CN104412407B - 覆膜电池 - Google Patents

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Abstract

提供了一种覆膜电池，使用覆膜材料作为外体并且具有优良的长期可靠性。一种覆膜电池，所述覆膜电池在通过堆叠热封层13、阻挡层12和保护层11而得到的覆膜材料4中容纳通过经过隔离物布置正电极和负电极而得到的电池元件6，并且所述覆膜电池具有密封部，所述密封部对容纳所述电池元件6的所述覆膜材料4的外围予以密封。密封部18包括:凝集/密封部19；以及第一界面接合部15，所述第一界面接合部15设置为与所述凝集/密封部的电池元件容纳部侧相邻。

Description

覆膜电池
技术领域
本发明涉及电池元件容纳在覆膜材料中的电池及其制造方法，更具体地，涉及具有高长期可靠性的覆膜电池及其制造方法。
背景技术
具有高容量密度和高质量密度的锂离子电池不仅安装在例如移动电话或数字照相机等的移动设备上，而且还安装在电动自行车、电动摩托车、电动汽车等上。此外，随着电池使用的多样化，对电池重量的降低和设计的高灵活性的要求已经增加。
作为电池覆盖组件，使用通过堆叠铝箔等和合成树脂薄膜得到的金属外壳或覆膜材料。作为满足以上要求的电池，非常需要使用重量轻并且设计自由度高的覆膜材料的覆膜电池。
覆膜电池具有以下结构：在该结构中，用覆膜材料覆盖并密封具有正电极和负电极的电池元件，以使正电极端极子和负电极端极子伸出覆膜材料之外。电池覆盖组件起到防止电池内的电解液泄漏和水侵入进电池内的作用，并且密封部负责电池的可靠性，因此有多种设计方式。
例如，专利文献1中，如图10所示，在凝集/密封部19的电池元件6的容纳部6a的内侧端部处提供树脂块32，凝集/密封部19是金属层压树脂薄膜外壳的熔接部。结果，接合界面具有曲面，允许压力向树脂块32的两端分散，这增强了电池的密封性。
此外，专利文献2中，提供其中在覆膜材料的热封部的内侧不执行熔接的部分。这一点防止产生树脂突起部的切口部，以防止剥离强度的降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP 2000-277066 A
专利文献2：JP 2005-332726 A
发明内容
发明要解决的技术问题
当由于反复充放电或者由于在高温环境下使用而导致在具有专利文献1中公开的结构的电池内部生成气体时，以下问题发生。
即，如图11中示出的，电池元件6膨胀以使覆膜材料4变形，导致压力集中在树脂块32和热封层19的边界，使龟裂(树脂破断/剥离部17)从热封层19向阻挡层12扩展。
接着，在龟裂部分处的阻挡层12与电解液之间的接触引起阻挡层12的铝或类似物的腐蚀，这可以生成缺陷，例如洞或龟裂，从而与外侧连通以导致电解液的泄漏。
问题的解决手段
本发明的问题通过以下方式解决：一种覆膜电池，所述覆膜电池在通过堆叠热封层、阻挡层和保护层而得到的覆膜材料中容纳通过经过隔离物布置正电极和负电极而得到的电池元件，并且所述覆膜电池具有密封部，所述密封部对容纳所述电池元件的所述覆膜材料的外围予以密封，其中，所述密封部包括：凝集/密封部，在所述密封部的至少一部分处；以及第一界面接合部，设置为与所述凝集/密封部的电池元件容纳部侧相邻。
发明的有益效果
本发明中，界面接合部形成为与凝集/密封部的电池元件侧相邻，所述凝集/密封部形成在覆膜材料的密封部的至少一部分处。因此，当覆膜电池由于电池内生成气体而膨胀时，密封部沿界面接合部开裂。因此，可能防止凝集/密封部的损坏，从而防止作为覆膜材料内层的阻挡层(例如金属阻挡层)被电解液腐蚀。因此，可以提供具有高长期可靠性的覆膜电池。
附图说明
图1是根据本发明示出的覆膜电池的示例的平面图。
图2是沿图1的线A-A′的部分截面图，其示出了本发明的实施例。
图3A至3C分别是沿图1的线A-A′的截面图，其顺序地示出了根据本发明的覆膜电池的密封工艺，其中图3A是示出加热工艺的视图，图3B是示出冷却工艺的视图，以及图3C是示出在密封工艺后的密封部的视图。
图4是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的另一实施例。
