專利名稱：覆膜電氣設(shè)備及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種覆膜電氣設(shè)備及其制造方法，該電氣設(shè)備具有例 如用被膜構(gòu)成的封裝材料密封的以化學(xué)電池和電容器代表的化學(xué)電池 元件、容性元件等等的電氣設(shè)備元件。
背景技術(shù)：
一種類型的覆膜電氣設(shè)備是膜封裝電池。通常，已知一種膜封裝 電池，其包括在其厚度方向上從兩側(cè)被外殼膜夾著的電池元件，相對(duì) 的外殼膜沿著電池元件的外圍彼此粘接，以將電池元件和電解液一起 密閉地密封(下文中簡(jiǎn)稱"密封")。通常使用具有金屬層和熱熔合 樹脂層的疊層的電氣設(shè)備膜作為該外殼膜，并通過彼此熔合該熱熔合 樹脂層使外殼膜彼此粘接。
順便說一下，當(dāng)在使用中將超過額定范圍的電壓施加到電池時(shí)， 由于電解溶劑的電解，導(dǎo)致可能在電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體核素。而且，當(dāng) 在超過額定范圍的高溫下使用電池時(shí)，由于電解鹽等的電解還產(chǎn)生導(dǎo) 致產(chǎn)生氣體核素的材料?；旧?，理想的是，在額定范圍內(nèi)使用電池， 以避免氣體產(chǎn)生。然而，如果由于某種原因電池的控制電路不能正常 運(yùn)行而施加了異常的電壓，或者如果由于某種原因在電池周圍溫度異 常升高，則在一些情況中可能在電池內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體。
電池內(nèi)氣體的產(chǎn)生導(dǎo)致電池內(nèi)壓力的增加。為了避免電池由于內(nèi) 部壓力極大增加而爆炸，很多使用高堅(jiān)硬封裝材料例如金屬罐和厚樹 脂膜制的電池具有壓力安全閥，用于當(dāng)電池內(nèi)部壓力增加時(shí)允許氣體 排出到電池外部。然而，在采用膜作為封裝材料的膜封裝電池中，在 結(jié)構(gòu)上很難提供壓力安全閥。如果膜封裝電池中的內(nèi)部壓力極大增加，
則包括電池元件的膨脹，并且膜最后爆炸，導(dǎo)致氣體從爆炸點(diǎn)噴出。 然而，不能夠判斷爆炸的地方。因此，根據(jù)膜爆炸的位置，爆炸可能 不利地影響周圍的設(shè)備和部件。
通常的情況是，還可以使用電池作為用于車輛例如汽車和多種機(jī) 器(作為示例)或者它們的電子部件的能量源。由于從電池內(nèi)部產(chǎn)生 的氣體可能包括易燃材料和腐蝕性材料，所以應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在怎樣處
理爆炸氣體。JP2003-45380A (專利文獻(xiàn)1)描述了一種車載電池，其 包括在電池盒內(nèi)的氣體流動(dòng)路徑，其中氣體流動(dòng)路徑接合到排氣管， 在電池盒內(nèi)產(chǎn)生的氣體通過該排氣管排放到汽車外面。
JP2002-324526A (專利文獻(xiàn)2)又描述了一種膜封裝電池，其包 括通過侶箔多層密封并被由膜構(gòu)成的多種覆蓋材料覆蓋的電池元件， 每一覆蓋材料都具有開口。每個(gè)覆蓋材料都可熱收縮并覆蓋電池元件， 使得它們的開口彼此不重疊。根據(jù)專利文獻(xiàn)2中描述的電池，當(dāng)從電 池元件產(chǎn)生氣體時(shí)，鋁箔破裂，導(dǎo)致氣體從其噴出。噴出的氣體從內(nèi) 部到外部順序穿過各個(gè)覆蓋材料的開口。當(dāng)電池被加熱時(shí)，各種覆蓋 材料收縮，使得內(nèi)側(cè)上的覆蓋材料的開口被外側(cè)上的覆蓋材料所密封。 以這種方式，避免了包括氧氣的外部空氣流入到電池的內(nèi)部，由此避 免電池的燃燒等等。
在電池周圍，通常有多種元件，例如電池的端子、連接到端子的 外圍電路、電池的觸點(diǎn)等等，當(dāng)應(yīng)用電解液時(shí)，它們會(huì)帶來例如腐蝕、 故障等等問題。從電池噴出的氣體可能包括電解液的薄霧等等，所以 為了避免由于氣體噴出而導(dǎo)致的問題，如在專利文獻(xiàn)1中所述的，優(yōu) 選使用導(dǎo)管將氣體引導(dǎo)到遠(yuǎn)離會(huì)產(chǎn)生問題的這些元件的位置，并從這 些位置排放出去。在這種情況中，導(dǎo)管必須密閉地連接到封裝材料。 如在專利文獻(xiàn)1中，在車載電池中，封裝材料通常是高強(qiáng)度的部件， 其自身具有足夠的厚度和硬度。對(duì)于這種部件，通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)难b配 結(jié)構(gòu)或者增加密封件例如O圈可以很容易地將導(dǎo)管密閉地連接到其上。
然而，通常用于膜封裝電池以從特定位點(diǎn)排放在內(nèi)部產(chǎn)生的氣體 的結(jié)構(gòu)包括在作為封裝材料的膜的粘接區(qū)域的一部分中，形成這樣 的區(qū)域，其具有比剩余部分更低的粘接強(qiáng)度，并從該區(qū)域?qū)怏w排放 出去。常規(guī)的膜封裝電池產(chǎn)生了上述的問題，因?yàn)閮H僅提出了緊鄰電 池釋放氣體的機(jī)構(gòu)。因此，企圖將導(dǎo)管連接到膜封裝電池以用于引導(dǎo) 氣體。然而，簡(jiǎn)單連接的導(dǎo)管導(dǎo)致在確保膜的密封性上存在困難，因 為導(dǎo)管連接到在排放氣體的位置處的膜上，也就是，在呈現(xiàn)出低粘接 強(qiáng)度的區(qū)域中。結(jié)果，根據(jù)施加到膜和導(dǎo)管接點(diǎn)的應(yīng)力，膜在和導(dǎo)管 的接點(diǎn)處剝離，使得氣體泄漏，由此可能不能將氣體引導(dǎo)到期望的位 置。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中所描述的膜封裝電池中，簡(jiǎn)單地移動(dòng) 以多層覆蓋電池元件的各覆蓋材料的開口，而不需要形成具有較低粘 接強(qiáng)度的區(qū)域，使得導(dǎo)管可以密閉地連接到最外部的開口。然而，由 于專利文獻(xiàn)2中描述的膜封裝電池以多層覆蓋電池元件，所以與通常 膜封裝電池相比，不僅使用的覆蓋材料的量極大增加，而且覆蓋步驟 也大大增加。
這些問題對(duì)于具有可能產(chǎn)生氣體的電氣設(shè)備元件的、被外殼膜密 封的覆膜電氣設(shè)備來說是普遍的，而不局限于膜封裝電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種覆膜電氣設(shè)備，其能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)將 內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引導(dǎo)到期望的位置，并從其釋放氣體，以及提供一種 制造這種覆膜電氣設(shè)備的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備包括電氣設(shè)備元件， 其內(nèi)部積聚電能，并能夠通過化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)產(chǎn)生氣體；和密 封電氣設(shè)備元件的外殼膜。外殼膜每一都包括熱熔合樹脂層，并包圍 電氣設(shè)備元件，使得所述熱熔合樹脂層沿著所述電氣設(shè)備元件的外圍
彼此相對(duì)，以在所述電氣設(shè)備元件的整個(gè)外圍的周圍，通過將沿著該 外圍彼此相對(duì)的所述熱熔合樹脂層熱熔合而形成的熱熔合區(qū)，來密封 所述電氣設(shè)備元件。本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備還包括氣體引導(dǎo)部分， 其包括獨(dú)立于其中容納電子元件的空間的中空部分，用于將氣體引導(dǎo) 到與電氣設(shè)備元件間隔開的位置，并和外部空氣連通；和壓力釋放部 分，其通過將其中容納電氣設(shè)備元件的空間連接到該中空部分而形成 在熱熔合區(qū)域的一部分中，用于比熱熔合區(qū)域的另一區(qū)域更優(yōu)先地剝 離外殼膜，以允許氣體從其穿過。
在如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備中，隨著由于內(nèi)部產(chǎn)生 的氣體導(dǎo)致的內(nèi)部壓力的增長(zhǎng)，剝離外殼膜的應(yīng)力作用于外殼膜的熱 熔合區(qū)域的內(nèi)邊緣。熱熔合區(qū)域部分地形成有連接到其中容納電氣設(shè) 備元件的空間的壓力釋放部分。由于壓力釋放部分優(yōu)先于其它熱熔合 區(qū)域剝離，所以比其它區(qū)域優(yōu)先地在壓力釋放部分中外殼膜逐漸剝離。 氣體引導(dǎo)部分連接到壓力釋放部分，并且當(dāng)在氣體引導(dǎo)部分中外殼膜 剝離到達(dá)壓力釋放部分時(shí)，其中容納電氣設(shè)備元件的空間和氣體引導(dǎo) 部分的中空部分連通，以從氣體引導(dǎo)部分的引導(dǎo)端釋放氣體。以這種 方式，根據(jù)本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備，從所需的位置釋放內(nèi)部產(chǎn)生的氣 體。
為了任意地設(shè)置氣體釋放部分，氣體引導(dǎo)部分優(yōu)選包括導(dǎo)管。至 少在和外殼的結(jié)合處的外圍表面中，導(dǎo)管可以由例如與包括外殼膜的 熱熔合樹脂層的樹脂類型相同的樹脂構(gòu)成。壓力釋放部分可以使用多 種結(jié)構(gòu)，只要它具有這樣的結(jié)構(gòu)，其與熱熔合區(qū)域的其它區(qū)域相比降 低了剝離強(qiáng)度。例如，這種結(jié)構(gòu)可以包括由交聯(lián)樹脂構(gòu)成的交聯(lián)結(jié)構(gòu) 部分、形成為朝著其中容納電氣設(shè)備元件的空間凸出的凸出的融合部 分，以及薄層件，其被彼此相對(duì)的外殼膜夾在中間，由呈現(xiàn)出比包括 熱熔合樹脂層的熱熔合樹脂高的熔點(diǎn)的樹脂構(gòu)成，并浸漬以熱熔合樹 脂。
另外，在一種結(jié)構(gòu)中，具有一個(gè)封閉端并形成有通過其側(cè)表面的 通孔的導(dǎo)管可以將這一個(gè)封閉端露出到在彼此相對(duì)的外殼膜之間其中 容納電氣設(shè)備元件的空間，從外部封閉該通孔，并以與熱熔合區(qū)域的 其它區(qū)域相比更小的剝離強(qiáng)度熱熔合。在這種結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)管既充當(dāng)包 括中空部分的氣體引導(dǎo)部分，還充當(dāng)壓力釋放部分。
