用于电化学元件的保护器 技术领域 本发明涉及用于电化学元件的保护器。 更具体地， 本发明涉及一种类型的保护器， 所述类型的保护器保护诸如双电层电容器、 锂离子电池或类似物的电化学元件单元以防外 部冲击， 所述电化学元件单元用铝复合膜 (laminate film) 覆盖。
背景技术 双电层电容器具有这种原理， 即， 极化电极的正极表面和负极表面物理地吸收电 解质的阴离子和阳离子以用于存储电能。
双极类型的双电层电容器 ( 以下将仅称为电容器 ) 是一种包括堆叠的平板状的活 性碳电极和集电极的堆叠装置， 以及离子通过分离器， 所述离子通过分离器各自都夹在相 邻的两个活性碳电极之间。在活性碳电极和集电极的单元的周围， 密封地放置有用于防止 液体电解质泄漏的包装构件。该包装构件还用作用于在层之间实现绝缘的装置。
在组装电容器时， 能确保所需耐受电压的量的单体 ( 单体是在相互相对的活性碳 电极之间放置的电解质的最小单元 ) 和包装构件交替地放置在彼此上 ( 每个单体都具有大 约 2.5V 的耐受电压 ) 以构成堆叠的本体， 并且在该本体的相对的部分上相应地放置有成对 的端板。由此提供一种气密地密封的构造。
为了在电池之间实现完全的密封， 必须向成对的端板施加足够的紧固力。为了该 目的， 若干对金属螺钉穿过成对的端板的开口， 并且在成对的端板之间放置有各自具有相 对的端部的间隔器， 所述相对的端部具有螺纹开口， 并且每对金属螺钉都拧到每个间隔器 的螺纹开口中。以便使足够的紧固力施加到成对的端板。
此外， 为了防止水进入以避免电容器中的液体电解质与水混合， 电容器完全 地用铝复合膜覆盖， 由此成形为袋状的铝复合膜的内部和电容器的内部被解除压力 (decompressed)， 以给所述内部提供真空状态， 并且铝复合膜焊接到电容器。通过这些步 骤， 电容器被铝复合膜完全地覆盖和密封。被膜完全覆盖和密封的目的是抑制质量劣化和 气体产生。
由于铝复合膜是一种包括与聚丙烯膜、 聚乙烯或类似物叠层的铝箔的材料， 当施 加有外部冲击时， 例如当膜与桌子或类似物碰撞时， 该铝复合膜趋向于容易破坏。 在该情况 下， 空气中的湿气进入电容器并且由此电容器的质量降低。
作 为 用 于 保 护 电 容 器 以 防 这 种 外 部 冲 击 的 装 置， 日本特开专利申请 (Tokkai)2004-296956 公开了一种完全地覆盖电容器的外表面 ( 尤其拐角部分 ) 和袋状的 铝复合膜二者的保护外壳。
发明内容 在袋状的铝复合膜的内部和电容器的内部二者保持解除压力或真空的情况下， 铝 复合膜焊接到电容器以完全密封电容器。 即， 铝复合膜成形为袋状， 并且电容器被放入袋状 的复合膜中， 并且因而， 袋状的复合膜在尺寸上稍大于电容器。
因此， 当在铝复合膜的内部保持解除压力或真空的情况下膜焊接到电容器以完全 密封电容器时， 覆盖电容器的袋状的复合膜的拐角部分趋向于具有褶皱， 所述褶皱的量与 袋状的复合膜比电容器大出的尺寸相对应。 电容器的外部尺寸具有限制。 因此， 在需要使电 容器的外部尺寸尽可能小的情况下， 保护外壳借助双面胶带或双面胶条而固定到电容器。
在该情况下， 期望将用铝复合膜覆盖的电容器与保护外壳密切地接触。 然而， 由于 在复合膜上具有上述褶皱， 所以电容器至减震材料的附着力降低。在该情况下， 趋向于出 现： 保护外壳容易脱离和受限的外部尺寸受到影响。
虽然上文中的说明涉及其中双电层电容器用作电化学元件的示例， 但在其中诸如 锂离子电池或类似物的其它的二次电池用铝复合膜覆盖的情况下也趋向于出现这种不期 望的现象。
考虑到以上提及的问题， 提出了本发明， 并且目的是提供一种解决以上提及的问 题的用于电化学元件的保护器。
