單體蓄電池、外裝膜和蓄電組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠?qū)惓r上升的內(nèi)部壓力安全釋放的、可靠性高的單體蓄電池、封裝膜和蓄電組件。本發(fā)明的單體蓄電池包括蓄電元件和封裝體。封裝體收納蓄電元件，該封裝體包括：金屬層，該金屬層具有蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面；層疊在第一主面上的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層；和層疊在第二主面上的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，在金屬層的第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?br>【專利說明】
單體蓄電池、外裝膜和蓄電組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及由封裝膜密封蓄電元件而形成的單體蓄電池、封裝膜和由該單體蓄電池層疊構(gòu)成的蓄電組件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由封裝膜密封蓄電元件而形成的薄膜封裝單體蓄電池被廣泛使用。膜封裝單體蓄電池在使用時，若單體蓄電池的控制電路因某種原因發(fā)生故障導(dǎo)致施加了異常的電壓，或因某種原因?qū)е轮車兊卯惓８邷?，則可能由于電解液溶劑的電解而產(chǎn)生氣體類，導(dǎo)致單體蓄電池的內(nèi)壓上升。內(nèi)壓上升了的膜封裝單體蓄電池中，雖然封裝材料最終會發(fā)生破裂，氣體從該部分噴出，但由于不知道破裂會在哪個部位發(fā)生，所以根據(jù)破裂的部位的不同，可能會對周圍的器件等帶來不良影響。
[0003]為解決這樣的問題，例如專利文獻(xiàn)I中公開了這樣的技術(shù)，S卩，在封裝膜的密封部設(shè)置半島狀的凸出熔接部，并在該凸出熔接部上形成貫通孔，作為因封裝膜膨脹引起的剝離被推進(jìn)時的壓力釋放部。由此，使因膨脹而產(chǎn)生的剝離應(yīng)力集中于凸出熔接部，能夠使得剝離容易推進(jìn)，膨脹時壓力容易釋放。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)I:日本特開2005-203262號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]但是，在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，貫通孔和凸出熔接部的密封寬度較窄，所以從長期可靠性來看，存在水分從熔接樹脂層滲透到內(nèi)部的可能。此外，除專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)之夕卜，還有利用凸起物戳破發(fā)生了膨脹的封裝膜來釋放內(nèi)部壓力的技術(shù)，但要對每個器件安裝作為凸起的部件等，導(dǎo)致成本升高。并且由于始終附帶有凸起物，所以在器件的使用時也需要加以注意。
[0009]鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)l(fā)生異常時所上升的內(nèi)部壓力安全釋放的、可靠性高的單體蓄電池、封裝膜和蓄電組件。
[0010]解決問題的技術(shù)手段
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一技術(shù)方案的單體蓄電池包括蓄電元件和封裝體。
[0012]上述封裝體收納上述蓄電元件，包括:金屬層，該金屬層具有上述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊于上述第一主面的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層；和層疊于上述第二主面的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，在上述金屬層的上述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?br>[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，當(dāng)因單體蓄電池的異常導(dǎo)致單體蓄電池的內(nèi)部壓力上升時，在形成有槽部的部位，金屬層發(fā)生斷裂，內(nèi)部樹脂層從該裂開處膨脹。當(dāng)內(nèi)部壓力進(jìn)一步上升時，內(nèi)部樹脂層發(fā)生破裂，內(nèi)部壓力被釋放。即，內(nèi)部壓力在槽部的形成部位被釋放，因此能夠防止壓力從槽部以外的部分釋放。另外，在通常狀態(tài)下(單體蓄電池沒有發(fā)生異常時)能夠利用金屬層防止水分透過到收納空間，確保單體蓄電池的可靠性。
[0014]上述封裝體可以包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，上述第一區(qū)域中上述內(nèi)部樹脂層具有第一厚度，上述第二區(qū)域中上述內(nèi)部樹脂層具有比上述第一厚度小的第二厚度，上述槽部形成于上述第二區(qū)域。
[0015]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于在槽部所在的部位形成有厚度較小的第二區(qū)域，所以無論內(nèi)部樹脂層的第一厚度如何，均能夠在較低的壓力下使內(nèi)部壓力釋放。
