蓄电器件及其制造方法与流程

本发明涉及蓄电器件及其制造方法。

背景技术：

以往，已知双电层电容器、二次电池等的各种蓄电器件。例如专利文献1中记载了其一例。专利文献1所记载的蓄电器件具备：在第1端面被引出的第1内部电极、在第2端面被引出的第2内部电极、以及在第1内部电极与第2内部电极之间配置的隔板。在第1端面之上，配置与第1内部电极电连接的第1外部电极。在第2端面之上，配置与第2内部电极电连接的第2外部电极。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/083925号公报

技术实现要素：

-发明要解决的课题-

在蓄电器件中，存在想要提高内部电极与外部电极的导通性、且提升电可靠性的这种期望。

本发明的主要目的在于提升蓄电器件的电可靠性。

-解决课题的手段-

本发明所涉及的蓄电器件具有器件主体、第1电极膜和第2电极膜。器件主体具有：第1主面以及第2主面、第1侧面以及第2侧面、和第1端面以及第2端面。第1主面以及第2主面沿着长度方向以及宽度方向延伸。第1侧面以及第2侧面沿着长度方向以及厚度方向延伸。第1端面以及第2端面的一部分沿着宽度方向以及厚度方向延伸。在器件主体内，设置第1内部电极以及第2内部电极。第1电极膜被设置在器件主体之上。第1电极膜与第1内部电极连接。第2电极膜被设置在器件主体之上。第2电极膜与第2内部电极连接。第1端面具有第1部分和第2部分。第1部分沿着宽度方向以及厚度方向延伸。第2部分位于第1部分的外侧。第2部分相对于第1部分倾斜。第2端面具有第3部分和第4部分。第3部分沿着宽度方向以及厚度方向延伸。第4部分位于第3部分的外侧。第4部分相对于第3部分倾斜。第1电极膜被设置为从第1部分之上起直至到达第2部分之上为止。第2电极膜被设置为从第3部分之上起直至到达第4部分之上为止。因此，由于第1电极膜以及第2电极膜到达第2部分或者第4部分，所以难以从器件主体剥离。由此，第1电极膜与第1内部电极难以分离。第2电极膜与第2内部电极难以分离。因此，本发明所涉及的蓄电器件具有较高的电可靠性。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件中，第1电极膜的端部位于第2部分之上，第2电极膜的端部位于第4部分之上。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件中，器件主体具有：功能部，具有第1内部电极以及第2内部电极；和外装体，盖功能部的外表面的一部分，第1部分以及第3部分的至少一部分由功能部构成，第2部分以及第4部分由外装体构成。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件中，还具备：第1金属盖罩，覆盖器件主体的第1端面侧的部分，且与第1电极膜电连接；和第2金属盖罩，覆盖器件主体的第2端面侧的部分，且与第2电极膜电连接，在第2部分与第1金属盖罩之间设有间隙，在第4部分与第2金属盖罩之间设有间隙。该情况下，第2部分与第1金属盖罩不会干扰。第4部分与第2金属盖罩不会干扰。由此，能够提高第1金属盖罩以及第2金属盖罩与第1电极膜或者第2电极膜之间的紧贴性。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件中，第1电极膜以及第2电极膜由喷镀膜构成。

本发明所涉及的蓄电器件的制造方法具备制作器件主体的工序、和喷镀工序。在喷镀工序中，通过在第1端面以及第2端面各自之上进行喷镀材料的喷镀，来形成第1电极膜以及第2电极膜。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，在喷镀工序中，排列多个器件主体使得第1端面朝向同一方向，针对排列后的多个器件主体进行喷镀材料的喷镀。该情况下，能够提高多个蓄电器件的制造效率。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，在喷镀工序中，以在相邻的器件主体之上所形成的电极膜彼此不被接合的这种间隙，来排列多个器件主体。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，在喷镀工序中，排列多个器件主体使得器件主体间的间隔为110μm以上。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，在喷镀工序中，进行喷镀以使得第1电极膜以及第2电极膜的厚度为100μm以上且140μm以下。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，喷镀工序包括：在第1带与第2带之间，沿着带的长边方向彼此空出间隔来配置多个器件主体之后，进行卷绕从而制作卷绕体的工序；和对卷绕体进行喷镀材料的喷镀由此来形成第1电极膜以及第2电极膜的工序。

优选地，在本发明所涉及的蓄电器件的制造方法中，制作卷绕体，使得第1主面以及第2主面的长度方向上的端部从第1带以及第2带露出。能够以较高的形状精度来形成第1电极膜以及第2电极膜。

-发明效果-

根据本发明，能够提高蓄电器件的电可靠性。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的蓄电器件的示意立体图。

