JP2013120780A - Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure - Google Patents
Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013120780A JP2013120780A JP2011266920A JP2011266920A JP2013120780A JP 2013120780 A JP2013120780 A JP 2013120780A JP 2011266920 A JP2011266920 A JP 2011266920A JP 2011266920 A JP2011266920 A JP 2011266920A JP 2013120780 A JP2013120780 A JP 2013120780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminate type
- support member
- laminate
- energy device
- positive
- 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
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 22
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 21
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 18
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 14
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 14
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 9
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 abstract 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 37
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 16
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 13
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 11
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
本発明は、主に、電源回路部の電流平準化に使用されるラミネート型セル、ラミネート型エネルギーデバイス、支持部材及び実装構造に関する。 The present invention mainly relates to a laminate type cell, a laminate type energy device, a support member, and a mounting structure that are used for current leveling of a power supply circuit unit.
従来、電源回路部に容量の大きいアルミ電解コンデンサを挿入し、電流の平準化を行っていたが、アルミ電解コンデンサでは急峻なピークや大電流への対応が不十分であった。そこで、このような電流平準化用のアルミ電解コンデンサに代えてラミネート型セルを用いることが知られている。ラミネート型セルとしては、電気二重層キャパシタ(EDLC)、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池等がある(特許文献1〜3参照)。例えば、図19(a)に示すように、ラミネート型セル18からは正負一対の引き出し電極34a,34bが引き出されている。このようなラミネート型セル18を電源回路部等のモジュール基板100に実装する場合は、図19(b)に示すように、所定の実装位置で引き出し電極34a,34bをモジュール基板100側に押さえ、半田接合部24a,24bの溶接孔25a,25bで半田溶接を行う。このようなラミネート型セル18によれば、アルミ電解コンデンサでは追従できなかったピーク電流を平滑化することが可能である。
Conventionally, an aluminum electrolytic capacitor having a large capacity has been inserted into the power supply circuit portion to equalize the current. However, the aluminum electrolytic capacitor has not been able to cope with sharp peaks and large currents. Therefore, it is known to use a laminate type cell instead of such an aluminum electrolytic capacitor for current leveling. Examples of the laminate type cell include an electric double layer capacitor (EDLC), a lithium ion capacitor, and a lithium ion battery (see Patent Documents 1 to 3). For example, as shown in FIG. 19A, a pair of positive and
現状のラミネート型セル18は大容量であるものの、実装占有面積が大きいという問題がある。
Although the current laminated
本発明の目的は、大容量かつ省スペース化を図ることが可能なラミネート型セル、ラミネート型エネルギーデバイス、支持部材及び実装構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laminate-type cell, a laminate-type energy device, a support member, and a mounting structure that can achieve a large capacity and space saving.
本発明の一態様によれば、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セルと、前記ラミネート型セルを支持するとともに、基板への実装位置を調整する支持部材とを備え、前記支持部材を介して前記引き出し電極を前記基板に差し込んだ場合、前記ラミネート型セルが前記基板に対して縦向きに実装されるラミネート型エネルギーデバイスが提供される。 According to one aspect of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are exposed so that the positive electrode and the negative electrode are exposed while the separator through which the electrolyte and ions can pass is interposed in the active material electrode of the positive electrode. A thin laminate-type cell in which a laminate of at least two layers laminated alternately is sealed with a laminate sheet, and a support member that supports the laminate-type cell and adjusts the mounting position on the substrate. When the extraction electrode is inserted into the substrate via the support member, a laminate type energy device is provided in which the laminate type cell is mounted vertically with respect to the substrate.
また、本発明の他の態様によれば、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体と、前記積層体を封止するラミネートシートとを備え、前記引き出し電極は、一方端から所定長さの部分が平板状であり、その他の部分が概略棒状であるラミネート型セルが提供される。 According to another aspect of the present invention, the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed with a separator through which electrolyte and ions can pass, and the positive and negative electrodes are exposed. A laminate having at least two layers laminated so as to alternate with the electrodes, and a laminate sheet for sealing the laminate, and the lead-out electrode has a flat plate shape with a predetermined length from one end A laminated cell in which the other portions are substantially rod-shaped is provided.