为了解决以上提及的问题， 本发明提供一种用于电化学元件的保护器， 所述保护 器完全地覆盖电化学元件， 所述电化学元件完全地用铝复合膜覆盖， 其特征在于， 所述保护 器具有接收铝复合膜的起皱部分的凹槽， 所述起皱部分在电化学元件的拐角部分处形成。 以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这种构造， 即， 保护器的 除了凹槽以外的部分与铝复合膜密切地接触。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以使用热塑性弹性体、 硫化橡 胶、 泡沫塑料、 泡沫橡胶或具有一定弹性的类似物作为减震构件。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置， 即， 铝复合 膜的起皱部分当电化学元件放入成形为袋状的铝复合膜中并且袋状的铝复合膜的内部被 抽成真空时产生。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置， 即， 电化学 元件是诸如双电层电容器、 锂离子电池或类似物的二次电池。
以上提及的本发明的用于电化学元件的保护器可以具有这样的布置， 即， 电化学 元件是长方体形状的。
在以上提及的本发明中， 通过提供具有用于在其中接收铝复合膜的起皱部分的凹 槽的保护器， 所述起皱部分在电化学元件的拐角部分处形成， 当保护器安装到电化学元件 时， 此时铝复合膜的起皱部分放入凹槽中。换言之， 在安装时， 凹槽可以用作用于起皱部分 的容留部 (relief)。 因此， 保护器可以密切地连接到电化学元件。 因而， 防止保护器从电化 学元件松开， 防止尺寸上具有离差， 并且防止从电化学元件脱落。
附图说明
图 1 是实际应用本发明的实施例的双电层电容器的剖视图 ；
图 2 是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的透视图 ；
图 3 是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的正视图 ；
图 4 是实际应用本发明的第一实施例的保护器的双电层电容器的侧视图 ；
图 5 是设有用于接收起皱部分的凹槽的部分的剖视图 ；
图 6 是设有用于接收另一种起皱部分的另一种凹槽的部分的剖视图 ；图 7 是设有用于接收起皱部分的又一种凹槽的部分的剖视图 ； 以及 图 8 是设有用于接收起皱部分的又一种凹槽的部分的剖视图。具体实施方式
以下， 将参照附图 1 至 8 说明根据本发明的用于电化学元件的保护器的实施例。
以下将说明的第一实施例是本发明的最优选的实施例。
第一实施例
图 1 中示出实际上应用第一实施例的电容器。
如参见图 1， 应用第一实施例的电容器 100 是长方体形状的， 其包括堆叠的平板状 的活性碳电极 10 和集电极 20， 以及各自都夹在相邻的两个活性碳电极之间的离子通过分 离器 30。
换句话说， 收集器 40 和分离器 30 交替地堆叠以构成单元， 并且集电极 20 以分别 接触最靠外的活性碳电极 10 的方式设置在单元的相对的侧上， 所述收集器 40 各自都具有 附装到其相对的表面的活性碳电极 10。 在从而设有集电极 20 的单元的周围， 密封地放置有 用于防止液体电解质泄漏的包装构件 50。该包装构件 50 还用作用于在层之间实现绝缘的 装置。
在相应的集电极 20 的外表面上布置有端板 60。 若干对金属螺钉 70 穿过成对的端 板 60 的开口， 并且成对的端板 60 之间设有间隔器 80， 所述间隔器 80 各自都具有相对的端 部， 所述相对的端部具有螺纹开口， 并且每对金属螺钉 70 都拧到每个间隔器 80 的螺纹开口 中， 以便使足够的紧固力施加到成对的端板 60， 由此紧固电容器 100 的单元的构造。
电容器 100 完全地用铝复合膜 90 覆盖， 由此成形为袋状的铝复合膜 90 的内部和 电容器 100 的内部被解除压力以给所述内部提供真空状态， 并且铝复合膜焊接到电容器以 完全密封电容器。