图5是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的另一实施例。
图6是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的另一实施例。
图7是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的另一实施例。
图8是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的示例。
图9是沿图1的线A-A′的截面图，其示出了本发明的示例。
图10是与图1的A-A′截面相对应的部分的截面图，其示出了传统覆膜电池。
图11是与图1的A-A′截面相对应的部分的截面图，其示出了传统覆膜电池。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是根据本发明示出的覆膜电池的示例的平面图。
覆膜电池1具有分别与安装至电池元件的正电极引线端子和负电极引线端子相连的正电极端子2和负电极端子3。
使正电极端子2和负电极端子3从覆膜材料4伸出，并且在覆膜材料4周围形成热封部5以便密封。
图1中，利用两个组件来容纳电池元件，每个组件具有针对所述电池元件的容纳部，然后密封每个组件的整个外围；然而，可以通过其他方法来实现密封。
例如，电池元件由单个折叠覆膜材料容纳或者容纳在通过压模而形成的容纳部中的配置是可能的，然后执行密封。
此外，可以采用电池元件容纳在通过将覆膜材料处理为圆柱形或封套形而得到的组件中的配置，然后遮蔽组件的开口。
此外，尽管图1中的示例中正电极端子2和负电极端子3从同侧伸出，但是本发明不限于此。正电极端子2和负电极端子3可以分别从不同侧(例如，相对侧)伸出。
此外，电池元件可以是通过经过隔离物顺序地堆叠多个正电极和负电极而得到的堆叠体，或者可以是通过卷绕带状积层体而得到的卷绕体。
图2是沿图1的线A-A′的根据本发明的覆膜电池的部分切开截面图。容纳电池元件6的覆膜材料4包括：保护外表面的表面保护层11；防止气体传输的阻挡层12(例如金属阻挡层)；以及防止电解质和热熔接物浸透覆膜材料的热封层13。
作为表面保护层11，可以使用合成树脂材料，合成树脂材料具有足够高的延展性以防止在加工覆膜材料4时破断，并且具有高于热封层的熔点或软化点的熔点或软化点。具体地，优选使用在加工时表现出足够的延展性并具有高熔点或软化点的树脂，例如尼龙或聚乙烯对苯二甲酸酯。
作为阻挡层12，可以使用各种类型的阻挡层，例如金属或金属氧化物沉积层或者金属薄膜，其防止气体传输并且具有足够高的延展性以防止加工时破断。具体地，优选使用具有高延展性并且机械加工性好的铝或铝合金箔。
作为热封层13，可以使用合成树脂层，合成树脂层具有对电解液的抗腐蚀性和在热封时接合强度好。具体示例包括：聚烯烃型合成树脂，例如聚丙烯或聚乙烯；以及包含一种或多种改良聚烯烃树脂的合成树脂。
表面保护层11，阻挡层12和热封层13可以各自具有单层结构或多层结构。在多层结构的情况下，多层可以具有不同的特性。
覆膜材料4的密封部18在其电池元件容纳部6a侧具有界面接合部15。作为在软化/半熔融状态下对热封层加压的结果，由于热封层的约几微米的侵蚀而生成界面接合部15。当热封层达到熔点并且结合在一起时，生成凝集/熔接层。
此外，由熔融状态的热封层形成的凝集/密封部19与界面接合部15的与容纳部6a侧相对的一侧相接触。
以下，存在界面接合部15的范围称为界面接合区域15a，以及存在凝集/密封部19的区域称为凝集/接合区域19a。
本发明的覆膜电池1具有与凝集/密封部19相接触的界面接合部15。当电池膨胀时，只有具有在热封层之间的边界表面的界面接合部15沿所述边界表面破裂。因此，损害不在凝集/密封部19中发生，由此防止阻挡层外露。
图3A至3C分别是根据本发明沿图1的线A-A′的覆膜电池的部分切开截面图，其说明了覆膜电池的制造方法。
如图3A所示，使用两个加热组件21按压密封部分18的两个表面并进行加热直至热封层的熔接表面达到熔融状态。
