一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

蓄电设备的制作方法

2022-11-14 15:13:43 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及蓄电设备,尤其涉及适合作为双电层电容器、电解电容器以及其他各种电容器等具有蓄电功能的元件(电容器型蓄电设备)的蓄电设备的内部电极结构。


背景技术:

2.在双电层电容器或电解电容器方面,近年来对高电压产品的需求不断增加。作为高电压产品,已知有将多个单元(蓄电元件)串联连接而成的模块产品(例如,经由基板将多个元件串联连接而成的、将多个元件集合并使各元件的端子直接突出的四端子型、将多个元件在内部连接而成的内部连接型等),但这些模块产品如下问题:部件数量多、制造工序也繁琐、加工费等成本也增加、利润率差、尺寸也变大,等等。
3.另一方面,作为由单一的单元结构构成的高电压产品,已知有以下的专利文献1和专利文献2公开的产品。专利文献1中记载了一种双电层电容器,将多个筒状的导电体隔着隔膜呈同心圆状地排列于径向内外而成(参照图4)。另外,专利文献2中公开的高电压超级电容器具有具备包含未与外部端子连接的中间电极的三个或四个电极的双极式元件,并将这些电极隔着三个或四个隔膜卷绕而成(参照图1至图3b)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本专利实开昭59-101433号公报
7.专利文献2:日本专利特表2010-524200号公报


技术实现要素:

8.然而,在上述现有的专利文献1所记载的蓄电设备中,在单一的单元结构内设置串联连接的多个蓄电功能单元的情况下,需要将多个圆筒状的蓄电功能单元呈同心圆状地配置,因而存在结构复杂且制造困难、构成各部的部件数量也增多等问题。
9.另一方面,在上述现有的专利文献2所记载的蓄电设备中,由于将包含中间电极的三个或四个以上的电极体隔着相同数量的隔膜卷绕,因此,与专利文献1所记载的设备同样存在内部电极结构缺乏对称性,而且卷绕结构体的层数增多,因而尺寸容易大型化等问题。
10.因此,本发明将解决上述问题,其课题在于实现既能实现高电压化又能实现紧凑化和制造容易化的蓄电设备。
11.为了解决上述问题,本发明的蓄电设备具备卷绕结构体和与所述卷绕结构体连接的第一外部端子及第二外部端子,其中,所述卷绕结构体具备:带状的中间电极体,以延伸方向的中间部位为中心向所述中间部位的两侧延伸的第一延伸部分和第二延伸部分分别围绕所述中间部位向相同方向卷绕;第一电极体,与所述第一外部端子导电连接,并配置于位于内周侧的所述第一延伸部分与位于外周侧的所述第二延伸部分之间,且从所述中间部位的附近向外周侧延伸;第二电极体,与所述第二外部端子导电连接,并配置于位于内周侧的所述第二延伸部分与位于外周侧的所述第一延伸部分之间,且从所述中间部位的附近向
外周侧延伸;第一隔膜,配置于所述中间电极体与所述第一电极体之间;以及第二隔膜,配置于所述中间电极体与所述第二电极体之间。
12.根据该蓄电设备,带状的中间电极体的中间部位两侧的第一延伸部分和第二延伸部分向相同方向卷绕,在第一延伸部分与第二延伸部分之间的一对径向间隙的一方中隔着第一隔膜配置有第一电极体,在上述径向间隙的另一方中隔着第二隔膜配置有第二电极体。而且,通过设置与第一电极体导电连接的第一外部端子和与第二电极体导电连接的第二外部端子,从而在第一外部端子与第二外部端子之间,隔着中间电极体串联构成两个蓄电功能单元。通过这样,由于由中间电极体和第一电极体构成的第一蓄电功能单元和由中间电极体和第二电极体构成的第二蓄电功能单元分别以回旋的形态配置于相互以中间部位为中心的两侧,因此,可以将至少两个蓄电功能单元串联连接而实现高电压化,并且,第一蓄电功能单元和第二蓄电功能单元在从所述卷绕结构体的径向来看并非呈任一方配置于内侧、另一方配置于外侧这样的关系,而是分别沿着在中间部位两侧向相同方向卷绕的第一延伸部分和第二延伸部分并列构成,因而内部电极结构简单,并且,可以使现有技术发展,通过卷绕电极体和隔膜的层压体而进行制造,因而制造容易且部件数量少,而且,与隔着三个以上的隔膜单纯卷绕三个以上的电极体的现有方法相比,可以实现径向的紧凑化。
13.在本发明中,优选所述中间电极体的外缘部(侧缘)相比所述卷绕结构体的所述第一电极体和所述第二电极体更向所述卷绕结构体的轴线方向外侧突出。由此,可以通过中间电极体的宽度方向的外缘部(侧缘)抑制超出卷绕结构体的轴线方向外缘(侧缘)的外周部的径向的电泄漏,因而可以提高设备的绝缘性能。特别是,更优选所述中间电极体的所述宽度方向的两侧的外缘部(两侧缘)均相比所述卷绕结构体的所述第一电极体和所述第二电极体更向所述轴线方向外侧突出。在这些情况下,优选所述卷绕结构体配置于收纳空间内,所述中间电极体的外缘部(侧缘)与所述卷绕结构体的收纳空间的位于所述轴线方向外侧的边界抵接。由此,由于进一步减少了该收纳空间内的所述轴线方向的外周部的电泄漏,因而可以进一步提高绝缘性能。在此,优选上述中间电极体的外缘部具有绝缘性。
14.另外,优选所述中间电极体的外缘部(端缘)配置于相比所述卷绕结构体中的所述第一电极体和所述第二电极体更靠所述卷绕结构体的径向外侧的位置。由此,可以通过中间电极体的延伸方向的外缘部(端缘)减少超出卷绕结构体的径向外缘(周缘)的外周部的周向的电泄漏,因而可以提高绝缘性能。特别是,更优选所述中间电极体的所述延伸方向的两侧的外缘部(两端缘)均配置于相比所述卷绕结构体的所述第一电极体和所述第二电极体更靠所述径向外侧的位置。在这些情况下,优选所述卷绕结构体配置于收纳空间内,所述中间电极体的外缘部(端缘)与所述卷绕结构体的收纳空间的位于所述径向外侧的边界抵接。由此,由于进一步减少了该收纳空间内的径向外周部的电泄漏,因而可以进一步提高绝缘性能。在此,优选上述中间电极体的外缘部具有绝缘性。
15.另外,优选所述卷绕结构体中被导入电解质,所述中间电极体的至少夹在所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的部分不使所述电解质及其离子通过。进而,除此之外,在向所述卷绕结构体导入电解质时,优选所述中间电极体的所述外缘部(侧缘或端缘)是相比所述中间电极体的主体部分更难保持所述电解质或其离子的部分、或者更难使所述电解质或其离子通过的部分。由此,可以进一步提高卷绕结构体的轴线方向或径向外侧的电解质的分离性,因而可以进一步提高绝缘性能。在此,更优选所述外缘部(侧缘或端缘)是具有不使所
述电解质或其离子通过的性质的部分。由此,能够更加可靠地减少由电解质引起的漏泄电流,从而可以进一步提高设备的绝缘性能。
16.在本发明中,优选所述第一延伸部分和所述第二延伸部分、以及所述第一电极体和所述第二电极体被形成为以所述中间部位为中心呈旋转对称。由此,由于可以实质性地保证构成于所述中间电极体与所述第一电极体及所述第二电极体之间的串联连接的一对蓄电功能单元之间的电对称性,因而可以提高耐久性和特性的稳定性。该情况下,优选所述第一隔膜和所述第二隔膜也被形成为以所述中间部位为中心呈旋转对称。
17.在本发明中,优选所述中间电极体由相互隔着隔膜层配置的多个电极体层构成。由此,由于在多个电极体层之间构成一个以上的蓄电功能单元,因而可以实现进一步的高电压化。
18.在本发明中,优选所述卷绕结构体具有所述第一电极体和所述第二电极体的外周部被所述中间电极体的外周部分从径向的外周侧覆盖的结构。由此,可以抑制超出所述第一电极体和所述第二电极体之间的所述中间电极体的电泄漏,因而可以进一步提高绝缘性能。该情况下,优选介于所述中间电极体与所述第一电极体及所述第二电极体之间的所述第一隔膜及所述第二隔膜的外周部分别存在于相比所述第一电极体和第二电极体更靠所述径向的外周侧的更大角度范围。
19.在本发明中,优选在分别设置于径向内外的所述中间电极体与所述第一电极体之间的径向内外的一对间隙中的任一方所述间隙中配置有所述第一隔膜,在另一方所述间隙中配置有具备电解质阻断性的电绝缘性的第一分割部件,在分别设置于径向内外的所述中间电极体与所述第二电极体之间的径向内外的一对间隙中的任一方所述间隙中配置有所述第二隔膜,在另一方所述间隙中配置有具备电解质阻断性的电绝缘性的第二分割部件。该情况下,优选所述第一分割部件配置于所述径向内外的一侧的所述间隙中,所述第二分割部件与所述第一分割部件同样配置于所述一侧的间隙中。
20.该情况下,优选所述分割部件由合成树脂构成。作为合成树脂,例如可以举出聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)、芳纶(全芳族聚酰胺)、聚醚醚酮(peek)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)等。另外,作为构成上述卷绕结构体的优选方式,优选所述分割部件为片状。进而,在所述卷绕结构体中被导入电解质时,优选上述分割部件不使所述电解质及其离子通过。特别是,优选具备所述电解质及其离子的不透过性和不保持性。例如,优选由不具有空隙的片材构成。由此,能够更加可靠地减少由电解质引起的漏泄电流,从而可以进一步提高设备的绝缘性能。从这些观点来看,作为优选的合成树脂制的片材,可以举出聚四氟乙烯(ptfe)、全氟烷氧基烷烃(pfa)、全氟乙烯丙烯共聚物(fep)、聚偏氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)等的氟树脂片。进而,在上述电解质为液状的情况下,优选上述分割部件具备与该电解质的接触角为80度以上的表面。特别是优选上述接触角超过90度(钝角)。
21.在本发明中,优选所述第一分割部件和所述第二分割部件的外缘部分别相比所述中间电极体和所述第一电极体或所述第二电极体中的至少任意一方更向所述卷绕结构体的轴线方向突出。该情况下,在所述卷绕结构体配置于收纳空间内的情况下,优选所述第一分割部件和所述第二分割部件的外缘部分别与所述收纳空间的位于所述轴线方向外侧的边界抵接(更优选为固定)。
22.在本发明中,优选所述第一分割部件和所述第二分割部件的外缘部分别配置于相比所述卷绕结构体的所述中间电极体和所述第一电极体或所述第二电极体的至少任意一方更靠所述卷绕结构体的径向外侧的位置。该情况下,在所述卷绕结构体配置于收纳空间内的情况下,优选所述第一分割部件和所述第二分割部件的外缘部分别与所述收纳空间的位于所述径向外侧的边界抵接(更优选为固定)。
23.在本发明中,优选所述第一分割部件的内缘部被配置为相比所述第一电极体的内缘部更向内周侧延伸,所述第二分割部件的内缘部被配置为相比所述第二电极体的内缘部更向内周侧延伸。特别是,优选所述第一分割部件和所述第二分割部件的内缘部与所述中间电极体的中间部位等的内周部分抵接(更优选为固定)。
24.(发明效果)
25.根据本发明,能够提供一种既能实现高电压化又能实现紧凑化和制造容易化的蓄电设备。
附图说明
26.图1是示意性地表示蓄电设备的第一实施方式的外观的立体图(a)以及示意性地表示内部的卷绕结构体的立体图(b)。
27.图2是示意性地表示第一实施方式的卷绕结构体的剖面结构的剖视图。
28.图3是示意性地表示第一实施方式的卷绕结构体的卷绕前的整体构成的说明图。
29.图4是示意性地表示第一实施方式的卷绕结构体的各构成部分的剖面结构的放大剖视图。
30.图5是示意性地表示第一实施方式的第一电极体或第二电极体中的外部端子连接用的接头部件的连接结构的放大剖视图。
31.图6是示意性地表示用于形成第一实施方式的卷绕结构体的卷绕工序的说明图(a)~(d)。
32.图7是示意性地表示第一实施方式的卷绕结构体的容器内的收纳结构的径向剖面结构的说明剖视图(a)以及示意性地表示周向剖面结构的说明剖视图(b)。
33.图8是示意性地表示第二实施方式的中间电极体的展开状态的俯视图(a)以及示意性地表示卷绕结构体的立体图(b)。
34.图9是示意性地表示第二实施方式的卷绕结构体的容器内的收纳结构的径向剖面结构的说明图(a)以及示意性地表示周向剖面结构的说明剖视图(b)。
35.图10是示意性地表示第二实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
36.图11是示意性地表示第三实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
37.图12是示意性地表示第四实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
38.图13是示意性地表示第五实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
39.图14是示意性地表示第六实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
40.图15是示意性地表示第七实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图。
41.图16是示意性地表示第八实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图(a)以及示意性地表示卷绕前的整体构成的说明图(b)。
42.图17是示意性地表示第九实施方式的卷绕结构体的剖面结构的概略剖视图(a)以
及示意性地表示卷绕前的整体构成的说明图(b)。
43.(符号说明)
[0044]1…
蓄电设备(双电层电容器)、2

