[發明專利]覆膜電氣設備及其制造方法

有效

• 申請號: 200680008465.5
• 申請日: 2006-03-10
• 公開（公告）號: CN101189746A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 屋田弘志;乙幡牧宏;水田政智;金井猛
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社;富士重工業株式會社
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01G9/00;H01M2/08;H01G9/08;H01M2/02;H01G9/12;H01M10/40
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫志湧;陸錦華

技術領域

本發明涉及一種覆膜電氣設備及其制造方法，該電氣設備具有例如用被膜構成的封裝材料密封的以化學電池和電容器代表的化學電池元件、容性元件等等的電氣設備元件。

背景技術

一種類型的覆膜電氣設備是膜封裝電池。通常，已知一種膜封裝電池，其包括在其厚度方向上從兩側被外殼膜夾著的電池元件，相對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，當在使用中將超過額定范圍的電壓施加到電池時，由于電解溶劑的電解，導致可能在電池內部產生氣體核素。而且，當在超過額定范圍的高溫下使用電池時，由于電解鹽等的電解還產生導致產生氣體核素的材料。基本上，理想的是，在額定范圍內使用電池，以避免氣體產生。然而，如果由于某種原因電池的控制電路不能正常運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部產生大量氣體。

電池內氣體的產生導致電池內壓力的增加。為了避免電池由于內部壓力極大增加而爆炸，很多使用高堅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，用于當電池內部壓力增加時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，在結構上很難提供壓力安全閥。如果膜封裝電池中的內部壓力極大增加，則包括電池元件的膨脹，并且膜最后爆炸，導致氣體從爆炸點噴出。然而，不能夠判斷爆炸的地方。因此，根據膜爆炸的位置，爆炸可能不利地影響周圍的設備和部件。

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器(作為示例)或者它們的電子部件的能量源。由于從電池內部產生的氣體可能包括易燃材料和腐蝕性材料，所以應當將重點放在怎樣處理爆炸氣體。JP2003-45380A(專利文獻1)描述了一種車載電池，其包括在電池盒內的氣體流動路徑，其中氣體流動路徑接合到排氣管，在電池盒內產生的氣體通過該排氣管排放到汽車外面。

JP2002-324526A(專利文獻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。根據專利文獻2中描述的電池，當從電池元件產生氣體時，鋁箔破裂，導致氣體從其噴出。噴出的氣體從內部到外部順序穿過各個覆蓋材料的開口。當電池被加熱時，各種覆蓋材料收縮，使得內側上的覆蓋材料的開口被外側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、電池的觸點等等，當應用電解液時，它們會帶來例如腐蝕、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致的問題，如在專利文獻1中所述的，優選使用導管將氣體引導到遠離會產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，導管必須密閉地連接到封裝材料。如在專利文獻1中，在車載電池中，封裝材料通常是高強度的部件，其自身具有足夠的厚度和硬度。對于這種部件，通過應用適當的裝配結構或者增加密封件例如O圈可以很容易地將導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排放在內部產生的氣體的結構包括：在作為封裝材料的膜的粘接區域的一部分中，形成這樣的區域，其具有比剩余部分更低的粘接強度，并從該區域將氣體排放出去。常規的膜封裝電池產生了上述的問題，因為僅僅提出了緊鄰電池釋放氣體的機構。因此，企圖將導管連接到膜封裝電池以用于引導氣體。然而，簡單連接的導管導致在確保膜的密封性上存在困難，因為導管連接到在排放氣體的位置處的膜上，也就是，在呈現出低粘接強度的區域中。結果，根據施加到膜和導管接點的應力，膜在和導管的接點處剝離，使得氣體泄漏，由此可能不能將氣體引導到期望的位置。另一方面，在專利文獻2中所描述的膜封裝電池中，簡單地移動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度的區域，使得導管可以密閉地連接到最外部的開口。然而，由于專利文獻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。

這些問題對于具有可能產生氣體的電氣設備元件的、被外殼膜密封的覆膜電氣設備來說是普遍的，而不局限于膜封裝電池。

發明內容