蓄电器件用电极及其制造方法和连接方法技术

本发明专利技术涉及一种蓄电器件用电极，其与现有的利用点焊或螺栓紧固的接合相比，可以增大接触面积，降低接合部位的电阻值，能够有效地供给蓄电器件的电压而不使之减小。本发明专利技术的蓄电器件用电极在由Al构成的阳极电极的连接端子部（10a）上通过镀覆形成Zn层（21）或Zn合金层、Ni层（22）、Sn层（23）或Sn合金层。由此，在Sn层（23）或Sn合金层上，可以与由Al的异种金属构成的Cu阴极电极焊接，从而可以提高Al阳极电极与Cu阴极电极的接合强度。另外，与现有的利用点焊或螺栓紧固的接合相比，由于接触面积大，且接合部位的电阻值降低，因此可以减低蓄电器件的连接电阻的电压下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及双电层电容器、锂离子电容器和二次电池等可储存电能的。
技术介绍
锂离子电容器预期可作为双电层电容器或二次电池的替代物。该锂离子电容器是通过利用负极离子吸储的物理现象而显著提高蓄电效率的电容蓄电器。目前，双电层电容器用于列车、建筑机械等大型机械的电池电动机中产生的电的蓄电，今后，由于小型化，预期可应用于汽车的燃料电池等的蓄电。锂离子电容器具有非对称电极结构。由此，与双电层电容器比较，具有电压高的长 处，与二次电池比较，具有内部电阻低、可短时间进行充放电、充放电导致的劣化少、制品寿命长等长处。然而，锂离子电容器具有能量密度低的缺点。电容器具有卷绕型电容器、层叠型电容器等，哪个都具有阳极和阴极两个电极。锂离子电容器所具有的两个电极各自是由异种金属构成的，例如，阳极的引线电极使用Al等，阴极的引线电极使用Cu等。要求大的放电能量时，并联地连接使用，要求高电压时，串联地连接使用。作为用于现有的层叠型锂离子电容器、双电层电容器和二次电池等的引线电极的连接方法，有使用箔状的引线电极、用利用超声波等的点焊来接合的方法(专利文献I)、用在按压状态下与引线电极接触的回转体连接的方法(专利文献2)、用螺栓等固紧箔状的引线电极的方法等。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-90907号公报专利文献2 日本特开2005-209735号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，如在专利文献I中记载的利用点焊的电极连接方法中，Al电极与Al电极的连接或Cu电极与Cu电极的连接(并联连接)那样，虽然同种金属的电极之间的接合具有高接合强度，但如Al电极与Cu电极的连接(串列连接)那样，在异种金属的接合中，接合强度低，缺乏连接可靠性。另外，在专利文献2中记载的利用回转体的电极连接方法或利用螺栓紧固的电极连接方法中，由于接触面积小，其接触部位的电阻值增高，因此，发生了显著的电压下降。发生这种连接电阻导致的电压下降时，供给构成负荷的电气设备等的电压相比于蓄电器件的电压减低。因此，本专利技术的目的是解决上述课题，提供，该蓄电器件用电极能够提高与异种金属的电极的接合强度，与现有的利用点焊或螺栓紧固的接合相比，可以增大接触面积、降低接合部位的电阻值，可有效地供给蓄电器件的电压而不使之 减低。用于解决问题的方案本专利技术人等发现，如果通过焊料能连接蓄电器件的引线电极，则由于能够在引线电极的整个表面连接，因此引线电极的接合强度提高，并且能够在引线电极整个表面连接时连接部位面积增大,连接部位的电阻值降低，由此完成了本专利技术。本专利技术的蓄电器件用电极的特征在于，在由Al构成的阳极电极上通过镀覆形成Zn层或Zn合金层、Ni层、Sn层或Sn合金层。在本专利技术的蓄电器件用电极中，在由Al构成的阳极电极上通过镀覆形成Zn层或Zn合金层、Ni层、Sn层或Sn合金层。由此，可以在Sn层或Sn合金层上与由Al的异种金属构成的阴极电极焊接。蓄电器件的阳极的引线电极(以下称为“Al阳极电极”)主要使用Al，但Al不能用一般的焊料来焊接。作为Al用的焊料，已知有Sn-15质量％Zn、Sn-30质量％Zn等，这些焊料通过Zn的作用焊接在Al上，在Al阳极电极之间的连接中不发生问题。