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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Batterie-Paket.
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Die
meisten herkömmlichen
Batteriegehäuse,
die die Bauelemente einer Batterie enthalten, sind Metallgehäuse. Verschiedene
elektronische Geräte,
einschließlich
Notebook-Computern und tragbare Telefonsets wurden entwickelt und
haben Verbreitung gefunden und in den letzten Jahren wurden Anstrengungen
zur Verringerung des Gewichts und der Dicke derartiger elektronischen
Geräte
unternommen. Der Bedarf für
die Entwicklung von dünnen
Batterien mit niedrigem Gewicht, die weniger Raum benötigen nahm
mit der fortschreitenden Verringerung des Gewichts und der Dicke
derartiger elektronischer Geräte
zu.
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Für die Forschung
und Entwicklung verschiedener leichtgewichtiger dünner Blattbatterien
unter Verwendung von Elektroden und Elektrolyten aus Polymermaterialien
wurden Arbeiten durchgeführt,
um einem derartigen Bedarf zu genügen. Dennoch wurden keine leichten
dünnen
Batteriegehäuse
für Blattbatterien
bereitgestellt, die alle notwendigen Eigenschaften, einschließlich von
Festigkeit, Feuchtigkeits- und Gasundurchlässigkeit, der Fähigkeit
zur Versiegelung und Haftvermögen
an Elektroden und Anschlussklemmen, erfüllen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehenden Probleme
durchgeführt
und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Batterie-Paket
mit einem leichten dünnen
Blatt für
leichtgewichtige dünne
Batteriegehäuse
mit ausgezeichneten Eigenschaften bezüglich der Festigkeit, Haltbarkeit, Feuchtigkeits-
und Gasundurchlässigkeit,
Dichtung und Haftvermögen
an Elektroden und Anschlussklemmen und das einfach hergestellt werden
kann, bereitzustellen. Die Lösung
des vorstehenden technischen Problems wird durch Bereitstellung
des in den Ansprüchen
definierten Gegenstandes erreicht.
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Insbesondere
stellt die Erfindung ein Batterie-Paket bereit, umfassend:
eine
Batterie,
ein Batteriegehäuse,
welches die Batterie enthält,
und
Laschen, die mit der Batterie verbunden sind und sich von
dem Batteriegehäuse
nach außen
erstrecken,
wobei das Batteriegehäuse ein Batteriegehäuse-bildendes
laminiertes Blatt einschließt,
wobei das Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt:
eine erste Basisfolienschicht,
eine
Wärme-haftfähige Harzschicht,
welche an der Innenseite der ersten Basisfolienschicht angeordnet
ist, und
eine Metallfolienschicht, welche zwischen die erste
Basisfolienschicht und die Wärme-haftfähige Harzschicht geschichtet
ist, umfasst, und
wobei die Wärme-haftfähige Harzschicht aus einem
säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt in
dem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% gebildet ist; und
ein Batterie-Paket,
umfassend:
eine Batterie,
ein Batteriegehäuse, welches
die Batterie enthält,
und
Laschen, die mit der Batterie verbunden sind und sich von
dem Batteriegehäuse
nach außen
erstrecken,
wobei das Batteriegehäuse ein Batteriegehäuse-bildendes
laminiertes Blatt einschließt,
wobei das Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt:
eine erste Basisfolienschicht,
eine
Wärme-haftfähige Harzschicht,
welche an der Innenseite der ersten Basisfolienschicht angeordnet
ist, und
eine Metallfolienschicht, welche zwischen die erste
Basisfolienschicht und die Wärme-haftfähige Harzschicht geschichtet
ist, umfasst, und
wobei die Wärme-haftfähige Harzschicht eine Schicht
aus einem Polyolefinharz und eine Schicht aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt
in dem Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% umfasst.
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Die 1 bis 5 sind
typische Schnittansichten einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 6 bis 9 sind
typische Schnittansichten einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 10 bis 12 sind
typische Schnittansichten einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 13 bis 16 sind
typische Schnittansichten einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 17 bis 20 sind
typische Schnittansichten einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 21 bis 23 sind
typische Schnittansichten einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 24 bis 28 sind
typische Schnittansichten einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 29 bis 33 sind
typische Schnittansichten einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 34 bis 36 sind
typische Schnittansichten einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 37 bis 44 sind
typische Schnittansichten einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 45 bis 48 sind
typische Schnittansichten einer elften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 49 bis 54 sind
typische Schnittansichten einer zwölften erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 55 bis 57 sind
typische Schnittansichten einer dreizehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 58 bis 60 sind
typische Schnittansichten einer vierzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 61 bis 64 sind
typische Schnittansichten einer fünfzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 65 bis 69 sind
typische Schnittansichten einer sechzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 70 bis 71 sind
typische Schnittansichten einer siebzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 72 bis 73 sind
typische Schnittansichten einer achtzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 74 bis 75 sind
typische Schnittansichten einer neunzehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 76 bis 77 sind
typische Schnittansichten einer zwanzigsten erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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die 78 ist eine typische Ansicht einer einundzwanzigsten
erfindungsgemäßen Ausführungsform,
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Erste Ausführungsform
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Eine
erste erfindungsgemäße Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Ein Polymerbatterie-Paket 50 wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
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Das
Polymerbatterie-Paket 50 umfasst ein Batteriegehäuse 51,
eine Polymerbatterie 50a, die in dem Batteriegehäuse 51 enthalten
ist, und ein Paar Laschen 59 und 60, die mit der
Polymerbatterie verbunden sind und von dem Batteriegehäuse 51 nach
außen
ragen.
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Das
Batteriegehäuse 51 wird
durch Warmversiegeln laminierter Blätter gebildet, das später beschrieben
wird.
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Die
Polymerbatterie 50a weist eine elektrolytische Gelschicht 53 auf,
die einen organischen Elektrolyt enthält, einen über der elektrolytischen Gelschicht 53 liegenden
positiven Pol 55, einen unter der elektrolytischen Gelschicht 53 liegenden
negativen Pol 56, und Kollektoren 57 und 58,
die mit dem positiven Pol 55 beziehungsweise dem negativen
Pol 56 verbunden sind. Der mit dem positiven Pol 55 verbundene
Kollektor 57 ist aus Al und der mit dem negativen Pol 56 verbundene
Kollektor 58 ist aus Cu hergestellt.
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Die
mit dem positiven Pol 55 verbundene Lasche 59 ist
eine Metalllasche aus Al oder rostfreiem Stahl, und die mit dem
negativen Pol 56 verbundene Lasche 60 ist eine
Metalllasche aus Cu, Ni oder rostfreiem Stahl.
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Ein
durch Schneiden einer porösen
Folie gebildetes Trennelement 54 ist in der elektrolytischen
Gelschicht 53, die einen organischen Elektrolyt enthält, eingebettet.
Das Trennelement 54 muss nicht notwendigerweise in der
elektrolytischen Gelschicht 53 eingebettet sein.
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Die
Polymerbatterie 50a kann ein gerollter Aufbau, ein laminierter
Aufbau oder ein gefalteter Aufbau sein.
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Die
Polymerbatterie 50a kann eine Lithiumpolymerbatterie sein.
Die Bestandteile einer Lithiumionenpolymerbatterie (LIP) und einer
Lithiummetallpolymerbatterie (LP) sind nachstehend tabellarisch
geordnet.
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In
der in 5 gezeigten Polymerbatterie
wird zwischen den sich von der Polymerbatterie 50a erstreckenden
Laschen 59 und 60 ein Potentialunterschied erzeugt
und die elektrische Energie kann durch die Laschen 59 und 60 abgeleitet
werden.
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Das
Batteriegehäuse 51 wird
beschrieben. Das Batteriegehäuse 51 wird
durch Warmversiegeln laminierter Blätter (Batteriegehäuse-bildende
Blätter)
gebildet.
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Jedes
der in den folgenden Abschnitten (1) bis (4) beschriebenen laminierten
Blätter
wird zur Bildung des Batteriegehäuse 51 verwendet.
In den laminierten Blättern
(1) bis (4) ist jede der ersten zweiten und dritten Basisfolie eine
biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie (hierin nachstehend
als „PET-Folie" bezeichnet) oder
eine biaxial orientierte Nylonfolie (hierin nachstehend als „ON"-Folie bezeichnet).
- (1) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (2) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (3) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (4) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte
Basisfolieschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
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Diese
das Batteriegehäuse
bildenden Blätter
sind mit Wärme-haftfähigen Harzschichten
in Kontakt miteinander übereinandergeschichtet,
wobei die Seitenkantenteile und Endkantenteile der Blätter durch Warmversiegeln
miteinander verbunden sind, um ein Batteriegehäuse 51 zu bilden,
das die Form einer Tasche mit einem offenen Ende aufweist, und wobei
die Bestandteile der Batterie 50a, einschließlich des
Pluspols 55, des Minuspols 56 und der elektrolytischen
Gelschicht 53 in dem Batteriegehäuse 51 eingesetzt
sind, die Laschen 59 und 60 sich von dem Batteriegehäuse 51 nach
außen
erstrecken und die Wärme-haftfähigen Harzschichten
der Kantenteile der Blätter
des offenen Endes und die Wärme-haftfähigen Harzschichten
der Kantenteile der Blätter
und der Laschen 59 und 60 durch Warmversiegeln
miteinander verbunden sind.
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Die
Wärme-haftfähigen Harzschichten
der Blätter
werden aus einem Wärme-haftfähigen Harzklebstoff nicht
nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf den Laschen 59 und 60 gebildet,
die aus einem leitfähigen
Material, wie zum Beispiel eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie
gebildet sind.
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Die
Metallfolienschicht, die zwischen die Basisfolienschichten oder
zwischen die Basisfolienschicht und die Wärme-haftfähige Harzschicht geschichtet
ist, dient als eine ausgezeichnete Barriere gegen Feuchtigkeit und
Gase und wird durch die erste, die zweite und/oder die dritte Basisfolienschicht
und/oder die Wärme-haftfähige Harzschicht
geschützt.
Daher wird die Metallfolienschicht nicht rissig werden und es werden
keine feinen Löcher
in der Metallfolienschicht gebildet, so dass die Metallfolienschicht
in der Lage ist, ihre befriedigende Gasundurchlässigkeitseigenschaft zu bewahren.
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Die
erste, die zweite oder die dritte Basisfolienschicht, die auf die äußere oder
innere Oberfläche
der Metallfolienschicht laminiert ist, schützt die Metallfolienschicht,
gibt Festigkeit und Beständigkeit
gegen verschiedene gefährliche äußere Einwirkungen auf
das Blatt und die Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt, die
am weitesten innen liegende Schicht, verleiht dem Blatt die Eigenschaft
des Warmversiegelns.
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Die
erste Basisfolienschicht wird mindestens auf einer Oberfläche der
Metallfolienschicht gebildet und die Wärme-haftfähige Harzschicht wird mindestens
auf der anderen Oberfläche
der Metallfolienschicht gebildet. Da die erste Basisfolienschicht
und die Wärme-haftfähige Harzschicht
nicht leitfähig
sind, ist das das Batteriegehäuse
bildende Blatt ein elektrisch nicht leitfähiges Blatt.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht
des laminierten Blatts ist ein säuredenaturiertes
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%.
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Das
die Wärme-haftfähige Harzschicht
bildende säuredenaturierte
Polyolefinharz ist zufrieden stellend Wärme-haftfähig nicht nur auf in Bezug
auf sich selbst sondern ebenfalls auf die Laschen 59 und 60 aus Kupfer
oder Aluminium. Daher kann das einer Tasche mit einem offenen Ende ähnelnde
Batteriegehäuse
leicht durch Wärmeversiegeln
gebildet werden und das offene Ende, durch das sich die Laschen 59 und 60 aus
einer Metallfolie, wie zum Beispiel eine Kupfer- oder Aluminiumfolie,
erstrecken, kann zufrieden stellend und hermetisch durch Warmversiegeln
nach dem Anbringen der Batteriebestandteile in dem Batteriegehäuse versiegelt werden.
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Die
erfindungsgemäßen Materialien
des das Batteriegehäuse
bildenden Blattes und die Verfahren zur Verarbeitung der Materialien
werden nachstehend hier beschrieben.
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Das
das Batteriegehäuse
bildende erfindungsgemäße Blatt
weist als Zwischenschicht die gegen Feuchtigkeit und Gase hochundurchlässige Metallfolienschicht
auf, wobei einige der ersten, der zweiten und der dritten Basisfolienschicht
auf eine oder beide der Oberflächen
der Metallfolienschicht laminiert sind und die Wärme-haftfähige Harzschicht als die am
weitesten innen liegende Schicht ausgebildet ist.
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Eine
Aluminiumfolie und eine Kupferfolie sind zur Bildung der gasundurchlässigen Metallfolienschicht, das
heißt,
der Zwischenschicht, geeignete Materialien. Eine Aluminiumfolie
ist das besonders bevorzugte Material zur Bildung der Metallfolien schicht,
weil eine Aluminiumfolie nicht teuer, leicht zu verarbeiten und
leicht an eine Folie zu binden ist. Eine geeignete Dicke der Metallfolienschicht
ist im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Jede
der ersten, zweiten und der dritten Basisfolienschicht kann zum
Beispiel eine PET-Folie, eine ON-Folie, eine Polyethylenterephthalatfolie,
eine Polyimidfolie oder eine Polycarbonatfolie sein. PET-Folien und
ON-Folien sind im Hinblick auf Haltbarkeit, Fähigkeit, Verarbeitbarkeit und
Wirtschaftlichkeit besonders geeignet.
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Obwohl
es keinen signifikanten Unterschied in den Eigenschaften zwischen
PET-Folien und ON-Folien
gibt, weisen PET-Folien die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie
auf, sie weisen eine ausgezeichnete Steifheit, Verschleißfestigkeit
und Wärmebeständigkeit
auf und ON-Folien weisen die Eigenschaft einer relativ hohen Hygroskopie
auf und weisen eine ausgezeichnete Flexibilität, Durchstoßfestigkeit, Biegefestigkeit
und Niedrigtemperaturbeständigkeit
auf.
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Die
Dicken dieser Basisfolien liegen im Bereich von 5 bis 100 μm, bevorzugter
im Bereich von 12 bis 30 μm.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde wird bevorzugt, dass die Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die am weitesten innen liegende Schicht, zufrieden stellend nicht
nur auf sich selbst sondern ebenfalls an das die Laschen 59 und 60 bildende
Metall Wärme-haftfähig ist
und die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie und ein geringes
Feuchtigkeitsadsorptionsvermögen
aufweist, um das Einsickern von Feuchtigkeit in den Elektrolyt der
Polymerbatterie 50a auf das kleinstmögliche Maß zu beschränken. Es wird ebenfalls bevorzugt,
dass die Wärme-haftfähige Harzschicht
stabil und gegen Quellen und Korrosionswirkungen des Elektrolyts
unempfindlich ist.
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Wärme-haftfähige Harze,
die derartigen Anforderungen genügen,
sind zum Beispiel Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere,
Ethylen-Methacrylat-Copolymere
und Polyolefinharze, die durch Mischen eines Polyethylenharzes und
einem oder mehreren der vorstehenden Copolymere hergestellt werden,
und Polyolefinharze, die durch Mischen eines Polypropylenharzes
und einem oder mehreren der vorstehenden Copolymere hergestellt
werden. Besonders bevorzugte Wärme- haftfähige Harze
sind säuredenaturierte
Harze, die durch Modifizieren von Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Methacrylsäurecopolymeren,
Polyethylenharze, Polypropylenharzen hergestellt werden, und Harze,
die durch Pfropfcopolymerisation hergestellt werden, einschließlich Ethylen-Propylen-Copolymeren,
Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, Propylen-α-Olefin-Copolymeren,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren
und Terpolymeren derjenigen Harze durch einige der ungesättigten
Carbonsäuren
und Anhydriden ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
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Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze mit Carboxylgruppen hergestellt werden,
die in diesen Harzen durch Na+-Ionen oder
Zn2+-Ionen enthalten sind, sind zur Bildung
der Wärme-haftfähigen Harzschicht
geeignete Materialien.
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Der
Säuregehalt
der säuredenaturierten
Polyolefinharze liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%. Die Wärmehaftung
des Harzes an ein Metall ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt
und das Folienbildungsverhalten ist schlechter, wenn der Säuregehalt
mehr als 10 Gew.-% beträgt.
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Eine
geeignete Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm.
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Die
Schichten der Bestandteile können
durch ein bekanntes Trockenlaminierverfahren unter Verwendung eines
Zweikomponentenpolyurethanklebstoffs oder eines Extrusionslaminierverfahrens
(das ebenfalls Sandwich-Laminierverfahren genannt wird) laminiert
werden, das ein geschmolzenes Wärme-haftfähiges Harz,
wie zum Beispiel ein Polyethylenharz, zwischen zwei Folien extrudiert
und die Schichten der Folien und eine Schicht des zwischen die Folien
geschichteten Wärme-haftfähigen Harzes
zusammendrückt.
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Die
am weitesten innen liegende Wärme-haftfähige Harzschicht
kann durch Anbringen einer Wärme-haftfähigen Harzfolie
auf eine Folie durch ein Trockenlaminierverfahren oder ein Extrusionslaminierverfahren
gebildet werden. Falls notwendig kann ein geschmolzenes Wärme-haftfähiges Harz
auf eine mit einem Grundierungsmaterial (AC-Material, das heißt, ein
Grundiermittel) beschichteten Folienoberfläche durch Extrusionsbeschichten
aufgebracht werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird konkreter unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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Die 1, 2, 3 und 4 sind
typischer Schnittansichten von Batteriegehäuse-bildenden Blättern in erfindungsgemäßen Beispielen
zur Bildung des Batteriegehäuses 51.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2 und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
Die erste Basisfolienschicht 1a ist eine PET-Folie oder
eine ON-Folie, die als die äußerste Schicht
dient. Die Metallfolienschicht 2 ist zum Beispiel eine
Aluminiumfolie. Die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 ist
eine Schicht eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%.
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Die
erste Basisfolienschicht 1a, beispielsweise eine PET-Folie
oder eine ON-Folie, die die äußerste Schicht
des Batteriegehäuses-bildenden
Blatts 10 bilden, stellt das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit verschiedenen Arten mechanischer Festigkeit,
einschließlich
der Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und mit verschiedenen Arten der Beständigkeit,
einschließlich
der Verschleißfestigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischen Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit,
bereit. Die Metallfolienschicht, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolienschicht,
das heißt,
eine Zwischenschicht, dient als eine für Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Sperrschicht.
Die Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht, ist eine Schicht eines säuredenaturierten Polyolefinharzes
mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% und versieht das Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 mit
der Eigenschaft eines ausgezeichneten Warmversiegelungsvermögens.
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Ist
die Metallfolienschicht eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie, so weist die Metallfolienschicht eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
von 0,01 g/m2·24 h oder unterhalb davon
bei 40°C
und 90% RH auf. Die Undurchlässigkeit
gegen Wasserdampf kann leicht erhöht werden.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/(säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/(Aluminiumfolie (9 μm
dick)/säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer erste
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2 und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
Die erste Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
Blatt 10 zusätzlich mit
der zweiten Basisfolie 1b versehen, um die Fähigkeit
der ersten Basisfolie 1a auf der Außenseite der Metallfolienschicht 2 zu
verbessern, und eine zweischichtige Basisfolie wird durch die erste
Basisfolienschicht 1a und die zweiten Basisfolienschicht 1b gebildet.
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Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der zweiten Basisfolienschicht 1b ist
eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
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Obwohl
die erste Basisfolienschicht 1a und die zweite Basisfolienschicht 1b die
gleichen Arten von Folien sein können
werden vorzugsweise unterschiedliche Arten von Folien verwendet,
wie zum Beispiel eine PET-Folie oder eine ON-Folie als erste Basisfolienschicht 1a beziehungsweise
zweite Basisfolienschicht 1b, mit der Absicht, dass sich
die entsprechenden Eigenschaften der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b ergänzen.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/ON-Folie
(15 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer erste
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
Die erste Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, die zwischen die
Zwischenmetallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 geschichtet
ist, um durch Verbesserung der Schutzwirkung der Metallfolienschicht
das Blatt 10 mit einer beständigeren Sperrwirkung zu versehen.
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Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der dritten Basisfolienschicht 1c ist
eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➁ PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➂ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➃ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 1 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, um das Blatt 10 mit
verbesserten verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit und
Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen zu versehen. Da die Metallfolienschicht 2 zwischen
die erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht 2 wirksamer vor sowohl äußeren als
auch inneren Stößen, Verschleiß, physikalischen
Wirkungen und chemischen Prozessen geschützt, und das Blatt 10 weist
eine beständigere Barrierewirkung
auf.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2, einer dritten Basisfolie 1c und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
Die erste Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 2 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolienschicht 1c versehen, welche
zwischen die Metallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 geschichtet
ist.
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Die
erste, zweite und dritte Basisfolienschichten 1a, 1b und 1c versehen
das Blatt 10 mit verbesserten verschiedenen Arten der mechanischen
Festigkeit und Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen. Da die Metallfolienschicht 2 zwischen
die laminierte Schicht der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b, und der dritten Folienschicht 1c geschichtet
ist, wird die Metallfolienschicht wirksamer für die beständigere Barrierewirkung geschützt.
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Beim
Druck eines Bilds von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 1 bis 4 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht gedruckt, die auf die Oberfläche der
angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt werden.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen, Undurchlässigkeit gegen Feuchtigkeit
und Gase, Warmversiegelungsvermögen
und Verarbeitbarkeit ausgezeichnet sind und die wirtschaftlich hergestellt
werden können.
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Zweite Ausführungsform
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Eine
zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in der zweiten Ausführungsform
ist jedes beliebige der folgenden laminierten Blätter (1) bis (4). In der zweiten
Ausführungsform
weisen die laminierten Blätter
im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie diejenigen in der ersten
Ausführungsform
auf, abgesehen davon, dass die laminierten Blätter in der zweiten Ausführungsform
eine laminierte Wärme-haftfähige Harzschicht
aufweisen, die aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht besteht.
- (1) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (2) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (3) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (4) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
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Die
innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
wird durch Laminieren einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht mit einem Säuregehalt im Bereich von 0,01
bis 10 Gew.-% gebildet und die Wärme-haftfähige Harzschicht
wird auf die angrenzende Schicht so laminiert, dass die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht die innerste Oberfläche bildet. Da die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht nicht nur auf sich selbst Wärme-haftfähig ist
sondern ebenfalls auf Metalle, wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium,
kann ein Batteriegehäuse,
das durch Bearbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blattes gebildet
wird und die Form einer Tasche mit einem offenen Ende, durch welches
sich die Laschen 59 und 60 von dem Batteriegehäuse nach
außen
erstrecken, durch eine zufrieden stellende Warmversiegelung des
offenen Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden.
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Da
sowohl die Polyolefinharzschicht als auch das säuredenaturierte Polyolefinharz
als Wärme-haftfähige Harzschichten
wirksam sind, weist der warmversiegelte Teil des Batteriegehäuses eine
ausreichende Haftfestigkeit auf. Die Eigenschaften der Hygroskopie
und des Adsorbierens von Feuchtigkeit des säuredenaturierten Polyolefinharzes
sind im Vergleich zu denjenigen von Polyolefinharzen, wie zum Beispiel
Polyethylen und Polypropylen, relativ hoch und daher neigt das säuredenaturierte
Polyolefinharz dazu, Feuchtigkeit zu enthalten. Da jedoch die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht der Wärme-haftfähigen Harzschicht
mit kleiner Dicke gebildet werden kann, kann der Feuchtigkeitsgehalt
der Harzschicht auf das kleinstmögliche
Maß beschränkt werden
und die Wirkung der in der Wärme-haftfähigen Harzschicht
enthaltenen Feuchtigkeit auf den Elektrolyt kann verhindert werden.
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Da
zumindest die erste Basisfolienschicht beziehungsweise die Wärme-haftfähige Harzschicht
auf die gegenüberliegenden
Seiten der Metallfolienschicht angebracht sind, und sowohl die erste
Basisfolienschicht als auch die Wärme-haftfähige Harzschicht elektrisch
nicht leitend sind, dient das Batteriegehäuse-bildende Blatt als ein
elektrisch nicht leitendes Blatt.
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Jede
der ersten, der zweiten und der dritten Basisfolienschichten des
laminierten Blatts ist eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie
(sie wird hierin nachstehend als „PET-Folie" bezeichnet) oder eine biaxial orientierte
Nylonfolie (sie wird hierin nachstehend als „ON-Folie" bezeichnet).
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Da
PET-Folien und ON-Folien flexibel sind, weisen sie eine ausgezeichnete
Festigkeit, einschließlich der
Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Durchstoßfestigkeit, eine ausgezeichnete
Beständigkeit,
einschließlich der
Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit,
Niedertemperaturbeständigkeit
und chemischen Beständigkeit, eine
ausgezeichnete Verarbeitbarkeit für eine Laminierung und Wirtschaftlichkeit
auf, wobei das Batteriegehäuse-bildende
Blatt mit ausgezeichneten Eigenschaften mit großer Wirtschaftlichkeit und
zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Materialien
des erfindungsgemäßen Batteriegehäuse-bildenden
Blatts und Verfahren zur Verarbeitung der Materialien werden nachstehend
hierin beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
Blatt weist als Zwischenschicht die gegen Feuchtigkeit und Gase
hochundurchlässige
Metallfolienschicht auf, wobei eine oder mehrere der ersten, der
zweiten und der dritten Basisfolienschichten, die ausgezeichnete
verschiedene Arten der Festigkeit und Beständigkeit gegen schädliche Wirkungen
aufweisen, auf eine oder beide Oberflächen der Metallfolienschicht
laminiert sind, und die laminierte Wärme-haftfähige Harzschicht, die sich
aus der Polyolefinharzschicht und der säuredenaturierten Harzschicht
zusammensetzt, als innerste Schicht gebildet wird.
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Eine
Aluminiumfolie und Kupferfolie sind zur Bildung der gasundurchlässigen Metallfolienschicht,
das heißt,
der Zwischenschicht, geeignete Materialien. Eine Aluminiumfolie
ist das besonders bevorzugte Material zur Bildung der Metallfolienschicht,
da eine Aluminiumfolie nicht teuer, einfach zu verarbeiten ist und
leicht auf eine Folie gebunden werden kann. Eine geeignete Dicke
der Metallfolienschicht liegt im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Die
erste, die zweite und die dritte Basisfolienschicht können Schichten
aus zum Beispiel PET-Folien, ON-Folien, Polyethylenterephthalatfolien,
Polyimidfolien und Polycarbonatfolien sein. PET-Folien und ON-Folien
sind im Hinblick auf Haltbarkeit, Fähigkeit, Verarbeitbarkeit und
Wirtschaftlichkeit besonders geeignet.
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Obwohl
es keinen signifikanten Unterschied in den Eigenschaften zwischen
PET-Folien und ON-Folien
gibt, weisen PET-Folien die Eigenschaft niedriger Hygroskopie, eine
ausgezeichnete Steife, Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit
auf, und ON-Folien weisen die Eigenschaft relativ hoher Hygroskopie
auf und sie weisen eine ausgezeichnete Flexibilität, Durchstoßfestigkeit,
Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit auf.
-
Die
Dicken dieser Basisfolien liegen im Bereich von 5 bis 100 μm, bevorzugter
im Bereich von 12 bis 30 μm.
-
Wie
vorstehend erwähnt
wurde, wird bevorzugt, dass die Wärme-haftfähige Harzschicht, das heißt, die innerste
Schicht, nicht nur auf sich selbst sondern ebenfalls auf Metallpole
zufrieden stellend Wärme-haftfähig ist,
und die Eigenschaft geringer Hygroskopie und ein geringes Feuchtigkeitsadsorptionsvermögen aufweist, um
das Einsickern von Feuchtigkeit in den Elektrolyt einer Polymerbatterie
auf das kleinstmögliche
Maß zu
beschränken.
Es wird ebenfalls bevorzugt, dass die Wärme-haftfähige Harzschicht beständig und
gegen Quellen und Korrosionswirkungen des Elektrolyts unempfindlich
ist.
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Um
diesen Anforderungen zu genügen,
verwendet die vorliegende Erfindung eine laminierte Wärme-haftfähige Harzschicht,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht mit einem Säuregehalt im Bereich von 0,01
bis 10 Gew.-% zusammensetzt.
-
Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht wird mit der geringsten notwendigen Dicke
gebildet und auf die Polyolefinharzschicht zur Bildung der innersten
Schicht laminiert, damit die Wärme-haftfähige Harzschicht
zufrieden stellend auf die durch Verarbeitung einer Metallfolie
gebildeten Pole mittels Wärme
gebunden werden kann, und um den Feuchtigkeitsgehalt der Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf das kleinstmögliche Maß zu beschränken.
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Die
zur Bildung der Polyolefinharzschicht geeigneten Polyolefinharze,
die derartigen Anforderungen genügen,
sind zum Beispiel Polyethylenharze, Polypropylenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere, Terpolymere
dieser Harze und Harze, die durch Mischen einiger dieser Harze hergestellt
werden.
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Geeignete
Harze zur Bildung der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht mit einem Säuregehalt im Bereich von 0,01
bis 10 Gew.-% der Wärme-haftfähigen Harzschicht
sind, zum Beispiel, Harze, die durch Modifizieren von Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymeren,
Polyethylenharzen, Polypropylenharzen hergestellt werden, und Harze,
einschließlich
Ethylen-Propylen-Copolymeren,
Ethylen-α-Olefin-Copolymeren,
Propylen-α-Olefin-Copolymeren,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren und Terpolymeren
dieser Harze, die durch Pfropfcopolymerisation hergestellt werden
durch einige der ungesättigten
Carbonsäuren
und Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
Das Harz mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% weist eine ausgezeichnete Wärmehaftung
auf Metalle auf.
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Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze hergestellt werden, die in diesen
Harzen durch Na+-Ionen oder Zn2+-Ionen
enthaltene Carboxylgruppen aufweisen, sind geeignete Materialien
zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht.
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Der
Säuregehalt
der säuredenaturierten
Polyolefinharze liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%. Das Wärmehaftvermögen des
Harzes auf ein Metall ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt
und das Folienbildungsverhalten des Harzes ist schlechter, wenn
der Säuregehalt
mehr als 10 Gew.% beträgt.
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Das
säuredenaturierte
Polyolefinharz weist eine hohe Wärmehaftung
auf Metalle auf, wohingegen dasselbe die Eigenschaft einer relativ
hohen Hygroskopie und eines relativ hohen Adsorbierens von Feuchtigkeit
aufweist.
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Dementsprechend
verwendet die vorliegende Erfindung die Wärme-haftfähige Harzschicht eines laminierten
Blatts, bestehend aus der Polyolefinharzschicht und der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, damit der größte Nutzen aus den Vorteilen
des säuredenaturierten
Polyolefinharzes gezogen wird und Polyolefinharzschicht und die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht sich einander ergänzen, und bildet die innerste Schicht
des Blatts durch eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit kleinstmöglicher Dicke, um den Einfluss
von Feuchtigkeit auf das kleinste Maß zu drücken.
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Eine
geeignete Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm,
und die Dicke der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht liegt im Bereich von 1 bis 50 μm, bevorzugter
im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
Blatt kann durch geeignetes Laminieren von einigen der ersten, der
zweiten und der dritten Basisfolienschichten, der Metallfolienschicht
und der Wärme-haftfähigen Harzschicht,
die durch Laminieren der Polyolefinharz- und der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht gebildet wird, gebildet werden. Die erste
bis dritte Basisfolienschicht und die Metallfolienschicht werden durch
ein bekanntes Trockenlaminierverfahren unter Verwendung von beispielsweise
einem Zweikomponentenpolyurethanklebstoff oder durch ein Extrusionslaminierverfahren
laminiert, das ein geschmolzenes Wärme-haftfähiges Harz, wie zum Beispiel
ein Polyethylenharz, zwischen zwei Folien extrudiert und die Schichten der
Folien und eine Schicht des zwischen die Folien geschichteten Wärme-haftfähigen Harzes
zusammendrückt.
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Das
Wärme-haftfähige Harz
kann gebildet werden, indem eine Polyolefinharzfolie mit einer vorher festgelegten
Dicke und eine säuredenaturierte
Polyolefinharzfolie mit einer vorher festgelegten Dicke, die durch
ein Mehrschichtschlauchfolienextrusionsverfahren gebildet wurde,
zusammengesetzt werden und die Polyolefinharzfolie und die säuredenaturierte
Polyolefinharzfolie durch ein Trockenlaminierverfahren oder ein Extrusionslaminierverfahren
laminiert werden. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
kann ebenfalls durch Beschichten einer Oberfläche eines Basisblatts, das
durch geeignetes Laminieren von einigen der ersten bis dritten Basisfolienschichten
und der Metallfolienschicht mit einem Grundierungsmaterial (AC-Material,
das heißt, ein
Grundiermittel) gebildet wurde, und durch Laminieren einer Polyolefinharzschicht
mit einer vorher festgelegten Dicke und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
mit einer vorher festgelegten Dicke auf die Oberfläche des
mit dem Grundierungsmaterial beschichteten Basisblatts durch Coextrusion
unter Verwendung einer Coextrusionsmaschine gebildet werden.
