DE102011053569A1 - Versiegelte Batterie - Google Patents

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Atsushi Fukaya
Teruhiko Kameoka
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Abstract

Bei einer versiegelten Batterie hat ein Außenmantel, der aus einem Metall hergestellt ist, einen Flanschteil (103a) und einen konkaven Teil. Ein elektrische Leistung erzeugendes Element hat einen Elektrodenkörper und einen Elektrolyten, die in dem konkaven Teil aufgenommen sind. Der Elektrodenkörper hat eine positive und eine negative Elektrode, die jeweils mit entsprechenden Elektrodenleitungen verbunden sind. Der Flanschteil (103a) erstreckt sich von der Außenperipherie des Außenmantels zu der Außenseite. Der konkave Teil ist durch eine Metallplatte (104) bedeckt und versiegelt. Die Metallplatte (104) und eine Oberfläche des Flanschteils (103a) sind durch einen an Metall haftenden Harzfilm (106) thermisch aneinander gebunden. Die Metallplatte (104) springt zu der Außenseite des Flanschteils (103a) vor. Dieser vorspringende Teil der Metallplatte (104) ist mit dem an Metall haftenden Harzfilm (106) zu der anderen Oberfläche des Flanschteils (103a) gebogen. Der gebogene Metallteil und die andere Oberfläche des Flanschteils (103a) sind mit dem an Metall haftenden Harzfilm (106) thermisch gebunden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung bezieht sich auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2010-205529 , eingereicht am 14. September 2010, deren Inhalt hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen ist, und nimmt deren Priorität in Anspruch.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf versiegelte bzw. verschlossene Batterien, in denen ein Leistung erzeugendes Element aufgenommen und in einem Batteriemantel versiegelt ist.
  • 2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Es gibt verschiedene Typen von herkömmlichen versiegelten Batterien. Das offengelegte japanische Patent Veröffentlichungs-Nr. H10-289698 offenbart beispielsweise eine versiegelte Batterie, die aus einem elektrische Leistung erzeugenden Element und einem Außenmantel zusammengesetzt ist. Das elektrische Leistung erzeugende Element ist in dem Außenmantel aufgenommen. Das elektrische Leistung erzeugende Element weist eine positive Elektrode und eine negative Elektrode auf. Der Außenmantel ist aus einem Laminationsfilm zusammengesetzt. Der Laminationsfilm ist aus einem dünnen Metallfilm und einer thermisch haftenden Harzschicht zusammengesetzt. Die thermisch haftenden Harzschichten sind auf beide Oberflächen des dünnen Metallfilms laminiert.
  • 1 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie, die in einem Patentdokument (1), dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungs-Nr. H10-289698 , offenbart ist, zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt ist, sind Kollektorlaschen 7 und 8, die aus Metall hergestellt sind, in der positiven Elektrode und der negativen Elektrode gebildet. Die Kollektorlaschen 7 und 8 sind zu der Außenseite der versiegelten Batterie durch Kollektorlaschenleitungen, die in der versiegelten Batterie gebildet sind, freigelegt. Die Kollektorlaschenleitungen sind thermisch haftend und mit modifizierten Harzschichten 9 und 10, die thermisch haftende Charakteristiken haben, versiegelt. Der Außenmantel nimmt beide modifizierten Harzschichten 9 und 10 auf.
  • Die modifizierten Harzschichten 9 und 10 sind genauer gesagt aus durch Carbonsäure modifiziertem Polyethylen (säuremodifiziertem PE) oder Carbonsäure modifiziertem Polypropylen (säuremodifiziertem PP) hergestellt. Das thermisch haftende Harzmittel, das auf der Innenseite des Außenmantels gebildet ist, hat allgemein ein niedriges Haftvermögen an den Kollektorlaschen (die aus Metall hergestellt sind), da die Kollektorlaschen bei einer herkömmlichen versiegelten Batterie aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) hergestellt sind. Da das herkömmliche Verfahren, das in dem Patentdokument (1) offenbart ist, säuremodifiziertes PE oder säuremodifiziertes PP verwendet, ist es möglich, das Haftvermögen zwischen den Kollektorlaschen 7 und 8 und dem Außenmantel, der aus einem Laminationsfilm zusammengesetzt ist, zu erhöhen. Dies erhöht die Funktion eines Versiegelns der versiegelten Batterie.
  • 2A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Profil einer herkömmlichen versiegelten Batterie, die in einem Patentdokument (2), dem japanischen Patent Nr. 3527858 , offenbart ist, zeigt. 2B ist eine Ansicht, die einen Querschnitt der herkömmlichen versiegelten Batterie entlang der Linie A1–A2, die in 2A gezeigt ist, zeigt.
  • Wie in 2A und 2B gezeigt ist, weist die herkömmliche versiegelte Batterie einen Batteriekörper 2, ein Paket 7 und Leitungsanschlüsse 12 auf. Der Batteriekörper 2 ist aus einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und einem Separator zusammengesetzt. Der Batteriekörper 2 ist mit einer Elektrolytlösung (nicht gezeigt) in dem Paket 7 versiegelt. Die Leitungsanschlüsse 12 sind zu der Außenseite des Pakets 7 freigelegt. Das Paket 7 ist aus einem Laminationsblatt (oder einem Laminationsfilm) 6 einer Kastenform und einem Laminationsblatt 4 einer flachen Form zusammengesetzt. Das kastenförmige Laminationsblatt 6 und das ebene Laminationsblatt 4 sind aneinander gebondet bzw. gebunden. Der kastenförmige Laminationsfilm 6 nimmt den Batteriekörper 2 darin auf.
  • Das Paket 7 ist aus einem Batteriekörper aufnehmenden Teil 11 und einem Versiegelungsteil 7 zusammengesetzt. Der Batteriekörper aufnehmende Teil 11 nimmt den Batteriekörper 2 auf, und der Versiegelungsteil 14 erstreckt sich von dem Batteriekörper aufnehmenden Teil 11. Der Versiegelungsteil 14 hat eine breite Form. Diese Struktur macht es möglich, den Batteriekörper gegenüber Wasser für eine lange Zeitdauer vollständig zu versiegeln.
  • Der Versiegelungsteil 4 ist an dem Grenzteil zwischen dem Batteriekörper aufnehmenden Teil 11 entlang einer Richtung, die parallel zu dem Längsteil des Pakets 7 ist, in eine vertikale Richtung gebogen. Ein vorderer Teil des gebogenen Teils des Versiegelungsteils 14 ist weiter in eine untere Richtung gebogen, sodass der vordere Teil desselben hinsichtlich der Höhe niedriger als der Batteriekörper aufnehmende Teil 11 ist.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Profil einer anderen herkömmlichen versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (2) offenbart ist, zeigt.
  • Das heißt der Versiegelungsteil 14 des Laminationsblatts 6 einer Kastenform ist näherungsweise in eine vertikale Richtung zu dem Batteriekörper aufnehmenden Teil 11 gebogen, und ein vorderer Teil des gebogenen Versiegelungsteils 14 ist in einer Gegenrichtung gebogen, wie es durch eine Bezugsziffer 16, die in 3 gezeigt ist, angegeben ist. Der gebogene Teil 16 ist somit gebördelt oder gerollt. Diese Struktur des Versiegelungsteils 14 des Laminationsteils 16 macht es möglich, zu unterdrücken, dass der Bereich des Versiegelungsteils 14 erhöht wird, wenn der Versiegelungsteil 14 eine breite Form hat. Es ist daher möglich, dass das Paket 7 die Funktion eines Versiegelns des Batteriekörpers beibehält, und möglich, eine Volumenenergiedichte des Batteriekörpers 2 zu erhöhen.
  • Es gibt eine andere herkömmliche Batterie, die in einem anderen Patentdokument (3), dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungs-Nr. 2004-6124 , offenbart ist.
  • 4A ist eine perspektivische Ansicht, die ein Profil der herkömmlichen versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (3) offenbart ist, zeigt. 4B ist eine Ansicht, die einen Querschnitt der herkömmlichen versiegelten Batterie entlang der Linie A3–A4, wie in 4A gezeigt ist, zeigt.
  • Wie in 4A und 4B gezeigt ist, ist in der versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (3) offenbart ist, ein elektrische Leistung erzeugendes Element zwischen ein Außendeckelpaar, das aus Metall hergestellt ist, geschichtet. Das Außendeckelpaar wirkt als eine positive Elektrode und eine negative Elektrode. Ein an Metall haftender Film ist zwischen dem Außendeckelpaar platziert, um das Außendeckelpaar vollständig zu verschließen. Der an Metall haftende Film ist aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder aus mit Carbonsäure modifiziertem Polypropylen (säuremodifiziertem PP) oder aus mit Carbonsäure modifiziertem Polyethylen (säuremodifiziertem PE) hergestellt. Da es diese Struktur nicht erforderlich macht, einen Vorsprungteil in dem Außendeckelpaar zu haben, der als ein Metallanschluss wirkt, ist es dadurch möglich, die Fähigkeit eines Versiegelns gegenüber Wasser zu erhöhen und die Schritte eines Versiegelns der Anschlüsse zu eliminieren und ein Verfahren eines Erzeugens der versiegelten Batterie mit einer hohen Effizienz zu liefern.
  • 5 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie, die in einem Patentdokument (4), dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungs-Nr. H11-102675 , offenbart ist, zeigt.
  • Wie in dem Querschnitt von 5 gezeigt ist, sind in der versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (4) offenbart ist, ein Lithiummetall 24 und ein Separator 23 und ein Wirkstoff 22 einer positiven Elektrode zwischen einen Kollektorkörper 21 einer positiven Elektrode und einen Kollektorkörper 25 einer negative Elektrode geschichtet. Die Außenperipherie des Kollektorkörpers 21 der positiven Elektrode und des Kollektorkörpers 25 der negativen Elektrode, die einander zugewandt sind, ist mit einem Haftmittel 26, das aus versiegelndem Harz hergestellt ist, gefüllt und versiegelt.
  • 6 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie, die in einem Patentdokument (5), dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungs-Nr. 2005-129913 , offenbart ist, zeigt.
  • Wie in dem Querschnitt von 6 gezeigt ist, hat die versiegelte Batterie, die in dem Patentdokument (5) offenbart ist, ein elektrische Leistung erzeugendes Element 10, ein Paar von Kollektoren 70 und ein versiegelndes Glied 56. Das elektrische Leistung erzeugende Element 10 hat ein Paar von Elektroden 20 und 40 und einen Elektrolyten, der zwischen dem Elektrodenpaar 20 und 40 platziert ist. Das elektrische Leistung erzeugende Element 10 ist zwischen das Kollektorpaar 70 geschichtet. Das Kollektorpaar 70 ist mit dem versiegelnden Glied 56 versiegelt. Das versiegelnde Glied 56 ist aus einem Harzschichtpaar 50 und einer thermoplastischen Polymerschicht 52 zusammengesetzt. Das Harzschichtpaar 50 ist an den Oberflächen des Kollektorpaars 70 gebildet und ausgehärtet. Die ausgehärteten Harzschichten 50 sind durch die thermoplastische Polymerschicht 52 aneinander gebunden bzw. miteinander verbunden.
