專(zhuān)利名稱(chēng)：電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及各種電子設(shè)備和混合式汽車(chē)的再生用、或者蓄電用等中使 用的電容器。
背景技術(shù)：
圖2是用于表示這種現(xiàn)有的電容器的元件11 (未圖示)的內(nèi)部構(gòu)造的
展開(kāi)圖。元件ll的構(gòu)造為在由鋁箔構(gòu)成的集電體27上將形成了分極性
電極層25的正負(fù)一對(duì)電極向相互相反的方向上錯(cuò)開(kāi)位置，在其間夾設(shè)隔 離物26而巻繞。在集電體27中，沒(méi)有形成分極性電極層25的部分是分 極性電極層的未形成部，其一部分成為陽(yáng)極21b和陰極21c。圖3是示出 了現(xiàn)有的電容器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在圖3中，在元件11中具有中空部lla。 從元件11的兩端面分別取出陽(yáng)極和陰極。元件11與驅(qū)動(dòng)用電解液(未圖 示) 一起收納于收容了他們的鋁制的有底筒狀的金屬殼體12內(nèi)。在金屬 殼體12中具有以嵌入元件11的中空部lla內(nèi)的方式與內(nèi)底面一體設(shè)置的 突起12a。將該突起12a嵌入元件11的中空部lla內(nèi)并插入金屬殼體12 內(nèi)，通過(guò)激光焊接元件11的陰極側(cè)端面和金屬殼體12的內(nèi)底面進(jìn)行機(jī)械 且電接合。鋁制的端子板13與元件11的陽(yáng)極側(cè)端面接合，并且配設(shè)在金 屬殼體12的開(kāi)口部并進(jìn)行密封。
圖4A、圖4B、圖4C、圖4D分別是表示現(xiàn)有的電容器中使用的端子 板13的結(jié)構(gòu)的外表面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖、內(nèi)表面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖、圖4B中的4C一 4C剖面圖、圖4B中的4D—4D剖面圖。該端子板13以接合元件11的陽(yáng) 極側(cè)端面的內(nèi)表面作為基準(zhǔn)面D (參照?qǐng)D4D)，使該基準(zhǔn)面具有除了外周 部13a和從該外周部13a朝向中心的多個(gè)帶狀的接合部13b之外的其他部 分向外側(cè)隆起的結(jié)構(gòu)。在電容器的組裝中，通過(guò)激光焊接對(duì)接合部13b和 元件11的陽(yáng)極側(cè)端面進(jìn)行機(jī)械且電接合。
此外，在該端子板13的內(nèi)表面中央設(shè)置嵌入元件11的中空部lla內(nèi)的突起13c。而且在該端子板13的外表面?zhèn)仍O(shè)置外部連接用的陽(yáng)極端子
13d，并且在外表面?zhèn)鹊耐庵苌戏謩e成圓環(huán)狀地設(shè)置用來(lái)嵌入后述的密封 用橡膠15的臺(tái)階部13e和該臺(tái)階部13e的大致中央的突起13f。此外，在 外面?zhèn)仍O(shè)置的止轉(zhuǎn)部13g和具有兼作電解液注入部的安全閥安裝孔13h (安全閥未圖示)。
在圖3中，將在端子板13的內(nèi)表面設(shè)置的突起13c嵌入到元件11的 中空部11a內(nèi)，通過(guò)激光焊接將元件11的陽(yáng)極側(cè)端面接合到接合部13b 上。將該端子板13隔著絕緣部件14配置在金屬殼體12的開(kāi)口部，在端 子板13的外面周緣上配置了密封用橡膠15的狀態(tài)下，通過(guò)對(duì)金屬殼體12 的開(kāi)口端進(jìn)行巻邊加工以壓接密封用橡膠15，進(jìn)行密封，構(gòu)成電容器。
如此構(gòu)成的現(xiàn)有的電容器由于端子板13的基準(zhǔn)面成為與元件11的陽(yáng) 極側(cè)端面的接合部，所以從元件11的陽(yáng)極側(cè)端面到加工后的金屬殼體12 上端的尺寸極小，結(jié)果是由于能夠提高相同高度的電容器中元件11的高 度，所以在實(shí)現(xiàn)電容提高的同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)低電阻化。
再有，作為與該申請(qǐng)的發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)信息，例如已知專(zhuān)利 文獻(xiàn)l。
