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1、(10)申请公布号 CN 103650084 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103650084 A (21)申请号 201280032061.5 (22)申请日 2012.05.01 2011-142468 2011.06.28 JP H01G 11/26(2013.01) H01G 11/70(2013.01) H01G 9/02(2006.01) H01M 2/16(2006.01) H01M 2/26(2006.01) H01M 2/30(2006.01) H01M 4/64(2006.01) H01M 10/04(2006.01) (71)申请人 株式会社村田制作。
2、所 地址 日本京都府 (72)发明人 堀川景司 堀口广贵 得原幸夫 上田安彦 原田裕之 板谷昌治 福田恭丈 林茂雄 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 韩聪 (54) 发明名称 蓄电设备用元件及蓄电设备 (57) 摘要 本发明提供一种蓄电设备用元件及蓄电设 备, 在构成蓄电要素的层叠体的规定端面的规定 区域内具备向层叠体的接合强度较大的熔射端 面电极, 且可靠性高。露出至层叠体 (10) 的正 极引出区域的正极集电体 (1) 的平均厚度 x1 和 露出至正极引出区域的含树脂绝缘层 (13) 的平 均厚度 y1 的关系满足 0.2m x1 2.0m、 10m。
3、 y1 30m、 y1 15x1-5 的 关 系, 露 出至层叠体 (10) 的负极引出区域的负极集电 体 (2) 的平均厚度 x2 和露出至负极引出区域的 含树脂绝缘层 (13) 的平均厚度 y2 的关系满足 0.2m x2 2.0m、 10m y2 30m、 y2 15x2-5 的关系。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.12.27 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/061533 2012.05.01 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/001908 JA 2013.01.03 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 。
4、说明书 19 页 附图 16 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书19页 附图16页 (10)申请公布号 CN 103650084 A CN 103650084 A 1/1 页 2 1. 一种蓄电设备用元件, 其特征在于具备 : 层叠体, 其具有以下构造 : 在正极集电体的表面上配设正极活性物质而成的正极层和 在负极集电体的表面上配设负极活性物质而成的负极层按照相互并不导通的方式隔着含 树脂绝缘层被交替地层叠, 并且通过所述含树脂绝缘层而被粘接、 一体化, 且构成所述正极 层的正极集电体被引出至规定端面的正极引出区域, 构成所述负极层的负极集电。
5、体被引出 至规定端面的负极引出区域 ; 以及 一对端面电极, 通过向所述层叠体的所述规定端面的所述正极引出区域和所述规定端 面的所述负极引出区域熔射电极材料而形成所述一对端面电极, 并且露出至所述层叠体的所述正极引出区域的所述正极集电体的平均厚度 x1 和露出 至所述正极引出区域的所述含树脂绝缘层的平均厚度 y1 的关系满足下述的式 (1)、 (2) 及 (3) 的要件, 0.2m x1 2.0m(1) 10m y1 30m(2) y1 15x1-5(3) 露出至所述层叠体的所述负极引出区域的所述负极集电体的平均厚度 x2 和露出至所 述负极引出区域的所述含树脂绝缘层的平均厚度 y2 的关系满。
6、足下述的式 (4)、 (5) 及 (6) 的要件 : 0.2m x2 2.0m(4) 10m y2 30m(5) y2 15x2-5(6)。 2. 根据权利要求 1 所述的蓄电设备用元件, 其特征在于, 构成所述含树脂绝缘层的树脂材料的玻璃转化温度点为 -20以下。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的蓄电设备用元件, 其特征在于, 在构成所述层叠体的所述端面的引出所述正极集电体的所述正极引出区域、 及所述层 叠体的所述端面的引出所述负极集电体的所述负极引出区域的所述含树脂绝缘层形成有 凹部, 使得与所述端面电极的接触面积增大。 4. 根据权利要求 3 所述的蓄电设备用元件, 其特征在于, 。
