專利名稱：蓄電裝置及蓄電裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將使用了雙電荷層電容器或各種蓄電池的多個蓄電單元內(nèi)所產(chǎn)生的氣體向外部排出的配管構(gòu)造。
背景技術(shù)：
下述專利資料(I) (5)公開在用使用了雙電荷層電容器或各種蓄電池的多個蓄電單元構(gòu)成蓄電組件時，將各蓄電單元收裝在由撓性的層壓膜構(gòu)成的殼體中。在這樣的蓄電組件中，需要將隨著各蓄電單元內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)的進行而產(chǎn)生的氣體排出到外部。(I) JP2006-278618A(2 ) JP2003-272968A(3) JP2004-303758A (Japan Patent Serial No. 4185793)(4) JP2004-278690A (Japan Patent Serial No. 3927139)(5 ) JP2002-334683A專利資料(I)、(2)、(4)公開了在各蓄電單元的殼體中，設(shè)有向外部排出氣體的排氣孔、和夾裝在排氣孔中的排氣閥的構(gòu)造。排氣閥例如由與殼體內(nèi)的壓力上升相對應(yīng)地打開的止回閥構(gòu)成。在該情況下，需要設(shè)置與蓄電單元相同數(shù)量的排氣閥，當(dāng)蓄電單元的數(shù)量增加時，排氣閥的個數(shù)增加，導(dǎo)致產(chǎn)品的成本增加。另一方面，專利資料(4)公開了與多個蓄電單元的殼體相連接的排氣配管、和設(shè)于排氣配管的單一的排氣閥。采用該現(xiàn)有技術(shù)，能夠減少排氣閥的個數(shù)。但是，當(dāng)在殼體中使用尼龍、聚丙烯等的層壓膜時，很難將排氣配管固定于殼體。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)一種能夠使排氣配管容易向殼體固定進行且密封性高的排氣配管構(gòu)造。為了達到以上目的，本發(fā)明包括蓄電組件，其由分別收裝在樹脂制的殼體中的多個蓄電單元構(gòu)成；撓性的軟管，其熔接在各殼體上，由從各蓄電單元排出氣體的層壓膜所形成；閥，其間歇排出來自軟管的氣體。本發(fā)明的詳細內(nèi)容和其他特征、優(yōu)點在說明書的以下記載中進行說明，且表示在所添加的附圖中。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的實施例的蓄電裝置的示意性立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的蓄電單元的主視圖。
圖3是以圖2的III - III線切割得到的蓄電單元的鉛垂剖視圖。圖4是從上方遠眺蓄電單元而得到的俯視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的軟管的分解立體圖。圖6類似圖5，表示將根據(jù)本發(fā)明的實施例的片材彎折后的狀態(tài)。圖7是片材的剖視圖。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的向殼體熔接片材的熔接工藝的殼體和片材的橫剖視圖。
圖9類似圖8，表示將片材的兩端疊合而進行熔接的工序。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的將閥熔接于軟管的熔接工序的軟管的橫剖視圖。圖11是使用了根據(jù)本發(fā)明的第2實施例的2張片材和連接用片材在制作中的軟管的立體圖。圖12類似圖11，表示應(yīng)用了連接用片材后的2張片材的狀態(tài)。
具體實施例方式參照附圖的圖1，蓄電裝置包括蓄電組件20和撓性的軟管30。蓄電組件20由層疊而成的5個蓄電單元I構(gòu)成。蓄電單元I采用雙電荷層電容器。蓄電單元I不限定于采用雙電荷層電容器，可以采用各種蓄電池。軟管30與各蓄電單元I相連接。軟管30作為自各蓄電單元I排出氣體的排氣管而發(fā)揮功能。具有止回閥功能的樹脂制的閥60熔接于軟管30。參照圖2 圖4，蓄電單元I具備儲存電荷的蓄電部件5和收容蓄電部件5的殼體10。蓄電部件5與電解液一并收容在殼體10中。蓄電部件5由矩形的正極體、負極體以及夾設(shè)在正極體和負極體之間的隔膜進行規(guī)定次數(shù)的層疊后的層疊體構(gòu)成。