[0016]上述內(nèi)部樹脂層包括熔點(diǎn)比構(gòu)成上述外部樹脂層的樹脂的熔點(diǎn)低的樹脂。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過將加熱器的溫度設(shè)定為比構(gòu)成內(nèi)部樹脂層的樹脂的熔點(diǎn)高、比構(gòu)成外部樹脂層的樹脂的熔點(diǎn)低，使用該加熱器按壓封裝膜，能夠僅對內(nèi)部樹脂層進(jìn)行熱加工，能夠容易地形成內(nèi)部樹脂層的第二區(qū)域。
[0018]上述內(nèi)部樹脂層可以由未拉伸聚丙烯(流延聚丙烯)構(gòu)成，上述外部樹脂層包括:由尼龍構(gòu)成的層疊于上述第二主面的第一外部樹脂層;和由聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的層疊于上述第一外部樹脂層的第二外部樹脂層。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于未拉伸聚丙烯的熔點(diǎn)比聚對苯二甲酸乙二醇酯和尼龍的熔點(diǎn)低，所以能夠利用加熱器進(jìn)行按壓來在由未拉伸聚丙烯構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層容易地形成第二區(qū)域。
[0020]上述槽部可以延續(xù)至上述外部樹脂層。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在異常時使金屬層迅速斷裂，將上升的單體蓄電池的內(nèi)部壓力尚效地釋放。
[0022]上述槽部的一部分或全部可以用絕緣物填充。
[0023]由此，外部樹脂層的強(qiáng)度得到提高，能夠防止通常狀態(tài)下封裝膜發(fā)生斷裂。
[0024]上述絕緣物可以是樹脂。
[0025]作為填充在槽部中的絕緣物，能夠使用樹脂、紙、玻璃等各種絕緣物，但從密封性的觀點(diǎn)來看優(yōu)選樹脂。
[0026]上述第二厚度與上述第一厚度的差可以為20μπι以上50μπι以下。
[0027]通過使內(nèi)部樹脂層的第二厚度比第一厚度薄20μπι以上50μπι以下的范圍，能夠在維持第一區(qū)域中的內(nèi)部樹脂層的強(qiáng)度的同時，使第二區(qū)域中的內(nèi)部樹脂層容易破裂。
[0028]上述金屬層可以是厚度為25μπι以上80μπι以下的鋁箔，上述槽部在上述金屬層中的深度可以為上述金屬層的厚度的1/10以上2/3以下。
[0029]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過使金屬層中的槽部的深度為金屬層的厚度的1/10以上2/3以下，在單體蓄電池的通常狀態(tài)下能夠使金屬層不斷裂，防止來自外部的水分的透過。另外，在異常時金屬層迅速斷裂，所以能夠減小槽部的釋放壓力。
[0030]上述槽部在上述金屬層中的深度可以為上述金屬層的厚度的1/3以上1/2以下。
[0031]由此，不僅能夠在單體蓄電池的通常狀態(tài)下使金屬層不斷裂而防止來自外部的水分的透過，而且在異常時能夠使金屬層迅速斷裂，將上升的單體蓄電池的內(nèi)部壓力安全地釋放。
[0032]上述封裝體可以包括:與上述蓄電元件相對地形成為平面的元件收納部；在上述元件收納部的周緣由上述內(nèi)部樹脂層彼此熱熔接而形成的密封部;和上述收納部與上述密封部之間的中間部，上述槽部形成于上述中間部。
[0033]在將該單體蓄電池層疊而形成蓄電組件的情況下，元件收納部與相鄰的單體蓄電池或其它的部件抵接。因此，在槽部形成于元件收納部的情況下，槽部處的內(nèi)部樹脂層的膨脹會受到其它部件的妨礙。而根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，槽部被設(shè)置在不與其它部件抵接的位置上，因此槽部處的內(nèi)部樹脂層的膨脹不受其它部件的妨礙，能夠減小槽部的釋放壓力。
[0034]上述元件收納部可以通過模壓加工而形成。
[0035]封裝體中可以由具有柔軟性的封裝膜覆蓋蓄電元件，利用蓄電元件的形狀形成元件收納部。另外，封裝體也可以通過模壓加工而預(yù)先形成有元件收納部。
[0036]上述槽部可以形成為與上述密封部的邊緣平行。
[0037]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使槽部處的內(nèi)部樹脂層的膨脹和破裂變得容易，能夠減小槽部的釋放壓力。
[0038]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一技術(shù)方案的封裝膜用于形成收納蓄電元件的收納空間，包括:金屬層，該金屬層具有上述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊于上述第一主面的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層;和層疊于上述第二主面上的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，在上述金屬層的上述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?br>[0039]通過使用具有上述結(jié)構(gòu)的封裝膜來覆蓋蓄電元件，能夠?qū)惓r上升的內(nèi)部壓力安全地釋放，能夠制造可靠性高的單體蓄電池。
[0040]上述槽部可以延續(xù)至上述外部樹脂層。
[0041]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在異常時使金屬層迅速斷裂，將上升的單體蓄電池的內(nèi)部壓力尚效地釋放。
[0042]上述槽部的一部分或全部可以用絕緣物填充。
