[发明专利]膜封装电气装置

说明书

本申请是申请日为2005年8月5日、申请人为“日本电气株式会社”、申请号为2005800273065、发明名称为“膜封装的电气装置及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种以电池或者电容器为代表的电气装置，特别涉及一种包括诸如由封装膜材料密封的化学电池元件、电容器元件等等的电气装置元件的膜封装电气装置，以及制造这种膜封装电气装置的方法。

背景技术

膜封装电气装置的一种类型是膜封装电池。迄今为此，已知有膜封装电池，其包括被在其厚度方向上的各个相对侧面上放置的封装膜夹着的电池元件并具有比电池元件的平面尺寸大的尺寸，电池元件被电池元件周围彼此连接的相对封装膜密闭地密封（也简称为“密封”）。正负极突片（tab）作为电极连接到电池元件。对于该密封的电池元件，突片穿过封装膜伸出。每个封装膜通常包括层叠膜，该层叠膜包括金属层和可热密封的树脂层。用彼此热熔合的可热密封的树脂层来密封电池元件。

如同采用除了膜之外的封装材料的金属罐等那样，使用封装膜材料的电池需要可靠密封的热熔合区，以便于阻止周围空气进入电池，并还阻止电解液泄漏。尤其是，密封可靠性对于包含非水电解质的电池很重要（下文中称作“非水电解质电池”）。如果出现热密封故障，则电解质将由于暴露于周围空气的组分而导致损坏，导致电池性能显著降低。

如果电池在使用的同时将超出电池额定范围的电压施加给电池，那么由于电解质溶剂的电解可能产生气体。而且，如果在额定范围之外的高温下使用电池，那么产生物质，该物质是由于电解质盐的分解产生的气体。实质上，理想的是在额定范围内使用电池，以便于不从电池产生气体。然而，由于一些原因在电池控制电路故障的情况中，可能施加了异常电压，或者由于一些原因可能出现高的周围温度，容易导致电池产生大量的气体。

电池内产生气体导致在电池中聚集内部压力。为了避免电池遭受由于非常高的内部压力聚集导致的意外爆炸，使用金属罐作为封装部件的很多电池具有压力安全阀，用于在电池中有内部压力聚集的情况下释放来自电池的气体。对于使用膜作为封装材料的膜封装电池来说，由于结构限制很难具有压力安全阀。如果膜封装电池承受内部压力聚集，那么膜将膨胀，直到它最终破裂，使得气体穿过破裂喷出。不可能确定这种膜出现破裂的位置。根据膜破裂的位置，电池可能不利地影响周围区域中的装置或者部件。

已经提出了一些压力释放结构，用于消除由于常规膜封装电池中气体的产生导致的问题。

例如，如图1所示，JP-A No.2004-55290公开了具有封装膜104的膜封装电池101，其中围绕电池元件（未示出）热密封该封装膜104，以形成热密封区106，该热密封区106包括朝着容纳电池元件的区域凸起的部分。封装膜104具有气体释放器107，该气体释放器107具有设置在热密封区106的凸起部分中的其顶端。形成气体释放器107，但是不是通过热密封工艺来形成的。

当封装膜104因膜封装电池101中产生的气体导致内部压力聚集而膨胀时，热密封区106承受剥落应力。由于热密封区106包括凸起部分，所以剥落应力集中在热密封区106的凸起部分上，使得封装膜104更尤其在凸起部分比其它部分逐渐剥落。当封装膜104的剥落到达气体释放器107时，膜封装电池101的内部开始和周围空气接触，气体释放器107释放气体。

发明内容

只要在彼此相对的封装膜的可热密封的树脂层之间出现封装膜剥落，上述常规压力释放结构不会有问题。然而，常规压力释放结构的不利之处在于，如果封装膜在其它区域剥落，它不能充分地起作用。

下面将参考图2到4描述上面的缺点。

图2是图1所示的膜封装电池的气体释放器的横截面图。如图2所示，封装膜104具有彼此相对设置的它们的可热密封的树脂层111。在热密封区106中，可热密封的树脂层111热熔合在一起。可热密封的树脂层111外面的层包括金属层112。当在膜封装电池中出现内部压力聚集时，有助于剥落封装膜104的剥落应力被施加到热密封区106的内边缘，使得封装膜104逐渐剥落，同时破裂可热密封的树脂层111。

如果可热密封的树脂层111在可热密封的树脂层111的厚度方向上逐渐破裂，如图3所示，那么剥落位置移动到可热密封的树脂层111和金属层112之间的界面。随后，封装膜104的剥落沿着可热密封的树脂层111和金属层112之间的界面前进，如图3中的粗线所示的。最后，如图4所示，当封装膜104的剥落到达封装膜104的外边缘时，没有穿过气体释放器107，膜封装电池101的内部开始和周围空气接触，释放压力。