CN105938879A - 单体蓄电池、外装膜和蓄电组件 - Google Patents

单体蓄电池、外装膜和蓄电组件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够将异常时上升的内部压力安全释放的、可靠性高的单体蓄电池、封装膜和蓄电组件。本发明的单体蓄电池包括蓄电元件和封装体。封装体收纳蓄电元件，该封装体包括：金属层，该金属层具有蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠在第一主面上的由树脂构成的内部树脂层；和层叠在第二主面上的由树脂构成的外部树脂层，在金属层的第二主面侧形成有槽部。

Description

单体蓄电池、外装膜和蓄电组件
技术领域
本发明涉及由封装膜密封蓄电元件而形成的单体蓄电池、封装膜和由该单体蓄电池层叠构成的蓄电组件。
背景技术
近年来，由封装膜密封蓄电元件而形成的薄膜封装单体蓄电池被广泛使用。膜封装单体蓄电池在使用时，若单体蓄电池的控制电路因某种原因发生故障导致施加了异常的电压，或因某种原因导致周围变得异常高温，则可能由于电解液溶剂的电解而产生气体类，导致单体蓄电池的内压上升。内压上升了的膜封装单体蓄电池中，虽然封装材料最终会发生破裂，气体从该部分喷出，但由于不知道破裂会在哪个部位发生，所以根据破裂的部位的不同，可能会对周围的器件等带来不良影响。
为解决这样的问题，例如专利文献1中公开了这样的技术，即，在封装膜的密封部设置半岛状的凸出熔接部，并在该凸出熔接部上形成贯通孔，作为因封装膜膨胀引起的剥离被推进时的压力释放部。由此，使因膨胀而产生的剥离应力集中于凸出熔接部，能够使得剥离容易推进，膨胀时压力容易释放。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-203262号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在专利文献1的技术中，贯通孔和凸出熔接部的密封宽度较窄，所以从长期可靠性来看，存在水分从熔接树脂层渗透到内部的可能。此外，除专利文献1记载的技术之外，还有利用凸起物戳破发生了膨胀的封装膜来释放内部压力的技术，但要对每个器件安装作为凸起的部件等，导致成本升高。并且由于始终附带有凸起物，所以在器件的使用时也需要加以注意。
鉴于以上问题，本发明的目的在于提供一种能够将发生异常时所上升的内部压力安全释放的、可靠性高的单体蓄电池、封装膜和蓄电组件。
解决问题的技术手段
为实现上述目的，本发明一技术方案的单体蓄电池包括蓄电元件和封装体。
上述封装体收纳上述蓄电元件，包括：金属层，该金属层具有上述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠于上述第一主面的由树脂构成的内部树脂层；和层叠于上述第二主面的由树脂构成的外部树脂层，在上述金属层的上述第二主面侧形成有槽部。
根据该结构，当因单体蓄电池的异常导致单体蓄电池的内部压力上升时，在形成有槽部的部位，金属层发生断裂，内部树脂层从该裂开处膨胀。当内部压力进一步上升时，内部树脂层发生破裂，内部压力被释放。即，内部压力在槽部的形成部位被释放，因此能够防止压力从槽部以外的部分释放。另外，在通常状态下(单体蓄电池没有发生异常时)能够利用金属层防止水分透过到收纳空间，确保单体蓄电池的可靠性。
上述封装体可以包括第一区域和第二区域，上述第一区域中上述内部树脂层具有第一厚度，上述第二区域中上述内部树脂层具有比上述第一厚度小的第二厚度，上述槽部形成于上述第二区域。
根据这样的结构，由于在槽部所在的部位形成有厚度较小的第二区域，所以无论内部树脂层的第一厚度如何，均能够在较低的压力下使内部压力释放。
上述内部树脂层包括熔点比构成上述外部树脂层的树脂的熔点低的树脂。
根据该结构，通过将加热器的温度设定为比构成内部树脂层的树脂的熔点高、比构成外部树脂层的树脂的熔点低，使用该加热器按压封装膜，能够仅对内部树脂层进行热加工，能够容易地形成内部树脂层的第二区域。
上述内部树脂层可以由未拉伸聚丙烯(流延聚丙烯)构成，上述外部树脂层包括：由尼龙构成的层叠于上述第二主面的第一外部树脂层；和由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的层叠于上述第一外部树脂层的第二外部树脂层。
根据该结构，由于未拉伸聚丙烯的熔点比聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙的熔点低，所以能够利用加热器进行按压来在由未拉伸聚丙烯构成的内部树脂层容易地形成第二区域。
上述槽部可以延续至上述外部树脂层。