[0043]由此，外部樹脂層的強(qiáng)度得到提高，能夠防止通常狀態(tài)下封裝膜發(fā)生斷裂。
[0044]上述絕緣物可以是樹脂。
[0045]作為填充在槽部中的絕緣物，能夠使用樹脂、紙、玻璃等各種絕緣物，但從密封性的觀點(diǎn)來看優(yōu)選樹脂。
[0046]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一技術(shù)方案的蓄電組件是由多個單體蓄電池層疊而構(gòu)成的蓄電組件。
[0047]上述單體蓄電池包括蓄電元件和封裝體。
[0048]上述封裝體收納上述蓄電元件，該封裝體包括:金屬層，該金屬層具有上述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊在上述第一主面上的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層;和層疊在上述第二主面上的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，上述封裝體包括:以上述內(nèi)部樹脂層為上述蓄電元件側(cè)來收納上述蓄電元件，與上述蓄電元件相對地形成為平面的元件收納部;在上述元件收納部的周緣由上述內(nèi)部樹脂層彼此熱熔接而形成的密封部;和上述收納部與上述密封部之間的中間部，上述封裝體在上述中間部在上述金屬層的上述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?br>[0049]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，槽部被設(shè)置在封裝體的中間部，即不與其它部件接觸的位置，因此槽部處的內(nèi)部樹脂層的膨脹不受其它部件的妨礙，能夠減小槽部的釋放壓力。
[0050]發(fā)明效果
[0051]如上所述，根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種能夠?qū)l(fā)生異常時上升的內(nèi)部壓力安全釋放的、可靠性高的單體蓄電池、封裝膜和蓄電組件。
【附圖說明】
[0052]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的立體圖。
[0053]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的截面圖。
[0054]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的俯視圖。
[0055]圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜的截面圖。
[0056]圖5是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜的截面圖。
[0057]圖6是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜的截面圖。
[0058]圖7是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的截面圖。
[0059]圖8是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的俯視圖。
[0060]圖9是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的俯視圖。
[0061]圖10是本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池的俯視圖。
[0062]圖11是本發(fā)明實(shí)施方式的蓄電組件的示意圖。
[0063]圖12是本發(fā)明的變形例的單體蓄電池的截面圖。
[0064]圖13是本發(fā)明另一變形例的封裝膜的截面圖。
[0065]圖14是能夠在制造本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜時使用的槽部加工機(jī)的示意圖。
[0066]圖15是表示本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜中的槽部的形成工序的示意圖。
[0067]圖16是能夠在制造本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜時使用的密封機(jī)的示意圖。
[0068]圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜中的薄壁部的形成工序的不意圖。
[0069]圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式的單體蓄電池所具備的封裝膜中的槽部的檢驗(yàn)工序的示意圖。
[0070]圖19是本發(fā)明實(shí)施例的單體蓄電池的示意圖。
[0071]圖20是表示本發(fā)明實(shí)施例的單體蓄電池的加壓試驗(yàn)的結(jié)果的表。
【具體實(shí)施方式】
[0072]以下參照附圖對本發(fā)明實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0073][單體蓄電池的結(jié)構(gòu)]
[0074]圖1是本實(shí)施方式的單體蓄電池10的立體圖，圖2是圖1的D-D線的單體蓄電池10的截面圖。在以下圖中，x方向、Y方向和Z方向是彼此正交的三個方向。
[0075]如圖1和圖2所示，單體蓄電池10包括封裝膜(包裝膜)20、蓄電元件30、正極端子40和負(fù)極端子50。
