電化學裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種在不降低蓄電特性的條件下，能實現薄型化的電化學裝置。本發(fā)明的一個實施方式的電化學裝置（101），包括容器（10）、蓄電元件（20）、第1構造體（51）、第2構造體（52）。上述容器包括：有第1內表面的容器本體，有與上述第1內表面相對的第2內表面且與上述容器本體接合的蓋子。構造體（51、52）被設置在凹部（14）的底面（14a）及蓋子（12）的內表面（12a）的至少任何一方，至少一部分埋入正電極層（21）及負電極層（22）的至少任何一方的內部，構造體由導電性粘接材料的硬化物形成。
【專利說明】電化學裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及內置可充放電的蓄電元件的電化學裝置。
【背景技術】
[0002]具有可充放電的蓄電元件的電化學裝置，一般具有密閉性的容器，用來收裝含有正電極、負電極以及正負電極之間配置的分隔板的蓄電元件和電解液。且為了確保容器內側與各電極之間良好的緊密粘著性及電連接，這之間形成了導電性粘接層。
[0003]例如在下述專利文獻1中記載的，在由收裝了正極、負極、分隔板及電解液的、由陶瓷制成的凹狀容器和封住上述容器的蓋子構成的雙電層電容器或者二次電池中，正極和容器底部之間以及負極和蓋子之間分別用導電性粘接材料粘接。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本發(fā)明專利第4773133號公報
【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明要解決的問題
[0008]如專利文獻1所述的結構，正極和負極的全部面上，因分別形成了由上述導電性粘接材料制成的粘接層，僅僅各粘接層的厚度就使裝置的厚度變厚，難以實現容器的薄型化。另一方面，如果將電極層變薄，會導致蓄電特性降低；將粘接層變薄，很難達成所期待的目的。
[0009]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種不降低蓄電特性的情況下能夠實現薄型化的電化學裝置。
[0010]解決問題的技術手段
[0011]本發(fā)明的一個技術方案的電化學裝置，具有容器、蓄電元件、構造體，上述容器包括，有第1內表面的容器本體以及有與上述第1內表面相對的第2內表面且與上述容器本體接合的蓋子；上述蓄電元件包括，粘接在上述第1內表面的第1電極層、粘接在上述第2內表面的第2電極層、上述第1電極層和上述第2電極層之間配置的分隔板，上述蓄電元件夾持在上述第1內表面和上述第2內表面之間；上述構造體，設置在上述第1及第2內表面的至少任何一方，至少一部份埋入上述第1及第2電極層的至少任何一方的內部，由導電性粘接材料的硬化物形成。
[0012]在上述電化學裝置中，構造體由在第1及第2電極層的至少任何一方上埋入的導電性材料的硬化物而形成，因此能夠確保上述內表面和上述電極層之間的良好的緊密粘著性及電連接。這樣不必在電極層的整個表面上形成粘接層，就能使電極層粘著在容器的內表面，因此在不導致蓄電特性低下的同時，能夠實現裝置的薄型化。
[0013]上述構造體，可包含第1構造體。上述第1構造體設置在上述第1內表面上，至少有一部份埋入上述第1電極層的內部，由導電性粘結材料的硬化物形成。這樣，能夠確保第1內表面和第1電極層之間良好的緊密粘著性及電連接。
[0014]上述構造體，也可包含第2構造體。上述第2構造體設置在上述第2內表面上，至少有一部份埋入上述第2電極層的內部，由導電性粘結材料的硬化物形成。這樣，能夠確保第2內表面和第2電極層之間良好的緊密粘著性及電連接。
[0015]上述蓋子，可以是平面的形狀，也可以是立體的形狀。例如上述蓋子包括具有上述第2內表面的平板部、圍在上述平板部周圍的周壁部、設置在上述周壁部的周圍并與上述容器本體粘接的接合部。這樣蓋子的強度增加，能提高容器的耐久性。
[0016]上述容器還可以包括第1端子、第2端子和配線部。
[0017]上述第1端子，設置在上述第1內表面，與上述第1電極層電連接。上述第2端子，設置在上述容器本體的外表面。上述配線部用于上述第1端子和上述第2端子的電連接。這樣，上述電化學裝置能夠由表面裝配型元件構成。
[0018]上述第1端子，可以埋入上述第1內表面。該情況下，上述第1構造體以覆蓋上述第1端子的形式而構成，因此能夠保護第1端子不被電解液腐蝕。
[0019]上述容器，也可以有配置在上述第1構造體和上述第1端子之間且與上述第1電極層連接的集電層。這樣，集電效率提高，能夠提高裝置的電氣特性。
[0020]上述容器，也可以有輔助層，該輔助層配置在上述第1內表面和上述第1電極層之間，輔助層上具有被上述第1構造體貫穿的貫通孔。根據輔助層的厚度，能夠調整第1構造體的頂端部埋入第1電極層的程度。
[0021]上述第1構造體，也可以有第1突出部以及復數的第2突出部。
[0022]上述第1突出部，配置于上述第1電極層的中央部，埋入上述第1電極層中。上述復數的第2突出部，配置在上述第1電極層的邊沿部，至少一部份埋入上述第1電極層。這樣，能夠提高第1內表面與第1電極層的緊密粘著性。
[0023]上述第1構造體，也可以有連接部，用于將上述復數的第2突出部分別連接在上述容器本體的內周面上。這樣，第2突出部能夠牢固地固定在容器本體上。
[0024]上述第1及第2構造體，可以在上述蓄電元件的厚度方向上，相向設置而構成。這樣，在裝置裝配時，第1及第2構造體的頂端部能夠安穩(wěn)地埋入第1及第2電極層。
[0025]在上述構成中，上述第1及第2構造體，也可以在上述蓄電元件的中央部上，相向設置而構成。這樣，在裝置裝配時，在第1及第2電極層的壓縮作用下，第1及第2構造體很難將電解液擠壓到分隔板的外周側，能夠提高裝配效率。
[0026]另一方面，上述構造體也可以設置在上述第2內表面上。該情況下，上述構造體至少一部份埋入上述第2電極層的內部。這樣，能夠分別確保第2內表面和第2電極層之間良好的緊密粘著性及電連接。
