TW200527457A - Coin-shaped storage cell - Google Patents

Description

^200527457 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用於各種電子機器之鈕扣型電容器與 【先前技術】 鈕扣型蓄電單元包含雙電層電容器與鈕扣電池等。圖9 顯示習知之鈕扣型雙電層電容器其構造之截面圖。在該圖 中由活性石反電極構成之陽極（正極）侧極化電才亟Μ以及由 活性石炭電極構成之陰極（負極）侧極化電極87，透過絕緣性 之分隔件9"目對向設置，而形成一對電極。再者，在陽極 ==化電極88與在陰極側之極化電極87上分別設置陽 極木电體90與陰極集電體89 〇 使該等成對之極化電極87、88以及分隔件91含浸電

Hr/，將其收納於以上殼83(作為陰極端子）與下殼 ·，、，陽極端子）所構成之收納空間部。在此，在上殼83 :周部所形成之彎折部84與下殼81外周部之間設置具有 =、緣性之密封件85。再者，藉由將下殼81外周部之前端 ，利用岔封件§ 5由外側將上殼8 3之彎 折部 84 $ μ ^ ^ ，而進行收納空間部（其收納成對之極化電極 87、88)之氣密封口。 再者’在鈕扣電池中，也是將電極(其在陽極與陰極間 ::刀隔件)收納在兩個組合之金屬容器内，其外觀構造具 有人上述雙電層電容器相同之結構。 200527457 該鈕扣型蓄電單元廣泛使用在 可攜式機器之主電泝 〃動笔活為首之小型 子機器小型化之潮流而有逐年增:上’其需求隨著電 景’必須確保師型#€單 、‘根據此時代背 素）能長期間維持良好可靠Γ。電子機器之重要組成要 單元2子來，隨著機器之小型化’具備紐扣型蓄電 早兀•之電子零件也不斷邁向 畜电 中，利用熔焊γ^ 。集成化。適用其焊接方法 J用k J:干J:干接之表面構裝 係使裝载在印刷A板（泠右古 °机。所謂熔焊焊接， 一起通過200。(：以上之高 I電早兀連同基板 近來步 之回/里爲巩之爐内而進行焊接。再者， 近；奴者考慮環保之焊 ^ 系焊料高心左右之錫：;：進仃’漸利用炫點較錯 美 錫系于料進行熔焊焊接。因此，對於 土板上所裝载之電子零件， 、 後之長壽命化。 Μ更㊣之耐熱性與炼烊 作為别述確保良好可靠性 揭示了，藉由在下續81 利文獻丨 " 内底邛之極化電極周圍設置導引 :’使極化電極87、88黏著在既定位置，藉此防止電極之 偏移。 Ϊ ’除了上述之外，提升鈕扣型蓄電單元之耐漏液 ’_係品質上之重要課題，該電解液之漏液不僅成為蓄電單 兀其特性變差之要因，亦可能引起周邊電路與機器之故障。 關於提升該耐漏液性，例如在專利文獻2中揭示了， a又83外周部之’考折部平坦，且該平坦部之寬為上殼μ 厚度之75〜150%，藉此提升耐漏液性。 200527457 然而，關於上述專利文獻丨或2中先前之雙電層電容 器：當焊接溫度在250。。或超過250。。之無鉛熔焊焊;妾時谷 因咼溫會使有機電解液之溶劑蒸氣壓升高，上下殼81、了 内之内壓顯著上升’故下殼81之内底面與密封件Μ之: 面產生間隙，而有電解液漏至外部之問題。 & [專利文獻1]特開2003-22935號公報 [專利文獻2]特開2000-48 780號公報 【發明内容】 #本發明係解決上述之課題，其目的係提供一鈕扣 電半π，其耐熱性高且可防止電解液等之 間維持安定特性。 ^ ^期 為達上述目的’本發明一形態之鈕 特徵在於：係具傷：成對之極化電極，介 :” 之絕緣性分隔件，含、、其义 ；"11 “極間 S /又於別述極化電極血分 液，收納前述極化電極之金屬殼 ^ “ 之絕緣性環狀密封件在^金屬殼内部 實施-體斂縫之上蓋，曰乂 一+… 了忏與金屬喊 部。 盒且“遠金屬殼之内底面形成凹凸 根據該形態，藉由在 上蓋緊壓環狀密封件使==底面形成凹凸部’以 面密合，以將上蓋、二;封:凹凸部之金屬殼内底 因此，由於環狀密^^ 及金屬殼實施—體傲縫。 提南了金屬殼與環狀密 凹凸 庄且棱南了氣密性。 -200527457 一形態…扣型蓄電單元其耐熱性高， 電解液專之漏液，而具有維持長期間之安定特性。 冉者，關於本發明另一形能+ 2 , 徵在於係且備·成對之減〜 … 對極電極，介於該極化電極間之絕 、-彖！刀隔件，含浸於前述極化電 納前述極化電極之全屬@，…：:…牛之電解液，收 性環狀"+Γ 前述金屬殼内部之絕緣 .封件，以及透過前述環狀密封件 縫:上殼;且在前述環狀密封件之底面形成朝: 屬叙凸起之第1圓環隆起部。 根據該形態’在環狀密封件底面形成第】圓環隆起部， 二上盍緊壓環狀密封件使㈣i圓環隆起部形成面與金屬 :之内底面密合，藉此將上蓋、環狀密封件以及金屬殼杏 體敛縫。在此’由於使環狀密封件上所形成之第

環7起部變形，故提高了金屬殼與環狀密封件之密合性Y 且提咼了氣密性。藉此，本發明另一形態之鈕扣型蓄電單 兀其耐熱性高’且可防止電解液等之漏液，具有維持長: 間之安定特性。 、 藉由以下之詳細說明與所附圖式，以進一步闈明本發 明之目的、特徵、形態以及優點。 " 【實施方式】 以下’關於本發明之實施形態，參照圖式作詳細說明