根据该结构，能够在异常时使金属层迅速断裂，将上升的单体蓄电池的内部压力高效地释放。
上述槽部的一部分或全部可以用绝缘物填充。
由此，外部树脂层的强度得到提高，能够防止通常状态下封装膜发生断裂。
上述绝缘物可以是树脂。
作为填充在槽部中的绝缘物，能够使用树脂、纸、玻璃等各种绝缘物，但从密封性的观点来看优选树脂。
上述第二厚度与上述第一厚度的差可以为20μm以上50μm以下。
通过使内部树脂层的第二厚度比第一厚度薄20μm以上50μm以下的范围，能够在维持第一区域中的内部树脂层的强度的同时，使第二区域中的内部树脂层容易破裂。
上述金属层可以是厚度为25μm以上80μm以下的铝箔，上述槽部在上述金属层中的深度可以为上述金属层的厚度的1/10以上2/3以下。
根据该结构，通过使金属层中的槽部的深度为金属层的厚度的1/10以上2/3以下，在单体蓄电池的通常状态下能够使金属层不断裂，防止来自外部的水分的透过。另外，在异常时金属层迅速断裂，所以能够减小槽部的释放压力。
上述槽部在上述金属层中的深度可以为上述金属层的厚度的1/3以上1/2以下。
由此，不仅能够在单体蓄电池的通常状态下使金属层不断裂而防止来自外部的水分的透过，而且在异常时能够使金属层迅速断裂，将上升的单体蓄电池的内部压力安全地释放。
上述封装体可以包括：与上述蓄电元件相对地形成为平面的元件收纳部；在上述元件收纳部的周缘由上述内部树脂层彼此热熔接而形成的密封部；和上述收纳部与上述密封部之间的中间部，上述槽部形成于上述中间部。
在将该单体蓄电池层叠而形成蓄电组件的情况下，元件收纳部与相邻的单体蓄电池或其它的部件抵接。因此，在槽部形成于元件收纳部的情况下，槽部处的内部树脂层的膨胀会受到其它部件的妨碍。而根据上述结构，槽部被设置在不与其它部件抵接的位置上，因此槽部处的内部树脂层的膨胀不受其它部件的妨碍，能够减小槽部的释放压力。
上述元件收纳部可以通过模压加工而形成。
封装体中可以由具有柔软性的封装膜覆盖蓄电元件，利用蓄电元件的形状形成元件收纳部。另外，封装体也可以通过模压加工而预先形成有元件收纳部。
上述槽部可以形成为与上述密封部的边缘平行。
根据该结构，能够使槽部处的内部树脂层的膨胀和破裂变得容易，能够减小槽部的释放压力。
为实现上述目的，本发明一技术方案的封装膜用于形成收纳蓄电元件的收纳空间，包括：金属层，该金属层具有上述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠于上述第一主面的由树脂构成的内部树脂层；和层叠于上述第二主面上的由树脂构成的外部树脂层，在上述金属层的上述第二主面侧形成有槽部。
通过使用具有上述结构的封装膜来覆盖蓄电元件，能够将异常时上升的内部压力安全地释放，能够制造可靠性高的单体蓄电池。
上述槽部可以延续至上述外部树脂层。
根据该结构，能够在异常时使金属层迅速断裂，将上升的单体蓄电池的内部压力高效地释放。
上述槽部的一部分或全部可以用绝缘物填充。
由此，外部树脂层的强度得到提高，能够防止通常状态下封装膜发生断裂。
上述绝缘物可以是树脂。
作为填充在槽部中的绝缘物，能够使用树脂、纸、玻璃等各种绝缘物，但从密封性的观点来看优选树脂。
为实现上述目的，本发明一技术方案的蓄电组件是由多个单体蓄电池层叠而构成的蓄电组件。
上述单体蓄电池包括蓄电元件和封装体。
上述封装体收纳上述蓄电元件，该封装体包括：金属层，该金属层具有上述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠在上述第一主面上的由树脂构成的内部树脂层；和层叠在上述第二主面上的由树脂构成的外部树脂层，上述封装体包括：以上述内部树脂层为上述蓄电元件侧来收纳上述蓄电元件，与上述蓄电元件相对地形成为平面的元件收纳部；在上述元件收纳部的周缘由上述内部树脂层彼此热熔接而形成的密封部；和上述收纳部与上述密封部之间的中间部，上述封装体在上述中间部在上述金属层的上述第二主面侧形成有槽部。
根据该结构，槽部被设置在封装体的中间部，即不与其它部件接触的位置，因此槽部处的内部树脂层的膨胀不受其它部件的妨碍，能够减小槽部的释放压力。
发明效果
如上所述，根据本发明能够提供一种能够将发生异常时上升的内部压力安全释放的、可靠性高的单体蓄电池、封装膜和蓄电组件。
附图说明
图1是本发明实施方式的单体蓄电池的立体图。
图2是本发明实施方式的单体蓄电池的截面图。
图3是本发明实施方式的单体蓄电池的俯视图。
图4是本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜的截面图。
图5是本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜的截面图。