[0076]在單體蓄電池10中，由2片封裝膜20構(gòu)成的封裝體形成了收納空間R，蓄電元件30被收納在收納空間R中。2片封裝膜20在蓄電元件30的周緣被密封，封裝體具有密封部20a。關(guān)于密封部20a將在后文敘述。
[0077]蓄電元件30如圖2所示具有正極31、負(fù)極32和隔膜33。正極31和負(fù)極32隔著隔膜33相對，被收納在收納空間R中。
[0078]正極31作為蓄電元件30的正極發(fā)揮功能。正極31能夠由包含正極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等的正極材料構(gòu)成。正極活性物質(zhì)例如是活性碳。正極活性物質(zhì)能夠根據(jù)單體蓄電池10的種類而適當(dāng)選擇。
[0079]負(fù)極32作為蓄電元件30的負(fù)極發(fā)揮功能。負(fù)極32能夠由包含負(fù)極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等的負(fù)極材料構(gòu)成。負(fù)極活性物質(zhì)例如是石墨、硬碳等碳類材料。負(fù)極活性物質(zhì)能夠根據(jù)單體蓄電池10的種類而適當(dāng)選擇。
[0080]隔膜33配置在正極31與負(fù)極32之間，使電解液通過并防止正極31與負(fù)極32的接觸(絕緣)。隔膜33能夠由有紡布、無紡布或樹脂微多孔膜等形成。
[0081]在圖2中，正極31和負(fù)極32分別各設(shè)置有一個，但也可分別設(shè)置多個。該情況下，多個正極31和負(fù)極32能夠隔著隔膜33交替層疊。另外，蓄電元件30也可以由正極31、負(fù)極32和隔膜33的層疊體卷繞成卷筒狀。
[0082]蓄電元件30的種類并沒有特別的限定，能夠是鋰離子電容器、鋰離子電池、雙電層電容器等。在收納空間R中，與蓄電元件30—起收納有電解液。該電解液例如是六氟磷酸鋰(LiPF6)的碳酸丙烯酯(PC)溶液，能夠根據(jù)蓄電元件30的種類而選擇。
[0083]正極端子40是正極31的外部端子。如圖2所示，正極端子40經(jīng)正極配線41與正極31電連接，在密封部20a處通過2個封裝膜20之間從收納空間R的內(nèi)部引出到外部。正極端子40能夠?yàn)橛蓪?dǎo)電性材料形成的箔和線材等。
[0084]負(fù)極端子50是負(fù)極32的外部端子。如圖2所示，負(fù)極端子50經(jīng)負(fù)極配線51與負(fù)極32電連接，在密封部20a處通過2個封裝膜20之間從收納空間R的內(nèi)部引出到外部。負(fù)極端子50能夠?yàn)橛蓪?dǎo)電性材料形成的箔和線材等。
[0085]圖3是從Z方向觀察單體蓄電池10的示意圖。如該圖所示，密封部20a形成在蓄電元件30的周緣。密封部20a由封裝膜20彼此熱熔接而形成，將收納空間R密封。密封部20a的寬度例如能夠?yàn)閿?shù)_至數(shù)十_左右。
[0086][封裝膜的結(jié)構(gòu)]
[0087]圖4是封裝膜20的截面圖。如該圖所示，封裝膜20包括金屬層25、內(nèi)部樹脂層26和外部樹脂層27。
[0088]金屬層25是由箔狀(Foil、金屬薄片)的金屬構(gòu)成的層，具有防止大氣中的水分透過的功能。金屬層25如圖4所示具有第一主面25a和其相反側(cè)的第二主面25b。
[0089]金屬層25例如能夠?yàn)橛射X構(gòu)成的金屬箔。另外，金屬層25除此之外也可以是銅箔、鎳箔或不銹鋼箔等。金屬層25的厚度優(yōu)選為25μηι以上80μηι以下。
[0090]內(nèi)部樹脂層26層疊在第一主面25a上，構(gòu)成收納空間R的內(nèi)周面，覆蓋金屬層25實(shí)現(xiàn)絕緣。
[0091 ]內(nèi)部樹脂層26由樹脂構(gòu)成，例如能夠由未拉伸聚丙稀(CPP:Cast polypropylene、流延聚丙烯)構(gòu)成。除此之外，內(nèi)部樹脂層26也能夠由聚乙烯、它們的酸改性物、聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺或乙烯-醋酸乙烯共聚物等構(gòu)成。另外，內(nèi)部樹脂層26也可以由多層樹脂層層疊而構(gòu)成。另外，構(gòu)成內(nèi)部樹脂層26的材料優(yōu)選熔點(diǎn)比構(gòu)成外部樹脂層27的材料低的材料。
[0092]外部樹脂層27層疊在第二主面25b上，構(gòu)成單體蓄電池10的外表面，覆蓋金屬層25實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
[0093]外部樹脂層27能夠由2層樹脂層構(gòu)成。如圖4所示，外部樹脂層27由第一外部樹脂層271和第二外部樹脂層272層疊而構(gòu)成。另外，外部樹脂層27也可以由I層樹脂層構(gòu)成。
[0094]第一外部樹脂層271由尼龍構(gòu)成，第二外部樹脂層272能夠由聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成。另外，第一外部樹脂層271和第二外部樹脂層272的材料除此之外也能夠由聚萘二甲酸乙二醇酯、雙軸拉伸聚丙烯、聚酰亞胺、聚碳酸酯等構(gòu)成。此外，外部樹脂層27(第一外部樹脂層271和第二外部樹脂層272)優(yōu)選使用熔點(diǎn)比構(gòu)成內(nèi)部樹脂層26的材料高的材料。
[0095]通過將具有上述結(jié)構(gòu)的2片封裝膜20隔著蓄電元件30相對，并在密封部20a處實(shí)施了密封的封裝體形成收納空間R。在密封部20a處，2片封裝膜20的內(nèi)部樹脂層26彼此熱熔接。封裝膜20以內(nèi)部樹脂層26成為收納空間R側(cè)(內(nèi)側(cè))，外部樹脂層27成為外表面?zhèn)?外側(cè))的方式配置。