  • Die versiegelte Batterie, die in jedem der Patentdokumente (4) und (5) offenbart ist, hat ein versiegelndes Glied, um die versiegelnden Charakteristiken der Außenperipherie des Außenmantels zu verbessern. Diese Struktur macht es möglich, eine hohe Fähigkeit eines Versiegelns zu liefern und zu verhindern, dass Wasser in das Innere der versiegelten Batterie eindringt und der Innenwiderstand und eine Verschlechterung der Charakteristiken der versiegelten Batterie erhöht werden, was durch Wasser verursacht wird, das eindringt und die Batteriekapazität verringert.
  • 7 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie, die in einem Patentdokument (6), dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungs-Nr. 2003-288863 , offenbart ist, zeigt.
  • Die versiegelte Batterie, die in dem Patentdokument (6) offenbart ist, hat einen Außenkasten 1a und ein Deckelglied 3a. Der Außenkasten 1a ist aus Aluminium oder einem Laminationsfilm, in dem ein elektrische Leistung erzeugendes Element 2a aufgenommen ist, hergestellt. Das Deckelglied 3a bedeckt den Außenkasten 1a. Eine unebene Form, wie z. B. Rippen, Lamellen und/oder Vertiefungen, ist ferner an mindestens entweder dem Deckelglied 3a oder einem Plattenteil 21a, der den maximalen Bereich in dem Außenkasten 1a und dem Deckelglied 3a hat, gebildet. Die Außenperipherie des Außenkastens 1a ist ferner mit einem Heißsiegel versiegelt, oder eine Isolationsdichtung ist an der Außenperipherie des Außenkastens 1 gebildet. Diese Struktur macht es möglich, die Strahlungseffizienz zu erhöhen, um die versiegelte Batterie mit einer genügenden Sicherheit gegen verschiedene Beschädigungen, wie z. B. einer mechanischen und thermischen Beschädigung, zu versehen, da der Außenkasten 1a oder das Deckelglied 3a eine unebene Struktur hat.
  • Nebenbei bemerkt liefert bei der herkömmlichen versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (1) offenbart ist, da ein chemisches Haftvermögen (Wasserstoffbindungskraft) den Außenmantel und die Kollektorlaschen 7 und 8 aneinander bindet, diese Struktur die übliche Funktion eines Versiegelns, selbst wenn die versiegelte Batterie unter einer Bedingung einer hohen Temperatur für eine lange Zeitdauer verglichen mit einer üblichen niedrig haftenden Struktur verwendet wird. Wenn jedoch diese Struktur der herkömmlichen versiegelten Batterie auf spezielle Batterien angewendet ist, wie z. B. eine Lithiumbatterie, wird in der versiegelten Batterie Gas erzeugt. Je mehr ein solches Gas in der versiegelten Batterie erzeugt wird, desto mehr wird der interne Druck der versiegelten Batterie erhöht. Da die erhöhte interne mechanische Spannung die modifizierten Harzschichten 9 und 10 beschädigt, wird in den modifizierten Harzschichten 9 und 10 aufgrund der erhöhten internen mechanischen Spannung eine Verformung, nämlich Kriechdehnungen, erzeugt. Die Erzeugung solcher Kriechdehnungen bricht die modifizierten Harzschichten 9 und 10. Die Fähigkeit eines Versiegelns der versiegelten Batterie wird dadurch beschädigt. Bei der Struktur der versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (1) offenbart ist, werden insbesondere, da der Versiegelungsteil der Laminationsfilme um die Peripherie des Außenmantels aus den modifizierten Harzschichten 9 und 10, die aus Polypropylen (PP) (oder Polyethylen (PE)) hergestellt sind, hergestellt ist, diese modifizierten Harzschichten 9 und 10 durch solche Kriechdehnungen, die erzeugt werden, wenn ein Gas in dem Inneren der versiegelten Batterie erzeugt wird, gebrochen.
  • Das vorhergehende Phänomen, wie z. B. das Brechen, wird ferner in der versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (2) offenbart ist, erzeugt.
  • 8 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der ein Problem der herkömmlichen versiegelten Batterie, die in 2A und 2B gezeigt ist, wie in dem Patentdokument (2) offenbart ist, erläutert.
  • Das heißt, wie in 8 gezeigt ist, ein vorderer Teil des Laminationsfilms A1, mit dem das Polypropylen (PP) geschichtet ist, ist gebogen, und der vordere Teil der Laminationsfilme A1 ist ebenfalls gebogen. Wenn eine mechanische Spannung gemäß der Erzeugung von Gas in der versiegelten Batterie erzeugt wird, ist es möglich, die Zeit zu verzögern, zu der das Polypropylen (PP) durch erzeugte Kriechdehnungen gebrochen wird. Da jedoch das Vordere des gebogenen Teils in den Laminationsfilmen A1 ein Lücke hat, die durch einen Bezugspfeil Y1, der in 8 gezeigt ist, bezeichnet ist, ist die Struktur des Vorderen des gebogenen Teils der Laminationsfilme A1 und des entsprechenden Polypropylens (PP) unabhängig von den anderen nicht gebogenen Laminationsfilmen A1. Diese Struktur, die die Lücke Y1 hat, kann dementsprechend die Zeit verzögern, wenn die versiegelte Batterie durch erzeugte Kriechdehnungen gebrochen wird, kann jedoch nicht verhindern, dass die versiegelte Batterie durch die Kriechdehnungen gebrochen wird.
  • Bei der versiegelten Batterie, die in dem Patentdokument (3) offenbart ist, kann, da das Außendeckelpaar aus einer Metallplatte hergestellt ist, diese Struktur die mechanische Spannung, die durch ein Gas erzeugt wird, verhindern, wenn die Metallplatte dicker ist, hat jedoch einen Nachteil eines Erhöhens des Gesamtgewichts der versiegelten Batterie.
  • Da die versiegelte Batterie, die in jedem der Patentdokumente (4) und (5) offenbart ist, eine heiß versiegelnde Struktur hat, in der die Außenperipherie des Kollektorkörpers 21 der positiven Elektrode und des Kollektorkörpers 25 der negativen Elektrode mit einem Versiegelungsharz versiegelt ist, wird die Fähigkeit eines Versiegelns durch Kriechdehnungen, die in dem Versiegelungsharz erzeugt werden, wenn der Innendruck der versiegelten Batterie allmählich gemäß einer langfristigen Verwendung der versiegelten Batterie erhöht wird, verschlechtert. Dies vermindert die Fähigkeit eines Versiegelns und verursacht schließlich ein Brechen der versiegelten Batterie.
  • Die versiegelte Batterie, die in dem Patentdokument (6) offenbart ist, hat eine Struktur, bei der die Außenperipherie des Außenkastens 1a mit einer Heißversieglung, die aus einem Versiegelungsharz hergestellt ist, versiegelt ist, oder eine Isolationsdichtung um die Außenperipherie des Außenkastens 1a platziert ist und durch einen vorbestimmten Druck verstemmt ist. Dies vermindert die Fähigkeit eines Versiegelns durch Kriechdehnungen, die in dem Versiegelungsharz erzeugt werden, wenn der Innendruck der versiegelten Batterie durch eine langfristige Verwendung erhöht wird, und bricht schließlich die versiegelte Batterie. Die Isolationsdichtung selbst erzeugt ferner eine Kriechdehnung darin, wenn dieselbe durch das Verstemmen einen Druck aufnimmt. Selbst wenn die Außenperipherie des Außenkastens 1a durch Schweißen versiegelt wird, erfordert dies einen zusätzlichen Arbeitsschritt und erhöht den Herstellungsaufwand.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine versiegelte Batterie zu schaffen, ohne das Gesamtgewicht und den Herstellungsaufwand derselben zu erhöhen, die eine Struktur hat, bei der eine Außenperipherie eines Außenmantels, der ein elektrische Leistung erzeugendes Element darin aufnimmt, versiegelt ist, um zu verhindern, dass durch die mechanische Spannung, die erhöht wird, wenn ein Gas in der versiegelten Batterie erzeugt wird und dadurch ein interner Druck der versiegelten Batterie erhöht wird, in der Außenperipherie des Außenmantels Kriechdehnungen erzeugt werden.
  • Um den vorhergehenden Zweck zu erreichen, schafft das vorliegende exemplarische Ausführungsbeispiel eine versiegelte Batterie, die ein elektrische Leistung erzeugendes Element, eine Leitung einer positiven Elektrode, eine Leitung einer negativen Elektrode, einen Außenmantel und eine Metallplatte hat. Das elektrische Leistung erzeugende Element hat einen Elektrodenkörper, einen Elektrolyten und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode. Die Leitung der positiven Elektrode ist mit der positiven Elektrode elektrisch verbunden. Die Leitung der negativen Elektrode ist mit der negativen Elektrode elektrisch verbunden. Der Außenmantel ist aus Metall hergestellt und hat einen Flanschteil und einen konkaven Teil. Der Flanschteil erstreckt sich von der Außenperipherie des Außenmantels zu der Außenseite desselben. Der konkave Teil nimmt das elektrische Leistung erzeugende Element darin auf. Die Metallplatte bedeckt den konkaven Teil des Außenmantels, um den konkaven Teil zu versiegeln. Die Metallplatte und der Flanschteil sind durch einen an Metall haftenden Harzfilm, der zwischen der Oberfläche des Flanschteils und der Metallplatte platziert ist, aneinander thermisch gebunden. Der thermisch gebundene Teil zwischen der Metallplatte und dem Flanschteil des Außenmantels hat insbesondere eine Laminationsstruktur, bei der die Metallplatte mindestens nicht weniger als drei Metallschichten aufweist, und der Flanschteil und die Metallschicht sind durch den an Metall haftenden Harzfilm abwechselnd gestapelt.