制造本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備的方法包括以下步驟提供電氣設(shè)備 元件，該電氣設(shè)備元件在內(nèi)部積聚電能，并能夠通過化學(xué)反應(yīng)或者物 理反應(yīng)產(chǎn)生氣體，和外殼膜，其每一都包括熱熔合樹脂層，用于密封 電氣設(shè)備元件；包圍電氣設(shè)備元件，使得熱熔合樹脂層沿著電氣設(shè)備 元件的外圍彼此相對(duì)，并通過將沿著電氣設(shè)備元件的整個(gè)外圍包圍電 氣設(shè)備元件的外殼膜熱熔合來密封電氣設(shè)備元件。密封電氣設(shè)備元件 的步驟熱熔合外殼膜，其中膜封裝電池包括氣體引導(dǎo)部分，其包括 獨(dú)立于其中容納電氣設(shè)備元件的空間的中空部分，用于將氣體引導(dǎo)到 與電氣設(shè)備元件間隔開的位置，并和外部空氣連通；以及在部分的熱 熔合區(qū)域中的用于將該空間連接到中空部分的壓力釋放部分，其用于 優(yōu)先于熱熔合區(qū)域的另一部分而剝離，以允許氣體穿過其中。
上述本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備是通過本發(fā)明的覆膜電氣設(shè)備的制造 方法制造的。
根據(jù)本發(fā)明，在壓力釋放部分中，由于內(nèi)部產(chǎn)生的氣體而導(dǎo)致的 內(nèi)部壓力的升高，所以外殼膜被迫剝離，而不會(huì)失效，以從氣體引導(dǎo) 部分釋放掉內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。由于將氣體引導(dǎo)部分配置成將氣體引導(dǎo) 到與電氣設(shè)備元件間隔開的位置，并和外部空氣連通，所以可以將氣 體引導(dǎo)到這樣的位置，在該位置，如果釋放掉氣體，則氣體將不施加 影響。另外，由于單獨(dú)需要壓力釋放部分和氣體引導(dǎo)部分，所以可以 整體上將覆膜電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，并且還可以容易地制造覆膜電氣 設(shè)備。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的膜封裝電池的分解透視圖。 圖2是圖l所示的膜封裝電池的平面圖。
圖3是沿著圖2的A-A線的橫截面圖。
圖4是描述當(dāng)未設(shè)置有凸出的融合部分時(shí)圖1所示的膜封裝電池
的示例變形的平面圖。
圖5是描述圖1所示的膜封裝電池的另一示例變形的、沿著導(dǎo)管
軸向的主要部分的橫截面圖，其中交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分是由樹脂片構(gòu)成的。
圖6是描述圖1所示的膜封裝電池的再一個(gè)示例變形的平面圖， 其具有包括無紡織物(unwoven fabric)的壓力釋放部分。 圖7是具有兩層無紡織物的壓力釋放部分的橫截面圖。 圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖。 圖9是沿著圖8的B-B線的橫截面圖。
圖10是當(dāng)釋放壓力時(shí)，圖8所示的膜封裝電池沿著B-B線的橫截 面圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的具有外殼膜與導(dǎo)管的加強(qiáng)連接的膜封裝電 池的例子的透視圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的具有外殼膜與導(dǎo)管的加強(qiáng)連接的膜封裝電 池的另一例子的透視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的具有外殼膜與導(dǎo)管的加強(qiáng)連接的膜封裝電 池的又一例子的透視圖。
附圖標(biāo)記的說明
1， 31 膜封裝電池
2， 32 電池元件
3a 正極接頭
3b 負(fù)極接頭
4、 5， 34、 54、 55 外殼膜
6， 36， 56 熱熔合區(qū)域
8， 38 熱熔合樹脂層
9非通風(fēng)層
10壓力釋放部分
10a非熔合部分
11凸出融合部分
12氣體釋放腔室
13交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分
14，44， 64 導(dǎo)管
21樹脂片
23無紡織物
44a通孔
45金屬粘接樹脂
66保護(hù)件
76，86 部件
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)
參考圖1到3，該實(shí)施例的膜封裝電池1包括平坦的基本上矩形 的固體電池元件2，其具有疊層結(jié)構(gòu)的多個(gè)正極板和多個(gè)負(fù)極板，分別 連接到電池元件2的正極板和負(fù)極板的正極接頭3a和負(fù)極接頭3b，以 及用于密封電池元件2的兩個(gè)外殼膜4、 5。
電池元件2具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)正極板和多個(gè)負(fù)極板通過 隔板交替堆疊，正極板和負(fù)極板的每一個(gè)都是由在兩側(cè)上涂覆有電極 材料的金屬箔構(gòu)成的。從每個(gè)正極板和每個(gè)負(fù)極板的一側(cè)凸出地設(shè)置 沒有被電極材料涂覆的未涂覆部分。正極板的未涂覆部分和負(fù)極板的 未涂覆部分被共同地彼此超聲焊接在一起，并分別連接到正極接頭3a 和負(fù)極接頭3b。正極接頭和負(fù)極接頭的超聲焊接的未涂覆部分被叫做 電荷收集器。換句話說，正極接頭3a和負(fù)極接頭3b分別連接到電池元 件2的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)上的電荷收集器。
在該實(shí)施例中，堆疊正極板和負(fù)極板，而它們的電極材料未涂覆
部分以彼此相反的方向凸出。因此正極接頭3a和負(fù)極接頭3b從膜封裝
電池1的互相相反的側(cè)面引出。在該實(shí)施例中，將膜封裝電池1設(shè)計(jì)
成具有基本上矩形的平面形狀，并且正極接頭3a和負(fù)極接頭3b從矩形 的短側(cè)邊引出。
對(duì)于非水性電解質(zhì)電池例如鋰離子電池，通常使用鋁箔作為構(gòu)成 正極板的金屬箔，而使用銅箔作為構(gòu)成負(fù)極板的金屬箔。而且，使用 鋁板作為正極接頭3a，而使用鎳板或者銅板作為負(fù)極接頭3b。當(dāng)負(fù)極 接頭3b由銅板構(gòu)成時(shí)，可以在其表面上鍍上鎳。
隔板可以使用可以由電解溶液浸漬的薄層件(laminar member)， 例如微多孔膜、無紡織物、由熱塑樹脂例如聚烯烴等等構(gòu)成的編織物。
外殼膜4、 5具有的平面尺寸大于電池元件2的平面尺寸，因?yàn)樗?們?cè)谄浜穸确较蛏蠌膬蓚?cè)包圍著電池元件2。通過包圍著電池元件2彼 此重疊的熱熔合外殼膜4、 5的相對(duì)表面來密封電池元件2。因此，電 池元件2的外圍是包圍整個(gè)外圍的密封區(qū)域，在圖中用陰影將熱熔合 區(qū)域特別地表示為熱熔合區(qū)域6。 一個(gè)外殼膜4包括在中心區(qū)域的杯狀 部分4a，以形成電池元件容納凹槽，其是包圍電池元件2的空間。包 圍該杯狀部分4a的整個(gè)外圍形成熱熔合區(qū)域6。可以通過深沖壓 (deep-drawing)加工杯狀部分4a。盡管在該實(shí)施例中僅在一個(gè)外殼膜 4中形成了杯狀部分4a，但也可以在兩個(gè)外殼膜4、 5中都形成杯狀部 分。可替換地，可以利用外殼膜4、 5的柔性包圍電池元件2，而不形 成杯狀部分。
優(yōu)選使用堆疊膜作為外殼膜4、 5。因此可利用的堆疊膜是柔性的， 并能夠通過熱熔合密封電池元件2，使得電解液不泄漏?？捎糜谕鈿つ?4、 5的堆疊膜的代表性例子包括這樣的結(jié)構(gòu)，其包括由金屬薄膜等等 構(gòu)成并與由熱熔合樹脂構(gòu)成的熱熔合樹脂層8堆疊的非通風(fēng)層9;或者
這樣的結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步包括由膜例如聚酯，類聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯
(polyethylene telephthalate)等等、尼龍等等構(gòu)成的并堆疊在與熱熔合 樹脂層8相反的非通風(fēng)層9的表面上的保護(hù)層。當(dāng)密封電池元件2時(shí)， 熱熔合樹脂層8彼此相對(duì)并包圍電池元件2。
可用于構(gòu)成非通風(fēng)層9的金屬薄膜可以是A1、 Ti、 Ti合金，F(xiàn)e、 不銹鋼、Mg合金等等的箔，其具有例如10-100/mi的厚度。對(duì)于稍后 描述的優(yōu)選用于熱熔合樹脂層8的熱熔合樹脂，熱熔合樹脂層8的厚 度優(yōu)選從10到200 /xm，并更優(yōu)選從30到100 /mi，以便于進(jìn)行滿意的 熱熔合。
另外，該實(shí)施例的膜封裝電池1包括壓力釋放部分IO和氣體引導(dǎo) 部分。當(dāng)由于氣體導(dǎo)致膜封裝電池1的內(nèi)部壓力增加時(shí)，壓力釋放部 分IO在膜封裝電池1爆炸之前將內(nèi)部產(chǎn)生的氣體釋放到外部。氣體引 導(dǎo)部分將通過壓力釋放部分10釋放的氣體引導(dǎo)到膜封裝電池1的外部。
在該實(shí)施例中壓力釋放部分10限定在膜封裝電池1的長(zhǎng)側(cè)邊的中 部，作為熱熔合區(qū)域6的一部分，并包括凸出的融合部分11，其是通 過熱熔合區(qū)域6的內(nèi)邊緣向電池元件2延伸的部分形成的，以及包括 形成在包括凸出的融合部分11的范圍中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。氣體引導(dǎo) 部分包括氣體釋放腔室12，其被形成為它的外圍被熱熔合區(qū)域6包 圍，使得它的引導(dǎo)端定位在凸出的融合部分11上；以及導(dǎo)管14，其是 兩端開口的，密閉連接到氣體釋放腔室12， 一端向氣體釋放腔室12開 口，而另一端向膜封裝電池1的外部開口。換句話說，氣體引導(dǎo)部分 獨(dú)立于電池元件容納凹槽設(shè)置，并包括氣體釋放腔室12和導(dǎo)管14，它 們?cè)谂c外殼膜4、 5間隔開的位置開口并和外部空氣連通。而且，通過 將電池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12接合到熱熔合區(qū)域6的一部分 來形成壓力釋放部分10。
氣體釋放腔室12形成為外殼膜4、 5之間的區(qū)域，其中外殼膜4、
5只是彼此相對(duì)，也就是外殼膜4、 5沒有熱熔合，因此氣體釋放腔室 12通過導(dǎo)管14和外部空氣連通。而且，氣體釋放腔室12通過熱熔合 區(qū)域6與電池元件容納凹槽隔離，并且不與電池元件容納凹槽連通。
導(dǎo)管14將在膜封裝電池1內(nèi)產(chǎn)生的氣體引導(dǎo)到即使釋放氣體也不 因此產(chǎn)生影響的位置。為此目的，盡管用相對(duì)短長(zhǎng)度的線性方式表示 導(dǎo)管14，但是導(dǎo)管14具有適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，并適當(dāng)?shù)芈酚?，使得將向膜?裝電池1開口的另一端定位在即使釋放氣體也不受到氣體影響的位置。
