本發(fā)明涉及包含電極組的蓄電裝置，所述電極組包含第一電極、第二電極和置于其間的隔膜。更特別地，本發(fā)明涉及用于在收容電極組的殼內(nèi)的壓力異常升高時(shí)降低殼內(nèi)的壓力的改進(jìn)技術(shù)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于個(gè)人數(shù)字助理、電動(dòng)車輛和家用蓄電系統(tǒng)的蓄電裝置。在蓄電裝置中，已經(jīng)對(duì)電容器和非水電解質(zhì)二次電池進(jìn)行了深入研究。特別地，鋰離子電容器預(yù)期發(fā)展為高度安全并具有高容量和高能量密度的蓄電裝置。

這樣的蓄電裝置包含電解質(zhì)和電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和置于其間的隔膜。各個(gè)電極包含集電器(電極芯)和由所述集電器負(fù)載的活性物質(zhì)。當(dāng)蓄電裝置具有棱柱形殼時(shí)，通常用在至少一個(gè)電極處具有外部端子的密封板密封殼的開(kāi)口部(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1～3)。

由于蓄電裝置具有越來(lái)越大的體積能量密度，所以越來(lái)越需要蓄電裝置具有用于確保其安全性的機(jī)構(gòu)。用于確保蓄電裝置的安全性的一種機(jī)構(gòu)為在殼內(nèi)的壓力異常升高時(shí)工作的排氣閥。當(dāng)排氣閥工作時(shí)，殼內(nèi)的氣體被釋放至外部，因此殼內(nèi)的壓力下降。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2012-109219號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2011-181485號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)2011-204469號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題

期望將排氣閥設(shè)置在特別是具有棱柱形殼的蓄電裝置(下文中可以稱作棱柱形蓄電裝置)中的密封板上。與圓柱形裝置相比，棱柱形蓄電裝置的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)通過(guò)串聯(lián)和/或并聯(lián)連接多個(gè)裝置來(lái)組裝并使用這些裝置時(shí)可以減少殼之間的間隙體積。然而，當(dāng)對(duì)在殼的側(cè)面具有排氣閥的棱柱形蓄電裝置進(jìn)行組裝并使用時(shí)，排氣閥可能會(huì)被另一個(gè)裝置堵住。將排氣閥設(shè)置在密封板上可以容易地防止排氣閥被另一個(gè)裝置堵住并且使排氣閥始終有效工作。

然而，在趨向高能量密度化的趨勢(shì)下，需要小且薄的棱柱形蓄電裝置以提高配置的自由度。當(dāng)使這樣的棱柱形蓄電裝置變薄以滿足這樣的要求時(shí)，殼內(nèi)的壓力分布易于不均勻。由此，如果排氣閥的工作壓力的變動(dòng)不下降，則排氣閥就不能穩(wěn)定工作。排氣閥的工作壓力是當(dāng)排氣閥工作時(shí)實(shí)際施加到排氣閥或密封板的壓力。排氣閥的工作壓力通常與例如蓄電裝置的殼內(nèi)的平均壓力不同。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一方面，蓄電裝置包含：

電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕緣的隔膜，

電解質(zhì)，

殼，所述殼收容所述電極組和所述電解質(zhì)并具有開(kāi)口部，以及

密封板，所述密封板密封所述殼的開(kāi)口部，

其中

所述第一電極包含呈片狀的第一集電器和由所述第一集電器負(fù)載的第一活性物質(zhì)，

所述第二電極包含呈片狀的第二集電器和由所述第二集電器負(fù)載的第二活性物質(zhì)，

所述第一電極和所述第二電極在所述隔膜置于其間的狀態(tài)下交替堆疊，

所述密封板具有排氣閥，當(dāng)所述密封板受到的來(lái)自所述殼內(nèi)的氣體的壓力達(dá)到基準(zhǔn)壓力時(shí)，通過(guò)所述排氣閥將所述殼內(nèi)的氣體釋放至外部，

所述排氣閥具有薄的、圓形的易破裂部，且所述易破裂部具有直線狀第一溝槽部、直線狀第二溝槽部和直線狀第三溝槽部，且

所述第一溝槽部、所述第二溝槽部和所述第三溝槽部各自的第一端部在所述易破裂部的中心處相交。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)以上所述，可以抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)。由于這一原因，排氣閥可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間工作，并且可以提高蓄電裝置的安全性。

附圖說(shuō)明

[圖1]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的蓄電裝置的外觀的立體圖。

[圖2]圖2為從正面觀察的蓄電裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。

[圖3A]圖3A為沿圖2中的線IIIA-IIIA取的局部剖視圖。

[圖3B]圖3B為沿圖2中的線IIIB-IIIB取的局部剖視圖。

[圖4]圖4為密封蓄電裝置的殼的開(kāi)口部的密封板的俯視圖。

[圖5]圖5顯示排氣閥的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的密封板的局部剖視圖。

[圖6]圖6為顯示第一集電器的骨架的例示局部結(jié)構(gòu)的示意圖。

[圖7]圖7為顯示其中在第一集電器中填充有電極混合物的狀態(tài)的示意剖視圖。

[圖8]圖8為顯示常規(guī)排氣閥的問(wèn)題的密封板的局部剖視圖。

具體實(shí)施方式

[本發(fā)明實(shí)施方案的概述]

本發(fā)明的一方面的蓄電裝置包含：電極組，所述電極組包含多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極和將所述多個(gè)第一電極與所述多個(gè)第二電極電絕緣的一個(gè)以上的隔膜；電解質(zhì)；殼，所述殼收容所述電極組和所述電解質(zhì)并具有開(kāi)口部；以及密封板，所述密封板密封所述殼的開(kāi)口部。所述第一電極各自包含呈片狀的第一集電器和由所述第一集電器負(fù)載的第一活性物質(zhì)。所述第二電極各自包含呈片狀的第二集電器和由所述第二集電器負(fù)載的第二活性物質(zhì)。所述第一電極和所述第二電極在所述隔膜各自置于其間的狀態(tài)下交替堆疊。

所述密封板具有排氣閥，當(dāng)所述密封板受到的來(lái)自所述殼內(nèi)的氣體的壓力達(dá)到基準(zhǔn)壓力時(shí)，通過(guò)所述排氣閥將所述殼內(nèi)的氣體釋放至外部。所述排氣閥具有圓形的易破裂部。所述易破裂部具有直線狀第一溝槽部、直線狀第二溝槽部和直線狀第三溝槽部。所述第一溝槽部、所述第二溝槽部和所述第三溝槽部各自的第一端部在所述易破裂部的中心處相交(見(jiàn)圖4和5)。換而言之，所述第一溝槽部、所述第二溝槽部和所述第三溝槽部各自的第一端部位于所述易破裂部的中心。

優(yōu)選所述易破裂部薄。即，易破裂部的厚度DT(見(jiàn)圖5)可以等于或大于周圍區(qū)域的厚度(密封板的厚度DS)，但優(yōu)選易破裂部的厚度DT小于包圍區(qū)域的厚度(密封板的厚度DS)。例如，優(yōu)選1>DT/DS≥0.2，且更優(yōu)選0.8≥DT/DS≥0.4。

在本實(shí)施方案中，由第一溝槽部與第二溝槽部形成的角、由第二溝槽部與第三溝槽部形成的角以及由第三溝槽部與第一溝槽部形成的角中的任一個(gè)角可以為180°。

在本實(shí)施方案的排氣閥中，在易破裂部中形成多個(gè)溝槽部。由此，形成多個(gè)溝槽部的部分的厚度進(jìn)一步降低。所述多個(gè)溝槽部各自呈直線狀并以在易破裂部中形成Y字符的方式配置。例如通過(guò)使用印?？梢栽诿芊獍迳闲纬梢灼屏巡亢投鄠€(gè)溝槽部?；蛘撸ㄟ^(guò)準(zhǔn)備具有易破裂部和多個(gè)溝槽部的構(gòu)件并將該構(gòu)件的周緣部與密封板中的貫通孔的開(kāi)口端部接合(或焊接)，可以將排氣閥設(shè)置在密封板上。