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Beispiele
für die
zweite Ausführungsform
werden hierein nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
konkret beschrieben.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 6 bis 9 sind
typische Schnittansichten von Beispielen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
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Unter
Bezugnahme auf 6 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2 und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt, gebildet. Die erste
Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
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Die
erste Basisfolienschicht ist vorzugsweise eine PET-Folie oder eine
ON-Folie. Die Metallfolie 2 ist vorzugsweise zum Beispiel
eine Aluminiumfolie. Die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 ist
eine Schicht eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%.
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Die
erste Basisfolienschicht 1a, wie zum Beispiel eine PET-Folie
oder eine ON-Folie, die die äußerste Schicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 bilden, versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit verschiedene Arten von mechanischer Festigkeit;
einschließlich
der Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und verschiedenen Arten der Beständigkeit,
einschließlich
der Verschleißfestigkeit, Wasserbeständigkeit,
chemischen Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit.
Die Metallfolienschicht 2, beispielsweise eine Aluminiumfolieschicht,
das heißt,
eine Zwischenschicht, dient als eine für Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Barriereschicht.
Wie vorstehend erwähnt
wurde, versieht die Polyolefinharzschicht 3a und die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b mit einem Säuregehalt im Bereich von 0,01
bis 10 Gew.-% der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit der Eigenschaft eines ausgezeichneten Warmversiegelungsvermögens und
weist einen geringen Feuchtigkeitsgehalt auf.
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Ist
die Metallfolienschicht eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie, so weist die Metallfolienschicht eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
von 0,01 g/m2·24 h oder weniger bei 40°C und 90%
RH auf. Die Undurchlässigkeit gegen
Wasserdampf kann leicht erhöht
werden.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele für
das vorstehende laminierte Blatt.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(10 μm dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/(Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(10 μm dick)
-
Unter
Bezugnahme auf 7 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2 und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt, gebildet. Die erste
Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 6 gezeigten
Blatt 10 zusätzlich mit
der zweiten Basisfolie 1b versehen, um die Fähigkeit
der ersten Basisfolie 1a auf der Außenseite der Metallfolienschicht 2 zu
verbessern, und eine zweischichtige Basisfolie wird durch die erste
Basisfolienschicht 1a und die zweiten Basisfolienschicht 1b gebildet.
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Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der zweiten Basisfolienschicht 1b ist
eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
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Obwohl
die erste Basisfolienschicht 1a und die zweite Basisfolienschicht 1b die
gleichen Arten von Folien sein können,
werden vorzugsweise unterschiedliche Arten von Folien verwendet,
wie zum Beispiel eine PET-Folie und eine ON-Folie als erste Basisfolienschicht 1a beziehungsweise
zweite Basisfolienschicht 1b, mit der Absicht, dass sich
die entsprechenden Eigenschaften der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b ergänzen.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/ON-Folie
(15 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Die
Basisfolienschichten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 mit
diesem Aufbau auf der Außenseite
der Aluminiumfolienschicht weisen sowohl die Vorteile der PET-Folie als auch der
ON-Folie zusätzlich
zu den Wirkungen des in 6 gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 auf. Somit weist die äußere Oberfläche des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 verbesserte verschiedene Arten mechanischer Festigkeit
und Beständigkeit
auf und weist allgemein ausgezeichnete Eigenschaften auf.
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Unter
Bezugnahme auf 8 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer Wärme-haftfähigen Harz schicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt, gebildet. Die erste
Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 6 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, die zwischen die
Zwischenmetallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (direkt
die Polyolefinharzschicht 3a) geschichtet ist, um durch
Erhöhung
der Wirkung zum Schutze der Metallfolienschicht 2 durch
Schichten der Metallfolienschicht 2 zwischen die erste
Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c,
das Blatt 10 mit einer beständigeren Barrierewirkung zu
versehen.
-
Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der dritten Basisfolienschicht 1c ist
eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➁ PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➃ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 6 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, um das Blatt 10 mit
verbesserten verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit und
Beständigkeit
gegen schädliche
Wirkungen zu versehen. Da die Metallfolienschicht 2 zwischen
die erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht 2 wirksamer vor sowohl äußeren als
auch inneren Stößen, Verschleiß, physikalischen
Wirkungen und chemischen Prozessen geschützt, und das Blatt 10 weist
eine beständigere Barrierewirkung
auf.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2, einer dritten Basisfolie 1c und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammengesetzt ist, gebildet.
Die erste Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 7 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, welche zwischen
die Metallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (direkt
die Polyolefinharzschicht 3a) geschichtet ist.
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Wie
in 9 gezeigt ist, sind daher die erste Basisfolienschicht 1a und
die zweite Basisfolienschicht 1b auf die äußere Oberfläche der
Metallfolienschicht 2 laminiert, und die dritte Basisfolienschicht 1c ist
zwischen die Metallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 geschichtet.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10, das zusätzlich
mit der dritten Basisfolienschicht 1c versehen ist, weist
zusätzlich
zu den Funktionen und Wirkungen des in 7 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 verbesserte
verschiedene Arten der mechanischen Festigkeit und Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen auf. Da die Metallfolienschicht 2 zwischen
die laminierte Schicht der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht 2 weiterhin wirksam für die beständigere
Barrierewirkung geschützt.
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Beim
Druck eines Bilds von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 6 bis 9 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht 1a gedruckt, die auf die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt sein.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen, Undurchlässigkeit gegen Feuchtigkeit
und Gase, Warmversiegelungsvermögen
und Verarbeitbarkeit ausgezeichnet sind und die wirtschaftlich hergestellt
werden können.
-
Dritte Ausführungsform
-
Eine
dritte Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in der dritten Ausführungsform
ist jedes beliebige der folgenden laminierten Blätter (1) bis (3). Das Batteriegehäuse-bildende Blatt ist
in der dritten Ausführungsform
im Wesentlichen das gleiche wie das Batteriegehäuse-bildende Blatt in der ersten
Ausführungsform,
abgesehen davon, dass bei den laminierten Blättern in der dritten Ausführungsform
jede der ersten Basisfolienschichten und der zweiten Basisfolienschichten
eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie (hierin nachstehend
als „PET-Folie" bezeichnet) ist,
die mit einer dünnen
Siliziumdioxidfolie, einer dünnen
Aluminiumoxidfolie oder einer dünnen
Polyvinylidenchloridfolie beschichtet ist, eine biaxial orientierte
Nylonfolie (hierin nachstehend als „ON-Folie" bezeichnet) ist, die mit einer dünnen Siliziumdioxidfolie,
einer dünnen
Aluminiumoxidfolie oder einer dünnen
Polyvinylidenchloridfolie beschichtet ist, oder eine biaxial orientierte
Polypropylenfolie (hierin nachstehend als „OPP-Folie" bezeichnet) ist, die mit einer dünnen Siliziumdioxidfolie,
einer dünnen
Aluminiumoxidfolie oder einer dünnen
Polyvinylidenchloridfolie beschichtet ist, und eine Wärme-haftfähige Harzschicht
eine einschichtige Struktur einer säuredenaturier ten Polyolefinharzschicht
oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht ist.
- (1) Erste Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (2) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (3) Erste Basisfolienschicht/Verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht/Zweite
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
-
In
dem Batteriegehäuse-bildenden
Blatt des laminierten Blatts (1), wird die erste Basisfolienschicht durch
Beschichten einer Oberfläche
einer PET-Folie, einer ON-Folie oder einer OPP-Folie mit einer dünnen Siliziumdioxid-,
Aluminiumoxid oder einer Polyvinylidenchloridfolie gebildet. Die
PET-Folie, die ON-Folie oder die OPP-Folie versehen das Blatt mit
verschiedenen Arten von Festigkeit, einschließlich der Zugfestigkeit, Biegefestigkeit
und Durchstoßfestigkeit,
und verschiedenen Arten der Beständigkeit,
einschließlich
der Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit,
Niedertemperaturbeständigkeit
und chemischen Beständigkeit,
und die dünne
Folie aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder ein Polyvinylidenchlorid,
die die Oberfläche
der PET-, ON- oder
OPP-Folie bedeckt, dient als eine gegen Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Barriereschicht.
-
Eine
PET-Folie weist im Vergleich zu einer ON-Folie die Eigenschaft einer
relativ geringen Hygroskopie auf und weist eine ausgezeichnete Steife,
Zugfestigkeit, Verschleißfestigkeit
und Wärmebeständigkeit
auf. Eine ON-Folie weist im Vergleich zu einer PET-Folie die Eigenschaft
einer etwas größeren Hygroskopie
und eine ausgezeichnete Flexibilität und Durchstoßfestigkeit,
Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit auf. Eine OPP-Folie
weist die Eigenschaft einer besonders geringen Hygroskopie und einer
ausgezeichneten Feuchtigkeitsundurchlässigkeit, eine hohe Zugfestigkeit
und hohe Steife auf.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht
ist eine einschichtige Struktur einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht. Wird als Wärme-haftfähige Harzschicht eine Zweischichtstruktur
verwendet, so ist die Polyolefinharzschicht auf der Seite der ersten
Basisfolienschicht und die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht dient als innerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts. In beiden Fällen
ist die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht die innerste Schicht. Da die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht nicht nur auf sich selbst Wärme-haftfähig ist,
sondern ebenfalls auf Metalle, wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium, kann
ein Batteriegehäuse,
das durch Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts gebildet wird und die Form
einer Tasche mit einem offenen Ende aufweist, durch das sich die
Laschen 59 und 60 von dem Batteriegehäuse nach
außen
erstrecken, zufrieden stellend durch Wärmeversiegelung des offenen
Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden.
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Die
Eigenschaft der Hygroskopie und des Feuchtigkeitsadsorbierens des
säuredenaturierten
Polyolefinharzes, das die innerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts bildet, sind im Vergleich zu denjenigen von Polyolefinharzen,
wie zum Beispiel Polyethylen und Polypropylen, relativ hoch und
daher kann das säuredenaturierte
Polyolefinharz möglicherweise
die in der Atmosphäre
enthaltende Feuchtigkeit absorbieren. Eine derartige Hygroskopieeigenschaft
des säuredenaturierten
Polyolefinharzes ist für
den Elektrolyt schädlich.
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Da
jedoch die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht der Wärme-haftfähigen Harzschicht
mit kleiner Dicke gebildet werden kann, wenn die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht in Kombination mit der Polyolefinharzschicht
verwendet wird, ist die in der Wärme-haftfähigen Harzschicht
enthaltene Feuchtigkeitsmenge, sofern vorhanden, nur gering. Daher
kann die Wirkung von Feuchtigkeit auf das kleinste Maß beschränkt werden
und eine zufrieden stellende Eigenschaft der Wärmehaftfähigkeit kann erhalten werden.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt des laminierten Blatts (2) weist eine Basisfolienschicht mit
Zweischichtstruktur auf, bestehend aus der ersten Basisfolienschicht
und der zweiten Basisfolienschicht. Die Basisfolienschicht kann
zum Beispiel eine Kombination aus einer PET-Folie und einer ON-Folie
sein, die den größten Nutzen
der entsprechenden Charakteristika der PET-Folie und der ON-Folie
zusätzlich
zu den Wirkungen des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts des laminierten Blatts (1) ermög licht. Die erste und die zweite
Basisfolienschicht sorgen für
eine erhöhte
mechanische Festigkeit und Beständigkeit
gegen schädliche
Wirkungen. Das Batteriegehäuse-bildende
Blatt weist die zwei dünnen
Folien auf, die auf die erste und die zweite Basisfolienschicht
aufgetragen sind, das heißt,
die dünne
Siliziumdioxidfolie, die dünne
Aluminiumoxidfolie und/oder die dünne Polyvinylidenchloridfolie,
und selbst, wenn eine der zwei dünnen
Folien gerissen ist, kann die andere als Barriere gegen Feuchtigkeit
und Gase dienen. Daher weist das Batteriegehäuse-bildende Blatt eine erhöhte Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase auf.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt des laminierten Blatts (3) wird durch zusätzliches Einfügen eines verseiften
Ethylen-Vinylacetat-Copolymers zwischen die erste und die zweite
Basisfolienschicht des Batteriegehäuse-bildenden Blatts des laminierten
Blatts (2) gebildet. Das Batteriegehäuse-bildende Blatt des laminierten
Blatts (3) weist eine weiterhin erhöhte und stabilisierte Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase auf.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt des laminierten Blatts (3) mit den drei gegen Feuchtigkeit
und Gase undurchlässigen
Barriereschichten weist zusätzlich
zu den Wirkungen des Batteriegehäuse-bildenden Blatts
des laminierten Blatts (2) eine hohe, beständige Durchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase auf.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, verwendet das erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende Blatt keine
leitende Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie, als
Barriereschicht, und alle Schichten der Bestandteile des Blatts
sind aus elektrisch nicht leitenden Materialien hergestellt. Daher
wird ein zufälliger
Kurzschluss selbst dann nicht stattfinden, wenn die Laschen 59 und 60,
die sich von dem Batteriegehäuse 51 nach außen erstrecken,
gebogen werden, und dies garantiert eine hohe Sicherheit.
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Das
die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht bildende säuredenaturierte
Polyolefinharz weist einen Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% auf.
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Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht ist einfach zu bilden und sie ist nicht nur
auf sich selbst Wärme-haftfähig, sondern
ebenfalls auf Metalle, wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium. Dementsprechend kann
ein Batteriegehäuse,
das durch Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts gebildet
wird und die Form einer Tasche mit einem offenen Ende aufweist,
durch das sich die Laschen 59 und 60 von dem Batteriegehäuse nach
außen
erstrecken, zufrieden stellend durch Wärmeversiegelung des offenen
Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden.
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Materialien
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts und Verfahren zur Verarbeitung der Materialien werden hierin
nachstehend beschrieben.
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Jede
der ersten Basisfolienschichten und der zweiten Basisfolienschichten
ist eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie mit einer
Oberfläche,
die mit einer dünnen
Siliziumdioxidfolie, einer dünnen
Aluminiumoxidfolie oder einer dünnen
Polyvinylidenchloridfolie beschichtet ist, welche als gasundurchlässige Barriereschicht
dient.
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Die
dünne Folie
aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid kann über einer Oberfläche einer
PET-Folie, einer ON-Folie oder einer OPP-Folie durch ein Vakuumverdampfungsverfahren,
oder ein Sputterverfahren gebildet werden. Falls es notwendig ist,
kann die Oberfläche
der PET-Folie, der ON-Folie oder der OPP-Folie mit einer bekannten
Grundierungsbeschichtung vor Bildung der dünnen Folie aus Siliziumdioxid
oder Aluminiumdioxid beschichtet werden.
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Die
Dicke der dünnen
Folienschichten aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid liegt im Bereich
von 150 bis 2000 Å,
bevorzugter im Bereich von 300 bis 800 Å.
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Die
dünne Polyvinylidenchloridfolie
kann durch ein bekanntes Beschichtungsverfahren auf einer PET- oder
ON-Folie, die als Basisfolienschicht dient, gebildet werden. Eine
geeignete Dicke der Polyvinylidenchloridfolie liegt im Bereich von
1 bis 10 μm.
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Eine
verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerfolie kann als gasundurchlässige Barriereschicht
verwendet werden. Die verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerfolie
kann auf der Basisfolienschicht durch ein bekanntes Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren gebildet werden.
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Eine
geeignete Dicke der verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerfolie
liegt im Bereich von 10 bis 40 μm.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, wird bevorzugt, dass die die Wärme-haftfähige Harzschicht, die die innerste
Schicht des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts bildet, nicht auf sich selbst, sondern ebenfalls auf ein die
Pole bildendes Metall zufrieden stellend Wärme-haftfähig ist, die Eigenschaft einer
geringen Hygroskopie und eines geringen Feuchtigkeitsadsorbierens
aufweist, um das Einsickern von Feuchtigkeit in den Elektrolyt auf
das kleinstmögliche
Maß zu
beschränken,
und stabil und beständig
gegen Quellen und korrosive Wirkungen des Elektrolyts ist.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht
kann aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz gebildet werden. Geeignete säuredenaturierte Polyolefinharze
sind diejenigen, die durch Modifizieren von Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren,
Ethylen-Methacrylsäure-Copolymeren,
Polyethylenharzen, Polypropylenharzen hergestellt werden, und Harze,
die durch Pfropfcopolymerisation hergestellt werden, einschließlich von
Ethylen-Propylen-Copolymeren, Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, Propylen-α-Olefin-Copolymeren,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren
und Terpolymeren dieser Harze durch einige der ungesättigten
Carbonsäuren
und Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
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Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze mit Carboxylgruppen, hergestellt
werden, die in diesen Harzen durch Na+-Ionen
oder Zn2+-Ionen enthalten sind, sind zur
Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht geeignete
Materialien.
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Der
Säuregehalt
der säuredenaturierten
Polyolefinharze liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%. Das Wärmehaftvermögen des
Harzes an ein Metall ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt
und das Folienbildungsverhalten ist schlechter, wenn der Säuregehalt
mehr als 10 Gew.-% beträgt.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht
kann eine Einschichtstruktur von einem der vorstehenden säuredenaturierten
Polyolefinharze oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt sein,
das sich aus einer Polyolefinharzschicht und einer Schicht aus einem
der vorstehenden säuredenaturierten
Polyolefinharze zusammensetzt.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht
eines laminierten Blatts kann sich aus einer Polyolefinharzschicht eines
Polyethylenharzes, eines Polypropylenharzes, eines Ethylen-Propylen-Copolymers,
eines Ethylen-α-Olefin-Copolymers,
eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers,
eines Ethylen-Acrylat-Copolymers, eines Ethylen-Methacrylat-Copolymers, eines Ethylen-Propylen-Copolymers
oder eines Terpolymers dieser Harze zusammensetzen. Diese Harze
können
einzeln oder in einem Harz verwendet werden, das durch Mischen einiger
dieser Harze hergestellt wird.
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Eine
geeignete Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm,
und eine geeignete Dicke der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht liegt im Bereich von 1 bis 50 μm, bevorzugter
im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt besteht aus diesen Schichten, das heißt, einer gewünschten
Kombination von einigen der ersten Basisfolienschicht, der zweiten
Basisfolienschicht, der verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht,
und der Wärme-haftfähigen Harzschicht
mit der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht oder sowohl der Polyolefinharzschicht als
auch der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht.
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Diese
Schichten können
durch ein bekanntes Trockenlaminierverfahren, ein bekanntes Extrusionslaminierverfahren
oder ein Extrusionsbeschichtungsverfahren laminiert werden.
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Bei
der Bildung des laminierten Blatts (1) wird die erste Basisfolienschicht
mit einem Grundierungsmaterial (eine Grundierungsbeschichtung) beschichtet
und dann kann eine Schicht eines säuredenaturierten Polyolefinharzes
oder Schichten eines Polyolefinharzes und eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes durch ein Extrusionsverfahren oder ein Mehrschichtextrusionsverfahren
auf der ersten Basisfolienschicht gebildet werden. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
kann gebildet werden, indem Harzfolien mit vorherbestimmten Dicken zusammengesetzt
werden, die durch ein Schlauchfolienextrusionsverfahren, durch ein
Trockenlaminierverfahren gebildet wurden, beispielsweise unter Verwendung
eines Zweikomponentenpolyurethanklebstoffs oder durch Extrudieren
eines Polyethylenharzes oder anderen Wärme-haftfähigen Harzes zwischen Harzschichten und
Zusammendrücken
der Harzschichten.
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Die
erste und die zweite Basisfolienschicht des laminierten Blatts (2)
kann entweder durch ein Trockenlaminierverfahren oder eine Extrusionslaminierverfahren
laminiert werden. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
kann durch das Verfahren gebildet werden, das zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht
des laminierten Blatts (1) verwendet wurde.
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Die
verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht kann durch Bildung
einer verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerfolie mit einer vorher
festgelegten Dicke gebildet werden, und die erste Basisfolienschicht, die
verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht
und die zweite Basisfolienschicht können entweder durch ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren laminiert werden. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
kann durch das Verfahren gebildet werden, das zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht des
laminierten Blatts (1) verwendet wurde.
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Beispiele
der dritten Ausführungsform
werden nachstehend konkret unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 10 bis 12 sind
typische Schnittansichten von Beispielen Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
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Ein
in 10(a) gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 wird durch Laminieren einer ersten Basisfolienschicht 1a,
das heißt,
einer Außenschicht,
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, das heißt,
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
gebildet.
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Die
erste Basisfolienschicht 1a ist eine PET-Folie oder eine
ON-Folie mit einer Oberfläche,
die mit einer dünnen
Siliziumdioxidfolie, einer dünnen
Aluminiumdioxidfolie oder einer dünnen Polyvinylidenchloridfolie beschichtet
ist. Die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 wird
vorzugsweise auf die beschichtete Oberfläche der ersten Basisfolienschicht 1a gebunden,
um eine Beschädigung
durch Verschleiß oder
dergleichen der dünnen Siliziumdioxidfolie,
der dünnen
Aluminiumoxidfolie oder der dünnen
Polyvinylidenchloridfolie, die auf der ersten Basisfilmschicht 1a aufgetragen
sind, zu verhindern.
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Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3 wird aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% gebildet.
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In
diesem Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 versieht die PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie,
die als äußerste erste
Basisfolienschicht 1a dienen, das Blatt 10 mit
mechanischer Festigkeit, einschließlich von Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und mit Beständigkeit, einschließlich von Verschleißfestigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit.
Die dünne
Siliziumdioxidfolie, die dünne
Aluminiumoxidfolie oder die dünne
Polyvinylidenchloridfolie, die auf der ersten Basisfolienschicht 1a aufgetragen
sind, versehen das Blatt 10 mit einer ausgezeichneten Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase. Die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 versieht
das Blatt 10 mit einer ausgezeichneten Fähigkeit
zum Warmversiegeln.
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Das
säuredenaturierte
Polyolefinharz weist im Vergleich zu einem Polyolefinharz die Eigenschaft
einer relativ hohen Hygroskopie und Adsorption von Feuchtigkeit
auf. Jedoch ist die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltene Feuchtigkeitsmenge gering und es
wird kein praktisches Problem auftreten, wenn die durch Verarbeitung
des Blatts 10 gebildeten Batteriegehäuse nicht an einem Ort mit
hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit über lange Zeit gelagert werden.
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Ein
in 10(b) gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 wird durch Laminieren einer ersten Basisfolienschicht 1a,
das heißt,
einer Außenschicht,
und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet,
die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b besteht, anstelle der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 des
in 10(a) gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10.
-
Obwohl
eine Grundierungsbeschichtung oder eine haftfähige Schicht eines Klebstoff
zur Trockenlaminierung zwischen der ersten Basisfolienschicht 1a und
der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 in
jedem der in den 10(a) und 10(b) gezeigten Blättern 10 gebildet
wird, ist eine derartige Grundierungsschicht oder haftfähige Schicht
ein Hilfselement und wird daher in den 10, 11 und 12 weggelassen.
-
Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 des
in 10(b) gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 kann in einer Dicke gebildet werden, die kleiner
als die der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht ist, die als Wärme-haftfähige Harzschicht 3 des
in 10(a) gezeigten Blatts 10 dient.
Daher ist die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b enthaltene Feuchtigkeitsmenge
selbst dann klein, wenn die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b Feuchtigkeit absorbiert, und daher weist
die Wärme-haftfähige Schicht 3 des
in 10(b) gezeigten Blatts 10 die
Eigenschaft geringer Hygroskopie auf.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele der in den 10(a) und 10(b) gezeigten laminierten Blätter.
- ➀ PET-Folie (16 μm dick)/Dünne Siliziumdioxidfolienschicht
(500 Å dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick)
- ➁ PET-Folie (16 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ ON-Folie (16 μm
dick)/Polyvinylidenchloridfolienschicht (3 μm dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Ein
in 11(a) gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 wird durch Hinzufügen einer zweiten Basisfolie 1b zu
dem in 10(a) gezeigte Batteriegehäuse-bildenden Blatt 10 gebildet.
Das in 11(a) gezeigte Blatt 10 wird
durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten Basisfolienschicht 1a,
der zweiten Basisfolienschicht 1b und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 eines
säuredenaturierten
Polyolefinharzes gebildet. Die erste Basisfolienschicht 1a ist
die äußerste Schicht.
-
Obwohl
die erste Basisfolienschicht 1a und die zweite Basisfolienschicht 1b dieselben
Arten von Folien sein können,
werden vorzugsweise verschiedene Arten von Folien, wie zum Beispiel
eine PET-Folie und eine ON-Folie als erste Basisfolienschicht 1a beziehungsweise
zweite Basisfolienschicht 1b, mit der Absicht verwendet,
dass sich die entsprechenden Eigenschaften der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b ergänzen. Das in 11(a) gezeigte
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist verbesserte verschiedene Arten mechanischer
Festigkeit und Beständigkeit
zusätzlich
zu den Wirkungen des in 10(a) gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 auf, und es weist eine verbesserte Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase auf, weil das Blatt 10 mit
zwei Barriereschichten aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und/oder
Polyvinylidenchlorid versehen ist.
-
Ein
in 11(b) gezeigtes Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist einen ähnlichen
Aufbau wie das in 11(a) gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 auf und ist mit einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 versehen,
die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b anstelle der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 aus
einem säuredenaturierten
Polyolefinharz des in 11(a) gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 besteht.
-
Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 des
in 11(b) gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 kann mit kleiner Dicke gebildet werden. Daher
weist die Wärme-haftfähige Schicht 3 des
in 11(b) gezeigten Blatts 10 die
Eigenschaft einer zufrieden stellenden Wärmehaftfähigkeit und geringen Hygroskopie
auf.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiel der in den 11(a) und 11(b) gezeigten laminierten Blätter.
- ➀ ON-Folie (15 μm dick) mit dünner Siliziumdioxidfolienschicht
(500 Å dick)/PET-Folie (12 μm dick) mit
dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(40 μm dick)
- ➁ PET-Folie (12 μm
dick) mit dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/ON-Folie (12 μm dick) mit dünner Siliziumdioxidfolienschicht
(500 Å dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Ein
in 12(a) gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 wird durch zusätzliches
Einfügen
einer verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht 9,
das heißt,
einer Barriereschicht, zwischen die erste Basisfolienschicht 1a und
die zweite Basisfolienschicht 1b des in 11(a) gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 gebildet;
das heißt,
das in 12(a) gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird auf durch aufeinander folgendes Laminieren
einer ersten Basisfolienschicht 1a, einer verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht 9,
einer zweiten Basisfolienschicht 1b und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 eines
säuredenaturierten
Polyolefinharzes gebildet.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10, das somit mit den drei Barriereschichten versehen
ist, weist eine Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase auf, die höher als diejenige des in 11(a) gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 ist.
-
Ein
in 12(b) gezeigtes Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist einen ähnlichen
Aufbau wie das in 12(a) gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 auf und ist mit einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 versehen,
die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b anstelle der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 aus
einem säuredenaturierten
Polyolefinharz des in 12(a) gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 besteht.
-
Das
in 12(b) gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird durch aufeinander folgendes Laminieren einer
ersten Basisfolienschicht 1a, einer verseiften Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht 9,
einer zweiten Basisfolienschicht 1b, einer Polyole finharzschicht 3a und
einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b gebildet. Die erste Basisfolienschicht 1a ist
die äußerste Schicht.
-
Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 des
in 12(b) gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 kann mit kleiner Dicke gebildet werden. Daher
weist die Wärme-haftfähige Schicht 3 des
in 12(b) gezeigten Blatts 10 die
Eigenschaft einer zufrieden stellenden Wärmehaftfähigkeit und geringen Hygroskopie
auf und das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist die Fähigkeit eines
ganz ausgezeichneten Verbundmaterials auf.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele der in den 12(a) und 12(b) gezeigten laminierten Blätter.
- ➀ PET-Folie (12 μm dick) mit dünner Siliziumdioxidfolienschicht
(500 Å dick)/Verseifter
Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht (25 μm dick)/PET-Folie (12 μm dick) mit
dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(40 μm dick)
- ➁ PET-Folie (12 μm
dick) mit dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht
(25 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)
mit dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ PET-Folie (12 μm
dick) mit dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht
(25 μm dick)/ON-Folie
(15 μm dick)
mit dünner
Siliziumdioxidfolienschicht (500 Å dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Beim
Druck eines Bildes von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 10 bis 12 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht gedruckt, die auf die Oberfläche der
angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt.
-
Vierte Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße vierte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 13 bis 16 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in der vierten Ausführungsform
ist jedes beliebige der folgenden laminierten Blätter (1) bis (4),
wobei jede einer ersten Basisfolienschicht, einer zweiten Basisfolienschicht
und einer dritten Basisfolienschicht des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie, eine
biaxial orientierte Nylonfolie oder eine biaxial orientierte Polypropylenfolie
ist, und eine Wärme-haftfähige Harzschicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts eine Einschichtstruktur einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht und
einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht ist. Das Batteriegehäuse-bildende Blatt ist mit einer Metallfolienschicht
versehen, die kleiner als die anderen Schichten ist, und die mindestens
eine Endkante auf der Innenseite der entsprechenden Endkanten der
anderen Schichten liegend aufweist und nicht an der Kante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts exponiert ist. In anderer Beziehung ist das Batteriegehäuse-bildende
Blatt in der vierten Ausführungsform
das gleiche, wie in der ersten Ausführungsform.
- (1)
Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (2) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (3) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
- (4) Erste Basisfolienschicht/Zweite Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
-
Die
Metallfolienschicht, das heißt,
eine Zwischenschicht, ist kleiner als die anderen Schichten und
daher liegt mindestens eine Kante davon auf der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist an der Kante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts nicht exponiert. Das Batteriegehäuse 51 mit dem offenen
Endteil, durch das sich die Laschen 59 und 60 bezüglich des
Batteriegehäuses 51 nach
außen
erstrecken, wird durch Warmverschweißen von zwei Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
in der vierten Ausführungsform
so gebildet, dass ein Endteil, bei dem die Endkante der Metallfolienschicht
sich auf der Innenseite der Kanten der anderen Schichten von jedem
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt befindet, den offenen Endteil des Batteriegehäuses 51 bildet.
Die Größe der Metallfolienschicht
wird so bestimmt, dass die Endkante der Metallfolienschicht kaum
einen warmversiegelten Teil erreicht, der durch Warmversiegeln des
offenen Endes des Batteriegehäuses 51 gebildet
wird. Wird auf diese Weise das Batteriegehäuse 51 gebildet, werden
die Laschen 59 und 60 durch das Batteriegehäuse 51 selbst
dann nicht kurzgeschlossen, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen
werden, was die Sicherheit des Batteriegehäuses 51 verbessert.
Die Metallfolienschicht dient als eine gegen Feuchtigkeit und Gase
ausgezeichnete undurchlässige
Barriereschicht.
-
Da
die Metallfolienschicht zwischen einigen der ersten, der zweiten
und der dritten Basisfolienschichten und der Wärme-haftfähigen Harzschicht geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht zufrieden stellend geschützt, Risse
und feine Löcher
werden in der Metallfolie nicht gebildet, und daher kann die Eigenschaft
einer ausgezeichneten Undurchlässigkeit
der Metallfolienschicht erhalten werden.
-
Jede
der ersten, der zweiten und der dritten Basisfolienschichten auf
den gegenüberliegenden
Seiten der Metallfolienschicht ist eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie
(hierin nachstehend als „PET-Folie" bezeichnet), eine
biaxial orientierte Nylonfolie (hierin nachstehend als „ON-Folie" bezeichnet) oder
eine biaxial orientierte Polypropylenfolie (hierin nachstehend als „OPP-Folie" bezeichnet). Die
erste, die zweite und die dritte Basisfolienschicht schützen die
Metallfolienschicht und versehen das Batteriegehäuse-bildene Blatt mit Festigkeit,
Funktionen und verschiedenen Arten der Beständigkeit gegen schädliche Wirkungen.
-
Die
Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht, ist eine Einschichtstruktur einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt
einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht.
Die innerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden Blatts, das mit
der Wärme-haftfähigen Harzschicht
mit entweder der Einschichtstruktur oder dem zweischichtigen laminierten
Blatt versehen ist, ist die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht. Die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht ist nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls
auf Metalle, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium zufrieden stellend
Wärme-haftfähig. Dementsprechend
kann ein Batteriegehäuse,
das durch Bearbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts gebildet
wird und die Form einer Tasche mit einem offenen Ende aufweist,
durch welches sich die Laschen 59 und 60 von dem
Batteriegehäuse
nach außen
erstrecken, durch eine zufrieden stellende Warmversiegelung des
offenen Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden.
-
Obwohl
das säuredenaturierte
Polyolefinharz, das die innerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts bildet, Polyolefinharzen, wie zum Beispiel Polyethylenharze
und Polypropylenharze, bezüglich
der Wärme-Haftfähigkeit
auf Metalle überlegen
ist, weist das säuredenaturierte
Polyolefinharz die Eigenschaft einer relativ hohen Hygroskopie und
Feuchtigkeitsabsorption auf und in manchen Fällen kann es möglicherweise etwas
von der in der Atmosphäre
enthaltenen Feuchtigkeit absorbieren.
-
Obwohl
der Grad der Feuchtigkeitsabsorption der säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
selten praktische Probleme bewirkt, verwendet die vorliegende Erfindung
eine Wärme-haftfähige Harzschicht,
die aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
besteht, und bildet die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit kleiner Dicke zur Erhöhung der Qualität des Batteriegehäuse-bildenden Blatts.
