CN110189926B - 电化学器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可提高寿命的电化学器件。电化学器件具有:元件主体,以夹着隔离物层的方式层叠有一对内部电极;外装薄片,覆盖元件主体;密封部,以元件主体在电解质溶液中被浸渍的方式密封外装薄片的周缘部;引线端子,从外装薄片的密封部引出到外侧。外装薄片具有表面薄片和背面薄片。表面薄片包含表面侧金属薄片,背面薄片包含背面侧金属薄片。在引出引线端子的密封部的位置,将从引线端子的表面到表面侧金属薄片的密封部的第一厚度设为Z1,将从引线端子的背面到背面侧金属薄片的密封部的第二厚度设为Z2,将引线端子的厚度设为Z3时,Z1+Z2为60μm以下,(Z1+Z2)/Z3为0.5以上6.0以下。

Description

电化学器件
技术领域
本发明涉及优选用作双电层电容器(EDLC)等的电化学器件。
背景技术
例如,如下述的专利文献1所示,根据IC卡等用途,超薄型的电化学器件备受注目。在电化学器件的内部注入有电解液,由盐(离子性物质)和溶剂构成。当该电解液扩散到外部时,电解液就会不足,器件的寿命有可能会下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-79836号公报
发明内容
本发明鉴于这种实际状况而完成,其目的在于,提供一种能够提高寿命的电化学器件。
为了实现上述目的,本发明所涉及的电化学器件具有:
元件主体,其以夹着隔离物薄片的方式层叠有一对内部电极;
外装薄片,其覆盖所述元件主体;
密封部,其以所述元件主体在电解质溶液中被浸渍的方式密封所述外装薄片的周缘部;
引线端子,其从所述外装薄片的所述密封部引出到外侧,
所述外装薄片具有表面薄片和背面薄片,
所述表面薄片包含表面侧金属薄片,
所述背面薄片包含背面侧金属薄片,
在引出所述引线端子的所述密封部的位置,设从所述引线端子的表面到所述表面侧金属薄片的所述密封部的第一厚度为Z1,且设从所述引线端子的背面到所述背面侧金属薄片的所述密封部的第二厚度为Z2,且设所述引线端子的厚度为Z3的情况下,
Z1+Z2为60μm以下,
(Z1+Z2)/Z3为0.5以上6.0以下。
本发明人等发现了,特别是通过将导出端子的部分的密封部的厚度和端子的厚度保持为规定的关系,能够延长器件的寿命,直至完成本发明。表面薄片及背面薄片分别包含金属薄片。因此,难以考虑电解液透过表面薄片自身及背面薄片自身而扩散到外部,可认为电解液通过密封部而扩散到外部。
密封部的厚度特别是在引出引线端子的部分变厚。在本发明的电化学器件中,通过将引出端子的部分的密封部的厚度和端子的厚度保持为规定的关系,能够延长器件的寿命。
优选所述引线端子的厚度Z3为60μm以下,通过减小厚度Z3,能够延长器件的寿命。
优选所述内部电极的集电体层与所述引线端子连续且一体地成形。通过这样构成,容易减小引线端子的厚度。
优选在不引出所述引线端子的所述密封部的位置,从所述表面侧金属薄片到所述背面侧金属薄片的所述密封部的厚度为50μm以下。通过这样构成,也能够抑制电解液从不引出引线端子的密封部扩散,能够进一步提高器件的寿命。
优选所述背面薄片的前端部沿着所述引线端子的引出方向位于所述引线端子的前端部的外侧,兼作支承板,
所述表面薄片的前端部沿着所述引线端子的引出方向位于所述引线端子的前端部的内侧。通过具备支承板,能够有效保护配置于其上的引线端子。
附图说明
图1A是本发明的一个实施方式所涉及的双电层电容器的立体图;
图1B是表示本发明的另一个实施方式所涉及的双电层电容器的立体图;
图2A是沿着图1A的IIA-IIA线的概略截面图;
图2B是图2A所示的密封部的主要部分放大截面图;
图2C是沿着图1A的IIC-IIC线的主要部分放大截面图;
