CN1692508A - 非水电解质电池的外壳及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种具有批量生产性、壁薄且抗损伤能力强的非水电解质电池的外壳。该外壳(4)由壳体主体(4a)及盖板(4b)构成，在装入锂离子聚合物二次电池等非水电解质电池之后，通过夹持进行接合成一体。盖板(4b)由合成树脂制的膜状的薄板材(4c)的坯料构成，外壳(4)制作得很薄。壳体主体(4a)和盖板(4b)的壳体主体外周框架(9)、盖板外周框架(10)利用注射模塑成形方法成形，构成台阶部(9a)、(10a)。由于具有此台阶部，成为即使存在冲击等也可以确保机械强度的结构，成为抗损伤能力强的外壳(4)。

Description

非水电解质电池的外壳及其制造方法

技术领域

本发明涉及用来将由铝层压膜等包装的非水电解质电池主体进行外包装的外壳及其制造方法。更详细地说，涉及将非水电解质电池利用合成树脂制的薄壳主体，或与膜状的薄板材的外周固接成为一体的合成树脂的框架部件进行外包装的非水电解质电池的外壳及其制造方法。

背景技术

现在，必须对外包装锂离子电池的不锈钢盒、铝盒等金属壳体，以及以铝层压膜包装的聚合物电池的主体再进行外包装以保护其不受跌落和外部冲击的破坏。这种外包装方法，公知的有将电池主体以铝板、塑料等壳状物密闭包覆的方法及通过注射模塑成形在电池主体的外表面上包覆热可塑性树脂而成为包装状态的方法等。

另外，作为电池包覆用的热收缩合成树脂使用由聚氯乙烯等组成的热收缩管是众所周知的。作为热收缩管，由聚烃类的离子交联聚合物树脂为主要成分的混合组成物构成的延伸管也是公知的(例如，参照日本专利申请特开平11-170365号公报)。

然而，现有的外包装方法并不能全部解决需求，尚存的问题很多。特别是，像便携式电话这样的装置要求电池尽量薄，也出现了与此相应的电池。在将电池以薄的热收缩管包覆时，有时一部分形成折皱，要大量生产稳定质量的制品，在可靠性方面存在问题。另外，注射模塑成形在批量生产性能方面优异，但在现有的注射模塑成形中，由于熔融树脂的流动的关系，如果壁厚很薄，流动很差而形成限制。

因为便携式电话等要求具有耐药性、难燃性的坯料，在可以满足这些要求的，例如，PBT(聚对苯二甲酸丁酯)树脂中混入由无机材料构成的难燃材料时，因为熔融树脂的流动差，最低需要0.3～0.4mm的壁厚，薄壁成形相当困难。所以，只要是利用现在的一般技术的注射模塑成形方法，利用小于等于规定壁厚的注射模塑成形方法是受到限制的。特别是，锂离子聚合物二次电池的特征在于可实现薄型和轻量，所以不能采用抹煞这一特征的厚壁的外包装。

另外，该锂离子聚合物二次电池的外壳，即使是薄型和轻量，在强度方面也也要求稳定。另一方面，在容纳电子部件的薄壁成形品的制造方法中，提出了利用薄膜构成薄壁部分并利用注射模塑成形来形成厚壁部分的办法(日本专利申请特开2002-283507号公报)。然而，该薄壁成形品，由于不是完全包覆外表面的制品，在电池的外包装上不能采用。

发明内容

本发明正是在这种技术背景下完成的，其目的在于达到下述目的。

本发明的目的在于在提供一种通过以合成树脂制的膜状的薄板材或通过注射模塑成形来构成非水电解质电池壳体的侧面而实现极薄的外包装，同时强度上也稳定的非水电解质电池的外壳及其制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种适于利用生产性高的注射模塑成形方法大量生产、易于进行制造的非水电解质电池的外壳及其制造方法。

本发明的再一个目的是提供一种可以形成设计优异的外包装的非水电解质电池的外壳及其制造方法。

本发明的优点是，因为将形状不同的壳体主体和盖板或两个配合的同一形状的成形品接合而构成，并且将此接合部作成台阶结构而形成一体，可以使外壳很薄并且可以充分确保机械强度。

本发明的另一优点是可以使电池组的容量体积效率和容量重量效率提高。

另外，本发明的再一个优点是外壳的制造方法不复杂，可以采用可以进行大量生产的注射模塑成形方法。

另外，本发明的再一个优点是，因为外壳的一部分可利用注射模塑成形来形成，在形状方面自由度扩大，也可以制出设计上感觉优异的制品。

为了解决上述问题，采用了以下的装置。

本发明第1方面的非水电解质电池的外壳，是对非水电解质电池进行外包装的外壳(4)，其特征在于包括：

在侧面的外周缘部分上具有一体设置的矩形的壳体主体外周框架(9)的、用来容纳上述非水电解质电池的合成树脂制的壳体主体(4a)；

由覆盖容纳于上述壳体主体(4a)中的上述非水电解质电池的开放侧的侧面的合成树脂制的膜状的侧板(4c)，及与上述侧板(4c)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的盖板外周框架(10)组成的盖板(4b)；以及