接着，如图3B所示，移除加热组件21后，用两个冷却组件22来冷却位于边界处的区域，所述边界具有从两侧隆起的部分。要冷却的区域包括加热组件按压的区域及其在电池元件容纳部6a侧的相邻区域。这种冷却防止凝集/密封部19中的晶粒大小由于再结晶而减小，并允许在密封部18中被加热组件按压的部分附近形成界面接合部15。
接着，如图3C所示，除在倾倒电解液侧的电解液倾倒部之外，通过热封来密封覆膜材料的外围侧，并且将每侧的外围切割为预定形状。在通过电解液倾倒部倾倒电解液后，以同样的方式来密封电解液倾倒部，从而获得覆膜电池。
图4是根据本发明沿图1的线A-A′的覆膜电池的部分切开截面图，其说明了本发明的另一实施例。
覆膜材料4的密封部18具有凝集/密封部19和界面接合部15，并且界面接合部具有弯曲部31。
根据本实施例的电池通过轻微移位彼此夹持覆膜材料的两个加热组件(未示出)来形成电池。即，在密封部18中在热封层被软化的区域中生成位移。
密封部中，在隆起部侧的一个加热组件的端面比其他加热组件更多地向隆起部侧推动覆膜材料4的热封层。
即，将热封层推向电池元件容纳部6a侧造成界面接合部15中的弯曲部31，弯曲部31的界面是弯曲的。
在本发明中，即使当存在加热组件之间的轻微移位时，也能够在凝集/密封部19的电池元件容纳部6a侧类似地形成界面接合部15。此外，其长度通过弯曲而增加的界面接合部15表现出高的抗破裂性。
图5是根据本发明沿图1的线A-A′的覆膜电池的部分切开截面图，其示出半发明的另一实施例。覆膜材料4的密封部18具有凝集/密封部19和界面接合部15，并且界面接合部具有树脂块32。
相比于图3中示出的电池，两个加热组件(未示出)的端面接近电池元件容纳部6a的平坦部边界侧，电池元件容纳部6a的平坦部边界侧是电池元件容纳部6a的隆起部和平坦部之间的边界。结果，热封层从密封部向内突出以形成树脂块32。
树脂块32与界面接合部15一体成型，使得从凝集/密封部19到界面接合部15的距离增加。结果，从破裂开始的树脂块32的端部至破裂达到凝集/密封部19的点之间的距离有利地增加了。
图6是根据本发明实施例沿图1的线A-A′的覆膜电池的部分切开截面图，其说明了本发明的另一实施例。
该实施例在以下各点不同于图3所示的实施例：两个加热组件(未示出)的端面接近电池元件容纳部6a的平坦部边界侧，电池元件容纳部6a的平坦部边界侧是电池元件容纳部6a的隆起部和平坦部之间的边界；以及在两个加热组件之间生成轻微移位。在图6的密封部中，在热封层熔化的区域中生成移位。
结果，热封层从密封部向内突出以形成树脂块32，并且进一步形成界面的弯曲部31。此外，通过弯曲部31增加界面接合部15的长度，从而通过树脂块32增强抗断裂性并增强密封部18的强度。
图6示出为在热封时，树脂块32向内突起，并且覆膜材料的内表面处的热封层彼此分离；然而，未清楚定义热封层之间的边界，而一体成型覆膜材料内表面的突起树脂块和热封层。相同地适用于其他附图。
图7是根据本发明沿图1的线A-A’的覆膜电池的部分切开截面图，其说明了本发明的另一实施例。
图7中示出的实施例的电池中，由于两个加热组件之间的移位而生成的树脂块32形成于不同于图6所示的位置处。
即，相比于图6，彼此夹持覆膜材料的两个加热组件之间的移位量增加。此外，加热组件的端面接近覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界，以便密封。这增加了要向电池内侧突起的树脂量。因此，树脂突出量对应于加热组件之间的移位量而偏移，导致在界面接合部15中形成弯曲部31。
如在图6中的覆膜电池中一样，界面接合部15的界面的长度通过界面接合部15中形成的弯曲部31而增加，以增强抗破裂性。这在防止凝集/密封部19的强度降低以免损坏中起到很大作用。
图8是根据本发明沿图1的线A-A′的覆膜电池的部分切开截面图，其示出本发明的另一实施例。
图8的实施例中，由于覆膜材料内侧压力升高，在界面接合部15的端部形成界面接合剥离部16。
如上述，当内部压力增加时，界面接合部15的端部首先选择性地开裂，界面接合部15的所述端部接近具有低于凝集/密封部19的强度的电池元件容纳部侧6a的内部。
