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CN109219902A - 蓄电设备 - Google Patents

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Publication number
CN109219902A
CN109219902A CN201780033293.5A CN201780033293A CN109219902A CN 109219902 A CN109219902 A CN 109219902A CN 201780033293 A CN201780033293 A CN 201780033293A CN 109219902 A CN109219902 A CN 109219902A
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CN
China
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energy storage
storage device
electric energy
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Application number
CN201780033293.5A
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Inventor
大塚正博
川合徹
樋口昌史
见子拓也
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

提供一种薄型的蓄电设备。电极体(3)是一体化的。电极体(3)的弯折强度高于第一主壁部(21)的弯折强度，第一主壁部(21)与电极体(3)接合在一起。

Description

蓄电设备
技术领域
本发明涉及一种蓄电设备。
背景技术
目前，将蓄电设备用作各种电子设备的电源。例如，在专利文献1中记载有在壳体收容有电极组装体(电极体)的蓄电设备。在专利文献1中记载的蓄电设备中，用于调节电极组装体与壳体的内表面的间隙的分隔件设置在壳体内。具体而言，在壳体内的电极组装体的两侧设置有分隔件。也就是说，在专利文献1中记载的蓄电设备中，在壳体内设置有多个分隔件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015－146252号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，伴随着电子设备的薄型化发展，对蓄电设备的薄型化的要求不断变高。
本发明的主要目的是提供一种薄型的蓄电设备。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的蓄电设备包括壳体、电极体以及电解质。壳体是长方体形状的。壳体具有第一主壁部和第二主壁部。第二主壁部与第一主壁部在厚度方向上相对。电极体配置于壳体内。电极体具有正极、负极以及配置在正极与负极之间的间隔件。电极体是一体化的。电解质填充于壳体内。电极体的弯折强度高于第一主壁部的弯折强度，第一主壁部与电极体接合在一起。
在本发明的蓄电设备中，弯折强度高于第一主壁部的弯折强度的电极体与第一主壁部接合。因此，即使在例如第一主壁部较薄且第一主壁部的强度较低的情况下，由于高强度的电极体接合于第一主壁部，因而通过电极体能够抑制第一主壁部的变形等。因此，能够使第一主壁部变薄。因此，能够使蓄电设备薄型化。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，壳体的第一主壁部的厚度为200μm以下。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，壳体的第一主壁部的厚度为100μm以下。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，第一主壁部与电极体通过多个接合部接合在一起。在上述情况下，由于相邻的接合部之间形成有电解液的流动路径，因此，电解液易于流动。因此，能够提供充电放电特性优异的蓄电设备。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，接合部被设置成跨越第一主壁部的一条假想对角线。在上述情况下，由于在第一主壁部21中，弯折强度较低的部分与具有较高的弯折强度的电极体接合，因此，上述部分的变形通过电极体得到抑制。因此，能够使第一主壁部进一步变薄。因此，能够提供更为薄型的蓄电设备。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，接合部被设置成除了跨越一条假想对角线以外，还跨越第一主壁部的另一条假想对角线。在上述情况下，能够进一步提高第一主壁部的弯折强度。因此，能够使第一主壁部变薄。因此，能够提供更为薄型的蓄电设备。
在本发明的蓄电设备中，较为理想的是，壳体与位于电极体的最外层的电极是相同电位。在上述情况下，即使壳体与电极体接触也不会短路。
发明效果
根据本发明，能够提供薄型的蓄电设备。
附图说明
图1是第一实施方式的蓄电设备的示意立体图。
图2是第一实施方式的蓄电设备的示意俯视图。
图3是沿图1的线Ⅲ-Ⅲ的示意剖视图。
图4是第一实施方式的蓄电设备的示意俯视图。
图5是第二实施方式的蓄电设备的示意俯视图。
图6是第三实施方式的蓄电设备的示意俯视图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式的一例进行说明。但是，下述实施方式仅为例示。本发明完全不限定于下述实施方式。