  • Da die versiegelte Batterie, die die vorhergehende Struktur hat, mindestens nicht weniger als drei Metallschichten hat, ist die Metallplatte durch den an Metall haftenden Harzfilm an beide Oberflächen des Flanschteils des Außenmantels thermisch gebunden. Die Metallplatte, die den konkaven Teil des Außenmantels versiegelt, ist mit anderen Worten durch den an Metall haftenden Harzfilm an eine Oberfläche (untere Oberfläche) des Flanschteils des Außenmantels thermisch gebunden, und ist ferner durch den an Metall haftenden Harzfilm an die andere Oberfläche (obere Oberfläche) des Flanschteils des Außenmantels thermisch gebunden. Je mehr die Zahl der Metallschichten auf mehr als drei erhöht wird, wird die Metallplatte gebogen und durch den an Metall haftenden Harzfilm an die obere und untere Oberfläche der Flanschteile thermisch gebunden Verglichen mit der Struktur einer herkömmlichen versiegelten Batterie, bei der die Metallplatte mit einem an Metall haftenden Harzfilm lediglich an eine Oberfläche des Flanschteils gebunden ist, kann die Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Bindungskraft zwischen der Metallplatte und dem Flanschteil des Außenmantels erhöhen und die Kraft gegen die mechanischen Spannung des Innendrucks des konkaven Teils erhöhen, wenn Gas in dem konkaven Teil des Außenmantels erzeugt wird.
  • Das heißt bei der Struktur der herkömmlichen versiegelten Batterie wird Gas von dem elektrische Leistung erzeugenden Element, das in dem konkaven Teil des Außenmantels aufgenommen ist, erzeugt, und das erzeugte Gas erhöht einen internen Druck des konkaven Teils. Es besteht eine Möglichkeit eines Erzeugen von Kriechdehnungen durch den internen Druck und eines Separierens des Flanschteils von der Metallplatte oder eines Brechens des Flanschteils und der Metallplatte durch die erzeugten Kriechdehnungen und den internen Druck.
  • Die versiegelte Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat andererseits eine Mehrzahl von Schichten, bei denen die Metallplatte gebogen ist und durch den an Metall haftenden Harzfilm an jede Oberfläche des Flanschteils gebondet bzw. gebunden ist. Diese Struktur, die eine Mehrzahl der Metallschichten hat, kann die Bindungskraft zwischen der Metallplatte und dem Flanschteil erhöhen, und die erhöhte Bindungskraft kann den erhöhten internen Druck des konkaven Teils verhindern, wenn Gas erzeugt wird. Dies macht es möglich, die Separation zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte zu verhindern, und zu verhindern, dass der Flanschteil und die Metallplatte gebrochen werden. Da es möglich ist, die Struktur, die eine Mehrzahl von Metallplatten hat, bei denen die Metallplatte durch den an Metall haftenden Harzfilm an sowohl die obere Oberfläche als auch die untere Oberfläche des Flanschteils gebunden ist, ohne weiteres herzustellen, ist es weiterhin möglich, die versiegelte Batterie zu erzeugen, ohne das Gesamtgewicht und den Herstellungsaufwand derselben zu erhöhen.
  • Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine versiegelte Batterie geschaffen, die ein elektrische Leistung erzeugendes Element, eine Leitung einer positiven Elektrode, eine Leitung einer negativen Elektrode, einen Außenmantel und eine Metallplatte hat. Das elektrische Leistung erzeugende Element hat einen Elektrodenkörper, einen Elektrolyten und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode. Die Leitung der positiven Elektrode ist mit der positiven Elektrode elektrisch verbunden. Die Leitung der negativen Elektrode ist mit der negativen Elektrode elektrisch verbunden. Der Außenmantel ist aus Metall hergestellt. Der Außenmantel hat einen Flanschteil und einen konkaven Teil. Der Flanschteil erstreckt sich von der Außenperipherie des Außenmantels zu der Außenseite. Der konkave Teil nimmt das elektrische Leistung erzeugende Element auf. Die Metallplatte bedeckt den konkaven Teil des Außenmantels, um den konkaven Teil zu versiegeln. Die Metallplatte und eine Oberfläche des Flanschteils sind durch einen an Metall haftenden Harzfilm, der zwischen der Oberfläche des Flanschteils und der Metallplatte platziert ist, thermisch aneinander gebunden. Die Metallplatte springt insbesondere zu der Außenseite des Flanschteils vor. Der vorspringende Teil des Metallteils mit dem an Metall haftenden Harzfilm ist zu der anderen Oberfläche des Flanschteils gebogen. Der gebogene Teil des Metallteils und die andere Oberfläche des Flanschteils sind durch den an Metall haftenden Harzfilm thermisch gebunden.
  • Verglichen mit einer Struktur einer herkömmlichen versiegelten Batterie, bei der die Metallplatte lediglich durch den an Metall haftenden Harzfilm an die untere Oberfläche des Flanschteils thermisch gebunden ist, ist es, da die versiegelte Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Struktur hat, bei der der zu dem Flanschteil vorspringende Teil der Metallplatte weiter an die obere Oberfläche des Flanschteils gebogen ist und durch den an Metall haftenden Harzfilm an die obere Oberfläche des Flanschteils thermisch gebunden ist, für die versiegelte Batterie möglich, zwischen der Metallplatte und dem Flanschteil eine erhöhte Bindungskraft zu haben. Die Struktur der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung kann die herkömmlichen Nachteile eines Erzeugens von Kriechdehnungen in den konkaven Teilen und der Metallplatte, wenn Gas in dem konkaven Teil des Außenmantels erzeugt wird, und eines Separierens der Metallplatte von dem Flanschteil durch die erzeugten Kriechdehnungen oder eines Brechens der Metallplatte und des Flanschteils durch die erzeugten Kriechdehnungen lösen.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist es andererseits, da die Metallplatte, die auf die untere Oberfläche und die obere Oberfläche des Flanschteils gebogen ist, durch den an Metall haftenden Harzfilm an die Oberflächen thermisch gebunden ist, möglich, dass die versiegelte Batterie gegenüber der mechanischen Spannung, die durch den erhöhten Innendruck des konkaven Teils erzeugt wird, eine erhöhte mechanisch Festigkeit hat. Die erhöhte mechanische Festigkeit macht es möglich, zu verhindern, dass der Flanschteil von der Metallplatte separiert wird, um zu verhindern, dass der Flanschteil und die Metallplatte gebrochen werden.
  • Die Struktur der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner durch Biegen der Metallplatte (die sich von der unteren Oberfläche des Flanschteils zu der Außenseite des Flanschteils erstreckt) zu der Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils und thermisches Binden an die obere Oberfläche des Flanschteils durch den an Metall haftenden Harzfilm erhalten. Diese Struktur macht es möglich, die versiegelte Batterie zu erzeugen, ohne quasi das Gesamtgewicht und den Herstellungsaufwand zu erhöhen.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind die Metallplatte und der Außenmantel aus einem Metall hergestellt, das aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel und nickelplattiertem Kupfer ausgewählt ist.
  • Diese Struktur macht es möglich, die Festigkeit der versiegelten Batterie selbst zu erhöhen.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel haben die Metallplatte und der Außenmantel eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm.
  • Diese Struktur macht es möglich, die Festigkeit der versiegelten Batterie selbst zu erhöhen, ohne näherungsweise das Gesamtgewicht der versiegelten Batterie zu erhöhen, da sowohl der Außenmantel als auch die Metallplatte keine dickere Dicke haben.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel sind die Oberflächen der Metallplatte und der Flanschteil aus einem Metall hergestellt, das aus einem chromatierten Metall, einem Alumit behandelten Metall und einem Böhmit behandelten Metall ausgewählt ist.
  • Diese Struktur macht es möglich, dass die versiegelte Batterie eine erhöhte Säurebeständigkeit und eine erhöhte Alkalibeständigkeit und eine Fähigkeit einer Korrosionsbeständigkeit hat.
  • Wenn andererseits der Flanschteil und die Metallplatte aus Metall ohne eine Behandlung hergestellt sind, werden sowohl der Flanschteil als auch die Metallplatte durch Säure und Alkali bzw. Lauge korrodiert, die in dem Elektrolyten in der versiegelten Batterie enthalten sind.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der an Metall haftende Harzfilm ein säuremodifiziertes Polyolefin-Harz.
  • Diese Struktur macht es möglich, die Fähigkeit eines Versiegelns zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte zu erhöhen und eine Löslichkeit in einem Elektrolyten zu verringern. Wenn andererseits der an Metall haftende Harzfilm aus einem anderen Harz als säuremodifiziertem Polyolefin-Harz hergestellt ist, besteht eine Möglichkeit, dass derselbe eine unzureichende Funktion eines Versiegelns beim Binden des Flanschteils an die Metallplatte hat, und sich der an Metall haftende Harzfilm in dem Elektrolyten leicht auflöst.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der thermisch gebundene Teil zwischen einer Oberfläche des Flanschteils und der Metallplatte, der in eine Oberflächenrichtung gebogen ist, weiter zu der anderen Oberfläche des Flanschteils gebogen und mit dem an Metall haftenden Harzfilm mindestens ein oder mehrere Male gerollt und thermisch aneinander gebunden.
  • Da der versiegelnde Teil des Außenmantels, in dem der an Metall haftende Harzfilm zwischen den Flanschteil und die Metallplatte geschichtet ist, zwei oder mehr Male gebogen und thermisch aneinander gebunden ist, ist es möglich, die Bindungsfestigkeit des versiegelnden Teils zu erhöhen. Dies macht es möglich, die Festigkeit gegen die mechanische Spannung, die erzeugt wird, wenn der Innendruck des konkaven Teils des Außenmantels erhöht wird, zu erhöhen. Diese Struktur verhindert, dass der Flanschteil von dem Metallteil separiert wird, oder verhindert, dass der Flanschteil und der der Metallteil gebrochen werden, wenn darin Kriechdehnungen erzeugt werden. Da ferner die vorhergehende Struktur des versiegelnden Teils durch Biegen des Flanschteils und des Metallteils mehrere Male durch den an Metall haftenden Harzfilm und durch thermisches Binden derselben aneinander erhalten wird, ist es möglich, die versiegelte Batterie mit einer hohen Fähigkeit eines Versiegelns zu erzeugen, ohne das Gesamtgewicht zu erhöhen und den Herstellungsaufwand zu erhöhen.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche der Metallplatte, die an die Oberfläche des Flanschteils thermisch gebunden ist, verstemmt.
  • Da diese Struktur der versiegelten Batterie die Bindungskraft zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte erhöht, ist es möglich, die Festigkeit gegen die mechanische Spannung, die erzeugt wird, wenn der Innendruck des konkaven Teils erhöht wird, weiter zu erhöhen. Diese macht es möglich, weiter zu verhindern, dass der Flanschteil von der Metallplatte in dem versiegelnden Teil separiert wird, und zu verhindern, dass der Flanschteil und die Metallplatte in dem versiegelnden Teil gebrochen werden.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Außenmantel mit entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode des Elektrodenkörpers elektrisch verbunden, und die Elektrodenleitung, die mit der anderen Elektrode verbunden ist, erstreckt sich von dem konkaven Teil des Außenmantels zu der Außenseite der versiegelten Batterie.