また、本発明の他の態様によれば、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セルを差し込み可能な差し込み部と、前記ラミネート型セルを支持するとともに、基板への実装位置を調整する調整部とを備える支持部材が提供される。 According to another aspect of the present invention, the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed with a separator through which electrolyte and ions can pass, and the positive and negative electrodes are exposed. A thin laminate type cell in which at least two or more layers laminated with electrodes alternately laminated with a laminate sheet can be inserted, and the laminate type cell is supported and mounted on a substrate. A support member is provided that includes an adjustment unit that adjusts the position.
また、本発明の他の態様によれば、基板と、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セルと、前記ラミネート型セルを支持するとともに、前記基板への実装位置を調整する支持部材とを備え、前記支持部材を介して前記引き出し電極を前記基板に差し込んだ場合、前記ラミネート型セルが前記基板に対して縦向きに実装される実装構造が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, the positive electrode and the negative electrode are exposed while the separator through which the electrolytic solution and ions can pass are interposed between the substrate and the positive and negative electrode active material electrodes, and the positive electrode and the negative electrode are exposed. A thin laminate type cell in which a laminate of at least two or more layers laminated so that an electrode and a negative electrode are alternated is sealed with a laminate sheet, and supports the laminate type cell, and has a mounting position on the substrate. There is provided a mounting structure in which the laminate type cell is mounted vertically with respect to the substrate when the extraction electrode is inserted into the substrate via the support member.
本発明によれば、大容量かつ省スペース化を図ることが可能なラミネート型セル、ラミネート型エネルギーデバイス、支持部材及び実装構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laminate type cell, a laminate type energy device, a support member, and a mounting structure capable of achieving a large capacity and space saving.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness of each component and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention include the material, shape, and structure of each component. The arrangement is not specified below. Various modifications can be made to the embodiment of the present invention within the scope of the claims.
[第1の実施の形態]
(ラミネート型エネルギーデバイスの基本構造)
図1〜図10を参照して、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400の基本構造を説明する。すなわち、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400は、図1に示すように、電源回路部等のモジュール基板100に実装されるものを想定している。一般に、モジュール基板100には、ラミネート型エネルギーデバイス400以外にも、ICチップ160,170、トランス120、その他デバイス部品140などが多数搭載されている。
[First Embodiment]
(Basic structure of laminated energy device)
With reference to FIGS. 1-10, the basic structure of the lamination
第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400は、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させながら、正負極の引き出し電極34が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セル18と、ラミネート型セル18を支持するとともに、モジュール基板100への実装位置を調整する支持部材410とを備え、支持部材410を介して引き出し電極34をモジュール基板100に差し込んだ場合、ラミネート型セル18がモジュール基板100に対して縦向きに実装される。支持部材410上に支持されるラミネート型セル18は、複数配置されてもよい。複数配置されるラミネート型セル18は、一次元もしくはニ次元状に配置されてもよい。モジュール基板100に実装された場合、支持部材410がモジュール基板100からラミネート型セル18をモジュール基板100の高さ方向に離間させる。引き出し電極34は、一方端から所定長さの部分が平板状であり、その他の部分が概略棒状である。引き出し電極34は、一方端から所定長さの部分を押しつぶして平板状にした角柱状又は円柱状の電極リードであってもよい。支持部材410は、引き出し電極34を差し込むための貫通孔412が形成された平板であってもよい。
In the laminate
以下、図面を用いて更に詳しく説明する。 Hereinafter, it explains in more detail using a drawing.
