电化学元件制造技术

一种电化学元件，包括容器和用于密封所述容器开口的封口板。在所述容器中含有第一电极活性材料、隔离件、第二电极活性材料和电解质的情况下，通过焊接所述封口板上的所述钎焊材料的部分和所述容器的所述金属膜的部分使它们相互接触，所述容器被所述封口板密封。集电体片与第一活性材料和第二活性材料中更靠近所述容器开口者电连接。该集电体片的至少一部分延伸至所述容器的端部，使得当所述容器和封口板被焊接在一起时，集电体片的延伸部分位于这两者之间。从而可以简化制造工艺，使得即使在容器和封口板的尺寸减小的情况下，也能容易地焊接容器和封口板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及如无水电解质电池或双电层电容器之类的电化学元件。技术背景如非水电解质电池或双电层电容器之类的电化学元件被用作，守时功 能的备用电源、半导体存储器的备用电源、如微型计算机和IC存储器之类 的电子设备的辅助电源、太阳能表的电池、以及马达驱动电源。此外，近 年来，电化学元件作为电动汽车电源和能量转换及储存系统的辅助体系， 己引起了大家的关注。用作半导体存储器的非易失性存储器的引入，以及具有守时功能的元件的功耗降低，使得不太需要大容量及大电流元件。相反，非常希望可以 通过降低所述元件厚度并对电阻焊接进行开发，将电化学元件装在基片上。因此，如No. 2001-216952日本专利申请公开和No. 2004-356009日本专利申请公开中所描述的，已提出了诸如呈硬币和纽扣形式的圆形电化学 元件和方形电化学元件。当电化学元件呈方形时，与圆形电化学元件不同， 无法通过压接呈方盒形的容器来密封该元件。因此，将封口板电阻焊接至 方盒形容器的上部。具体地，由正极和负极构成的电极对、隔离件、电解 质等被容纳在方盒形容器内，所述封口板置于该容器上部，并利用电阻焊 接进行缝焊。当利用电阻焊接进行缝焊时，用作负极的电极活性材料被预先粘贴至 所述封口板，使得粘贴至封口板的负极从顶部压縮入容器，并在封口板被 压在容器上的状态下进行焊接。因此，在焊接前，有个将电极活性材料粘 贴至封口板的粘贴过程。在电极活性材料从封口板之间的粘合不完全的情 况下，电极活性材料从封口板剥落，这可能会成为如内部电阻增加之类的 故障的原因。因此，为了确保封口板和电极活性材料之间的粘合可靠，粘 贴过程需要较长时间和高水平的工艺。还有，因为电子设备最近已经小型化，这要求减小电化学元件的尺寸。 将电极活性材料粘贴至小尺寸封口板正在变得越来越困难，这已成为影响 生产效率及产品可靠性提高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可靠的电化学元件，该电化学元件的制造过 程能被简化，使得甚至在容器和封口板尺寸减小的情况下仍然可以容易地 进行容器和封口板的焊接。根据本专利技术的一个方面，提供一种电化学元件。该电化学元件包括具 有端部和外表面的容器、和用于密封所述容器开口的封口板。所述端部构 成开口。在端部形成有金属膜。所述外表面上形成有一对外端子。所述金 属膜与所述外端子对中的一个电连接。封口板上设有钎焊材料。在所述容 器中含有第一电极活性材料、隔离件、第二电极活性材料和电解质的情况 下，通过焊接所述封口板上的所述钎焊材料的部分和所述容器的所述金属 膜的部分使它们相互接触，所述容器被所述封口板密封。所述电化学元件 还包括集电体片，该集电体片与第一活性材料和第二活性材料中更靠近所 述容器开口者电连接。集电体片的至少一部分延伸至所述容器的端部，使 得当所述容器和封口板被焊接在一起时，集电体片的延伸部分位于这两者 之间。下面的描述，结合附图，以举例的方式对本专利技术原理进行了阐述，以 使本专利技术的其它方面和优点变得清楚。附图说明通过参考下述对当前优选实施方式及附图的说明，可以最好地理解本 专利技术及其目的和优点。附图中图1是表示根据第一实施方式的双电层电容器的横剖面图；图2是表示图1所示电容器的制造方法的横剖面图；图3是表示根据第二实施方式的双电层电容器的横剖面图；图4是表示图3所示电容器的制造方法的横剖面图；图5是表示双电层电容器另一实例的横剖面图；及图6是表示双电层电容器又一实例的横剖面图。具体实施方式下面，参考图1和图2对根据本专利技术第一实施方式的双电层电容器进 行说明。图1的横剖面图示出了根据第一实施方式的长方体的双电层电容器， 该电容器为电化学元件。在图1中，双电层电容器IO具有方盒形容器11，其具有顶部开口的凹槽和用于密封开口的封口板12，所述封口板封盖界定 于容器11上端部50的所述开口，换言之，在被焊接至容器ll时封盖所述凹槽上端。