-
Bei
Verwendung einer derartigen Wärme-haftfähigen Harzschicht
ist die in der Wärme-haftfähigen Harzschicht
enthaltene Feuchtigkeitsmenge, sofern sie vorhanden ist, gering.
Daher kann die Wirkung der Feuchtigkeit auf das kleinstmögliche Maß beschränkt werden
und die Eigenschaft einer zufrieden stellenden Wärmehaftfähigkeit kann erhalten werden.
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Der
Säuregehalt
der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht der Wärme-haftfähigen Harzschicht liegt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%.
-
Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit einer derartigen Eigenschaft zeigt ein
zufrieden stellendes Folienbildungsverhalten, und sie ist nicht
nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf Metalle, wie zum Beispiel
Kupfer und Aluminium, äußerst haftfähig. Dementsprechend
kann ein Batteriegehäuse,
das durch Bearbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blattes gebildet
wird und die Form einer Tasche mit einem offenen Ende aufweist,
durch welches sich die Laschen 59 und 60 von dem
Batteriegehäuse
nach außen
erstrecken, zufrieden stellend durch Warmversiegelung des offenen
Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden.
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Materialien
des erfindungsgemäßen Batteriegehäuse-bildenden
Blatts und Verfahren zur Verarbeitung der Materialien werden hierin
nachstehend beschrieben.
-
Wie
vorstehend erwähnt
wurde, verwendet das erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende Blatt als Zwischenschicht
eine für
Feuchtigkeit und Gase hochundurchlässige Metallfolienschicht und
es wird durch geeignetes Laminieren von einer oder einigen der ersten,
der zweiten und der dritten Basisfolienschichten gebildet, die ausgezeichnete
verschiedene Arten von Festigkeit und Beständigkeit aufweisen, auf die äußere Oberfläche oder
die gegenüberliegenden
Oberflächen
der Metallfolienschicht gebildet und wobei als innerste Schicht
die Wärme-haftfähige Harzschicht
mit Einschichtstruktur aus einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
oder als ein zweischichtiges laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht so gebildet wird, dass mindestens eine Kante
der Metallfolienschicht auf der Innenseite der entsprechenden Endkanten
der anderen Schichten liegt und an der Kante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts nicht exponiert ist.
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Eine
Aluminiumfolie und eine Kupferfolie sind zur Bildung der gasundurchlässigen Metallfolienschicht, das
heißt,
der Zwischenschicht, geeignete Materialien. Eine Aluminiumfolie
ist das zur Bildung der Metallfolienschicht besonders bevorzugte
Material, weil eine Aluminiumfolie nicht teuer, einfach zu verarbeiten
ist und leicht an eine Folie gebunden werden kann. Eine geeignete
Dicke der Metallfolienschicht liegt im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Die
ersten, die zweiten und die dritten Basisfolienschichten können zum
Beispiel eine PET-Folie, eine ON-Folie, eine OPP-Folie, eine Polyethylenterephthalatfolie,
eine Polyimidfolie oder eine Polycarbonatfolie sein. Im Hinblick
auf Haltbarkeit, Fähigkeit,
Verarbeitbarkeit und Wirtschaftlichkeit sind PET-Folien und ON-Folien
besonders geeignet.
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Obwohl
es keinen signifikanten Unterschied in den Eigenschaften zwischen
PET-Folien und ON-Folien
gibt, weisen PET-Folien die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie
und einer ausgezeichneten Steife, Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit
auf, und ON-Folien weisen die Eigenschaft einer relativ hohen Hygroskopie
und eine ausgezeichnete Flexibilität, Durchstoßfestigkeit, Biegefestigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit
auf.
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Die
Dicken dieser Basisfolien liegen im Bereich von 5 bis 100 μm, bevorzugter
im Bereich von 12 bis 30 μm.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, wird bevorzugt, dass die Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht, nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls
auf das die Laschen 59 und 60 bildende Metall
zufrieden stellend Wärme-haftfähig ist
und die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie und eines geringen Feuchtigkeitsadsorptionsvermögens aufweist,
um das Einsickern von Feuchtigkeit in den Elektrolyt auf das kleinstmögliche Maß zu beschränken. Es
wird ebenfalls bevorzugt, dass die Wärme-haftfähige Harzschicht stabil ist
und gegen Quellen und korrosive Wirkungen des Elektrolyts nicht
anfällig
ist.
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Um
diesen Anforderungen zu genügen,
wird die Wärme-haftfähige Harzschicht
in Einschichtstruktur aus einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
oder als zweischichtiges laminiertes Blatt einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht gebildet.
-
Der
Säuregehalt
eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes, das die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht bildet, liegt im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-%.
-
Materialien,
die zur Bildung der Polyolefinharzschicht der Wärme-haftfähigen Harzschicht geeignet sind,
sind zum Beispiel Polyethylenharze, Polypropylenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Terpolymere der vorstehenden Polymere. Diese Materialien können einzeln
oder in einem Harz verwendet werden, das durch Mischen einiger dieser
Harze hergestellten ist.
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Harze,
die zur Bildung der säuredenaturierten
Harzschicht der Wärme-haftfähigen Harzschicht
geeignet sind, sind zum Beispiel Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere,
und Harze, die durch Modifizieren von Polyethylenharzen, Polypropylenharzen
hergestellt werden, und Harze, die durch Pfropfcopolymerisation
hergestellt werden, einschließlich
von Ethylen-Propylen-Copolymeren, Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, Propylen-α-Olefin-Copolymeren,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren,
Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren und
Terpolymeren dieser Harze, durch einige der ungesättigten Carbonsäuren und
Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
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Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze mit Carboxylgruppen, hergestellt
werden, die in diesen Harzen durch Na+-Ionen
oder Zn2+-Ionen enthalten sind, sind zur
Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht geeignete
Materialien.
-
Säuredenaturierte
Polyolefinharze mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% weisen ein zufrieden stellendes
Folienbildungsverhalten und eine zufrieden stellende Wärmehaftfähigkeit
nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf Metalle auf.
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Das
Wärmehaftvermögen des
Harzes an ein Metall ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt
und das Folienbildungsverhalten des Harzes ist schlechter, wenn
der Säuregehalt
mehr als 10 Gew.-% beträgt.
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Obwohl
die säuredenaturierten
Polyolefinharze auf Metalle hoch Wärme-haftfähig sind weisen die säuredenaturierten
Polyolefinharze die Eigenschaft einer relativ hohen Hygroskopie
und der Absorption von Feuchtigkeit auf.
-
Daher
kann die vorliegende Erfindung anstelle einer Wärme-haftfähigen Harzschicht mit Einschichtstruktur
aus einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, eine Wärme-haftfähige Harzschicht
aus einem zweischichtigen laminierten Blatt verwenden, das aus einer
Polyolefinharzschicht und einer als innerste Schicht dienenden säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht besteht. Die säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
wird mit kleinstmöglicher
Dicke gebildet, um Feuchtigkeitseinwirkung auf das kleinstmögliche Maß zu verringern.
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Eine
geeignete Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm.
Besteht die Wärme-haftfähige Harzschicht
aus einem zweischichtigen laminierten Blatt, so wird bevorzugt,
dass die Dicke der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht im Bereich von 1 bis 50 μm, bevorzugter im Bereich von
5 bis 25 μm
liegt.
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Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
Blatt wird durch geeignetes Laminieren von einigen der ersten bis
dritten Basisfolienschichten, Metallfolienschicht und der Wärme-haftfähigen Harzschicht
so gebildet, dass wenigstens eine Endkante der Metallfolienschicht,
das heißt,
der Zwischenschicht, auf der Innenseite der Endkanten der anderen
Schichten liegt.
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Bei
Bildung des laminierten Blatts können
die erste bis dritte Basisfolienschicht und die Metallfolienschicht
durch ein bekanntes Trockenlaminierverfahren beispielsweise unter
Verwendung eines Zweikomponentenpolyurethanklebstoffs oder durch
ein Extrusionslaminierverfahren laminiert werden, das ein geschmolzenes
Wärme-haftfähiges Harz,
wie zum Beispiel ein Polyethylenharz, zwischen zwei Folien extrudiert
und die Schichten der Folien und eine Schicht des zwischen die Folien
geschichteten Wärme-haftfähigen Harzes
zusammendrückt.
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Eine
Oberfläche
des Basisfolienblatts kann mit einem Grundierungsmaterial (AC-Material, das heißt, eine
Grundierbeschichtung) beschichtet werden und dann kann eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht von gewünschter
Dicke oder eine Polyolefinharzschicht von gewünschter Dicke und eine säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
von gewünschter
Dicke auf die mit dem Grundierungsmaterial beschichtete Oberfläche der
Basisfolienschicht durch ein Extrusionsverfahren oder ein Mehrschicht
Extrusionsverfahren laminiert werden. Die Wärme-haftfähige Harzschicht kann durch
Zusammensetzen von Harzfolien mit vorher festgelegten Dicken, die
durch ein Schlauchfolienextrusionsverfahren gebildet wurden, durch
ein Trockenlaminierverfahren gebildet werden.
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Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit einer Metallfolienschicht, die an den Kanten davon nicht
exponiert ist, kann leicht durch Laminieren einer Basisfolie, die
als eine der ersten bis dritten Basisfolienschichten dient, und
einer Metallfolie so hergestellt werden, dass die gegenüberliegenden
Endkanten der Metallfolie 10 bis 15 mm auf der Innenseite der entsprechenden
Endkanten des Basisfolie liegen, und durch Trimmen der gegenüberliegenden
Endkantenteile der Basisfolie entlang den Linien um 1 bis 2 mm auf
der Außenseite
der gegenüberliegenden
Endkanten der Metallfolie hergestellt werden.
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Beispiele
der vierten Ausführungsform
werden hierin nachstehend konkret unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 13 bis 16 sind
typische Schnittansichten von Beispielen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
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Unter
Bezugnahme auf 13 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2 und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt, gebildet. Die erste
Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht. Die rechte
Endkante der Metallfolienschicht, wie in 13 gezeigt
ist, liegt auf der Innenseite der Endkanten der anderen Schichten und
ist an einer Endkante des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 nicht
exponiert.
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Wird
das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 so verwendet, dass ein Endkantenteil davon, bei
dem die Endkante der Metallfolienschicht auf der Innenseite der
Kanten der anderen Schichten liegt, einem offenen Endteil des Batteriegehäuses 51 entspricht,
so werden die Laschen 59 und 60 durch die Metallfolienschicht 2 selbst
dann nicht kurzgeschlossen, wenn die Laschen 59 und 60,
die sich von dem Batteriegehäuse 51 nach außen erstrecken,
gebogen werden, was die Sicherheit des Batteriegehäuses 51 verbessert.
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Die
erste Basisfolienschicht 1a ist vorzugsweise eine PET-Folie,
eine ON-Folie oder eine OPP-Folie. Die Metallfolienschicht 2 ist
zum Beispiel eine Aluminiumfolie. Es wird besonders bevorzugt, dass
die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b (die innerste Schicht des Blatts)
der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 eine
Schicht eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% ist.
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Die
erste Basisfolienschicht 1a, die die äußerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 bildet,
versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit,
einschließlich
der Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und verschiedenen Arten der Beständigkeit,
einschließlich
der Verschleißfestigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischen Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit.
Die Metallfolienschicht 2, die als Zwischenschicht dient
(wie zum Beispiel eine Aluminiumfolienschicht), dient als eine für Feuchtigkeit
und Gase undurchlässige
Barriereschicht. Wie vorstehend erwähnt ist, versehen die Polyolefinharzschicht 3a und
die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 das
Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 mit
der Eigenschaft einer ausgezeichneten Fähigkeit zum Warmversiegeln
und mit einem geringen Feuchtigkeitsgehalt.
-
Ist
die Metallfolienschicht eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie, so weist die Metallfolienschicht eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
von 0,01 g/m2·24 h oder weniger bei 40°C und 90%
RH auf. Die Undurchlässigkeit für Wasserdampf
kein leicht erhöht
werden.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehend laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(10 μm dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ OPP-Folie (25 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(10 μm dick)
-
Unter
Bezugnahme auf 14 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2 und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt, gebildet. Die erste
Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht. Die rechte
Endkante der Metallfolienschicht 2 liegt, wie in 14 gezeigt ist, an der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist an einer Endkante der Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 nicht exponiert.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 13 gezeigten
Blatt 10 zusätzlich mit
der zweiten Basisfolie 1b versehen, um die Fähigkeit
der ersten Basisfolie 1a auf der Außenseite der Metallfolienschicht 2 zu
verbessern, und eine zweischichtige Basisfolie wird durch die erste
Basisfolienschicht 1a und die zweiten Basisfolienschicht 1b gebildet.
-
Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der zweiten Basisfolienschicht 1b ist
eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie. Obwohl die erste
Basisfolienschicht 1a und die zweite Basisfolienschicht 1b die selben
Arten von Folien sein können,
werden vorzugsweise unterschiedliche Arten von Folien verwendet,
wie zum Beispiel eine PET-Folie und eine ON-Folie als erste Basisfolienschicht 1a beziehungsweise
zweite Basisfolienschicht 1b, mit der Absicht, dass sich
die entsprechenden Eigenschaften der ersten Basisfolienschicht 1a und
der zweiten Basisfolienschicht 1b ergänzen.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/ON-Folie
(15 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ PET-Folie (12 μm
dick)/OPP-Folie (25 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➃ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/OPP-Folie (25 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Die
Basisfolienschichten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 mit
diesem Aufbau auf der Außenseite
der Aluminiumfolie weisen sowohl die Vorteile der PET-Folie als
auch der ON-Folie auf. Daher weist die äußere Oberfläche des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 verbesserte
verschiedene Arten von mechanischer Festigkeit und Beständigkeit
auf und weist allgemein ausgezeichnete Eigenschaften auf.
-
Unter
Bezugnahme auf 15 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die sich aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht 3b zusammensetzt,
gebildet. Die erste Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 13 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, die zwischen die
Zwischenmetallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (direkt
die Polyolefinharzschicht 3a) geschichtet ist, um durch
Erhöhung
der Schutzwirkung der Metallfolienschicht 2, indem die
Metallfolienschicht 2 zwischen die erste Basisfolienschicht 1a und
die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet ist, das Blatt 10 mit
einer stabileren Barrierewirkung zu versehen.
-
Die
rechte Endkante der Metallfolienschicht 2 liegt, wie in 15 gezeigt ist, an der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist an einer Endkante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 nicht exponiert.
-
Jede
der ersten Basisfolienschicht 1a und der dritten Basisfolienschicht 1c ist
eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- ➀ PET-Folie
(12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➁ PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➂ PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/OPP-Folie (25 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➃ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
- ➄ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/OPP-Folie (25 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick)
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist zusätzlich
mit der dritten Basisfolie 1c versehen, um das Blatt 10 mit
verbesserten verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit und
Beständigkeit
gegen schädliche
Wirkungen zu versehen. Da die Metallfolienschicht 2 zwischen
die erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht 2 wirksamer vor sowohl äußeren als
auch inneren Stößen, Verschleiß, physikalischen
Wirkungen und chemischen Prozessen geschützt, und das Blatt 10 weist
eine beständigere
Barrierewirkung auf.
-
Unter
Bezugnahme auf 16 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, einer zweiten Basisfolienschicht 1b,
einer Metallfolienschicht 2, einer dritten Basisfolie 1c und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet,
die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b besteht. Die erste Basisfolienschicht 1a ist
die äußerste Schicht.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist im Vergleich zu dem in 14 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 zusätzlich
mit der dritten Basisfolienschicht 1c versehen, welche
zwischen die Metallfolienschicht 2 und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (direkt
die Polyolefinharzschicht 3a) geschichtet ist.
-
Die
rechte Endkante der Metallfolienschicht 2 liegt, wie in 16 gezeigt ist, an der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist an einer Endkante der Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 nicht exponiert. Jede der ersten Basisfolienschicht 1a,
der zweiten Basisfolienschicht 1b und der dritten Basisfolienschicht 1c ist
eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10, das zusätzlich
mit der dritten Basisfolienschicht 1c versehen ist, weist
verbesserte verschiedene Arten der mechanischen Festigkeit und Beständigkeit
gegen schädliche Wirkungen
auf. Da die Metallfolien schicht 2 zwischen die laminierte
Schicht der ersten Basisfolienschicht 1a und der zweiten
Basisfolienschicht 1b, und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist, ist die Metallfolienschicht 2 weiterhin wirksam für die beständigere
Barrierewirkung geschützt.
-
Beim
Druck eines Bildes von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 13 bis 16 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht 1a gedruckt, die auf die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen, Undurchlässigkeit gegen Feuchtigkeit
und Gase, Fähigkeit
zum Warmversiegeln und Verarbeitbarkeit ausgezeichnet sind, und
die zum Schützen
der Bestandteile einer Batterie, die in einem durch Verarbeitung
des Batteriegehäuse-bildenen Blatts gebildeten
Batteriegehäuse
enthalten sind, vor der Wirkung von Feuchtigkeit, zum Verhindern
eines Kurzschlusses der Batteriepole durch deren Metallfolienschicht,
zum Garantieren der Sicherheit in der Lage sind und wirtschaftlich
hergestellt werden können.
-
Fünfte Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße fünfte Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 17 bis 20 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in der fünften
Ausführungsform
ist jedes beliebige der folgenden laminierten Blätter (1) bis (4), wobei jede
einer ersten Basisfolienschicht und einer dritten Basisfolienschicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie, eine
biaxial orientierte Nylonfolie oder eine biaxial orientierte Polypropylenfolie
ist, und eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht, die als innerste Schicht des Blatts dient,
eines oder einige eines Antihaftmittels, eines Schmiermittels und
eines Gleit mittels enthält.
In anderer Beziehung ist das Batteriegehäuse-bildende Blatt in der fünften Ausführungsform
im Wesentlichen das gleiche, wie in der zweiten Ausführungsform.
- (1) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (innerste Schicht)
- (2) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (innerste Schicht)
- (3) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte Basisfolienschicht/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (innerste Schicht)
- (4) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Dritte Basisfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (innerste Schicht)
-
Falls
es notwendig ist, wird eine nicht gezeigte haftfähige Schicht zwischen die angrenzenden
Schichten der laminierten Blätter
(1) bis (4) gebildet.
-
Die
zum Warmverschweißen
Wärme-haftfähige Harzschicht
(Versiegelungsschicht) ist in jedem der laminierten Blätter (1)
bis (3) eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit Einschichtstruktur, und die Wärme-haftfähige Harzschicht
ist in jedem der laminierten Blätter
(2) bis (4) ein zweischichtiges laminiertes Blatt, das aus einer
Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
besteht, die als innerste Schicht dient.
-
In
der folgenden Beschreibung werden biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolien,
biaxial orientierte Nylonfolien und biaxial orientierte Polypropylenfolien
als PET-Folien,
ON-Folien beziehungsweise OPP-Folien bezeichnet.
-
Die
Metallfolienschicht, das heißt,
eine Zwischenschicht, dient als ausgezeichnete für Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Barriereschicht.
Die Metallfolie ist durch eine oder beide der ersten und der dritten
Basisfolienschichten geschützt,
das heißt, durch
eine oder einige der PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien, Risse
und kleine Löcher
werden in der Metallfolienschicht nicht gebildet und daher ist das
laminierte Blatt mit verschiedenen Arten der Festigkeit und Beständigkeit
gegen schädliche
Wirkungen versehen.
-
Die
innerste Versiegelungsschicht ist eine säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
mit Einschichtstruktur oder ein zweischichtiges laminiertes Blatt
einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht.
-
In
jedem Fall ist die innerste Schicht die säuredenaturierte Polyolefinharzschicht.
Die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht ist nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls
auf Metalle, wie zum Beispiel Kupfer und Aluminium Wärme-haftfähig. Da
die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht eines oder einige eines Antihaftmittels, eines
Schmiermittels und des Gleitmittels enthält, weist das Batteriegehäuse-bildende
Blatt zufrieden stellende Gleit- und Antihafteigenschaften auf.
-
Dementsprechend
kann die Harzschicht des Batteriegehäuse-bildende Blatts leicht
eines oder einige eines Antihaftmittels, eines Schmiermittels und
des Gleitmittels enthalten, so dass das Batteriegehäuse-bildende
Blatt zufrieden stellende Gleit- und Antihafteigenschaften aufweist.
-
Dementsprechend
kann das Batteriegehäuse-bildende
Blatt leicht verarbeitet werden und es kann zufrieden stellend warmversiegelt
werden, wenn dieses zur Bildung eines Batteriegehäuses verarbeitet
wird, ein Ende des Batteriegehäuses
kann einfach zum Montieren der Bestandteile einer Batterie in dem
Batteriegehäuse
geöffnet
werden und der Teil des offenen Endes des Batteriegehäuses, durch
das sich die Laschen 69 und 60 erstrecken, kann
zufrieden stellend warmversiegelt werden.
-
Die
Versiegelungsschicht eines zweischichtigen laminierten Blatts, das
aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
besteht, weist die Eigenschaft einer ausgezeichneten Wärmehaftfähigkeit
auf. Da die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit der Eigenschaft relativ hoher Hygroskopie
dünn sein
kann, ist die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltene Feuchtigkeitsmenge relativ klein,
und die Materialien der Bestandteile der Batterie werden nicht nachteilig
durch die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltenen Feuchtigkeit beeinflusst werden.
-
Da
die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht dünn
ist, ist die Menge des säuredenaturierten
Polyolefinharzes und die Menge des Antihaftmittels, des Schmiermittels
und/oder des in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltenen Gleitmittels gering und die Materialkosten
sind gering, was wirtschaftlich vorteilhaft ist.
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Die
Metallfolienschicht ist so geformt, dass mindestens eine Endkante
der Metallfolienschicht auf der Innenseite der Endkanten der anderen
Schichten liegt und nicht an der Endkante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts exponiert ist.
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Wird
das Batteriegehäuse-bildende
Blatt so verwendet, dass ein Endkantenteil davon, bei dem die Endkante
der Metallfolienschicht auf der Innenseite der Endkanten der anderen
Schichten liegt, einem offenen Endteil des Batteriegehäuses entspricht,
so werden die Laschen 59 und 60 durch die Metallfolienschicht
selbst dann nicht kurzgeschlossen, wenn die sich von dem Batteriegehäuse nach
außen
erstreckenden Laschen 50 und 60 gebogen werden,
was die Sicherheit des Batteriegehäuses verbessert.
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Die
Materialien des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts und ein Verfahren zur Herstellung des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts werden hierin nachstehend beschrieben.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, weist das erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
Blatt die Metallfolienschicht als Zwischenschicht mit ausgezeichneter
Undurchlässigkeit
für Feuchtigkeit
und Gase auf, die erste Basisfolienschicht ist auf der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht gebildet oder die erste und die dritte Basisfolienschicht
sind auf den gegenüberliegenden
Oberflächen
der Metallfolienschicht gebildet, eine Versiegelungsschicht, wie
zum Beispiel eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht oder ein laminiertes Blatt aus einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht und einer Polyolefinharzschicht, ist auf der
Innenseite der Metallfolienschicht gebildet und die als innerste
Schicht dienende säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht enthält
ein Antihaftmittel, ein Schmiermittel und/oder ein Gleitmittel.
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Die
Metallfolienschicht, das heißt,
die Zwischenschicht, die als gasundurchlässige Barriereschicht dient,
kann eine Aluminiumfolie oder eine Kupferfolie sein. Eine Aluminiumfolie
wird besonders bevorzugt, weil diese nicht teuer ist und eine ausgezeichnete
Verarbeitbarkeit aufweist. Eine geeignete Dicke der Metallfolienschicht
liegt im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Die
erste und die dritte Basisfolienschicht können zum Beispiel einige der
PET-Folien, ON-Folien, OPP-Folien,
Polyethylennaphthalatfolien, Polyimidfolien und Polycarbonatfolien
sein. Im Hinblick auf verschiedene Arten der Festigkeit und Beständigkeit,
Fähigkeit,
einschließlich
Haltbarkeit, Verarbeitbarkeit und wirtschaftlichem Erfolg, sind
PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien besonders geeignet.
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Insbesondere
weisen PET-Folien die Eigenschaft geringer Hygroskopie, eine ausgezeichnete
Steife, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Stoßfestigkeit, Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
auf. Daher weisen PET-Folien im Allgemeinen eine ausgewogene Fähigkeit
und wenige Nachteile auf.
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ON-Folien
weisen die Eigenschaft relativ hoher Hygroskopie auf, obwohl ON-Folien
flexibel sind und eine ausgezeichnete Durchstoßfestigkeit, Stoßfestigkeit,
Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit aufweisen.
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OPP-Folien
weisen die Eigenschaft einer ausgezeichneten Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
und Wasserundurchlässigkeit,
chemischen Beständigkeit,
Zugfestigkeit und Biegefestigkeit auf. Insbesondere sind die niedrigen
Kosten ein signifikanter Vorteil von OPP-Folien.
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Die
Dicken der Basisfolien liegen im Bereich von 5 bis 100 μm, bevorzugter
im Bereich von 12 bis 30 μm.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde wird bevorzugt, dass die Versiegelungsschicht, das heißt, die
innerste Schicht, nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf
Metalle, die die Pole bilden, Wärme-haftfähig ist,
und die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie aufweist, um die
Materialen der Bestandteile einer Batterie, die in einem durch Verarbeiten
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts enthalten sind, vor der schädlichen Wirkung von Feuchtigkeit
zu schützen
Um diesen Anforderungen zu genügen,
verwendet die vorliegende Erfindung eine säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
oder eine laminierte Schicht aus einer Polyolefinharzschicht und einer
säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht (Innerste Schicht), und fügt ein Antihaftmittel, ein
Schmiermittel und/oder ein Gleitmittel der säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
hinzu, die als innerste Schicht dient, um die Eigenschaften des
Gleitens und nicht Haftens der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht zu verbessern.
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Die
Polyolefinharzschicht der Versiegelungsschicht kann aus zum Beispiel
einem der Polyethylenharze, Polypropylenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere,
Terpolymere dieser Harze und Harze, die durch Mischen einiger dieser
Harze hergestellt werden, gebildet werden.
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Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht der Versiegelungsschicht kann beispielsweise
aus einem der Ethylen-Acrylsäure-Copolymere,
Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere, und Harzen
gebildet werden, die durch Pfropfcopolymerisation von Polyolefinharzen
hergestellt werden, wie zum Beispiel Polyethylenharze, Polypropylenharze,
Ethylen-Propylen-Copolymere, Ethylen-α-Olefin-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere und Terpolymere dieser Harze,
und durch Modifikation von Harzen gebildet werden, die durch Copolymerisation
durch einige der ungesättigten Carbonsäuren und
Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid
hergestellt werden. Eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit einem Säuregehalt im Bereich von 0,01
bis 10 Gew.-% ist nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf
Metalle Wärme-haftfähig, weist
die Eigenschaft eines zufrieden stellenden Folienbildungsverhaltens
auf und ist einfach zu verwenden.
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Die
Wärmehaltung
des Harzes auf ein Metall ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehat
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt,
und das Folienbildungsverhalten des Harzes ist schlechter, wenn
der Säuregehalt
mehr als 10 Gew.-% beträgt.
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Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze mit Carboxylgruppen hergestellt werden,
die in diesen Harzen durch Na+-Ionen oder
Zn2+-Ionen enthalten sind, sind zur Bildung
der Wärme-haftfähigen Harzschicht
geeignete Materialien.
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Die
Dicke der Versiegelungsschicht liegt im Bereich von 10 bis 120 μm, vorzugsweise
im Bereich von 20 bis 100 μm.
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Ist
die Versiegelungsschicht ein zweischichtiges laminiertes Blatt,
das aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
besteht, so kann die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht dünn
sein und die Dicke kann 1 μm
oder mehr betragen. Angenommen die Dicke der Versiegelungsschicht
beträgt
100 μm,
so kann die Dicke der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht im Bereich von 1 bis 50 μm, vorzugsweise im Bereich von
5 bis 25 μm
liegen.
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Die
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht ist weich und selbstklebend. Daher weist das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt die Eigenschaft geringen Gleitens auf und die inneren Oberflächen einer
durch Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts gebildeten
Tasche haften aneinander.
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Die
vorliegende Erfindung fügt
der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, das heißt,
der innersten Schicht, ein Antihaftmittel, ein Schmiermittel und/oder
ein Gleitmittel hinzu, um ein derartiges Problem zu lösen.
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Das
Antihaftmittel, das Schmiermittel und das Gleitmittel können bekannte
Mittel sein. Geeignete Antihaftmittel sind Siliziumdioxid, Zeolith,
Talk, Diatomeenerde, Dicarboxylatamid und Polyethylen, geeignete Schmiermittel
sind Stearylalkohol und ein Fluorkohlenstoffelastomer, und geeignete
Gleitmittel sind Stearinsäureamid, Ölsäureamid,
Erucasäureamid
und Ethylenbisstearinsäureamid.
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Die
entsprechenden Inhalte dieser Additive können nicht neutral bestimmt
werden. Wird nur Siliziumdioxid zu dem säuredenaturierten Polyolefinharz
gegeben, so beträgt
ein geeignetes Verhältnis
von Siliziumdioxid zu dem Harz 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile Siliziumdioxid
auf 100 Gewichtsteile Harz. Wird ein Fettsäureamid, wie zum Beispiel Stearinsäureamid
oder Ölsäureamid
verwendet, so beträgt
ein geeignetes Verhältnis des
Fettsäureamids
zu dem Harz 0,5 bis 1,0 Gewichtsteile Fettsäureamid auf 100 Gewichtsteile
Harz.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des laminierten Blatts zur Bildung eines
Batteriegehäuses
wird hierin nachstehend beschrieben.
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Die
Metallfolienschicht, das heißt,
die Zwischenschicht, und die erste oder die dritte Basisfolienschicht können durch
ein bekanntes Trockenlaminierverfahren laminiert werden, unter Verwendung
von beispielsweise einem Zweikomponentenpolyurethanklebstoff oder
durch ein Extrusionslaminierverfahren, das ein geschmolzenes Wärme-haftfähiges Harz,
wie zum Beispiel ein Polyethylenharz, zu einer Wärme-haftfähigen Harzschicht zwischen
die zu laminierenden Komponentenschichten extrudiert und ein laminiertes
Blatt der Komponentenschichten und der zwischen die Komponentenschichten
geschichteten Wärme-haftfähigen Harzschicht
zusammendrückt.
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Die
Versiegelungsschicht wird auf einer Oberfläche eines laminierten Blatts
gebildet, das aus der Basisfolienschicht und der Metallfolienschicht
besteht; das heißt,
die Versiegelungsschicht wird auf einer Oberfläche der Metallfolienschicht
oder einer Oberfläche
der zweiten Basisfolienschicht gebildet. Die Oberfläche, auf
die die Versiegelungsschicht gebunden wird, kann mit einer Grundierungsbeschichtung
(Grundiermittelbeschichtung) beschichtet sein. Ein säuredenaturiertes
Polyolefinharz, das ein Antihaftmittel und/oder andere Additive
enthält,
wird in gewünschter
Dicke durch Extrusion extrudiert, oder ein Polyolefinharz und ein
säuredenaturiertes
Polyolefinharz, die ein Antihaftmittel und/oder andere Additive
enthalten, werden in gewünschten Dicken
extrudiert, beziehungsweise durch Coextrusion auf die Oberfläche der
Metallfolienschicht oder die zweite Basisfolienschicht extrudiert.
Die Versiegelungsschicht kann mit gewünschter Dicke durch ein Schlauchfolienextrusionsverfahren
oder ein Mehrschichtschlauchfolienextrusionsverfahren gebildet werden und
auf die Metallfolienschicht oder die Basisfolienschicht durch ein
Trockenlaminierverfahren oder ein Extrusionslaminierverfahren laminiert
werden.
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Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit einer Metallfolienschicht, die an dessen Kanten nicht
exponiert ist, kann leicht durch Laminieren der ersten oder der
dritten Basisfolie und einer Metallfolie, so dass die gegenüberliegenden
Endkanten der Metallfolie ungefähr
10 mm auf der Innenseite der entsprechenden Endkanten der Basisfolie
liegen, und durch Trimmen der gegenüberliegenden Endkantenteile
der Basisfolie entlang den Linien um 1 bis 2 mm auf der Außenseite
der gegenüberliegenden
Endkanten der Metallfolie hergestellt werden.
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Beispiele
der vierten Ausführungsform
werden hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen konkret
beschrieben.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 17 bis 20 sind
typische Schnittansichten von Beispielen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht, einer Klebstoffschicht 5a, einer
Metallfolienschicht 2, einer Klebstoffschicht 5b und
einer Versiegelungsschicht 3, die innerste Schicht eines
säuredenaturierten
Polyolefinharzes, das eines oder einige eines Antihaftmittels, eines
Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält, gebildet. Die rechte Endkante
der Metallfolienschicht 2, das heißt, einer Zwischenschicht,
wie sie in 17 zu sehen ist, liegt auf
der Innenseite der Endkanten der anderen Schichten und ist nicht
an einer Endkante des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 exponiert.
