专利名称：蓄电设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电容器(capacitor)、锂离子二次电池等蓄电设备，更详细地说涉及具有至少一部分由铝或者铝合金构成的包装容器的蓄电设备。
背景技术：
作为应对于需要高能量密度以及高输出特性的用途的电容器，近年来，人们开始关注组合了锂离子二次电池以及双电层电容器的蓄电原理的、被称为混合电容器的蓄电设备。该蓄电设备是如下的有机电解质电容器预先利用化学方法或电化学方法，使锂离子吸藏、担载(以下也称为掺杂)于能够使锂离子吸藏和脱离的碳材料，以降低电位，由此，具有得到高能量密度的负极电极(例如參照专利文献I、专利文献2)。作为这种蓄电设备，周知有具有将正极电极以及负极电极隔着能浸溃在电解液中的隔板而层叠后的电极层叠体从其一端卷绕而成的电极单元的卷绕型、具有将多个正极以及多个负极隔着能浸溃在电解液中的隔板交替地层叠后的电极层叠体构成的电极单元的层积型等，此外，作为容纳电极单元的包装容器，周知金属制的罐状的形式(參照专利文献3)、由具有铝层作为中间层的复合膜(laminate film)构成的形式(參照专利文献4)等。而且，作为构成罐状的包装容器的金属材料，常用铁和钢等，但近来从蓄电设备的轻量化的观点出发，也使用铝或者铝合金等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特许第3485935号公报专利文献2 :日本专利特开2007-67105号公报专利文献3 日本专利特再W005/052967号公报专利文献4 日本专利特开2009-76249号公报
发明内容
但是，在上述的蓄电设备中，在包装容器由铝或者铝合金形成的情况下，有以下的问题。在包装容器内，在从锂离子供给源向电极掺杂锂离子时，有时锂金属微粉不被涂覆而是浮游，附着于包装容器的内面。而且，有如下问题附着于包装容器的内面的锂金属微粉，容易与形成包装容器的铝，合金化，由此，成为包装容器腐蚀的原因。此外，在包装容器由具有铝层作为中间层的复合膜构成的情况下，在该包装容器中的、接触电解液的由例如聚丙烯构成的内层产生龟裂或破损的情况下，由于与构成中间层的铝发生合金化，有腐蚀中间层的危险。
本发明，是基于以上情况而做出的，其目的在于提供ー种蓄电设备即使锂金属微粉从锂离子供给源游离而附着于包装容器，也能防止形成包装容器的铝与锂合金化。本发明的蓄电设备，由至少一部分由铝或者铝合金构成的包装容器、配置于该包装容器内的正极电极以及负极电极、以及填充在所述包装容器内且包含锂盐的电解液构成，通过配置在所述包装容器内的锂离子供给源与所述负极电极以及/或者所述正极电极的电化学接触，锂离子被掺杂于该负极电极以及/或者该正极电极，所述蓄电设备的特征在于，所述包装容器的由铝或者铝合金构成的部分被设为正极电位。本发明的蓄电设备中，上述包装容器是由具有铝层的复合膜构成的。此外，上述包装容器是由铝或者铝合金构成的管状的包装容器。这样的蓄电设备，优选作为锂离子电容器。
根据本发明的蓄电设备，由于将由包装容器中的铝或者铝合金构成的部分作为正极电位，所以即使锂金属微粉从锂离子供给源游离而附着于包装容器，也能防止由该包装容器中的铝或者铝合金构成的部分与锂发生合金化。