再者，在各圖中，附上相同符號之結構表示相同之結構 而省略其詳細之說明。 Q 200527457 圖1顯示，本發明之鈕扣型蓄電單元一例之鈕扣型雙 电層^•谷②上連接外部端子之狀態之立體圖。紐扣型雙電 -一态1之外觀’係由構成陰極(負極)之上蓋" Γ極(正極)之金屬殼11所組成，冑由使其密合，而成為收 、:方、内部之電解液等不會漏液之結構。再者，在上蓋13之 夕面連接陰極側之外部端子1G1，在金屬殼u之外面連接 陽極側之外部端子⑽，該等外部端子1G1、1G2連接於末 圖不之電氣電路，而提供所需之電壓等。 如圖1所7F，該等外部端子101、102以同時具 角形之形狀較佳。此乃因藉由外部端子101、102 ::大致三角形之形狀’可使其與上蓋η以及金屬殼η 保持大接觸面積以進㈣接，故外部端子igi、iQ2不致變 =維持良好之端子間距離(尺寸)之精度，而可提高溶接 了 #性。其結果，即使得直个 卩使係直位小至3〜5mm〇M〜5)之紐扣 〜⑽甩早兀，亦可精度佳地連接外部端子1〇卜1〇2。亦即， 以月：外而子1(H、1〇2之大致三角形狀面安裝於上蓋13 孟屬叙11上，可安定地固定鈕扣型雙電層電容器1， 、連接面積廣’而可降低其與外部端子之接觸電阻。 :下’詳細說明本發明之紐扣型蓄電_—例之紐扣 兒層電谷杰1之結構。又，在本說明書中，當提到「上 g二、「下側」時，例如在圖1中之上方為「上側」。亦 :士在圖1广從金屬殼11之底面（在目1中最下方之面) 曰守’上盖1 3位於「μ yf目丨丨 · r： ^ 、上側」，反之，從上蓋13看時，金 双11之底面為位於「下側」。 9 -200527457 (實施形態1) 圖2係表示實施形態】之叙扣型雙電層電容器結構之 部分截面圖。紐扣型雙電層電容器、la係具備：金屬殼Η、 上蓋」3、該上蓋之-折部14 '環狀密封件（〜二) 15、岔封輔助材16、極化電極17、18、集電材μ、汕、分 隔件21以及電解液22。 金屬殼11相當於紐扣型雙雷声雷 電谷态U之下殼，其係 亟。又，上盍13相當於鈕扣型雙電層電容器“ 之上殼’其係構成陰極者。其材質以導電性高、耐餘性佳 者為佳，可舉出各種残鋼（sus)或料。以下，在本 上::金屬殻11而言，當提及「内底面」時’係指在 圖中上側之面，亦即係指金屬殼"之内側（收納極化電 盈丨7、18之側）之底面。同樣地，對上蓋13而十，合提 ，「内底面」時，係指在圖…側之面，亦即係指：蓋 之内側（收納極化電極17、18之側）之底面。 陽極件15只要具有以下功能者即可，即保持構成 °之主屬设11與構成陰極之上蓋13間之電絕緣，防止 、内方、紐扣型雙電層電容器la内部之電解液22流出外部， 力可防止外部之水分等侵入紐扣型雙電層電容器1之 :。具有該等功能’成形性與加工性佳之材料可舉列如： 聚：：、聚丙烯、聚醯胺、聚苯硫、聚丁烯、聚醯亞胺、 液曰b ♦合物、聚醚醚酮、聚醯胺醯亞胺等樹脂（塑膠）。再 ，本說明書中’對環狀密封件Μ而言，當提及「底面， 糸指在圖2中下側之面’亦即係指與金屬殼"之内底面相 10 -200527457 對向之面。 必要時，將密封輔助材16配置 封件15之接觸面，而呈 、〃屬成Η與環狀密 ’敌幵其封口柯 材質以與金屬親和良好者較佳，可兴之功能。因此，其 二烯橡膠、丁基橡膠等。極化電出如瀝青、苯乙烯丁 碳粉末與結合材（binder)混 电° 17、18,例如係將活性 構成。 ，活性碳纖維之織布等所 為了使電流持續流入極化電極17、 電材19、20具有將極化電極17座上（負兩極），集 18與金屬殼U分別進行電氣連接之功:』以及極化電極 高且化學安定性之材料較佳 f Λ，以導電度 牛出如石墨、石虎里望 分隔件21係為了不讓 :：了。 之隔開之片狀材料，而為了#^ 18直接接觸而將 用… 而為了使電解液22可自由出入，以使 =夕孔性之絕緣材料較佳。作為該分隔件21之材料，可二 出如聚丙稀等之婦烴系樹脂、纖維素、芳族聚醯胺樹 電解液K t，作為溶劑係使用選自丙歸碳酸醋、厂 丁内酉旨、乙烯碳酸醋、碉、乙腈、二甲基碳酸酯' 二乙基 碳酸_、甲乙基碳酸酉旨、仏二甲氧基甲院、！，3-二甲氧基 丙:k、—甲基_、四氫呋喃、2_甲基四氫呋喃等中—種或兩 種以上之混合物。 再者，作為電解質陽離子，係使用四級銨、四級鱗、 /、有脒基之化合物等，另一方面，作為電解質陰離子者， 係使用 BF4-、PF6-、CKV、CF3S03-或 N(CF3S02)2-等。亦即， 可將六氟化磷酸鋰（LiPF0)、六氟化鋰砷（LiAsF6)、高氯酸鋰 -200527457 (Licl〇4)、氟蝴酸鐘（LiBF4) 角午於上述溶劑中作為電解質 其中，又以使用碳酸丙烯酯或楓作為溶劑較佳，由於 使用。玄等材料’而可得对壓性高之雙電層電容器。再者 在電解質中，藉由使用具㈣。坐鑌基之化合物之四級i 可抑制氫氧化物離子（其係使封口體之封口性能降低: 之生成。 ； ，具備如上所述之組成要素之紐扣型雙電層電容器 中，陽極側之極化電極丨盥 /、fe極側之極化電極丨7透 緣性之分隔件2〗相對向μ署^ 透過絕 金屬殼U與上”3之二形成一對電極。再者，在 上… ^ 内面側分別塗布集電材19、20,肢 成對之極化電極17 ] ’將 电杜17、18以與該集電材 收納在金屬殼U盥上罢n 接觸的方式 ，、上盍13間之空間部。 之極化電極17、18與分隔件21含浸電解：：，使该成對 由作為陰極（端子） 且收納在 殼η所組成之收納空間部。 ％才（知子）之金屬 在此，彎折部14 (苴在 υ之外周部)與金屬殼;:之:屬::11内部’且形成於上蓋 之環狀密封件15。再者—° ^間设置具有電氣絕緣性 丹者，稭由將金眉奶η 捲邊處理，用環狀密封件15由外侧外周部⑴敌 包住，而進行收納空間部 :之彎折部14 之氣密封口。如上述 ：成對之極化電極17、18) 上蓋13實施一體敛 /封件15將金屬殼】】與 在此，金屬殼】】内广 型雙電層電容器】。 讀密封件15對向面上以 12 -200527457 形成凹凸部23較佳。凹凸部可利用進> 或者由複數個圓所組成之同心 圓丁，面加工而形成， 中心與前述金屬殼内底面之中、、π# U衣，而以該圓環之 T、形成一致者較佳。 所謂毛面加工，係利用介 用化學或物理處理之 要利用《法（其包含対處料珠 緊厂堅具有既定凹凸之模具之加壓加工，以：；+#或利用 多數個細微之凹…藉由 纟5式枓表面形成 全屬把11 —从 丁毛面加工，當由外側緊壓 至屬叙11之外周部12與上蓋13 外 心弓折部14而佶上苔11

