CN112753122B - 蓄电器件用阀装置和蓄电器件 - Google Patents
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Abstract
提供一种蓄电器件用阀装置,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。蓄电器件用阀装置安装在蓄电器件的收纳体上,上述蓄电器件包括蓄电器件元件和将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,上述阀装置构成为,在因上述收纳体的内部产生的气体导致上述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,在上述阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法测得的从上述阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10‑ 11Pa·m3/sec以上、5.0×10‑6Pa·m3/sec以下。
Description
技术领域
本公开涉及蓄电器件用阀装置和蓄电器件。
背景技术
目前已知一种技术,为了使蓄电器件等的容器内部产生的气体在比容器的破裂压力低的压力下释放,在容器上设置了阀装置。例如专利文献1公开了一种双电层电容器单元,其特征是使用了具有规定结构的电容器阀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-155139号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
如上所述,已知一种为了防备蓄电器件的内部产生气体而设置有阀装置的蓄电器件。
从抑制水分从外部环境入侵到蓄电器件内部的观点出发,蓄电器件的内部要求具有很高的密封性。
在这样的状况下,本公开的主要目的在于提供一种蓄电器件用阀装置,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。
解决问题的技术手段
本公开的发明人为了解决上述问题而进行了深入研究。结果发现,通过采用下述蓄电器件用阀装置,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵,其中,蓄电器件包括蓄电器件元件和将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,上述阀装置安装在蓄电器件的收纳体上,阀装置构成为,在因收纳体内部产生的气体导致上述收纳体内部压力上升的情况下能够使该压力降低,并且,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法(喷吹气体法))”所规定的方法测得的从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量被设定为规定的值。由于能够很好地抑制水分从外部环境入侵到蓄电器件内部,例如能够延长蓄电器件的寿命。
本公开是基于上述发现,进一步经过反复研究而完成的方案。即,本公开提供下述技术方案。
一种蓄电器件用阀装置,其安装在蓄电器件的收纳体上,上述蓄电器件包括蓄电器件元件和将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,其中,
上述阀装置构成为,在因上述收纳体的内部产生的气体导致上述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,
在上述蓄电器件用阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法测得的从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。
发明效果
依照本公开能够提供一种蓄电器件用阀装置,其中,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。
附图说明
图1是本公开的阀装置可应用的实施方式1的蓄电器件的平面图。
图2是图1的II-II截面图。
图3是表示收纳体的图。
图4是表示包装材料的截面结构之一例的图。
图5是实施方式1的阀装置的平面图。
图6是图5的VI-VI截面图。
图7是图5的VII-VII截面图。
图8是图1的VIII-VIII截面图,是用于说明阀装置的安装状态的图。
图9是表示蓄电器件的制造步骤的流程图。
图10是表示将阀装置载置在凸缘部与包装材料之间的动作的图。
图11是实施方式2的阀装置的平面图。
图12是图11的XII-XII截面图。
图13是实施方式3的阀装置的平面图。
图14是图13的XIV-XIV截面图。
图15是实施方式4的阀装置的平面图。
图16是图15的XVI-XVI截面图。
图17是实施方式5的阀装置的平面图。
图18是实施方式6的阀装置的平面图。
图19是图18的XIX-XIX截面图。
图20是实施方式7的阀装置的平面图。
图21是图20的XXI-XXI截面图。
图22是表示在收纳体上安装阀装置时的状态的图。
图23是表示变形例1的阀装置的截面的图。
图24是表示变形例2的阀装置的截面的图。
图25是表示变形例3的阀装置的截面的图。
图26是变形例4的阀装置的平面图。
图27是图26的XXVII-XXVII截面图。
图28是变形例5的包装材料的平面图。
图29是图28的XXIX-XXIX截面图。
图30是实施例中使用的阀装置的示意性截面图。
图31是表示将阀装置载置在凸缘部与包装材料之间的动作的图。
具体实施方式
本公开的蓄电器件用阀装置安装在蓄电器件的收纳体上,上述蓄电器件包括蓄电器件元件和将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体。本公开的蓄电器件用阀装置以与收纳体的内部连通的方式安装在上述收纳体上。本公开的阀装置的特征是,其构成为在因上述收纳体的内部产生的气体导致上述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,并且,25℃环境下按照JIS(日本工业标准)Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法(喷吹气体法))”所规定的方法测得的从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。具体而言,蓄电器件用阀装置是能够满足上述氦泄漏量的止回阀。本公开的蓄电器件用阀装置,通过在阀装置的气密性评价中不采用现有的大气而是采用氦气,并将上述氦泄漏量设定为上述范围,能够使阀装置的气密性具有更高的精度。由此,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分(例如大气中的水蒸气等)从外部环境入侵。从而例如能够延长蓄电器件的寿命。
下面对本公开的蓄电器件用阀装置进行详细说明。本说明书中,“~”表示的数值范围的含义是“以上”、“以下”。例如,2~15mm这一表述的含义是2mm以上15mm以下。对于后述蓄电器件用阀装置的具体实施方式,将一边参照附图一边详细说明。图中相同或对应部分标注同一标记,省略重复说明。
本公开的蓄电器件用阀装置对阀机构没有特别的限制,只要满足如下条件即可,即,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法测得的从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量能够设定为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下的范围。具体而言,阀装置构成为,包括位于蓄电器件的收纳体的外部一侧(即外部环境)的二次侧,和位于蓄电器件的收纳体的内部的一次侧,在因收纳体的内部产生的气体导致收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低(即,使收纳体的内部产生的气体从一次侧释放到二次侧)。阀装置的结构的优选形态后述。阀装置的一次侧是收纳体的内部一侧,对于图1的示意图的阀装置200来说,是阀装置的B方向一侧。阀装置的二次侧是收纳体的外部一侧,对于图1的示意图的阀装置200来说,是阀装置的F方向一侧。
在本公开的蓄电器件用阀装置中,上述氦泄漏量的上限可列举的是,优选为约4.5×10-6Pa·m3/sec以下、更优选为约1.0×10-6Pa·m3/sec以下、进一步优选为约1.0×10- 7Pa·m3/sec以下、进一步优选为约1.0×10-8Pa·m3/sec以下,下限为5.0×10-11Pa·m3/sec以上,优选范围可列举的是5.0×10-11Pa·m3/sec至4.5×10-6Pa·m3/sec左右、5.0×10- 11Pa·m3/sec至1.0×10-6Pa·m3/sec左右、5.0×10-11Pa·m3/sec至1.0×10-7Pa·m3/sec左右、5.0×10-11Pa·m3/sec至1.0×10-8Pa·m3/sec左右。由于氦泄漏量满足上述上限,能够很好地抑制水分从外部环境入侵。并且,由于氦泄漏量满足上述下限,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部。在氦泄漏量过小的情况下,难以将蓄电器件内部产生的气体稳定地释放到外部。此外,若在这样的阀装置长期不开启(打开)的情况下使用蓄电器件,即使在内压上升至设计值时,也容易发生阀装置不能恰当开启的问题。
进而,在本公开的蓄电器件用阀装置中,通过将上述氦泄漏量设定为5.0×10- 11Pa·m3/sec至2.0×10-10Pa·m3/sec左右的范围、乃至5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10- 10Pa·m3/sec左右的范围,能够更好地抑制水分从外部环境入侵。为了将氦泄漏量设定为这样的范围,如后文所述,需要以现有的止回阀所未采用的高水准,来极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行设计、加工。
本公开的蓄电器件用阀装置的上述氦泄漏量是通过氦泄漏测试而测得的值。氦泄漏测试的测量条件的细节如下。
<氦泄漏测试>
按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法,测量从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量。具体而言,测试装置使用氦检漏仪。将阀装置的气体阀设置在泄漏测试用治具(该治具在安装了气体阀封闭的仿真(dummy)阀装置的情况下已确认不存在氦泄漏)上,经测试口设置到氦检漏仪上。在治具与氦检漏仪之间也要确认不存在氦泄漏。之后,从阀装置的一次侧抽真空至13Pa,并从阀装置的二次侧喷吹99.99%的氦气,开始测量。喷吹时间为1~2秒,等待2~4秒,记录评价结果。为慎重起见,可以按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空外覆法(真空氦罩法)”所规定的方法,对同一阀装置覆盖容积50ml的氦罩并等待20秒,确认测量结果是否相同。测量环境温度均为25℃。
在本公开的蓄电器件用阀装置中,一次侧与二次侧的压差(即阀装置的开启压力)的下限可列举的是优选为约0.05MPa以上、更优选为约0.1MPa以上,上限可列举的是优选为约1MPa以下、更优选为约0.3MPa以下,优选范围可列举的是0.05~1MPa左右、0.05~0.3MPa左右、0.1~1MPa左右、0.1~0.3MPa左右。由于满足这些压差,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体恰当地释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。
