电化学装置的制作方法
专利名称：电化学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种密封在容器内的有一对电极层的电化学元件的电化学装置。
背景技术：
硬币型电池等是在薄型圆筒状的容器内封入具有一对电极层的电化学元件，也就是公知的被称为硬币型或纽扣型电化学装置。这种硬币型电化学装置的容器具有例如收容电化学元件的下盖，和用于密封该下盖的上盖。然后，在下盖与上盖之间设置垫片，并弯曲上盖的端部，通过敛缝从外侧夹住下盖的端部，密封电化学元件。
另外，现在一般使用的硬币型电化学装置的容器的上盖和下盖的材料的厚度是200～300μm。
发明内容
近年来，伴随着电化学装置的小型轻量化的潮流，人们希望使这种硬币型电化学装置整体的厚度薄型化，例如不足1mm等。为此，有必要使容器的上盖和下盖的材料的厚度非常地薄。但是，如果将上盖和下盖的材料的厚度变薄，上盖和下盖的强度就会变弱，敛缝的部分有容易剥离的倾向。
本发明就是鉴于上述课题而完成的，目的是提供一种即使容器的材料变薄敛缝部分也不容易剥离的电化学装置。
本发明的电化学装置，其特征在于，具有有一对电极层的电化学元件，包围电化学元件的一对金属制的容器部件，介于一对容器部件之间的使容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个容器部件的端部，在该容器部件的端部与另一个容器部件的端部间夹着垫片的状态下，相对另一个容器部件的端部敛缝，以密封电化学元件，一对电极层的一个与一个容器部件电连接，一对电极层的另一个与另一个容器部件电连接，一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部通过垫片粘接。
根据本发明的电化学装置，垫片粘接一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部，所以一个容器部件的敛缝部分的端部不容易剥离。所以，即使使容器部件的厚度变薄，也容易维持化学装置的密封性能。
这里，优选垫片含酸改性聚丙烯及酸改性聚乙烯的至少一种。
据此，通过对敛缝后的垫片加热，可以使一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部相互容易粘接。
另外，优选通过将一个容器部件的端部相对另一个容器部件的端部敛缝后加热，使一个容器部件与另一个容器部件粘接。如此，可以容易地进行粘接操作。
另外，本发明的另一电化学装置，其特征在于，具有有一对电极层的电化学元件，包围电化学元件的一对金属制的容器部件，介于一对容器部件之间的使容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个容器部件的端部，在该容器部件的端部与另一个容器部件的端部间夹着垫片的状态下，相对另一个容器部件的端部敛缝，以密封电化学元件，一对电极层的一个与一个容器部件电连接，一对电极层的另一个与另一个容器部件电连接，为了覆盖一个容器部件与另一个容器部件的接缝，具有粘接一个容器部件至另一个容器部件的电绝缘性的树脂部。
根据本发明的另一电化学装置，一个容器部件的敛缝部分的端部被树脂部保护，不容易剥离。所以，即使将容器部件和盖部件的厚度变薄，也容易维持化学装置的密封性能。
这里，优选一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部通过垫片粘接。
此时，由于各容器部件的端部之间还通过垫片粘接，所以一个容器部件的端部更不容易剥离。
图1是表示第1实施方式的双电层电容器的截面图。
图2A是表示图1的双电层电容器的制造方法的说明图。
图2B是表示图1的制造方法的图2A的继续说明图。
图3是表示第2实施方式的双电层电容器的截面图。
图4是表示图3的双电层电容器的实际安装例的截面图。
图5是表示实施例及比较例的双电层电容器的内部电阻、放电容量、载荷试验结果的表。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的电化学装置的具体实施方式
进行详细说明。另外，关于
，对相同或相应的部分用同一符号表示，省略重复说明。
(第1实施方式)图1为本发明实施方式的电化学装置硬币型双电层电容器100。