用来使上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)对置并接合成一体的接合部。

另外，在本发明中所说的膜状，指的是薄膜、薄板及片状物，不一定是非是薄膜不可。

本发明第2方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第1方面所述的非水电解质电池的外壳中，上述接合部，具有用来决定上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)的相对位置的定位装置(9a、10a)。

本发明第3方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第2方面所述的非水电解质电池的外壳中，在上述定位装置(9a、10a)上形成剖面结构为阶梯状的第1台阶部(9a)，在上述盖板外周框架(10)上形成剖面结构为阶梯状的第2台阶部(10a)，上述第1台阶部(9a)及上述第2台阶部(10a)对置嵌合而接合成一体。

本发明第4方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第1或第2方面所述的非水电解质电池的外壳中，在上述壳体主体(4a)上形成作为可以与上述非水电解质电池的输入输出端子接触地贯通的贯通孔的端子窗(3)。

本发明第5方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第3方面所述的非水电解质电池的外壳中，上述第1台阶部(9a)及上述第2台阶部(10a)构成为具有高度不同的表面。

本发明第6方面的非水电解质电池的外壳的制造方法，是本发明第1方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

利用注射模塑成形模具进行注射模塑成形，而形成上述壳体主体(4a)；

在注射模塑成形模具中插入上述侧板(4c)，通过注射合成树脂将盖板外周框架(10)与上述侧板(4c)的外周缘部分固接成为一体而形成上述盖板(4b)；

使上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)对置并接合成一体，制造上述外壳(4)。

本发明第7方面的非水电解质电池的外壳的制造方法的特征在于，在本发明第6方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法中，上述固接是对上述注射模塑成形模具中的上述盖板外周框架(10)利用熔融树脂的热熔接，上述接合是利用超声波焊接的接合。

本发明第8方面的非水电解质电池的外壳的制造方法的特征在于，在本发明第7方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法中，为了进行上述超声波焊接，在上述壳体主体外周框架(9)和/或盖板外周框架(10)上形成用于上述接合的作为凸部的焊接部(22)。

本发明第9方面的非水电解质电池的外壳，是对非水电解质电池进行外包装的外壳，其特征在于包括：

以膜状覆盖比上述非水电解质电池的比其它侧面更宽的侧面的合成树脂制的第1侧板(44e)；

以膜状覆盖与上述非水电解质电池的上述宽侧面对置的侧面的合成树脂制的第2侧板(44c)；

与上述第1侧板(44e)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的第1外周框体(44f)；

与上述第2侧板(44c)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的第2外周框体(44d)；以及

用来使上述第1外周框体(44f)和上述第2外周框体(44d)对置并接合成一体的接合部。

本发明第10方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第9方面所述的非水电解质电池的外壳中，上述接合部，具有用来决定上述第1外周框体(44f)和第2外周框体(44d)的相对位置的定位装置(49a)。

本发明第11方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第10方面所述的非水电解质电池的外壳中，上述定位装置(49a)，是在上述第1外周框体(44f)及上述第2外周框体(44d)上形成的用来互相嵌合来定位的凹部(49a)及插入到上述凹部(49a)的凸部。

本发明第12方面的非水电解质电池的外壳的特征在于，在本发明第9方面所述的非水电解质电池的外壳中，在上述第1外周框体(44f)和/或上述第2外周框体(44d)上形成作为可以与上述非水电解质电池的输入输出端子相接触地贯通的贯通孔的端子窗(43)。

本发明第13方面的非水电解质电池的外壳的制造方法，是本发明第9方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

在注射模塑成形模具中插入上述第1侧板(44e)，通过注射合成树脂将上述第1外周框体(44f)与上述第1侧板(44e)的外周缘部分固接成为一体而形成第1壳体主体(44a)；

在注射模塑成形模具中插入上述第2侧板(44c)，通过注射合成树脂将上述第2外周框体(44d)与上述第2侧板(44c)的外周缘部分固接成为一体而形成第2壳体主体(44b)；

使上述第1壳体(44a)和上述第2壳体(44b)对置并使上述第1外周框体(44f)和上述第2外周框体(44d)接合成一体。

本发明第14方面的非水电解质电池的外壳的制造方法的特征在于，在本发明第13方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法中，上述固接是对上述注射模塑成形模具中的第1外周框体和第2外周框体利用熔融树脂的热熔接，上述接合是利用超声波焊接的接合。