導(dǎo)管14夾在外殼膜4、 5之間并由外殼膜4、 5保持，并使它的整 個(gè)外圍表面外殼膜4、 5之間密閉地粘接到外殼膜4、 5。盡管圖l示出 了其橫截面基本上是圓環(huán)形的導(dǎo)管14，但是導(dǎo)管14的形狀是任意的， 只要它可以密封地連接在外殼膜4、 5之間。而且，為了更好地確保外 殼膜4、 5密封地連接到導(dǎo)管14，可以預(yù)先將外殼膜4、 5在連接到導(dǎo) 管14的那部分中加工成和導(dǎo)管14的外形相符合的形狀，如圖1所示。 可以以類似于杯狀部分4a的處理來進(jìn)行該處理。
通過有選擇地交聯(lián)熱熔合樹脂層8，外殼膜4、 5 (在該實(shí)施例中 沒有形成杯狀部分的外殼膜5)的其中之一部分地形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分 13。交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13至少形成在包括凸出的融合部分11的區(qū)域中。 因此，當(dāng)包圍電池元件2時(shí)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13形成為單一連續(xù)的區(qū)域， 該區(qū)域形成在互相相對(duì)的其中一個(gè)表面上， 一個(gè)地方露出到電池元件 容納凹槽而另一個(gè)地方露出氣體釋放腔室12。而且，由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)部 分13僅僅形成在一個(gè)外殼膜5中，所以在凸出的融合部分11，沒有和 外殼膜4交聯(lián)的熱熔合樹脂層8和其他外殼膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13熱 熔合。
盡管從實(shí)際的膜封裝電池1的外部不能觀看到交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13， 圖2描繪了交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13以表示它的位置。這同樣適用于描述隨后
實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖。
可以通過用電子束照射熱熔合樹脂層8形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。盡 管可以通過向樹脂中添加交聯(lián)劑的方法使熱熔合樹脂交聯(lián)，但也可以 使用屏蔽電子束掩模來利用電子束僅在特定的位置選擇性地形成交聯(lián) 結(jié)構(gòu)部分。
以這種方式，由于通過用電子束照射熱熔合樹脂層8形成交聯(lián)結(jié)
構(gòu)部分13，所以可用于形成熱熔合樹脂層8的熱熔合樹脂可以是能夠 熱熔合的并可以用照射到其上的電子束形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分B的樹脂成 分。只要涉及這種樹脂成分，則可以使用簡(jiǎn)單的樹脂，多種樹脂的混 合物，或者甚至電子束分解型樹脂，這種樹脂包括具有添加到其上的 電子束反應(yīng)復(fù)合物的樹脂成分(包括和其混合的、涂覆在其上的等等， 這對(duì)下文也適用)。
這種樹脂成分可以包括聚烯烴均聚合物(polyolefm homo polymer)，例如聚乙烯(高、中、低密度聚乙烯、直鏈低密度聚乙烯)、 聚丙烯等等；聚烯烴共聚物，例如丙烯-乙烯共聚物、丙烯和/或乙烯與 a-烯烴例如和丁烯-l等等的共聚物；和具有重復(fù)單元-(CH2-CHX)-(其 中X是取代基團(tuán)例如H、 CH3等等)的樹脂，例如改性聚烯烴等等， 例如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、 乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMA)、乙烯-縮水甘油基甲基丙烯酸酯共 聚物(EGMA)等等。
而且，假設(shè)將電子束反應(yīng)復(fù)合物添加到其中，甚至可以使用電子 束分解型樹脂，例如聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚偏氟乙烯 (polyvinylidene fluoride)等等，作為包括熱熔合樹脂層8的樹脂，如 下面所示。
盡管沒有對(duì)電子束反應(yīng)復(fù)合物進(jìn)行限制，只要該復(fù)合物與照射到
其上的電子束反應(yīng)，但優(yōu)選多功能的并能夠形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的復(fù)合物。 例如，可以使用多官能丙烯酸基復(fù)合物例如三乙烯乙二醇(間)丙烯
酸酯(triethylene glycol(meta) acrylate)、三甲基醇丙烷三(間)丙烯 酸酉旨(trimethylol propane tri(meta)acrylate)、季戊四醇四丙烯酸酯、 一縮二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸 酯聚氨酯聚合物等等；單官能的丙烯酸基復(fù)合物，例如甲基(間)丙 烯酸酯(methyl(meta)acrylate)、甲氧基聚乙烯乙二醇(間)丙烯酸酯 (metoxypolyethylene glycol (meta) acrylate)等等；多官能丙烯酸基復(fù)
合物和單官能丙烯酸基復(fù)合物的混合物；脂環(huán)族環(huán)氧復(fù)合物例如3， 4-
環(huán)氧環(huán)己基甲基-3' ， 4'-環(huán)氧環(huán)己烷羧酸酯、1， 4- (6-甲基-3， 4-環(huán) 氧環(huán)己基甲基羧酸酯)丁垸等等；乙烯化合物例如乙烯吡咯烷酮、醋 酸乙烯酯、乙烯基吡啶、苯乙烯等等；等等。可以將這些電子束化合 物混合到全部的熱熔合樹脂層8中，或者可以涂覆在其表面上。
在密封電池元件2的步驟之前，具體的，在電池元件2被外殼膜 4、 5包圍之前，僅對(duì)外殼膜5進(jìn)行用電子束對(duì)熱熔合樹脂層8的照射， 同時(shí)用電子束屏蔽件掩模未形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的區(qū)域。可以使用 任意的材料用于電子束屏蔽件，只要它能夠阻止電子束照射到未形成 有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的區(qū)域，所述材料例如金屬材料，例如鋁、鐵、鉛、 鈦、銅等等，或者玻璃材料。在它們中間，從容易處理成或者模制成 所需形狀的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選金屬材料，例如鋁、鐵等等。
例如，可以以下述方式制造該實(shí)施例的膜封裝電池1。
首先，以上述方式用電子束照射兩個(gè)外殼膜4、 5中的一個(gè)外殼膜 5到預(yù)定的區(qū)域，以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。
接下來，將預(yù)先提供的連接著正極接頭3a和負(fù)極接頭3b的電池 元件2夾在上述的外殼膜4、 5之間并被它們包圍著。在這種情況中， 定向外殼膜4、 5，使得熱熔合樹脂8彼此相對(duì)。隨后，通過熱熔合頭
(未示出)向包圍著電池元件2的外殼膜4、 5的相對(duì)區(qū)域施加壓力并
加熱，以形成熱熔合區(qū)域6，由此密封電池元件2。如果用于熱熔合的 熱熔合頭具有對(duì)應(yīng)于熱熔合區(qū)域6的形狀的壓力施加表面，則對(duì)于形 成凸出的融合部分11和氣體釋放腔室12則不需要特殊的步驟。而且， 相對(duì)于熱熔合頭定位外殼膜4、 5，使得形成凸出的融合部分11的位置 與外殼膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的位置匹配。
例如可以通過預(yù)先共同地或者在并排(side-by-side)的基礎(chǔ)上熱 熔合外殼膜4、 5，以將外殼膜4、 5形成一個(gè)包，其具有開口側(cè)，從包 狀外殼膜4、 5的剩余開口側(cè)倒入電解液，并隨后熱熔合剩余的一側(cè)， 來密封電池元件2。此外，當(dāng)在減壓氣氛(利用減壓腔室)中熱熔合剩 余的一側(cè)時(shí)，通過大氣壓力將外殼膜4、 5壓向電池元件2，當(dāng)密封的 膜封裝電池1回到大氣壓力時(shí)，由此可以使外殼膜4、 5與電池元件2 緊密接觸。
在密封電池元件2的步驟中，或者在密封之后，可以將導(dǎo)管14連 接到外殼膜4、 5。導(dǎo)管14通過一定的方法連接到外殼膜4、 5，對(duì)該 方法沒有特別的限制，只要該方法可以包圍導(dǎo)管14的整個(gè)外圍密閉地 粘接導(dǎo)管14和外殼膜4、 5，并且可以用粘接劑連接，或者可以通過熱 熔合連接。
當(dāng)導(dǎo)管14是由熱熔合樹脂構(gòu)成時(shí)，優(yōu)選使用基于熱熔合的連接方 法。例如，為了熱熔合設(shè)置有壓力釋放部分IO的側(cè)面，熱熔合外殼膜 4、 5，同時(shí)留下將導(dǎo)管14插入其中的開口。當(dāng)設(shè)置有壓力釋放部分IO 的側(cè)面是最后的側(cè)面時(shí)，在這個(gè)時(shí)候再密封電池元件2。接下來，將導(dǎo) 管14的一端從開口插入到氣體釋放腔室12中，在該狀態(tài)中，將外殼 膜4、 5熱熔合在導(dǎo)管14的外圍表面上。可替換地，當(dāng)熱熔合設(shè)置有 壓力釋放部分IO的側(cè)面時(shí)，已經(jīng)將導(dǎo)管14固定在被外殼膜4、 5夾著 的預(yù)定位置處，使得可以同時(shí)熱熔合導(dǎo)管14以及外殼膜4、 5的熱熔 當(dāng)導(dǎo)管14通過熱熔合連接時(shí)，優(yōu)選的，至少導(dǎo)管14和外殼膜4、
5的接點(diǎn)的外圍表面是由與包括外殼膜4、 5的熱熔合樹脂層8的樹脂 相同類型的樹脂構(gòu)成的，以更好地確保導(dǎo)管14的外圍表面與外殼膜4、 5的密封性。例如，熱熔合樹脂層8是由聚丙烯構(gòu)成的，導(dǎo)管14的外 圍表面也由聚丙烯構(gòu)成。
根據(jù)上述構(gòu)成的膜封裝電池1，當(dāng)由于使用過程中施加了超出額 定電壓的電壓或者溫度短暫升高而導(dǎo)致從電池元件2產(chǎn)生氣體時(shí)，膜 封裝電池l的內(nèi)壓增加。隨著內(nèi)壓的增加，作為外殼膜4、 5內(nèi)部包圍 電池元件2的空間的電池元件容納凹槽趨于以圓頂形膨脹，導(dǎo)致剝離 外殼膜4、 5的應(yīng)力作用于熱熔合區(qū)域6的內(nèi)邊緣。