図2は、第1の実施の形態に係る打抜き電極18aを説明するための図であって、図2(a)は積層前の模式的平面パターン構成図、図2(b)は積層後の模式的平面パターン構成図である。まず、活物質が塗布されたアルミ箔は、図2(a)に示すように、打抜き型によって任意の形状に打ち抜かれる。次いで、セパレータ30を介在させながら、図2(b)に示すように、正負極の打抜き電極18aを積層していく。打抜き電極18aに引き出し電極34を溶接する箇所(溶接部)18bは、引き出し電極34よりも広い幅でテーパ形状に打ち抜かれるようになっている。このようにすれば、溶接部18bの強度を上げることができる。
2A and 2B are diagrams for explaining the punching
図3は、第1の実施の形態に係る引き出し電極34を説明するための図であって、図3(a)は加工前の模式的平面パターン構成図、図3(b)は加工前の模式的底面パターン構成図、図3(c)は加工後の模式的平面パターン構成図、図3(d)は加工後の模式的底面パターン構成図である。まず、図3(a)(b)に示すように、角柱状の電極リードを用意する。次いで、図3(c)(d)に示すように、角柱状の電極リードの上端から所定長さの部分を押しつぶして平板状にする。所定長さの部分とは、図中の一点鎖線より上側の領域である。この領域は、溶接部18bよりも大きな領域であればよく、任意の大きさに適宜調整することができる。上端以外の部分は、モジュール基板100に差し込み可能な角柱状のままにしておく。
3A and 3B are diagrams for explaining the
次いで、図4(a)に示すように、積層後の打抜き電極18aの溶接部18bに正負極の引き出し電極34の上端を溶接する。この引き出し電極34の上端は押しつぶされて平板状になっている。その後、電解液を含浸させ、所定のラミネートライン18cに沿ってラミネートシートを圧縮封止した後、そのラミネートライン18cより若干外側のラインでプレス処理を施して、不要なラミネートシートを取り除く。これにより、一側面から正負極の引き出し電極34が引き出された薄型のラミネート型セル18が得られる。
Next, as shown in FIG. 4A, the upper ends of the positive and negative
図4(a)では、2つの引き出し電極34を備えた2端子のラミネート型セル18を例示しているが、図4(b)に示すように、3つの引き出し電極34を備えてもよい。このような3端子のラミネート型セル18は、2端子のラミネート型セル18を2つ直列に接続することで実現することができる。
FIG. 4A illustrates the two-terminal
図5は、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400の模式的鳥瞰構造図である。この図に示すように、引き出し電極34を支持部材410に差し込んで、複数のラミネート型セル18を一定ピッチでアレイ状にする。支持部材410を用いれば、ラミネート型セル18を必要以上に深くモジュール基板100に差し込むことを回避することができる。
FIG. 5 is a schematic bird's-eye view structure diagram of the laminate
(支持部材)
図6は、第1の実施の形態に係る2端子用の支持部材410を説明するための図であって、(a)模式的平面パターン構成図、(b)模式的断面構造図である。
(Support member)
FIGS. 6A and 6B are views for explaining the two-
第1の実施の形態に係る2端子用の支持部材410は、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させながら、正負極の引き出し電極34が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セル18を差し込み可能な差し込み部(貫通孔412)と、ラミネート型セル18のモジュール基板100への実装位置を調整する調整部(貫通孔412)とを備える。
The two-
図6では、平板タイプの支持部材410を例示している。この支持部材410の厚みは例えば5mm程度であるが、引き出し電極34の長さやモジュール基板100の厚さ等に応じて適宜変更することが可能である。支持部材410を平面視したときの短手方向には一定ピッチで複数の溝411が形成されている。各溝411の底部には穴加工が施され、支持部材410の裏面まで達する貫通孔412が形成されている。引き出し電極34を貫通孔(差し込み部)412に差し込むと、薄型のラミネート型セル18が縦向きで溝411に嵌まり込み、支持部材410の裏側から引き出し電極34が露出するようになっている。貫通孔(調整部)412の深さを調整することにより、ラミネート型セル18のモジュール基板100への実装位置を調整することができる。支持部材410の材質は、プラスチックやPPE(poly phenylene ether)等、熱に強いものであればよい。