图6是本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜的截面图。
图7是本发明实施方式的单体蓄电池的截面图。
图8是本发明实施方式的单体蓄电池的俯视图。
图9是本发明实施方式的单体蓄电池的俯视图。
图10是本发明实施方式的单体蓄电池的俯视图。
图11是本发明实施方式的蓄电组件的示意图。
图12是本发明的变形例的单体蓄电池的截面图。
图13是本发明另一变形例的封装膜的截面图。
图14是能够在制造本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜时使用的槽部加工机的示意图。
图15是表示本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜中的槽部的形成工序的示意图。
图16是能够在制造本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜时使用的密封机的示意图。
图17是表示本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜中的薄壁部的形成工序的示意图。
图18是表示本发明实施方式的单体蓄电池所具备的封装膜中的槽部的检验工序的示意图。
图19是本发明实施例的单体蓄电池的示意图。
图20是表示本发明实施例的单体蓄电池的加压试验的结果的表。
具体实施方式
以下参照附图对本发明实施方式进行说明。
[单体蓄电池的结构]
图1是本实施方式的单体蓄电池10的立体图，图2是图1的D-D线的单体蓄电池10的截面图。在以下图中，X方向、Y方向和Z方向是彼此正交的三个方向。
如图1和图2所示，单体蓄电池10包括封装膜(包装膜)20、蓄电元件30、正极端子40和负极端子50。
在单体蓄电池10中，由2片封装膜20构成的封装体形成了收纳空间R，蓄电元件30被收纳在收纳空间R中。2片封装膜20在蓄电元件30的周缘被密封，封装体具有密封部20a。关于密封部20a将在后文叙述。
蓄电元件30如图2所示具有正极31、负极32和隔膜33。正极31和负极32隔着隔膜33相对，被收纳在收纳空间R中。
正极31作为蓄电元件30的正极发挥功能。正极31能够由包含正极活性物质和粘结剂等的正极材料构成。正极活性物质例如是活性碳。正极活性物质能够根据单体蓄电池10的种类而适当选择。
负极32作为蓄电元件30的负极发挥功能。负极32能够由包含负极活性物质和粘结剂等的负极材料构成。负极活性物质例如是石墨、硬碳等碳类材料。负极活性物质能够根据单体蓄电池10的种类而适当选择。
隔膜33配置在正极31与负极32之间，使电解液通过并防止正极31与负极32的接触(绝缘)。隔膜33能够由有纺布、无纺布或树脂微多孔膜等形成。
在图2中，正极31和负极32分别各设置有一个，但也可分别设置多个。该情况下，多个正极31和负极32能够隔着隔膜33交替层叠。另外，蓄电元件30也可以由正极31、负极32和隔膜33的层叠体卷绕成卷筒状。
蓄电元件30的种类并没有特别的限定，能够是锂离子电容器、锂离子电池、双电层电容器等。在收纳空间R中，与蓄电元件30一起收纳有电解液。该电解液例如是六氟磷酸锂(LiPF6)的碳酸丙烯酯(PC)溶液，能够根据蓄电元件30的种类而选择。
正极端子40是正极31的外部端子。如图2所示，正极端子40经正极配线41与正极31电连接，在密封部20a处通过2个封装膜20之间从收纳空间R的内部引出到外部。正极端子40能够为由导电性材料形成的箔和线材等。
负极端子50是负极32的外部端子。如图2所示，负极端子50经负极配线51与负极32电连接，在密封部20a处通过2个封装膜20之间从收纳空间R的内部引出到外部。负极端子50能够为由导电性材料形成的箔和线材等。
图3是从Z方向观察单体蓄电池10的示意图。如该图所示，密封部20a形成在蓄电元件30的周缘。密封部20a由封装膜20彼此热熔接而形成，将收纳空间R密封。密封部20a的宽度例如能够为数mm至数十mm左右。
[封装膜的结构]
图4是封装膜20的截面图。如该图所示，封装膜20包括金属层25、内部树脂层26和外部树脂层27。
金属层25是由箔状(Foil、金属薄片)的金属构成的层，具有防止大气中的水分透过的功能。金属层25如图4所示具有第一主面25a和其相反侧的第二主面25b。
金属层25例如能够为由铝构成的金属箔。另外，金属层25除此之外也可以是铜箔、镍箔或不锈钢箔等。金属层25的厚度优选为25μm以上80μm以下。
内部树脂层26层叠在第一主面25a上，构成收纳空间R的内周面，覆盖金属层25实现绝缘。