[0027]該情況下，上述構造體也可包括，第1突出部和復數的第2突出部。
[0028]上述第1突出部，配置于上述第2電極層的中央部，埋入上述第2電極層中。上述復數的第2突出部，配置在上述第2電極層的邊沿部，至少一部份埋入上述第2電極層。這樣，能夠提高第2內表面和第2電極層的緊密粘著性。
[0029]上述第1以及/或者第2構造體，可為頂端尖的形狀。這樣，構造體能分別容易地刺入第1以及/或者第2電極層，因此各頂端部能容易地埋入對應的電極層，能提高裝配效率。[0030]上述第1以及/或者第2構造體，也可有以下構成。在上述第1電極層和上述第2電極層之間夾持著的上述分隔板的領域內，形成有比該領域的邊沿部的厚度薄的薄壁部。
[0031]分隔板的薄壁部，比其他的領域密度高，由于毛細現象，電解液聚集在薄壁部，所以薄壁部的電解液保存量高。因此，例如即使在長期使用后電解液分解導致容器內的電解液量低的情況下，由于電解液能夠聚集在分隔板的薄壁部上，因此能確保經過長期使用的裝置也可穩(wěn)定地工作。
[0032]此外，薄壁部，與在第1電極層和第2電極層之間夾持著的分隔板的領域的邊沿部相比，厚度較薄，因此能夠減少蓋子與容器本體接合時擠壓到上述領域的外側的電解液的量。這樣能夠抑制電解液侵入或污染到容器本體和蓋子的接合部，能確保穩(wěn)定地接合作業(yè)性，提高生產效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為表示本發(fā)明的第1實施方式的電化學裝置的全體構成的立體圖；
[0034]圖2為表示上述電化學裝置的俯視圖；
[0035]圖3為表示沿圖2中[A] — [A]線方向剖切的概略剖面圖；
[0036]圖4為表示上述電化學裝置的容器本體的俯視圖；
[0037]圖5為表示構成上述電化學裝置的分隔板的概略俯視圖，表示了上述分隔板上形成的薄壁部分的一種形態(tài)；
[0038]圖6為表示本發(fā)明的第2實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0039]圖7為表示在第2實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0040]圖8為表示本發(fā)明的第3實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0041]圖9為表示在第3實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0042]圖10為表示本發(fā)明的第4實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0043]圖11為表示在第4實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0044]圖12為表示本發(fā)明的第5實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0045]圖13為表不在第5實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0046]圖14為表示本發(fā)明的第6實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0047]圖15為表示在第6實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0048]圖16為表示本發(fā)明的第7實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0049]圖17為表示在第7實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0050]圖18為表示本發(fā)明的第8實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0051]圖19為表示在第8實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0052]圖20為表示本發(fā)明的第9實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0053]圖21為表示在第9實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0054]圖22為表示本發(fā)明的第10實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0055]圖23為表示在第10實施方式中，容器本體的內部的樣子的概略立體圖；
[0056]圖24為表示本發(fā)明的第11實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖；
[0057]圖25為表示第1實施方式的電化學裝置的構成的變形例的概略側剖面圖；
[0058]圖26為表示第8實施方式的電化學裝置的構成的變形例的概略側剖面圖；[0059]圖27為表示本發(fā)明的實施方式的電化學裝置的構成的變形例的概略側剖面圖。
[0060]【符號說明】
[0061]10容器；11容器本體；12蓋子；20蓄電元件；21正電極層；22負電極層；23分隔板;51、501、510、530、540、551 第 1 構造體;52、502、552、560 第 2 構造體;101—113 電化學
>j-U ρ?α裝直。
【具體實施方式】
[0062]下面參照圖面，對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0063]第1實施方式
[0064]整體構成
