專利名稱：電化學裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括多個層壓型的電化學元件的電化學裝置。
背景技術(shù)：
一直以來，作為層壓型的電化學元件，已知有層壓型的電池或雙
電荷層電容器。例如，下述專利文獻l (日本特開平第11-167930號公 報)公開了一種層壓型電池。層壓型電池具有具有層疊構(gòu)造的電池 要素，將電池要素密封在內(nèi)部的層壓薄片(薄膜狀封裝)，以及為了能 夠?qū)㈦姵匾嘏c外部電連接而從電池要素向?qū)訅罕∑耐獠恳龅淖?動帶焊(tab)型端子(電極端子)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，層壓電池的自動帶焊型端子通常由鋁箔等薄的金屬形成。 由于這樣的箔狀的自動帶焊型端子能夠容易地發(fā)生變形，因而，具有 能夠吸收伴隨著電池的熱膨脹和熱收縮的形變的優(yōu)點。但是，由于自 動帶焊型端子為箔狀，因而，機械強度弱，難以將自動帶焊型端子彼 此串聯(lián)或并聯(lián)地連接，而且，存在著自動帶焊型端子易于切斷等的問 題，難以應(yīng)用于電池組等。
本發(fā)明是鑒于這些問題而提出的，其課題在于，提供一種加強了 層壓型的電化學元件的電極端子的機械的強度，并且，層壓型的電化 學元件的集成化容易的電化學裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明涉及的電化學裝置具備分別在兩面 上具有第1和第2電極墊的絕緣性的板狀基體、以及分別固定在板狀
基體的兩面上且具有箔狀的第1和第2電極端子的層壓型的電化學元 件，其中，第1電極端子電連接于第1電極墊，第2電極端子電連接 于第2電極墊。
在本發(fā)明涉及的電化學元件中，分別在絕緣性的板狀基體的兩面上固定有具有箔狀的第1和第2電極端子的層壓型的電化學元件，該 絕緣性的板狀基體分別在兩面上具有第1和第2電極墊。由于箔狀的 電極端子能夠吸收電化學元件的熱膨脹和熱收縮，因而，抑制了因這 些主要原因而導致的電極端子和電極墊之間的斷線。另外，在該構(gòu)造 中，能夠?qū)⒔^緣性的板狀基體和2個層壓型的電化學元件一體化，并 使2個層壓型的電化學元件隔著板狀基體而相互分離，同時，能夠防 止2個層壓型的電化學元件間的未預料到的短路。
另外，第1電極端子電連接于第1電極墊，第2電極端子電連接 于第2電極墊。這樣，在板狀基體的兩面上，通過采用由第1和第2 電極墊支撐箔狀的第1和第2電極端子的構(gòu)造，能夠加強分別固定在 板狀基體的兩面上的電化學元件的第1和第2電極端子的機械強度， 并且，層壓型的電化學元件的集成化容易。
另外，優(yōu)選，板狀基體的一面的第1電極墊與板狀基體的另一面 的第1和第2電極墊中的一個相對，板狀基體的一面的第2電極墊與 板狀基體的另一面的第1和第2電極墊的另一個相對，板狀基體具有 將隔著板狀基體而相對的一對電極墊的至少一組貫通的貫通孔，在板 狀基體上，設(shè)有將隔著板狀基體而相對的2個電極墊彼此貫通的貫通 孔，至少在l個貫通孔內(nèi)配置有導電部件。
通過采用這樣的構(gòu)成，能夠?qū)⒏糁鍫罨w而相對的2個電極墊 彼此電連接。并且，由此，能夠容易地將在板狀基體的一面和另一面 上具有分別電連接于2個電極墊的2個電極端子的2個電化學元件串 聯(lián)或并聯(lián)地連接。
另外，導電部件優(yōu)選為鉚釘、金屬鍍層、或者焊錫材料。于是， 能夠容易地將導電部件配置在板狀基體的貫通孔內(nèi)，能夠通過導電部 件將相對的2個電極墊彼此電連接。
依照本發(fā)明，能夠加強層壓型的電化學元件的電極端子的機械的 強度，并且，層壓型的電化學元件的集成化容易。


圖1是第1實施方式涉及的電化學裝置1A的立體圖。 圖2是從圖1的箭頭II方向看時的電化學裝置1A的側(cè)面圖。圖3是從圖i的箭頭m方向看時的電化學裝置iA的側(cè)面圖。
