TWI390562B - Laminated external capacitor device - Google Patents

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Description

疊層外裝電容裝置
本發明是關於一種疊層外裝電容裝置，更具體而言，關於一種電池或電容器(Condenser)等的電容裝置元件，藉由兩枚的外裝薄膜所成的外裝體所收容所成的疊層外裝電容裝置。
近年來，將正極板與負極板經隔板捲繞或交互地積層所構成的電池元件等的電容裝置元件，與電解液一起被收容於兩枚外裝薄膜所成的外裝體內所成的疊層外裝電容裝置(電池或電容器)，被使用作為攜帶機器或電動汽車等的電源。
在此種疊層外裝電容裝置中，利用過充電，或暴露在高溫下，起因於電解液被電解或加熱分解，而在外裝體內部會發生可燃性氣體等氣體，藉此，有外裝體的內部壓力上昇的情形。
而且，為了解決此種問題，在外裝體的兩枚外裝薄膜的接合部的一部分形成接合力弱的部分(以下，也稱為「弱接合部分」。)，當內部氣體壓上昇時，將此弱接合部分功能作為抽氣用的安全閥的構成的安全機構，或是設有當內部壓力上昇至所定值以上會自動地開口，具有將可燃性氣體等排出至外部的安全閥的安全機構等的疊層外裝電容裝置被提案(例如參照專利文獻1至專利文獻5)。
在第15圖，分解表示在外裝體的接合部位設有弱接合部分所形成的安全機構的疊層外裝電容裝置的一例子的構成。此疊層外裝電容裝置50的外裝體是在上部外裝薄膜51A與下部外裝薄膜51B重疊的狀態下，各該外周緣部為其全周全面地被熱封而形成有接合部52，藉此在內部形成有收容電容裝置元件的收容部所成者，而在外裝體的收容部內，有薄型的電容裝置元件(例如，電池元件或電容器元件)55與有機電解液一起被收容。
在此疊層外裝電容裝置50，有弱接合部分53設於接合部52的一部分，藉由此弱接合部分53作用作為安全閥，即使在外裝體內發生多量氣體時，也藉由從弱接合部分53放出此氣體而進行壓力開放，使得外裝體破裂的情形被防止。具體而言，弱接合部分53是密封強度比接合部52的其他部分還要低，當外裝體的電容裝置元件(電池元件或電容器元件)所收容的收容部的內部壓力達到所定值，則弱接合部分53優先地剝離而形成有排氣口者。
又，在此圖的例子中，外裝體是具有長方形的輪廓形狀，由短邊側的兩邊各自拉出電性地連接構成電容裝置元件(電池元件或電容器元件)55的複數正極板的各個的共通的正極引線構件的正極用電源組合件56、及電性地連接複數負極板的各個的共通的負極引線構件的負極用電源組合件57。
在此種構成的疊層外裝電容裝置中，構成安全機構的弱接合部分，當收容用空間的內部壓力達到所定值時確實地剝離而形成有排氣口，且在通常的使用狀態下，被要求確實地密閉而確保充分信賴性的程度的密封強度。然而，由製造上的觀點上，要確實地形成具有此種密封強度的弱接合部分並不容易。
又，作為疊層外裝電容裝置的安全機構，在接合部所形成的領域的至少一部位，連續於電容裝置元件所收容的收容部且對於收容部海灣狀地設有非接合部位，藉此形成有壓力集中部，在此非接合部位所形成的領域，藉由外裝薄膜之剝離形成有連通內部與外部的壓力開放部所成者被提案(參照專利文獻6)。
然而，在此種安全機構，當內部壓力上昇時，較均勻地施加應力於壓力開放部的外周緣的全領域全面之故，因而在該壓力開放部無法決定外裝薄膜被剝離的位置，而依剝離之位置，有收容部內的電解液洩漏的情形。又，外裝體的內部壓力雖低，在壓力開放部有外裝薄膜被剝離的情形之故，因而很難確保外裝體內的氣密性。
[專利文獻1]　日本專利第3554155號公報
[專利文獻2]　日本特開平05-013061號公報
[專利文獻3]　日本特開平11-086823號公報
[專利文獻4]　日本特開2006-236605號公報
[專利文獻5]　日本特開2007-157678號公報
[專利文獻6]　日本專利第3859645號公報
本發明是依據以上事項所創作者，其目的是在於提供一種即使在疊層外裝電容裝置的外裝體的內部發生氣體時，也可將其氣體不會發生漏液的方式從特定部位確實地可排出的疊層外裝電容裝置。
本發明的一種疊層外裝電容裝置，是互相重疊的外裝薄膜，為在形成於各該外周緣部的接合部具有互相地氣密地接合所成的外裝體，而在形成於該外裝體內部的收容部收容有電容裝置元件及電解液所構成的疊層外裝電容裝置，其特徵為：在構成上述外裝體的互相重疊的上述外裝薄膜的各該外周緣部，被包圍於上述接合部，形成有連通於上述收容部的非接合部位，在形成有上述非接合部位的領域，形成有貫通上述外裝薄膜的至少一方的孔口部，及互相地接合有包圍上述孔口部所形成的上述外裝薄膜的一部分所成的密封部，上述孔口部是形成於上述非接合部位所形成的領域的中心位置以外的位置。
在本發明的疊層外裝電容裝置中，上述非接合部位是具有連通於上述收容部的一邊的大約矩形形狀，在垂直於連通於該非接合部位的收容部的一邊的另一邊，上述密封部一體地形成於上述接合部，該密封部的一部分從上述接合部連續而突出於上述非接合部位的方式所形成也可以。
又，本發明的疊層外裝電容裝置中，上述非接合部位是被包圍於上述接合部，而在其領域形成有孔口部的功能部分，及連通上述功能部分與上述收容部的連通部分所成較佳，上述非接合部位的導通部分為屈曲更佳。
