TWI400726B - Protection of electrochemical components - Google Patents
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Description
本發明，係有關於電化學元件之保護器。詳細而言，係有關於對於將電性雙重層電容器或是鋰離子電池等之電化學元件而以鋁層壓薄膜來作了外裝者，而保護電化學元件以免於從外部而來之衝擊等的保護器。
電性雙重層電容器，其原理係在分極性電極中，將電解質中的陰離子、陽離子物理吸著於正極、負極表面，而蓄積電。
雙極型電性雙重層電容器(以下，稱呼為電容器)，係層積平板狀之活性炭電極、集電極，並在此些之間挾持可使離子通過之分隔器的層積型電容器。在活性炭電極、集電極之外周部處，係以不會使內部之電解質漏出的方式，而挾持有用以進行密封之包裝(packing)。此包裝，亦同時兼作為層積間之絕緣用。
又，在進行電容器之組裝時，係將所需要之耐電壓份量的胞(在相對向之活性炭電極間所被挾持之電解質的最小單位)與包裝交互作重疊層積(單胞耐電壓2.5V左右)，並在終端藉由終端板(end plate)來鎖緊，而保持密閉構造。
為了在胞之間進行完全的密封，係有必要在終端板之間賦予充分之鎖緊力，因此，係從兩側之終端板的螺孔而使金屬螺絲通過，並在終端板之間，插入進行了雙母螺加工之間隔物，而從兩側來以螺絲而作鎖緊，藉由此而得到大的加壓力。
進而，為了防止水分之進入且不使水分混入至電容器內部之電解液，而將電容器之外周藉由鋁層壓薄膜來覆蓋，並對鋁層壓薄膜之內部以及電容器內部作減壓，而作為真空狀態來熔著並完全作覆蓋密封，藉由此，來進行外裝。此係為了抑制特性之劣化和氣體之產生而進行者。
此鋁層壓薄膜，由於係為將金屬箔藉由聚丙烯以及聚乙烯等來作層壓後的薄膜，因此，若是被施加有外部性之衝擊、例如與桌子等作撞擊等，則會簡單地被開孔，並發生空氣中之水分的進入，而引起特性之降低。
因此，作為從此種外部性之衝擊而對電容器作保護之物，係存在有以將電容器之外周(特別是角部)藉由鋁層壓薄膜來作全面覆蓋的方式而設置保護殼體者(參考專利文獻1)。
專利文獻1之保護殼體，係為兼用於電容器之外裝的箱型之殼體，並以在試驗、捆包、固定時對電容器作保護為目的。保護殼體，係將富有彈性之熱可塑性彈性體、加硫橡膠、發泡樹脂、發泡橡膠等作為緩衝材而使用，並成為可進行成形而容易地將電容器作覆蓋的構造。
[專利文獻1]日本特開2004-296956
鋁層壓薄膜，係將薄膜內部以及電容器內部作減壓，並作為真空狀態而熔著，而完全地作密封。鋁層壓薄膜，係為袋狀，在為了將電容器插入至鋁層壓薄膜中的關係上，其尺寸相較於電容器係為若干大。
因此，若是將鋁層壓薄膜內設為真空狀態而使其密著，並作完全密封，則在較電容器而尺寸為更大之處，於角部份處尺寸上的多餘之處係成為縐折部分而出現。最終之電容器，在外形尺寸上係有所限制，當必須要盡可能地將電容器的外形尺寸縮小的情況時，係將保護殼體藉由雙面膠帶或是捆帶等來固定。
此時，雖係期望使被作了鋁層壓之電容器與保護殼體相密著，但是，上述之鋁層壓薄膜的縐折部分係會造成妨礙，並使電容器與緩衝材間之密著性惡化。如此一來，保護殼體會容易脫離，且亦會對被有所限制之外形尺寸造成影響。
於此，作為電化學元件，雖係以電性雙重層電容器為例而作了說明，但是，在將鋰離子電池等之其他的二次電池藉由鋁層壓薄膜來作覆蓋的情況時，亦會產生相同之問題。
本發明，係為有鑑於上述課題而進行者，其目的，係在於提供一種可解決上述先前技術之課題的電化學元件之保護器。
用以解決上述課題之本發明的電化學元件之保護器，係為對於藉由鋁層壓薄膜而作了外裝之電化學元件之外周，而將前述鋁層壓薄膜一起作包覆之保護器，其特徵為：前述保護器，係具備有將被形成於前述電化學元件之角部處的前述鋁層壓薄膜的縐折部分作收容之凹部。
上述本發明之電化學元件之保護器，係亦可採用將其之前述凹部以外的部分密著於前述鋁層壓薄膜之構成。