7、所述正极集电体及所述负极集电体露出于所述凹部内空间, 使得所述端面电极与所述 正极集电体的接触面积及所述端面电极与所述负极集电体的接触面积增大。 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的蓄电设备用元件, 其特征在于, 在具有所述凹部的所述正极引出区域及所述负极引出区域形成的所述端面电极的表 面, 具有与形成有所述凹部的所述正极引出区域及所述负极引出区域的形状相对应的凹 部。 6. 一种蓄电设备, 其特征在于, 权利要求15中任一项所述的蓄电设备用元件和电解质一起被收纳在具备正极封装 体电极及负极封装体电极的封装体内, 且在与所述正极层导通的所述端面电极被连接于所 述正极封装体电极, 与所述负极层。
8、导通的所述端面电极被连接于所述负极封装体电极的状 态下, 被密封于所述封装体内。 权 利 要 求 书 CN 103650084 A 2 1/19 页 3 蓄电设备用元件及蓄电设备 技术领域 0001 本发明涉及蓄电设备用元件及蓄电设备, 详细的是涉及锂离子二次电池等高能量 密度的电池、 锂离子电容器、 及双电层电容器等所利用的蓄电设备用元件及利用该蓄电设 备用元件的蓄电设备。 背景技术 0002 作为锂离子二次电池或锂离子电容器、 双电层电容器等所代表的蓄电设备的一 种, 公知具有专利文献 1 所示出的构成的双电层电容器。该双电层电容器具备以等离子体 熔射 (plasma spraying)、。
9、 电弧熔射 (arc spraying) 等方法形成在将集电体、 可极化电极、 及分离器层叠而成的层叠体的端面的端面电极 ( 熔射端面电极 )( 参照专利文献 1 的图 3 等 )。 0003 再有, 作为现有的层叠型蓄电池, 提出一种具有专利文献 2 所示出的构成的层叠 型电池。该层叠型电池具备通过电镀、 烙印 (baking)、 及蒸镀、 溅射等薄膜形成方法的任一 方法而形成在隔着包含有电解质的高分子薄膜(分离器)将正极和负极层叠一体化而成 的层叠体的端面上的端面电极, 所述正极是将正极材配设于集电体用金属膜而成, 所述负 极是将负极材配设于集电体用金属膜而成 ( 参照专利文献 2 的图 。
10、1、 2 等 )。 0004 然而, 在上述专利文献 1 的双电层电容器的情况下、 构成层叠体的集电体、 可极化 电极、 及分离器是分别在未被粘接的状态下被层叠的, 在这种层叠体的端面形成熔射端面 电极时存在以下问题点。 0005 (a) 集电体、 可极化电极、 及分离器的各层未被粘接, 层叠体端面附近的各层容易 移动且易于变形, 因此熔射粒子的运动能量通过各层的移动或变形等而被吸收, 即便熔射 粒子与层叠体的端面碰撞, 也会抑制熔射粒子向层叠体的陷入或熔射粒子的变形, 因此无 法期待固着效果带来的熔射粒子向层叠体端面的牢固的接合。 0006 (b) 为了提高熔射粒子向层叠体端面的接合强度, 。
11、若增大熔射粒子的运动能量, 则 熔射粒子会进入到层叠体的构成部件彼此的间隙部分内, 层叠体端面的形状被破坏, 因此 还是难以在层叠体端面形成良好的熔射端面电极。 0007 (c) 由于各层间存在间隙, 故熔射粒子侵入该间隙, 有可能与成为对极的内部电极 ( 正极或负极 ) 造成短路。即, 在专利文献 1 中, 虽然为了防止正极与负极的短路而插入了 隔离器, 但隔离器覆盖的仅是电极端面部分而已(参照引用文献1的图3), 熔射粒子从隔离 器 (spacer) 与分离器 (separator) 的间隙侵入, 有可能与可极化电极层接触而造成短路。 0008 (d) 形成层叠体后配置隔离器, 需要复杂的。
12、工序, 招致成本的增大。 0009 再有, 在上述专利文献 2 的层叠型电池的情况下, 通过电镀、 烙印、 及蒸镀或溅射 等薄膜形成方法的任一方法而形成的端面电极, 存在以下的问题点。 0010 (a) 通过电镀、 蒸镀、 溅射等方法而形成的端面电极, 由于其膜厚较薄, 故易被层叠 体的膨胀收缩等产生的应力给破坏, 可靠性低。 0011 (b) 通过电镀、 蒸镀、 溅射等方法而形成的膜厚薄的端面电极, 在与通过用于以低 说 明 书 CN 103650084 A 3 2/19 页 4 电阻确保可靠性高的接合的接合方法、 即焊接或超声波接合等方法与引线端子或封装体的 焊盘进行连接之际, 在焊接的情。