该双电层电容器100主要包括双电层电容器元件(电化学元件)30，从上下夹持双电层电容器元件30的密封容器的上盖(容器部件的一个)10及下盖(容器部件的另一个)20，使上盖10和下盖20电绝缘的垫片40。
双电层电容器元件30主要包括平板状的隔离物34，夹持该隔离部件34且相对的阳极(电极层)32以及阴极(电极层)36。
阳极32及阴极36分别由在具有各电子传导性的多孔体内含电解质溶液构成。作为这样的多孔体，例如可以使用以对原料碳(例如，以石油系重质油的流动接触分解装置的底油或者减压蒸馏装置的残油为原料油，通过延迟焦化装置(delayed coker)制造的石油焦碳等)进行活化处理得到的碳材料为构成材料的主要成分的材料。
该阳极32通过集电体层37与上盖10电连接。另外，阴极36通过集电体层38与下盖20电连接。另外，集电体层37、38只要是能够充分地使电荷向阳极32、阴极36的移动进行的良导体即可，并没有特别的限定，例如，可以利用铝等的金属箔等。
隔离物34为具有离子透过性且具有绝缘性的多孔体，例如，可以利用由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的薄膜的电化学元件和上述树脂的混合物的延伸膜，或者，由选自纤维素、聚酯及聚丙烯中的至少1种的构成材料构成的纤维无纺布等。在隔离物34的内部含有电解质溶液。
阳极32、阴极36、隔离物34所含的电解质溶液没有特别的限定，可以使用公知的双电层电容器等电化学装置使用的电解质溶液(电解质水溶液、使用有机溶剂的电解质溶液)。例如，作为代表性的例子，可以使用在碳酸亚丙基酯、碳酸二亚乙基酯、乙腈等有机溶剂中溶解了像四乙基铵四氟化硼那样的季铵盐的溶液。
上盖10及下盖20将双电层电容器元件30从上下方向夹住，包围双电层电容器元件30。
下盖20由铝等的金属箔形成。该下盖20有下端封闭上端开放的圆筒状的圆筒部20a，和从该圆筒部20a的上端部向外侧突出地形成的圆环状的凸部20b(端部)。下盖20的圆筒部20a的底部与集电体层38连接。
上盖10由铝等的金属箔形成，有覆盖下盖20的开口部的同时与集电体层37连接的板状的中央部10a，和沿着该中央部10a的周围边缘设置并从上下方向将下盖的凸部20b夹住敛缝的敛缝部(端部)10b。
具体的是，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b之间有绝缘性的垫片40，上盖10的敛缝部10b沿着下盖20的凸部20b的图示上面向外侧延伸，在凸部20b的外侧端向下方弯曲，并沿着凸部20b的下面向内侧延伸。即，该敛缝部10b与凸部20b之间有绝缘性垫片40，并且，该敛缝部10b相对凸部20b被敛缝着，从而从上下夹住凸部20b。如此，双电层电容器元件30被密封在由上盖10和下盖20形成的外壳的内部。
另外，上盖10的中央部10a通过集电体层37与双电层电容器元件30的阳极32电连接，所以上盖10起着双电层电容器100的负极的功能。另外，下盖20的圆筒部20a的底部通过集电体层38与双电层电容器元件30的负极36电连接，所以下盖20起着双电层电容器100的正极的功能。垫片40使上盖10与下盖20之间电绝缘。
另外，特别地，在本实施方式中，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b通过垫片40粘接。
作为这种垫片40，可以利用与金属粘接的树脂。例如，优选酸改性聚丙稀，酸改性聚乙烯等树脂。使用像这样的通过加热与金属粘接的树脂作为垫片40，在夹着垫片40将上盖10的敛缝部10b相对下盖20的凸部20b敛缝后，通过从外部加热该垫片40，可以容易地通过垫片40使上盖10及下盖20粘接。另外，作为垫片40，也可以利用环氧树脂等粘接剂，也可以同时进行敛缝和粘接。
根据本实施方式的双电层电容器，由于垫片40粘接上盖10的敛缝部10b和下盖20的凸部20b，所以上盖10的敛缝部10b不容易被剥离。所以，即使上盖10和下盖20的厚度比现有的薄很多，也容易维持双电层电容器的密封性能。从而也可以减少漏液等事故。
下面，对作为该种电化学装置的双电层电容器元件30的一例制造方法进行说明。首先，准备整形金属箔带凸部20b的圆筒状的下盖20，和平板状的上盖10d。然后，将设有集电体层37、38的双电层电容器元件30收容在下盖20内，在下盖20的凸部20b上设置含有通过加热呈现与金属的粘接性的材料的电绝缘性垫片40，用上盖10覆盖下盖20的开口(参照图2(a))。
