CN1819080A - 电化学装置 - Google Patents

电化学装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1819080A
CN1819080A CNA200510097506XA CN200510097506A CN1819080A CN 1819080 A CN1819080 A CN 1819080A CN A200510097506X A CNA200510097506X A CN A200510097506XA CN 200510097506 A CN200510097506 A CN 200510097506A CN 1819080 A CN1819080 A CN 1819080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thickness
electrode
anode
active material
layer capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200510097506XA
Other languages
English (en)
Inventor
高桥哲哉
宫木阳辅
小须田敦子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN1819080A publication Critical patent/CN1819080A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40—Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H01M10/044—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment with bipolar electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明的双电荷层电容器1具有素材3和盛装该素材3的壳体50。素材3具有阳极集电体12、阳极10、隔膜30、阴极20和阴极集电体14。阳极10和阴极20是由含有电子传导性多孔体粒子作为构成材料的多孔体层所构成。以与阳极10呈电接触状态地配置阳极集电体12。以与阴极20呈电接触状态地配置阴极集电体14。素材3的厚度设定为600μm以下。阳极10的厚度和阴极20的厚度的合计厚度，设定为素材3厚度的80％以下。

Description

电化学装置
技术领域
本发明涉及电化学装置。
背景技术
以双电荷层电容器为代表的电化学电容器和以锂离子二次电池为代表的二次电池等电化学装置，由于能很容易地小型化和轻量化，所以可以期待作为例如小型电子设备等的电源或备用电源、面向电动汽车和混合型车的辅助电源等。
作为这种电化学装置，已知具有如下素材，该素材具有第一及第二电极和将第一及第二电极彼此隔开的隔膜(例如，参照特开平5-283287号公报)。在专利文献1中记载的电化学电容器中，第一及第二电极含有：含有电极活性物质作为构成材料的导电性含活性物质层；和，以与含活性物质层电接触状态配置的导电性集电体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能确保良好的电特性、又能进一步实现薄型化的电化学装置
近年来，伴随着便携电子设备的普及，强烈希望电子设备小型化和轻量化，从电子设备小型化和轻量化方面来考虑，也希望搭载在电子设备中的电化学装置更加薄型化。于是，本发明者们对能够进一步实现薄型化的电化学装置进行了深入的研究，结果新发现了以下事实。
伴随着薄型化，电化学装置极易弯曲。在薄型化的电化学装置中，当该电化学装置发生弯曲时，含活性物质层存在产生缺陷和裂痕的危险。当含活性物质层产生缺陷和裂痕时，会导致电化学装置的电特性降低。尤其是，当含活性物质层产生缺陷时，含活性物质层的碎片会突破隔膜，使第一电极和第二电极形成短路，导致电化学装置不能发挥功能。
因此，本发明者们对能确保良好电特性的电化学装置也进行了深入研究。其结果是，本发明者们发现了如下新的事实，即，当增大含活性物质层的厚度时，含活性物质层很容易产生缺陷和裂痕等。
遵循这样的研究结果，本发明的电化学装置，其特征在于：该电化学装置具备素材，该素材具有第一及第二电极、和将第一及第二电极彼此隔开的隔膜，第一及第二电极含有：含有电极活性物质作为构成材料的导电性含活性物质层、和以与含活性物质层电接触状态配置的导电性集电体，上述素材的厚度设定在600μm以下，第一及第二电极中所含有的含活性物质层的合计厚度设定为上述素材厚度的80％以下。
在本发明的电化学装置中，由于素材的厚度设定在600μm以下，所以电化学装置能进一步薄型化。然而，通过将素材的厚度设定在600μm以下，素材很容易弯曲。但是，由于第一及第二电极中所含有的含活性物质层的合计厚度设定在素材厚度的80％以下，所以能抑制含活性物质层中产生缺陷和裂痕等。其结果是，可确保良好的电特性。
另外，第一及第二电极中所含有的含活性物质层的合计厚度，优选设定在素材厚度的10％以上，第一及第二电极中所含有的含活性物质层的合计厚度小于素材厚度的10％时，由于含活性物质层的厚度过薄，很难制作成均匀的含活性物质层，所以存在着电特性降低的危险。通过将第一及第二电极中所含有的含活性物质层的合计厚度设定在素材厚度的10％以上，更加能确保良好的电特性。
附图说明