图2D是沿着图1A的IID-IID线的主要部分放大截面图;
图3是表示图2A所示的双电层电容器的制造方法例的截面图;
图4A是表示对应于图3的制造方法例的概略立体图;
图4B是表示图4A的接下来的工序的立体图;
图5是本发明的另一实施方式所涉及的双电层电容器的立体图;
图6是沿着图5的VI-VI线的主要部分截面图;
图7是本发明的又一实施方式所涉及的双电层电容器的立体图;
图8是沿着图7的VIII-VIII线的主要部分截面图。
符号的说明
2、2a、2b、2c…双电层电容器(EDLC)
4…外装薄片
4a、4a1…表面薄片
4b、4b1…背面薄片
4c…回折周缘部
4d1~4d4…前端部
4d11、4d22…张开部分
4e…侧边周缘部
4f1、4f2…支承板
4A…金属薄片
4Aa…露出前端
4B…内侧层
4C…外侧层
10…元件主体
11…隔离物薄片
12…第一活性层
14…第一集电体层
16…第一内部电极
18…第一引线端子
22…第二活性层
24…第二集电体层
26…第二内部电极
28…第二引线端子
40…第一密封部
42…第二密封部
44…第三密封部
46…第四密封部。
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
第一实施方式
如图1A所示,本发明的一个实施方式所涉及的作为电化学器件的双电层电容器(EDLC)2具有外装薄片4。外装薄片4具有通过将一块薄片在回折周缘部4c折弯而形成的表面薄片4a及背面薄片4b。此外,表面薄片4a和背面薄片4b也可以不回折,而将独立的上下薄片贴合而构成外装薄片4。
在本实施方式中,外装薄片4具有X轴方向的长度L0比Y轴方向的长度W0长的长方形状,但不局限于此,也可以为正方形,还可以为其他多边形状、或者圆形、椭圆形、或者其他形状。在该实施方式中,将外装薄片4的表面薄片4a和背面薄片4b重叠的方向设为厚度方向(Z轴方向),将与其相互正交的方向设为X轴及Y轴。
如图2A所示,在外装薄片4的内部内置有元件主体10。元件主体10构成双电层电容器的元件,在本实施方式中,单一电容器元件收纳于外装薄片4的内部。
在元件主体10中,以夹着浸渗有电解质溶液的隔离物薄片11的方式层叠有一对第一内部电极16和第二内部电极26。第一内部电极16和第二内部电极26中的一方成为正极,另一方成为负极,但结构相同。这些第一内部电极16及第二内部电极26分别具有以与隔离物薄片11的相互相反面接触的方式层叠的第一活性层12及第二活性层22。另外,第一内部电极16及第二内部电极26具有以分别与各活性层12、22接触的方式层叠的第一集电体层14及第二集电体层24。
隔离物薄片11将内部电极16及26电性绝缘并且电解质溶液可渗透地构成,例如,由电绝缘性的多孔质薄片构成。作为电绝缘性的多孔质薄片,可列举由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的薄膜的单层体、层叠体、或上述树脂的混合物的拉伸膜、或者由选自纤维素、聚酯及聚丙烯中的至少一种构成材料构成的纤维无纺布。隔离物薄片11的厚度例如为5~50μm左右。
作为集电体层14、24,通常如果是具有高导电性的材料,就没有特别限定,但优选使用低电阻的金属材料,例如可使用铜、铝、镍等的薄片。这些集电体层14、24各自的厚度例如为10~100μm左右,但优选为60μm以下,进一步优选为15~60μm。集电体层14、24的Y轴方向宽度优选为2~10mm,优选比隔离物薄片11的Y轴方向宽度小。集电体层14、24优选配置于隔离物薄片11的Y轴方向的中央。
活性层12、22含有活性物质及粘合剂,优选含有导电助剂。活性层12、22层叠于构成各个集电体层14、24的薄片的表面而形成。