人金屬殼1 1 一體化時，可提古 宓4+& u 金屬殼Η之内底面與環狀 山封件15之密合性。再者，蕤 猎由在金屬喊11之内底面全 體進仃毛面加工，可提高其盥璟 /、衣狀在封件1 5之密合性，並 Γ 其與集電材19、2G之接合力，故可減低紐扣型雙 境層電容器1之内部電阻。 、又，利用毛面加工所形成之凹凸部其表面粗度（Ra) 二h〇〜4.〇//m之範圍較佳，又以Ra爿.5〜3.0”之範圍更

秦 己八以Ra—1,5〜2·5 # m之範圍最佳。藉此，當環狀密 士件1 5配合凹凸產生變形時，由於毛面加工所形成表面粗 ^ ^ ，故可有效地填滿凹凸，而提高金屬殼與環狀密封 件之密合性，且增加氣密性。 與上述者相異，在金屬殼11内底面上，當由複數個圓 構成之同心圓狀圓環呈該圓環之中心與金屬殼11之内底面 中心_ 士 〜一致時’對金屬殼與環狀密封件而言，尤其提昇了由 内底面之中心向外側之方向（亦即内底面内之徑向）之密合 十 。在此’如圖2所示，若以C作為金屬殼11之内底面之 13 200527457 中心，則同心圓狀之圓環中心亦與c 一致。再者， 屬二1之内底面，在與環狀密封件15之底面相對向之； =置：凸（其以…心而形成半徑r相異之複數個 错此形成同心圓狀之圓環。該同心圓狀之圓環，例 :了具有既定圓環之模具緊壓於金屬殼η之内底面而利用 加壓加工來形成。 用 再者’糟由在金屬殼1 1盘環此念 設置與金屬親和性良好穷封輔二 <接觸面上 队丁心在釕輔助材丨6，可進_ 二:輔若選用比環狀密封件15容易變形之材質作為 山 才16,由於可有效地填滿金屬殼内底面之凹凸， =高金Μ 11與環狀密料15之密合性，且增加其氣 :r成在设置上述密封輔助材16之情形中，利用毛面加工 • # 之靶圍更佳。尤其以Ra= 1.5〜2 5 // m之範圍最佳。 如上述错由將金屬殼内底面進行毛面加工，且以 盘U緊壓環狀密封件15而使其與金屬殼υ ;:可增加環狀密封…金屬殼u之密合性。因此： ΓΙΙ由上盖13與金屬殼11所構成之容器之氣密性，可 P ;夕部水分入侵鈕扣型雙電層電容器u之内部以及電解 期間;定之特性可防止電解液等之漏液’而表現出維持長 以下’舉出叙扣型雙電層電容器la之具體實施例，並 14 200527457 就其特性進行說明。 [實施例1 ] 關於成對之極化電極17、18，係將平均粒徑&爪之石 油焦厌系活性碳粉末、作為導電性賦與劑之平均粒徑0.05 二m之碳黑、以及溶解有竣甲基纖維素之水溶性結合劑溶液 又〇/〇)以10.2.1之重！比混合，並在混練機中充分混 練，使該混練品成形為板片後，S 1欧之大氣中進行】 小時乾燥而製得各極化電極。 _接著’在該兩板>1間夹住芳族聚醯胺纖維樹脂構成之 分隔件21，藉此構成一對極化電極」？、18,使其含浸在電 解液22巾。該電解液22之組成如表】所示。

接著，將具有表面粗度Ra==2 〇#m的凹凸之模具緊壓 在SUS製金屬殼n之内底面上，進行金屬殼^之内底面 之毛面加工。其結果，藉由毛面加工轉印在金屬殼Η内底 面之凹凸部’其表面粗度亦相同（Ra=2.〇 # m左右）。 接著’在金屬殼Π與上蓋13之内底面上塗布作為集 電材1 9、20之碳糊後，在其表面設置成對之極化電極1 7、 1 8。在金屬殼11内側設置由聚苯硫（pps)構成之環狀密封件 1 5，蓋上SUS製之上蓋丨3且對金屬殼丨丨之外周部施以捲 15 -200527457 邊加工，使環狀密封件15密合在金屬殼 同時密封金屬殼11之開口部， 之内底面上， 而传到紐扣型雙電芦雷交哭 la。其尺寸為直徑6.8mm、高l 4mm。 日 [實施例2] u述除了電解液使用以 之組成外’以與實施例丨相同之 表2所不 容器la。 ’侍到叙扣型雙電層電