卷绕型电容器元件、3

容器(壳体)、4

封口件、5

电解质、6

第一外部端子、7

第二外部端子、20、50

卷绕结构体、21、21

、31、41、51

中间电极体、21a、31a、41a、51a

中间部位、21b、31b、41b、51b

第一延伸部分、21c、31c、41c、51c

第二延伸部分、21d

外缘部、21e

端缘、21f

侧缘、31g

隔膜层、31h、31i

电极体层、41j、41k

外周部分、22、52

第一电极体、23、53

第二电极体、24、54、54
′…
第一隔膜、25、55、55
′…
第二隔膜、26

保持部件、27、28

粘接层、211、221、231、511、521、531

集电体、212、213、222、223、232、233、512、513、522、532

极化电极层、56、57、56

、57
′…
分割部件
具体实施方式
[0045]
接着,参照附图对本发明的实施方式详细进行说明。在本发明的实施方式中,以下,作为蓄电设备以双电层电容器为例进行说明。首先,参照图1对本发明涉及的蓄电设备的第一实施方式的整体构成进行说明。
[0046]
<第一实施方式>
[0047]
图1是本实施方式的蓄电设备1的立体示意图(a)以及示意性地表示收纳于蓄电设备1内部的卷绕型电容器元件2的立体图(b)。蓄电设备1具备卷绕型电容器元件2、收纳该卷绕型电容器元件2的有底形状(有底筒状)的容器3以及该容器3的封口件4,其中,卷绕型电容器元件2通过向具有卷绕带材(片材)而成的结构的卷绕结构体20导入(浸渍)电解质5而形成。容器3可以由铝等的金属构成。封口件4上设有供设置于卷绕型电容器元件2的第一外部端子6和第二外部端子7插通的贯通孔。封口件4将收纳于容器3内的卷绕型电容器元件2密封,而且通过上述贯通孔将第一外部端子6和第二外部端子7导出外部。封口件4可以由各种合成橡胶或弹性体等构成。
[0048]
图2是示意性地表示上述卷绕结构体20的剖面的概略剖视图。卷绕结构体20具有带状的中间电极体21,该中间电极体21在延伸方向的中间部位21a的两侧具有第一延伸部分21b和第二延伸部分21c。而且,在图示例中,第一延伸部分21b和第二延伸部分21c均以上述中间部位21a为中心分别朝向逆时针方向被卷绕。在中间电极体21的表背两侧,分别以将中间电极体21的表面和背面分别覆盖的方式配置有带状的第一隔膜24和第二隔膜25。
[0049]
另外,在以上述中间部位21a为中心来看时,在内周侧的第一延伸部分21b与外周侧的第二延伸部分21c之间的间隙中配置有带状的第一电极体22。此时,在第一延伸部分21b与第一电极体22之间配置有上述第一隔膜24。另外,在第二延伸部分21c与第一电极体22之间也配置有上述第一隔膜24。另一方面,在内周侧的第二延伸部分21c与外周侧的第一延伸部分21b之间配置有带状的第二电极体23。此时,在第二延伸部分21c与上述第二电极体23之间配置有上述第二隔膜25。另外,在第一延伸部分21b与上述第二电极体23之间也配置有上述第二隔膜25。第一隔膜24和第二隔膜25均在中间电极体21的表背分别呈一体地构成。即,第一隔膜24和第二隔膜25均在与上述中间部位21a邻接的部分处连续,沿着第一延伸部分21b的部分与沿着第二延伸部分21c的部分呈一体地构成。但是,也可以与后述其他实施方式同样地构成为:第一隔膜24和第二隔膜25中的至少任意一方在与上述中间部位
21a邻接的部分处分离,沿着第一延伸部分21b的部分与沿着第二延伸部分21c的部分分开构成。
[0050]
在上述卷绕结构体20中,上述中间电极体21、第一隔膜24、第一电极22、第二隔膜25以及第二电极23如图示例所示以相互层压的形态被卷绕,最终通过最外层的保持部件(例如止卷带)26被保持固定为卷绕状态。但是,需要注意的是,图2说到底仅为示意性图示的图,以与实际的卷绕状态不同的形态进行图示,例如,忽略了各层间的密合程度的再现性,多数情况下大幅削减了卷绕数。另外,上述结构的外侧图示的最外周的圆形本来表示相当于容器3或保持部件26的、卷绕结构体20的收纳空间的边界,即本实施方式中上述电解质5能够存在的空间的边界。即,图示的上述圆形示意性地示出具备根据具有上述结构的卷绕结构体20的状况而所需的卷绕结构体20的收纳功能、形状维持功能、绝缘功能等的空间的划分。因此,其形状(圆形)本身没有意义,并无限定。进而,图示双点划线所示的一对圆形表示应分别与图1所示的第一外部端子6和第二外部端子7导电连接的第一电极体22和第二电极体23的接合部位(接头部件的形成部位)的大致位置。此外,不仅限于图2,本说明书中引用的附图均应理解为示意图或局部放大进行图示的图,附图中描绘的形状本身并非直接表示实际的实施例的构成。在此,上述保持部件26并非必须由一个部件形成,也可以分为多个部分。另外,上述保持部件26有时在卷绕结构体20的外周形成于绕轴线不满一周的范围内,有时形成于一周以上的范围内。此外,关于并非必须由一个部件形成这一点,对于构成卷绕结构体20的其他部件也是同样的。
[0051]
图3是示意性地表示上述中间电极体21、第一隔膜24、第一电极22、第二隔膜25以及第二电极23的展开状态的配置的图。从该展开状态的图示可知,第一隔膜24配置于中间电极体21与第一电极体22之间。另外,第二隔膜25配置于中间电极体21与第二电极体23之间。
[0052]
图4是示意性地表示上述中间电极体21、第一隔膜24、第一电极22、第二隔膜25以及第二电极23各自更为详细的结构的剖视图。在中间电极体21中,形成有由金属箔等构成的集电体211和在该集电体211的两面由含碳多孔质材料等构成的极化电极层212、213。另外,在第一电极体22中,形成有由金属箔等构成的集电体221和在该集电体221的两面由含碳多孔质材料等构成的极化电极层222、223。进而,在第二电极体23中,形成有由金属箔等构成的集电体231和在该集电体231的两面由含碳多孔质材料等构成的极化电极层232、233。
[0053]
作为上述集电体211、221、231,例如可以使用厚度为20μm~50μm的铝箔。另外,作为上述极化电极层212、213、222、223、232、233,例如可以通过将活性炭粉末及炭黑与粘合剂混炼而制备含炭微粒浆料,将该浆料以10μm~200μm的厚度涂敷至集电体211、221、231的表背两面并使其干燥而构成。此外,上述极化电极层也可以仅形成于上述集电体211、221、231的任意一面而非两面。
[0054]
作为上述第一隔膜24及第二隔膜25,例如可以使用厚度为20μm~100μm的纤维素无纺布。另外,除了纤维素无纺布以外,还可以使用由聚酰亚胺(pi)、芳纶(全芳族聚酰胺)、聚醚醚酮(peek)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)的无纺布构成的隔膜。此外,作为构成隔膜的材料,并不限定于上述各种无纺布,例如也可以由仅用纤维素纸浆抄造的纸构成。
[0055]
作为上述保持部件(止卷带)26,可以使用耐溶剂性、耐热性、绝缘性能优异的聚丙烯(pp)、聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)等的树脂制粘合带。
[0056]
作为导入卷绕结构体20的电解质5,可以根据蓄电设备的种类而使用所需种类的电解质。例如,在本实施方式的双电层电容器的情况下,阳离子可以使用四乙基铵盐,阴离子可以使用四氟化硼、双三氟甲基磺酰亚胺等。作为此时的电解质,能够使用液状或凝胶状的电解质。此外,作为其他的电容器型蓄电设备,例如在构成电解电容器的情况下,可以使用电解质使用了硼酸、己二酸、马来酸、苯甲酸、苯二甲酸、水杨酸、氨、三乙胺、四甲基氢氧化铵等的各种电解液。另外,作为电解质5,也可以使用二氧化锰或有机半导体等的固体电解质、或者导电性高分子及其他(例如导电性无机材料等)的导电性固体。
[0057]
另外,通过在中间电极体与第一、第二电极体之间配置非流动性的离子传导体,也能够防止电极间的接触、短路。作为非流动性的离子传导体,例如可以举出将固体电解质混合在树脂等的支撑物质中并构成为片状的离子传导体、或者凝胶状的电解质等。此处的非流动性的离子传导体还具有作为确保离子传导性且防止电极间的接触和短路的隔膜的功能。