[0065]圖1為表示本發(fā)明的一個實施方式的電化學裝置的全體構成的立體圖；圖2為表示上述電化學裝置的俯視圖；圖3為表示沿圖2中[Α] — [Α]線方向剖切的概略剖面圖；在各圖中，Χ、Υ及Ζ軸表示相互垂直的3軸方向。[0066]本實施方式的電化學裝置101, X軸方向表不寬度方向，Υ軸方向表不長度方向，Ζ軸方向表示高度方向，例如，沿X軸方向寬度尺寸為2.5mm，沿Υ軸方向長度尺寸為3.2mm,沿Z軸方向高度尺寸為0.9mm。
[0067]本實施方式的電化學裝置101包括容器10、一同封入容器10內部的電解液30和蓄電元件20。電化學裝置101構成能充放電的雙電層電容器或者二次電池。電化學裝置101作為例如電子設備的后備電源等使用。電化學裝置101，在圖上未表示的電子設備的電路板上，構成為能夠通過回流焊接方法等而安裝的表面裝配型元件。
[0068]容器
[0069]容器10為長方體，包括容器本體11、蓋子12和密封環(huán)13。容器10通過夾著密封環(huán)來相互接合容器本體11和蓋子12而構成。
[0070]圖4為表示容器本體11的俯視圖。容器本體11由陶瓷等絕緣性材料構成，整體大約為長方體。如圖3所示，在容器本體11的上表面11a上，由平面的底面14a(第1內表面)和4個側面14b構成了長方體形狀的凹部14。凹部14被蓋子12蓋住，因此構成了收裝蓄電元件20及電解液30的儲液室40。
[0071]蓋子12由能覆蓋凹部14的方式接合容器本體11的上表面11a的大約矩形的板體構成。蓋子12由具有與儲液室40相對的、平面的內表面12a (第2內表面)的板體形成，例如，沿X軸方向寬度尺寸為2.2mm，沿Y軸方向長度尺寸為2.9mm，沿Z軸方向厚度尺寸為0.14mm。
[0072]在本實施方式中，蓋子12的4周邊緣部，與中央部相比向容器本體11側呈階梯形狀下降。也可以與上述相反，與上述邊緣部相比，蓋子12的中央部向容器本體11側呈階梯形狀下降，此外邊緣部及中央部也可形成同一平面的平坦的形狀。
[0073]蓋子12由各種金屬等的導電性材料構成，例如由可伐合金(鐵(Fe)_鎳(Ni)_鈷(Co)合金)構成。此外，為防止電解腐蝕，蓋子12也可以由可伐合金等的母材被Ni(鎳)、Pt (白金)、Ag(銀)、Au (金)或者Pd(鈀)等耐腐蝕性強的金屬形成的涂膜覆蓋的包覆材料構成。
[0074]密封環(huán)13由金屬制的環(huán)狀部件構成，環(huán)繞凹部14配置在容器本體11的上表面11a和蓋子12之間。密封環(huán)13和蓋子12 —樣，由可伐合金構成，但也可以采用可伐合金以外的金屬材料。因為密封環(huán)13和蓋子12采用同種或者同一的材料構成，所以能夠減低兩者之間因熱膨脹系數的差異導致的熱應力的發(fā)生。
[0075]在凹部14內配置蓄電元件20且注入電解液30后，通過密封環(huán)13，蓋子12與容器本體11接合。這樣，在容器10的內部形成了密閉的儲液室40。蓋子12與容器本體11可采用激光焊接法接合，此外也可以采用縫焊等其他的焊接技術或者接合技術。
[0076]容器本體11由層疊復數的陶瓷板燒制而成。凹部14例如通過有開口部的單數或者層疊的復數的陶瓷板而形成。容器本體11具有，與收裝在儲液室40的蓄電元件20的正電極層21電連接的正極配線15、與蓄電元件20的負電極層22電連接的負極配線16。
[0077]正極配線15包括埋入凹部14的底面14a的柱狀部15a (第1端子)，外部正極端子15b(第2端子)，層間配線部15c。柱狀部15a設置于凹部14的底面14a，與蓄電元件20的正電極層21電連接。外部正極端子15b設置于容器本體11的外表面。本實施方式中，從容器本體11的一側的側面11c開始到下表面lib為止形成了外部正極端子15b。
[0078]柱狀部15a形成于構成凹部14的底面14a的陶瓷板上，外部正極端子15b形成于構成容器本體11的底部的陶瓷板的周圍及里面。層間配線部15C形成于復數的陶瓷板的層間。柱狀部15a、外部正極端子15b及層間配線部15c由各種金屬等的導電性材料構成，例如鎢(W)或者鎢之上包覆由Ni (鎳)、Au (金)等形成的層疊膜而構成。
[0079]柱狀部15a配置于凹部14的底面14a的大約中央位置。柱狀部15a可為單數也可為復數。本實施方式中，柱狀部15a在底面14a的大約中央的3個位置形成，還設置有復數的層間配線部15c，該層間配線部15c將各個柱狀部15a分別與外部正極端子15b連接。層間配線部15c也可由與各柱狀部15a共通的單一的配線部形成。
[0080]負極配線16包括連接配線部16a、外部負極端子16b、層間配線部16c。連接配線部16a與蓄電兀件20的負電極層22電連接,外部負極端子16b設置于容器本體11的外表面。本實施方式中，從容器本體11的另一側的側面lid開始到下表面lib為止形成了外部負極端子16b。
[0081]連接配線部16a形成于容器本體11的側壁內部，與配置于容器本體11的上表面11a的密封環(huán)13電連接。S卩，連接配線部16a通過密封環(huán)13、蓋子12及后述的第2構造體52，與負電極層22電連接。用于代替連接配線部16a，也可通過容器本體11的側壁內部，形成連接密封環(huán)13和外部負極端子16b或者層間配線部16c的柱狀部。連接配線部16a、外部負極端子16b及層間配線部16c由各種金屬等的導電性材料構成，例如鎢(W)或者鎢之上包覆由Ni (鎳)、Au (金)等形成的層疊膜而構成。
[0082]蓄電元件
[0083]蓄電元件20包括正電極層21 (第1電極層)、負電極層22 (第2電極層)及分隔板23。
[0084]正電極層21由含有活性物質的矩形或者圓形板構成。活性物質例如為活性炭、PAS (Polyacenic Semiconductor:聚并苯類有機半導體)等。下面將正電極層21內包含的活性物質稱為正極活性物質。通過雙電層在正極活性物質和電解液之間形成電容器，產生一定的靜電容量[F]。正電極層21的靜電容量由正極活性物質的量[g]、正極活性物質的表面積[m2 / g]以及正極活性物質的比容量[F / m2]的積來決定。[0085]具體來說，正電極層21是對由正極活性物質粒子(例如活性炭粒子)、導電輔助劑(例如科琴黑)及接合劑(例如聚四氟乙烯P TFE (Polytetrafluoroethylene))組成的混合物進行輾壓而形成板狀，再剪切成一定的大小而制成。經此過程制造的正電極層21，被夾持在凹部14的底面14a和蓋子12的內表面12a之間，能夠適度地壓縮變形。作為一例，正電極層21的厚度為0.2mm。