  • Bei dieser Struktur der versiegelten Batterie wirkt, wenn der Außenmantel mit der positiven Elektrode direkt verbunden ist, ohne eine Leitung einer positiven Elektrode zu verwenden, der Außenmantel als die Leitung der positiven Elektrode, und die Leitung der negativen Elektrode springt von dem Außenmantel zu der Außenseite der versiegelten Batterie vor.
  • Wenn andererseits der Außenmantel mit der negativen Elektrode direkt verbunden ist, ohne eine Leitung einer negativen Elektrode zu verwenden, wirkt der Außenmantel als die Leitung der negativen Elektrode, und die Leitung der positiven Elektrode springt von dem Außenmantel zu der Außenseite der versiegelten Batterie vor. Diese Struktur macht es möglich, den Herstellungsaufwand eines Herstellens der Leitung der positiven Elektrode oder der Leitung der negativen Elektrode zu verringern.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist der Außenmantel mit entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode des Elektrodenkörpers elektrisch verbunden, und die Metallplatte ist mit der anderen Elektrode elektrisch verbunden.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist es, da der Außenmantel sowohl als Leitung der positiven Elektrode als auch Leitung der negativen Elektrode wirkt, möglich, den Herstellungsaufwand eines Herstellens der Leitung der positiven Elektrode und der Leitung der negativen Elektrode zu verringern.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel hat eine Oberfläche des Außenmantels, die zu der Metallplatte gewandt ist, eine unebene Form.
  • Da die Oberfläche des Außenmantels eine unebene Form hat, ist es möglich, das dieselbe einen erhöhten Oberflächenbereich hat, der fähig ist, die Wärmeenergie von der versiegelten Batterie zu der Atmosphäre der Außenseite abzustrahlen. Diese Struktur macht es somit möglich, die Kühleffizienz zu erhöhen. Diese Struktur verhindert dadurch, dass die Bindungskraft zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte verringert wird.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die unebene Form der Oberfläche des Außenmantels aus einer Mehrzahl von säulenförmigen konkaven Teilen und säulenförmigen konvexen Teilen zusammengesetzt, und eine Höhe von jedem der säulenförmigen konvexen Teile ist innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm.
  • Da jeder der säulenförmigen konvexen Teile eine Höhe innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm in der versiegelten Batterie hat, ist es möglich, den hohen Kühleffekt zu liefern, ohne das Gesamtvolumen der versiegelten Batterie zu verringern.
  • Gemäß dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die versiegelte Batterie eine Lithiumionen-Sekundärbatterie.
  • Es ist bei einer Lithiumionen-Sekundärbatterie möglich, dass dieselbe die Wirkungen und Effekte der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorausgehend beschrieben ist, hat.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein bevorzugtes nicht begrenzendes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist mittels eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 2A eine perspektivische Ansicht, die ein Profil einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 2B eine Ansicht, die einen Querschnitt der herkömmlichen versiegelten Batterie entlang der Linie A1-A2, die in 2A gezeigt ist, zeigt;
  • 3 eine perspektivische Ansicht, die ein Profil einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 4A eine perspektivische Ansicht, die ein Profil einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 4B eine Ansicht, die einen Querschnitt der herkömmlichen versiegelten Batterie entlang der Linie A3-A4, die in 4A gezeigt ist, zeigt;
  • 5 eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 6 eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 7 eine Ansicht, die einen Querschnitt einer herkömmlichen versiegelten Batterie zeigt;
  • 8 eine Ansicht, die einen Querschnitt zeigt, der ein Problem der herkömmlichen versiegelten Batterie, die in 2A und 2B gezeigt ist, erläutert;
  • 9 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 10 eine Ansicht, die einen Querschnitt der versiegelten Batterie entlang der Linie B1-B2, die in 9 gezeigt ist, zeigt;
  • 11 eine Ansicht, die ein Flussdiagramm eines Erzeugens der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist, zeigt;
  • 12 eine Ansicht, die einen Querschnitt eines thermisch gebundenen Teils (oder eines Versiegelungsteils) in einem Flanschteil des Außenmantels in der versiegelten Batterie als eine erste Modifikation des ersten exemplarischen Ausführungsbeispiels, das in 9 und 10 gezeigt ist, zeigt;
  • 13 eine Ansicht, die einen Querschnitt eines thermisch gebundenen Teils (oder eines Versiegelungsteils) in dem Flanschteil des Außenmantels in der versiegelten Batterie als eine zweite Modifikation des ersten exemplarischen Ausführungsbeispiels, das in 9 und 10 gezeigt ist, zeigt;
  • 14 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 15 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 16 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 17 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 18 eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie gemäß einem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Im Folgenden sind verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder -ziffern durch die mehreren Diagramme hindurch gleiche oder äquivalente Bestandteile.
  • Erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung der versiegelten Batterie 100-1 gemäß einem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 9 bis 13 angegeben.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-1 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. 10 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt der versiegelten Batterie 100-1 entlang der Linie B1-B2, die in 9 gezeigt ist, zeigt.
  • Wie in 9 und 10 gezeigt ist, weist die versiegelte Batterie 100-1 ein elektrische Leistung erzeugendes Element, einen Außenmantel 103 mit einem Flanschteil 103a und eine Metallplatte 104 auf. Das elektrische Leistung erzeugende Element weist einen Elektrodenkörper und einen Elektrolyten auf und ist in dem Außenmantel 103 einer Kastenform aufgenommen. Der Elektrodenkörper des elektrische Leistung erzeugenden Elements hat eine positive Elektrode und eine negative Elektrode. Die positive Elektrode ist mit einer Leitung der positiven Elektrode elektrisch verbunden, und die negative Elektrode ist mit einer Leitung der negativen Elektrode elektrisch verbunden. Der Außenmantel 103 hat den Flanschteil 103a, der aus Metall hergestellt ist. Der Flanschteil 103a springt von der Außenperipherie des peripheren Außenteils 105 des Außenmantels 103 vor. Die Metallplatte 104 ist durch einen an Metall haftenden Harzfilm 106, der fähig ist, Metall zu binden, an den Flanschteil 103a des Außenmantels 103 thermisch gebunden, sodass der konkave Teil des Außenmantels 103 vollständig mit dem Harzfilm versiegelt ist.
  • Wie in 9 gezeigt ist, springen insbesondere die Leitung 101 der positiven Elektrode und die Leitung 102 der negativen Elektrode von dem versiegelnden Teil, nämlich von den haftenden Teilen, jeweils in entgegengesetzten Richtungen vor. Bei dem haftenden Teil (oder dem versiegelnden Teil) ist die Metallplatte 104 an die Seitenteile des kastenförmigen Außenmantels 103 gebunden, sodass die Metallplatte 104 und der Außenmantel 103 einander zugewandt sind. Der Außenmantel 103 und die Metallplatte 104 sind aus einem Metall, wie z. B. Aluminium, rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel oder nickelplattiertem Kupfer, hergestellt. Der an Metall haftende Harzfilm 106 ist aus einem durch Carbonsäure modifizierten Polyethylen (säuremodifizierten PE) oder einem durch Carbonsäure modifizierten Polypropylen (säuremodifizierten PP) hergestellt.
  • Die versiegelte Batterie 100-1 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel hat die folgenden Merkmale. Das heißt, wie in 10 gezeigt ist, der an Metall haftende Harzfilm 106 ist zwischen den Flanschteil 103a des Außenmantels 103 und den peripheren Außenteil 105 der Metallplatte 104 geschichtet. Wie in 10 gezeigt ist, ist ferner der periphere Außenteil 105 der Metallplatte 104 zuerst in einer vertikalen Richtung mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 gebogen und weiter zu der Seite des Flanschteils 103a gebogen. Die Metallplatte 104 und der Flanschteil 103 des Außenmantels 103, mit denen der an Metall haftende Harzfilm 106 geschichtet ist, sind thermisch aneinander gebunden.
  • Eine Beschreibung ist nun über das Verfahren eines Erzeugens der versiegelten Batterie 100-1, die die vorhergehende Struktur hat, unter Bezugnahme auf 11 angegeben.
  • 11 ist eine Ansicht, die ein Flussdiagramm eines Erzeugens der versiegelten Batterie 100-1 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist, zeigt.
  • Bei einem Schritt S1 wird eine positive Elektrode wie folgt gebildet.
  • Ein N-Methylpyrrolidon (NMP) wird einer Mischung von 82 Gew.-% Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4), 10 Gew.-% Acetylenschwarz, 8 Gew.-% Polyvinyliden-Difluorid (PVDF) hinzugefügt. Die erhaltene Mischung wird gleichmäßig dispergiert, um eine gleichmäßig dispergierte Farblösung zu erzeugen. Die erzeugte gleichmäßig dispergierte Farblösung wird auf beiden Oberflächen einer Kollektorplatte, die aus Aluminium hergestellt ist, mit 50 μm aufgebracht. Die Kollektorplatte wird dann getrocknet und gepresst, um eine positive Elektrode zu erzeugen.
  • Die positive Elektrode verwendet ein aktives Material, wie z. B. eine Verbindung aus Lithiumübergangsmetalloxid, das fähig ist, Lithiumionen abzugeben. Es gibt als Beispiele einer solchen Verbindung von Lithiumübergangsmetalloxid LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiCoO2, LiFeO2, LiFePO4, LiMnPO4 etc. Das Konzept der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht durch die vorhergehenden Komplexe begrenzt. Es ist möglich, einen Typ einer Verbindung eines Lithiumübergangsmetalloxids oder eine Mischung verschiedener Typen von Verbindungen eines Lithiumübergangsmetalloxids zu verwenden. Es ist insbesondere vorzuziehen, als eine Verbindung aus Lithiumübergangsmetalloxid eine oder mehrere zu verwenden, die aus einer Oxid enthaltenden Lithiummanganverbindung, einer Oxid enthaltenden Lithiumnickelverbindung, einer Oxid enthaltenden Lithiumkobaltverbindung und einer Oxid enthaltenden Lithiumeisenverbindung ausgewählt sind.
  • Die Schicht der positiven Elektrode wird durch Mischen des vorhergehenden positiven aktiven Materials, von Wasser als ein leitfähiger Wirkstoff (elektrisch leitfähiger Zusatzstoff) und NMP als Lösungsmittel und Aufbringen der Mischung auf der Kollektorplatte gebildet. Es gibt als Bindungswirkstoff Polyvinyliden-Fluorid, Polytetrafluoroethylen, Polyacrylsäurelithium, EPDM, SBR, NBR, Fluorogummi etc. Es gibt als leitfähigen Wirkstoff (elektrisch leitfähigen Zusatzstoff) Ketjenschwarz, Acetylenschwarz, Kohlenstoffschwarz, Grafit, Kohlenstoffnanoröhren, amorphen Kohlenstoff etc.