内部树脂层26由树脂构成，例如能够由未拉伸聚丙烯(CPP：Castpolypropylene、流延聚丙烯)构成。除此之外，内部树脂层26也能够由聚乙烯、它们的酸改性物、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺或乙烯-醋酸乙烯共聚物等构成。另外，内部树脂层26也可以由多层树脂层层叠而构成。另外，构成内部树脂层26的材料优选熔点比构成外部树脂层27的材料低的材料。
外部树脂层27层叠在第二主面25b上，构成单体蓄电池10的外表面，覆盖金属层25实现保护。
外部树脂层27能够由2层树脂层构成。如图4所示，外部树脂层27由第一外部树脂层271和第二外部树脂层272层叠而构成。另外，外部树脂层27也可以由1层树脂层构成。
第一外部树脂层271由尼龙构成，第二外部树脂层272能够由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。另外，第一外部树脂层271和第二外部树脂层272的材料除此之外也能够由聚萘二甲酸乙二醇酯、双轴拉伸聚丙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯等构成。此外，外部树脂层27(第一外部树脂层271和第二外部树脂层272)优选使用熔点比构成内部树脂层26的材料高的材料。
通过将具有上述结构的2片封装膜20隔着蓄电元件30相对，并在密封部20a处实施了密封的封装体形成收纳空间R。在密封部20a处，2片封装膜20的内部树脂层26彼此热熔接。封装膜20以内部树脂层26成为收纳空间R侧(内侧)，外部树脂层27成为外表面侧(外侧)的方式配置。
封装膜20可以以具有柔软性的状态使用，按照蓄电元件30的形状形成如图2所示的周缘弯曲的形状。另外，封装膜20也可以在预先通过模压(emboss)加工而形成了该形状的状态下使用。在2片封装膜20中的某一方形成有槽部。
[关于槽部]
图5是包含槽部S的封装膜20的截面图。如该图所示，槽部S从外部树脂层27的表面形成至金属层25的中途。如图5所示，外部树脂层27在形成有槽部S的部位被完全分开，金属层25如该图所示由槽部S部分分开。
具体而言，能够使槽部S在金属层25中具有到达第一主面25a与第二主面25b之间的深度。如图5所示，若令金属层25的厚度为T，则槽部S在金属层25中的深度F优选为厚度T的十分之一(T/10)以上三分之二(2T/3)以下，更优选为三分之一(T/3)以上二分之一(T/2)以下。
另外，封装膜20可以在内部树脂层26具有形成了薄壁部的区域，槽部S形成于该区域。图6是内部树脂层26具有薄壁部的封装膜20的截面图。
如该图所示，封装膜20能够具有第一区域A1和第二区域A2，其中第一区域A1中内部树脂层26具有第一厚度L1，第二区域A2中内部树脂层26具有比第一厚度L1薄的第二厚度L2。以下将内部树脂层26中具有第二厚度L2的部分称为薄壁部26a。其中，第一厚度L1和第二厚度L2并没有特别的限定，但优选第一厚度L1与第二厚度L2的差为20μm以上50μm以下的厚度。
如图6所示，槽部S能够形成于第二区域A2。即，槽部S从外部树脂层27以隔着金属层25与薄壁部26a相对的方式形成。另外，槽部S也可以仅一部分与薄壁部26a相对。
[槽部的效果]
在单体蓄电池10的使用时，通常状态下(蓄电元件30未发生异常的状态)，即收纳空间R的内部压力为允许范围内的情况下，封装膜20维持图5或图6所示的状态。该状态下由于槽部S未将金属层25完全分开，所以能够利用金属层25防止水分透过封装膜20。
在单体蓄电池10的使用时，在蓄电元件30发生异常而导致内部压力上升时，封装膜20发生膨胀。由此，金属层25在形成有槽部S的部分发生断裂。接着，内部树脂层26局部地从断裂了的金属层25的裂口凸出并膨胀到封装膜20的外部。这样，当内部压力达到一定程度以上时，凸出到外部的内部树脂层26破裂，收纳空间R的内部压力被释放。
像这样，由于形成有槽部S，能够预先确定内部树脂层26破裂的位置。如果在没有设置槽部S的情况下，在封装体中强度最弱的密封部20a将会开裂，使得内部压力释放。这样的情况下，无法预先确定形成在蓄电元件30的整个周缘的密封部20a的哪个部分会开裂。
槽部S的深度优选为在通常状态下金属层25能够防止水分的透过，在异常时金属层25能够迅速断裂的深度。具体而言，能够通过使金属层25中的槽部S的深度F为金属层25的厚度T的十分之一(T/10)以上三分之二(2T/3)以下来实现。
另外，如上所述，在异常时内部压力的释放因内部树脂层26的破裂而发生。即，通过调整内部树脂层26的强度，能够对发生释放的内部压力(释放压力)进行调整。内部树脂层26的强度能够由内部树脂层26的厚度来调整，能够如图6所示通过设置薄壁部26a来调整内部树脂层26的强度。
