面10f、第一主面10a和第二主面10b、以及第一侧面10c和第二侧面10d各自的第二端面10f侧的部分。
第二金属帽19b与第二电极膜19a电连接。
在本实施方式中，第一电极膜18a以及第二电极膜19a分别由喷镀膜构成。第一电极膜18a以及第二电极膜19a例如能够由选自由Al、Cu、Al-Si构成的组的至少一种金属构成。
第一金属帽18b以及第二金属帽19b例如能够由包含合金(Fe-42Ni合金)的母材、由铝或铝合金构成的母材、由铜或铜合金构成的母材和覆盖母材的外表面的Ni/Ag镀层或Ni/Au镀层构成。
可是，在像蓄电器件1那样设置有外装体10B的蓄电器件中，在回流焊时、使用时由于温度上升而产生气体等，存在功能部的内压上升的情况。若功能部的内压上升，则在功能部中产生分层等，功能部有可能受损。
相对于此，在本实施方式涉及的蓄电器件1中，在功能部10A中的第一最外层10A1和第二最外层10A2中的至少一方，设置有机械强度比功能部10A的第一最外层10A1以及第二最外层10A2以外的部分低的脆弱的部分。
具体地，在第一最外层10A1设置有中空部15a，在第二最外层10A2设置有中空部15b。通过该结构，第一最外层10A1以及第二最外层10A2中的设置有中空部15a、15b的部分的机械强度变低。因此，若功能部10A的内压上升，则该功能部10A中的未设置第一内部电极11以及第二内部电极12、不发挥作为蓄电器件的功能、且机械强度低的第一最外层10A1以及第二最外层10A2优先受损。因而，功能部10A中的设置有第一内部电极11以及第二内部电极12且体现蓄电器件1的功能的部分不易受损。因此，蓄电器件1具有优异的可靠性。
特别是，在功能部10A的从外装体10B露出的部分被第一外部电极18以及第二外部电极19覆盖的情况下，功能部10A的内压容易上升。因此，可更显著地达到基于在第一最外层10A1以及第二最外层10A2中的至少一方设置机械强度比功能部10A的第一最外层10A1以及第二最外层10A2以外的部分低的脆弱的部分的蓄电器件1的可靠性的提高效果。
另外，在第一最外层10A1以及第二最外层10A2由浸渍电解质的材料构成的情况下，也可以在中空部15a、15b存在电解质。
在本实施方式中，通过在机械强度低的部分设置中空部15a、15b，从而构成了机械强度脆弱的部分。但是，本发明并不限定于该结构。例如，也可以由多个层的层叠体构成第一最外层10A1以及第二最外层10A2，并在第一最外层10A1以及第二最外层10A2中的至少一方设置比第一最外层10A1以及第二最外层10A2以外的部分容易产生层间剥离(分层)的部分，由此在第一最外层10A1以及第二最外层10A2中的至少一方设置机械强度低的部分。
在本实施方式中，对在第一最外层10A1以及第二最外层10A2的双方设置了机械强度相对弱的部分的例子进行了说明。但是，本发明并不限定于该结构。例如，也可以仅在第一最外层10A1以及第二最外层10A2中的一方设置机械强度相对弱的部分。
另外，在上述实施方式中，对在功能部的厚度方向上的两侧的最外层分别设置有机械强度比层叠体低的部分的例子进行了说明。但是，本发明并不限定于该结构。在本发明中，设置有机械强度比层叠体低的部分的位置没有特别限定。例如，机械强度比层叠体低的部分也可以设置在层叠体的内部。
附图标记说明
1：蓄电器件；
10：器件主体；
10A：功能部；
10A1：第一最外层；
10A2：第二最外层；
10B：外装体；
10B1：第一部分；
10B2：第二部分；
10B3：第三部分；
10B4：第四部分；
10a：第一主面；
10b：第二主面；
10c：第一侧面；
10d：第二侧面；
10e：第一端面；
10f：第二端面；
11：第一内部电极；
11a：第一集电体；
11b：第一活性物质层；
11c：第一活性物质层；
12：第二内部电极；
12a：第二集电体；
12b：第二活性物质层；
12c：第二活性物质层；
13a、13b：第一含电解质层；
13c、13d：第二含电解质层；
15a：中空部；
15b：中空部；
16a、16b：粘接层；
18：第一外部电极；
18a：第一电极膜；
18b：第一金属帽；
19：第二外部电极；
19a：第二电极膜；
19b：第二金属帽。

Claims (7)

1.一种蓄电器件，具备：
器件主体，具有功能部，所述功能部包含第一内部电极、第二内部电极以及隔离件的层叠体，所述第一内部电极沿着长度方向以及宽度方向延伸，所述第二内部电极相对于所述第一内部电极在厚度方向上层叠，所述隔离件配置在所述第一内部电极与所述第二内部电极之间，所述功能部具有第一主面和第二主面、第一侧面和第二侧面以及第一端面和第二端面，所述第一主面和所述第二主面沿着长度方向以及宽度方向延伸，所述第一侧面和所述第二侧面沿着所述长度方向以及厚度方向延伸，所述第一端面和所述第二端面沿着所述宽度方向以及所述厚度方向延伸；
第一电极膜，设置在所述器件主体上，与所述第一内部电极连接；以及
第二电极膜，设置在所述器件主体上，与所述第二内部电极连接，
所述功能部在所述层叠体以外的部分设置有机械强度比所述层叠体低的部分。
2.根据权利要求1所述的蓄电器件，其中，
在所述功能部的厚度方向上的两侧的最外层中的至少一方设置有机械强度比所述层叠体低的部分。
3.根据权利要求1所述的蓄电器件，其中，
作为机械强度比所述层叠体低的部分，设置有中空部。
4.根据权利要求2所述的蓄电器件，其中，
作为机械强度比所述层叠体低的部分，设置有中空部。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的蓄电器件，其中，
所述功能部的所述层叠体以外的部分由多个层的层叠体构成，在所述功能部的所述层叠体以外的部分具有比所述层叠体容易产生层间剥离的部分。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的蓄电器件，其中，
所述功能部的从外装体露出的部分被所述第一电极膜或所述第二电极膜覆盖。
7.根据权利要求5所述的蓄电器件，其中，
所述功能部的从外装体露出的部分被所述第一电极膜或所述第二电极膜覆盖。
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