13、况下无法确保焊接所需的金属量而引起焊接不良, 在超声 波接合的情况下因超声波振动而使得膜被破坏, 难以进行可靠性足够高的焊接。 0012 (c) 进而, 在以烙印的方法来形成端面电极的情况下, 层叠体中的粘合剂等因热而 变质, 有可能无法发现电气特性。 0013 在先技术文献 0014 专利文献 0015 专利文献 1 : JP 特开昭 59-048917 号公报 0016 专利文献 2 : JP 特开平 06-231796 号公报 发明内容 0017 - 发明所要解决的技术问题 - 0018 本发明是为了解决上述课题而进行的, 其目的在于提供一种可靠性高的蓄电设备 用元件及蓄电设备, 其中在。
14、构成蓄电要素 (component) 的层叠体的端面具备熔射端面电 极, 该熔射端面电极对层叠体的接合强度大、 针对层叠体的膨胀、 伸缩引起的应力的耐性优 越、 且能够增多金属量, 从而能够与引线端子或封装体的焊盘牢固地连接。 0019 用于解决技术问题的方案 0020 为了解决上述课题, 本发明的蓄电设备用元件, 其特征在于具备 : 0021 层叠体, 其具有以下构造 : 在正极集电体的表面上配设正极活性物质而成的正极 层和在负极集电体的表面上配设负极活性物质而成的负极层按照相互并不导通的方式隔 着含树脂绝缘层被交替地层叠, 并且通过所述含树脂绝缘层而被粘接、 一体化, 且构成所述 正极层的。
15、正极集电体被引出至规定端面的正极引出区域, 构成所述负极层的负极集电体被 引出至规定端面的负极引出区域 ; 以及 0022 一对端面电极, 通过向所述层叠体的所述规定端面的所述正极引出区域和所述规 定端面的所述负极引出区域熔射电极材料而形成所述一对端面电极, 0023 并且露出至所述层叠体的所述正极引出区域的所述正极集电体的平均厚度 x1 和 露出至所述正极引出区域的所述含树脂绝缘层的平均厚度 y1 的关系满足下述的式 (1)、 (2) 及 (3) 的要件, 0024 0.2m x1 2.0m(1) 0025 10m y1 30m(2) 0026 y1 15x1-5(3) 0027 露出至所述。
16、层叠体的所述负极引出区域的所述负极集电体的平均厚度 x2 和露出 至所述负极引出区域的所述含树脂绝缘层的平均厚度 y2 的关系满足下述的式 (4)、 (5) 及 (6) 的要件 : 0028 0.2m x2 2.0m(4) 0029 10m y2 30m(5) 0030 y2 15x2-5(6)。 0031 再有, 在本发明的蓄电设备用元件中, 优选构成所述含树脂绝缘层的树脂材料的 玻璃转化温度点 (glass transition temperature) 为 -20以下。 说 明 书 CN 103650084 A 4 3/19 页 5 0032 还有, 优选在构成所述层叠体的所述端面的引出。
17、所述正极集电体的所述正极引出 区域、 及所述层叠体的所述端面的引出所述负极集电体的所述负极引出区域的所述含树脂 绝缘层形成有凹部, 使得与所述端面电极的接触面积增大。 0033 另外, 优选所述正极集电体及所述负极集电体露出于所述凹部内空间, 使得所述 端面电极与所述正极集电体的接触面积及所述端面电极与所述负极集电体的接触面积增 大。 0034 此外, 优选在具有所述凹部的所述正极引出区域及所述负极引出区域形成的所述 端面电极的表面, 具有与形成有所述凹部的所述正极引出区域及所述负极引出区域的形状 相对应的凹部。 0035 进而, 本发明的蓄电设备, 其特征在于, 上述技术方案 1 5 中任一。
18、项所述的蓄电 设备用元件和电解质一起被收纳在具备正极封装体电极及负极封装体电极的封装体内, 且 在与所述正极层导通的所述端面电极被连接于所述正极封装体电极, 与所述负极层导通的 所述端面电极被连接于所述负极封装体电极的状态下, 被密封于所述封装体内。 0036 - 发明效果 - 0037 本发明的蓄电设备用元件在具有以下构造的层叠体的正极引出区域及负极引出 区域上通过熔射的方法形成端面电极 ( 熔射端面电极 ), 并且露出至层叠体的正极引出区 域的正极集电体的平均厚度x1和露出至正极引出区域的含树脂绝缘层的平均厚度y1的关 系满足下述的式 (1)、 (2) 及 (3) 的要件, 0038 0.。