此外，也可以如图5所示，内部树脂层26具有一定的厚度，在该情况下能够通过调整内部树脂层26整体的厚度来调整内部树脂层26的强度。不论哪种情况，只要槽部S处的内部树脂层26发生破裂的内部压力比密封部20a发生开裂的内部压力小即可。
[关于槽部的形成位置]
槽部S能够形成在封装膜20的除密封部20a以外的任何部位。图7至图10是表示槽部S的形成位置的示意图，图7是单体蓄电池10的截面图，图9至图10是单体蓄电池10的俯视图。
如图7所示，令封装体中的与蓄电元件30相对地形成平面的部分为元件收纳部20b，元件收纳部20b与密封部20a之间的部分为中间部20c。
如图8所示，槽部S能够形成于中间部20c。具体而言，如该图所示，槽部S能够以数十mm左右的长度、与最接近的密封部20a的长度方向平行地形成。
另外，槽部S可以并不一定设置在中间部20c，也可以如图9和图10所示设置在元件收纳部20b上。槽部S的延伸方向并不特别限定，可以如图9所示与设置有正极端子40和负极端子50的密封部20a的长度方向垂直，也可以如图10所示与该长度方向平行。
[关于蓄电组件]
将多个本实施方式的单体蓄电池10层叠而能够构成蓄电组件。图11是蓄电组件100的示意图。如该图所示，蓄电组件100包括多个单体蓄电池10、导热片101、板部件102和支承部件103。
多个单体蓄电池10隔着导热片101层叠，由支承部件103支承。单体蓄电池10的数量可以为2以上。单体蓄电池10的正极端子40和负极端子50能够由未图示的配线或端子连接在单体蓄电池10之间。在多个单体蓄电池10的最上方的面和最下方的面上层叠有板部件102。
当单体蓄电池10如该图所示层叠时，元件收纳部20b与导热片101或板部件102接触。因此，若槽部S形成于元件收纳部20b，则内部树脂层26的膨胀会受到这些部件的妨碍。而槽部S形成于中间部20c的情况下，内部树脂层26的膨胀不受到妨碍，能够在规定压力下释放内部压力。
[变形例]
图12是表示变形例的单体蓄电池10的截面图，图13是另一变形例的封装膜20的截面图。在上述实施方式中，单体蓄电池10采用了由2片封装膜20构成的封装体将收纳空间R密封的结构，但并不限定于此。如图12所示，单体蓄电池10也可以采用这样的结构，即，由1片封装膜20夹着蓄电元件30折叠，将3片密封而形成封装体，该封装体将收纳空间R密封。如图12所示，槽部S能够形成在封装膜20的除密封部20a以外的部分。
另外，如图13所示，封装膜20也能够采用在槽部S中填充绝缘物R的结构。该情况下，槽部S的一部分或全部被绝缘物R填充。绝缘物R并不特别限定，能够使用树脂、纸、玻璃等各种绝缘物，但从密封性的观点来看优选树脂。
[封装膜的制造方法]
对本实施方式的封装膜20的制造方法进行说明。不过，以下所示的制造方法仅为一例，封装膜20也能够使用与以下所示的方法不同的方法制造。
<槽部形成工序>
图14是形成槽部S时使用的槽部加工机80的示意图。如图14所示，槽部加工机80包括磨石(hone、珩磨部)81和刀刃82。
磨石81构成为可超声波振动，且能够在与刀刃82相对的方向(Z方向)上移动。能够使磨石81的振动方向为Z方向。刀刃82以刀尖与磨石81相对的方式被支承。刀刃82的形状和大小并不特别限定，能够为直线状、虚线状、波浪线状、圆形状和四边形状等，能够为与封装膜20的尺寸相匹配的大小。
磨石81与刀刃82被配置为，能够形成在磨石81与刀刃82之间的间隙优选为10μm以下。另外，槽部加工机80也可以构成为代替使磨石81超声波振动而使刀刃82超声波振动。
图15是表示槽部的形成工序的示意图。如图15(a)所示，将封装膜20设置在槽部加工机80的刀刃82与磨石81之间。接着，如图15(b)所示，在使磨石81在Z方向上超声波振动的同时，利用磨石81和刀刃82夹住封装膜20。
此时，磨石81的Z方向上的振动传递到封装膜20上，如该图所示，刀刃82的前端到达金属层25的第一主面25a与第二主面25b之间。由此，如图15(c)所示，在封装膜20形成了槽部S。
另外，也能够在使刀刃82超声波振动的同时利用刀刃82和磨石81夹住封装膜20，来形成槽部S。
此外，若不施加超声波振动，而是将磨石81按压在封装膜20，则根据刀刃82的刀尖的状态和封装膜20的表面状态的不同，槽部S的深度会产生不均匀。但是，如果对刀刃82的刀尖和封装膜20的表面状态加以管理，则即使不使用超声波振动也能够进行加工。由于槽部S的加工为数十μm左右，因此若槽部S的深度不均匀，则槽部S的释放压力将受到影响。
<薄壁部的形成工序>
图16是表示形成薄壁部26a时使用的密封机90的示意图，图16(a)是主视图，图16(b)是侧视图。密封机90包括加热器91和加热器92。
加热器91从内部树脂层26一侧按压封装膜20进行加热。加热器91的温度可调节，具有改变加热器对封装膜20的按压推力的功能。