蓄電部件5由雙電荷層電容器構(gòu)成，該雙電荷層電容器在正極體和負極體的兩極中分別利用由雙電荷層構(gòu)成的靜電電容儲存電荷、即電能，并且將所儲存的電荷放出。隔膜由紙或樹脂制膜片等構(gòu)成，夾裝在正極體與負極體之間。正極體和負極體由在表面構(gòu)成雙電荷層的極化電極構(gòu)成。極化電極由形成為矩形的板狀的活性炭構(gòu)成。通過在極化電極中使用比表面積極大的活性炭，能夠提高雙電荷層電容器的靜電電容。極化電極連接有集電極7。集電極7由長條形的例如鋁箔那樣的金屬箔構(gòu)成。同極的集電極7捆扎在殼體10內(nèi)，借助例如通過焊接等而形成的結(jié)合部9與對應(yīng)極性的電極端子8相連接。電極端子8由長條形的例如鋁板那樣的金屬板構(gòu)成。由正極和負極構(gòu)成的一對電極端子8突出在殼體10的外側(cè)。圖2和圖3所示的一對電極端子8的一方相當(dāng)于正極，另一方相當(dāng)于負極。殼體10由與蓄電部件5的外形相匹配的大致矩形的樹脂制框架構(gòu)成?？蚣芩玫臉渲瑸榫郾?PP)等熱塑性樹脂。殼體10具有可自支撐的剛性。殼體10的前表面和背面的開口部、即蓄電單元I的層疊方向的開口部分別被粘貼在框架上的、與框架的外形大致相同的層壓膜制的片材13封閉。蓄電部件5收納在殼體10的內(nèi)側(cè)的空間12中。通過使片材13與相鄰的蓄電單元I的片材13疊合地層疊蓄電單元1，構(gòu)成圖I所示的蓄電組件20。在本實施方式中，將蓄電部件5的截面形狀形成為矩形，但是蓄電部件5的截面形狀可以任意地設(shè)定。例如也可以將蓄電部件5的截面形狀形成為圓形。在該情況下，將殼體10形成為圓形的框架。使一對金屬制的電極端子8貫穿框架的一邊而以突出在外側(cè)的狀態(tài)鑲嵌成形于殼體10。在與圖I的蓄電裝置的位置關(guān)系上相當(dāng)于殼體10的上邊中央的部位形成有氣體逸出孔14。該部位相當(dāng)于在圖2和圖3的一對電極端子8之間。在組合蓄電單元I時，以如下方式將層壓膜制的片材13粘貼在殼體10上。S卩，在殼體10的前表面和背面分別配置片材13，使用一對加熱器邊向殼體10推壓片材13邊對該片材13加熱。利用該處理使片材13的表層的樹脂和殼體10的表層的樹脂熔融，使熔融后的樹脂冷卻且固化，從而使片材13與殼體10無間隙地緊密接觸。在將片材13粘貼在殼體10上后，例如經(jīng)由氣體逸出孔14向殼體10注入電解液。參照圖5和圖6，通過將具有撓性的層壓膜的矩形的片材31對折地彎折，使位于彎折線的兩側(cè)的片材31的端部34、35疊合地熔接，形成軟管30。為了將這樣形成的軟管30的軸線方向的兩端的開口部封閉，在軟管30的兩端分別熔接有由與片材31同樣的層壓膜構(gòu)成的另一矩形的片材41。參照圖7，片材31、41所使用的層壓膜構(gòu)成為外表面樹脂表層51、金屬中間層52和內(nèi)表面樹脂表層53的層壓體。金屬中間層52例如由鋁箔等金屬箔構(gòu)成，具有阻止氣體通過膜的作用。外表面樹脂表層51具有低于內(nèi)表面樹脂表層53的熔點。外表面樹脂表層51由聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等低熔點樹脂構(gòu)成。優(yōu)選外表面樹脂表層51所使用的熱塑性樹脂與殼體10所使用的熱塑性樹脂是同一樹脂。內(nèi)表面樹脂表層53由尼龍等高熔點樹脂構(gòu)成。使用I張矩形的片材31和2張矩形的片材41構(gòu)成軟管30。參照圖5，在片材31的與殼體10的氣體逸出孔14相對應(yīng)的位置上預(yù)先形成有5個孔36。參照圖6，將片材31以外表面樹脂表層51暴露在外的方式對折地彎折，將位于彎折線的兩側(cè)的片材31的端部34、35進一步向內(nèi)側(cè)彎折。通過熔接這些端部34、35，形成扁平的截面形狀的軟管30。將矩形的片材41對折，以將外表面樹脂表層51夾入在該片材41的內(nèi)側(cè)，夾持片材31的端部34、35地將上述片材41熔接于軟管30，從而封閉軟管30的開口端。這樣形成的軟管30通過熔接而固定于各蓄電單元I的殼體10。 再次參照圖I，軟管30比蓄電組件20的層疊方向的尺寸長，軟管30具有自蓄電組 件20的端面沿層疊方向突出的突出部29。樹脂制的閥60通過熔接而固定于突出部29。再次參照圖5，為了連接閥60，在片材31的與閥60相對應(yīng)的位置上預(yù)先形成有孔37。閥60熔接在孔37的周圍。