图1是表示本实施方式的双电荷层电容器的平面示意图。
图2是表示沿图1中的II-II线剖切的剖面结构示意图。
图3是表示本实施方式的双电荷层电容器中所含有的素材的剖面结构示意图。
图4是表示本实施方式的双电荷层电容器中所含有的素材的剖面结构示意图。
图5是试验体结构的示意图。
图6是用于说明弯曲试验的示意图。
图7是表示弯曲试验前后的实施例1～5和比较例1～3的容量测定结果的图表。
图8是用于说明弯曲试验的示意图。
图9是表示双电荷层电容器的变形量测定结果的图表。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的最佳实施方式。在说明中，同一要件或具有同一功能的要件，标注同一符号，重复说明省略。
首先，参照图1～图3，说明本实施方式的双电荷层电容器1的构成，图1是表示本实施方式的双电荷层电容器的平面示意图。图2是表示沿图1中的II-II线剖切的剖面结构示意图。图3是表示本实施方式的双电荷层电容器中所含有的素材的剖面结构示意图。本实施方式是将本发明应用于双电荷层电容器中的实施方式。
双电荷层电容器1，如图1和图2所示，具有素材3和盛装该素材3的壳体50。如图3所示，素材3具有阳极集电体12、阳极10、隔膜30、阴极20和阴极集电体14，素材3是由阳极集电体12、阳极10、隔膜30、阴极20和阴极集电体14进行层叠而构成。阳极10、阴极20和隔膜30中含有液状电解质(未图示)。由此，电解质与阳极10、阴极20和隔膜30形成接触。
本发明书中所使用的“阳极”和“阴极”是为便于说明，将双电荷层电容器1放电时的极性为基准而决定的。
阳极10和阴极20是由含有电子传导性多孔体粒子(电极活性物质)作为构成材料的多孔体层(含活性物质层)所构成，作为多孔体层的构成材料而言，没有特殊限定，可以使用公知的与在双电荷层电容器中使用的构成碳电极等极化性电极的多孔体层中所用材料相同的材料。例如，可以使用以通过对原料炭(例如，以石油系重油的流动接触分解装置的底油和减压蒸馏装置的残油作为原料油的通过延迟焦化法制造的石油焦炭等)进行活化处理所得到的碳材料(例如活性炭)作为主成分的构成材料。其它条件(粘接剂等的碳材料以外的构成材料种类及其含量)没有特殊限定。例如，可以添加给碳粉末赋予导电性的导电助剂(碳黑等)和成为粘接剂的热塑性树脂(聚偏氟乙烯(PVDF)等)。
作为上述导电助剂而言，除了碳黑以外，还可使用粉末石墨等。作为上述粘接剂而言，除了PVDF以外，还可使用PTFE、PE、PP、氟橡胶等。
以与阳极10呈电接触状态配置阳极集电体12。以与阴极20呈电接触状态配置阴极集电体14。阳极集电体12和阴极集电体14，只要是能使电荷充分向阳极10和阴极20进行移动的良导体就可以，没有特殊限定，可使用公知的双电荷层电容器中所使用的集电体。例如，可以举出铝等金属箔等，作为金属箔而言，可以使用腐蚀加工过的金属箔或压延加工过的金属箔，没有特殊限制。
配置在阳极10和阴极20之间的隔膜30，只要是由绝缘性多孔体形成的就可以，没有特殊限制，可使用公知的双电荷层电容器中使用的隔膜。作为这种绝缘性的多孔体而言，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃等树脂形成的薄膜层叠体或上述树脂混合物的拉伸薄膜、或者、由选自纤维素、聚酯和聚丙烯中的至少一种构成材料构成的纤维无纺布等。
阳极集电体12、阳极10、阴极20和阴极集电体14的各自的侧端面，优选在同一个垂直面上对齐地形成。另外，相对于该侧端面，隔膜30的侧端面优选向外侧突出地形成。
在阳极10、阴极20和隔膜30的内部含有电解质溶液(未图示)，该电解质溶液还可填充在壳体50的内部空间内。对该电解质溶液没有特殊限制，可使用公知的双电荷层电容器中使用的电解质溶液(电解质水溶液、使用有机溶剂的电解质溶液)。然而，由于电解质水溶液的电化学分解电压低，所以也将电容器的耐用电压限制得较低，因此，优选为使用有机溶剂的电解质溶液(非水电解质溶液)。
而且，电解质溶液的种类虽然没有特殊限定，但通常考虑到溶质的溶解度、解离度、液体的粘性来进行选择，优选是高导电率且高电位窗(分解开始电位高)的电解质溶液。例如，作为代表性例子，可以使用将四乙基铵四氟硼酸盐之类的季铵盐溶解在碳酸丙烯酯、碳酸二乙烯酯、乙腈等有机溶剂中而成的电解质溶液。此时，需要严格管理以防水分混入。
电解质溶液，除了液体状态以外，还可以是通过添加凝胶化剂所得到的凝胶状电解质。另外，也可取代液体状电解质，而使用固体高分子电解质等固体电解质。
在本实施方式中，如图3所示，素材3的厚度T1设定在600μm以下。阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度，设定在素材3的厚度T1的80％以下，优选设定在65％以下。由于素材3的厚度设定在600μm以下，所以双电荷层电容器1能进一步薄型化。然而，通过将素材3的厚度设定在600μm以下，素材3很容易弯曲。但是，由于阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度设定在素材3厚度的80％以下，所以又能抑制阳极10和阴极20中产生缺陷和裂痕等。其结果是，双电荷层电容器1能确保良好的电特性。
尤其是，通过将阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度设定在素材3的厚度T1的65％以下，可降低阳极和阴极厚度方向的电阻值，又能降低整个装置的内部电阻。