加热器92从外部树脂层27一侧按压封装膜20进行加热。加热器92的温度可调节，具有改变加热器对封装膜20的按压推力的功能。
另外，加热器91和加热器92被调整为相同温度。此外，为了确保薄壁部26a的厚度的均匀性，加热器91与加热器92的平行度优选能在±0.02mm的范围内调节。
图17是表示薄壁部26a的形成工序的示意图。如图17(a)所示，将封装膜20设置于密封机90。此时，以内部树脂层26位于加热器91一侧，外部树脂层27位于加热器92一侧的方式设置。接着，将加热器91和加热器92按压在封装膜20进行加热。
此处，本实施方式的封装膜20的内部树脂层26能够由熔点比构成外部树脂层27的材料的熔点低的材料构成。由此，通过将加热器91和加热器92的温度设定为比构成内部树脂层26的材料的熔点高、且比构成外部树脂层27的材料的熔点低，如图17(b)所示，仅在内部树脂层26一侧形成薄壁部26a而不会损坏(熔化)槽部S。
通过调整加热器91和加热器92的温度、推力、按压时间等的参数，能够控制薄壁部26a的熔化量(变薄的量)。薄壁部26a理想上以与槽部S的整体相对的方式形成，但只要能够确保释放压力，也可以形成为与槽部S的一部分相对。
<槽部检验工序>
图18是封装膜20的检验工序的示意图。封装膜20在形成了薄壁部26a和槽部S后，如图18所示，被弯曲为圆筒状来检验槽部S的深度。
具体而言，如图18所示，将封装膜20弯曲为圆筒状来使槽部S扩张开，在暗室中从内部树脂层26一侧照射背光，从外部树脂层27一侧确认是否有漏光。此时，在金属层25贯通或存在龟裂的情况下，能够确认到来自槽部S的漏光。在金属层25没有异常的情况下，确认不到来自槽部S的漏光。通过使封装膜20呈圆筒状，槽部S被强制地张开，容易确认漏光。
该检验方法不仅能够确认槽部S的形成时金属层25是否贯通，还能够确认金属层25是否因形成槽部S时的超声波振动的影响而产生龟裂。另外，该检验方法为非破坏性检验，所以能够对全部封装膜20进行检验。
另外，封装膜20在允许渗透液附着的情况下，也可以利用渗透液进行槽部S的检验。
[单体蓄电池的制造方法]
本实施方式的单体蓄电池10能够采用以下方式制造，即，使用通过上述制造方法制成的封装膜20包围蓄电元件30，在填充电解液后，利用密封部20a密封。在利用2片封装膜20将收纳空间R密封的情况下，能够使用具有槽部S的封装膜20和不具有槽部S的封装膜20。在利用1片封装膜20将收纳空间R密封的情况下，能够使用具有槽部S的封装膜20。
[实施例]
以下对本发明实施例进行说明。制作并评价上述实施方式中说明的单体蓄电池。图19是从Z方向观察本发明实施例的单体蓄电池的示意图。
[单体蓄电池的制作]
首先，使用粘接剂将由厚度80μm的未拉伸聚丙烯(CPP：Castpolypropylene、流延聚丙烯)构成的内部树脂层层叠于由厚度40μm的铝构成的金属层。接着，在金属层的层叠了内部树脂层的相反侧的面，使用粘接剂层叠由取向尼龙(oriented nylon)构成的厚度为15μm的第一外部树脂层。然后，在第一外部树脂层之上，使用粘接剂层叠由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的厚度为12μm的第二外部树脂层，制成厚度为156μm的层叠膜。
接着，在层叠膜上形成长度为50mm的槽部。槽部的深度为贯通第一外部树脂层和第二外部树脂层，并到达金属层的厚度的一半左右(20μm)的深度。接着，在内部树脂层形成薄壁部，制成封装膜。薄壁部的厚度为30μm。
然后，使用形成有槽部的封装膜和没有形成槽部的封装膜包围蓄电元件，使两封装膜的内部树脂层热熔接而形成密封部(参照图2)，将蓄电元件密封从而得到单体蓄电池。此时，如图19所示，使正极端子和负极端子一侧的密封部的宽度为10mm，这之外的密封部的宽度为6mm。另外，如该图所示，槽部形成在自正极端子和负极端子一侧的密封部的端部起13mm的位置。
制作尺寸不同的2种单体蓄电池。单体蓄电池A的X方向的宽度为122mm。单体蓄电池B的X方向的宽度为84mm。另外，对于单体蓄电池A和单体蓄电池B，分别制作内部树脂层不具有薄壁部的试样。
[单体蓄电池的加压试验]
测量各单体蓄电池的释放压力。在利用板部件夹持单体蓄电池的状态下，和不利用板部件夹持单体蓄电池的状态下进行测量。利用板部件夹持的状态，是用于重现蓄电组件中的单体蓄电池的状态。
测量结果表示于图20中。“无按压”是不利用板部件夹持单体蓄电池的状态下测量的结果，“有按压”是利用板部件夹持单体蓄电池的状态下测量的结果。如该图所示能够确认，无论单体蓄电池的尺寸、蓄电元件的状态如何，形成有薄壁部的单体蓄电池的释放压力均较低。另外，在任一结构中，压力释放都是从槽部释放的。
