电化学装置制造方法

电化学装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种在不降低蓄电特性的条件下，能实现薄型化的电化学装置。本发明的一个实施方式的电化学装置（101），包括容器（10）、蓄电元件（20）、第1构造体（51）、第2构造体（52）。上述容器包括：有第1内表面的容器本体，有与上述第1内表面相对的第2内表面且与上述容器本体接合的盖子。构造体（51、52）被设置在凹部（14）的底面（14a）及盖子（12）的内表面（12a）的至少任何一方，至少一部分埋入正电极层（21）及负电极层（22）的至少任何一方的内部，构造体由导电性粘接材料的硬化物形成。
【专利说明】电化学装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及内置可充放电的蓄电元件的电化学装置。
【背景技术】
[0002]具有可充放电的蓄电元件的电化学装置，一般具有密闭性的容器，用来收装含有正电极、负电极以及正负电极之间配置的分隔板的蓄电元件和电解液。且为了确保容器内侧与各电极之间良好的紧密粘着性及电连接，这之间形成了导电性粘接层。
[0003]例如在下述专利文献1中记载的，在由收装了正极、负极、分隔板及电解液的、由陶瓷制成的凹状容器和封住上述容器的盖子构成的双电层电容器或者二次电池中，正极和容器底部之间以及负极和盖子之间分别用导电性粘接材料粘接。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本发明专利第4773133号公报
【发明内容】

[0007]本发明要解决的问题
[0008]如专利文献1所述的结构，正极和负极的全部面上，因分别形成了由上述导电性粘接材料制成的粘接层，仅仅各粘接层的厚度就使装置的厚度变厚，难以实现容器的薄型化。另一方面，如果将电极层变薄，会导致蓄电特性降低；将粘接层变薄，很难达成所期待的目的。
[0009]鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种不降低蓄电特性的情况下能够实现薄型化的电化学装置。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]本发明的一个技术方案的电化学装置，具有容器、蓄电元件、构造体，上述容器包括，有第1内表面的容器本体以及有与上述第1内表面相对的第2内表面且与上述容器本体接合的盖子；上述蓄电元件包括，粘接在上述第1内表面的第1电极层、粘接在上述第2内表面的第2电极层、上述第1电极层和上述第2电极层之间配置的分隔板，上述蓄电元件夹持在上述第1内表面和上述第2内表面之间；上述构造体，设置在上述第1及第2内表面的至少任何一方，至少一部份埋入上述第1及第2电极层的至少任何一方的内部，由导电性粘接材料的硬化物形成。
[0012]在上述电化学装置中，构造体由在第1及第2电极层的至少任何一方上埋入的导电性材料的硬化物而形成，因此能够确保上述内表面和上述电极层之间的良好的紧密粘着性及电连接。这样不必在电极层的整个表面上形成粘接层，就能使电极层粘着在容器的内表面，因此在不导致蓄电特性低下的同时，能够实现装置的薄型化。
[0013]上述构造体，可包含第1构造体。上述第1构造体设置在上述第1内表面上，至少有一部份埋入上述第1电极层的内部，由导电性粘结材料的硬化物形成。这样，能够确保第1内表面和第1电极层之间良好的紧密粘着性及电连接。
[0014]上述构造体，也可包含第2构造体。上述第2构造体设置在上述第2内表面上，至少有一部份埋入上述第2电极层的内部，由导电性粘结材料的硬化物形成。这样，能够确保第2内表面和第2电极层之间良好的紧密粘着性及电连接。
[0015]上述盖子，可以是平面的形状，也可以是立体的形状。例如上述盖子包括具有上述第2内表面的平板部、围在上述平板部周围的周壁部、设置在上述周壁部的周围并与上述容器本体粘接的接合部。这样盖子的强度增加，能提高容器的耐久性。
[0016]上述容器还可以包括第1端子、第2端子和配线部。
[0017]上述第1端子，设置在上述第1内表面，与上述第1电极层电连接。上述第2端子，设置在上述容器本体的外表面。上述配线部用于上述第1端子和上述第2端子的电连接。这样，上述电化学装置能够由表面装配型元件构成。
[0018]上述第1端子，可以埋入上述第1内表面。该情况下，上述第1构造体以覆盖上述第1端子的形式而构成，因此能够保护第1端子不被电解液腐蚀。
[0019]上述容器，也可以有配置在上述第1构造体和上述第1端子之间且与上述第1电极层连接的集电层。这样，集电效率提高，能够提高装置的电气特性。
[0020]上述容器，也可以有辅助层，该辅助层配置在上述第1内表面和上述第1电极层之间，辅助层上具有被上述第1构造体贯穿的贯通孔。根据辅助层的厚度，能够调整第1构造体的顶端部埋入第1电极层的程度。
[0021]上述第1构造体，也可以有第1突出部以及复数的第2突出部。
[0022]上述第1突出部，配置于上述第1电极层的中央部，埋入上述第1电极层中。上述复数的第2突出部，配置在上述第1电极层的边沿部，至少一部份埋入上述第1电极层。这样，能够提高第1内表面与第1电极层的紧密粘着性。
[0023]上述第1构造体，也可以有连接部，用于将上述复数的第2突出部分别连接在上述容器本体的内周面上。这样，第2突出部能够牢固地固定在容器本体上。
[0024]上述第1及第2构造体，可以在上述蓄电元件的厚度方向上，相向设置而构成。这样，在装置装配时，第1及第2构造体的顶端部能够安稳地埋入第1及第2电极层。
[0025]在上述构成中，上述第1及第2构造体，也可以在上述蓄电元件的中央部上，相向设置而构成。这样，在装置装配时，在第1及第2电极层的压缩作用下，第1及第2构造体很难将电解液挤压到分隔板的外周侧，能够提高装配效率。
[0026]另一方面，上述构造体也可以设置在上述第2内表面上。该情况下，上述构造体至少一部份埋入上述第2电极层的内部。这样，能够分别确保第2内表面和第2电极层之间良好的紧密粘着性及电连接。
[0027]该情况下，上述构造体也可包括，第1突出部和复数的第2突出部。