  • Bei einem Schritt S2 wird eine negative Elektrode wie folgt gebildet.
  • N-Methylpyrrolidon (NMP) wird einer Mischung von 98 Gew.-% Grafit und 2 Gew.-% Polyvinyliden-Difluorid (PVDF) hinzugefügt.
  • Die erhaltene Mischung wird gleichmäßig dispergiert, um eine gleichmäßig dispergierte Farblösung zu erzeugen. Die erzeugte gleichmäßig dispergierte Farblösung wird auf beiden Oberflächen einer Kollektorplatte, die aus Kupfer hergestellt ist, mit 50 μm aufgebracht. Die Kollektorplatte wird dann getrocknet und gepresst, um eine negative Elektrode zu erzeugen.
  • Es ist möglich, eine Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen, die fähig sind, Lithiumionen abzugeben und zu absorbieren, zu verwenden. Es gibt als eine solche Verbindung, die fähig ist, Lithiumionen abzugeben und zu absorbieren, Metall, wie z. B. Lithium etc., eine Legierung, die Silizium, Zinn etc. enthält, Grafit, Koks, gesinterte Körper aus einer organischen Polymerverbindung und Kohlenstoff, wie z. B. amorphen Kohlenstoff etc. Das heißt es ist möglich, ein einzelnes aktives Material oder eine Verbindung bzw. eine Zusammensetzung eines aktiven Materials zu verwenden. Wenn beispielsweise eine Lithiumfolie als ein negatives aktives Material verwendet ist, ist es möglich, die Lithiumfolie an die Oberfläche des Kollektors, der aus einem Metall, wie z. B. Kupfer, hergestellt ist, zu pressen.
  • Wenn ferner eine Legierung oder ein Kohlenstoffmaterial als ein negatives aktives Material verwendet ist, wird die Schicht der negativen Elektrode durch Mischen des vorhergehenden negativen aktiven Materials, eines Bindungswirkstoffes, eines leitfähigen Wirkstoffes (eines elektrisch leitfähigen Zusatzstoffes) in eine Lösung, wie z. B. Wasser oder NMP, und Aufbringen der Mischung auf der Kollektorplatte, die aus Kupfer etc. hergestellt ist, gebildet. Es ist vorzuziehen, einen Bindungswirkstoff zu verwenden, der aus Polymer hergestellt ist, das in der Atmosphäre einer Sekundärbatterie chemisch und physisch stabil ist. Es gibt beispielsweise als Bindungswirkstoff Polyvinyliden-Fluorid, Polytetrafluoroethylen, Polyacrylsäure-Lithium, EPDM, SBR, NBR, Fluorogummi etc. Es gibt als leitfähigen Wirkstoff (elektrisch leitfähigen Zusatzstoff) Ketjenschwarz, Acetylenschwarz, Kohlenstoffschwarz, Grafit, Kohlenstoffnanoröhren, amorphen Kohlenstoff etc.
  • Bei einem Schritt S3 wird eine Metallplatte gepresst, um den kastenförmigen Außenmantel 103 mit dem Flanschteil 103a herzustellen.
  • Bei einem Schritt S4 wird ein Elektrodenkörper erzeugt. Das heißt ein Separator wird eingefügt und zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode, die bei dem Schritt S1 und S2 erzeugt werden, platziert. Eine Mehrzahl der Laminationen, die im Vorhergehenden erhalten werden, wird gestapelt, um einen plattenförmigen Elektrodenkörper zu erzeugen. Es ist vorzuziehen, den Separator, der eine Funktion einer elektrischen Isolation und eine Ionenleitfähigkeitsfunktion hat, zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode einzufügen.
  • Wenn ein flüssiger Elektrolyt verwendet ist, kann ein solcher Separator den flüssigen Elektrolyten aufrechterhalten. Es ist vorzuziehen, einen porösen Film oder nicht gewobene Textilstoffe, die aus einem porösen synthetischen Harzfilm hergestellt sind, insbesondere aus einem Polyolefinpolymer (Polyethylen, Polypropylen) oder Glasfaser hergestellt sind, zu verwenden. Es ist ferner vorzuziehen, dass der Separator eher als die Seite der positiven Elektrode und der negativen Elektrode eine größere Größe hat, um die positive Elektrode und die negative Elektrode voneinander vollständig zu isolieren.
  • Bei einem Schritt S5 werden die Leitung 101 der positiven Elektrode und die Leitung 102 der negativen Elektrode an dem Elektrodenkörper, der bei dem Schritt S4 erzeugt wird, durch Schweißen fixiert.
  • Bei einem Schritt S6 werden der Elektrodenkörper mit der Leitung 101 der positiven Elektrode und der Leitung 102 der negativen Elektrode in den konkaven Teil des Außenmantels 103 eingefügt.
  • Bei einem Schritt S7 wird eine Elektrolytlösung als Elektrolyt in den konkaven Teil des Außendeckelmantels 103 infundiert. Dies füllt den konkaven Teil des Außenmantels 103 mit der Elektrolytlösung als Elektrolyten.
  • Die vorliegende Erfindung begrenzt den Typ eines Elektrolyten nicht. Es ist beispielsweise möglich, als einen Elektrolyten ein organisches Lösungsmittel mit einem Trägerelektrolyten, eine Ionenflüssigkeit oder eine Ionenflüssigkeit mit einem Trägerelektrolyten zu verwenden.
  • Es ist möglich, als organisches Lösungsmittel in einer Lithiumsekundärbatterie eine Kohlenstoffverbindung (Gruppe), einen halogenierten Kohlenwasserstoff, eine Ethergruppe, eine Ketongruppe, eine Nitrilguppe, eine Laktongruppe, eine Oxolan-Verbindung zu verwenden. Insbesondere ein Propylencarbonat, ein Äthylencarbonat, ein 1,2-Dimethoxyethan, Dimethylcarbonat, ein Diethylcarbonat, Äthyl-Methyl-Carbonat etc. oder eine Mischung derselben zu verwenden. Es ist vorzuziehen, ein nichtwässriges Lösungsmittel zu verwenden, das hinsichtlich der Löslichkeit, der Dielektrizitätskonstante, der Viskosität und der Stabilität des Trägerelektrolyten mindestens eines oder mehr aufweist, die aus einer Carbonatgruppe und einer Ethergruppe ausgewählt sind. Dies liefert eine hohe Lade- und Entladeeffizienz der versiegelten Batterie.
  • Die vorliegende Erfindung begrenzt den Typ einer Ionenflüssigkeit selbst dann nicht, wenn es sich um eine Ionenflüssigkeit handelt, die als Elektrolyt einer Lithiumsekundärbatterie zu verwenden ist. Es gibt beispielsweise als Kationenkamponente, die in der Ionenflüssigkeit enthalten ist, N-Methyl-n-Propyl-Piperidinum, Dimethyl-Ethyl-Toxi-Ammonium-Kation etc. Es gibt als Anionenkomponente BF4-, N(SO2CF3)2- etc.
  • Die vorliegende Erfindung begrenzt zusätzlich nicht den Typ des Trägerelektrolyten. Es ist beispielsweise möglich, als Trägerelektrolyten LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiCF3SO3, LIN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiSbF6, LiSCN, LiClO4, LiAlCl4, NaClO4, NaBF4, NaI und eine Salzverbindung eines Derivats derselben zu verwenden.
  • Es ist vorzuziehen, angesichts einer elektrischen Leitfähigkeit LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiC(CF3SO2)3, LiN(FSO2)2, LiN(CF3SO2)(C4F9SO2), ein Derivat von LiCF3SO3, ein Derivat von LiN(CF3SO2)2 und ein Derivat von LiC(CF3SO2)3 zu verwenden.
  • Ethylencarbonat (EC) und Diethylcarbonat (DEC) sind beispielsweise in einem Volumenverhältnis von 3:7 gemischt, und 1 mol/L von LiPF6 als Trägerelektrolyt wird der Mischung eines organischen Lösungsmittels hinzugefügt, um eine Elektrolytlösung zu erzeugen. Ein solches Hinzufügen eines Elektrolyten kann den Elektrodenkörper und das elektrische Leistung erzeugende Element in dem konkaven Teil, der auf der Innenseite des Außenmantels 103 gebildet ist, in dem die Leitung 101 der positiven Elektrode und die Leitung 102 der negativen Elektrode mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode jeweils elektrisch verbunden sind, aufnehmen.
  • Bei einem Schritt S8 wird der konkave Teil des Außenmantels 103, in dem das eine elektrische Leistung erzeugende Element aufgenommen ist, bedeckt und mit der Metallplatte 104 versiegelt. Das heißt der konkave Teil des Außenmantels 103 wird mit der Metallplatte 104 und dem an Metall haftenden Harzfilm 106 bedeckt, sodass der an Metall haftende Harzfilm 106 dem konkaven Teil des Außenmantels 203 zugewandt ist.
  • Wie in 10 gezeigt ist, werden als Nächstes die Außenperipherie der Metallplatte 104, die in alle Richtungen, die von dem Flanschteil 103a des Außenmantels 103 beobachtet werden, vorspringt, und der an Metall haftende Harzfilm 106 zu der Seite des Flanschteils 103a gebogen. Dies macht es möglich, die Schichtungsstruktur, in der der Flanschteil 103a des Außenmantels 103 zwischen die Metallplatte 104 durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 auf beide Oberflächen des Flanschteils 103a geschichtet ist, zu erzeugen. Das heißt der Flanschteil 103a ist von der Metallplatte 104 der oberen Seite und der Metallplatte 104 der unteren Seite, wie in 10 gezeigt ist, elektrisch isoliert. Die Dreischichtstruktur, die aus dem Flanschteil 103a des Außenmantels 103 der Metallplatte 104 der oberen Seite und der Metallplatte 104 der unteren Seite zusammengesetzt ist, ist thermisch aneinander gebunden.
  • Bei einem Schritt S9 wird die versiegelte Batterie 100-1, die aus dem Außenmantel 103 und der Metallplatte 104, die miteinander versiegelt sind, zusammengesetzt ist, anfänglich geladen. Bei einem Schritt S10 wird die Erzeugung der versiegelten Batterie 100-1 abgeschlossen.