结果，生成界面接合剥离部16。即使当生成界面接合剥离部16时，不发生整个界面接合部15的开裂、凝集/密封部19的损坏或者阻挡层12(例如铝)的外露。
图9是根据本发明沿图1的线A-A’的覆膜电池的部分切开截面图，其说明了本发明的另一实施例。
图9的实施例中，作为覆膜材料内压力升高的结果，在树脂块32中生成界面接合剥离部16，该树脂块32在界面接合部15的端部形成。
当内部压力升高时，界面接合部15的端部首先选择性地开裂，界面接合部15的所述端部接近电池元件侧内部。结果，生成界面接合剥离部16。即使当生成界面接合剥离部16时，不发生整个界面接合部15的开裂、凝集/密封部19的损坏或者阻挡层12(例如铝)的外露。
此外，如该示例中所示，形成树脂块32以接触界面接合部15，使得在树脂块32内侧停止开裂，防止界面接合部15被不利地影响。
示例
以下描述本发明的示例和对比示例。
示例1
(正电极的生产)
将92份质量的锂猛(LiMn2O4)粉末、5份质量的炭黑和3份质量的聚偏二氟乙烯与NMP混合以制备正电极泥浆。将得到的正电极泥浆涂在20μm厚的铝箔的两个表面上，然后干燥，其后通过滚轮按压正电极表面。
接着，切割涂有正电极活性材料的铝箔，以获得正电极，其中长105mm且宽55mm的正电极和长15mm且宽10mm的正电极接头一体成型。
(负电极的生产)
91份质量的石墨、1份质量的炭黑以及8份质量的聚偏二氟乙烯与NMP混合以制备负电极泥浆。将得到的负电极泥浆涂在10μm厚的铜箔上，然后干燥，其后通过滚轮按压负电极表面。
接着，切割涂有负电极活性材料的铜箔，以获得负电极，其中长109mm且宽59mm的负电极和长12mm且宽10mm的负电极接头一体成型。
(电池元件的生产)
将获得的正电极和负电极通过隔离物交替堆叠，使得最外层是负电极以生产电池元件，其中隔离物分别由聚丙烯制成并长111mm、宽59mm、厚度25μm。所使用的正电极数量是15，使用的负电极数量是16。
作为要引出覆膜材料之外的正电极引线端子，使用长30mm、宽10mm且厚200μm的铝箔。此外，铝引线端子与每个所堆叠的正电极的正电极接头相连，该铝引线端极子包括在密封时将与覆膜材料一体成型的合成树脂层。
此外，作为负电极引线端极子，使用长30mm、宽10mm且厚200μm的铜箔。铜引线端子与每个所堆叠的负电极的负电极接头相连，该铜引线端极子包括在密封时将与覆膜材料一体成型的合成树脂层。
(覆膜电池的生产)
作为覆膜材料，使用包括以下各层的层压膜：
表面保护层：由25μm厚的尼龙制成；
阻挡层：40μm厚的铝箔；
黏合剂内部层：具有厚度50μm、熔点145°以及软化点120°的随机-块-随机三层结构的聚丙烯膜。
制备了分别具有长180mm、宽100mm和厚115μm的两个覆膜材料。通过在每个覆膜材料的中心隆起来形成具有长120mm、宽70mm和深3mm的凹部。
电池元件容纳在由隆起形成的凹部中，并且正极和负极引线端极子从一侧引出覆膜材料之外。
引线端子引出侧和与引线端子引出侧相接触的两侧是密封的，以形成正电极和负电极端极子。
接着，倾倒电解液，其中以与引线端子引出的侧相对的侧作为倾倒侧，并最终密封倾倒侧。作为电解液，使用通过碳酸次乙酯和碳酸二乙酯组成的混合溶剂中溶解例如LiPF6等的锂盐而获得的电解液。
对于端子侧，分别布置各自具有5mm宽度并且各自具有180℃温度的两个加热组件，使得其在隆起部上的端面与覆膜材料的隆起部跟平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.5mm。接着，用布置为具有0.2mm间隙的两个加热组件夹持覆膜材料6秒，以便密封。
此后，分别布置各自具有5.6mm宽度并且各自具有25℃温度的两个冷却组件，使得其在隆起部侧的端面位于隆起部和平坦部之间的边界处。接着，用布置为具有0.2mm间距的两个加热组件夹持覆膜材料1.5秒，以便冷却。
对于每个侧面，分别布置7.5mm宽并且各自具有160℃温度的两个加热组件，使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部跟平坦部之间的边界分离0.5mm。接着，用布置为具有0.1mm间距的两个加热组件夹持覆膜材料5秒，以便密封。