然而，在这些焊料中，将Al阳极电极与阴极的Cu电极(以下称为“Cu阴极电极”)焊接时，在高温、高湿度下，表现了 Sn-Zn焊料中的Zn离子移动到Cu中的苛肯达尔空洞(Kirkendall void)现象，焊料接合强度降低。尤其，在双电层电容器、锂离子电容器、二次电池中，由于反复充放电，因此容易发热。另外，Sn-Zn焊料容易氧化而使导电性降低。因此，在Al阳极电极与Cu阴极电极中不优选使用Sn-Zn焊料作为焊料来直接接合。另外，考虑了通过镀覆在Al阳极电极上被覆可与Cu阴极电极焊接的金属。然而，对于与Cu阴极电极的焊接性良好的Sn或Sn合金镀层而言，Sn的标准电极电位为-O. 138V,与此相对，Al的标准电极电位为-I. 1662V，Al与Cu的标准电极电位差也有I. 524V，因此，不能直接地在Al上进行Sn镀覆或Sn合金镀覆。在本专利技术中，通过在Al阳极电极上被覆Zn层或Zn合金层，可形成与Al阳极电极密合性良好的Zn或Zn合金的覆膜。而且，如果在该覆膜上形成Sn层或焊料(Sn合金层)，则可获得与Cu阴极电极的焊接性良好的Al阳极电极。Al阳极电极上被覆的Zn层或Zn合金层的覆膜可通过镀覆法形成。在镀覆法中，通常，大多镀覆Zn单质，而作为Zn合金镀覆的一个例子的Zn-6 16%Ni的Zn-Ni合金镀层可以在与Zn相同的锌酸盐(zincate)浴中形成。另外，可用镀覆法形成的其它Zn合金镀层有Zn-Fe镀层、Zn-Al镀层等。在镀层表面为Zn镀层的状态下，后续工序的Sn层或Sn合金层的镀层难以形成，因此，可以在Zn镀层上被覆作为Sn层或Sn合金层的基底的Ni镀层。通过在Zn镀层上设置Ni层，提高了 Sn层或Sn合金层的密合性。另外，位于Zn层与Sn层之间的Ni层起着物理屏障的作用。即，Ni层防止了由Al阳极电极上被覆的Zn移动到Cu阴极电极中而发生的苛肯达尔空洞所引起的接合强度的降低。本专利技术的Zn层或Zn合金层、Sn层或Sn合金层可以通过电解电镀来形成，也可以通过化学镀来形成。通过这种镀覆法，不仅所有工序能够在镀覆中统一，而且可获得膜厚精度高的蓄电器件用电极。另外，由于能够形成较薄的膜厚，因此，引线的弯折也是良好的。顺便提一下，用镀覆法形成本专利技术的蓄电器件用电极的Sn层或Sn合金层时，Sn或Sn合金层是薄的，难以焊接，因此，理想的是使用树脂粉芯焊料(resin flux cored solder)等进行焊接。Sn层或Sn合金层为了容易地用树脂粉芯焊料等进行焊接而被覆。另外，本专利技术的蓄电器件用电极的制造方法的特征在于，该制造方法包括用有机溶剂对由Al构成的阳极电极的表面进行脱脂的脱脂工序，对通过该脱脂工序脱脂的阳极电极的表面用蚀刻液进行蚀刻的蚀刻工序，在通过该蚀刻工序蚀刻的阳极电极的表面上用锌酸盐液形成Zn镀层的镀Zn工序，在通过该镀Zn工序形成的Zn镀层的表面上用Ni镀液形成Ni镀层的镀Ni工序，以及在通过该镀Ni工序形成的Ni镀层的表面上用Sn镀液形成Sn镀层的镀Sn工序。另外，本专利技术的蓄电器件用电极的连接方法的特征在于，使用Sn或焊料将在由Al构成的电极上通过镀覆形成有Zn层或Zn合金层、Ni层、Sn层或Sn合金层的阳极电极与由 Cu构成的阴极电极焊接。专利技术的效果根据本专利技术的，可以将由Al构成的阳极电极与由Al的异种金属构成的阴极电极焊接，因此，可以提高阳极电极与阴极电极的接合强度。另外，与现有的利用点焊或螺栓紧固的接合相比，接触面积大，接合部位的电阻值降低，可以减低蓄电器件的连接电阻的电压下降。结果，不减低蓄电器件的电压，可以有效地按负荷供给。附图说明图I表示本专利技术的蓄电器件100的构成例的立体图。图2表示镀层20的构成例的截面图。图3表示蓄电器件100的连接例的立体图。图4表示接合样品的电阻值的特性例的说明图。图5表示接合样品的电压值的特性例的说明图。图6表示接合样品的温度的特性例的说明图。具体实施例方式以下参照附图来说明双电层电容器、锂离子电容器和二次电池等本专利技术的蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村胜司，鹤田加一，尾崎裕治，渡会重明，高木英则，大堀优，
申请(专利权)人：千住金属工业株式会社，
类型：
国别省市：