图2是图1的线ii-ii处的示意剖视图。

图3是本发明的一实施方式中的器件主体的第1端面的示意俯视图。

图4是表示本发明的一实施方式中的蓄电器件的制造工序的示意侧视图。

图5是表示本发明的一实施方式中的蓄电器件的制造工序的示意俯视图。

图6是表示本发明的一实施方式中的蓄电器件的制造工序的示意俯视图。

图7是图6的线vii-vii处的示意剖视图。

图8是表示实验例1～9中的喷镀时的相邻的器件主体间的间隔、相邻的器件主体之上所形成的喷镀膜间的间隔的图表。

具体实施方式

以下，对实施本发明的优选的方式进行说明。不过，下述的实施方式仅仅是例示。本发明并不限于下述的实施方式。

此外，在实施方式等中所参照的各图中，对于实质上具有同一功能的部件，假定以同一符号进行参照。此外，实施方式等中所参照的附图是示意性所记载的图。图中描绘的物体的尺寸的比例等有时与现实物体的尺寸的比例等有所不同。在附图彼此之间，有时物体的尺寸比例等也不同。具体的物体的尺寸比例等应该参照以下的说明来进行判断。

图1是本实施方式所涉及的蓄电器件的示意立体图。图2是图1的线ii-ii处的示意剖视图。图3是本实施方式中的器件主体的第1端面的示意俯视图。

图1～图3所示的蓄电器件1例如是构成双电层电容器或二次电池的器件。

蓄电器件1具备器件主体10。器件主体10具有：第1主面10a以及第2主面10b、第1侧面10c以及第2侧面10d、第1端面10e以及第2端面10f。第1主面10a以及第2主面10b分别沿着长度方向l以及宽度方向w延伸。第1主面10a和第2主面10b在厚度方向t对置。第1侧面10c以及第2侧面10d分别沿着长度方向l以及厚度方向t延伸。第1侧面10c与第2侧面10d在宽度方向w对置。第1端面10e以及第2端面10f各自的一部分沿着宽度方向w以及厚度方向t延伸。第1端面10e和第2端面10f在长度方向l对置。本实施方式中，器件主体10被设为大致长方体。

如图2以及图3所示，第1端面10e具有第1部分10e1、第2部分10e2。第1部分10e1沿着宽度方向w以及厚度方向t延伸。第2部分10e2位于第1部分10e1的外侧。第2部分10e2将第1部分10e1、第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d连接。第2部分10e2相对于第1部分10e1倾斜。具体而言，第2部分10e2从第1部分10e1一侧朝向外侧，向器件主体10的长度方向l的中央侧延伸。

如图2所示，第2端面10f也与第1端面10e同样地，具有第3部分10f1和第4部分10f2。第3部分10f1沿着宽度方向w以及厚度方向t延伸。第4部分10f2位于第3部分10f1的外侧。第4部分10f2将第3部分10e1、第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d连接。第4部分102相对于第3部分10f1倾斜。具体而言，第4部分10f2从第3部分10f1一侧朝向外侧，向器件主体10的长度方向l的中央侧延伸。

如图2所示，器件主体10具有多个第1内部电极11、多个第2内部电极12。第1内部电极11以及第2内部电极12沿着厚度方向t被交替设置。

第1内部电极11与第1主面10a以及第2主面10b平行地设置。第1内部电极11在第1端面10e被引出，另一方面，在第2端面10f以及第1侧面10c及第2侧面10d未被引出。

第1内部电极11具有第1集电体11a、以及第1活性物质层11b、11c。

第1集电体11a例如能够由金属箔来构成，该金属箔由铝、铜等的至少一种金属构成。

在第1集电体11a的一侧的表面之上设有第1活性物质层11b，在另一侧的表面之上设有第1活性物质层11c。在蓄电器件1构成双电层电容器的情况下，第1活性物质层11b、11c是构成极化电极的部件。该情况下，第1活性物质层11b、11c优选包含活性炭等的碳材料。

第2内部电极12与第1主面10a以及第2主面10b平行地设置。第2内部电极12在第2端面10f被引出，另一方面，在第1端面10e以及第1侧面10c及第2侧面10d未被引出。

第2内部电极12具有第2集电体12a、以及第2活性物质层12b、12c。

第2集电体12a例如能够由金属箔构成，该金属箔由铝、铜等的至少一种金属构成。

在第2集电体12a的一侧的表面之上设有第2活性物质层12b，在另一侧的表面之上设有第2活性物质层12c。在蓄电器件1构成双电层电容器的情况下，第2活性物质层12b、12c是构成极化电极的部件。该情况下，第2活性物质层12b、12c优选包含活性炭等的碳材料。