此后，分别布置10mm宽并且各自具有室温的两个冷却组件，使得其在隆起部侧上的端面位于隆起部和平坦部之间的边界处。接着，用布置为具有0.15mm间距的两个冷却组件夹持覆膜材料3秒，以便冷却。
在从倾倒侧倾倒之前，将电解液倾倒入这样生产的覆膜电池中。
接着，对于倾倒侧，分别布置7.5mm宽并且各自具有170℃温度的两个加热组件，使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部跟平坦部之间的边界分离0.5mm。接着，用布置为具有0.075mm间距的两个加热组件夹持覆膜材料5秒，以便密封。
此后，分别布置10mm宽并且各自具有室温温度的两个冷却组件，使得其在隆起部侧上的端面位于隆起部和平坦部之间的边界上。接着，用布置为具有0.15mm间距的两个冷却组件夹持覆膜材料3秒，以便冷却。
最后，分别切掉相应侧面和倾倒侧的熔接部分，以便塑造外观，而留下5mm，由此获得具有图2中示出的截面结构的覆膜电池。
在本发明中，考虑熔接部的温度特征的差异，根据工业熔接部，通过温度设置，在所有熔接部分形成凝集/密封部层和界面接合层。
示例2
示例1中的两个加热组件之一布置为使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部跟平坦部之间的边界分离0.5mm，两个加热组件中的另一个布置为使得与覆膜材料的隆起部跟平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.6mm，随后进行密封。
生产覆膜电池的其他条件与示例1中相同。结果，获得具有图4中示出的截面结构的覆膜电池。
通过轻微移位夹持覆膜材料的两个加热组件，在密封部的热封层被软化的位置生成移位。
结果，将接触加热组件(该加热组件更靠近覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界)的覆膜材料的热封层，从接触另一加热组件的覆膜材料的熔接层的隆起部侧端面所在的位置向电池内侧推出，由此形成弯曲部，在弯曲部中界面接合部出现的界面是弯曲的。
针对示例2中生产的电池用示例1的电池相同的方式执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例3
分别布置用于示例1中的加热组件，使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.3mm。生产覆膜电池的其他条件与示例1中相同。结果，得到具有图5中示出的截面结构的覆膜电池。
即，加热组件的端面与膜状涂布材料的隆起部和平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.3mm，随后进行密封。
结果，热封层从密封部向内突出，以形成树脂块32。
用与示例1中的电池相同的方式对示例3中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例4
示例3中的两个加热组件之一布置为使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界分离().3mm。
两个加热组件的另一个布置为使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.4mm，随后进行密封。生产覆膜电池的其他条件与示例1中相同。结果，得到具有图6中示出的截面结构的覆膜电池。
用与示例1中的电池相同的方式对示例4中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
在该示例的电池中，通过轻微移位夹持覆膜材料的两个加热组件，在密封部的热封层软化的位置生成移位。结果，将接触加热组件(该加热组件在隆起部侧的端面更接近覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界)的覆膜材料的热封层从接触另一加热组件的覆膜材料的熔接层的隆起部侧端面所在的位置推向电池内侧。