然而，阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度优选设定在素材3厚度的10％以上。阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度小于素材3厚度的10％时，由于阳极10和阴极20的厚度过薄，所以极难均匀制作活性物质层，还会存在导致双电荷层电容器1的电特性降低的危险。通过将阳极10的厚度T2和阴极20的厚度T3的合计厚度设定在素材3厚度的10％以上，双电荷层电容器1能更加确保良好的电特性。
壳体50，是使用具有挠曲性的薄膜52(例如，复合包装薄膜)即厚度为150μm以下的薄膜所形成的壳体。壳体50是将薄膜52折叠为约1/2、将重合的内面之中的边缘部分彼此进行热密封(热熔合)制作而成。在壳体50的内部(由薄膜52没有热密封的部分区域形成的空间)盛装素材3和电解质溶液5(一部分含在阳极10、阴极20和隔膜30中)。
在阳极10上连接有金属制导线60，该金属制导线60的一端与该阳极10形成电连接，同时另一端向壳体50的外部突出来。另外，在阴极20上连接有金属制导线62，该金属制导线62的一端与该阴极20形成电连接，同时另一端向壳体50的外部突出来。除了金属制的导线60、62以外，使阳极集电体和阴极集电体的一部分也突出到壳体50的外部。
以下，对上述双电荷层电容器1的制造方法的一个例子进行说明。
素材3的制造方法没有特殊限定，可以采用公知的双电荷层电容器1制造中所采用的公知的薄膜制造技术。
具体地讲，首先将活化处理完的活性炭等碳材料、用于赋予导电性的导电助剂(碳黑等)、粘接剂(PTFE等)等用于形成成为阳极10和阴极20的多孔体层的构成材料，投入能够溶解或分散上述粘接剂的溶剂中，进行混合，由此调制成多孔体层形成用涂布液。对于上述溶剂，可使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)和MIBK(甲基异丁酮)等。
接着，在阳极集电体12上涂布多孔体层形成用涂布液，干燥后形成阳极10。此时，也可以使用压延辊对阳极集电体12和干燥后的阳极10进行压制。另外，利用同样顺序在阴极集电体14上形成阴极20。
接着，在阳极集电体12上形成的阳极10和在阴极集电体14上形成的阴极20之间，以接触的状态(非粘接状态)配置隔膜30，形成层叠体，该层叠体是依次配置阳极集电体12、阳极10、隔膜30、阴极20和阴极集电体14而形成。
在此，上述层叠体，在成为阳极10和阴极20的电极(多孔体层)是碳电极(极化性电极)时，例如，使用利用公知方法活化处理完的活性炭等碳材料，也可制作片状电极(阳极10和阴极20)。这时，例如，将碳材料粉碎成5～100μm左右，调整粒度后，向例如碳粉末中添加用于赋予导电性的导电助剂(碳黑等)、和例如粘接剂(PTFE等)，并进行混炼，将混炼物压延拉伸，加工成片状来进行制造。
接着，对上述加工形成的层叠体，实施以下的热处理和加压处理，由此完成素材3。该热处理和加压处理，可使用进行热处理和加压处理的装置(热压)
首先，将上述层叠体配置在作为加热部件的一对板状模具间，设定各模具的与层叠体相接触的面(加热面)的尺寸为层叠体尺寸以上。
接着，用一对模具夹持住层叠体，一边对层叠体挤压，一边加热，进行热处理和加压处理。在此，热处理的温度设为隔膜不软化的温度，例如，优选设为150～250℃。另外，压力优选设为20～100kg/cm2。由此，得到的素材3是阳极集电体12、阳极10、隔膜30、阴极20和阴极集电体14形成一体化状态的层叠体。
接着，按以下顺序，以封闭状态将素材3盛装在壳体50内。
首先，准备薄膜52。在由上述复合包装薄膜构成薄膜52时，可使用干式层压法、湿式层压法、热熔层压法、挤压层压法等已知的制造方法进行制作。例如，准备构成复合包装薄膜的成为合成树脂制的层的薄膜、由铝等形成的金属箔。就金属箔来说，例如可通过压延加工金属材料进行准备。接着，在成为合成树脂制的层的薄膜上，通过粘接剂贴合金属箔等，制作成复合包装薄膜(多层薄膜)。然后，切割成规定的大小，准备1张矩形状的薄膜52。
接着，将1张薄膜52折曲，配置素材3。
接着，在薄膜52要热熔合的接触部分之内、薄膜52要热熔合的边缘部之间，配置导线60、62，并对该部分进行热熔合处理。在此，从壳体50确实能获得充分的密封性来考虑，对阳极用的导线60表面，优选涂布上述的粘接剂。由此，在热熔合处理之后，在阳极用的导线60和薄膜52之间，形成由赋予它们紧密接合性的粘接剂构成的粘接剂层。接着，按着与以上说明的顺序同样的顺序，通过与上述热熔合处理同时或另外进行热熔合处理，对阴极用的导线62周围部分进行热熔合处理，由此形成具有充分密封性的壳体50。
接着，对薄膜52的边缘部(密封部)之内、阳极用的导线60周围部分和阴极用的导线62周围部分以外的部分，例如使用密封机在规定的加热条件下以所要求的密封宽度进行热密封(热熔合)。这时，为了确保用于注入电解质溶液5的开口部，设置一部分不进行热密封的部分。由此得到具有开口部的壳体50。
然后，从上述开口部注入电解质溶液5。接着，使用减压密封机对壳体50的开口部进行密封。这样就完成了壳体50和双电荷层电容器1的制作。
以上，虽然对本发明的最佳实施方式作了详细说明，但本发明不受上述实施方式所限定。例如，在上述实施方式中，虽然对素材3含有阳极集电体12和阴极集电体14的结构作了说明，但素材3不含包含集电体而由阳极10、阴极20和隔膜30构成也可以。
就素材3而言，如图4所示，用阳极10和阴极20夹持隔膜30形成单元结构体，其该单元结构体之间插入集电体40、41、42，形成多个层叠的结构也可以。