  • Wie im Vorhergehenden im Detail beschrieben ist, hat die versiegelte Batterie 100-1 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel den konkaven Teil des Außenmantels 103, in dem das elektrische Leistung erzeugende Element, das aus dem Elektrodenkörper und dem Elektrolyten zusammengesetzt ist, aufgenommen ist. Die positive Elektrode und die negative Elektrode des Elektrodenkörpers sind jeweils mit der Leitung 101 der positiven Elektrode und der Leitung 102 der negativen Elektrode elektrisch verbunden. Der Außenmantel 103 hat den Flanschteil 103a, der von der Peripherie des konkaven Teils vorspringt. Der Außenmantel 103 ist aus Metall hergestellt. Der an Metall haftende Harzfilm 106 ist zwischen dem Flanschteil 103a des Außenmantels 103 und der Metallplatte 104 platziert. Die Metallplatte 104 und der Außenmantel 103 sind durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 thermisch aneinander gebunden. Die Metallplatte 104 bedeckt und versiegelt durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 vollständig den konkaven Teil des Außenmantels 103.
  • Das wichtige strukturelle Merkmal der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Metallplatte 104, die an die untere Oberfläche des Flanschteils 103a des Außenmantels 103 thermisch gebunden ist, zu der Außenseite des Flanschteils 103a vorspringt, und der vorspringende Teil der Metallplatte 104 zu der anderen Oberfläche des Flanschteils 103a mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 gebogen ist, und der gebogene Teil der Metallplatte 104 durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an die andere Oberfläche des Flanschteils 103a thermisch gebunden ist, wie es in 10 gezeigt ist.
  • Diese Struktur der versiegelten Batterie 100-1, wie in 10 gezeigt ist, macht es möglich, die Bindungskraft der Metallplatte 104 auf dem Flanschteil 103a des Außenmantels 103 zu erhöhen, da der vorspringende Teil der Metallplatte 104, der zu der Außenseite des Flanschteils 103a vorspringt, zu der oberen Seite des Flanschteils 103a gebogen ist, und der vorspringende Teil der Metallplatte 104 durch den an Metall hallenden Harzfilm 106 an die obere Oberfläche des Flanschteils 103a thermisch gebunden ist.
  • Nebenbei bemerkt wird bei einer versiegelten Batterie, die eine herkömmliche Struktur hat, ein Flanschteil oftmals von einer Metallplatte separiert, oder der Flanschteil und die Metallplatte werden gebrochen, wenn Gas in dem elektrische Leistung erzeugenden Element, das in einem konkaven Teil eines Außenmantels aufgenommen ist, erzeugt wird, und sich ein interner Druck des konkaven Teils dadurch erhöht, da durch Erhöhen des internen Drucks des konkaven Teils Kriechdehnungen erzeugt werden.
  • Gemäß der versiegelten Batterie des ersten exemplarischen Ausführungsbeispiels macht es andererseits, da die Metallplatte 104, die an den Flanschteil 103a des Außenmantels 103 thermisch gebunden ist, zu der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 gebogen ist, diese Struktur möglich, eine mechanische Spannung zu verhindern, wenn der interne Druck des konkaven Teils des Außenmantels 103 erhöht wird, selbst wenn Gas in dem konkaven Teil erzeugt wird. Dies liefert zwischen dem Flanschteil 103a und der Metallplatte 104 eine dichte Struktur, und diese Struktur macht es schwierig, den Flanschteil 103a von der Metallplatte 104 zu separieren oder dieselben zu brechen. Wie in 10 gezeigt ist, ist ferner die Metallplatte 104, die von der unteren Oberfläche des Flanschteils 103a zu der Außenseite der versiegelten Batterie 100-1 vorspringt, weiter hin zu der Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a gebogen. Als ein Resultat ist die Metallplatte 104 durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an beiden Oberflächen des Flanschteils 103a gebildet, und die Metallplatte 104 und der Flanschteil 103a sind thermisch aneinander gebunden. Diese Struktur macht es möglich, die versiegelte Batterie 100-1 quasi ohne ein Erhöhen des Gesamtgewichts und des Herstellungsaufwands zu erzeugen.
  • Es ist vorzuziehen, den Flanschteil 103a und die Metallplatte 104, die aus einem Metall, das aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel und nickelplattiertem Kupfer ausgewählt ist, hergestellt sind, zu verwenden. Die macht es möglich, die mechanische Festigkeit der versiegelten Batterie 100-1 zu erhöhen.
  • Es ist vorzuziehen, dass der Flanschteil 103a und die Metallplatte 104 eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm haben. Dies macht es möglich, die mechanische Festigkeit der versiegelten Batterie 100-1 zu erhöhen. Da sowohl der Flanschteil 103a als auch die Metallplatte 104 nicht dick sind, ist es möglich, die versiegelte Batterie mit der vorhergehenden Struktur quasi ohne ein Erhöhen des Gesamtgewichts und des Herstellungsaufwands zu erzeugen.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Oberflächen der Metallplatte 104 und des Flanschteils 103 des Außenmantels 103 durch eine Chromatbehandlung, Alumitbehandlung oder Böhmitbehandlung verarbeitet werden. Dies macht es möglich, eine Korrosionsbeständigkeit, wie z. B. eine Säurebeständigkeit und eine Alkalibeständigkeit, zu erhöhen. Wenn andererseits die versiegelte Batterie ohne eine Behandlung verwendet wird, korrodieren Säure und Alkali, die in dem Elektrolyten enthalten sind, die Innenseitenoberflächen des Außenmantels 103 und der Metallplatte 104, und der Flanschteil 103a kann möglicherweise von der Metallplatte 104 separiert werden.
  • Es ist vorzuziehen, einen an Metall haftenden Harzfilm 106, der aus einem säuremodifizierten Polyolefin-Harz hergestellt ist, zu verwenden. Dies macht es möglich, die Fähigkeit eines Versiegelns zwischen dem an Metall haftenden Harzfilm 106, der Metallplatte 104 und dem Flanschteil 103a zu erhöhen und die Löslichkeit in einem Elektrolyten zu verringern.
  • Wenn der an Metall haftende Harzfilm 106 aus einem Harz eines anderen Materials als das säuremodifizierte Polyolefin-Harz hergestellt ist, besteht eine Möglichkeit, dass der an Metall haftende Harzfilm 106 ohne Weiteres aufgelöst wird und von dem Flanschteil 103a und der Metallplatte 104 separiert wird.
  • (Erste Modifikation)
  • Eine Beschreibung ist unter Bezugnahme auf 12 über eine erste Modifikation der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angegeben.
  • 12 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt eines thermisch gebundenen Teils in dem Flanschteil 103a-1 des Außenmantels 103 in der versiegelten Batterie als eine erste Modifikation des ersten exemplarischen Ausführungsbeispiels, das in 9 und 10 gezeigt ist, zeigt.
  • Die Struktur, die aus dem Flanschteil 103a-1 und der Metallplatte 104, die in 12 gezeigt sind, zusammengesetzt ist, wird durch ein weiteres Mal Biegen der Struktur, die aus dem Flanschteil 103a und der Metallplatte 104 zusammengesetzt ist, zu der Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a-1 erhalten. Der vordere Teil, der aus der Metallplatte 104 und dem Flanschteil 103a-1 zusammengesetzt ist, der mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 auf die Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a gebogen und thermisch daran gebunden ist, ist detaillierter mit dem an Metall haftenden. Harzfilm 106 weiter zu der Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a-1 gebogen, und der gebogene Teil, der aus dem Flanschteil 103a-1 und der Metallplatte 104 zusammengesetzt ist, ist durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 thermisch zusammengebunden.
  • Die erste Modifikation der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel hat den Versiegelungsteil (thermisch gebundenen Teil) des Außenmantels 103 einer gebogenen Struktur, bei der der vordere Teil des Flanschteils und die Metallplatte mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 gebogen sind, wie es in 12 gezeigt ist, und der gebogene Teil des Flanschteils 103a-1 und die Metallplatte 104 thermisch aneinander gebunden sind. Das heißt der Versiegelungsteil des Außenmantels 103 hat eine gerollte Struktur mit einer zweimal gebogenen Form. Dies macht es möglich, die Bindungsfestigkeit des Versiegelungsteils, der aus dem Flanschteil 103a-1, der Metallplatte 104 und dem an Metall haftenden Harzfilm 106 zusammengesetzt ist, stärker zu erhöhen. Die Struktur der versiegelten Batterie, die in 12 gezeigt ist, kann dementsprechend die Fähigkeit einer Innendruckbeständigkeit gegenüber dem Innendruck erhöhen, der erhöht wird, wenn Gas in dem Inneren des konkaven Teils des Außenmantels 103 erzeugt wird, in dem das elektrische Leistung erzeugende Element, das aus dem Elektrodenkörper und dem Elektrolyten zusammengesetzt ist, aufgenommen ist. Es ist dadurch möglich, eine Struktur zu haben, bei der der Flanschteil 103a-1 von der Metallplatte 104 schwer zu separieren ist, und es schwer ist, den Außenmantel 103 und die Metallplatte 104 zu brechen. Diese Struktur des Flanschteils 103a-1 und der Metallplatte 104 wird ferner durch zweimal Biegen des vorderen Teils des Flanschteils und der Metallplatte erhalten, um eine gebogene Struktur herzustellen und dieselben aneinander thermisch zu binden. Diese Struktur macht es möglich, die versiegelte Batterie quasi ohne ein Erhöhen des Gesamtgewichts und des Herstellungsaufwands zu erzeugen.
  • Die vorhergehende Struktur des Versiegelungsteils zwischen dem Außenmantel 103 und der Metallplatte 104 wird nebenbei bemerkt durch eine gerollte Struktur, bei der dieselben zweimal gebogen sind, erhalten. Die vorliegenden Erfindung ist darauf nicht begrenzt. Es ist möglich, den Versiegelungsteil zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte nicht weniger als dreimal zu biegen.
  • Das Konzept der versiegelnden Struktur der versiegelten Batterie, die in 10 gezeigt ist, und der versiegelnden Struktur der versiegelten Batterie, die in 12 gezeigt ist, sieht wie folgt aus. Der Versiegelungsteil (thermisch gebundene Teil) des Außenmantels 103 hat eine Struktur, bei der die Metallschicht, die aus dem Flanschteil 103a und der Metallplatte 104 zusammengesetzt ist, und der an Metall haftende Harzfilm 106 aneinander thermisch gebunden sind und ein oder mehr Male gebogen sind, um eine Struktur von nicht weniger als drei Metallschichten zu haben, wie es durch gestrichelte Linien, wie in 10 und 12 gezeigt ist, bezeichnet ist. Das heißt die Struktur, die durch die in 10 gezeigten gestrichelten Linien bezeichnet ist, ist aus der unteren Metallschicht 104, dem an Metall haftenden Harzfilm 106, dem Flanschteil 103a und der oberen Metallplatte 104, die in einer Reihenfolge entlang einer vertikalen Richtung gestapelt sind, zusammengesetzt.