在現(xiàn)有的電容器中，通過(guò)激光焊接將元件11的陽(yáng)極側(cè)端面以及陰極 側(cè)端面分別與端子板13的內(nèi)表面以及金屬殼體12的內(nèi)底面接合。通過(guò)該 激光焊接進(jìn)行接合的部分是在通過(guò)將端子板13的內(nèi)表面上設(shè)置的多個(gè)帶 狀的接合部13b (雖未圖示，但與金屬殼體12的內(nèi)底面結(jié)構(gòu)相同)按壓到 元件11的陽(yáng)極側(cè)端面上，從而將陽(yáng)極側(cè)端面以局部壓潰的狀態(tài)進(jìn)行激光 焊接。
作為具體的制造方法，是將元件11插入金屬殼體12內(nèi)，接著在金屬 殼體12的開(kāi)口部配置端子板13，通過(guò)向該端子板13加壓，在設(shè)置于金屬 殼體12的內(nèi)底面上的接合部處將元件11的陰極側(cè)端面局部地壓潰，同時(shí) 在設(shè)置于端子板13的內(nèi)表面上的接合部13b處將元件11的陽(yáng)極側(cè)端面局 部地壓潰，然后進(jìn)行激光焊接的方法。
因此，是否能夠?qū)⒃?1的陽(yáng)極側(cè)端面以及陰極側(cè)端面壓潰成所希 望的形狀/尺寸決定了激光焊接的質(zhì)量。但是，由于元件11的陽(yáng)極側(cè)端面 以及陰極側(cè)端面的壓潰狀態(tài)不能從外觀上確認(rèn)，所以只能對(duì)激光焊接后的接合狀態(tài)及其強(qiáng)度進(jìn)行管理。結(jié)果是由于元件11的陽(yáng)極側(cè)端面或陰極側(cè) 端面的壓潰狀態(tài)不好，在通過(guò)激光焊接所形成的接合中產(chǎn)生偏差，由此使 焊接部位不夠從而產(chǎn)生電極引出電阻的增加和連接電阻的增加。因此，存 在著在對(duì)電容器施加充放電負(fù)載時(shí)產(chǎn)品發(fā)熱變大，產(chǎn)品壽命變短的問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2006—173440號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有的問(wèn)題，提供了一種可以高精度地進(jìn)行元件、端子
板以及金屬殼體的接合，發(fā)揮優(yōu)異的接合可靠性的電容器。本發(fā)明包括 在兩端形成了一對(duì)電極部的元件；收容該元件以及驅(qū)動(dòng)用電解液，并且使 元件一側(cè)的電極與在內(nèi)底面上成凸?fàn)钤O(shè)置的接合部接合的金屬殼體；使元 件的另一側(cè)的電極與在內(nèi)表面上成凸?fàn)钤O(shè)置的接合部接合并密封金屬殼 體的開(kāi)口部的端子板，在金屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與元件的接合部的面 積Sl、在端子板的內(nèi)表面上設(shè)置的與元件的接合部的面積S2、除去在金 屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與元件的接合部的金屬殼體內(nèi)底面與元件的抵 接面積S3的關(guān)系為S1<S2<S3。
通過(guò)如上的結(jié)構(gòu)，在插入金屬殼體內(nèi)的元件上設(shè)置端子板，通過(guò)向該 端子板加壓而壓縮元件時(shí)，該壓縮的力從面積最小的部分依次向面積大的 部分施加。因此，首先，在金屬殼體的內(nèi)底面上成凸?fàn)钤O(shè)置的接合部使元 件的陰極側(cè)端面的一部分僅壓潰凸?fàn)畹慕雍喜康耐怀龈叨炔糠?，接著該?極側(cè)端面的沒(méi)有被壓潰的剩余部分與金屬殼體的內(nèi)底面抵接，然后在端子 板的內(nèi)表面上成凸?fàn)钤O(shè)置的接合部使元件的陽(yáng)極側(cè)端面的一部分僅壓潰 規(guī)定的尺寸量。從而，由于容易同時(shí)獲得元件的陽(yáng)極側(cè)端面以及陰極側(cè)端 面的規(guī)定的壓潰量，所以能夠通過(guò)激光焊接形成穩(wěn)定的接合部。因此，即 使進(jìn)行大電流的充放電也能夠抑制產(chǎn)品發(fā)熱，能夠得到抑制壽命變差以及 特性變差，實(shí)現(xiàn)可靠性?xún)?yōu)異的電容器的效果。