然后，将上盖10d的端部10e向下方弯曲，从上下夹住凸部20b，使端部10e相对凸部20b敛缝形成敛缝部10b，密封双电层电容器元件30(参照图2(b))。
接着，从外部加热敛缝部10b，使垫片40熔融，通过垫片40将上盖10及下盖20粘接。如此，完成如图1所示的双电层电容器100。
另外，在上述实施方式中，虽然使用通过加热表现与金属的粘接性的垫片40，在敛缝后通过实施热处理进行粘接，但是，例如也可以在凸部20b的上下面涂覆呈现粘接性的电绝缘树脂作为垫片后，再将上盖放置并敛缝。
(第2实施方式)下面，参照图3对第2实施方式的作为电化学装置的硬币型双电层电容器200进行说明。本实施方式的双电层电容器200与第1实施方式的不同点在于，为了覆盖上盖10与下盖20的接缝99，还具有用于粘接上盖10的端部10b至下盖20的电绝缘性树脂部90。
该树脂部90可以通过例如涂覆环氧树脂等的粘接剂而容易地制得。
据此，上盖10的敛缝部10b的端部与第1实施方式相比更不容易剥离。
另外，在形成这样的树脂部90时，如图4所示，具有有利于将双电层电容器200使用回流用焊部215、216安装在基板210上的效果。
首先，在双电层电容器200的下盖20的下面和基板210的型板206之间设置回流用焊部216，上盖10的敛缝部10b的下面侧与基板210的型板205之间设置回流用焊部215。接着，将双电层电容器200与基板210放入回流炉内加热，使回流用焊部215、216回流，在用焊锡将下盖20与型板206连接的同时，用焊锡连接上盖10与型板205。
此时，在双电层电容器200中形成有覆盖上盖10与下盖20的接缝99的电绝缘性树脂部90，所以在使回流用焊部215、216回流时，相互不容易发生短路。
在本实施方式中，敛缝部10b的剥离得到更有效的抑制，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b通过垫片40粘接。但是，在具有树脂部90时，即使上盖10与下盖20不通过垫片40粘接，与现有技术相比，也具有抑制敛缝部10b的剥离的效果。
另外，本发明的电化学装置并不限定于上述实施方式，可以采取各种变形方式。例如，在本实施方式中，作为双电层电容器元件，除了3层结构外，还可以是表现电容器功能的交替层积多个电极与隔离物的5层以上的结构。另外，作为隔离物也可以使用例如固体电介质膜(由固体高分子电介质构成的膜或含离子传导性无机材料的膜)。
另外，密封在容器内的电化学元件不限于双电层电容器元件30，也可以是准电容器(Pseudocapacitor)、氧化还原电容器等。另外，作为电化学元件，也可以使用一次电池元件、锂离子二次电池元件等二次电池元件，在这种情况下，得到作为电化学装置的一次电池、二次电池等。
接着，对本实施方式的双电层电容器的实施例进行说明。
(实施例1-1～1-5)首先，将厚度80μm的铝箔冲压成圆形，作为上盖。然后，将同样的铝箔冲压成圆形，再进行拉深加工，形成圆筒部和凸部，形成下盖。然后，准备厚度350μm的双电层电容器元件。
该双电层电容器元件按正极、隔离物、负极的顺序层积，正极及负极是多孔质活性炭，隔离物是多孔质树脂，它们含1.8mol/L的三乙基甲基铵四氟化硼盐的碳酸亚丙基酯溶液的电解质溶液。
接着，将该双电层电容器元件收容到下盖内后，将酸改性聚乙烯制的圆环状的垫片夹在之间，叠合上盖，将上盖的端部弯曲相对下盖敛缝，密封双电层电容器元件。
接着，加热垫片，使上盖与下盖通过垫片粘接。按照这样的顺序作成5个双电层电容器元件，将其作为实施例1-1～1-5。
(实施例2-1～2-5)在与实施例1-1相同地制作完成的双电层电容器元件上，再设置覆盖上盖与下盖的接缝的树脂制的粘接剂，将其作为实施例2-1～2-5的双电层电容器。
(实施例3-1～3-5)除了不加热垫片以外，其他都与实施例1-1相同地制造双电层电容器，再对该双电层电容器粘接用于覆盖上盖与下盖的接缝的树脂，将其作为实施例3-1～3-5的双电层电容器。
(比较例4-1～4-5)除了不加热垫片以外，其他都与实施例1-1相同地制造双电层电容器，将其作为实施例4-1～4-5的双电层电容器。
