特許 7624415 電気化学エネルギー貯蔵装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-22

(45)【発行日】2025-01-30

(54)【発明の名称】電気化学エネルギー貯蔵装置

(51)【国際特許分類】

   H01G 11/78 20130101AFI20250123BHJP

   H01G 11/74 20130101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

H01G11/78

H01G11/74

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021574200

(86)(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-02

(86)【国際出願番号】 CN2020094911

(87)【国際公開番号】W WO2020248936

(87)【国際公開日】2020-12-17

【審査請求日】2023-06-07

(31)【優先権主張番号】201910502339.4

(32)【優先日】2019-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】521544469

【氏名又は名称】エイブイエックス・ニュー・エナジー（チェンドゥ）・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100188329

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 義行

(72)【発明者】

【氏名】ドン，グアンヨン

(72)【発明者】

【氏名】チェン，デゾン

(72)【発明者】

【氏名】ルオ，ジュンチアン

(72)【発明者】

【氏名】シアン，ジエ

(72)【発明者】

【氏名】ゾウ，ファンフイ

【審査官】相澤 祐介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／０８８７２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２１６７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００２１９５２（ＫＲ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１２８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６９０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０３７２３６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｇ １１／７８

Ｈ０１Ｇ １１／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上側接続棒（４）と、絶縁および封止効果を有するラバー片（３）と、筐体（７）と、ロール芯（５）とを、備える電気化学エネルギー貯蔵装置であって、前記筐体（７）は、円筒形状で少なくとも１つの端部に開口部が設けられ、前記ラバー片（３）および前記筐体（７）は、前記筐体（７）に設けられたくびれた胴部分（９）によって封止されて接続され、前記ロール芯（５）は前記筐体（７）の内側の空洞に設けられ、前記上側接続棒（４）は、底面（４２）を備え、前記底面（４２）は、前記底面（４２）の片側に設けられたシリンダ（４１）を含み、前記シリンダ（４１）は、前記ラバー片（３）の第１の貫通孔を貫通し、前記ラバー片（３）は、前記第１の貫通孔を介して前記上側接続棒（４）の前記シリンダ（４１）に被せられ、前記上側接続棒（４）の一端は負極溶接片（１）へ導通して接続される一方で、前記上側接続棒（４）の他端は前記ロール芯（５）へ導通して接続され、前記ロール芯（５）は、下側接続片（６）によって前記筐体（７）へ導通して接続され、正極溶接片（８）が前記筐体（７）へ導通して接続され、第１の防爆弁が前記筐体（７）の底部の中央に設けられ、第２の防爆弁が前記筐体（７）の側壁に設けられ、前記正極溶接片（８）には、前記正極溶接片を貫通する第３の貫通孔が設けられ、前記第３の貫通孔の直径は、前記第１の防爆弁の外径よりも大きく、
ベークライトプレート（３１）が前記ラバー片（３）の片側へ固定されて接続され、前記ベークライトプレート（３１）が前記ラバー片（３）と固定片（２）との間に位置し、前記ラバー片（３）が、前記ベークライトプレート（３１）と同じ外径を有することを特徴とする、電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項2】

前記上側接続棒（４）は、アルミニウムから製作され、前記底面（４２）は、前記ロール芯（５）へ溶接するために使用され、前記上側接続棒（４）は、前記底面（４２）の反対側に設けられて前記ロール芯（５）の中央孔と位置決めするために使用される位置決め棒（４３）をさらに備え、前記上側接続棒（４）の前記底面（４２）の直径は、前記筐体（７）の前記くびれた胴部分（９）の内径よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項3】

ベークライトプレート（３１）が前記ラバー片（３）の片側へ固定されて接続され、第２の貫通孔が前記ベークライトプレート（３１）の中央に設けられて、前記プレートを貫通して前記第１の貫通孔に対応し、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔は同じ直径を有することを特徴とする、請求項２に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項4】

固定片（２）が、前記上側接続棒（４）と前記負極溶接片（１）との間に設けられ、第３の貫通孔が前記固定片（２）の中央で前記固定片を貫通し、前記上側接続棒（４）の前記シリンダ（４１）は、前記第３の貫通孔を貫通して溶接によって前記第３の貫通孔の縁部に固定され、前記負極溶接片（１）は、前記固定片（２）へ導通して接続されることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項5】

前記負極溶接片（１）および前記正極溶接片（８）は両方ともアルミニウムから製作され、ニッケルまたは錫でめっきされることを特徴とする、請求項４に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項6】