[0028]上述第1突出部，配置于上述第2电极层的中央部，埋入上述第2电极层中。上述复数的第2突出部，配置在上述第2电极层的边沿部，至少一部份埋入上述第2电极层。这样，能够提高第2内表面和第2电极层的紧密粘着性。
[0029]上述第1以及/或者第2构造体，可为顶端尖的形状。这样，构造体能分别容易地刺入第1以及/或者第2电极层，因此各顶端部能容易地埋入对应的电极层，能提高装配效率。[0030]上述第1以及/或者第2构造体，也可有以下构成。在上述第1电极层和上述第2电极层之间夹持着的上述分隔板的领域内，形成有比该领域的边沿部的厚度薄的薄壁部。
[0031]分隔板的薄壁部，比其他的领域密度高，由于毛细现象，电解液聚集在薄壁部，所以薄壁部的电解液保存量高。因此，例如即使在长期使用后电解液分解导致容器内的电解液量低的情况下，由于电解液能够聚集在分隔板的薄壁部上，因此能确保经过长期使用的装置也可稳定地工作。
[0032]此外，薄壁部，与在第1电极层和第2电极层之间夹持着的分隔板的领域的边沿部相比，厚度较薄，因此能够减少盖子与容器本体接合时挤压到上述领域的外侧的电解液的量。这样能够抑制电解液侵入或污染到容器本体和盖子的接合部，能确保稳定地接合作业性，提高生产效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0033]图1为表示本发明的第1实施方式的电化学装置的全体构成的立体图；
[0034]图2为表示上述电化学装置的俯视图；
[0035]图3为表示沿图2中[A] — [A]线方向剖切的概略剖面图；
[0036]图4为表示上述电化学装置的容器本体的俯视图；
[0037]图5为表示构成上述电化学装置的分隔板的概略俯视图，表示了上述分隔板上形成的薄壁部分的一种形态；
[0038]图6为表示本发明的第2实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0039]图7为表示在第2实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0040]图8为表示本发明的第3实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0041]图9为表示在第3实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0042]图10为表示本发明的第4实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0043]图11为表示在第4实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0044]图12为表示本发明的第5实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0045]图13为表不在第5实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0046]图14为表示本发明的第6实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0047]图15为表示在第6实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0048]图16为表示本发明的第7实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0049]图17为表示在第7实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0050]图18为表示本发明的第8实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0051]图19为表示在第8实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0052]图20为表示本发明的第9实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0053]图21为表示在第9实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0054]图22为表示本发明的第10实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0055]图23为表示在第10实施方式中，容器本体的内部的样子的概略立体图；
[0056]图24为表示本发明的第11实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图；
[0057]图25为表示第1实施方式的电化学装置的构成的变形例的概略侧剖面图；
[0058]图26为表示第8实施方式的电化学装置的构成的变形例的概略侧剖面图；[0059]图27为表示本发明的实施方式的电化学装置的构成的变形例的概略侧剖面图。
[0060]【符号说明】
[0061]10容器；11容器本体；12盖子；20蓄电元件；21正电极层；22负电极层；23分隔板;51、501、510、530、540、551 第 1 构造体;52、502、552、560 第 2 构造体;101—113 电化学
>j-U ρ?α装直。
【具体实施方式】
[0062]下面参照图面，对本发明的实施方式进行说明。
[0063]第1实施方式
[0064]整体构成
[0065]图1为表示本发明的一个实施方式的电化学装置的全体构成的立体图；图2为表示上述电化学装置的俯视图；图3为表示沿图2中[Α] — [Α]线方向剖切的概略剖面图；在各图中，Χ、Υ及Ζ轴表示相互垂直的3轴方向。[0066]本实施方式的电化学装置101, X轴方向表不宽度方向，Υ轴方向表不长度方向，Ζ轴方向表示高度方向，例如，沿X轴方向宽度尺寸为2.5mm，沿Υ轴方向长度尺寸为3.2mm,沿Z轴方向高度尺寸为0.9mm。
