JP4356291B2 - Relief valve structure of electric double layer capacitor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気二重層キャパシタの放圧弁構造に関する。詳しくは、アルミラミネートフィルムで包装された電気二重層キャパシタの放圧弁に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、アルミラミネートフィルムを用いた包装方法は、リチウム電池、電気二重層キャパシタなどで広く使用されるようになっている。
その理由として、アルミ箔によるガス透過の遮断性と、ラミネートしている高分子フィルムの熱溶着性の両面によって、簡易に包装が可能で、シール性が確実であることと、コストが低いことが挙げられる。
【0003】
通常、図7に示すように、アルミラミネートフィルム10は中央にアルミ箔11を配し、その上部に保護フィルム層12、下部には溶着フィルム(以下、溶着層と言う)13からなる3層以上のフィルムをラミネートさせてなるフィルムである。
このフィルム10を用いて包装・シールする場合は、図7に示すように、2枚のアルミラミネートフィルム10を向かい合わせ、内容物20を入れた後に熱によるシールを行い包装を完了させる。
【0004】
これにより、アルミ箔11のガス遮断性の効果で長期間内容物が初期状態を保つことができる。
更に、電気化学素子の場合、図8のように、内容物20として、電極21、集電金属(端子)22、セパレータ23等を含んでいる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した電気化学素子を充放電させる際、電気化学素子中の構成材料乃至不純物等の電気分解によってガスが発生することが多く認められる。
そこで、従来の電気化学素子は、高圧に耐えられるよう構造材料として金属をふかしぼりした管などを用い、もし耐えられなくなった場合は、金属とゴムで構成した防爆弁により安全を確保していた。
【0006】
しかし、アルミラミネートフィルムによる構成では、このような防爆弁の使用は難しく取り付けも不可能だった。
本発明は、アルミラミネートフィルムにより包装された電気二重層キャパシタをより信頼性が高く、長期的に安定した性能が保持できるような、放圧弁を提供することを目的とする。
【0007】
即ち、本発明は、樹脂で構成された台座とそれに取り付けるゴム単体で構成されている放圧ゴムを組み合わせた放圧弁を用いることによって、取り外し、取り付けが容易な放圧弁を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項1に係る電気二重層キャパシタの放圧弁構造は、アルミラミネートフィルムで包装された電気二重層キャパシタに放圧弁を設けた構造において、前記放圧弁として、前記アルミラミネートフィルムの内側面における溶着層と同一材料の樹脂で構成された円筒形状をなすと共に上端の周縁にリブを有し、かつ、下端の内周内側には環状部を有する台座と、該台座の該環状部の上に乗るように前記台座の内側に嵌合することにより取り付けられる放圧ゴムとの組み合わせを用い、前記アルミラミネートフィルムには前記台座と略同一径の穴を設けて、前記穴から前記放圧ゴムが露出する状態となるように前記リブを前記穴の周縁における前記溶着層に溶着することを特徴とする。
【0010】
上記課題を解決する本発明の請求項2に係る電気二重層キャパシタの放圧弁構造は、請求項1における前記台座乃至放圧ゴムのどちらか又は双方の接触面にリブを付けたことを特徴とする。
【0011】
上記課題を解決する本発明の請求項3に係る電気二重層キャパシタの放圧弁構造は、請求項1又は2における前記台座と前記放圧ゴムの間に、放圧機能とは異なる機能を発現させる物質を挿入することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
〔実施例1〕
本発明の第一の実施例に係る放圧弁構造を図1及び図2に示す。
本実施例は、アルミラミネートフィルム10により封止された電気二重層キャパシタにおいて、以下のような放圧弁30を取り付けたものである。
即ち、放圧弁30は、樹脂で構成された台座31と、この台座31に取り付けられるゴム材質単体よりなる放圧ゴム32との組み合わせからなる。
【0013】
台座31は、アルミラミネートフィルム10の溶着層13の材質と同一の材質を用いて成型したものであり、一般的にポリエチレンかポリプロピレン製である。
台座31は、ほぼ円筒形状をなすと共に上端の周縁にリブ31aを有し、その下端の内周内側には環状部31bを有する。環状部31bの内側は、中空である。
台座31の内側には、その環状部31bの上に乗るように放圧ゴム32を嵌合して取り付ける。
【0014】
放圧ゴム32は、ゴム材質単体で構成され、断面形状がほぼ台形状をなす殻形状であり、底部が開放されている。
放圧ゴム32の頂部センターには、スリット32aが形成されている。そのため、内部の圧力上昇時にはスリット32aが開き放圧する構成である。
放圧ゴム32は、一般的にダックビルバルブと称している。
台座31は、ラミネートフィルム10の内側よりリブ31aを溶着層13に溶着することにより取り付けられる。
尚、予めアルミラミネートフィルム10に台座31とほぼ同一径の穴を開けて、そこから放圧ゴム32が露出する状態とする。
【0015】
このような構成の放圧弁30を取り付けた電気二重層キャパシタでは、電気二重層キャパシタ内で発生したガスにより内圧が上昇した時に、放圧ゴム32の頂部センターに形成したスリット32aが開き安全に放圧することができる。
また、放圧弁30は、アルミラミネートフィルム10と溶着させる台座31とこの台座31に取り付けられる放圧ゴム32との組み合わせであるため、アルミラミネートフィルム10と溶着させる場合は台座31だけを加熱接着させるだけで後から放圧ゴム32を取り付ければよいので、構成がシンプルであり取り付けミスが少ない。
【0016】
仮に、放圧ゴム32が何らかの原因で不具合を起こしても、放圧ゴム32だけを取り替えることで容易に機能を回復させることが可能である。