  • Die Struktur, die durch die in 12 gezeigten gestrichelten Linien bezeichnet ist, ist aus der unteren Metallschicht 104, dem an Metall haftenden Harzfilm 106, dem Flanschteil 103a, dem an Metall haftenden Harzfilm 106, der Metallplatte 104, dem an Metall haftenden Harzfilm 106, dem Flanschteil 103a, dem an Metall haftenden Harzfilm 106 und der oberen Metallschicht 104, die in einer Reihenfolge entlang einer vertikalen Richtung gestapelt sind, zusammengesetzt.
  • Bei dem vorhergehenden Konzept der Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und der ersten Modifikation derselben, die 10 und 12 gezeigt sind, ist die Metallplatte 104 durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an sowohl der unteren Oberfläche als auch der oberen Fläche der Flanschteile 103a gebildet und daran thermisch gebunden. Das heißt das Konzept der Struktur der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von den herkömmlichen Strukturen, bei denen die Metallplatte, die zu dem Flanschteil vorspringt, lediglich gebogen ist, oder der Flanschteil und die Metallplatte gerollt sind und thermisch aneinander gebunden sind.
  • Die Struktur des Versiegelungsteils in der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und der ersten Modifikation derselben hat drei oder mehr Metallschichten. Die Metallplatte ist dementsprechend mit dem an Metall haftenden Harzfilm 106 an beide Oberflächen des Flanschteils thermisch gebunden. Die Metallplatte, mit der der konkave Teil des Außenmantels 103 versiegelt ist, ist mit anderen Worten durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an die untere Oberfläche des Flanschteils 103a thermisch gebunden, und die Metallplatte ist durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an die obere Oberfläche des Flanschteils 103a thermisch gebunden. Wenn der Versiegelungsteil eine Struktur hat, die vier, fünf oder mehr Metallschichten aufweist, ist die Metallplatte durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an sowohl die obere als auch die untere Oberfläche des Flanschteils thermisch gebunden, und eine Kombination der Metallplatte, des Flanschteils und des an Metall haftenden Harzfilms 106 ist gestapelt, um eine Laminationsstruktur zu erzeugen, und thermisch aneinander gebunden.
  • Verglichen mit der herkömmlichen versiegelten Struktur, bei der die Metallplatte durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 lediglich an eine Oberfläche des Flanschteils thermisch gebunden ist, erhöht die Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und der ersten Modifikation desselben die Bindungskraft zwischen dem Flanschteil und der Metallplatte und hat eine Beständigkeit gegen die interne mechanische Spannung, die erzeugt wird, wenn Gas in dem konkaven Teil des Außenmantels 103 erzeugt wird.
  • Das heißt das Gas wird in dem elektrische Leistung erzeugenden Element, das in dem konkaven Teil des Außenmantels 103 aufgenommen ist, erzeugt, und das erzeugte Gas erhöht den Innenseitendruck des konkaven Teils, Kriechdehnungen werden durch den Innendruck erzeugt, und die Metallplatte wird von dem Flanschteil separiert, oder der konkave Teil wird bei der herkömmlichen versiegelten Batterie gebrochen.
  • Da andererseits die versiegelte Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 9 und 10 gezeigt ist, und der ersten Modifikation, die in 12 gezeigt ist, die verbesserte versiegelte Struktur hat, bei der die Metallplatte durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an beide Oberflächen des Flanschteils thermisch gebunden ist, und diese Kombination der Metallplatte, des Flanschteils und des an Metall haftenden Harzfilms 106 gestapelt ist, um eine Laminationsstruktur herzustellen, ist es möglich, die Bindungskraft zwischen dem Flanschteil 103a und der Metallplatte 104 zu erhöhen und die Widerstandskraft gegen den Innendruck, der erzeugt wird, wenn Gas in dem Inneren des konkaven Teils des Außenmantels erzeugt wird, zu erhöhen. Diese Struktur macht es möglich, zu verhindern, dass der Flanschteil von der Metallplatte separiert wird, und zu verhindern, dass sowohl der Flanschteil als auch die Metallplatte gebrochen werden.
  • Da ferner die Struktur der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und der ersten Modifikation die Metallplatte 104 an beide Oberflächen des Flanschteils an der Außenperipherie des Außenmantels thermisch binden muss, ist es möglich, die versiegelte Batterie ohne quasi ein Erhöhen des Gesamtgewichts und des Herstellungsaufwands zu erzeugen.
  • (Zweite Modifikation)
  • Eine Beschreibung einer zweiten Modifikation der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 13 angegeben.
  • 13 ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des thermisch gebundenen Teils in dem Flanschteil des Außenmantels in der versiegelten Batterie als die zweite Modifikation des ersten exemplarischen Ausführungsbeispiels, das in 9 und 10 gezeigt ist, zeigt.
  • Bei der Struktur, die in 13 gezeigt ist, ist wie bei dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 10 gezeigt ist, die Metallplatte 104 zu der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a gebogen und durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an die obere Oberfläche des Flanschteils 103a thermisch gebunden.
  • Wie durch ein Bezugszeichen 104a, das in 13 gezeigt ist, bezeichnet ist, ist ein Teil der Metallplatte 104, der durch den an Metall haftenden Harzfilm 106 an der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a gebildet ist, verstemmt, um einen konkaven Teil einer Metallplatte 104 herzustellen.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie, die die Metallplatte mit dem verstemmten Teil 104a, wie in 13 gezeigt ist, hat, ist es, da der Versiegelungsteil des Flanschteils 103 und der Metallplatte 104 stärker aneinander gebunden sind, möglich, die Widerstandskraft gegen die mechanische Spannung, die erzeugt wird, wenn Gas in dem Inneren des konkaven Teils des Außenmantels 103 erzeugt wird, stärker zu erhöhen. Dies kann verhindern, dass der Flanschteil 103a von der Metallplatte 104 separiert wird, oder der Flanschteil 103a und die Metallplatte 104 gebrochen werden.
  • Es ist ferner möglich, den verstemmten Teil 104a an der Metallplatte 104 auf der Seite der unteren Oberfläche des Flanschteils 103a herzustellen.
  • Es ist ferner möglich, zwei oder mehr verstemmte Teile an der Metallplatte 104 auf der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a (der in 13 gezeigt ist) und an der Metallplatte 104 auf der Seite der unteren Oberfläche des Flanschteils 103a herzustellen.
  • Es ist ferner möglich, den verstemmten Teil 104a bei der ersten Modifikation der versiegelten Batterie, die in 12 gezeigt ist, herzustellen.
  • Es ist ferner möglich, zwei oder mehr verstemmte Teile an der Metallplatte 104 auf der Seite der oberen Oberfläche des Flanschteils 103a und an der Metallplatte 104 auf der Seite der unteren Oberfläche des Flanschteils 103a in der versiegelten Batterie gemäß der ersten Modifikation, die in 12 gezeigt ist, herzustellen.
  • Zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung ist über die versiegelte Batterie 100-2 gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 14 angegeben.
  • 14 ist eine perspektivische Ansieht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-2 gemäß einem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie 100-2 gemäß dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 14 gezeigt ist, wirkt der Außenmantel 103-2 ferner als die Leitung einer positiven Elektrode. Diese Struktur unterscheidet sich von der Struktur der versiegelten Batterie 100-1 gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 9 gezeigt ist. Das heißt die Leitung der positiven Elektrode springt von der versiegelten Batterie 100-2 gemäß dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel nicht vor. Wie 14 gezeigt ist, springt andererseits die Leitung 102 einer negativen Elektrode von dem Außenmantel 103-2 vor.
  • Die Struktur der versiegelten Batterie 100-2 gemäß dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel macht es möglich, den Herstellungsaufwand, das Gesamtgewicht der versiegelten Batterie und die Gesamtzahl von Komponenten, die die versiegelte Batterie bilden, zu verringern, da die versiegelte Batterie 100-2 gemäß dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel keine Leitung der positiven Elektrode erfordert, und der Außenmantel 103-2 verglichen mit der Struktur und dem Herstellungsaufwand der versiegelten Batterie gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel als die Leitung der positiven Elektrode wirkt.
  • Bei der versiegelten Batterie 100-2 gemäß dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel ist es ferner möglich, dass der Außenmantel als die Leitung der negativen Elektrode statt als die Leitung der positiven Elektrode wirkt. Bei dieser Struktur springt die Leitung der positiven Elektrode lediglich von dem Außenmantel 103-2 vor.
  • Drittes exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung ist über die versiegelte Batterie 100-3 gemäß einem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 15 angegeben.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-3 gemäß dem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie 100-3 gemäß dem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in 15 gezeigt ist, wirkt die Metallplatte 104-3 als die Leitung einer negative Elektrode, und zusätzlich dazu wirkt der Außenmantel 103-2 als die Leitung einer positiven Elektrode. Das heißt die Leitung der negativen Elektrode springt von der versiegelten Batterie 100-3 nicht wie die Leitung der positiven Elektrode vor. Diese Struktur der versiegelten Batterie 100-3 gemäß dem dritten exemplarischen Ausführungsbeispiel verringert den Herstellungsaufwand, um die Leitung der positiven Elektrode und die Leitung der negativen Elektrode zu erzeugen, und verringert die Gesamtzahl von Komponenten, die die versiegelte Batterie bilden, da die Metallplatte 104-3 verglichen mit jenen versiegelten Batterien gemäß dem ersten exemplarischen Ausführungsbeispiel und dem zweiten exemplarischen Ausführungsbeispiel als die Leitung der negativen Elektrode wirkt, und der Außenmantel 103-2 als die Leitung der positiven Elektrode wirkt.
  • Es ist ferner möglich, dass die Metallplatte 104-3 als die Leitung 101 der positiven Elektrode wirkt und der Außenmantel 103-2 als die Leitung 102 der negativen Elektrode wirkt.
  • Viertes exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung ist über die versiegelte Batterie 100-4 gemäß einem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 16 angegeben.
  • 16 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-4 gemäß dem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie 100-4 gemäß dem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie in 16 gezeigt ist, hat die Oberfläche des Außenmantels 103-4, die von der Oberfläche der Metallplatte 104 abgewandt ist, eine unebene Form, die aus säulenförmigen konkaven Teilen 103b und säulenförmigen konvexen Teilen 103c, die von einer Seite zu der anderen Seite des Außenmantels 103-4 abwechselnd angeordnet sind, zusammengesetzt ist. Die säulenförmigen konkaven Teile 103b und die säulenförmigen konvexen Teile 103c sind parallel auf der Oberfläche des Außenmantels 103-4, der in 16 gezeigt ist, angeordnet. Die säulenförmigen konkaven Teile 103b und die säulenförmigen konvexen Teile 103c sind mit anderen Worten auf dem Außenmantel 103-4 von einer Seite zu der anderen Seite desselben abwechselnd gebildet.