因而，根据这些结果可确认，通过在内部树脂层形成薄壁部，能够减小槽部的释放压力，实现单体蓄电池的安全性的提高。
附图标记说明
10……单体蓄电池
20……封装膜
20a……密封部
20b……元件收纳部
20c……中间部
25……金属层
25a……第一主面
25b……第二主面
26……内部树脂层
27……外部树脂层
30……蓄电元件
100……蓄电组件
S……槽部

Claims (18)

1.一种单体蓄电池，其特征在于，包括：
蓄电元件；和
收纳所述蓄电元件的封装体，该封装体包括：金属层，该金属层具有所述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠于所述第一主面的由树脂构成的内部树脂层；和层叠于所述第二主面的由树脂构成的外部树脂层，在所述金属层的所述第二主面侧形成有槽部。
2.如权利要求1所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述封装体包括第一区域和第二区域，所述第一区域中所述内部树脂层具有第一厚度，所述第二区域中所述内部树脂层具有比所述第一厚度小的第二厚度，所述槽部形成于所述第二区域。
3.如权利要求2所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述内部树脂层包括熔点比构成所述外部树脂层的树脂的熔点低的树脂。
4.如权利要求3所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述内部树脂层由未拉伸聚丙烯构成，
所述外部树脂层包括：由尼龙构成的层叠于所述第二主面的第一外部树脂层；和由聚对苯二甲酸乙二醇酯构成的层叠于所述第一外部树脂层的第二外部树脂层。
5.如权利要求4所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述槽部延续至所述外部树脂层。
6.如权利要求5所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述槽部的一部分或全部用绝缘物填充。
7.如权利要求6所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述绝缘物是树脂。
8.如权利要求2所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述第二厚度与所述第一厚度的差为20μm以上50μm以下。
9.如权利要求1所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述金属层是厚度为25μm以上80μm以下的铝箔，
所述槽部在所述金属层中的深度为所述金属层的厚度的1/10以上2/3以下。
10.如权利要求9所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述槽部在所述金属层中的深度为所述金属层的厚度的1/3以上1/2以下。
11.如权利要求1所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述封装体包括：与所述蓄电元件相对地形成为平面的元件收纳部；在所述元件收纳部的周缘由所述内部树脂层彼此热熔接而形成的密封部；和所述收纳部与所述密封部之间的中间部，
所述槽部形成于所述中间部。
12.如权利要求11所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述元件收纳部通过模压加工而形成。
13.如权利要求11所述的单体蓄电池，其特征在于：
所述槽部与所述密封部的边缘平行。
14.一种封装膜，用于形成收纳蓄电元件的收纳空间，其特征在于：
包括：金属层，该金属层具有所述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠于所述第一主面的由树脂构成的内部树脂层；和层叠于所述第二主面的由树脂构成的外部树脂层，在所述金属层的所述第二主面侧形成有槽部。
15.如权利要求14所述的封装膜，其特征在于：
所述槽部延续至所述外部树脂层。
16.如权利要求15所述的封装膜，其特征在于：
所述槽部的一部分或全部用绝缘物填充。
17.如权利要求16所述的封装膜，其特征在于：
所述绝缘物是树脂。
18.一种由多个单体蓄电池层叠而形成的蓄电组件，其特征在于：
所述单体蓄电池包括：
蓄电元件；和