[0058]
图5示意性地示出上述第一电极体22中相对于上述第一外部端子6的导电连接部、以及上述第二电极体23中相对于上述第二外部端子7的导电连接部的例子。需要说明的是,图5示出第一电极体22和第一外部端子6的例子,但第二电极体23和第二外部端子7也可以与此同样地构成。如图所示,第一电极体22的一部分上形成有区域221a,该区域221a是将极化电极层222、223中的至少一方(图示例中为222)的一部分除去而使集电体221的一部分露出的区域。该区域221a与接头部件214接合,接头部件214与集电体221导电连接。该接头部件214的位置与上述区域221a的形成位置一同预先进行设定,以在形成上述卷绕结构体20的情况下配置于规定位置。
[0059]
该情况下,可以在与上述接头部件214对置的第一隔膜24和中间电极体21之间的间隙中配置保护膜215,该保护膜215具有不使电解质及离子通过的性质且具有绝缘性。例如,在图示例中,可以在第一隔膜24的中间电极体21侧的面上粘贴保护膜215。通过这样,隔膜不易劣化,而且蓄电设备的特性不易恶化。作为保护膜215,例如可以使用厚度为1μm~200μm、优选为5μm~50μm的聚苯硫醚(pps)。
[0060]
图6是示意性地表示形成上述卷绕结构体20的工序的概略工序图(a)~(d)。首先,如图6中(a)所示,将中间电极体21和配置于其表背两面上的第一隔膜24、第二隔膜25配置于卷芯件10(一对卷芯10a、10b)之间,该卷芯件10构成为能够分离。此时,中间电极体21以及第一隔膜24和第二隔膜25通过未图示的左右的带材供给系统(包括具有旋转阻力施加机构的供给卷轴、张力辊、引导辊等的供给机构,下同)等以可放出的方式保持。然后,如图6中(b)所示,将中间电极体21的中间部位21a以及第一隔膜24和第二隔膜25的中间部位夹持在一对卷芯10a与10b之间,并如图6中(c)所示使卷芯件10旋转,从而如图6中(d)所示,可以使中间电极体21以及第一隔膜24和第二隔膜25以被卷芯件10夹持的中间部位21a为中心进行卷绕。此时,以使第一电极体22被卷入第一隔膜24内、第二电极体23被卷入第二隔膜25内的方式,随着卷芯件10的旋转而通过未图示的左右的带材供给系统等放出各个电极体。最后,将保持部件(止卷带)26安装(粘贴)于最外层以保持上述卷绕状态。
[0061]
当如上所述形成卷绕结构体20时,第一外部端子6和第二外部端子7分别以通过与
对应的上述接头部件214接合而导电连接的状态插通于封口件4的贯通孔。而且,以卷绕结构体20中例如作为电解质5而含浸有电解液的状态收纳于上述容器3内,最后利用封口件4将容器3的开口部密封。
[0062]
图7是示意性地表示以上那样形成的本实施方式的蓄电设备1的整体构成的概略构成剖视图(a)和(b)。在此,图7中(a)示意性地示出蓄电设备1的卷绕结构体20(内部电极结构)的径向的相对位置关系,图7中(b)示意性地示出蓄电设备1的卷绕结构体20(内部电极结构)的绕轴线(周向)的相对位置关系。如图7所示,在蓄电设备1的内部(单元结构),在电解质5的导入(含浸)区域设置有第一蓄电功能单元和第二蓄电功能单元,其中,第一蓄电功能单元由中间电极体21和第一电极体22隔着第一隔膜24对置的部分构成,第二蓄电功能单元由中间电极体21和第二电极体23隔着第二隔膜25对置的部分构成。由于这两个蓄电功能单元在第一外部端子6和第二外部端子7之间相互串联连接,因而与仅具备单个蓄电功能单元的单元结构时相比,可以得到接近两倍的高电压。此外,本实施方式是以各电极体21、22、23与电解质5的界面产生的双电层作为电介质储存电荷的双电层电容器,但上述串联结构在电解电容器及其他电容器中也是相同的。
[0063]
在以上说明的第一实施方式中,如图2所示,带状的中间电极体21的中间部位21a两侧的第一延伸部分21b和第二延伸部分21c朝向相同方向卷绕,在第一延伸部分21b与第二延伸部分21c之间的一对径向间隙的一方中隔着第一隔膜24配置有第一电极体22,并在上述一对径向间隙的另一方中隔着第二隔膜25配置有第二电极体23。而且,通过设置与第一电极体22导电连接的第一外部端子6和与第二电极体23导电连接的第二外部端子7,从而在第一外部端子6与第二外部端子7之间隔着中间电极体21串联地构成两个蓄电功能单元。此时,由于通过中间电极体21和第一电极体22构成的第一蓄电功能单元和通过中间电极体21和第二电极体23构成的第二蓄电功能单元并非在径向内外重叠构成,因此,从径向来看,第一蓄电功能单元和第二蓄电功能单元并非呈任意一方配置于内侧、另一方配置于外侧的关系。即,在本实施方式的卷绕结构体20中,通过将第一电极体22和第二电极体23在围绕中间部位21a的角度范围内交替地或并列地配置,可以减少径向的结构对称性的偏差。另外,由于第一电极体22和第二电极体23分别沿着在中间部位21a的两侧朝向相同方向卷绕的第一延伸部分21b和第二延伸部分21c而构成,因此,虽然卷绕方法不同,但可以使现有技术发展,并通过卷绕电极体和隔膜的层压体而进行制造,因而制造简单且部件数量少。
[0064]
在本实施方式中,如图2所示,优选第一延伸部分21b和第二延伸部分21c、以及第一电极体22和第二电极体23以中间电极体21的中间部位21a为中心呈旋转对称地形成。由此,上述第一蓄电功能单元和上述第二蓄电功能单元实质上具备相同的结构,因此,可以实质性地保证中间电极体21与第一电极体22及第二电极体23之间构成的串联连接的一对蓄电功能单元之间的电对称性。而且,当如上述那样构成时,由于可以减少施加电压等的偏差,因而可以提高蓄电设备的耐久性和特性稳定性。
[0065]
更为详细来说,在专利文献1和专利文献2中,由于径向的配置或尺寸不同这一结构性问题而导致多个蓄电功能单元之间的特性差变大,因而在耐久性和特性稳定性方面容易产生问题。以中间电极体21的中间部位21a为中心呈旋转对称地形成例如,当各蓄电功能单元之间漏泄电流差异大时,受自放电的影响,电压的偏差随着电压施加时间的经过而变大。由此,在漏泄电流少的蓄电功能单元中,电压随着电压施加时间的经过而增加,最终升
高至溶剂的分解电压,从而存在发生产生气体、电阻增加等问题的危险。另外,当在一个容器内封入多个蓄电功能单元时,有时会因为电解质引起的电极体间的短路导致漏泄电流变大。该漏泄电流的增大也成为使上述耐久性和特性稳定性进一步恶化的主要原因。
[0066]
相对于此,根据本实施方式的蓄电设备,由于由中间电极体21和第一电极体22构成的第一蓄电功能单元和由中间电极体21和第二电极体23构成的第二蓄电功能单元相互在以中间部位21a为中心的两侧分别以回旋的方式并列配置,因而容易实现第一蓄电功能单元和第二蓄电功能单元的特性的均匀化和平衡。特别是,通过如上所述将中间电极体21和第一电极体22及第二电极体23构成为以中间部位21a为中心呈旋转对称,可以实现两个单元的特性的平衡,其结果是,电压不易集中于一方,因而耐久性和特性的稳定性大幅提高。该情况下,若第一隔膜24和第二隔膜25也相互呈旋转对称地构成,则更加有效。
[0067]
此外,图7中描绘了卷绕结构体20的外周部被保持部件26覆盖且在其外侧配置有容器3的内表面的情形,但图7仅示出示意性的构成,即便在采取图示那样的外周部的构成的情况下,其也仅为一例。例如,也可以与图示的构成不同而在容器3与电解质5之间设置间隙,也可以在容器3的内表面施加绝缘涂层。另外,由于图7是示意图,因而以与图2所示的剖面结构不匹配的方式图示为在第一电极体22和第二电极体23的径向外侧未配置第一隔膜24和第二分隔膜25或中间电极体21。然而,这样的外周部的构成也可以认为是与图2所示的剖面结构相对应地在第一电极体22的径向外侧配置有第一隔膜24、和/或在第二电极体23的径向外侧配置有第二隔膜25的构成,或者,可以认为是在上述各隔膜24、25的径向更外侧配置有中间电极体21的构成。
[0068]
<第二实施方式>
[0069]
接着,参照图8至图10对本发明涉及的第二实施方式的蓄电设备进行说明。在该第二实施方式中,卷绕型电容器元件2