將易破裂部設(shè)置在密封板上，并在易破裂部中形成以Y字符形狀布置的多個(gè)溝槽部。結(jié)果，具有多個(gè)溝槽部的部分的殘余厚度進(jìn)一步降低。這種構(gòu)造使得當(dāng)殼內(nèi)的壓力異常升高時(shí)易破裂部易于從例如多個(gè)溝槽部開(kāi)始破裂。因此，通過(guò)將殼內(nèi)的氣體釋放至外部可以容易地降低殼內(nèi)的壓力。

如上所述，在本實(shí)施方案中的排氣閥中，不是直接在密封板上形成溝槽部而是在所述密封板上形成具有合適厚度的圓形易破裂部。然后，以形成Y字符的形式在易破裂部中形成多個(gè)溝槽部。由于這一原因，可以將密封板的厚度設(shè)定為能夠確保作為密封板的足夠強(qiáng)度的厚度?？梢砸耘艢忾y在期望工作壓力下工作的方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)定易破裂部的厚度和多個(gè)溝槽部的深度(或易破裂部的殘余厚度)。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“工作壓力”是指當(dāng)排氣閥的易破裂部從多個(gè)溝槽部開(kāi)始破裂時(shí)所述易破裂部實(shí)際受到的實(shí)際壓力。

當(dāng)增加密封板的平均厚度以獲得足夠強(qiáng)度的密封板時(shí)，僅通過(guò)在密封板上形成具有合適深度的溝槽部難以使排氣閥的工作壓力穩(wěn)定。即，如圖8中所示，當(dāng)密封板120中具有溝槽部121的部分的殘余厚度D11與其周圍區(qū)域的厚度D12(密封板的平均厚度)之差(D12-D11)大時(shí)，在密封板120的溝槽部121處的部分破裂時(shí)的壓力變動(dòng)(工作壓力變動(dòng))大。當(dāng)溝槽部121的周圍部分的厚度D12大時(shí)，即使密封板120在溝槽部121的部分破裂，因破裂而形成的開(kāi)口的面積也小，難以容易地降低殼內(nèi)的壓力。

在本實(shí)施方案中，當(dāng)通過(guò)使用例如印模形成以Y字符形狀布置的易破裂部和溝槽部時(shí)，通過(guò)一次壓制操作可以同時(shí)形成易破裂部和多個(gè)溝槽部。也易于精確地控制易破裂部的厚度和溝槽部的殘余厚度。以Y字符形狀布置的多個(gè)溝槽部使得確保在殼內(nèi)的壓力異常升高時(shí)易破裂部在期望的工作壓力下從任一個(gè)溝槽部開(kāi)始破裂。因易破裂部破裂而形成的開(kāi)口的面積也易于增大。這可以確保且容易地降低殼內(nèi)的壓力。

當(dāng)設(shè)置四個(gè)以上的溝槽部時(shí)，更易于確保在期望工作壓力下在易破裂部中引起從任一溝槽部開(kāi)始的破裂。然而，易破裂部包含的溝槽部越多，易破裂部可能分裂成的區(qū)域越小。因此，當(dāng)排氣閥實(shí)際工作時(shí)，有時(shí)在易破裂部中不能形成具有足夠面積的開(kāi)口，從而殼內(nèi)的壓力不易下降。當(dāng)易破裂部具有以Y字符形狀布置的三個(gè)溝槽部時(shí)，可以確保且容易地降低殼內(nèi)的壓力。

可以根據(jù)密封板的材料設(shè)定易破裂部的厚度DT。例如，當(dāng)密封板由鋁或鋁合金(例如，根據(jù)國(guó)際鋁合金命名系統(tǒng)的3000系列或5000系列的鋁合金)制成或包含鋁或鋁合金時(shí)，優(yōu)選易破裂部的厚度DT為50μm～250μm。例如，當(dāng)蓄電裝置的額定容量為500mAh以上且小于1000mAh時(shí)，優(yōu)選易破裂部的半徑R1為2mm～4mm。當(dāng)蓄電裝置的額定容量為1000mAh～3000mAh時(shí)，優(yōu)選易破裂部的半徑為3mm～6mm。

優(yōu)選第一溝槽部的長(zhǎng)度L1、第二溝槽部的長(zhǎng)度L2以及第三溝槽部的長(zhǎng)度L3對(duì)易破裂部的半徑R1之比L1/R1、L2/R1以及L3/R1各自為0.98～1.02。在所述比率L1/R1、L2/R1以及L3/R1在該范圍內(nèi)的情況下，可以抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)。

優(yōu)選多個(gè)溝槽部的第二端部到達(dá)圓形易破裂部的周緣部。該結(jié)構(gòu)使得易于抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)，并且充分地增加因易破裂部的破裂而形成的開(kāi)口的面積。需要說(shuō)明的是，長(zhǎng)度L1、L2和L3以及半徑R1是從上方觀察時(shí)在密封板的投影圖中的長(zhǎng)度。

只要比率L1/R1、L2/R1以及L3/R1各自在0.98～1.02的范圍內(nèi)，則多個(gè)溝槽部的第一端部可以從中心偏離。然而，優(yōu)選所有溝槽部的第一端部與圓形易破裂部的中心一致。

而且，優(yōu)選在第一溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D1對(duì)在第二溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D2之比D1/D2、在第二溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D2對(duì)在第三溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D3之比D2/D3以及在第三溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D3對(duì)在第一溝槽部處的易破裂部的殘余厚度D1之比D3/D1各自為0.98～1.02。即，優(yōu)選多個(gè)溝槽部的深度相同或基本相同。在這樣的深度的條件下，可以有效地抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)?；谙嗤脑?，優(yōu)選各個(gè)溝槽部的深度在溝槽部的延伸方向上盡可能均勻?；谙嗤?，優(yōu)選由第一溝槽部與第二溝槽部形成的鈍角θ1、由第二溝槽部與第三溝槽部形成的鈍角θ2以及由第三溝槽部與第一溝槽部形成的鈍角θ3各自為(120×0.98)～(120×1.02)°。需要說(shuō)明的是，θ1、θ2和θ3之和為360°(θ1+θ2+θ3＝360°)。

當(dāng)密封板具有一對(duì)平行的長(zhǎng)邊和一對(duì)平行的短邊時(shí)，優(yōu)選第一溝槽部、第二溝槽部和第三溝槽部中的任一者與所述一對(duì)長(zhǎng)邊平行并且位于所述一對(duì)長(zhǎng)邊之間的中央。在該構(gòu)造的情況下，即使在具有例如5～15的縱橫比α1的扁平電池殼中也易于在期望工作壓力下穩(wěn)定地破裂至少以平行于密封板的長(zhǎng)邊的方式配置的溝槽部(例如第一溝槽部)。這是因?yàn)?，在扁平棱柱形的蓄電裝置中，密封板受到的來(lái)自殼內(nèi)的氣體的壓力引起沿平行于密封板的長(zhǎng)邊配置的溝槽部(例如第一溝槽部)產(chǎn)生最大應(yīng)力。這抑制具有扁平棱柱形狀的蓄電裝置中的排氣閥的工作壓力的變動(dòng)。需要說(shuō)明的是，α1為從正上方觀察時(shí)的電池的縱橫比，即密封板的一對(duì)短邊之間的距離W2對(duì)一對(duì)長(zhǎng)邊之間的距離W1之比W2/W1。

此外，在本實(shí)施方案的蓄電裝置中，優(yōu)選排氣閥在易破裂部周圍具有用于防止在易破裂部從例如第一溝槽部、第二溝槽部和第三溝槽部開(kāi)始破裂時(shí)易破裂部的破裂在易破裂部周圍傳播的破裂傳播防止部。由于這種構(gòu)造，易破裂部從第一溝槽部、第二溝槽部和第三溝槽部開(kāi)始的破裂停留在易破裂部?jī)?nèi)部，使得排氣閥可以穩(wěn)定工作。破裂傳播防止部可以為環(huán)狀溝槽部或直線狀溝槽部。

當(dāng)密封板具有用于在密封殼的開(kāi)口部之后將電解質(zhì)注入殼內(nèi)的圓形注入孔時(shí)，優(yōu)選易破裂部的中心位于密封板的一對(duì)長(zhǎng)邊之間的中央和一對(duì)短邊之間的中央，且優(yōu)選破裂傳播防止部與注入孔之間的最短距離LS對(duì)密封板的厚度DS之比LS/DS為5～12。在評(píng)價(jià)最短距離LS對(duì)厚度DS之比LS/DS時(shí)，可以將厚度DS視作破裂傳播防止部與注入孔之間的密封板的平均厚度。