本发明第15方面的非水电解质电池的外壳的制造方法的特征在于，在本发明第14方面所述的非水电解质电池的外壳的制造方法中，为了进行上述超声波焊接，在上述第1外周框体(44f)和/或第2外周框体(44d)上形成用于上述接合的作为凸部的焊接部(22)。

另外，在本发明中所说的非水电解质电池，指的是在电解质中包含非水电解质的电池。此非水电解质材料，包含电解液、聚合物凝胶电解质、固体电解质、聚合物电解质、熔融盐电解质等。另外，电池不仅包含二次电池，也包含一次电池。在包含非水电解质材料的电池中包括锂离子电池、锂离子二次电池、锂离子聚合物电池。

附图说明

图1为示出锂离子聚合物二次电池的外观图。

图2为示出锂离子聚合物二次电池的分解状态的说明图。

图3为沿着图1的X-X的剖面图。

图4为沿着图1的Y-Y的剖面图。

图5为在盖板成形时的注射模塑成形模具的剖面图。

图6为示出在封闭注射模塑成形模具的状态的剖面图。

图7为注射模塑成形模具的盖板的外周框体的部分扩大图。

图8为示出向外周框体的腔室注射熔融树脂的状态的剖面图。

图9为接合后的外壳的部分剖面图。

图10为示出利用超声波焊接将盖板接合到壳体主体时的状态的剖面图。

图11为形成侧面的薄板材的另一形状的示例。

图12为示出向实施方式2的外周外框的腔室注射熔融树脂的状态的剖面图。

图13为示出实施方式2的成形后的盖板的部分剖面图。

图14为示出实施方式3的真空成形用的热成形模具的剖面的剖面图。

图15为示出实施方式3的注射模塑成形的模具的封闭状态的剖面图。

图16为实施方式3的注射模塑成形后的盖板的剖面图。

图17为示出实施方式4的注射模塑成形的模具的封闭状态的剖面图。

图18为实施方式4的注射模塑成形的模具的部分扩大图。

图19为实施方式4的注射模塑成形后的盖板的部分扩大图。

图20为实施方式5的注射模塑成形后的盖板的部分扩大图。

图21为实施方式6的注射模塑成形后的盖板的部分扩大图。

图22为示出在实施方式7中盖板成形时的注射模塑成形的模具的剖面图。

图23为示出在实施方式7中的注射模塑成形的模具的封闭状态的剖面图。

图24为示出另一形状的锂离子聚合物二次电池的外观图。

图25为示出图24的锂离子聚合物二次电池的分解状态的说明图。

具体实施方式

[实施方式1]

以下对本发明的实施方式1予以说明。图1为示出应用本发明的锂离子聚合物二次电池1的外观图，图2为示出分解该锂离子聚合物二次电池1的分解部件的示图。图3为沿着图1的X-X的剖面图，图4为沿着图1的Y-Y的剖面图。

锂离子聚合物二次电池1，是用作便携式电话等的可以反复充电的电池。锂离子聚合物二次电池1是通过将电解液置换为凝胶状的聚合物电解质实现薄型轻量的电池。在本实施例中，实现了薄型(例如，3.8mm)电池，可以应用于便携式电话等等之中。

锂离子聚合物二次电池1的外壳4，是以后述的方法制造的合成树脂制的壳体。该外壳4基本上由壳体主体4a和盖板4b构成。在此外壳4的壳体主体4a上形成3个作为贯通孔的端子窗3，电流通过此端子窗3出入。图2为锂离子聚合物二次电池的分解部件图。电池元件2，是构成电池的锂离子聚合物二次电池的主体。

电池元件2的带状正极和带状负极是经聚合物电解层和/或隔离片层叠而成，在纵向方向上卷绕的同时，从正极和负极分别向外部引出正极端子5和负极端子6。正极是在带状正极集电体上形成正极活性物质层，还在正极活性物质层上形成聚合物电解质层，还在负极活性物质层上形成聚合物电解质层。正极端子5及负极端子6，分别与正极集电体和负极集电体相接合。关于这些部分的详细材质、功能的说明，因为与本发明的主旨无关，予以省略。

电池元件2用铝层压膜7包装。此铝层压膜7，具有由从内侧依次为聚丙烯(PP)层、铝层、聚酰胺层等制成的层叠结构。铝层用于防止水分侵入电池内部。聚丙烯层，在防止聚合物电解质的变质的同时，成为铝层压膜7的接合面。即，用于封接铝层压膜7的接合是通过将此聚丙烯层互相对置实施热熔接而完成。