而且，在上述实施方式的说明中，虽然对电化学装置为双电荷层电容器的情况作了说明，但本发明的电化学装置不限于双电荷层电容器，例如，也可以是铝电解电容器、摸拟容量电容器、氧化还原电容器等电化学电容器以及锂离子二次电池等的二次电池或一次电池。另外，本发明的电化学装置模式也可以是将它们并联或串联连接而成。
实施例
以下，根据实施例和比较例对本发明作更具体的说明，但本发明不受以下实施例所限定。
(实施例1)
(1)素材的制作
按以下顺序制作阳极和阴极。首先，将实施了活化处理的活性炭材料(活性炭)和成为粘接剂的热塑性树脂(PVDF)和导电助剂(碳黑)，按它们的质量比为碳材料∶导电助剂∶粘接剂＝8∶1∶1进行配合，并将其投入溶剂NMP中，进行混合，由此调制成电极形成用的涂布液(以下称为“涂布液EM”)。所使用的活性炭平均粒径为5μm左右，所使用的碳黑的平均粒径为40nm左右。
接着，将该涂布液EM均匀地涂布在由铝箔构成的集电体一个面上。集电体的厚度为20μm。随后，利用干燥处理从涂膜中除去NMP，再用压延辊挤压由集电体和干燥后的涂膜所形成的层叠体，在由铝箔形成的集电体一个面上形成电子传导性的多孔体层(厚度：25μm)，制作成层叠体。多孔体层的厚度为25μm。该多孔体层是成为阳极或阴极的层。在将涂布液EM向铝箔上涂布时，在铝箔的边缘部设置未涂布涂布液EM的部分。
接着，利用冲切模具，将该层叠体冲切成矩形状(7.6mm×7.6mm)，制作2个，用这2个层叠体夹持住由再生纤维素无纺布制成的矩形状(7.8mm×7.8mm)的隔膜，使用进行上述热处理和加压处理的装置(热压机)对2个层叠体和隔膜进行热压合。隔膜的厚度为17μm。热处理温度为230℃，压力为90kg/cm2，处理时间为40秒。由此，制作成按照阳极集电体、阳极、隔膜、阴极和阴极集电体这样的顺序进行层叠，制成素材。在此，未涂敷涂布液EM的导线部(宽3mm、长8mm、厚20μm)与阳极及阴极形成为一体。
所得到的素材的厚度为147μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为50μm。因此，阳极厚度和阴极厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为46.7(＝50/107×100)。
(2)双电荷层电容器的制作
作为具有挠曲性的复合包装薄膜，准备将与电解质溶液接触的合成树脂制的最内部层(由改性聚丙烯构成的层，厚度40μm)、由铝箔构成的金属层(厚度40μm)、由聚酰胺构成的层(厚度20μm)按着该顺序依次层叠的层叠体(厚度100μm、大小24.0mm×15.0mm)。
接着，在复合包装薄膜的长边的约1/2的位置进行折曲，并配置素材3。这时，在复合包装薄膜与阳极用导线及阴极用导线相接触的部分，作为粘接剂层，包覆酸改性聚丙烯薄膜(厚度30μm)。
接着，对阳极用导线和阴极用导线的周围实施热熔合处理。热熔合处理的条件是向复合包装薄膜的边缘部施加的压力设为0.05Pa、在185℃温度下进行10秒钟。
接着，对复合包装薄膜的密封部之内、阳极用导线的周围部分和阴极用导线的周围部分以外的部分，进行热熔合处理。这时，为了确保用于注入非水电解质溶液的开口部，设置一部分不进行热密封的部分。
接着，从上述开口部向壳体内注入非水电解质溶液(1.2摩尔/升的三乙基甲基铵四氧氟化硼盐的碳酸丙烯酯溶液)。接着，使用减压热密封机，对上述开口部进行密封。这样就制作成双电荷层电容器。双电荷层电容器的外形为12.0mm×15.0mm。
(实施例2)
除了将阳极的厚度及阴极的厚度设为100μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为657μm。素材的厚度为257μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为200μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为77.8(＝200/257×100)。
(实施例3)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为5μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为145μm。素材的厚度为75μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为10μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为14.9＝(10/67×100)。
(实施例4)
除了将阳极集电体的厚度和阴极集电体的厚度设为15μm、将阳极的厚度和阴极的厚度设为25μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为297μm。素材的厚度为97μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为50μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为51.5(＝50/97×100)。
(实施例5)