又，在此種疊層外裝電容裝置中，上述密封部一體地形成於上述接合部，該密封部的一部分從接合部連續而突出於上述非接合部位的方式所形成也可以。
又，在本發明的疊層外裝電容裝置中，孔口部的輪廓形狀為n角形(但是，n≧3)，該n角形的外接圓與密封部的外周之間的接合寬度為0.2～2.0mm較佳。
又，在本發明的疊層外裝電容裝置中，在互相重疊的上述外裝薄膜各個的上述非接合部位之間，介裝有聚醯亞胺、聚苯硫醚或纖維素所成的非熱熔合性薄片也可以，上述非熱熔合性薄片，是藉由黏著劑層被固定於至少一方的外裝薄膜更佳。具體而言，一枚非熱熔合性薄片被固定於任一方的外裝薄膜也可以，或是兩枚非熱熔合性薄片被固定於雙方的外裝薄膜也可以。
在本發明的疊層外裝電容裝置中，當氣體發生於外裝體內的電容裝置元件所收容的收容部內時，該氣體是進入至被形成於外周緣部的非接合部位內之故，因而因應於氣體的發生量，不僅收容部，非接合部位內也充分地膨脹，隨著此情形，在密封部作用著應力。而且，孔口部是形成於非接合部位所形成的領域的中心位置以外的位置之故，因而在包圍此孔口部的密封部，因有集中地施加應力於其特定的部分，因此該密封部的特定部分比其他部分或接合部還要優先地剝離。又，藉由密封部被剝離，使得外裝體內的氣體從孔口部被排出至外部。
因此，依照本發明的疊層外裝電容裝置，當在外裝體的內部發生氣體時，隨著發生其氣體而內部膨脹，藉由密封部是有大應力施加於其特定部分，沒有成品各個的參差不齊而從密封部的特定部分經常地剝離之故，因而在不會發生漏液的狀況下，從孔口部確實地可排出該氣體至外部。又，在外裝體的內部壓力為低壓的狀態下不容易剝離密封部之故，因而可得到外裝體內的高氣密性。
又，依照非接合部位，為安全閥所形成的功能部分及連通此功能部分與收容部的連通部分所成的構成，在安全閥的密封部剝離時，防止收容部的內部壓力急激地降低之故，因而確實地可防止電解液的漏液。
又，藉由非接合部位的連通部分為屈曲，從收容部至密封部為止的距離充分地被確保之故，因而更確實地可防止電解液的漏液。
又，依照孔口部的輪廓形狀為n角形(但是，n≧3)，該n角形的外接圓與密封部的外周之間的接合寬度為0.2～2.0mm的構成，在外裝體膨脹之際成為集中地施加應力於密封部的特定部位之故，因而即使外裝體急劇地膨脹時，當該外裝體的內部達到所期望的壓力時，密封部也確實地剝離，因此可得到對於外裝體的急劇地膨脹的高應答性。
又，依照在外裝薄膜各個的非接合部位之間介裝有非熱熔合性薄片的構成，當在加熱或高溫環境下使用時，可防止外裝薄膜各個的非接合部位互相熔合，或是外裝薄膜的一部分溶解於電解液而使非接合部位互相地接著的情形，而可獲得確保疊層外裝電容裝置的作動信賴性。
又，依照非熱熔合性薄片，是藉由黏著劑層被固定於一方的外裝薄膜，容易地可進行非接合部位或孔口部的定位，而可提高此些的形狀、尺寸的精度，又可減低進行氣體排出的內部壓力的參差不齊。
以下，針對於本發明的實施形態加以詳細地說明。
第1圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的一例子的構成的說明用俯視圖，第2圖是表示第1圖的疊層外裝電容裝置的安全機構的說明圖，第3圖是表示圖示於第2圖的安全機構的說明用斷面圖。
在此疊層外裝電容裝置10中，外裝體20是分別具有熱熔合性的長方形的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B以互相重疊的狀態，在各個外周緣部的全周全面地所形成的接合部22互相氣密地被接合所構成。在外裝體20的內部，形成有電容裝置元件被收容的收容部23，而在該收容部23內，電容裝置元件與有機電解液一起被收容。
又，在圖示之例子中，在形成上部外裝薄膜21A的收容部23的部分施加拉深加工。
在外裝體20的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的外周緣部，其一邊連通於收容部23，而另一邊形成有被包圍於接合部22的平面大約矩形的非接合部位24。在該非接合部位24所形成的領域，貫通上部外裝薄膜21A的孔口部26，及包圍此孔口部26所形成的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的一部分互相地被接合所成的密封部25所成的安全閥27，形成於非接合部位24所形成的領域的中心位置以外的位置。在圖示的例子中，在連通於非接合部位24的收容部23的一邊與垂直的另一邊，安全閥27的密封部25一體地形成於接合部22，該密封部25的一部分從接合部22連續而半圓狀地突出的方式形成於非接合部位24。
又，在上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個非接合部位24之間，介裝有與該非接合部位24同樣的平面形狀的非熱熔合性薄片30，該非熱熔合性薄片30，是藉由黏著劑層31例如被固定於上部外裝薄膜21A。
作為構成外裝體20的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B，例如適合於可使用從內側有聚丙烯(以下，稱為「PP」。)層，鋁層及尼龍層等依此順序積層所成者。