[0086]負電極層22和正電極層21 —樣，由含有活性物質的矩形或者圓形板構成。下面將負電極層22內包含的活性物質稱為負極活性物質。負極活性物質能夠和正極活性物質采用同一的物質，當正極活性物質為活性炭的情況下，負極活性物質也采用活性炭。在負電極層22中，負極活性物質表面上也吸附電解質離子，形成雙電層。負電極層22的靜電容量[F]也是由負極活性物質的量[g]、負極活性物質的表面積[m2 / g]以及負極活性物質的比容量[F / m2]的積來決定。因為負極活性物質和正極活性物質是同一的物質，因此比容量也是同樣的。
[0087]負電極層22也和正電極層21 —樣，對由負極活性物質粒子(例如活性炭粒子)、導電輔助劑(例如科琴黑)及接合劑(例如聚四氟乙烯P TFE (Polytetrafluoroethylene))組成的混合物進行輾壓而形成板狀，再剪切成一定的大小而制成。經此過程制造的負電極層22，被夾持在凹部14的底面14a和蓋子12的內表面12a之間，能夠適度地壓縮變形。作為一例，負電極層22的厚度為0.2mm。
[0088]分隔板23配置在正電極層21和負電極層22之間，由能夠保持電解液30的絕緣材料構成。分隔板23由離子能夠通過其厚度方向的多孔性材料制成，例如聚烯烴類的有機材料或無紡布等構成。本實施方式中，由含有玻璃纖維的無紡布構成，但除此之外，還可以由纖維素纖維、塑料纖維等其他的纖維材料的無紡布構成。分隔板23的厚度沒有特別限定，例如，可以為0.05—0.2mm的厚度。
[0089]分隔板23與正電極層21及負電極層22相比，形成較大的大約矩形的形狀。分隔板23包括接觸正電極層21的第I表面231和接觸負電極層22的第2表面232。分隔板23在厚度方向上能夠壓縮變形，在正電極層21和負電極層22之間以適度地壓縮變形后的狀態(tài)，收裝在儲液室40內。這樣減輕了正電極層21和負電極層22之間的內部阻力。
[0090]電解液30沒有特別地限定，任意的電解質材料都能夠適用。電解液30例如為含有B F 4 —(四氟化硼離子)的4級銨鹽溶液,具體來說，5-azoniaspiro[4.4]nonane_BF4(5-氮鎗螺[4.4]壬燒-BF4)或C2H5CH3C3H5N2C9H2tl-BF4 (乙基甲基咪唑壬烷-BF4)的溶液能夠適用。
[0091]構造體
[0092]本實施方式的電化學裝置101具有構造體50，通過使蓄電元件20壓縮變形，在正電極層21和負電極層22之間夾持的分隔板23的領域內，形成有比該領域的邊沿部的厚度較薄的薄壁部23a。
[0093]在本實施方式中，構造體50包括，在凹部14的底面14a上設置的第I構造體51和在蓋子12的內表面12a上設置的第2構造體52。
[0094]第I構造體51在凹部14的底面14a上形成島狀，從底面14a朝向蓄電元件20(正電極層21)突出。第2構造體52在蓋子12的內表面12a上形成島狀，從內表面12a朝向蓄電元件20 (負電極層22)突出。
[0095]第I及第2構造體51、52，分別由比正電極層21及負電極層22更硬的材料制成。第I構造體51埋入正電極層21的內部，第2構造體52埋入負電極層22的內部。
[0096]第I構造體51沒有必要全部埋入正電極層21的內部，至少一部分埋入正電極層21內即可。同樣地，第2構造體52也沒有必要全部埋入負電極層22的內部，至少一部分埋入負電極層22內即可。
[0097]第I及第2構造體51、52，在儲液室40內通過使蓄電元件20在厚度方向(Z軸方向)上壓縮變形，分隔板23上形成薄壁部23a。在本實施方式中，第I及第2構造體51、52，在Z軸方向上彼此相對地分別設置在凹部14的底面14a和蓋子12的內表面12a上。因此，在第I及第2構造體51、52的作用下，蓄電元件20受到來自兩面的壓縮變形力，在分隔板23上形成了單一的薄壁部23a。
[0098]薄壁部23a的厚度沒有特別限定。例如，可在5 μ m以上50 μ m以下。該情況下，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構造體51、52，分別由導電性粘接材料的硬化物形成。這樣能夠確保正電極層21和柱狀部15a之間以及負電極層22和蓋子12之間穩(wěn)定的電連接。此外，因為第I及第2構造體51、52分別埋入正電極層21及負電極層22的內部，所以能確保第I構造體51和正電極層21之間、以及第2構造體52和負電極層22之間牢固地粘著狀態(tài)。
[0100]第I構造體51將正電極層21粘接在凹部14的底面14a上的同時，構成了電連接兩者的正極粘接層。第I構造體51形成于凹部14的底面14a和正電極層21之間的部分領域上，本實施方式中，如圖4所示形成了能覆蓋3個柱狀部15a的大小。這樣能防止柱狀部15a與電解液30接觸導致腐蝕。
[0101]構成第I構造體51的導電性粘接材料，采用含有導電性粒子的合成樹脂材料。導電性粒子適合采用導電性強、化學穩(wěn)定性好的物質，例如石墨顆粒。含有導電性粒子的合成樹脂材料適合采用對電解液膨潤性小、耐熱性高、化學穩(wěn)定性好的物質，例如酚醛樹脂。
[0102]第I構造體51形成為圓形半球狀。這樣通過正電極層21在分隔板23上能穩(wěn)定地形成薄壁部23a。第I構造體51埋入正電極層21內，通過正電極層21將分隔板23的第I表面231局部地壓縮，在該第I表面231上形成一定深度的凹陷Dl的壓痕。凹陷Dl，在正電極層21與負電極層22之間夾持著的分隔板23的領域內，與該領域的邊緣部相間隔而形成，構成薄壁部23a的一部分。
[0103]第I構造體51的形成方法沒有特別限定，例如能采用絲網印刷法、灌封法等各種涂布法。第I構造體51呈半球狀，因此在不給正電極層21施加過大的壓力的情況下，就能形成所期望的大小的薄壁部23a。