图I是示出本发明的锂离子电容器的一例中的结构的说明用剖面图。图2是示出卷绕型的电极单元的结构的说明用剖面图。图3是构成卷绕型的电极单元的电极层叠体的说明图，Ca)是平面图，(b)是在长度方向上切断的剖面图。图4是示出卷绕型的电极单元的外观的说明图。图5是对负极电极的一部分放大示出的说明图，Ca)是平面图，(b)是在宽度方向上切断的剖面图。图6是对正极电极的一部分放大示出的说明图，Ca)是平面图，(b)是在宽度方向上切断的剖面图。图7是示出对集电体压接了锂离子供给源的状态的说明图。图8是示出本发明的锂离子电容器的另一例的结构的说明用剖面图。图9是示出本发明的锂离子电容器的又一例的结构的说明用剖面图。图10是对图9所示的锂离子电容器中的包装容器的一端部放大示出的说明用剖面图。(符号说明)10 :电极单元；10A :电极层叠体；11 :正极电极；lla :正极集电体；llb :电极层；Ile :另ー侧缘部；12 :负极电极；12a :负极集电体；12b 电极层；12e : —侧缘部；13 :第一隔板；13a :—端部分；13b :另一端部分；14 :第二隔板；14a :—端部分；14b :另一端部分；15、16 :锂离子供给源;15a、16a :锂极集电体；17 :带；18 :隔板；20 :包装容器；21 :周壁部；22 :—端壁部；23 :另一端壁部；24 :正极引线；25 :正极集电板；26 :负极集电板；27 :固定部件；28 :负极引线；30 :正极电极端子；33 :连接部件；35 :负极电极端子；38、39 :垫圈；40 :包装容器；41 :上部包装膜;42 :内层；43 :中间层；44 :外层；45 :下部包装膜；46 :内层；47 :中间层；48 :外层；49 :密封部；S :容纳空间。
具体实施例方式以下，将本发明的蓄电设备作为锂离子电容器实施的情况下的方式作为举例进行说明。
图I是示出本发明的锂离子电容器的一例中的结构的说明用剖面图。该锂离子电容器，是将带状的正极电极以及负极电极分别隔着隔板层叠并卷绕后卷绕型的锂离子电容器，具有圆筒状的卷绕型的电极单元10、容纳该电极单元10的由铝或者铝合金构成的包装容器20、和在该包装容器20内填充的含有锂盐的电解液。图2是示出卷绕型的电极单元的结构的说明用剖面图，图3是构成卷绕型的电极単元的电极层叠体的说明图，图3 (a)是平面图，图3 (b)是在长度方向上切断的剖面图。电极单元10，是在带状的第一隔板13 —面，将带状的正极电极11和带状的第二隔板14以及带状的负极电极12按这个顺序层叠而成的电极层叠体10A，从其一端卷绕成圆筒状而构成的。这里，正极电极11以及负极电极12被配置为，后述的各自的电极层隔着第二隔板14互相对向。在图示的例子中，电极层叠体IOA以负极电极12作为内侧的方式进行卷绕。此外，第一隔板13以及第ニ隔板14，比正极电极11以及负极电极12尺寸长，在电极层叠体IOA中，正极电极11层叠于除了第一隔板13的一端部分13a以及另一端部分13b以外的中央部分，负极电极12层叠于除了第二隔板14的一端部分14a以及另一端 部分14b以外的中央部分。在本发明中，“正扱”意味着放电时流出电流、充电时流入电流的ー侧的扱，“负极”意味着放电时流入电流、充电时流出电流的ー侧。在第一隔板13的一端部分13a与第二隔板14的一端部分14a之间，由膜状的锂金属构成的锂离子供给源15以与各个正极电极11以及负极电极12不直接接触的方式，在电极单元10中卷绕大概I周的状态被配置。此外，在第一隔板13的另一端部分13b与第二隔板14的另一端部分14b之间，由膜状的锂金属构成的锂离子供给源16，以与各个正极电极11以及负极电极12不直接接触的方式，在电极单元10中卷绕大概I周的状态被配置。如图4所示，在电极单元10的外周面、即第一隔板13的另一端部分13b的外表面，设置固定电极单元10并在一面具有粘着剂层的两个带17。通过设置这样的带17，使电极单元10容纳在包装容器20内的作业变容易，能够实现锂离子电容器的组装作业性的提高。负极电极12，如图5所示，是在带状的负极集电体12a的至少一面，形成含有负极活性物质的电极层12b而成的电极。