作為上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B，例如使用PP層、鋁層及尼龍層被積層所成者時，其厚度通常是50～300μm。
上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的縱橫尺寸，是因應於被收容於收容部23的電容裝置元件11的尺寸而適當地被選擇，惟例如縱方向的尺寸為40～200mm，橫方向的尺寸為60～300mm。
又，上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的接合部22的接合寬度，是例如較佳為2～50mm，更佳為2～40mm，最佳為2～15mm。又，形成於鄰接在接合部22的非接合部位24的一邊的狹窄部分22a的接合寬度，是即使與其他3邊的接合寬度相同，或是不相同也可以。
又，作為非接合部位24的尺寸，也依接合部22及收容部23的尺寸，惟連通於收容部23的一邊的尺寸為5～40mm，垂直於此一邊的另一邊(在第1圖中的上下方向的一帶)的尺寸是例如3～12mm。
安全閥27是孔口部26的輪廓形狀是圓形也可以，惟五角形及六角形等的n為3以上的n角形，較佳是正n角形的情形較佳。在此，n值小的情形，則在進行氣體排出的內部壓力有產生參差不齊的可能性。由此種觀點，n是5以上較佳。又，在n值大的情形，該孔口部26的輪廓形狀成為近於圓形的形狀，而將輪廓形狀作成n角形所致的效果較小之故，因而n是8以下較佳。
安全閥27的孔口部26的直徑是0.5～8mm較佳，更佳是1.0～6mm。
在此，孔口部26的直徑是在輪廓形狀為圓形時為指圓的直徑，而在輪廓形狀為n角形時為指n角形的外接圓的直徑。
又，安全閥27的密封部25的接合寬度，是0.2～2mm較佳，更佳是0.3～1.2mm。若此接合寬度過小時，則產生進行氣體排出的內部壓力的參差不齊，或是成為很難確保密閉狀態的情形，會降低信賴性之故，因而較不理想。一方面，此接合寬度過大時，則在剝離該密封部25之前，接合部22成為容易剝離之故，因而不理想。
在此，密封部25的接合寬度，是在孔口部26的輪廓形狀為圓形時，指從該孔口部26的周緣至密封部25的外周為止的距離，而在孔口部26的輪廓形狀為n角形時，指該n角形的外接圓至密封部25的外周為距離。
作為構成非熱熔合性薄片30的材料，使用聚醯亞胺、聚苯硫醚或纖維素較佳。
非熱熔合性薄片30的厚度例如是0.01～0.05mm。
又，作為構成黏著劑層31的黏著劑，可使用各種者。
如第4圖所示地，構成疊層外裝電容裝置10的電容裝置元件11是具有：經由隔板S，在正極集電體12a上分別形成有正極層12所成的複數正極板，及在負極集電體13a上分別形成有負極層13所成的複數負極板交互地積層所構成電極積層體11a，而在此電極積層體11a的上面，配置有鋰金屬(鋰極層)18，在此鋰金屬18上，積層有鋰極集電體18a。又，19是鋰極取出構件。
複數正極板的各個，是經由取出構件16，電性地連接於共通的正極引線構件的例如鋁製的正極用電源組合件14。一方面，複數負極板的各個，是經由取出構件17，電性地連接於共通的負極引線構件的例如銅製的負極用電源組合件15。
又，正極用電源組合件14及負極用電源組合件15的各個，是從外裝體20的一端及另一端朝外部突出的方式被拉出。
作為構成電容裝置元件11的正極層12，將電極材料，視需要使用添加導電材(例如活性炭、炭黑等)及黏合劑等加以成形者。作為構成正極層12的電極材料，若可逆地可擔持鋰，並未被特別地加以限定，惟可列舉以例如LiCoO2 、LiNiO2 、LiFeO2 等的一般式：Lix My Oz (但是，M是表示金屬原子，x、y及z是整數所表示的金屬氧化物等的正極活物質、活性炭等。
又，作為構成電容裝置元件11的負極層13，使用著以黏合劑進行成形電極材料者。作為負極層13的電極材料，若可逆地可擔持鋰者，並未被特別地加以限定，惟可列舉例如石墨、各種碳材料、多並苯(polyacene)系物質、錫氧化物、矽酸氧化合物等的粉末狀、粒狀的負極活物質等。
又，作為電解液，使用在適當的有機溶媒中溶解電解質所成者較佳。作為有機溶媒的具體例，例舉有例如乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、二乙基碳酸酯、乙腈、二甲氧基乙烷等的非質子性有機溶媒。此些是可使用單獨或組合兩種類以上。又，作為電解質，使用可生成鋰離子者，又，作為其具體例，例舉LiI、LiCIO4 、LiAsF4 、LiBF4 、LiPF6 等。
此種疊層外裝電容裝置10是例如以下的方式可進行製造。
在成為下部外裝薄膜21B上的收容部23的位置，配置電容裝置元件11，而且在此電容裝置元件11上，重疊經由黏著劑層31有非熱熔合性薄片30被固定於成為非接合部位24之位置的具有孔口部26的上部外裝薄膜21A，熱熔合上部外裝薄膜及下部外裝薄膜的外周緣部的三邊。