圖4是電化學裝置1A的具體的利用方法的一個示例的示意圖。 圖5是本發(fā)明的第2實施方式涉及的電化學裝置IB的立體圖。 圖6是用于說明電化學裝置IB的電子電路部41的概略圖。 圖7是電化學裝置1B的具體的利用方法的一個示例的示意圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，對本發(fā)明涉及的電化學裝置的優(yōu)選的實施方式 進行說明。并且，在附圖的說明中，對同一或同等的要素使用同一符 號，并省略重復的說明。 (第1實施方式)
圖1是第1實施方式涉及的電化學裝置1A的立體圖。另外，圖2 是從圖1的箭頭II方向看時的電化學裝置1A的側(cè)面圖，圖3是從圖1 的箭頭III方向看時的電化學裝置1A的側(cè)面圖。如圖1 圖3所示，第 1實施方式涉及的電化學裝置1A具備保持基體(板狀基體)3、以及 固定在保持基體3的兩個面11、 13上的層壓型的電化學元件25,、 252。
保持基體3為絕緣性的薄板(例如，印刷基板)，具有平坦的上面 11和下面13。保持基體3，由長方形的固定部3A和從固定部3A的一 個端部突出的長方形的突出部3a、 3b構(gòu)成。突出部3a和突出部3b相 互分離，各個突出部3a、 3b的延伸的方向平行。
在保持基體3的上面11上，在突出部3a上設(shè)有電極墊5a (第1 電極墊)，在突出部3b上設(shè)有電極墊5b (第2電極墊)。另外，在保持 基體3的下面13上，在突出部3a上設(shè)有電極墊7a (第1電極墊)，在 突出部3b上設(shè)有電極墊7b (第2電極墊)。這樣，隔著保持基體3， 電極墊5a與電極墊7a相對，電極墊5b與電極墊7b相對。此外，各 電極墊5a、 5b、 7a、 7b由銅形成，但是，也可以由鋁等其它的金屬形 成。
在保持基體3的突出部3a上，設(shè)有將上面ll的電極墊5a和下面 13的電極墊7a貫通的貫通孔21a。在貫通孔21a內(nèi)，設(shè)有將電極墊5a、 保持基體3的突出部3a、以及電極墊7a捆扎且固定的導電部件(鉚釘) 23a，導電部件23a將電極墊5a和電極墊7a電連接。另外，在保持基體3的突出部3b上，設(shè)有將上面11的電極墊5b 和下面13的電極墊7b貫通的貫通孔21b。在貫通孔21b內(nèi)，設(shè)有將電 極墊5b、保持基體3的突出部3b、以及電極墊7b捆扎且固定的導電 部件(鉚釘)23b，導電部件23b將電極墊5b和電極墊7b電連接。
優(yōu)選，電極墊5a和7a延伸至突出部3a的端部(前端部)的附近， 電極墊5b和7b延伸至突出部3b的端部(前端部)的附近。從各個前 端部至各電極墊的最短距離，比從各個前端部至電極端子的連接位置 的最短距離短，電極端子不位于各電極墊的前端。在將電化學裝置1A 的突出部3a和突出部3b作為陽連接器(male connector)而使用時， 通過將其插入支撐側(cè)的陰連接器(female connector)內(nèi)，能夠容易地
將各電極墊5a、 5b、 7a、 7b和電極端子26p、 26山、262a、 262b與支 撐側(cè)的陰連接器(102:參照圖4)電連接。
層壓型的電化學元件25,、 252為長方形薄板狀的層壓型鋰離子二 次電池。電化學元件25x (X=l、 2)具有素體27和將素體27封入的 封入薄膜(薄膜狀封裝)29。素體27為大致平板狀，至少具有負電極、 正電極、以及設(shè)在其間的隔板。作為一個示例，電化學元件25x(X-l、 2)的板厚分別為5mm左右。電化學元件25,固定在固定部3A的上面 11上，電化學元件252固定在固定部3A的下面13上。