FIG. 6 illustrates a flat plate
ラミネート型エネルギーデバイス400がモジュール基板100に実装された場合、モジュール基板100とラミネート型セル18との間に支持部材410の一部が介在するようになっている。言い換えると、支持部材410がモジュール基板100からラミネート型セル18をモジュール基板100の高さ方向に離間させるようになっている。モジュール基板100の高さ方向とは、モジュール基板100の実装面に対して垂直な方向である。このように、支持部材410を用いると、実装時のモジュール基板100からラミネート型セル18までの距離を離し、ラミネート型セル18への熱伝達を抑制することができる。
When the laminate
図6では、2端子用の支持部材410を例示しているので、1本の溝411に2つの貫通孔412が形成されている。3端子用の支持部材410では、図7に示すように、1本の溝411に3つの貫通孔412が形成されることになる。
In FIG. 6, since the
(実装構造)
第1の実施の形態に係る実装構造は、モジュール基板100と、正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させながら、正負極の引き出し電極34が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セル18と、ラミネート型セル18を支持するとともに、モジュール基板100への実装位置を調整する支持部材410とを備え、支持部材410を介して引き出し電極34をモジュール基板100に差し込んだ場合、ラミネート型セル18がモジュール基板100に対して縦向きに実装される。
(Mounting structure)
In the mounting structure according to the first embodiment, the positive and negative
すなわち、図8(a)に示すように、支持部材410の裏側から露出した引き出し電極34をモジュール基板100の実装位置に差し込んで、モジュール基板100の裏面で半田付けする。これにより、ラミネート型セル18とモジュール基板100とが電気的に接続される。モジュール基板100側の配線パターンにより複数のラミネート型セル18を直列に接続することも可能である。
That is, as shown in FIG. 8A, the
このように、ラミネート型エネルギーデバイス400は、従来のリードタイプのアルミ電解コンデンサと同様、モジュール基板100に対して縦向きで実装することができる。しかも、ラミネート型セル18は薄型であり、従来のアルミ電解コンデンサ500のような円筒形でない(図8(b)参照)。そのため、従来のアルミ電解コンデンサ500と比べても実装占有面積を小さくすることが可能である(L10<L11)。もちろん、従来のアルミ電解コンデンサでは追従できなかったピーク電流を平滑化することも可能である。
As described above, the laminate
なお、図9に示すように、個々のラミネート型セル18の上端を相互に粘着剤18dで接着してもよい。もちろん、粘着剤18dで接着する箇所はラミネート型セル18の上端に限定されるものではなく、例えば側面でもかまわない。
In addition, as shown in FIG. 9, you may adhere | attach the upper end of each
また、図10に示すように、粉体塗装によりラミネート型エネルギーデバイス400の外面に絶縁膜を形成してもよい。ラミネート型エネルギーデバイス400が高温になることを避けるため、例えば常温硬化型の樹脂モールドによりラミネート型エネルギーデバイス400の外面を絶縁膜で覆うようにしてもよい。粉体塗装や樹脂モールドの方法としては公知の様々な方法を採用することができる。
As shown in FIG. 10, an insulating film may be formed on the outer surface of the laminate
また、ここでは、角柱状の電極リードを用いた場合を例示しているが、電極リードの形状は概略棒状であればよい。例えば、角柱状の電極リードに代えて円柱状の電極リードを用いても同様の効果を得ることができる。 Further, here, the case of using a prismatic electrode lead is illustrated, but the shape of the electrode lead may be a substantially rod shape. For example, the same effect can be obtained by using a cylindrical electrode lead instead of the prismatic electrode lead.