除了将阳极集电体的厚度和阴极集电体的厚度设为15μm、将阳极的厚度和阴极的厚度设为80μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为407μm。素材的厚度为207μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为160μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为77.3(＝160/207×100)。
(比较例1)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为150μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为557μm。素材的厚度为357μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为300μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为84.0(＝300/357×100)。
(比较例2)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为200μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为657μm。素材的厚度为457μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为400μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为87.6(＝400/457×100)。
(比较例3)
除了阳极的厚度和阴极的厚度设为3μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为263μm。素材的厚度为63μm。阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度为6μm。因此，阳极的厚度和阴极的厚度的合计厚度相对于素材厚度的比率(％)为9.5(＝6/63×100)。
[电化学装置的特性评价试验]
将实施例1～5和比较例1～3的双电荷层电容器各制作5个，对各5个双电荷层电容器(No.1～5)，测定弯曲试验前后的双电荷层电容器的容量。
双电荷层电容器的容量按以下这样来测定。
使用充放电试验装置，以定电压(2.7V)在25℃下进行1小时的定电压充电。然后，将终止电压设为0V，进行0.5mA的定电流放电。由此时的放电曲线(放电电压一放电时间)求出放电能量(作为放电电压×电流的时间积分的合计放电能量[W·s])，使用容量[F]＝2×合计放电能量[W·s]/(放电开始电压[V])2的关系式，求出双电荷层电容器模式的容量[F]。
弯曲试验按以下这样来实施。
首先，对实施例1～5和比较例1～3的No.1～5的双电荷层电容器，分别制作试验体TS(参照图5)。试验体TS按以下顺序来制作。
准备在整个单面上贴有双面胶带的2张PET薄膜FL。然后，在2张PET薄膜FL之间夹持双电荷层电容器EC，使用辊将2张PET薄膜FL贴合。由此，制作成图5所示的试验体TS。双电荷层电容器EC位于PET薄膜FL的中央处。2张PET薄膜FL为长方形状(85mm×54mm)、厚度为200μm。一端伸向PET薄膜FL外部的一对端子ET与双电荷层电容器EC连接。一个端子ET的另一端与双电荷层电容器EC的导线60形成电连接，另一个端子ET的另一端与双电荷层电容器EC的导线62形成电连接。
接着，如图6(a)所示，用夹具CL夹持试验体TS长边方向的一个端部，并固定住。试验体TS的用夹具CL夹住的部分的长边方向上的长度D1设定为36.5mm。然后，一端固定于夹具CL中的试验体TS的另一端移动规定的长度D2(＝20mm)，使试验体TS挠曲规定次数(250次)。
接着，如图6(b)所示，用夹具CL夹持试验体TS短边方向的一个端部，并固定住。试验体TS的用夹具CL夹住的部分在短边方向上的长度D3设定为16.5mm。然后，使一端固定于夹具CL中的试验体的另一端移动规定的长度D4(＝10mm)，使试验体TS挠曲规定次数(250次)。
实施例1～5和比较例1～3的No.1～5的双电荷层电容器的弯曲试验前后的容量测定结果示于图7。
对于实施例1～5的No.1～5的双电荷层电容器而言，在弯曲试验前后，容量几乎没有变化。与此相对，对于比较例1的No.2、No.5、比较例2的No.1～4的双电荷层电容器而言，没能进行充电。对于比较例1的No.3、比较例2的No.5的双电荷层电容器而言，弯曲试验后的容量比试验前显著减少。在比较例3中，在制作阳极和阴极时，没能均匀涂敷涂布液，相对于涂膜厚度，容量大幅度减少，不适宜实用。而且，分解弯曲试验后的各试验体的双电荷层电容器，利用目视确认素材的状态。其结果是，对于实施例1～5的No.1～5的双电荷层电容器和比较例3的No.1～5的双电荷层电容器而言，所有的素材都未见到变化。与此相对，对于没能进行充电的No.1～4和在弯曲试验前后容量显著减少的比较例1的No.3、比较例2的No.5而言，阳极和阴极都产生缺陷和裂痕，确认阳极和阴极发生短路。另外，确认阳极和阴极的碎片分散在电解质溶液中。
接着，对于以下的实施例6～8和比较例4，确认双电荷层电容器的素材厚度与该双电荷层电容器的弯曲容易程度之间的关系。
(实施例6)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为260μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为777μm。素材的厚度为577μm。