[0096]封裝膜20可以以具有柔軟性的狀態(tài)使用，按照蓄電元件30的形狀形成如圖2所示的周緣彎曲的形狀。另外，封裝膜20也可以在預(yù)先通過模壓(emboss)加工而形成了該形狀的狀態(tài)下使用。在2片封裝膜20中的某一方形成有槽部。
[0097][關(guān)于槽部]
[0098]圖5是包含槽部S的封裝膜20的截面圖。如該圖所示，槽部S從外部樹脂層27的表面形成至金屬層25的中途。如圖5所示，外部樹脂層27在形成有槽部S的部位被完全分開，金屬層25如該圖所示由槽部S部分分開。
[0099]具體而言，能夠使槽部S在金屬層25中具有到達(dá)第一主面25a與第二主面25b之間的深度。如圖5所示，若令金屬層25的厚度為T，則槽部S在金屬層25中的深度F優(yōu)選為厚度T的十分之一(T/10)以上三分之二(2T/3)以下，更優(yōu)選為三分之一(T/3)以上二分之一(T/2)以下。
[0100]另外，封裝膜20可以在內(nèi)部樹脂層26具有形成了薄壁部的區(qū)域，槽部S形成于該區(qū)域。圖6是內(nèi)部樹脂層26具有薄壁部的封裝膜20的截面圖。
[0101]如該圖所示，封裝膜20能夠具有第一區(qū)域Al和第二區(qū)域A2，其中第一區(qū)域Al中內(nèi)部樹脂層26具有第一厚度LI，第二區(qū)域A2中內(nèi)部樹脂層26具有比第一厚度LI薄的第二厚度L2。以下將內(nèi)部樹脂層26中具有第二厚度L2的部分稱為薄壁部26a。其中，第一厚度LI和第二厚度L2并沒有特別的限定，但優(yōu)選第一厚度LI與第二厚度L2的差為20μπι以上50μπι以下的厚度。
[0102]如圖6所示，槽部S能夠形成于第二區(qū)域Α2。即，槽部S從外部樹脂層27以隔著金屬層25與薄壁部26a相對的方式形成。另外，槽部S也可以僅一部分與薄壁部26a相對。
[0103][槽部的效果]
[0104]在單體蓄電池10的使用時，通常狀態(tài)下(蓄電元件30未發(fā)生異常的狀態(tài))，即收納空間R的內(nèi)部壓力為允許范圍內(nèi)的情況下，封裝膜20維持圖5或圖6所示的狀態(tài)。該狀態(tài)下由于槽部S未將金屬層25完全分開，所以能夠利用金屬層25防止水分透過封裝膜20。
[0105]在單體蓄電池10的使用時，在蓄電元件30發(fā)生異常而導(dǎo)致內(nèi)部壓力上升時，封裝膜20發(fā)生膨脹。由此，金屬層25在形成有槽部S的部分發(fā)生斷裂。接著，內(nèi)部樹脂層26局部地從斷裂了的金屬層25的裂口凸出并膨脹到封裝膜20的外部。這樣，當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到一定程度以上時，凸出到外部的內(nèi)部樹脂層26破裂，收納空間R的內(nèi)部壓力被釋放。
[0106]像這樣，由于形成有槽部S，能夠預(yù)先確定內(nèi)部樹脂層26破裂的位置。如果在沒有設(shè)置槽部S的情況下，在封裝體中強(qiáng)度最弱的密封部20a將會開裂，使得內(nèi)部壓力釋放。這樣的情況下，無法預(yù)先確定形成在蓄電元件30的整個周緣的密封部20a的哪個部分會開裂。
[0107]槽部S的深度優(yōu)選為在通常狀態(tài)下金屬層25能夠防止水分的透過，在異常時金屬層25能夠迅速斷裂的深度。具體而言，能夠通過使金屬層25中的槽部S的深度F為金屬層25的厚度T的十分之一 (T/10)以上三分之二 (2T/3)以下來實(shí)現(xiàn)。
[0108]另外，如上所述，在異常時內(nèi)部壓力的釋放因內(nèi)部樹脂層26的破裂而發(fā)生。即，通過調(diào)整內(nèi)部樹脂層26的強(qiáng)度，能夠?qū)Πl(fā)生釋放的內(nèi)部壓力(釋放壓力)進(jìn)行調(diào)整。內(nèi)部樹脂層26的強(qiáng)度能夠由內(nèi)部樹脂層26的厚度來調(diào)整，能夠如圖6所示通過設(shè)置薄壁部26a來調(diào)整內(nèi)部樹脂層26的強(qiáng)度。
[0109]此外，也可以如圖5所示，內(nèi)部樹脂層26具有一定的厚度，在該情況下能夠通過調(diào)整內(nèi)部樹脂層26整體的厚度來調(diào)整內(nèi)部樹脂層26的強(qiáng)度。不論哪種情況，只要槽部S處的內(nèi)部樹脂層26發(fā)生破裂的內(nèi)部壓力比密封部20a發(fā)生開裂的內(nèi)部壓力小即可。
[0110][關(guān)于槽部的形成位置]
[0111]槽部S能夠形成在封裝膜20的除密封部20a以外的任何部位。圖7至圖10是表示槽部S的形成位置的示意圖，圖7是單體蓄電池10的截面圖，圖9至圖10是單體蓄電池10的俯視圖。
[0112]如圖7所示，令封裝體中的與蓄電元件30相對地形成平面的部分為元件收納部20b，元件收納部20b與密封部20a之間的部分為中間部20c。
[0113]如圖8所示，槽部S能夠形成于中間部20c。具體而言，如該圖所示，槽部S能夠以數(shù)十_左右的長度、與最接近的密封部20a的長度方向平行地形成。
[0114]另外，槽部S可以并不一定設(shè)置在中間部20c，也可以如圖9和圖10所示設(shè)置在元件收納部20b上。槽部S的延伸方向并不特別限定，可以如圖9所示與設(shè)置有正極端子40和負(fù)極端子50的密封部20a的長度方向垂直，也可以如圖10所示與該長度方向平行。
[0115][關(guān)于蓄電組件]
[0116]將多個本實(shí)施方式的單體蓄電池10層疊而能夠構(gòu)成蓄電組件。圖11是蓄電組件100的示意圖。如該圖所示，蓄電組件100包括多個單體蓄電池10、導(dǎo)熱片101、板部件102和支承部件103。