[0104]第I構造體51的高度沒有特別限定，可以根據儲液室40的高度、正電極層21的厚度或彈性系數、薄壁部23a的厚度等適宜地進行設定，例如可在10 μ m以上100 μ m以下。厚度不到IOym的情況下，很難形成薄壁部23a，厚度超過100 μ m的情況下，會給正電極層21施加過大的壓力，有可能導致正電極層21的破損。
[0105]另一方面，第2構造體52將負電極層22粘接在蓋子12的內表面12a上的同時，構成了電連接兩者的負極粘接層。第2構造體52形成于蓋子12的內表面12a和負電極層22之間的部分領域上。構成第2構造體52的導電性粘接材料，和第I構造體51 —樣，采用含有導電性粒子的合成樹脂材料。該合成樹脂材料能夠采用和構成第I構造體51的導電性粘接材料同種或者異種的導電性粘接材料。[0106]第2構造體52也和第I構造體51 —樣，呈圓形半球狀。這樣通過負電極層22在分隔板23上能穩(wěn)定地形成薄壁部23a。第2構造體52埋入負電極層22內，通過負電極層22將分隔板23的第2表面232局部地壓縮，在該第2表面232上形成一定深度的凹陷D2的壓痕。凹陷D2，在正電極層21與負電極層22之間夾持著的分隔板23的領域內，與該領域的邊緣部相間隔而形成，構成薄壁部23a的一部分。
[0107]第2構造體52的形成方法沒有特別限定，例如能采用絲網印刷法、灌封法等各種涂布法。第2構造體52呈半球狀，因此在不給負電極層22施加過大的壓力的情況下，就能形成所期望的大小的薄壁部23a。
[0108]第2構造體52的高度沒有特別限定，可以根據儲液室40的高度、負電極層22的厚度或彈性系數、薄壁部23a的厚度等適宜地進行設定，例如可在10 μ m以上100 μ m以下。厚度不到IOym的情況下，很難形成薄壁部23a，厚度超過100 μ m的情況下，會給負電極層22施加過大的壓力，有可能導致負電極層22的破損。
[0109]本實施方式中，第2構造體52的形狀、大小、高度，都與第I構造體51的相同，但是不完全局限于此，例如形狀、大小、高度中的至少一項可與第I構造體51的不同。
[0110]圖5為表示形成薄壁部23a的分隔板23的俯視圖。在圖中用陰影表示的領域C顯示的是正電極層21與負電極層22之間夾持著的分隔板23的領域，點狀的領域顯示的是薄壁部23a。第I及第2構造體51、52，分別在凹部14的底面14a及蓋子12的內表面12a上形成島狀，如圖5所示，在領域C內，在與領域C的邊緣部Ca有間隔的位置上形成薄壁部23a。
[0111]本實施方式的作用
[0112]在如上述構成的本實施方式的電化學裝置101中，第I及第2構造體51、52，由分別埋入正電極層21和負電極層22中的導電性材料的硬化物形成。這樣能確保正電極層21和凹部14的底面14a (柱狀部15a)之間，以及負電極層22和蓋子12的內表面12a之間良好的緊密粘著性及電連接。
[0113]因此，根據本實施方式，不用在全部的兩電極層上形成粘接層，就能使各電極層緊密粘接容器的各內表面，因此能夠降低電化學裝置101的厚度。此外，由于不降低電極層的厚度就能實現裝置的薄型化，因此能防止裝置的蓄電特性降低。
[0114]本實施方式中的薄壁部23a，具有凹陷Dl和凹陷D2，受到來自第I及第2構造體51、52的壓縮變形而形成。因此薄壁部23a比領域C的邊緣部Ca的厚度薄，與凹陷Dl、D2的形狀相對應地，隨著接近中心部而厚度漸漸變薄。
[0115]上述的分隔板23,在裝配時(封口時)厚度方向上按一定的量壓縮。此時，由于第I及第2構造體51、52的作用，使薄壁部23a受到了比領域C內的其他領域更大的壓縮變形，因為薄壁部23a設置為位于從領域C的邊緣部Ca到分隔板23的中心側有一定間隔的位置，所以薄壁部23a形成時，能夠抑制擠壓到領域C的外側的電解液的量。這樣能夠抑制電解液30侵入或污染到容器本體11和蓋子12的接合部，能確保穩(wěn)定地接合作業(yè)性，提高生產效率。
[0116]此外分隔板23由含有玻璃纖維的無紡布構成。因此薄壁部23a，比分隔板23的其他的領域密度高，由于毛細現象，電解液30聚集在薄壁部23a，所以電解液保存量高。例如即使在長期使用后電解液分解導致容器10內的電解液量低的情況下，由于電解液能夠聚集在分隔板23的薄壁部23a上，因此能確保經過長期使用的電化學裝置101也可穩(wěn)定地工作。
[0117]第2實施方式
[0118]圖6為表示本發(fā)明的第2實施方式的電化學裝置構成的概略剖面圖。下面主要說明與第I實施方式不同的構成，與上述第I實施方式相同構成的部分，用相同的符號表不并省略或簡化說明。
[0119]本實施方式的電化學裝置102中，正極配線25的構成和第I及第2構造體501、502的形態(tài)，與第I實施方式不同。
[0120]在本實施方式中，正極配線25包括，正電極層21和凹部14的底面14a之間配置的配線層25a、從容器本體11的側面Ilc開始到下表面Ilb為止形成的外部正極端子25b。配線層25a貫通形成容器本體11的側面Ilc的側壁，延伸到外部，與外部正極端子25b連接。
[0121]第I構造體501，通過配線層25a設置于凹部14的底面14a上，第2構造體502與第I構造體501相對，設置于蓋子12的內表面12a上。第I構造體501埋入正電極層21的內部，第2構造體502埋入負電極層22的內部。
[0122]圖7為表示容器本體11的內部的樣子的概略立體圖。第I及第2構造體501、502分別由導電性粘接材料的硬化物構成。第I及第2構造體501、502都類似圓錐形狀，分別扎在正電極層21及負電極層22的大約中央位置，埋入各電極層21、22的內部。
[0123]因為第I及第2構造體501、502大致呈圓錐形狀，所以第I及第2構造體501、502能較容易地埋入正電極層21及負電極層22中，同時能限制蓄電元件20 (正電極層21、負電極層22)向容器10的內表面(14a、12a)的相對移動。
[0124]第I及第2構造體501、502的形狀不局限于圓錐形，也可為棱錐等其他頂端尖的形狀。此外，第I及第2構造體501、502可由高寬比(高度和底面的直徑的比)較高的柱狀(圓柱、棱柱)形成，也可由頂端尖的柱狀形成?；蛘叩贗及第2構造體501、502也可由高寬比較低的柱狀形成，只要是至少一部分能埋入電極層21、22的內部的形態(tài)，形狀就不特別限定。