19、2m x1 2.0m(1) 0039 10m y1 30m(2) 0040 y1 15x1-5(3) 0041 所述层叠体的构造是 : 正极层与负极层隔着含树脂绝缘层而被交替地层叠并利用 含树脂绝缘层被粘接、 一体化且正极集电体被引出至规定端面的正极引出区域, 负极集电 体被引出至规定端面的负极引出区域, 0042 露出至层叠体的负极引出区域的负极集电体的平均厚度 x2 和露出至负极引出区 域的含树脂绝缘层的平均厚度 y2 的关系满足下述的式 (4)、 (5) 及 (6) 的要件, 0043 0.2m x2 2.0m(4) 0044 10m y2 30m(5) 0045 y2 15x2-5(6。
20、) 0046 因此可获得以下的效果。 0047 其中, 在本发明中, 正极集电体的平均厚度x1和含树脂绝缘层的平均厚度y1的关 系、 及负极集电体的平均厚度 x2 和含树脂绝缘层的平均厚度 y2 的关系满足上述要件指的 是 : 针对包含露出到上述规定端面的最上层与最下层的正负极集电体且除了上述最上层与 最下层的正负极集电体外侧的区域之外的区域的x1及y1、 以及x2及y2的关系满足上述式 (1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5)、 (6) 的要件。 0048 将针对上述被限定的区域的 x1 及 y1、 以及 x2 及 y2 的关系设为要件, 是考虑到在 包含最上层与最下层的集电体且比其更。
21、靠外侧的区域内受到外层区域的影响。 0049 (a) 由于利用含树脂绝缘层将正极层、 负极层粘接、 一体化, 故层叠体端面硬而成 为结实的面, 在形成熔射端面电极之际熔射粒子与层叠体端面碰撞时, 熔射粒子变形较大, 说 明 书 CN 103650084 A 5 4/19 页 6 侵入至构成层叠体的端面的含树脂绝缘层的表面, 因此可以形成借助固着效果而与层叠体 的端面可靠地接合的可靠性高的熔射端面电极。 0050 (b) 熔射端面电极与通过蒸镀溅射等方法形成的电极相比较, 能够形成厚度大 的端面电极, 针对层叠体的膨胀收缩等引起的应力的耐性优越。再有, 能够增多金属量, 能 够与引线端子、 封装。
22、体的焊盘牢固地连接。 0051 (c) 再有, 含树脂绝缘层包含树脂, 比由金属组成的正极集电体及负极集电体更柔 软, 因此熔射粒子被有效地打入层叠体的端面。 结果, 可以得到具备了借助固着效果而牢固 地与层叠体的端面接合的熔射端面电极的可靠性高的蓄电设备用元件。 0052 另外, 认为露出至端面的正极集电体及负极集电体和熔射端面电极的接合基于经 由氧化膜或氢氧化膜的弱的分子间力及固着效果, 和含树脂绝缘层与熔射端面电极间的接 合相比较, 被推测为接合力弱, 因此认为优选抑制正极集电体及负极集电体的露出面积相 对于层叠体端面的形成熔射端面电极的区域的整体面积的比例。 因此, 在本发明中, 只不。
23、过 正极集电体及负极集电体的露出面积相对于层叠体的上述区域整体面积的比例增大, 充分 地确保熔射端面电极与含树脂绝缘层的接触面积, 实现大的接合强度。 0053 此外, 在本发明中, 作为含树脂绝缘层, 例示了借助有机粘合剂、 例如氨基甲酸乙 酯, PVDF-HFP(聚偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物)、 PVDF(聚偏二氟乙烯)、 硅酮、 聚酰胺酰 亚胺、 PTFE( 聚四氟乙烯 )、 羧甲基纤维素中任一种来粘结例如氧化硅、 氧化铝、 氧化钛、 氧 化锆、 钛酸钡等无机氧化物(包含复合氧化物)而得到的材料等, 但也能利用其他组成的材 料。 0054 再有, 含树脂绝缘层也可以包含将含树脂绝缘层作。
24、为分散质的凝胶电解质等固体 电解质。 0055 还有, 除了印刷以外, 还能利用层叠粘接性的含树脂绝缘片的方法等来制作含树 脂绝缘层。 0056 另外, 本发明的蓄电设备用元件中, 作为构成含树脂绝缘层的树脂材料, 在利用了 玻璃转化温度点为 -20以下的材料的情况下, 在使熔射粒子与层叠体的端面碰撞之际, 因 为树脂易于变形、 熔射粒子借助固着效果易于接合, 所以可以更有效地实现本发明。 0057 此外, 通过在构成层叠体的端面的含树脂绝缘层形成凹部, 从而熔射端面电极和 构成端面的含树脂绝缘层的接触面积 ( 接合面积 ) 增大, 也能够相应地使熔射端面电极的 接合强度提高。 0058 再有。