收纳所述蓄电元件的封装体，该封装体包括：金属层，该金属层具有所述蓄电元件侧的第一主面和其相反侧的第二主面；层叠于所述第一主面的由树脂构成的内部树脂层；和层叠于所述第二主面的由树脂构成的外部树脂层，所述封装体包括：与所述蓄电元件相对地形成为平面的元件收纳部；在所述元件收纳部的边缘由所述内部树脂层彼此热熔接而形成的密封部；和所述收纳部与所述密封部之间的中间部，所述封装体在所述中间部在所述金属层的所述第二主面侧形成有槽部。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107464897A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 太阳诱电株式会社 单体蓄电池、封装膜和蓄电组件
CN111867826A (zh) * 2019-02-27 2020-10-30 株式会社Lg化学 二次电池的外壳和具有该外壳的二次电池

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6829972B2 (ja) * 2016-09-26 2021-02-17 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン 扁平型電池
EP3506392B1 (en) * 2017-04-13 2021-08-04 LG Chem, Ltd. Secondary battery
JP2019153697A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 太陽誘電株式会社 蓄電デバイスの製造方法、外装フィルムの製造方法及び蓄電デバイス
KR20210142493A (ko) * 2020-05-18 2021-11-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지 및 그의 보수 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567466A (zh) * 2009-06-09 2009-10-28 天津力神电池股份有限公司 铝塑复合膜软包装锂离子电池表面造痕的方法
CN201766106U (zh) * 2010-09-19 2011-03-16 东莞新能源科技有限公司 软包装电池
CN102623749A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 深圳市崧鼎实业有限公司 一种电芯封装方法及装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3583592B2 (ja) * 1997-09-25 2004-11-04 東芝電池株式会社 薄形二次電池
JP5128008B1 (ja) * 2011-02-23 2013-01-23 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP2014022224A (ja) * 2012-07-19 2014-02-03 Gs Yuasa Corp 蓄電素子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101567466A (zh) * 2009-06-09 2009-10-28 天津力神电池股份有限公司 铝塑复合膜软包装锂离子电池表面造痕的方法
CN201766106U (zh) * 2010-09-19 2011-03-16 东莞新能源科技有限公司 软包装电池
CN102623749A (zh) * 2011-01-26 2012-08-01 深圳市崧鼎实业有限公司 一种电芯封装方法及装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107464897A (zh) * 2016-06-03 2017-12-12 太阳诱电株式会社 单体蓄电池、封装膜和蓄电组件
US10601009B2 (en) 2016-06-03 2020-03-24 Taiyo Yuden Co., Ltd. Electric storage cell, covering film and electric storage module
CN107464897B (zh) * 2016-06-03 2020-12-22 太阳诱电株式会社 单体蓄电池、封装膜和蓄电组件
CN111867826A (zh) * 2019-02-27 2020-10-30 株式会社Lg化学 二次电池的外壳和具有该外壳的二次电池
CN111867826B (zh) * 2019-02-27 2022-06-28 株式会社Lg化学 二次电池的外壳和具有该外壳的二次电池

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