EMIBF, [實施例 EDMIBF, ----- -—-- 在刖述實施例1中，除了在金 間央著由丁基橡膠構成 ”从人裱狀密封件15 實施例1相同之方密封辅助材16外，以與 — 」之方法侍到鈕扣型雙電層電容器 [貫施例4j 在前述實施例1中，金屬殼U如圖3所干 屬殼外周部12a上讲署π γj 不，除了在金 上叹置®裱隆起部25(用以集 與環狀密封件〗5a)冰 ”中緊壓蓋i 3 什Ua)外，以與實施例】相同 型雙電層電容哭 /去得到鈕扣 口口】b。该圓環隆起部25(亦稱為第 起部、突起部），孫A 之圓環降 )係在金屬殼之外周部〗2a上朝向 件〗5a凸起，而π二、 别句裱狀密封 〜成環繞一周之圓環狀。在金“于 “域縫前之圓環隆起部25截面，只要2卜周部 要甩面與金屬鼓 16 -200527457 11a内面一致即可，可為= 巧7二角形、四角形（以及四角形以上 之多角形）、梯形、半圓筒型等任一者。 在實施例4中，該圓 U衣隆起部25係利用加壓加工將金 屬殼之外周部i2a之外側 训朝％狀密封件側擠壓而形成。此 外，圓環隆起部25亦可驻山> 错由在金屬殼11a設置一體成形之 凸部而形成。 圖1 〇係將金屬殼之外用都，ο — “ 卜周邻12a貫施斂縫前之圓環隆起 部2 5附近之擴大圖。如今 _ _ 少 Θ圖所不，圓環隆起部25之凸部

二又係由至屬设！ la内面（與環狀密封件⑸密合之面）測 得之值（H)。再者’如圖所示，圓環隆起部25凸部之曲率半 徑（R)，當將圓環隆起部2 25之凸部以近似圓置換時係以該圓 半徑來定義。 /亥圓環隆起部25之高度H，以介於〇.〇5〜之範 圍較L，又以在G.G5〜G.5mm之範圍者更佳。進—步又以介 於〇.〇5〜o.2mm之範圍最佳。在該實施例4中，圓環隆起部 25之高度Η由金屬殼丨丨内面測量約為〇1_。

一再者’圓環隆起部25之曲率半徑R以介於0H ·〇麵 之I巳圍H，又以介於0()5〜。5麵之範圍更佳。進一步又 以:於0.05〜〇.2mm之範圍最佳。再該實施例4，，圓環隆 P 5之曲率半徑尺為〇lmm。藉此，可有效地進行金屬 姣U a與環狀密封件1 5a以及上蓋1 3之封止。 再者，圓環隆起部25以位於較上蓋13之彎折部14之 頂端部分高之位置較佳。此乃因在斂上蓋13、環狀密封件 1 5a以及金屬殼丨丨a之縫隙時，圓環隆起部Μ以透過環狀 17 •200527457 密封件1 5a將上蓋丨3之彎折部之頂端部分包住之形式進行 默壓’故可有效地進行金屬殼11 a與環狀密封件1 $ a以及上 蓋1 3之封止。 · [實施例5] 在前述實施例1中，除了在金屬殼11之内底面 代毛面加工而利用加壓加工來設置凹凸部（係由複數個圓所 組成之同心圓狀之圓環，且使該圓環之中心與金屬殼之中 心一致）外，以與實施例丨相同之方法得到鈕扣型雙電層電 容器la。藉由該環狀之凹凸，使電解液22之流出通道變長，春 而使電解液22存積在同心圓狀之圓環凹凸之凹部，复 果，有效地使電解液22不易流出單元之外部。就金屬殼與 環狀密封件之密合性而言，利用該圓環之凹凸，進一步提 昇了在由内底面之中心向外側之方向（亦即在内底面内之徑 向）之密合性。 [比較例1 ] 在前述實施例1中，除了使用在金屬殼π之内底面未 進行加工之金屬殼外，以與實施例1相同之方法得到鈕扣籲 型雙電層電容器la。 關於貫施例1〜5與比較例1之紐扣型雙電層電容器 la、lb ’如圖1所示，將外部端子101、102裝在上蓋13 與金屬殼11上後，將該外部端子101、102料焊接於印 刷基板上t後’進行高溫高濕負載測試，確認内部電阻 變化以及耐漏液性。 - 圖4係在炫焊焊接時之溫度曲線圖。如該圖所示，熔 18 •200527457 焊以15G°C進行2分鐘（min)之預熱，以·γ以上之溫度 進行40秒（sec)之正式加熱。又，最高溫度為2责，以該 溫度維持5秒。在此’上述溫度係表示鈕扣型雙電層電容 器la、ib之負極蓋（亦即上蓋13)之表面溫度。 圖5係表示在高溫高濕（溫度55〇c、濕度9㈣之大氣 下在紐扣型雙電層t容器la、lbi施加額定電壓（m)刷 小時之情形中，其經過時間（壽命時間，單位：小時⑻)與内 邛電阻(早位:Ω)之關係圖。内部電阻值，在剛製成鈕扣型雙 電層電容器後雖非常小’但由於金屬殼"與上蓋η之封 :性不完全’外部水分侵入内部使電解液22劣化將增加内 邛電阻，或隨著時間經過而使極化電極1 7、1 8等的位置戋 與其他零件之接觸狀態改變也會增加。㈣，所謂内部5電 阻小’意味著由於金屬殼η與上蓋13之封口性佳而保持 在剛製成後之狀態，與之相&，所謂内部電阻大則意味著 封口性不佳。 八若根據如圖5所示之結果，在壽命時間為5〇小時，不 論任何例子之鈕扣型雙電層電容器其内部電阻均小，差異 很小。然而，當壽命時間㈣25〇小時，使用習知技術： 比較例！之電容器其内部電阻上升而超過觸，然而關於 本土月之貝轭例1〜5之電容器任一者其内部電阻為其—半 (約250Ω)左右’可將電阻之變化控制得很小。再者，時間 =長而到達壽命_谓小時，比較例丨之電容器其内 P电阻急劇上升變成3600Ω左右，但實施例丨〜4之電容器 其内部電阻為600〜800Ω左右，實施例5之電容器其内部; 19 -200527457 阻為1100Ω左右，相較於習知技術形成 i 1。 八1τ奋在數分之 由圖5可知，本發明中之實施例丨〜々 電容器’丨因高溫高濕負載測試所造：雙電層 :明中之-扣型雙電層電容器，隔著環狀密封件15之八屬 喊1 1與上蓋13間之封口性佳。 之主屬 接著’上述以熔焊焊接 漏液性之結果如表3所示。 …負載測試檢查财 [表3]