當(dāng)易破裂部的中心位于密封板的一對(duì)長(zhǎng)邊與一對(duì)短邊之間的中央時(shí)，排氣閥可以根據(jù)殼內(nèi)壓力的升高而適當(dāng)?shù)毓ぷ?。然而，?dāng)密封板設(shè)置有注入孔并且在用密封板密封殼的開(kāi)口部之后將電解質(zhì)注入殼內(nèi)時(shí)，注入孔的位置也優(yōu)選盡可能靠近密封板的中央。這使得電極組成功地浸滲有電解質(zhì)。因此，在這種情況下，優(yōu)選位于密封板中央的注入孔和排氣閥以盡可能相互靠近的方式配置。

然而，當(dāng)注入孔和排氣閥的位置相互靠得太近時(shí)，注入孔的存在可能會(huì)使得排氣閥的工作壓力不穩(wěn)定。當(dāng)以所述比例LS/DS在上述范圍內(nèi)的方式設(shè)定破裂傳播防止部與注入孔之間的最短距離LS和密封板的厚度DS時(shí)，排氣閥可以根據(jù)殼內(nèi)壓力的升高而適當(dāng)?shù)毓ぷ鳌＝Y(jié)果，在用電解質(zhì)浸滲電極組時(shí)電極組可以均勻地浸滲有電解質(zhì)。

在蓄電裝置作為鋰離子電容器的一個(gè)實(shí)施方案中，電解質(zhì)包含鋰離子與陰離子的鹽，第一活性物質(zhì)和第二活性物質(zhì)中的任一者為吸藏和放出鋰離子的第一物質(zhì)(負(fù)極活性物質(zhì))，且另一種活性物質(zhì)為吸附和脫附陰離子的第二物質(zhì)(正極活性物質(zhì))。所述第一物質(zhì)通過(guò)法拉第反應(yīng)吸藏和放出鋰離子。第一物質(zhì)的實(shí)例包括：碳材料如石墨；和Si、SiO、Sn、SnO等的合金類活性物質(zhì)等。所述第二物質(zhì)通過(guò)非法拉第反應(yīng)吸附和脫附陰離子。第二物質(zhì)的實(shí)例包括碳材料如活性炭和碳納米管。第二物質(zhì)(正極活性物質(zhì))可以為參與法拉第反應(yīng)的材料。這樣的材料的實(shí)例包括金屬氧化物如氧化錳、氧化釕和氧化鎳；和導(dǎo)電聚合物如聚并苯、聚苯胺、聚硫醇和聚噻吩。將其中第一物質(zhì)和第二物質(zhì)兩者都參與法拉第反應(yīng)的電容器稱作氧化還原電容器。

優(yōu)選第一集電器包含第一金屬多孔體。例如，當(dāng)?shù)谝浑姌O為鋰離子電容器的正極時(shí)，優(yōu)選將含鋁的金屬多孔體用于第一集電器。當(dāng)?shù)谝浑姌O為鋰離子電容器的負(fù)極時(shí)，優(yōu)選將含銅的金屬多孔體用于第一集電器。

為了提高蓄電裝置的容量，期望由每單位面積的集電器負(fù)載的活性物質(zhì)的量盡可能多地增大。然而，當(dāng)通過(guò)由金屬箔制成的常規(guī)集電器負(fù)載大量活性物質(zhì)時(shí)，活性物質(zhì)層厚且活性物質(zhì)與集電器之間的平均距離大。結(jié)果，電極具有低的集電性能，且活性物質(zhì)與電解質(zhì)之間的接觸受到限制，這使得易于損害充放電特性。

優(yōu)選將具有連通孔和高孔隙率的金屬多孔體用作集電器。通過(guò)例如如下步驟制造金屬多孔體：在具有連通孔的泡沫樹(shù)脂如泡沫聚氨酯的骨架表面上形成金屬層；然后將泡沫樹(shù)脂熱分解；以及進(jìn)一步將金屬還原。

另外，優(yōu)選多個(gè)第一集電器各自具有用于與相鄰的第一集電器電連接的耳片狀的第一連接部。所述多個(gè)第一集電器的第一連接部以在電極組的堆疊方向上相互重疊的方式配置，并優(yōu)選通過(guò)第一緊固構(gòu)件緊固在一起。

第二集電器也可以包括第二金屬多孔體。另外，多個(gè)第二集電器各自可以設(shè)置有用于與相鄰的第二集電器電連接的耳片狀的第二連接部。這些第二連接部可以以在電極組的堆疊方向上相互重疊的方式配置，并可以通過(guò)第二緊固構(gòu)件緊固在一起。

第一金屬多孔體和第二金屬多孔體具有負(fù)載活性物質(zhì)的表面積(下文中稱作有效表面積)大于單純金屬箔等的表面積的多孔結(jié)構(gòu)。從這樣的觀點(diǎn)考慮，最優(yōu)選第一金屬多孔體和第二金屬多孔體為具有三維網(wǎng)絡(luò)和中空骨架的金屬多孔體如下述的Celmet(注冊(cè)商標(biāo)，由住友電氣工業(yè)株式會(huì)社制造)或Aluminum-Celmet(注冊(cè)商標(biāo)，由住友電氣工業(yè)株式會(huì)社制造)，因?yàn)榭梢燥@著地提高每單位體積的有效表面積。另外，第一金屬多孔體和第二金屬多孔體可以由無(wú)紡布、穿孔金屬、多孔金屬網(wǎng)等制成。所述無(wú)紡布、Celmet和Aluminum-Celmet為具有三維結(jié)構(gòu)的多孔體。穿孔金屬和多孔金屬網(wǎng)為具有二維結(jié)構(gòu)的多孔體。

認(rèn)為如上所述的金屬多孔體適合作為蓄電裝置的電極，因?yàn)檫@樣的金屬多孔體因大的表面積而可以負(fù)載大量活性物質(zhì)，并易于保持電解質(zhì)。當(dāng)使用具有相同極性并各自包含金屬多孔體作為集電器的多個(gè)電極時(shí)，將具有相同極性的集電器并聯(lián)連接。

[本發(fā)明實(shí)施方案的詳情]

下面參照附圖提供本發(fā)明實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明不限于這些實(shí)例。本發(fā)明的范圍由附屬權(quán)利要求書表示并旨在包括在與權(quán)利要求書等價(jià)的含義和范圍內(nèi)的所有變體。

圖1為本實(shí)施方案的蓄電裝置的外觀的立體圖。圖2為從正面觀察的蓄電裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖3A和3B分別為沿圖2中線IIIA-IIIA和線IIIB-IIIB取的剖視圖。

所示實(shí)例中的蓄電裝置10為例如鋰離子電容器。蓄電裝置10包含電極組12、收容所述電極組12和電解質(zhì)(未示出)的殼14、以及密封所述殼14的開(kāi)口部的密封板16。在所示實(shí)例中，殼14呈棱柱形形狀。本發(fā)明的實(shí)施方案可以最適合應(yīng)用于如所示實(shí)例中的棱柱形殼。

如圖3A和圖3B中所示，電極組12包含多個(gè)片狀第一電極18和多個(gè)片狀第二電極20。所述第一電極18和第二電極20在片狀隔膜21各自置于其間的狀態(tài)下交替堆疊。第一電極18各自包含第一集電器22和第一活性物質(zhì)。第二電極20各自包含第二集電器24和第二活性物質(zhì)。

第一電極18或第二電極20中的一個(gè)為正極，且另一個(gè)電極為負(fù)極。正極各自包含正極集電器和正極活性物質(zhì)。負(fù)極各自包含負(fù)極集電器和負(fù)極活性物質(zhì)。第一集電器22或第二集電器24中的一個(gè)集電器為正極集電器，且另一個(gè)集電器為負(fù)極集電器。在圖3A和圖3B中，為了易于理解本發(fā)明，第一電極18顯示為正極，且第二電極20顯示為負(fù)極。即，第一集電器22為正極集電器，且第二集電器24為負(fù)極集電器。在圖3A和圖3B中，將電極和集電器顯示為相同部件，因?yàn)殡y以以相互區(qū)分開(kāi)的方式顯示電極和集電器。