以外的构成与第一实施方式相同,图8所示的卷绕结构体20

的整体构成和图10所示的卷绕结构体20

的大致剖面结构也基本上可以与卷绕结构体20同样地构成,因而对于可以同样地构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。
[0070]
在该第二实施方式中,如图8中(a)所示,中间电极体21

的外缘部21d中作为宽度方向的外缘部的侧缘21f构成为相比第一电极体22和第二电极体23更向卷绕结构体20

的轴线方向外侧突出(参照图9中(a))。在此,更优选上述侧边缘21f构成为:配置于与第一隔膜24和第二隔膜25的外缘位置相同的轴线方向的位置处、或者相比该外缘位置更向上述轴线方向的外侧突出。此外,即便侧缘21f不同于本实施方式而构成为:与侧缘21f和第一电极体22及第二电极体23的关系无关地配置于与第一隔膜24和第二隔膜25的外缘位置相同的轴线方向的位置处、或者相比该外缘位置更向上述轴线方向外侧突出,也能提高电解质的分离性,因而也具有减少一对蓄电功能单元间的漏泄电流的效果。
[0071]
另外,中间电极体21

的外缘部21d中作为延伸方向的外缘部的端缘21e构成为:相比第一电极体22及第二电极体23而配置于卷绕结构体20

的径向外侧(参照图10)。在此,更优选上述端缘21e配置于与第一隔膜24和第二隔膜25的外缘位置相同的径向位置处、或者配置于相比该外缘位置更靠上述径向外侧的位置。此外,即便端缘21e不同于本实施方式而构成为:与端缘21e和第一电极体22及第二电极体23的关系无关地配置于与第一隔膜24和第二隔膜25的外缘位置相同的径向位置处、或者配置于相比该外缘位置更靠上述径向外侧的位置,也能提高电解质的分离性,因而也具有减少一对蓄电功能单元间的漏泄电流的效
果。
[0072]
图8中(a)所示的双点划线表示第一电极体22和第二电极体23的外缘。该外缘也表示作为表示卷绕结构体20

的中间电极体21

的外缘部21d中的端缘21e与侧缘21f的相对位置关系的基准的位置。这几点后面将进一步详细说明。此外,在图示例的情况下,上述中间电极体21

的外缘部21d呈框状地形成于中间电极体21

的上述极化电极层212、213的外侧。另外,端缘21e和侧缘21f均分别形成于延伸方向和宽度方向的两侧。
[0073]
在本实施方式中,在由包括集电体211和极化电极层212、213的电极区域所构成的主体部分的外侧形成有上述外缘部21d。上述外缘部21d并无特别限定,但优选由与构成中间电极体21

的主体部分(上述集电体211和极化电极层212、213的层压结构)相比而难以保持电解质5和/或其离子、或者难以使电解质5和/或其离子通过的部分构成。外缘部21d例如可以由使相比容易保持电解质5和/或其离子(多孔质)的上述极化电极层212、213而难以保持电解质5和/或其离子的部分、或者难以使电解质5和/或其离子通过的部分延长的部分构成。例如,可以由后述合成树脂制的片材、薄膜、带材等构成。另外,外缘部21d例如还可以由未形成容易保持电解质5和/或其离子的上述极化电极层212、213、或者将上述极化电极层212、213剥离而露出的集电体211构成。进而,外缘部21d例如具备与主体部分的集电体211和极化电极部212、213的层压结构相同的结构,但也可以是与主体部分相比,作为芯材的集电体211较厚、或者极化电极层212、213较薄,结果成为相比主体部分难以保持电解质5和/或其离子的部分、或者难以使电解质5和/或其离子通过的部分。这些外缘部21d是为了减少卷绕结构体20

外侧的外周部的电泄漏而设置的。在本实施方式中,特别是为了提高相对于被导入卷绕结构体20

的电解质5或其离子的、第一电极体22侧与第二电极体23侧之间的分离性而设置的。
[0074]
另外,通过使上述外缘部21d(端缘21e、侧缘21f)为绝缘体,可以利用绝缘体覆盖中间电极体21

的周围,因而可以抑制第一电极体22与第二电极体23的内部导通,提高绝缘性能,可以进一步有效减少漏泄电流。作为这样的绝缘性的特异性缘部21d,可以使用由聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)、芳纶(全芳族聚酰胺)、聚醚醚酮(peek)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)构成的片材、薄膜、带材等。这些材质除了绝缘性之外还具有不使电解质5及其离子通过的性质,因而可以进一步提高蓄电设备的特性(绝缘性能),例如可以减少漏泄电流等。
[0075]
图9是以与表示第一实施方式的图7对比的形式示意性地表示第二实施方式的蓄电设备1的内部电极结构的径向的相对位置关系的图(a)、以及示意性地表示蓄电设备的电极结构的绕轴线的相对位置关系的图(b)。由这些图示可知,由于容易通过上述外缘部21d的侧缘21f在卷绕结构体20

的径向上将电解质5隔断,因而能够抑制因为电解质5使绝缘性能降低。特别是如图所示,侧缘21f与配置于容器3或其内侧的保持部件26、或者封口件4和密封树脂等的内表面(卷绕结构体20

的收纳空间的边界,即本实施方式中可能存在电解质5的空间的边界)抵接。这样,通过侧缘21f与卷绕结构体20

的收纳空间的轴线方向外侧的边界抵接而实质性地将该收纳空间在卷绕结构体20

的径向上隔断,因而可以进一步提高绝缘性能。
[0076]
特别是,由于在卷绕结构体20

的轴线方向外侧容易产生电解质5的积存(特别是底部),因而侧缘21f在隔断电解质5方面是有效的。在此,在图示例的中间电极体21

中,侧
缘21f设置于宽度方向的两侧,但也可以仅设置于任意一侧。但是,如图示例那样,宽度方向两侧的一对侧缘21f一同突出、或者一同与上述边界(上述内表面等)抵接更为有效,这是毋庸置疑的。
[0077]
如图10所示,在卷绕结构体20

中,上述外缘部21d的端缘21e配置于比第一电极体22和第二电极体23以及第一隔膜24和第二隔膜25更靠卷绕结构体20

的径向外侧的位置。如图10所示,通过该端缘21e的外周配置,可以进一步提高卷绕结构体20

中的电解质5的周向的分离性。特别是,由图示可知,通过使上述端缘21e在卷绕结构体20

的径向外侧(外周侧)与配置于容器3或其内侧的保持部件26、或者封口件4和密封树脂等的内表面(卷绕结构体20

的收纳空间的边界,即本实施方式中可能存在电解质5的空间的边界)抵接,电解质5的周向的分离性进一步提高。在此,如图8所示,端缘21e设置于中间电极体21

的延伸方向的两侧,但也可以仅设置于任意一侧。但是,如图示例那样,中间电极体21

的延伸方向两侧的一对端缘21e一同配置于外周部、或者一同与上述边界(上述内表面等)抵接更为有效,这是毋庸置疑的。
[0078]
在本实施方式中,中间电极体21

的外缘部21d、例如图9所示的侧缘21f和图10所示的端缘21e等在图示例中由与主体部分不同的结构和/或不同的材质构成。但是,即使在如第一实施方式那样中间电极体21整体由均等的结构和/或均等的材质构成的情况下,通过以图2中双点划线表示的端缘配置于径向的外周部、或者图7中双点划线表示的侧缘向轴线方向突出的方式配置中间电极体20的外缘部,也可以减少漏泄电流,提高绝缘性能。该情况下,只要是作为中间电极体20的芯材的集电体211等具有电解质5的分离作用高的材料或结构的部分到达外缘部21d(端缘21e或侧缘21f)的端面并露出于外缘部21d的端面的状态,便可更好地得到减少漏泄电流的效果。特别是,若上述部分构成得相比极化电极层等的表层部分而言相对较厚,也可以提高相对于电解质5的分离性,因而更加有效。此外,在中间电极体20的侧缘与收纳空间的轴线方向外侧的边界抵接、或者端缘与收纳空间的径向外侧的边界抵接更好这一点上,与本实施方式的情况相同。
[0079]
在本实施方式中,如图9中(a)所示,中间电极体21

的外缘部21d中作为宽度方向的外缘部的侧缘21f配置于相比第一电极体22和第二电极体23以及第一隔膜24和第二隔膜25更靠轴线方向外侧的位置处。但是,只要侧缘21f相比第一电极体22和第二电极体23的至少任意一方更向卷绕结构体20