また、ここでは、ラミネート型セル18が一次元状に配置されたラミネート型エネルギーデバイス400を例示しているが、配置方法これに限定されるものではない。例えば、ラミネート型セル18が二次元状に配置されたラミネート型エネルギーデバイス400を採用することも可能である。
Further, here, the laminate
以上の説明では、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400において、ラミネート型セル18としてEDLCを例示したが、ラミネート型セル18としてリチウムイオンキャパシタやリチウムイオン電池等を採用してもよい。以下、それぞれの内部電極の基本構造について説明する。
In the above description, in the laminate
(EDLC内部電極)
図11は、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400において、ラミネート型セル18として、EDLC内部電極の基本構造を例示している。EDLC内部電極は、少なくとも1層の活物質電極10,12に、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させ、引き出し電極34a,34bが活物質電極10,12から露出するように構成され、引き出し電極34a,34bは電源電圧に接続されている。引き出し電極34a,34bは、例えば、アルミ箔から形成され、活物質電極10,12は、例えば、活性炭から形成される。セパレータ30は、活物質電極10,12全体を覆うように、活物質電極10,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。セパレータ30は、エネルギーデバイスの種類には原理的に依存しないが、特にリフロー対応が必要とされる場合には、耐熱性が要求される。耐熱性が必要ない場合にはポリプロピレン等を、耐熱性が必要な場合にはセルロース系のものを用いることができる。EDLC内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(EDLC internal electrode)
FIG. 11 illustrates a basic structure of an EDLC internal electrode as the
(リチウムイオンキャパシタ内部電極)
図12は、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400において、ラミネート型セル18として、リチウムイオンキャパシタ内部電極の基本構造を例示している。リチウムイオンキャパシタ内部電極は、少なくとも1層の活物質電極11,12に、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させ、引き出し電極34a,34b1が活物質電極10,12から露出するように構成され、引き出し電極34a,34b1は電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極12は、例えば、活性炭から形成され、負極側の活物質電極11は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極34aは、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極34b1は、例えば、銅箔から形成される。セパレータ30は、活物質電極11,12全体を覆うように、活物質電極11,12よりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオンキャパシタ内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(Lithium ion capacitor internal electrode)
FIG. 12 illustrates a basic structure of a lithium ion capacitor internal electrode as the
(リチウムイオン電池内部電極)
図13は、第1の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400において、ラミネート型セル18として、リチウムイオン電池内部電極の基本構造を例示している。第1の実施の形態に係るリチウムイオン電池内部電極は、少なくとも1層の活物質電極11,12aに、電解液とイオンが通過可能なセパレータ30を介在させ、引き出し電極34a,34b1が活物質電極11,12aから露出するように構成され、引き出し電極34a,34b1は電源電圧に接続されている。正極側の活物質電極12aは、例えば、LiCoO2から形成され、負極側の活物質電極11は、例えば、Liドープカーボンから形成される。正極側の引き出し電極34aは、例えば、アルミ箔から形成され、負極側の引き出し電極34b1は、例えば、銅箔から形成される。セパレータ30は、活物質電極11,12a全体を覆うように、活物質電極11,12aよりも大きいもの(面積の広いもの)を用いる。リチウムイオン電池内部電極には、電解液が含侵されており、セパレータ30を通して、電解液とイオンが充放電時に移動する。
(Lithium ion battery internal electrode)
FIG. 13 illustrates a basic structure of an internal electrode of a lithium ion battery as the
以上、説明したように、第1の実施の形態によれば、支持部材410を介して引き出し電極34をモジュール基板100に差し込んだ場合、ラミネート型セル18がモジュール基板100に対して縦向きでアレイ状に実装されるため、大容量かつ省スペース化を図ることができる。支持部材410を用いれば、ラミネート型セル18を必要以上に深くモジュール基板100に差し込むことを回避することも可能である。
As described above, according to the first embodiment, when the
また、引き出し電極34として角柱状の電極リードを用いた場合は、上端部を押しつぶして平板状にするようにしている。そのため、打抜き電極18aとの溶接及びラミネート封止が容易である。
Further, when a prismatic electrode lead is used as the
[第2の実施の形態]
以下、第2の実施の形態を第1の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, only differences between the second embodiment and the first embodiment will be described.