第一集電器22(正極集電器)包含第一金屬多孔體，且第二集電器24(負(fù)極集電器)包含第二金屬多孔體。同時(shí)，優(yōu)選第一金屬為鋁或鋁合金，且優(yōu)選第二金屬為銅或銅合金。優(yōu)選正極集電器的厚度為0.1mm～10mm。優(yōu)選負(fù)極集電器的厚度為0.1mm～10mm。

由于Aluminum-Celmet(注冊(cè)商標(biāo)，由住友電氣工業(yè)株式會(huì)社制造)具有大的孔隙率(例如90％以上)和連續(xù)的孔且?guī)缀醪话忾]的孔，特別優(yōu)選將Aluminum-Celmet作為第一集電器22(正極集電器)。基于相同的原因，特別優(yōu)選將含銅或鎳的Celmet(注冊(cè)商標(biāo)，由住友電氣工業(yè)株式會(huì)社制造)作為第二集電器24(負(fù)極集電器)。下面將對(duì)Celmet或Aluminum-Celmet進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

第一集電器22具有耳片狀第一連接部26。類似地，第二集電器24可以設(shè)置有耳片狀第二連接部28。優(yōu)選各個(gè)連接部由與集電器的主體相同的材料制成并優(yōu)選與所述主體一體地形成。在多個(gè)第一集電器22的第一連接部26之間配置有各個(gè)第一導(dǎo)電隔片30。類似地，在多個(gè)第二集電器24的第二連接部28之間也可以配置各個(gè)第二導(dǎo)電隔片32。

盡管沒(méi)有限制，但第一連接部26的投影面積(在垂直于第一集電器的主表面的方向上觀察時(shí)的面積)相對(duì)于整個(gè)第一集電器22的投影面積的百分比可以為0.1％～10％?；蛘?，可以根據(jù)蓄電裝置的容量來(lái)確定第一連接部26的投影面積或第一集電器的主體與第一連接部之間的邊界的長(zhǎng)度。所述邊界例如為與設(shè)置有第一連接部的第一集電器的邊同軸的直線。所述第一連接部26可以呈具有圓角的矩形形狀，但不限于這樣的形狀。

第一導(dǎo)電隔片30可以由含導(dǎo)體(例如金屬或碳材料)的板狀構(gòu)件形成。為了增大與第一連接部26的粘附力，優(yōu)選第一導(dǎo)電隔片30由金屬多孔體(第三金屬多孔體)形成，并特別優(yōu)選由與第一集電器22相同的材料(例如Aluminum-Celmet)形成。類似地，第二導(dǎo)電隔片也可以由包含導(dǎo)體(例如金屬或碳材料)的板狀構(gòu)件形成。也優(yōu)選第二導(dǎo)電隔片32由金屬多孔體(第四金屬多孔體)形成，并特別優(yōu)選由與第二集電器24相同的材料(例如含銅的Celmet)形成。

隔膜21優(yōu)選呈袋狀以容納第一電極18(正極)。通過(guò)例如沿縱向中心線折疊矩形隔膜21，并將除了對(duì)應(yīng)于開(kāi)口部的部分之外的邊緣部粘接(或焊接)在一起，可以形成袋狀隔膜21。

第一電極18的第一連接部26可以具有例如用于接收第一緊固構(gòu)件34的貫通孔36，所述第一緊固構(gòu)件34為鉚釘?？梢栽O(shè)置任意數(shù)目的貫通孔36。在靠近第一集電器22的設(shè)置有第一連接部26的邊的一端形成各個(gè)第一連接部26。類似地，第二電極20的第二連接部28可以具有用于接收第二緊固構(gòu)件38的貫通孔36，所述第二緊固構(gòu)件38為鉚釘。在靠近第二集電器24的設(shè)置有第二連接部28的邊的另一端形成各個(gè)第二連接部28。第一導(dǎo)電隔片30也可以具有用于在與各個(gè)第一連接部26中的貫通孔36對(duì)應(yīng)的位置處接收第一緊固構(gòu)件34的貫通孔37。第二導(dǎo)電隔片32也可以具有用于在與各個(gè)第二連接部28中的貫通孔36對(duì)應(yīng)的位置處接收第二緊固構(gòu)件38的貫通孔37。利用第一緊固構(gòu)件34，以與第一連接部26中的一個(gè)接觸的方式將第一引線62的一端安裝到電極組12。利用第二緊固構(gòu)件38，以與第二連接部28中的一個(gè)接觸的方式將第二引線64的一端安裝到電極組12。

由此，當(dāng)堆疊第一電極18和第二電極20時(shí)，基本對(duì)稱地配置第一連接部26和第二連接部28。當(dāng)各個(gè)第二電極20為負(fù)極時(shí)，以與袋狀隔膜21的外部形狀基本具有相同尺寸的方式形成第二電極20(第二集電器24)的主體的外部形狀。即，負(fù)極的外部形狀大于正極的外部形狀。因此，可以在隔膜置于其間的狀態(tài)下使整個(gè)正極面對(duì)負(fù)極。

優(yōu)選第一緊固構(gòu)件34由與第一集電器22相同的導(dǎo)電材料形成。這是因?yàn)榈谝痪o固構(gòu)件34的耐腐蝕性升高。類似地，也優(yōu)選第二緊固構(gòu)件38由與第二集電器24相同的導(dǎo)電材料形成。

由于多個(gè)第一電極18的第一連接部26以在電極組12的堆疊方向上相互重疊的方式配置，所以第一連接部26中的貫通孔36也對(duì)齊。第一導(dǎo)電隔片30也以貫通孔37與對(duì)應(yīng)的貫通孔36對(duì)齊的方式配置。將第一緊固構(gòu)件34插入對(duì)齊的貫通孔36和37中，并且通過(guò)將第一緊固構(gòu)件34的端部(頭)鉚接到第一連接部26等而將多個(gè)第一連接部26緊固在一起。類似地，通過(guò)插入對(duì)齊的貫通孔36和37中的第二緊固構(gòu)件38也將多個(gè)第二連接部28緊固在一起。

密封板16具有與多個(gè)第一電極18電連接的第一外部端子40和與多個(gè)第二電極20電連接的第二外部端子42。將排氣閥44設(shè)置在密封板16的中央部，并將用于封閉注入孔46(見(jiàn)圖4)的液栓48設(shè)置在更靠近第一外部端子40的位置處。

圖4為密封板的俯視圖。圖5為顯示排氣閥的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的密封板的局部剖視圖。密封板16呈具有一對(duì)長(zhǎng)邊H1、一對(duì)短邊H2和圓角的矩形形狀。排氣閥44具有圓形的易破裂部66、直線狀第一溝槽部68A、直線狀第二溝槽部68B和直線狀第三溝槽部68C。所述第一溝槽部68A、第二溝槽部68B和第三溝槽部68C形成在易破裂部66中。第一溝槽部68A、第二溝槽部68B和第三溝槽部68C各自的第一端部在易破裂部66的中心處相交。

密封板16具有沿圓形易破裂部66的周緣部的破裂傳播防止部65，所述破裂傳播防止部65為環(huán)狀溝槽部。第一溝槽部68A、第二溝槽部68B和第三溝槽部68C各自的第二端部到達(dá)破裂傳播防止部65。因此，第一溝槽部68A、第二溝槽部68B和第三溝槽部68C的長(zhǎng)度L1、L2和L3(在密封板16平面方向上的長(zhǎng)度)各自等于或基本等于易破裂部66的半徑R1。換而言之，比率L1/R1、L2/R1和L3/R1各自為在0.98～1.02的范圍內(nèi)的值。

由第一溝槽部與第二溝槽部形成的鈍角θ1、由第二溝槽部與第三溝槽部形成的鈍角θ2以及由第三溝槽部與第一溝槽部形成的鈍角θ3各自為在(120×0.98)°～(120×1.02)°的范圍內(nèi)的角(在117.6°～122.4°范圍內(nèi)的角)。需要說(shuō)明的是，θ1、θ2和θ3之和為360°(θ1+θ2+θ3＝360°)。當(dāng)通過(guò)使用印模等在密封板16上形成多個(gè)溝槽部、易破裂部66和破裂傳播防止部65時(shí)，如圖5中所示，易破裂部?jī)?yōu)選以圓頂形狀升高。