圖1A是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的電容器的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖1B是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的電容器的結(jié)構(gòu)的主視剖面圖。圖ic是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的電容器的結(jié)構(gòu)的仰視圖。
圖2是表示現(xiàn)有的電容器的結(jié)構(gòu)的展開(kāi)圖。
圖3是表示現(xiàn)有的電容器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4A是表示現(xiàn)有的電容器中使用的端子板的結(jié)構(gòu)的外表面?zhèn)攘Ⅲw圖。
圖4B是表示現(xiàn)有的電容器中使用的端子板的結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面?zhèn)攘Ⅲw圖。
圖4C是表示現(xiàn)有的電容器中使用的端子板的4C一4C剖面圖。
圖4D是現(xiàn)有的電容器中使用的端子板的4D—4D剖面圖。
符號(hào)說(shuō)明
1元件
la中空部
lb陽(yáng)極電極部
lc陰極電極部
2 金屬殼體 2a、 3a接合部 2b擠壓加工部
3 端子板 3b端子部
4 絕緣部件
5 密封橡膠
6 壓力調(diào)整閥
具體實(shí)施例方式
圖1A、圖1B、圖1C分別是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的電容器的結(jié)構(gòu) 的俯視圖、主視剖面圖、仰視圖。元件l與現(xiàn)有的構(gòu)造相同。S卩，元件l
的構(gòu)成為通過(guò)使含有鋁箔的集電體上除一端以外，將形成了分極性電極
層的正負(fù)一對(duì)電極在彼此相反的方向上重疊，在其間夾設(shè)隔離物并進(jìn)行巻 繞，由此使正負(fù)電極的各分極性電極層未形成部在彼此對(duì)置的端面上露
出，將陽(yáng)極電極部lb和陰極電極部lc分別從該元件l的兩端面取出。在 中心具有中空部la。金屬殼體2是收容了元件1和驅(qū)動(dòng)用電解液(未圖示)的鋁制的有底
圓筒狀殼體。利用在該金屬殼體2的內(nèi)底面上設(shè)置為帶狀呈凸型突出的接 合部2a，將插入金屬殼體2內(nèi)的元件1的一側(cè)的端面上設(shè)置的陰極電極部 lc壓潰，通過(guò)從外部向該接合部2a照射激光進(jìn)行激光焊接，機(jī)械且電接 合金屬殼體2與元件1的陰極電極部lc。
鋁制的端子板3具有在其內(nèi)表面的大致中央處成帶狀突出設(shè)置的接合 部3a、外部連接用的端子部3b。由接合部3a將在元件1的另一側(cè)的端面 上設(shè)置的陽(yáng)極電極部lb壓潰，通過(guò)從外部向該接合部3a照射激光進(jìn)行激 光焊接，進(jìn)行機(jī)械且電接合，將元件1的陽(yáng)極從端子板3中取出。
設(shè)置在端子板3的外周面與金屬殼體2的內(nèi)周面之間使二者絕緣的截 面為L(zhǎng)形的圓環(huán)狀的絕緣部件4通過(guò)由擠壓加工部2b對(duì)金屬殼體2的外 周面進(jìn)行橫向擠壓加工來(lái)定位。密封橡膠5配置在上述端子板3的上表面 周緣，通過(guò)對(duì)金屬殼體2的開(kāi)口端進(jìn)行巻邊加工而壓縮進(jìn)行密封。壓力調(diào) 整閥6被設(shè)置為堵塞設(shè)置在上述端子板3的電解液注入用的連通孔。
更具體地說(shuō)明根據(jù)如此構(gòu)成的本實(shí)施方式的電容器。首先，將元件1 制作成(D25xl30L (mm)的尺寸，陽(yáng)極電極部lb和陰極電極部lc分別高 4mm。在金屬殼體2的內(nèi)底面中央處以帶狀突出設(shè)置的接合部2a寬3mm、 長(zhǎng)22mm、突出高度0.2 0.8mm。由此，接合部2a的面積Sl為66mm2。
突出高度0.2 0.8mm與元件1的陰極電極部lc組裝時(shí)與底面抵接而 被壓接并變形的高度相同。其高度為該值以下時(shí)，可能僅通過(guò)不夠的高度 進(jìn)行激光焊接時(shí)的接合力變?nèi)?。此外，其高度為該值以上時(shí)，可能焊接部 進(jìn)入元件1中，成為電容降低等特性變差的原因。