对如此得到的双电层电容器的初期内部电阻及放电容量进行测定后，在室温60℃、湿度90％的环境中放置100小时，然后测定了内部电阻及放电容量。进一步，在上盖的敛缝部的一部分施加50g的载荷，调查敛缝部是否剥离。进一步，在不能测定放电容量的情况下，对于双电层电容器元件确认是否为电解液干燥的干涸状态。
将各实施例、比较例的双电层电容器的初期内部电阻及放电容量、环境试验后的内部电阻及放电容量、载荷试验结果、以及是否干涸的结果全都表示在图5的表中。
在比较例1-1，1-3，1-4中，通过载荷试验敛缝部发生剥离。另外，比较例1-4中显示，环境试验后的内部电阻显著增加，另外，环境试验后的放电容量显著减少，密封性不好。在比较例1-2，比较例1-5中，不能测定环境试验后的放电容量，电解液的溶剂几乎都蒸发掉了(干涸)。
另一方面，实施例1-1～1-5，实施例2-1～2-5，实施例3-1～3-5的任一双电层电容器，其环境试验后的内部电阻和放电容量都在合适的范围内，并且在载荷试验中敛缝部没有剥离。
所以，可以确认本发明提供了一种即使容器和盖的材料变薄敛缝部也不容易剥离的电化学装置。
产业上利用的可能性根据本发明的电化学装置，垫片粘接一个容器部件的端部和另外的容器部件的端部，或者，为了覆盖一个容器部件与另外的容器部件的接缝，从一个容器部件至另外的容器部件用电绝缘性树脂粘接。为此，一个容器部件的敛缝部分的端部不容易剥离。所以，即使是容器部件和盖部件的厚度变薄的情况下，也容易维持电化学装置的密封性能。
权利要求
1.一种电化学装置，其特征在于，包括有一对电极层的电化学元件，包围所述电化学元件的一对金属制的容器部件，介于所述一对容器部件之间使所述容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个所述容器部件的端部，在该所述容器部件的端部与另外的所述容器部件的端部之间夹着所述垫片的状态下，相对另外的所述容器部件的端部敛缝，以密封所述电化学元件，所述一对电极层的一个与一个所述容器部件电连接，所述一对电极层的另外一个与另外的所述容器部件电连接，所述容器部件的一个的端部与另外的所述容器部件的端部通过所述垫片粘接。
2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述垫片含酸改性聚丙烯及酸改性聚乙烯中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的电化学装置，其特征在于，在将一个所述容器部件的端部对另外的所述容器部件的端部敛缝后，通过加热垫片，使一个所述容器部件与另外的所述容器部件粘接。
4.一种电化学装置，其特征在于，包括有一对电极层的电化学元件，包围所述电化学元件的一对金属制的容器部件，介于所述一对容器部件之间的使所述容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个所述容器部件的端部，在该所述容器部件的端部与另外的所述容器部件的端部之间夹着所述垫片的状态下，相对另外的所述容器部件的端部敛缝，以密封所述电化学元件，所述一对电极层的一个与一个所述容器部件电连接，所述一对电极层的另一个与另一个所述容器部件电连接，具备粘接所述容器部件的一个至所述容器部件的另一个的电绝缘性树脂，其覆盖所述容器部件的一个与所述容器部件的另一个的接缝。
5.如权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述容器部件的一个的端部与所述容器部件的另一个的端部通过所述垫片粘接。
全文摘要
本发明为包括有一对电极层(32)、(36)的电化学元件(30)，包围电化学元件(30)的一对金属制的容器部件(10)、(20)，介于一对容器部件(10)、(20)之间使容器部件(10)、(20)之间电绝缘的电绝缘性垫片(40)，通过将一个容器部件(10)的敛缝部(10b)，在与另一个的容器部件(20)的凸部(20b)之间存在垫片(40)的状态下，相对另一个的容器部件(20)的凸部(20b)敛缝密封电化学元件(30)的双电层电容器(100)，一个的容器部件(10)的敛缝部(10b)与另一个的容器部件(20)的凸部(20b)通过垫片(40)粘接。
文档编号H01M2/08GK1806305SQ20048001659
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月13日