又，在上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B之間注入電解液之後，藉由熱熔合上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的外周緣部的未熔合的一邊，而利用形成外裝體20，可得到疊層外裝電容裝置10。
在上述疊層外裝電容裝置10中，在收容有外裝體20內的電容裝置元件11的收容部23內發生氣體時，此氣體是進入到形成於外周緣部的非接合部位24內之故，因而因應於氣體的發生量，不僅收容部23，非接合部位24內也充分地膨脹，隨著此膨脹，在安全閥27的密封部25作用著應力。又，安全閥27是形成於非接合部位24所形成的領域的中心位置以外的位置，具體而言，在垂直於連通在非接合部位24的收容部23的一邊的另一邊，安全閥27的密封部25一體地形成於接合部22，該密封部25的一部分從接合部22連續而突出於非接合部位24的方式所形成之故，因而在此安全閥27的密封部25，利用集中性應力施加於其特定部分，使得該密封部25的特定部分比其他部分或接合部22還要優先地剝離。又，在安全閥27，貫通上部外裝薄膜21A的孔口部26藉由密封部25形成被包圍之故，因而利用密封部25被剝離，外裝體內的氣體從孔口部26被排出至外部。
因此，依照上述的疊層外裝電容裝置10，若在外裝體20的內部發生氣體時，當隨著其氣體的發生使得內部膨脹時，安全閥27的密封部25，是藉由大應力施加於其特定部分，無成品別地參差不齊而從密封部的特定部分進行剝離之故，因而可將該氣體在不會發生漏液的情形下從孔口部26確實地排出至外部。又，外裝體20的內部壓力在低壓的狀態下不容易剝離密封部25之故，因而可得到外裝體20內的高氣密性。
又，孔口部26的輪廓形狀為n角形(但是，n≧3)，利用該n角形的外接圓與密封部25的外周之間的接合寬度為0.2～2.0mm，當外裝體20膨脹之際，成為集中地施加應力於密封部25的特定部位之故，因而即使在外裝體20急劇地膨脹時，該外裝體20的內部達到所期望的壓力時確實地剝離密封部25，因此，可得到外裝體20對於急劇的膨脹的高應答性。
又，在上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個的非接合部位24之間介裝有非熱熔合性薄片30之故，因而在加熱或高溫環境下使用時，可防止上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個的非接合部位24互相地熔合，或是上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的一部分溶解於電解液而各個非接合部位24互相地接著的情形，可確保疊層外裝電容裝置10的作動信賴性。
又，依照非熱熔合性薄片30藉由黏著劑層31被固定於上部外裝薄膜21A的構成，容易地可進行非接合部位24或孔口部26的定位，可提高此些的形狀、尺寸的精度，又可減低進行氣體排出的內部壓力的參差不齊。
具有此種構成的本發明的疊層外裝電容裝置，是除了鋰離子電容器等的有機電解質電容器者以外，也可適用有機電解質電池者，但是有機電解質電容器為充電容量比有機電解質電池還要小，惟具有瞬時地可進行充電、放電的構成者，有氣體壓變化變大的可能性之故，因而特別是疊層外裝電容裝置為有機電解質電容器所成者的情形上有效。
第5圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的其他例子的構成的說明用俯視圖，第6圖是表示第5圖的疊層外裝電容裝置的安全機構的說明圖，第7圖是表示圖示於第6圖的安全機構的說明用斷面圖。
在此疊層外裝電容裝置10的外裝體20的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的外周緣部，形成有被包圍於接合部22的平面為大約矩形的功能部分24a、及連通此功能部分24a與收容部23的連通部分24b所成的非接合部位24。在形成有此非接合部位24的功能部分24a的領域，有貫通上部外裝薄膜21A的圓形的孔口部26，及形成包圍此孔口部26的上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的一部分互相地接合所成的圓環狀密封部25所成的安全閥27，形成於非接合部位24所形成的領域的中心位置以外的位置。在圖示之例子中，安全閥27是形成在非接合部位24的功能部分24a所形成的中心位置。
又，在上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個非接合部位24之間，介裝具有與該非接合部位24同等的平面形狀的非熱熔合性薄片30，該非熱熔合性薄片30，是藉由黏著劑層31被固定於例如上部外裝薄膜21A。
作為非接合部位24的功能部分24a的尺寸，也依接合部22及收容部23的尺寸，平行於收容部23的一邊的一邊的尺寸為5～40mm，垂直於此一邊的另一邊(在第1圖中，上下方向的一邊)的尺寸是例如3～12mm。
又，非接合部位24的連通部分24b的寬度是例如3～30mm，而連通部分24b的長度，是因應於接合部22及收容部23的尺寸而被適當設定。
此疊層外裝電容裝置10的其他構成，是與表示於第1圖的疊層外裝電容裝置10基本上同樣。