对于本公开的蓄电器件用阀装置所适用的蓄电器件,其内部的设定压力优选设定为一定压力以下。内压的设定值可按照带阀装置的包装体的种类而适当地设定,可列举的是优选约0.1MPa以下、更优选约1.0×10-2MPa以下,下限例如可列举约1.0×10-10MPa以上,该内部压力的优选范围可列举1.0×10-10~0.1MPa左右、1.0×10-10~1.0×10-2MPa左右。
本公开的蓄电器件用阀装置所适用的蓄电器件包括蓄电器件元件、收纳体和阀装置。收纳体例如由金属构成。在收纳体由金属构成的情况下,收纳体的形状能够为圆罐、方罐等。收纳体也可以由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔性树脂层的层叠体构成。本公开的蓄电器件用阀装置所适用的蓄电器件的收纳体的优选形态后述。
在本公开的蓄电器件用阀装置中,上述氦泄漏量被设定为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下,因此能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。
本公开的蓄电器件用阀装置的氦泄漏量能够通过公知的方法设定。例如,通过对构成阀装置的阀机构的部件(例如后述的球体、阀座(例如O形环)、弹簧、通气口)的材料、形状、大小以及弹簧对球体的推压力等进行设计,能够调整氦泄漏量。例如,通过使用弹性体作为阀机构的球体和阀座中的一方,而另一方使用金属等高硬度的部件,能够容易地将氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下的范围。为了减小氦泄漏量,例如阀机构的球体和阀座双方均使用弹性体是一种有效的方法,但如上所述,若氦泄漏量过小,会难以将蓄电器件内部产生的气体恰当地释放到外部,因此要对构成阀机构的部件的材料、形状、大小等进行适当调整。例如,在阀机构中,若阀座上与球体接触的部位具有与球体的表面形状吻合的形状,则容易将氦泄漏量设计成上述范围。在本公开的蓄电器件用阀装置中,为了将氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至2.0×10-10Pa·m3/sec左右的范围、乃至5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,需要以现有的止回阀所未采用的高水准,来极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行设计、加工,有效的方法例如是,使阀座上与球体接触的部位和球体表面的表面平均粗糙度为20um以下,优选5um以下,更优选1um以下。不过,在过高精度的部件彼此接触的情况下,也存在不能使阀装置恰当开启的问题,因此表面粗糙度需要进行调整以使得氦泄漏量处于上述范围。
下面举例说明本公开的蓄电器件用阀装置的结构等的优选形态。
本公开的蓄电器件用阀装置优选包括第一部分和第二部分。第一部分是内部形成有阀机构的部分,该阀机构在因收纳体内部产生的气体导致收纳体内部压力上升的情况下能够使该压力降低。第二部分是内部形成有导气通路的部分,该导气通路将收纳体内部产生的气体引导至阀机构。
例如,在蓄电器件的收纳体由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔性树脂层的层叠体构成的情况下,在收纳体的周缘,热熔性树脂层是彼此相对的。在收纳体的周缘,形成有由相对的热熔性树脂层彼此熔接得到的周缘接合部。在阀装置中,第一部分优选位于比周缘接合部的端缘靠外侧的位置。并且,第二部分的至少一部分在周缘接合部处被热熔性树脂层夹着。
该蓄电器件优选的是,在周缘接合部处被热熔性树脂层夹着的是阀装置的第二部分,阀装置的第一部分不被热熔性树脂层夹着。该蓄电器件中,在将相对的热熔性树脂层熔接时,第一部分与第二部分相比不会被施加较大的压力和热。结果是,采用该蓄电器件用阀装置,能够抑制因将相对的热熔性树脂层熔接时施加的压力和热而导致第一部分内的阀机构发生故障。
也可以优选的是,在蓄电器件的厚度方向上,第一部分的长度比第二部分的长度长,在第一部分与第二部分的边界形成有台阶。
在该蓄电器件中,优选至少在蓄电器件的厚度方向上第一部分比第二部分长,在第一部分与第二部分的边界形成有台阶。于是,对于该蓄电器件来说,在蓄电器件的制造过程中用热熔性树脂层夹着第二部分时,即使将阀装置向收纳体一侧过度推入,台阶部分也会卡在层叠体的端部。从而,采用该蓄电器件,在蓄电器件的制造过程中能够抑制第一部分错误地被热熔性树脂层夹着的状况。另外,在该蓄电器件中,与第一部分和第二部分的边界没有设置台阶的情况相比,周缘接合部之中夹着第二部分的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度,与周缘接合部之中没有夹着第二部分的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度之间的差较小。从而,在周缘接合部之中夹着第二部分的部分,热熔性树脂层彼此熔接而不会对热熔性树脂层施加过度的热量和压力。其结果,采用该蓄电器件能够抑制因热熔性树脂层变薄而导致的密封强度降低和绝缘性降低。此处,绝缘性降低指的是因热熔性树脂局部变薄或裂纹等导致阻隔(金属)层与电解液之间发生通电的现象。
也可以优选的是,蓄电器件的宽度方向上的第二部分的长度比蓄电器件的厚度方向上的第二部分的长度长。
在该蓄电器件中,与第二部分的截面形状为正圆的情况相比(同一面积时),蓄电器件的厚度方向上的第二部分的长度较短。即,在该蓄电器件中,周缘接合部之中夹着第二部分的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度,与周缘接合部之中没有夹着第二部分的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度之间的差较小。从而,在周缘接合部之中夹着第二部分的部分,热熔性树脂层彼此熔接而不会对热熔性树脂层施加过度的热量和压力。其结果,采用该蓄电器件能够抑制因热熔性树脂层变薄而导致的密封强度降低和绝缘性降低。
尤其优选的是,第二部分具有越靠近蓄电器件的宽度方向的端部而形成得越薄的翼状延伸端部。
在该蓄电器件中,与第二部分没有设置翼状延伸端部的情况相比,从周缘接合部之中没有夹着第二部分的部分向周缘接合部之中夹着第二部分的部分转移的位置处的、蓄电器件的厚度方向上的变化较为平滑。于是,在热熔性树脂层夹着第二部分的位置与热熔性树脂层没有夹着第二部分的位置之间的边界,不会对层叠体施加过度的力。其结果,采用该蓄电器件,无需对热熔性树脂层施加过度的热量和力就能够恰当地进行熔接,能够抑制因热熔性树脂变薄而导致的密封强度降低和绝缘性降低。
优选的是,上述导气通路的截面形状为圆形。
也可以优选的是,蓄电器件的宽度方向上的上述导气通路的截面的长度,比蓄电器件的厚度方向上的上述导气通路的截面的长度长。
第二部分可以具有形成在上述导气通路内的支柱(柱体)。
在第二部分的导气通路内形成有支柱的情况下,即使夹在相对的热熔性树脂层之间的第二部分被施加了压力和热,也能够维持导气通路。于是,采用该蓄电器件,能够抑制将相对的热熔性树脂层熔接时第二部分内的导气通路发生破损。
也可以优选的是,第二部分的外表面为梨皮面(粗糙面、磨砂面)。
该蓄电器件中,由于第二部分的外表面为梨皮面,因此热熔性树脂容易在抵接到第二部分的位置发生熔化。于是,采用该蓄电器件,与第二部分的外表面光滑的情况相比,能够将阀装置的第二部分牢固地固定在收纳体上。
也可以优选的是,在第二部分的外表面形成有至少一个在周向上延伸的凸条部。
凸条部能够可靠地与热熔性树脂层接触,因此容易与层叠体熔接。在该蓄电器件中,凸条部在第二部分的外表面的周向上延伸。从而,采用该蓄电器件,在第二部分的周向上能够使热熔性树脂层与第二部分熔接。另外,在该蓄电器件中,与第二部分没有形成凸条部的情况相比,第二部分的外表面与热熔性树脂之间的接触面积能够增大。于是,采用该蓄电器件,能够较为牢固地将阀装置的第二部分固定在收纳体上。通过设置多个凸条部,能够进一步牢固地将第二部分固定在收纳体上。
也可以优选的是,第二部分中的与第一部分一侧相反的一侧的端部的俯视下的角部带有弧形(圆角)。
采用该蓄电器件,例如在与第一部分一侧相反的一侧的端部位于收纳体内部的情况下,能够降低该端部对收纳体内的蓄电器件元件造成损伤的可能。另外,采用该蓄电器件,能够降低该端部在收纳体的内部对热熔性树脂层造成损伤,从而导致热熔性树脂层的绝缘性降低的可能。
也可以优选的是,以导气通路的中心线为法线的第二部分的截面的外形为多边形,该多边形的角部带有弧形。
采用该蓄电器件,例如在第二部分中的与第一部分一侧相反的一侧的端部位于收纳体内部的情况下,能够降低第二部分中位于收纳体内的部分对收纳体内的蓄电器件元件造成损伤的可能,并且,能够降低第二部分中被热熔性树脂层夹着的部分对热熔性树脂层造成损伤,从而导致热熔性树脂层的绝缘性降低的可能。另外,采用该蓄电器件,例如在第二部分中的与第一部分一侧相反的一侧的端部被热熔性树脂层夹着的情况下,能够降低第二部分对热熔性树脂层造成损伤,从而导致热熔性树脂层的绝缘性降低的可能。
也可以优选的是,第一部分和第二部分各自由不同的材料构成,第一部分的材料的熔点比第二部分的材料的熔点高。第一部分和第二部分的材料没有特别的限制,例如可列举聚丙烯(PP)、氟树脂、聚酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸酯树脂等树脂,以及不锈钢、铝等金属。
在该蓄电器件中,即使在将相对的热熔性树脂层熔接时对第二部分施加了压力和热,由于第一部分的材料的熔点比第二部分的材料的熔点高,因此第一部分因热而变形的可能性较低。于是,采用该蓄电器件,能够抑制将相对的热熔性树脂层熔接时第一部分内的阀机构发生故障。
也可以优选的是,第一部分和第二部分的至少一者的外表面的至少一部分形成有平面。
在该蓄电器件中,由于阀装置的外表面形成有平面,因此能够防止阀装置滚动。于是,采用该蓄电器件,在将阀装置安装到收纳体上时阀装置不会滚动,因此能够容易地进行阀装置的定位。
下面举例说明本公开的蓄电器件用阀装置所优选适用的蓄电器件和阀装置的具体实施方式。不过,本公开的蓄电器件用阀装置所适用的蓄电器件和阀装置不限于下述情况。
[1.实施方式1]
<1-1.蓄电器件的概要>
图1是本实施方式1的蓄电器件10的平面图。图2是图1的II-II截面图。蓄电器件10中,极耳300的正极和负极配置在相反侧,是考虑了例如将大量蓄电器件串联连接而在高压下使用的电动汽车、混合动力汽车等电动车辆用蓄电器件的形态。
如图1和图2所示,蓄电器件10包括收纳体100、蓄电器件元件400、极耳300、极耳膜(极耳胶)310和阀装置200。
收纳体100包括包装材料110、120。在收纳体100的周缘,包装材料110、120被热封而形成周缘接合部130。即,在周缘接合部130处包装材料110、120彼此熔接。包装材料110、120将在后文详述。
蓄电器件元件400例如是锂离子蓄电器件或电容器等蓄电部件。蓄电器件元件400被收纳在收纳体100的内部。当蓄电器件元件400发生异常时,收纳体100内可能产生气体。另外,例如在蓄电器件元件400是电容器的情况下,可能会因电容器中的化学反应而在收纳体100内产生气体。
极耳300是用于进行蓄电器件元件400中的电力的输入输出的金属端子。极耳300的一个端部与蓄电器件元件400的电极(正极或负极)电连接,另一个端部从收纳体100的端缘伸出到外侧。
构成极耳300的金属材料例如是铝、镍、铜等。例如,在蓄电器件元件400是锂离子蓄电器件的情况下,连接在正极上的极耳300通常由铝等构成,连接在负极上的极耳300通常由铜、镍等构成。
蓄电器件10中包括2个极耳300。一个极耳300在收纳体100的箭头L方向的端部处,隔着极耳薄膜310夹在包装材料110、120之间。另一个极耳300在收纳体100的箭头R方向的端部处,隔着极耳薄膜310夹在包装材料110、120之间。
极耳薄膜310是粘接性保护薄膜,构成为与包装材料110、120和极耳300(金属)双方粘接。通过使极耳薄膜310介于其中,能够利用包装材料110、120固定金属制的极耳300。尤其是在高压下使用时,极耳薄膜310优选包含耐热层或耐热成分,且具有防短路功能。