在图示的例子中，电极层12b以覆盖除去位于负极集电体12a上的接近一端壁部22的一侧缘部12e以外的部分的表面的方式形成，负极集电体12a的一侧缘部12e的表面呈露出的状态。而正极电极11，如图6所示，在帯状的正极集电体Ila的至少一面，形成含有正极活性物质的电极层Ilb而成。在图示的例子中，电极层Ilb以覆盖除去位于正极集电体Ila上的接近另一端壁部23的另ー侧缘部lie以外的部分的表面的方式形成，正极集电体Ila的另ー侧缘部He的表面呈露出的状态。而且，在电极层叠体IOA中，正极电极11，在第一隔板13上，以正极集电体Ila的另ー侧缘部Ile从该第一隔板13的另ー侧缘凸出的方式层叠，负极电极12，在第二隔板14上，以负极集电体12a的一侧缘部12e从该第二隔板14的一侧缘凸出的方式层叠。此外，在电极单元10中，从第一隔板13的另ー侧缘凸出的正极集电体Ila的另ー侧缘部lie，在该电极单元10的另一端(图I中的下端)凸出并向内侧弯曲，而从第二隔板14的一侧缘凸出的负极集电体12a的一侧缘部12e，从该电极单元10的一端(图I中的上端)凸出并向内侧弯曲。
正极集电体Ila以及负极集电体12a(以下，将两者并称为“电极集电体”)，由具有贯通表面和背面的孔的多孔材料构成，作为这种多孔材料的形态，能够举出扩展金属、冲压合金、金属网、发泡体、或者通过蚀刻形成贯通孔的多孔质箔等。电极集电体的孔的形状能够设定为圆形、矩形、及其它适宜的形状。此外，电极集电体的厚度，从强度以及轻量化的观点出发，优选为20 50 μπι。电极集电体的气孔率，通常为10 79%，优选为20 60%。这里，气孔率是通过[I-(电极集电体的质量/电极集电体的真实比重)/ (电极集电体的表观体积)]X 100算出的。作为电极集电体的材质，一般能够采用以有机电解质电池等的用途所使用的各种材质。作为负极集电体12a的材质的具体例，列举不锈钢、铜、镍等，作为正极集电体Ila的材质的具体例，列举铝、不锈钢等。
通过将这样的多孔材料作为电极集电体使用，从锂离子供给源15、16放出的锂离子通过电极集电体的孔而自由地在各电极间移动，所以能够向负极电极12以及/或者正极电极11中的电极层llb、12b掺杂锂离子。此外，在本发明中，使用不易脱落的导电性材料，对电极集电体中的至少一部分孔进行封闭，在这种状态下，优选在电极集电体的一面，形成电极层llb、12b，由此，能够使电极的生产率提高，能够防止或者抑制由于电极层llb、12b从电极集电体脱落而发生的锂离子电容器的可靠性的降低。此外，通过减小各电极的厚度(电极集电体以及电极层的合计厚度)，能够得到更高的输出密度。此外，电极集电体中的孔的形态以及数目等可以适当设定，以使后述的电解液中的锂离子不会被集电体隔断而能够在电极的表面和背面之间移动，并且易于由导电性材料封闭。负极电极12的电极层12b含有负极活性物质，该负极活性物质能够可逆地担载锂离子。作为构成电极层12b的负极活性物质，能够适于使用例如石墨、难石墨化的炭或者聚并苯系有机半导体(以下称为“PAS”)等，该聚并苯系有机半导体是芳香族系缩聚物的热处理物，具有氢原子/碳原子的原子数比(以下记为“Η/C”)为O. 50 O. 05的聚并苯系
基本结构。在本发明的锂离子电容器中，负极12的电极层12b使用含有上述碳材料或PAS等负极活性物质的材料而形成于负极集电体12a上，但该方法不是特定的，可以利用公知的方法。具体而言，可以制备将负极活性物质粉末、粘合剂和根据需要将导电性粉末分散于水系介质或有机溶剂中得到的浆料，并将该浆料涂布于负极集电体12a的表面后进行干燥，或者将上述浆料预先成形为片状并将得到的成形体粘贴于负极集电体12a的表面，由此，形成电极层12b。这里，作为浆料的制备中使用的粘合剂，例如可以列举SBR等橡胶系粘合剂、或聚四氟こ烯、聚偏ニ氟こ烯等含氟树脂、聚丙烯、聚こ烯等热塑性树脂。其中，作为粘合剂优选含氟树脂，特别优选使用氟原子/碳原子的原子比(以下称为“F/C”)为O. 75以上且小于