負極用端子26p(第1電極端子)連接于電化學元件25,的負電極， 正極用端子26山(第2電極端子)連接于電化學元件25,的正電極。負 極用端子26,a和正極用端子26,b的各自的一個端部在封入薄膜29的 一側(cè)露出，自動帶焊型的負極用端子26ia、 26山在拉力不在兩端間起 作用的緩和的狀態(tài)下，連接于電極墊5a、 5b。負極用端子26!a和正極 用端子26山為箔狀的鋁制，為所謂的自動帶焊型端子。
負極用端子26ia，通過導電性的粘合劑的粘合、超聲波焊接、點 焊、激光焊接等方法而固定在電極墊5a上，并與電極墊5a電連接。 另外，正極用端子26山，通過導電性的粘合劑而固定在電極墊5b上， 并與電極墊5b電連接。
此外，優(yōu)選，在封入薄膜29的一側(cè)露出的自動帶焊型的負極用端 子26,a和正極用端子26山的各自的一個端部大致延伸至電極墊5a和 電極墊5b的中心部。于是，在將電化學裝置1A的突出部3a和3b的部分作為陽連接器而使用時，如上所述，支撐側(cè)的陰連接器與負極用
端子26ia和正極用端子26山不接觸，并能夠?qū)⒇摌O用端子26,a和正極 用端子26山連接于支撐側(cè)的陰連接器。
負極用端子262a(第1電極端子)連接于電化學元件252的負電極， 正極用端子262b (第2電極端子)連接于電化學元件252的正電極。負 極用端子262a和正極用端子262b的各自的一個端部在封入薄膜29的 一側(cè)露出，自動帶焊型的負極用端子262a、 262b在拉力不在兩端間起 作用的緩和的狀態(tài)下，連接于電極墊7a、 7b。負極用端子262a和正極 用端子262b為箔狀的鋁制、銅制、或鎳制，為所謂的自動帶焊型端子。
負極用端子2623，通過導電性的粘合劑而固定在電極墊7a上，并 與電極墊7a電連接。另外，正極用端子262b，通過導電性的粘合劑而 固定在電極墊7b上，并與電極墊7b電連接。于是，電化學元件25! 和電化學元件252并聯(lián)地連接。
優(yōu)選，在封入薄膜29的一側(cè)露出的負極用端子262a和正極用端子 262b的各自的一個端部大致延伸至電極墊7a和電極墊7b的中心部。 于是，在將電化學裝置1A的突出部3a和3b的部分作為陽連接器而使 用時，支撐側(cè)的陰連接器與負極用端子262a和正極用端子262b不接觸， 并能夠?qū)⒇摌O用端子262a和正極用端子262b連接于支撐側(cè)的陰連接 器。
在本實施方式涉及的電化學裝置1A中，層壓型的電化學元件25" 252的主表面分別通過粘合劑而固定在保持基體3的兩面上。另外，保 持基體3為絕緣性。于是，能夠?qū)⒈３只w3和2個層壓型的電化學 元件25,、 252—體化，并使2個層壓型的電化學元件25,、 252隔著保 持基體3而相互分離，所以，能夠防止電化學元件25,和電化學元件 252之間的未預料到的短路。
另外，電化學元件25i的負極用端子26,a和正極用端子26山分別 固定且電連接于電極墊5a和5b，電化學元件252的負極用端子262a和 正極用端子262b分別固定且電連接于電極墊7a和7b。這樣，通過采 用由電極墊支撐電化學元件25,和電化學元件252的箔狀的電極端子 (負極用端子和正極用端子)的構(gòu)造，能夠加強箔狀的電極端子26^、 26,b、 262a、 262b的機械強度。另外，由于電極端子26,a、 26,b、 262a、262b為箔狀，因而，具有相對于熱膨脹和熱收縮的優(yōu)越性。即，抑制 了因電極墊5a、 5b、 7a、 7b和電化學元件本體之間的保持基體3或電 化學元件本體自身的熱膨脹和熱收縮而產(chǎn)生的這些電極端子的剝離等。
電極墊5a和7a隔著保持基體3而相互相對，并通過導電部件23a 而電連接，在這些電極墊5a和7a上分別電連接有負極用端子26ia和 負極用端子262a。另外，電極墊5b和7b隔著保持基體3而相互相對， 并通過導電部件23b而電連接，在這些電極墊5b和7b上分別電連接 有正極用端子26山和正極用端子262b。通過采用這樣的構(gòu)成，能夠容 易地將電化學裝置25,和252并聯(lián)地連接。