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Unter
Bezugnahme auf 18 unterscheidet sich ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 von dem in 17 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt nur darin, dass das in 18 gezeigte
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 eine Versiegelungs schicht 3, das heißt, die
innerste Schicht, aufweist, die aus einer Polyolefinharzschicht 3a und
einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b besteht, die eines oder einige
eines Antihaftmittels, eines Schmiermittels und eines Gleitmittels
enthält.
Das in 18 gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird durch aufeinander folgendes Laminieren einer
ersten Basisfolienschicht 1a, einer haftfähigen Schicht 5a,
einer Metallfolienschicht 2, einer haftfähigen Schicht 5b und
der Versiegelungsschicht 3, die aus einer Polyolefinharzschicht 3a besteht,
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b, die eines oder einige eines Antihaftmittels,
eines Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält, gebildet.
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Die
rechte Endkante der Metallfolienschicht 2, wie in 18 gezeigt ist, liegt auf der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist nicht an einer Endkante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 exponiert.
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Unter
Bezugnahme auf 19 weist ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 zusätzlich
zu den Bestandteilen des in 17 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenen
Blatts 10 eine dritte Basisfolienschicht 1c auf, die
zwischen die Metallfolienschicht 2 und die Versiegelungsschicht 3 des
säuredenaturierten
Polyolefinharzes geschichtet ist, das eines oder einige eines Antihaftmittels,
eines Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält. Das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird durch aufeinander folgendes Laminieren einer
ersten Basisfolienschicht 11, das heißt, der äußersten Schicht, einer haftfähigen Schicht 5a,
einer Metallfolienschicht 2, einer haftfähigen Schicht 5b,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer Versiegelungsschicht 3 eines
säuredenaturierten
Polyolefinharzes, das eines oder einige eines Antihaftmittels, eines
Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält, gebildet.
-
Die
rechte Endkante der Metallfolienschicht 2, wie in 19 gezeigt ist, liegt auf der Innenseite der Endkanten
der anderen Schichten und ist nicht an einer Endkante des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 exponiert.
-
Unter
Bezugnahme auf 20 unterscheidet sich ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 von dem in 19 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 nur darin, dass das in 20 gezeigte
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 eine Versiegelungsschicht 3, das heißt, die
innerste Schicht, aufweist, die aus einer Polyolefinharz schicht 3a und
einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b besteht, die eines oder einige
eines Antihaftmittels, eines Schmiermittels und eines Gleitmittels
enthält.
Das in 20 gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird durch aufeinander folgendes Laminieren einer
ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht, einer Klebstoffschicht 5a,
einer Metallfolienschicht 2, einer Klebstoffschicht 5b, einer
dritten Basisfolienschicht 1c, eine Polyolefinharzschicht 3a,
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht 3b, die eines oder einige eines Antihaftmittels,
eines Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält, gebildet.
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Die
rechte Endkante der Metallfolienschicht 2, wie sie in 20 zu sehen ist, liegt auf der Innenseite der
Endkanten der anderen Schichten und ist nicht an einer Endkante
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 exponiert.
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In
den in den 17 bis 20 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
wird bevorzugt, dass jede der ersten Basisfolienschichten 1a und
der dritten Basisfolienschichten 1c eine PET-Folie, eine
ON-Folie oder eine OPP-Folie ist, und die Metallfolienschichten 2 Aluminiumfolien
sind.
-
Die
haftfähige
Schicht 5a, die zwischen die erste Basisfolienschicht 1a und
die Metallfolienschicht 2 geschichtet ist, ist in der Lage
die Basisfolienschicht 1a und die Metallfolienschicht 2 zufrieden
stellend aneinander zu binden. Die haftfähige Schicht 5a ist
eine Schicht aus einem Zweikomponentenpolyurethanklebstoff, wenn
die erste Basisfolienschicht 1a und die Metallfolienschicht 2 durch
ein Trockenlaminierverfahren laminiert werden, und die haftfähige Schicht 5a ist
eine Schicht aus einem Wärme-haftfähigen Harz,
wie zum Beispiel ein Polyethylenharz, wenn die erste Basisfolienschicht 1a und
die Metallfolienschicht 2 durch ein Extrusionslaminierverfahren
laminiert werden.
-
Wird
das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 so verwendet, dass ein Endkantenteil davon, bei
welchem die Endkante der Metallfolienschicht auf der Innenseite
der Kanten der anderen Schichten liegt, einem offenen Endteil des
Batteriegehäuses 51 entspricht,
so werden die Laschen 59 und 60 durch die Metallfolienschicht selbst
dann nicht kurzgeschlossen, wenn die sich von dem Batteriegehäuse 51 nach
außen erstreckenden
Laschen 59 und 60 gebogen werden, was die Sicherheit
des Batteriegehäuses 51 verbessert.
-
In
den in den 17 und 18 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
bindet die auf der inneren Oberfläche der Metallfolienschicht 2 gebildete
haftfähige
Schicht 5b, das heißt,
eine Oberfläche
auf der Seite der Versiegelungsschicht 3, die Versiegelungsschicht 3 fest
an die Metallfolienschicht 2. Bei der Bildung der Versiegelungsschicht 3 auf
der Metallfolienschicht 2 durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren
oder ein Mehrschichtcoextrusionsbeschichtungsverfahren wird eine
Grundierungsbeschichtung als haftfähige Schicht 5b verwendet.
Wird die Versiegelungsschicht 3 durch Laminieren einer
Folie auf die Metallfolienschicht 2 durch ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren gebildet, so wird eine haftfähige Schicht zur
Trockenlaminierung oder eine Wärme-haftfähige Harzschicht,
wie zum Beispiel eine Polyethylenharzschicht, als haftfähige Schicht 5b verwendet.
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In
den in den 19 und 20 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
ist die haftfähige Schicht 5b zwischen
die Metallfolienschicht 2 und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet,
um die Metallfolienschicht 2 und die dritte Basisfolienschicht 1c fest
aneinander zu binden. Die haftfähige
Schicht 5b, die ähnlich
zur haftfähigen
Schicht 5a auf der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht 2 gebildet ist, wird durch ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Mehrschichtcoextrusionslaminierverfahren gebildet und sie
ist eine haftfähige
Schicht zur Trockenlaminierung oder eine Wärme-haftfähige Harzschicht, wie zum Beispiel
eine Polyethylenharzschicht.
-
Bei
den vorstehenden Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 ist
die Versiegelungsschicht 3 auf die innere Oberfläche der
dritten Basisfolienschicht 1c gebunden, das heißt, auf
eine untere Oberfläche,
wie in den 19 und 20 gezeigt
ist. Die haftfähige
Schicht wird vorzugsweise, wie nicht gezeigt ist, zwischen die dritte
Basisfolienschicht 1c und die Versiegelungsschicht 3 geschichtet.
Eine Grundierungsbeschichtung, das heißt, eine haftfähige Schicht,
wird gebildet, wenn die Versiegelungsschicht 3 durch ein
Extrusionsbeschichtungsverfahren oder ein Mehrschichtcoextrusionsbeschichtungsverfahren
gebildet wird. Eine haftfähige Schicht
zur Trockenlaminierung oder eine Wärme-haftfähige Harzschicht, wie zum Beispiel
eine Polyethylenharzschicht, wird gebildet, wenn die Versiegelungsschicht 3 durch
Laminie ren einer Folie einer Versiegelungsmasse auf die dritte Basisfolienschicht 1c durch
ein Trockenlaminierverfahren oder ein Extrusionslaminierverfahren
gebildet wird.
-
In
dem in 17 gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 schützt
die äußerste Basisfolienschicht 1a,
das heißt,
eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie, die Metallfolienschicht 2,
das heißt, eine
Zwischenschicht, und versieht das Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 mit
mechanischer Festigkeit, einschließlich von Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und mit Beständigkeit, einschließlich von Verschleißfestigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit,
die Metallfolienschicht 2, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie,
die als Zwischenschicht dient, versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit einer ausgezeichneten Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase, und die innerste Versiegelungsschicht 3,
das heißt,
eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht, die eines oder einige eines Antihaftmittels,
eines Schmiermittels und eines Gleitmittels enthält (nachstehend als „Antihaftmittel-enthaltende säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht" bezeichnet),
versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit der Eigenschaft einer ausgezeichnete Wärmehaftfähigkeit
und einem zufrieden stellenden Gleiten und Antihafteigenschaften.
-
Dementsprechend
können
bei der Bildung des Batteriegehäuses
mit der Form einer Tasche mit einem offenen Ende die Batteriegehäuse-bildenden
Blätter
durch Warmversiegeln miteinander verbunden werden, wobei das offene
Ende des Gehäuses
leicht durch Warmversiegeln geöffnet
und geschlossen werden kann, wenn die Materialien der Bestandteile
einer Batterie in das Batteriegehäuse gesetzt werden und das
offene Ende des Gehäuses
geschlossen wird, und das offene Ende des Gehäuses, durch das sich die Laschen 59 und 60 von
dem Batteriegehäuse
nach außen
erstrecken, kann zufrieden stellend durch Warmversiegeln des offenen
Endes des Batteriegehäuses
versiegelt werden kann.
-
Da
die Metallfolienschicht 2 des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 so gebildet ist, dass mindestens eine Endkante
davon auf der Innenseite der Kanten der anderen Schichten liegt
und nicht an den Endkanten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 exponiert
ist, werden die sich von dem Batteriegehäuse nach außen erstreckenden Pole durch
die Metallfolienschicht 2 selbst dann nicht kurzgeschlossen,
wenn die Po le gebogen werden, wenn das Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 so verwendet wird, dass der Endteil, bei dem die
Metallfolienschicht nicht exponiert ist, dem offenen Ende des Batteriegehäuses entspricht,
was die Sicherheit weiterhin erhöht.
-
Das
in 18 gezeigte Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 ist
mit der Versiegelungsschicht 3 aus einem zweischichtigen
laminierten Blatt, bestehend aus einer Polyolefinharzschicht 3a und
einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, die ein Antihaftmittel enthält, versehen
anstelle der Versiegelungsschicht 3 aus der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, die ein Antihaftmittel enthält, das
in dem in 17 gezeigten Batteriegehäuse-bildenden
Blatt verwendet wird.
-
Daher
weist das in 18 gezeigte Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 die Eigenschaften einer ausgezeichneten Wärmehaftfähigkeit,
des Gleitens und des Nichthaftens zusätzlich zu den Wirkungen des
in 17 gezeigten Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 auf, die
in der ein Antihaftmittel enthaltenden säuredenaturierten Polyolefinharzschicht 3b enthaltene
Feuchtigkeitsmenge ist selbst dann klein, wenn die eine Antihaftmittelschicht 3b enthaltende
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht 3b Feuchtigkeit absorbiert, weil
die ein Antihaftmittel enthaltende säuredenaturierte Polyolefinharzschicht 3b mit
der kleinsten notwendigen Dicke gebildet werden kann, und die Materialien
der Bestandteile der Batterie werden durch die in der säuredenaturierten Polyolefinharzschicht
enthaltenen Feuchtigkeit nicht nachteilig beeinflusst.
-
Das
in 19 gezeigte Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 weist
zusätzlich
zu den Komponenten des in 17 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 die dritte Basisfolienschicht 1c auf,
die zwischen die Metallfolienschicht 2 und die Versiegelungsschicht 3 des
ein Antihaftmittel enthaltenden säuredenaturierten Polyolefinharzes
geschichtet ist, und das in 20 gezeigte
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist zusätzlich
zu den Komponenten des in 18 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 die
dritte Basisfolienschicht auf, die zwischen die Metallfolienschicht 2 und
die Polyolefinharzschicht 3a der Versiegelungsschicht 3 geschichtet
ist.
-
Die
zusätzlichen
dritten Basisfolienschichten 1c der in den 19 und 20 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blätter 10 versehen
die in den 19 und 20 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blätter 10 mit
verschiedenen Arten der Festigkeit und Beständigkeit, die höher sind
als diejenigen, der in den 17 und 18 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blätter 10.
Da die Metallfolienschicht 2 sicher durch die erste Basisfolienschicht 1a und
die dritte Basisfolienschicht 1c, die sich auf den gegenüberliegenden
Seiten davon erstreckt, geschützt
ist, ist die Metallfolienschicht 2 in der Lage, ihre ausgezeichnete
Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase beständig
mit höherer
Verlässlichkeit
auszuüben.
-
Insbesondere
wenn eine PET-Folie mit der Eigenschaft geringer Hygroskopie und
verschiedenen Arten von ausgezeichneter Festigkeit und Beständigkeit,
insbesondere Wärmebeständigkeit,
als dritte Basisfolienschicht 1c verwendet wird, so wird
die PET-Folie weder brechen noch zerreißen, selbst wenn diese hoher Temperatur
und hohem Druck ausgesetzt wird, und sie ist in der Lage, die Metallfolienschicht 2 zuverlässig zu schützen und
daher kann ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt bei der Bildung des Batteriegehäuses sicher warmversiegelt
werden.
-
Ist
die Metallfolienschicht eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie, so weist die Metallfolienschicht eine Undurchlässigkeit
gegen Wasserdampf von 0,01 g/m2·24 h oder
weniger bei 40°C
und 90% RH auf. Die Undurchlässigkeit
gegen Wasserdampf kann leicht erhöht werden.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele der vorstehenden in den 17 bis 20 gezeigten
laminierten Blätter.
-
Das in 17 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie (9 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (50 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie(9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (50 μm
dick)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (50 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Das in 18 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie (9 μm dick)/Polyolefinschicht
(35 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie(9 μm
dick)/Polyolefinschicht (35 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Polyolefinschicht (35 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Das in 19 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie (9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (40 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Das in 20 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie (9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenharzschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)(Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➃ PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Beim
Druck eines Bildes von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 17 bis 20 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht 1a gedruckt, die auf die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
mit Hauptschichten aus Kunststoffmaterial bereit, die bezüglich verschiedener
Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit gegen nachteilige
Wirkungen, Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase, Fähigkeit
zum Warmversiegeln und Wärmehaftfähigkeit
an aus Metallfolien oder dergleichen gebildeten Pole ausgezeichnet
sind, die zum Verhindern des Kurzschließens der Pole in der Lage sind,
einfach verarbeitet und wirtschaftlich hergestellt werden können, und
mit einer Versiegelungsschicht mit der Eigenschaft geringer Hygroskopie
und zufrieden stellenden Eigenschaften bezüglich des Gleitens und Nichthaftens
versehen sind.
-
Sechste Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße sechste
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 21 bis 23 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in der sechsten Ausführungsform
ist jedes der folgenden laminierten Blätter (1) bis (3). Batteriegehäuse-bildende
Blätter
sind in der sechsten Ausführungsform
sind im Wesentlichen die gleichen wie diejenigen in der ersten Ausführungsform,
abgesehen davon, dass die Batteriegehäuse-bildenden Blätter in
der sechsten Ausführungsform
Polyolefinharzschichten mit Dicken im Bereich von 10 bis 100 μm verwenden,
die auf eine oder beide der Oberflächen einer Metallfolienschicht
zu laminieren sind.
- (1) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (innerste Schicht)
- (2) Erste Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Dritte
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
(innerste Schicht)
- (3) Erste Basisfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Metallfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Dritte
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
(innerste Schicht)
-
Die
Metallfolienschicht, das heißt,
eine Zwischenschicht, versieht das Batteriegehäuse-bildende Blatt mit Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase, die ersten und die dritten Basisfolienschichten
versehen das Batteriegehäuse-bildende
Blatt mit verschiedenen Arten von Festigkeit und Beständigkeit
und schützen die
Metallfolienschicht vor Wirkungen, die zur Verursachung von Rissen
und feinen Löchern
in der Metallfolienschicht neigen, damit die Metallfolienschicht
in der Lage ist, ihre Eigenschaft als Barriere zu bewahren.
-
Eine
Polyolefinharzschicht wird mit einer Dicke im Bereich von 10 bis
100 μm auf
einer oder beiden Oberflächen
der Metallfolienschicht gebildet. Das die Polyolefinharzschicht
bildende Polyolefinharz ist hoch Wärme-haftfähig, weist einen relativ niedrigen
Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt und eine ausgezeichnete Wärmefluidität auf.
-
Bei
Bildung eines Batteriegehäuses
durch Warmversiegelung eines Endkantenteils des laminierten Blatts
werden daher eine hohe Temperatur und ein hoher Druck insbesondere
auf die Endkantenteile angewandt, um ein offenes Ende des Batteriegehäuses warmzuversiegeln.
Da das Polyolefinharz bei Erwärmung Dicke
flüssig
wird und eine ausreichende Dicke aufweist, kann die Polyolefinharzschicht
durch Wärme
erweicht und durch die Kante des offenen Endes des Batteriegehäuses so
extrudiert werden, dass die an der Kante des offenen Endes exponierte
Metallfolienschicht bedeckt wird.
-
Folglich
werden die sich von dem Batteriegehäuse so erstreckenden Laschen 59 und 60,
dass sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstrecken, nicht mit der Metallfolienschicht in Kontakt kommen,
selbst wenn die Laschen 59 und 60 gebogen werden,
was die Sicherheit des Batteriegehäuses verbessert.
-
Da
die innerste Schicht des Batteriegehäuse-bildenden Blatts die Wärme-haftfähige Harzschicht
ist, kann ein offenes Ende eines Batteriegehäuses mit der Form einer durch
Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts gebildeten Tasche einfach durch Warmversiegeln versiegelt
werden, nachdem die Materialien der Bestandteile einer Batterie
in das Batteriegehäuse
eingesetzt worden sind.
-
Jede
der ersten Basisfolienschichten und der dritten Basisfolienschichten
der vorstehenden laminierten Blätter
ist eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie, eine
biaxial orientierte Nylonfolie oder eine biaxial orientierte Polypropylenfolie.
-
In
der folgenden Beschreibung werden biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolien,
biaxial orientierte Nylonfolien und biaxial orientierte Polypropylenfolien
als PET-Folien,
ON-Folien beziehungsweise OPP-Folien bezeichnet.
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Die
PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien weisen eine ausgezeichnete
Festigkeit, einschließlich
von Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und Durchstoßfestigkeit,
Beständigkeit,
einschließlich
von Wasserbeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Lösungsmittelbeständigkeit,
Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit,
Bedruckbarkeit und Verarbeitbarkeit, einschließlich der Einfachheit einer
Laminierung, auf und sind leicht erhältliche, nicht teure, wirtschaftliche
Allzweckfolien.
-
Batteriegehäuse-bildende
Blätter
mit den vorstehenden Strukturen, die allgemeine ausgezeichnete Eigenschaften
aufweisen, können
wirtschaftlich mit niedrigen Kosten produziert werden.
-
Die
auf die Metallfolienschicht laminierte Polyolefinharzschicht wird
aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz oder einem Ethylen-α-Olefin-Copolymer gebildet,
das durch Polymerisation unter Verwendung eines Single-Site Katalysators
hergestellt wird.
-
Säuredenaturierte
Polyolefinharze und Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
die durch Polymerisierung unter Verwendung eines Single-Site-Katalysators
hergestellt werden, weisen Schmelzpunkte oder Erweichungspunkte
auf, die niedriger als diejenigen von Polyolefinharzen, wie zum
Beispiel Polyethylenharze und Polypropylenharze, sind und werden
bei Erwärmung
flüssig.
Daher können
säuredenaturierte
Polyolefinharze und Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
die unter Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt werden, leicht durch
Wärme erweicht
und durch die Kante des offenen Endes des Batteriegehäuses so
extrudiert werden, dass sie die an der Kante des offenen Endes exponierte
Metallfolie bedecken, wenn die Endkantenteile des Blatts warmversiegelt
werden.
-
Da
die säuredenaturierten
Polyolefinharze eine besonders ausgezeichnete Wärmehaftfähigkeit auf Metalle aufweisen,
kann eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht fest auf eine Metallfolienschicht durch ein
Extrusionslaminierverfahren laminiert werden. Da die unter Verwendung
eines Single-Site-Katalysators durch Polymerisation hergestellten
Ethylen-α-Olefin-Copolymere
eine enge Molekulargewichtsverteilung und ein stabiles Copolymerisationsverhältnis aufweisen
und eine ausgezeichnete Fähigkeit
zum Warmversiegeln bei niedriger Temperatur und Fähigkeit
zum Warmversiegeln aufweisen, können
Ethylen-α-Olefin-Copolymere, die
durch Polymerisation unter Verwendung eines Single-Site-Katalysators
hergestellt sind, einfach durch die Endkanten des Blatts während des
Warmversiegelns extrudiert werden und sie können geeignet zum Abdecken
der Endkanten der Metallfolie verwendet werden.
-
Die
Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht des laminierten Blatts, kann entweder eine
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit Einschichtstruktur oder ein zweischichtiges
laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht sein.
-
Die
Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht des laminierten Blatts, kann aus jedem beliebigen
Polyethylenharz und Polyolefinharz gebildet sein. Säuredenaturierte
Polyolefinharze sind nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls
auf Metalle Wärme-haftfähig.
-
Ist
die Wärme-haftfähige Harzschicht
nur eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht, so kann ein offenes Ende eines Batteriegehäuses mit
der Form einer Tasche, die durch Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts gebildet wird, leicht durch Warmversiegelen versiegelt werden,
selbst wenn die aus Trägermetallfolien
gebildeten Pole sich durch das offene Ende der Tasche erstrecken.
-
Ist
die Wärme-haftfähige Harzschicht
ein zweischichtiges laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht, so kann die säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
sehr dünn
sein. Daher ist die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltene Feuchtigkeitsmenge sehr klein,
selbst wenn die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht während
Lagerung Feuchtigkeit absorbiert, und daher bewahrt die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht eine zufrieden stellende Wärmehaftfähigkeit auf das die Pole bildende
Metall und die Materialien der Bestandteile der in dem Batteriegehäuse enthaltenen
Batterie können
vor der schädlichen
Wirkung der Feuchtigkeit geschützt
werden.
-
Materialien
zur Herstellung des erfindungsgemäßen Batteriegehäuseblatts
und Verfahren zur Verarbeitung der Materialien werden hierin nachstehend
beschrieben.
-
Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
Blatt weist als Zwischenschicht die für Feuchtigkeit und Gase hoch
undurchlässige
Metallfolienschicht auf, eine Polyolefinharzschicht mit einer Dicke
im Bereich von 10 bis 100 μm
wird auf eine oder beide Oberflächen
der Metallfolienschicht laminiert, die bezüglich verschiedener Arten von
Festigkeit und Beständigkeit
ausgezeichnete erste oder dritte Basisfolienschicht wird an die
gegenüberliegenden
Seiten der Zwischenschicht gebunden und die Wärme-haftfähige Harzschicht wird als innerste
Schicht gebildet.
-
Eine
Aluminiumfolie und eine Kupferfolie sind zur Bildung der gasundurchlässigen Metallfolienschicht, das
heißt,
der Zwischenschicht, geeignete Materialien. Eine Alu miniumfolie
ist das zur Bildung der Metallfolienschicht besonders geeignete
Material, weil eine Aluminiumfolie nicht teuer, einfach zu verarbeiten
und an eine Folie zu binden ist.
-
Eine
geeignete Dicke der Metallfolienschicht liegt im Bereich von 5 bis
25 μm. Eine
Metallfolienschicht mit einer Dicke von weniger als 5 μm ist unerwünscht, weil
es wahrscheinlich ist, dass viele feine Löcher in einer derartigen dünnen Metallfolienschicht
gebildet werden und damit die Barriereeigenschaft der Metallfolienschicht
vermindern. Eine Metallfolienschicht mit einer Dicke von mehr als
25 μm ist übermäßig dick,
ist plastischer Deformation ausgesetzt und wirtschaftlich nachteilig.
-
Wird
eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie zur Bildung der Metallfolienschicht verwendet,
so weist die Metallfolienschicht eine zufrieden stellende Durchlässigkeit
für Wasserdampf
von weniger als 0,01 g/m2·24 h oder weniger
bei 40°C
und 90% RH auf. Die Undurchlässigkeit
der Metallfolienschicht für
Feuchtigkeit kann leicht erhöht
werden.
-
Wie
vorstehend erwähnt
wurde, wird die an die Metallfolienschicht angrenzende Polyolefinharzschicht durch
die Kante des offenen Endes des Batteriegehäuses so extrudiert, dass die
an der Kante des offenen Endes exponierte Metallfolienschicht bedeckt
ist, wenn die Kantenteile des Blatts warmversiegelt werden. Daher liegt
eine bevorzugte Dicke der Polyolefinharzschicht im Bereich von 10
bis 100 μm.
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Eine
Polyolefinharzschicht mit einer Dicke von weniger als 10 μm ist unerwünscht, weil
es schwierig ist, ein derartige dünne Polyolefinharzschicht durch
die Kante des offenen Endes des Batteriegehäuses so zu extrudieren, dass
die Metallfolienschicht bedeckt ist. Eine Polyolefinharzschicht
mit einer Dicke von mehr als 100 μm
ist übermäßig dick,
braucht viel Zeit zum Erwärmen
durch Konduktion zu Warmversiegeln, verringert die Ertragsfähigkeit
und ist wirtschaftlich nachteilig.
-
Die
Polyolefinharzschicht muss eine zufrieden stellende Wärmefluidität und hohe
Wärmehaftfähigkeit, sowie
eine geeignete Dicke aufweisen. Geeignete Materialien zur Bildung
der Polyolefinharzschicht sind Polyethylenharze, Polyethylencopolymere
und Mischungen von Olefinelastomeren. Bevorzugte Polyethylenharze
sind diejeni gen mit einer Dichte im Bereich von 0,910 bis 0,940
g/cm3 und einem MFI (Schmelzfließindex) im
Bereich von 4,0 bis 14,0 g/10 min.
-
Wird
besondere Bedeutung auf die Wärmefluidität und Wärmehaftfähigkeit
auf Metalle gelegt, so wird vorzugsweise die Polyolefinharzschicht
aus einigen der säuredenaturierten
Polyolefinharzen und Ethylen-α-Olefin-Copolymeren
gebildet, die unter Verwendung eines Single-Site-Katalysators durch
Polymerisation hergestellt werden.
-
Die
vorstehenden säuredenaturierten
Polyolefinharze sind zum Beispiel Harze, die durch Modifizieren von
Ethylen-Acrylsäure-Copolymeren,
Ethylen-Methacrylsäurecopolymeren,
Polyethylenharzen, Polypropylenharzen hergestellt werden, und Harze,
die durch Pfropfcopolymerisation hergestellt werden, einschließlich von
Ethylen-Propylen-Copolymeren, Ethylen-α-Olefin-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren,
Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren und Terpolymeren dieser
Harze durch einige der ungesättigten
Carbonsäuren
und Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
-
Ionomere,
die durch Vernetzung der Harze mit Carboxylgruppen, hergestellt
werden, die in diesen Harzen durch Na+-Ionen
oder Zn2+-Ionen enthalten sind, sind geeignete
Materialien zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht.
-
Der
Säuregehalt
dieser säuredenaturierten
Polyolefinharze liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%. Die Wärmehaftfähigkeit
der säuredenaturierten
Polyolefinharze auf Metalle ist nicht ausreichend, wenn deren Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt.
Säuredenaturierte
Polyolefinharze mit einem Säuregehalt,
der 10 Gew.-% übersteigt,
weisen die Eigenschaft einer schlechteren Folienbildung auf und
werden nicht bevorzugt.
-
Die
erste und die dritte Basisfolienschicht können zum Beispiel einige der
PET-Folien, ON-Folien, OPP-Folien,
Polyethylenaphthalatfolien, Polyimidfolien und Polycarbonatfolien
sein. Im Hinblick auf verschiedene Arten der Festigkeit und Bestän digkeit,
Fähigkeit,
einschließlich
Haltbarkeit, Verarbeitbarkeit und wirtschaftlichem Erfolg, sind
PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien besonders geeignet.
-
Obwohl
PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien sich in den Eigenschaften nicht
besonders voneinander unterscheiden, weisen PET-Folien die Eigenschaft
einer geringen Hygroskopie und eine ausgezeichnete Steife, Zugfestigkeit,
Verschleißfestigkeit
und Wärmebeständigkeit
auf, ON-Folien weisen die Eigenschaft relativ hoher Hygroskopie
und eine ausgezeichnete Flexibilität, Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit,
Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit auf. OPP-Folien weisen
die Eigenschaft einer relativ geringen Hygroskopie und einer ausgezeichneten
Feuchtigkeitsundurchlässigkeit,
Zugfestigkeit und chemischen Beständigkeit auf.
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Die
Dicken der Basisfolien liegen vorzugsweise im Bereich von 5 bis
100 μm,
bevorzugter im Bereich von 12 bis 30 μm.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht, versieht das laminierte Blatt mit der Eigenschaft
der Wärmehaftfähigkeit,
die zur Herstellung eines Batteriegehäuses mit der Form einer Tasche durch
Verarbeiten des laminierten Blatts notwendig ist. Es wird bevorzugt,
dass die Wärme-haftfähige Harzschicht
im Wesentlichen auf sich selbst haftfähig ist, stabil und für Quellen
und korrosive Einwirkungen eines in dem Batteriegehäuse enthaltenen
Elektrolyts nicht anfällig
ist, die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie aufweist und in
der Lage ist, die Bestandteile einer Batterie, einschließlich des
Elektrolyts, vor dem Einfluss von Feuchtigkeit zu isolieren.
-
Im
Hinblick auf derartige wünschenswerte
Bedingungen sind zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht geeignete
Materialien Polyethylenharze, Polypropylenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere,
Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere und Terpolymere
dieser Harze. Diese Materialien können einzeln oder in einer
Mischung verwendet werden.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist, erstrecken sich in einigen Fällen die Laschen 59 und 60 in
einem Endteil eines warm zu versiegelnden Batteriegehäuses, wenn
die Bestand teile einer Batterie in dem Batteriegehäuse versiegelt
werden. In einem solchen Fall muss die Wärme-haftfähige Harzschicht bezüglich der
Laschen 59 und 60 wärmehaftfähig sein.
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Die
in der Beschreibung der auf die Metallfolienschicht zu laminierenden
Polyolefinharzschichten erwähnten
säuredenaturierten
Polyolefinharze sind Wärme-haftfähige Harze
die im Wesentlichen diese Anforderungen erfüllen.
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Obwohl
säuredenaturierte
Polyolefinharze eine erhöhte
Wärmehaftfähigkeit
auf Metalle aufweisen, sind sie hydrophil und weisen die Eigenschaft
einer relativ hohen Hygroskopie auf.
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Wird
eine Wärme-haftfähige Harzschicht
eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes als die innerste Schicht eines Batteriegehäuse-bildenden
Blatts verwendet, so ist es daher möglich, dass die innerste Schicht dennoch
nur wenig Feuchtigkeit absorbiert, wenn ein aus dem Batteriegehäuse-bildenden
Blatt gebildetes Batteriegehäuse,
das eine Batterie darin enthält,
in feuchter Umgebung langfristig gelagert wird. Somit ist die Eigenschaft
relativ hoher Hygroskopie der säuredenaturierten
Polyolefinharze für
die Materialien der Bestandteile der Batterie, wie zum Beispiel
der Elektrolyt, schädlich.
-
Dementsprechend
wird vorzugsweise als innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht oder ein laminiertes Blatt aus einer Polyolefinharzschicht
und einer dünnen
säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht verwendet, damit die in der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht enthaltene Feuchtigkeitsmenge selbst dann
klein ist, wenn die säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht Feuchtigkeit absorbieren sollte.
-
Die
Polyolefinharzschicht kann aus einem Harz gebildet werde, das aus
einer relativ großen
Vielzahl von Harzen ausgewählt
ist, wie zum Beispiel Polyethylenharze, Polypropylenharze, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere und Terpolymere
dieser Harze. Diese Harze können
einzeln oder in einer Mischung verwendet werden.
-
Eine
bevorzugte Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm.
Bei einem laminierten Blatt einer Polyolefinharzschicht und einer
säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht liegt eine bevorzugte Dicke im Bereich von
1 bis 50 μm,
bevorzugter im Bereich von 5 bis 25 μm.
-
Eine
säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit einer Dicke von weniger als 1 μm liefert
keine ausreichende Wärmehaftfähigkeit
auf Metalle, und eine säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht mit einer Dicke von mehr als 50 μm wird nicht
bevorzugt, weil eine derart dicke säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
in der Lage ist, eine große
Menge an Feuchtigkeit zu enthalten.
-
Die
erste und die dritte Basisfolienschicht, die Metallfolienschicht,
die an die Metallfolienschicht angrenzende Polyolefinharzschicht
und die Wärme-haftfähige Harzschicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts können
durch geeignetes Verwenden gut bekannter Verfahren, wie zum Beispiel
ein Extrusionslaminierverfahren, ein Trockenlaminierverfahren, ein
Extrusionsbeschichtungsverfahren und ein Mehrschichtcoextrusionsbeschichtungsverfahren,
laminiert werden.
-
Es
gibt keine besondere Beschränkung
für Laminierverfahren
und die Reihenfolge der Laminierung; Laminierverfahren und Reihenfolge
der Laminierung können
optional und selektiv bestimmt werden unter Berücksichtigung der Eigenschaften
des laminierten Blatts, der Rentabilität, Verlustrate und dergleichen.