[0117]多個單體蓄電池10隔著導(dǎo)熱片101層疊，由支承部件103支承。單體蓄電池10的數(shù)量可以為2以上。單體蓄電池10的正極端子40和負(fù)極端子50能夠由未圖示的配線或端子連接在單體蓄電池10之間。在多個單體蓄電池10的最上方的面和最下方的面上層疊有板部件102。
[0118]當(dāng)單體蓄電池10如該圖所示層疊時，元件收納部20b與導(dǎo)熱片101或板部件102接觸。因此，若槽部S形成于元件收納部20b，則內(nèi)部樹脂層26的膨脹會受到這些部件的妨礙。而槽部S形成于中間部20c的情況下，內(nèi)部樹脂層26的膨脹不受到妨礙，能夠在規(guī)定壓力下釋放內(nèi)部壓力。
[0119][變形例]
[0120]圖12是表示變形例的單體蓄電池10的截面圖，圖13是另一變形例的封裝膜20的截面圖。在上述實(shí)施方式中，單體蓄電池10采用了由2片封裝膜20構(gòu)成的封裝體將收納空間R密封的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。如圖12所示，單體蓄電池10也可以采用這樣的結(jié)構(gòu)，S卩，由I片封裝膜20夾著蓄電元件30折疊，將3片密封而形成封裝體，該封裝體將收納空間R密封。如圖12所示，槽部S能夠形成在封裝膜20的除密封部20a以外的部分。
[0121]另外，如圖13所示，封裝膜20也能夠采用在槽部S中填充絕緣物R的結(jié)構(gòu)。該情況下，槽部S的一部分或全部被絕緣物R填充。絕緣物R并不特別限定，能夠使用樹脂、紙、玻璃等各種絕緣物，但從密封性的觀點(diǎn)來看優(yōu)選樹脂。
[0122][封裝膜的制造方法]
[0123]對本實(shí)施方式的封裝膜20的制造方法進(jìn)行說明。不過，以下所示的制造方法僅為一例，封裝膜20也能夠使用與以下所示的方法不同的方法制造。
[0124]〈槽部形成工序〉
[0125]圖14是形成槽部S時使用的槽部加工機(jī)80的示意圖。如圖14所示，槽部加工機(jī)80包括磨石(hone、珩磨部)81和刀刃82。
[0126]磨石81構(gòu)成為可超聲波振動，且能夠在與刀刃82相對的方向(Z方向)上移動。能夠使磨石81的振動方向?yàn)閆方向。刀刃82以刀尖與磨石81相對的方式被支承。刀刃82的形狀和大小并不特別限定，能夠?yàn)橹本€狀、虛線狀、波浪線狀、圓形狀和四邊形狀等，能夠?yàn)榕c封裝膜20的尺寸相匹配的大小。
[0127]磨石81與刀刃82被配置為，能夠形成在磨石81與刀刃82之間的間隙優(yōu)選為ΙΟμπι以下。另外，槽部加工機(jī)80也可以構(gòu)成為代替使磨石81超聲波振動而使刀刃82超聲波振動。
[0128]圖15是表示槽部的形成工序的示意圖。如圖15(a)所示，將封裝膜20設(shè)置在槽部加工機(jī)80的刀刃82與磨石81之間。接著，如圖15(b)所示，在使磨石81在Z方向上超聲波振動的同時，利用磨石81和刀刃82夾住封裝膜20。
[0129]此時，磨石81的Z方向上的振動傳遞到封裝膜20上，如該圖所示，刀刃82的前端到達(dá)金屬層25的第一主面25a與第二主面25b之間。由此，如圖15(c)所示，在封裝膜20形成了槽部S。
[0130]另外，也能夠在使刀刃82超聲波振動的同時利用刀刃82和磨石81夾住封裝膜20，來形成槽部S。
[0131]此外，若不施加超聲波振動，而是將磨石81按壓在封裝膜20，則根據(jù)刀刃82的刀尖的狀態(tài)和封裝膜20的表面狀態(tài)的不同，槽部S的深度會產(chǎn)生不均勻。但是，如果對刀刃82的刀尖和封裝膜20的表面狀態(tài)加以管理，則即使不使用超聲波振動也能夠進(jìn)行加工。由于槽部S的加工為數(shù)十μπι左右，因此若槽部S的深度不均勻，則槽部S的釋放壓力將受到影響。
[0132]〈薄壁部的形成工序〉
[0133]圖16是表示形成薄壁部26a時使用的密封機(jī)90的示意圖，圖16(a)是主視圖，圖16(b)是側(cè)視圖。密封機(jī)90包括加熱器91和加熱器92。
[0134]加熱器91從內(nèi)部樹脂層26—側(cè)按壓封裝膜20進(jìn)行加熱。加熱器91的溫度可調(diào)節(jié)，具有改變加熱器對封裝膜20的按壓推力的功能。
[0135]加熱器92從外部樹脂層27—側(cè)按壓封裝膜20進(jìn)行加熱。加熱器92的溫度可調(diào)節(jié)，具有改變加熱器對封裝膜20的按壓推力的功能。
[0136]另外，加熱器91和加熱器92被調(diào)整為相同溫度。此外，為了確保薄壁部26a的厚度的均勻性，加熱器91與加熱器92的平行度優(yōu)選能在±0.02mm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0137]圖17是表示薄壁部26a的形成工序的示意圖。如圖17(a)所示，將封裝膜20設(shè)置于密封機(jī)90。此時，以內(nèi)部樹脂層26位于加熱器91 一側(cè)，外部樹脂層27位于加熱器92—側(cè)的方式設(shè)置。接著，將加熱器91和加熱器92按壓在封裝膜20進(jìn)行加熱。
[0138]此處，本實(shí)施方式的封裝膜20的內(nèi)部樹脂層26能夠由熔點(diǎn)比構(gòu)成外部樹脂層27的材料的熔點(diǎn)低的材料構(gòu)成。由此，通過將加熱器91和加熱器92的溫度設(shè)定為比構(gòu)成內(nèi)部樹脂層26的材料的熔點(diǎn)高、且比構(gòu)成外部樹脂層27的材料的熔點(diǎn)低，如圖17(b)所示，僅在內(nèi)部樹脂層26—側(cè)形成薄壁部26a而不會損壞(熔化)槽部S。