如参见图 2 至 4， 在实施例中， 为了保护电容器 100 以防外部冲击， 保护器 200 以覆 盖电容器 100 的外表面和袋状的铝复合膜 90 二者的方式而固定到电容器 100。
保护器 200 是框架状的构件， 其在中心部分处具有用于保护电容器 100 的拐角部 分的窗口。保护器通过例如双面胶带 ( 未示出 ) 固定到电容器 100。
保护器 200 可以使用热塑性弹性体、 硫化橡胶、 泡沫塑料、 泡沫橡胶或具有一定弹 性的类似物作为减震构件。然而， 减震构件的材料不限于这些材料。
当保护器 200 固定到电容器 100 时， 铝复合膜 90 的焊接部分 91 和末端部分 300 暴露于外部。
如参见图 5 和 6， 在本发明中， 保护器 200 在其拐角的内部部分处设有凹槽 210 和 220， 所述凹槽 210 和 220 用于容纳或接收铝复合膜 90 的起皱部分 92。即， 凹槽 210 和 220 用作用于起皱部分 92 的容留部。
如以上所提及， 铝复合膜 90 成形为袋状， 并且电容器 100 放入袋状的复合膜 90 中， 并且从而， 袋状的复合膜 90 尺寸上稍大于电容器 100。 因此， 当在袋状的铝复合膜 90 的 内部保持解除压力或真空的情况下， 膜焊接到电容器以完全密封电容器时， 袋状的铝复合 膜的拐角趋向于具有起皱部分 92， 所述起皱部分 92 的量与袋状的复合膜比电容器大出的 尺寸相对应。由于电容器 100 是长方体形状的， 应当考虑到， 由于尺寸上的剩余所产生的起皱 部分 92 沿着由位于前位置、 后位置、 左位置和右位置处的侧表面、 上表面和底表面所限定 的侧边设置。
因此， 用于接收起皱部分 92 的凹槽 210 和 220 设置在保护器 200 的拐角的内部部 分处， 形成沿着电容器 100 的侧边延伸的槽。
应当注意到， 图 5 中所示的起皱部分 92 是设置在电容器 100 的下部分处的一种起 皱部分， 所述起皱部分 92 在附图中向下突出， 并且图 6 中所示的起皱部分 92 是设置在电容 器 100 的上表面和左侧表面之间的另一种起皱部分， 所述起皱部分 92 在附图中向上倾斜地 突出。
因此， 图 5 中所示的保护器 200 的拐角的内部形成有用于接收向下突出的起皱部 分 92 的凹槽 210( 即， 在附图中向下凹陷的部分 )， 并且图 6 中所示的保护器 200 的拐角的 内部形成有用于接收倾斜地向上突出的起皱部分 92 的凹槽 220( 即， 在附图中倾斜地向上 凹陷的部分 )。
因此， 如图 5 中的箭头指示， 当电容器 100 朝向保护器 200 向下运动时， 铝复合膜 90 的起皱部分 92 进入形成在保护器 200 的拐角的内部中的凹槽 210 中， 并且同时电容器 100 的除了起皱部分以外的水平和竖直的平坦部分与保护器 200 的内表面密切地接触。 与以上相似， 如参见图 6， 当电容器 100 朝向保护器 200 向上运动时， 铝复合膜 90 的起皱部分 92 进入形成在保护器 200 的拐角的内部中的凹槽 220 中， 并且同时电容器 100 的除了起皱部分以外的水平和竖直的平坦部分与保护器 200 的内表面密切地接触。
应当注意到， 图 5 和 6 中所示的箭头不是意在示出用于将保护器 200 安装到电容 器 100 的实际的运动方向和步骤， 而是意在为方便起见而做出解释。
用于接收起皱部分 92 的凹槽不限于图 5 和 6 中所示的那些。即， 如图 7 中所示， 可以使用具有显著地弯曲的内表面的凹槽 230， 并且如图 8 中所示， 可以使用稍远离拐角设 置的凹槽 240。即， 凹槽的形状和位置没有限制， 只要凹槽可以接收皱部分 92 即可。
作为保护电化学元件单元以防外部冲击的保护器， 本发明可广泛地应用到工业领 域， 所述电化学元件单元例如是包括用铝复合膜或类似物覆盖的电化学元件的单元。