25、, 通过使正极集电体及负极集电体露出至凹部内空间, 以使端面电极与正极 集电体及负极集电体的接触面积增大, 从而能够实现蓄电设备用元件或蓄电设备的低电阻 化, 并且能够提高熔射端面电极向层叠体的端面的接合强度。 0059 另外, 在本发明中, 作为使正极集电体及负极集电体露出到凹部内空间的形态的 例子, 例如可列举取下层叠体的端面的、 露出正极集电体及负极集电体的正极引出区域及 负极引出区域周围的含树脂绝缘层, 使正极集电体及负极集电体露出至凹部的侧面的形 态、 或使正极集电体及负极集电体从凹部的底面突出的形态等。 0060 还有, 在具有凹部的端面所形成的熔射端面电极的表面具有与已形成凹部的。
26、层叠 体的端面的形状相对应的凹部的形态下, 形成了熔射端面电极时, 熔射端面电极成为沿着 层叠体的端面的形成凹部的形状而弯折的构造, 因为存在该弯折部分, 所以可抑制、 缓和熔 说 明 书 CN 103650084 A 6 5/19 页 7 射端面电极的内部应力的传递, 能够抑制熔射端面电极的翘曲或剥落。 0061 此外, 本发明的蓄电设备将上述本发明的蓄电设备用元件与电解质一起收纳于具 备正极封装体电极及负极封装体电极的封装体内, 且在与正极层导通的熔射端面电极被连 接于正极封装体电极、 与负极层导通的熔射端面电极被连接于负极封装体电极的状态下密 封于封装体内, 因此可以获得低电阻且可靠性高。
27、的蓄电设备。 附图说明 0062 图 1 是示意地表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件 ( 双电层电容器用元件 ) 的正面剖视图。 0063 图 2 是示意地表示利用图 1 的蓄电设备用元件而制作出的蓄电设备 ( 双电层电容 器 ) 的正面剖视图。 0064 图 3 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的一工序的图, (a) 是表示在基材薄膜上形成了正极层的状态的正面剖视图、 (b) 是俯视图。 0065 图 4 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的其他工序的图。 0066 图 5 是表示通过本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的一工序制作 出的正极复合片的图。。
28、 0067 图 6 是表示通过本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的一工序制作 出的负极复合片的图。 0068 图 7 是表示通过本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的一工序制作 出的正极负极一体化片的图。 0069 图 8 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的又一工序的图。 0070 图 9 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的又一工序的图。 0071 图 10 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的又一工序的图。 0072 图 11 是表示本发明实施例涉及的蓄电设备用元件的制造方法的又一工序的图。 0073 图 12 是示意地表示构成本发。
29、明实施例中制作出的蓄电设备用元件的层叠体的正 面剖视图。 0074 图 13 是示意地表示构成本发明的实施例中制作出的蓄电设备用元件的层叠体的 端面的图。 0075 图 14 是示意地表示本发明实施例中制作出的蓄电设备用元件的构成的正面剖视 图。 0076 图 15 是表示本发明的蓄电设备用元件的变形例的图, (a) 是示意地表示层叠体的 端面的构成的图、 (b) 是示意地表示在层叠体的端面形成了熔射端面电极的状态的正面剖 视图。 0077 图 16 是表示本发明的蓄电设备用元件的其他变形例的图, (a) 是示意地表示层叠 体的端面的构成的图、 (b) 是示意地表示在层叠体的端面形成了熔射端面。