圖4顯示了電化學裝置1A的具體的利用方法。如圖4所示，在搭 載電化學裝置1A的物體(例如，電氣設(shè)備或汽車等)中的基板100上， 并聯(lián)地設(shè)置相對于基板100垂直地突出的多個支撐側(cè)陰連接器102。 1 個陰連接器102由一對金屬部件102a、 102b構(gòu)成，該一對金屬部件 102a、 102b由導電性的彈簧材料形成，如果將板狀基體插入至這些金 屬部件102a、 102b之間，則一對金屬部件102a、 102b在內(nèi)側(cè)向板狀 部件施加偏壓并將其保持，金屬部件102a、 102b接觸于各電極墊。
這樣，將各個電化學裝置1A的突出部3a、 3b插入各個支撐側(cè)陰 連接器102內(nèi)。于是，能夠沿著與支撐側(cè)陰連接器102的突出方向相 垂直的方向?qū)⒍鄠€電化學裝置1A層疊。于是，能夠空間效率良好地將 電化學裝置1A集聚。并且，通過將所層疊的多個電化學裝置1A串聯(lián) 地連接，也能夠得到高電壓。 (第2實施方式)
圖5是本發(fā)明的第2實施方式涉及的電化學裝置1B的立體圖。如 該圖所示，第2實施方式涉及的電化學裝置1B和第1實施方式涉及的 電化學裝置1A的不同點在于設(shè)有分別在其上面11和下面13上具有 電極墊5a、 5b和電極墊7a、 7b的1個突出部33，以替代相互分離地 設(shè)置的2個突出部3a、 3b，并且，在電極墊5a和電極墊5b之間還具 有電子電路部41。其它的構(gòu)成與電化學裝置1A的構(gòu)成相同，因而， 標記同一符號，并省略重復說明。
圖6是用于說明電子電路部41的概略圖。如該圖所示，電子電路部41由電壓檢測部43和溫度檢測部45構(gòu)成。電壓檢測部43檢測電 化學元件25,和252的電壓，并聯(lián)地連接在電極墊5a和電極墊5b之間。 電壓檢測部43向輸出端子輸出在電極墊5a和電極墊5b之間檢測出的
電壓值。
另外，溫度檢測部45檢測具有電化學元件25i、 252的電化學裝置 1B的溫度，具有溫度傳感器(例如，熱敏電阻)45,、以及將從溫度傳 感器45i輸出的溫度檢測信號Vt轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號Dt并輸出的A/D轉(zhuǎn) 換器452。
通過這樣的構(gòu)成，除了得到與第1實施方式相同的效果以外，由 于電化學裝置1B在電極墊5a和電極墊5b之間還具備由電壓檢測部43 和溫度檢測部45構(gòu)成的電子電路部41，因而，能夠得到以下的效果。 即，通過電壓檢測部43,能夠正確地檢測并聯(lián)地連接的電化學元件25, 和電化學元件252的電壓，同時，能夠從外部電路向電化學元件25p 252適當?shù)剡M行充電，并從電化學元件25。 252向電動機等電力消耗電 路進行適當?shù)牧康姆烹姟＜?，在檢測電壓高于上限值的情況下，停止 充電，在低于下限值的情況下，停止放電，從而能夠防止過度充電和 過度放電。另外，通過溫度檢測部45，能夠正確地檢測電化學裝置1B 的溫度，如果將檢測值作為電池的充電時的電壓控制值并將其反饋， 那么，能夠抑制基板的急劇的溫度上升等。即，如果在所檢測的溫度 超過閾值的情況下停止充電，那么，能夠起到失效保護功能。
圖7顯示了電化學裝置1B的具體的利用方法。與圖4所示的電化 學裝置1A的具體的利用方法相同，電化學裝置1B也在搭載電化學裝 置1B的物體(例如，電氣設(shè)備或汽車等)的基板100上，并聯(lián)地設(shè)置 相對于基板100垂直地突出的多個支撐側(cè)陰連接器102，將具有電化學 元件25,、252的多個電化學裝置1B的突出部33作為連接器(connector) 而使用，并插入支撐側(cè)陰連接器102內(nèi)。于是，能夠沿著與支撐側(cè)陰 連接器102的突出方向相垂直的方向?qū)⒕哂须娮与娐凡?1的電化學裝 置1B層疊。于是，能夠空間效率良好地將電化學裝置1B集聚。并且， 通過將所層疊的多個電化學裝置1B串聯(lián)地連接，也能夠得到高電壓。