聚酰胺层用于使铝层压膜7具有强度和阻气性。在电池元件2的矩形外周的3个方向上，铝层压膜7延伸配置。即，具有位于电池元件2的侧部的侧部边部7b和位于上部的上部边部7a。侧部边部7b和上部边部7a，为了防止水分从外部侵入电池元件2的内部，使聚丙烯层间的热熔接部配置成为具有宽度。

长条带状的正极端子5及负极端子6，分别弯折而层叠于上部边部7a的一部分之上。与此正极端子5及负极端子6邻接配置保护电路基板8。保护电路基板8上的端子和正极端子5及负极端子6的前端，通过点焊、超声波焊接等连接而实现电导通。因为保护电路基板8与上部边部7a一起容纳于电池元件2的厚度之内，可以达到小型化。

在保护电路基板8上安装有恒温器、PTC、温度熔断器等保护元件和/或保护用电子电路(未图示)。另外，在保护电路基板8上，配置有作为用来取出电流的接触端子的输入输出端子8a，该输入输出端子8a可与从端子窗3插入的机器侧的端子相接触。另外，本例的端子窗3是在壳体主体4a的侧面上形成的，但也可以在与此侧面相差90°的另一个表面，例如盖板4b上形成，或在横跨壳体主体4a和盖板4b而形成。电池元件2及保护电路基板8，容纳于对开结构的壳体主体4a内并由盖板4b覆盖。

本发明的实施方式1涉及这样的外壳4，由对开状的壳体主体4a及盖板4b构成，由这两个框体夹持电池元件2及保护电路基板8等而形成包装。完成的锂离子聚合物二次电池1，是其中包装有电池元件2及保护电路基板8等并与壳体主体4a及盖板4b形成一体的制品。在此外壳4的表面上，利用标签等显示制品名、制造公司名等等。

现在，如前所述，一直是使用合成树脂制的塑料模压壳体。然而，该合成树脂制的塑料模压壳体，虽然能够利用注射模塑成形制造复杂形状的制品，但在减小厚度方面是有限度的。与此相比，本发明的实施方式1的特征在于，因为使用薄板材或薄板材与注射模塑成形的组合，所以可以加工轻薄并且具有复杂形状的制品。另外，如后所述，还具有模具结构简单的优点。

本发明的外壳4，发挥了这种材料的特点；容纳锂离子聚合物二次电池1的壳体主体4a包含尽可能薄的注射模塑成形的表面部分9b(侧面)和外周缘部分制成为具有台阶部9a的壳体主体外周框架9；与壳体主体4a对置的盖板4b包含合成树脂膜状(薄膜)侧板4c(侧面)和具有通过注射模塑成形形成的用来包覆侧板4c的外周缘部分的台阶部10a的盖板外周框架10；壳体主体4a的壳体主体外周框架9和盖板4b的盖板外周框架10通过台阶部9a、10a对置并接合，从而得到壁薄但具有强度的制作容易的外壳4。

在壳体主体4a的内部的端部，可根据需要一体形成用来支持保护电路基板8的基板支持凸缘，但在本实施方式中未图示。另外，锂离子聚合物二次电池1在壳体主体4a内的配置不能偏离，这是自不待言的。这样，图3和图4示出容纳作为非水电解质电池的电池元件2的外壳4的结构。

[外壳4的制造方法]

下面对外壳4的制造方法予以说明。本实施方式的壳体主体4a，是通过同时对同一个腔室注射模塑成形形成容纳电池元件2的表面部分9b和壳体主体外周框架9的一体结构。在壳体主体4a的壳体主体外周框架9上形成剖面结构为阶梯状的台阶部9a。为了嵌入此部分之中，也可以配置下切部，此时注射模塑成形可利用公知的分割模具或利用弹性变形进行起模。

因为该注射模塑成形方法基于一般的方法，其说明省略。容纳电池元件2的表面部分9b，在对外壳4要求的机械强度范围内做得尽可能地薄。另一方面，盖板4b一方，如图5所示，覆盖电池元件2的盖板4b的表面部分，由合成树脂制的膜状(在本例中为0.1mm)的薄板材20(薄板材4c的坯料)构成。也可以预先在薄板材20一方的表面上印刷制品的规格、商标等，或粘贴标签等。

因为在成形前坯料的表面是平的，所以具有在其上印刷型号名称、容量、产地的显示或代替印刷而粘贴标签是很容易的优点。薄板材20的坯料是合成树脂，可使用PBT(聚对苯二甲酸丁酯)、ABS树脂、PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙酯)等。在本实施方式1中，使用板厚为0.02～0.3mm左右的坯料。如图5所示，该薄板材20可利用真空吸附等装置配置于注射模塑成形模具的固定模具11。