易破裂部66的中心位于一對(duì)長(zhǎng)邊H1之間的中央和一對(duì)短邊H2之間的中央。即，排氣閥44位于密封板16的中央部。當(dāng)排氣閥44設(shè)置在密封板16的中央部時(shí)，可以通過(guò)精確檢測(cè)殼內(nèi)壓力的升高而使排氣閥44工作。

可以根據(jù)排氣閥44的工作壓力和密封板的材料設(shè)定易破裂部66的厚度DT。例如，當(dāng)工作壓力為0.1MPa～5MPa，且密封板由鋁或鋁合金(例如，根據(jù)國(guó)際鋁合金命名系統(tǒng)的3000系列或5000系列的鋁合金)制成或包含鋁或鋁合金時(shí)，優(yōu)選易破裂部66的厚度DT為50μm～250μm。當(dāng)蓄電裝置的額定容量為500mAh以上且小于1000mAh時(shí)，優(yōu)選易破裂部的半徑R1為2mm～4mm，且當(dāng)蓄電裝置的額定容量為1000mAh～3000mAh時(shí)，優(yōu)選為3mm～6mm。

在第一溝槽部68A處的易破裂部66的殘余厚度D1對(duì)在第二溝槽部68B處的易破裂部66的殘余厚度D2之比D1/D2、在第二溝槽部68B處的易破裂部的殘余厚度D2對(duì)在第三溝槽部68C處的易破裂部的殘余厚度D3之比D2/D3以及在第三溝槽部68C處的易破裂部的殘余厚度D3對(duì)在第一溝槽部68A處的易破裂部的殘余厚度D1之比D3/D1各自為在0.98～1.02的范圍內(nèi)的值。即，在第一溝槽部68A處的易破裂部66的殘余厚度D1、在第二溝槽部68B處的易破裂部的殘余厚度D2以及在第三溝槽部68C處的易破裂部的殘余厚度D3相同或基本相同。

可以根據(jù)密封板的材料設(shè)定溝槽部的殘余厚度D1、D2和D3。例如，當(dāng)密封板由鋁或鋁合金制成時(shí)、或密封板包含鋁或鋁合金時(shí)，優(yōu)選溝槽部的殘余厚度D1、D2和D3各自為10μm～100μm。破裂傳播防止部65中的密封板的殘余厚度D4大于所有殘余厚度D1、D2和D3(D4>D1、D4>D2、D4>D3)。通過(guò)使得在溝槽部處的所有殘余厚度D1、D2和D3小于破裂傳播防止部的殘余厚度D4，使得易破裂部66沿各個(gè)溝槽部比破裂傳播防止部65更早破裂。當(dāng)以與易破裂部66相鄰并在易破裂部66周圍的方式設(shè)置作為環(huán)狀溝槽部的破裂傳播防止部65時(shí)，在易破裂部66沿各個(gè)溝槽部破裂時(shí)所述易破裂部66或密封板16易于沿破裂傳播防止部65彎曲。這易于增大因易破裂部66的破裂而形成的有效開(kāi)口面積。因此，殼內(nèi)的氣體可以容易地從殼內(nèi)排出。

多個(gè)溝槽部中的一個(gè)溝槽部(圖示實(shí)例中的第一溝槽部68A)與密封板16的一對(duì)長(zhǎng)邊H1平行并位于一對(duì)長(zhǎng)邊H1之間的中央。在這樣的位置形成第一溝槽部68A，使得即使當(dāng)蓄電裝置扁平且殼14的縱橫比α1即W2/W1為5～15時(shí)也易于在期望壓力下使至少第一溝槽部68A穩(wěn)定地破裂。這也充分減小在具有如上所述扁平殼14的蓄電裝置中的排氣閥44的工作壓力的變動(dòng)。

密封板16具有用于在密封殼14的開(kāi)口部之后將電解質(zhì)注入殼14內(nèi)的注入孔46。注入孔46位于密封板16的排氣閥44附近。為了在將電解質(zhì)注入殼14內(nèi)時(shí)成功實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)浸滲，注入孔46優(yōu)選位于盡可能地靠近密封板的中央部的位置。為了根據(jù)殼內(nèi)壓力的升高使排氣閥(可破裂閥)適時(shí)工作，優(yōu)選將排氣閥44配置在密封板16的中央部。

為了使排氣閥44的工作壓力穩(wěn)定，優(yōu)選以一定距離配置注入孔46和排氣閥44。

基于上述原因，優(yōu)選破裂傳播防止部65與注入孔46之間的最短距離LS對(duì)密封板16的厚度DS之比LS/DS為5～12。在評(píng)價(jià)所述最短距離LS對(duì)所述厚度DS之比LS/DS時(shí)，可以將厚度DS視作除注入孔46的周圍的凹部等之外的破裂傳播防止部65與注入孔46之間的密封板16的平均厚度。

接下來(lái)，將對(duì)用作第一集電器22或第二集電器24的金屬多孔體進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

優(yōu)選金屬多孔體具有三維網(wǎng)絡(luò)和中空骨架。當(dāng)骨架具有空的內(nèi)部空間時(shí)，金屬多孔體具有體積大的三維結(jié)構(gòu)且非常輕質(zhì)。

通過(guò)如下步驟可以形成這樣的金屬多孔體：用形成集電器的金屬對(duì)具有連續(xù)空隙的樹(shù)脂多孔體進(jìn)行鍍敷處理；以及通過(guò)熱處理等將內(nèi)部的樹(shù)脂分解或溶解。通過(guò)所述鍍敷處理形成三維網(wǎng)絡(luò)骨架，且通過(guò)樹(shù)脂的分解和溶解形成中空骨架。

樹(shù)脂多孔體由具有連續(xù)空隙的任意樹(shù)脂材料制成，并且可以使用樹(shù)脂泡沫體、樹(shù)脂無(wú)紡布等。在熱處理之后，通過(guò)洗滌等將殘留在骨架中的成分(樹(shù)脂、分解產(chǎn)物、未反應(yīng)的單體和包含在樹(shù)脂中的添加劑)除去。

形成樹(shù)脂多孔體的樹(shù)脂的實(shí)例包括：熱固性樹(shù)脂如熱固性聚氨酯和三聚氰胺樹(shù)脂；和熱塑性樹(shù)脂如烯烴類樹(shù)脂(例如聚乙烯、聚丙烯)和熱塑性聚氨酯。當(dāng)使用樹(shù)脂泡沫體時(shí)，在泡沫體中形成的單個(gè)孔為蜂窩狀孔(根據(jù)樹(shù)脂的類型或制造泡沫體的方法，單個(gè)孔可以不是蜂窩狀孔)。蜂窩狀孔相互連通以形成連續(xù)的空隙。這樣的泡沫體包含小的蜂窩狀孔，且孔的尺寸傾向于均勻。特別地，當(dāng)使用熱固性聚氨酯等時(shí)，孔的尺寸和形狀傾向于更均勻。

可以通過(guò)公知的鍍敷方法如電鍍法或熔鹽電鍍法實(shí)施鍍敷處理，因?yàn)檫@樣的方法可以在樹(shù)脂多孔體的表面(包括連續(xù)空隙內(nèi)的表面)上形成作為集電器的金屬層。通過(guò)鍍敷處理，形成與樹(shù)脂多孔體的形狀相應(yīng)的具有三維網(wǎng)絡(luò)的金屬多孔體。當(dāng)通過(guò)電鍍法實(shí)施鍍敷處理時(shí)，期望在電鍍之前形成導(dǎo)電層?？梢酝ㄟ^(guò)例如無(wú)電鍍、氣相沉積、濺射以及涂布導(dǎo)電劑等在樹(shù)脂多孔體的表面上形成導(dǎo)電層，或可以通過(guò)將樹(shù)脂多孔體浸入含有導(dǎo)電劑的分散液中形成導(dǎo)電層。

在鍍敷處理之后，通過(guò)實(shí)施加熱將樹(shù)脂多孔體除去，使得在金屬多孔體的骨架中形成空的空間而成為中空。骨架中的空的空間的寬度(下述圖7中空的空間的寬度w_f)按平均值計(jì)例如為0.5μm～5μm并且優(yōu)選為1μm～4μm或2μm～3μm。