在上述疊層外裝電容裝置10中，在收容有外裝體20內的電容裝置元件11的收容部23內發生氣體時，此氣體是進入到形成於外周緣部的非接合部位24內之故，因而因應於氣體的發生量，不僅收容部23，非接合部位24內也膨脹，隨著此膨脹，，在安全閥27的密封部25作用著應力。又，安全閥27是形成於非接合部位24所形成的領域的中心位置以外的位置，具體而言，形成於非接合部位24的功能部分24a之故，因而在此安全閥27的密封部25，利用集中性應力施加於其特定部分，使得該密封部25的特定部分比其他部分或接合部22還要優先地剝離。又，在安全閥27，貫通上部外裝薄膜21A的孔口部26藉由密封部25形成被包圍之故，因而利用密封部25被剝離，外裝體內的氣體從孔口部26被排出至外部。
因此，依照上述的疊層外裝電容裝置10，若在外裝體20的內部發生氣體時，當隨著其氣體的發生使得內部膨脹時，安全閥27的密封部25，是藉由大應力施加於其特定部分，無成品別地參差不齊而從密封部的特定部分進行剝離之故，因而可將該氣體在不會發生漏液的情形下從孔口部26確實地排出至外部。又，外裝體20的內部壓力在低壓的狀態下不容易剝離密封部25之故，因而可得到外裝體20內的高氣密性。
又，非接合部位24為形成有安全閥27的功能部分24a及連通此功能部分24a與收容部23的連通部分24b所成之故，因而當安全閥27的密封部25剝離時，則收容部23的內部壓力急劇地降低之故，因而確實地可防止電解液的漏液。
又，利用非接合部位24的連通部分24b作成屈曲，從收容部23至安全閥27為止的距離充分地確保之故，因而更確實地可防止電解液的漏液。
又，在上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個的非接合部位24之間介裝有非熱熔合性薄片30之故，因而在加熱或高溫環境下使用時，可防止上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的各個的非接合部位24互相地熔合，或是上部外裝薄膜21A及下部外裝薄膜21B的一部分溶解於電解液而各個非接合部位24互相地接著的情形，可確保疊層外裝電容裝置10的作動信賴性。
又，依照非熱熔合性薄片30藉由黏著劑層31被固定於上部外裝薄膜21A的構成，容易地可進行非接合部位24或孔口部26的定位，可提高此些的形狀、尺寸的精度，又可減低進行氣體排出的內部壓力的參差不齊。
以上，針對於本發明的疊層外裝電容裝置，說明其實施形態，惟本發明是並不被限定於上述的實施形態者，可做各種的變更。
例如，在具有功能部分24a及連通部分24b所成的非接合部位24的構成，如第8圖及第9圖所示地，連通部分24b並不一定作成屈曲，作成直線狀者也可以，又，連通部分24b的位置也可適當地選擇。
又，如第10圖所示地，在具有功能部分24a及連通部分24b所成的非接合部位24的構成，也使得安全閥27的密封部25一體地形成於接合部22，而使得該密封部25的一部分從接合部22連續而形成突出於非接合部位24也可以。
又，功能部分24a的平面形狀是並不一定為大約矩形而可適當地選擇，例如第11圖所示地，具有彎曲的邊的形狀也可以。
又，孔口部是即使形成僅貫通下部外裝薄膜，也可形成貫通上部外裝薄膜及下部外裝薄膜的雙方也可以。
又，安全閥的密封部及孔口部的輪廓形狀，是並不限定於圓形、n角形，而可作成橢圓形，其他的適當形狀。
又，非熱熔合性薄片是被固定於下部外裝薄膜也可以。
又，非熱熔合性薄片是在本發明中並不一定必需者。但是，在未設置非熱熔合性薄片時，若在加熱或高溫環境下所使用時，藉由兩枚外裝薄膜的非接合部位互相地熔合，或是外裝薄膜的一部分溶解而互相地接著有非接合部位，使得安全閥不會正常地功能之故，因而設置非熱熔合性薄片較佳。
又，未使用非熱熔合性薄片而欲製造疊層外裝電容裝置，則將兩件外裝薄膜以介裝熱部件的狀態下重疊於成為各個非接合部位的部分之間，藉由熱熔合該兩件外裝薄膜的外周緣部的三邊，形成所需要的非接合部位之後，去掉熱部件就可以。
〈實施例1〉 (1)正極板的製作：
在寬度200mm，厚度15μm的帶狀鋁箔，藉由沖壓方式，將開口面積0.79mm2 的圓形的複數貫通孔形成鋸齒狀地排列，藉此，來製作開口率42%的集電體前驅體。在此集電體前驅體的一部分，將導電塗料，使用縱型壓模方式的兩面塗工機，利用塗工寬度130mm，塗工速度8m/min的塗工條件下，俾將兩面對齊的塗佈厚度的目標值設定在20μm而施以兩面塗工之後，在200℃，24小時的條件下進行減壓乾燥，藉此，在集電體前驅體的表背面形成導電層。
然後，在形成於集電體前驅體的表背面的導電層上，將正極塗料，使用縱型壓模方式的兩面塗工機，利用塗工速度8m/min的塗工條件下，俾將兩面對齊的塗佈厚度的目標值設定在150μm而施以兩面塗工之後，在200℃，24小時的條件下進行減壓乾燥，藉此，在導電層上形成正極層。
在如此所得到的集電體前驅體的一部分，將積層有導電層及正極層所成的材料，成為積層有導電層及正極層所成的部分(以下，針對於正極板也稱為「塗工部」。)為98mm×128mm，任一層都未形成的部分(以下，針對於正極板也稱為「未塗工部」。)為98mm×15mm的方式，藉由切斷成98mm×143mm的大小，進行製作正極板。