本發(fā)明不限于上述實施方式，能夠進行各種變形。
例如，在第1實施方式中，電極墊5a (第1電極墊)和電極墊7a(第1電極墊)電連接且電極墊5b (第2電極墊)和電極墊7b (第2 電極墊)電連接，電化學元件25,和252并聯(lián)地連接。但是，通過在l 個電化學裝置上不進行一方的突出部的貫通孔的形成，也能夠?qū)我?的電化學裝置內(nèi)的相對的2個電化學元件25,、 252串聯(lián)連接。
艮口，通過使電極墊5a (第1電極墊)和電極墊7b (第2電極墊) 相對并連接，或者使電極墊5b (第2電極墊)和電極墊7a (第1電極 墊)相對并連接，從而能夠?qū)㈦娀瘜W元件25,和252串聯(lián)地連接。在連 接電極墊5a (第l電極墊)和電極墊7b (第2電極墊)時，有必要除 去導電部件23b，在連接電極墊5b (第2電極墊)和電極墊7a (第1 電極墊)時，有必要除去導電部件23a。在此情況下，支撐側(cè)的陰連接 器有必要具有從未通過導電部件連接的相互相對的2個電極墊分別讀 出電壓的構(gòu)造。
另外，在各個貫通孔21a和21b內(nèi)，配置有導電部件23a和23b， 它們由鉚釘形成，但是，導電部件23a和23b可以由金屬鍍層或焊錫 材料形成，貫通孔21a、 21b可以由這些材料填充。于是，能夠?qū)⒏糁?保持基體3而相對的電極墊5a和電極墊7a電連接，并將電極墊5b和 電極墊7b電連接。
另外，在第2實施方式中，電子電路部41設(shè)在突出部33的上面 的電極墊5a和5b之間，但是，也可以設(shè)在突出部33的下面，還可以 設(shè)在上面和下面的雙方上。另外，電子電路部41由電壓檢測部43和 溫度檢測部45構(gòu)成，但是，也可以還包括其它的要素。例如，在電子 電路部41上，可以設(shè)有用于將電壓檢測部43和溫度檢測部45的信號 傳送至外部的設(shè)備的端子(圖中未顯示)。
權(quán)利要求
1. 一種電化學裝置，其特征在于，具備分別在兩面上具有第1和第2電極墊的絕緣性的板狀基體、以及分別固定在所述板狀基體的所述兩面上且具有箔狀的第1和第2電極端子的層壓型的電化學元件，其中，所述第1電極端子電連接于所述第1電極墊，所述第2電極端子電連接于所述第2電極墊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電化學裝置，其特征在于， 所述板狀基體的一面的所述第1電極墊與所述板狀基體的另一面的所述第1和第2電極墊的一個相對，所述板狀基體的所述一面的所述第2電極墊與所述板狀基體的所 述另一面的所述第1和第2電極墊的另一個相對，所述板狀基體具有將隔著所述板狀基體而相對的一對所述電極墊 的至少一組貫通的貫通孔，至少在1個所述貫通孔中配置有導電部件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電化學裝置，其特征在于， 所述導電部件為鉚釘、金屬鍍層、或者焊錫材料。
全文摘要
電化學裝置(1A)在突出部(3a、3b)的各自的上面(11)上具有第1和第2電極墊(5a、5b)，在突出部(3a、3b)的各自的下面(13)上具有第1和第2電極墊(7a、7b)。電化學裝置(25₁)的箔狀的第1和第2電極端子(26₁a、26₁b)分別電連接于第1和第2電極墊(5a、5b)。并且，電化學裝置(25₂)的箔狀的第1和第2電極端子(26₂a、26₂b)分別電連接于第1和第2電極墊(7a、7b)。
文檔編號H01G9/016GK101533901SQ200910118180
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者須藤大輔 申請人:Tdk株式會社