阀装置200构成为,与收纳体100的内部连通,在因收纳体100内产生的气体导致收纳体100内的压力达到规定值以上时,将收纳体100内的气体释放到外部。阀装置200的壳体优选采用能够直接与包装材料110、120的最内层粘接的材料,优选由与包装材料110、120的最内层具有相同热熔接性的树脂,例如聚丙烯(PP)等树脂构成。假定在出于耐热性等原因使用了PP以外的不同材料的情况下,一种有效的方法是,与极耳所使用的极耳薄膜同样地,隔着能够与该不同材料和PP双方粘接的热熔接性薄膜来进行密封。在收纳体100的箭头F方向的端部一侧,阀装置200的箭头B方向的端部一侧被包装材料110、120夹在中间。阀装置200将在后文详述。
本实施方式1的蓄电器件10在将阀装置200安装到收纳体100上时,采用了各种结构上的改进。下面依次说明收纳体100的结构、阀装置200的结构、阀装置200在收纳体100上的安装状态以及蓄电器件10的制造方法。
其中,箭头LRUDFB各自所示的方向在各图中是相同。下文也将箭头LR方向称作“蓄电器件10的宽度方向”,将箭头UD方向称作“蓄电器件10的厚度方向”。
<1-2.收纳体的结构>
图3是表示收纳体100的图。如图3所示,收纳体100包括包装材料110、120。包装材料110、120各自由所谓的层压薄膜构成,俯视下的形状为大致相同的矩形形状。
包装材料110包括以形成空间S1的方式成形的成形部112,和在箭头FB方向与箭头LR方向上从成形部112延伸的凸缘部114。成形部112的箭头U方向的面是敞开的。蓄电器件元件400(图1)通过该敞开的面配置在空间S1内。
图4是表示包装材料110、120的截面结构之一例的图。如图4所示,包装材料110、120各自是依次层叠有基材层31、粘接剂层32、阻隔层33、粘接层34和热熔性树脂层35的层叠体。包装材料110、120各自并不必须包括图4所示的各层,只要至少依次包括基材层31、阻隔层33和热熔性树脂层35即可。
收纳体100中,基材层31是最外层,热熔性树脂层35是最内层。在组装蓄电器件10时,在蓄电器件元件400(图2)配置在空间S1(图3)内的状态下,将包装材料110、120各自的位于周缘处的热熔性树脂层35彼此热熔接,来形成周缘接合部130,将蓄电器件元件400密封在收纳体100内,并将阀装置200熔接、固定于周缘接合部130,进而,将极耳300隔着极耳薄膜310熔接、固定于周缘接合部130。下面说明包装材料110、120包含的各层。包装材料110、120的厚度例如可列举50~200μm左右,优选90~150μm左右。
(1-2-1.基材层)
基材层31是作为包装材料110、120的基材发挥作用的层,是形成收纳体100的最外层一侧的层。
形成基材层31的材料在具有绝缘性的范围内没有特别的限制。作为形成基材层31的材料,例如可列举聚酯、聚酰胺、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛树脂、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯及它们的混合物和共聚物等。基材层31例如可以是由上述树脂形成的树脂膜,也可以通过涂覆上述树脂而形成。树脂膜可以是非拉伸膜也可以是拉伸膜。拉伸膜可以列举单轴拉伸膜、双轴拉伸膜,优选为双轴拉伸膜。作为形成双轴拉伸膜的拉伸方法,例如可列举依次双轴拉伸法、吹胀法、同时双轴拉伸法等。并且,基材层31可以为单层,也可以由2层以上构成。在基材层31由2层以上构成的情况下,基材层31可以是利用粘接剂等将树脂膜层叠而得到的层叠体,也可以是通过将树脂共挤出而形成为2层以上的树脂膜的层叠体。其中,对于通过将树脂共挤出而形成为2层以上的树脂膜的层叠体,可以不拉伸而直接用作基材层31,也可以经单轴拉伸或双轴拉伸后用作基材层31。作为基材层31为2层以上树脂膜的层叠体的具体示例,可列举聚酯膜与尼龙膜的层叠体、2层以上尼龙膜的层叠体、2层以上聚酯膜的层叠体等,优选的是,拉伸尼龙膜与拉伸聚酯膜的层叠体、2层以上拉伸尼龙膜的层叠体、2层以上拉伸聚酯膜的层叠体。例如,在基材层31为2层树脂膜的层叠体的情况下,优选为聚酯树脂膜与聚酯树脂膜的层叠体、聚酰胺树脂膜与聚酰胺树脂膜的层叠体或聚酯树脂膜与聚酰胺树脂膜的层叠体,更加优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的层叠体、尼龙膜与尼龙膜的层叠体或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与尼龙膜的层叠体。聚酯树脂优选位于基材层31的最外层。
基材层31的厚度例如可列举3~50μm左右,优选10~35μm左右。
(1-2-2.粘接剂层)
粘接剂层32是为了给予基材层31粘附力而根据需要配置在基材层31上的层。即,粘接剂层32被根据需要而设置在基材层31与阻隔层33之间。
粘接剂层32由能够将基材层31与阻隔层33粘接的粘接剂形成。形成粘接剂层32所使用的粘接剂可以是双组分固化型粘接剂,也可以是单组分固化型粘接剂。形成粘接剂层32所使用的粘接剂的粘接机构并没有特别的限制,可以是化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型和热压接合型等之任一。
粘接剂层32的厚度例如可列举1~10μm左右,优选2~5μm左右。
(1-2-3.阻隔层)
阻隔层33是除了提高包装材料110、120的强度以外,还具有防止水蒸气、氧气和光等入侵到蓄电器件10内之功能的层。构成阻隔层33的金属例如可列举铝、不锈钢、钛等,优选可列举铝。阻隔层33例如能够由金属箔或金属蒸镀膜、无机氧化物蒸镀膜、含碳无机氧化物蒸镀膜以及设置有这些蒸镀膜的薄膜等形成,优选由金属箔形成,更优选由铝箔形成。从制造各包装材料时防止阻隔层33上产生褶皱或针孔的观点出发,阻隔层更加优选例如由经过退火处理的铝(JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014A8021P-O、JIS H4000:2014 A8079P-O)等软质铝箔形成。
阻隔层33的厚度没有特别的限制,只要能够作为水蒸气等的阻隔层发挥作用即可,例如能够是10~100μm左右,优选20~80μm左右。
(1-2-4.粘接层)
粘接层34是为了牢固地粘接热熔性树脂层35而根据需要设置在阻隔层33与热熔性树脂层35之间的层。
粘接层34由能够将阻隔层33与热熔性树脂层35粘接的粘接剂形成。形成粘接层34所使用的粘接剂的组分没有特别的限制,例如是包含酸改性聚烯烃的树脂组合物。酸改性聚烯烃并没有特别的限制,只要是经过酸改性的聚烯烃即可,优选可列举使用不饱和羧酸或其酐进行了接枝改性的聚烯烃。
粘接层34的厚度例如可列举1~50μm左右,优选2~40μm左右。
(1-2-5.热熔性树脂层)
热熔性树脂层35形成收纳体100的最内层。热熔性树脂层35在收纳体100的周缘与相对的热熔性树脂层热熔接,来将蓄电器件元件400密封在收纳体100。通过使热熔性树脂以一定以上的膜厚覆盖阻隔层,能够保证电解液与阻隔层金属之间的绝缘性。
热熔性树脂层35所使用的树脂成分在可热熔接的范围内没有特别的限制,例如是聚烯烃、酸改性聚烯烃等。
聚烯烃例如可列举低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯等聚乙烯,均聚丙烯、聚丙烯的嵌段共聚物(例如丙烯与乙烯的嵌段共聚物)、聚丙烯的无规共聚物(例如丙烯与乙烯的无规共聚物)等结晶态或非晶态的聚丙烯,以及乙烯-丁烯-丙烯的三元共聚物等。在这些聚烯烃之中,优选可列举聚乙烯和聚丙烯。此外,酸改性聚烯烃并没有特别的限制,只要是经过酸改性的聚烯烃即可,优选可列举使用不饱和羧酸或其酐进行了接枝改性的聚烯烃。
热熔性树脂层35的厚度没有特别的限制,可列举的是,优选为100μm以下,更优选为15~90μm左右,进一步优选为30~80μm左右。
<1-3.阀装置的结构>
图5是阀装置200的平面图。如图5所示,阀装置200包括阀功能部210和密封安装部220。密封安装部220的至少一部分是被包装材料110、120(图2)夹着固定的部分,通过进行热封,形成使密封安装部220的外侧周面与包装材料110、120最内层的热熔性树脂层35熔接而接合的状态,详细内容后述。
在密封安装部220上,箭头B方向的端部的角部形成有R(R角、R加工)。即,在密封安装部220上,阀功能部210一侧的相反侧的端部的俯视下的角部形成有R(例如R=0.2mm~2.0mm)。在本公开中,将角部带有弧形表述为“形成有R”。此处“形成有R”在结构上指的是,与实施了倒角加工同样地角部带有弧形的状态,进而,能够单独使用“R”来表示该角部的弧形的半径。其中,可以在阀装置200的制造工序中对产生的尖角实施倒角加工来在角部形成弧形(形成R),但在阀装置200的壳体为树脂成形体的情况下,也可以在一开始就将其成形为具有带有弧形的角部,从而无需进行切削等倒角加工就能够形成R。
图6是图5的VI-VI截面图。如图6所示,在阀装置200中,阀功能部210和密封安装部220各自的截面为正圆形状,在密封安装部220的内部形成有导气通路A1。导气通路A1的截面为正圆形状。
在阀装置200中,蓄电器件10的厚度方向(箭头UD方向)上的阀功能部210的长度L2,比蓄电器件10的厚度方向上的密封安装部220的长度L1长。蓄电器件10的宽度方向(箭头LR方向)上的阀功能部210的长度L2,比蓄电器件10的宽度方向上的密封安装部220的长度的L1长。即,阀功能部210的截面直径比密封安装部220的截面直径长。其结果,在阀功能部210与密封安装部220的边界形成了台阶(图5)。
图7是图5的VII-VII截面图。如图7所示,在密封安装部220的箭头B方向的端部形成有R(例如R=0.2mm~2.0mm)。密封安装部220的内部形成有导气通路A1。导气通路A1例如将收纳体100内产生的气体引导至阀功能部210。
阀功能部210的内部设置有阀机构,其构成为能够将收纳体100(图1)内产生的气体排出。具体而言,阀功能部210包括阀座212、球体214、弹簧216、膜片218。即,阀功能部210中设置有球体-弹簧式阀机构。其中,设置在阀功能部210内的阀机构只要能够降低因气体而上升的收纳体100内的压力即可,没有特别的限制,例如可以是提升式、鸭嘴式、伞式、隔膜式等阀机构。阀座212例如可以是O形环,也可以将阀功能部210的壳体部分之中与球体214接触的部分用作阀座212。在将阀功能部210的壳体部分用作阀座212的情况下,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体。
阀座由氟橡胶等弹性体、不锈钢等金属或树脂等构成。阀座的表面可以涂覆有PTFE、全氟烷氧基树脂(PFA)等。球体214例如可以由氟橡胶等弹性体构成。氟橡胶等弹性体的硬度没有特别的限制,下限可列举优选为约30以上、更优选为约50以上,上限可列举优选为约100以下、更优选为约90以下,优选范围可列举30~100左右、30~90左右、50~100左右、50~90左右。其中,弹性体的硬度是JIS K 6253-3的硬度计A型的硬度。球体214也可以由不锈钢等金属或PTFE等树脂构成。如上所述,例如,通过使用弹性体作为阀机构的球体214和阀座中的一方,而另一方使用金属等高硬度的部件,能够容易地将氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下的范围。此外,在阀座和球体采用异种金属的组合的情况下,也能够容易地将氦泄漏量设定为上述范围。不过,如上所述,为了将氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至2.0×10-10Pa·m3/sec左右的范围、乃至5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,需要以现有的止回阀所未采用的高水准,来极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行设计、加工。在要极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行设计、加工的情况下,尤其优选的是阀座和球体均由不锈钢构成。弹簧216例如由不锈钢构成。膜片218例如由PTFE膜片构成,其具有10-2~100μm左右的孔隙直径(pore diameter),能够仅使气体透过(选择性透过)而不使电解液泄漏。其中PTFE指的是聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)。PTFE膜片是柔软的材料,因此在强度不够的情况下,也能够使用与聚丙烯或聚酯等的网布或无纺布一体成形而提高了强度的材料。另外,例如图7等表示了将膜片218设置于阀功能部210的图,但从抑制液体(例如电解液)入侵到阀功能部210的观点出发,膜片218优选设置于密封安装部220(例如导气通路A1)。若电解液等附着到阀功能部210上,可能因电解液的结晶成分等对阀功能造成妨碍。此外,关于球体的形状能够列举例如球状,但由于只要球体与阀座相接触的部分具有对应的形状即可,因此并不必须为球状,例如可以是半球状,可以是长球状,也可以是扁球状。此外,例如在球体为半球状的情况下,可以从平坦的面延伸出柱状的部分。