作为活性物质,可列举各种具有电子传导性的多孔体,例如可列举:活性炭、天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、中间相碳纤维(MCF)、焦炭类、玻璃状碳、有机化合物烧成体等碳材料。作为粘合剂,如果是能够将上述的活性物质、优选为导电助剂固定于构成集电体层的薄片的话,就没有特别限定,可使用各种粘合剂。作为粘合剂,例如可列举:聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂、或者苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和水溶性高分子(羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、糊精、谷胶等)的混合物等。
导电助剂是为了提高活性层12、22的电子传导性而添加的材料。作为导电助剂,例如可列举:炭黑、乙炔炭黑等碳材料、铜、镍、不锈钢、铁等金属微粉、碳材料及金属微粉的混合物、ITO等导电性氧化物。
活性层12、22各自的厚度例如优选为1~100μm左右。活性层12、22在各集电体层14、24的表面上以与隔离物薄片11同等以下的面积而形成于集电体层14、24的表面。活性层12、22可利用公知的方法来制作。
在本实施方式中,“正极”是在对双电层电容器施加了电压时,电解质溶液中的阴离子吸附的电极,“负极”是在对双电层电容器施加了电压时,电解质溶液中的阳离子吸附的电极。此外,在对双电层电容器暂时在特定的正负方向上施加电压进行了充电后再次进行充电时,通常都在与最初相同的方向上进行充电,很少反向施加电压进行充电。
外装薄片4由不使下述的电解质溶液透过的材料构成,而且,优选为通过热封将外装薄片4的周缘部彼此、或者与图4A所示的密封用带40a(以下同样,有时包含42a)一体化而成的外装薄片。该密封用带40a从作业性方面来看,优选为粘合带等带状的密封用带。其中,不局限于带,即使为可涂布的密封树脂,如果是可通过热而熔融粘结的形态,则可以是任何形态。
另外,外装薄片4由密封元件主体10,且防止空气或水分进入薄片4的内部的材料构成。具体地说,外装薄片4也可以为单层薄片,但如图2A所示,优选为以由内侧层4B及外侧层4C夹着金属薄片4A的方式层叠而成的多层薄片。
金属薄片4A例如优选由铝(Al)、不锈钢等构成,内侧层4B由电绝缘材料构成,优选由难以与电解质溶液发生反应且可热封的与聚丙烯等同样的材质构成。另外,外侧层4C没有特别限制,例如可优选由PET、PC、PES、PEN、PI、氟树脂、PE、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等构成。外装薄片4的厚度优选为5~150μm。
在本实施方式中,外装薄片4的耐力在JIS Z2241中为390~1275N/mm2,优选为785~980N/mm2。另外,外装薄片的硬度在维氏硬度(Hv)(JIS 2244)中为230~480,优选为280~380。从这种观点来看,外装薄片4的金属薄片4A优选为由JIS规定的不锈钢SUS304(BA)、SUS304(1/2H)、SUS304 H、SUS301 BA、SUS301(1/2H)、SUS301(3/4H)。
引线端子18、28是对集电体层14、24发挥电流的输入输出端子的作用的导电性部件,呈矩形板形状。在本实施方式中,各引线端子18、28由与分别构成集电体层14、24的导电性薄片一体化而成的薄片形成,也可以为与集电体层14、24相同的厚度。其中,各引线端子18、28也可以由与集电体层14、24不同的导电性部件形成,且与各集电体层14、24电连接。在那种情况下,各引线端子18、28的厚度也可与集电体层14、24的厚度不同,例如为10~100μm左右,优选为60μm以下,进一步优选为20~60μm。