由于熱熔合區(qū)域6形成有上述的凸出的融合部分11，所以剝離應(yīng) 力集中在該凸出的融合部分11上，使得外殼膜4、 5優(yōu)先在凸出的融 合部分ll中逐漸剝離。在這種情況中，由于一個(gè)外殼膜5再凸出的融 合部分11中形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13，所以外殼膜45在兩者的界面上 確實(shí)密封。隨著剝離在外殼膜4、 5的界面上不斷進(jìn)行到達(dá)氣體釋放腔 室12時(shí)，電池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12連通。
當(dāng)電池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12連通時(shí)，將電池容納凹槽 內(nèi)的氣體引入到氣體釋放腔室12中，并進(jìn)一步從氣體釋放腔室12穿 過導(dǎo)管14，并從導(dǎo)管14的引導(dǎo)端釋放出去。以這種方式，由于交聯(lián)結(jié) 構(gòu)部分B限定外殼膜4、 5剝離的界面，氣體釋放壓力穩(wěn)定，由此以 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)提供高度可靠的膜封裝電池1，其確保外殼膜4、 5剝離到 氣體釋放腔室12。
下面將依次給出對(duì)凸出的融合部分11、交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13和導(dǎo)管 14的動(dòng)作的描述。
首先，描述凸出的融合部分ll。
凸出的融合部分11形成為相對(duì)于周圍朝著電池元件2凸出的一部 分熱熔合區(qū)域6。換句話說，凸出的融合部分11的兩側(cè)都是與電池元
件容納凹槽連續(xù)的非密封部分10a。當(dāng)在電池元件容納凹槽內(nèi)產(chǎn)生氣體
時(shí)，產(chǎn)生的氣體不僅填充在電池元件容納凹槽中，而且還填充在凸出
的融合部分11兩側(cè)上的非密封部分10a中。以這種方式，凸出的融合 部分11不僅在其引導(dǎo)端被施加以用于剝離外殼膜4、 5的應(yīng)力，其作 用在朝著凸出的融合部分的近端的方向上，而且被施加以在垂直于凸 出的融合部分11的切線方向上從兩側(cè)的剝離應(yīng)力。因此，由于這些剝 離應(yīng)力的合成力，凸出的融合部分11被施加以大于其它點(diǎn)的剝離應(yīng)力， 其結(jié)果是，外殼膜4、 5優(yōu)先于其它點(diǎn)逐漸剝離。
順便說一下，當(dāng)簡(jiǎn)單地將凸出的融合部分11添加到膜封裝電池1 的長(zhǎng)邊時(shí)，熱熔區(qū)域6必須沿著其上設(shè)置了凸出的融合部分11的側(cè)面 相對(duì)于電池元件2收縮，導(dǎo)致膜封裝電池1的更大外尺寸。因此，在 該實(shí)施例中，外殼膜4、 5形成為部分向外延伸的形狀，并且形成熱熔 合部分6，以便于形成在延伸部分中與電池元件容納凹槽連續(xù)的凹形區(qū) 域，并在凹形區(qū)域中形成凸出的融合部分11。結(jié)果，凹形區(qū)域的凸出 的融合部分11的兩側(cè)形成為其中沒有熱熔合外殼膜4、 5的非密封部 分10a。因此通過形成凸出的融合部分11，可以將凸出的融合部分11 形成為具有下述作用，其作為承受來自電池元件容納凹槽的內(nèi)部、集 中在其上面的剝離外殼膜4、 5的應(yīng)力，同時(shí)使膜封裝電池1的外尺寸 的增加最小化。
凸出的融合部分ll在形狀上不局限于具有圖l所述的弓形引導(dǎo)端 的形狀，而是可以是任意的形狀，例如矩形形狀，錐形形狀等等，只 要它基本上凸出于電池元件2。
接下來，描述交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。
如圖3所示，在凸出的融合部分ll中，外殼膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分
13和外殼膜4的熱熔合樹脂層8熱熔合。和熱熔合樹脂層8相比，交 聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13在高溫下不容易軟化，因此即使它們熱熔合，交聯(lián)結(jié)構(gòu) 部分13和熱熔合樹脂層8也不是完全集成在一起的，而是在交聯(lián)結(jié)構(gòu) 部分13和熱熔合樹脂層8之間存在分界。這里，"在高溫下不容易軟 化"意味著在溫度-應(yīng)變特性也就是所謂的蠕變曲線(creep curve)中， 例如，以水平軸表示溫度時(shí)，當(dāng)加熱樹脂同時(shí)施加恒定應(yīng)力時(shí)，蠕變 曲線的傾角變小。
由于在凸出的融合部分11的結(jié)構(gòu)中交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13和熱熔合樹 脂層8熱熔合在一起，所以外殼膜4、 5沿著外殼膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分 13和外殼膜4的熱熔合樹脂層8之間的邊界逐漸剝離。因?yàn)樗鼈兪侵?漸剝離的，所以外殼膜4、 5在其中外殼膜4沒有交聯(lián)的熱熔合樹脂層 8與在凸出的融合部分11中的外殼膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13之間的邊界 上分隔開，導(dǎo)致電池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12連通。換句話說， 當(dāng)外殼膜4、 5剝離時(shí)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)13起到限定剝離界面的作用。假設(shè) 沒有形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13，如果外殼膜4、 5的熱熔合樹脂層8呈現(xiàn)出 彼此之間非常高的密封強(qiáng)度，則外殼膜4、 5逐漸剝離同時(shí)破壞熱熔合 樹脂層8，并由此可能在熱熔合樹脂層8和非通風(fēng)層9的界面上剝離。 如果它們?cè)谶@個(gè)界面上逐漸剝離，外殼膜4、 5剝離到它們的端邊緣， 此時(shí)釋放氣體，而電池元件容納凹槽沒有和氣體釋放腔室12連通。
接下來，給出對(duì)其中通過在外殼膜4、 5的其中一個(gè)中形成交聯(lián)結(jié) 構(gòu)13而使外殼膜4、 5在其界面上剝離的原理的描述。
通常，當(dāng)交聯(lián)的樹脂層(下文中稱作"交聯(lián)樹脂層")和不交聯(lián) 的樹脂層(下文中"非交聯(lián)樹脂層")熱熔合時(shí)，在交聯(lián)樹脂層和非 交聯(lián)樹脂層的密封界面上出現(xiàn)下述情況。在交聯(lián)樹脂層中，由于交聯(lián) 聚合物鏈不能遷移，所以聚合物鏈在非交聯(lián)樹脂層中不太可能互相融
合成整體。然而，即使在交聯(lián)樹脂層中，根據(jù)其交聯(lián)程度，在交聯(lián)聚 合物鏈基體的空隙中或者內(nèi)部，存在非交聯(lián)的聚合物鏈。在這些沒有 交聯(lián)的自由聚合物鏈聚集在一起的微部中，在等于或者高于熔點(diǎn)的溫 度下，聚合物鏈可能熔化/移動(dòng)。
因此，當(dāng)該微部和與非交聯(lián)樹脂層的密封界面接觸時(shí)，如果將彼 此接觸的交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層加熱到大于等于熔點(diǎn)的溫度，則 聚合物鏈在各個(gè)樹脂層之間互相移動(dòng)通過密封界面。然后，當(dāng)各個(gè)加 熱的樹脂層冷卻并凝固時(shí)，可以在各個(gè)樹脂層之間通過密封界面以連 續(xù)集成的狀態(tài)形成聚合體或者結(jié)晶體，在該聚合體或者結(jié)晶體中交聯(lián) 樹脂層中的非交聯(lián)聚合物鏈和交聯(lián)樹脂層中的聚合物鏈混合在一起。
如上所述，當(dāng)交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層熱熔合在一起時(shí)，在交 聯(lián)樹脂層中沒有交聯(lián)的聚合物鏈有助于使兩種樹脂層在密封界面上彼 此密封，而交聯(lián)樹脂層中的交聯(lián)聚合物鏈沒有和非交聯(lián)樹脂層連續(xù)地 集成。這種沒有連續(xù)集成的部分存在于兩個(gè)樹脂層的密封界面上，使 得當(dāng)剝離應(yīng)力作用在兩個(gè)樹脂層上時(shí)，外殼膜4、 5在兩個(gè)樹脂層的密 封界面上，也就是在其界面上，逐漸剝離。
這里，當(dāng)將交聯(lián)樹脂層的交聯(lián)度改變時(shí)，這導(dǎo)致其中沒有交聯(lián)的 自由聚合物鏈聚集的微部所占的比例變化。結(jié)果，當(dāng)交聯(lián)樹脂層和非 交聯(lián)樹脂層熱熔合在時(shí)，這導(dǎo)致其中在各個(gè)樹脂層之間通過密封界面 連續(xù)集成的聚合體或者結(jié)晶體的比例變化。特別地，隨著交聯(lián)樹脂層 的交聯(lián)度的降低，微部所占的比例升高，導(dǎo)致在各個(gè)樹脂層之間連續(xù) 集成的聚合體或者結(jié)晶體的比例更高。隨著在各個(gè)樹脂層之間連續(xù)集 成的聚合體或者結(jié)晶體占據(jù)更高的比例，每個(gè)樹脂層的密封強(qiáng)度也增 加了。因?yàn)橥ㄟ^改變輻射的電子束的量可以控制交聯(lián)樹脂層的交聯(lián)度， 所以通過控制輻射的電子束的量還可以自由地控制每個(gè)樹脂層的密封 強(qiáng)度。
用另外的方式描述，密封強(qiáng)度表示剝離強(qiáng)度。具體的，隨著密封 強(qiáng)度變高，樹脂層更不容易剝離，并呈現(xiàn)出更高的剝離強(qiáng)度。
在該實(shí)施例中的氣體釋放壓力取決于凸出的融合部分11中外殼 膜4、 5的剝離強(qiáng)度。如上所述，當(dāng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13時(shí)，密封強(qiáng) 度取決于輻射的電子束的量。更大量的輻射電子束導(dǎo)致已經(jīng)被用電子 束輻射的熱熔合樹脂層8的更高的交聯(lián)度，導(dǎo)致凸出的融合部分11中
外殼膜4、 5剝離強(qiáng)度更小的趨勢(shì)。通過減小剝離強(qiáng)度，在較低的壓力
下釋放壓力。換句話說，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)熱熔合樹脂層的交聯(lián)度可任 意地設(shè)置釋放壓力。
在膜封裝電池1中，作為和大氣壓的差，優(yōu)選設(shè)計(jì)的釋放壓力在
0.05MPa至U lMPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在O.lMPa到0.2MPa的范圍內(nèi)。 如果釋放壓力太低，甚至?xí)驗(yàn)楹苄〉膯栴}，例如大電流的暫時(shí)流動(dòng) 或者溫度的暫時(shí)升高，膜封裝電池1打開，帶來膜封裝電池1不能運(yùn) 行的問題。另一方面，如果釋放壓力太高，在外殼膜剝離到氣體釋放 腔室12之前，膜封裝電池將在另一個(gè)地方打開，導(dǎo)致氣體在不定的方 向上爆炸的危險(xiǎn)增加。