在阀装置200已安装在收纳体100上的状态下,当收纳体100内的压力达到规定压力时,从导气通路A1引导来的气体将在箭头F方向上推压球体214。当球体214受到推压,弹簧216发生收缩时,收纳体100内的气体通过形成在球体214与阀座212之间的间隙,透过膜片218而从排气口O1排出到收纳体100的外部。
<1-4.阀装置的安装状态>
图8是图1的VIII-VIII截面图,是用于说明阀装置200的安装状态的图。如图8所示,阀装置200的阀功能部210位于比周缘接合部130的端缘靠外侧的位置。另一方面,阀装置200的密封安装部220的一部分在周缘接合部130处被夹在包装材料110的热熔性树脂层35与包装材料120的热熔性树脂层35之间,形成了使密封安装部220的外侧周面与包装材料110、120最内层的热熔性树脂层35熔接而接合的状态。在图8中,为了说明阀装置200与包装材料110、120最内层的热熔性树脂层35熔接而接合的状态,出于方便起见,针对热熔性树脂层35仅局部性地图示了周缘接合部130附近,事实上热熔性树脂层35设置在包装材料110、120的整个面上。
在本实施方式1的蓄电器件10中,密封安装部220在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着,而阀功能部210没有在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着,下面说明其理由。
假设阀功能部210在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着。该情况下,在包装材料110、120的周缘将热熔性树脂层35彼此熔接时(热封时),可能会因施加的热和压力导致阀功能部210内的阀机构发生故障。
在本实施方式1的蓄电器件10中,在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着的是密封安装部220,而阀功能部210没有被热熔性树脂层35夹着。于是,蓄电器件10在热封时不会对阀功能部210施加较大的压力和热。即,在蓄电器件10中,由于阀功能部210不被热熔性树脂层35夹着,能够抑制因热封时施加的压力和热导致的阀机构的故障。
在本实施方式1的蓄电器件10中,如上所述,密封安装部220的截面直径比阀功能部210的截面直径短。于是,与密封安装部220的截面直径为阀功能部210的截面直径以上的情况相比,周缘接合部130之中夹着密封安装部220的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度L4,与周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度L3之间的差较小。该差越大,为了形成密封安装部220的外侧周面与包装材料110、120最内层的热熔性树脂层35熔接而无间隙地接合的状态,越需要增大热封压力。其结果是,为了进行热封而施加在收纳体100周缘的压力增大。在该压力较大时,尤其是在夹着密封安装部220的位置处,进而在夹着极耳薄膜310和极耳300的位置处,热熔性树脂层35可能会变薄。若热熔性树脂层35变薄,蓄电器件10中可能会发生绝缘击穿。
在本实施方式1的蓄电器件10中,如上所述,长度L4与长度L3的差较小。于是,在利用热封机夹着收纳体100的周缘时,在收纳体100的整个周缘能够恰当地对热熔性树脂层35施加压力和热。其结果是,采用蓄电器件10能够降低在蓄电器件10发生绝缘击穿的可能,同时能够恰当地使相对的热熔性树脂层35熔接,将密封安装部220牢固地固定在收纳体100上。
在本实施方式1的蓄电器件10中,密封安装部220的箭头B方向的端部相比凸缘部114伸出到空间S1内。于是,取决于蓄电器件10的使用状况,密封安装部220的箭头B方向的端部可能会接触蓄电器件元件400。在本实施方式1的蓄电器件10中,如上所述,在密封安装部220的箭头B方向的端部形成有R(图5)。于是,即使密封安装部220的端部接触到蓄电器件元件400,该端部对蓄电器件元件400造成损伤的可能也较低。另外,取决于蓄电器件10的使用状况,密封安装部220的箭头B方向的端部可能会接触包装材料120的热熔性树脂层35。在本实施方式1的蓄电器件10中,如上所述,由于在密封安装部220的箭头B方向的端部形成有R,即使密封安装部220的端部接触到包装材料120的热熔性树脂层35,该端部对热熔性树脂层35造成损伤的可能也较低。
<1-5.制造方法>
图9是表示蓄电器件10的制造步骤的流程图。例如蓄电器件10是利用制造装置制造的。
参照图9,制造装置将各部件载置在收纳体100内(步骤S100)。例如,制造装置通过将蓄电器件元件400——其已通过焊接而与带极耳薄膜310的极耳300电连接——载置在包装材料110内的空间S1中,形成将带极耳薄膜310的极耳300载置在包装材料110的凸缘部114之上的状态,接着在包装材料110的凸缘部114之上载置阀装置200。也可以是,将蓄电器件元件400载置在包装材料110内的空间S1中,接着在蓄电器件元件400上通过焊接来电连接带极耳薄膜310的极耳300,并形成将带极耳薄膜310的极耳300载置在包装材料110的凸缘部114之上的状态,接着在包装材料110的凸缘部114之上载置阀装置200。然后,制造装置在包装材料110上载置包装材料120。
图10是表示将阀装置200载置在包装材料110的凸缘部114与包装材料120之间的动作的图。如图10所示,在阀功能部210与密封安装部220之间形成有台阶。于是,在用包装材料110、120夹着密封安装部220时,即使将阀装置200向收纳体100一侧过度推入,台阶部分也会卡在包装材料110、120的端部。从而,采用蓄电器件10,在蓄电器件10的制造过程中能够抑制阀功能部210错误地被包装材料110、120(热熔性树脂层35)夹着的状况。如图31所示,阀装置200的密封安装部220的前端可以配置在被包装材料110、120夹着的位置。
当各部件载置完成后,制造装置对收纳体100的周缘进行热封(步骤S110)。即,制造装置夹着收纳体100的周缘,对收纳体100的周缘施加压力和热。由此,在收纳体100的周缘处,相对的热熔性树脂层35彼此熔接,形成了周缘接合部130。于是,蓄电器件元件400被密封在收纳体100内,阀装置200被熔接而固定在周缘接合部130,进而,极耳300也隔着极耳薄膜310被熔接、固定在周缘接合部130,蓄电器件10制造完成。在热封步骤中,通过对收纳体100的内部除气,形成收纳体100内部不含有无用气体的状况。具体而言,先不将整周接合,而是在一部分留下未接合状态的周缘,从该未接合状态的周缘进行除气,最后对未接合状态的周缘施加压力和热来完成整周的周缘接合部130,另外也可以是,对于需要电解液的蓄电器件,先不将整周接合,而是在一部分留下未接合状态的周缘,从该未接合状态的周缘注入电解液并进行除气,最后对未接合状态的周缘施加压力和热来完成整周的周缘接合部130。
另外,使制造装置的密封棒(seal bar)之中夹着收纳体100的周缘的面的形状为与密封安装部220的外形吻合的形状也是有效的。该情况下,夹着密封安装部220的位置处的热熔性树脂层35彼此的粘接变得更加牢固。即使在该情况下,为了降低包装材料110、120的变形和负荷,如后述实施方式2那样将密封安装部220的形状形成为扁平形状也是有效的。
<1-6.特征>
如上所述,在本实施方式1的蓄电器件10中,阀装置200的密封安装部220的至少一部分在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着,而阀装置200的阀功能部210没有在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着。于是,在蓄电器件10中,在将相对的热熔性树脂层35熔接时,阀功能部210与密封安装部220相比不会被施加较大的压力和热。结果是,采用蓄电器件10,能够抑制因将相对的热熔性树脂层35熔接时施加的压力和热而导致阀功能部210内的阀机构发生故障。
其中,蓄电器件元件400是本公开的“蓄电器件元件”之一例,收纳体100是本公开的“收纳体”之一例,阀装置200是本公开的“阀装置”之一例。基材层31是本公开的“基材层”之一例,阻隔层33是本公开的“阻隔层”之一例,热熔性树脂层35是本公开的“热熔性树脂层”之一例。周缘接合部130是本公开的“周缘接合部”之一例。阀功能部210是本公开的“第一部分”之一例,密封安装部220是本公开的“第二部分”之一例。导气通路A1是本公开的“导气通路”之一例。
另外,为了易于理解地说明蓄电器件元件400被收纳在收纳体100内的空间S1中这一状况,出于方便起见,以比收纳体100的空间S1小的尺寸对蓄电器件元件400进行图示,不过,虽然在制造工序中为了将蓄电器件元件400载置在空间S1中,空间S1比蓄电器件元件400略大,但由于在制造工序中如上所述要进行除气,因此在最终的蓄电器件10的状态下,空间S1会随除气而略微缩小成与蓄电器件元件400大致相同的尺寸,形成了将蓄电器件元件400几乎无间隙地收纳在空间S1中的状态。
[2.实施方式2]
在本实施方式2中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图11是本实施方式2的蓄电器件上搭载的阀装置200A的平面图。如图11所示,阀装置200A包括阀功能部210A和密封安装部220A。密封安装部220A的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,密封安装部220A的截面形状不同。阀功能部210A基本上与实施方式1相同,不过,按照形成在密封安装部220A内的导气通路A6(图12)的形状的不同,壳体和阀机构的形状的一部分发生了变更。
图12是图11的XII-XII截面图。如图12所示,在密封安装部220A的截面中,蓄电器件的宽度方向(箭头LR方向)上的长度L5比蓄电器件的厚度方向(箭头UD方向)上的长度L6长。更具体而言,密封安装部220A的截面形状为椭圆形状。
密封安装部220A的内部形成有导气通路A6。导气通路A6也是,蓄电器件的宽度方向上的长度比蓄电器件的厚度方向上的长度长。更具体而言,导气通路A6的截面形状为椭圆形状。
这样,本实施方式2中,在密封安装部220A的截面中,蓄电器件的宽度方向上的长度L5比蓄电器件的厚度方向上的长度L6长。即,与密封安装部的截面形状为正圆的情况相比(同一面积时),蓄电器件的厚度方向上的密封安装部220A的长度较短。在该蓄电器件中,周缘接合部130之中夹着密封安装部220A的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度,与周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220A的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度之间的差变得更小。于是,采用该蓄电器件,能够在收纳体100的整个周缘对热熔性树脂层35恰当地施加压力和热,能够恰当地使相对的热熔性树脂层35熔接,因此能够将阀装置200A的密封安装部220A牢固地固定在收纳体100上。