(◎ ··最佳、π ·社 u•佳、X:不良） 在表3中，耐漏液性之社I丨、μ ^ Φ 1© ◎(最佳)係表示無漏液而幾乎; 見漏液而封口 卞兀王封止，〇（佳）係表示僅可 可口性佳、χ(不 不佳。因+丄 厂节表不可見不少漏液而封口性 Μ此，由表3可知，妒姑4 μ 烊焊接盥古、四a 很據本發明之實施例1〜5在熔 r狡只阿溫鬲濕負裁測 之 、 ' 一者中，相較於比較例 20 -200527457 紐扣型雙電層電容器’幾乎沒有由環 漏液，而得到斜π ^ v+ 仟馮至外部之 再者，極為安定之紐扣型雙電層電容器。 者在如貫施例3在金屬殼u與環狀密封件 夹者雄封輔助材16之情形，或如實施例4在金 / 部⑵設置環狀隆起部25之情形，尤其可得到二 ==層電容器。如上所述，實施形態 二 好之‘坏耐熱性、耐漏液性以及壽命特性。 产二’ Τ 了上述耐漏液性外，在表3中亦顯示出剝離強 度(早位:g)之值。該剝離強度以下述之方式測定 強 硫(PPS)構成之環狀密封件材料相同之塑膠板上 封辅助材(厚度〇.lmm之丁基橡膠)，在其上覆蓋施以 =力r，sus板並進行乾燥。接著，利用推挽計將SUS 板撕下，測量此時之剝離強度。在此，測量係分別在實施 例與比較例中各進行3次，表3中記載之值為其平均值。 在實施例！與實施例2中，由於只有電解液之成分不同， 故剝離強度之值無差異。 由表3所示之結果可知，在本發明之實施们〜4中所 使用之施加毛面加工之SUSfe，相較於習知方式般未進行 加工者，其接合強度變為2·5倍以上。再者，同樣地，相較 於習知方法’可知在本發明之實施例5中所使用之則板 (其係形成同心圓狀之凹凸者）其接合強度亦增為21倍左 右。亦即，藉由在紐扣型雙電層電容器之金屬殼上施以毛 面加工或同心圓狀之凹凸，增加了其與環狀密封件或密封 輔助材之接合強度，由於可進行氣密性更高之封止，故提 21 .200527457 升了耐漏液性。 [實施形態2] 圖6係表示本發明實施形態2中之鈕扣型雙電層電# 器其結構之部分截面圖。在該圖中，雖然成對之極化電極 17、18與前述實施形態丨之鈕扣型雙電層電容器u之钟構 相同’但在本實施形態中，金屬殼1 1 b之内底面未進行毛 面加工。又，環狀密封件15b以如圖7所示之形狀形成， 設有朝金屬殼lib突起之圓環隆起部（亦可稱為第丨之圓環 隆起部、突起部）30。又’在將金屬殼llb之外周部i2b: 以捲邊加工時，由於設置在環狀密封件15b之圓環隆起2 3〇被金屬殼11b之内底面擠壓而互相密合，故可進行氣密 性1¾之封止。 該圓環隆起部30,以將連接環狀密封件m底面之内 ^徑與外半徑之中點所形成之平均半徑作為中心線來形成 权仏。其理由在於’當將環狀密封件上所形成之圓環隆起 ^ 3〇摘M日守’能有效地施加壓力，使圓環隆起部30均勻 ^變形’而提高金屬殼與環狀密封件之密合性，且提升氣 ^^性。 再者’圓環隆起部3G之高度由環狀密封件… 董測，以介於〇.〇5mm〜i.0mm之範圍者^土而； 〇·〇5〜〇.5軸之範圍^、隹半圍者幸父佳，而以介於 老，朴。“ 更仏。進一步以介於0.05〜0.2麵之範圍 變形時，：二：使環狀密封件上所形成之圓環隆起部30 以行金屬殼⑴與環狀密封件…之封止。 者’圓％隆起部3〇之曲率半 干仏以介於0.05mm〜1 .〇mm 22 .200527457 之範圍者車父佳，而以介於〇 〇5〜〇 5mm之範圍更佳。進一步 以介於0.05〜0.2mm之範圍者最佳。藉此，可有效進行金屬 殼lib與環狀密封件15b之封口。 · —接著，本實施形態2之鈕扣型雙電層電容器lc使用與 ， 貫施例1相同之材料而形成。其圓環隆起部3〇之高約為 0.1mm’曲率半徑約為〇1_。接著，如圖1所示，在上蓋 13與^屬殼llb上安裝外部端子1〇1、1〇2後，在印刷基板 上依…、如圖4所示之溫度曲線圖進行熔焊焊接。接著，檢 查該炫焊焊接後之漏液，以及進行高溫高濕負載測試（確認鲁 在高溫高濕（溫度55〇C、濕度95%)之大氣下，施加5〇〇小 時之額定電壓（3.3V)後之耐漏液性）。其結果，任一者之漏 液檢查結果均為最佳（◎)。 > 此，本實施形態2之鈕扣型雙電層電容器k亦與實 施形態1相同’其料耐熱性、料液性與壽命特性佳。 [實施形態3] 圖8係表示本發明之實施形態3之鈕扣型雙電層電容 器其：構之部分截面圖。在該圖中，成對之極化電極I?、 · Μ與^述實施形態i之紐扣型雙電層電容器^之結構相 且核狀密封件l5c以與在實施形態2中使用者相同。又， 金屬殼丨lc之内底面並未進行毛面加工。再者，在金屬殼 11C之外周部上設置圓環隆起部（第2圓環隆起部，用以將 上蓋η與環狀密封件15c集中緊壓）25a，且在較金屬殼… ， 内底面之％狀岔封彳i5c配置位置更内側設置朝向極化電 極17、18凸起之圓環隆起部（第3圓環隆起部，亦稱為凸狀 23 -200527457 圓環隆起部）35。 藉由設置該圓環隆起部35，由於高溫時等之内屢上升 所伴生之金屬殼膨脹可集中在圓環隆起部35之内側，亦即 可集中在紅扣型畜電單元之中心部分，故可降低金屬殼之 應力。因此，可抑制金屬殼與環狀密封件之密合性下降。 再者，由金屬殼11c之内底面量起，圓環隆起部35之 高度以介於0.05mm〜l.〇mm之範圍者較佳，而以介於 0.05〜0.5mm之範圍更佳。進一步以介於〇 〇5〜〇 2mm之範圍 者最佳。藉此，由於圓環隆起部35之高度適當，高溫時等 之内壓上升所伴生之金屬殼u c膨服可有效地集中在中心 部分，故可將金屬殼丨丨c之應力控制在很小之程度。 再者’圓環隆起部35之曲率半徑以介於〇別⑷〇刪 之範圍者較佳，而以介於G.G5〜G 5mm之範圍更佳。進一步 以介於0·05〜〇.2mm之範圍者最佳。 —接著’本實施形態3之師型雙電層電容器id使用盘 貝加例！相同之材料而形成。其圓環隆起部…之高 二’其曲率半徑約為〇.lmm。再者，藉由加壓 2圓環隆㈣35其高為^_，其曲率半徑約CM軸。 子1〇1如圖1所不，在上蓋13與金屬殼lib上安裝外部端 圖進：二後，在印刷基板上依照如圓4所示之溫度曲線 進行r'rt坏接。接著’檢查該溶焊焊接後之漏液，以及 丁“㊅濕負載測試（確認在高 95%)之大氣下，施加500小時之額^=皿度55C1度 性）。其妗罢, 守之名貝疋電壓（3.3V)後之耐漏液 壬者之漏液檢查結果均為最佳（◎)。 24 •200527457 藉此，本實施形態3之鈕扣型雙電層電容器id亦與實 施形態1與實施形態2相同，其熔焊耐熱性、耐漏液性與 壽命特性佳。