上述本發明之電化學元件之保護器，係亦可採用將富有彈性之熱可塑性彈性體、加硫橡膠、發泡樹脂、發泡橡膠等作為緩衝材而使用之構成。
上述本發明之電化學元件之保護器，其中，係亦可採用當前述鋁層壓薄膜被插入有前述電化學元件，並藉由以真空狀態來密封而被作外裝時，於其剩餘部分處產生前述縐折部分之構成。
上述本發明之電化學元件之保護器，係亦可採用電化學元件係為電性雙重層電容器、鋰離子電池等之二次電池的構成。
上述本發明之電化學元件之保護器，係亦可採用電化學元件係為略直方體的構成。
在上述本發明中，藉由在保護器處設置將被形成於電化學元件之角部處的鋁層壓薄膜之縐折部分作收容的凹部，當將保護器安裝於電化學元件處時，由於鋁層壓薄膜之縐折部分係進入至凹部中，換言之，由於縐折部分係沒入至凹部中，因此，係成為能夠將保護器對於電化學元件而以良好密著性來作安裝。藉由此，保護器係不會從電化學元件而浮起、並消除尺寸之偏差，或是成為能夠防止保護器容易地脫離。
以下，參考圖1～圖8，對本發明之電化學元件之保護器的實施例作說明。
以下作為實施例1所說明之形態，係為用以實施本發明之最佳形態。
於圖1中，展示本發明之其中一實施例的電容器。
本實施例之電容器100，係如圖1中所示一般，層積平板狀之活性炭電極10、集電極(即電端子)20，並在此些之間挾持可使離子通過之分隔器30的直方體狀者。
亦即是，將在兩面處接著了活性炭電極10之集電體40與分隔器30交互作層積，並於其外側處，更進而配置在內側面接著有活性炭電極10之集電極20。而後，在活性炭電極10、集電極20之外周部處，係以不會使內部之電解質漏出的方式，而挾持有用以進行密封之包裝50。此包裝50，亦同時兼作為層積間之絕緣用。
又，在集電極20之兩側處，分別配置終端板60，並從終端板60的螺孔而使金屬螺絲70通過，並在終端板之間，插入進行了雙母螺加工之間隔物80，而從兩側來以螺絲70而鎖緊間隔物80，藉由此而得到大的加壓力。
進而，將電容器100之外周藉由鋁層壓薄膜90來覆蓋，並對鋁層壓薄膜90之內部以及電容器100內部作減壓，而作為真空狀態來熔著並完全作覆蓋密封，藉由此，來進行外裝。
在本實施例中，係如圖2～圖4中所示一般，為了從外部性衝擊而對電容器100作保護，而以對於電容器100之外周而將鋁層壓薄膜90一同作覆蓋的方式，來設置保護器200。
保護器200，係為以特別能夠對電容器100之角部作保護的方式，而在中央部處設置有窗部的框狀之物，例如，係藉由雙面膠帶(省略圖示)來固定在電容器100處。
作為保護體200之材質，例如，係亦可將富有彈性之熱可塑性彈性體、加硫橡膠、發泡樹脂、發泡橡膠等作為緩衝材而使用，但是，係並不被限定於此些。
在將保護體200固定在電容器100處之狀態下，從電容器100，係露出有鋁層壓薄膜90之熔著部91以及端子部300。
在本發明中，如圖5以及圖6中所示一般，其特徵為，在保護體200之角部內側處，係被形成有將被形成於電容器100之角部處的鋁層壓薄膜90之縐折部分92作收容之凹部210、220。亦即是，係為製作有成為縐折部分92之沒入處的凹部210、220者。
如前所述一般，鋁層壓薄膜90，係為袋狀，在為了將電容器100插入至鋁層壓薄膜90中的關係上，其尺寸相較於電容器100係為若干大。因此，若是將鋁層壓薄膜90內設為真空狀態而使其密著，並作密封，則在較電容器100而尺寸為更大之處，於角部份處尺寸上的多餘之處係成為縐折部分92而出現。
由於電容器100係為直方體狀之物，因此，成為尺寸之多餘部分的縐折部分92，可想定其係存在於沿著成為前後左右之側面與上面以及底面的邊之處。
因此，將縐折部分92作收容之凹部210、220，係沿著電容器100之各邊，而在保護器200之角部內側處被形成為溝狀。
於此，於圖5中所示之縐折部分92，係在電容器100之圖中下方的側面處朝向下方而被形成，相對於此，於圖6中所示之縐折部分92，係在電容器90之圖中上面與左側面之間，朝向斜上方而被形成。