[0125]在上述構成的實施方式的電化學裝置102中，能獲得與上述第I實施方式同樣的效果。此外在本實施方式中，在正電極層21和負電極層22之間夾持著分隔板23的領域內，可以形成、也可以不形成在第I實施方式中說明的薄壁部23a (下面的實施方式同樣)。
[0126]第3實施方式
[0127]圖8為表示本發(fā)明的第3實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖9為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0128]本實施方式的電化學裝置103，構成容器10的蓋子120的構成與上述第I實施方式不同。即在本實施方式中，蓋子120的構成為彎折同樣厚度的金屬板使中央部分向外突出而形成擠壓成型。
[0129]蓋子120包括平板部121、周壁部122及接合部123。平板部121具有與負電極層22粘接的內表面12a。周壁部122與負電極層22的周面相對、圍繞平板部121的周圍，呈矩形環(huán)狀。接合部123設置在周壁部122的周圍，呈矩形環(huán)狀，通過密封環(huán)13與容器本體11連接。
[0130]另一方面，本實施方式的電化學裝置103具有，與上述第I實施方式相同構造的正極配線15和與上述第2實施方式相同構造的第I及第2構造體501、502。第I構造體501覆蓋從凹部14的底面露出的柱狀部15a，實現保護柱狀部15a不被電解液30腐蝕的機能。
[0131]在上述構成的實施方式的電化學裝置103中，能獲得與第I實施方式相同的效果。本實施方式中，因為蓋子120不是平面地而是立體地構成，所以蓋子120的強度提高，這樣能夠增強容器10的耐久性。這樣的蓋子120的構成，也同樣適用于第I及第2實施方式。
[0132]第4實施方式
[0133]圖10為表示本發(fā)明的第4實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖11為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0134]本實施方式的電化學裝置104在容器本體11的凹部14的底面14a和正電極層21之間設置了墊板31 (輔助層)，這是與上述各實施方式不同的點。
[0135]墊板31具有被第I構造體501貫穿的貫通孔31a。貫通孔31a形成為與第I構造體501的外周形狀相對應的形狀。貫通孔31a的周壁支持著第I構造體501。此外墊板31形成為與凹部14的底面14a的內周形狀相對應的形狀。凹部14的各側面14b支持著墊板31的周邊。
[0136]墊板31可由導電性材料構成，也可由電絕緣材料構成。墊板31的厚度雖然沒有特別限定，但為了確保第I構造體501埋入正電極層21的構造，墊板31的厚度有必要比第I構造體501的高度低。
[0137]在上述構成的實施方式的電化學裝置104中，能獲得與第I實施方式相同的效果。本實施方式中，因在第I構造體501的周圍設置了墊板31，因此能提高第I構造體501與容器本體11的接合強度。此外，根據墊板31的厚度，能夠調整第I構造體501埋入正電極層21的深度，進而吸收蓄電元件20的厚度的不一致或者凹部14的深度的不一致，實現裝置的品質穩(wěn)定化。
[0138]第5實施方式
[0139]圖12為表示本發(fā)明的第5實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖13為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0140]本實施方式的電化學裝置105在容器本體11的凹部14的底面14a和正電極層21之間設置了墊板32 (輔助層)，在這一點上與上述第4實施方式共通，但是貫通第I構造體501的貫通孔32a的大小不同。即在本實施方式中，貫通第I構造體501的墊板32的貫通孔32a，比第I構造體501大。貫通孔32a雖然形成了矩形，但也可以采用圓形等其他的幾何形狀。
[0141]根據本實施方式，與第4實施方式一樣，根據墊板32的厚度，能夠調整第I構造體501埋入正電極層21的深度，進而吸收蓄電元件20的厚度的不一致或者凹部14的深度的不一致，實現裝置的品質穩(wěn)定化。根據本實施方式，因為墊板32的貫通孔32a比第I構造體501大，因此墊板32與第I構造體501之間不需要高精確度的位置匹配，能容易地形成墊板32或者第I構造體501。[0142]第6實施方式
[0143]圖14為表示本發(fā)明的第6實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖15為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0144]本實施方式的電化學裝置106在正極配線15的柱狀部15a和正電極層21之間設置集電層33，這一點與上述各實施方式不同。
[0145]集電層33由在第I構造體501和正極配線15的柱狀部15a之間設置的導電體構成，本實施方式中由鋁等對電解液30耐蝕的金屬材料構成。
[0146]集電層33覆蓋從凹部14的底面14a露出的柱狀部15a，保護柱狀部15a不與電解液30接觸。集電層33因在底面14a上形成比正電極層21更大的面積，所以提高了集電效率。第I構造體501形成于集電層33上，埋入正電極層21的內部。
[0147]在上述構成的實施方式的電化學裝置106中，能獲得與第I實施方式相同的效果。集電層33的構成不限于本實施方式,在上述的各實施方式中也同樣適用。
[0148]第7實施方式
[0149]圖16為表示本發(fā)明的第7實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖17為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0150]本實施方式的電化學裝置107，如下，第I構造體510及第2構造體520的構成與上述各實施方式不同。