前記下側接続片（６）はアルミニウムから製作され、前記ロール芯（５）へ溶接され、位置決め孔（６１）が前記下側接続片（６）の中央から突出し、前記位置決め孔（６１）は、前記ロール芯（５）の中央孔に挿入されることを特徴とする、請求項５に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項7】

前記第１の防爆弁は、前記筐体（７）の端部で側壁に形成された第１の溝であり、前記第１の溝の厚さは、前記筐体（７）の端部で側壁の厚さよりも小さく、前記第２の防爆弁は、前記筐体（７）の側壁に形成された第２の溝であり、前記第２の溝の厚さは、前記筐体（７）の側壁の厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【請求項8】

前記ラバー片（３）は、ブチルラバーまたはエチレンプロピレンジエンモノマーラバーから製作されることを特徴とする、請求項１に記載の電気化学エネルギー貯蔵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学エネルギー貯蔵装置の技術分野に関し、特に、電気化学エネルギー貯蔵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スーパーキャパシタは、電気化学キャパシタとしても知られ、分極性電解質によってエネルギーを貯蔵する電気化学装置である。スーパーキャパシタの高出力密度、短い充電時間、および長寿命により、電気自動車およびスマートグリッドの貯蔵システムにおいて、補助エネルギー源として、スーパーキャパシタはますます重要視される。キャパシタの正極および負極の両方が筐体の同じ側に配置される構造は、ラジアルキャパシタと呼ばれ、内部抵抗が高く、放電能力が低く、高発熱であるという欠点を有する。内部抵抗の問題は、通常、軸方向の構成によって解決される。両側導出を有するスーパーキャパシタはラジアルキャパシタよりも非常に低い内部抵抗を有するので、より大きな電流の放電が行われ、それによってスーパーキャパシタの出力性能を改善することができる。

【0003】

現在、アルミニウムカバープレートが、軸方向キャパシタの電極に一般に使用され、筐体もアルミニウムから製作される。カバープレートおよび筐体は封止されて接続されなければならず、絶縁パッドが、カバープレートと筐体との間に設けられなければならないが、カバープレートと筐体との間には、依然として、全体的なキャパシタの故障を引き起こす伝導の危険がある。さらに、アルミニウムカバープレートは構造が複雑で高価である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、電気化学エネルギー貯蔵装置を提供することである。ラバー片（ｒｕｂｂｅｒ ｐｉｅｃｅ）は、良好な絶縁効果、簡単な構造および低コストを特徴とする。本発明は、溶接するために上側接続棒および下側接続片を使用することによって、高電流の充電および放電に対して低い内部抵抗を実現する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決策を採用する。
上側接続棒と、絶縁および封止効果を有するラバー片と、筐体と、ロール芯とを、備える電気化学エネルギー貯蔵装置であって、筐体は、円筒形状で少なくとも１つの端部に開口部が設けられ、ラバー片および筐体は、筐体に設けられたくびれた胴部分（ｗａｉｓｔｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ）によって封止されて接続され、ロール芯は筐体の内側の空洞に設けられ、上側接続棒の一端はラバー片を貫通して負極溶接片へ導通して接続される一方で、上側接続棒の他端はロール芯へ導通して接続され、ロール芯は、下側接続片によって筐体へ導通して接続され、正極溶接片が筐体へ導通して接続される。

【0006】

さらに、上側接続棒は、アルミニウムから製作され、ロール芯へ溶接するために使用される底面と、底面の片側に設けられたシリンダと、底面の反対側に設けられてロール芯の中央孔と位置決めするために使用される位置決め棒とを備える。ラバー片には第１の貫通孔が設けられ、ラバー片は、第１の貫通孔によって上側接続棒のシリンダにスリーブがつけられる。上側接続棒の底面の直径は、筐体のくびれた胴部分の内径よりも小さい。

【0007】

さらに、ベークライトプレートがラバー片の片側へ固定されて接続され、第２の貫通孔がベークライトプレートの中央に設けられて、プレートを貫通して第１の貫通孔に対応する。第１の貫通孔および第２の貫通孔は同じ直径を有する。ベークライトプレートをラバー片へ追加することによって、ラバー片がより良好に封止するようにラバー片の強度を高める。

【0008】

さらに、固定片が上側接続棒と負極溶接片との間に設けられる。第３の貫通孔が固定片の中央で固定片を貫通し、上側接続棒のシリンダは、第３の貫通孔を貫通して溶接によって第３の貫通孔の縁部に固定され、負極溶接片は固定片へ導通して接続される。