-
Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt eines laminierten Blatts (1) mit einem Aufbau aus einer ersten
Basisfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Metallfolienschicht/dritten
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähigen Harzschicht
(innerste Schicht) kann zum Beispiel durch Extrudieren mittels eines
Extrusionslaminierverfahren eines geschmolzenen Polyolefinharzes
mit vorher bestimmter Dicke so, dass es zwischen die erste Basisfolienschicht
und die Metallfolienschicht geschichtet ist, durch Zusammendrücken der
Polyolefinharzschicht, der ersten Basisfolienschicht und der Metallfolienschicht
zu deren Laminierung, durch Laminieren der dritten Folienschicht
auf die Oberfläche
der Metallfolienschicht durch ein Trockenlaminierverfahren und durch
Laminierung der Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf die dritte Basisfolienschicht durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren
oder ein Mehrschichtcoextrusionsbeschichtungsverfahren hergestellt
werden.
-
Die
innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
ist ein laminiertes Blatt, bestehend aus einer Polyolefinharzschicht
und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht ist, wird eine laminierte Folie der Polyolefinharzschicht
und der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht wird mit einer vorher bestimmten Dicke durch
ein Mehrschichtschlauchfolienextrusionsverfahren gebildet, und die
Polyolefinharzschicht der laminierten Folie wird auf die dritte
Basisfolienschicht durch ein Trockenlaminierverfahren gebunden.
Dasselbe Verfahren findet ebenfalls bei der Herstellung der folgenden
Strukturen (2) und (3) Verwendung.
-
Falls
notwendig, können
die Oberflächen,
die aneinander gebunden werden sollen, mit einer Grundierungsbeschichtung
(eine Art Haftgrundierung) zur Erhöhung der Haftung zwischen den
gebundenen Schichten bei der Ausführung des Extrusionslaminierverfahrens
und des Extrusionsbeschichtungsverfahrens beschichtet werden.
-
Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt eines laminierten Blatts (2) mit einem Aufbau aus einer ersten
Basisfolienschicht/Metallfolienschicht/Polyolefinharzschicht/dritten
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähigen Harzschicht
(innerste Schicht) kann zum Beispiel durch Aneinanderbinden der
ersten Basisfolienschicht und der Metallfolienschicht durch ein
Trockenlaminierverfahren, durch Extrudieren mittels eines Extrusionslaminierverfahrens
eines geschmolzenen Polyolefinharzes so, dass es zwischen die Metallfolienschicht
und die dritte Basisfolienschicht geschichtet ist, durch Zusammendrücken der
Polyolefinharzschicht, der ersten Metallfolienschicht und der dritten
Basisfolienschicht zu deren Laminierung, und durch Laminieren der
Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf die dritte Basisfolienschicht durch dasselbe Verfahren, wie
dasjenige, das bei der Herstellung des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts (1) des laminierten Blatts (1) verwendet wurde.
-
Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt eines laminierten Blatts (3) mit einem Aufbau aus einer ersten
Basisfolienschicht/Polyolefinharzschicht/Metallfolienschicht/Polyolefinharzschicht/dritten
Basisfolienschicht/Wärme-haftfähigen Harzschicht
(innerste Schicht) weist einen ähnlichen
Aufbau wie die Batteriegehäuse-bildenden
Blätter
der laminierten Blätter
(1) und (2) auf und kann durch geeignete Verwendung einiger der
Extrusionslaminierverfahren, Trockenlaminierverfahren, Extrusionsbeschichtungsverfahren
und Mehrschichtcoextrusionsbeschichtungsverfahren hergestellt werden.
-
Bei
den laminierten Blättern
(1), (2) und (3) kann die auf die Metallfolienschicht zu laminierende
Polyolefinharzschicht durch ein Schlauchextrusionsverfahren oder
dergleichen mit vorher bestimmter Dicke gebildet werden und durch
ein Trockenlaminierverfahren auf die Metallfolienschicht gebunden
werden.
-
Beispiele
der sechsten Ausführungsform
werden hierin nachstehend konkret unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
-
Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
-
Die 21 bis 23 sind
typische Schnittansichten von Beispielen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
-
Ein
in 21 gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes Blatt 10 entspricht
dem laminierten Blatt (1) und wird durch aufeinander folgendes Laminieren
einer ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht,
einer Polyolefinharzschicht 6a, einer Metallfolienschicht 2,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer haftfähigen Schicht 3 gebildet.
-
Ein
in 22 gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes Blatt 10 entspricht
dem laminierten Blatt (2) und wird durch aufeinander folgendes Laminieren
einer ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht,
einer Metallfolienschicht 2, einer Polyolefinharzschicht 6a,
einer dritten Basisfolienschicht 1c und einer haftfähigen Schicht 3 gebildet.
-
Ein
in 23 gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes Blatt 10 entspricht
dem laminierten Blatt (3) und wird durch aufeinander folgendes Laminieren
einer ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht,
einer Polyolefinharzschicht 6a, einer Metallfolienschicht 2,
einer Polyolefinharzschicht 6b, einer dritten Basisfolienschicht 1c und
einer haftfähigen
Schicht 3 gebildet.
-
Bei
der Bildung der in den 21 bis 23 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
werden vorzugsweise PET-Folien, ON-Folien oder OPP-Folien zur Bildung
der ersten Basisfolienschicht 1a und der dritten Basisfolienschicht 1c verwendet.
-
Die
Laschen 59 und 60 aus einer Metallfolie oder dergleichen
erstrecken sich in einem offenen Endteil eines Batteriegehäuses mit
der Form einer Tasche, das durch Verarbeiten der Batteriegehäuse-bildenden
Blättern
der vorliegenden Erfindung gebildet ist, und das offene Endteil
wird unter ziemlich schweren Bedingungen der Warmversiegelung warmversiegelt.
Dementsprechend muss die dritte Basisfolienschicht 1c kräftig genug sein,
um die Reißwirkung
der Laschen 59 und 60 auszuhalten, die während des
Warmversiegelns darauf ausgeübt
wird, und um die Metallfolienschicht, das heißt, eine Zwischenschicht, zuverlässig zu
schützen,
und sie muss eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Wärmebeständigkeit
aufweisen. Im Hinblick auf derartige Bedingungen sind PET-Folien
zur Bildung der dritten Basisfolienschicht 1c besonders
vorzuziehen.
-
Die
erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c können dieselben
Arten von Folien oder unterschiedliche Arten von Folien sein.
-
Eine
Aluminiumfolie ist ein zur Bildung der Metallfolienschicht 2 bevorzugtes
Material. Die Dicken der Polyolefinharzschichten 6a und 6b,
die an die Metallfolienschicht 2 angrenzen, liegen im Bereich
von 10 bis 100 μm.
-
Obwohl
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 eine
einzelne Schicht eines Polyolefinharzes sein kann, wird bevorzugt,
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 aus
einem säuredenaturierten
Polyolefinharz, das auf Metalle äußerst haftfähig ist,
zu bilden, wenn die Laschen 59 und 60 blanke Metallfolien
sind. Bevorzugter wird die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 durch
Laminieren einer Polyolefinharzschicht und einer säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht gebildet, um die Zunahme des Feuchtigkeitsgehalts
der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 aufgrund
von Feuchtigkeitsabsorption durch die säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
auf das kleinstmögliche
Maß zu
beschränken.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele der vorstehenden in den 21 bis 23 gezeigten
laminierten Blätter.
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Das in 21 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(50 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymerschicht,
die durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (50 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymerschicht,
die durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (50 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenharzschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Das in 22 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie (9 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (50 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (50 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenharzschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (40 μm dick)/Polyolefinschicht
(35 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
-
Das in 23 gezeigte laminierte Blatt
-
- ➀ PET-Folie (12 μm dick)/Säuredenaturierte Polyolefinharzschicht
(30 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (30 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht (30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➁ ON-Folie (15 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines XXXX-Katalysators hergestellt ist (30 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (30 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Polyethylenharzschicht (30 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
- ➂ OPP-Folie (20 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt
ist (30 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Ethylen-α-Olefin-Copolymer,
das durch Verwendung eines Single-Site-Katalysators hergestellt ist (30 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Polyethylenharzschicht
(30 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (10 μm
dick) (innerste Schicht)
-
In
dem somit aufgebauten Batteriegehäuse-bildenden Blatt 10 wird
die Metallfolienschicht 2, das heißt, eine Zwischenschicht, durch
die erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c geschützt, die an
die gegenüberliegenden
Oberflächen
der Metallfolienschicht 2 angrenzen. Somit versehen die
erste Basisfolienschicht 1a und die dritte Basisfolienschicht 1c das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit ausgezeichneter mechanischer Festigkeit, einschließlich Zugfestigkeit,
Schlagfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und Beständigkeit,
einschließlich
Verschleißbeständigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Lösungsmittelfestigkeit,
Wärmebeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit.
Die Metallfolienschicht 2, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolienschicht,
dient als zuverlässige
für Feuchtigkeit
und Gase undurchläs sige
Barriere. Die Wärme-haftfähige Harzschicht 4 eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes, die als innerste Schicht dient, ist nicht nur
auf sich selbst sondern ebenfalls auf Metalle haftfähig. Die
Wärme-haftfähige Schicht 4 eines
laminierten Blatts, da aus einer Polyolefinharzschicht und einer
säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht besteht, ist nicht nur auf sich selbst und
Metalle haftfähig,
sondern bewirkt ebenfalls eine Erhöhung der Feuchtigkeitsundurchlässigkeit
des Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10.
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Da
die Polyolefinharzschicht 6a zwischen die Metallfolienschicht 2 und
die erste Basisfolienschicht 1a geschichtet ist, die Polyolefinharzschicht 6b zwischen
die Metallfolienschicht und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet
ist oder die Polyolefinharzschicht 6a zwischen die Metallfolienschicht 2 und
die erste Basisfolienschicht 1a geschichtet ist, und die
Polyolefinharzschicht 6b zwischen die Metallfolienschicht
und die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet ist, und
die Polyolefinharzschichten 6a und 6b Dicken im
Bereich von 10 bis 100 μm
aufweisen, wird ein Teil der Polyolefinharzschicht 6b oder
ein Teil der Polyolefinharzschichten 6a und 6b durch
die Kante des offenen Endes einer durch Verarbeiten des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts gebildeten Tasche so extrudiert, dass eine Endoberfläche der
an der Kante des offenen Endes exponierten Metallfolienschicht 2 nur
durch Warmversiegeln der Endkantenteile der Tasche unter geringfügig erschwerten
Bedingungen der Warmversiegelung bedeckt wird. Folglich werden die
Laschen 59 und 60, die sich von dem Batteriegehäuse so erstrecken,
dass sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstrecken, nicht mit der Metallfolienschicht in Kontakt kommen,
selbst, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen werden,
was die Sicherheit der Batterie verbessert.
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Beim
Druck eines Bildes von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 21 bis 23 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht 1a gedruckt, die auf die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, hoch verschleißfest sein.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen, Undurchlässigkeit gegen Feuchtigkeit
und Gase, Fähigkeit
zum Warmversiegeln und Verarbeitbarkeit ausgezeichnet sind, und
die zum Schützen
der Materialien der Bestandteile einer Batterie, die in einem durch
Verarbeitung des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts gebildeten Batteriegehäuse
versiegelt sind, vor schädlichen
Wirkungen von Feuchtigkeit und zum Verhindern eines zufälligen Kontakts
zwischen den Polen aus Metallfolien, die sich vom Inneren des Batteriegehäuses so
erstrecken, das sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstrecken, mit der als Zwischenschicht dienenden Metallfolienschicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts selbst dann in der Lage sind, wenn die Pole gebogen werden
und die in der Lage sind, wirtschaftlich hergestellt werden zu können.
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Siebte Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße siebte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 24 bis 28 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Blätter in
der siebten Ausführungsform
sind im Wesentlichen dieselben wie in der ersten Ausführungsform,
abgesehen davon, dass das Batteriegehäuse-bildende Blatt in der siebten Ausführungsform
ein laminiertes Blatt ist, das durch Laminieren von mindestens einer
Art Basisfolienschicht und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht gebildet
wird, und die Wärme-haftfähige Harzschicht
in einem Muster gebildet ist.
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Die
Batteriegehäuse-bildenden
Blätter
werden mit den Wärme-haftfähigen Schichten,
die die inneren Oberflächen
davon bilden, in Kontakt miteinander zusammengesetzt und beispielsweise
durch Warmversiegeln zur Bildung eines Batteriegehäuses mit
der Form einer Tasche mit einem offenen Ende aneinander gebunden.
Die Materialien der Bestandteile einer Polymerbatterie 50a werden
in dem Batteriegehäuse
montiert, die Laschen 59 und 60 werden so vom
Inneren des Batteriegehäuses
durch das offene Ende verlängert,
dass sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstrecken, und dann wird das offene Ende des Batteriegehäuses durch
Warmversiegeln versiegelt, um eine Batterie zu vervollständigen.
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Obwohl
es keine speziellen Einschränkungen
bezüglich
des Musters auf der Wärme-haftfähigen Harzschicht
gibt, weist das Muster auf der Wärme-haftfähigen Harzschicht
Teile mit einer Breite auf, die der Breite der Warmversiegelung
entspricht, die sich entlang den Kanten des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts erstreckt. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
kann durch Herstellen eines Zusatzstoffs eines Wärme-haftfähigen Harzes und Drucken des
Zusatzstoffs in eine Wärme-haftfähige Harzschicht
mit einem vorher festgelegten Muster durch Tiefdruck, Filmdruck
oder Flexodruck und Trocknen der gedruckten Wärme-haftfähigen Harzschicht gebildet
werden.
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Die
Basisfolienschicht versieht das Batteriegehäuse-bildende Blatt mit verschiedenen
Arten der Festigkeit und Beständigkeit,
und die in einem Muster gebildete Wärme-haftfähige Harzschicht ermöglicht die
wirksame Verwendung des Wärme-haftfähigen Harzes,
vermeidet das Verschwenden des Wärme-haftfähigen Harzes
und erreicht eine wirksame Warmversiegelung unter Verwendung der
geringsten notwendigen Menge des Wärme-haftfähigen Harzes.
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Da
die gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
durch Druckmittel gebildet werden kann und das Wärme-haftfähige Harz in einem Zusatzstoff
verwendet wird, kann ein optimales Wärme-haftfähiges Harz aus einer großen Vielzahl
von Harzen ausgewählt
werden und die gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
kann durch eine gewünschte
Menge an Wärme-haftfähigem Harz
in einem gewünschten
Muster gebildet werden.
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Das
laminierte Blatt kann zusätzlich
mit einer für
Gase und Feuchtigkeit undurchlässigen
Barriereschicht versehen werden. Die Barriereschicht kann eine Metallfolie,
eine dünne
Schicht eines Metalls, ein anorganisches Oxid oder ein Harz, wie
zum Beispiel Polyvinylidenchloridharz, ein Polyacrylnitrilharz oder
ein verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
sein.
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Das
mit einer derartigen Barriereschicht versehene laminierte Blatt
ist für
Feuchtigkeit und Gase undurchlässig.
-
Wird
ein mit einer derartigen Barriereschicht versehenes laminiertes
Blatt gebildet, wird vorzugsweise die Barriereschicht zwischen die
Basisfolienschichten geschichtet. Die auf diese Weise zwischen die
Basisfolienschichten geschichtete Barriereschicht ist vor Beschädigung geschützt und
in der Lage, ihre Fähigkeit
wirksamer auszuüben.
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Eine
Metallfolie unter diesen Barriereschichten weist die größte Barriereeigenschaft
auf. Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit verbesserter Eigenschaft als Barriere kann durch Schichten
einer Metallfolie zwischen die Basisfolienschichten bereitgestellt
werden.
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Ist
die Zwischenschicht eines laminierten Blatts als Barriereschicht
eine dünne
Folienschicht eines anorganischen Oxids oder ein Harz, wie zum Beispiel
ein Polyvinylidenchloridharz, ein Polyacrylnitrilharz oder ein verseiftes
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer,
so sind alle Schichten der Komponenten des laminierten Blatts elektrisch
nicht leitend. Daher werden die Pole durch das laminierte Blatt
selbst dann nicht kurzgeschlossen, wenn die Pole blanke Metallfolien
sind. Somit kann ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit der Eigenschaft als ausgezeichnete Barriere und mit einer
ausgezeichneten Sicherheit bereitgestellt werden.
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Die
Basisfolienschicht ist eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie,
eine biaxial orientierte Nylonfolie oder eine biaxial orientierte
Polypropylenfolie.
-
Nachstehend
werden hierin biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolien,
biaxial orientierte Nylonfolien und biaxial orientierte Polypropylenfolien
als PET-Folien, ON-Folien
beziehungsweise OPP-Folien bezeichnet.
-
Da
die vorstehenden Folien ausgezeichnete verschiedene Arten von Festigkeit
und Beständigkeit,
Bedruckbarkeit und Verarbeitbarkeit, einschließlich der Fähigkeit laminiert zu werden,
aufweisen und relativ kostengünstig
sind, kann leicht ein wirtschaftliches Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit einer zufrieden stellenden Fähigkeit gebildet werden.
-
Materialien
und Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Batteriegehäuse-bildenden Blätter werden
im Zusammenhang mit den Beispielen beschrieben.
-
Wie
vorstehend erwähnt
wurde wird ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse-bildendes Blatt zur
Bildung eines Batteriegehäuses
verwendet, das die Materialien der Bestandteile einer Batterie zur
Bildung einer Batterie enthalten soll. Das Blatt ist ein laminiertes
Blatt, das durch Laminieren von mindestens einer Basisfolienschicht
und einer in einem Muster gebildeten Wärme-haftfähigen Harzschicht gebildet
wird. Falls notwendig, wird eine für Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Barriereschicht
zwischen die Basisfolienschichten geschichtet.
-
Die
Basisfolienschicht kann zum Beispiel eine PET-Folie, eine ON-Folie,
eine OPP-Folie,
eine Polyethylennaphthalatfolie, eine Polyimidfolie, eine Polycarbonatfolie
oder dergleichen sein. Unter Berücksichtigung von
Bedruckbarkeit, Verarbeitbarkeit, einschließlich der Fähigkeit, laminiert zu werden,
und wirtschaftlichem Erfolg zusätzlich
zu verschiedenen Arten der Festigkeit und Beständigkeit, sind PET-Folien,
ON-Folien und OPP-Folien
besondere geeignete Materialien.
-
Insbesondere
PET-Folien weisen die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie und
eine ausgezeichnete Steife, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit,
Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Wasserbeständigkeit
auf. Somit weisen PET-Folien im Allgemeinen eine gute ausgewogene
Fähigkeit
und nur wenig Nachteile auf.
-
Obwohl
ON-Folien relativ hygroskopisch sind, weisen sie eine ausgezeichnete
Flexibilität,
Durchstoßfestigkeit,
Schlagfestigkeit, Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit
auf.
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OPP-Folien
weisen eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wasserbeständigkeit,
chemische Beständigkeit,
Zugfestigkeit und Biegefestigkeit auf, und sie sind nicht teuer,
was ein signifikanter Vorteil ist.
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Die
Dicken dieser Basisfolien liegen vorzugsweise im Bereich von 5 bis
100 μm,
bevorzugter im Bereich von 12 bis 30 μm.
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Die
Basisfolienschicht kann eine einzelne Schicht von jeder der vorstehenden
Folien sein oder eine laminierte Schicht sein, die durch Zusammensetzen
verschiedener Arten dieser Folien gebildet wurde.
-
Wie
vorstehend erwähnt
wurde, kann die für
Feuchtigkeit und Gase undurchlässige
Barriereschicht eine Metallfolie, ein dünner Film eines Metalls, eine
dünne Filmschicht
eines anorganischen Oxids oder eine Schicht aus einem Harz, wie
zum Beispiel ein Polyvinylidenchloridharz, ein Polyacrylnitrilharz
oder ein verseiftes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
sein.
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Eine
Aluminiumfolie und eine Kupferfolie sind geeignete Metallfolien.
Eine Metallfolie ist das besonders bevorzugte Material zur Bildung
der Metallfolienschicht, weil eine Aluminiumfolie nicht teuer ist,
einfach zu verarbeiten und einfach an eine Folie zu binden ist.
-
Eine
geeignete Dicke der Metallfolienschicht liegt im Bereich von 5 bis
25 μm.
-
Wird
zum Beispiel eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie zur Bildung der Metallfolienschicht verwendet,
so weist die Metallfolienschicht eine zufrieden stellende geringe
Wasserdampfdurchlässigkeit
von weniger als 0,01 g/m2·24 h oder
weniger bei 40°C
und 90% RH auf. Die Undurchlässigkeit
für Feuchtigkeit
der Metallfolienschicht kann leicht erhöht werden.
-
Metalle,
die zur Bildung der Barriereschicht geeignet sind, sind Aluminium,
Zinn, Nickel und dergleichen. Aluminium wird bevorzugt. Zur Bildung
der Barriereschicht geeignete anorganische Oxide sind Siliziumdioxid,
Aluminiumoxid, Titandioxid, Eisenoxide und Magnesiumoxid. Siliziumdioxid
und Aluminiumoxid sind besonders geeignet.
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Diese
dünnen
Folienschichten mit der Eigenschaft einer Barriere können auf
einer Kunststoffbasisfolie mit Dicken im Bereich von 100 bis 2000 Å durch
ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Sputterverfahren oder dergleichen
gebildet werden.
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Die
Haftfähigkeit
der dünnen
Folienschicht auf der Oberfläche
einer Basisfolie kann erhöht
werden, indem eine Oberfläche
der Basisfolie, auf der eine dieser dünnen Folienschichten gebildet
werden soll, einer gut bekannten Vorbehandlung, wie zum Beispiel
einer Coronaentladungsbehandlung oder einer Plasmabehandlung unterzogen
wird, oder dieselbe mit einer Grundierung, wie zum Beispiel mit
einem Urethanharz, beschichtet wird.
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Ist
die Barriereschicht eine Folie eines Harzes, wie zum Beispiel ein
Polyvinylidenchloridharz, ein Polyacrylnitrilharz oder ein verseiftes
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, so kann das Harz durch ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren so extrudiert werden, dass
es zum Beispiel zwischen Basisfolien geschichtet ist. Ein Polyvinylidenchloridharz
kann in einem Zusatzstoff hergestellt werden, und der Zusatzstoff
des Polyvinylidenchloridharzes kann als Folie auf einer Basisfolie
durch ein Beschichtungsverfahren verteilt werden. Ein verseiftes
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer
kann als Folie auf einer Oberfläche
einer Basisfolie durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren gebildet
werden.
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Eine
geeignete Dicke der Barriereschicht eines derartigen Harzes liegt
im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Eine
in einem Muster zu bildende Wärme-haftfähige Harzschicht
(Versiegelungsschicht), das heißt, die
innerste Schicht, kann durch Druckmittel, wie zum Beispiel einen
Tiefdruck, Flexodruck oder Filmdruck gebildet werden.
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Ein
Material zur Bildung einer Wärme-haftfähigen Harzschicht
wird in einer Lösung,
einer Emulsion oder einer Dispersion gemäß einem anzuwendenden Mittel
zum Verarbeiten hergestellt.
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Das
Wärme-haftfähige Harz
darf nicht nur auf sich selbst sondern muss ebenfalls auf den Oberflächen der
Elektroden Wärme-haftfähig sein.
Wärme-haftfähige Harze,
die derartigen Anforderungen genügen,
sind zum Beispiel Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere,
Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere, chlorierte
Polypropylenharze, Urethanvinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere. Diese
Harze könne
einzeln oder in einer Mischung verwendet werden.
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Ein
geeignetes Harz kann gemäß dem Material
einer Oberfläche,
auf der die Wärme-haftfähige Harzschicht
gebildet werden soll, der Qualität
der Oberflächen
der Pole und dergleichen aus diesen Harzen ausgewählt werden.
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Ein
geeignetes Gewicht pro Einheitsfläche der Wärme-haftfähigen Harzschicht liegt im
Bereich von 4 bis 10 g/m2 (Feststoffgehalt).
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Reicht
die Haftfähigkeit
der Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf der Basisfolie nicht aus, so kann die Oberfläche der Basisfolie durch eine
gut bekannte Vorbehandlung, wie zum Beispiel eine Coronaentladungsbehandlung,
eine Plasmabehandlung oder eine Glimmentladungsbehandlung, vorbehandelt
werden oder mit einer Grundierung beschichtet werden.
-
Beispiele
der siebten Ausführungsform
werden hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die
in den Zeichnungen gezeigten Beispiele sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 24 bis 25 sind
typische Schnittansichten von Beispielen erfindungsgemäßer Batteriegehäuse-bildender
Blätter.
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26 ist eine Draufsicht eines Batteriegehäuse-bildenden
Blatts, das mit einer in einem Muster geformten Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf der innersten Schicht davon versehen ist, und die flach mit
ihrer inneren Oberfläche
nach oben angebracht ist.
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27 ist eine perspektivische Ansicht eines durch
Verarbeiten des in 26 gezeigten erfindungsgemäßen Batteriegehäuse-bildenden
Blatts gebildeten Batteriegehäuses.
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28 ist eine Vorderansicht einer durch Verwendung
des in 27 gezeigten Batteriegehäuses hergestellten
Batterie.
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Unter
Bezugnahme auf 24 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch Bildung einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 in
einem Muster auf einer Oberfläche
(eine innere Oberfläche)
einer Basisfolienschicht (erste Basisfolienschicht) 1a gebildet.
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Die
Basisfolienschicht 1a kann eine einzelne Folie oder eine
durch ein gut bekanntes Verfahren, wie zum Beispiel ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren, gebildete laminierte Folie sein.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele laminierter Folien. Die laminierten Folien werden nachstehend
beschrieben, wobei Vorbehandlungsverfahren und verwendete Klebstoffschichten
darin weggelassen werden.
- (1) PET-Folie (25 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (2) OPP-Folie (30 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (3) ON-Folie (25 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (4) PET-Folie (12 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick) (Versiegelungsschicht)
- (5) PET-Folie (12 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick) (Versiegelungsschicht)
-
Ein
in 25 gezeigtes Batteriegehäuse-bildendes Blatt 10 weist
einen durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten Basisfolienschicht 1a (die äußerste Schicht),
einer Barriereschicht 12, einer dritten Basisfolienschicht 1c und
einer auf der inneren Oberfläche
der dritten Basisfolienschicht 1c gebildeten gemusterten
Wärme-haftfähigen Harzschicht,
gebildeten Aufbau auf.
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Die
Basisfolienschichten 1a und 1c können eine
einzelne Folie oder eine durch Laminieren einer Vielzahl von Folien
durch ein Trockenlaminierverfahren oder ein Extrusionslaminierverfahren
gebildete laminierte Folie sein.
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Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele laminierter Folien. Die laminierten Folien werden nachstehend
beschrieben, wobei Vorbehandlungsverfahren und verwendete Klebstoffschichten
darin weggelassen werden.
- (1) PET-Folie (12 μm dick)/Aluminiumfolie
(9 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (2) ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (3) OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (4) PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (5) PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (6) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfilmschicht (600 Å dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (7) ON-Folie (15 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfilmschicht (600 Å dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (8) ON-Folie (20 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfilmschicht (600 Å dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (9) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfilmschicht (600 Å dick)/OPP-Folie
(20 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (10) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Siliziumdioxidfilmschicht (600 Å dick)/ON-Folie
(15 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (11) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Polyvinylidenchloridfolienschicht (3 μm dick)/PET-Folie (12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (12) ON-Folie (15 μm
dick)/Dünne
Polyvinylidenchloridfolienschicht (3 μm dick)/PET-Folie (12 μm dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (13) OPP-Folie (20 μm
dick)/Dünne
Polyvinylidenchloridfolienschicht (3 μm dick)/PET-Folie (12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (14) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Polyvinylidenchloridfolienschicht (3 μm dick)/OPP-Folie (20 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (15) PET-Folie (12 μm
dick)/Dünne
Polyvinylidenchloridfilmschicht (3 μm dick)/ON-Folie (15 μm dick)/Gemusterte Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsmittelschicht)
- (16) PET-Folie (12 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (17) ON-Folie (15 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (18) PET-Folie (12 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (19) PET-Folie (12 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht (20 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (20) ON-Folie (15 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Verseifte Ethylen-Vinylacetat-Copolymerschicht (20 μm dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (21) PET-Folie (12 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Polyacrylnitrilharzfolie (20 μm dick)/PET-Folie (12 μm dick)/Gemusterte
Wärme-haftfähige Harzschicht
(5 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
-
26 ist eine Draufsicht eines Batteriegehäuse-bildenden
Blatts, das mit einer in einem Muster geformten Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf der innersten Schicht davon versehen ist, und die flach mit
ihrer inneren Oberfläche
nach oben angebracht ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 26 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt mit einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 versehen,
die als Muster mit Teilen, die sich entlang deren Kanten erstrecken,
ausgebildet ist.
-
Dieses
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 wird in zwei Blätter entlang einer Falzlinie 16 gefaltet,
die das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 in zwei gleiche Hälften so teilt, dass die sich
entsprechenden Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 miteinander
in Kontakt sind, und die Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die an den gegenüberliegenden
Seitenkantenteilen des gefalteten Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 gebildet
sind, werden unter Bildung eines Batteriegehäuses 51 mit einem
offenen Ende, wie in 27 gezeigt ist, warmversiegelt.
-
Ein
Batteriegehäuse 51 mit
der Form einer Tasche mit einem offenen Ende kann durch Zusammensetzen
von zwei Batteriegehäuse-bildenen
Blättern 10 in
einer so übereinander
geschichteten Anordnung, dass die sich entsprechenden Teile der
Wärme-haftfähigen Harzschichten 3 in
Kontakt miteinander sind, und durch Warmversiegeln der drei Kantenteile
der übereinander
geschichteten Anordnung gebildet werden.
-
Das
in 27 gezeigte Batteriegehäuse 51 weist ein durch
Falten des Batteriegehäuse-bildenden Blatts
gebildetes Bodenteil, sich gegenüberliegende
warmversiegelte Seitenkantenteile 17 und ein offenes oberes
Ende 18 auf.
-
Dieses
Batteriegehäuse 51 kann
durch Falten des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 in zwei Blätter entlang
der Falzlinie 16, die das Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 in
zwei gleiche Hälften
so teilt, dass die sich entsprechenden Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 in
Kontakt miteinander sind, und durch Warmversiegeln der Teile der
Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet
werden, die an den gegenüberliegenden
Seitenkantenteilen des gefalteten Batteriegehäuse-bildenden Blatts 10 so
gebildet wurden, dass warmversiegelte Kantenteile 17 gebildet
wurden. Da Teile mit einer vorher festgelegten Breite der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 auf
den inneren Oberflächen
der oberen Endkantenteile des offenen oberen Endes 18 des
Batteriegehäuses 51 gebildet
werden, können
die Materialien der Bestandteile einer Batterie 50a in
dem Batteriegehäuse 51 montiert
werden, die Laschen 59 und 60 von innen durch
das offene obere Ende 18 so verlängert werden, dass sie sich
vom Batteriegehäuse 51 nach
außen
erstrecken, und dann kann das offene obere Ende 18 warmversiegelt
werden.
-
Ein
in 28 gezeigtes Polymerbatteriepaket 50 wird
durch Montieren der Materialien der Bestandteile einer Batterie 50a in
das in 27 gezeigte Batteriegehäuse 51,
wobei die Laschen 59 und 60 von innen durch das
offene obere Ende 18 so verlängert wurden, dass sie sich
außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstrecken,
und durch Warmversiegeln eines oberen warmversiegelten Kantenteils 17 mit
den Laschen 59 und 60, die hermetisch zwischen
die oberen Endkantenteile des Batteriegehäuses 51 geschichtet
sind, hergestellt.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible laminierte Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Beständigkeit
gegen nachteilige Wirkungen und Undurchlässigkeit gegen Feuchtigkeit
und Gase ausgezeichnet sind. Da das laminierte Blatt mit der als
Muster ausgebildeten Wärme-haftfähigen Harzschicht
auf seinen inneren Oberflächen
versehen ist, sind Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht
nur auf notwendigen Teilen des laminierten Blatts gebildet und ein
Batteriegehäuse
mit der Form einer Tasche kann wirkungsvoll ohne Verschwendung von
Materialien gebildet werden. Das Batteriegehäuse-bildende Blatt zur Herstellung
einer Batterie durch Montieren der Materialien der Bestandteile
einer Batterie in einem Batteriegehäuse, Verlängern der Pole von innen durch
das offene obere Ende so, dass sie sich außerhalb des Batteriegehäuses erstrecken, und
Warmversiegeln eines offenen Endkantenteils des Batteriegehäuses, durch
das sich die Pole erstrecken, wirtschaftlich hergestellt werden.
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Achte Ausführungsform
-
Eine
achte erfindungsgemäße Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 29 bis 33 beschrieben.
Ein Batteriegehäuse
in der achten Ausführungsform
ist im Wesentlichen dasselbe, wie das in der ersten Ausführungsform,
abgesehen davon, dass das Batteriegehäuse in der achten Ausführungsform
mindestens einen Teil aufweist, der aus einer durch Schichten einer
Aluminiumfolienschicht, das heißt,
einer Zwischenschicht, zwischen synthetische Harzschichten gebildeten
Folie gebildet ist, und ein Druckentlastungsteil, der mit Einschnitten
versehen ist, die durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl gebildet
sind, in mindestens einer der Oberflächen der laminierten Folie
gebildet wird.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung bezeichnet der Begriff „Druckentlastungsteil" (berstsichere Anordnung)
eine Anordnung, die durch Schmelzen und Verdampfen linearer Anteile
von einigen oder allen synthetischen Harzschichten auf einer Seite
der Aluminiumfolienschicht, das heißt, der Zwischenschicht, durch
Bestrahlung derselben mit einem Laserstrahl gebildet wird.