[0067]本实施方式的电化学装置101包括容器10、一同封入容器10内部的电解液30和蓄电元件20。电化学装置101构成能充放电的双电层电容器或者二次电池。电化学装置101作为例如电子设备的后备电源等使用。电化学装置101，在图上未表示的电子设备的电路板上，构成为能够通过回流焊接方法等而安装的表面装配型元件。
[0068]容器
[0069]容器10为长方体，包括容器本体11、盖子12和密封环13。容器10通过夹着密封环来相互接合容器本体11和盖子12而构成。
[0070]图4为表示容器本体11的俯视图。容器本体11由陶瓷等绝缘性材料构成，整体大约为长方体。如图3所示，在容器本体11的上表面11a上，由平面的底面14a(第1内表面)和4个侧面14b构成了长方体形状的凹部14。凹部14被盖子12盖住，因此构成了收装蓄电元件20及电解液30的储液室40。
[0071]盖子12由能覆盖凹部14的方式接合容器本体11的上表面11a的大约矩形的板体构成。盖子12由具有与储液室40相对的、平面的内表面12a (第2内表面)的板体形成，例如，沿X轴方向宽度尺寸为2.2mm，沿Y轴方向长度尺寸为2.9mm，沿Z轴方向厚度尺寸为0.14mm。
[0072]在本实施方式中，盖子12的4周边缘部，与中央部相比向容器本体11侧呈阶梯形状下降。也可以与上述相反，与上述边缘部相比，盖子12的中央部向容器本体11侧呈阶梯形状下降，此外边缘部及中央部也可形成同一平面的平坦的形状。
[0073]盖子12由各种金属等的导电性材料构成，例如由可伐合金(铁(Fe)_镍(Ni)_钴(Co)合金)构成。此外，为防止电解腐蚀，盖子12也可以由可伐合金等的母材被Ni(镍)、Pt (白金)、Ag(银)、Au (金)或者Pd(钯)等耐腐蚀性强的金属形成的涂膜覆盖的包覆材料构成。
[0074]密封环13由金属制的环状部件构成，环绕凹部14配置在容器本体11的上表面11a和盖子12之间。密封环13和盖子12 —样，由可伐合金构成，但也可以采用可伐合金以外的金属材料。因为密封环13和盖子12采用同种或者同一的材料构成，所以能够减低两者之间因热膨胀系数的差异导致的热应力的发生。
[0075]在凹部14内配置蓄电元件20且注入电解液30后，通过密封环13，盖子12与容器本体11接合。这样，在容器10的内部形成了密闭的储液室40。盖子12与容器本体11可采用激光焊接法接合，此外也可以采用缝焊等其他的焊接技术或者接合技术。
[0076]容器本体11由层叠复数的陶瓷板烧制而成。凹部14例如通过有开口部的单数或者层叠的复数的陶瓷板而形成。容器本体11具有，与收装在储液室40的蓄电元件20的正电极层21电连接的正极配线15、与蓄电元件20的负电极层22电连接的负极配线16。
[0077]正极配线15包括埋入凹部14的底面14a的柱状部15a (第1端子)，外部正极端子15b(第2端子)，层间配线部15c。柱状部15a设置于凹部14的底面14a，与蓄电元件20的正电极层21电连接。外部正极端子15b设置于容器本体11的外表面。本实施方式中，从容器本体11的一侧的侧面11c开始到下表面lib为止形成了外部正极端子15b。
[0078]柱状部15a形成于构成凹部14的底面14a的陶瓷板上，外部正极端子15b形成于构成容器本体11的底部的陶瓷板的周围及里面。层间配线部15C形成于复数的陶瓷板的层间。柱状部15a、外部正极端子15b及层间配线部15c由各种金属等的导电性材料构成，例如钨(W)或者钨之上包覆由Ni (镍)、Au (金)等形成的层叠膜而构成。
[0079]柱状部15a配置于凹部14的底面14a的大约中央位置。柱状部15a可为单数也可为复数。本实施方式中，柱状部15a在底面14a的大约中央的3个位置形成，还设置有复数的层间配线部15c，该层间配线部15c将各个柱状部15a分别与外部正极端子15b连接。层间配线部15c也可由与各柱状部15a共通的单一的配线部形成。
[0080]负极配线16包括连接配线部16a、外部负极端子16b、层间配线部16c。连接配线部16a与蓄电兀件20的负电极层22电连接,外部负极端子16b设置于容器本体11的外表面。本实施方式中，从容器本体11的另一侧的侧面lid开始到下表面lib为止形成了外部负极端子16b。
[0081]连接配线部16a形成于容器本体11的侧壁内部，与配置于容器本体11的上表面11a的密封环13电连接。S卩，连接配线部16a通过密封环13、盖子12及后述的第2构造体52，与负电极层22电连接。用于代替连接配线部16a，也可通过容器本体11的侧壁内部，形成连接密封环13和外部负极端子16b或者层间配线部16c的柱状部。连接配线部16a、外部负极端子16b及层间配线部16c由各种金属等的导电性材料构成，例如钨(W)或者钨之上包覆由Ni (镍)、Au (金)等形成的层叠膜而构成。
[0082]蓄电元件
[0083]蓄电元件20包括正电极层21 (第1电极层)、负电极层22 (第2电极层)及分隔板23。
[0084]正电极层21由含有活性物质的矩形或者圆形板构成。活性物质例如为活性炭、PAS (Polyacenic Semiconductor:聚并苯类有机半导体)等。下面将正电极层21内包含的活性物质称为正极活性物质。通过双电层在正极活性物质和电解液之间形成电容器，产生一定的静电容量[F]。正电极层21的静电容量由正极活性物质的量[g]、正极活性物质的表面积[m2 / g]以及正极活性物质的比容量[F / m2]的积来决定。[0085]具体来说，正电极层21是对由正极活性物质粒子(例如活性炭粒子)、导电辅助剂(例如科琴黑)及接合剂(例如聚四氟乙烯P TFE (Polytetrafluoroethylene))组成的混合物进行辗压而形成板状，再剪切成一定的大小而制成。经此过程制造的正电极层21，被夹持在凹部14的底面14a和盖子12的内表面12a之间，能够适度地压缩变形。作为一例，正电极层21的厚度为0.2mm。