I.5的含氟树脂，更优选F/C为O. 75以上且小于I. 3的含氟树脂。
粘合剂的使用量根据负极活性物质的种类和电极形状等而不同，相对于负极活性物质为I 20质量％，优选为2 10质量％。并且，作为根据需要使用的导电性材料，例如可以列举こ炔炭黑、导电炭黑(ketjen black,注册■商标)、石墨、金属粉末等。该导电性材料的使用量根据负极活性物质的导电性、电极形状等不同而不同，相对于负极活性物质优选以2 40质量％的比例使用。通过对负极集电体12a涂上上述浆料，由此，在形成电极层12b的情况下，优选在负极集电体12a的涂层面形成导电性材料的衬底层。在负极集电体12a的表面上直接涂上浆料的情况下，有时由于负极集电体12a是多孔材料，所以浆料会从负极集电体12a的孔漏出，或者由于负极集电体12a的表面不平滑，难以形成具有均匀厚度的电极层12b。进而，通过在负极集电体12a的表面形成衬底层，孔被衬底层12c堵住，并且形成平滑的涂层面，因此，容易涂上浆料，并且，能够形成具有均匀厚度的电极层12b。负极电极12的电极层12b的厚度以与正极电极11的电极层Ilb的厚度平衡的方 式设计，以确保所得到的锂离子电容器具有充分的能量密度，而从所得到的锂离子电容器的输出密度、能量密度以及エ业的生产率等观点出发，在形成于负极集电体12a的一面的情况下，负极12的电极层12b的厚度通常为15 μ m 100 μ m,优选为20 μ m 80 μ m。正极11的电极层Ilb含有正极活性物质，该正极活性物质能够可逆地担载锂离子和/或例如四氟硼酸盐那样的负离子。作为构成电极层Ilb的正极活性物质，例如可以使用具有Η/C为O. 05 O. 50的聚并苯系基本结构的PAS等，其例如是活性炭、导电性高分子、芳香族系缩聚物的热处理物。正极电极11的电极层Ilb能够通过与负极电极12的电极层12b同样的方法形成。作为第一隔板13以及第ニ隔板14，相对于电解液、正极活性物质或负极活性物质具有耐久性，可以使用具有能浸溃电解液的连通气孔的导电性小的多孔体等。作为第一隔板13以及第ニ隔板14的材质，可以使用纤维素(纸)、纤维素/人造纤維、聚こ烯、聚丙烯或其它公知的材质。其中，纤维素(纸)在耐久性和经济性方面是优选的。第一隔板13以及第ニ隔板14的厚度没有特别限定，但通常优选大约为20μπι 50 μ m0如图7所示，锂离子供给源15、16优选压接或层叠于金属制的集电体(以下，称为“锂极集电体”)15a、16a。在这样的结构中，通过在锂极集电体15a、16a上设置锂极端子(省略图示)，或者，通过设置使位于锂极集电体15a、16a上的接近一端壁部22的ー侧缘部从第ー隔板13以及第ニ隔板14的各自的一侧缘凸出，从而能够电连接于负极电极端子35。作为该锂极集电体15a、16a，优选使用与电极集电体同样的多孔构造，以使构成锂离子供给源15、16的锂金属容易压接或蒸镀，并且根据需要供锂离子通过。此外，锂极集电体15a、16a的材质优选使用不锈钢等与锂离子供给源15、16不反应的材质。此外，作为锂极集电体15a、16a，在使用不锈钢网筛等导电性多孔体的情况下，优选构成锂离子供给源15、16的锂金属的至少一部分、特别地为80质量％以上埋入锂极集电体15a、16a的孔中，由此，锂离子担载于负极电极12后，因锂金属消失而在电极间产生的间隙变少，能够更可靠地维持得到的锂离子电容器的可靠性。此外，锂极集电体15a、16a的厚度优选大约为10 μ m 200 μ m。