其中,阀装置200A是本公开的“阀装置”之一例,阀功能部210A是本公开的“第一部分”之一例,密封安装部220A是本公开的“第二部分”之一例。导气通路A6是本公开的“导气通路”之一例。
[3.实施方式3]
在实施方式3中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图13是本实施方式3的蓄电器件上搭载的阀装置200B的平面图。如图13所示,阀装置200B包括阀功能部210B和密封安装部220B。密封安装部220B的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,密封安装部220B的截面形状不同。阀功能部210B基本上与实施方式1相同,不过,按照形成在密封安装部220B内的导气通路A7(图14)的形状的不同,壳体和阀机构的形状的一部分发生了变更。
图14是图13的XIV-XIV截面图。如图14所示,在密封安装部220B上,在蓄电器件的宽度方向(箭头LR方向)上的两端部形成有翼状延伸端部40、41。翼状延伸端部40、41各自具有越靠近蓄电器件的宽度方向的端部则越薄的形状。从别的观点来看也可以说,翼状延伸端部40、41各自与密封安装部220B的其他部分(圆形部分)相比,在箭头LR方向上,是蓄电器件的厚度方向上的长度的变化较为平缓的部分。
在本实施方式3的蓄电器件中,与实施方式1(密封安装部220B上没有设置翼状延伸端部40、41的情况)相比,从周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220B的部分向周缘接合部130之中夹着密封安装部220B的部分转移的位置处的、蓄电器件的厚度方向上的变化较为平滑。于是,采用该蓄电器件,在热熔性树脂层35夹着密封安装部220B的位置与热熔性树脂层35没有夹着密封安装部220B的位置之间的边界,不会对包装材料110、120施加过度的力,因此能够将阀装置200B的密封安装部220B牢固地固定在收纳体100上。
其中,阀装置200B是本公开的“阀装置”之一例,阀功能部210B是本公开的“第一部分”之一例,密封安装部220B是本公开的“第二部分”之一例。翼状延伸端部40、41是本公开的“翼状延伸端部”之一例。导气通路A7是本公开的“导气通路”之一例。
[4.实施方式4]
在本实施方式4中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图15是本实施方式4的蓄电器件上搭载的阀装置200C的平面图。如图15所示,阀装置200C包括阀功能部210C和密封安装部220C。密封安装部220C的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,密封安装部220C的截面形状不同。阀功能部210C基本上与实施方式1相同,不过,按照形成在密封安装部220C内的导气通路A2(图16)的形状的不同,壳体和阀机构的形状的一部分发生了变更。
图16是图15的XVI-XVI截面图。如图16所示,在密封安装部220C内(导气通路A2内)形成有支柱50、51。支柱50、51各自在蓄电器件的厚度方向(箭头UD方向)上延伸,蓄电器件的厚度方向上的两端与密封安装部220C的内周连接。并且,支柱50、51各自于导气通路A2内在箭头FB方向上延伸(图15)。支柱的数量并不必须为2个,只要至少为1个即可。
在本实施方式4的蓄电器件中,由于导气通路A2内形成有支柱50、51,即使夹在相对的热熔性树脂层35之间的密封安装部220C被施加了压力和热,也能够维持导气通路A2。于是,采用该蓄电器件,能够抑制将相对的热熔性树脂层35熔接时密封安装部220C内的导气通路A2发生破损。
其中,阀装置200C是本公开的“阀装置”之一例,阀功能部210C是本公开的“第一部分”之一例,密封安装部220C是本公开的“第二部分”之一例。支柱50、51是本公开的“支柱”之一例。导气通路A2是本公开的“导气通路”之一例。
[5.实施方式5]
在本实施方式5中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图17是本实施方式5的蓄电器件上搭载的阀装置200D的平面图。如图17所示,阀装置200D包括阀功能部210和密封安装部220D。阀功能部210的结构与实施方式1相同。
密封安装部220D的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,密封安装部220D的外表面不同。具体而言,密封安装部220D的外表面为梨皮面(粗糙面、磨砂面)。该梨皮面的表面粗糙度Ra例如为1μm~20μm。
在本实施方式5的蓄电器件中,由于密封安装部220D的外表面为梨皮面,因此热熔性树脂容易在抵接到密封安装部220D的位置发生熔化。于是,采用该蓄电器件,与实施方式1(密封安装部220D的外表面光滑的情况)相比,能够将阀装置200D的密封安装部220D牢固地固定在收纳体100上。
其中,阀装置200D是本公开的“阀装置”之一例,密封安装部220D是本公开的“第二部分”之一例。
[6.实施方式6]
在本实施方式6中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图18是本实施方式6的蓄电器件上搭载的阀装置200E的平面图。如图18所示,阀装置200E包括阀功能部210和密封安装部220E。阀功能部210的结构与实施方式1相同。
密封安装部220E的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,密封安装部220E的外表面不同。具体而言,在密封安装部220E的外表面,形成有在周向上连续延伸一周的凸条部60。凸条部60在密封安装部220E上沿箭头FB方向形成有3个。凸条部60并不必须为3个,只要至少形成有1个即可。
图19是图18的XIX-XIX截面图。如图19所示,凸条部60的截面为半圆形状。该半圆形状的R例如为0.05mm~1.0mm。密封安装部220E之中,形成有凸条部60的部分的直径L12(蓄电器件的厚度方向上的长度、蓄电器件的宽度方向上的长度)比没有形成凸条部60的部分的直径L11长。
在热封时,凸条部60能够可靠地与热熔性树脂层35接触,因此容易与包装材料110、120熔接。在本实施方式6的蓄电器件中,凸条部60在密封安装部220E的外表面的周向上连续延伸一周。从而,采用该蓄电器件,在密封安装部220E的周向上的一周,能够使热熔性树脂层35与密封安装部220E熔接。另外,在该蓄电器件中,与实施方式1(密封安装部220E上没有形成凸条部60的情况)相比,密封安装部220E的外表面与热熔性树脂之间的接触面积增大,能够将阀装置200E的密封安装部220E牢固地固定在包装材料110上。
其中,阀装置200E是本公开的“阀装置”之一例,密封安装部220E是本公开的“第二部分”之一例。凸条部60是本公开的“凸条部”之一例。导气通路A3是本公开的“导气通路”之一例。
本实施方式6中采用了在周向上连续延伸一周的凸条部60,但就凸条部60的形成位置而言,只要在周向上延伸即可,可以无需存在于整个一周,也可以不是连续的。例如,在具有上述实施方式3所示的翼状延伸端部40、41的情况下,凸条部60无需将该翼状延伸端部40、41包含在内而延伸一周,可以在该翼状延伸端部40、41的前端部分不设置凸条部60,或者在该翼状延伸端部40、41上不设置凸条部60,也可以使凸条部60在周向上间歇地形成。
[7.实施方式7]
在本实施方式7中,与上述实施方式1相比,阀装置的结构不同。其他结构基本上与实施方式1相同。此处对与实施方式1不同的部分进行说明。
图20是本实施方式7的蓄电器件上搭载的阀装置200F的平面图。如图20所示,阀装置200F包括阀功能部210F和密封安装部220F。密封安装部220F的至少一部分是被包装材料110、120夹着并被热封的部分。与实施方式1相比,阀功能部210F和密封安装部220F的截面形状不同。
图21是图20的XXI-XXI截面图。如图21所示,阀功能部210F的截面为半圆形状。即,阀功能部210F的箭头U方向的面是平面。并且,密封安装部220F的截面在箭头LR方向的两端部具有翼状延伸端部40F、41F。密封安装部220F的箭头U方向的面为平面。阀功能部210F的箭头U方向的面和密封安装部220F的箭头U方向的面为齐平的面。
从而,在以箭头U方向的面朝下配置阀装置200F时,阀装置200F不会滚动。于是,采用本实施方式7的蓄电器件,在将阀装置200F安装到收纳体100上时阀装置200F不会滚动,因此能够容易地进行阀装置200F的定位。
图22是表示在收纳体100上安装阀装置200F时的状态的图。如图22所示,在收纳体100上安装阀装置200F时,阀装置200F的平面被载置在包装材料120的最内层的面上。该状态下阀装置200F不会滚动。于是,采用本实施方式7的蓄电器件,在将阀装置200F安装到收纳体100上时能够容易地进行阀装置200F的定位。并且,在构成蓄电器件的状态下,能够使因阀装置200F引起的周缘接合部130的隆起朝向收纳体100的隆起方向,即在图22中朝向成形部112的突出方向即上方。
其中,阀装置200F是本公开的“阀装置”之一例,阀功能部210F是本公开的“第一部分”之一例,密封安装部220F是本公开的“第二部分”之一例。导气通路A4是本公开的“导气通路”之一例。
[8.变形例]
上面说明了实施方式1~7,但本公开不限于上述实施方式1~7,能够在不脱离其思想的范围内实施各种变更。下面说明变形例。不过,下述变形例也能够适当组合。
<8-1>
上述实施方式1~7中,密封安装部(密封安装部220等)的截面具有以圆形为基础的形状。不过,密封安装部的截面形状不限于此。例如,密封安装部的截面形状可以具有以多边形为基础的形状。
图23是表示变形例1的阀装置200G的截面的图。如图23所示,在阀装置200G中,密封安装部220G的截面具有菱形形状。在密封安装部220G,蓄电器件的宽度方向上的长度L7比蓄电器件的厚度方向上的长度L8长。在该蓄电器件中,周缘接合部130之中夹着密封安装部220G的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度,与周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220G的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度之间的差变得更小。于是,采用该蓄电器件,能够在收纳体100的整个周缘对热熔性树脂层35恰当地施加压力和热,能够恰当地使相对的热熔性树脂层35熔接,因此能够将阀装置200G的密封安装部220G牢固地固定在收纳体100上。
图24是表示变形例2的阀装置200H的截面的图。如图24所示,在阀装置200H中,密封安装部220H的截面具有在蓄电器件的厚度方向的两端部进行了倒角的菱形形状,或具有六边形形状。在密封安装部220H,蓄电器件的宽度方向上的长度L9比蓄电器件的厚度方向上的长度L10长。在该蓄电器件中,周缘接合部130之中夹着密封安装部220H的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度,与周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220H的部分的、蓄电器件的厚度方向上的长度之间的差变得更小。于是,采用该蓄电器件,能够在收纳体100的整个周缘对热熔性树脂层35恰当地施加压力和热,能够恰当地使相对的热熔性树脂层35熔接,因此能够将阀装置200H的密封安装部220H牢固地固定在收纳体100上。