在這樣構(gòu)成的蓄電裝置中，當(dāng)蓄電組件20充電及放電時，在各蓄電單元I內(nèi)產(chǎn)生的氣體經(jīng)由氣體逸出孔14流入到軟管30中，自軟管30經(jīng)由具有止回閥功能的閥60而排放到外部。以容許自軟管30排出氣體、阻止氣體向軟管30流入的方式設(shè)定閥60的止回閥功能。接下來，參照圖8 圖10說明軟管30的組合工藝。組合工藝按照向殼體10熔接片材31的一部分的熔接工序、軟管30的熔接工序及閥60的熔接工序的順序進行。(I)向殼體10熔接片材31的一部分的熔接工序參照圖8，使用加熱器71將在與圖I的蓄電裝置的位置關(guān)系上構(gòu)成軟管30的下表面的片材31的一部分熔接于殼體10的上表面。詳細而言，使片材31的孔36與殼體10的氣體逸出孔14重疊地將片材31載置在殼體10的上表面上，利用加熱器71如圖中箭頭所示地邊將片材31的熔接面推壓于殼體10邊對該熔接面進行加熱。由此，軟管30的熔點低的外表面樹脂表層51和殼體10的上表面的樹脂熔融，使熔融后的樹脂冷卻且固化，從而在片材31的孔36及殼體10的氣體逸出孔14的周圍的軟管30與殼體10之間形成熔接部38。利用熔接部38使軟管30與殼體10無間隙地緊密接觸。(2)軟管30的熔接工序參照圖9，使端部34、35疊合，使用加熱器7邊2推壓端部34、35邊進行加熱。結(jié)果，端部34、35的相接觸的熔點低的外表面樹脂表層51均熔融，經(jīng)過冷卻而固化，從而將端部34、35無間隙地熔接起來。在這樣形成的軟管30中，片材31的低熔點的外表面樹脂表層51構(gòu)成軟管30的外表面，片材31的高熔點的內(nèi)表面樹脂表層53構(gòu)成軟管30的內(nèi)表面。因而，在除端部34、35以外的軟管30的任何部位，外表面樹脂表層51彼此都不會熔接。在進行了以上作業(yè)后，以利用對折的片材41夾持軟管30的端部的狀態(tài)加熱片材41。預(yù)先以外表面樹脂表層51相面對的方式彎折片材41，被彎折的片材41在軟管30的橫截方向的兩外側(cè)相互熔接，另一方面構(gòu)成軟管30的外表面的外表面樹脂表層51熔接于片材41的外表面樹脂表層51,從而封閉軟管30的開口端。這里，說明與軟管30的熔接工序相關(guān)的本發(fā)明的第2實施例。參照圖11和圖12，這里代替根據(jù)本發(fā)明的第I實施例的片材31，使用由層壓膜構(gòu)成的2張片材81、82和連接這些片材81、82的由層壓膜構(gòu)成的連接用片材83構(gòu)成I張片材。片材81、82和連接用片材83均利用與第I實施方式的片材31相同的層壓膜構(gòu)成。為了構(gòu)成I張片材，在并列了對折后的片材81、82的狀態(tài)下，利用連接用片材83覆蓋上述片材81、82的接合部。此時，連接用片材83以外表面樹脂表層51與片材81、82的外表面樹脂表層51相接觸的方式覆蓋片材81、82的接合部。利用加熱器邊從兩側(cè)夾持被連接用片材83覆蓋的部分邊對該部分進行加熱，從而使片材81、82的外表面樹脂表層51與連接用片材83的外表面樹脂表層51熔接，借助連接用片材83將片材81、82 —體化。(3)閥60的熔接工序參照圖10，在與圖I的蓄電裝置的位置關(guān)系上相當(dāng)于軟管30的上表面的部位所形成的孔37的周圍，通過熔接固定有樹脂制的閥60。利用夾具把持閥60，以孔37與閥60相面對的方式使軟管30與閥60抵接，如圖中箭頭所示，利用加熱器73邊向閥60推壓軟管30邊加熱軟管30。當(dāng)推壓加熱器73時，軟管、30被壓扁而使內(nèi)表面樹脂表 層53彼此緊密接觸。結(jié)果，加熱器73的熱量經(jīng)過構(gòu)成軟管30的一方壁面的外表面樹脂表層51、金屬中間層52和內(nèi)表面樹脂表層53,向構(gòu)成另一方壁面的內(nèi)表面樹脂表層53、金屬中間層52和外表面樹脂表層51傳遞。結(jié)果，片材31的外表面樹脂表層51和閥60的樹脂的表層熔融，使熔融后的樹脂冷卻且固化，從而在孔37的周圍形成軟管30與閥60的環(huán)狀的熔接部61。在以上的軟管30的組合工藝中，由加熱器71、72、73產(chǎn)生的對片材31、41的加熱溫度設(shè)定在能使外表面樹脂表層51熔融、而不會使內(nèi)表面樹脂表層53熔融的溫度范圍內(nèi)。