通過(guò)在根據(jù)需要適當(dāng)?shù)厥┘与妷旱臓顟B(tài)下進(jìn)行熱處理可以將樹(shù)脂多孔體除去。可以通過(guò)在將鍍敷處理后的多孔體浸入熔鹽鍍?cè)≈械耐瑫r(shí)施加電壓來(lái)實(shí)施熱處理。

金屬多孔體具有與樹(shù)脂泡沫體的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具體地，集電器具有各自具有蜂窩形狀的許多孔。這些蜂窩狀孔相互連接而形成連通的連續(xù)空隙。在相鄰的蜂窩狀孔之間形成開(kāi)口部(或窗口)。優(yōu)選所述孔通過(guò)所述開(kāi)口部相互連通。開(kāi)口部(或窗口)的形狀的實(shí)例包括但不限于近似的多邊形(近似的三角形、近似的四邊形、近似的五邊形和/或近似的六邊形)。在此所使用的術(shù)語(yǔ)“近似的多邊形”是指多邊形和類似于多邊形的形狀(例如具有圓角的多邊形和部分或全部邊彎曲的多邊形)。

圖6為金屬多孔體的骨架的示意圖。金屬多孔體具有被金屬骨架102包圍的多個(gè)蜂窩狀孔101。在相鄰的孔101之間形成有具有近似的多邊形形狀的開(kāi)口部(或窗口)103。開(kāi)口部103使得相鄰的孔101之間連通，且集電器因此具有連續(xù)空隙。金屬骨架102以三維方式形成，從而制成蜂窩狀孔且將所述孔連接，并因此形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

金屬多孔體具有非常高的孔隙率和大的比表面積。即，大量活性物質(zhì)可以附著到包括空隙內(nèi)的表面的大面積上。由于金屬多孔體與活性物質(zhì)的接觸面積大且具有大的孔隙率，同時(shí)在其空隙內(nèi)包含大量活性物質(zhì)，所以可以有效地利用活性物質(zhì)。在鋰離子電容器或非水電解質(zhì)二次電池的正極中，通常通過(guò)添加導(dǎo)電助劑提高電導(dǎo)率。通過(guò)將上述金屬多孔體用作正極集電器，即使導(dǎo)電助劑的添加量下降也易于確保高電導(dǎo)率。因此，可以有效地提高電池的倍率特性和能量密度(和容量)。

金屬多孔體的比表面積(BET比表面積)例如為100cm²/g～700cm²/g，優(yōu)選為150cm²/g～650cm²/g，且進(jìn)一步更優(yōu)選為200cm²/g～600cm²/g。

金屬多孔體的孔隙率例如為40體積％～99體積％，優(yōu)選為60體積％～98體積％，且進(jìn)一步更優(yōu)選為80體積％～98體積％。三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的平均孔徑(相互連通的蜂窩狀孔的平均尺寸)例如為50μm～1000μm，優(yōu)選為100μm～900μm，且進(jìn)一步更優(yōu)選為350μm～900μm。平均孔徑小于金屬多孔體(或電極)的厚度。需要說(shuō)明的是，軋制使得金屬多孔體的骨架變形并改變孔隙率和平均孔徑。上述孔隙率和平均孔徑的范圍為在軋制之前(填充混合物之前)的金屬多孔體的孔隙率和平均孔徑的范圍。

形成鋰離子電容器或非水電解質(zhì)二次電池的正極集電器的金屬(用于鍍敷的金屬)例如為選自如下金屬中的至少一種金屬：鋁、鋁合金、鎳和鎳合金。形成鋰離子電容器或非水電解質(zhì)二次電池的負(fù)極集電器的金屬(用于鍍敷的金屬)為選自如下金屬中的至少一種金屬：銅、銅合金、鎳和鎳合金。與上述相同的金屬(例如銅、銅合金)也可以用于雙電層電容器的集電器。

圖7為顯示其中圖6中的金屬多孔體的空隙填充有電極混合物的狀態(tài)的示意剖視圖。

蜂窩狀孔101填充有電極混合物104。電極混合物104附著到金屬骨架102的表面以形成具有厚度w_m的電極混合物層。在金屬多孔體的骨架102內(nèi)部形成具有寬度w_f的空的空間102a。在用電極混合物104對(duì)蜂窩狀孔101進(jìn)行填充之后，在蜂窩狀孔101內(nèi)的電極混合物層的內(nèi)側(cè)殘留空隙。在用電極混合物對(duì)金屬多孔體進(jìn)行填充之后，根據(jù)需要在厚度方向上對(duì)金屬多孔體進(jìn)行軋制以形成電極。圖7顯示軋制之前的狀態(tài)。在通過(guò)軋制而得到的電極中，骨架102處于在厚度方向上被輕微壓制的狀態(tài)，且孔101中的電極混合物層的內(nèi)側(cè)的空隙和骨架102中空的空間處于被壓制的狀態(tài)。在對(duì)金屬多孔體軋制之后，電極混合物層內(nèi)側(cè)的空隙在一定程度上殘留，這確保電極的高孔隙率。

通過(guò)例如用電極混合物對(duì)如上所述得到的金屬多孔體內(nèi)的空隙進(jìn)行填充并任選地在厚度方向上對(duì)集電器進(jìn)行壓縮，形成正極或負(fù)極。電極混合物包含活性物質(zhì)作為必要成分，并且還可以包含導(dǎo)電助劑和/或粘合劑作為任選成分。

通過(guò)用混合物對(duì)集電器的蜂窩狀孔進(jìn)行填充而形成的混合物層的厚度w_m例如為10μm～500μm，優(yōu)選為40μm～250μm，且進(jìn)一步更優(yōu)選為100μm～200μm。為了確保形成在蜂窩狀孔中的混合物層的內(nèi)側(cè)的空隙，混合物層的厚度w_m優(yōu)選相當(dāng)于蜂窩狀孔的平均孔徑的5％～40％，且更優(yōu)選相當(dāng)于10％～30％。

可以將吸藏和放出堿金屬離子的物質(zhì)用作非水電解質(zhì)二次電池用正極活性物質(zhì)。這樣的物質(zhì)的實(shí)例包括金屬硫族元素化合物(例如金屬硫化物)、金屬氧化物、含堿金屬的過(guò)渡金屬氧化物(例如含鋰的過(guò)渡金屬氧化物和含鈉的過(guò)渡金屬氧化物)和含堿金屬的過(guò)渡金屬磷酸鹽(例如具有橄欖石型結(jié)構(gòu)的磷酸鐵)。這些正極活性物質(zhì)可以單獨(dú)或以兩種以上組合的方式使用。

可以將吸藏和放出堿金屬離子如鋰離子的物質(zhì)用作鋰離子電容器或非水電解質(zhì)二次電池的負(fù)極活性物質(zhì)。這樣的物質(zhì)的實(shí)例包括碳材料、尖晶石型鋰鈦氧化物、尖晶石型鈉鈦氧化物、硅氧化物、硅合金、錫氧化物和錫合金。碳材料的實(shí)例包括石墨、易石墨化碳(軟碳)和難石墨化碳(硬碳)。

作為鋰離子電容器用正極活性物質(zhì)，可以使用吸附和脫附陰離子的第一碳材料。作為用于雙電層電容器中的一個(gè)電極的活性物質(zhì)，可以使用吸附和脫附有機(jī)陽(yáng)離子的第二碳材料。作為用于另一個(gè)電極的活性物質(zhì)，可以使用吸附和脫附陰離子的第三碳材料。第一到第三碳材料的實(shí)例包括碳質(zhì)材料如活性炭、石墨、易石墨化碳(軟碳)和難石墨化碳(硬碳)。

導(dǎo)電助劑的類型沒(méi)有限制。導(dǎo)電助劑的實(shí)例包括：炭黑如乙炔黑和科琴黑；導(dǎo)電纖維如碳纖維和金屬纖維；以及納米碳如碳納米管。導(dǎo)電助劑的量沒(méi)有限制。相對(duì)于100質(zhì)量份的活性物質(zhì)，導(dǎo)電助劑的量例如為0.1質(zhì)量份～15質(zhì)量份，優(yōu)選為0.5質(zhì)量份～10質(zhì)量份。