(实施例7)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为100μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为457μm。素材的厚度为257μm。
(实施例8)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为10μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为277μm。素材的厚度为77μm。
(比较例4)
除了将阳极的厚度和阴极的厚度设为350μm以外，其它与实施例1同样，制作了双电荷层电容器。双电荷层电容器的厚度为957μm。素材的厚度为757μm。
在此，实施以下的弯曲试验。如图8所示，将实施例6～8和比较例4的各双电荷层电容器EC的配置着导线一侧的端部用夹具CL夹持固定住，向距双电荷层电容器EC的固定位置为规定长度D5(＝7mm)的位置施加规定的负荷L(＝500g)，测定此时的双电荷层电容器EC的变形量DM。各双电荷层电容器EC的用夹具CL夹持的部分的长度D6设定为5mm。
将双电荷层电容器变形量的测定结果示于图9。由图9所知，实施例6～8的双电荷层电容器的变形量为1.0mm以上，确认了素材厚度在600μm以下的双电荷层电容器容易弯曲。与此相对，比较例4的双电荷层电容器的变形量小于0.5mm，确认了素材厚度大于600μm的双电荷层电容器难以弯曲。
由以上所述可以确认，根据本发明的电化学装置，既能够确保良好的电特性，又能进一步实现薄型化。

Claims (8)

1.一种电化学装置，其特征在于：
该电化学装置具备素材，该素材具有第一及第二电极、和将所述第一及第二电极彼此隔开的隔膜，
所述第一及第二电极包括：含有电极活性物质作为构成材料的导电性的含活性物质层；和，以与所述含活性物质层电接触的状态配置的导电性集电体，
所述素材的厚度设定为600μm以下，
所述第一及第二电极中所含有的所述含活性物质层的合计厚度，设定为所述素材厚度的80％以下。
2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一及第二电极中所含有的所述含活性物质层的合计厚度，设定为所述素材厚度的10％以上。
3.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一电极的厚度和所述第二电极的厚度的合计厚度，设定为所述素材厚度的10％以上。
4.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一及第二电极中所含有的所述含活性物质层的合计厚度，设定为所述素材厚度的65％以下。
5.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一电极的所述集电体、所述第一电极的所述含活性物质层、所述第二电极的所述含活性物质层和所述第二电极的所述集电体的各自的侧端面，在同一个垂直面上对齐地形成。
6.如权利要求5所述的电化学装置，其特征在于：所述隔膜的侧端面突出至所述垂直面的外侧。
7.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一电极的所述含活性物质层和所述第二电极的所述含活性物质层，由含有电子传导性多孔体粒子作为构成材料的多孔体层构成，所述隔膜由绝缘性的多孔体形成。
8.如权利要求7所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一电极的所述含活性物质层、所述第二电极的所述含活性物质层和所述隔膜中含有液状的电解质。
CNA200510097506XA 2004-12-28 2005-12-28 电化学装置 Pending CN1819080A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004380190A JP2006186220A (ja) 2004-12-28 2004-12-28 電気化学デバイス
JP2004380190 2004-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1819080A true CN1819080A (zh) 2006-08-16

Family

ID=36697190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200510097506XA Pending CN1819080A (zh) 2004-12-28 2005-12-28 电化学装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7623339B2 (zh)
JP (1) JP2006186220A (zh)
KR (1) KR20060076746A (zh)
CN (1) CN1819080A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020077740A1 (zh) * 2018-10-17 2020-04-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其电极构件