如图2A所示,各引线端子18、28从元件主体10的X轴方向的相互相反侧,沿支承板4f1、4f2引出,元件主体10的内部通过第一密封部40及第二密封部42而密封。第一密封部40及第二密封部42通过利用热封时的加热将下述的图4A及图4B所示的密封用带40a、42a和图2A所示的外装薄片4的内侧层4B一体化而形成。即,如图2D所示,形成于外装薄片4的内周面的内侧层(树脂)4B的一部分与密封用带40a、42a一同紧贴于引线端子18、28的Y轴方向的两侧表面而成为热熔接部,提高第一密封部40及第二密封部42中的密封性。
另外,如图1A所示,在不引出引线端子18、28的第三密封部44中,外装薄片4的内侧层4B在外装薄片4的回折周缘部4c折弯,通过热封时的加热而熔接并被一体化。同样,在不引出引线端子18、28的第四密封部46中,如图2C所示,外装薄片4的表面薄片4a及背面薄片4b中的侧边周缘部4e的内侧层4B通过热封时的加热而熔接并被一体化。
如图1A所示,在第一密封部40的Y轴方向的两端,分别以连接的方式连续形成有第三密封部44及第四密封部46的一端,且以连接这些第三密封部44及第四密封部46的另一端的方式连续形成有第二密封部42。因此,外装薄片4的内部相对于外装薄片4的外部而良好地密封。
在由外装薄片4夹着,且用于通过密封部40、42、44及46来密封元件主体10的空间内填充有电解质溶液(未图示),其一部分被浸渍于图2A所示的活性层12、22及隔离物薄片11的内部。
作为电解质溶液,可使用使电解质溶解于有机溶剂而成的溶液。作为电解质(电解质盐),例如可优选使用:四乙基四氟硼酸铵(TEA+BF4-)、三乙基甲基四氟硼酸铵(TEMA+BF4-)等季铵盐等、铵盐、胺盐、或脒盐等。此外,这些电解质(电解质盐)可以单独地使用一种,也可以并用两种以上。
另外,作为有机溶剂,可使用公知的溶剂。作为有机溶剂,例如可优选列举:碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、γ-丁内脂、二甲基甲酰胺、环丁砜、乙腈、丙腈、甲氧基乙腈等。它们可以单独地使用,也可以以任意比例混合使用两种以上。
如图2A所示,各引线端子18、28的前端分别通过第一密封部40及第二密封部42,被引出到第一密封部40及第二密封部42的外部。第一密封部40及第二密封部42是将各引线端子18、28引出到外部的部分,与第三密封部44及第四密封部46相比,特别要求密封性。
在本实施方式的EDLC2中,元件主体10的第一引线端子18和第二引线端子28被沿着EDLC2的长度方向(X轴方向)向相反侧引出。因此,能够减小EDLC2的Y轴方向宽度,并且能够将第一密封部40及第二密封部42的厚度设为必要最小限度,也能够减小EDLC2整体的厚度。因此,能够实现EDLC2的小型化及薄型化。
另外,在本实施方式的EDLC2中,例如,将第一引线端子18设为正极,且将第二引线端子28设为负极,与在电解质溶液中被浸渍的元件主体10连接。在EDLC中,单一元件中的耐电压被确定为最大约2.85V左右,为了根据用途而提高耐电压,也可以将元件串联连接。本实施方式的EDLC2因为极其薄,并且具有足够的耐电压,所以可优选用作用于内置于IC卡等薄型电子部件的电池。
特别是在本实施方式中,如图2B所示,在引出引线端子18、28的密封部40、42的位置,设从引线端子18、28的表面到表面侧的金属薄片4A的密封部40、42的第一厚度为Z1,且设从引线端子18、28的背面到背面侧的金属薄片4A的密封部40、42的第二厚度设为Z2,且设引线端子18、28的厚度为Z3的情况下,下式成立。即,Z1+Z2为60μm以下,优选为15~60μm,(Z1+Z2)/Z3为0.5以上6.0以下。