接下來描述導(dǎo)管14。
在該實(shí)施例中，由于導(dǎo)管14密閉地連接到氣體釋放腔室12，所 以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置導(dǎo)管14的路徑和長(zhǎng)度可以在任意地位置釋放在膜封 裝電池1內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。
例如，當(dāng)使用膜封裝電池1作為電動(dòng)汽車的能源時(shí)，為了確保驅(qū) 動(dòng)電機(jī)所需的電壓和電流，組合使用多個(gè)膜封裝電池1。在這種情況中， 由于膜封裝電池1因充放電而產(chǎn)生熱量，所以向其中容納膜封裝電池1 的空間提供冷卻空氣，以冷卻產(chǎn)生的熱量。通常在艙室中將用于冷卻 的空氣循環(huán)以用作暖氣。
在這種情況中，即使由于膜封裝電池1的一些反常情況產(chǎn)生了氣 體，并且從壓力釋放部分10將產(chǎn)生的氣體釋放掉，導(dǎo)管14連接到壓 力釋放部分10，使得氣體可以通過和冷卻空氣路徑隔離的路徑釋放到 受氣體影響較小的位置，例如汽車外面。假設(shè)從不同于壓力釋放部分 10的位置釋放氣體，則釋放的氣體將附著到相鄰的電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè) 備，并和冷卻空氣混合并被引入到艙室中。由于從膜封裝電池1中產(chǎn) 生的氣體可能包括電解液的薄霧，所以從膜封裝電池1產(chǎn)生的氣體附 著到多種相鄰的設(shè)備上并被引入到分隔室中不是優(yōu)選的。
因此，通過如該實(shí)施例中將在膜封裝電池1中產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo) 管14引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)奈恢茫鉀Q了上述缺陷。而且，通常的情況是，當(dāng) 膜封裝電池1處于故障中時(shí)，膜封裝電池1被加熱到高溫，使得在其 中產(chǎn)生的氣體也被加熱到高溫。當(dāng)將導(dǎo)管14設(shè)計(jì)成具有足以冷卻氣體 的長(zhǎng)度時(shí)，可以將產(chǎn)生的氣體冷卻下來，同時(shí)它們通過導(dǎo)管14向前流 動(dòng)。為了有助于導(dǎo)管14的路線選定，導(dǎo)管14優(yōu)選是由柔性件構(gòu)成的。
盡管這里給出的例子是裝配在汽車中的膜封裝電池1，但是本發(fā) 明不局限于此，而是上述內(nèi)容可應(yīng)用于在釋放的氣體可能導(dǎo)致不方便 的空間內(nèi)使用膜封裝電池1的情況中，例如清洗間、不通風(fēng)的房間等 等，在這種情況中優(yōu)選將氣體排放到空間外部。
盡管已經(jīng)對(duì)膜封裝電池1給出了上述的描述，其包括含有凸出的 融合部分11和交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的壓力釋放部分10，但壓力釋放部分 IO并不必須包括這兩者，而是可以包括凸出的融合部分11或者交聯(lián)結(jié) 構(gòu)部分13中的其中之一。
如上所述，凸出的融合部分11起到接收剝離外殼膜4、 5的聚集 應(yīng)力的作用，并且外殼膜4、 5優(yōu)先于熱熔合部分6的剩余部分逐漸在 凸出的融合部分11中剝離。因此，當(dāng)外殼膜4、 5在非通風(fēng)層9和熱
熔合樹脂層8之間具有足夠高的粘接力，以消除內(nèi)層剝離的可能性時(shí)， 或者不是層疊膜時(shí)，外殼膜4、 5可以僅僅包括凸出的融合部分11，而 沒有提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。
另一方面，和其它區(qū)域相比，交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13是和其它區(qū)域相比
在高溫下不容易變軟的區(qū)域，結(jié)果，和其它區(qū)域相比，形成有交聯(lián)結(jié)
構(gòu)部分13的區(qū)域自身呈現(xiàn)出較小的剝離強(qiáng)度。因此，當(dāng)僅通過形成交 聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13就足以限定剝離位置時(shí)，可以在熱熔合區(qū)域6的一部分 中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13，而布提供凸出的融合部分11。
圖4描述了沒有設(shè)置凸出的融合部分的示例膜封裝電池的平面 圖。在圖4中，將和圖1中相同的部件等等標(biāo)示以相同的附圖標(biāo)記。 這也同樣適用于下面的圖。
在圖4所示的膜封裝電池1中，形成熱熔合區(qū)域6，使得其內(nèi)邊 緣是矩形形狀。在部分熱熔合區(qū)域6中設(shè)置壓力釋放部分10。壓力釋 放部分10包括形成在跨(straddling)電池元件容納凹槽和氣體釋放腔 室12的位置上交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13。交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13形成在通過部分地 交聯(lián)熱熔合樹脂層密封電池元件(未示出)的兩個(gè)外殼膜的其中一個(gè) 中。然后，將導(dǎo)管14密閉地連接到氣體釋放腔室12，其引導(dǎo)端被定位 到即使釋放膜封裝電池1內(nèi)產(chǎn)生的氣體也不會(huì)產(chǎn)生問題的位置。
以這種方式，甚至在不具有凸出的融合部分的結(jié)構(gòu)中，與熱熔合 區(qū)域6的剩余部分相比，形成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的區(qū)域呈現(xiàn)出較低的 剝離強(qiáng)度，使得外殼膜隨著膜封裝電池1的內(nèi)部壓力的增加優(yōu)先在形 成有交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的區(qū)域中剝離。然后，當(dāng)外殼膜已經(jīng)剝離到氣體 釋放腔室12時(shí)，產(chǎn)生的氣體通過導(dǎo)管14釋放。
對(duì)于交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13的形狀或者尺寸沒有特別的限制，只要它具 有的跨電池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12的形狀和尺寸。例如，在
圖2中，交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13形成為與凸出的融合部分11的形狀相一致。 另一方面，在圖4所示的示例中，交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13形成梯形的形狀， 其在設(shè)置有壓力釋放部分10的側(cè)邊的縱向方向上具有比外邊緣的長(zhǎng)度
長(zhǎng)的內(nèi)邊緣的長(zhǎng)度。通過以這種方式定型交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分13，交聯(lián)結(jié)構(gòu) 部分13具有和外殼膜的剝離過程相一致的形狀，由此使得可以允許外
殼膜平滑地剝離掉。
在外殼膜本身中不必形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分。例如，如圖5所示，可 以將之前的交聯(lián)樹脂片21夾在相對(duì)的外殼膜4、 5之間，以形成交聯(lián) 結(jié)構(gòu)部分。在外殼膜4、 5彼此熱熔合之前，已經(jīng)預(yù)先將樹脂片21熱 熔合到外殼膜4、 5其中的一個(gè)上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)內(nèi)壓力增加以剝 離熱熔合區(qū)域時(shí)，剝離在一個(gè)外殼膜4和樹脂片21之間的界面上進(jìn)行， 或者在另一個(gè)外殼膜5和樹脂片21之間的界面上進(jìn)行。在任何情況中， 外殼膜在其中插入樹脂片21的區(qū)域中剝離，先于剩余的區(qū)域，使得容 納電池元件2的電池元件容納凹槽與氣體釋放腔室12連通。
可用于包括樹脂片21的樹脂可以是上面舉例說明作為可用于包 括外殼膜4、 5的熱熔合樹脂層的那些樹脂。其中，優(yōu)選使用和外殼膜 4、 5的熱熔合樹脂層8相同種類的樹脂，以確保密封電池元件2所需 的最小密封強(qiáng)度。樹脂片21的形狀、尺寸等等是任意的，只要一個(gè)地 方露出于電池元件容納凹槽，同時(shí)另一個(gè)地方露出于氣體釋放腔室12。
樹脂片21可以是膜或者網(wǎng)孔的形狀。當(dāng)是網(wǎng)孔形狀時(shí)，通過熱熔 合烙化的熱熔合樹脂層8浸入到樹脂片21的網(wǎng)孔中，以產(chǎn)生錨定效果， 潛在地確保了所需的密封強(qiáng)度。當(dāng)然，不考慮樹脂片21的形式，通過 適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)樹脂片21的交聯(lián)度可以任意地控制與外殼膜4、 5的密封強(qiáng)度。
以這種方式，當(dāng)交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分是由樹脂片21構(gòu)成時(shí)，也可以產(chǎn)生 和上述各個(gè)例子類似的效果。特別地，由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分是通過熱熔
合到外殼膜4、 5的其中一個(gè)上的樹脂片21實(shí)現(xiàn)的，所以對(duì)于是否包 括交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以可視的識(shí)別，由此有助于制造步驟中部件的管理。另
外，可以從大量的選擇中選擇用于外殼膜4、 5的材料(尤其是，熱熔 合樹脂層8)。
盡管至此已經(jīng)基于交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分形成在相對(duì)的外殼膜4、 5的其中 一個(gè)中的假設(shè)進(jìn)行了描述，但是假設(shè)可以產(chǎn)生密封電池元件2的足夠 粘接力，那么交聯(lián)結(jié)構(gòu)也可以形成在外殼膜4、 5兩者中。在這種情況 中，可以用等量的或者不等量的電子束輻射各個(gè)外殼膜4、 5。當(dāng)將此 應(yīng)用到圖5所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，交聯(lián)樹脂片21分別熱熔合到外殼膜4、 5 上。