之后，使可动模具12移动到固定模具上对薄板材20加压，使其发生如图6、图7所示的塑性变形。此塑性变形的薄板材20的形状为箱形，围绕其外周缘部分为锥形部分21。由于锥形部分21的变形，在角部可能形成折皱，但如后所述，由于通过对构成盖板外周框架10的熔融树脂进行注射模塑成形可使其软化拉伸，所以不会成为问题。

如图6、图7所示，为形成盖板外周框架10，从注射模塑成形机的喷嘴前端向直浇道13注射熔融树脂，通过横浇道14及浇口15填充构成盖板外周框架10的腔室16。借助该填充，锥形部分21延伸而成为如图8所示的与可动模具12的腔室表面密接的状态，构成盖板外周框架10。构成盖板外周框架10的合成树脂，可使用与上述的薄板材20同一材质的PBT、ABS、PC、PET等树脂。优选是使用与构成电池元件2的铝层压膜7的热膨胀系数接近的耐药性优异的材质。其原因是即使是电池元件2受热发生热收缩也可以跟随其一起变化。

通过对此腔室16进行熔融树脂填充，如前所述，该熔融树脂与薄板材20发生热熔接而构成盖板外周框架10。为了进行热熔接，盖板外周框架10与薄板材20为同一树脂材料为优选。另外，因为通常的注射模塑成形，考虑到提高生产性是同时生产多个制品，所以实际上是通过横浇道14对多个腔室16以及其他腔室(未图示)将熔融的合成树脂体同时进行注射，同时形成多个盖板4b。

壳体主体4a的厚度为接近电池元件2的厚度的尺寸。在此壳体主体4a的壳体主体外周框架9上设置有端子窗3，并且，在此壳体主体4a的壳体主体外周框架9的端部形成定位孔A或定位凸部(圆筒)B。在壳体主体4a的壳体主体外周框架9上设置凸部B时，在盖板4b的盖板外周框架10上设置定位孔A。如上所述，在壳体主体4a、盖板4b的外周缘部分上形成壳体主体外周框架9、盖板外周框架10。此壳体主体外周框架9、盖板外周框架10的接合部构成台阶部9a、10a，在壳体主体4a、盖板4b接合时，可经此台阶部9a、10a接合。

通过在此接合部上分别形成台阶部9a、10a，可提高外壳4机械强度。图9为接合后的外壳的部分剖面图。如图9所示，在盖板4b一侧的负载力为F时，借助构成台阶部9a、10a，该接合部也可通过台阶部9a、10a承受对方一侧的壳体主体4a的负载F。

因此，例如，与整个表面为平坦结构的接合部相比较，因为负载F在由接合部承受的同时，也由阶梯的顶接部分9c承受，所以可进一步提高接合强度。这种结构是即使受到由于例如跌落而产生的冲击负载，也不必担心盖板4b和壳体主体4a会发生剥离等而使外壳4破损的结构。

沿着盖板4b的盖板外周框架10的台阶部10a，根据需要形成用于超声波焊接的焊接部(隆起)22。在此接触部上形成的焊接部(隆起)22，是为了增强与对方一侧的接合的强度和使其容易进行而形成的。此焊接部22，也可设置于对方一侧的接合部上。接合部，即使是平坦的形状，也可以利用热熔接进行接合，而在形状为凸形时，可强化接合力。

另外，壳体主体4a和盖板4b接合时的定位，可通过使上述相互接合部的台阶部9a、10a配合而进行，但在接合部上制作可将在壳体主体4a上形成的销子(未图示)插入到保护电路基板8或在另一方的盖板4b上形成的定位孔进行接合的形状，因为壳体主体4a和盖板4b，包含保护电路基板8，可互相定位，更为优选。

图10为示出利用超声波焊接的剖面图。将利用上述方法成形的壳体主体4a，插入到夹具(固定卡具)25的定位凹部26而定位。在此壳体主体4a的内部承载电池元件2，并在其上部面对面承载盖板4b。

在此状态下，在利用超声波焊接装置的超声波振荡器(未图示)驱动的固定喇叭口28的前端固定的工具喇叭口27下降，对盖板4b的盖板外周框架10部分加压。超声波焊接的原理是对两个合成树脂的接合面施加超声波振动并利用摩擦热进行焊接。

就是说，在将要焊接的两个合成树脂成形品的一个与施加超声波振动的工具喇叭口27相接触时，从工具喇叭口27的前端向成形品传递的超声波振动能量，在两个成形品的接合面上变为机械振动(称为“冲击效应”)。于是，在整个接合面上发生摩擦热，该部分熔融并且接合面在瞬间焊接在一起。