在本实施方式中,第一厚度Z1和第二厚度Z2大致相同,但不必一定相同。例如,第一厚度Z1以与图3所示的密封用带40a和内侧层4B相对应的厚度构成,第二厚度Z2以与图3所示的内侧层4B相对应的厚度构成,反之也可以(与第一厚度Z1相对应的厚度和与第二厚度Z2相对应的厚度也可以相反)。
在本实施方式中,通过将导出端子18、28的部分的密封部40、42的厚度(Z1+Z2)和端子的厚度Z3保持为规定的关系,能够延长EDLC2的寿命。表面薄片4a及背面薄片4b分别包含金属薄片4A。因此,难以考虑电解液透过表面薄片4a自身及背面薄片4b自身而扩散到外部,可认为电解液通过密封部40、42而扩散到外部。
密封部的厚度特别是在引出引线端子18、28的部分变厚。在本实施方式中,通过将引出端子18、28的部分的密封部40、42的厚度(Z1+Z2)和端子的厚度Z3保持为上述的规定关系,能够延长EDLC2的寿命。
另外,在本实施方式中,引线端子18、28的厚度Z3为60μm以下,优选为40μm以下。通过减小厚度Z3,能够延长器件的寿命。其中,为了维持引线端子的强度,引线端子的厚度Z3优选为20μm以上。
如图2C所示,在不引出引线端子的密封部46(密封部44也同样)的位置,从表面侧的金属薄片4A到背面侧的金属薄片4A的密封部46的厚度Z4优选为50μm以下。通过这样构成,也能够抑制电解液从不引出引线端子的密封部46扩散,能够进一步提高EDLC2的寿命。此外,从提高密封性能的观点来看,密封部的厚度优选为10μm以上。
在本实施方式中,如图2B所示,背面薄片4b的前端部4d3、4d4沿着引线端子18、28的引出方向(X轴方向)位于比引线端子18、28的前端部更靠外侧,兼作支承板4f1、4f2。表面薄片4a的前端部沿着引线端子18、28的引出方向位于比引线端子18、28的前端部更靠内侧。通过具备支承板4f1、4f2,能够有效保护配置于其上的引线端子18、28。
接着,利用图3~图4B对本实施方式的EDLC2的制造方法的一个例子进行说明。
如图3及图4A所示,首先,制造元件主体10。为了制造元件主体10,准备一第一内部电极16,在第一内部电极16和第一引线端子18的边界部分贴附带40a。另外,准备另一第二内部电极26,在第二内部电极26和第二引线端子28的边界部分贴附带42a。然后,在第一内部电极16和第二内部电极26之间配置隔离物11。
在各引线端子18、28,在成为上述的第一密封部40及第二密封部42的X轴方向位置,分别在各端子18、28的单侧表面或两侧粘接有密封用带40a及42a。带40a及42a的Y轴方向的宽度比引线端子18、28的Y轴方向宽度长。
接着,以覆盖元件主体10的整体的方式将外装薄片4在回折周缘部4c折弯,由薄片4的表面薄片4a及背面薄片4b覆盖元件主体10。此外,外装薄片4在Y轴方向上预先较长地形成。外装薄片4的表面薄片4a的X轴方向的宽度以表面薄片4a的X轴方向的前端部4d1、4d2分别位于带40a、42a的X轴方向的内侧的方式调节。此外,表面薄片4a和背面薄片4b也可以不回折,而将独立的上下薄片贴合而构成外装薄片4。
接着,如图4B所示,为了形成第一密封部40和第二密封部42,利用热熔接夹具,在由表面薄片4a和背面薄片4b将带40a、42a夹入的位置,从这些薄片4a、4b的Z轴方向的外侧,进行加热加压。这时,密封用带40a、42a作为通过加压及加热而流动的粘接用树脂,与外装薄片4的内侧层4B紧贴并被一体化,在固化后,成为密封部40及42。在带40a、42a的熔接时,优选构成带40a、42a的树脂伸出,覆盖位于表面薄片4a的X轴方向的前端部4d1、4d2的金属薄片4A的露出面。这是为了防止短路故障等。