圖6描述了本發(fā)明第一實(shí)施例的另一個(gè)示例變形。圖6所示的例 子以無紡織物23取代了圖5所示的樹脂片21。特別地，在熱熔合區(qū)6 的一部分中，無紡織物23夾在相對(duì)的外殼膜之間，使得其一個(gè)地方暴 露于電池元件容納凹槽，同時(shí)其另一個(gè)地方暴露于氣體釋放腔室12。 無紡織物23是由和外殼膜的熱熔合樹脂層不同類型的樹脂構(gòu)成的，其 具有比包括外殼膜的熱熔合樹脂層的熱熔合樹脂的熔點(diǎn)高的熔點(diǎn)。例 如，當(dāng)外殼膜的熱熔合樹脂層是由聚丙烯構(gòu)成時(shí)，無紡織物23可以由 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene telephthalate)構(gòu)成。
外殼膜在高于包括外殼膜的熱熔合樹脂層的熱熔合樹脂的熔點(diǎn)和 低于包括無紡織物23的樹脂的熔點(diǎn)的溫度下彼此熱熔合。以這種方式， 無紡織物23的纖維不熔化，然而熱熔合樹脂層熔化，使得熱熔合樹脂 層的熱熔合樹脂浸入無紡織物23的纖維中。因此，無紡織物23保持 在兩個(gè)外殼膜的熱熔合樹脂層中，其已經(jīng)通過熱熔合集成在一起。
例如，可以以下面的方式制造具有夾在相對(duì)的外殼膜之間的無紡 織物23的結(jié)構(gòu)。首先，將之前已經(jīng)將其切割成預(yù)定尺寸的無紡織物23 裝載在兩個(gè)外殼膜的其中一個(gè)的一部分上，其稍后充當(dāng)熱熔合區(qū)域6，
并且通過粘合劑或者在熱熔合樹脂層輕微軟化的低溫下的熱熔合等 等，預(yù)先將無紡織物23固定到外殼膜上。這種預(yù)先固定不需要穩(wěn)固地 將無紡織物23固定到外殼膜上，而是可以是到這種程度，S卩，可以將
無紡織物23保持在外殼膜上，直到已經(jīng)最終形成了熱熔合區(qū)域6。隨
后，通過熱熔合外殼膜密封電池元件(未示出)，并以和上述例子類
似的方式連接導(dǎo)管14。
由此制造的膜封裝電池包括夾在熱熔合區(qū)域6的一部分中的無紡 織物23，在夾著無紡織物23該部分中，包括外殼膜的熱熔合樹脂層的 熱熔合樹脂浸入在無紡織物23的纖維中。為此原因，由于在熱熔合樹 脂層的厚度上沒有劃分熱熔合樹脂，所以可以實(shí)現(xiàn)熱熔合區(qū)域6所需 的密封特性。
另外，通過將無紡織物23夾在中間，在包括夾在其間的無紡織物 23的區(qū)域中，與具有其間沒有夾著無紡織物23的相同面積的剩余區(qū)域 相比，外殼膜的熱熔合樹脂層彼此粘接的區(qū)域，也就是在熱熔合樹脂 層的厚度方向上連續(xù)連接的熱熔合樹脂的部分的面積較小。由于無紡 織物23是由具有和包括熱熔合樹脂層的熱熔合樹脂不同類型的較高熔 點(diǎn)的樹脂構(gòu)成的，所以包括無紡織物23的樹脂對(duì)熱熔合樹脂的粘接強(qiáng) 度低于熱熔合樹脂層對(duì)彼此的粘接強(qiáng)度。
從該事實(shí)來看，與剩余的熱熔合區(qū)域6相比，外殼膜可以在以較 小的剝離應(yīng)力夾著無紡織物23的部分中剝離。因此，當(dāng)由于內(nèi)部壓力 增加剝離力作用于熱熔合區(qū)6上時(shí)，外殼膜優(yōu)先在將無紡織物23夾在 熱熔合區(qū)6中的部分中剝離。當(dāng)外殼膜剝離到氣體釋放腔室12時(shí)，電 池元件容納凹槽和氣體釋放腔室12連通，由此通過導(dǎo)管14釋放增加 的壓力。因此，可以從導(dǎo)管14的引導(dǎo)端安全地釋放掉膜封裝電池內(nèi)產(chǎn) 生的氣體。
夾著無紡織物23的部分中外殼膜的剝離強(qiáng)度取決于其中在熱熔
合樹脂層中存在熱熔合樹脂的比例。存在這樣的趨勢(shì)，存在的比例越 高導(dǎo)致剝離強(qiáng)度越高，而存在比例越低導(dǎo)致剝離強(qiáng)度越低。在熱熔合 樹脂層中存在熱熔合樹脂的比例取決于夾著的無紡織物23的纖維定量
(fiber areal weight)。存在這樣的趨勢(shì)，纖維定量越大導(dǎo)致熱熔合樹 脂的存在比例越小，而纖維定量越小導(dǎo)致熱熔合樹脂的存在比例越高。 從上面的描述，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置夾著的無紡織物23的纖維定量，可以 調(diào)節(jié)在其中夾著無紡織物23的區(qū)域中的剝離強(qiáng)度。以這種方式，利用 通過夾著無紡織物23來調(diào)節(jié)剝離強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置無紡織 物23的纖維定量可以任意地設(shè)置氣體釋放壓力。
這里使用的夾著的無紡織物23可以是濕型、干型(樹脂粘接、熱 粘合、水刺(spun lace))和紡粘型(熔化纖維紡(melted fiber spinning)、 濕纖維紡(wet fiber spinning)、閃纖維紡(flash fiber spinning)、熔 噴(melt blow))中的任意一種。而且，當(dāng)無紡織物23包括具有基本 上在一個(gè)方向上對(duì)準(zhǔn)的無紡織物，和具有隨意布置的纖維的無紡織物 時(shí)，剝離強(qiáng)度的調(diào)節(jié)很大程度上依賴于在熱熔合樹脂層中纖維所占的 比例，而不太關(guān)注纖維是否對(duì)準(zhǔn)，或者纖維布置的方向。因此，可以 不考慮纖維是否對(duì)準(zhǔn)而使用無紡織物23。甚至在使用的無紡織物23具 有對(duì)準(zhǔn)的纖維時(shí)，也可以以任意的方向布置纖維。也可以將交聯(lián)結(jié)構(gòu) 部分的上述形成應(yīng)用到無紡織物23的形狀和尺寸。而且，可以在熱熔 合區(qū)域6的一部分中形成如圖1所示的凸出的融合部分，并可以在包 括該凸出的融合部分的區(qū)域中設(shè)置無紡織物23。該凸出的融合部分起 如前所述的作用。
如之前所述 的，為了減小釋放壓力，可以增加層夾的無紡織物23 的纖維定量。然而，如果只依賴單一的無紡織物23，則釋放壓力的減 小受到限制。而且，無紡織物23的厚度通常還根據(jù)纖維定量而增加， 使得如果為了獲得理想的纖維定量使無紡織物23厚度過度增加，則熱 熔合樹脂不能充分地浸入無紡織物23的纖維中，可能危害密封的可靠 性。因此，當(dāng)需要較低的釋放壓力時(shí)，優(yōu)選將兩個(gè)無紡織物23堆疊地 夾在中間，如圖7所示。圖7示出了熱熔合區(qū)域的一部分，其中在沿 著外殼膜的外邊緣的方向上截取的橫截面圖中無紡織物23夾在中間。
而且，這里使用的無紡織物23具有在一個(gè)方向上對(duì)準(zhǔn)的纖維23a，并 排列無紡織物23，使得對(duì)準(zhǔn)的方向和外殼膜的外邊緣成直角。因此， 圖7以纖維23a的橫截面示出了無紡織物23。類似的，當(dāng)堆疊兩個(gè)無 紡織物23時(shí)，同樣將無紡織物23保持在已經(jīng)通過熱熔合集成在一起 外殼膜的熱熔合樹脂層8內(nèi)。
通過堆疊兩個(gè)無紡織物23，可以比夾著單一無紡織物23 (其具有 與兩個(gè)無紡織物23的總纖維定量相同的纖維定量)時(shí)，更多地降低剝 離強(qiáng)度。大概這是因?yàn)橥ㄟ^堆疊兩個(gè)無紡織物23，浸入到各個(gè)無紡織 物23的熱熔合樹脂層連接在兩個(gè)無紡織物23的邊界上的較小區(qū)域中， 使得和單一無紡織物23相比，熱熔合樹脂在較小的區(qū)域中彼此連接。 堆疊無紡織物23的數(shù)量不局限于這兩個(gè)，而是如果需要甚至更低的釋 放壓力，可以是三個(gè)或者更多個(gè)。
盡管這里所示的結(jié)構(gòu)包括被熱熔合樹脂浸漬并夾在外殼膜4、 5之 間的部件，但是夾著的薄層件不局限于無紡織物，只要該部件是由具 有比包括外殼膜4、 5的熱熔合樹脂層8的熱熔合樹脂高的熔點(diǎn)的樹脂 構(gòu)成的，并具有允許熔化的熱熔樹脂浸入其中的結(jié)構(gòu)。這種薄層件可 以是纖維集合體、微多孔膜、樹脂片等等，使得當(dāng)用纖維集合體、微 多孔膜、樹脂片等等代替上述結(jié)構(gòu)時(shí)，還可以產(chǎn)生和上述類似的效果。
纖維集合體包括被配置來允許熱熔合樹脂浸入纖維中的多種纖 維，除了上述的無紡織物之外，還包括通過水平和垂直編織纖維構(gòu)成 的紡織物。同樣，在紡織物中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置纖維定量可以任意地 設(shè)置釋放壓力。微多孔膜是分散形成有多個(gè)孔的膜。當(dāng)使用微多孔膜 作為薄層件時(shí)，熱熔合樹脂浸入到這些微孔中。為此目的使用的微多 孔膜可以是由與隔板所使用的相同材料構(gòu)成，只要它具有比包括外殼 膜的熱熔合層的熱熔合樹脂的熔點(diǎn)高的熔點(diǎn)。當(dāng)使用微多孔膜時(shí)，通
過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置微孔的尺寸和分布密度可以控制釋放壓力。當(dāng)通過干法 工藝制造微多孔膜時(shí)，微孔的尺寸和分布密度取決于膜的拉伸比，當(dāng) 通過濕法工藝制造時(shí)，取決于溶劑的直徑和含量以及微孔。就像微多 孔膜一樣，還通過分布其中浸入熔化的熱熔合樹脂的多個(gè)開口形成了 樹脂片，并可以通過孔徑比控制釋放壓力。應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明 中，從樹脂片具有比微多孔膜較大厚度的觀點(diǎn)來看，樹脂片和微多孔 膜是有區(qū)別的?？梢酝ㄟ^例如用T模(T-die)方法利用多種沖孔開口 (opening through punching)或者熱針(hot needle)等等形成片狀原始 織物，制造其中可以浸入熔合的熱熔樹脂的樹脂片。有利地是，當(dāng)使 用樹脂片作為薄層件時(shí)，通過自由地設(shè)置開口的尺寸、布置等等可以 任意地設(shè)置孔徑比。
盡管已經(jīng)描述本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，給出了使用導(dǎo)管作為氣體 引導(dǎo)部分的例子，但通過包括外殼膜的堆疊膜實(shí)現(xiàn)氣體引導(dǎo)部分。在 這種情況中，優(yōu)選將外殼膜定型成具有延伸到和電池元件分隔開的位 置的延伸部分，其作為引導(dǎo)氣體的通道。
(第二實(shí)施例)
參考圖8和圖9，在該實(shí)施例的膜封裝電池31中，導(dǎo)管44具有 壓力釋放部分的功能以及氣體引導(dǎo)部分的功能。導(dǎo)管44是金屬管，其 一端是封閉的，另一端是打開的。在導(dǎo)管44的封閉端，形成通過導(dǎo)管 44的側(cè)表面的通孔44a。通孔44a的數(shù)量可以是一個(gè)或者多個(gè)。