[0086]负电极层22和正电极层21 —样，由含有活性物质的矩形或者圆形板构成。下面将负电极层22内包含的活性物质称为负极活性物质。负极活性物质能够和正极活性物质采用同一的物质，当正极活性物质为活性炭的情况下，负极活性物质也采用活性炭。在负电极层22中，负极活性物质表面上也吸附电解质离子，形成双电层。负电极层22的静电容量[F]也是由负极活性物质的量[g]、负极活性物质的表面积[m2 / g]以及负极活性物质的比容量[F / m2]的积来决定。因为负极活性物质和正极活性物质是同一的物质，因此比容量也是同样的。
[0087]负电极层22也和正电极层21 —样，对由负极活性物质粒子(例如活性炭粒子)、导电辅助剂(例如科琴黑)及接合剂(例如聚四氟乙烯P TFE (Polytetrafluoroethylene))组成的混合物进行辗压而形成板状，再剪切成一定的大小而制成。经此过程制造的负电极层22，被夹持在凹部14的底面14a和盖子12的内表面12a之间，能够适度地压缩变形。作为一例，负电极层22的厚度为0.2mm。
[0088]分隔板23配置在正电极层21和负电极层22之间，由能够保持电解液30的绝缘材料构成。分隔板23由离子能够通过其厚度方向的多孔性材料制成，例如聚烯烃类的有机材料或无纺布等构成。本实施方式中，由含有玻璃纤维的无纺布构成，但除此之外，还可以由纤维素纤维、塑料纤维等其他的纤维材料的无纺布构成。分隔板23的厚度没有特别限定，例如，可以为0.05—0.2mm的厚度。
[0089]分隔板23与正电极层21及负电极层22相比，形成较大的大约矩形的形状。分隔板23包括接触正电极层21的第I表面231和接触负电极层22的第2表面232。分隔板23在厚度方向上能够压缩变形，在正电极层21和负电极层22之间以适度地压缩变形后的状态，收装在储液室40内。这样减轻了正电极层21和负电极层22之间的内部阻力。
[0090]电解液30没有特别地限定，任意的电解质材料都能够适用。电解液30例如为含有B F 4 —(四氟化硼离子)的4级铵盐溶液,具体来说，5-azoniaspiro[4.4]nonane_BF4(5-氮鎗螺[4.4]壬烧-BF4)或C2H5CH3C3H5N2C9H2tl-BF4 (乙基甲基咪唑壬烷-BF4)的溶液能够适用。
[0091]构造体
[0092]本实施方式的电化学装置101具有构造体50，通过使蓄电元件20压缩变形，在正电极层21和负电极层22之间夹持的分隔板23的领域内，形成有比该领域的边沿部的厚度较薄的薄壁部23a。
[0093]在本实施方式中，构造体50包括，在凹部14的底面14a上设置的第I构造体51和在盖子12的内表面12a上设置的第2构造体52。
[0094]第I构造体51在凹部14的底面14a上形成岛状，从底面14a朝向蓄电元件20(正电极层21)突出。第2构造体52在盖子12的内表面12a上形成岛状，从内表面12a朝向蓄电元件20 (负电极层22)突出。
[0095]第I及第2构造体51、52，分别由比正电极层21及负电极层22更硬的材料制成。第I构造体51埋入正电极层21的内部，第2构造体52埋入负电极层22的内部。
[0096]第I构造体51没有必要全部埋入正电极层21的内部，至少一部分埋入正电极层21内即可。同样地，第2构造体52也没有必要全部埋入负电极层22的内部，至少一部分埋入负电极层22内即可。
[0097]第I及第2构造体51、52，在储液室40内通过使蓄电元件20在厚度方向(Z轴方向)上压缩变形，分隔板23上形成薄壁部23a。在本实施方式中，第I及第2构造体51、52，在Z轴方向上彼此相对地分别设置在凹部14的底面14a和盖子12的内表面12a上。因此，在第I及第2构造体51、52的作用下，蓄电元件20受到来自两面的压缩变形力，在分隔板23上形成了单一的薄壁部23a。
[0098]薄壁部23a的厚度没有特别限定。例如，可在5 μ m以上50 μ m以下。该情况下，薄壁部23a和分隔板23的最外周部分的厚度差,例如可在10 μ m以上150 μ m以下。
[0099]第I及第2构造体51、52，分别由导电性粘接材料的硬化物形成。这样能够确保正电极层21和柱状部15a之间以及负电极层22和盖子12之间稳定的电连接。此外，因为第I及第2构造体51、52分别埋入正电极层21及负电极层22的内部，所以能确保第I构造体51和正电极层21之间、以及第2构造体52和负电极层22之间牢固地粘着状态。
[0100]第I构造体51将正电极层21粘接在凹部14的底面14a上的同时，构成了电连接两者的正极粘接层。第I构造体51形成于凹部14的底面14a和正电极层21之间的部分领域上，本实施方式中，如图4所示形成了能覆盖3个柱状部15a的大小。这样能防止柱状部15a与电解液30接触导致腐蚀。
[0101]构成第I构造体51的导电性粘接材料，采用含有导电性粒子的合成树脂材料。导电性粒子适合采用导电性强、化学稳定性好的物质，例如石墨颗粒。含有导电性粒子的合成树脂材料适合采用对电解液膨润性小、耐热性高、化学稳定性好的物质，例如酚醛树脂。
[0102]第I构造体51形成为圆形半球状。这样通过正电极层21在分隔板23上能稳定地形成薄壁部23a。第I构造体51埋入正电极层21内，通过正电极层21将分隔板23的第I表面231局部地压缩，在该第I表面231上形成一定深度的凹陷Dl的压痕。凹陷Dl，在正电极层21与负电极层22之间夹持着的分隔板23的领域内，与该领域的边缘部相间隔而形成，构成薄壁部23a的一部分。
[0103]第I构造体51的形成方法没有特别限定，例如能采用丝网印刷法、灌封法等各种涂布法。第I构造体51呈半球状，因此在不给正电极层21施加过大的压力的情况下，就能形成所期望的大小的薄壁部23a。
[0104]第I构造体51的高度没有特别限定，可以根据储液室40的高度、正电极层21的厚度或弹性系数、薄壁部23a的厚度等适宜地进行设定，例如可在10 μ m以上100 μ m以下。厚度不到IOym的情况下，很难形成薄壁部23a，厚度超过100 μ m的情况下，会给正电极层21施加过大的压力，有可能导致正电极层21的破损。