发明者高桥哲哉, 宫木阳辅, 小须田敦子, 大塚正幸, 宫原邦男 申请人:Tdk株式会社
技术领域：
本发明涉及一种密封在容器内的有一对电极层的电化学元件的电化学装置。
背景技术：
硬币型电池等是在薄型圆筒状的容器内封入具有一对电极层的电化学元件，也就是公知的被称为硬币型或纽扣型电化学装置。这种硬币型电化学装置的容器具有例如收容电化学元件的下盖，和用于密封该下盖的上盖。然后，在下盖与上盖之间设置垫片，并弯曲上盖的端部，通过敛缝从外侧夹住下盖的端部，密封电化学元件。
另外，现在一般使用的硬币型电化学装置的容器的上盖和下盖的材料的厚度是200～300μm。
发明内容
近年来，伴随着电化学装置的小型轻量化的潮流，人们希望使这种硬币型电化学装置整体的厚度薄型化，例如不足1mm等。为此，有必要使容器的上盖和下盖的材料的厚度非常地薄。但是，如果将上盖和下盖的材料的厚度变薄，上盖和下盖的强度就会变弱，敛缝的部分有容易剥离的倾向。
本发明就是鉴于上述课题而完成的，目的是提供一种即使容器的材料变薄敛缝部分也不容易剥离的电化学装置。
本发明的电化学装置，其特征在于，具有有一对电极层的电化学元件，包围电化学元件的一对金属制的容器部件，介于一对容器部件之间的使容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个容器部件的端部，在该容器部件的端部与另一个容器部件的端部间夹着垫片的状态下，相对另一个容器部件的端部敛缝，以密封电化学元件，一对电极层的一个与一个容器部件电连接，一对电极层的另一个与另一个容器部件电连接，一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部通过垫片粘接。
根据本发明的电化学装置，垫片粘接一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部，所以一个容器部件的敛缝部分的端部不容易剥离。所以，即使使容器部件的厚度变薄，也容易维持化学装置的密封性能。
这里，优选垫片含酸改性聚丙烯及酸改性聚乙烯的至少一种。
据此，通过对敛缝后的垫片加热，可以使一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部相互容易粘接。
另外，优选通过将一个容器部件的端部相对另一个容器部件的端部敛缝后加热，使一个容器部件与另一个容器部件粘接。如此，可以容易地进行粘接操作。
另外，本发明的另一电化学装置，其特征在于，具有有一对电极层的电化学元件，包围电化学元件的一对金属制的容器部件，介于一对容器部件之间的使容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个容器部件的端部，在该容器部件的端部与另一个容器部件的端部间夹着垫片的状态下，相对另一个容器部件的端部敛缝，以密封电化学元件，一对电极层的一个与一个容器部件电连接，一对电极层的另一个与另一个容器部件电连接，为了覆盖一个容器部件与另一个容器部件的接缝，具有粘接一个容器部件至另一个容器部件的电绝缘性的树脂部。
根据本发明的另一电化学装置，一个容器部件的敛缝部分的端部被树脂部保护，不容易剥离。所以，即使将容器部件和盖部件的厚度变薄，也容易维持化学装置的密封性能。
这里，优选一个容器部件的端部与另一个容器部件的端部通过垫片粘接。
此时，由于各容器部件的端部之间还通过垫片粘接，所以一个容器部件的端部更不容易剥离。
图1是表示第1实施方式的双电层电容器的截面图。
图2A是表示图1的双电层电容器的制造方法的说明图。
图2B是表示图1的制造方法的图2A的继续说明图。
图3是表示第2实施方式的双电层电容器的截面图。
图4是表示图3的双电层电容器的实际安装例的截面图。
图5是表示实施例及比较例的双电层电容器的内部电阻、放电容量、载荷试验结果的表。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的电化学装置的具体实施方式
进行详细说明。另外，关于
，对相同或相应的部分用同一符号表示，省略重复说明。
(第1实施方式)图1为本发明实施方式的电化学装置硬币型双电层电容器100。
该双电层电容器100主要包括双电层电容器元件(电化学元件)30，从上下夹持双电层电容器元件30的密封容器的上盖(容器部件的一个)10及下盖(容器部件的另一个)20，使上盖10和下盖20电绝缘的垫片40。