此外，在实施方式等参照的各附图中，对具有实质相同的功能的构件采用相同的符号来进行参照。此外，在实施方式等参照的附图为示意性的记载。描绘于附图的物体的尺寸的比例等有时与现实的物体的尺寸的比例等不同。即使在附图彼此间，物体的尺寸比例等有时也不同。应当参考下述说明来判断具体的物体的尺寸比例等。
(第一实施方式)
图1是本实施方式的蓄电设备的示意立体图。图2是本实施方式的蓄电设备的示意俯视图。图3是沿图1的线Ⅲ-Ⅲ的示意剖视图。图4是第一实施方式的蓄电设备的示意俯视图。
图1至图4所示的蓄电设备1包括电解液或凝胶电解质等电解质4。具体而言，蓄电设备1例如可以是充电电池等电池、双电层电容器等电容器等。
如图3所示，蓄电设备1包括壳体2。壳体2是大致长方体形状的。具体而言，在俯视观察时，上述壳体2是具有各角部被弄圆的形状的矩形形状。壳体2具有在厚度方向T上相对的第一主壁部21和第二主壁部22。较为理想的是，第一主壁部21、第二主壁部22的厚度分别为200μm以下、100μm以下。另外，能够采用数显千分尺对主壁部21和22在俯视观察时的中央处的厚度进行测定来获得该主壁部21和22的厚度。
较为理想的是，壳体2由不容易与后述的电解质4反应的材质构成。壳体2也可由绝缘体构成，还可由金属等导电体构成。壳体2还可由内表面通过绝缘涂敷膜涂敷的导电体构成。
另外，虽然在图1中未图示，但在壳体2还可设置有电极端子。在壳体2也可设置有正极端子和负极端子这两者，也可在壳体2设置有上述正极端子和负极端子中的一方，而另一方由通过导电体构成的壳体2构成。
如图3所示，壳体2的内部配置有电极体3。电极体3具有矩形形状的正极31、矩形形状的负极32以及间隔件33。正极31和负极32隔着间隔件33在厚度方向T上相对。在厚度方向T上，在正极31与负极32之间配置有间隔件33。通过上述间隔件33使正极31与负极32绝缘。具体而言，隔着正极31相邻的间隔件33的端边彼此连接。通过上述相邻的两片间隔件33构成袋状间隔件33a。正极31配置于上述袋状间隔件33a内。不过，在本发明中，在厚度方向T上相邻的间隔件也可不进行接合而形成袋状。在本发明中，也可将片状或折叠形状(日文：九十九折り状)的间隔件设置在正极与负极之间。
在本实施方式中，对电极体3是由片状的正极31、间隔件33以及片状的负极32层叠而构成的层叠型电极体的例子进行了说明。但是，本发明不限定于此。在本发明中，电极体只要具有能够积蓄电力的结构即可，不做特别的限定。例如，电极体也可以由将层叠片材卷绕而得到的卷绕体构成，该层叠片材是通过将正极、间隔件和负极以这样的顺序层叠而成的。不过，从使蓄电设备薄型化的观点来看，较为理想的是，电极体是层叠型的电极体。
正极31的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地确定。例如，在蓄电设备1是充电电池的情况下，正极31能够由正极集电体以及设置于该正极集电体的至少一个面之上的活性物质层构成。例如，在蓄电设备1是双电层电容器的情况下，正极31能够由正极集电体以及设置于该正极集电体的至少一个面之上的极化电极层构成。通常，正极31包括粘结剂。具体而言，正极31的正极活性物质层和极化电极层等包括粘结剂。
负极32的结构能够根据蓄电设备1的种类适当地确定。例如，在蓄电设备1是充电电池的情况下，负极32能够由负极集电体以及设置于该负极集电体的至少一个面之上的活性物质层构成。例如，在蓄电设备1是双电层电容器的情况下，负极32能够由负极集电体以及设置于该负极集电体的至少一个面之上的极化电极层构成。通常，负极32包括粘结剂。具体而言，负极32的负极活性物质层和极化电极层等包括粘结剂。
间隔件33例如能够由多孔片材构成，该多孔片材具有能供电解质中的离子移动的连续气泡。间隔件33能够由例如聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、纤维素、芳香族、聚偏氟乙烯、特氟龙(注册商标)等构成。此外，间隔件33的表面也可由陶瓷涂层或粘接层等覆盖。间隔件33的表面也可具有粘接性。此外，间隔件33可以是由一种材料构成的单层膜，也可以是由一种或两种以上的材料构成的复合膜或多层膜。
在蓄电设备1中，正极31、间隔件33以及负极32以该顺序层叠多次。上述正极31、间隔件33以及负极32的层叠体34是一体化的。具体而言，电极体3还具有带状体5。通过上述带状体5使层叠体34一体化，从而构成一体的电极体3。带状体5的基材可以是聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺等。在带状体5是粘附性带状体的情况下，粘附剂可以由具有抗电解液性的丙烯酸、硅酮、橡胶类等构成。不过，在本发明中，正极、间隔件以及负极一体化的方法没有特别的限定。例如，也可通过使正极与间隔件粘接并且使间隔件与负极粘接来使电极体3一体化。
另外，在本实施方式中，带状体5具有第一带状体51和第二带状体52。第一带状体51设置于层叠体34的W1侧。第一带状体51设置成经由层叠体34的宽度方向W上的一方侧(W1侧)的侧面并跨越层叠体34的第一主表面3a和第二主表面3b。通过上述第一带状体51，间隔件33的W1侧端部在朝向厚度方向T的T1侧弯曲的状态下被固定。
第二带状体52设置于层叠体34的W2侧。第二带状体52设置成经由电极体3的宽度方向W上的另一方侧(W2侧)的侧面并跨越层叠体34的第一主表面3a和第二主表面3b。通过上述第二带状体52，间隔件33的W2侧端部在朝向厚度方向T的T1侧弯曲的状态下被固定。
一体化的电极体3的弯折强度高于壳体2的第一主壁部21的弯折强度。具体而言，较为理想的是，电极体3的弯折强度是壳体2的第一主壁部21的弯折强度的两倍以上，更为理想的是三倍以上。