(2)負極板的製作：
在寬度200mm，厚度10μm的帶狀銅箔，藉由沖壓方式，將開口面積0.79mm2 的圓形的複數貫通孔形成鋸齒狀地排列，藉此，來製作開口率42%的集電體前驅體。在此集電體前驅體的一部分，將負極塗料，使用縱型壓模方式的兩面塗工機，利用塗工寬度130mm，塗工速度8m/min的塗工條件下，俾將兩面對齊的塗佈厚度的目標值設定在80μm而施以兩面塗工之後，在200℃，24小時的條件下進行減壓乾燥，藉此，在集電體前驅體的表背面形成負極層。
在如此所得到的集電體前驅體的一部分，將形成有負極層所成的材料，成為形成有負極層所成的部分(以下，針對於負極板也稱為「塗工部」。)為100mm×128mm，未形成有負極層所成的部分(以下，針對於負極板也稱為「未塗工部」。)為100mm×15mm的方式，藉由切斷成100mm×143mm的大小，進行製作負極板。
(3)鋰離子電容器元件的製作：
首先，準備正極板10枚，負極板11枚，厚度為50μm的隔板22枚，將正極板與負極板，各個塗工部是重疊，惟各個未塗工部是成為相反側不會重疊的方式，以隔板、負極板、隔板、正極板的順序進行積層，利用膠帶固定積層體的四邊，藉此進行製作電極積層單元。
之後，準備厚度260μm的鋰箔，而構成電極積層體單元的各負極活物質每1g成為550mAh/g的方式進行切斷鋰箔，將此切斷的鋰箔壓接於厚度40μm的不銹鋼網，藉此，來製作鋰離子供應構件，將此鋰離子供應構件配置於電極積層單元的上側成為與負極相對。
然後，在所製作的電極積層單元的10枚正極板的各個未塗工部，超音波焊接重疊將密封層薄膜事先熱熔合於密封部分的寬度50mm，長度50mm，厚度0.2mm的鋁製正極用電源組合件。另一方面，在電極積層單元的11枚負極板的各個未塗工部及鋰離子供應構件的各個，電阻焊接重疊將密封層薄膜事先熱熔合於密封部分的寬度50mm，長度50mm，厚度0.2mm的銅製負極用電源組合件。作成如以上，進行鋰離子電容器元件。
(4)試驗用疊層外裝鋰離子電容器的製作：
然後，積層有PP層、鋁層及尼龍層所成，尺寸為125mm(縱寬)×160mm(橫寬)×0.15mm(厚度)，在中央部分，製作105mm(縱寬)×140mm(橫寬)的施以拉深加工的上部外裝薄膜(成為接合部的外周緣部的寬度為10mm)，及積層有PP層、鋁層及尼龍層所成，尺寸為125mm(縱寬)×160mm(橫寬)×0.15mm(厚度)的下部外裝薄膜，而在上部外裝薄膜的外周緣部，形成直徑d為2mm的孔口部。
另一方面，尺寸為6mm(縱寬)×140mm(橫寬)×0.02mm(厚度)，而在縱方向的一邊的中央位置，在形成有直徑為3.5mm的半圓形的缺口的一面製作具有黏著劑層的聚醯亞胺製的非熱熔合性薄片。
又，在上部外裝薄膜的外周緣部的一邊的中央位置(成為非接合部位的位置)，經由黏著材層固定非熱熔合性薄片，而且在相對於該一邊的另一邊的中央位置，形成直徑1mm的試驗用的氣體流入口。
又，在成為下部外裝薄膜上的收容部的位置，將鋰離子電容器元件配置成其正極用電源組合件及負極用電源組合件的各個，從下部外裝薄膜的端部朝外方突出，而在此鋰離子電容器元件，重疊上部外裝薄膜，藉由熱熔合上部外裝薄膜及下部外裝薄膜之外周緣部的三邊(正極用電源組合件及負極用電源組合件所突出的兩邊及熱熔合性薄片的一邊)，在該三邊形成包圍收容部的接合部，而且在熱熔合性薄片所配置的一邊形成連通於收容部的非接合部位及安全閥。
然後，藉由形成有管狀氣體注入口的不銹鋼板與通常的不銹鋼板，夾持並固定上部外裝薄膜及下部外裝薄膜的外周緣部的未熔合的一邊。這時候，將不銹鋼板配置成其氣體注入口重疊於形成在上部外裝薄膜的氣體流入口。
作成如以上，將試驗用疊層外裝鋰離子電容器製作合計三個。
(5)試驗：
將三個試驗用疊層外裝鋰離子電容器的各個，配置於隔著10mm的間隔所配置的兩枚丙烯板之間，而將氮氣體從不銹鋼板的氣體注入口注入至內部，測定所注入的氮氣體被排出至外部時的內部壓力，同時調查上部外裝薄膜及下部外裝薄膜的氮氣體被排出的部位。
結果，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部被剝離而從該安全閥排出氮氣體。氣體排出時的內部壓力平均是0.8MPa。
又，調查了密封部的剝離狀態，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器，被確認了接近於密封部的收容部的特定部分有剝離的情形。
〈實施例2〉
作為非熱熔合性薄片，具有表示於第12圖的平面形狀，除了尺寸A～F為A=30mm、B=6mm、C=10mm、D=2mm、E=2mm、F=3.5mm者以外，與實施例1同樣，將試驗用疊層外裝鋰離子電容器製作合計三個，針對於此些進行試驗。
結果，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部會剝離而從該安全閥排出氮氣體。排出氣體時的內部壓力平均為0.8MPa。
又，調查了密封部的剝離狀態，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，被確認了接近於密封部的收容部的特定部分有剝離的情形。
〈實施例3〉