此外，压接于锂极集电体15a、16a的锂金属的厚度考虑预先担载于负极电极12中的锂离子的量而适当确定，通常为I 300 μ m,优选大约为50 μ m 300 μ m。构成锂离子供给源15、16的锂金属的量优选设定为锂离子掺杂的量，以使正极电极11和负极电极12短路后的正极电极11的电位为2. OV以下，进而，例如优选以使对负极电极12能够从电极单元10的外周面和内周面的两侧尽可能均衡地迅速使锂离掺杂的方式，分配构成锂离子供给源15的锂金属的量以及构成锂离子供给源16的锂金属的量。作为带17的母材的材质，只要相对于电解液具有耐久性，且对得到的锂离子电容器没有不良影响，则没有特别限定，例如能够使用聚酰亚胺、聚丙烯等。此外,带17的厚度为大约50 μ m 100 μ m、宽度为大约5 μ m 10 μ m的话,能够稳定地固定电极单元10，且作业性也提高，因此是优选的。此外，带17可以设置为卷绕电极单元10的I周以上，也可以设置为卷绕不足电极单元10的I周。 包装容器20构成为，在圆管状的周壁部21的两端分别与圆板状的一端壁部22以及另一端壁部23形成为一体。这里，“一体”意味着包含通过基于熔接等的接头而进行一体化的情況。图示的例子中，一端壁部22与周壁部21的一端的周缘通过熔接而形成为一体，另一端壁部23通过一体成型与周壁部21的另一端连续地形成为一体。而且，电极单元10，在包装容器20内，以使该电极单元10的一端、即负极集电体12a的一侧缘部12e的位置接近一端壁部22的方式，沿着该包装容器20的轴方向配置。在包装容器20中的一端壁部22上，分别以从该一端壁部22外表面凸出的方式互相隔离地设置着具有螺旋形状的内周面的金属制螺帽型、或者具有螺旋状的外周面的中空柱状的金属制的螺钉型的正极电极端子30以及负极电极端子35。具体而言，正极电极端子30以通过熔接而固定于包装容器20中的一端壁部22的外表面并与之电连接的状态设置其基端部。而负极电极端子35以贯通包装容器20中的一端壁部22的厚度方向并延伸的方式而设置，在负极电极端子35贯通一端壁部22的部分中，在该负极端子电极35与一端壁部22之间设有由绝缘性材料构成的垫圈38，由此，负极电极端子35形成与一端壁部22电气性绝缘的状态。包装容器20的具体的尺寸，根据设置于内部的电极单元10的尺寸而设定。作为正极电极端子30，能够适宜地采用铝质的材料，但作为负极电极端子35，能够适宜地采用在铜质的基体的表面镀镍的材料。此外，正极电极端子30以及负极电极端子35的外径为例如5 12mm。此外，正极电极端子30以及负极电极端子35从一端壁部22的凸出高度为例如5 30mmo在电极单元10的一端处，将由金属构成的圆板状的负极集电板26，在例如通过电阻焊而熔接并电连接的状态下通过由绝缘性树脂构成的固定部件27固定而设置于负极集电体12a的一侧缘部12e，在该负极集电板26上，电连接有负极引线28，进而，由于该负极引线28与负极电极端子35电连接，而在负极集电体12a的一侧缘部12e，通过负极集电板26以及负极引线28，而电连接有负极电极端子35。此外，在电极单元10的另一端处，由金属构成的圆板状的正极集电板25，以与正极集电体Ila的另ー侧缘部Ile通过例如电阻焊而熔接并进行电连接的状态而配置，进而，该正极集电板25与包装容器20的另一端壁部23的内面通过例如电阻焊而熔接并进行电连接，由此，包装容器20被置为正极电位，并且在正极集电体Ila的另ー侧缘部lie，通过正极集电板25以及包装容器20 (另一端壁部23，周壁部21以及一端壁部22)，电连接有正极电极端子30。作为正极集电板25，能够适宜地采用铝质的材料，但作为负极集电板26，能够适宜地采用在铜质的基体的表面镀镍的材料。