  • Diese Struktur der versiegelten Batterie 100-4 gemäß dem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel hat einen verbesserten Abstrahlungseffekt oder eine verbesserte Kühlfähigkeit, da die Oberfläche des Außenmantels 103-4 eine unebene Oberfläche hat, an der die säulenförmigen konkaven Teile 103b und die säulenförmigen konvexen Teile 103c abwechselnd gebildet sind, und diese Struktur erhöht den gesamten Oberflächenbereich der Oberfläche des Außenmantels 103-4. Ein solcher verbesserter Abstrahlungseffekt kann unterdrücken, dass die Bindungskraft zwischen der Metallplatte 104 und dem Flanschteil 103a des Außenmantels 103-4 verringert wird.
  • Es ist insbesondere vorzuziehen, dass die Höhe h1 von jedem der säulenförmigen konvexen Teile 103c innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm ist. Dies macht es möglich, zu unterdrücken, dass das Gesamtvolumen der versiegelten Batterie erhöht wird, während der vorhergehende verbesserte Abstrahlungseffekt beibehalten wird.
  • Fünftes exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung über die versiegelte Batterie 100-5 gemäß einem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf 17 angegeben.
  • 17 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-5 gemäß einem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie 100-5 gemäß dem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 17 gezeigt ist, wirkt der Außenmantel 103-5 ferner als die Leitung 101 einer positiven Elektrode, und der Außenmantel 103-5 hat die unebene Oberfläche wie die Struktur des Außenmantels 103-4, der in 16 gezeigt ist. Das heißt die Leitung 101 der positiven Elektrode springt von der versiegelten Batterie 100-5 nicht vor, und der Außenmantel 103-5 hat die Funktion der Leitung 101 der positiven Elektrode.
  • Diese Struktur der versiegelten Batterie 100-5 gemäß dem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel, das in 17 gezeigt ist, kann den Herstellungsaufwand verringern, um die Leitung der positiven Elektrode zu erzeugen, und kann das Gesamtgewicht der versiegelten Batterie und die Gesamtzahl von Komponenten, die die versiegelte Batterie bilden, verringern, da die versiegelte Batterie 100-5 gemäß dem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel die Leitung der positiven Elektrode nicht erfordert, und der Außenmantel 103-5 wirkt als die Leitung der positiven Elektrode.
  • Es ist ferner möglich, dass der Außenhantel 103-5 als die Leitung einer negativen Elektrode, die von dem Außenmantel 103-5 nicht vorspringt, wirkt. Bei dieser Struktur springt die Leitung der positiven Elektrode lediglich von dem Außenmantel 103-5 vor.
  • Sechstes exemplarisches Ausführungsbeispiel
  • Eine Beschreibung ist über die versiegelte Batterie 100-6 gemäß einem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 18 angegeben.
  • 18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Außenstruktur der versiegelten Batterie 100-6 gemäß dem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Bei der Struktur der versiegelten Batterie 100-6 gemäß dem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 18 gezeigt ist, wirkt die Metallplatte 104-6 als die Leitung 102 einer negativen Elektrode, und der Außenmantel 103-5 wirkt als die Leitung einer positiven Elektrode. Das heißt die Leitung 102 der negativen Elektrode springt von der versiegelten Batterie 100-6 wie auch die Leitung der positiven Elektrode nicht vor. Diese Struktur der versiegelten Batterie 100-6 gemäß dem sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiel verringert den Herstellungsaufwand, um die Leitung der positiven Elektrode und die Leitung der negativen Elektrode zu erzeugen, und verringert die Gesamtzahl von Komponenten, die die versiegelte Batterie bilden, da verglichen mit jenen der versiegelten Batterien gemäß dem vierten exemplarischen Ausführungsbeispiel und dem fünften exemplarischen Ausführungsbeispiel die Metallplatte 104-6 als die Leitung der negativen Elektrode wirkt und der Außenmantel 103-5 als die Leitung der positiven Elektrode wirkt.
  • Es ist ferner möglich, dass die Metallplatte 104-6 als die Leitung 101 der positiven Elektrode wirkt, und dass der Außenmantel 103-5 als die Leitung 102 der negativen Elektrode wirkt.
  • Es ist vorzuziehen, die versiegelte Batterie gemäß jedem der ersten bis sechsten exemplarischen Ausführungsbeispiele und deren Modifikationen auf das Gebiet der Lithiumionen-Sekundärbatterien anzuwenden, um die gleichen Wirkungen und Effekte der versiegelten Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung zu haben.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben sind, ist es für Fachleute offensichtlich, das verschiedene Modifikationen und Alternativen an Details im Lichte der gesamten Lehren der Offenbarung entwickelt werden könnten. Die besonderen offenbarten Anordnungen sind dementsprechend lediglich darstellend gemeint und nicht auf den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung begrenzt, dem die volle Breite der folgenden Ansprüche und aller Äquivalente derselben gegeben ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 2003-288863 [0021]

Claims (13)

  1. Versiegelte Batterie (100) mit: einem elektrische Leistung erzeugenden Element, das einen Elektrodenkörper, einen Elektrolyten und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist; einer Leitung (101) der positiven Elektrode, die mit der positiven Elektrode elektrisch verbunden ist, und einer Leitung der negativen Elektrode (102), die mit der negativen Elektrode elektrisch verbunden ist; einem Außenmantel (103), der aus Metall hergestellt ist und der einen Flanschteil (103a) und einen konkaven Teil hat, wobei sich der Flanschteil (103a) von der Außenperipherie des Außenmantels (103) zu der Außenseite desselben erstreckt, und der konkave Teil das elektrische Leistung erzeugende Element aufnimmt; und einer Metallplatte (104), die konfiguriert ist, um den konkaven Teil des Außenmantels (103) zu bedecken, um den konkaven Teil zu versiegeln, wobei die Metallplatte (104) und der Flanschteil (103a) durch einen an Metall haftenden Harzfilm (106), der zwischen der Oberfläche des Flanschteils (103a) und der Metallplatte (104) platziert ist, thermisch aneinander gebunden sind, wobei der thermisch gebundene Teil zwischen der Metallplatte (104) und dem Flanschteil (103a) des Außenmantels (103) eine Laminationsstruktur hat, bei der die Metallplatte (104) nicht weniger als drei Metallschichten aufweist, und der Flanschteil (103a) und die Metallschicht durch den an Metall haftenden Harzfilm (106) abwechselnd gestapelt sind.
  2. Versiegelte Batterie (100) mit: einem elektrische Leistung erzeugenden Element, das einen Elektrodenkörper, einen Elektrolyten und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode aufweist; einer Leitung (101) der positiven Elektrode, die mit der positiven Elektrode elektrisch verbunden ist, und einer Leitung (102) der negativen Elektrode, die mit der negativen Elektrode elektrisch verbunden ist; einem Außenmantel (103), der aus Metall hergestellt ist und der einen Flanschteil (103a) und einen konkaven Teil hat, wobei sich der Flanschteil (103a) von der Außenperipherie des Außenmantels (103) zu der Außenseite desselben erstreckt, und der konkave Teil das elektrische Leistung erzeugende Element aufnimmt; und einer Metallplatte (104), die konfiguriert ist, um den konkaven Teil des Außenmantels (103) zu bedecken, um den konkaven Teil zu versiegeln, wobei die Metallplatte (104) und eine Oberfläche des Flanschteils (103a) durch einen an Metall haftenden Harzfilm (106), der zwischen der Oberfläche des Flanschteils (103a) und der Metallplatte (104) platziert ist, thermisch aneinander gebunden sind, wobei die Metallplatte (104) zu der Außenseite des Flanschteils (103a) vorspringt, und der vorspringende Teil der Metallplatte (104) mit dem an Metall haftenden Harzfilm (106) zu der anderen Oberfläche des Flanschteils (103a) gebogen ist, und der gebogene Teil der Metallplatte (104) und die andere Oberfläche des Flanschteils (103a) durch den an Metall haftenden Harzfilm (106) thermisch gebunden sind.
  3. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1 bei der die Metallplatte (104) und der Außenmantel (103) aus einem Metall hergestellt sind, das aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Kupfer, Nickel und nickelplattiertem Kupfer ausgewählt ist.
  4. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 3 bei der die Metallplatte (104) und der Außenmantel (103) eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm haben.
  5. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1 bei der die Oberflächen der Metallplatte (104) und des Flanschteils (103a) aus einem Metall hergestellt sind, das aus einem chromatierten Metall, einem Alumit behandelten Metall oder einem Böhmit behandelten Metall ausgewählt ist.
  6. Versiegelte (100) Batterie nach Anspruch 1 bei der der an Metall haftenden Harzfilm (106) ein säuremodifiziertes Polyolefin-Harz ist.
  7. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 2, bei der der thermisch gebundene Teil zwischen einer Oberfläche des Flanschteils (103a) und der Metallplatte (106), der in eine Oberflächenrichtung gebogen ist, ferner zu der anderen Oberfläche des Flanschteils (103a) gebogen ist und mit dem an Metall haftenden Harzfilm (106) mindestens ein oder mehr Male gerollt ist und thermisch zusammen gebunden ist.
  8. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1, bei der die Oberfläche der Metallplatte (104), die an die Oberfläche des Flanschteils (103a) thermisch gebunden ist, verstemmt (104a) ist.
  9. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1, bei der der Außenmantel (103) mit entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode des Elektrodenkörpers elektrisch verbunden ist, und sich die Elektrodenleitung (101, 102), die mit der anderen Elektrode verbunden ist, von dem konkaven Teil des Außenmantels (103) zu der Außenseite der versiegelten Batterie (100) erstreckt.
  10. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1, bei der der Außenmantel (103) mit entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode des Elektrodenkörpers elektrisch verbunden ist, und die Metallplatte (104) mit der anderen Elektrode elektrisch verbunden ist.
  11. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1, bei der eine Oberfläche des Außenmantels (103), die zu der Metallplatte (104) gewandt ist, eine unebene Form hat.
  12. Versiegelte (100) Batterie nach Anspruch 11, bei der die unebene Form der Oberfläche des Außenmantels (103) aus einer Mehrzahl von säulenförmigen konkaven Teilen (103b) und säulenförmigen konvexen Teilen (103c) zusammengesetzt ist, und eine Höhe (h1) von jedem der säulenförmigen konvexen Teile (103c) innerhalb eines Bereichs von 0,1 mm bis 2,0 mm ist.
  13. Versiegelte Batterie (100) nach Anspruch 1, bei der die versiegelte Batterie eine Lithiumionen-Sekundärbatterie ist.
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