-
Weiterhin
bezeichnet der Begriff „berstsichere
Anordnung" eine
Anordnung mit einer verminderten Bruchfestigkeit, die mit Einschnitten,
gebildet in einer vorher festgelegten Form, in der laminierten Folie
versehen ist und in der Lage ist, die laminierten Folie reißen zu lassen,
wenn ein Druck in einem vorher festgelegten Bereich darauf angewandt
wird, bevor diese birst.
-
Eine
Batteriegehäuse-bildende
laminierte Folie mit dem vorstehenden Aufbau ist mit einer Aluminiumfolienschicht,
das heißt,
einer Zwischenschicht, mit der Eigenschaft einer ausgezeichneten
Barriere, die keine Feuchtigkeit und Gase hindurch lässt und
mit einer berstfesten Struktur versehen, die eine verringerte Berstfestigkeit
aufweist, die durch Bildung von Einschnitten in mindestens einer
Schicht auf einer Seite der Zwischenschicht gebildet wird. Die Aluminiumfolienschicht
wird nicht beschädigt
werden, wenn die Batteriegehäuse-bildende
laminierte Folie verarbeitet wird und sie ist in der Lage, ihre
Eigenschaft als ausgezeichnete Barriere beizubehalten. Die berstfeste
Struktur bricht, wenn ein Druck in einem Batteriegehäuse durch
Formen der Batteriegehäuse-bildenden
laminierten Folie auf eine vorher bestimmte Höhe ansteigt, um das Batteriegehäuse von
dem Druck zu entlasten, so dass das Batteriegehäuse nicht birst. Daher weist
das Batteriegehäuse
eine ausgezeichnete Sicherheit auf.
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Die
Berstfestigkeit der berstfesten Struktur, das heißt, des
Druckentlastungsteils, liegt im Bereich von 5 bis 10 kg/cm2.
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Da
die Berstfestigkeit des Batteriegehäuses durch die berstfeste Struktur
auf einen geeigneten Wert eingestellt wird, wird das Batteriegehäuse selbst
dann nicht bersten, wenn der Druck in der Batterie abnormal zunimmt,
weil die berstfeste Struktur birst, bevor das Batteriegehäuse birst,
was die Sicherheit des Batteriegehäuses erhöht.
-
Beträgt die Berstfestigkeit
der berstfesten Struktur weniger als 5 kg/cm2,
so ist die Berstfestigkeit der laminierten Folie übermäßig niedrig
und die laminierte Folie kann möglicherweise
während
der Verwendung der Batterie beschädigt werden. Beträgt die Berstfestigkeit
der berstfesten Struktur mehr als 10 kg/cm2,
so kann das Batteriegehäuse
möglicherweise
unter Verursachung von Gefahr explodieren und die Wirkung der berstfesten
Struktur ist nicht ausreichend.
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Der
Druckentlastungsteil kann mit linearen Einschnitten versehen sein,
die sich kreuzen oder in einem Punkt treffen.
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Derartige
lineare Schnitte erleichtern die Einstellung des unteren Grenzwerts
der Berstfestigkeit des Druckentlastungsteils, verringern die Abweichung
der Berstfestigkeit von einem gewünschten Wert und bilden eine
stabile berstfeste Struktur.
-
Die
laminierte Folie kann mit Druckentlastungsteilen versehen sein,
die in beiden Oberflächen
davon so gebildet sind, dass sie miteinander übereinstimmen.
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Derartige
in beide der Oberflächen
der laminierten Folie gebildete Druckentlastungsteile ermöglichen ein
Einstellen der Berstfestigkeit des Druckentlastungsteils, das heißt, der
berstfesten Struktur, auf einen weiteren verminderten Wert, verringern
die Abweichung der Berstfestigkeit von einem gewünschten Wert und garantieren
die Bildung einer weiteren sicheren berstfesten Struktur.
-
Das
Batteriegehäuse
ist eine Tasche, die durch Verarbeiten des laminierten Blatts und
Warmversiegeln der peripheren Teile der Tasche gebildet wird, und
sie ist mit einem Druckentlastungsteil in einem peripheren Teil
davon versehen.
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Das
Batteriegehäuse
mit einem derartigen Aufbau kann nur aus der laminierten Folie gebildet
werden. Daher ist das Batteriegehäuse dünn, leicht und nicht teuer.
Da das Batteriegehäuse
in seinem peripheren Teil mit einem Druckentlastungsteil versehen
ist, kann ohne weiteres eine Belastung in dem Druckentlastungsteil durch
den Druck im Batteriegehäuse
induziert werden. Daher wird die Verlässlichkeit der berstfesten
Struktur weiter erhöht.
-
Beispiele
von Materialien der Batteriegehäuse,
die mit einer erfindungsgemäßen berstfesten
Struktur versehen sind, und Verfahren zur Herstellung derartiger
Batteriegehäuse
werden nachstehend beschrieben.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist, wird ein mit einer berstfesten Struktur versehenes erfindungsgemäßes Batteriegehäuse zur
Herstellung einer Batterie durch Montieren der Materialien der Bestandteile
der Batterie in dem Batteriegehäuse
verwendet. Das Batteriegehäuse
weist mindestens einen Teil auf, der aus einer durch schichtenweises
Anordnen einer Aluminiumfolienschicht, das heißt, einer Zwischenschicht,
zwischen die synthetischen Harzschichten gebildeten laminierten
Folie gebildet ist, und ein Druckentlastungsteil, das heißt, eine berstfeste
Struktur, die mit durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl gebildeten
Einschnitten versehen ist, wird in mindestens einer der Oberflächen der
laminierten Folie gebildet.
-
Obwohl
bevorzugt wird, dass ein Batteriegehäuse nur aus der laminierten
Folie durch Formen der mit der berstfesten Struktur versehenen Folie
zu einer Tasche gebildet wird, kann ein Batteriegehäuse durch
Anbringen des mit der berstfesten Struktur versehenen laminierten
Blatts als ein Wandelement für
einen durch Formen eines Kunststoffmaterials gebildeten Rahmen gebildet
werden.
-
Die
laminierte Folie wird durch Laminieren synthetischer Harzschichten,
die als äußere beziehungsweise
innere Oberflächen
eines Batteriegehäuses
dienen, auf die gegenüberliegenden
Oberflächen
einer als Barriereschicht, den Laserstrahl abfangende Schicht und
Zwischenschicht dienenden Aluminiumfolienschicht gebildet.
-
Die äußere synthetische
Harzschicht weist verschiedene Arten von Festigkeit und Beständigkeit
auf und ein mit Einschnitten versehener Druckentlastungsteil soll
darin durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl gebildet werden. Daher
muss die äußere synthetische
Harzschicht den Laserstrahl absorbieren und muss Wärme erzeugen,
Schmelzen und bei Absorption des Laserstrahls verdampfen. Es wird
bevorzugt, dass die äußere synthetische
Harzschicht bedruckbar und zur Laminierung und dergleichen verarbeitbar
ist. Geeignete Materialien zur Bildung der äußeren synthetischen Harzschicht
sind zum Beispiel biaxial orientierte Polyethylenterephthalatharz folien,
biaxial orientierte Nylonharzfolien, biaxial orientierte Polyethylennaphthalatharzfolien
und biaxial orientierte Polypropylenharzfolien. Die äußere Harzschicht
kann eine dieser Folien sein oder sie kann eine laminierte Folie
sein, die durch Laminieren einiger dieser Folien gebildet wird.
-
Nachstehend
werden hierin biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolien,
biaxial orientierte Nylonfolien und biaxial orientierte Polypropylenfolien
als PET-Folie, ON-Folien
beziehungsweise OPP-Folien bezeichnet.
-
Insbesondere
weisen PET-Folien die Eigenschaft einer geringen Hygroskopie auf
und eine ausgezeichnete Steife, Zugfestigkeit, Biegefestigkeit,
Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit,
Wärmebeständigkeit und
Wasserbeständigkeit
auf. Da PET-Folien im Allgemeinen eine gut ausgewogene Fähigkeit
aufweisen und relativ kostengünstig
und wirtschaftlich bevorzugt sind, sind PET-Folien ein geeignetes
Material.
-
Obwohl
ON-Folien im Vergleich zu PET-Folien relativ hygroskopisch sind,
weisen sie eine ausgezeichnete Flexibilität, Durchstoßfestigkeit, Schlagfestigkeit,
Biegefestigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit auf. ON-Folien sind
geeignet, wenn derartige Wirkungsweisen von Bedeutung sind.
-
OPP-Folien
wiesen eine ausgezeichnete Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wasserbeständigkeit,
chemische Beständigkeit,
Zugfestigkeit und Biegefestigkeit auf und sind kostengünstig, was
ein wichtiger Vorteil ist.
-
Die äußere synthetische
Harzschicht kann durch Laminieren der vorstehenden Folie durch Trockenlaminierung
oder dergleichen auf die als Zwischenschicht dienende Aluminiumfolie
gebildet werden.
-
Die
Dicke der Kunststofffolie, das heißt, der äußeren synthetischen Harzschicht,
liegt im Bereich von 8 bis 80 μm,
bevorzugter im Bereich von 12 bis 30 μm.
-
Die
innere synthetische Harzschicht der laminierten Folie muss zur Verstärkung der
laminierten Folie, zum Schützen
der dazwischen liegenden Aluminiumfolienschicht, zur Verarbeitung
mit einem Laserstrahl unter Bildung eines Druckentlastungsteils und
zur Wärmehaftfähigkeit
nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf die Oberflächen von
Polen in der Lage sein, um die Formung der laminierten Folie zu
einer Tasche zu ermöglichen
und eine zufrieden stellende Wärmeversiegelung
des offenen Endes der Tasche zu ermöglichen.
-
Da
es schwierig ist, die derartigen Anforderungen genügende innere
synthetische Harzschicht aus einer einzelnen Harzschicht (Folie)
zu bilden, wird bevorzugt, dass die innere synthetischen Harzschicht
aus einem laminierten Blatt gebildet ist, das mindestens aus zwei
Schichten besteht.
-
Zum
Beispiel kann die innere synthetische Harzschicht aus einer zweischichtigen
Struktur gebildet werden, die aus einer, ähnlich zu der die äußere synthetische
Harzschicht bildenden Kunststofffolienschicht und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht
(Versiegelungsschicht) besteht. Die innere synthetische Harzschicht kann
auf die innere Oberfläche
der dazwischen liegenden Aluminiumfolienschicht so laminiert werden,
dass sie als innerste Schicht dient.
-
Zur
Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht
geeignete Materialien sind Polyethylenharze, Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere,
Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere,
säuredenaturierte
Polyolefinharze und Ionomere. Diese Materialien könne einzeln
oder in einer Mischung verwendet werden.
-
Ein
geeignetes Harz kann gemäß der Qualität der Oberflächen der
Pole (beschichtet oder nicht beschichtet) aus diesen Harzen ausgewählt werden.
-
Die
Kunststofffolien zur Bildung der inneren synthetischen Harzschicht
müssen
nicht sehr dick sein; eine geeignete Dicke der Kunststofffolie liegt
im Bereich von ungefähr
8 bis ungefähr
30 μm.
-
Die
innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
liegt vorzugsweise im Bereich von 15 bis 100 μm, bevorzugter im Bereich von
30 bis 80 μm.
-
Die
Dicke der dazwischen liegenden Aluminiumfolienschicht liegt vorzugsweise
im Bereich von 5 bis 25 μm,
bevorzugter im Bereich von 7 bis 25 μm.
-
Eine
Aluminiumfolienschicht mit einer Dicke von weniger als 5 μm ist unerwünscht, weil
es wahrscheinlich ist, dass sich in einer derartig dünnen Aluminiumfolienschicht
viele feine Löcher
bilden, wobei die Eigenschaft als Barriere, um keine Feuchtigkeit
und Gase durch die Aluminiumfolienschicht durchzulassen, vermindert
wird. Eine Aluminiumfolienschicht mit einer Dicke von mehr als 25 μm ist unerwünscht, weil
eine derartige dicke Aluminiumfolienschicht eine übermäßig hohe
Barriereeigenschaft aufweist und den Druckentlastungsteil mit einer übermäßig hohen
Berstfestigkeit versieht.
-
Wird
zum Beispiel eine 9 μm
dicke Aluminiumfolie zur Bildung der Zwischenschicht verwendet,
so weist die Zwischenschicht eine zufrieden stellende geringe Wasserdampfdurchlässigkeit
von weniger als 0,01 g/m2·24 h oder
unterhalb davon bei 40°C
und 90% RH auf. Die Undurchlässigkeit
der Zwischenschicht für Feuchtigkeit
kann leicht erhöht
werden.
-
Ein
Teil der aus den vorstehenden Materialien gebildeten Folie wird
erfindungsgemäß mit einem
Laserstrahl unter Bildung eines Druckentlastungsteils bestrahlt,
der durch Schmelzen und Verdampfen gerader Abschnitte von einigen
oder allen der synthetischen Harzschichten auf den gegenüberliegenden
Seiten der Aluminiumfolienschicht mit Einschnitten versehen ist.
Der Druckentlastungsteil dient als berstfeste Struktur mit einer
verringerten Berstfestigkeit im Bereich von 5 bis 10 kg/cm2.
-
Die
Einschnitte zur Bildung des Druckentlastungsteils können durch
gut bekannte Laserstrahlprojektionsmittel gebildet werden. Mit einem
Kohlenstoffdioxidgaslaser versehene Laserstrahlprojektionsmittel
sind besonders geeignet.
-
Ein
Kohlenstoffdioxidgaslaser emittiert Laserlicht mit einer Wellenlänge von
10,6 m. Die PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien, die vorstehend
als zur Bildung der synthetischen Harzschichten der laminierten Folie
geeignete Materialien erwähnt
wurden, erzeugen bei Absorption des von einem Kohlenstoffdioxidgaslaser
emittierten Laserlichts mit einer derartigen Wellenlänge Wärme und
somit kann ein Druckentlastungsteil, der mit Einschnitten versehen
ist, in diesen Folien einfach gebildet werden.
-
Polyethylenharze
von niedriger Dichte, die im Allgemeinen als Wärme-haftfähige Harze verwendet werden,
absorbieren kaum einen Laserstrahl mit dieser Wellenlänge und
lassen ihn durch. Daher erzeugen Polyethylenharze von niedriger
Dichte keine Wärme,
wenn sie mit einem Laserstrahl dieser Wellenlänge bestrahlt werden, und können folglich
mit dem Laserstrahl nicht bearbeitet werden. Jedoch kann eine Polyethylenharzfolie
mit niedriger Dichte in Kombination mit einer der PET-Folien, der
ON-Folien und der OPP-Folien verwendet werden und Einschnitte können darin
gebildet werden, weil die PET-Folien, ON-Folien und OPP-Folien bei
Bestrahlung mit dem Laserstrahl Wärme erzeugen und die Polyethylenharzfolie
mit geringer Dichte wird durch die Wärme geschmolzen.
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Ist
die innere synthetische Harzschicht der laminierten Folie ein zweischichtiges
laminiertes Blatt, bestehend aus einer PET-Folie, einer ON-Folie
oder einer OPP-Folie und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht aus
einem Polyethylenharz von niedriger Dichte, so kann dementsprechend
ein Druckentlastungsteil, der mit einem Muster aus geraden Einschnitten
versehen ist, gebildet werden, durch Entfernen von beispielsweise
Teilen von beiden der Zweikomponentenschichten der inneren synthetischen
Harzschicht in dem Muster eines Druckentlastungsteils, das mit einem
Muster gerader Rillen versehen ist, die durch Entfernen von nur
Teilen der PET-, der ON- oder
der OPP-Folie gebildet wurden, durch vorübergehendes Schmelzen von Teilen
der Polyethylenharzschicht von niedriger Dichte und durch Reparierenlassen
der ursprünglichen
Form der geschmolzenen Teile der Polyethylenharzschicht von niedriger
Dichte, indem die entsprechenden Dicken der Zweikomponentenschichten
der inneren synthetischen Harzschicht geeignet bestimmt werden und
die Bedingungen zur Bestrahlung mit einem Laserstrahl geeignet eingestellt
werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird spezifischer unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung
ist in ihrer praktischen Anwendung auf die in den begleitenden Zeichnungen
gezeigten Beispiele nicht beschränkt.
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29 ist eine typische Schnittansicht einer laminierten
Folie zur Bildung eines Batteriegehäuses, das mit einer erfindungsgemäßen berstfesten
Struktur versehen ist.
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Die 30(a), 30(b), 30(c) und 30(d) sind
repräsentative
Muster gerader Einschnitte, die in laminierte Folien durch Bestrahlung
mit einem Laserstrahl gebildet wurden.
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Die 31(a) und 31(b) sind
typische Schnittansichten von Beispielen für Druckentlastungsteile, die in
laminierte Folien gebildet wurden.
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32 ist eine Ausführungsform eines Batteriegehäuses, das
mit einer erfindungsgemäßen berstfesten
Struktur versehen ist und die Form einer Tasche mit drei durch Warmversiegelung
versiegelten Seiten aufweist.
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33 ist eine Vorderansicht einer Batterie, die
das in einer Ausführungsform
in 32 gezeigte Batteriegehäuse verwendet.
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Unter
Bezugnahme auf 29 weist ein laminiertes Blatt 10 eine
Aluminiumfolienschicht (Metallfolienschicht) 2, das heißt, eine
Zwischenschicht, eine äußere auf
die äußere Oberfläche (obere
Oberfläche,
entsprechend der Darstellung in 29)
der Aluminiumfolienschicht 2 laminierte Harzschicht (erste
Basisfolienschicht) 1a, und eine innere synthetische Harzschicht
(dritte Basisfolienschicht) 1c auf, die auf die innere
Oberfläche
(untere Oberfläche,
entsprechend der Darstellung in 29)
der Aluminiumfolienschicht 2 laminiert ist.
-
Die äußere synthetische
Harzschicht 1a ist konkret eine PET-Folie, eine ON-Folie
oder eine OPP-Folie, und die innere synthetische Harzschicht 1c ist
eine PET-Folie, eine ON-Folie oder eine OPP-Folie. Eine Wärme-haftfähige Harzschicht 3,
eine innerste Schicht, wird auf die innere synthetische Harzschicht 1c laminiert.
-
Jeder
der äußeren synthetischen
Harzschichten 1a und der inneren synthetischen Harzschichten 1c kann
eine einer PET-Folie, einer ON-Folie und einer OPP-Folie oder eine
laminierte Folie sein, bestehend aus einer oder einigen einer PET-Folie,
einer ON-Folie und einer OPP-Folie, und eine Folie von anderer Art
sein.
-
Die
innerste Wärme-haftfähige Harzschicht 3 kann
entweder einen Einschichtaufbau oder einen Mehrschichtaufbau aufweisen.
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Obwohl
bevorzugt wird, die erste Basisfolienschicht 1a und die
dritte Basisfolienschicht 1c, das heißt, einige der PET-Folien,
ON-Folien und OPP-Folien auf die dazwischen liegende Aluminiumfolienschicht 2 durch ein
gut bekanntes Trockenlaminierverfahren unter Verwendung eines Klebstoffs
zu laminieren, können
diese auf die Aluminiumfolienschicht 2 durch ein Extrusionslaminierverfahren
unter Verwendung eines Wärme-haftfähigen Harzes
laminiert werden.
-
Obwohl
es leicht und einfach ist, die innerste Wärme-haftfähige Harzschicht 3 durch
ein Extrusionsbeschichtungsverfahren zu bilden, kann die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 durch
Laminieren einer Wärme-haftfähigen Harzfolie
auf die dritte Basisfolienschicht 1c durch ein Trockenlaminierverfahren
oder ein Extrusionslaminierverfahren gebildet werden.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele laminierter Folien. In der folgenden Beschreibung werden
Vorbehandlungsverfahren und haftfähige Schichten, die zur Bildung
der laminierten Folien verwendet wurden, weggelassen.
- (1) PET-Folie (16 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (2) ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht (40 μm dick) (Versiegelungsschicht)
- (3) OPP-Folie (20 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (4) PET-Folie (16 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/OPP-Folie (20 μm
dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (5) PET-Folie (16 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht (40 μm dick) (Versiegelungsschicht)
- (6) ON-Folie (165 μm
dick)/PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (7) PET-Folie (12 μm
dick)/ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
- (8) PET-Folie (16 μm
dick)/OPP-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/PET-Folie
(12 μm dick)/Wärme-haftfähige Harzschicht
(40 μm dick)
(Versiegelungsschicht)
-
Einschnitte
werden erfindungsgemäß in einem
Muster durch Bestrahlung der vorstehenden laminierten Folie mit
einem Laserstrahl gebildet, um eine berstfeste Struktur mit einer
Berstfestigkeit im Bereich von 5 bis 10 kg/cm2 zu
bilden.
-
Es
gibt keine speziellen Beschränkungen
für das
Muster der Einschnitte und die Einschnitte können in einem optionalen Muster
unter Berücksichtigung
der Qualitäten
und Dicken der synthetischen Harzschichten der laminierten Folie
gebildet werden.
-
Die
in den 30(a) bis 30(d) gezeigten
Muster von Einschnitten sind zur Bildung des Druckentlastungsteils 20 geeignet.
-
Alle
Muster zur Bildung des Druckentlastungsteils 20, die in
den 30(a) bis 30(d) gezeigt
sind, sind aus Einschnitten gebildet, die sich von einem zentralen
Punkt aus radial erstrecken.
-
Das
in 30(a) gezeigte Muster wird durch
radiales Verlängern
von drei geraden Einschnitten von einem zentralen Punkt aus in Winkelabständen von
120° gebildet.
Das in 30(b) gezeigte Muster wird
durch radiales Verlängern
von vier geraden Einschnitten von einem zentralen Punkt aus in Winkelabständen von
90° gebildet.
-
Das
in 30(c) gezeigte Muster wird durch
radiales Verlängern
von sechs geraden Einschnitten von einem zentralen Punkt aus in
Winkelabständen
von 60° gebildet.
Das in 30(a) gezeigte Muster wird
durch radiales Verlängern
von acht geraden Einschnitten von einem zentralen Punkt aus in Winkelabständen von
45° gebildet.
-
Der
Druckentlastungsteil 20 mit einem Muster aus einer größeren Zahl
von Einschnitten weist eine geringere Berstfestigkeit auf. Eines
der in den 30(a) bis 30(d) gezeigten
Druckentlastungsteile wird unter Berücksichtigung des Aufbaus des
laminierten Folienblatts geeignet ausgewählt. Obwohl es keine speziellen
Beschränkungen
für die
Größe des Musters
gibt, liegt eine geeignete Länge
der geraden Einschnitte im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 15 mm,
und folglich liegt ein geeigneter Durchmesser eines Umkreises um
das Muster im Bereich von ungefähr
20 bis ungefähr
30 mm.
-
Obwohl
der Druckentlastungsteil 20 mit einem derartigen Muster
aus Einschnitten nur auf einer Seite der laminierten Folie gebildet
werden kann, kann die Berstfestigkeit der laminierten Folie weiter
verringert werden, wenn die Druckentlastungsteile 20 in
beiden synthetischen Harzschichten so gebildet werden, dass sie sich
decken.
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Die 31(a) und 31(b) sind
typische Schnittansichten von Druckentlastungsteilen 20,
die in den gegenüberliegenden
synthetischen Harzschichten der entsprechenden laminierten Folien
gebildet sind, die jede durch Laminieren einer PET-Folienschicht (die äußerste Schicht) 1a,
einer Aluminiumfolienschicht 2, einer PET-Folienschicht 1c und
einer Polyolefinharzschicht (Versiegelungsschicht) 3 gebildet
sind.
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Die
innere synthetische Harzschicht 1c nimmt entweder eine
in 31(a) gezeigte Form oder eine in 31(b) gezeigte Form an, wenn die innerste
Polyolefinharzschicht 3 eine Harzschicht ist, die in Abhängigkeit
von ihrer Dicke und den Bedingungen für die Bestrahlung mit einem
Laserstrahl kein Laserlicht absorbiert, wie zum Beispiel ein Polyethylenharz
von niedriger Dichte.
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Der
in 31(a) gezeigte Druckentlastungsteil 20 wird
durch Entfernen gerader Teile der synthetischen Harzschichten 1a und 1c und
der Versiegelungsschicht 3 gebildet.
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Ist
die Polyolefinharzschicht 40 μm
dick oder dicker und ist die Energie des Laserstrahls auf eine bestimmte
festgelegte Höhe
eingestellt, werden die PET-Folienschicht
und die Polyolefinharzschicht geschmolzen und zerrissen, und der
Versiegelungsschicht 3, das heißt, der Polyolefinharzschicht
wird gestattet, ihre ursprüngliche
Form unter Bildung eines Musters gerader Rillen nur in der inneren
synthetischen Harzschicht 1c, wie in 31(b) gezeigt
ist, zu reparieren.
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32 ist eine Ausführungsform eines Batteriegehäuses 51,
das mit einer erfindungsgemäßen berstfesten
Struktur versehen ist und die Form einer Tasche mit drei durch Warmversiegelung
versiegelten Seiten aufweist.
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Das
in dieser Ausführungsform
gezeigte Batteriegehäuse
wird durch Formen des in 29 gezeigten laminierten
Blatts 10 gebildet. Dieses laminierte Blatt 10 weist
eine rechtwinklige Form mit vorher festgelegten Maßen auf,
es ist mit Druckentlastungsteilen 20 versehen, die jeweils
vier gerade sich radial von einem zentralen Punkt in Winkelabständen von
90° in den
sich gegenüberliegenden
Oberflächen
erstreckende Einschnitte aufweisen, so dass sie an einer Position
in der Nähe
der Falzlinie 16, die das laminierte Blatt 10 in
zwei gleiche Hälften
teilt, einander entsprechen, und es ist mit Seitenversiegelungsteilen 17a, 17b, 17c und 17d in
seinen Seitenkantenteilen und mit Endversiegelungsteilen 18a und 18b in
seinen Endkantenteilen versehen.
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Ein
Batteriegehäuse
mit der Form einer rechteckigen Tasche und einem offenen Ende mit
den Endversiegelungsteilen 18a und 18b kann durch
Falten des laminierten Blatts 10 in zwei Blätter entlang
der Falzlinie 16 so, dass die Wärme-haftfähigen Harzschichten miteinander
in Kontakt kommen, und durch Aneinanderbinden der Seitenversiegelungsteile 17a und 17b und
der Seitenversiegelungsteile 17c und 17d durch Warmversiegeln
gebildet werden.
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Ein
Polymerbatteriepaket 50, das mit einer berstfesten Struktur
mit dem Druckentlastungsteil 20 versehen ist, wie in 33 gezeigt ist, wird durch Montieren der Materialien
der Bestandteile der Batterie in das Batteriegehäuse 51, das die Form
einer Tasche aufweist, durch Verlängern der Laschen 59 und 60 vom
Inneren durch das offene obere Ende 18 so, dass sie sich
außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstrecken,
und Versiegeln eines offenen oberen Endes durch Aneinanderbinden
der Wärme- haftfähigen Harzschichten
durch Warmversiegeln mit den Laschen 59 und 60,
die hermetisch zwischen die oberen Endkantenteile des Batteriegehäuses geschichtet
sind, hergestellt.
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33 ist ein Aufriss eines Batteriepakets 50,
das das Batteriegehäuse 51 verwendet,
welches durch Formen des in 32 in
einer Ausführungsform
gezeigten laminierten Blatts 10 gebildet wird. Das Batteriegehäuse 51 wird
durch Falten des laminierten Blatts 10 in zwei Blätter und
Aneinanderbinden der Seitenversiegelungsteile 17a und 17b und
der Seitenversiegelungsteile 17c und 17d durch
Warmversiegeln gebildet. Die Materialien der Bestandteile der Batterie
werden in das Batteriegehäuse 51 durch
das offene obere Ende eingesetzt, die Laschen 59 und 60 werden
vom Inneren des Batteriegehäuses 51 durch
das offene obere Ende so verlängert,
dass sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstrecken,
und das offene obere Ende wird durch Aneinanderbinden der Endversiegelungsteile 18a und 18b durch
Warmversiegeln versiegelt. Das Batteriegehäuse 51 ist an seinem
Boden mit einer berstfesten Struktur versehen, die die Druckentlastungsteile 20 aufweist.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht wird das Batteriegehäuse gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Verarbeiten der laminierten Folie durch Schichten
der dazwischen liegenden Aluminiumfolienschicht zwischen die synthetische
Harzschichten gebildet, es ist leicht, dünn, flexibel, weist ausgezeichnete
verschiedene Arten von Festigkeit und Beständigkeit, die Eigenschaft als
ausgezeichnete Barriere, die Feuchtigkeit und Gase nicht hindurch
lässt und
die Fähigkeit
zum Warmversiegeln auf, es ist mit der berstfesten Struktur versehen,
die das Batteriegehäuse
druckentlastet, wenn der Druck über
einen vorher festgelegten Grenzwert aufgrund von Wärmeerzeugung,
die durch Fehlverwendung des Batteriepakets bewirkt wird, ansteigt,
und es ist in der Lage, eine hohe Sicherheit zu garantieren, und
kann wirtschaftlich erzeugt werden.
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Neunte Ausführungsform
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Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in einer erfindungsgemäßen neunten
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 34 bis 36 beschrieben.
Das Batteriegehäuse-bildende
Blatt in der neunten Ausführungsform
ist ein Polymerbatteriege häuse-bildendes
Blatt. Das Batteriegehäuse-bildende
Blatt ist ein laminiertes Blatt mit dem Aufbau: erste Basisschicht/Metallfolienschicht/haftfähige Harzschicht/dritte
Basisschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht.
Die Metallfolienschicht und die dritte Basisschicht, und die dritte
Basisschicht und die Wärme-haftfähige Harzschicht
werden durch ein Sandwichlaminierverfahren oder ein Extrusionsbeschichtungsverfahren
laminiert. Die haftfähige
Harzschicht und/oder die Wärme-haftfähige Harzschicht wird
aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz gebildet. Das säuredenaturierte
Polyolefinharz weist einen Schmelzpunkt von 100°C oder mehr auf. Das Batteriegehäuse-bildende
Blatt in der neunten Ausführungsform ist
in anderer Beziehung im Wesentlichen dasselbe wie das in der ersten
Ausführungsform.
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34 ist eine typische Schnittansicht eines Batteriegehäuse-bildenden
Blatts in der neunten Ausführungsform, 35 ist eine typische Schnittansicht eines weiteren
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts in der neunten Ausführungsform, 36(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Polymerbatteriepakets,
und 36(b) ist eine Schnittansicht
durch die Linie X-X in 36(a).
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Unter
Bezugnahme auf 36 weist das erfindungsgemäße Polymerbatteriepaket
eine Batterie 50a, Laschen 59 und 60 und
ein Gehäuse 51 auf,
das die Batterie 50a und die Laschen 59 und 60 darin
versiegelt. Die Laschen 59 und 60 werden aus dem
Inneren des Gehäuses 51 so
verlängert,
dass sie sich außerhalb
des Gehäuses 51 erstrecken,
und Teile der Laschen 59 und 60 werden haftfähig an eine
innere Schicht des Gehäuses 51 in
einem versiegelten Teil 17 des Gehäuses 51 angebracht.
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Die
Batteriegehäuse-bildenden
Blätter
mit dem vorstehenden Aufbau werden mit ihren Wärme-haftfähige Harzschichten im Kontakt
miteinander zusammengesetzt, periphere Kantenteile der Batteriegehäuse-bildenden
Blätter
werden durch Warmversiegeln unter Bildung eines Batteriegehäuses 51 mit
der Form einer Tasche und einem offenen Endteil miteinander verbunden.
Die Materialien der Bestandteile einer Batterie 50a, einschließlich positiver
und negativer Elektroden und eines Elektrolyts, werden in das Batteriegehäuse 51 gesetzt,
die Laschen 59 und 60 werden vom Inneren des Batteriegehäuses 51 so
verlängert,
dass sie sich außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstrecken,
und das offene obere Ende wird durch Aneinanderbinden der Wärme-haftfähigen Harzschichten
versiegelt, und die Wärme-haftfähigen Harz schichten
und der Laschen 59 und 60 werden durch Warmversiegeln
zur Vervollständigung
eines Batteriepakets versiegelt.
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Daher
werden die Wärme-haftfähigen Harzschichten
aus einem Wärme-haftfähigen Harz
gebildet, das nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls auf die
Laschen 59 und 60, die aus einem leitenden Material,
wie zum Beispiel eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie, hergestellt
sind, Wärme-haftfähig ist.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt für
ein Polymerbatteriepaket ist ein laminiertes Blatt, bestehend aus
einer äußeren Basisschicht,
einer Metallfolienschicht, das heißt, einer Barriereschicht,
und einer Wärme-haftfähigen Harzschicht.
