[發(fā)明專利]封裝電池、層疊疊層電池組、以及覆膜電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110312434.1
• 申請(qǐng)日: 2008-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102386354A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 水田政智;內(nèi)海和明;乙幡牧宏;屋田弘志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本電氣株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M2/12
• 分類號(hào): H01M2/12;H01M2/10;H01M2/02
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王波波

本申請(qǐng)是2009年8月21日提交的、發(fā)明名稱為“封裝電池、層疊疊層電池組、以及覆膜電池”、申請(qǐng)?zhí)枮?00880005875.3的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及覆膜電池、封裝電池、以及層疊疊層(stacked)電池組，所述覆膜電池包括由外部膜形成的密封空間中的電池單元。

背景技術(shù)

已知覆膜電池(film-covered?battery)使用膜作為外部材料。通常，在覆膜電池中，在由膜形成的密封空間中容納包括正極板、負(fù)極板、電解質(zhì)等在內(nèi)的電池單元。

在這方面，通過(guò)將相對(duì)的膜熱熔結(jié)(fusion-bonded)在電池單元周?chē)允沟秒姵貑卧荒に鼑瑏?lái)形成密封空間。此外，將引線端子分別連接至電池單元的正極板和負(fù)極板。這些引線端子從膜中伸出。

在向覆膜電池施加預(yù)定義范圍以外的電壓時(shí)，由于電解質(zhì)溶劑的電解使得產(chǎn)生氣體。由此而產(chǎn)生的氣體使得密封空間中的內(nèi)壓(inner?pressure)升高。此外，當(dāng)在預(yù)定義范圍以外的高溫下使用覆膜電池時(shí)，由于電解鹽等的分解而產(chǎn)生導(dǎo)致氣體的材料。

基本上，理想的是在預(yù)定義范圍之內(nèi)使用覆膜電池，以便不生成氣體。然而，當(dāng)由于覆膜電池被施加不正常的電壓而使得用于控制覆膜電池的控制電路發(fā)生故障時(shí)，或者當(dāng)由于某種原因使得周?chē)h(huán)境中溫度不正常地升高時(shí)，有時(shí)可以在密封空間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體。

當(dāng)在密封空間中產(chǎn)生氣體時(shí)，密封空間內(nèi)的內(nèi)壓升高。這使得膜破裂或膜的熔結(jié)部分剝落，并且從該部分排放出氣體。因?yàn)椴荒茏R(shí)別膜哪里將會(huì)脹裂以及膜哪里將會(huì)剝落，所以位于附近的設(shè)備將依據(jù)膜哪里會(huì)脹裂或剝落而受到不利影響。

專利文獻(xiàn)1(JP-2005-203262A)描述了一種覆膜電池，該覆膜電池可以將覆膜電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體從覆膜電池的特定位置排放到外部。

該覆膜電池具有入口狀的無(wú)熔融區(qū)，該無(wú)熔融區(qū)延續(xù)到電池單元周?chē)c膜的無(wú)熔結(jié)區(qū)域鄰接的空間。隨著從電池單元產(chǎn)生的氣體使得內(nèi)壓提高，氣體進(jìn)入無(wú)熔融區(qū)并使無(wú)熔結(jié)區(qū)域的外部膜膨脹。

隨著無(wú)熔結(jié)區(qū)域的膨脹，用于將膜的無(wú)熔結(jié)部分扯開(kāi)的應(yīng)力集中在與無(wú)熔融區(qū)相鄰的熔結(jié)部分中。這樣，在該部分中膜逐漸剝落，其中應(yīng)力集中在余下的無(wú)熔結(jié)區(qū)域前面(下文中稱作“應(yīng)力集中部分”)。

在應(yīng)力集中部分附近提供諸如孔之類的釋壓部分。隨著應(yīng)力集中部分中剝落的進(jìn)行，剝落的區(qū)域達(dá)到釋壓部分。當(dāng)剝落的區(qū)域達(dá)到釋壓部分時(shí)，覆膜電池的內(nèi)部通過(guò)釋壓功件(feature)與外界連通。這樣，在覆膜電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體從釋壓功件排放到外部。因此，可以從特定的點(diǎn)(釋壓功件)排放氣體。

專利文獻(xiàn)1：JP-2005-203262A。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題

在專利文獻(xiàn)1中描述的覆膜電池中，隨著無(wú)熔結(jié)區(qū)域的膨脹，產(chǎn)生了更大的應(yīng)力以剝落該無(wú)熔結(jié)區(qū)域。

圖1A和1B是用于描述無(wú)熔結(jié)區(qū)域在膨脹時(shí)的尺寸與用于剝落該無(wú)熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力之間的關(guān)系的示意圖。關(guān)于這一點(diǎn)，在圖1A和1B中沒(méi)有對(duì)形成無(wú)熔結(jié)區(qū)域100c和無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a的外部膜5的橫截面加陰影線。

在圖1A和1B中，用于剝落無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a的應(yīng)力F表現(xiàn)為垂直作用到無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a的熔結(jié)面100b的力。因此，當(dāng)相等的應(yīng)力f作用于圖1A和1B中的無(wú)熔結(jié)區(qū)域100c上時(shí)，用于剝落無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a的應(yīng)力F變得更大(例如，F(xiàn)＝fcosθ)，這是因?yàn)閼?yīng)力f的方位與垂直于熔結(jié)面100b的方向(應(yīng)力F的方向)形成了更小的角θ。

如圖1A和1B所示，隨著無(wú)熔結(jié)區(qū)域100b的膨脹，無(wú)熔結(jié)區(qū)域100c的更大一部分變成基本上與熔結(jié)面100b垂直。然后，隨著該部分的占據(jù)，產(chǎn)生更大的應(yīng)力以剝落無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a。

另一方面，還將從另一角度給出以下描述。當(dāng)內(nèi)部氣體所產(chǎn)生的內(nèi)壓施加到膜時(shí)，如果膜與相對(duì)側(cè)上用于約束膨脹的部件相接觸，則內(nèi)壓將被該部件的反作用所抵消。然而，當(dāng)用于約束膨脹的部件沒(méi)有與該位置相接觸時(shí)，內(nèi)壓由膜平面中(in-plane)方向上的張應(yīng)力(張力)所支持。相應(yīng)地，隨著膜與用于約束膨脹的部件相接觸的面積變小，通過(guò)將內(nèi)壓與面積相乘而得到的力變大，從而產(chǎn)生更大的張力。因此，當(dāng)無(wú)熔結(jié)區(qū)域100c膨脹時(shí)，由于膜與用于約束膨脹的部件相接觸的面積較小，所以用于剝落無(wú)熔結(jié)區(qū)域100a的應(yīng)力F變得較大。