CN101894970A - 蓄电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明得到一种蓄电装置，其抑制电解液等的飞散，提高蓄电装置的安全性。在蓄电装置的封装容器上，通过热熔接处理，以围绕电极收容部的方式形成密封带(20、21)。另外，在密封带(21)的中央形成与其他部位相比熔接宽度较窄的安全阀部。而且，在封装容器上，形成与安全阀部隔着规定间隔而相对的密封带(22)。在由于过充电等使电极收容部内的压力超过规定值的情况下，安全阀部的熔接面发生剥离而开口，将电极收容部内的气体从开口的安全阀部排出。另外，不仅是气体，电极材料或电解液(X)也从安全阀部排出，但通过密封带(22)捕捉电极材料或电解液。由此，可以抑制电极材料或电解液的飞散，可以提高蓄电装置的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有薄膜型容器的蓄电装置。
背景技术
作为搭载在电动车等上的蓄电装置，存在锂离子二次电池及锂离子电容器等。这种蓄电装置在发生过充电、过放电、内部短路、外部短路等异常状态的情况下，从电解液中产生气体，而可能使封装容器膨胀。因此，在构成蓄电装置的封装容器的金属罐等上安装安全阀，在封装容器内的压力上升的情况下，安全阀打开，将气体排出。
另外，从实现蓄电装置的小型化及轻量化的角度出发，作为蓄电装置的封装容器，提出了一种使用层压薄膜的薄膜型容器。但是，由于难以在薄膜型容器上安装安全阀，所以提出了一种在薄膜型容器上形成槽或切口等脆弱部的蓄电装置(例如，参照专利文献1至3)。由此，在伴随着气体产生而使容器内的压力上升的情况下，可以使脆弱部开口，将气体排出，可以将封装容器的破裂等防患于未然。
专利文献1：日本特开平11-312505号公报
专利文献2：日本特开2003-297322号公报
专利文献3：日本特开2000-100399号公报
发明内容
但是，专利文献1至3中记载的蓄电装置，由于采用在封装容器上单纯地形成脆弱部的构造，所以在封装容器内的压力上升而使脆弱部开口时，不仅使气体，还使电极材料或电解液等向外部飞散。由于这种使蓄电装置的电解液等飞散的情况成为使蓄电装置的安全性降低的主要原因，所以寻求用于防止电解液等飞散的构造。
本发明的目的在于，通过抑制电极材料或电解液等的飞散，提高蓄电装置的安全性。
本发明的蓄电装置具有：薄膜型容器，其将薄膜材料贴合而形成；以及电极单元，其收容在所述薄膜型容器的电极收容部中，该蓄电装置的特征在于，在所述薄膜型容器上形成用于划分出所述电极收容部的第1密封带，将所述第1密封带的一部分形成为与其他部位相比密封强度较低的安全阀部，在所述薄膜型容器上形成第2密封带，其与所述安全阀部隔着规定间隔而相对，并且在与所述第1密封带之间划分出排出流路。
本发明的蓄电装置的特征在于，收容在所述薄膜型容器中的电解液含有有机溶剂。
本发明的蓄电装置的特征在于，所述排出流路的端部是开口的。
本发明的蓄电装置的特征在于，将所述排出流路的端部密封，
并且在所述排出流路上的所述薄膜材料上形成贯穿孔。
发明的效果
根据本发明，由于与安全阀部相对地设置第2密封带，所以可以使从安全阀部排出的电极材料或电解液等与第2密封带接触。由此，可以通过第2密封带捕捉电极材料或电解液等，因此，可以抑制电极材料或电解液的飞散，可以提高蓄电装置的安全性。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式中的蓄电装置的斜视图。
图2是表示蓄电装置的构造的分解斜视图。
图3是表示封装容器的密封状态的说明图。
图4(A)是表示安全阀部进行动作时的气体排出路径的说明图。
另外，(B)是表示安全阀部进行动作时的蓄电装置的斜视图。
图5是表示本发明的其他实施方式中的蓄电装置所具有的封装容器的密封状态的说明图。
图6(A)是表示本发明的其他实施方式中的蓄电装置所具有的封装容器的密封状态的说明图。另外，(B)是表示安全阀部进行动作时的蓄电装置的斜视图。
具体实施方式