双电层电容器元件30主要包括平板状的隔离物34，夹持该隔离部件34且相对的阳极(电极层)32以及阴极(电极层)36。
阳极32及阴极36分别由在具有各电子传导性的多孔体内含电解质溶液构成。作为这样的多孔体，例如可以使用以对原料碳(例如，以石油系重质油的流动接触分解装置的底油或者减压蒸馏装置的残油为原料油，通过延迟焦化装置(delayed coker)制造的石油焦碳等)进行活化处理得到的碳材料为构成材料的主要成分的材料。
该阳极32通过集电体层37与上盖10电连接。另外，阴极36通过集电体层38与下盖20电连接。另外，集电体层37、38只要是能够充分地使电荷向阳极32、阴极36的移动进行的良导体即可，并没有特别的限定，例如，可以利用铝等的金属箔等。
隔离物34为具有离子透过性且具有绝缘性的多孔体，例如，可以利用由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃构成的薄膜的电化学元件和上述树脂的混合物的延伸膜，或者，由选自纤维素、聚酯及聚丙烯中的至少1种的构成材料构成的纤维无纺布等。在隔离物34的内部含有电解质溶液。
阳极32、阴极36、隔离物34所含的电解质溶液没有特别的限定，可以使用公知的双电层电容器等电化学装置使用的电解质溶液(电解质水溶液、使用有机溶剂的电解质溶液)。例如，作为代表性的例子，可以使用在碳酸亚丙基酯、碳酸二亚乙基酯、乙腈等有机溶剂中溶解了像四乙基铵四氟化硼那样的季铵盐的溶液。
上盖10及下盖20将双电层电容器元件30从上下方向夹住，包围双电层电容器元件30。
下盖20由铝等的金属箔形成。该下盖20有下端封闭上端开放的圆筒状的圆筒部20a，和从该圆筒部20a的上端部向外侧突出地形成的圆环状的凸部20b(端部)。下盖20的圆筒部20a的底部与集电体层38连接。
上盖10由铝等的金属箔形成，有覆盖下盖20的开口部的同时与集电体层37连接的板状的中央部10a，和沿着该中央部10a的周围边缘设置并从上下方向将下盖的凸部20b夹住敛缝的敛缝部(端部)10b。
具体的是，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b之间有绝缘性的垫片40，上盖10的敛缝部10b沿着下盖20的凸部20b的图示上面向外侧延伸，在凸部20b的外侧端向下方弯曲，并沿着凸部20b的下面向内侧延伸。即，该敛缝部10b与凸部20b之间有绝缘性垫片40，并且，该敛缝部10b相对凸部20b被敛缝着，从而从上下夹住凸部20b。如此，双电层电容器元件30被密封在由上盖10和下盖20形成的外壳的内部。
另外，上盖10的中央部10a通过集电体层37与双电层电容器元件30的阳极32电连接，所以上盖10起着双电层电容器100的负极的功能。另外，下盖20的圆筒部20a的底部通过集电体层38与双电层电容器元件30的负极36电连接，所以下盖20起着双电层电容器100的正极的功能。垫片40使上盖10与下盖20之间电绝缘。
另外，特别地，在本实施方式中，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b通过垫片40粘接。
作为这种垫片40，可以利用与金属粘接的树脂。例如，优选酸改性聚丙稀，酸改性聚乙烯等树脂。使用像这样的通过加热与金属粘接的树脂作为垫片40，在夹着垫片40将上盖10的敛缝部10b相对下盖20的凸部20b敛缝后，通过从外部加热该垫片40，可以容易地通过垫片40使上盖10及下盖20粘接。另外，作为垫片40，也可以利用环氧树脂等粘接剂，也可以同时进行敛缝和粘接。
根据本实施方式的双电层电容器，由于垫片40粘接上盖10的敛缝部10b和下盖20的凸部20b，所以上盖10的敛缝部10b不容易被剥离。所以，即使上盖10和下盖20的厚度比现有的薄很多，也容易维持双电层电容器的密封性能。从而也可以减少漏液等事故。
下面，对作为该种电化学装置的双电层电容器元件30的一例制造方法进行说明。首先，准备整形金属箔带凸部20b的圆筒状的下盖20，和平板状的上盖10d。然后，将设有集电体层37、38的双电层电容器元件30收容在下盖20内，在下盖20的凸部20b上设置含有通过加热呈现与金属的粘接性的材料的电绝缘性垫片40，用上盖10覆盖下盖20的开口(参照图2(a))。