再者，再本實施形態3中，在金屬殼lie之内底面上未 進行毛面加工，環狀密封件i5c係使用如圖7所示之具有圓 環隆起部30者。然而，本發明之實施形態並非僅限於此， 能以與實施形態1相同之方法，在金屬殼之内底面進行毛 面加工，而環狀密封件之金屬殼接觸面係平坦者。這時， 右在金屬殼1丨與環狀密封件丨5之接觸面設置密封輔助材 16，由於可進一步提高其封口性，故更理想。 [其他實施形態] 隹上述本發 'f g 电

几，雖然提出鈕扣型雙電層電容器並作說明，但本發明 實施形態並非僅限於此，亦可像鈕扣型電池般，而適用 要求耐熱性與氣密性之收納在鈕扣型外殼内之電子機哭 再者’在本說明書中，並未細分為如鈕扣電池之厚型電^ 如硬幣電池之薄型電池，而將其統稱為鈕扣型電池。 作為鈕扣型蓄電單元之一例而形成鈕扣型電池之产 中：作為陰極(極化電们7)之材料可舉出如金屬鐘、二 至以及鐘之載體等。作為鐘合全者 4耆可列舉如鋰（Li)與 (0、紹（Pb)、鋁（A1)、銦（1幻等之人今 、7寸<0金。又，作為鋰之 可列舉如將纖維素、酚樹脂等之有 俨土 、 令娀阿分子化合物燒成, 于者，或人造石墨、天然石墨等碳曾 、卜κ 寸仄貝材科，或鈦酸鋰、， 设合氧化物等之金屬氧化物。 ， 25 •200527457 再者’作為陽極（極化電極18)之材料可舉出如、 Τι〇2等無機化合物，或鋰與錳（Mn)、鐵（Fe)、鈷（c〇)、鎳（见） 等過渡金屬之複合氧化物等。 · (B)在本發明之實施形態1中，在金屬殼11之内底面 · 上’藉由緊壓具有既定凹凸之模具之加壓加工進行毛面加 工。然而，本發明之實施形態並不僅限於此，例如，亦可 利用喷擊法在金屬殼n之内底面上進行毛面加工。在喷擊 法中，藉由控制研磨材料之粒徑或材質等，或控制射出研 磨材料之壓力等，可易於改變表面粗度。即使在利用該噴 # 擊法之情形中，為了提升金屬殼n與環狀密封件15或密 封輔助材16之密合程度，故在金屬殼n内底面所形成之 凹凸4之表面粗度Ra以介於丨〇〜4 〇|Lim之範圍者較佳，又 以Ra=1.5〜3.〇μηι之範圍者更佳。進一步以Ra=q 5〜2祚瓜 之範圍者最佳。 [實施形態之概要] (1)一種鈕扣型蓄電單元，其特徵在於，係具備：成對 之極化電極，介於該極化電極間之絕緣性分隔件，含浸於 H 前述極化電極與分隔件之電解液，收納前述極化電極之金 屬殼，設置在前述金屬殼内部之絕緣性環狀密封件，及透 過前述環狀密封件而與前述金屬殼實施一體斂縫之上蓋， 且在别述金屬殼之内底面上形成凹凸部。 根據該結構，係在金屬殼之内底面上形成凹凸部，以 · 上蓋緊壓環狀密封件使其與形成有該凹凸部之金屬殼内底 . 面密合，藉由將上蓋、環狀密封件以及金屬殼實施一體斂 26 ‘200527457 縫。因此，由於環狀密封件配合凹凸產生變形而填滿凹凸， 故提南了金屬殼與環狀密封件之密合性，且提含 ？六 性。藉此，由於可抑制外來之水分侵入單元内以及抑制電 解液流出單元外，故在本發明實施形態中之鈕扣型蓄電單 元其耐熱性高，且可防止電解液等之漏液，具有維持長期 間安定之特性。 (2)在該鈕扣型蓄電單元（1)中，前述凹凸部利用進行毛 面加工而形成。 根據該結構，由於凹凸係利用毛面加工而形成者，故 在金屬殼内底面上不規則地形成多數之細微凹凸。因此， %，後封件易於配合凹凸而產生變形，提高了金屬殼與環 狀雄、封件之密合性，且提高了氣密性。 ⑺在該師型蓄電單元⑴中，前述凹凸部為由複數個 =成：同心圓狀圓環’且該圓環之中心與前 内底面之中心一致。 根據該結構，由於形成在金屬殼之内底面上設置同心 圓狀之圓環結構，藉由該環狀之凹凸，使電解、 道變長，而可抑制電解液产出…冑電解液之流出通 包肝饮机出早兀外部。 _ . ^ + 與環狀密封件之密合性而言，尤’就孟屬喊 心向外側之方向(亦即在内 '幵 由内底面之中 ⑷在钮扣型蓄電單元二内之徑向)之密合性。 環狀密封件與前述金屬殼相對：:成心^ 根據該結構，由於環狀密封件之 面之凹凸部面積相等， -一金屬殼之内底 、故可有效地提升金屬殼與環狀密封 27 -200527457 件之密合性。 (5)在紐扣型蓄電單元⑴或⑺中，前述凹凸部係产^ 述金屬殼之内底面全面而形成。 ，、衣、’凡刖 根據該結構，不僅可以接古 人k 僅了以^円金屬殼與環狀密封件之笫 合性，亦可提高電極盥全屬本 ί件之么 炫/、i屬成以及電極與上殼之 故可將叙扣型蓄電星士 咖 ^ ’ 早7G之内邛電阻控制在很小之 者’由於金屬殼與電解浚桩 圍。再 电鮮/夜之接觸面稽辦力你4曰 真，而π 1止丨叫積^日加使传流出通道變 長而可抑制電解液流出單元外部。 (6)在鈕扣型蓄電單元（ Τ 刖述金屬殼盘擇姑您 封件間夾著密封輔助材。 U“ 根據該結構，直允非脱人Ρ丄 蚀夕—人 八並非將金屬殼與環狀密封件直接緊塵 使之密合，係夾著密封輔助 安Ά u m LU 4、 了稍助材（有別於環狀密封件之構件）。 因此，若選用比環狀密封件 ^ , 更4易k形之材質作為密封輔 助材，則由於其可有效地埴、尤 坦一 ’文地填滿金屬殼内底面之凹凸部，故 挺南了金屬殼與環狀密封件之 在σ性且增加其氣密性。 (7) 在紐扣型蓄電單元（6)中，^_ 〒則述始、封輔助材僅設於前 述内底面上之形成凹凸部之部分。 根據該結構，由於宓Μ .i± ^ Μ 、114 、于輔助材並未與電解液接觸，故 在保持金屬殼與環狀密封件 之阿度岔合性同時亦可防止電 解液之性質變差。 (8) —種紐扣型蓄雷置； ^ 夕$早70 ’其特徵在於，係具備：成對 之極化電極、介於該極化 二、+、ϋ A $ 笔極間之絕緣性分隔件、含浸於 刖述極化電極與分隔件之 M ^ ^ 鮮/夜、收納前述極化電極之金 屬叙、設置在前述金屬殼内 N。卩之、纟巴緣性環狀密封件、以及 28 200527457 透過前述環狀密封件 二 殼，且在前述产虹而與前述金屬殼實施—體斂縫之上 之第1圓環隆起部 干之底面形成朝向前述金屬殼凸起 根據該結構，在俨 ^ 利用上殼緊壓環狀卢衣欠松封件底面形成第1圓環隆起部， 與金屬殼之内居而在封件使該第1圓環隆起部所形成之面 屬殼實施—體斂縫=σ，猎此將上殼、環狀密封件以及金 第1圓環隆起部變形在此，由於使環狀密封件上所形成之 合性，且提高τ广形，故提高了金屬殼與環狀密封件之密 人單元内以二=。藉此，由於可抑制外來之水分侵 態中之紐扣型蓄電Γ解液流出單元外，故在本發明實施形 旱7C其耐執性其， 漏液，具有維持 電解液等之 J間女疋之特性。 (9)在紐扣型蓄 、 將連接前述環狀密 ’前述第1圓環隆起部，係 封件底面之内半徑盥外丰 成之平均半捏作為中心線而形成。〃工之中點所形 «該結構’當將在環狀密 起部擠壓時，由於右^ u α 成之弟1圓環隆 万、有效地施加緊壓力，故第 可均勻地變形。因此， 囡裱隆起部 性，且提升了氣密性。 η“封件之密合 (10)在鈕扣型荄雷留― I萄電早70(1)〜（9)中，在前述 部上一體形成知a 乂丄 泛屬喊之外周 月旦形成朝向别述環狀密封件凸起之第 μ 根據該結構，在今屬Μ — L U及隆起部。 在金屬喊之外周部上形成第 部，在將上殼、環狀穷抖 囡環隆起 由於該第2圓環隆起邮古 克、縫％， 隆起邛有效地緊壓環狀密封件， 敌提高了 29 200527457 金屬殼與環狀密封件 ,件以及上級之密合性，且提升了氣密性。 方'…η 電早几00)中’前述第2圓環隆起部位 方；較上叙之育折部端部更上側處。 根據該結構，名趑p h 令隙日士 狀密封件以及金屬殼實施 敏障時，由於第 9 ίΠ π Μ Q展隆起部以透過環狀密封 .f折部之❹料將上，又之 卜入m 方式有錢進行緊麼，故可有效地進 仃盈屬叙與裱狀密封件及上殼之封止。 (12)在:^丑扣型蓄雷罝 昏罨早兀（1)〜（11)中，在較金屬殼内 ::狀密封件配置位置更内側形成朝向前述極化電極凸起 之第3圓環隆起部。 4 ϋ义 脹可構’Λ溫時等之㈣上升所伴生之金屬殼膨 t3固5哀隆起部之内侧，亦即可集中在紐扣型 苗’早兀之中心部分，故可降低金屬殼之應力。因此，可 抑制金屬殼與環狀密封件之密合性之降低。 ⑴）在叙扣型蓄電單元⑴〜⑽中，前述上殼與金屬殼 外面可與具有大致三角形之外部端子連接。 根據該結構，藉由將外部端子之大致三角形之面安裝 在上殼以及金羼殼上，可安定地固定鈕扣型蓄電單元女: 可降低與外部端子之接觸電阻。 且 雖然本發明已詳盡地進行說明，上述說明之所有带能 僅為例示’本發明並非僅限於此。未被舉出之無數個二 例子’當然也未脫離本發明之範圍。 狀本發明之鈕扣型蓄電單元，具有可耐高溫熔焊時之内 壓上升之封止性，可適用在必須以無鉛熔焊焊接進行表面 30 ♦200527457 構裝之電子機器主電源以及記憶備用電源上。 【圖式簡單說明】 圖1係在鈕扣型雙電層電容器上連接外部端子之立體 圖。 - 圖2係表示實施形態丨之鈕扣型雙電層電容器結構之 部分截面圖。 圖3係表示實施例4之鈕扣型雙電層電容器結構之部 分截面圖。 圖4係在熔焊焊接時之温度曲線圖。 圖5係表示鈕扣型雙電層電容器之壽命時間與内部電 阻之關係圖。 圖6係表示實施形態2之鈕扣型雙電層電容器結構之 部分截面圖。 圖7係在實施形態2所使用之環狀密封件部分之部分 放大圖。 圖8係表示實施形態3之鈕扣型雙電層電容器結構之 部分截面圖。 電層電容器結構之截面圖。 實施斂縫前之圓環隆起部附 圖9係表示習知|丑扣型雙 圖10係將金屬殼之外周部 近之擴大圖。 ‘工文7L彳千付鈮Ϊ兄明】 、la、lb、lc、Id〜釦 4 1，仏 扣型雙電層電容器 31 200527457 12、12a、12b〜金屬殼之外周部 13〜上蓋 14〜彎折部 15、15a、15b、15c〜環狀密封件 16〜輔助密封材 17、18、87、88〜極化電極 19、20〜集電材 21、 91〜分隔件 22、 92〜電解液 2 3〜凹凸部 25、30、35〜圓環隆起部 81〜下殼 82〜前端部 83〜上殼 84〜彎折部 85〜密封件 89〜陰極集電體 90〜陽極集電體 101〜陰極側之外部端子 1 0 2〜陽極側之外部端子 32