此外，界面接合部31中出现的界面31是弯曲的，并且弯曲部延伸至树脂块32。
示例5
示例4中的两个加热组件之一布置为使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.2mm，两个加热组件的另一个布置为使得其在隆起部侧上的端面与覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界朝向平坦部侧分离0.4mm，随后进行密封。
生产覆膜电池的其他条件与示例3中相同。结果，得到具有图7中示出的截面结构的覆膜电池。
夹持覆膜材料的两个加热组件之间的移位量增加，并且因此加热组件的端面靠近覆膜材料的隆起部和平坦部之间的边界，以便密封。
因此，树脂突起量对应于加热组件之间的移位量而偏移，界面接合部中呈现的界面是弯曲的。
用与示例1中的电池相同的方式对示例5中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例6
生产覆膜电池的其他条件与示例1中相同，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。用与示例1中的电池相同的方式对示例6中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例7
生产覆膜电池的其他条件与示例2中相同，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。用与示例1中的电池相同的方式对示例7中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例8
生产覆膜电池的其他条件与示例3中相同，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。用与示例1中的电池相同的方式对示例8中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例9
生产覆膜电池的其他条件与示例4中相同，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。用与示例1中的电池相同的方式对示例9中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
示例10
生产覆膜电池的其他条件与示例5中相同，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。用与示例1中的电池相同的方式对示例10中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
对比示例1
在密封部进行热封时，加热部的温度对于终端引线侧设置为200℃，对于侧壁设置为180℃，以及对于倾倒侧设置为190℃，由此将密封部的各熔接部的温度设置在155℃至190℃的范围内。
即，通过将热封部的熔接温度设置为足够高于熔点的值，密封部和树脂块分别由晶体部分组成。
生产覆膜电池的其他条件与示例3中相同。结果，如图10中示出的，在凝集/密封部19中形成树脂块32。
用与示例1中的电池相同的方式对对比示例1中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
对比示例2
用与对比示例1中相同的方式生产电池，区别在于在由加热组件加热完成之后，由冷却组件执行4秒冷却。
用与示例1中的电池相同的方式对对比示例2中生产的电池执行劣化加速测试，并且其结果在表1和2中示出。
评估测试方法1
抗拉测试结果
根据以下评估方法针对所生产的电池执行测试，并且在以下表中示出结果。
将覆膜材料的侧面在垂直于热封方向上的方向上切割为宽15mm和长度50mm，以获得抗拉测试的测试片。折叠测试片，使得两个未熔接的部分成直线对准，以得到T型测试片。T型测试片的未熔接部分之一固定，在垂直方向上通过张力计以10mm/min的速度拉动另一未熔接部分，并且确认最大张力强度以及铝层外露的位置。表1中示出确认结果。