另外，较为理想的是，在蓄电设备1中，壳体2与位于电极体3的最外层的电极是相同电位的。其原因是，即使在壳体2与位于电极体3的最外层的电极接触的情况下也不会发生短路。
在壳体2内填充有电解质4。电极体3浸渍于电解质4。
在蓄电设备1中，电极体3的主表面与壳体2的内表面在接合部6处接合。具体而言，在本实施方式中，电极体3与第一主壁部21通过粘接层6a粘接。更具体而言，如图4所示，粘接层6a(接合部6)设置成跨越第一主壁部21的假想对角线L1。更具体而言，粘接层6a(接合部6)设置成除了跨越假想对角线L1以外，还跨越第一主壁部21的假想对角线L2。
此外，在图3中，可以将电极体3的主表面3b与第二主壁部22接合在一起，也可将主表面3a与第一主壁部21接合在一起并且将主表面3b与第二主壁部22接合在一起。
在本发明中，电极体与壳体也可不通过粘接层粘接的方式接合。在本发明中，例如也可直接接合。
对粘接层6a没有特别的限定，较为理想的是，该粘接层6a不容易与电解质4反应。具体而言，较为理想的是，粘接层6a由树脂或包括树脂的树脂组合物构成。更具体而言，较为理想的是，粘接层6a由下述材料构成的组中选出的至少一种或包括下述材料的树脂组合物(由两种以上的下述材料构成的混合物、共聚物等)构成：聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸(PAA)等丙烯酸类树脂；苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶(EPDM)等合成橡胶；天然橡胶；纤维素；羧甲基纤维素(CMC)；聚氯乙烯(PVC)；苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶(EPDM)等合成橡胶；天然橡胶；聚酰亚胺(PI)；聚酰胺(PA)；聚乙烯(PE)；聚丙烯(PP)；聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)；聚醚腈(PEN)；聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚氟乙烯(PVF)等氟树脂；氟橡胶；硅酮树脂；以及环氧树脂等。
较为理想的是，包含于粘接层6a的树脂与包含于正极31或负极32的作为粘结剂的树脂是相同种类的树脂。此外，较为理想的是，包含于粘接层6a的树脂与包含于粘接有粘接层6a的电极(正极31或负极32)的作为粘结剂的树脂是相同种类的树脂。在本实施方式中，电极体3的最靠近壳体2的内表面侧(T1侧)的电极为负极32，该负极32通过粘接层6a粘接。因此，较为理想的是，包含于负极32的粘结剂和粘接层6a均包括SBR。为了在形成粘接层时对浆料的粘度进行调节，粘接层也可包含有由羧甲基纤维素(CMC)等构成的增稠材料。
在正极31和负极32等电极中，可以在集电体的单面之上设置有活性物质层，也可在集电体的双面之上设置有活性物质层。从使蓄电设备1薄型化的观点来看，较为理想的是，在负极集电体的单面之上设置有负极活性物质层。
如上述说明的那样，在蓄电设备1中，弯折强度高于第一主壁部21的弯折强度的电极体3接合于第一主壁部21。因此，在第一主壁部21中弯折强度较低的部分通过具有较高的弯折强度的电极体3支承，从而使第一主壁部21不容易变形。因此，能够使第一主壁部21变薄。例如，能够将第一主壁部21设为200μm以下并且进一步设为100μm以下。因此，能够使蓄电设备1薄型化。
从同样的观点来看，较为理想的是，将第二主壁部22与弯折强度较高的电极体3接合。这样，能够使第二主壁部22变薄。例如，能够将第二主壁部22设为200μm以下并且进一步设为100μm以下。因此，能够使蓄电设备1进一步薄型化。
此外，接合部6设置成跨越第一主壁部21的假想对角线L1。在第一主壁部21中假想对角线上的部分的弯折强度较低。因此，在接合部6设置成跨越强度较低的假想对角线L1的情况下，能够进一步提高第一主壁部21的强度。因此，能够使第一主壁部21变薄。因此，能够提供更为薄型的蓄电设备。
从进一步提高第一主壁部21的弯折强度的观点来看，较为理想的是，接合部6设置成除了跨越假想对角线L1以外，还进一步跨越假想对角线L2。在上述情况下，能够进一步提高第一主壁部21的弯折强度。因此，能够提供更为薄型的蓄电设备。
从同样的观点来看，在将第二主壁部22与电极体3接合的情况下，较为理想的是，第二主壁部22与电极体3的接合部设置成跨越第二主壁部22的一条假想对角线，更为理想的是，上述接合部设置成除了跨越一条假想对角线以外，还跨越另一条假想对角线。
以下，对本发明的优选实施方式的其它示例进行说明。在下述说明中，具有与上述第一实施方式的功能基本相同的功能的构件采用相同的符号进行参照并省略说明。
(第二实施方式和第三实施方式)
图5是第二实施方式的蓄电设备1a的示意俯视图。图6是第三实施方式的蓄电设备1b的示意俯视图。
在第一实施方式中，对第一主壁部21与电极体3的主表面通过一个接合部6接合的示例进行了说明。但是，本发明不限定于上述结构。如图5和图6所示，在本发明中，第一主壁部21与电极体3的主表面也可通过多个接合部6接合。在第一主壁部21与电极体3的主表面通过多个接合部6接合的情况下，在相邻的接合部6之间形成有电解液的流动路径。因此，电解液易于流动。因此，能够提高蓄电设备的充电放电特性。
符号说明
1、1a、1b 蓄电设备；
2 壳体；
3 电极体；
3a 第一主表面；
3b 第二主表面；
4 电解质；
5 带状体；
6 接合部；
6a 粘接层；
21 第一主壁部；
22 第二主壁部；
31 正极；
32 负极；
33 间隔件；
33a 袋状间隔件；
34 层叠体；
51 第一带状体；
52 第二带状体；
L1、L2 假想对角线。