壳体主体4a的焊接部22，变成称为隆起的焊接部，在将超声波能量集中于此焊接部22时，盖板外周框架10的接合面的温度迅速上升，结果焊接完成。

这样，如图10所示，在将壳体主体4a和盖板4b在箭头方向上对接时，壳体主体外周框架9和盖板外周框架10的接触部的台阶部9a、10a互相接合。这种超声波焊接的加工质量美观，焊接时间短。在应用于本发明的外壳4时，可应用于制品小的场合，可获得高效率处理的效果。因为此接合在一旦对接之后是不能分解的，所以实际上在将电池元件2、保护电路基板8等组装之后，就使其对接而形成一体。图9为接合后的外壳4的对接部分的部分剖面图。

另外，本实施方式1的图，是供说明用的示意图，实际上薄板材20、盖板外周框架10是极薄的形状，并且非常轻。利用本发明的外壳4进行外包装时，因为除了形成盖板外周框架10之外还设置有台阶部9a、10a，所以强度很强。另外，在设计上显示优异的效果，之外制品的锂离子聚合物二次电池1，成为结实而具有高级感的制品。

另外，因为标签、印刷等利用薄板材20的台阶也容易处理，所以可以实施多种设计，并且可以提高生产性。盖板4b的薄板材20，如前所述，在注射模塑成形时构成折曲的外周缘部分，所以也可以预先将薄板材20制作成为可折曲的形状。图11为其一例，为示出形成侧面的薄板材4c的原来形状的示图，该薄板材4c在四个角部有切口23并且形成曲折线24。

因为在插入到注射模塑成形模具中之前就形成了切口23和折曲线24，所以在成形时薄板材20a的变形容易，可得到外壳4的正确成形。另外，在本实施方式中，如图所示，盖板部件的外周缘部分是制作成为折曲形状，但也可以是不成形的平面形状。下面对此实施方式予以说明。

[实施方式2(外壳4的另一制作方法)]

图12为示出实施方式2的盖板4b成形时的注射模塑成形模具的部分剖面图。在上述的实施方式1中，在使薄板材20塑性变形后，对盖板外周框架10进行注射模塑成形。在图12的实施方式2中，是薄板材20不延伸到盖板外周框架10的外周缘部分之外的结构。所以，在腔室30中薄板材20实质上不变形。此实施方式2，因为不需要对注射模塑成形后的薄板材20进行修整，制造容易。图13为示出实施方式2的成形后的盖板4b的部分剖面图。

[实施方式3(薄板材的热成形)]

上述的实施方式1及2，都是在注射模塑成形模具内使构成外壳4的侧面的盖板4b的侧板4c成形为预先规定的形状。在本实施方式3中，是在插入到注射模塑成形模具中之前利用热成形进行。图14为示出的真空成形用的热成形模具25的剖面的剖面图。如图14所示的方法，是将作为热可塑性的片材20b固定于热成形模具25a之上，利用加热器34进行加热而软化的片材20b由与真空装置连通的真空回路35吸附到热成形模具25a上而成形。

之后，利用切断装置(未图示)对经过热成形的片材20b的外周进行修整。如图15所示，将经过热成形和修整的片材20b插入到注射模塑成形模具内。与上述实施方式一样，注射熔融树脂，通过横浇道14及浇口15填充构成盖板外周框架10的腔室36而成形。

之后，如图16所示，利用切刀29将片材20b的外周的多余部分切断而完成盖板4b。另外，上述的热成形是真空成形，成形气压小于等于1气压，但也可以使用2～8个气压大小的压缩空气成形的压空成形(压力成形)。

[实施方式4(薄板材的热成形)]

本实施方式4，与实施方式3一样，在插入到注射模塑成形模具之前利用热成形进行这一点是相同的。利用切断装置(未图示)对经过热成形的薄板材20的外周进行修整这一点也相同。然而，如图18所示，利用切断使经过热成形和修整的薄板材20c在切断面上产生毛边31。

在上述注射模塑成形后，在上述注射模塑成形之后需要在超声波焊接之前或之后加入去除毛边31的毛边去除工序。本实施方式5，省略了此毛边去除工序。构成盖板外周框架10的薄板材20c的外周缘部分32被切断为比盖板外周框架10的厚度h(图19)短。

此外周缘部分32位于图17示出的注射模塑成形模具的腔室33内，对此腔室33进行注射模塑成形时，薄板材20c的外周缘部分32软化而与此熔融树脂热熔接成为一体(图19的状态)。即使是树脂的材质不同，如果着色剂相同时，薄板材20c和盖板外周框架10的边界用肉眼不能判别。所以，实施方式4的成形方法，没有在注射模塑成形的修整操作，具有可以减少工序的优点。