在示例1至5和对比示例1中，张力强度约为140N/15mm，其中在完成加热之后直至冷却开始的时间段被设置为1秒，而在示例6-10和对比示例2中张力强度约为110N/15mm，其中在完成加热后直至冷却开始的时间段被设为4秒。认为这是因为加热结束和冷却开始之间的间隔的增加导致发生重结晶，以加速凝集/密封部的脆化。
到铝层外露处的距离示例1和3中高达0.5mm，示例2中0.6mm，示例4中0.7mm，并且示例5中0.9mm，而在对比示例中0.0mm。
此外，在示例1至10中，不同于对比示例1和2，所形成的界面接合层的开裂到达凝集/熔接层，然后铝层外露。此外，在示例2、4、5、7、9和10中，由此与示例1、3、6和8相比，界面接合层的弯曲增加了开裂的距离，由此增加了至金属层外露处的距离。
表1
评估测试方法2
劣化加速测试结果
示例1至10和对比示例1、2中的每一个中，将40个电池完全充电并且之后进行以下测试。
使用铝夹具将电池的厚度方向固定在常规位置，使得仅熔接部周围的部分膨胀。
对于劣化加速测试，将20电池置于70℃的环境下两个月，将其余20个电池置于85℃的环境下两个月。
对于这些电池，检验相比于测试之前的电池是否存在10％或更多体积增长(即，膨胀)。此外，将石蕊试纸附着在覆膜材料的密封部周围，以检验电解液泄漏的存在/不存在。
对于确认了覆膜材料膨胀的电池，观察图1中A-A′截面的状态。
表2中示出的70℃的劣化评估结果，并且在表3中示出了85℃的劣化评估结果。
可以确认：在电池厚度不由于使用夹具固定而改变的情况下测试电池膨胀了10％或更多时，开始由于膨胀而向熔接部施加负荷。
在70℃下的劣化测试中，在示例1至10中未确认泄漏，而在对比示例1和2中在3个电池和5个电池中分别确认了泄漏。
另一方面，在85℃下的劣化测试中，在示例4和5中未确认泄漏。
其中发生泄漏的电池的数量是：示例1中为5、示例2中为3、示例3中为4、示例6中为9、示例7中为7、示例8中为0、对比示例1中为14以及对比示例2中为18。
在70℃的劣化测试后截面的观察结果显示：分别观察到膨胀的示例1、2、6和7中的电池是如图8所示在界面接合部中形成截面熔接部分的电池。
此外，在示例1、2、6和7中铝层没有外露。
分别观察到膨胀的示例3至5和8至10的电池是如图8中示出的在界面接合部15中形成界面熔接部16的电池；然而，在这些示例中铝层没有外露。
认为这是因为界面接合部15没有与密封块或树脂块一体成型。
即，界面接合部15在强度上小于热封层或者一体化接合的凝集/密封部19，并且在完成加热后直至冷却开始的时间段很长，使得界面接合部15的端部首先剥离。
此外，形成树脂块以便接触界面接合部的电池包括：剥离在树脂块表面停止并且甚至未到达密封部的电池。
此外，尽管剥离距离相同，但由于弯曲界面导致接合层的距离增加，相较于示例1、3、6和8的电池，各自在界面接合部形成弯曲部的示例2、4、5、7、9和10的电池在界面接合部的接合强度方面更高。
在85℃劣化测试后截面的观察结果显示：在各自观察到膨胀的示例1至3和6至8的电池中，电解液泄漏的电池是界面剥离部分达到凝集/熔接表面的电池。此外，在该部位发生树脂层破断以致铝层外露，并因此确认铝层的腐蚀。
另一方面，在未发生泄漏的每个电池中，界面剥离部分没有达到凝集/密封部，并且因此铝层没有外露。
相比于示例1至3，在示例6至8中完成加热后直至开始冷却的时间段增加，使得热封层的脆化加速。当脆化进行至使得凝集/接合表面变脆时，容易生成热封层的龟裂。
此外，在分别发生膨胀的示例4、5、9和10的全部电池中，如图9所示界面剥离部分未到达凝集/熔接表面，并且因此铝层没有外露。认为这是因为树脂块32存在，并且由于界面接合部的弯曲，界面剥离部达到凝集/熔接表面的距离比其他示例中长。
另一方面，在发生膨胀的对比示例1和2的电池中，对比示例1中的三个电池和对比示例2中的五个电池各自如图11中所示在与密封层相对的那侧经历树脂块与热封层之间的边界的龟裂，以致铝层外露，并因此确认铝层的腐蚀。
表2
表3
工业实用性