的轴线方向外侧突出,便使一对蓄电功能单元间的漏泄电流减少,因而认为在提高绝缘性能方面有效果。另外,只要侧缘21f相比第一隔膜24和第二隔膜25的至少任意一方更向卷绕结构体20

的轴线方向外侧突出,便使一对蓄电功能单元间的漏泄电流减少,因而认为在提高绝缘性能方面有效果。
[0080]
在本实施方式中,如图10所示,中间电极体21

的外缘部21d中作为延伸方向的外缘部的端缘21e配置于相比第一电极体22和第二电极体23更靠卷绕结构体20

的径向外侧的位置处。但是,只要端缘21e配置于相比第一电极体22和第二电极体23的至少任意一方更靠卷绕结构体20

的径向外侧的位置处,便可以提高一对蓄电功能单元间的分离性,因而认为在提高绝缘性能方面有效果。另外,只要端缘21e配置于相比第一隔膜24和第二隔膜25的至少任意一方更靠卷绕结构体20

的径向外侧的位置处,便可以提高一对蓄电功能单元间的分离性,因而认为在提高绝缘性能方面有效果。
[0081]
此外,在中间电极体21

、第一电极体22、第二电极体23中的至少任意一个与收纳
空间的边界(上述内表面等)抵接时,优选该边界(上述内表面等)具有绝缘性。但是,即使上述边界(上述内表面等)具有导电性,也只要避免下述任一情况即可,即:多个不同电极体与构成同一个上述边界的部件抵接、第一电极体22和第二蓄电功能单元内的电解质与构成同一个上述边界的部件抵接、或者第二电极体23和第一蓄电功能单元内的电解质与构成同一个上述边界的部件抵接。
[0082]
<第三实施方式>
[0083]
接着,参照图11对本发明涉及的第三实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,由于第一隔膜24

和第二隔膜25

以外的构成可以与上述第一实施方式或第二实施方式同样地构成,因而对可以同样构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。在本实施方式中,第一隔膜24

通过在中间电极体21的中间部位21a的附近邻接地设置缺口部24a

,从而被分开形成为沿第一延伸部分21b的隔膜部24b

和沿第二延伸部分21c的隔膜部24c

。另外,第二隔膜25

通过在中间电极体21的中间部位21a的附近邻接地设置缺口部25a

,从而被分开形成为沿第一延伸部分21b的隔膜部25b

和沿第二延伸部分21c的隔膜部25c


[0084]
即使如上述那样构成,只要保证中间电极体21与第一电极体22之间的绝缘性、中间电极体21与第二电极体23之间的绝缘性,便不会出现问题。此时,即使设置有缺口部24a