粘合劑的類型沒(méi)有限制。粘合劑的實(shí)例包括：氟樹(shù)脂如聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯；含氯的乙烯基樹(shù)脂如聚偏二氯乙烯；聚烯烴樹(shù)脂；橡膠聚合物如丁苯橡膠；聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯醇；以及多糖如纖維素衍生物(例如纖維素醚)如羧甲基纖維素和黃原膠。粘合劑的量沒(méi)有限制。相對(duì)于100質(zhì)量份的活性物質(zhì)，粘合劑的量例如為0.5質(zhì)量份～15質(zhì)量份，優(yōu)選為0.5質(zhì)量份～10質(zhì)量份，且進(jìn)一步更優(yōu)選為0.7質(zhì)量份～8質(zhì)量份。

第一電極18和第二電極20的厚度為0.2mm以上，優(yōu)選為0.5mm以上，且更優(yōu)選為0.7mm以上。第一電極18和第二電極20的厚度為5mm以下，優(yōu)選為4.5mm以下，且更優(yōu)選為4mm以下或3mm以下。

這些下限和上限可以自由組合。例如，第一電極18和第二電極20的厚度可以為0.5mm～4.5mm或0.7mm～4mm。

隔膜21具有離子透過(guò)性并且被置于第一電極18與第二電極20之間以防止這些電極之間短路。隔膜21具有多孔結(jié)構(gòu)并且通過(guò)將電解質(zhì)保持在多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)孔中而允許離子透過(guò)隔膜21。作為隔膜21，可以使用微孔膜、無(wú)紡布(包括紙)等。隔膜21的材料的實(shí)例包括：聚烯烴如聚乙烯和聚丙烯；聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯；聚酰胺；聚酰亞胺；纖維素；和玻璃纖維。隔膜21的厚度例如為約10μm～約100μm。

鋰離子電容器用電解質(zhì)包含鋰離子與陰離子(第一陰離子)的鹽。第一陰離子的實(shí)例包括含氟酸陰離子(例如PF₆^-、BF₄^-)、含氯酸陰離子(ClO₄^-)、雙(草酸合)硼酸根陰離子(BC₄O₈^-)、雙磺酰胺陰離子和三氟甲烷磺酸根離子(CF₃SO₃^-)。

用于雙電層電容器的電解質(zhì)包含有機(jī)陽(yáng)離子與陰離子(第二陰離子)的鹽。有機(jī)陽(yáng)離子的實(shí)例包括四乙基銨離子(TEA⁺)、三乙基單甲基銨離子(TEMA⁺)、1-乙基-3-甲基咪唑離子(EMI⁺)和N-甲基-N-丙基吡咯烷離子(MPPY⁺)。第二陰離子的實(shí)例包括與作為第一陰離子列出的陰離子相同的陰離子。

用于非水電解質(zhì)二次電池的電解質(zhì)包含堿金屬離子與陰離子(第三陰離子)的鹽。例如，鋰離子電池用電解質(zhì)包含鋰離子與陰離子(第三陰離子)的鹽。鈉離子電池用電解質(zhì)包含鈉離子與陰離子(第三陰離子)的鹽。第三陰離子的實(shí)例包括與作為第一陰離子列出的陰離子相同的陰離子。

電解質(zhì)還可以包含用于溶解上述鹽的非離子性溶劑或水或可以包含含有上述鹽的熔鹽。非離子性溶劑的實(shí)例包括有機(jī)溶劑如有機(jī)碳酸酯和內(nèi)酯。當(dāng)電解質(zhì)包含熔鹽時(shí)，鹽(由陰離子和陽(yáng)離子構(gòu)成的離子物質(zhì))優(yōu)選占電解質(zhì)的90質(zhì)量％以上以改善耐熱性。

構(gòu)成熔鹽的陽(yáng)離子優(yōu)選為有機(jī)陽(yáng)離子。有機(jī)陽(yáng)離子的實(shí)例包括含氮陽(yáng)離子、含硫陽(yáng)離子和含磷陽(yáng)離子。構(gòu)成熔鹽的陰離子優(yōu)選為雙磺酰胺陰離子。在雙磺酰胺陰離子中，優(yōu)選雙(氟磺酰)胺陰離子(FSA^-)(N(SO₂F)₂^-)、雙(三氟甲基磺酰)胺陰離子(TFSA^-)(N(SO₂CF₃)₂^-)、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)胺陰離子(N(SO₂F)(SO₂CF₃)^-)等。

含氮陽(yáng)離子的實(shí)例包括季銨陽(yáng)離子、吡咯烷陽(yáng)離子、吡啶陽(yáng)離子和咪唑陽(yáng)離子。

季銨陽(yáng)離子的實(shí)例包括四烷基銨陽(yáng)離子(例如四C_1-10烷基銨陽(yáng)離子)如四甲基銨陽(yáng)離子、乙基三甲基銨陽(yáng)離子、己基三甲基銨陽(yáng)離子、四乙基銨陽(yáng)離子(TEA⁺)和甲基三乙基銨陽(yáng)離子(TEMA⁺)。

吡咯烷陽(yáng)離子的實(shí)例包括1,1-二甲基吡咯烷陽(yáng)離子、1,1-二乙基吡咯烷陽(yáng)離子、1-乙基-1-甲基吡咯烷陽(yáng)離子、1-甲基-1-丙基吡咯烷陽(yáng)離子(MPPY⁺)、1-丁基-1-甲基吡咯烷陽(yáng)離子(MBPY⁺)和1-乙基-1-丙基吡咯烷陽(yáng)離子。

吡啶陽(yáng)離子的實(shí)例包括1-烷基吡啶陽(yáng)離子如1-甲基吡啶陽(yáng)離子、1-乙基吡啶陽(yáng)離子和1-丙基吡啶陽(yáng)離子。

咪唑陽(yáng)離子的實(shí)例包括1,3-二甲基咪唑陽(yáng)離子、1-乙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子(EMI⁺)、1-甲基-3-丙基咪唑陽(yáng)離子、1-丁基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子(BMI⁺)、1-乙基-3-丙基咪唑陽(yáng)離子和1-丁基-3-乙基咪唑陽(yáng)離子。

含硫陽(yáng)離子的實(shí)例包括叔锍陽(yáng)離子如三烷基锍陽(yáng)離子(例如三C_1-10烷基锍陽(yáng)離子)如三甲基锍陽(yáng)離子、三己基锍陽(yáng)離子和二丁基乙基锍陽(yáng)離子。

含磷陽(yáng)離子的實(shí)例包括季陽(yáng)離子例如四烷基陽(yáng)離子(例如四C_1-10烷基陽(yáng)離子)如四甲基陽(yáng)離子、四乙基陽(yáng)離子和四辛基陽(yáng)離子；和烷基(烷氧基烷基)陽(yáng)離子(例如三C_1-10烷基(C_1-5烷氧基C_1-5烷基)陽(yáng)離子)如三乙基(甲氧基甲基)陽(yáng)離子、二乙基甲基(甲氧基甲基)陽(yáng)離子和三己基(甲氧基乙基)陽(yáng)離子。

上述說(shuō)明包括如下特征。

(附錄1)

一種蓄電裝置，其包含：

電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕緣的隔膜；

電解質(zhì)；

殼，所述殼收容所述電極組和所述電解質(zhì)并具有開(kāi)口部；以及

密封板，所述密封板密封所述殼的開(kāi)口部，

其中

所述密封板具有排氣閥，

所述排氣閥具有易破裂部，且

所述易破裂部具有多個(gè)直線狀溝槽部。

(附錄2)

根據(jù)附錄1的蓄電裝置，其中

所述第一電極包含呈片狀的第一集電器和由所述第一集電器負(fù)載的第一活性物質(zhì)，

所述第二電極包含呈片狀的第二集電器和由所述第二集電器負(fù)載的第二活性物質(zhì)，且

所述第一電極和所述第二電極在所述隔膜置于其間的狀態(tài)下交替堆疊。

(附錄3)

根據(jù)附錄1或2的蓄電裝置，其中所述易破裂部具有圓形形狀或近似的正多邊形形狀。

易破裂部的形狀的實(shí)例包括圓形、橢圓形、近似的多邊形、近似的正多邊形、近似的菱形和近似的矩形。為了有效地抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)并在易破裂部中制成具有足夠面積的開(kāi)口，易破裂部?jī)?yōu)選具有圓形形狀或近似的正多邊形，且更優(yōu)選具有圓形形狀。