図14は、第2の実施の形態に係る引き出し電極34を説明するための図であって、図14(a)は加工前の模式的平面パターン構成図、図14(b)は加工前の模式的底面パターン構成図、図14(c)は加工後の模式的平面パターン構成図、図14(d)は加工後の模式的底面パターン構成図である。まず、図14(a)(b)に示すように、平板状の電極リードを用意する。次いで、図14(c)(d)に示すように、平板状の電極リードの上端から所定長さの部分を残し、その他の部分をよじってモジュール基板100に差し込み可能な概略棒状にする。所定長さの部分とは、図中の一点鎖線より上側の領域である。この領域は、溶接部18bよりも大きな領域であればよく、任意の大きさに適宜調整することができる。
14A and 14B are diagrams for explaining the
図15は、第2の実施の形態に係る引き出し電極34を打抜き電極18aに溶接した状態を示す模式的平面パターン構成図である。引き出し電極34の加工方法が異なるものの、その他の点は第1の実施の形態と基本的に同じである。すなわち、積層後の打抜き電極18aの溶接部18bに加工後の正負極の引き出し電極34の上端を溶接する。この引き出し電極34の上端は平板状であり、上端以外の部分はよじられて概略棒状になっている。その後、電解液を含浸させ、所定のラミネートライン18cに沿ってラミネートシートを圧縮封止した後、そのラミネートライン18cより若干外側のラインでプレス処理を施して、不要なラミネートシートを取り除く。これにより、一側面から正負極の引き出し電極34が引き出された薄型のラミネート型セル18が得られる。
FIG. 15 is a schematic plane pattern configuration diagram showing a state in which the
以上、説明したように、第2の実施の形態によれば、引き出し電極34として平板状の電極リードを用いた場合は、上端以外の部分をよじって概略棒状にするようにしている。このようにすれば、平板状である場合に比べて強度をアップすることができ、モジュール基板100に差し込むことが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, when a flat electrode lead is used as the
[第3の実施の形態]
以下、第3の実施の形態を第1又は第2の実施の形態と異なる点のみ説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, only differences between the third embodiment and the first or second embodiment will be described.
図16は、第3の実施の形態に係るラミネート型エネルギーデバイス400を実装したモジュール基板100の模式的鳥瞰構造図である。この図に示すように、支持部材420は、コの字の開口部(差し込み部)からラミネート型セル18の本体を差し込み可能なガイド部材であってもよい。このような支持部材420にラミネート型セル18を差し込んだものをモジュール基板100に対して縦向きで複数並べて実装すると、第1又は第2の実施の形態と同様のラミネート型エネルギーデバイス400を実現することができる。すなわち、コの字の開口部(調整部)の深さを調整することにより、ラミネート型セル18のモジュール基板100への実装位置を調整するようになっている。もちろん、モジュール基板100に実装する前に、複数の支持部材420を粘着剤18dで接着しておくことも可能である。また、粉体塗装や樹脂モールドにより、ラミネート型エネルギーデバイス400の外面を絶縁膜で覆うようにしてもよい。
FIG. 16 is a schematic bird's-eye view of the
図17は、第3の実施の形態に係る支持部材420を説明するための図であって、図17(a)はラミネート型セル18を差し込む前の状態を示す模式的鳥瞰構造図、図17(b)はラミネート型セル18を差し込んだ後の状態を示す模式的鳥瞰構造図、図17(c)はモジュール基板100に実装した状態を示す模式的正面図である。まず、図17(a)に示すように、支持部材420のコの字の開口部からラミネート型セル18の本体を差し込む。コの字の開口部にはガイドが設けられており、図17(b)に示すように、ラミネート型セル18の本体を支持部材420の奥まで容易に差し込むことができる。このように奥まで差し込むと、支持部材420のコの字の開口部から適当な長さで引き出し電極34が露出するようになっている。この露出長さは例えば5mm程度であるが、引き出し電極34の長さやモジュール基板100の厚さ等に応じて適宜変更することが可能である。最後に、図17(c)に示すように、モジュール基板100の実装位置に引き出し電極34を差し込み、モジュール基板100の裏面で半田付けする。
FIG. 17 is a view for explaining a
図17では、1個の支持部材420に1個のラミネート型セル18を搭載することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、図18に示すように、コの字の開口部に複数段のガイドを設ければ、1個の支持部材420に複数のラミネート型セル18を搭載することも可能である。
In FIG. 17, one
以上、説明したように、第3の実施の形態に係る支持部材420によっても、第1又は第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、支持部材420を介して引き出し電極34をモジュール基板100に差し込んだ場合、ラミネート型セル18がモジュール基板100に対して縦向きでアレイ状に実装されるため、大容量かつ省スペース化を図ることができる。支持部材420を用いれば、ラミネート型セル18を必要以上に深くモジュール基板100に差し込むことを回避することも可能である。加えて、第3の実施の形態によれば、コの字型の支持部材420がラミネート型セル18の側面を覆うことになるため、ラミネート型セル18が破損する可能性を低減することができる。
As described above, the same effects as those of the first or second embodiment can be obtained also by the
以上説明したように、本発明によれば、大容量かつ省スペース化を図ることが可能なラミネート型セル、ラミネート型エネルギーデバイス、支持部材及び実装構造を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laminated cell, a laminated energy device, a support member, and a mounting structure that can achieve a large capacity and space saving.