界面接合部形成为与凝集/密封部的电池元件侧相邻，凝集/密封部形成在覆膜材料的密封部的至少一部分处，所述覆膜材料是通过堆叠保护层、阻挡层(例如金属箔)和热封层而得到的。利用这种配置，可以防止在凝集/密封部的端部处形成的凝集块或者凝集凸起成为开裂的起始点。结果，即使当电池内产生气体而导致覆膜电池膨胀时，也可以防止覆膜材料的阻挡层(例如金属箔)外露以致被电解液腐蚀，因此可以提供具有高长期可靠性的覆膜电池。
附图标记列表
1： 覆膜电池
2： 正电极端子
3： 负电极端子
4： 覆膜材料
6： 电池元件
6a： 电池元件容纳部
11： 表面保护层
12： 阻挡层
13： 热封层
15： 界面接合部
16： 界面熔接剥离部
17： 树脂破断/剥离部
18： 密封部
19： 凝集/密封部
21： 加热组件
22： 冷却组件
32： 树脂块

Claims (11)

1.一种覆膜电池，所述覆膜电池在通过堆叠热封层、阻挡层和保护层而得到的覆膜材料中容纳通过经过隔离物布置正电极和负电极而得到的电池元件，并且所述覆膜电池具有密封部，所述密封部对容纳所述电池元件的所述覆膜材料的外围予以密封，其特征在于，所述密封部包括：凝集/密封部，由统一的两个热封层构成；以及第一界面接合部，所述第一界面接合部具有所述热封层之间的边界表面，所述所述第一界面接合部与所述凝集/密封部的电池元件容纳部侧相邻。
2.根据权利要求1所述的覆膜电池，其特征在于在所述第一界面接合部的接合边界的至少一部分中形成弯曲部。
3.根据权利要求1所述的覆膜电池，其特征在于：
在所述密封部的所述电池元件容纳部侧的一部分附近形成树脂块。
4.根据权利要求3所述的覆膜电池，其特征在于：
所述树脂块和所述密封部彼此一体成型或者彼此相邻布置。
5.根据权利要求3或4所述的覆膜电池，其特征在于：
在所述树脂块内侧形成第二界面接合部，所述第二界面接合部具有所述覆膜材料之间的接合界面。
6.根据权利要求5所述的覆膜电池，其特征在于：
在所述第二界面接合部中形成弯曲部。
7.根据权利要求5所述的覆膜电池，其特征在于：
连续形成所述第一界面接合部和所述第二界面接合部。
8.根据权利要求5所述的覆膜电池，其特征在于：
所述树脂块在所述界面接合部的位于所述电池元件容纳部侧的一部分处并且与所述界面接合部的位于所述电池元件容纳部侧的所述一部分一体成型。
9.一种覆膜电池的生产方法，所述覆膜电池在通过堆叠热封层、阻挡层和保护层而获得的覆膜材料中容纳通过经过隔离物布置正电极和负电极而得到的电池元件，并且所述覆膜电池通过对所述覆膜材料的外围予以密封而形成密封部，其特征在于，所述生产方法包括：
分别向所述密封部的两侧表面按压加热组件，以对所述密封部分加热，并将所述加热组件从所按压的部分移开；
分别向所述加热组件按压的所述部分以及所述密封部的在所述电池元件侧与所述加热组件按压的所述部分相邻的另外一部分，按压冷却组件，以冷却所述密封部，从而形成凝聚/热封部和与所述凝聚/封装部相邻的界面接合部。
10.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于：
向覆膜材料的所述两个表面对称地按压加所述加热组件。
11.根据权利要求9所述的生产方法，其特征在于：
使向所述覆膜材料的所述两个表面按压的所述加热组件之一比所述加热组件中的另一个更接近所述电池元件侧。
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Denomination of invention: Film covered battery and method for screening same

Effective date of registration: 20190821

Granted publication date: 20180410

Pledgee: Sumitomo Mitsui Banking Corporation

Pledgor: Vision AESC Energy Components Co., Ltd.

Registration number: Y2019990000102

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