更に、電気二重層キャパシタ内の物質が放圧弁30を通じて漏れないように、例えば、図3に示すように、台座31の環状部31bの内側に多数の小穴33或いはメッシュ34を配置することもできる。
【0017】
〔実施例2〕
本発明の第二の実施例を図4(a)に示す。
本実施例は、放圧ゴム32の外周面に単数又は複数のリブ35を設けたものである。その他の構成は、前述した実施例と同一であり、同様な作用効果を奏する。
本実施例では、台座31に対する放圧ゴム32の接触面に単数乃至複数のリブ35を設けたため、台座31から放圧ゴム32の抜けを防止できるという効果を奏する。
【0018】
〔実施例3〕
本発明の第二の実施例を図4(b)に示す。
本実施例は、台座31の内周面に単数又は複数のリブ36を設けたものである。その他の構成は、前述した実施例と同一であり、同様な作用効果を奏する。
本実施例では、放圧ゴム32に対する台座31の接触面に単数乃至複数のリブ36を設けたため、台座31から放圧ゴム32の抜けを防止できるという効果を奏する。
更に、本実施例に実施例2を組み合わせて、放圧ゴム32の外周面に単数又は複数のリブ35を設け、且つ、台座31の内周面に単数又は複数のリブ36を設けても良い。
【0019】
〔実施例4〕
本発明の第三の実施例を図5に示す。
本実施例は、台座31と放圧ゴム32の間に、隙間である空間Aを設置させ、この空間Aに各種機能の材料を挿入し、放圧構造に付加させた機能を付与させるたものである。
例えば、空間Aに、繊維状物質を挿入し、放圧時に電解液の吹き出しを防止させることができる。その繊維状物質の機能が低下した場合は容易に交換が可能である。
尚、その他の構成は、前述した実施例1と同様であり、同様な作用効果を奏する。
【0020】
〔実施例5〕
本実施例は、実施例4の空間Aに、選択性透過膜を配置し物質透過を制御させるものである。その選択性透過膜の機能が低下した場合は容易に交換が可能である。
尚、その他の構成は、前述した実施例1と同様であり、同様な作用効果を奏する。
【0021】
〔実施例6〕
本実施例は、実施例4の空間Aに、水分吸収剤、ガス吸収剤、等の薬品を挿入し、ゴム部分、スリット部分からのガス浸入を防止させるものである。その機能が低下した場合は容易に交換が可能である。
尚、その他の構成は、前述した実施例1と同様であり、同様な作用効果を奏する。
【0022】
〔実施例7〕
本発明の第七の実施例を図6に示す。
本実施例は、放圧弁30の取り付けられる態様を示すものである。
図6に示すように、放圧弁30の両側にスペーサ37を設けることにより、放圧弁30の機能を阻害することなく、アルミラミネートフィルムの上部溶着面にも接続することが可能となる。
尚、その他の構成は、前述した実施例1と同様であり、同様な作用効果を奏する。
【0023】
【発明の効果】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏する。
(1)アルミラミネートフィルムで封止された電気二重層キャパシタ内で発生したガスを安全に放圧する放圧弁を提供できる。
(2)放圧弁は、アルミラミネートフィルムと溶着させる台座と放圧ゴムの組合であるため、アルミラミネートフィルムと溶着させる場合は台座だけを加熱接着させるだけで後から放圧ゴムを取り付ければ良く、構成がシンプルであり取り付けミスが少ない。
(3)仮に、放圧ゴムが何らかの原因で不具合を起こしてもゴム部分だけを取り替えることで容易に機能を回復させることが可能である。
(4)台座乃至放圧ゴムのどちらか又は双方の接触面にリブをつければ、台座との接合がより堅固になり、信頼性が増大する。
(5)台座と放圧ゴムの間に、放圧機能とは異なる機能を発現させる物質を挿入すれば、弁構造の弱点である、弁を通しての物質の透過を防止することができるようになった。また、その物質は機能が低下した場合は容易に交換が可能である。
(6)上記効果で、アルミラミネートフィルムで包装される電気二重層キャパシタが今まで以上に長期にわたって安定な品質を保持できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る電気二重層キャパシタの放圧弁構造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例1に係る台座、放圧ゴム及び放圧弁を示す説明図である。
【図3】台座の他の例を示す説明図である。
【図4】本発明の実施例2に係る放圧ゴム及び本発明の第三の実施例に係る台座を示す説明図である。
【図5】本発明の実施例4に係る放圧弁の説明図である。
【図6】本発明の実施例7に係る電気二重層キャパシタの放圧弁構造を示す斜視図である。
【図7】アルミラミネートフィルムによる包装方法を示す説明図である。
【図8】電気二重層キャパシタのアルミラミネートフィルムによる包装方法を示す説明図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure release valve structure for an electric double layer capacitor . Specifically, the present invention relates to a pressure release valve for an electric double layer capacitor packaged with an aluminum laminate film.
[0002]
[Prior art]
At present, a packaging method using an aluminum laminate film is widely used in lithium batteries, electric double layer capacitors and the like.
The reason is that it can be easily packaged by both the gas permeation blocking property by the aluminum foil and the heat welding property of the laminated polymer film, and the sealing property is reliable and the cost is low. Can be mentioned.