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第1〜第3の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
As described above, the present invention has been described according to the first to third embodiments. However, it should be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure are exemplary and limit the present invention. should not do. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。 As described above, the present invention includes various embodiments not described herein.
本発明に係るラミネート型エネルギーデバイスは、電源回路部の電流平準化用のアルミ電解コンデンサの代替品として利用することができる。 The laminate type energy device according to the present invention can be used as an alternative to an aluminum electrolytic capacitor for current leveling of a power circuit section.
また、本発明に係るラミネート型セルは、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン電池等に適用することができる。 Moreover, the laminate type cell according to the present invention can be applied to an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a lithium ion battery and the like.
10,11,12…活物質電極
18…ラミネート型セル
18a…打抜き電極
18d…粘着剤
30…セパレータ
34…引き出し電極
400…ラミネート型エネルギーデバイス
410,420…支持部材
412…貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (29)
前記ラミネート型セルを支持するとともに、基板への実装位置を調整する支持部材と
を備え、
前記支持部材を介して前記引き出し電極を前記基板に差し込んだ場合、前記ラミネート型セルが前記基板に対して縦向きに実装されることを特徴とするラミネート型エネルギーデバイス。 At least two layers in which the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed between the positive and negative electrode active material electrodes so that the positive and negative electrode lead electrodes are exposed. A thin laminate type cell in which a laminate of more than one layer is sealed with a laminate sheet;
A support member for supporting the laminate type cell and adjusting a mounting position on the substrate;
When the lead-out electrode is inserted into the substrate through the support member, the laminate-type energy device is mounted in a vertical direction with respect to the substrate.
前記積層体を封止するラミネートシートと
を備え、
前記引き出し電極は、一方端から所定長さの部分が平板状であり、その他の部分が概略棒状であることを特徴とするラミネート型セル。 At least two layers in which the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed between the positive and negative electrode active material electrodes so that the positive and negative electrode lead electrodes are exposed. A laminate of more than one layer;
A laminate sheet for sealing the laminate, and
The laminated electrode is characterized in that a portion of the lead electrode having a predetermined length from one end has a flat plate shape, and the other portion has a substantially rod shape.
前記ラミネート型セルを支持するとともに、基板への実装位置を調整する調整部と
を備えることを特徴とする支持部材。 At least two layers in which the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed between the positive and negative electrode active material electrodes so that the positive and negative electrode lead electrodes are exposed. An insertion part into which a thin laminate type cell in which a laminate of layers or more is sealed with a laminate sheet can be inserted;
A support member comprising: an adjustment unit that supports the laminate type cell and adjusts a mounting position on the substrate.
正負極の活物質電極に、電解液とイオンが通過可能なセパレータを介在させながら、正負極の引き出し電極が露出するように、かつ正電極と負電極とが交互になるように積層した少なくとも2層以上の積層体をラミネートシートで封止した薄型のラミネート型セルと、
前記ラミネート型セルを支持するとともに、前記基板への実装位置を調整する支持部材と
を備え、
前記支持部材を介して前記引き出し電極を前記基板に差し込んだ場合、前記ラミネート型セルが前記基板に対して縦向きに実装されることを特徴とする実装構造。 A substrate,
At least two layers in which the positive and negative electrode lead electrodes are exposed while the positive and negative electrode active material electrodes are interposed between the positive and negative electrode active material electrodes so that the positive and negative electrode lead electrodes are exposed. A thin laminate type cell in which a laminate of more than one layer is sealed with a laminate sheet;
A support member for supporting the laminate type cell and adjusting a mounting position on the substrate;
When the extraction electrode is inserted into the substrate through the support member, the laminate type cell is mounted vertically with respect to the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011266920A JP2013120780A (en) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011266920A JP2013120780A (en) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013120780A true JP2013120780A (en) | 2013-06-17 |
Family
ID=48773308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011266920A Pending JP2013120780A (en) | 2011-12-06 | 2011-12-06 | Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013120780A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016009989A1 (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 株式会社カネカ | Cell pack and power storage unit including plurality of same |