Claims (7)

1.一种蓄电设备，其特征在于，包括：
长方体形状的壳体，所述壳体具有第一主壁部以及与所述第一主壁部在厚度方向上相对的第二主壁部；
一体化的电极体，所述电极体配置于所述壳体内，并且具有正极、负极以及配置在所述正极与所述负极之间的间隔件；以及
电解质，所述电解质填充于所述壳体内，
所述电极体的弯折强度高于所述第一主壁部的弯折强度，
所述第一主壁部与所述电极体接合在一起。
2.如权利要求1所述的蓄电设备，其特征在于，
所述壳体的第一主壁部的厚度为200μm以下。
3.如权利要求1或2所述的蓄电设备，其特征在于，
所述壳体的第一主壁部的厚度为100μm以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述第一主壁部与所述电极体通过多个接合部接合在一起。
5.如权利要求1至4中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述接合部被设置成跨越所述第一主壁部的一条假想对角线。
6.如权利要求5所述的蓄电设备，其特征在于，
所述接合部被设置成除了跨越所述一条假想对角线以外，还跨越所述第一主壁部的另一条假想对角线。
7.如权利要求1至6中任一项所述的蓄电设备，其特征在于，
所述壳体与位于所述电极体的最外层的电极是相同电位。
CN201780033293.5A 2016-05-31 2017-02-15 蓄电设备 Pending CN109219902A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016108292 2016-05-31
JP2016-108292 2016-05-31
PCT/JP2017/005431 WO2017208512A1 (ja) 2016-05-31 2017-02-15 蓄電デバイス

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