Claims (1)

1. 200527457 、申請專利範圍·· 1、一種鈕扣型蓄雷呈 ⑽包早70，其特徵在於，係具備·· 成對之極化電極， 介於該極化電極間之絕緣性分隔件， 含浸於該極化電極與分隔件之電解液， 收納該極化電極之金屬殼， 設置在該金屬殼内部之絕緣性環狀密封件，及 透過該壞狀密封件而叙兮人s 蓋 了什而與该金屬殼實施一體斂縫之上 且在該金屬殼之内底面上形成凹凸部。 士申明專利範圍第！項之鈕扣型蓄電單元，其 4凹凸部係實施毛面加工而形成。 女申明專利範圍第1項之鈕扣型蓄電單元，复 該凹凸部為由複數個圓所形成之同心圓狀圓環ς^ 之中心與該金屬殼内底面之中心一致。 w圓環 二4、如申請專利範圍第1項之鈕扣型蓄電單一， ，亥凹凸部僅在該環狀密封件與該金屬殼相對向部分了中， 5、 如申請專利範圍第丨項之鈕扣型蓄電單-刀形成。 °玄凹凸部係環繞該金屬殼之内底面全面而形成。其中， 6、 如申請專利範圍第丨項之鈕扣型蓄電單一 该金屬殼與環狀密封件間夾著密封輔助材。7° ’其中， 士申δ月專利範圍弟6項之j丑扣型蓄電單一 該密封輔助材僅設於該内底面上之形成凹凸部二：中， 8、—種鈕扣型蓄電單元，其特徵在於，係具 33 200527457 成對之極化電極， 介於該極化電極間之絕緣性分隔件 含浸於該極化電極與分隔件之電解液 收納該極化電極之金屬殼，

   設置在該金屬殼内部之絕緣性環狀密封件 透過該環狀密封件而與該金屬殼實施一 ，以及 體敛縫之上 又别向該金屬殼凸起之第 且隹孩環狀密封件 1圓環隆起部。 9、 如申請專利範圍第8項之鈕扣型蓄電單元，其中， 該第1圓環隆起部’係將連接該環狀密封件底面之^待 與外半徑之中點所形成之平均半徑作為中^㈣成。& 10、 如申請專利範圍第i項之鈕扣型蓄電單元，其中， 在該金屬殼之外周部上-體形成朝向該環狀密封件 第2圓環隆起部。 η、如申請專利範圍第10項之叙扣型蓄電單元，立 中’該第2圓環隆起部位於較上殼之f折部端部更二 12、 如申請專利範圍第i項之鈕扣型蓄電單元，复地 在較金屬殼内底面之環狀密封件配置位 八中 1置更内側，形成朝 向該極化電極凸起之第3圓環隆起部。 13、 如申請專利範圍第丨項之鈕扣 ^ 一 土毎电早兀，i中， 該上殼與金屬殼外面係與具有大致三角米 、 〆 < 外°卩端子連 接0 34