這里使用的外殼膜34、 35可以是類似于第一個(gè)實(shí)施例使用的那些 堆疊膜，通過彼此相對(duì)地設(shè)置熱熔合樹脂層38，在其間夾著電池元件 32，以及圍繞膜封裝電池31熱熔合外殼膜34、 35，以此來密封電池元 件32。在通過熱熔合外殼膜34、 35形成在膜封裝電池31的整個(gè)外圍 上的熱熔合區(qū)36的內(nèi)部，設(shè)置從用于容納電池元件32的電池元件容 納凹槽延伸的氣體存儲(chǔ)器42，其包括外殼膜34、 35的非熱熔合部分。 導(dǎo)管44將密閉端表面暴露于氣體存儲(chǔ)器44的內(nèi)部，使得通孔44a被從
導(dǎo)管44的外部封閉，被夾在外殼膜34、 35之間，并通過熱熔合區(qū)36 中的金屬粘合樹脂由外殼膜34、 35固定。
金屬粘合樹脂45是可以熱熔合到金屬的樹脂，并給出改性樹脂作 為例子。通過在導(dǎo)管44和外殼膜34、 35之間插入金屬粘合樹脂45， 金屬導(dǎo)管44可以熱熔合到外殼膜34、 35。為了允許外殼膜34、 35滿 意地?zé)崛酆系綄?dǎo)管44，金屬粘合樹脂45優(yōu)選是與熱熔合樹脂層38相 同類型的樹脂。當(dāng)熱熔合樹脂層38由聚丙烯構(gòu)成時(shí)，優(yōu)選使用改性聚 丙烯以用于金屬粘合樹脂45。
金屬粘合樹脂35設(shè)置在至少在導(dǎo)管44的軸向方向上在封閉通孔 44a的位置處的導(dǎo)管的整個(gè)外圍上。導(dǎo)管44通過該金屬粘合樹脂45熱 熔合到外殼膜34、 35，由此密閉地將導(dǎo)管44連接到外殼膜34、 35。
由于其余的結(jié)構(gòu)類似于第一個(gè)實(shí)施例，所以省略對(duì)其的描述。
根據(jù)該實(shí)施例的膜封裝電池31，當(dāng)由于一些異常導(dǎo)致在內(nèi)部產(chǎn)生 氣體從而引起內(nèi)壓增壓時(shí)，電池元件容納凹槽和氣體存儲(chǔ)器42膨脹， 導(dǎo)致外殼膜34、 35的剝離應(yīng)力作用在熱熔合區(qū)36的內(nèi)邊緣。通過剝 離應(yīng)力的作用外殼膜剝離的界面可以包括，除了外殼膜34、 35的熱熔 合樹脂層38之間的界面之外，外殼膜34、 35的熱熔合樹脂層38和金 屬粘合樹脂45之間的界面，以及金屬粘合樹脂45和導(dǎo)管44之間的界 面，尤其是其中導(dǎo)管44熱熔合的區(qū)域中。在這些界面中，相比于在樹 脂和樹脂之間的界面上，層更可能在樹脂和金屬之間的界面上剝離。
因此，和內(nèi)壓增加有關(guān)的剝離在導(dǎo)管44和金屬粘合樹脂45之間 的界面上進(jìn)行。當(dāng)剝離到達(dá)通孔44a時(shí)，通孔44a打開，使得在膜封裝 電池31內(nèi)產(chǎn)生的氣體從通孔44a引入到導(dǎo)管44中，并通過導(dǎo)管44釋 放，如圖IO所示。換句話說，導(dǎo)管14作為從封閉端到穿過其形成通 孔的部分的壓力釋放部分。在通孔44a打開之后，釋放內(nèi)部壓力，并且
沒有剝離應(yīng)力作用于導(dǎo)管44和金屬粘合樹脂45之間，使得剝離不再
進(jìn)行。因此，在導(dǎo)管44和外殼膜34、 35的連接處保持密封性，并且 氣體從導(dǎo)管44的引出端可靠地釋放，而不從外殼膜34、 35的端表面 泄漏。
根據(jù)該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，通過在以剝離進(jìn)行的方向上在其中熱熔合 導(dǎo)管44的區(qū)域中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置通孔44a的位置，可以任意地設(shè)置氣體釋 放壓力。也可以通過固定導(dǎo)管44的位置調(diào)節(jié)通孔44a的位置，或者可 以通過形成穿過導(dǎo)管44的通孔44a的位置來調(diào)節(jié)。
導(dǎo)管44也可以由樹脂構(gòu)成。在這種情況中，為了使剝離沒有失敗 地在導(dǎo)管44的外圍表面上進(jìn)行，對(duì)于導(dǎo)管44使用與外殼膜34、 35的 熱熔合樹脂層38不同類型的樹脂。此外，在這種情況中，不需要金屬 粘合樹脂45，而是導(dǎo)管44可以直接熱熔合到外殼膜34、 35?？梢詫?導(dǎo)管44制成任何截面形狀，例如圓環(huán)形、矩形等等，只要它可以密閉 地連接在外殼膜34、 35之間。而且，對(duì)于導(dǎo)管44的形狀沒有特別地 限制，只要它是一端封閉的管狀件，并在直接或者間接熔合到外殼膜 34、 35的區(qū)域中形成有通過其側(cè)壁的通孔。
在該實(shí)施例中，導(dǎo)管44暴露于容納電池元件32的空間中。為此 原因，當(dāng)導(dǎo)管44由樹脂構(gòu)成時(shí)，空氣內(nèi)的濕氣可以通過導(dǎo)管44的壁 表面引入到電池元件容納凹槽中。濕氣引入到電池元件容納凹槽不利 地影響膜封裝電池31的特性。從這個(gè)觀點(diǎn)來說，導(dǎo)管44最優(yōu)選由金 屬構(gòu)成，至少暴露于容納電池元件的空間的一部分由金屬構(gòu)成。
而且，在該實(shí)施例中，當(dāng)以類似于第一個(gè)實(shí)施例的方式，預(yù)先已 經(jīng)將外殼膜34、 35加工成在與導(dǎo)管44連接的一部分中與氣體存儲(chǔ)器 42的形狀以及導(dǎo)管44的外部形狀相一致，而不僅僅是用于形成電池元 件容納凹槽的切割部分時(shí)，可以更可靠地密封連接導(dǎo)管44。盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明，給出了幾個(gè)代表性的例子，但顯然， 本發(fā)明不局限于它們，而是可以在本發(fā)明的技術(shù)思想內(nèi)適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 例如，上述的每個(gè)實(shí)施例已經(jīng)示出了其中將導(dǎo)管用作氣體引導(dǎo)部 分的例子，其中導(dǎo)管簡(jiǎn)單地直接或者間接地連接到外殼膜，但是可以 將從其外部朝著導(dǎo)管推壓外殼膜的部件添加到外殼膜和導(dǎo)管的連接 處，以增強(qiáng)外殼膜和導(dǎo)管的密閉連接。作為這種部件的例子，提供了 如圖11所示的保護(hù)部件66。
圖11中所示的保護(hù)部件66是覆蓋在外殼膜54、 55與導(dǎo)管64的 連接處的圓柱形部件。在其側(cè)表面中保護(hù)部件66形成有凹口 66a，以 避開熱熔合區(qū)56。
一般來說，在內(nèi)部壓力增加到壓力釋放部分起作用的程度的異常 情況中，膜封裝電池可能被加熱到高溫。因此，當(dāng)壓力釋放時(shí)，內(nèi)部 壓力在作為氣體通道的部分中也增加，并且在某些情況下該部分可以 被加熱到高溫。在上述的實(shí)施例中，將柔性外殼膜54、 55密封到導(dǎo)管 64的外圍表面，以將導(dǎo)管64連接到外殼膜54、 55，使得內(nèi)部壓力的 增加產(chǎn)生作用于與導(dǎo)管64的連接處的力，以向外打開外殼膜54、 55。 當(dāng)內(nèi)部壓力如上所述增加以使該力增大時(shí)，假設(shè)認(rèn)為外殼膜54、 55從 導(dǎo)管64剝離。除此之外，如果加以高溫，則外殼膜的熱熔樹脂層將軟 變化或者熔化，使得外殼膜54、 55更易于剝離。外殼膜54、 55的剝 離可能導(dǎo)致氣體泄漏路徑的形成和導(dǎo)管64的分離。
因此，設(shè)置保護(hù)件66，使得當(dāng)釋放壓力時(shí)，在外殼膜54、 55和 導(dǎo)管64的連接處，外殼膜54、 55不容易剝離，由此使得能夠避免氣 體從外殼膜54、 55與導(dǎo)管64的連接處泄漏，以從導(dǎo)管64的引導(dǎo)端釋 放氣體。用于這種保護(hù)件66的材料優(yōu)選是金屬、耐熱樹脂等等。
用于在外殼膜54、 55與導(dǎo)管64的連接處向?qū)Ч?4推壓外殼膜
54、 55的部件并不必需是圓柱形的。例如，它可以是如圖12所示的塊 狀部件76，或者可以是從它們的相對(duì)方向夾著外殼膜54、 55的一對(duì)部 件86。在圖12所示的例子中，塊狀部件76包括用于使導(dǎo)管64從其穿 過的通孔76b，和用于避開熱熔合區(qū)56的凹口 76a。在圖13所示的例 子中，分別在與導(dǎo)管64的對(duì)應(yīng)每個(gè)部件86的部分中形成與導(dǎo)管64的 外部形狀對(duì)應(yīng)的凹槽86a。
另一方面，作為釋放壓力時(shí)改善導(dǎo)管連接處的密封性的手段，除 了提供保護(hù)部件之外，這還可以通過改變外殼膜自身的特性來實(shí)現(xiàn)。 一個(gè)例子是上述通過電子束的輻射樹脂的交聯(lián)。如之前所描述的，和 不交聯(lián)的樹脂相比，通過交聯(lián)形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分在特性上不易在高 溫下軟化。利用這個(gè)事實(shí)，可以使外殼膜和導(dǎo)管的連接處交聯(lián)，以使 得在該部分中的外殼膜的熱熔合樹脂層難以在高溫下軟化，由此防止 氣體從外殼膜和導(dǎo)管的連接處泄漏。
在外殼膜和導(dǎo)管熱熔合之后進(jìn)行該交聯(lián)。特別地，當(dāng)粘接到外殼 膜的至少一部分導(dǎo)管的外圍表面的材料是由與包括外殼膜的熱熔合樹 脂層的樹脂相同類型的樹脂構(gòu)成時(shí)，通過在熱熔合外殼膜和導(dǎo)管之后 交聯(lián)，使得在導(dǎo)管和外殼膜的連結(jié)點(diǎn)中不僅熱熔合樹脂層而且導(dǎo)管的 外圍表面也被交聯(lián)，使導(dǎo)管和外殼膜集成在一起，以便優(yōu)選確保在高 溫下的密封連接性。
在熱熔合外殼膜之前，進(jìn)行如在第一個(gè)實(shí)施例中所述的形成具有 交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分的壓力釋放部分的交聯(lián)，使得在這方面，該交聯(lián)不同于 用于確保導(dǎo)管的密封連接性的交聯(lián)。在外殼膜和導(dǎo)管熱熔合之后進(jìn)行 的交聯(lián)不僅可用于外殼膜和導(dǎo)管的連接，而且可用于剩余熱熔合區(qū)域 的整體性，更進(jìn)一步地可用于整個(gè)外殼膜。然而，如果后來充當(dāng)壓力 釋放部分的區(qū)域被交聯(lián)，外殼膜的剝離強(qiáng)度可能改變，也就是，釋放 壓力可以改變，使得優(yōu)選不交聯(lián)后來作為壓力釋放部分的區(qū)域。而且， 通過交聯(lián)其余熱熔合區(qū)域的整體，不僅可以改善外殼膜和導(dǎo)管的連接
而且可以改善其余熱熔合區(qū)中的密封性。
而且，關(guān)于電池元件的結(jié)構(gòu)，上述的例子已經(jīng)示出了堆疊類型， 其中多個(gè)正極和多個(gè)負(fù)極交替地一個(gè)堆疊在另一個(gè)上。可替換地，電 池元件可以是巻繞型的，通過以帶狀形成正極、負(fù)極和隔板，堆疊正 極和負(fù)極而隔板插在它們之間，巻繞剩余的堆疊體，并將其擠壓成平 板狀，其具有交替布置的正極和負(fù)極。