图25是表示变形例3的阀装置200I的截面的图。如图25所示,在阀装置200I中,密封安装部220I的截面具有在菱形的(蓄电器件的宽度方向)两端部设置了翼状延伸端部40I、41I的形状。在该蓄电器件中,与例如实施方式1(密封安装部220I上没有设置翼状延伸端部40I、41I的情况)相比,从周缘接合部130之中没有夹着密封安装部220I的部分向周缘接合部130之中夹着密封安装部220I的部分转移的位置处的、蓄电器件的厚度方向上的变化较为平滑。于是,采用该蓄电器件,在热熔性树脂层35夹着密封安装部220I的位置与热熔性树脂层35没有夹着密封安装部220I的位置之间的边界,不会对包装材料110、120施加过度的力,因此能够将阀装置200I的密封安装部220I牢固地固定在收纳体100上。
图26是变形例4的阀装置200J的平面图。如图26所示,阀装置200J包括阀功能部210J和密封安装部220J。密封安装部220J内形成有导气通路A5。
图27是图26的XXVII-XXVII截面图。该截面也可以说是以导气通路A5的中心线C1为法线的面。如图27所示,在阀装置200J中,密封安装部220J的截面具有六边形(多边形)形状。在六边形的各个角部形成有R(例如R=0.2mm~2.0mm)。采用该蓄电器件,例如能够降低密封安装部220J之中位于收纳体100内的部分对收纳体100内的蓄电器件元件400造成损伤的可能,并且,能够降低密封安装部220J之中被热熔性树脂层35夹着的部分对热熔性树脂层35造成损伤,从而导致热熔性树脂层35的绝缘性降低的可能。
<8-2>
上述实施方式1~7中,包装材料110的凸缘部114为平坦状态。不过凸缘部114的形状不限于此。例如,在凸缘部114可以预先成形有阀装置配置部,该阀装置配置部用于配置阀装置200的密封安装部220。
图28是变形例5的包装材料110K的平面图。如图28所示,在凸缘部114K上形成有阀装置配置部116K。
图29是图28的XXIX-XXIX截面图。如图29所示,形成在凸缘部114K上的阀装置配置部116K具有半圆形状。该半圆的直径例如比密封安装部220的直径稍长。在阀装置配置部116K中例如配置了密封安装部220的状态下,进行收纳体的周缘处的热封。由此,能够抑制热封时的包装材料的变形,能够降低密封安装部220附近产生针孔或破损的可能。阀装置配置部116K并不必须设置于包装材料110K,也可以设置于包装材料120。该情况下,也能够得到与阀装置配置部116K设置于包装材料110K时相同的效果。
<8-3>
上述实施方式1~7中,密封安装部(例如密封安装部220)仅一部分在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着。不过,密封安装部的安装状态不限于此。例如,整个密封安装部可以在周缘接合部130处被热熔性树脂层35夹着。该情况下也是同样的,由于密封安装部(例如密封安装部220)的与阀功能部(例如阀功能部210)相反的一侧的端部的俯视下的角部形成有R,因此该端部对热熔性树脂层35造成损伤从而导致热熔性树脂层35的绝缘性降低的可能较低。
<8-4>
上述实施方式1~7中,在阀装置(例如阀装置200)上的阀功能部(例如阀功能部210)与密封安装部(例如密封安装部220)的边界处形成有台阶。不过,在阀功能部与密封安装部的边界也可以不必形成台阶。例如可以是,阀功能部的截面的直径与密封安装部的截面的直径相同,阀功能部与密封安装部平坦连接。
<8-5>
上述实施方式1~7中,形成在密封安装部(密封安装部220等)内的导气通路(例如导气通路A1)的截面具有以圆形为基础的形状。不过,导气通路的截面形状不限于此。例如,导气通路的截面形状可以是以多边形为基础的形状。
<8-6>
上述实施方式1~7中,在密封安装部(例如密封安装部220)的与阀功能部(例如阀功能部210)相反的一侧的端部的角部形成有R。不过,在该角部也可以不必形成有R。
<8-7>
上述实施方式1~7中,阀装置(例如阀装置200)是所谓的止回阀。
<8-8>
再次参照图1,在上述实施方式1~7中,极耳300设置在收纳体100的箭头LR方向的两端部,阀装置(例如阀装置200)设置在收纳体100的箭头F方向的端部。不过,阀装置200和极耳300的位置关系不限于此。例如可以是,两个极耳300配置在收纳体100的周缘的同一个边上,阀装置配置在2个极耳300之间,也可以是,两个极耳300配置在收纳体100的周缘的同一个边上,并在配置有极耳300的边以外的三个边中的任一个边上配置阀装置。
<8-9>
上述实施方式1~7中,收纳体100包括通过模压成形(embossing)而形成的包装材料110,和与包装材料110分体的包装材料120。不过,收纳体100也可以不必采用该结构。
例如,包装材料110和包装材料120可以预先在一个边上形成为一体(相连)。此时可以是,在包装材料110的凸缘部114的端部,包装材料110与包装材料120形成为一体(相连),通过在包装材料110与包装材料120重叠的状态下进行四边密封,来将蓄电器件元件400密封在收纳体100内。也可以是,在包装材料110与包装材料120形成为一体的边上省略凸缘部114,通过在包装材料110与包装材料120重叠的状态下进行三边密封,来将蓄电器件元件400密封在收纳体100内。
包装材料120例如可以成形为与包装材料110相同的形状。收纳体100例如可以是袋型(pouch type)收纳体。袋型收纳体可以是三边密封型、四边密封型、枕型(pillowtype)、方型(gusset type)等任一类型。
<8-10>
上述实施方式1~7中,阀功能部(例如阀功能部210)的壳体和密封安装部(例如密封安装部220)的壳体由同一材料(树脂)形成。不过,阀功能部的壳体和密封安装部的壳体也可以不必由同一材料形成。例如可以是,阀功能部的壳体和密封安装部的壳体由不同的材料构成,阀功能部的材料的熔点比密封安装部的材料的熔点高。例如可以是,阀功能部由聚丙烯(PP)构成,密封安装部由熔点比PP高的树脂(例如氟树脂、聚酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚碳酸酯系树脂、丙烯酸酯树脂)或金属构成。作为密封安装部使用的树脂,优选阻隔性较高的氟树脂。
在该蓄电器件中,即使在将相对的热熔性树脂层35熔接时对密封安装部施加了压力和热,由于阀功能部的材料的熔点比密封安装部的材料的熔点高,因此阀功能部因热而变形的可能性较低。于是,采用该蓄电器件,能够抑制将相对的热熔性树脂层35熔接时阀功能部内的阀机构发生故障。
<8-11>
上述实施方式1~7中,阀装置200的壳体为树脂制,密封安装部220直接被热熔性树脂层35夹着。不过,阀装置200的壳体可以不必为树脂制,例如可以是金属(例如铝、不锈钢)制。该情况下,在密封安装部220与热熔性树脂层35之间可以配置粘接性保护薄膜。粘接性保护薄膜的一个面构成为至少能够与树脂粘接,而另一个面构成为至少能够与金属粘接。作为粘接性保护薄膜,能够采用公知的各种粘接性保护薄膜,例如可以使用与极耳薄膜310相同的粘接性保护薄膜。
<8-12>
上述实施方式1~7中,在密封安装部(例如密封安装部220)的外周侧(密封安装部的与阀功能部(例如阀功能部210)一侧相反的一侧的端部的角部)形成有R,但在密封安装部的内周侧(导气通路(例如导气通路A1)的缘部)没有形成R。不过,也可以在密封安装部的内周侧形成R。通过在密封安装部的内周侧形成R,能够降低因密封安装部的内周侧的角部受到刮擦导致杂质(例如树脂、金属等)掉落到收纳体100内的可能。
<8-13>
再次参照图21,在上述实施方式7中,在阀功能部210F和密封安装部220F双方的外表面形成有平面。不过,并不必须在阀功能部210F和密封安装部220F双方的外表面形成平面。只要在阀功能部210F和密封安装部220F的至少一者的外表面形成有平面即可。
<8-14>
上述实施方式1~7的蓄电器件10是二次电池,但由于其定义为输出电力的器件这一概念,因此包括例如电容器、双电层电容器(EDLC)、锂离子电容器等蓄电器件,另外对二次电池的种类也没有特别的限定,例如可列举锂离子电池、锂离子聚合物电池、铅蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、镍铁蓄电器件、镍锌蓄电池、氧化银-锌蓄电池、金属空气电池、多价阳离子电池、全固态电池等。
实施例
下面给出实施例和比较例来对本公开进行详细说明。不过本公开并不限定于实施例。
<实施例1>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例1采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度90)球体构成直径4mm的球体214,利用表面涂覆有全氟烷氧基树脂(PFA)的不锈钢(SUS304)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<实施例2>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例2采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度90)球体构成直径4mm的球体214,利用聚四氟乙烯(PTFE)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同地,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,聚四氟乙烯(PTFE)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<实施例3>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例3采用如下设计,其中,利用不锈钢(SUS304)球体构成直径1.5mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。对于实施例3制造的阀装置,为了将从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,以现有的止回阀所未采用的高水准,极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行了设计、加工。
<实施例4>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例4采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度50)球体构成直径1.5mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。对于实施例4制造的阀装置,为了将从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,以现有的止回阀所未采用的高水准,极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行了设计、加工。
<实施例5>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例5采用如下设计,其中,利用聚四氟乙烯(PTFE)球体构成直径2mm的球体214,利用氟橡胶构成开口部直径为1.5mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,氟橡胶构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.09MPa。对于实施例5制造的阀装置,为了将从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,以现有的止回阀所未采用的高水准,极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行了设计、加工。
<实施例6>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例6采用如下设计,其中,利用不锈钢(SUS304)球体构成直径1.5mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.05MPa。