[0151]第I構造體510配置于凹部14的底面14a與正電極層21之間。第I構造體510由具有基礎層511和在該基礎層511之上形成的突出部512的導電性粘接材料的硬化物構成。
[0152]基礎層511設置于凹部14的底面14a與正電極層21之間，幾乎遍及正電極層21的全部。突出部512具有圓錐、棱錐等頂端尖的立體形狀，配置于正電極層21與基礎層511之間，刺在正電極層21的大約中央位置，埋入正電極層21的內部。
[0153]在本實施方式中，雖在凹部14的底面14a與基礎層511之間設置了集電層33，但是集電層33的設置根據需要也可以省略。因集電層33與第6實施方式有相同的結構，這里省略說明。
[0154]另一方面,第2構造體520配置于蓋子12的內表面12a和負電極層22之間。第2構造體520也由具有基礎層521和在該基礎層521之上形成的突出部522的導電性粘接材料的硬化物構成?；A層521設置于蓋子12的內表面12a和負電極層22之間、幾乎遍及負電極層22的全部。突出部522具有圓錐、棱錐等頂端尖的立體形狀，配置于負電極層22與基礎層521之間，刺在負電極層22的大約中央位置，埋入負電極層22的內部。
[0155]根據本實施方式，第I及第2構造體510、520因分別具有基礎層511、521，正電極層21和凹部14的底面14a之間，以及負電極層22和蓋子12的內表面12a之間的緊密粘著性能更加提高。此外，第I及第2構造體510、520因分別具有突出部512、522，所以基礎層511、521能以比較薄的厚度形成，這樣不阻礙裝置薄型化，能確保電極層21、22的厚度，因此也能抑制裝置特性的低下。
[0156]第8實施方式[0157]圖18為表示本發(fā)明的第8實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖19為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0158]在本實施方式的電化學裝置108中，第I構造體530具有由導電性粘接材料的硬化物分別形成的復數的突出部531、532。各突出部531、532分別設置于凹部14的底面14a與正電極層21之間，刺入正電極層21而埋入正電極層21的內部，分別呈大致圓錐的形狀。
[0159]在本實施方式中，在凹部14的底面14a與正電極層21之間設置集電層33，各突出部531、532配置于集電層33之上，但是集電層33的設置也可根據需要省略。集電層33因與第6實施方式有相同的結構，這里省略說明。
[0160]第I構造體530包括配置于正電極層21的中央部并埋入正電極層21的第I突出部531、配置于正電極層21的邊緣部并埋入正電極層21的2個第2突出部532。第2突出部532的數量不限于2個，3個以上也可。
[0161]本實施方式也能取得與上述的第I實施方式相同的效果。根據本實施方式，第I構造體530由復數的突出部531、532構成，因此正電極層21能牢固的固定在凹部14的底面14a上，同時能更加提高底面14a和正電極層21之間的緊密粘著性。
[0162]且代替集電層33，在參照圖10或圖12所說明的墊板31、32 (輔助層)配置于凹部14的底面14a和正電極層21之間的實施方式中，第I構造體也可由上述復數的突出部531、532構成。
[0163]第9實施方式
[0164]圖20為表示本發(fā)明的第9實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖。圖21為表示該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0165]在本實施方式的電化學裝置109中，集電層331的大小與第8實施方式不同，以與正電極層21相比較小的面積形成在凹部14的底面14a上。該情況下，作為第I構造體530的組成部分的第2突出部532橫跨集電層331的邊緣部和凹部14的底面14a而形成。這樣，能獲得與第5實施方式相同的效果，同時通過第2突出部532能提高集電層331和底面14a之間的緊密粘著性，提高裝置的耐久性。
[0166]第10實施方式
[0167]圖22為表示本發(fā)明的第10實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖，圖23為該容器本體的內部的樣子的概略立體圖。下面主要說明與上述各實施方式不同的構成，與上述各實施方式相同構成的部分，用相同的符號表示并省略或簡化該說明。
[0168]在本實施方式的電化學裝置110中，第I構造體540除了具有上述的第I突出部531及復數的第2突出部532之外，還具有復數的連接部533，用于將復數的第2突出部532分別連接在容器本體11的側面14b (內周面)上。這樣，第2突出部532能夠牢固地固定在容器本體11上。
[0169]連接部533，和第I及第2突出部531、532同樣，由導電性粘接材料的硬化物形成，但也可由除此之外的材料形成。連接部533的形狀、大小沒有特別地限定，只要能將第2突出部532連接在凹部14的側面14b上，任何形狀、大小都可。
[0170]第11實施方式[0171]圖24為表示本發(fā)明的第11實施方式的電化學裝置的構成的概略剖面圖。下面主要說明與第3實施方式不同的構成,與第3實施方式相同構成的部分,用相同的符號表7]^并省略或簡化該說明。
[0172]在本實施方式的電化學裝置111中，第I及第2構造體551、552的形態(tài)與第3實施方式不同。
[0173]第I構造體551配置在凹部14的底面14a和正電極層21之間，覆蓋埋入底面14a的柱狀部15a，粘接在底面14a上。第I構造體551以同樣的厚度形成于底面14a上，該平面形狀為比正電極層21小的矩形或圓形。第I構造體551由導電性粘接材料形成，但同時也是與正電極層21相比較硬質的材料，壓入正電極層21中，埋入正電極層21的內部。