[0105]另一方面，第2构造体52将负电极层22粘接在盖子12的内表面12a上的同时，构成了电连接两者的负极粘接层。第2构造体52形成于盖子12的内表面12a和负电极层22之间的部分领域上。构成第2构造体52的导电性粘接材料，和第I构造体51 —样，采用含有导电性粒子的合成树脂材料。该合成树脂材料能够采用和构成第I构造体51的导电性粘接材料同种或者异种的导电性粘接材料。[0106]第2构造体52也和第I构造体51 —样，呈圆形半球状。这样通过负电极层22在分隔板23上能稳定地形成薄壁部23a。第2构造体52埋入负电极层22内，通过负电极层22将分隔板23的第2表面232局部地压缩，在该第2表面232上形成一定深度的凹陷D2的压痕。凹陷D2，在正电极层21与负电极层22之间夹持着的分隔板23的领域内，与该领域的边缘部相间隔而形成，构成薄壁部23a的一部分。
[0107]第2构造体52的形成方法没有特别限定，例如能采用丝网印刷法、灌封法等各种涂布法。第2构造体52呈半球状，因此在不给负电极层22施加过大的压力的情况下，就能形成所期望的大小的薄壁部23a。
[0108]第2构造体52的高度没有特别限定，可以根据储液室40的高度、负电极层22的厚度或弹性系数、薄壁部23a的厚度等适宜地进行设定，例如可在10 μ m以上100 μ m以下。厚度不到IOym的情况下，很难形成薄壁部23a，厚度超过100 μ m的情况下，会给负电极层22施加过大的压力，有可能导致负电极层22的破损。
[0109]本实施方式中，第2构造体52的形状、大小、高度，都与第I构造体51的相同，但是不完全局限于此，例如形状、大小、高度中的至少一项可与第I构造体51的不同。
[0110]图5为表示形成薄壁部23a的分隔板23的俯视图。在图中用阴影表示的领域C显示的是正电极层21与负电极层22之间夹持着的分隔板23的领域，点状的领域显示的是薄壁部23a。第I及第2构造体51、52，分别在凹部14的底面14a及盖子12的内表面12a上形成岛状，如图5所示，在领域C内，在与领域C的边缘部Ca有间隔的位置上形成薄壁部23a。
[0111]本实施方式的作用
[0112]在如上述构成的本实施方式的电化学装置101中，第I及第2构造体51、52，由分别埋入正电极层21和负电极层22中的导电性材料的硬化物形成。这样能确保正电极层21和凹部14的底面14a (柱状部15a)之间，以及负电极层22和盖子12的内表面12a之间良好的紧密粘着性及电连接。
[0113]因此，根据本实施方式，不用在全部的两电极层上形成粘接层，就能使各电极层紧密粘接容器的各内表面，因此能够降低电化学装置101的厚度。此外，由于不降低电极层的厚度就能实现装置的薄型化，因此能防止装置的蓄电特性降低。
[0114]本实施方式中的薄壁部23a，具有凹陷Dl和凹陷D2，受到来自第I及第2构造体51、52的压缩变形而形成。因此薄壁部23a比领域C的边缘部Ca的厚度薄，与凹陷Dl、D2的形状相对应地，随着接近中心部而厚度渐渐变薄。
[0115]上述的分隔板23,在装配时(封口时)厚度方向上按一定的量压缩。此时，由于第I及第2构造体51、52的作用，使薄壁部23a受到了比领域C内的其他领域更大的压缩变形，因为薄壁部23a设置为位于从领域C的边缘部Ca到分隔板23的中心侧有一定间隔的位置，所以薄壁部23a形成时，能够抑制挤压到领域C的外侧的电解液的量。这样能够抑制电解液30侵入或污染到容器本体11和盖子12的接合部，能确保稳定地接合作业性，提高生产效率。
[0116]此外分隔板23由含有玻璃纤维的无纺布构成。因此薄壁部23a，比分隔板23的其他的领域密度高，由于毛细现象，电解液30聚集在薄壁部23a，所以电解液保存量高。例如即使在长期使用后电解液分解导致容器10内的电解液量低的情况下，由于电解液能够聚集在分隔板23的薄壁部23a上，因此能确保经过长期使用的电化学装置101也可稳定地工作。
[0117]第2实施方式
[0118]图6为表示本发明的第2实施方式的电化学装置构成的概略剖面图。下面主要说明与第I实施方式不同的构成，与上述第I实施方式相同构成的部分，用相同的符号表不并省略或简化说明。
[0119]本实施方式的电化学装置102中，正极配线25的构成和第I及第2构造体501、502的形态，与第I实施方式不同。
[0120]在本实施方式中，正极配线25包括，正电极层21和凹部14的底面14a之间配置的配线层25a、从容器本体11的侧面Ilc开始到下表面Ilb为止形成的外部正极端子25b。配线层25a贯通形成容器本体11的侧面Ilc的侧壁，延伸到外部，与外部正极端子25b连接。
[0121]第I构造体501，通过配线层25a设置于凹部14的底面14a上，第2构造体502与第I构造体501相对，设置于盖子12的内表面12a上。第I构造体501埋入正电极层21的内部，第2构造体502埋入负电极层22的内部。
[0122]图7为表示容器本体11的内部的样子的概略立体图。第I及第2构造体501、502分别由导电性粘接材料的硬化物构成。第I及第2构造体501、502都类似圆锥形状，分别扎在正电极层21及负电极层22的大约中央位置，埋入各电极层21、22的内部。
[0123]因为第I及第2构造体501、502大致呈圆锥形状，所以第I及第2构造体501、502能较容易地埋入正电极层21及负电极层22中，同时能限制蓄电元件20 (正电极层21、负电极层22)向容器10的内表面(14a、12a)的相对移动。
[0124]第I及第2构造体501、502的形状不局限于圆锥形，也可为棱锥等其他顶端尖的形状。此外，第I及第2构造体501、502可由高宽比(高度和底面的直径的比)较高的柱状(圆柱、棱柱)形成，也可由顶端尖的柱状形成。或者第I及第2构造体501、502也可由高宽比较低的柱状形成，只要是至少一部分能埋入电极层21、22的内部的形态，形状就不特别限定。
[0125]在上述构成的实施方式的电化学装置102中，能获得与上述第I实施方式同样的效果。此外在本实施方式中，在正电极层21和负电极层22之间夹持着分隔板23的领域内，可以形成、也可以不形成在第I实施方式中说明的薄壁部23a (下面的实施方式同样)。
[0126]第3实施方式