<实施例7>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例7采用如下设计,其中,利用不锈钢(SUS304)球体构成直径1.5mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。对于实施例7制造的阀装置,为了将从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量设定为5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec左右的范围,以现有的止回阀所未采用的高水准,极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行了设计、加工。
<实施例8>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例8采用如下设计,其中,利用聚四氟乙烯(PTFE)球体构成直径4mm的球体214,利用氟橡胶构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,氟橡胶构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<实施例9>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例9采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度70)球体构成直径4mm的球体214,利用聚四氟乙烯(PTFE)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同地,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,聚四氟乙烯(PTFE)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<实施例10>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。实施例10采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度50)球体构成直径4mm的球体214,利用聚四氟乙烯(PTFE)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同地,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,聚四氟乙烯(PTFE)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例1>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例1采用如下设计,其中,代替球体214使用底面直径为1.5mm的圆锥形状的部件(由不锈钢(SUS304)构成),利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得圆锥形状的部件能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与圆锥形状的部件接触的部分构成阀座212。圆锥形状的部件和阀座212通过切削加工而以普通的高精度制造,阀座212的与圆锥形状的部件接触的部位被加工成与圆锥形状的部件的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例2>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例2采用如下设计,其中,利用不锈钢(SUS304)球体构成直径4mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而以普通的精度制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例3>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例3采用如下设计,其中,利用铝合金球体构成直径4mm的球体214,利用铝合金构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,铝合金构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而以普通的精度制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例4>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例4采用如下设计,其中,代替球体214使用底面直径为1.5mm的圆锥形状的部件(由铝合金构成),利用铝合金构成开口部直径为1mm的阀座212,使得圆锥形状的部件能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,铝合金构成的阀功能部210的壳体部分中的与圆锥形状的部件接触的部分构成阀座212。圆锥形状的部件和阀座212通过切削加工而以高精度制造,阀座212的与圆锥形状的部件接触的部位被加工成与圆锥形状的部件的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例5>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例5采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度90)球体构成直径4mm的球体214,利用铝合金构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,铝合金构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而以普通的精度制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<比较例6>
制造具有如图30的示意图所示之截面结构的阀装置。比较例6采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度90)球体构成直径4mm的球体214,利用不锈钢(SUS304)构成开口部直径为3mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而以普通的精度制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。
<参考例1>
制造具有如图30所示之截面结构的阀装置。参考例1采用如下设计,其中,利用氟橡胶(硬度50)球体构成直径1.5mm的球体214,利用氟橡胶(硬度90)构成开口部直径为1mm的阀座212,使得球体214能够将阀座212的开口部密闭。与实施例1相同,阀功能部210的壳体部分与阀座212形成为一体,不锈钢(SUS304)构成的阀功能部210的壳体部分中的与球体214接触的部分构成阀座212。球体214和阀座212通过切削加工而高精度地制造,阀座212的与球体214接触的部位被加工成与球体214的表面形状吻合。能够使阀装置开启的一次侧与二次侧的压差被设计为0.1MPa。对于参考例1制造的阀装置,为了使从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量降低至低于5.0×10-11Pa·m3/sec,以现有的止回阀所未采用的高水准,极高精度地对阀机构的阀座与球体相接触的部分的形状进行了设计、加工。
[氦泄漏测试]
按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法,测量实施例1~10、比较例1~6和参考例1所制造的阀装置的从二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量。具体而言,测试装置使用Vacuum Instrument Corporation的MS-50氦检漏仪。将阀装置的气体阀设置在泄漏测试用治具(该治具在安装了气体阀封闭的仿真(dummy)阀装置的情况下已确认不存在氦泄漏)上,经测试口设置到氦检漏仪上。在治具与氦检漏仪之间也确认了不存在氦泄漏。之后,从阀装置的一次侧抽真空至13Pa,并从阀装置的二次侧喷吹99.99%的氦气,开始测量。喷吹时间为1~2秒,等待2~4秒,记录评价结果。为慎重起见,还按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空外覆法(真空氦罩法)”所规定的方法,对同一阀装置覆盖容积50ml的氦罩并等待了20秒,测量结果是相同的。测量环境温度均为25℃。
[阀装置的开启测试]
将实施例1~10、比较例1~6和参考例1所制造的阀装置在60℃环境下保管10日,之后恢复到室温(25℃)环境,将其设置到金属制成的测量用治具上,在治具的一次侧经小型压力计设置压缩空气泵,在二次侧设置橡胶导管,橡胶导管的前端设置在水槽中。其中,通过在60℃环境下保管10日,来重现蓄电器件在阀装置长期不开启的情况下使用的环境。若在阀装置长期不开启的情况下使用蓄电器件,即使在内压上升至设计值时,也容易发生阀装置不能恰当开启的问题。此时,已预先确定从治具和接触点不存在泄漏。从一次侧的空气泵向阀装置缓缓送入空气,利用压力计读取从水槽的橡胶导管开始产生气泡的压力,若其值为设定值±20%以内则给出评价为A(开启压力得到了较好的保持),在超过±20%的情况下给出评价为C(开启压力未得到较好的保持)。结果表示在表1中。
[1个月后的水分含量的评价]
(包装材料的制造)
作为基材层,准备依次层叠有聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(12μm)/粘接剂层(双组分固化型尿烷粘接剂(多羟基化合物与芳香族异氰酸酯化合物),厚3μm)/双轴拉伸尼龙膜(厚15μm)的层叠膜。接着,在基材层的双轴拉伸尼龙膜(厚15μm)之上,利用干式层压法层叠由双面形成有抗酸膜的铝箔(JIS H4160:1994A8021H-O,厚40μm)构成的阻隔层。具体而言,在双面形成有抗酸膜的铝箔的一个面上涂覆双组分固化型尿烷粘接剂(多羟基化合物与芳香族异氰酸酯化合物),在铝箔上形成粘接剂层(固化后厚度为3μm)。接着,在将铝箔上的粘接剂层与双轴拉伸尼龙膜层叠之后,实施老化处理,制得基材层/粘接剂层/阻隔层的层叠体。然后,在得到的层叠体的阻隔层之上,将作为粘接层的马来酸酐改性聚丙烯(厚40μm)和作为热熔性树脂层的聚丙烯(厚40μm)共挤出,由此在阻隔层上层叠粘接层/热熔性树脂层。接着,对得到的层叠体进行老化、加热,得到依次层叠有聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(12μm)/粘接剂层(3μm)/双轴拉伸尼龙膜(15μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(40μm)/热熔性树脂层(40μm)的蓄电器件用包装材料。
(测试样品的制造和水分含量的测量)
将上述制得的各蓄电器件用包装材料切割成长120mm×宽120mm的长条片。接着,将该包装材料折叠使得宽度方向为60mm,在一个短边上以密封宽度7mm、200℃、5秒钟、压力0.5MPa的条件安装气体阀。在气体阀的密封部位,预先以横穿密封部位的方式上下设置了热熔性薄膜((PPa(44μm)/PEN(12μm)/PPa(44μm)))。接着,以密封宽度7mm、190℃、3秒钟、1MPa的条件将长边热封,从未密封的短边将3g电解液溶剂(碳酸亚乙酯:碳酸二乙酯:碳酸二甲酯=1:1:1(容积比))封入内部,然后以7mm的密封宽度将短边密封。将本样品保管在65℃、90%RH的恒温槽中,之后开袋取出其中的电解液,利用卡尔费休法测量水分含量。基于1个月后的水分含量的增加量,按照下述基准评价抑制水分从外部入侵的效果。结果表示在表1中。