、25a

,只要各隔膜部24b

、24c

、25b

、25c

的内端部配置于相比第一电极体22和第二电极体23的内端部更靠中心侧(中间部位21a侧)的位置处,即,只要第一隔膜24b

和第二隔膜25

的内端侧部分遍及超过第一电极体22和第二电极体23的内端部的角度范围,便能保证绝缘性能。另外,也可以利用与上述具备绝缘性能的特异性缘部21d相同的结构和材质在第一电极体22和第二电极体23的内端配置绝缘体、或者形成绝缘体的延伸部分。
[0085]
此外,如图11中双点划线所示,通过使中间电极体20的外缘部(侧缘)向卷绕结构体20的轴线方向外侧突出、和/或将外缘部(端缘)配置于卷绕结构体20的径向外侧,可以减少漏泄电流,提高绝缘性能。在这些情况下,使外缘部与卷绕结构体20的收纳空间的轴线方向和/或径向的外侧的边界(上述内表面等)抵接更好。
[0086]
<第四实施方式>
[0087]
接着,参照图12对本发明涉及的第四实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,中间电极体21、第一隔膜24以及第二隔膜25以外的构成可以与上述第一实施方式至第三实施方式同样地构成,因而对于可以同样构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。在本实施方式中,通过在中间电极体21与第一隔膜24和第二隔膜25之间设置粘接层27、28,使中间电极体21、第一隔膜24以及第二隔膜25构成为一体,并将该一体的中间电极体21、第一隔膜24以及第二隔膜25与第一电极体22及第二电极体23一同如上述那样进行卷绕,从而形成卷绕结构体20。在此,上述粘接层27、28可以由各种粘合材料或粘接材料构成。通过这样,可以使卷绕工序变得容易,而且可以整齐且再现性良好地形成卷绕结构体的卷绕形态。此外,在上述图示例中,采用中间电极体21与第一隔膜24及第二隔膜25一体化的构成,但是,例如也可以与上述构成一同或者取代上述构成而采用第一隔膜24与第一电极体22一体化的构成、和/或第二隔膜25与第二电极体25一体化的构成。
[0088]
此外,如图12中双点划线所示,通过使中间电极体20的外缘部(侧缘)向卷绕结构体20的轴线方向外侧突出、和/或将外缘部(端缘)配置于卷绕结构体20的径向外侧,可以减少漏泄电流,提高绝缘性能。在这些情况下,使外缘部与卷绕结构体20的收纳空间的轴线方
向和/或径向的外侧的边界(上述内表面等)抵接更好。
[0089]
<第五实施方式>
[0090]
接着,参照图13对本发明涉及的第五实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,中间电极体31(中间部位31a、第一延伸部分31b、第二延伸部分31c)以外的构成可以与上述第一实施方式至第四实施方式同样地构成,因此对于可以同样构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。本实施方式的中间电极体31由相互隔着隔膜层31g配置于厚度方向的多个电极体层31h、31i构成。在图示例中,隔着一个隔膜层31g在内外配置有两个电极体层31h、31i,但也可以分别隔着隔膜层而配置有三个以上的电极体层。通过这样,由于中间电极体31由多个电极体构成,因而能够仅由中间电极体31构成一个以上的蓄电功能单元(第三蓄电功能单元),因而有望进一步实现高电压化。在此,隔膜层31g可以由与第一隔膜24或第二隔膜25相同的材质构成。
[0091]
此外,如图13中双点划线所示,通过使中间电极体20的外缘部(侧缘)向卷绕结构体20的轴线方向外侧突出、和/或将外缘部(端缘)配置于卷绕结构体20的径向外侧,可以减少漏泄电流,提高绝缘性能。在这些情况下,使外缘部与卷绕结构体20的收纳空间的轴线方向和/或径向的外侧的边界(上述内表面等)抵接更好。此时,最好以使多个电极体层31h、31i分别隔着隔膜层31g向卷绕结构体30的外周延伸,使得隔膜层31g和电极体层31h、31i分别与收纳空间的边界(上述内面表等)抵接的方式将各层构成为阶梯状。
[0092]
<第六实施方式>
[0093]
接着,参照图14对本发明涉及的第六实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,中间电极体41(中间部位41a、第一延伸部分41b、第二延伸部分41c)以外的构成可以与上述第一实施方式至第五实施方式同样地构成,因而对于可以同样构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。在本实施方式中,如图14所示构成为:通过中间电极体41的外周部分41j、41k分别隔着第一隔膜24和第二隔膜25从径向外周侧将第一电极体22和第二电极体23分别覆盖。即,第一延伸部分41b和第二延伸部分41c的外周部分41j、41k形成为遍及至相比第一电极体22和第二电极体23的外周部更靠外周侧的大角度范围。通过这样,成为第一电极体22和第二电极体23在从径向观察时被中间电极体41在整周(全角度范围)包围的结构。由此,可以抑制超过第一电极体22和第二电极体23之间的中间电极体41的电泄漏,因而可以进一步提高绝缘特性。特别是,最好如图示例那样使中间电极体41的外周部分41j、41k与收纳空间的边界(上述内表面等)抵接。另外,若与上述构成一同、或者取代上述构成而在图示双点划线包围的范围41l、41m中构成(保持或粘接)为中间电极体41的外周部分41j、41k(例如其端部)与配置于上述外周部分41j、41k的径向内侧的中间电极体41的中途部分抵接的状态,则可以增强电解质5向卷绕结构体内部的封闭作用,因而可以进一步提高绝缘性能。
[0094]
该情况下,为了确保电极间的绝缘性,最好如图示例所示使第一隔膜24和第二隔膜25的外周部在相比上述第一电极体22和上述第二电极体23更靠外周侧的更大角度范围内介于第一电极体22和第二电极体23与中间电极体41之间。此外,为了确保中间电极体41的绝缘性,也可以构成为使第一隔膜24和第二隔膜25的外周部以更大角度范围向外周侧延伸至中间电极体41的更外周侧、或者通过收纳空间的边界(上述内表面等)确保绝缘。
[0095]
<第七实施方式>
[0096]
接着,参照图15对本发明涉及的第七实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,中间电极体21"(中间部位21a、第一延伸部分21b"、第二延伸部分21c")、第一电极体22"以及第二电极体23"以外的构成可以与上述第一实施方式至第六实施方式同样地构成,因而对于可以同样构成的部分赋予相同的符号,并省略其说明。在本实施方式中,如图15所示,在中间电极体21"的第一延伸部分21b"和第二延伸部分21c"中,通过在卷绕结构体的外周部的最外周的角度范围内,在不与第一电极体22"及第二电极体23"对置的外周侧的表面上不形成上述极化电极层,从而设置上述集电体211露出的外周露出区域21bs、21cs。另外,在第一电极体22"上,通过在卷绕结构体的外周部的最外周的角度范围内,在不与中间电极体21"对置的外周侧的表面上不形成上述极化电极层,从而设置上述集电体221露出的外周露出区域22s。进而,在第二电极体23"上,通过在卷绕结构体的外周部的最外周的角度范围内,在不与中间电极体21"对置的外周侧的表面上不形成上述极化电极层,从而设置上述集电体231露出的外周露出区域23s。
[0097]
在如上述那样构成的情况下,在各电极体21"、22"、23"中,可以抑制因为表背存在与电极对置的极化电极层和不与电极对置的极化电极层而产生的耐久性恶化和表背耐久性的偏差。即,在本实施方式中,由于在各电极体21"、22"、23"中不与其他电极体对置的部分未形成极化电极层,因而可以避免耐久性恶化引起的问题。但是,在卷绕结构体的外周部,也可以使两个电极体的端部在同一角度位置对齐,以免不设置中间电极体21"与第一电极体22"及第二电极体23"不对置的部分。例如,若使第一电极体22"和第二电极体23"的外周端部与中间电极体21"的第一延伸部分21b"和第二延伸部分21c"的外周端部的角度位置对齐,则无需在第一电极体22"和第二电极体23"上设置上述外周露出区域,只要仅在第一延伸部分21b"和第二延伸部分21c"上形成外周露出区域21bs、21cs即可。
[0098]
<第八实施方式>
[0099]