[0139]通過調(diào)整加熱器91和加熱器92的溫度、推力、按壓時間等的參數(shù)，能夠控制薄壁部26a的熔化量(變薄的量)。薄壁部26a理想上以與槽部S的整體相對的方式形成，但只要能夠確保釋放壓力，也可以形成為與槽部S的一部分相對。
[0140]〈槽部檢驗(yàn)工序〉
[0141]圖18是封裝膜20的檢驗(yàn)工序的示意圖。封裝膜20在形成了薄壁部26a和槽部S后，如圖18所示，被彎曲為圓筒狀來檢驗(yàn)槽部S的深度。
[0142]具體而言，如圖18所示，將封裝膜20彎曲為圓筒狀來使槽部S擴(kuò)張開，在暗室中從內(nèi)部樹脂層26—側(cè)照射背光，從外部樹脂層27—側(cè)確認(rèn)是否有漏光。此時，在金屬層25貫通或存在龜裂的情況下，能夠確認(rèn)到來自槽部S的漏光。在金屬層25沒有異常的情況下，確認(rèn)不到來自槽部S的漏光。通過使封裝膜20呈圓筒狀，槽部S被強(qiáng)制地張開，容易確認(rèn)漏光。
[0143]該檢驗(yàn)方法不僅能夠確認(rèn)槽部S的形成時金屬層25是否貫通，還能夠確認(rèn)金屬層25是否因形成槽部S時的超聲波振動的影響而產(chǎn)生龜裂。另外，該檢驗(yàn)方法為非破壞性檢驗(yàn)，所以能夠?qū)θ糠庋b膜20進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0144]另外，封裝膜20在允許滲透液附著的情況下，也可以利用滲透液進(jìn)行槽部S的檢驗(yàn)。
[0145][單體蓄電池的制造方法]
[0146]本實(shí)施方式的單體蓄電池10能夠采用以下方式制造，S卩，使用通過上述制造方法制成的封裝膜20包圍蓄電元件30，在填充電解液后，利用密封部20a密封。在利用2片封裝膜20將收納空間R密封的情況下，能夠使用具有槽部S的封裝膜20和不具有槽部S的封裝膜20。在利用I片封裝膜20將收納空間R密封的情況下，能夠使用具有槽部S的封裝膜20。
[0147][實(shí)施例]
[0148]以下對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明。制作并評價上述實(shí)施方式中說明的單體蓄電池。圖19是從Z方向觀察本發(fā)明實(shí)施例的單體蓄電池的示意圖。
[0149][單體蓄電池的制作]
[0150]首先，使用粘接劑將由厚度80μηι的未拉伸聚丙稀(CPP:Cast polypropylene、流延聚丙烯)構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層層疊于由厚度40μπι的鋁構(gòu)成的金屬層。接著，在金屬層的層疊了內(nèi)部樹脂層的相反側(cè)的面，使用粘接劑層疊由取向尼龍(oriented nylon)構(gòu)成的厚度為15μπι的第一外部樹脂層。然后，在第一外部樹脂層之上，使用粘接劑層疊由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)構(gòu)成的厚度為12μπι的第二外部樹脂層，制成厚度為156μπι的層疊膜。
[0151]接著，在層疊膜上形成長度為50mm的槽部。槽部的深度為貫通第一外部樹脂層和第二外部樹脂層，并到達(dá)金屬層的厚度的一半左右(20μπι)的深度。接著，在內(nèi)部樹脂層形成薄壁部，制成封裝膜。薄壁部的厚度為30μπι。
[0152]然后，使用形成有槽部的封裝膜和沒有形成槽部的封裝膜包圍蓄電元件，使兩封裝膜的內(nèi)部樹脂層熱熔接而形成密封部(參照圖2)，將蓄電元件密封從而得到單體蓄電池。此時，如圖19所示，使正極端子和負(fù)極端子一側(cè)的密封部的寬度為10_，這之外的密封部的寬度為6mm。另外，如該圖所示，槽部形成在自正極端子和負(fù)極端子一側(cè)的密封部的端部起13mm的位置。
[0153]制作尺寸不同的2種單體蓄電池。單體蓄電池A的X方向的寬度為122mm。單體蓄電池B的X方向的寬度為84_。另外，對于單體蓄電池A和單體蓄電池B，分別制作內(nèi)部樹脂層不具有薄壁部的試樣。
[0154][單體蓄電池的加壓試驗(yàn)]
[0155]測量各單體蓄電池的釋放壓力。在利用板部件夾持單體蓄電池的狀態(tài)下，和不利用板部件夾持單體蓄電池的狀態(tài)下進(jìn)行測量。利用板部件夾持的狀態(tài)，是用于重現(xiàn)蓄電組件中的單體蓄電池的狀態(tài)。
[0156]測量結(jié)果表示于圖20中?！盁o按壓”是不利用板部件夾持單體蓄電池的狀態(tài)下測量的結(jié)果，“有按壓”是利用板部件夾持單體蓄電池的狀態(tài)下測量的結(jié)果。如該圖所示能夠確認(rèn)，無論單體蓄電池的尺寸、蓄電元件的狀態(tài)如何，形成有薄壁部的單體蓄電池的釋放壓力均較低。另外，在任一結(jié)構(gòu)中，壓力釋放都是從槽部釋放的。
[0157]因而，根據(jù)這些結(jié)果可確認(rèn)，通過在內(nèi)部樹脂層形成薄壁部，能夠減小槽部的釋放壓力，實(shí)現(xiàn)單體蓄電池的安全性的提高。
[0158]附圖標(biāo)記說明
[0159]10……單體蓄電池
[0160]20……封裝膜
[0161]20a……密封部
[0162]20b……元件收納部
[0163]20c……中間部
[0164]25……金屬層
[0165]25a……第一主面
[0166]25b……第二主面
[0167]26......內(nèi)部樹脂層
[0168]27……外部樹脂層
[0169]30……蓄電元件
[0170]100……蓄電組件
[0171]S……槽部