故而，在圖5中所示之保護器200的角部內側處，係以能夠將圖中之朝向下方而形成的縐折部分92作收容的方式，被形成有朝向圖中下方凹陷的凹部210，又，在圖6中所示之保護器200的角部內側處，係以能夠將圖中之朝向斜上方而形成的縐折部分92作收容的方式，被形成有朝向圖中斜上方凹陷的凹部220。
故而，如同圖5中以箭頭所示一般，若是將電容器100相對於保護體200而朝向下方接近，則在被形成於保護器200之角部內側處的凹部210處，係被收容有鋁層壓薄膜90之縐折部分92，同時，電容器100之凹部210以外的水平又或是垂直之平面部分，係成為無空隙地被密著於保護器200之內面。
同樣的，如同圖6中以箭頭所示一般，若是將電容器100相對於保護體200而朝向斜上方接近，則在被形成於保護器200之角部內側處的凹部220處，係被收容有鋁層壓薄膜90之縐折部分92，同時，電容器100之凹部220以外的水平又或是垂直之平面部分，係成為無空隙地被密著於保護器200之內面。
另外，圖5以及圖6中之箭頭，係並非為表示實際上將保護體200安裝於電容器100上之方向乃至程序，而僅是為了方便作說明者。
又，作為收容縐折部分92之凹部，係並不被限定為在圖5以及圖6中所例示者，亦可設為如圖7中所示一般之使內部作大幅彎曲的凹部230，又或是如圖8中所示一般之從角部起而稍靠內側之凹部240等，只要能夠將縐折部分92作收容，則在形狀或是位置上係並不被作限制。。
本發明，係作為對於將電化學元件而以鋁層壓薄膜來作了外裝者而保護電化學元件以免於從外部而來之衝擊等的保護器，而可廣泛地在產業上作利用。
10．．．活性炭電極
20．．．集電極
30．．．分隔器
40．．．集電體
50．．．包裝
60．．．終端板
70．．．金屬螺絲
80．．．間隔物
90．．．鋁層壓薄膜
91．．．熔著部
92．．．縐折部分
100．．．電容器
200．．．保護器
210．．．凹部
220．．．凹部
230．．．凹部
240．．．凹部
300．．．端子部
[圖1]本發明之其中一實施例的電性雙重層電容器之剖面圖。
[圖2]安裝有本發明之其中一實施例的保護器之電性雙重層電容器的立體圖。
[圖3]安裝有本發明之其中一實施例的保護器之電性雙重層電容器的正面圖。
[圖4]安裝有本發明之其中一實施例的保護器之電性雙重層電容器的側面圖。
[圖5]展示收容縐折部分之凹部的形態之剖面圖。
[圖6]展示收容縐折部分之凹部的其他形態之剖面圖。
[圖7]展示收容縐折部分之凹部的另外其他形態之剖面圖。
[圖8]展示收容縐折部分之凹部的另外其他形態之剖面圖。
91．．．熔著部
100．．．電化學元件
200．．．保護器
300．．．端子部
Claims (5)
- 一種電化學元件之保護器，係為對於藉由鋁層壓薄膜而作了外裝之電化學元件之外週，而將前述鋁層壓薄膜一起作包覆之保護器，其特徵為：前述保護器，係具備有將被形成於沿著前述電化學元件之前後左右之側面和上面以及下面間所成之邊而存在之角部處的前述鋁層壓薄膜的縐折部分作收容之凹部，前述保護器，其之前述凹部以外的部分，係密著於前述鋁層壓薄膜。
- 如申請專利範圍第1項所記載之電化學元件之保護器，其中，前述保護器，係將富有彈性之熱可塑性彈性體、加硫橡膠、發泡樹脂、發泡橡膠等作為緩衝材而使用。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之電化學元件之保護器，其中，前述鋁層壓薄膜，當被插入有前述電化學元件，並藉由以真空狀態來密封而被作外裝時，其剩餘部分，係成為前述縐折部分。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之電化學元件之保護器，其中，前述電化學元件，係為電性雙重層電容器、鋰離子電池等之二次電池。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之電化學元件之保護器，其中，前述電化學元件，係為略直方體。
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