如第13(a)圖所示地，在上部外裝薄膜，形成外接圓的直徑d1為具有2mm的正五角形的輪廓形狀的孔口部(26)，作為非熱熔合性薄片，具有表示於第12圖的平面形狀，除了尺寸A～F為A=30mm、B=6mm、C=10mm、D=2mm、E=2mm、F=2.9mm者以外，與實施例1同樣，將試驗用疊層外裝鋰離子電容器製作合計三個，針對於此些進行試驗。
結果，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部會剝離而從該安全閥排出氮氣體。排出氣體時的內部壓力平圴為0.8MPa。
又，調查了密封部的剝離狀態，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，被確認了接近於密封部的收容部的特定部分有剝離的情形。
〈實施例4〉
如第13(b)圖所示地，在上部外裝薄膜，形成外接圓的直徑d1為具有2mm的正六角形的輪廓形狀的孔口部(26)，作為非熱熔合性薄片，具有表示於第12圖的平面形狀，除了尺寸A～F為A=30mm、B=6mm、C=10mm、D=2mm、E=2mm、F=2.9mm者以外，與實施例1同樣，將試驗用疊層外裝鋰離子電容器製作合計三個，針對於此些進行試驗。
結果，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部會剝離而從該安全閥排出氮氣體。排出氣體時的內部壓力平均為0.8MPa。
又，調查了密封部的剝離狀態，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，被確認了接近於密封部的收容部的特定部分有剝離的情形。
〈比較例1〉
作為非熱熔合性薄片，具有表示於貫通孔形成於中央位置的第14圖的平面形狀，除了使用尺寸A～C為A=30mm、B=7mm、C=3.5mm者以外，與實施例1同樣，將試驗用疊層外裝鋰離子電容器製作合計三個，針對於此些進行試驗。
結果，在三個全部的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部會剝離而從該安全閥排出氮氣體。排出氣體時的內部壓力平均為0.4MPa。
又，調查了密封部的剝離狀態，在三個試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，被確認了在剝離的部分有參差不齊的情形。
以上，將實施例1～4及比較例1的試驗用疊層外裝鋰離子電容器，匯集表示於下述表1。在下述表1中，排出氣體時的內部壓力值是表示三個試驗用疊層外裝鋰離子電容器的平均值。
由以上結果可知，依照實施例1～4的試驗用疊層外裝鋰離子電容器，當外裝體的內部壓力成為0.8MPa時，安全閥的密封部的特定部分會剝離而氮氣體被排出。對於此，在比較例1的試驗用疊層外裝鋰離子電容器中，安全閥的密封部被剝離，惟剝離時的外裝體的內部壓力為0.4MPa比實施例1～4還要相當地低，又，在剝離的部分有參差不齊。
又，為了實施本發明，如實施例3及實施例4的方式，被形成於上部外裝薄膜的孔口部的輪廓形狀，是n為3以上的n角形較佳，而n為5～8的n角形的情形更佳。具有此種孔口部的情形，n角形的外接圓與密封部的外周之間的接合寬度為0.2～2mm的範圍較佳，而0.3～1.2mm更佳。
如實施例3及實施例4的方式，具有從孔的中心點至孔的周緣為止之距離不相同的多角形狀的孔口部者，是比具有從孔的中心點至孔的周緣為止的距離均等的孔口部，對於角部容易施加著應力，而在外裝體的內部達到所期望的壓力時，成為確實地可剝離密封部。
又，藉由密封部的接合寬度為0.2～2mm的範圍，成為可減小氣體被排出至外部的時機的內部壓力的參差不齊的情形。
10．．．疊層外裝電容裝置
11．．．電容裝置元件
11a．．．電極積層體
12．．．正極層
12a．．．正極集電體
13．．．負極層
13a．．．負極集電體
14．．．正極用電源組合件
15．．．負極用電源組合件
16、17．．．取出構件
18．．．鋰金屬(鋰極層)
18a．．．鋰極集電體
19．．．鋰極取出構件
20．．．外裝體
21A．．．上部外裝薄膜
21B．．．下部外裝薄膜
22．．．接合部
22a．．．狹窄部分
23．．．收容部
24．．．非接合部位
24a．．．功能部分
24b．．．連通部分
25．．．密封部
26．．．孔口部
27．．．安全閥
30．．．非熱熔合性薄片
31．．．黏著劑層
50．．．疊層外裝電容裝置
51A．．．上部外裝薄膜
51B．．．下部外裝薄膜
52．．．接合部
53．．．弱接合部分
55．．．電容裝置元件
56．．．正極用電源組合件
57．．．負極用電源組合件
S．．．隔板
第1圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的一例子的構成的說明用俯視圖。
第2圖是表示第1圖的疊層外裝電容裝置的安全機構的說明圖。
第3圖是表示圖示於第2圖的安全機構的說明用斷面圖。
第4圖是表示電容裝置元件的一例子的構成的說明圖。
第5圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的其他例子的構成的說明用俯視圖。