此外,在其前后对外装薄片4的回折周缘部4c进行加压加热,形成第三密封部44。接着,从未形成第四密封部46的外装薄片4的开口端52注入电解质溶液,其后,使用与用于形成第三密封部44的夹具同样的夹具,通过热封,形成最后的第四密封部46。其后,通过沿着第四密封部46的外侧的切断线54将外装薄片4切断,且去除多余的外装薄片4’,得到本实施方式的EDLC2。
在本实施方式中,第一密封部40通过贴附于第一引线端子18的密封用带40a与外装薄片4的内侧层4B热封(加热压接)而形成。另外,同样,第二密封部42通过贴附于第二引线端子28的密封用带42a与外装薄片4的内侧层4B热封(加热压接)而形成。
在本实施方式中,例如能够将EDLC2的最大厚度设为1mm以下,优选设为0.9mm以下,进一步优选设为0.5mm以下。
第二实施方式
如图1B所示,本实施方式的EDLC2a除不具有图1A所示的支承板4f1及4f2以外,与第一实施方式的EDLC2同样。在附图中,在共同的部件上标注共同的符号,省略共同部分的说明。
此外,在本实施方式中,表面薄片4a和背面薄片4b中,X轴方向的长度大致相同,可以通过将相同的一块外装薄片4折弯而成形,也可以由不同的薄片构成。
第三实施方式
如图5及图6所示,在本实施方式的EDLC2b中,在外装薄片4的内部沿Y轴方向排列而内置有两个元件主体10a、10b。由于其他与第一实施方式同样,因此在附图中,在共同的部件上标注共同的符号,在下面的说明中,省略一部分共同部分的说明,仅对不同的部分进行详细说明。
在本实施方式中,外装薄片4由表面薄片4a1和背面薄片4b1构成,与图1A所示的外装薄片4相比,在Y轴方向上具有大致2倍的大小。如图6所示,在外装薄片4的内部内置有两个元件主体10a、10b,各个元件主体10a、10b分别具有与第一实施方式的元件主体10同样的构造。
在本实施方式中,各元件主体10a、10b的第二引线端子28、28分别形成,但各元件主体10a、10b的各第一引线端子18a与连结部18b一体成形,相互连续。即,如图5所示,各元件主体10a、10b经由第一引线端子18a及连结部18b而串联连接。此外,在图示的例子中,经由连结部18b串联连接有一对第一引线端子18a、18a,但也可以不具备连结部18b,而是一对第一引线端子18a、18a直接被分别引出到支承板4f1之上。
在外装薄片4的Y轴方向的中央部,沿X轴方向形成有第三密封部44a,在元件主体10a、10b间,隔断电解质溶液的流通。收纳元件主体10a的空间通过连续形成于外装薄片4的第一密封部40、第二密封部42、第三密封部44a及第四密封部46a而密封,储存电解质溶液。同样,收纳元件主体10b的空间通过连续形成于外装薄片4的第一密封部40、第二密封部42、第三密封部44a及第四密封部46b而密封,储存电解质溶液。
在本实施方式中,通过利用连接片等将被引出到X轴方向的相同侧的引线端子彼此串联或并联连接,能够增大电池的容量,且能够提高耐电压。另外,在本实施方式中,也因为具备图1A所示的支承板4f1及4f2,所以能够有效防止引线端子28、18a及连结部18b的弯折等。
在本实施方式中,如图2B所示,在各密封部40及42中,通过将导出端子18、28的部分的密封部40、42的厚度(Z1+Z2)和端子的厚度Z3保持为规定的关系,能够延长EDLC2b的寿命。本实施方式的其他构造及作用效果与上述的实施方式同样。
第四实施方式
如图7及图8所示,在本实施方式的EDLC2c中,在引出各个引线端子18、28的位置,外装薄片4的表面薄片4a的前端部4d1、4d2沿着引线端子18、28的引出方向即X轴,向离开引线端子18、28的方向且向外侧张开。除此以外,本实施方式的EDLC2c与第一实施方式的EDLC2同样。在附图中,在共同的部件上标注共同的符号,省略共同部分的说明。