【0009】

さらに、負極溶接片および正極溶接片は両方ともアルミニウムから製作され、ニッケルまたは錫でめっきされ、回路基板へ溶接されることができ使用し易い。
さらに、下側接続片はアルミニウムから製作され、ロール芯へ溶接される。位置決め孔が下側接続片の中央から突出し、ロール芯の中央孔に挿入される。

【0010】

さらに、第１の防爆弁が筐体の底部の中央に設けられ、第２の防爆弁が筐体の側壁に設けられる。
さらに、第１の防爆弁は、筐体の端部で側壁に形成された第１の溝であり、第１の溝の厚さは、筐体の端部で側壁の厚さよりも小さく、第２の防爆弁は、筐体の側壁に形成された第２の溝であり、第２の溝の厚さは、筐体の側壁の厚さよりも小さい。

【0011】

さらに、正極溶接片には、正極溶接片を貫通する第３の貫通孔が設けられ、第３の貫通孔の直径は、第１の防爆弁の外径よりも大きい。このことは防爆弁が通常、設定された圧力の範囲内で開口することができることを確実にする。

【0012】

さらに、ラバー片はブチルラバーまたはエチレンプロピレンジエンモノマーラバーから製作される。ラバー片のコストはアルミニウム製のカバープレートよりも低い。

【発明の効果】

【0013】

従来技術と比較して、本発明は以下の利点を有する。
１．本発明は、軸方向電気化学エネルギー貯蔵装置である、電気化学エネルギー貯蔵装置を提供する。上側接続棒および下側接続片が溶接するために使用され、高電流の充電および放電に対して内部抵抗を低くし、正極溶接片および負極溶接片が回路基板へ本発明を溶接するために使用される。

【0014】

２．上側接続棒は固定片に溶接されてラバー片が使用時に変形しないようにラバー片の強度を改善する。ベークライトプレートがラバー片の表面に設けられてラバー片の強度を高めて変形を防ぐ。従来の針型製品と比較して、液漏れの危険がより低いと同時に、本発明によって提供される構造のラバー片は、従来のアルミニウムカバープレートよりも著しく安価である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の分解構造図である。

【図2】組み立て後の本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の概略構造図である。

【図3】図２のＡ－Ａの断面図である。

【図4】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置のベークライトプレートを有するラバー片の概略構造図である。

【図5】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の上側接続棒の概略構造図である。

【図6】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の第１の防爆弁の概略構造図である。

【図7】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の第２の防爆弁の概略構造図である。

【図8】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の下側接続片の概略構造図である。

【図9】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の正極溶接片の概略構造図である。

【図10】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置の負極溶接片の概略構造図である。

【図11】本発明の電気化学エネルギー貯蔵装置のロール芯の概略構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面における参照符号：１－負極溶接片、２－固定片、３－ラバー片、４－上側接続棒、５－ロール芯、６－下側接続片、７－筐体、８－正極溶接片、９－くびれた胴部分、３１－ベークライトプレート、４１－シリンダ、４２－底面、４３－位置決め棒、５１－ロール芯の中央孔、６１－位置決め孔。

【0017】

実施形態を参照して、以下においてさらに本発明を説明する。説明される実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、いくつかのみである。本発明の実施形態に基づいて、当業者により何ら発明の作業をすることなく得られた全ての他の実施形態は、本発明の範囲内にある。

【0018】

実施形態１
図１～図３に示されるように、上側接続棒４と、絶縁および封止効果を有するラバー片３と、筐体７と、ロール芯５とを、備える電気化学エネルギー貯蔵装置であって、筐体７は、円筒形状で少なくとも１つの端部に開口部が設けられ、ラバー片３および筐体７は、筐体７に設けられたくびれた胴部分９によって封止されて接続され、ロール芯５は筐体７の内側の空洞に設けられ、上側接続棒４の一端はラバー片３を貫通して負極溶接片１へ導通して接続される一方で、上側接続棒４の他端はロール芯５へ導通して接続され、ロール芯５は、下側接続片６によって筐体７へ導通して接続され、正極溶接片８が、導通して接続するために筐体７へ貫通して溶接され、さらに、正極溶接片８は、筐体７および下側接続片６を介してロール芯５の正極へ導通して接続される。負極溶接片１および正極溶接片８は両方ともアルミニウムから製作され、ニッケルまたは錫でめっきされ、回路基板へ溶接されることができて使用し易い。本実施形態では、ラバー片３はブチルラバーまたはエチレンプロピレンジエンモノマーラバーから製作される。ラバー片のコストはアルミニウム製のカバープレートよりも低い。