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單體蓄電池，其特征在于，包括: 蓄電元件;和 收納所述蓄電元件的封裝體，該封裝體包括:金屬層，該金屬層具有所述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊于所述第一主面的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層；和層疊于所述第二主面的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，在所述金屬層的所述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?.如權(quán)利要求1所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述封裝體包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中所述內(nèi)部樹脂層具有第一厚度，所述第二區(qū)域中所述內(nèi)部樹脂層具有比所述第一厚度小的第二厚度，所述槽部形成于所述第二區(qū)域。3.如權(quán)利要求2所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述內(nèi)部樹脂層包括熔點(diǎn)比構(gòu)成所述外部樹脂層的樹脂的熔點(diǎn)低的樹脂。4.如權(quán)利要求3所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述內(nèi)部樹脂層由未拉伸聚丙烯構(gòu)成， 所述外部樹脂層包括:由尼龍構(gòu)成的層疊于所述第二主面的第一外部樹脂層;和由聚對苯二甲酸乙二醇酯構(gòu)成的層疊于所述第一外部樹脂層的第二外部樹脂層。5.如權(quán)利要求4所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述槽部延續(xù)至所述外部樹脂層。6.如權(quán)利要求5所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述槽部的一部分或全部用絕緣物填充。7.如權(quán)利要求6所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述絕緣物是樹脂。8.如權(quán)利要求2所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述第二厚度與所述第一厚度的差為20μηι以上50μηι以下。9.如權(quán)利要求1所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述金屬層是厚度為25μηι以上80μηι以下的招箔， 所述槽部在所述金屬層中的深度為所述金屬層的厚度的1/10以上2/3以下。10.如權(quán)利要求9所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述槽部在所述金屬層中的深度為所述金屬層的厚度的1/3以上1/2以下。11.如權(quán)利要求1所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述封裝體包括:與所述蓄電元件相對地形成為平面的元件收納部;在所述元件收納部的周緣由所述內(nèi)部樹脂層彼此熱熔接而形成的密封部;和所述收納部與所述密封部之間的中間部， 所述槽部形成于所述中間部。12.如權(quán)利要求11所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述元件收納部通過模壓加工而形成。13.如權(quán)利要求11所述的單體蓄電池，其特征在于: 所述槽部與所述密封部的邊緣平行。14.一種封裝膜，用于形成收納蓄電元件的收納空間，其特征在于: 包括:金屬層，該金屬層具有所述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊于所述第一主面的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層;和層疊于所述第二主面的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，在所述金屬層的所述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?5.如權(quán)利要求14所述的封裝膜，其特征在于: 所述槽部延續(xù)至所述外部樹脂層。16.如權(quán)利要求15所述的封裝膜，其特征在于: 所述槽部的一部分或全部用絕緣物填充。17.如權(quán)利要求16所述的封裝膜，其特征在于: 所述絕緣物是樹脂。18.—種由多個單體蓄電池層疊而形成的蓄電組件，其特征在于: 所述單體蓄電池包括: 蓄電元件;和 收納所述蓄電元件的封裝體，該封裝體包括:金屬層，該金屬層具有所述蓄電元件側(cè)的第一主面和其相反側(cè)的第二主面;層疊于所述第一主面的由樹脂構(gòu)成的內(nèi)部樹脂層；和層疊于所述第二主面的由樹脂構(gòu)成的外部樹脂層，所述封裝體包括:與所述蓄電元件相對地形成為平面的元件收納部;在所述元件收納部的邊緣由所述內(nèi)部樹脂層彼此熱熔接而形成的密封部;和所述收納部與所述密封部之間的中間部，所述封裝體在所述中間部在所述金屬層的所述第二主面?zhèn)刃纬捎胁鄄俊?br>【文檔編號】H01G11/78GK105938879SQ201610113252
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】佐藤寬實(shí), 秋葉朋史, 石井信治, 橫島克典
【申請人】太陽誘電株式會社