[实施方式5(台阶部的另一结构)]

图20示出的示例中外壳4的壳体主体4a或盖板4b的接合部的台阶部9a、10a具有设置成为阶梯状的多个高度不同的接合部分。图示的是盖板4b的示例，但在壳体主体4a中也一样。接合面积变大，接合力提高，对于来自盖板外周框架10的外部的力，因为与前述示例一样，可由壳体主体4a的壳体主体外周框架9承受，在强化外壳4这一点上有效果。

[实施方式6(台阶部的另一结构)]

图21为将外壳4的接合部的台阶部9a、10a作成倾斜面的示例。图示的是盖板4b的示例，但在壳体主体4a中也一样。此倾斜面是台阶部9a、10a的特殊例，对于来自盖板外周框架10的外部的力，因为与前述示例一样，可由壳体主体4a的壳体主体外周框架9承受，在强化外壳4这一点上有效果。

[实施方式7(薄板材的R热成形)]

在图5至图8示出的实施方式1的薄板材的热成形中，如图5图8所示，考虑到锥形部分21的变形部分熔接到外周框体上，薄板材20的塑性变形的尺寸较大。与此相对，在本实施方式7中，如图22所示，薄板材20，与图20所示的薄板材20相比，具有较小的尺寸。

本实施方式的另一特征是将可动模具12的角部12a有意识地设置成为R形状。与上述一样，在将利用真空吸附到固定模具11上的薄板材20在和可动模具12之间加压发生塑性变形之后，成为图23。在此塑性变形后，薄板材20的外周缘部分21a，纳入可动模具12内，并且不会延伸到模具框架之外。此外周框架部分21a，成为与可动模具12的角部12a配合的R形状。

熔接树脂，经直浇道13、横浇道14从浇口15填充时，在沿着可动模具12的角部12a的R形状对外周框架部分21a整个覆盖的状态下，以具有阶梯形状的方式熔接。在作为外壳4完成时，该外壳4的角部，成为具有R形状的平滑的曲线的形状。通过变成R形状，可以在强化外壳4的强度的同时，在设计上也可以产生平滑而柔软的图像的效果。

[实施方式8(另一种锂离子聚合物二次电池)]

图24为示出应用本发明的锂离子聚合物二次电池的外观图，图25为示出锂离子聚合物二次电池的分解状态的分解部件图。上述的图1～图4所示的壳体主体4a，是通过同时对同一个腔室注射模塑成形形成容纳电池元件2的表面部分9b和壳体主体外周框架9的一体结构。

图24及25中示出的锂离子聚合物二次电池40的外壳44是第1壳体主体44a和第2壳体主体44b的分割结构部分接合成一体的结构。此第1壳体主体44a及第2壳体主体44b，与上述实施方式1至8中的壳体主体4a的制造方法大致一样，因为关于其结构、制造方法的说明重复而予以省略。

第1壳体主体44a的第1侧板44e，如上所述，是合成树脂制的膜状的壁厚很薄的结构。在此第1侧板44e的外周缘部分上，在上述方法中合成树脂制的第1外周框体44f，利用注射模塑成形方法成形并且在模具内固接成为一体。同样，第2壳体主体44b，以膜状利用注射模塑成形方法使合成树脂制的第2外周框体44d与合成树脂制的第2侧板44c及此第2侧板44c外周缘部分成形并且形成一体。

将第1外周框体44f和第2外周框体44d对置并利用超声波焊接、粘接剂等方法接合成一体。在此外壳44的第1壳体主体44a上形成3个作为贯通孔的端子窗43，电流通过此端子窗43出入。在第2壳体主体44b上形成基板支持凸缘49和定位孔49a等。因为在组装时第2壳体主体44b的定位销插入到定位孔49a中，所以第1壳体主体44a和第2壳体主体44b的组装精度高。

电池元件42、保护电路基板48、正极端子45及负极端子46等，与上述的锂离子聚合物二次电池1实质上是相同的结构和功能，其说明省略。

[其他实施方式]

在上述的实施方式1～7中，在外周框体的外侧配置薄板材20作为外皮，但也并非必须将薄板材20配置于外周框体的外侧，也可以配置于内侧。

上述的本发明的非水电解质电池的外壳的实施方式，是应用于用铝层压膜包装的聚合物电池。然而，本发明的外壳，也可以应用于对锂离子电池进行外包装的不锈钢盒、铝盒等金属壳体的外包装。

Claims (15)