接着,参照图16对本发明涉及的第八实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,在卷绕结构体50的内部结构的一部分中配置分割部件56、57这一点与上述各实施方式不同,但其他构成可以与上述各实施方式及其说明涉及的构成同样地形成,因而省略关于在无特别障碍的范围内可以采用同样构成的部分的说明。在本实施方式的卷绕结构体50中,如图16中(a)所示,作为能够与上述各实施方式同样构成的构成,可以举出中间电极体51(中间部位51a、第一延伸部分51b、第二延伸部分51c)、第一电极体52、第二电极体53、第一隔膜54、第二隔膜55、容器3、保持部件26、封口件4(未图示)、电解质5(未图示)、第一外部电极6以及第二外部电极7。
[0100]
但是,在本实施方式中,第一隔膜54与上述各实施方式的第一隔膜24同样配置于第一电极体52与第二延伸部分51c之间,但与上述各实施方式的第一隔膜24不同,未配置于第一电极体52与第一延伸部分51b之间。另外,第二隔膜55与上述各实施方式的第二隔膜25同样配置于第二电极体53与第一延伸部分51b之间,但与上述各实施方式的第二隔膜25不同,未配置于第二电极体53与第二延伸部分51c之间。
[0101]
本实施方式的特征在于,在卷绕结构体50中,在第一电极体52与第一延伸部分51b之间介入配置有分割部件56,在第二电极体53和第二延伸部分51c之间介入配置有分割部件57。这些分割部件56、57通过配置于中间电极体51与第一电极体52或第二电极体53之间的径向内外两侧的间隙中的一方间隙(图示例中均为径向外周侧的间隙)中,仅在中间电极
体51与第一电极体52或第二电极体53之间的另一方间隙中构成电极间的对置区域,从而作为电绝缘性的屏障发挥作用。因此,作为分割部件56、57,以可以尽量减少上述一方间隙中的中间电极体51与第一电极体52或第二电极体53之间的漏泄电流、确保耐电压特性这样的材料及形状(结构)构成。因此,作为分割部件56、57,优选具备电解质阻断性和电绝缘性。即,分割部件56、57具备电解质(离子)无法通过的阻断性,且其自身具有电绝缘性。作为上述分割部件56、57,优选由合成树脂构成。作为合成树脂,例如可以举出聚苯硫醚(pps)、聚酰亚胺(pi)、芳纶(全芳族聚酰胺)、聚醚醚酮(peek)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)等。
[0102]
另外,作为构成上述卷绕结构体50的优选形态,分割部件56、57最好为片状。进而,优选在向卷绕结构体导入电解质时,上述分割部件不使上述电解质及其离子通过。特别是,最好具备上述电解质及其离子的不透过性和不保持性。例如,由不具有空隙的片材构成。由此,能够更加可靠地减少由电解质引起的漏泄电流,可以进一步提高设备的绝缘性能。从这些观点来看,作为优选的合成树脂制的片材,可以举出聚四氟乙烯(ptfe)、全氟烷氧基烷烃(pfa)、全氟乙烯丙烯共聚物(fep)、聚偏氟乙烯(pvdf)、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、聚氯三氟乙烯(pctfe)等氟树脂片。
[0103]
如后所述,在使用电解液等流动性高的电解质的情况下,优选分割部件56、57具备具有排斥电解质的性质的表面。作为此时的表面材质,例如优选为上述氟树脂片。另外,也可以通过施加涂层等而在表面形成具有排斥电解质的性质的表面层。至于排斥电解质的程度,优选相对于作为对象的电解质(液)的接触角θ为80度以上,尤其最好为超过90度的角度(钝角)。通常,氟树脂的上述接触角为100度左右。这样,通过使分割部件56、57的表面相对于电解质的润湿性小,即使在分割部件56、57与其周围的部件之间存在些许间隙,电解质也难以超过由分割部件56、57划分的收纳区域(难以通过间隙),因而可以得到减少漏泄电流等的绝缘特性提高效果。
[0104]
分割部件56、57如上所述由无间隙的具备电绝缘性的片材构成。在如上所述由合成树脂制的片材构成分割部件56、57的情况下,为了确保电绝缘性和电解质(离子)的不透过性,且尽可能紧凑地构成,其厚度优选在5μm-1mm的范围内,尤其最好在10μm-500μm的范围内。特别是,进一步最好在20μm-200μm的范围内。若厚度小于上述各范围,则电解质或其离子容易通过,若厚度超过上述各范围,则制造时的卷绕性恶化,也不利于蓄电设备的紧凑化。
[0105]
然而,即使在本实施方式中,也可以如上所述由集电体511、521、531和极化电极层512、513、522、532的层压结构构成中间电极体51和第一电极体52及第二电极体53。但是,在本实施方式中,如上所述,由于在第一电极体52与第一延伸部51b之间介在分割部件56,在第二电极体53与第二延伸部分51c之间介在分割部件57,因此,如图16中(b)所示,中间电极体51和第一电极体52及第二电极体53的实现蓄电功能的对置区域仅为隔着第一隔膜54及第二隔膜55的一侧(图示例中为内周侧),在隔着分割部件56、57的一侧(图示例中为外周侧)未构成实现蓄电功能的对置区域。因此,在本实施方式中,仅在上述对置区域侧层压极化电极层512、513、522、532,在分割部件56、57侧未形成极化电极层。由此,可以减少极化电极层的非对置区域,因而可以抑制由该非对置区域引起的耐久性恶化和表背耐久性的偏差。
[0106]
根据本实施方式,通过在中间电极体51与第一电极体52及第二电极体53的两个间隙中的一方设置具有电解质阻断性和电绝缘性的分割部件56、57,可以减少卷绕结构体50中以串联连接的方式设置的两个蓄电结构单元之间的电泄漏。特别是在如本实施方式那样以包含于卷绕结构体50的方式保持电解质5情况下,可以抑制由电解质5引起电短路,因而可以减少漏泄电流,能够提高耐电压特性。特别是,通过如本实施方式那样,将分隔部件56、57均配置于中间电极体51与第一电极体52及第二电极体53之间的间隙中的径向内外同一侧(图示例中为外周侧)的间隙中,可以减少中间电极体与第一电极体52之间构成的蓄电功能单元和中间电极体与第二电极体53之间构成的蓄电功能单元之间在结构上和功能上的不均衡,可以如图示例那样提高蓄电功能单元的对称性。
[0107]
从提高绝缘特性的观点出发,优选本实施方式的分割部件56、57的外缘部(侧缘)的位置分别相比中间电极体51和第一电极体52或第二电极体53的至少任意一方(优选为双方)更向卷绕结构体50的轴线方向外侧突出。特别是,最好上述分割部件56、57的轴线方向的两个外缘部(两个侧缘)的位置分别相比中间电极体51和第一电极体52或第二电极体53的至少任意一方(优选为双方)更向卷绕结构体50的轴线方向外侧突出。另外,在将卷绕结构体50收纳于由容器3和封口件4构成的框体或其内侧的保持部件26等构成的收纳空间内的情况下,最好使上述外缘部(侧缘)与该收纳空间的轴线方向外侧的边界抵接(固定)。
[0108]
另外,从提高绝缘特性的观点来看,优选分割部件56、57的外缘部(端缘)56e、57e的位置分别相比中间电极体51和第一电极体52或第二电极体53的至少任意一方(优选为双方)更向卷绕结构体50的径向外侧突出。另外,如图示例所示,优选中间电极体51、第一电极体52或者第二电极体53的外缘部(外端缘)具有被分割部件56、57的外周部分(延伸至端缘56e、57e的部分)从外周侧覆盖的结构。进而,在如图示例那样卷绕结构体50收纳于由容器3和封口件4构成的框体或其内侧的保持部件26等构成的收纳空间内的情况下,上述外缘部(径向的端缘)56e、57e最好分别与该收纳空间的径向外侧的边界抵接(固定更好)。进而,从提高绝缘特性的观点来看,优选上述分割部件56、57的径向的内缘部(内端缘)的位置也配置为分别相比第一电极体52或第二电极体53更向卷绕结构体50的内周侧延伸。另外,优选具有中间电极体51、第一电极体52或者第二电极体53的内缘部(内端缘)被分割部件56、57的内缘部从内周侧覆盖的结构。特别是,为了进一步提高绝缘特性,最好如图16中(a)所示,分割部件56、57的内缘部分别与中间电极体51的中间部位51a等的内周部分抵接(连接固定更好)。另外,分割部件56、57的内缘部也可以分别与第一隔膜54、第二隔膜55的内周部分抵接(连接固定更好)。但是,也可以如图16中(b)的虚线所示,分割部件56、57的内缘部与中间电极体51或隔膜54、55分开。
[0109]
在本实施方式中,优选卷绕结构体50具有中间电极体51、第一电极体52以及第二电极体53的外周部如图示例所示被分割部件56、57的外周部分(到达径向的端缘56e、57e的部分)从径向外周侧覆盖的结构。此外,最好是与分割部件56、57的外周部分无关,第一隔膜54和第二隔膜55的外周部相比中间电极体51、第一电极体52以及第二电极体53的外周部更向外周侧延伸。
[0110]
此外,作为上述保持部件26,优选在由分割部件56、57隔开的区域间,各电极体(特别是极化电极层)或各隔膜并非隔着粘合层相连,以防止该粘合层妨碍电绝缘。
[0111]
<第九实施方式>
[0112]
接着,参照图17对本发明涉及的第九实施方式的蓄电设备进行说明。在该实施方式中,与第八实施方式同样,在卷绕结构体50