30、电极的状态的正 面剖视图。 0078 图 17 是表示可通过本发明的蓄电设备用元件的制造方法的一工序制作的正极复 合片的其他例的图。 0079 图 18 是表示可通过本发明的蓄电设备用元件的制造方法的一工序制作的负极复 说 明 书 CN 103650084 A 7 6/19 页 8 合片的其他例的图。 0080 图 19 是表示可利用图 17 的正极复合片与图 18 的负极复合片制作的正极负极 一体化片的图。 0081 图 20 是表示利用图 19 的正极负极一体化片制作出的蓄电设备用元件 ( 双电层 电容器用元件 ) 的正面剖视图。 具体实施方式 0082 以下示出本发明的实施例并详细地说明。
31、本发明的特征。 0083 实施例 1 0084 图 1 是表示本发明一实施例涉及的蓄电设备用元件 ( 双电层电容器用元件 ) 的构 成的正面剖视图。 0085 本实施例的蓄电设备用元件 20 具备层叠体 10, 该层叠体将在正极集电体 1 的表 面上配设正极活性物质 1a 而成的正极层 11 和在负极集电体 2 的表面上配设负极活性物质 2a而成的负极层12, 隔着含树脂绝缘层13交替地层叠并不导通, 并且借助也作为粘接层起 作用的含树脂绝缘层 13 而被粘接、 一体化, 由此形成该层叠体, 所述含树脂绝缘层 13 具备 能够含有电解液 ( 电解质溶液 ) 的含液性, 且作为分离器起作用。而且。
32、, 构成正极层 11 的 正极集电体 1 和构成负极层 12 的负极集电体 2 分别被引出到层叠体 10 的相互不同的端面 10a、 10b。 0086 而且, 层叠体 10 的引出正极集电体 1 的端面 10a 及引出负极集电体 2 的端面 10b 上配设有通过熔射电极材料而形成的一对熔射端面电极 E1、 E2。 0087 而且, 构成为 : 露出到层叠体10的形成熔射端面电极E1的端面10a的正极集电体 1 的平均厚度 x1 和露出到端面 10a 的含树脂绝缘层的平均厚度 y1 的关系满足式 (1)、 (2) 及 (3) 的要件, 构成为露出到层叠体 10 的形成熔射端面电极 E2 的端面。
33、 10b 的负极集电体 2 的平均厚度 x2 和露出到端面 10b 的含树脂绝缘层的平均厚度 y2 的关系满足式 (4)、 (5) 及 (6) 的要件。 0088 0.2m x1 2.0m(1) 0089 10m y1 30m(2) 0090 y1 15x1-5(3) 0091 0.2m x2 2.0m(4) 0092 10m y2 30m(5) 0093 y2 15x2-5(6) 0094 另外, 图 1 所示的蓄电设备用元件 20 具有以下尺寸 : 长度 ( 熔射端面电极间的距 离 ) 约 14mm、 宽度约 18mm。其中, 厚度 ( 正极层、 负极层的层叠方向的尺寸 ) 根据各层的层 。
34、厚条件而不同。 0095 再有, 图2是表示利用上述蓄电设备用元件20而成的本发明一实施例涉及的蓄电 设备 ( 双电层电容器 )50 的构成的正面剖视图。 0096 该蓄电设备 ( 双电层电容器 )50 具有以下构造 : 图 1 所示的本发明一实施例涉及 的蓄电设备用元件 20 与电解液 31 一起被收纳在具备正极封装体电极 41a 及负极封装体电 极 41b 的封装体 41 中, 且在与蓄电设备用元件 20 的正极层 11 导通的熔射端面电极 E1 隔 说 明 书 CN 103650084 A 8 7/19 页 9 着导电性粘接剂 42 而与正极封装体电极 41a 连接、 与负极层 12 导。
35、通的熔射端面电极 E2 隔 着导电性粘接剂 42 而与负极封装体电极 41b 连接的状态下, 蓄电设备用元件 20 被密封在 由封装体主体 141a 与盖部件 141b 组成的封装体 41 内。 0097 接着, 对制造上述蓄电设备用元件 20 及蓄电设备 50 的方法进行说明。此外, 以下 对制作包含多个元件的集合构造体、 然后将集合构造体分割成单个的元件而同时得到多个 元件的、 基于所谓的多腔形成方法 (multi-cavity formation method) 的蓄电设备的制造 方法进行说明, 虽然各工序的说明所利用的图311并不是特别在破断的状态下进行表示 的, 但均示意地表示各工序。
36、中制作的构造体的一部分。 0098 首先, 准备以下的基材薄膜、 正极及负极活性物质、 含树脂绝缘膏。 0099 基材薄膜 0100 作为基材薄膜, 准备表面上形成硅酮系的离模层且由 PET( 聚对苯二甲酸乙二醇 酯 ) 组成的基材薄膜。 0101 正极及负极活性物质 0102 通过以下方法制作作为正极活性物质及负极活性物质而利用的碳膏。 0103 首先, 以以下的比例称量各原料。 0104 (i) 炭黑 ( 平均粒径 D50 100nm)31.7g 0105 (ii) 羧甲基纤维素 ( 大塞路化学工业株式会社制 CMC2260)3.0g 0106 (iii)38.8 重量的聚丙烯酸酯树脂水溶。