1.一种非水电解质电池的外壳，是对非水电解质电池进行外包装的外壳(4)，其特征在于包括：

在侧面的外周缘部分上具有一体设置的矩形的壳体主体外周框架(9)的、用来容纳上述非水电解质电池的合成树脂制的壳体主体(4a)；

由覆盖容纳于上述壳体主体(4a)中的上述非水电解质电池的开放侧的侧面的合成树脂制的膜状的侧板(4c)，及与上述侧板(4c)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的盖板外周框架(10)组成的盖板(4b)；以及

用来使上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)对置并接合成一体的接合部。

2.如权利要求1所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

上述接合部，具有用来决定上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)的相对位置的定位装置(9a、10a)。

3.如权利要求2所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

上述定位装置(9a、10a)为，在上述壳体主体外周框架(9)上形成剖面结构为阶梯状的第1台阶部(9a)，在上述盖板外周框架(10)上形成剖面结构为阶梯状的第2台阶部(10a)，上述第1台阶部(9a)及上述第2台阶部(10a)对置嵌合而接合成一体。

4.如权利要求1或2所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

在上述壳体主体(4a)上形成作为可以与上述非水电解质电池的输入输出端子接触地贯通的贯通孔的端子窗(3)。

5.如权利要求3所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

上述第1台阶部(9a)及上述第2台阶部(10a)构成为具有高度不同的表面。

6.一种非水电解质电池的外壳的制造方法，是权利要求1所述的对非水电解质电池进行外包装的外壳的制造方法，其特征在于：

利用注射模塑成形模具进行注射模塑成形，而形成上述壳体主体(4a)；

在注射模塑成形模具中插入上述侧板(4c)，通过注射合成树脂将盖板外周框架(10)与上述侧板(4c)的外周缘部分固接成为一体而形成上述盖板(4b)；

使上述壳体主体外周框架(9)和上述盖板外周框架(10)对置并接合成一体，制造上述外壳(4)。

7.如权利要求6所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

上述固接是对上述注射模塑成形模具中的上述盖板外周框架(10)利用熔融树脂的热熔接，上述接合是利用超声波焊接的接合。

8.如权利要求7所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

为了进行上述超声波焊接，在上述壳体主体外周框架(9)和/或上述盖板外周框架(10)上形成有用于上述接合的作为凸部的焊接部(22)。

9.一种非水电解质电池的外壳，是对非水电解质电池进行外包装的外壳，其特征在于包括：

以膜状覆盖上述非水电解质电池的比其它侧面更宽的侧面的合成树脂制的第1侧板(44e)；

以膜状覆盖与上述非水电解质电池的上述宽侧面对置的侧面的合成树脂制的第2侧板(44c)；

与上述第1侧板(44e)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的第1外周框体(44f)；

与上述第2侧板(44c)的外周缘部分固接成为一体的合成树脂制的第2外周框体(44d)；以及

用来使上述第1外周框体(44f)和上述第2外周框体(44d)对置并接合成一体的接合部。

10.如权利要求9所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

上述接合部，具有用来决定上述第1外周框体(44f)和上述第2外周框体(44d)的相对位置的定位装置(49a)。

11.如权利要求10所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

上述定位装置(49a)，是在上述第1外周框体(44f)及上述第2外周框体(44d)上形成的用来互相嵌合来定位的凹部(49a)及插入到上述凹部(49a)的凸部。

12.如权利要求9所述的非水电解质电池的外壳，其特征在于：

在上述第1外周框体(44f)和/或上述第2外周框体(44d)上形成作为可以与上述非水电解质电池的输入输出端子相接触地贯通的贯通孔的端子窗(43)。

13.一种非水电解质电池的外壳的制造方法，是权利要求9所述的对非水电解质电池的外壳进行外包装的外壳的制造方法，其特征在于：

在注射模塑成形模具中插入上述第1侧板(44e)，通过注射合成树脂将上述第1外周框体(44f)与上述第1侧板(44e)的外周缘部分固接成为一体而形成第1壳体主体(44a)；

在注射模塑成形模具中插入上述第2侧板(44c)，通过注射合成树脂将上述第2外周框体(44d)与上述第2侧板(44c)的外周缘部分固接成为一体而形成第2壳体主体(44b)；

使上述第1壳体(44a)和上述第2壳体(44b)对置并使上述第1外周框体(44f)和上述第2外周框体(44d)接合成一体。

14.如权利要求13所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

上述固接是对上述注射模塑成形模具中的第1外周框体和第2外周框体利用熔融树脂的热熔接，上述接合是利用超声波焊接的接合。

15.如权利要求14所述的非水电解质电池的外壳的制造方法，其特征在于：

为了进行上述超声波焊接，在上述第1外周框体(44f)和/或上述第2外周框体(44d)上形成用于上述接合的作为凸部的焊接部(22)。

Images