第6圖是表示第5圖的疊層外裝電容裝置的安全機構的說明圖。
第7圖是表示圖示於第6圖的安全機構的說明用斷面圖。
第8圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的安全機構的變形例的說明圖。
第9圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的安全機構的其他變形例的說明圖。
第10圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的安全機構的另一變形例的說明圖。
第11圖是表示本發明的疊層外裝電容裝置的安全機構的變形例的說明圖。
第12圖是在實施例2所使用的非熱壓接薄片的擴大俯視圖。
第13(a)圖及第13(b)圖是表示在實施例3及實施例4中，形成於上部外裝薄膜的孔口部的輪廓形狀的說明圖。
第14圖是在比較例1所使用的非熱壓接薄片的擴大俯視圖。
第15圖是表示設有習知的安全機構的疊層外裝電容裝置的一例子的構成說明用分解圖。
10．．．疊層外裝電容裝置
11．．．電容裝置元件
14．．．正極用電源組合件
15．．．負極用電源組合件
20．．．外裝體
21A．．．上部外裝薄膜
22．．．接合部
23．．．收容部
24．．．非接合部位
25．．．密封部
26．．．孔口部
27．．．安全閥

Claims (13)

  1. 一種疊層外裝電容裝置，是互相重疊的外裝薄膜，為在形成於各該外周緣部的接合部具有互相地氣密地接合所成的外裝體，而在形成於該外裝體內部的收容部收容有電容裝置元件及電解液所構成的疊層外裝電容裝置，其特徵為：在構成上述外裝體的互相重疊的上述外裝薄膜的各該外周緣部，被包圍於上述接合部，形成有連通於上述收容部的非接合部位，在形成有上述非接合部位的領域，形成有貫通上述外裝薄膜的至少一方的孔口部，及互相地接合有包圍上述孔口部所形成的上述外裝薄膜的一部分所成的密封部，上述孔口部是形成於上述非接合部位所形成的領域的中心位置以外的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非接合部位是具有連通於上述收容部的一邊的大約矩形形狀，在垂直於連通於該非接合部位的收容部的一邊的另一邊，上述密封部一體地形成於上述接合部，該密封部的一部分從上述接合部連續而突出於上述非接合部位的方式所形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非接合部位是被包圍於上述接合部，而在其領域形成有孔口部的功能部分，及連通上述功能部分與上述收容部的連通部分所成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非接合部位的連通部分為屈曲。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述密封部一體地形成於上述接合部，該密封部的一部分從接合部連續而突出於上述非接合部位的方式所形成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的疊層外裝電容裝置，其中，孔口部的輪廓形狀為n角形(但是，n≧3)，該n角形的外接圓與密封部的外周之間的接合寬度為0.2～2.0mm。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的疊層外裝電容裝置，其中，孔口部的輪廓形狀為n角形(但是，n≧3)，該n角形的外接圓與密封部的外周之間的接合寬度為0.2～2.0mm。
  8. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的疊層外裝電容裝置，其中，在互相重疊的上述外裝薄膜各個的上述非接合部位之間，介裝有聚醯亞胺、聚苯硫醚或纖維素所成的非熱熔合性薄片。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的疊層外裝電容裝置，其中，在互相重疊的上述外裝薄膜各個的上述非接合部位之間，介裝有聚醯亞胺、聚苯硫醚或纖維素所成的非熱熔合性薄片。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的疊層外裝電容裝置，其中，在互相重疊的上述外裝薄膜各個的上述非接合部位之間，介裝有聚醯亞胺、聚苯硫醚或纖維素所成的非熱熔合性薄片。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非熱熔合性薄片，是藉由黏著劑層被固定於至少一方的外裝薄膜。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非熱熔合性薄片，是藉由黏著劑層被固定於至少一方的外裝薄膜。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的疊層外裝電容裝置，其中，上述非熱熔合性薄片，是藉由黏著劑層被固定於至少一方的外裝薄膜。
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