[0127]图8为表示本发明的第3实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图9为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0128]本实施方式的电化学装置103，构成容器10的盖子120的构成与上述第I实施方式不同。即在本实施方式中，盖子120的构成为弯折同样厚度的金属板使中央部分向外突出而形成挤压成型。
[0129]盖子120包括平板部121、周壁部122及接合部123。平板部121具有与负电极层22粘接的内表面12a。周壁部122与负电极层22的周面相对、围绕平板部121的周围，呈矩形环状。接合部123设置在周壁部122的周围，呈矩形环状，通过密封环13与容器本体11连接。
[0130]另一方面，本实施方式的电化学装置103具有，与上述第I实施方式相同构造的正极配线15和与上述第2实施方式相同构造的第I及第2构造体501、502。第I构造体501覆盖从凹部14的底面露出的柱状部15a，实现保护柱状部15a不被电解液30腐蚀的机能。
[0131]在上述构成的实施方式的电化学装置103中，能获得与第I实施方式相同的效果。本实施方式中，因为盖子120不是平面地而是立体地构成，所以盖子120的强度提高，这样能够增强容器10的耐久性。这样的盖子120的构成，也同样适用于第I及第2实施方式。
[0132]第4实施方式
[0133]图10为表示本发明的第4实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图11为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0134]本实施方式的电化学装置104在容器本体11的凹部14的底面14a和正电极层21之间设置了垫板31 (辅助层)，这是与上述各实施方式不同的点。
[0135]垫板31具有被第I构造体501贯穿的贯通孔31a。贯通孔31a形成为与第I构造体501的外周形状相对应的形状。贯通孔31a的周壁支持着第I构造体501。此外垫板31形成为与凹部14的底面14a的内周形状相对应的形状。凹部14的各侧面14b支持着垫板31的周边。
[0136]垫板31可由导电性材料构成，也可由电绝缘材料构成。垫板31的厚度虽然没有特别限定，但为了确保第I构造体501埋入正电极层21的构造，垫板31的厚度有必要比第I构造体501的高度低。
[0137]在上述构成的实施方式的电化学装置104中，能获得与第I实施方式相同的效果。本实施方式中，因在第I构造体501的周围设置了垫板31，因此能提高第I构造体501与容器本体11的接合强度。此外，根据垫板31的厚度，能够调整第I构造体501埋入正电极层21的深度，进而吸收蓄电元件20的厚度的不一致或者凹部14的深度的不一致，实现装置的品质稳定化。
[0138]第5实施方式
[0139]图12为表示本发明的第5实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图13为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0140]本实施方式的电化学装置105在容器本体11的凹部14的底面14a和正电极层21之间设置了垫板32 (辅助层)，在这一点上与上述第4实施方式共通，但是贯通第I构造体501的贯通孔32a的大小不同。即在本实施方式中，贯通第I构造体501的垫板32的贯通孔32a，比第I构造体501大。贯通孔32a虽然形成了矩形，但也可以采用圆形等其他的几何形状。
[0141]根据本实施方式，与第4实施方式一样，根据垫板32的厚度，能够调整第I构造体501埋入正电极层21的深度，进而吸收蓄电元件20的厚度的不一致或者凹部14的深度的不一致，实现装置的品质稳定化。根据本实施方式，因为垫板32的贯通孔32a比第I构造体501大，因此垫板32与第I构造体501之间不需要高精确度的位置匹配，能容易地形成垫板32或者第I构造体501。[0142]第6实施方式
[0143]图14为表示本发明的第6实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图15为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0144]本实施方式的电化学装置106在正极配线15的柱状部15a和正电极层21之间设置集电层33，这一点与上述各实施方式不同。
[0145]集电层33由在第I构造体501和正极配线15的柱状部15a之间设置的导电体构成，本实施方式中由铝等对电解液30耐蚀的金属材料构成。
[0146]集电层33覆盖从凹部14的底面14a露出的柱状部15a，保护柱状部15a不与电解液30接触。集电层33因在底面14a上形成比正电极层21更大的面积，所以提高了集电效率。第I构造体501形成于集电层33上，埋入正电极层21的内部。
[0147]在上述构成的实施方式的电化学装置106中，能获得与第I实施方式相同的效果。集电层33的构成不限于本实施方式,在上述的各实施方式中也同样适用。
[0148]第7实施方式
[0149]图16为表示本发明的第7实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图17为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0150]本实施方式的电化学装置107，如下，第I构造体510及第2构造体520的构成与上述各实施方式不同。
[0151]第I构造体510配置于凹部14的底面14a与正电极层21之间。第I构造体510由具有基础层511和在该基础层511之上形成的突出部512的导电性粘接材料的硬化物构成。
[0152]基础层511设置于凹部14的底面14a与正电极层21之间，几乎遍及正电极层21的全部。突出部512具有圆锥、棱锥等顶端尖的立体形状，配置于正电极层21与基础层511之间，刺在正电极层21的大约中央位置，埋入正电极层21的内部。