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4864427B2 (ja) * 2005-11-16 2012-02-01 ローム株式会社 電気二重層コンデンサの製造方法
US8858986B2 (en) 2008-06-12 2014-10-14 3M Innovative Properties Company Biocompatible hydrophilic compositions
CN102439210B (zh) 2009-03-31 2015-12-16 3M创新有限公司 尺寸上稳定的非织造纤维幅材及其制造和使用方法
WO2011075619A1 (en) 2009-12-17 2011-06-23 3M Innovative Properties Company Dimensionally stable nonwoven fibrous webs, melt blown fine fibers, and methods of making and using the same
AU2010339869B2 (en) 2009-12-17 2014-12-18 3M Innovative Properties Company Dimensionally stable nonwoven fibrous webs and methods of making and using the same
TW201221714A (en) 2010-10-14 2012-06-01 3M Innovative Properties Co Dimensionally stable nonwoven fibrous webs and methods of making and using the same
JP5955205B2 (ja) * 2012-01-23 2016-07-20 キヤノン株式会社 薬品封止用フィルム
FR2990050A1 (fr) * 2012-04-25 2013-11-01 Yunasko Ltd Condensateur electrochimique a double couche electrique et procede de sa fabrication
US10312028B2 (en) 2014-06-30 2019-06-04 Avx Corporation Electrochemical energy storage devices and manufacturing methods
KR20180138564A (ko) 2016-05-20 2018-12-31 에이브이엑스 코포레이션 고온용 울트라커패시터
EP3459097A4 (en) 2016-05-20 2020-05-06 AVX Corporation NON-AQUEOUS ELECTROLYTE FOR SUPERCAPACITOR
WO2017201167A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Avx Corporation Electrode configuration for an ultracapacitor
WO2017201180A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Avx Corporation Multi-cell ultracapacitor
US11830672B2 (en) 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4408259A (en) * 1979-02-09 1983-10-04 Matsushita Electric Industrial Company, Limited Electrochemical double-layer capacitor
JPH0748453B2 (ja) * 1989-08-23 1995-05-24 いすゞ自動車株式会社 電気二重層コンデンサ
JP3132523B2 (ja) 1992-03-30 2001-02-05 エルナー株式会社 電極材および同電極材を有する電気二重層コンデンサの製造方法
JPH11135369A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
US6349027B1 (en) * 1997-10-29 2002-02-19 Asahi Glass Company, Ltd. Electric double layer capacitor
JPH11317332A (ja) 1998-02-20 1999-11-16 Asahi Glass Co Ltd 電気二重層キャパシタ
US6275371B1 (en) * 1998-08-12 2001-08-14 Hitachi Maxwell, Ltd. Electrode material for electrochemical capacitor, electrochemical capacitor comprising the same, and method for the production of the same
JP2001250742A (ja) * 2000-03-07 2001-09-14 Nec Corp 電気二重層コンデンサとその製造方法