[0003]
Normally, as shown in FIG. 7, the
When packaging and sealing using this
[0004]
Thereby, the content can maintain an initial state for a long period of time by the gas barrier effect of the aluminum foil 11.
Furthermore, in the case of an electrochemical element, as shown in FIG. 8, the contents 20 include an electrode 21, a current collector metal (terminal) 22, a separator 23, and the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When charging and discharging the above-described electrochemical element, it is often recognized that gas is generated by electrolysis of constituent materials or impurities in the electrochemical element.
Therefore, conventional electrochemical devices used pipes made of metal squeezed as a structural material to withstand high pressures, and if they could not be tolerated, safety was ensured by explosion-proof valves made of metal and rubber. .
[0006]
However, with an aluminum laminate film, it was difficult to use such an explosion-proof valve and it was impossible to install it.
An object of the present invention is to provide a pressure relief valve that can maintain an electric double layer capacitor packaged with an aluminum laminate film with higher reliability and stable performance over the long term.
[0007]
That is, the present invention provides a pressure relief valve that is easy to remove and attach by using a pressure relief valve that combines a base made of resin and a pressure relief rubber composed of a single rubber attached to the base.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The pressure release valve structure for an electric double layer capacitor according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems is a structure in which a pressure release valve is provided in an electric double layer capacitor packaged with an aluminum laminate film, wherein the aluminum release film is the aluminum together they form a cylindrical shape made of a resin of the welding layer of the same material at the inner surface of the laminate film have a rib on the periphery of the upper end, and the inner periphery inside of the lower end and the base having an annular portion, of the pedestal Using a combination with a pressure release rubber that is attached by fitting inside the pedestal so as to ride on the annular part, the aluminum laminate film is provided with a hole having substantially the same diameter as the pedestal, and the hole The rib is welded to the welded layer at the periphery of the hole so that the pressure-release rubber is exposed from the hole.