作為電池元件，可以應(yīng)用在普通電池中使用的任意電池元件，只 要它包括橫跨電解質(zhì)相對(duì)的正極和負(fù)極。在普通鋰離子二次電池中的 電池元件包括在例如鋁箔等等的兩個(gè)表面上涂覆有正極活性材料， 例如鋰錳復(fù)合氧化物、鈷酸鋰等等的正極板，以及在例如銅箔等等的 兩個(gè)表面上涂覆有可摻雜鋰/不可摻雜鋰的碳材料的正極板，其中該正 極板和負(fù)極板借助于浸漬有包含鋰鹽的電解液的隔板相對(duì)。此外，作 為電池元件，存在其它類型的化學(xué)電池的電池元件，例如鎳氫電池、 鎳鎘電池、鋰金屬一次電池或者二次電池、鋰聚合物電池等等。另外， 本發(fā)明還可應(yīng)用于被外殼膜密封的電氣設(shè)備，其在內(nèi)部累積電能并可 以通過化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)產(chǎn)生氣體，例如電容器元件，以電容器 為例子，比如電雙層電容器或者電解電容器等等。
權(quán)利要求
1.一種覆膜電氣設(shè)備，包括電氣設(shè)備元件，其在內(nèi)部積聚電能并能通過化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)產(chǎn)生氣體；外殼膜，每一都包括熱熔合樹脂層，用于包圍所述電氣設(shè)備元件，使得所述熱熔合樹脂層沿著所述電氣設(shè)備元件的外圍彼此相對(duì)，以通過圍繞所述電氣設(shè)備元件的整個(gè)外圍使沿著所述外圍彼此相對(duì)的所述熱熔合樹脂層熱熔合而形成的熱熔合區(qū)域，來密封所述電氣設(shè)備元件；氣體引導(dǎo)部分，其包括獨(dú)立于其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間的中空部分，用于將氣體引導(dǎo)到與所述電氣設(shè)備元件隔開的位置，所述氣體引導(dǎo)部分與外部空氣連通；以及壓力釋放部分，通過將其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間連接到所述中空部分而形成在所述熱熔合區(qū)域的一部分中，用于優(yōu)先于所述熱熔合區(qū)域的其它區(qū)域剝離，以允許氣體從其穿過。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆膜電子元件，其中所述氣體引導(dǎo)部分包括 氣體釋放腔室，其形成在所述熱熔合區(qū)域中作為中空部分的一部分，和導(dǎo)管，其兩端開口，夾在所述外殼膜之間并連接到所述氣體釋 放腔室。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的覆膜電氣設(shè)備，其中所述導(dǎo)管通過熱熔合粘接到所述外殼膜，并且至少與所述外殼膜的結(jié)合處的外圍表面是由與 包括所述熱熔合樹脂層的樹脂相同類型的樹脂構(gòu)成的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆膜電氣設(shè)備，其中所述壓力釋放部分包括由交聯(lián)樹脂構(gòu)成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆膜電氣設(shè)備，其中所述壓力釋放部分包括 由所述熱熔合區(qū)域的朝著其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間延伸的部 分形成的凸出的融合部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的覆膜電氣設(shè)備，其中所述外殼膜形成有具有 凹口部分的所述熱熔合區(qū)域，其相對(duì)于其中容納所述電氣設(shè)備元件的 空間形成凹口，并且所述凸出的融合部分定位在所述凹口部分中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆膜電氣設(shè)備，其中所述壓力釋放部分由呈現(xiàn)出比包括被彼此相對(duì)的所述外殼膜夾著的所述熱熔合樹脂層的熱熔 合樹脂更高熔點(diǎn)的樹脂構(gòu)成，并包括浸漬有熱熔合樹脂的至少一個(gè)薄 層件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的覆膜電氣設(shè)備，其中具有一個(gè)封閉端并形成有通過其側(cè)表面的通孔的導(dǎo)管使這一個(gè)封閉端暴露于在彼此相對(duì)的所 述外殼膜之間的其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間，從外部封閉該通 孔，并且與所述熱熔合區(qū)域的其它區(qū)域相比以較小的剝離強(qiáng)度熱熔合， 由此使得所述導(dǎo)管作為包括中空部分的所述氣體引導(dǎo)部分和所述壓力 釋放部分。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的覆膜電氣設(shè)備，其中所述導(dǎo)管至少在暴露于 其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間的部分中是由金屬構(gòu)成的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的覆膜電氣設(shè)備，其中所述導(dǎo)管是由金屬構(gòu) 成的，并且所述導(dǎo)管和所述外殼膜通過金屬粘接樹脂熱熔合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的覆膜電氣設(shè)備，其中所屬金屬粘接樹脂是 與包括所述外殼膜的熱熔合樹脂層的樹脂相同類型的改性樹脂。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8的覆膜電氣設(shè)備，其中所述導(dǎo)管是由與包括 所述外殼膜的熱熔合樹脂層的樹脂不同類型的樹脂構(gòu)成的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3的覆膜電氣設(shè)備，其中在所述外殼膜粘接到 所述導(dǎo)管之后，至少使所述導(dǎo)管粘接到其上的所述熱熔合區(qū)域的區(qū)域 交聯(lián)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2的覆膜電氣設(shè)備，包括用于在所述外殼膜和所述導(dǎo)管的連接處將所述外殼膜推壓向所述導(dǎo)管的部件。
15. —種制造覆膜電氣設(shè)備的方法，包括步驟提供電氣設(shè)備元件，其在內(nèi)部積聚電能并能通過化學(xué)反應(yīng)或者物 理反應(yīng)產(chǎn)生氣體，和提供每一都包括熱熔合樹脂層的外殼膜，用于密封所述電氣設(shè)備元件；包圍所述電氣設(shè)備元件，使得沿著所述電氣設(shè)備元件的外圍所述熱熔合樹脂層彼此相對(duì)；以及通過沿著所述電氣設(shè)備元件的整個(gè)外圍，使包圍所述電氣設(shè)備元 件的所述外殼膜熱熔合，來密封所述電氣設(shè)備元件，所述覆膜電氣設(shè) 備包括氣體引導(dǎo)部分，其包括獨(dú)立于其中容納所述電氣設(shè)備元件的空 間的中空部分，用于將氣體引導(dǎo)到與所述電氣設(shè)備元件隔開的位置， 所述氣體引導(dǎo)部分與外部空氣連通；以及在部分所述熱熔合區(qū)域中的 壓力釋放部分，用于將所述空間連接到所述中空部分，其允許所述外 殼膜優(yōu)先于所述熱熔合區(qū)域的其它區(qū)域剝離，并使氣體從其穿過。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的制造覆膜電氣設(shè)備的方法，其中所述密封 所述電氣設(shè)備元件的步驟包括步驟通過熱熔合外殼膜，形成氣體釋放腔室作為所述中空部分的一部 分，并將具有兩個(gè)開口端的導(dǎo)管連接到所述氣體釋放腔室，同時(shí)被夾 在所述外殼膜之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15的制造覆膜電氣設(shè)備的方法，其中所述提供 外殼膜的步驟包括步驟當(dāng)所述電氣設(shè)備元件被包圍時(shí)，在所述外殼膜的互相相對(duì)的表面 的至少一個(gè)中，在包括后來作為所述壓力釋放部分的區(qū)域的區(qū)域中， 形成由交聯(lián)樹脂構(gòu)成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15的制造覆膜電氣設(shè)備的方法，其中所述密封 所述電氣設(shè)備元件的步驟包括通過所述熱熔合形成所述壓力釋放部 分，以具有朝著其中容納所述電氣設(shè)備元件的空間凸出的凸出的融合部分。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15的制造覆膜電氣設(shè)備的方法，其中所述提供外殼膜的步驟包括步驟當(dāng)所述電氣設(shè)備元件被包圍時(shí)，在所述外殼膜的互相相對(duì)的表面 的至少一個(gè)中，在包括后來作為所述壓力釋放部分的區(qū)域的區(qū)域中， 密封至少一個(gè)薄層件，該薄層件由呈現(xiàn)出比包括所述熱熔合樹脂層的 熱熔合樹脂更高熔點(diǎn)的樹脂構(gòu)成，并能夠浸漬有所述熱熔合樹脂。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的制造覆膜電氣設(shè)備的方法，其中所述密封 所述電氣設(shè)備元件的步驟包括，在熱熔合所述外殼膜之后，交聯(lián)這樣 的區(qū)域，該區(qū)域至少包括所述導(dǎo)管所連接的所述外殼膜的區(qū)域。
全文摘要
電池元件(2)被每一都包括具有熱熔合樹脂層的外殼膜(4、5)夾在中間并被外殼膜(4、5)包圍，并被圍繞整個(gè)外圍通過熱熔合形成的熱熔合區(qū)域(6)密封。通過交聯(lián)外殼膜(5)在熱熔合區(qū)域(6)的一部分中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分(13)，并形成氣體釋放腔室(12)，其引導(dǎo)端定位在交聯(lián)結(jié)構(gòu)部分(13)中。氣體釋放腔室(12)是沿著其外圍被熱熔合區(qū)(6)包圍的部分，并且其中沒有外殼膜(4、5)未熱熔合。兩端開口的導(dǎo)管(14)連接到氣體釋放腔室(12)，同時(shí)被夾在外殼膜(4、5)之間，其引導(dǎo)端定位在氣體釋放腔室(12)中。
文檔編號(hào)H01M2/12GK101189746SQ20068000846
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者乙幡牧宏, 屋田弘志, 水田政智, 金井猛 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社;富士重工業(yè)株式會(huì)社