图1是表示本发明的一个实施方式中的蓄电装置10的斜视图。图2是表示蓄电装置10的构造的分解斜视图。如图1及图2所示，蓄电装置10具有用于收容电极单元11的封装容器(薄膜型容器)12。该封装容器12通过将一对层压薄膜(薄膜材料)13贴合而构成。层压薄膜13具有将塑料薄膜层压在铝箔的两面上的层叠构造。作为构成层压薄膜13的外层的塑料薄膜材料，使用机械强度及耐热性优越的尼龙薄膜等。另外，作为构成层压薄膜13的内层的塑料薄膜材料，使用防潮性及密封性优越的聚乙烯或聚丙烯等。上述聚乙烯或聚丙烯可以通过进行加热而容易地粘接。因此，通过对以内层相对的方式重叠的层压薄膜13实施热熔接处理，可以将层压薄膜13彼此接合，而构成封装容器12。
收容在上述封装容器12中的电极单元11，由隔着隔板交替地层叠的正极以及负极构成。另外，向封装容器12中注入含有碳酸乙二酯或碳酸丙烯酯等有机溶剂的电解液。而且，从层压薄膜13的相对面凸出的正极端子14与正极接合，从层压薄膜13的相对面凸出的负极端子15与负极接合。另外，作为电极单元11示出了层叠型的电极单元，但并不限于此，也可以采用将长条状的正极以及负极重叠并卷绕的卷绕型的电极单元。
图3是表示封装容器12的密封状态的说明图。在图3中，带影线的部位是通过热熔接处理而密封的部位。在蓄电装置10的制造过程中，以隔着电极单元11的方式将一对层压薄膜13贴合。然后，对层压薄膜13的下边部以及侧边部实施热熔接处理，从下边部至两侧边部大致U字状地形成密封带20。然后，在向利用密封带20而成为袋状的层压薄膜13中注入电解液后，对层压薄膜13的上边部实施热熔接处理。通过该热熔接处理，在层压薄膜13的上边部形成2条密封带21、22。
如上述所示，通过对层压薄膜13实施热熔接处理，从而利用第1密封带20、21划分出收容电极单元11的电极收容部23。另外，在密封带21的大致中央形成安全阀部21a，该安全阀部21a具有与其他部位相比较窄的熔接宽度。即，将安全阀部21a的密封强度设计为与其他密封带20、21的密封强度相比较低。另外，在层压薄膜13上形成有第2密封带22，其与安全阀部21a隔着规定间隔而相对。而且，利用密封带21和与其大致平行的密封带22，在密封带21、22之间划分出排出流路24。另外，排出流路24的端部25成为开口状态。
在这里，图4(A)是表示安全阀部21a进行动作时的气体排出路径的说明图。另外，图4(B)是表示安全阀部21a进行动作时的蓄电装置10的斜视图。在蓄电装置10发生过充电或内部短路等异常状态的情况下，由于电解液被分解而产生气体，所以电极收容部23内的压力上升。另外，如图4(A)及(B)所示，在电极收容部23内的压力上升至超过规定值的情况下，安全阀部21a的熔接面发生剥离。即，可以在电极收容部23内的压力显著上升前，使安全阀部21a开口而将气体排出，可以将封装容器12的破裂等防患于未然。另外，在上述的说明中，对于安全阀部21a使用了“动作”这样的表述，该表述是指，由于电极收容部23内的压力上升，使安全阀部21a的熔接面剥离而“开口”。
然而，在电极收容部23内的压力上升，安全阀部21a发生开口的状况下，不仅气体从安全阀部21a排出，电极材料或电解液等也一起被排出。这种使电极材料或电解液等向外部飞散的情况，成为使蓄电装置10的安全性降低的主要原因。特别地，由于在锂离子二次电池或锂离子电容器等中采用的电解液大多是在具有可燃性的有机溶剂中溶解锂盐而得到的有机溶剂电解液，所以寻求不会使这种电解液向外部飞散的构造。
因此，在本发明的蓄电装置10所具有的封装容器12上设置密封带22，其与安全阀部21a隔着规定间隔而相对。通过设置这种密封带22，如图4(A)所示，可以使从安全阀部21a排出的收容物(电极材料、电解液、气体等)与密封带22接触，可以将气体G从包含电解液X等在内的收容物中分离。而且，使分离出的气体G改变流动方向，而被引导至排出流路24，从开口的排出流路24的端部25向外部排出。如上述所示，由于通过与安全阀部21a相对地设置密封带22，可以捕捉电极材料或电解液X等，所以可以抑制电极材料或电解液X等的喷出，可以提高蓄电装置10的安全性。而且，由于仅通过改变对层压薄膜13的热熔接样式而形成安全阀部21a和密封带22，就可以提高安全性，所以可以抑制提高了安全性的蓄电装置10的成本。