Im Allgemeinen wird eine dritte Basisschicht zwischen die Metallfolienschicht
und die Wärme-haftfähige Harzschicht
geschoben, um die Entwicklung von feinen Löchern in der Metallfolienschicht
und das Reißen
derselben aufgrund Biegens oder Perforierens der Metallfolienschicht
zu verhindern. In dem Batteriegehäuse-bildenden Blatt mit einem
derartigen Aufbau sorgt die dazwischen liegende Metallfolienschicht
für die
Eigenschaft als ausgezeichnete Barriere, die keine Feuchtigkeit
und Gase hindurch lässt, die
auf einer Oberfläche
der Metallfolienschicht gebildete Basisschicht und die auf der anderen
Oberfläche
der Metallfolienschicht gebildete Basisschicht oder Wärme-haftfähige Harzschicht
schützen
die Metallfolienschicht so, dass eine Entwicklung von Rissen und
feinen Löchern
vermieden werden kann, um die Eigenschaft als zufrieden stellende
Barriere zu bewahren.
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Die
auf der äußeren oder
inneren Oberfläche
der Metallfolienschicht gebildete Basisschicht schützt die Metallfolienschicht
und versieht gleichzeitig das Blatt mit Festigkeit und Fähigkeiten.
Die innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
versieht das Blatt mit der Fähigkeit
zum Warmversiegeln.
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Da
die Metallfolienschicht zwischen mindestens der nicht leitenden
ersten und der nicht leitenden dritten Basisschicht geschichtet
ist, wirkt das Batteriegehäuse-bildende Blatt als
ein nicht leitendes Blatt.
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Durch
Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Batterie, die in einem
Batteriegehäuse
versiegelt ist, das durch Formen des Batteriegehäuse-bildenden Blatts gebil det
wurde, von äußeren und
inneren Stößen oder
Durchstoßwirkungen
geschützt
werden kann, wenn das Batteriegehäuse-bildende Blatt ein laminiertes Blatt
ist, das durch Schichten der Barriereschicht zwischen die äußere erste
Basisschicht und die innere dritte Basisschicht gebildet wird.
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Das
Gehäuse
mit der Form einer Tasche wird durch Aneinanderbinden von laminierten
Blättern
durch Warmversiegeln gebildet. Daher ist die innerste Schicht von
jedem laminierten Blatt eine Wärme-haftfähige Harzschicht.
Die Wärme-haftfähige Harzschicht
wird aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz gebildet, das auf ein die Pole T bildendes Metall
Wärme-haftfähig ist.
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Das
die Wärme-haftfähige Harzschicht
bildende säuredenaturierte
Polyolefinharz ist nicht nur auf sich selbst, sondern ebenfalls
auf ein Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, zufrieden
stellend haftfähig. Daher
kann das offene Ende des Batteriegehäuses warmversiegelt werden.
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Manchmal
delaminiert ein durch ein allgemein bekanntes Trockenlaminierverfahren
gebildetes laminiertes Blatt aufgrund von Verschlechterung durch
Alterung während
der Lagerung, während
ein durch Verarbeitung desselben Blatts gebildetes Gehäuse in Gebrauch
ist. Durch die Analyse der Gründe
einer Delaminierung wurde festgestellt, dass ein zur Trockenlaminierung
verwendeter Klebstoff während
der langen Lagerung sich im Elektrolyt der Polymerbatterie aufgelöst hatte,
weil der Elektrolyt ein organisches Carbonatlösungsmittel ist und der Klebstoff
in einem organischen Lösungsmittel
löslich
ist. Daher durchdringt der Elektrolyt, das heißt, ein Bestandteil der Batterie,
die Harzschicht des Gehäuses
und erreicht über
einen längeren
Zeitraum hinweg die Grenzfläche
zwischen der Harzschicht und der haftfähigen Schicht, löst den Klebstoff,
um schließlich
eine Delaminierung des laminierten Blatts zu verursachen.
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Manchmal
wird das Batteriepaket in einer Umgebung mit hoher Temperatur verwendet
oder stehen gelassen. Wenn das Gehäuse nicht wärmebeständig ist, ist es möglich, dass
die warmversiegelten Teile des Gehäuses sich öffnen und der Elektrolyt durchsickert,
wenn das Gehäuse
hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Es ist zum Beispiel erforderlich,
dass das Batteriegehäuse
einen Test besteht, der Armaturen bretttest genannt wird, bei dem
eine mit dem Batteriepaket versehene elektronische Vorrichtung in
einem Fahrzeug bewahrt wird. Insbesondere ist es erforderlich, dass
keine Flüssigkeit
aus dem Batteriepaket läuft,
wenn das Batteriepaket in einer Umgebung von 100°C während fünf Stunden aufbewahrt wird.
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Durch
die Untersuchungen des Aufbaus mit verschiedenen laminierten Blättern und
der Materialien der laminierten Blätter wurde festgestellt, dass
die vorstehenden Probleme gelöst
werden können
und die notwendigen Bedingungen für eine Gehäuse für eine Polymerbatterie durch
ein laminiertes Blatt mit dem folgenden Aufbau erfüllt werden
können,
und die vorliegende Erfindung wurde auf Basis der durch die Untersuchungen
erworbenen Ergebnisse gemacht.
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Die
erste Basisschicht, das heißt,
ein Basisbauelement des laminierten Blatts, muss bei der Herstellung
eines laminierten Blatts zum Bedrucken, Laminieren und dergleichen
ausreichend fest und ausreichend verarbeitbar sein, und es muss
verschiedene Fähigkeiten,
einschließlich
der Verschleißfestigkeit
und dergleichen, die notwendig sind, damit es als Oberflächenschicht
eines Batteriepakets dient, aufweisen.
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Gehäuse von
Batterien, einschließlich
Polymerbatterien, müssen
die Eigenschaft einer Barriere, die keine Feuchtigkeit und Gase
hindurchlässt,
aufweisen. Die vorliegende Erfindung verwendet eine Metallfolie als
Barriereschicht. Eine dritte Schicht wird zum Schutz der Barriereschicht
und zur Verstärkung
eines Batteriegehäuses
an die innere Oberfläche
der Metallfolienschicht gebunden. Eine innerste Schicht wird aus
einem Wärme-haftfähigen Harz
gebildet. Somit umfasst ein erfindungsgemäßes laminiertes Blatt als unentbehrliche Bestandteile
eine als Barriereschicht dienende Metallfolienschicht, eine Basisschicht
und eine Wärme-haftfähige Harzschicht.
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Die
Metallfolienschicht und die dritte Basisschicht werden durch Sandwichlaminierung
unter Verwendung eines haftfähigen
Harzes aneinander gebunden. In diesem laminierten Blatt ist die
Wärme-haftfähige Harzschicht
aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz gebildet, das in der Lage ist, Temperaturen von 100°C oder mehr
auszuhalten.
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Ein
erfindungsgemäßes Polymerbatteriegehäuse 51 wird
hierin nachstehend beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden haftfähige
Schichten von Lösungsmittel-löslichen Klebstoffen, die in
einem organischen Lösungsmittel
löslich
sind, nicht zur Bildung eines inneren laminierten Blatts auf der
inneren Seite der Barriereschicht verwendet, die Schichten des inneren
laminierten Blatts werden durch ein Sandwichlaminierverfahren unter
Verwendung eines haftfähigen
Harzes laminiert, und die innerste Wärme-haftfähige Harzschicht des inneren
laminierten Blatts wird durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren
gebildet.
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Die
Schichten der Komponenten eines äußeren laminierten
Blatts auf der Außenseite
der Metallfolienschicht können
durch das vorstehende Trockenlaminierverfahren laminiert werden.
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Da
das innere laminierte Blatt auf der Innenseite der Metallfolienschicht
ohne Verwendung jeglicher Lösungsmittel-löslichen
haftfähigen
Schicht aufgebaut ist, gibt es keine Möglichkeit, dass das innere
laminierte Blatt durch Eindringen des Elektrolyts in die Bindungsgrenzfläche und
Auflösen
der haftfähigen
Schicht durch den Elektrolyt delaminiert wird.
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Die
einzelnen Schichten des laminierten Blatts, das ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse-bildendes
laminiertes Blatt zur Bildung einer Polymerbatterie bildet, werden
hierin nachstehend beschrieben.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, weist ein erfindungsgemäßes Batteriegehäuse-bildendes Blatt eine Metallfolienschicht
auf, die als Zwischenschicht dient und die Eigenschaft einer Barriere
aufweist, die keine Feuchtigkeit und Gase hindurch lässt, erste,
dritte und zusätzliche
dritte Basisschichten mit verschiedenen Arten ausgezeichneter Festigkeit
und Beständigkeit
sind geeignet auf der äußeren und
inneren Seite der Metallfolienschicht angeordnet, und eine Wärme-haftfähige Harzschicht
wird als innerste Schicht gebildet.
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Geeignete
Materialien zur Bildung der dazwischen liegenden Metallfolienschicht,
die für
die Eigenschaft als Gasbarriere sorgt, ist eine Aluminiumfolie,
eine Kupferfolie oder dergleichen. Eine Aluminiumfolie ist das besonders
bevorzugte Material zur Bildung der Metallfolienschicht, weil eine
Aluminiumfolie nicht teuer, einfach zu verarbeiten und einfach an
eine Folie zu binden ist. Eine geeignete Dicke der Metallfolienschicht liegt
im Bereich von 5 bis 25 μm.
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Geeignete
Materialien zur Bildung der Basisschicht sind zum Beispiel biaxial
orientierte Polyethylenterephthalatharzfolien (hier nachstehend
als „PET-Folien" oder „PETs" bezeichnet), biaxial
orientierte Nylonharzfolien (hier nachstehend als „ON-Folien" oder „ON" bezeichnet), biaxial
orientierte Polypropylenharzfolien (hier nachstehend als „OPP-Folien" oder „OPP" bezeichnet), Polyethylennaphthalatharzfolien,
Polyimidharzfolien, Polycarbonatharzfolien und dergleichen. Im Hinblick
auf die Fähigkeiten,
einschließlich
der Haltbarkeit, Verarbeitbarkeit und wirtschaftlichem Erfolg sind
PET-Folien und ON-Folien besonders geeignet.
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Obwohl
PET-Folien und ON-Folien sich in den Eigenschaften nicht besonders
voneinander unterscheiden, weisen PET-Folien die Eigenschaft einer
niedrigen Hygroskopie und eine ausgezeichnete Steife, Verschleißfestigkeit
und Wärmebeständigkeit
auf, ON-Folien weisen die Eigenschaft einer relativ hohen Hygroskopie
und eine ausgezeichnete Flexibilität, Durchstoßfestigkeit, Biegefestigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit
auf.
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Die
Dicke der Basisfolien liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 100 μm, bevorzugter
12 bis 30 μm.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, ist die Wärme-haftfähige Harzschicht,
das heißt,
die innerste Schicht, vorzugsweise nicht nur auf sich selbst, sondern
ebenfalls auf ein die Pole bildendes Metall Wärme-haftfähig, weist die Eigenschaft
einer geringen Hygroskopie oder Feuchtigkeitsabsorption auf, um
das Eindringen von Feuchtigkeit in den Elektrolyt zu unterdrücken, und
ist stabil und für
Quellen und korrosive Wirkungen des Elektrolyts nicht anfällig.
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Im
Hinblick auf derartige wünschenswerte
Bedingungen sind zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht geeignete
Materialien zum Beispiel Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Acrylat-Copolymere, Ethylen-Methacrylat-Copolymere
und Polyolefinharze, die durch Mischen eines Polyethylenharzes oder
eines Polypropylenharzes und eines oder mehrerer dieser Copolymere
hergestellt werden. Besonders bevorzugte Wärme-haftfähige Harze sind zum Beispiel
Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere,
und Harze, die durch Modifizieren von Polyethylenharzen, Polypropylenharzen
hergestellt werden, und Harze, die durch Pfropfcopolymerisation
hergestellt werden, einschließlich
von Ethylen-Propylen-Copolymeren,
Ethylen-α-Olefin-Copolymeren,
Propylen-α-Olefin-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren,
Ethylen-Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Methacrylat-Copolymeren und
Terpolymeren dieser Harze durch einige der ungesättigten Carbonsäuren und
Anhydride ungesättigter
Carbonsäuren,
wie zum Beispiel Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid,
Citraconsäureanhydrid,
Itaconsäure
und Itaconsäureanhydrid.
-
Unter
diesen Harzen werden einige Harze mit einem Schmelzpunkt von 100°C oder darüber zur
Bildung von Batteriegehäusen
mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit
verwendet. Ist der Schmelzpunkt des säuredenaturierten Polyolefinharzes,
das die Wärme-haftfähige Harzschicht
bildet, unter halb von 100°C,
so gibt es die Möglichkeit,
dass die versiegelten Teile des Batteriegehäuses undicht werden und der
Elektrolyt ausläuft,
wenn das Batteriepaket hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Ein Batteriegehäuse wird
undicht und der Elektrolyt läuft
aus, wenn ein durch Aufbau einer Batterie in dem Batteriegehäuse gebildetes
Batteriepaket hohen Temperaturen ausgesetzt ist.
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Der
Säuregehalt
der säuredenaturierten
Polyolefinharze liegt im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%. Die Wärmehaftfähigkeit
des Harzes auf ein Metalls ist nicht ausreichend, wenn der Säuregehalt
weniger als 0,01 Gew.-% beträgt
und die Fähigkeit
des Harzes zur Folienbildung ist schlechter, wenn der Säuregehalt
höher als 10
Gew.-% ist.
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Eine
geeignete Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht
liegt im Bereich von 10 bis 100 μm.
-
Die
Schichten der Komponenten können
auf die Innenseite der Metallfolienschicht durch ein bekanntes Sandwichlaminierverfahren
laminiert werden, das ein geschmolzenes haftfähiges Harz zwischen zwei zu laminierende
Schichten extrudiert und die Schichten und eine Schicht des zwischen
die Schichten geschichteten Wärme-haftfähigen Harzes
zusammendrückt.
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Das
vorstehende säuredenaturierte
Polyolefinharz wird als das haftfähiges Harz verwendet.
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Die
innerste Wärme-haftfähige Harzschicht
wird durch Extrudieren eine geschmolzenen säuredenaturierten Polyolefinharzes
direkt auf die dritte Basisschicht gebildet. Bei der Bildung des
erfindungsgemäßen laminierten
Blatts als Blatt zur Bildung eines Polymerbatteriegehäuses, bei
dem die laminierte Schicht auf der Innenseite der Metallfolienschicht
durch ein Trockenlaminierverfahren unter Verwendung eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes als haftfähiges
Harz gebildet wird anstelle eines Trockenlaminierverfahrens unter
Verwendung eines organischen Klebstoffs, kann die laminierte Schicht
auf der Außenseite
der Metallfolienschicht durch ein Trockenlaminierverfahren gebildet
werden.
-
Die
vorliegende Erfindung wird konkreter unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
-
Die
in den Beispielen gezeigten Zeichnungen sind erläuternd und nicht beschränkend. Gleiche
oder sich entsprechende Teile sind in den Zeichnungen durchwegs
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 34 bis 35 sind
typische Schnittansichten von Batteriegehäuse-bildenden Blättern in
erfindungsgemäßen Beispielen
zur Bildung des Batteriegehäuses 51.
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Unter
Bezugnahme auf 34 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisschicht (erste Basisfolienschicht) 1a, einer haftfähigen Harzschicht 5,
einer Metallfolienschicht 2, einer Klebstoffharzschicht 4,
einer dritten Basisschicht (dritte Basisfolienschicht) 1c und einer
Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
-
Die
erste Basisschicht 1a ist eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
Die Metallfolienschicht 2 ist zum Beispiel eine Aluminiumfolie.
Jede der haftfhähigen
Harzschichten und der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 ist aus
einem säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% gebildet.
-
Die
erste Basisschicht 1a, wie zum Beispiel eine PET-Folie
oder eine ON-Folie, die die äußerste Schicht
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts 10 bilden, versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 mit mechanischer Festigkeit, einschließlich von
Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit
und Biegefestigkeit, und Beständigkeit,
einschließlich
von Verschleißfestigkeit,
Wasserbeständigkeit,
chemischer Beständigkeit,
Wärmebeständigkeit
und Niedertemperaturbeständigkeit.
Die Metallfolienschicht, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolienschicht,
das heißt,
eine Zwischenschicht, dient als eine für Feuchtigkeit und Gase undurchlässige Barriereschicht.
Die Wärme-haftfähige Harzschicht 3,
das heißt,
die innerste Schicht, ist eine Schicht aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Säuregehalt
im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% und versieht das Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 der der Eigenschaft einer ausgezeichneten Fähigkeit
zum Warmversiegeln.
-
Ist
die Metallfolienschicht 2 eine 9 μm dicke Aluminiumfolie, so weist
die Metallfolienschicht 2 eine Durchlässigkeit für Wasserdampf von weniger als
0,01 g/m2·24 h oder weniger bei 40°C und 90%
RH auf. Die Undurchlässigkeit
für Wasserdampf
kann leicht erhöht
werden.
-
Die
folgenden Beispiele sind repräsentative
Beispiele des vorstehenden laminierten Blatts.
- (1)
PET (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm
dick)/PET (12 μm
dick)/Säuredenaturiertes
Polyolefinharz (30 μm
dick)
- (2) PET-Folie (12 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm dick)/ON
(15 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (30 μm
dick)
- (3) ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm dick)/PET
(12 μm dick)/Säuredenaturiertes
Polyolefinharzschicht (30 μm
dick)
- (4) ON-Folie (15 μm
dick)/Aluminiumfolie (9 μm
dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (15 μm dick)/ON
(12 μm dick)/Säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht (30 μm
dick)
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist zusätzlich
mit der dritten Basisschicht 1c versehen, um verschiedene
Arten mechanischer Festigkeit und Beständigkeit zu verbessern. Da
die Metallfolienschicht 2 zwischen die erste Basisschicht 1a und
die dritte Basisschicht 1c geschichtet ist, ist die Metallfolienschicht 2 sicherer
vor äußeren und
inneren Stößen, Verschleiß, physikalischen
und chemischen Einwirkungen geschützt und sorgt für eine beständigere
Eigenschaft als Barriere.
-
Unter
Bezugnahme auf 35 wird ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 durch aufeinander folgendes Laminieren einer ersten
Basisschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2,
einer haftfähigen
Harzschicht 5, einer dritten Basisschicht 1c,
einer haftfähigen
Harzschicht 4, einer zusätzlichen dritten Basisschicht 1d und
einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet.
Die dritte Basisfolienschicht 1a ist die äußerste Schicht.
-
Das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 ist zusätzlich
mit der zusätzlichen
dritten Basisschicht 1d versehen, um die Fähigkeit
der dritten Basisschicht 1c auf der Innenseite der dazwischen
liegenden Metallfolienschicht 3 zu verbessern, und das
Batteriegehäuse-bildende
Blatt 10 weist eine erhöhte
Festigkeit auf. Jede der ersten Basisschicht 1a, der dritten
Basisschicht 1c und der zusätzlichen dritten Basisschicht 1d ist
eine PET-Folie oder eine ON-Folie.
-
Obwohl
alle der Basisschichten vom selben Folientyp sein können, wird
bevorzugt, unterschiedliche Arten von Folien zu verwenden, wie zum
Beispiel eine PET-Folie und eine ON-Folie als erste Basisschicht 1a, und
dritte Basisschicht 1c oder beziehungsweise zusätzliche
dritte Basisschicht 1d, mit der Absicht, dass sich die
ent sprechenden Nachteile ergänzen
und das beste aus den Vorteilen der ersten Basisschicht 1a und
der dritten Basisschicht 1c oder der zusätzlichen
Basisschicht 1d gemacht wird.
-
Das
in 35 gezeigte Batteriegehäuse-bildende Blatt 10 mit
zwei Basisschichten auf der Innenseite der dazwischen liegenden
Metallfolienschicht 2 ist dem in 34 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blatt 10 in Bezug auf Festigkeit überlegen. In diesen laminierten
Blättern,
bei denen die haftfähige
Schicht 5, die die erste Basisschicht 1a und die
Metallfolienschicht 2 aneinander bindet, entweder durch
ein Trockenlaminierverfahren oder ein Sandwichlaminierverfahren
gebildet werden kann, werden die Schichten der laminierten Schicht
auf der Innenseite der Metallfolienschicht 2, das heißt, die
Metallfolienschicht 2 und die dritte Basisschicht 1c,
und die dritte Basisschicht 1c und die zusätzliche
dritte Basisschicht 1d durch ein Sandwichlaminierverfahren
aneinander gebunden unter Verwendung der haftfähigen Harzschicht 4,
und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 wird
durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren gebildet. Die Wärme-haftfähige Harzschicht
zur Verwendung in dem Trockenlaminierverfahren und das Harz zur
Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht
sind säuredenaturierte
Polyolefinharze.
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Die
Oberfläche
der dritten Basisschicht 1c oder der zusätzlichen
dritten Basisschicht 1d können durch eine gut bekannte
Oberflächenbehandlung,
wie zum Beispiel eine Coronabehandlung, Flammenbehandlung oder Plasmabehandlung,
zur Verbesserung der Haftfähigkeit
des säuredenaturierten
Polyolefinharzes auf der Oberfläche
nachbearbeitet werden. Das laminierte Blatt kann zusammengedrückt und
nach Laminierung der Schichten der Komponenten zur Erhöhung der
Haftfähigkeit
zwischen der Metallfolienschicht oder der Basisschicht und der Wärme-haftfähigen Harzschicht
erwärmt
werden (nach Erwärmung).
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Wie
in 35 gezeigt ist, wird die erste Basisschicht 1a auf
der Außenseite
der Metallfolienschicht 2 gebildet, und die haftfähige Harzschicht 4,
die dritte Basisschicht 1c, die Klebstoffharzschicht 4,
die zusätzliche dritte
Basisschicht 1d und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 werden
in dieser Reihenfolge auf der Innenseite der Metallfolienschicht
gebildet. Die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 ist
die innerste Schicht, die durch ein Extrusionsbeschichtungsverfahren
gebildet wird. Die Metallfolienschicht 2 und die dritte
Basisschicht 1c, die dritte Basisschicht 1c und
die zusätzliche
dritte Basisschicht 1d werden durch ein Sandwichlaminierverfahren
unter Verwendung eines säuredenaturierten
Polyolefinharzes aneinander gebunden. In diesem laminierten Blatt
ist es erwünscht,
zur Bildung der dritten Basisschicht 1c und der zusätzlichen
dritten Basisschicht 1d ON-Folien zu verwenden.
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In
diesem erfindungsgemäßen Batteriegehäuse-bildenden
Blatt sorgen die Basisschichten 1a, 1c und 1d für verschiedene
Arten einer verbesserten mechanischen Festigkeit und Beständigkeit,
die Metallfolienschicht 2 ist zwischen die erste Basisschicht 1a und
die dritte Basisschicht 1c geschichtet, und die zusätzliche dritte
Basisschicht 1d ist auf die dritte Basisschicht 1c laminiert,
um das Batteriegehäuse-bildende Blatt mit
der verbesserten Eigenschaft als Barriere zu versehen, indem die
Metallfolienschicht 2 vor der Einwirkung eines Durchstoßens von
innen her geschützt
wird.
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Beim
Druck eines Bildes von Buchstaben und Mustern auf die Oberfläche von
jedem der in den 34 und 35 gezeigten
Batteriegehäuse-bildenden
Blättern 10 wird
das Bild auf die innere Oberfläche
der ersten Basisschicht 1a gedruckt, die auf die Oberfläche der
angrenzenden Schicht zur Dekoration der zweiten Oberfläche gebunden
werden soll, und dann wird die erste Basisfolienschicht auf die
angrenzende Schicht laminiert. Das somit gedruckte Bild wird selbst,
wenn die Oberfläche
des Blatts 10 abgerieben ist, nicht beschädigt werden.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible Batteriegehäuse-bildende
Blätter
bereit, die bezüglich
verschiedener Arten der mechanischen Festigkeit, Wärmebeständigkeit,
Undurchlässigkeit
gegen Feuchtigkeit und Gase, Fähigkeit
zum Warmversiegeln und Verarbeitbarkeit ausgezeichnet sind und die
wirtschaftlich hergestellt werden können.
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Da
die innere laminierte Schicht auf der Innenseite der Metallfolienschicht
ohne Verwendung von haftfähigen
Schichten aus einem Lösungsmittel-löslichen
Klebstoff gebildet ist, wird der Elektrolyt einer Batterie keine
Delaminierung der inneren laminierten Schicht bewirken.
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Da
die haftfähige
Harzschicht und die Wärme-haftfähige Harzschicht
aus säuredenaturierten
Polyolefinharzen mit einem Schmelzpunkt von 100°C gebildet sind, gibt es keine
Möglichkeit,
dass die versiegelten Teile des Batteriegehäuses sich öffnen und der Elektrolyt ausläuft, wenn
das Batteriepaket hohen Temperaturen ausgesetzt wird.
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Zehnte Ausführungsform
-
Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt in einer erfindungsgemäßen zehnten
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 37 bis 44 beschrieben.
Ein Batteriepaket in der zehnten Ausführungsform, das ein Batteriegehäuse verwendet,
ist durch Pole gekennzeichnet, die mit einem Isolierblatt beschichtet
sind, das mit mindestens einer Öffnung
für jeden
sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstreckenden Pol in einem Teil davon versehen ist. Die äußere Oberfläche des
Isolierblatts ist durch Warmversiegelung auf die innere Oberfläche des
Batteriegehäuses
gebunden, das Isolierblatt weist mindestens eine mit einer Schicht
versehene Oberfläche
auf, die in der Lage ist, an die Pole gebunden zu werden, das Isolierblatt
weist eine Basisschicht aus einem Polyethylenterephthalatharz, einem
Polyamidharz, einem Polyimidharz oder einem Polycarbonatharz auf
und das Batteriegehäuse
und/oder das Isolierblatt ist mit einem Bild bedruckt. Die zehnte
Ausführungsform
ist in anderer Beziehung im Wesentlichen dieselbe wie die erste
Ausführungsform.
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Das
erfindungsgemäße Batteriepaket
ist ein dünnes
Batteriepaket, das durch Versiegeln einer Batterie in einem Batteriegehäuse gebildet
wird, flache Laschen erstrecken sich aus der Batterie, die Laschen
sind mit einer Isolierfolie bedeckt und Öffnungen sind in vorher festgelegten
Teilen der Isolierfolie gebildet, um die Batterie mit einer Vorrichtung
zu verbinden, die von der Batterie betrieben wird.
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37(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines Batteriepakets, 37(b) ist eine
perspektivische Ansicht eines Batteriepakets, das mit Polen versehen
ist, die mit einer Schutzfolie beschichtet sind, und 37(c) ist eine Schnittansicht durch die
Linie X1-X1 (X2-X2) in 37(a).
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Die 38(a) und 38(b) sind
unterstützende
perspektivische Ansichten zur Erklärung eines Verfahrens zur Bedeckung
von Elektroden mit einer Isolierfolie, die einen Zustand vor der
Bedeckung beziehungsweise nach der Bedeckung zeigen. 39(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines Batteriegehäuses
in einer erfindungsgemäßen bevorzugten
Ausführungsform
in einem Zustand, bevor die Batterie darin versiegelt wird, und 39(b) ist eine Schnittansicht durch die
Linie X2-X2 in 39(a). 40 ist
eine Draufsicht auf ein Batteriegehäuse, das Elektroden mit einem
zu dem des Batteriegehäuses
in der vorstehenden Ausführungsform ähnlichen
Aufbau aufweist. 41(a) ist eine Schnittansicht
durch die Linie X3-X3 (X4-X4) in 40, 41(b) ist eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils W in 41(a), 42(a) ist eine Schnittansicht durch die
Linie Y1-Y1 in 40, 42(b) ist eine
Schnittansicht durch die Linie Y2-Y2 in 42(a), die 43(a), 43(b) und 43(c) sind
unterstützende
typische Schnittansichten zur Erklärung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Elektrodenschutzfolie, 44(a) ist eine typische Schnittansicht
eines Batteriegehäuses
aus dem Stand der Technik, 44(b) ist
ein Batteriepaket aus dem Stand der Technik und 44(c) ist
eine vergrößerte Ansicht
entlang der Richtung des Pfeils Z.
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Ist
ein flexibles ein Batteriegehäuse 51 bildendes
Verpackungsblatt 10 mit einer leitenden Schicht 2, wie
zum Beispiel einer Metallfolie versehen, so ist unter Bezugnahme
auf die 44(a) und 44(c) die
leitende Schicht 2 des Verpackungsblatts 10 an
einer Endoberfläche 10a des
Batteriegehäuses 51 exponiert
und es ist möglich,
dass ein zufälliger
Kontakt zwischen den Laschen 59 und 60 und der
Kante der an der Endoberfläche 10a exponierten
leitenden Schicht 2 auftritt, wenn die Laschen 59 und 60 flexible
Blätter,
wie zum Beispiel Metallfolien sind. Das Blatt 10 wird durch
Laminieren einer ersten Basisfolienschicht 1a, einer Metallfolienschicht 2,
einer dritten Basisfolienschicht 1c, einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 unter
Verwendung der haftfähigen
Schichten 5a und 5b gebildet.
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Findet
ein derartiger zufälliger
Kontakt statt, so nimmt die elektromotorische Kraft der Batterie
ab oder sie vermindert sich aufgrund einer Entladung auf null. Findet
ein derartiger zufälliger
Kontakt in einer mit der Batterie beladenen Vorrichtung statt, kann
die Vorrichtung möglicherweise
versagen oder bersten.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten gewissenhafte Untersuchungen
durch, um ein derartiges Problem zu lösen, und lösten das Problem durch Bildung
der Elektroden mit dem folgenden Aufbau.
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Wie
in 37 gezeigt ist, sind exponierte Teile streifenförmiger Laschen 59 und 60,
die von einem Ende eines Batteriegehäuses 51 nach außen ragen,
mit einer isolierenden Elektrodenschutzfolie 61 umhüllt, um
zufälligen
Kontakt zu vermeiden.
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Es
gibt keine speziellen Beschränkungen
für das
Verfahren zur Umhüllung
der Laschen 59 und 60 mit der Elektrodenschutzfolie 61,
abgesehen davon, dass die Laschen 59 und 60 nicht
vollständig
umhüllt
sein sollten und mindestens Kontaktteile der Laschen 59 und 60,
die mit den Eingangspolen einer Vorrichtung, die von dem Batteriepaket
betrieben werden soll, in Kontakt gebracht werden sollen (nachstehend
als „Kontaktteile" bezeichnet), müssen exponiert
sein.
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Insbesondere
sind Öffnungen 62 in
die Elektrodenschutzfolie 61 gebildet, und die Elektrodenschutzfolie 61 ist
auf die Laschen 59 und 60 so gesetzt, dass sie
beide Oberflächen
der Laschen 59 und 60 bedeckt. In diesem Zustand
sind die Kontaktteile der Laschen 59 und 60, die
den Öffnungen 62 entsprechen,
zum Verbinden mit den Eingangspolen der Vorrichtung exponiert.
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Die
Elektrodenschutzfolie 61 muss an die Laschen 59 und 60 sorgfältig mit
einem Klebstoff so angebracht werden, dass sie die Kontaktteile
nicht mit einem isolierenden Film des Klebstoffs bedeckt.
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Obwohl
es erwünscht
ist, zur Bildung des Batteriegehäuses 51 der
vorliegenden Erfindung ein Warmversiegelungsverfahren zu verwenden,
kann anstelle des Warmversiegelungsverfahren ein Verfahren unter Verwendung
eines Klebstoffs verwendet werden, vorausgesetzt, dass das Batteriegehäuse 51 und
die der vorliegenden Erfindung genügende Elektrodenstruktur gebildet
werden können.
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Materialien
zur Bildung des Batteriegehäuses 51 müssen in
der Lage sein, eine versiegelte Struktur zu bilden und eine zufrieden
stellende Eigenschaft als Barriere, die keine Feuchtigkeit und korrosive
Gase in das Batteriegehäuse 51 hindurch
lässt, über einen
langen Zeitraum hinweg zu bewahren, und sie müssen Wärmebeständigkeit und Niedertemperaturbeständigkeit
als thermische Grundbedingungen aufwei sen. Materialien, die die äußerste und
die innerste Schicht des Batteriegehäuses bilden, dürfen elektrisch
nicht leitend sein.
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Ein
Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10, das derartige erforderliche physikalische Eigenschaften
aufweist, kann durch verschiedene Arten von Materialien gebildet
werden. Es ist erwünscht,
dass das Batteriegehäuse-bildende
Blatt ein laminiertes Blatt ist, das durch Laminierung flexibler
Folien und einer Metallfolie gebildet wird. Ein derartig laminiertes
Blatt ist in der Lage, das Beste aus den ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften
der Folien und der Metallfolie zu machen und bewirkt, dass sich
die Folien und die Metallfolie ergänzen.
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Das
Gehäuse 51 kann
durch jedes der geeigneten Verfahren, einschließlich ein Verfahren unter Verwendung
eines Klebstoffs, ein Verfahren unter Verwendung von Ultraschallwellen,
ein Verfahren unter Verwendung von Hochfrequenzwellen und ein Warmversiegelungsverfahren
unter Verwendung von Wärme
und Druck, gebildet werden.
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Es
ist erfindungsgemäß erwünscht, dass
die innere Schicht des laminierten Blatts zur Bildung des Gehäuses 51 aus
einem Wärme-haftfähigen Material
gebildet ist und das Gehäuse
durch Warmversiegelung der notwendigen Teile des laminierten Blatts
gebildet wird.