然后，将上盖10d的端部10e向下方弯曲，从上下夹住凸部20b，使端部10e相对凸部20b敛缝形成敛缝部10b，密封双电层电容器元件30(参照图2(b))。
接着，从外部加热敛缝部10b，使垫片40熔融，通过垫片40将上盖10及下盖20粘接。如此，完成如图1所示的双电层电容器100。
另外，在上述实施方式中，虽然使用通过加热表现与金属的粘接性的垫片40，在敛缝后通过实施热处理进行粘接，但是，例如也可以在凸部20b的上下面涂覆呈现粘接性的电绝缘树脂作为垫片后，再将上盖放置并敛缝。
(第2实施方式)下面，参照图3对第2实施方式的作为电化学装置的硬币型双电层电容器200进行说明。本实施方式的双电层电容器200与第1实施方式的不同点在于，为了覆盖上盖10与下盖20的接缝99，还具有用于粘接上盖10的端部10b至下盖20的电绝缘性树脂部90。
该树脂部90可以通过例如涂覆环氧树脂等的粘接剂而容易地制得。
据此，上盖10的敛缝部10b的端部与第1实施方式相比更不容易剥离。
另外，在形成这样的树脂部90时，如图4所示，具有有利于将双电层电容器200使用回流用焊部215、216安装在基板210上的效果。
首先，在双电层电容器200的下盖20的下面和基板210的型板206之间设置回流用焊部216，上盖10的敛缝部10b的下面侧与基板210的型板205之间设置回流用焊部215。接着，将双电层电容器200与基板210放入回流炉内加热，使回流用焊部215、216回流，在用焊锡将下盖20与型板206连接的同时，用焊锡连接上盖10与型板205。
此时，在双电层电容器200中形成有覆盖上盖10与下盖20的接缝99的电绝缘性树脂部90，所以在使回流用焊部215、216回流时，相互不容易发生短路。
在本实施方式中，敛缝部10b的剥离得到更有效的抑制，上盖10的敛缝部10b与下盖20的凸部20b通过垫片40粘接。但是，在具有树脂部90时，即使上盖10与下盖20不通过垫片40粘接，与现有技术相比，也具有抑制敛缝部10b的剥离的效果。
另外，本发明的电化学装置并不限定于上述实施方式，可以采取各种变形方式。例如，在本实施方式中，作为双电层电容器元件，除了3层结构外，还可以是表现电容器功能的交替层积多个电极与隔离物的5层以上的结构。另外，作为隔离物也可以使用例如固体电介质膜(由固体高分子电介质构成的膜或含离子传导性无机材料的膜)。
另外，密封在容器内的电化学元件不限于双电层电容器元件30，也可以是准电容器(Pseudocapacitor)、氧化还原电容器等。另外，作为电化学元件，也可以使用一次电池元件、锂离子二次电池元件等二次电池元件，在这种情况下，得到作为电化学装置的一次电池、二次电池等。
接着，对本实施方式的双电层电容器的实施例进行说明。
(实施例1-1～1-5)首先，将厚度80μm的铝箔冲压成圆形，作为上盖。然后，将同样的铝箔冲压成圆形，再进行拉深加工，形成圆筒部和凸部，形成下盖。然后，准备厚度350μm的双电层电容器元件。
该双电层电容器元件按正极、隔离物、负极的顺序层积，正极及负极是多孔质活性炭，隔离物是多孔质树脂，它们含1.8mol/L的三乙基甲基铵四氟化硼盐的碳酸亚丙基酯溶液的电解质溶液。
接着，将该双电层电容器元件收容到下盖内后，将酸改性聚乙烯制的圆环状的垫片夹在之间，叠合上盖，将上盖的端部弯曲相对下盖敛缝，密封双电层电容器元件。
接着，加热垫片，使上盖与下盖通过垫片粘接。按照这样的顺序作成5个双电层电容器元件，将其作为实施例1-1～1-5。
(实施例2-1～2-5)在与实施例1-1相同地制作完成的双电层电容器元件上，再设置覆盖上盖与下盖的接缝的树脂制的粘接剂，将其作为实施例2-1～2-5的双电层电容器。
(实施例3-1～3-5)除了不加热垫片以外，其他都与实施例1-1相同地制造双电层电容器，再对该双电层电容器粘接用于覆盖上盖与下盖的接缝的树脂，将其作为实施例3-1～3-5的双电层电容器。
(比较例4-1～4-5)除了不加热垫片以外，其他都与实施例1-1相同地制造双电层电容器，将其作为实施例4-1～4-5的双电层电容器。
对如此得到的双电层电容器的初期内部电阻及放电容量进行测定后，在室温60℃、湿度90％的环境中放置100小时，然后测定了内部电阻及放电容量。进一步，在上盖的敛缝部的一部分施加50g的载荷，调查敛缝部是否剥离。进一步，在不能测定放电容量的情况下，对于双电层电容器元件确认是否为电解液干燥的干涸状态。