術(shù)語(yǔ)“近似的多邊形”是指多邊形和類似于多邊形的形狀(例如具有圓角的多邊形、以及部分或全部邊彎曲的多邊形)。術(shù)語(yǔ)“近似的正多邊形”是指正多邊形(例如正方形、正六邊形、正八邊形)和類似于正多邊形的形狀(例如具有圓角的正多邊形和部分或全部邊彎曲的正多邊形)。術(shù)語(yǔ)“近似的菱形”是指菱形和類似于菱形的形狀(例如具有圓角的菱形和部分或全部邊彎曲的菱形)。術(shù)語(yǔ)“近似的矩形”是指矩形和類似于矩形的形狀(例如具有圓角的矩形和部分或全部邊彎曲的矩形)。

(附錄4)

根據(jù)附錄3的蓄電裝置，其中所述溝槽部各自的第一端部位于靠近易破裂部的中心的位置。

(附錄5)

根據(jù)附錄4的蓄電裝置，其中所述溝槽部各自的第一端部在靠近所述易破裂部中心的一個(gè)點(diǎn)處相交。

所述溝槽部各自的第一端部位于所述易破裂部的內(nèi)部。為了有效地抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)并在易破裂部中制成具有足夠面積的開(kāi)口，所述溝槽部各自的第一端部?jī)?yōu)選位于靠近易破裂部的中心的位置，更優(yōu)選在靠近易破裂部中心的一個(gè)點(diǎn)處相交，且進(jìn)一步更優(yōu)選在易破裂部的中心處相交。

在此所使用的術(shù)語(yǔ)“靠近…中心”是指例如距易破裂部的中心為圓的半徑的四分之一內(nèi)的范圍、距易破裂部的中心為橢圓短軸的八分之一內(nèi)的范圍、距易破裂部的中心為易破裂部的中心與近似的正多邊形的邊之間的距離的四分之一內(nèi)的范圍、距易破裂部的中心為易破裂部的中心與近似的菱形的邊之間的距離的四分之一內(nèi)的范圍、或距易破裂部的中心為易破裂部的中心與近似的矩形的長(zhǎng)邊之間的距離的四分之一內(nèi)的范圍。

需要說(shuō)明的是，“易破裂部的中心與近似的正多邊形的邊之間的距離”為易破裂部的中心與近似的正多邊形的邊之間的最短距離(對(duì)于正多邊形為從中心到邊的垂直長(zhǎng)度)。類似地，“易破裂部的中心與近似的菱形的邊之間的距離”為易破裂部的中心與近似的菱形的邊之間的最短距離?！耙灼屏巡康闹行呐c近似的矩形的長(zhǎng)邊之間的距離”為易破裂部的中心與近似的矩形的長(zhǎng)邊之間的最短距離。

(附錄6)

根據(jù)附錄5的蓄電裝置，其中由溝槽部中的相鄰溝槽部形成的角各自為(360/N×0.98)°～(360/N×1.02)°，其中N為溝槽部的數(shù)目，由相鄰溝槽部形成的全部角為360°，且N為3以上。

為了有效地抑制排氣閥的工作壓力的變動(dòng)，優(yōu)選由相鄰溝槽部形成的所有角相同或基本相同。

(附錄7)

根據(jù)附錄5或6的蓄電裝置，其中所述溝槽部的數(shù)目為3以上且8以下。

溝槽部的數(shù)目可以為2、3、4、5或6以上。為了確保在排氣閥實(shí)際工作時(shí)在期望工作壓力下在易破裂部中引起從任一溝槽部開(kāi)始的破裂，溝槽部的數(shù)目?jī)?yōu)選為3以上。為了易于在易破裂部中形成具有足夠面積的開(kāi)口，溝槽部的數(shù)目?jī)?yōu)選為8以下，且更優(yōu)選為6以下。為了確保在期望工作壓力下在易破裂部中引起從任一溝槽部開(kāi)始的破裂并在排氣閥實(shí)際工作時(shí)在易破裂部中形成具有足夠面積的開(kāi)口，溝槽部的數(shù)目特別優(yōu)選為3。

在附錄6和7中，當(dāng)溝槽部各自直線狀延伸到它們的交點(diǎn)之外時(shí)，溝槽部的數(shù)目為2(當(dāng)將溝槽部的交點(diǎn)視作角的頂點(diǎn)時(shí)由兩個(gè)溝槽部形成的角可以為180°)。

(附錄8)

一種蓄電裝置，其包含：

電極組，所述電極組包含第一電極、第二電極和將所述第一電極與所述第二電極電絕緣的隔膜；

電解質(zhì)；

殼，所述殼收容所述電極組和所述電解質(zhì)并具有開(kāi)口部；以及

密封板，所述密封板密封所述殼的開(kāi)口部，

其中

所述第一電極包含呈片狀的第一集電器和由所述第一集電器負(fù)載的第一活性物質(zhì)，

所述第二電極包含呈片狀的第二集電器和由所述第二集電器負(fù)載的第二活性物質(zhì)，

所述第一電極和所述第二電極在所述隔膜置于其間的狀態(tài)下交替堆疊，

所述密封板具有排氣閥，當(dāng)所述密封板受到的來(lái)自所述殼內(nèi)的氣體的壓力達(dá)到基準(zhǔn)壓力時(shí)，通過(guò)所述排氣閥將所述殼內(nèi)的氣體釋放至外部，

所述排氣閥具有圓形的易破裂部，

所述易破裂部具有直線狀第一溝槽部、直線狀第二溝槽部和直線狀第三溝槽部，且

所述第一溝槽部、所述第二溝槽部和所述第三溝槽部各自的第一端部在所述易破裂部的中心處相交。

(附錄9)

根據(jù)附錄8的蓄電裝置，其中

所述密封板包含鋁或鋁合金，且

所述易破裂部的厚度DT為50μm～250μm。

(附錄10)

根據(jù)附錄8或9的蓄電裝置，其中

所述密封板包含鋁或鋁合金，且

所述額定容量為1000mAh～3000mAh，且所述易破裂部的半徑R1為3mm～6mm。

(附錄11)

根據(jù)附錄8～10中任一項(xiàng)的蓄電裝置，其中

所述密封板具有一對(duì)平行的長(zhǎng)邊和一對(duì)平行的短邊，且

作為所述一對(duì)短邊之間的距離W2對(duì)所述一對(duì)長(zhǎng)邊之間的距離W1之比W2/W1的比例α1為5～15。

(附錄12)

根據(jù)附錄8～11中任一項(xiàng)的蓄電裝置，其中

所述易破裂部在其附近具有用于防止在所述易破裂部破裂時(shí)所述易破裂部的破裂在所述易破裂部周圍傳播的環(huán)狀破裂傳播防止部，

在所述破裂傳播防止部中的所述密封板的殘余厚度D4大于在所述第一溝槽部處的所述易破裂部的殘余厚度D1、在所述第二溝槽部處的所述易破裂部的殘余厚度D2以及在所述第三溝槽部處的所述易破裂部的殘余厚度D3。

(附錄13)

根據(jù)附錄1～12中任一項(xiàng)的蓄電裝置，其中

所述第一集電器包含第一金屬多孔體，且

所述第一金屬多孔體為具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬多孔體，且

所述具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬多孔體包含鋁。

(附錄14)

根據(jù)附錄1～13中任一項(xiàng)的蓄電裝置，其中

所述第二集電器包含第二金屬多孔體，且

所述第二金屬多孔體為具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬多孔體，且

所述具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬多孔體包含銅。產(chǎn)業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于蓄電裝置如鋰離子電池、鈉離子電池、鋰離子電容器和雙電層電容器。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10 蓄電裝置

12 電極組

14 殼

16 密封板

18 第一電極

20 第二電極

21 隔膜

22 第一集電器

24 第二集電器

26 第一連接部

28 第二連接部

30 第一導(dǎo)電隔片

32 第二導(dǎo)電隔片

34 第一緊固構(gòu)件

36、37 貫通孔

38 第二緊固構(gòu)件

40 第一外部端子

42 第二外部端子

44 排氣閥

46 注入孔

48 液栓

62 第一引線

64 第二引線

65 破裂傳播防止部

66 易破裂部

68A 第一溝槽部

68B 第二溝槽部

68C 第三溝槽部

101 孔

102 金屬骨架

102a 空的空間

103 開(kāi)口部

104 電極混合物