37、液 2.0g 0107 (iv) 脱离子水 286g 0108 然后, 通过将上述原料一起进行混炼, 从而制作碳膏 ( 正极及负极活性物质 )。 0109 含树脂绝缘膏的制作 0110 含树脂绝缘膏用于形成发挥作为接合各层的粘接层的功能的含树脂绝缘层, 该含 树脂绝缘层位于正极层与负极层之间并将两者间绝缘, 并且具备能够含有电解液 ( 电解质 溶液 ) 的含液性, 也作为分离器起作用, 且具有粘接性, 通过以下方法制作含树脂绝缘膏。 0111 (1) 在粘合剂溶液 1L 的壶中采取 160g 的 PVDF-HFP( 聚偏二氟乙烯与六氟丙烯的 共聚物 )。进而, 向上述壶内加入 640g 的 N。
38、MP(N- 甲基吡咯烷酮 ) 溶剂。 0112 然后, 将上述壶放置到壶架上进行混合 (150rpm, 24 小时 ), 由此调制粘合剂溶液 (NMP 溶剂中以 20wt的比例含有 PVDF-HFP 的粘合剂溶液 )。 0113 (2) 含树脂绝缘膏 0114 而且, 利用上述粘合剂溶液, 通过以下的方法制作含树脂绝缘膏。 0115 首先, 在 500mL 的壶内加入 83g 的粉体 (D50 0.3m 的氧化铝 ) 和 700g 的玉 石 ( 氧化锆球), 进而加入 80g 的 NMP 溶剂。然后, 将上述壶放置到壶架上并进行混 合 (150rpm, 16 小时 )。接着, 向壶内添加了通过。
39、上述 (1) 的方法制作出的粘合剂溶液 222g 后, 放置到壶架上并进行混合 (150rpm, 4 小时 ), 由此制作用于形成含树脂绝缘层的膏 ( 含 树脂绝缘膏 )。 0116 蓄电设备用元件的制作 0117 (1) 正极层的制作 0118 首先, 在如上所述准备的在表面上已形成硅酮系离模层且由 PET( 聚对苯二甲酸 乙二醇酯 ) 组成的基材薄膜上, 形成正极集电体用的 Al 膜。 说 明 书 CN 103650084 A 9 8/19 页 10 0119 另外, 如后述, 在形成厚度为 0.05 2m 的 Al 膜时, 以真空蒸镀的方法将 Al 成 膜, 由此形成规定厚度的集电体 (。
40、Al 膜 )。 0120 此外, 上述的Al膜的形成方法仅示出Al膜的形成方法中的一例, 例如也可以通过 辊式压制机将厚度 12m 的压延箔压接在基材薄膜上, 通过利用氟酸将其蚀刻成所期望的 厚度而形成规定厚度的集电体膜 (Al 膜 )。 0121 接着, 在正极集电体膜上, 印刷了将20mm10mm的矩形图案, 隔开8mm的间隔排列 有纵 5 列、 横 10 列的抗蚀剂图案后, 在 100的热风炉中干燥 15 分钟。 0122 然后, 将抗蚀剂图案作为蚀刻掩模而对正极集电体膜进行蚀刻, 形成具有与抗蚀 剂图案对应的形状、 尺寸的正极集电体。具体是, 在 45的三氯化铁水溶液中浸渍规定时 间,。
41、 对未被抗蚀剂遮挡的区域的 Al 膜进行湿蚀刻而除去后, 利用水洗喷淋除去残留于基材 表面的三氯化铁水溶液。 0123 然后, 基材薄膜通过乙酸丁酯喷淋将抗蚀剂剥离后在 60的热风炉中使残留于基 材表面的乙酸丁酯蒸发。 0124 由此, 如图 3(a)、 (b) 所示, 在基材薄膜 21 上形成具有 20mm10mm 的矩形图案的 正极集电体 1。 0125 接着, 作为正极集电体(Al膜)的表面处理, 利用氢氟酸与硫酸的混酸将正极集电 体 1 表面的氧化膜除去, 并且进行正极集电体 1 的表面氟化。 0126 然后, 如图 3(a)、 (b) 所示, 在具有 20mm10mm 的矩形图案的各。
42、正极集电体 1 的两 端侧的一对区域内, 丝网印刷上述的碳膏 ( 正极活性物质膏 ), 由此形成了具有 6mm10mm 的矩形形状且厚度为0.5m的正极活性物质图案后, 通过在80的热风炉中干燥20分钟, 从而形成在正极集电体 1 的表面上配设有正极活性物质 1a 的正极层 11。 0127 接着, 如图 4 所示, 在阶差部印刷如上所述地制作出的含树脂绝缘膏。 0128 由此, 形成含树脂绝缘层 13(13b), 同时表面整体被平坦化, 该含树脂绝缘层 13(13b) 掩埋阶差部并且作为也起到粘接层的作用的嵌入层。 0129 然后, 如图5所示, 按照覆盖正极活性物质1a、 含树脂绝缘层(嵌。