在端子板3的內(nèi)表面大致中央處以帶狀突出設(shè)置的接合部3a寬4mm、 長(zhǎng)22mm，由于與成為端子板3的基準(zhǔn)面的外周部在同一個(gè)面上，所以其 突出高度的表觀值為零，但是由于該接合部3a以外向外表面?zhèn)裙钠?，?以實(shí)際上僅接合部3a突出，由此，接合部3a的面積S2為88mm2。
除去在金屬殼體2內(nèi)底面上設(shè)置的與元件1接合的接合部2a之外， 金屬殼體2的內(nèi)底面與元件1的抵接面積S3為元件1的面積(圖1C的虛 線(xiàn)內(nèi)的491mm2)—接合部2a的面積Sl (66mm2) =425 mm2，這些各面 積的關(guān)系為S1<S2<S3。因此，在制造本實(shí)施方式的電容器時(shí)，將元件1插入金屬殼體2內(nèi)，
在該元件1上配置端子板3，通過(guò)將該端子板3向金屬殼體2的內(nèi)底面?zhèn)?加壓，將元件1的陽(yáng)極電極部lb以及陰極電極部lc的一部分壓潰時(shí)，由
于從每單位面積施加了最大負(fù)荷的部分開(kāi)始被壓潰，所以根據(jù)上述各面積
的關(guān)系，能夠控制S1和S2的壓潰量。
艮P，由在金屬殼體2內(nèi)底面上設(shè)置的接合部2a壓潰元件1的陰極電 極部lc的一部分，接著，元件1的陰極電極部lc的沒(méi)有被壓潰的剩下的 部分與金屬殼體2內(nèi)底面抵接，然后由在端子板3內(nèi)表面上設(shè)置的接合部 3a壓潰元件l的陽(yáng)極電極部lb的一部分，加工結(jié)束，所以可以通過(guò)在金 屬殼體2內(nèi)底面上設(shè)置的接合部2a以及在端子板3內(nèi)表面上設(shè)置的接合 部3a的面積和高度的設(shè)定、以及金屬殼體2的外底面和端子板3的外表 面在壓縮前后的距離，將陰極電極部lc以及陽(yáng)極電極部lb的壓潰量控制 為任意量，能夠確保為防止集電體的熔斷所必須的集電體重疊厚度。
由此，可以在將元件1的陽(yáng)極電極部lb以及陰極電極部lc的一部分 壓潰規(guī)定的形狀/尺寸后進(jìn)行激光焊接，確保為防止集電體的熔斷所必須的 集電體重疊厚度(在端子板以及殼由鋁構(gòu)成，并且集電體由鋁構(gòu)成箔的情 況下，集電體的重疊厚度大概是直接進(jìn)行激光照射的外裝部件的厚度的 10%以上)，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行激光焊接接操作。因此，接合的質(zhì)量穩(wěn)定，即 使進(jìn)行大電流的充放電，也能夠抑制產(chǎn)品發(fā)熱，能夠抑制壽命變差和特性 變差，獲得可靠性?xún)?yōu)異的電容器。
再有，底面的接合部2a寬3mm、長(zhǎng)22mm、突出高度0.2 0.8mm， 但是該長(zhǎng)度22mm與元件1的端面的直徑部分大致相等地相接。在組裝元 件1時(shí)，陰極電極部lc的一部分被壓潰，但是在將加工為使在元件的兩 端面上突出的集電體突出部分向內(nèi)周方向傾斜，從而使元件端面的直徑變 小的元件插入到殼體中后，壓潰為預(yù)先向直徑變小的方向變形。利用這種 結(jié)構(gòu)形成的接合部的長(zhǎng)度方向與元件1的直徑部分的幾乎整個(gè)區(qū)域的陰極 電極部焊接。雖然陰極電極部lc巻繞，但是在底面的接合部被焊接到其 幾乎全部外周的陰極電極部上時(shí)，電容器的特性?xún)?yōu)良。這是由于在充放電 時(shí)迂回的路徑的電流的流量變少，電感成分和電阻成分減少。
設(shè)置為在端子板3的內(nèi)表面的大致中央處以帶狀突出的接合部3a寬4mm、長(zhǎng)22mm。該長(zhǎng)度22mm還與上述底面的長(zhǎng)度相同，與元件1的直 徑部分大致相等地相接，具有與上述相同的效果。
此外，僅使各個(gè)面積的關(guān)系為S1<S2<S3,通過(guò)適當(dāng)?shù)叵拗萍す夂附?的激光照射范圍，從而即使對(duì)于平面狀的底面和平面狀的端子面也能夠?qū)?現(xiàn)。但是，不采取如本發(fā)明的突出形狀，使平面形狀的元件端面與悍接部 抵接的情況下，難以抑制從元件的端面突出的集電體的重疊狀態(tài)，不能以 高的尺寸精度進(jìn)行焊接。通過(guò)形成如本發(fā)明的突出部，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的激光加 工。