如图8所示,在本实施方式中,在表面薄片4a的前端部4d1、4d2中,即使金属薄片4A的前端露出,也能够加大引线端子18、28和金属薄片4A的露出前端4Aa的前端间隙距离Z5。因此,能够有效防止引线端子18、28和金属薄片4A的露出前端4Aa之间的短路故障。此外,表面薄片4a的前端部4d1、4d2沿着引线端子18、28的引出方向位于比引线端子18、28的前端部更靠X轴方向的内侧。因此,也容易进行将引线端子18、28与外部电路连接的作业。
即,在本实施方式中,与对应于密封部40、42的位置上的引线端子18、28和金属薄片4A之间的最小间隙距离Z0(对应于第一实施方式的Z1或Z2)相比,比密封部40更向X轴方向外侧伸出的引线端子18、28和金属薄片4A的露出前端4Aa的前端间隙距离Z5较大。通过这样构成,能够有效防止短路故障。
另外,在本实施方式中,外装薄片4的前端部4d1、4d2相对于引线端子18、28的张开角度θ优选为5度以上70度以下,进一步优选为5~60度。通过这样构成,能够进一步有效防止短路故障,并且可抑制裂纹,EDLC2c的重复弯曲耐性提高。
在本实施方式中,如图8所示,在分别引出引线端子18、28的位置,表面薄片4a的前端部4d1、4d2沿着引线端子18、28的引出方向而向离开引线端子18、28的方向且向外侧张开的张开部分4d11、4d22的长度L1优选为100μm以上2000μm以下。通过这样构成,能够有效防止短路故障。
此外,张开部分4d11、4d22是金属薄片4A以比对应于密封部40、42的位置上的引线端子18、28和金属薄片4A之间的最小间隙距离Z0大的距离在Z轴方向上离开的表面薄片4a(外装薄片4)的前端部分。在图8所示的截面中,该张开部分4d11、4d22可以为直线状,也可以为曲线状。
张开部分4d11、4d22的长度L1是沿着薄片4a的表面的长度,在曲线的情况下,是直线地拉长时的长度。另外,在张开部分4d11、4d22为曲线的情况下,张开角度θ用假想直线将成为前端间隙距离Z5的薄片4a的前端部4d1、4d2、和成为最小间隙距离Z0的张开部分4d11、4d22的起点位置连结而能够定义为该假想直线和引线端子18、28的引出方向之间的角度。
在本实施方式中,最小间隙距离Z0优选为15μm以上60μm以下,进一步优选为15μm以上30μm以下。通过这样构成,既能够确保器件的内部的密封,又能够实现器件的薄层化。另外,能够提高寿命。
另外,前端间隙距离Z5优选为24μm以上1748μm以下,进一步优选为24μm以上485μm以下。通过这样构成,能够有效防止短路故障。
特别是在本实施方式所涉及的EDLC2c中,在其制造时,不需要控制密封部40、42从表面薄片4a的前端部4d1、4d2的伸出量。密封部40、42也可以从表面薄片4a的前端部4d1、4d2伸出些许。因此,本实施方式所涉及的EDLC2c的制造较为容易。
此外,作为用于在构成外装薄片4的表面薄片4a的前端部4d1、4d2形成张开部4d11、4d22的手段,不局限于使用张开部形成夹具的方法。例如,也可以在用通常的方法形成了密封部40、42以后,以外装薄片4的前端部4d1、4d2向外侧张开的方式进行加工。
另外,在本实施方式中,构成密封部40、42的粘接用树脂的一部分也可以以填埋图8所示的表面薄片4a的前端部4d1、4d2和引线端子18、28之间的间隙的至少一部分的方式扩展。或者,与构成密封部40、42的粘接用树脂不同的粘接剂或树脂也可以填埋图8所示的表面薄片4a的前端部4d1、4d2和引线端子18、28之间的间隙的至少一部分。
在本实施方式中,也如图2B所示,在各密封部40及42中,通过将导出端子18、28的部分的密封部40、42的厚度(Z1+Z2)和端子的厚度Z3保持为规定的关系,能够延长图7所示的EDLC2c的寿命。本实施方式的其他构造及作用效果与上述的实施方式同样。