[0174]第2構造體552配置在蓋子12的內表面12a和負電極層22之間，粘接在蓋子12的內表面12a。第2構造體552以同樣的厚度形成于蓋子12的內表面12a,該平面形狀為比負電極層22小的矩形或圓形。第2構造體552由導電性粘接材料形成，但同時也是與負電極層22相比較硬質的材料，壓入負電極層22中，埋入負電極層22的內部。
[0175]本實施方式能獲得與上述的第3實施方式相同的作用效果。根據本實施方式，第I及第2構造體551、552通過壓入正電極層21及負電極層22而埋入各電極層21、22的內部，緊密粘著性高，因此能進一步減少接觸電阻及內阻。
[0176]以上對本發(fā)明的實施方式作了說明，但本發(fā)明并不局限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內 ，能夠進行各種變更。
[0177]例如以上的各實施方式中，第I構造體和第2構造體在Z軸方向上彼此相對配置，取而代之配置于不相對的位置上也可。這樣，能夠任意地調整例如薄壁部的形狀、大小和厚
/又寸。
[0178]上述的第I實施方式，在正電極層21和負電極層22之間夾持著分隔板23的領域內形成了薄壁部23a，但不局限于此，例如如圖25所示的電化學裝置112，分別形成第I及第2構造體51、52，沒有形成上述的薄壁部。
[0179]此外上述的第8及第9實施方式，對由復數的突出部構成第I構造體的例作了說明，取代該例或者在此基礎上附加，第2構造體也可能由復數的突出部構成。例如如圖26所示的電化學裝置113，具有由復數的突出部561、562構成的第2構造體560。這樣，能將負電極層22牢固地固定于蓋子12的內表面12a，同時能進一步提高蓋子12的內表面12a和負電極層22之間的緊密粘著性。圖中與圖20對應的部分用同樣的符號表示，省略了其說明。
[0180]以上的各實施方式，對以第I及第2構造體作為構造體的電化學裝置為例作了說明，但如圖27中(A)所示，可僅設置容器本體11 一側的第I構造體501作為構造體，如圖27中(B)所示，也可僅設置蓋子12 —側的第2構造體502作為構造體。各圖中與圖6對應的部分用同樣的符號表不，省略了其說明。
[0181]以上的實施方式，對構成蓄電元件20的正電極層21及負電極層22分別以同一的形狀及大小形成的例作了說明，但各電極層的大小沒有必要相同，可以是一邊的電極層比另一邊的電極層大。
【權利要求】
1.一種電化學裝置，其特征在于，包括:容器，其具有容器本體和蓋子，所述容器本體具有第1內表面，所述蓋子與上述容器本體接合，且具有與上述第1內表面相對的第2內表面；蓄電元件，其具有粘接在上述第1內表面的第1電極層、粘接在上述第2內表面的第2電極層、上述第1電極層和上述第2電極層之間配置的分隔板，其被夾持在上述第1內表面和上述第2內表面之間；第1構造體，其被設置在上述第1內表面的一部分領域上，呈島狀，至少一部分埋入上述第1電極層的內部，由導電性粘接材料的硬化物形成，其形狀為，從上述第1內表面向上述蓄電元件，平行于上述第1內表面的剖面的面積逐漸變?。坏?構造體，其被設置在上述第2內表面的一部分領域上，呈島狀，至少一部分埋入上述第2電極層的內部，由導電性粘接材料的硬化物形成，其形狀為，從上述第2內表面向上述蓄電元件，平行于上述第2內表面的剖面的面積逐漸變小，上述第1及第2構造體在上述蓄電元件的厚度方向上彼此相對。
2.根據權利要求1所述的電化學裝置，其特征在于，上述蓋子包含，具有 上述第2內表面的平板部、圍在上述平板部周圍的周壁部、設置在上述周壁部的周圍且與上述容器本體粘接的接合部。
3.根據權利要求1或2所述的電化學裝置，其特征在于，上述容器包括，設置在上述第1內表面且與上述第1電極層電連接的第1端子，設置在上述容器本體的外表面的第2端子，將上述第1端子和上述第2端子電連接的配線部。
4.根據權利要求3所述的電化學裝置，其特征在于，上述第1端子埋入上述第1內表面，上述第1構造體覆蓋上述第1端子。
5.根據權利要求3或者權利要求4所述的電化學裝置，其特征在于，上述容器，配置在上述第1構造體和上述第1端子之間，具有與上述第1電極層連接的集電層。
6.根據權利要求3所述的電化學裝置，其特征在于，上述容器還具有輔助層，上述輔助層配置在上述第1內表面和上述第1電極層之間，上述輔助層上具有被上述第1構造體貫穿的貫通孔。
7.根據權利要求1~6中任意一項所述的電化學裝置，其特征在于，上述第1構造體包括:配置于上述第1電極層的中央部，埋入上述第1電極層的第1突出部；配置于上述第1電極層的邊緣部，至少一部分埋入上述第1電極層的復數的第2突出部。
8.根據權利要求7所述的電化學裝置，其特征在于，上述第1構造體，具有將上述復數的第2突出部分別連接在上述容器本體的內周面上的連接部。
9.根據權利要求11所述的電化學裝置，其特征在于，上述第1及第2構造體在上述蓄電元件的中央部相向設置。
10.根據權利要求1所述的電化學裝置，其特征在于，上述第2構造體包括:配置在上述第2電極層的中央部并埋入上述第2電極層的第1突出部；配置在上述第2電極層的邊緣部，至少一部分埋入上述第2電極層的復數的第2突出部。
11.根據權利要求1~10中任意一項所述的電化學裝置，其特征在于，上述構造體為頂端尖的形狀。
12.根據權利要求1~11中任意一項所述的電化學裝置，其特征在于，上述構造體，在上述第1電極層和上述第2電極層之間夾持著的上述分隔板的領域內，形成有比該領域的邊沿部的厚度薄的薄壁部。
13.根據權利要求1~12中任意一項所述的電化學裝置，其特征在于，上述構造體為圓頂狀或者錐體形狀。
14.根據權利要求1~13中任意一項所述的電化學裝置，其特征在于，上述構造體通過使上述蓄電元件壓縮變形，使上述構造體的至少一部分埋入上述第1及第2的電極層中至少任何一方的內`部。
【文檔編號】H01M2/10GK103633361SQ201310355088
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權日:2012年8月24日
【發(fā)明者】萩原直人, 真野響太郎, 石田克英 申請人:太陽誘電株式會社