在本實(shí)施例中，底面的突出的接合部分2a與端子板的突出部分3a分 別具有文字一的直線(xiàn)狀的形狀。通過(guò)使他們具有簡(jiǎn)單的形狀，即使進(jìn)行短 時(shí)間的激光焊接加工，也能夠取得可靠性好的效果。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的電容器具有能夠高精度地進(jìn)行元件和端子板以及金屬殼體 的接合，發(fā)揮優(yōu)異的可靠性的效果，可以用作要求特別嚴(yán)格的使用環(huán)境的 汽車(chē)用的領(lǐng)域等。
權(quán)利要求
1.一種電容器，具有如下構(gòu)成的元件，在由金屬箔構(gòu)成的集電體上除一端之外，將形成了分極性電極層的正負(fù)一對(duì)電極以彼此相反方向重疊，在所述電極之間夾設(shè)隔離物并進(jìn)行卷繞，由此使正負(fù)電極的各個(gè)前期分極性電極層的未形成部在對(duì)置的端面露出，形成一對(duì)電極取出部；有底筒狀的金屬殼體，其收容所述元件與驅(qū)動(dòng)用電解液，并且使所述元件的一側(cè)的電極與在內(nèi)底面上突出設(shè)置的接合部接合；端子板，將所述元件的另一側(cè)的電極與在內(nèi)表面上突出設(shè)置的接合部接合，密封所述金屬殼體的開(kāi)口部，其中，在所述金屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與所述元件接合的接合部的接合面積S1、在所述端子板的內(nèi)表面上設(shè)置的與所述元件接合的接合部的接合面積S2、除去在所述金屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與所述元件接合的前期接合部之外的所述金屬殼體內(nèi)底面與所述元件的抵接面積S3的關(guān)系為S1＜S2＜S3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，在所述金屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與所述元件接合的接合部的長(zhǎng)度 方向和在所述端子板的內(nèi)表面上設(shè)置的與所述元件接合的接合部的長(zhǎng)度 方向中的至少任一方與所述元件的直徑部分相接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，將在所述金屬殼體的內(nèi)底面上突出設(shè)置的與所述元件接合的接合部 的突出高度和與前期接合部抵接而被壓接的所述元件的變形高度設(shè)為相 同尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，在所述金屬殼體的內(nèi)底面上設(shè)置的與所述元件接合的接合部以及在 所述端子板的內(nèi)表面上設(shè)置的與元件接合的接合部分別通過(guò)激光焊接進(jìn) 行與所述元件的接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電容器，其中，在所述內(nèi)底面上突出設(shè)置的接合部和在所述端子板的內(nèi)表面上突出 設(shè)置的接合部中的至少一個(gè)具有直線(xiàn)狀的形狀。
全文摘要
電容器包括在兩端上設(shè)置了電極的元件(1)、將元件(1)的陰極電極部(1c)與內(nèi)底面接合部接合并收容的金屬殼體(2)、將元件(1)的陽(yáng)極電極部(1b)與內(nèi)表面的接合部接合并密封金屬殼體(2)的開(kāi)口部的端子板，金屬殼體(2)的接合部(2a)的面積S1、端子板的接合部(3a)的面積S2、除了金屬殼體(2)的接合部(2a)的內(nèi)底面與元件(1)的抵接面積S3的關(guān)系為S1＜S2＜S3。在金屬殼體(2)內(nèi)的元件(1)上配置端子板進(jìn)行加壓時(shí)，利用金屬殼體(2)的接合部(2a)壓潰元件(1)的陰極電極部(1c)后，利用端子板的接合部(3a)壓潰元件(1)的陽(yáng)極電極部(1b)，從而能夠在元件(1)的各電極部(1b、1c)均在所需的壓潰量下進(jìn)行穩(wěn)定的激光焊接，提高接合可靠性。
文檔編號(hào)H01G9/155GK101652823SQ20088000407
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者三浦照久, 川崎周作 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社