此外,本发明不局限于上述的实施方式,可在本发明的范围内进行各种改变。
例如,作为应用本发明的层压式电化学器件,不局限于EDLC,也能够应用于锂电池及锂电池电容器等。另外,电化学器件的具体形状及构造不局限于图示的例子。
[实施例]
下面,基于更详细的实施例对本发明进行说明,但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
制造了图1A所示的EDLC2的试样。EDLC2的外装薄片4的金属薄片4A的材质为SUS304。图2B所示的引线端子18、28的厚度Z3为60μm,密封部40、42的厚度(Z1+Z2)为60μm。此外,厚度Z3的制造误差为±2μm以内,厚度(Z1+Z2)的制造误差为±5μm以下。另外,图2C所示的密封部46的厚度Z4为50μm以下。
制作100个相同的试样,保管在60℃-90%RH环境下,根据阻抗变化比较寿命。寿命通过以开始保管试样的时刻为0时刻,测定那时的试样的阻抗,将其测定值设为100%,持续测定阻抗,而以测定值超过300%的时间点的保管时间为寿命。关于实施例1的100个试样,求出寿命的平均,以实施例1的寿命的平均为100%。将结果表示在表1中。
实施例2~24及比较例1~5
如表1所示,除使引线端子18、28的厚度Z3和密封部40、42的厚度(Z1+Z2)变化以外,与实施例1同样,制造EDLC2的试样,进行与实施例1同样的评价。将结果表示在表1中。
评价
如表1所示,在Z1+Z2为60μm以下、优选为40μm以下,且(Z1+Z2)/Z3为0.5以上6.0以下的情况下,可确认寿命提高。
[表1]
Figure GDA0002979947590000151

Claims (6)

1.一种电化学器件,其特征在于,
具有:
元件主体,其以夹着隔离物薄片的方式层叠有一对内部电极;
外装薄片,其覆盖所述元件主体;
密封部,其以所述元件主体在电解质溶液中被浸渍的方式密封所述外装薄片的周缘部;及
引线端子,其从所述外装薄片的所述密封部引出到外侧,
所述外装薄片具有表面薄片和背面薄片,
所述表面薄片包含表面侧金属薄片和表面侧内侧层,
所述背面薄片包含背面侧金属薄片和背面侧内侧层,
在所述引线端子被引出的所述密封部,作为粘接用树脂的密封用带与所述表面侧内侧层或/和所述背面侧内侧层熔接而一体化,
在所述引线端子被引出的所述密封部的位置,将从所述引线端子的表面到所述表面侧金属薄片的第一厚度设为Z1,将从所述引线端子的背面到所述背面侧金属薄片的第二厚度设为Z2,且将所述引线端子的厚度设为Z3的情况下,
在所述第一厚度Z1或/和所述第二厚度Z2中包含所述密封用带的厚度,
Z1+Z2为60μm以下,
(Z1+Z2)/Z3为0.5以上6.0以下。
2.根据权利要求1所述的电化学器件,其特征在于,
所述引线端子的厚度Z3为60μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的电化学器件,其特征在于,
所述内部电极的集电体层与所述引线端子连续且一体地成形。
4.根据权利要求1或2所述的电化学器件,其特征在于,
在所述引线端子未被引出的所述密封部的位置,从所述表面侧金属薄片到所述背面侧金属薄片的所述密封部的厚度为50μm以下。
5.根据权利要求1或2所述的电化学器件,其特征在于,
所述背面薄片的前端部沿着所述引线端子的引出方向位于所述引线端子的前端部的外侧,兼作支承板,
所述表面薄片的前端部沿着所述引线端子的引出方向位于所述引线端子的前端部的内侧。
6.根据权利要求1或2所述的电化学器件,其特征在于,
Z1+Z2为40μm以下。
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