将各实施例、比较例的双电层电容器的初期内部电阻及放电容量、环境试验后的内部电阻及放电容量、载荷试验结果、以及是否干涸的结果全都表示在图5的表中。
在比较例1-1，1-3，1-4中，通过载荷试验敛缝部发生剥离。另外，比较例1-4中显示，环境试验后的内部电阻显著增加，另外，环境试验后的放电容量显著减少，密封性不好。在比较例1-2，比较例1-5中，不能测定环境试验后的放电容量，电解液的溶剂几乎都蒸发掉了(干涸)。
另一方面，实施例1-1～1-5，实施例2-1～2-5，实施例3-1～3-5的任一双电层电容器，其环境试验后的内部电阻和放电容量都在合适的范围内，并且在载荷试验中敛缝部没有剥离。
所以，可以确认本发明提供了一种即使容器和盖的材料变薄敛缝部也不容易剥离的电化学装置。
产业上利用的可能性根据本发明的电化学装置，垫片粘接一个容器部件的端部和另外的容器部件的端部，或者，为了覆盖一个容器部件与另外的容器部件的接缝，从一个容器部件至另外的容器部件用电绝缘性树脂粘接。为此，一个容器部件的敛缝部分的端部不容易剥离。所以，即使是容器部件和盖部件的厚度变薄的情况下，也容易维持电化学装置的密封性能。
权利要求
1.一种电化学装置，其特征在于，包括有一对电极层的电化学元件，包围所述电化学元件的一对金属制的容器部件，介于所述一对容器部件之间使所述容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个所述容器部件的端部，在该所述容器部件的端部与另外的所述容器部件的端部之间夹着所述垫片的状态下，相对另外的所述容器部件的端部敛缝，以密封所述电化学元件，所述一对电极层的一个与一个所述容器部件电连接，所述一对电极层的另外一个与另外的所述容器部件电连接，所述容器部件的一个的端部与另外的所述容器部件的端部通过所述垫片粘接。
2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述垫片含酸改性聚丙烯及酸改性聚乙烯中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的电化学装置，其特征在于，在将一个所述容器部件的端部对另外的所述容器部件的端部敛缝后，通过加热垫片，使一个所述容器部件与另外的所述容器部件粘接。
4.一种电化学装置，其特征在于，包括有一对电极层的电化学元件，包围所述电化学元件的一对金属制的容器部件，介于所述一对容器部件之间的使所述容器部件之间电绝缘的电绝缘性垫片；通过将一个所述容器部件的端部，在该所述容器部件的端部与另外的所述容器部件的端部之间夹着所述垫片的状态下，相对另外的所述容器部件的端部敛缝，以密封所述电化学元件，所述一对电极层的一个与一个所述容器部件电连接，所述一对电极层的另一个与另一个所述容器部件电连接，具备粘接所述容器部件的一个至所述容器部件的另一个的电绝缘性树脂，其覆盖所述容器部件的一个与所述容器部件的另一个的接缝。
5.如权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述容器部件的一个的端部与所述容器部件的另一个的端部通过所述垫片粘接。
全文摘要
本发明为包括有一对电极层(32)、(36)的电化学元件(30)，包围电化学元件(30)的一对金属制的容器部件(10)、(20)，介于一对容器部件(10)、(20)之间使容器部件(10)、(20)之间电绝缘的电绝缘性垫片(40)，通过将一个容器部件(10)的敛缝部(10b)，在与另一个的容器部件(20)的凸部(20b)之间存在垫片(40)的状态下，相对另一个的容器部件(20)的凸部(20b)敛缝密封电化学元件(30)的双电层电容器(100)，一个的容器部件(10)的敛缝部(10b)与另一个的容器部件(20)的凸部(20b)通过垫片(40)粘接。
文档编号H01M2/08GK1806305SQ20048001659
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月13日
发明者高桥哲哉, 宫木阳辅, 小须田敦子, 大塚正幸, 宫原邦男 申请人:Tdk株式会社
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