[0153]在本实施方式中，虽在凹部14的底面14a与基础层511之间设置了集电层33，但是集电层33的设置根据需要也可以省略。因集电层33与第6实施方式有相同的结构，这里省略说明。
[0154]另一方面,第2构造体520配置于盖子12的内表面12a和负电极层22之间。第2构造体520也由具有基础层521和在该基础层521之上形成的突出部522的导电性粘接材料的硬化物构成。基础层521设置于盖子12的内表面12a和负电极层22之间、几乎遍及负电极层22的全部。突出部522具有圆锥、棱锥等顶端尖的立体形状，配置于负电极层22与基础层521之间，刺在负电极层22的大约中央位置，埋入负电极层22的内部。
[0155]根据本实施方式，第I及第2构造体510、520因分别具有基础层511、521，正电极层21和凹部14的底面14a之间，以及负电极层22和盖子12的内表面12a之间的紧密粘着性能更加提高。此外，第I及第2构造体510、520因分别具有突出部512、522，所以基础层511、521能以比较薄的厚度形成，这样不阻碍装置薄型化，能确保电极层21、22的厚度，因此也能抑制装置特性的低下。
[0156]第8实施方式[0157]图18为表示本发明的第8实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图19为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0158]在本实施方式的电化学装置108中，第I构造体530具有由导电性粘接材料的硬化物分别形成的复数的突出部531、532。各突出部531、532分别设置于凹部14的底面14a与正电极层21之间，刺入正电极层21而埋入正电极层21的内部，分别呈大致圆锥的形状。
[0159]在本实施方式中，在凹部14的底面14a与正电极层21之间设置集电层33，各突出部531、532配置于集电层33之上，但是集电层33的设置也可根据需要省略。集电层33因与第6实施方式有相同的结构，这里省略说明。
[0160]第I构造体530包括配置于正电极层21的中央部并埋入正电极层21的第I突出部531、配置于正电极层21的边缘部并埋入正电极层21的2个第2突出部532。第2突出部532的数量不限于2个，3个以上也可。
[0161]本实施方式也能取得与上述的第I实施方式相同的效果。根据本实施方式，第I构造体530由复数的突出部531、532构成，因此正电极层21能牢固的固定在凹部14的底面14a上，同时能更加提高底面14a和正电极层21之间的紧密粘着性。
[0162]且代替集电层33，在参照图10或图12所说明的垫板31、32 (辅助层)配置于凹部14的底面14a和正电极层21之间的实施方式中，第I构造体也可由上述复数的突出部531、532构成。
[0163]第9实施方式
[0164]图20为表示本发明的第9实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图。图21为表示该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0165]在本实施方式的电化学装置109中，集电层331的大小与第8实施方式不同，以与正电极层21相比较小的面积形成在凹部14的底面14a上。该情况下，作为第I构造体530的组成部分的第2突出部532横跨集电层331的边缘部和凹部14的底面14a而形成。这样，能获得与第5实施方式相同的效果，同时通过第2突出部532能提高集电层331和底面14a之间的紧密粘着性，提高装置的耐久性。
[0166]第10实施方式
[0167]图22为表示本发明的第10实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图，图23为该容器本体的内部的样子的概略立体图。下面主要说明与上述各实施方式不同的构成，与上述各实施方式相同构成的部分，用相同的符号表示并省略或简化该说明。
[0168]在本实施方式的电化学装置110中，第I构造体540除了具有上述的第I突出部531及复数的第2突出部532之外，还具有复数的连接部533，用于将复数的第2突出部532分别连接在容器本体11的侧面14b (内周面)上。这样，第2突出部532能够牢固地固定在容器本体11上。
[0169]连接部533，和第I及第2突出部531、532同样，由导电性粘接材料的硬化物形成，但也可由除此之外的材料形成。连接部533的形状、大小没有特别地限定，只要能将第2突出部532连接在凹部14的侧面14b上，任何形状、大小都可。
[0170]第11实施方式[0171]图24为表示本发明的第11实施方式的电化学装置的构成的概略剖面图。下面主要说明与第3实施方式不同的构成,与第3实施方式相同构成的部分,用相同的符号表7]^并省略或简化该说明。
[0172]在本实施方式的电化学装置111中，第I及第2构造体551、552的形态与第3实施方式不同。
[0173]第I构造体551配置在凹部14的底面14a和正电极层21之间，覆盖埋入底面14a的柱状部15a，粘接在底面14a上。第I构造体551以同样的厚度形成于底面14a上，该平面形状为比正电极层21小的矩形或圆形。第I构造体551由导电性粘接材料形成，但同时也是与正电极层21相比较硬质的材料，压入正电极层21中，埋入正电极层21的内部。
[0174]第2构造体552配置在盖子12的内表面12a和负电极层22之间，粘接在盖子12的内表面12a。第2构造体552以同样的厚度形成于盖子12的内表面12a,该平面形状为比负电极层22小的矩形或圆形。第2构造体552由导电性粘接材料形成，但同时也是与负电极层22相比较硬质的材料，压入负电极层22中，埋入负电极层22的内部。
[0175]本实施方式能获得与上述的第3实施方式相同的作用效果。根据本实施方式，第I及第2构造体551、552通过压入正电极层21及负电极层22而埋入各电极层21、22的内部，紧密粘着性高，因此能进一步减少接触电阻及内阻。