【0019】

図５および図１１に示されるように、本実施形態では、上側接続棒４は、アルミニウムから製作される。上側接続棒４は、ロール芯５へ溶接された底面４２と、底面４２の片側に設けられたシリンダ４１と、底面４２の反対側に設けられてロール芯５の中央孔と位置決めするために使用される位置決め棒４３とを備える。位置決め棒４３の直径は、ロール芯５の中央孔の直径よりもわずかに小さく、位置決め棒は、位置決めするためにロール芯５の中央孔に設置されることができる。底面４２は、溶接によってロール芯５へ導通して接続されてもよい。ラバー片３には第１の貫通孔が設けられ、ラバー片３は、第１の貫通孔によって上側接続棒４のシリンダ４１にスリーブがつけられる。上側接続棒４の底面４２の直径は、筐体７のくびれた胴部分９の内径よりも小さい。

【0020】

より詳細には、固定片２が上側接続棒４と負極溶接片１との間に設けられる。第３の貫通孔が固定片２の中央で固定片を貫通し、上側接続棒４のシリンダ４１は、第３の貫通孔を貫通して溶接によって第３の貫通孔の縁部に固定される。負極溶接片１は、上側接続棒４と導通して接続するために固定片２へ貫通して溶接され、さらに、負極溶接片１は、固定片２および上側接続棒４を介してロール芯５へ導通して接続される。

【0021】

電気化学エネルギー貯蔵装置は、ラバー片３、筐体７、ロール芯５などの構造を備える。ラバー片３は筐体７に嵌合して筐体の外側に位置し、ロール芯５は、筐体７とラバー片３との間に形成された空洞に位置する。ラバー片３の第１の貫通孔は上側接続棒４から突出し、上側接続棒４のシリンダ４１は貫通してラバー片３の第１の貫通孔に固定され、上側接続棒４の底面４２は、ロール芯５の一端へ溶接される。絶縁ラバー片３は筐体７の開口部へ封止されて接続され、上側接続棒４のシリンダ４１は外側へ露出され、固定プレートを介して負極溶接片１へ導通して接続される。下側接続片６は、溶接によって筐体７へ固定され、電気化学エネルギー貯蔵装置の負極および正極はそれぞれ、上側接続棒４および下側接続片６から導出され、負極および正極の溶接片１は、外側へ導かれ、負極および正極の溶接片１はそれぞれ、筐体７の底部および固定片２へ溶接されるので、製品の回路基板への溶接を容易にする。

【0022】

図４に示されるように、ラバー片３の強度を改善するために、ベークライトプレート３１がラバー片３の片側へ固定されて接続され、ラバー片３はベークライトプレート３１と同じ外径を有する。第２の貫通孔がベークライトプレート３１の中央に設けられて、プレートを貫通して第１の貫通孔に対応する。第１の貫通孔および第２の貫通孔は同じ直径を有する。ベークライトプレート３１をラバー片３へ追加することによって、ラバー片がより良好に封止するようにラバー片３の強度を高める。

【0023】

実施形態２
図８に示されるように、本実施形態は、実施形態１に基づいてさらに最適化される。実施形態１と比較された本実施形態の改善が説明の焦点であり、類似点は繰り返されない。本実施形態では、下側接続片６は、アルミニウムから製作され、溶接によってロール芯５の正極へ導通して接続されてもよい。位置決め孔６１が、下側接続片６の中央から突出し、位置決め孔６１の外径は、ロール芯５の中央孔の外径よりも小さいので、位置決めするためにロール芯５の中央孔に位置決め孔を配置することができる。

【0024】

実施形態３
図６および７に示されるように、本実施形態は、実施形態１に基づいてさらに最適化される。実施形態１と比較された本実施形態の改善が説明の焦点であり、類似点は繰り返されない。本実施形態では、第１の防爆弁が筐体７の底部の中央に設けられ、第２の防爆弁が筐体７の側壁に設けられる。

【0025】

第１の防爆弁は筐体７の端部で側壁に形成された第１の溝であり、第１の溝の厚さは、筐体７の端部で側壁の厚さよりも小さく、第２の防爆弁は、筐体７の側壁に形成された第２の溝であり、第２の溝の厚さは、筐体７の側壁の厚さよりも小さい。図９および図１０に示されるように、正極溶接片８には正極溶接片を貫通する第３の貫通孔が設けられ、第３の貫通孔の直径は、第１の防爆弁の外径よりも大きい。このことは防爆弁が通常、設定された圧力の範囲内で開口することができることを確実にする。

【0026】

本発明の好ましい実施形態を上述したにすぎず、本発明を限定することは意図されていない。本発明の趣旨および原理から逸脱することなく行われる任意の修正、同等の置換、または改善は、本発明の範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】