此外，正极集电板25以及负极集电板26的厚度为例如5 30mm。在包装容器20内，填充有由锂盐的非质子性有机溶剂电解质溶液构成的电解液。作为构成电解质的锂盐，只要能够移送锂离子，即便在高电压下也不会引起电分解，锂离子能够稳定地存在即可，作为其具体例子，可以列举LiC104、LiAsF6, LiBF4, LiPF6,Li (C2F5SO2)2N 等。作为非质子性有机溶剂的具体例子，可以列举碳酸こ烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸ニ甲酷、碳酸ニこ酷、Y-丁内酷、こ腈、ニ甲氧基こ烷、四氢呋喃、ニ氧戊烷、ニ氯甲烷、环丁砜等。这些非质子性有机溶剂可以単独使用，也可以混合两种以上使用。电解液通过使上述电解质和溶剂在充分脱水的状态下混合而制备，为了减小电解液引起的内部电阻，电解液中的电解质的浓度优选至少为O. I摩尔/L以上，更优选为O. 5 I. 5摩尔/L0例如准备在圆管状的周壁部21的另一端与另一端壁部23 —体成型的包装容器材料，在该包装容器材料内配置电极单元10，并且在进行了所需的电连接作业后，通过在包装容器材料的一端，熔接设置了正极电极端子30以及负极电极端子35的圆板状的一端壁部件而进行一体化，从而形成包装容器20，进而向包装容器20内填充电解液，从而得到上述的锂离子电容器。而且，在这样制造的锂离子电容器中，由于在包装容器20内填充了能够供给锂离子的电解液，所以如果放置适宜的期间，则由于负极电极12以及/或者正极电极11与锂离子供给源15、16的电化学接触，从锂离子供给源15、16放出的锂离子掺杂到负极电极12以及/或者正极电极11中。此外，通过在预先对第一隔板13以及第ニ隔板14配置锂离子供给源15、16的状态下卷绕电极层叠体10A，从而能够以同一エ序进行电极单元10的制造和锂离子供给源15,16的配置，所以能够得到更高的生产率。于是，根据上述的锂离子电容器，将包装容器20置为正极电位，所以即使锂金属微粉从锂离子供给源15、16中游离出来而附着于包装容器20的内面，也能防止构成该包装容器20的铝与锂进行合金化。图8是示出本发明的锂离子电容器的另ー个例子的结构的说明用剖面图。该锂离子电容器是将各帯状的正极电极以及负极电极隔着隔板层叠并卷绕的卷绕型的锂离子电容器，具有图2至图7所示的结构的卷绕型的电极单元10、容纳该电极单元10的包装容器20、和填充于该包装容器20内的含有锂盐的电解液。在该例的包装容器20中，在铝或者铝合金构成的圆管状的周壁部21的另一端，一体地形成有铝或者铝合金构成的圆板状的另一端壁部23，在周壁部21的一端的开ロ，以通 过垫圈39对包装容器20内进行密闭的方式，配置绝缘性树脂构成的一端壁部22。而且，电极单元10，在包装容器20内，以使该电极单元10的一端、即负极集电体12a的一侧缘部12e的位置接近一端壁部22的方式，沿着该包装容器20的轴方向配置。在包装容器20中的一端壁部22上，分别以贯通该一端壁部22而从外表面凸出的方式，互相隔离地设置着具有螺旋形状的内周面的金属制螺帽型、或者具有螺旋状的外周面的中空柱状的金属制的螺钉型的正极电极端子30以及负极电极端子35。在电极单元10的一端(图8中的上端 )处，将由金属构成的圆板状的负极集电板26，在例如通过热线熔接(激光熔接等)、超声波熔接、电阻焊等熔接方法而熔接并电连接的状态下通过由绝缘性树脂构成的固定部件27固定而设置于负极集电体12a的一侧缘部12e，在该负极集电板26上，电连接有负极引线28，进而，由于该负极引线28与负极电极端子35电连接，而在负极集电体12a的一侧缘部12e，通过负极集电板26以及负极引线28，而电连接有负极电极端子35。此外，在电极单元10的另一端处，由金属构成的圆板状的正极集电板25，以与正极集电体Ila的另ー侧缘部lie通过例如电阻焊而熔接并进行电连接的状态而配置，该正极集电板25上电连接了正极引线24，进而，该正极引线24电连接与正极电极端子30，由此，在正极集电体Ila的另ー侧缘部lie，通过正极集电板25以及正极引线24，电连接有正极电极端子30。此外，正极集电板25，通过例如电阻焊而熔接于在包装容器20的另一端壁部23的内面并且电连接，由此，包装容器20的铝或者铝合金构成的部分，具体而言是周壁部21以及另一端壁部23被置为正极电位。作为构成包装容器20的一端壁部21的绝缘性树脂，能够采用聚苯硫醚等。此外，正极电极端子30，负极电极端子35，正极集电板25以及负极集电板26的尺寸及材质、以及、包装容器20内填充的电解液，如图I所示，与锂离子电容器同样。根据这样的锂离子电容器，将包装容器20的周壁部21以及另一端壁部23置为正极电位，所以即使锂金属微粉从锂离子供给源15、16中游离出来而附着于包装容器20周壁部21以及另一端壁部23的内面，也能防止构成该周壁部21以及该另一端壁部23的铝与锂进行合金化。图9是示出本发明的锂离子电容器的另一例的结构的说明用剖面图。该锂离子电容器是多个正极电极11以及多个负极电极12隔着隔板18交替地层积而得到的层积型的锂离子电容器，具有层积型的电极单元10、容纳该电极单元10的包装容器40、和填充在该包装容器40内的含有锂盐的电解液。各个矩形的复合膜构成的上部包装膜41以及下部包装膜45，以互相重合的状态，通过沿着各自的外周缘部互相气密地接合，形成密封部49而构成本例的包装容器40。图示的例子中，对上部包装膜41的中央部分，施以拉深加工，由此在包装容器40的内部，形成容纳电极单元10的容纳空间S，在该容纳空间S内容纳电极单元10，并且填充电解液。此夕卜，在包装容器40的一端(图9中的右端)，以从该包装容器40的内部的容纳空间S经由密封部49向外部凸出的方式设置金属构成的正极电极端子30，在包装容器40的另一端(图9中的左端)，以从该包装容器40的内部的容纳空间S经由密封部49向外部凸出的方式设置金属构成的负极电极端子35。上部包装膜41以及下部包装膜45，如图10所示，各自是由例如聚丙烯层构成的内层42、46，层积于该内层42、46的、招层构成的中间层43、47，以及层积于该中间层43、47的、例如尼龙构成的外层44、48的三层构造构成的。此外，本例的电极单元10中，矩形片状的多个正极电极11以及矩形片状的负极电极12隔着隔板18交替地层积，在最上层的负极电极12的上表面，隔着隔板18，层积有矩形膜状的锂离子供给源15，在最下层的负极电极12的下表面，隔着隔板18，层积有矩形膜状的锂离子供给源16。各个正极电极11，在正极集电体Ila的两面形成含有正极活性物质而成的矩形的电极层(省略图示)而构成。各个正极电极11的正极集电体11a，分别接近于包装容器40一端的一端部向着正极电极端子30延伸而与该正极电极端子30电连接。各个负极电极12，在负极集电体12a的两面形成 含有负极活性物质而成的矩形的电极层(省略图示)而构成。各个负极电极12的负极集电体12a，分别接近于包装容器40另一端的另一端部向着负极电极端子35延伸而与该负极电极端子35电连接。而且，正极电极端子30，经由在厚度方向上贯通上部包装膜41、正极电极端子30以及下部包装膜45而延伸的针状金属构成的连接部件33，而与上部包装膜41以及下部包装膜45的各个的中间层43、47电连接，由此，上部包装膜41以及下部包装膜45的各个的中间层43、47被置为正极电位。以上的正极电极端子30以及负极电极端子35的厚度,例如为O. I O. 5mm。此外，包装容器40中的密封部49的宽度，例如为5 15mm。此外，作为构成连接部件33的金属，能够采用不锈钢材料等。此外，正极电极11中的正极集电体Ila以及电极层的材质、负极电极12中的负极集电体12a以及电极层的材质、正极电极端子30以及负极电极端子35的材质、以及包装容器40内填充的电解液，与图I所示的锂离子电容器同样。这样的锂离子电容器能够例如以下那样地制造。将设有正极电极端子30以及负极电极端子35的电极单元10，配置于下部包装膜45上的所需的位置，并且，在该电极单元10上，使上部包装膜41重合，并对上部包装膜41以及下部包装膜45的外周缘部的三边进行热熔着。在上部包装膜41以及下部包装膜45之间注入电解液之后，通过对上部包装膜41以及下部包装膜45的外周缘部中的未熔着的ー边进行热熔着，从而形成在上部包装膜41以及下部包装膜45的外周缘部的整周形成有密封部49的包装容器40，由此得到锂离子电容器。根据这样的锂离子电容器，构成包装容器40的上部包装膜41以及下部包装膜45的各个中的中间层43、47的铝层被置为正极电位，所以在上部包装膜41以及下部包装膜45的各个中的内层42、46上产生龟裂、破损的情况下，即使锂金属微粉从锂离子供给源15、16游离出来附着于包装容器40中的中间层43、47的内面，也能够构成该中间层43、47的铝与锂的合金化。以上，对本发明的锂离子电容器的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述方式，而是能够进行各种各样的改变。例如电极单元10也可以是卷绕型的以及层积型以外的结构的样式。此外，作为包装容器，只要是其至少一部分由铝或者铝合金构成的，则能够采用各种各样的结构。
此外，用于将包装容器的铝或者铝合金构成的部分置为正极电位的电连接构造，并不限定于上述的实施方式，而是能够采用适宜的构造。此外，本发明不限定于锂离子电容器，而是能够适宜地应用于锂离子二次电池等蓄电设备。
另外，本发明中的管状构造，只要是管状的构造即可，其宽泛地包括圆筒型、角型等。即，在包装容器为管状构造的情况下，除了圆筒型的蓄电设备以外，还能适用于角型等的设备中。
权利要求
1.一种蓄电设备，由至少一部分由铝或者铝合金构成的包装容器、配置于该包装容器内的正极电极以及负极电极、以及填充在所述包装容器内且包含锂盐的电解液构成，通过配置在所述包装容器内的锂离子供给源与所述负极电极以及/或者所述正极电极的电化学接触，锂离子被掺杂于该负极电极以及/或者该正极电极，所述蓄电设备的特征在干， 所述包装容器的由铝或者铝合金构成的部分被设为正极电位。
2.如权利要求I所述的蓄电设备，其特征在于，所述包装容器，由具有铝层的复合膜构成。
3.如权利要求I所述的蓄电设备，其特征在于，所述包装容器是由铝或者铝合金构成的管状的容器。
4.如权利要求Γ3中任意ー项所述的蓄电设备，其特征在于，所述蓄电设备是锂离子电容器。
全文摘要
提供即使锂金属微粉从锂离子供给源游离出来而附着于包装容器，也能防止形成包装容器的铝，与锂合金化的蓄电设备。该蓄电设备由至少一部分由铝或者铝合金构成的包装容器、该包装容器内配置的正极电极以及负极电极、以及所述包装容器内填充的含有锂盐的电解液构成，通过所述包装容器内配置的锂离子供给源与所述负极电极以及/或者所述正极电极的电化学接触，将锂离子向该负极电极以及/或者该正极电极中掺杂，其特征在于，所述包装容器中的铝或者铝合金构成的部分，被置为正极电位。
文档编号H01M2/26GK102667986SQ20108005784
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月28日
发明者南坂健二, 安东信雄 申请人:Jm能源股份有限公司