JP4294246B2 (ja) * 2001-05-31 2009-07-08 新日本石油精製株式会社 電気二重層キャパシタ電極用炭素材料及びその製造方法並びに電気二重層キャパシタ及びその製造方法
JP3941917B2 (ja) * 2001-10-19 2007-07-11 Ｎｅｃトーキン株式会社 電気二重層コンデンサの製造方法及び電気二重層コンデンサ
JP2004253562A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Tdk Corp 電気化学キャパシタ
JP2006004978A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Honda Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020077740A1 (zh) * 2018-10-17 2020-04-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其电极构件
US11043677B2 (en) 2018-10-17 2021-06-22 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Secondary battery and electrode member thereof having an electricity generation region with reduced curvature
US11444284B2 (en) 2018-10-17 2022-09-13 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Secondary battery and electrode member thereof capable of being decreased bending deformation after rolling

Also Published As

Publication number Publication date
US7623339B2 (en) 2009-11-24
US20060166092A1 (en) 2006-07-27
KR20060076746A (ko) 2006-07-04
JP2006186220A (ja) 2006-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1819080A (zh) 电化学装置
KR100880552B1 (ko) 고용량 전극 활물질, 그 제조방법, 이를 구비한 전극 및에너지 저장 장치
CN1841606A (zh) 电化学装置
KR100770554B1 (ko) 전기화학 디바이스
CN1661829A (zh) 电子部件用隔膜及其制造方法
CN1450575A (zh) 电化学组件及其制造方法
CN1918727A (zh) 用有机/无机复合多孔层涂覆的电极以及包括该电极的电化学装置
CN1577661A (zh) 电极和使用该电极的电化学元件
US20120050953A1 (en) Method of manufacturing lithium ion capacitor and lithium ion capacitor manufactured using the same
US20070025062A1 (en) Method for producing electrochemical capacitor electrode
CN1633727A (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
CN1913544A (zh) 辅助电源装置
US7074688B2 (en) Method of making an electrode for an electrochemical capacitor and the method of making an electrochemical capacitor
CN1197190C (zh) 凝胶电解液电池的制造方法
KR101793040B1 (ko) 울트라커패시터용 전극활물질의 제조방법, 상기 울트라커패시터용 전극활물질을 이용한 울트라커패시터 전극의 제조방법 및 울트라커패시터
CN1217430C (zh) 电池和双电层电容器
JP3260319B2 (ja) シート型電極・電解質構造体の製造方法
CN1290969A (zh) 固体电解质电池
KR102297370B1 (ko) 통전에 의한 탄소재 전극 표면 개질방법, 표면개질된 탄소재 전극 및 표면개질된 탄소재 전극을 포함한 전기화학 커패시터
CN1661742A (zh) 电化学装置及电化学装置的制造方法
KR101464524B1 (ko) 내전압 특성이 우수한 전기이중층 커패시터
CN1717758A (zh) 电化学电容器
JP2022100395A (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2006324287A (ja) 電気化学キャパシタ用電極の製造方法
CN1717759A (zh) 电化学电容器用电极的制造方法、电化学电容器的制造方法和它们中所用的带溶剂多孔体粒子

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication