JP2020205305A - 蓄電パック - Google Patents

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Kyotaro Mano
響太郎 真野
亘 大西
Wataru Onishi
亘 大西
上田 安彦
Yasuhiko Ueda
安彦 上田
知宏 野田
Tomohiro Noda
知宏 野田
恭丈 福田
Yasutake Fukuda
恭丈 福田
景司 堀川
Keiji Horikawa
景司 堀川
斉藤 朋子
Tomoko Saito
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Abstract

【課題】収容容器の内部端子の電解腐食を抑制することができる蓄電パックを提供する。【解決手段】蓄電パック200は、蓄電デバイス100と、収容容器50と、樹脂21とを備える。蓄電デバイスは、第1の基板1と、第2の基板2と、第1の基板と第2の基板とに挟まれた蓄電素子10と、第1の端面から第1の基板へと回り込むように設けられた第1の端面電極3と、第2の端面から第1の基板へと回り込むように設けられた第2の端面電極4とを備える。収容容器は、内側底面に設けられた第1の内部端子51および第2の内部端子52と、外側底面に設けられた第1の外部端子53および第2の外部端子54とを備える。第1の端面電極3および第2の端面電極4は、複数の細孔20を有し、樹脂21は、第1の内部端子および第2の内部端子のうち、第1の端面電極、第2の端面電極、および、収容容器の内側底面と接していない部分を覆うとともに、細孔内に存在する。【選択図】図9

Description

本発明は、蓄電デバイスを収容容器に収容した蓄電パックに関する。
従来、電気二重層キャパシタや二次電池などの蓄電デバイスが種々知られている。また、そのような蓄電デバイスを収容容器に収容した蓄電パックも知られている。
そのような蓄電パックの1つとして、特許文献1には、蓄電素子であるセルを収容容器に収容した蓄電パックが記載されている。この蓄電パックでは、セルの正極および負極のそれぞれと接続されたセルリードが、収容容器の内側底面に配置されたパッドに溶接されている。パッドは、スルーホールを介して、収容容器の外側底面に配置された外部端子と電気的に接続されている。
この特許文献1に記載の蓄電パックでは、収容容器のパッドがピンホール等の欠陥に起因して耐食性が十分ではないという問題がある。
この問題を解決するため、特許文献2には、特許文献1に記載の蓄電パックに対して、セルリードと、収容容器のパッドとが接続された状態で、パッドを絶縁性の樹脂によって被覆した構造の蓄電パックが記載されている。
特開2013−30750号公報 特開2018−152544号公報
しかしながら、特許文献2に記載の蓄電パックでは、パッドを絶縁性の樹脂で被覆する際に、樹脂が必要部分に留まらない場合がある。その場合、樹脂で覆われていない部分において、電解腐食が生じる可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、収容容器の内側底面に設けられた内部端子の電解腐食を抑制することができる蓄電パックを提供することを目的とする。
本発明の蓄電パックは、
蓄電デバイスと、
前記蓄電デバイスを収容する収容容器と、
前記蓄電デバイスと前記収容容器とを接着する樹脂と、
を備え、
前記蓄電デバイスは、
第1の基板と、
第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれた蓄電素子であって、長さ方向および幅方向に沿って延びる面であり、厚み方向に対向する第1の主面および第2の主面と、前記長さ方向および前記厚み方向に沿って延びる面であり、前記幅方向に対向する第1の側面および第2の側面と、前記幅方向および前記厚み方向に沿って延びる面であり、前記長さ方向に対向する第1の端面および第2の端面と、を有し、前記第1の端面に引き出された第1の内部電極と、前記第2の端面に引き出された第2の内部電極とを備える蓄電素子と、
前記第1の端面に引き出された前記第1の内部電極と接続され、かつ、前記第1の端面から前記第1の基板へと回り込むように設けられた第1の端面電極と、
前記第2の端面に引き出された前記第2の内部電極と接続され、かつ、前記第2の端面から前記第1の基板へと回り込むように設けられた第2の端面電極と、
を備え、
前記収容容器は、
前記蓄電デバイスと対向する面である内側底面に設けられ、前記第1の端面電極と接触して電気的に接続されている第1の内部端子と、
前記蓄電デバイスの前記内側底面に設けられ、前記第2の端面電極と接触して電気的に接続されている第2の内部端子と、
前記内側底面と反対側の面である外側底面に設けられ、前記第1の内部端子と電気的に接続されている第1の外部端子と、
前記外側底面に設けられ、前記第2の内部端子と電気的に接続されている第2の外部端子と、
を備え、
前記第1の端面電極および前記第2の端面電極は、複数の細孔を有する多孔質構造であり、
前記樹脂は、前記第1の内部端子および前記第2の内部端子のうち、前記第1の端面電極、前記第2の端面電極、および、前記収容容器の前記内側底面と接していない部分を覆うとともに、前記細孔内に存在することを特徴とする。
前記第1の端面電極における前記細孔の割合、および、前記第2の端面電極における前記細孔の割合はともに、3体積%以上10体積%以下であってもよい。
前記細孔の平均径は、0.1μm以上100μm以下であってもよい。
前記樹脂は、粘度調整用のフィラーを含有していてもよい。
前記樹脂は、シリカフィラーを含有したエポキシ樹脂であってもよい。
前記第1の端面電極のうち、前記第1の内部端子と対向する面の大きさは、前記第1の内部端子の前記第1の端面電極と対向する面の大きさ以上であり、
前記第2の端面電極のうち、前記第2の内部端子と対向する面の大きさは、前記第2の内部端子の前記第2の端面電極と対向する面の大きさ以上であってもよい。
蓄電パックは、前記蓄電デバイスの前記第2の基板側において、前記蓄電デバイスと接して配置されている落とし蓋をさらに備えていてもよい。
前記第1の端面電極の表面のうち、前記第1の内部端子と接している面、および、前記第1の内部端子の表面のうち、前記第1の端面電極と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されており、
前記第2の端面電極の表面のうち、前記第2の内部端子と接している面、および、前記第2の内部端子の表面のうち、前記第2の端面電極と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されていてもよい。
前記収容容器は、一端に開口部を有する有底筒状の形状を有しており、
蓄電パックは、前記収容容器の前記開口部を封止するための外蓋をさらに備え、
前記外蓋によって封止された前記収容容器の内部空間の圧力は、大気圧よりも低い構成とされていてもよい。
本発明の蓄電パックによれば、樹脂が第1の内部端子および第2の内部端子のうち、第1の端面電極、第2の端面電極、および、収容容器の内側底面と接していない部分を覆うとともに、第1の端面電極および第2の端面電極の細孔内にも樹脂が存在するので、第1の内部端子および第2の内部端子の電解腐食を抑制することができる。すなわち、第1の内部端子および第2の内部端子の周囲が樹脂によって覆われることにより、電解液と接触することを抑制するとともに、第1の端面電極および第2の端面電極の細孔内に樹脂が存在することにより、電解液が細孔内を通って第1の内部端子および第2の内部端子に到達することを抑制することができるので、電解腐食の発生を抑制することができる。
一実施形態における蓄電デバイスの構成を模式的に示す斜視図である。 図1に示す蓄電デバイスのII−II線に沿った模式的断面図である。 図1に示す蓄電デバイスのIII−III線に沿った模式的断面図である。 蓄電デバイスの製造方法の一例を説明するための図であって、母材を第1の基板と第2の基板とで挟み込んだ状態を示す図である。 蓄電デバイスの製造方法の一例を説明するための図であって、第1の基板と第2の基板とで挟み込んだ母材を切断する様子を示す図である。 蓄電デバイスの製造方法の一例を説明するための図であって、切断により個片化されたチップを示す図である。 蓄電デバイスの製造方法の一例を説明するための図であって、チップの両端面に第1の端面電極および第2の端面電極を形成した状態を示す図である。 一実施形態における蓄電パックの構成を模式的に示す斜視図である。 図8に示す蓄電パックのIX−IX線に沿った模式的断面図である。 樹脂の塗布工程を説明するための図である。
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴を具体的に説明する。
一実施形態における蓄電パックは、蓄電デバイスと、蓄電デバイスを収容する収容容器と、蓄電デバイスと収容容器とを接着する樹脂とを備える。以下では、まず蓄電デバイスの構成について詳しく説明し、その後、蓄電パックの構成について説明する。
(蓄電デバイス)
図1は、一実施形態における蓄電デバイス100の構成を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す蓄電デバイス100のII−II線に沿った模式的断面図である。図3は、図1に示す蓄電デバイス100のIII−III線に沿った模式的断面図である。図1〜図3において、Lは長さ方向、Wは幅方向、Tは厚み方向(内部電極の積層方向)をそれぞれ示す。
ここでは、蓄電デバイス100が電気二重層キャパシタであるものとして説明する。ただし、蓄電デバイス100が電気二重層キャパシタに限定されることはなく、リチウムイオンキャパシタやレドックスキャパシタ、リチウムイオン電池などの各種電気化学蓄電デバイスであってもよい。
一実施形態における蓄電デバイス100は、第1の基板1と、第2の基板2と、蓄電素子10と、第1の端面電極3と、第2の端面電極4とを備える。ここでは、蓄電素子10が電気二重層キャパシタ素子であるものとして説明する。
第1の基板1は、例えばガラスエポキシ樹脂からなる。ただし、第1の基板1の材料がガラスエポキシ樹脂に限定されることはなく、別の樹脂を用いてもよいし、樹脂以外の材料を用いてもよい。
第2の基板2は、例えばガラスエポキシ樹脂からなる。ただし、第1の基板1の材料がガラスエポキシ樹脂に限定されることはなく、別の樹脂を用いてもよいし、樹脂以外の材料を用いてもよい。第2の基板2を構成する材料は、第1の基板1を構成する材料と線膨張係数の差が小さいことが好ましく、第1の基板1を構成する材料と同じであることがより好ましい。
第1の基板1の両主面1a、1bのうち、第2の主面1bは、蓄電素子10と対向している面であり、第1の主面1aは、蓄電素子10と対向していない面である。
第1の基板1と第2の基板2との間には、蓄電素子10が設けられている。すなわち、蓄電素子10は、第1の基板1と第2の基板2とに挟まれている。
蓄電素子10は、略直方体の形状を有する。すなわち、蓄電素子10は、長さ方向Lに対向する第1の端面10aおよび第2の端面10bと、厚み方向Tに対向する第1の主面10cおよび第2の主面10dと、幅方向Wに対向する第1の側面10eおよび第2の側面10fとを備える。第1の端面10aおよび第2の端面10bは、幅方向Wおよび厚み方向Tに沿って延びている。第1の主面10cおよび第2の主面10dは、長さ方向Lおよび幅方向Wに沿って延びている。第1の側面10eおよび第2の側面10fは、長さ方向Lおよび厚み方向Tに沿って延びている。
なお、「直方体」には、角部や稜線部が面取りされた形状や丸められた形状も含まれる。角部は、蓄電素子10の3面が交わる部分であり、稜線部は、蓄電素子10の2面が交わる部分である。
蓄電素子10は、第1の内部電極11と第2の内部電極12とが電解質層13を介して交互に複数積層された構造を有する。すなわち、複数の第1の内部電極11と複数の第2の内部電極12とが電解質層13を介して交互に積層されている。
第1の内部電極11は、第1の集電体11aと、第1の集電体11aの両面に設けられた第1の活物質層11bとを有する。ただし、積層方向の最も外側に第1の内部電極11が位置する場合、その最外層に位置する第1の内部電極11の第1の集電体11aには、片面にのみ第1の活物質層11bが設けられている。
第1の集電体11aは、例えば、アルミニウムや銅等の金属からなる金属箔等である。ただし、本発明において、「金属」には合金が含まれるものとする。
第1の活物質層11bは、活物質を含む。第1の活物質層11bは、分極性電極であって、例えば、活性炭などの炭素材料を活物質として含んでいることが好ましい。
第1の内部電極11は、蓄電素子10の第1の端面10aに引き出されている一方、第2の端面10b、第1の側面10e、および第2の側面10fには引き出されていない。本実施形態では、第1の内部電極11のうちの第1の集電体11aが蓄電素子10の第1の端面10aに引き出されている。
第2の内部電極12は、第2の集電体12aと、第2の集電体12aの両面に設けられた第2の活物質層12bとを有する。ただし、積層方向の最も外側に第2の内部電極12が位置する場合、その最外層に位置する第2の内部電極12の第2の集電体12aには、片面にのみ第2の活物質層12bが設けられている。
第2の集電体12aは、例えば、アルミニウムや銅等の金属からなる金属箔等である。
第2の活物質層12bは、活物質を含む。第2の活物質層12bは、分極性電極であって、例えば、活性炭などの炭素材料を活物質として含んでいることが好ましい。
第2の内部電極12は、蓄電素子10の第2の端面10bに引き出されている一方、第1の端面10a、第1の側面10e、および第2の側面10fには引き出されていない。本実施形態では、第2の内部電極12のうちの第2の集電体12aが蓄電素子10の第2の端面10bに引き出されている。
第1の内部電極11の第1の活物質層11bと、第2の内部電極12の第2の活物質層12bとの間には、電解質層13が設けられている。電解質層13は、電解質を含む層であり、例えば、電解液が含浸したセパレータ等の多孔質体である。ここでは、電解質層13は、電解液が含浸したセパレータであるものとして説明する。ただし、電解質層13は、ゲル状の電解質であるゲル電解質からなっていてもよい。ゲル電解質を構成する高分子ゲル材料の具体例としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド等が挙げられる。
電解質の具体例としては、例えば、EMITFSI(1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)、EMIBF4(ホウフッ化1−エチル−3−メチルイミダゾリウム)等のイオン性液体、または、そのイオン性液体をプロピレンカーボネート、アセトニトリル等の有機溶媒に溶解させたもの等が挙げられる。これらの電解質のうちの1種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。
第1の活物質層11bおよび第2の活物質層12bと、第1の端面10a、第2の端面10b、第1の側面10e、および第2の側面10fのそれぞれとの間には、絶縁層14が設けられている。絶縁層14は、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂等からなる。
図3に示すように、電解質層13は、蓄電素子10の第1の側面10eおよび第2の側面10fに露出している。
第1の端面電極3は、蓄電素子10の第1の端面10aに引き出された第1の内部電極11と接続され、かつ、第1の端面10aから第1の基板1へと回り込むように設けられている。本実施形態では、第1の端面電極3は、第1の端面10aの全体に設けられるとともに、第1の端面10aから、第1の基板1側、第2の基板2側、第1の側面10e側、および、第2の側面10f側まで回り込むように設けられている。
第2の端面電極4は、蓄電素子10の第2の端面10bに引き出された第2の内部電極12と接続され、かつ、第2の端面10bから第1の基板1へと回り込むように設けられている。本実施形態では、第2の端面電極4は、第2の端面10bの全体に設けられるとともに、第2の端面10bから、第1の基板1側、第2の基板2側、第1の側面10e側、および、第2の側面10f側まで回り込むように設けられている。
第1の端面電極3および第2の端面電極4は、例えばアルミニウムからなる。その場合、第1の端面電極3および第2の端面電極4は、アルミニウム溶射によって形成される溶射膜とすることができる。
第1の端面電極3および第2の端面電極4は、複数の細孔20を有する多孔質構造である。複数の細孔20には、隣り合う細孔20が連結した連結孔が含まれている。第1の端面電極3および第2の端面電極4における細孔20の割合はともに、例えば3体積%以上10体積%以下であり、好ましくは、4体積%以上6体積%以下である。一例として、第1の端面電極3および第2の端面電極4における細孔20の割合は、5.1体積%である。
後述するように、細孔20内には、樹脂21が存在する。第1の端面電極3および第2の端面電極4において、細孔20の割合が3体積%より低くなると、樹脂21が第1の端面電極3および第2の端面電極4内に浸透する量が少なくなり、電解腐食の抑制効果が低くなる。一方、細孔20の割合が10体積%より高くなると、樹脂21が第1の端面電極3および第2の端面電極4内に浸透する量が多くなり、電解腐食を抑制するために樹脂21を配置したい場所、具体的には、後述する収容容器の内側底面に設けられた第1の内部端子および第2の内部端子を覆う樹脂の量が少なくなる。
細孔20の割合は、例えば、第1の端面電極3および第2の端面電極4を、溶射ガンを用いた溶射膜によって形成する場合において、溶射時のエア圧や、溶射ガンの移動速度を調整することにより、所望の範囲内に調整することができる。
細孔20の平均径は、例えば0.1μm以上100μm以下であり、好ましくは、1μm以上10μm以下である。細孔20の平均径が0.1μmより小さくなると、樹脂21が細孔20の内部に入りにくくなる。一方、細孔20の平均径が100μmより大きくなると、後述する毛細管現象による樹脂21の浸透が進行しにくくなる。
なお、樹脂21の詳細については後述する。
(蓄電デバイスの製造方法)
以下、蓄電デバイス100の製造方法の一例について、図4〜図7を参照しながら説明する。
初めに、複数の蓄電素子10を構成するための母材を作製する。母材は、公知の方法により作製することができる。
続いて、作製した母材40を第1の基板1と第2の基板2とで挟み込んだ後(図4参照)、切断する(図5参照)。
続いて、切断により個片化されたチップCP(図6参照)に対して、稜線部および角部に面取り加工を施す。そして、内部電極が露出している両端面に、溶射ガンを用いてアルミニウム溶射を行い、第1の端面電極3および第2の端面電極4を形成する(図7参照)。
上述した工程により、蓄電デバイス100が作製される。
(蓄電パック)
図8は、一実施形態における蓄電パック200の構成を模式的に示す斜視図である。図9は、図8に示す蓄電パック200のIX−IX線に沿った模式的断面図である。
蓄電パック200は、蓄電デバイス100と、蓄電デバイス100を収容する収容容器50と、蓄電デバイス100と収容容器50とを接着する樹脂21とを備える。
本実施形態における蓄電パック200は、蓄電デバイス100の第2の基板2側において、蓄電デバイス100と接して配置されている落とし蓋30をさらに備えている。本実施形態では、厚み方向Tに見たときの落とし蓋30のサイズが蓄電デバイス100のサイズよりも大きい。落とし蓋30は、収容容器50、および、後述するシールリング65と接触しない大きさを有し、収容容器50およびシールリング65と接触しないように配置されている。
蓄電デバイス100と収容容器50との間には、電解液35が存在する。蓄電デバイス100の第2の基板2と対向する面に落とし蓋30が設けられていることにより、電解液35は、収容容器50の内面に沿ってではなく、蓄電デバイス100の外周面に沿って存在するようになる。これにより、電解液35を蓄電デバイス100の周囲に確保することができる。
上述したように、蓄電デバイス100の電解質層13は、蓄電素子10の第1の側面10eおよび第2の側面10fに露出しているので、電解液35と接した状態となる。したがって、本実施形態における蓄電パック200では、落とし蓋30を設けない場合と比べて、蓄電デバイス100の信頼性を向上させることができる。
落とし蓋30には、気孔が設けられている。気孔が設けられていることにより、蓄電デバイス100から発生するガスを通過させて、蓄電デバイス100とは反対側の空間に逃がすことができるので、ガスが溜まることによる蓄電デバイス100の特性の低下を抑制することができる。
収容容器50は、一端に開口部を有し、開口部に対向する底面と、底面から略垂直に連なる側壁とを備える有底筒状の筐体であり、蓄電デバイス100を収容する。収容容器50は、絶縁性材料からなり、本実施形態では、例えばセラミック材料からなる。
収容容器50は、第1の側壁50c、第2の側壁50d、第3の側壁、および第4の側壁の4つの側壁を備える。第1の側壁50cは、収容容器50の4つの側壁のうち、蓄電デバイス100の第1の端面電極3に対向する側壁であり、第2の側壁50dは、蓄電デバイス100の第2の端面電極4に対向する側壁である。
収容容器50の底面であって、開口部側の面である内側底面50aには、第1の内部端子51と第2の内部端子52とが設けられている。内側底面50aは、蓄電デバイス100の第1の基板1と対向する面である。
収容容器50の底面であって、内側底面50aとは反対側の面である外側底面50bには、第1の外部端子53と第2の外部端子54が設けられている。第1の外部端子53は、第1の内部端子51と電気的に接続されている。具体的には、第1の外部端子53は、第1の内部端子51の底面側に接続されており、収容容器50の第1の側壁50cの側面に引き出されてそのまま外側底面50bに回り込むように配設されている。また、第2の外部端子54は、第2の内部端子52と電気的に接続されている。具体的には、第2の外部端子54は、第2の内部端子52の底面側に接続されており、収容容器50の第2の側壁50dの側面に引き出されてそのまま外側底面50bに回り込むように配設されている。
外蓋60は、収容容器50の上方の開口部を封止するために設けられている。外蓋60と収容容器50との間にはシールリング65が設けられており、外蓋60とシールリング65とを溶接して封止する。これにより、外蓋60と収容容器50との界面から水分等が侵入することを抑制することができる。外蓋60およびシールリング65は、例えば、コバールからなり、表面にNiめっきが形成されている。外蓋60の表面のNiと、シールリング65の表面のNiとが溶接により接合されるが、溶接は、例えばシーム溶接やレーザ溶接により行うことができる。
蓄電パック200の内部空間、すなわち、収容容器50、シールリング65、および、外蓋60によって囲まれた内部空間の圧力は、大気圧よりも低い。すなわち、蓄電パック200の製造時に、外蓋60で密封する際、内部を減圧した状態で密封する。蓄電パック200の内部を減圧することにより、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に存在する気体を減らすことができるので、効果的に細孔20内に樹脂21を充填させることができる。すなわち、樹脂21の充填後に、細孔20内に存在する空隙を減らすことができる。
蓄電デバイス100の第1の端面電極3は、収容容器50の第1の内部端子51と直接接して、電気的に接続されている。また、蓄電素子10の第2の端面電極4は、収容容器50の第2の内部端子52と直接接して、電気的に接続されている。
第1の端面電極3のうち、第1の内部端子51と対向する面の大きさは、第1の内部端子51の第1の端面電極3と対向する面の大きさ以上である。すなわち、厚み方向Tに見たときに、第1の端面電極3は、第1の内部端子51と同じ大きさを有するか、または、第1の内部端子51を完全に覆う大きさを有する。
第2の端面電極4のうち、第2の内部端子52と対向する面の大きさは、第2の内部端子52の第2の端面電極4と対向する面の大きさ以上である。すなわち、厚み方向Tに見たときに、第2の端面電極4は、第2の内部端子52と同じ大きさを有するか、または、第2の内部端子52を完全に覆う大きさを有する。
第1の端面電極3の表面のうち、第1の内部端子51と接している面、および、第1の内部端子51の表面のうち、第1の端面電極3と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されている。また、第2の端面電極4の表面のうち、第2の内部端子52と接している面、および、第2の内部端子52の表面のうち、第2の端面電極4と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されている。粗面化処理が施された面は、平坦な面ではなく、凹部または凸部が形成された面となっている。上述したような粗面化処理が施されていることにより、接触する面の接触面積が増加するとともに、アンカー効果によって接続強度が向上し、電気的接続性能が向上する。
一例として、第1の内部端子51および第2の内部端子52の表面に、凸状のスタッドバンプを形成することによって、粗面化処理を行う方法が挙げられる。すなわち、第1の内部端子51のスタッドバンプを第1の端面電極3の表面に突き刺す態様で第1の内部端子51と第1の端面電極3とを接触させる。また、第2の内部端子52のスタッドバンプを第2の端面電極4の表面に突き刺す態様で第2の内部端子52と第2の端面電極4とを接触させる。
別の例として、第1の内部端子51および第2の内部端子52の表面に、既知の粗化めっきを施すことによって、粗面化処理を行う方法が挙げられる。例えば、第1の内部端子51および第2の内部端子52の表面に粗化Niめっきを施し、その上に、粗化Niめっきに倣ってAuめっきを施す。
さらに別の例として、第1の端面電極3と第1の内部端子51との間、および、第2の端面電極4と第2の内部端子52との間に多孔体金属シートを介在させた状態で、厚み方向Tに押しつけることによって、粗面化処理を行う方法が挙げられる。多孔体金属シートに用いられる金属として、例えば、アルミニウムなどの弁金属を用いることができる。そのような多孔体金属シートとして、例えば、金属粉末を焼結させることによって作製される多孔体シートなどを用いることができる。
樹脂21は、第1の内部端子51および第2の内部端子52のうち、第1の端面電極3、第2の端面電極4、および、収容容器50の内側底面50aと接していない部分を覆うように配置されている。すなわち、樹脂21が存在していなければ、露出する第1の内部端子51および第2の内部端子52の表面を覆うように、樹脂21が配置されている。そのような構成により、第1の内部端子51および第2の内部端子52が電解液35と触れることを抑制して、電解腐食の発生を抑制することができる。
また、樹脂21は、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内にも存在する。細孔20内に樹脂21が存在することにより、電解液35が細孔20内を通って、第1の内部端子51および第2の内部端子52に到達することを抑制して、電解腐食の発生を抑制することができる。
上述したように、第1の端面電極3のうち、第1の内部端子51と対向する面の大きさは、第1の内部端子51の第1の端面電極3と対向する面の大きさ以上であり、第2の端面電極4のうち、第2の内部端子52と対向する面の大きさは、第2の内部端子52の第2の端面電極4と対向する面の大きさ以上である。すなわち、第1の内部端子51の第1の端面電極3と対向する面の全体が第1の端面電極3と接触し、第2の内部端子52の第2の端面電極4と対向する面の全体が第2の端面電極4と接触する。そのような構成により、第1の内部端子51の第1の端面電極3と対向する面、および、第2の内部端子52の第2の端面電極4と対向する面が電解液35と接触することをより確実に抑制して、電解腐食の発生を効果的に抑制することができる。
また、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に樹脂21が存在することにより、第1の端面電極3および第2の端面電極4の強度が向上し、電極の信頼性を向上させることができる。
なお、第1の端面電極3および第2の端面電極4に存在する全ての細孔20内に樹脂21が存在している必要はない。第1の内部端子51および第2の内部端子52の電解腐食の発生を抑制するためには、少なくとも第1の端面電極3の第1の内部端子51と通じる細孔20内、および、第2の端面電極4の第2の内部端子52と通じる細孔20内に樹脂21が存在することが好ましい。
樹脂21は、熱硬化性樹脂を用いてもよいし、熱可塑性樹脂を用いてもよい。また、樹脂21は、フィラー、例えば、粘度調整用のフィラーを含有していてもよい。例えば、樹脂21は、粘度調整用のフィラーであるシリカフィラーを含有するエポキシ樹脂である。樹脂21が粘度調整用のフィラーを含有することにより、樹脂21の粘度を所望の粘度にすることができ、後述する毛細管現象によって、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に樹脂21を浸透させることができる。
上述したように、蓄電デバイス100の第1の端面電極3および第2の端面電極4は、複数の細孔20を有する。したがって、樹脂21が第1の端面電極3と第1の内部端子51との接続部分、および、第2の端面電極4と第2の内部端子52との接続部分に配置されると、毛細管現象によって、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に浸透していく。そのような方法により、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に、樹脂21を存在させることができる。
また、樹脂21が毛細管現象によって、第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に浸透していくので、蓄電デバイス100の側面、すなわち、電解質層13が露出している蓄電素子10の第1の側面10eおよび第2の側面10fに樹脂21が塗れ広がることを抑制することができる。これにより、樹脂21が、第1の側面10eおよび第2の側面10fに露出している電解質層13における電解液35の含浸の妨げになることを抑制することができる。
(樹脂の塗布工程)
図10は、樹脂21の塗布工程を説明するための図である。初めに、収容容器50の内側底面50aに設けられている第1の内部端子51と第2の内部端子52を覆うように、樹脂21を塗布する(図10(a))。
続いて、蓄電デバイス100の第1の端面電極3と第1の内部端子51とが接触し、かつ、第2の端面電極4と第2の内部端子52とが接触するように、蓄電デバイス100を収容容器50内に収容する。第1の端面電極3を第1の内部端子51と接触させ、かつ、第2の端面電極4を第2の内部端子52と接触させることにより、毛細管現象によって、樹脂21が第1の端面電極3および第2の端面電極4の細孔20内に侵入していく。その後、樹脂21を硬化させる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
例えば、蓄電デバイスは、第1の基板と、第2の基板と、第1の基板と第2の基板とに挟まれた蓄電素子であって、長さ方向および幅方向に沿って延びる面であり、厚み方向に対向する第1の主面および第2の主面と、長さ方向および厚み方向に沿って延びる面であり、幅方向に対向する第1の側面および第2の側面と、幅方向および厚み方向に沿って延びる面であり、長さ方向に対向する第1の端面および第2の端面と、を有し、第1の端面に引き出された第1の内部電極と、第2の端面に引き出された第2の内部電極とを備える蓄電素子と、第1の端面に引き出された第1の内部電極と接続され、かつ、第1の端面から第1の基板へと回り込むように設けられた第1の端面電極と、第2の端面に引き出された第2の内部電極と接続され、かつ、第2の端面から第1の基板へと回り込むように設けられた第2の端面電極とを備えたものであればよく、その構成が図1〜図3に示す構成に限定されることはない。
また、収容容器も、蓄電デバイスと対向する面である内側底面に設けられ、第1の端面電極と接触して電気的に接続されている第1の内部端子と、蓄電デバイスの内側底面に設けられ、第2の端面電極と接触して電気的に接続されている第2の内部端子と、外側底面に設けられ、第1の内部端子と電気的に接続されている第1の外部端子と、外側底面に設けられ、第2の内部端子と電気的に接続されている第2の外部端子とを備えた構成であればよく、その構成が図9に示す構成に限定されることはない。
1 第1の基板
2 第2の基板
3 第1の端面電極
4 第2の端面電極
10 蓄電素子
11 第1の内部電極
12 第2の内部電極
13 電解質層
14 絶縁層
20 細孔
21 樹脂
30 落とし蓋
35 電解液
40 母材
50 収容容器
51 第1の内部端子
52 第2の内部端子
53 第1の外部端子
54 第2の外部端子
60 蓋
65 シールリング
100 蓄電素子
200 蓄電パック

Claims (9)

  1. 蓄電デバイスと、
    前記蓄電デバイスを収容する収容容器と、
    前記蓄電デバイスと前記収容容器とを接着する樹脂と、
    を備え、
    前記蓄電デバイスは、
    第1の基板と、
    第2の基板と、
    前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれた蓄電素子であって、長さ方向および幅方向に沿って延びる面であり、厚み方向に対向する第1の主面および第2の主面と、前記長さ方向および前記厚み方向に沿って延びる面であり、前記幅方向に対向する第1の側面および第2の側面と、前記幅方向および前記厚み方向に沿って延びる面であり、前記長さ方向に対向する第1の端面および第2の端面と、を有し、前記第1の端面に引き出された第1の内部電極と、前記第2の端面に引き出された第2の内部電極とを備える蓄電素子と、
    前記第1の端面に引き出された前記第1の内部電極と接続され、かつ、前記第1の端面から前記第1の基板へと回り込むように設けられた第1の端面電極と、
    前記第2の端面に引き出された前記第2の内部電極と接続され、かつ、前記第2の端面から前記第1の基板へと回り込むように設けられた第2の端面電極と、
    を備え、
    前記収容容器は、
    前記蓄電デバイスと対向する面である内側底面に設けられ、前記第1の端面電極と接触して電気的に接続されている第1の内部端子と、
    前記蓄電デバイスの前記内側底面に設けられ、前記第2の端面電極と接触して電気的に接続されている第2の内部端子と、
    前記内側底面と反対側の面である外側底面に設けられ、前記第1の内部端子と電気的に接続されている第1の外部端子と、
    前記外側底面に設けられ、前記第2の内部端子と電気的に接続されている第2の外部端子と、
    を備え、
    前記第1の端面電極および前記第2の端面電極は、複数の細孔を有する多孔質構造であり、
    前記樹脂は、前記第1の内部端子および前記第2の内部端子のうち、前記第1の端面電極、前記第2の端面電極、および、前記収容容器の前記内側底面と接していない部分を覆うとともに、前記細孔内に存在することを特徴とする蓄電パック。
  2. 前記第1の端面電極における前記細孔の割合、および、前記第2の端面電極における前記細孔の割合はともに、3体積%以上10体積%以下であることを特徴とする請求項1に記載の蓄電パック。
  3. 前記細孔の平均径は、0.1μm以上100μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電パック。
  4. 前記樹脂は、粘度調整用のフィラーを含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の蓄電パック。
  5. 前記樹脂は、シリカフィラーを含有したエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の蓄電パック。
  6. 前記第1の端面電極のうち、前記第1の内部端子と対向する面の大きさは、前記第1の内部端子の前記第1の端面電極と対向する面の大きさ以上であり、
    前記第2の端面電極のうち、前記第2の内部端子と対向する面の大きさは、前記第2の内部端子の前記第2の端面電極と対向する面の大きさ以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の蓄電パック。
  7. 前記蓄電デバイスの前記第2の基板側において、前記蓄電デバイスと接して配置されている落とし蓋をさらに備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の蓄電パック。
  8. 前記第1の端面電極の表面のうち、前記第1の内部端子と接している面、および、前記第1の内部端子の表面のうち、前記第1の端面電極と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されており、
    前記第2の端面電極の表面のうち、前記第2の内部端子と接している面、および、前記第2の内部端子の表面のうち、前記第2の端面電極と接している面のうちの少なくとも一方の面には、粗面化処理が施されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の蓄電パック。
  9. 前記収容容器は、一端に開口部を有する有底筒状の形状を有しており、
    前記収容容器の前記開口部を封止するための外蓋をさらに備え、
    前記外蓋によって封止された前記収容容器の内部空間の圧力は、大気圧よりも低いことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の蓄電パック。
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