通過這樣地設(shè)定溫度，能夠防止在熔接部38和61、端面34和35的熔接部、片材41與軟管30的熔接部以外的部位發(fā)生熔接。因而，利用例如構(gòu)成軟管30的內(nèi)周面的內(nèi)表面樹脂表層53的熔接，能夠避免妨礙軟管30中的氣體流通這樣的不良。加熱器71、72、73例如由使用了電熱加熱器產(chǎn)生的熱量的加熱板構(gòu)成。對加熱器71、72、73的與片材31或片材41相接觸的接觸面實施了耐熱耐磨損性優(yōu)異的例如氟化乙烯樹脂材料等的涂層。該涂層處理具有阻止片材31、41熔接于接觸面的作用。也可以利用在電磁感應(yīng)的作用下加熱層壓膜的鋁中間層的高頻感應(yīng)加熱器具、所謂的IH器具來構(gòu)成加熱器71、72、73。通過依次進行以上工序而形成軟管30，在工序結(jié)束時，以各蓄電單元I的殼體10與軟管30相連接、閥60與軟管30相連接的狀態(tài)完成蓄電組件20的組合。如上所述，采用該蓄電組件20，利用層壓膜的軟管30和樹脂制的殼體10的組合，使軟管30的向殼體10的固定容易進行。在該蓄電組件20中，軟管30利用片材31、41的熱熔接而形成為扁平的截面形狀。在各蓄電單元I內(nèi)產(chǎn)生的氣體的單位時間的產(chǎn)生量極少。因而，即使軟管30為扁平的截面形狀，也能提供用于確保自各蓄電單元I經(jīng)過軟管30而向閥60流去的氣體的順利流動的充分的流路截面積。另一方面，在不會使軟管30自蓄電單元I的橫截面向外側(cè)大幅突出的、緊湊地構(gòu)成蓄電組件20的方面，將軟管30形成為扁平的截面形狀的做法起到理想效果。但是，軟管30并不限定于扁平的截面形狀。軟管30也可以形成為大致圓形、大致多邊形的截面形狀。在將軟管30形成為這樣的截面形狀的情況下，也能像第2實施方式那樣地用借助連接用片材83接起來的片材81、82構(gòu)成軟管30。在該情況下，優(yōu)選在將片材81、82卷繞在芯材上的狀態(tài)下，將連接用片材83熔接于片材81、82。軟管30的與殼體10相連接的連接部由形成在孔36和氣體逸出孔14的周圍的熔接部38無間隙地密封。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)密封性高的排氣配管。該蓄電組件20通過在軟管30的端部設(shè)置單一的閥60，與在每個蓄電單元I設(shè)置閥的情況相比，能夠大幅削減閥的個數(shù)。因而，通過采用該蓄電組件20，能夠降低蓄電裝置的制造成本。在此，通過引用以2009年12月3日為申請日的日本的日本特愿2009 - 275328號的內(nèi)容，合并得出以上的說明。以上，利用若干特定的實施例說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于上述各實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，能夠在權(quán)利要求書的技術(shù)范圍內(nèi)，對上述實施例施加各種修改或變更。
例如在軟管30的組合工藝中，也可以調(diào)換(I)向殼體10熔接片材31的一部分的熔接工序、和(2)軟管30的熔接工序的順序。但是在該情況下，在工序(I)中就要變?yōu)閷⒓訜崞?1推壓于軟管30的熔點低的外表面樹脂表層51。因而，需要使加熱器71和軟管30隔著氟化乙烯樹脂等的熔接防止層而相接觸。產(chǎn)業(yè)h的可利用件如上所述，本發(fā)明利用層壓膜的排氣用軟管和樹脂制的殼體的組合，使排氣軟管的向殼體的固定容易 進行，并且實現(xiàn)密封性高的排氣配管構(gòu)造。因而，通過將本發(fā)明應(yīng)用在以車輛用蓄電裝置為首的各種用途的蓄電裝置中，能夠起到理想的效果。本發(fā)明的實施例所包含的排他性質(zhì)或特長見后述的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種蓄電裝置， 該蓄電裝置包括 蓄電組件(20)，其由分別收裝在熱塑性樹脂制的殼體(10)中的多個蓄電單元(I)構(gòu)成； 撓性的軟管(30)，其熔接于各殼體(10)，用于自各蓄電單元(I)排出氣體，該軟管(30)由含有熱塑性樹脂層的層壓膜形成； 閥(60)，其用于e間歇排出來自軟管(30)的氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蓄電裝置，其中， 