第2活性物质层12c与第1活性物质层11b对置。第2活性物质层12b与第1活性物质层11c对置。

在第1活性物质层11b之上设有第1电解质含有层13a。在第1活性物质层11c之上设有第1电解质含有层13b。在第2活性物质层12b之上设有第2电解质含有层13c。在第2活性物质层12c之上设有第2电解质含有层13d。

电解质含有层13a、13b、13c、13d分别含有电解质。优选电解质含有层13a、13b、13c、13d分别由含有电解质的凝胶构成。例如，凝胶能够使用高分子聚环氧乙烷系树脂等。

电解质例如能够使用emitfsi、emibf4等的离子性液体、碳酸丙烯脂、乙腈等的溶媒。

第1活性物质层11b与第2活性物质层12c隔着第1电解质含有层13a和第2电解质含有层13d而对置。第1活性物质层11c与第2活性物质层12b隔着第1电解质含有层13b和第2电解质含有层13c而对置。

器件主体10具有功能部10a和外装体10b。功能部10a是表现出作为蓄电器件的功能的部分。功能部10a具有上述的第1内部电极11及第2内部电极12、以及电解质含有层13a、13b、13c、13d。

外装体10b覆盖功能部10a的外表面的一部分。具体而言，外装体10b覆盖功能部10a的第1主面及第2主面、以及第1侧面及第2侧面。功能部10a的第1端面以及第2端面从外装体10b露出。因此，第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d由外装体10b构成。第1端面10e以及第2端面10f由功能部10a和外装体10b构成。

在第1端面10e之上设有第1外部电极18。第1外部电极18与第1内部电极11电连接。第1外部电极18具有第1电极膜18a、第1金属盖罩18b。

第1电极膜18a与第1内部电极11连接。第1电极膜18a被设置为覆盖第1端面10e。详细而言，第1电极膜18a覆盖第1端面10e的实质上的整体。第1电极膜18a被设置为从第1部分10e1起直至到达第2部分10e2为止。第1电极膜18a的端部位于第2部分10e2之上。第1电极膜18a并没有位于第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d之上。

第1金属盖罩18b覆盖器件主体10的第1端面10e侧的部分。具体而言，第1金属盖罩18b覆盖第1端面10e、第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c以及第2侧面10d各自的第1端面10e侧的部分。

第1金属盖罩18b与第1电极膜18a电连接。

在第1金属盖罩18b与第2部分10e2之间设有间隙。因此，能够抑制第1金属盖罩18b与器件主体10以及第1电极膜18a之间的位置上的干扰。

在第2端面10f之上设有第2外部电极19。第2外部电极19与第2内部电极12电连接。第2外部电极19具有第2电极膜19a、第2金属盖罩19b。

第2电极膜19a与第2内部电极12连接。第2电极膜19a被设置为覆盖第2端面10f。详细而言，第2电极膜19a被设置为覆盖第2端面10f的实质上的整体。第2电极膜19a被设置为从第3部分10f1之上起直至到达第4部分10f2之上为止。第2电极膜19a的端部位于第4部分10f2之上。第2电极膜19a并没有位于第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d之上。

第2金属盖罩19b覆盖器件主体10的第2端面10f侧的部分。具体而言，第2金属盖罩19b覆盖第2端面10e、第1主面10a及第2主面10b以及第1侧面10c及第2侧面10d各自的第2端面10f侧的部分。

第2金属盖罩19b与第2电极膜19a电连接。

在第2金属盖罩19b与第4部分10f2之间设有间隙。因此，能够抑制第2金属盖罩19b与器件主体10以及第2电极膜19a之间的位置上的干扰。

在本实施方式中，第1电极膜18a以及第2电极膜19a分别由喷镀膜构成。第1电极膜18a以及第2电极膜19a例如能够通过由从al、cu、al-si构成的群组中选择出的至少一种金属构成。

第1金属盖罩18b以及第2金属盖罩19b例如通过包含合金(fe-42ni合金)的母材或者由铝或铝合金组成的母材、覆盖母材的外表面的ni/ag镀层来构成。

可是，若电极膜从器件主体剥离，则电极膜与内部电极之间的导通被解除。因此，蓄电器件的蓄电功能受损。因此，从提高蓄电器件的电可靠性的观点出发，抑制电极膜的剥离是重要的。在本实施方式的蓄电器件1中，第1电极膜18a被设置为从第1部分10e1之上起直至到达倾斜的第2部分10e2之上为止。因此，第1电极膜18a难以从第1端面10e剥离。第2电极膜19a被设置为从第3部分10f1之上起直至到达倾斜的第4部分10f2之上为止。因此，第2电极膜19a难以从第2端面10f剥离。因此，蓄电器件1具有优异的电可靠性。