封盖有封口板12的容器11容纳有电容单元，所述电容单元具 有作为第一电极活性材料的正极活性材料13、隔离件14、和作为第二电极 化学材料的负极活性材料15。在本实施方式中，容器11的尺寸为5mm(长) x 5 mm (宽)x 1 mm (高)，容器11中所述凹槽的尺寸为4.6 mm (长)x 4.6 mm (宽)x 0.6 mm (深)。封口板12的尺寸为5 mm (长)x 5 mm (宽)x 0.15 mm(高)。正极集电体16由位于容器11的内底11a的整个表面上的具有高耐受 电压的钨层形成。方环形金属环17由科瓦合金(Kovar)(也就是，由比 例为17 %的钴、29 %镍和余量铁形成的合金)制成，并位于容器11的四 个侧壁lib的上表面11c上。正极集电体16的右边与穿透侧壁lib并延伸 到容器11的底面lld右边的第一外端子Tl电连接。金属环17通过导电膜 18与延伸至容器11底面lld左边的第二外端子T2电连接，所述导电膜由 延伸于左侧侧壁lib的外表面上的钨层制成。容器ll由氧化铝制成，且由多个相互层叠的印刷电路基板烧结而成。 具体地，在烧结前，将作为正极集电体16和导电膜18材料的钨印刷在印 刷电路基板上，并且将作为金属环17材料的科瓦合金置于侧壁llb的上表 面llc上。然后，通过烧结，在容器11上形成正极集电体16、金属环17 和导电膜18。由科瓦合金形成的金属环17的热膨胀系数(5.2 x 10-16/°C)与由氧化 铝制成的容器ll的热膨胀系数(6.8 x 10—16/°C)的值非常接近，从而，由 热膨胀引起的体积变化而导致的差异非常小。第一外端子T1和第二外端子T2是通过在烧结的容器11上镀镍及金形 成的。以同样的方式，通过镀镍及金，在金属环17的上部上形成钎焊材料 19。正极活性材料13被置于正极集电体16的上表面上。该正极活性材料 13通过含碳的导电性粘合剂20粘贴于正极集电体16，且与该正极集电体 16电连接。隔离件14被置于正极活性材料13的上侧，负极活性材料15 被置于隔离件14的上侧。隔离件14优选由耐热无纺布制成。使用耐热的树脂或玻璃纤维的隔离 件收縮很少，这是比较有利的。所述树脂优选为聚苯硫醚(PPS)或聚醚醚 酮(PEEK)。所述玻璃纤维尤其有效。此外，隔离件14可由多孔陶瓷形 成。另一方面，由辊压的多孔膜制成的隔离件不是很好。这是因为，这种多孔膜虽然耐热，但是在用电阻焊接进行缝焊的时候，会因受热而在其辊 压方向收縮，从而容易引起所述膜的内部短路。负极活性材料15和负极集电体片21 —体成型，且片21起集电体的作 用。在本实施方式中，片21是由厚度为5微米的镍制成的薄片，负极活性 材料15形成于片21顶部之上。片21呈方形，且通过侧壁lib的上表面lie 的顶部延伸出该上表面llc，换言之，延伸至从该上表面llc突出的位置。封口板12被焊接至侧壁lib的上表面11c。封口板12由与上述金属环 17材料相同的科瓦合金制成，这样，该封口板具有与金属环17相同的热膨 胀系数。由镍形成的钎焊材料22被镀在封口板12的整个下表面上，也就 是说，在封口板12朝向容器11的表面上。当封口板12被焊接至容器11 的侧壁lib时，钎焊材料22和侧壁lib的上表面llc顶部上的金属环17 (钎焊材料1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学元件，包括：　　　　具有端部和外表面的容器，其中，所述端部构成一开口，在所述端部上形成有金属膜，所述外表面上形成有一对外端子，且该金属膜与该对外端子对中的一个外端子电连接；　　　　用于密封所述容器的开口的封口板，其中，所述封口板上设有钎焊材料，并且，在所述容器中含有第一电极活性材料、隔离件、第二电极活性材料和电解质的情况下，通过焊接所述封口板上的所述钎焊材料的部分和所述容器的所述金属膜的部分使它们相互接触，所述容器被所述封口板密封；其特征在于，所述电化学元件还包括：　　　　集电体片，该集电体片与该第一活性材料和该第二活性材料中更靠近所述容器开口者电连接，其中，所述集电体片的至少一部分延伸至所述容器的所述端部，使得当所述容器和所述封口板与位于这两者之间的所述集电体片的所述延伸部被焊接在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边俊二，小野寺英晴，佐藤凉，
申请(专利权)人：精工电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]