A:小于100ppm
B:100~300ppm
C:大于300ppm
[表1]
通过使用从阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下的实施例1~10的蓄电器件用阀装置,能够在蓄电器件内部产生了气体的情况下将该气体释放到外部,并且能够很好地抑制水分从外部环境入侵。尤其是,在使用了氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec至1.5×10-10Pa·m3/sec的实施例3~5、7的蓄电器件用阀装置的情况下,能够在将气体释放到外部的同时,更好地抑制水分从外部环境入侵。
如上所述,本公开提供下述技术方案。
第一项:一种蓄电器件用阀装置,其安装在蓄电器件的收纳体上,上述蓄电器件包括蓄电器件元件和将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,其中,上述阀装置构成为,在因上述收纳体的内部产生的气体导致上述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,在上述蓄电器件用阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法测得的从上述阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。
第二项:在第一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述收纳体由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔性树脂层的层叠体构成。
第三项:在第一或第二项的蓄电器件用阀装置中,被设定成,在上述阀装置的一次侧与二次侧的压差为0.05~1MPa的范围内,上述阀装置开启。第四项:在第一~第三之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述阀装置包括:内部形成有阀机构的第一部分,该阀机构在因上述收纳体内部产生的气体导致上述收纳体内部的压力上升的情况下能够使该压力降低;和内部形成有导气通路的第二部分,该导气通路将上述收纳体的内部产生的气体引导至上述阀机构。
第五项:在第四项所述的蓄电器件用阀装置中,在上述蓄电器件的厚度方向上,上述第一部分的长度比上述第二部分的长度长,在上述第一部分与上述第二部分的边界形成有台阶。
第六项:在第四或第五项所述的蓄电器件用阀装置中,上述蓄电器件的宽度方向上的上述第二部分的长度比上述蓄电器件的厚度方向上的上述第二部分的长度长。
第七项:在第四~六之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第二部分具有越靠近上述收纳体的宽度方向的端部而形成得越薄的翼状延伸端部。
第八项:在第四~七之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述导气通路的截面形状为圆形。
第九项:在第四~八之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述收纳体的宽度方向上的上述导气通路的截面的长度,比上述蓄电器件的厚度方向上的上述导气通路的截面的长度长。
第十项:在第四~九之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第二部分具有形成在上述导气通路内的支柱。
第十一项:在第四~十之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第二部分的外表面为梨皮面。
第十二项:在第四~十一之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,在上述第二部分的外表面形成有至少一个在周向上延伸的凸条部。
第十三项:在第四~十二之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第二部分中的与上述第一部分一侧相反的一侧的端部的俯视下的角部带有弧形。
第十四项:在第四~十三之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,以上述导气通路的中心线为法线的上述第二部分的截面的外形为多边形,上述多边形的角部带有弧形。
第十五项:在第四~十四之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第一部分和上述第二部分各自由不同的材料构成,上述第一部分的材料的熔点比上述第二部分的材料的熔点高。
第十六项:在第四~十五之任一项所述的蓄电器件用阀装置中,上述第一部分和上述第二部分的至少一者的外表面的至少一部分形成有平面。
第十七项:一种蓄电器件,包括蓄电器件元件,将上述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,和与上述收纳体的内部连通的阀装置,其中,上述阀装置构成为,在因上述收纳体的内部产生的气体导致上述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,在上述阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“真空喷吹法(spray法)”所规定的方法测得的从上述阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。
附图标记说明
10蓄电器件、31基材层、32粘接剂层、33阻隔层、34粘接层、35热熔性树脂层、40,40I,41,41I翼状延伸端部、50,51支柱、60凸条部、100收纳体、110,110K,120包装材料、112成形部、114,114K凸缘部、116K阀装置配置部、130周缘接合部、200,200A、200B,200C,200D,200E,200F,200G,200H,200I,200J阀装置、210,210A、210B,210C,210E,210F,210G,210H,210I,210J阀功能部、212阀座、214球体、216弹簧、218膜片、220,220A、220B,220C,220D,220E,220F,220G,220H,220I,220J密封安装部、300极耳、310极耳薄膜、400蓄电器件元件、A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7导气通路、C1中心线、O1排气口。
Claims (15)
1.一种蓄电器件用阀装置,其安装在蓄电器件的收纳体上,所述蓄电器件包括蓄电器件元件和将所述蓄电器件元件收纳于内部的所述收纳体,其特征在于:
所述阀装置构成为,在因所述收纳体的内部产生的气体导致所述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,
所述阀装置包括第一部分和第二部分,
所述第一部分的内部形成有阀机构,该阀机构在因所述收纳体内部产生的气体导致所述收纳体内部的压力上升的情况下能够使该压力降低,
所述第二部分的内部形成有导气通路,该导气通路将所述收纳体的内部产生的气体引导至所述阀机构,
所述第二部分具有越靠近所述收纳体的宽度方向的端部而形成得越薄的翼状延伸端部,其中所述收纳体的宽度方向是与所述收纳体的厚度方向正交的方向,
在所述阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“作为真空喷吹法的spray法”所规定的方法测得的从所述阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。
2.如权利要求1所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述收纳体由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔性树脂层的层叠体构成。
3.如权利要求1或2所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
被设定成在所述阀装置的一次侧与二次侧的压差为0.05~1MPa的范围内,所述阀装置开启。
4.如权利要求3所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
在所述蓄电器件的厚度方向上,所述第一部分的长度比所述第二部分的长度长,
在所述第一部分与所述第二部分的边界形成有台阶。
5.如权利要求3或4所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述蓄电器件的宽度方向上的所述第二部分的长度比所述蓄电器件的厚度方向上的所述第二部分的长度长,其中所述蓄电器件的宽度方向是与所述蓄电器件的厚度方向正交的方向。
6.如权利要求3~5中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述导气通路的截面形状为圆形。
7.如权利要求3~6中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述收纳体的宽度方向上的所述导气通路的截面的长度,比所述蓄电器件的厚度方向上的所述导气通路的截面的长度长,其中所述收纳体的宽度方向是与所述收纳体的厚度方向正交的方向。
8.如权利要求3~7中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述第二部分具有形成在所述导气通路内的支柱。
9.如权利要求3~8中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述第二部分的外表面为梨皮面。
10.如权利要求3~9中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
在所述第二部分的外表面形成有至少一个在周向上延伸的凸条部。
11.如权利要求3~10中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述第二部分中的与所述第一部分侧相反的一侧的端部的俯视下的角部带有弧形。
12.如权利要求3~11中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
以所述导气通路的中心线为法线的所述第二部分的截面的外形为多边形,
所述多边形的角部带有弧形。
13.如权利要求3~12中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述第一部分和所述第二部分各自由不同的材料构成,
所述第一部分的材料的熔点比所述第二部分的材料的熔点高。
14.如权利要求3~13中任一项所述的蓄电器件用阀装置,其特征在于:
所述第一部分和所述第二部分的至少一者的外表面的至少一部分形成有平面。
15.一种蓄电器件,其包括:蓄电器件元件,将所述蓄电器件元件收纳于内部的收纳体,和与所述收纳体的内部连通的阀装置,
所述阀装置构成为,在因所述收纳体的内部产生的气体导致所述收纳体的内部压力上升的情况下能够使该压力降低,
所述阀装置包括第一部分和第二部分,
所述第一部分的内部形成有阀机构,该阀机构在因所述收纳体内部产生的气体导致所述收纳体内部的压力上升的情况下能够使该压力降低,
所述第二部分的内部形成有导气通路,该导气通路将所述收纳体的内部产生的气体引导至所述阀机构,
所述第二部分具有越靠近所述收纳体的宽度方向的端部而形成得越薄的翼状延伸端部,其中所述收纳体的宽度方向是与所述收纳体的厚度方向正交的方向,
在所述阀装置中,25℃环境下按照JIS Z2331:2006“氦泄漏测试方法”的“作为真空喷吹法的spray法”所规定的方法测得的从所述阀装置的二次侧泄漏到一次侧的氦泄漏量为5.0×10-11Pa·m3/sec以上、5.0×10-6Pa·m3/sec以下。
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