这样，从实现蓄电器件1的优异的电可靠性的观点出发，优选设置倾斜的第2部分10e2以及第4部分10f2。不过，从不使蓄电器件1的蓄电特性降低的观点出发，优选将第2部分10e2以及第4部分10f2不设置在功能部10a，而设置在外装体10b。也就是说，优选第1部分10e1以及第3部分10f1的至少一部分由功能部10a构成，第2部分10e2以及第4部分10f2由外装体10b构成。

再有，本实施方式中，说明了第2部分10e2以及第4部分10f2分别为平面状的例子。但是，本发明并不限于该构成。第2以及第4部分也可以由曲面构成。

接下来，参照图4～图7来说明蓄电器件1的制造方法的一例。

首先，制作器件主体10。器件主体10例如能够通过公知的方法制造。接下来，在器件主体10的第1端面10e以及第2端面10f各自之上对喷镀材料进行喷镀，由此形成第1电极膜18a以及第2电极膜19a(喷镀工序)。之后，通过将第1金属盖罩18b以及第2金属盖罩19b盖在器件主体10上，能够完成蓄电器件1。

接下来，对喷镀工序进行详细说明。

如图4以及图5所示，在第1带31与第2带32之间，将多个器件主体10沿着带31、32的长边方向彼此空出间隔而配置，以使得第1端面10e朝向同一方向。之后，卷绕由夹持着多个器件主体10的第1带31以及第2带32构成的层叠体，由此得到图6所示的卷绕体40。如图7所示，在卷绕体40中，器件主体10相邻配置。在层叠体的卷绕时，可以在带31与带32之间插入隔离物50(参照图7)来调整相邻的器件主体10间的间隔。

再有，本实施方式中，第1带31成为沿着器件主体10的形状而弯曲的形状，第2带32为平板状。在相邻的器件主体10间，第1带31与第2带32被贴合。但是，本发明并不限于此。例如，也可以第1带31以及第2带32的双方沿着器件主体10的形状而弯曲。该情况下，第1带31以及第2带32的位于相邻的器件主体10间的部分，可以位于器件主体10的厚度方向上的中央部。

接下来，对卷绕体40进行喷镀材料的喷镀，形成第1电极膜18a以及第2电极膜19a。这样，针对多个器件主体10以同一工序进行喷镀，能够有效地形成第1电极膜18a以及第2电极膜19a。

在喷镀工序中，优选进行喷镀使得第1电极膜18a以及第2电极膜19a的厚度为100μm以上且140μm以下。在此，在将蓄电器件的侧面研磨至宽度方向上的尺寸成为1/2而露出的断面，测量电极膜的厚度方向上的中央部的厚度，由此能够得到电极膜的厚度。

再有，如图5所示，优选制作卷绕体40以使得第1主面10a以及第2主面10b的长度方向l上的端部从第1带31以及第2带32露出。例如，在第1主面以及第2主面的长度方向上的端部没有从第1带以及第2带露出的情况下，存在由喷镀所形成的电极膜的端部的厚度过厚的情况。通过制作卷绕体40以使得第1主面10a以及第2主面10b的长度方向l上的端部从第1带31以及第2带32露出，由此能够抑制电极膜18a、19a的端部变得过厚。

在喷镀工序中，若相邻的器件主体10的间隔过小，则存在相邻的器件主体10之上所喷镀膜18a、19a被接合的情况。该情况下，需要将被接合的喷镀膜18a、19a切断。因此，在喷镀工序中，优选在以相邻的器件主体10之上所形成的电极膜18a、19a彼此不被接合的间隔来排列多个器件主体10的状态下进行喷镀。

图8是表示实验例1～9中的喷镀时的相邻的器件主体间的间隔、相邻的器件主体之上所形成的喷镀膜间的间隔的图表。根据图8所示的结果可知，在喷镀工序中。通过将相邻的器件主体10间的间隔设为110μm以上，能够可靠地抑制在相邻配置的器件主体10之上所形成的喷镀膜18a、19a接合。

符号说明

1蓄电器件

10器件主体

10a功能部

10b外装体

10a第1主面

10b第2主面

10c第1侧面

10d第2侧面

10e第1端面

10e1第1部分

10e2第2部分

10f第2端面

10f1第3部分

10f2第4部分

11第1内部电极

11a第1集电体

11b、11c第1活性物质层

12第2内部电极

12a第2集电体

12b、12c第2活性物质层

13a、13b第1电解质含有层

13c、13d第2电解质含有层

18第1外部电极

18a第1电极膜

18b第1金属盖罩

19第2外部电极

19a第2电极膜

19b第2金属盖罩

31第1带

32第2带

40卷绕体

50隔离物