通過將由層壓膜構(gòu)成的片材(31)的兩端疊合而熔接起來，構(gòu)成軟管(30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電裝置，其中， 該蓄電裝置還具有由含有熱塑性樹脂層的層壓膜構(gòu)成的另一片材(41)，該片材(41)熔接于軟管(30)的兩端而封閉軟管(30)的兩端的開口部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任意一項所述的蓄電裝置，其中， 軟管(30)在與各殼體(10)進行熔接的熔接部處具有預(yù)先形成的孔(36)，各殼體(10)在與軟管(30)進行熔接的熔接部處具有預(yù)先形成的氣體逸出孔(14)，各殼體(10)的內(nèi)側(cè)的氣體經(jīng)過氣體逸出孔(14)和孔(36)排出到軟管(30)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄電裝置，其中， 該蓄電裝置還具有覆蓋氣體逸出孔(14)的氣液分離膜(80)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任意一項所述的蓄電裝置，其中， 各蓄電單元(I)具有向殼體(10)的外側(cè)突出的一對電極端子(8)，軟管(30)在一對電極端子(8 )之間熔接于殼體(10 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任意一項所述的蓄電裝置，其中， 軟管(30)包括 熱塑性的外表面樹脂表層(51)，其暴露在外側(cè)； 內(nèi)表面樹脂表層(53)，其熔點比外表面樹脂表層(51)高； 金屬中間層(52),其被夾在外表面樹脂表層(51)與內(nèi)表面樹脂表層(53)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任意一項所述的蓄電裝置，其中， 軟管(30)由如下構(gòu)件構(gòu)成 . 2張片材(81、82)，它們由沿縱剖方向分開的層壓膜構(gòu)成； 連接用片材(83)，其以使2張片材(81、82)接合的狀態(tài)熔接2張片材(81、82)。
9.一種蓄電裝置的制造方法，其用于制造權(quán)利要求2所述的蓄電裝置， 該蓄電裝置的制造方法在將片材(31)的規(guī)定部分熱熔接于殼體(10)后，在片材(31)的大致中間處彎折該片材(31)，向彎折后的片材(31)的內(nèi)側(cè)彎折片材(31)的兩端(34、.35)，將這兩端(34、35)以疊合的狀態(tài)熱熔接在一起，從而形成軟管(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的蓄電裝置的制造方法，其中， 片材(31)包括 外表面樹脂表層(51)； 內(nèi)表面樹脂表層(53)，其熔點比外表面樹脂表層(51)高； 金屬中間層(52),其被夾在外表面樹脂表層(51)與內(nèi)表面樹脂表層(53)之間，以使外表面樹脂表層(51)暴露在外側(cè)的方式在片材(31)的大致中間處彎折該片材(31)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蓄電裝置的制造方法，其中， 在利用與內(nèi)表面樹脂表層(53)相抵接的加熱器將片材(31)的規(guī)定部分的外表面樹脂表層(51)熔接于殼體(10)，在片材(31)的大致中間處彎折了該片材(31)后，以使向片材(31)的內(nèi)側(cè)彎折了的片材(31)的一端(34)的外表面樹脂表層(51)和另一端(35)的外表面樹脂表層(51)相疊合的狀態(tài)，利用加熱器熔接兩個外表面樹脂表層(51)。
全文摘要
本發(fā)明提供蓄電裝置及蓄電裝置的制造方法。蓄電組件由分別收裝在樹脂制的殼體內(nèi)的多個蓄電單元構(gòu)成。蓄電裝置具備撓性的軟管，其熔接于各殼體，與各蓄電單元相連接而自各蓄電單元排出氣體；閥，其間歇排出來自軟管的氣體，從而該蓄電裝置實現(xiàn)密封性高的排氣配管構(gòu)造。
文檔編號H01G9/12GK102640244SQ20108005471
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者土屋孝幸, 杉橋友次, 竹田雅己, 荒木修一 申請人:優(yōu)迪卡汽車股份有限公司