图5是表示本发明的其他实施方式中的蓄电装置30所具有的封装容器(薄膜型容器)31的密封状态的说明图。另外，对于与图3所示的部件(构成部分)相同的部件(构成部分)，标注相同的标号，省略其说明。如图5所示，设置在层压薄膜13的上边部的第2密封带32形成为，与所述密封带22相比较短。即使在如上述所示将密封带32较短地形成的情况下，只要是密封带32的宽度尺寸W2形成为与安全阀部21a的宽度尺寸W1相比较长，与安全阀部21a相对地配置密封带32的构造，就可以得到与上述效果相同的效果。即，只要是使密封带32覆盖安全阀部21a的开口范围的构造，就可以利用密封带32捕捉电极材料或电解液等，可以得到与上述效果相同的效果。
图6(A)是表示本发明的其他实施方式中的蓄电装置40所具有的封装容器(薄膜型容器)41的密封状态的说明图。另外，图6(B)是表示安全阀部21a进行动作时的蓄电装置40的斜视图。另外，对于与图3所示的部件(构成部分)相同的部件(构成部分)，标注相同的标号，省略其说明。如图6(A)所示，排出流路24的端部42通过热熔接处理而密封，并且在排出流路24上的层压薄膜13上形成贯穿孔43。另外，贯穿孔43形成为从安全阀部21a的开口范围向外侧偏移。另外，在安全阀部21a打开的异常时，如图6(B)所示，气体G从排出流路24被引导至贯穿孔43，将气体G沿蓄电装置40的厚度方向排出。由此，不仅可以利用密封带22捕捉电极材料或电解液等，还可以利用排出流路24的端部42捕捉电解液等，因此，可以大幅度地限制电解液等的飞散。
以上，基于附图，详细地说明了本发明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。例如，图3所示的蓄电装置10的封装容器12采用使排出流路24的端部25开口的构造，但也可以与图6所示的蓄电装置40的封装容器41相同地，实施热熔接处理，以将排出流路24的端部25闭合。在此情况下，需要设定端部25的密封强度，以使排出流路24的端部25在与安全阀部21a同等的压力下发生剥离。另外，图6所示的蓄电装置40的封装容器41采用使排出流路24的端部42闭合的构造，但也可以与图3所示的蓄电装置10的封装容器12相同地，使排出流路24的端部42开口。另外，在图6所示的情况下，在层压薄膜13上单纯地形成贯穿孔43，但也可以实施热熔接处理，将贯穿孔43的缘部闭合。在此情况下，需要设定缘部的密封强度，以使贯穿孔43的缘部在与安全阀部21a同等的压力下发生剥离。
另外，在上述说明中，将一对层压薄膜13重叠而构成封装容器12、31、41，但也可以将一片层压薄膜折返而构成封装容器。另外，在上述说明中，通过对层压薄膜13实施热熔接处理，而在封装容器12、31、41上形成密封带20～22、32和安全阀部21a，但并不限于此，也可以通过在层压薄膜13上以规定图案涂敷粘接剂，由此，在封装容器12、31、41上形成密封带20～22、32和安全阀部21a。而且，在上述说明中，作为构成封装容器12、31、41的薄膜材料，举出了3层构造的层压薄膜13，但并不限于此，也可以是除了3层构造以外的层压薄膜，也可以是单层构造的薄膜。
Claims (4)
1.一种蓄电装置，其具有：薄膜型容器，其通过将薄膜材料贴合而形成；以及电极单元，其收容在所述薄膜型容器的电极收容部中，
该蓄电装置的特征在于，
在所述薄膜型容器上形成用于划分出所述电极收容部的第1密封带，将所述第1密封带的一部分形成为与其他部位相比密封强度较低的安全阀部，
在所述薄膜型容器上形成第2密封带，其与所述安全阀部隔着规定间隔而相对，并且在与所述第1密封带之间划分出排出流路。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，
收容在所述薄膜型容器中的电解液含有有机溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，
所述排出流路的端部是开口的。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其特征在于，
将所述排出流路的端部密封，并且在所述排出流路上的所述薄膜材料上形成贯穿孔。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20101124 |