的内部结构的一部分配置分割部件56

、57

,但在以下方面与第八实施方式不同。即,在本实施方式中,在第一电极体52与第二延伸部分51c之间配置有分割部件56

,在第二电极体53与第一延伸部分51b之间配置有分割部件57

。另一方面,在第一电极体52与第一延伸部分51b之间配置有第一隔膜54

,在第二电极体53与第二延伸部分51c之间配置有第二隔膜55

。在该实施方式中,分割部件56

及57

均分别配置于中间电极体51与第一电极体52或第二电极体53之间的径向内外的一对间隙中的内周侧的间隙中。
[0113]
对于上述分割部件56

、57

,由于其他的构成可以与上述第八实施方式同样地形成,因此,显然在没有特别障碍的范围内可以采用同样的构成,故省略它们的说明。另外,利用本实施方式的卷绕结构体50

也可以实现与第八实施方式同样的作用效果。进而,对于图17中(b)所示的极化电极层512、513、521、531相对于集电体511、521、531的层压,在隔着第一隔膜54

、第二隔膜55

相互对置的部分形成极化电极层这一点、和未形成极化电极层的未对置部分时的构成和作用效果也与第八实施方式相同。
[0114]
(工业上的可利用性)
[0115]
此外,本发明的蓄电设备并不仅限于上述图示例,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。例如,上述各实施方式对双电层电容器的例子进行了说明,但是,通过在各电极体的表面形成氧化皮膜等的绝缘膜等方式,上述卷绕结构体的内部电极结构也容易适用于电解电容器,这对于本领域技术人员来说是显而易见的。另外,本发明涉及的内部电极结构能够适用于其他各种电容器等这样的电容器型的各种蓄电设备。进而,本发明涉及的内部电极结构也可以适用于电池等的化学性的蓄电设备。此外,只要没有特别的障碍,上述各实施方式的各部分的构成便可以相互任意组合构成。
[0116]
在本说明书中,作为实施方式而图示并说明了在内部电极(第一电极体及第二电极体)上缠绕有引线(第一外部端子及第二外部端子)的感应型蓄电设备的例子,但作为本发明的蓄电设备,并不限于上述感应型,也可以构成为在上述卷绕结构体的内部电极(第一电极体及第二电极体)的轴线方向的端缘部安装引线(第一外部端子及第二外部端子)的无感应型蓄电设备。
[0117]
另外,在本发明的蓄电设备中,如上所述,隔着中间电极体21串联构成两个蓄电功能单元,即,由中间电极体21和第一电极体22构成的第一蓄电功能单元和由中间电极体21和第二电极体23构成的第二蓄电功能单元。此时,作为电解质5,通过使用在厚度方向具有高离子传导率、在平面方向具有低离子传导率的各向异性离子传导体,可以减少经由电解质5在上述蓄电功能单元间产生由短路引起的自放电流等共用电解质效应所引起的不良情况,可以进一步减少上述实施方式的电泄漏。各向异性离子传导体必须使沿着各电极体的面的方向的电导率小于垂直于各电极体的面的方向的电导率,尤其优选使用沿着各电极体的面的方向的电导率为垂直于各电极体的面的方向的电导率的1/10以下的各向异性离子导体。
再多了解一些

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