JP2016028624A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社三共 | Game machine |
JP2019096591A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Electrode member, electrode unit and charging battery |
KR20210024632A (en) * | 2018-08-02 | 2021-03-05 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 | Electrode member, electrode assembly, and secondary battery |
-
2011
- 2011-12-06 JP JP2011266920A patent/JP2013120780A/en active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106537639B (en) * | 2014-07-14 | 2020-04-17 | 株式会社钟化 | Assembled battery and electric storage unit including a plurality of assembled batteries |
CN106537639A (en) * | 2014-07-14 | 2017-03-22 | 株式会社钟化 | Cell pack and power storage unit including plurality of same |
JPWO2016009989A1 (en) * | 2014-07-14 | 2017-05-25 | 株式会社カネカ | Battery pack and power storage unit including the same |
US20170222197A1 (en) * | 2014-07-14 | 2017-08-03 | Kaneka Corporation | Battery pack and power storage unit including plurality of same |
WO2016009989A1 (en) * | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 株式会社カネカ | Cell pack and power storage unit including plurality of same |
JP2016028624A (en) * | 2014-07-25 | 2016-03-03 | 株式会社三共 | Game machine |
JP2019096591A (en) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Electrode member, electrode unit and charging battery |
US10644322B2 (en) | 2017-11-22 | 2020-05-05 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Electrode member, electrode assembly and rechargeable battery |
US11233244B2 (en) | 2017-11-22 | 2022-01-25 | Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Electrode member, electrode assembly and rechargeable batter |
KR20210024632A (en) * | 2018-08-02 | 2021-03-05 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 | Electrode member, electrode assembly, and secondary battery |
JP2021532555A (en) * | 2018-08-02 | 2021-11-25 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Electrode members, electrode assemblies and secondary batteries |
JP7187667B2 (en) | 2018-08-02 | 2022-12-12 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | Electrode member, electrode assembly and secondary battery |
KR102643846B1 (en) * | 2018-08-02 | 2024-03-06 | 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 | Electrode members, electrode assemblies and secondary batteries |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20080019311A (en) | Pouch-type secondary battery having improved safety by preventing internal moving of electrode assembly | |
JP2012054197A (en) | Laminate battery and method for manufacturing the same | |
KR20120117653A (en) | Solid electrolytic condenser | |
CN208385543U (en) | Single battery, battery modules, power battery and electric car | |
KR20100013279A (en) | Laminate secondary battery | |
JP2013120780A (en) | Laminate type cell, laminate type energy device, support member, and mounting structure | |
US20140292284A1 (en) | Electrical capacitor, electrical capacitor module, fabrication method of the electrical capacitor, and fabrication method of the electrical capacitor module | |
WO2014174833A1 (en) | Solid electrolytic capacitor and package using same | |
CN101329950A (en) | Multilayer superimposition solid electrolytic capacitor | |
JP2017076478A (en) | Folding type secondary battery | |
JP2018049696A (en) | Manufacturing method of all-solid state lamination battery | |
JPWO2020017467A1 (en) | Positive electrode for solid-state battery, method for manufacturing positive electrode for solid-state battery, and solid-state battery | |
KR20170104826A (en) | Electrode assembly and secondary battery comprising the same | |
US8369065B2 (en) | Electric double layer capacitor | |
CN203085669U (en) | Lithium-ion power battery | |
CN106537650A (en) | Method for producing a prismatic battery cell | |
JP2012033277A (en) | Laminated type secondary battery | |
KR20210056402A (en) | Method for manufacturing an electric battery having a separator material on a current collector base | |
JP2007059854A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
KR101101474B1 (en) | Electrochemical device and method for manufacturing the same | |
KR101763626B1 (en) | Battery Cell Comprising Conductive Member Having Structure for Improved Safety | |
KR101306600B1 (en) | Method for manufacturing super capacitor of surface mount type | |
CN220456453U (en) | Battery pole group and battery | |
CN217690804U (en) | Novel sheet solid-state capacitor | |
CN216597297U (en) | Capacitor assembly |