[0176]以上对本发明的实施方式作了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明要旨的范围内 ，能够进行各种变更。
[0177]例如以上的各实施方式中，第I构造体和第2构造体在Z轴方向上彼此相对配置，取而代之配置于不相对的位置上也可。这样，能够任意地调整例如薄壁部的形状、大小和厚
/又寸。
[0178]上述的第I实施方式，在正电极层21和负电极层22之间夹持着分隔板23的领域内形成了薄壁部23a，但不局限于此，例如如图25所示的电化学装置112，分别形成第I及第2构造体51、52，没有形成上述的薄壁部。
[0179]此外上述的第8及第9实施方式，对由复数的突出部构成第I构造体的例作了说明，取代该例或者在此基础上附加，第2构造体也可能由复数的突出部构成。例如如图26所示的电化学装置113，具有由复数的突出部561、562构成的第2构造体560。这样，能将负电极层22牢固地固定于盖子12的内表面12a，同时能进一步提高盖子12的内表面12a和负电极层22之间的紧密粘着性。图中与图20对应的部分用同样的符号表示，省略了其说明。
[0180]以上的各实施方式，对以第I及第2构造体作为构造体的电化学装置为例作了说明，但如图27中(A)所示，可仅设置容器本体11 一侧的第I构造体501作为构造体，如图27中(B)所示，也可仅设置盖子12 —侧的第2构造体502作为构造体。各图中与图6对应的部分用同样的符号表不，省略了其说明。
[0181]以上的实施方式，对构成蓄电元件20的正电极层21及负电极层22分别以同一的形状及大小形成的例作了说明，但各电极层的大小没有必要相同，可以是一边的电极层比另一边的电极层大。
【权利要求】
1.一种电化学装置，其特征在于，包括:容器，其具有容器本体和盖子，所述容器本体具有第1内表面，所述盖子与上述容器本体接合，且具有与上述第1内表面相对的第2内表面；蓄电元件，其具有粘接在上述第1内表面的第1电极层、粘接在上述第2内表面的第2电极层、上述第1电极层和上述第2电极层之间配置的分隔板，其被夹持在上述第1内表面和上述第2内表面之间；第1构造体，其被设置在上述第1内表面的一部分领域上，呈岛状，至少一部分埋入上述第1电极层的内部，由导电性粘接材料的硬化物形成，其形状为，从上述第1内表面向上述蓄电元件，平行于上述第1内表面的剖面的面积逐渐变小；第2构造体，其被设置在上述第2内表面的一部分领域上，呈岛状，至少一部分埋入上述第2电极层的内部，由导电性粘接材料的硬化物形成，其形状为，从上述第2内表面向上述蓄电元件，平行于上述第2内表面的剖面的面积逐渐变小，上述第1及第2构造体在上述蓄电元件的厚度方向上彼此相对。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，上述盖子包含，具有 上述第2内表面的平板部、围在上述平板部周围的周壁部、设置在上述周壁部的周围且与上述容器本体粘接的接合部。
3.根据权利要求1或2所述的电化学装置，其特征在于，上述容器包括，设置在上述第1内表面且与上述第1电极层电连接的第1端子，设置在上述容器本体的外表面的第2端子，将上述第1端子和上述第2端子电连接的配线部。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，上述第1端子埋入上述第1内表面，上述第1构造体覆盖上述第1端子。
5.根据权利要求3或者权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，上述容器，配置在上述第1构造体和上述第1端子之间，具有与上述第1电极层连接的集电层。
6.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，上述容器还具有辅助层，上述辅助层配置在上述第1内表面和上述第1电极层之间，上述辅助层上具有被上述第1构造体贯穿的贯通孔。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，上述第1构造体包括:配置于上述第1电极层的中央部，埋入上述第1电极层的第1突出部；配置于上述第1电极层的边缘部，至少一部分埋入上述第1电极层的复数的第2突出部。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，上述第1构造体，具有将上述复数的第2突出部分别连接在上述容器本体的内周面上的连接部。
9.根据权利要求11所述的电化学装置，其特征在于，上述第1及第2构造体在上述蓄电元件的中央部相向设置。
10.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，上述第2构造体包括:配置在上述第2电极层的中央部并埋入上述第2电极层的第1突出部；配置在上述第2电极层的边缘部，至少一部分埋入上述第2电极层的复数的第2突出部。
11.根据权利要求1~10中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，上述构造体为顶端尖的形状。
12.根据权利要求1~11中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，上述构造体，在上述第1电极层和上述第2电极层之间夹持着的上述分隔板的领域内，形成有比该领域的边沿部的厚度薄的薄壁部。
13.根据权利要求1~12中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，上述构造体为圆顶状或者锥体形状。
14.根据权利要求1~13中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，上述构造体通过使上述蓄电元件压缩变形，使上述构造体的至少一部分埋入上述第1及第2的电极层中至少任何一方的内`部。
【文档编号】H01M2/10GK103633361SQ201310355088
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】萩原直人, 真野响太郎, 石田克英 申请人:太阳诱电株式会社