[0010]
The pressure release valve structure for an electric double layer capacitor according to claim 2 of the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that a rib is attached to the contact surface of either the pedestal or the pressure release rubber in claim 1 or both. To do.
[0011]
The pressure release valve structure of the electric double layer capacitor according to claim 3 of the present invention that solves the above-described problem causes a function different from the pressure release function to be manifested between the pedestal and the pressure release rubber in claim 1 or 2 . It is characterized by inserting a substance.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Example 1]
A pressure relief valve structure according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS.
In this embodiment, an electric double layer capacitor sealed with an
That is, the
[0013]
The
The
A
[0014]
The
A slit 32 a is formed at the top center of the
The
The
It should be noted that a hole having substantially the same diameter as that of the
[0015]
In the electric double layer capacitor to which the
Moreover, since the
[0016]
Even if the
Further, as materials in the electric double layer capacitor does not leak through the
[0017]
[Example 2]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
In this embodiment, one or a plurality of
In this embodiment, since the single or
[0018]
Example 3
A second embodiment of the present invention is shown in FIG.
In this embodiment, one or
In the present embodiment, since the single or
Further, by combining Example 2 with Example 2, one or
[0019]
Example 4
A third embodiment of the present invention is shown in FIG.
In this embodiment, a space A which is a gap is installed between the
For example, a fibrous substance can be inserted into the space A to prevent the electrolyte from blowing out when the pressure is released. If the function of the fibrous material is reduced, it can be easily replaced.
The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and provides the same effects.
[0020]
Example 5
In this example, a selective permeable membrane is arranged in the space A of Example 4 to control the material permeation. When the function of the selective permeable membrane is lowered, it can be easily replaced.
The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and provides the same effects.
[0021]
Example 6
In the present embodiment, chemicals such as a water absorbent and a gas absorbent are inserted into the space A of the fourth embodiment to prevent gas intrusion from the rubber portion and the slit portion. If its function is degraded, it can be easily replaced.
The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and provides the same effects.
[0022]
Example 7
A seventh embodiment of the present invention is shown in FIG.
The present embodiment shows a mode in which the
As shown in FIG. 6, by providing the
The other configuration is the same as that of the first embodiment described above, and provides the same effects.
[0023]
【The invention's effect】
As described above based on the embodiments, the present invention has the following effects.
(1) It is possible to provide a pressure relief valve that safely releases the gas generated in the electric double layer capacitor sealed with an aluminum laminate film.
(2) Since the pressure release valve is a combination of a pedestal to be welded to the aluminum laminate film and a pressure release rubber, when it is welded to the aluminum laminate film, it is only necessary to attach the pressure release rubber afterwards by simply heating and bonding the pedestal. Simple configuration and few installation mistakes.
(3) Even if the pressure-release rubber causes a problem for some reason, it is possible to easily restore the function by replacing only the rubber part.
(4) If ribs are attached to the contact surfaces of either or both of the pedestal and the pressure-releasing rubber, the joint with the pedestal becomes firmer and the reliability increases.
(5) If a substance that exhibits a function different from the pressure release function is inserted between the pedestal and the pressure release rubber, it becomes possible to prevent permeation of the substance through the valve, which is a weak point of the valve structure. It was. Also, the substance can be easily replaced when its function is reduced.
(6) With the above effect, the electric double layer capacitor packaged with an aluminum laminate film can maintain stable quality for a longer period than before.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pressure release valve structure of an electric double layer capacitor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a pedestal, a pressure release rubber, and a pressure release valve according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing another example of a pedestal.
FIG. 4 is an explanatory view showing a pressure release rubber according to a second embodiment of the present invention and a pedestal according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a pressure release valve according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a pressure release valve structure of an electric double layer capacitor according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view showing a packaging method using an aluminum laminate film.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a packaging method of an electric double layer capacitor with an aluminum laminate film.
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