43、入层)13(13b)的 方式印刷含树脂绝缘膏, 由此形成介于正极层 11 与负极层 12 之间发挥作为分离器 ( 层 ) 的功能, 并且发挥将正极层 11 与负极层 12 接合一体化的功能的含树脂绝缘层 13(13a)。 由此, 可得到在基材薄膜 21 上形成了正极层 11 的正极复合片 A1。 0130 另外, 作为用于形成成为嵌入层的层的含树脂绝缘膏、 和用于形成发挥作为分离 器的功能并且发挥将正极层与负极层接合一体化的功能的层的含树脂绝缘膏, 在本实施 例中虽然利用的是相同的含树脂绝缘膏, 但也可以根据情况而利用不同的含树脂绝缘膏。 0131 另外, 在此虽然在基材薄膜 21 上直接形成。
44、正极集电体层 1, 但也可以构成为 : 在基 材薄膜 21 的表面上例如预先形成硅酮树脂等粘接层, 然后在该粘接层上形成正极层。 0132 (2) 负极层的制作 0133 利用与在上述(1)的工序中制作正极层11的情况相同的方法, 且利用与制作正极 层 11 时所利用的材料相同的材料, 制作具有与正极复合片 A1 的构造相对应的构造 ( 相同 的构造 ) 的负极复合片 A2( 参照图 6)。 0134 另外, 在由下述的正极复合片 A1 与负极复合片 A2 来制作正极负极一体化片 B1 的工序 ( 参照图 7) 中, 将负极复合片 A2 的位置错开规定量后与正极复合片 A1 进行组合。 说 明。
45、 书 CN 103650084 A 10 9/19 页 11 0135 在该负极层复合片 A2 中, 构成为 : 在上述正极复合片 A1 中被用作正极集电体的 Al 膜, 作为负极集电体 12( 图 6) 而被利用 ; 对在上述正极复合片 A1 中被用作正极活性物 质的碳膏进行丝网印刷并使其干燥的层, 作为负极活性物质 2a 而被加以利用 ; 在负极集电 体 2 的表面上形成了负极活性物质 2a 的层被用作负极层 12( 图 6)。 0136 此外, 与上述形成正极复合片 A1 的情况同样, 也可以构成为 : 并不是直接在基材 薄膜上形成负极集电体层, 而是在基材薄膜的表面上例如预先形成硅酮树。
46、脂等粘接层, 然 后在该粘接层上形成负极层。 0137 再有, 在本实施例中, 虽然作为集电体的构成材料使用了 Al, 但作为正极集电体材 料、 负极集电体材料也能利用公知的其他材料。 0138 还有, 在本实施例中, 作为正极活性物质及负极活性物质的构成材料, 虽然利用的 是碳, 但作为正极活性物质及负极活性物质也能利用公知的其他材料。 0139 (3) 正极层 ( 正极复合片 ) 与负极层 ( 负极复合片 ) 的层叠 0140 接着, 对将正极层 11( 正极复合片 A1) 与负极层 12( 负极复合片 A2 层叠来制作正 极负极一体化片的工序进行说明。 0141 1) 如图 7 所示, 。
47、将正极复合片 A1 与负极复合片 A2 配置成形成有作为分离器层起 作用的含树脂绝缘层13(13a)的面对置, 通过利用加压板从正极复合片A1与负极复合片A2 的两侧均衡地进行加压、 同时进行加热, 从而将作为分离器层起作用的、 相互对置的含树脂 绝缘层 13(13a) 彼此接合, 来制作正极负极一体化片 B1。 0142 此时, 利用加压板进行加压的压力设定为 20MPa、 加压板的温度设定为 150、 加 压时间设定为 30 秒。 0143 2)接着, 利用吸引盘(未图示)来吸引该正极负极一体化片B1的负极层12侧, 将正极负极一体化片B1抬起后, 将正极侧的基材薄膜(图7的下侧的基材薄膜。
48、)21剥离。 0144 3) 然后, 如图 8 所示, 将表面已形成厚度为 6m 的含树脂绝缘层 13 的基材薄膜 21配置接合到上述2)的工序中已将正极侧的基材薄膜剥离的正极负极一体化片B1的下 表面侧, 并使含树脂绝缘层 13 成为上侧、 基材薄膜 21 成为下侧。 0145 4) 然后, 如图 9 所示, 将在上述 2) 的工序中被吸引盘 ( 未图示 ) 吸引的正极负 极一体化片 B1 的负极侧的基材薄膜 ( 图 8 的上侧的基材薄膜 21) 剥离。 0146 5) 接着, 利用吸引盘 ( 未图示 ) 吸引另一枚正极负极一体化片 B2 的正极侧, 将 正极负极一体化片B2抬起后将负极层12侧的基材薄膜(下侧的基材薄膜)剥离。 另外, 将下侧的基材薄膜剥离后的正极负极一体化片 B2 的状态如图 10 所示。 0147 6) 而且, 如图 10 所示, 在上述 5) 的工序中已将负极层 12 侧。