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Das
Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt 10 der vorliegenden Erfindung wird konkret
beschrieben werden.
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37(d) zeigt ein Beispiel des laminierten
Blatts. Der Aufbau des laminierten Blatts ist:
Äußerste Schicht 1a/Barriereschicht 2/Verstärkungsschicht 1c/Versiegelungsschicht 3 (innerste
Schicht)
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Diese
Schichten werden durch Trockenlaminierung oder Sandwichlaminierung
laminiert.
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Die
Dicke des laminierten Blatts liegt vorzugsweise im Bereich von 50
bis 200 μm.
Ein laminiertes Blatt mit einer Dicke von weniger als 50 μm weist eine
schlechtere Undurchlässigkeit
für Feuchtigkeit
auf und kann möglicherweise
Feuchtigkeit zu dem Elektrolyt hindurch lassen. Ein laminiertes
Blatt mit einer Dicke, die 200 μm übersteigt,
stimmt nicht mit der Grundidee überein,
ein Polymerbatteriepaket mit dem kleinstmöglichen Gewicht und Dicke bereitzustellen,
und es kann nicht erwartet werden, dass die Wirkung eines laminierten
Blatts mit einer derartig großen
Dicke, Feuchtigkeit und Gase nicht hindurch zulassen so groß wie seine
Dicke ist.
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Materialien
der Schichten des laminierten Blatts werden gemäß den gewünschten physikalischen Eigenschaften
des laminierten Blatts selektiv bestimmt.
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Ein
konkreter Aufbau des laminierten Blatts kann sein:
PET (äußerste Schicht)/Al/PET
(oder Ny)/Versiegelungsmittel (innerste Schicht)
PET: Polyethylenterephthalat,
AL: Aluminium (Folie), Ny: Nylon
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Die äußerste Schicht 1a (erste
Basisfolienschicht) 1a ist die äußere Oberflächenschicht eines Batteriegehäuses. Daher
darf die äußerste Schicht 1a elektrisch
nicht leitend sein, sie muss eine glatte Oberfläche aufweisen, ausreichend
gegen Chemikalien und Verschleiß beständig sein,
sie muss eine ausreichend hohe Zug- und Durchstoßfestigkeit aufweisen und sie
muss in der Lage sein, eine Batterie vor äußeren nachteiligen, schädlichen
physikalischen und chemischen Einwirkungen zu schützen. Biaxial
orientierte Harzfolien, insbesondere biaxial orientierte Folien
von PET-Harzen sind bevorzugte Materialien zur Bildung der äußersten Schicht 1a.
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Eine
erwünschte
Dicke der äußersten
Schicht 1a liegt im Bereich von 5 bis 30 μm. Liegt
die Dicke der äußersten
Schicht 1a unterhalb von 5 μm, so ist die Durchstoßfestigkeit
der äußersten
Schicht 1a nicht ausreichend und es ist höchstwahrscheinlich,
dass sich in der äußersten
Schicht 1a feine Löcher
bilden. Liegt die Dicke der äußersten
Schicht 1a über
30 μm, so
wird die äußerste Schicht 1a die
Fähigkeit
zur Warmversiegelung des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen.
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Es
wird bevorzugt, die Barriereschicht (Metallfolienschicht) 2 an
die äußerste Schicht 1a angrenzend zu
bilden. Die Barriereschicht 2 weist die Eigenschaft als
Barriere zur Verhinderung eines Durchlassens von Feuchtigkeit und
Gasen in das Batteriegehäuse
auf. Geeignete Materialien zur Bildung der Barriereschicht 2 sind
Folien aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymeren und dergleichen, beschichtete
Folien, die durch Beschichtung von Polyethylenterephthalatfolien
und dergleichen mit Metallen, Siliziumdioxid und anorganischen Oxiden durch
Verdampfung hergestellt werden, und beschichtete Folien, die durch
Beschichtung von Folien mit Barriereschichtmaterialien, einschließlich Polyvinylidenchloridharzen,
hergestellt werden. Bevorzugter wird eine Metallfolie, wie zum Beispiel
eine Aluminiumfolie, als Barriereschicht 2 verwendet. Eine
Aluminiumfolie zur Bildung der Barriereschicht 2 weist
eine erwünschte
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
auf. Aluminiumfolien mit einer Dicke von weniger als 5 μm weisen
viele feine Löcher
und eine schlechtere Eigenschaft als Barriere auf. Aluminiumfolien
mit einer Dicke von mehr als 30 μm
beeinflussen die Fähigkeit
zur Warmversiegelung des laminierten Blatts bei der Bildung eines
Gehäuses
nachteilig.
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Es
wird bevorzugt, die Verstärkungsschicht
(dritte Basisfolienschicht) 1c auf der inneren Oberfläche der
Barriereschicht 2 zur Verstärkung der Festigkeit eines
durch Verarbeitung des laminierten Blatts gebildeten Batteriegehäuses zu
bilden. Es ist besonderes erwünscht,
ein Batteriegehäuse
gegen Kratz- und Durchstoßwirkungen
scharfer Vorsprünge
zu verstärken.
Die Verstärkungsschicht 1c kann
eine biaxial orientierte Harzfolie, vorzugsweise eine biaxial orientierte
PET- oder Ny-Folie sein. Es wird erwünscht, dass die Verstärkungsschicht 1c eine
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
aufweist. Die Verstärkungsschicht 1c weist
eine schlechtere Beständigkeit
bezüglich
der durchstoßenden
Wirkung einer in dem Gehäuse
enthaltenen Batterie auf, es ist wahrscheinlich, dass sich feine
Löcher
in der Verstärkungsschicht 1c bilden,
und es ist möglich,
dass der Elektrolyt ausläuft
und das laminierte Blatt delaminiert, wenn dessen Dicke kleiner
als 5 μm
ist. Die Verstärkungsschicht 1c wird
die Fähigkeit
zum Versiegeln des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen, wenn
seine Dicke über
30 μm liegt.
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Notwendige
Teile der Versiegelungsschicht (Wärme-haftfähige Harzschicht 3)
des laminierten Blatts werden bei der Bildung des Batteriegehäuses 21 durch
Warmversiegeln aneinander gebunden. Wie vorstehend erwähnt wurde,
ist es im Hinblick auf einen einfachen Betrieb und der Fähigkeit
zur Versiegelung erwünscht,
das Batteriegehäuse
durch Verarbeiten des laminierten Blatts durch ein Warmversiegelungsverfahren
zu bilden. Werden notwendige Teile der Versiegelungsschicht des
laminierten Blatts durch ein Warmversiegelungsverfahren aneinander
gebunden, so ist die Versiegelungsschicht aus einem Wärme-haftfähigen Material
gebildet. Das Wärme-haftfähige Material
muss auf die Laschen 59 und 60 oder die Elektrodenschutzfolie 61 Wärme-haftfähig sein.
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Die
Versiegelungsschicht 3 ist aus einem Material gebildet,
das auf sich selbst und auf Metallfolien, die die Pole bilden, oder
auf den Elektrodenschutzfilm Wärme-haftfähig ist.
Materialien, die zur Bildung der Versiegelungsschicht 3 geeignet
sind, sind zum Beispiel Ethylen-Acrylsäureharze (EAA), Ethylen-Methacrylsäureharze
(EMAA), Ethylen-Ethylacrylatharze (EEA) und Ionomere.
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Die
Versiegelungsschicht 3 kann entweder durch Laminieren einer
Folie aus einem der vorstehenden Harze auf die Verstärkungsschicht 1c oder
durch Schmelzen und Extrudieren eines der vorstehenden Harze über die
Oberfläche
der Verstärkungsschicht 1c durch
einen Extruder gebildet werden.
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Es
ist erwünscht,
dass die Dicke der Versiegelungsschicht 3 im Bereich von
10 bis 100 μm
liegt. Liegt die Dicke der Versiegelungsschicht 3 unter
10 μm, so
ist die Durchstoßfestigkeit
der Versiegelungsschicht 3 nicht ausreichend und es ist
höchstwahrscheinlich,
dass sich in der Versiegelungsschicht 3 feine Löcher bilden und
es ist möglich,
dass der Elektrolyt ausläuft
und das laminierte Blatt delaminiert. Beträgt die Dicke der Versiegelungsschicht
mehr als 100 μm,
so ist die Menge an Feuchtigkeit, die durch die Versiegelungsschicht 3 absorbiert
wird, groß und
es ist möglich,
dass Feuchtigkeit die Versiegelungsschicht 3 durchdringt.
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Wie
vorstehend erwähnt
wurde, können
die äußerste Schicht 1a,
die Barriereschicht 2, die Verstärkungsschicht 1c und
die Versiegelungsschicht 3 durch Trockenlaminierung unter
Verwendung eines Polyurethanklebstoffs oder durch Sandwichlaminierung,
wobei ein haftfähiges
Harz zwischen aneinander grenzende Schichten extrudiert wird, laminiert
werden.
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Die
mit der vorliegenden Erfindung in Zusammenhang stehenden Pole werden
nachstehend beschrieben. Die Laschen 59 und 60 sind
flache Pole aus einer Metallfolie oder dergleichen. Wie vorstehend
erwähnt ist,
werden exponierte Teile der Laschen 59 und 60,
abgesehen von den Kontaktteilen, die mit den Eingangspolen einer
von dem Batteriepaket zu betreibenden Vorrichtung in Kontakt gebracht
werden sollen, mit der isolierenden Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt.
Insbesondere werden die Teile der Laschen 59 und 60,
die der Endkante 10a des Batteriegehäuses 51 entsprechend
zuverlässig
bedeckt, um Schwierigkeiten aufgrund des zufälligen Kontakts zwischen den
Laschen 59 und 60 und der leitenden Schicht 2,
die an der Endkante 10a des Batteriegehäuses 51 exponiert
ist, zu vermeiden.
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Unter
Bezugnahme auf 38(a) sind die Öffnungen 62 in
vorher festgelegte Teile der Elektrodenschutzfolie 61 gebildet
und die Elektrodenschutzfolie 61 wird in zwei Blätter gefaltet.
Die Öffnungen 62 sind
so gebildet, dass sie den Kontaktteilen der Laschen 59 und 60 entsprechen,
wenn die Elektrodenschutzfolie 61 in zwei Blätter gefaltet
ist. Die Laschen 59 und 60 sind zwischen den Hälften der
gefalteten Elektrodenschutzfolie 61 angeordnet, die Hälften der
Elektrodenschutzfolie 61 sind durch Warmversiegelung oder
dergleichen so aneinander gebunden, dass die Laschen 59 und 60 dazwischen
geschichtet sind.
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Die
Laschen 59 und 60 können mit der Elektrodenschutzfolie 61 durch
Verteilen eines Klebstoffs über die
innere Oberfläche
der Elektrodenschutzfolie 61, Falten der Elektrodenschutzfolie 61 in
zwei Blätter
so, dass die Laschen 59 und 60 dazwischen geschichtet
sind, und Zusammendrücken
der gefalteten Elektrodenschutzfolie 61 und der Laschen 59 und 60 während einer
vorher festgelegten Zeit, bedeckt werden.
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Obwohl
die Laschen 59 und 60 unbedeckte Teile 67 nahe
der Batterie 50a in dem Batteriegehäuse 51 aufweisen können.
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Die
Elektrodenschutzfolie 61, die die Laschen 59 und 60 bedeckt,
wird nachstehend beschrieben. Die Elektrodenschutzfolie 61 kann
von jedem Typ sein, vorausgesetzt, dass sie elektrisch nicht leitend
ist und in der Lage ist, durch Warmversiegelung an die Laschen 59 und 60 gebunden
zu werden. Die Elektrodenschutzfolie 61 kann eine wie in 43(a) gezeigte Folie (haftfähige Schicht 71),
eine wie in 43(b) gezeig te zweischichtige
Folie, bestehend aus einer Trägerschicht 72 und
einer Klebstoffschicht 71 oder eine wie in 43(c) gezeigte
dreischichtige Folie sein, bestehend aus einer haftfähigen Schicht 71,
einer äußeren Schicht 73 und einer
Trägerschicht 72,
die zwischen die haftfähige
Schicht 71 und die äußere Schicht 73 geschichtet
ist.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, wird bevorzugt, dass die Pole mit der Elektrodenschutzfolie
durch ein Warmversiegelungsverfahren bedeckt werden, ähnlich zur
Bildung des Batteriegehäuses
durch ein Warmversiegelungsverfahren.
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Die
haftfähige
Schicht 71 und die äußere Schicht 73 der
Elektrodenschutzfolie 61 sind aus Materialien gebildet,
die auf die Pole bildenden Metallfolien Wärme-haftfähig sind, wie zum Beispiel
Ethylen-Acrylsäureharze
(EAA), Ethylen-Methacrylsäureharze
(EMAA), Ethylen-Ethylacetatharze (EEA) und Ionomere.
-
Die
Trägerschicht 72 ist
aus einer bei Erwärmung
formbeständigen
Folie mit hoher Zugfestigkeit gebildet. Bevorzugte Materialien zur
Bildung der Trägerschicht 72 sind
biaxial orientierte Folien aus Polyethylenterephthalatharzen, Polyamidharzen,
Polyimidharzen, Polycarbonatharzen.
-
Die
Elektroden sind flache Streifen aus einem leitenden Material. Geeignete
Materialien zur Bildung der Elektroden sind Folien aus Metallen,
einschließlich
Aluminium, Kupfer und Zinn, und Legierungen aus einigen dieser Metalle.
-
Die
in der vorliegenden Erfindung verwendete Elektrodenschutzfolie 61 wird
beschrieben. Die exponierten Teile der Laschen 59 und 60 sind,
abgesehen von den Kontaktteilen, die in Kontakt mit den Eingangspolen
einer von dem Batteriepaket zu betreibenden Vorrichtung zu bringen
sind, mit der isolierenden Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt.
Obwohl andere Teile der Laschen 59 und 60 entweder
bedeckt oder nicht bedeckt sein können, wird erwünscht, den
größtmöglichen
Teil der Laschen 59 und 60, abgesehen von den
Kontaktteilen, mit der Elektrodenschutzfolie 61 zu bedecken,
weil die aus dem Batteriegehäuse
herausragenden Elektroden flexibel sind und es möglich ist, dass die Laschen 59 und 60 vor
oder während
der Verwendung des Batteriepakets deformiert werden und die Batterie
nicht geeignet an eine Vorrichtung angeschlossen werden kann.
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Wie
in 38 gezeigt ist, sind die Öffnungen 62 in vorher
festgelegte Teile der Elektrodenschutzfolie 61 gebildet
und die Elektrodenschutzfolie 61 ist in zwei Blätter gefaltet.
Die Öffnungen 62 sind
so gebildet, dass sie den Kontaktteilen der Laschen 59 und 60 entsprechen,
wenn die Elektrodenschutzfolie 61 in zwei Blätter gefaltet
und auf den Laschen 59 und 60 angebracht ist.
Die gefaltete Elektrodenschutzfolie 61 wird auf die Laschen 59 und 60 so
angebracht, dass sie beide Oberflächen der Laschen 59 und 60 bedeckt
und sich über
die Außenseiten
der Laschen 59 und 60 hinaus erstreckt.
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Somit
sind die Kontaktteile der Laschen 59 und 60 in
den Öffnungen 62 exponiert,
damit sie als Pole der Batterie 50 dienen können. Die Öffnungen
können
in die Elektrodenschutzfolie 61 entweder nur auf einer Seite
der Laschen 59 und 60 oder auf beiden Seiten der
Laschen gebildet werden. Es ist ebenfalls möglich, die Öffnungen so zu bilden, dass
die Endkantenteile der Laschen 59 und 60 oder
die entsprechenden äußeren Seitenkantenteile
der Laschen 59 und 60 exponiert sind, wenn die
Laschen 59 und 60 mit der Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt
sind.
-
Die
Laschen 59 und 60 müssen mit der Elektrodenschutzfolie 61 so
bedeckt sein, dass die Oberflächen
der Kontaktteile exponiert sind. Zumindest die an die Laschen 59 und 60 zu
bindende Schicht der Elektrodenschutzfolie 61 ist aus einem
auf die Laschen 59 und 60 Wärme-haftfähigen Material gebildet. Die Öffnungen 62 werden
in die Elektrodenschutzfolie 61 gebildet, und dann wird
die Elektrodenschutzfolie 61 durch Warmversiegelung an
die Laschen 59 und 60 gebunden. Wird ein Klebstoff über die
Oberfläche
der Elektrodenschutzfolie 61 verteilt, um die Elektrodenschutzfolie 61 an
die Laschen 59 und 60 zu binden, so werden die Öffnungen 62 zuerst
in die Elektrodenschutzfolie 61 gebildet und dann wird
die Oberfläche
der Elektrodenschutzfolie 61, abgesehen von den, den Öffnungen 62 entsprechenden
Regionen mit dem Klebstoff beschichtet. Dann wird die Elektrodenschutzfolie 61 an
die Laschen 59 und 60 gebunden.
-
Besonders
bevorzugt weist die Elektrodenschutzfolie 61 mindestens
eine Wärme-haftfähige Schicht aus
einem auf eine Seite der Laschen 59 und 60 Wärme-haftfähigen Material
auf, sie ist mit den Öffnungen 62 versehen,
die Elektroden schutzfolie 61 ist in zwei Blätter gefaltet,
um die Laschen 59 und 60 zwischen den zwei Teilen
der Wärme-haftfähigen Schicht
schichtweise anzuordnen, und die Kombination aus Elektrodenschutzfolie 61 und
den Laschen 59 und 60 wird erwärmt und zusammengedrückt, um
die Laschen 59 und 60 mit der Elektrodenschutzfolie 61 zu
bedecken.
-
Da
die aus dem Batteriegehäuse
herausragenden Elektroden somit bedeckt sind, können Schwierigkeiten aufgrund
des zufälligen
Kontakts zwischen den Laschen 59 und 60 und der
an der Endkante 10a des Batteriegehäuses 51 exponierten
leitenden Schicht vermieden werden und die Teile der Laschen 59 und 60, die
sich außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstrecken,
werden verstärkt.
-
Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse 51 wird
durch Verarbeiten des laminierten Blatts gebildet. Die äußerste Schicht 1a kann
eine transparente Folie sein und ein Markenname und Gebrauchsanweisungen
oder Vorsichtsmaßnahmen
können
auf die transparente Folie gedruckt werden. Falls notwendig, kann
eine Information auf die Elektrodenschutzfolie 61 gedruckt
werden. Soll Information auf die Elektrodenschutzfolie 61 gedruckt
werden, wird eine durch Laminieren der Trägerschicht 72 laminierte
Folie, auf deren inneren Oberfläche die
Information gedruckt ist, die haftfähige Schicht 71 und/oder
die äußere Schicht 72 als
Elektrodenschutzfolie 61 verwendet. Da eine somit bedruckte
Schicht durch Bedrucken einer Trägerschicht
zwischen anderen Schichten gebildet werden kann, wird die bedruckte
Schicht nicht verschleißen
und kann durch Bedrucken mit einer gewöhnlichen Druckfarbe, die nicht
besonders verschleißfest
ist, bedruckt werden.
-
Beispiele
-
Ein
Blatt 10 zur Bildung des Batteriegehäuses 51 wurde durch
das folgende Verfahren gebildet. Eine 15 μm dicke Aluminiumfolie (kommerziell
erhältlich
von Mitsubishi Aluminium Co.) wurde als Barriereschicht, das heißt, als
Zwischenschicht, auf eine 12 μm
dicke Polyethylenterephthalatfolie („RUMIRA", kommerziell erhältlich von Toray Industries,
Inc) als äußerste Schicht 1a mit
einem Zweikomponentenpolyurethanklebstoff laminiert.
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Der
Polyurethanklebstoff weist Isocyanat („TAKERAKKU A51"", kommerziell erhältlich von Takeda Chemical
Industries, Ltd.) als Hauptkomponente und ein Polyol („Polyol
A50", kommerziell
erhältlich
von Takeda Chemical Industries, Ltd.) auf. Das Beschichtungsgewicht
des Zweikomponentenpolyurethanklebstoffs pro Einheitsfläche lag
im Bereich von 3 bis 5 g/m2.
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Ein
12 μm dicke
biaxial orientierte Nylonfolie („ENBUREMU", kommerziell erhältlich von YUNICHIKA K. K.)
wurde als Verstärkungsschicht 1c auf
die Oberfläche
der Aluminiumfolie durch Trockenlaminierung unter Verwendung desselben
Polyurethanklebstoffs laminiert und dann wurde eine 50 μm dicke Schicht
eine Ethylen-Methacrylsäureharzes
(EMAA) („NYUKURERU", kommerziell erhältlich von
Mitsui Porikemikaru K. K.) als Versiegelungsschicht 3 über der
Oberfläche
der Nylonfolie durch ein Extrusionsverfahren gebildet.
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Eine
als Elektrodenschutzfolie 61 zu verwendende Folie wurde
durch das folgende Verfahren gebildet. Zwei 20 μm dicke Schichten eines Ethylen-Methacrylsäureharzes
(EMAA) („NYUKURERU", kommerziell erhältlich von
Mitsui Porikemikaru K. K.) wurden auf beiden Oberflächen einer
12 μm dicken
Polyethylenterephthalatfolie („RUMIRA", kommerziell erhältlich von
Toray Industries, Inc.) durch ein Extrusionsverfahren gebildet.
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Dann
wurde das Batteriegehäuse 51,
das einen versiegelten Teil 65 und ein offenes Ende 66 aufweist, wie
in 39(a) gezeigt ist, durch Verarbeiten
des Blatts 10 hergestellt. Die sich aus der Batterie 50a erstreckenden
Laschen 59 und 60 waren Kupferfolienstreifen mit
einer Dicke von 40 μm,
einer Breite von 15 mm und einer Länge von 30 mm. Die Öffnungen 62 wurden
in die Elektrodenschutzfolie gebildet und die Laschen 59 und 60 wurden
durch das früher
beschriebene Verfahren unter Bezugnahme auf 38 abgedeckt.
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Die
Batterie, die mit den sich daraus erstreckenden Laschen 59 und 60 versehen
ist und mit der Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt ist, wurde
durch das offene Ende 66 in das Batteriegehäuse 51 geschoben,
und das offene Ende 66 wurde warmversiegelt, um die Laschen 59 und 60,
die mit der Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt waren, zwischen
den Endkantenteilen des offenen Endes 66 des Batteriegehäuses 51 schicht weise anzuordnen,
um ein Polymerbatteriepaket 50, wie es in 40 gezeigt ist, zu vervollständigen.
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In
diesem Beispiel sind die Öffnungen 62 (und
die Kontaktteile der Laschen 59 und 60) elliptisch
und beide Oberflächen
der Kontaktteile der Laschen 59 und 60 waren exponiert.
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Wie
in den 41 und 42 gezeigt
ist, sind in der Elektrodenstruktur des Batteriegehäuses 51 des Polymerbatteriepakets 50 die Öffnungen 62 der
Elektrodenschutzfolie 61 (die Kontaktteile der Laschen 59 und 60)
an Positionen in der Nähe
der Enden der Laschen 59 und 60 gebildet, und
Teile der Laschen 59 und 60 in der Nähe der Endkante 10a des
Batteriegehäuses 51 sind
mit der isolierenden Elektrodenschutzfolie 61 bedeckt.
Daher gibt es keinerlei möglichen
Schwierigkeiten aufgrund eines Kurzschlusses.
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In
der Elektrodenstruktur des mit der Elektrodenschutzfolie 561 bedeckten
Batteriegehäuses 51,
sind die Laschen 59 und 60 selbst dann nicht kurzgeschlossen,
wenn die Laschen 59 und 60 gebogen sind, die Elektroden
können
nur schwer gebogen werden und die Laschen 59 und 60 sind
verstärkt.
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Die
Elektroden werden nie durch die Metallfolie des Batteriegehäuse-bildenden
laminierten Blatts kurzgeschlossen, und ein dauerhaftes Funktionieren
des Gehäuses
und der Elektroden kann garantiert werden.
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Da
die Elektroden mit dem isolierenden Blatt bedeckt sind, ist die
Steife des sich von der Endkante des Batteriegehäuses erstreckenden Polteils
erhöht,
die Pole werden während
der Verwendung der Batterie nie gebogen, und die Stabilität der Pole
ist verbessert.
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Elfte Ausführungsform
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Eine
erfindungsgemäße elfte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf de 45 bis 48 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
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Der
Aufbau und die Wirkungsweisen bei der Produktion eines Gases einer
erfindungsgemäßen Batterie
werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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45(a) ist eine Draufsicht eines Polymerbatteriepakets
in der elften Ausführungsform, 45(b) ist eine Schnittansicht durch die
Linie X1-X1 in 45(a) in einem Zustand, in dem das Polymerbatteriepaket
eingeschaltet ist, 45(c) ist eine
Schnittansicht durch die Linie X1-X1 in 45(a) in
einem Zustand, in dem das Polymerbatteriepaket abgeschaltet ist, 45(d) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils Y1 in 45(b), und 45(e) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils Y2 in 45(c). 46(a) ist eine perspektivische Ansicht
einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung
unter Verwendung einer Blattfeder, 46(b) ist
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung unter
Verwendung einer Schraubenfeder, 46(c) ist
eine Schnittansicht durch die Linie X2-X2 in 46(a),
und 46(d) ist eine Schnittansicht
durch die Linie X3-X3 in 46(b). 47 ist
eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pressvorrichtung,
die auf einer durch ein Polymerbatteriepaket zu betreibenden Vorrichtung
befestigt ist, und 48 ist eine typische Schnittansicht
eines laminierten Blatts zur Bildung eines Batteriegehäuses für ein erfindungsgemäßes Polymerbatteriepaket.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst einen Mechanismus zum Ausschalten
der Batterie des Polymerbatteriepakets, wenn in dem Batteriegehäuse des
Polymerbatteriepakets ein Gas erzeugt wird, ohne, dass der Grundaufbau
des Polymerbatteriepakets verändert
wird.
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Eine
laminierte Folie zur Bildung des Batteriegehäuses des Polymerbatteriepakets
weist verschiedene Arten der Festigkeit und Beständigkeit und die Eigenschaft
einer Barriere, die keine Feuchtigkeit und Gase hindurch lässt und
die Fähigkeit
zum Warmversiegeln auf. Eine oder jede der beiden Laschen weist
einen sich von der Batterie auf eine mittlere Position zwischen
die Batterie und das versiegelte Ende des Batteriegehäuses erstreckenden
ersten Teil auf, und einen sich von der mittleren Position durch
das versiegelte Ende des Batteriegehäuses außerhalb des Batteriegehäuses erstreckenden
zweiten Teil auf, und die sich entsprechenden Endteile des ersten
und zweiten Teils der Lasche überlappen
einander so, dass sie unter Bildung eines überlappenden Kontaktteils elektrisch
verbunden sind.
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Unter
Bezugnahme auf die 45(a) und 45(b), die das erfindungsgemäße Polymerbatteriepaket
in der elften Ausführungsform
zeigen, weist ein Batteriegehäuse 51 die
Form einer Tasche mit vier versiegelten Seitenteilen auf, und eine
Batterie 50a ist in dem Batteriegehäuse 51 versiegelt.
Die Laschen 59 und 60 erstrecken sich von der
Batterie 50a durch ein versiegeltes Ende 78 des
Batteriegehäuses 51.
Die Lasche 59 weist einen sich zwischen der Batterie 50a und
einer Position, die leicht jenseits einer mittleren Position zwischen der
Batterie 50a und dem versiegelten Teil 78 liegt,
erstreckenden ersten Teil 59a auf, und einen sich von einer leicht
hinter der mittleren Position liegenden durch den versiegelten Teil 78 außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstreckenden
Teil 59b auf, so dass die entsprechenden Endteile des ersten
Teils 59a und des zweiten Teils 59b unter Bildung
eines überlappenden
Kontaktteils 77 überlappen.
Die Lasche 60 weist einen sich zwischen der Batterie 50a und
einer Position, die leicht jenseits einer mittleren Position zwischen
der Batterie 50a und dem versiegelten Teil 78 liegt,
erstreckenden ersten Teil 60a auf, und einen sich von einer
leicht hinter der mittleren Position liegenden durch den versiegelten
Teil 78 außerhalb
des Batteriegehäuses 51 erstreckenden
Teil 60b auf, so dass die entsprechenden Endteile des ersten
Teils 60a und des zweiten Teils 60b unter Bildung eines überlappenden
Kontaktteils 77 überlappen.
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Die
Batterie 50a ist zum Liefern von Strom in der Lage, wenn
die Laschen 59 und 60 in einem in 45(b) gezeigten
Zustand sind.
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Das
Polymerbatteriepaket 50 wird durch Montieren der Materialien
der Bestandteile der Batterie, einschließlich eines Elektrolyts, eines
mit dem Elektrolyt imprägnierten
Elektrolytträgers,
einer positiven Elektrode, einer negativen Elektrode und Laschen
in dem Batteriegehäuse 51,
durch Evakuieren des Batteriegehäuses 51 und
hermetisches Versiegeln des Batteriegehäuses 51 hergestellt.
Im normalen Zustand bleibt der überlappende
Kontaktteil 77 verbunden, weil das Batteriegehäuse 51 durch
den Atmosphärendruck
zusammengedrückt
ist, wie in 45(b) oder 45(d) gezeigt
ist, und der erste Teil 59a (60a) der Lasche 59 (60)
und der zweite Teil 59b (60b) derselben Lasche
bleiben miteinander in Kontakt.
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Wird
ein Gas in dem Batteriegehäuse 51 des
Polymerbatteriepakets 50 erzeugt, nimmt der Druck in dem
Batteriegehäuse 51 zu
und ein Teil des Batteriegehäuses 51 in
der Nähe
des überlappenden
Kontaktteils 77 wird ausgedehnt, wie durch die Pfeile in 45(d) angezeigt ist, und derselbe Teil
des Batteriegehäuses 51 wird
bei weiter zunehmendem Druck in dem Batteriegehäuse 51 weiter auf
einem in 45(e) gezeigten Zustand ausgedehnt.
Folglich werden der erste Teil 59a (60a) und der
zweite Teil 59b (60b) der Lasche 59 (60) voneinander
getrennt, der überlappende
Kontaktteil 77 wird getrennt und, folglich wird das Polymerbatteriepaket 50 ausgeschaltet.
Wie aus 45(e) hervorgeht, kann der überlappende
Kontaktteil 77 sicherer getrennt werden, wenn die Laschen 59 (60)
haftfähig
an die inneren Oberflächen
des Batteriegehäuses 51 angebracht sind.
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Wird
der erste Teil 59a (60a) an die untere Wand des
Batteriegehäuses 51 angebracht
und der zweite Teil 59b (60b) an die obere Wand
des Batteriegehäuses 51 angebracht,
so kann der überlappende
Kontaktteil 77 sicherer getrennt werden, wenn in dem Batteriegehäuse ein
Gas erzeugt wird.
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Das
erfindungsgemäße Polymerbatteriepaket 50 kann
im Hinblick einer leichten Handhabung und des Schutzes vor äußerem Druck
in einem äußeren Batteriegehäuse 51a aus
einem harten Material enthalten sein. Ist das Polymerbatteriepaket 50 in
einem derartigen äußeren Batteriegehäuse 51a aus
einem harten Material enthalten, so kann eine Pressvorrichtung in
dem äußeren Batteriegehäuse 51a angeordnet
sein, um den überlappenden
Kontaktteil zuverlässig
zusammenzudrücken.
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Die
Pressvorrichtung kann den überlappenden
Kontaktteil 77 durch jedes geeignete Verfahren zusammendrücken, vorausgesetzt,
dass die Pressvorrichtung erlaubt, dass der überlappende Kontaktteil 77 zur Stromunterbrechung
getrennt wird, wenn in dem Polymerbatteriepaket 50 ein
Gas erzeugt wird und der Druck in dem Batteriegehäuse des
Polymerbatteriepakets 50 zunimmt.
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Die
Druckvorrichtung kann zum Beispiel mit einer Blattfeder 76P,
die innerhalb des äußeren Batteriegehäuses 51a angeordnet
ist, wie in 46(a) gezeigt ist, versehen
sein, oder sie kann mit einer Schraubenfeder 76S, die innerhalb
des äußeren Batteriegehäuses 51a angeordnet
ist, wie in 46(b) gezeigt ist, versehen
sein.
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Obwohl
die in 46 gezeigten Pressvorrichtungen
typischerweise solche sind, die eine Feder verwenden, gibt es hinsichtlich
der Materialien und dem Aufbau der Pressvorrichtungen keine Beschränkungen, vorausgesetzt,
dass die Pressvorrichtungen dazu veranlasst werden können, Druck
von dem überlappenden Kontaktteil
durch den Gasdruck abzugeben.
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Der überlappende
Kontaktteil 77 kann zum Beispiel durch ein elastisches
Bauteil angedrückt
werden, das in der Höhe
so eingestellt ist, dass es eine Druckkraft auf den Deckel des äußeren Batteriegehäuses 51a bei
einer Position zum Andrücken
des überlappenden
Kontaktteils 77 ausübt.
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Obwohl
die Pressvorrichtung an der inneren Oberfläche des äußeren Batteriegehäuses 51a in
dem erfindungsgemäßen Polymerbatteriepaket 50 angeordnet
ist, kann die Pressvorrichtung in der Batteriekammer einer Vorrichtung 79 angeordnet
sein, um von dem Polymerbatteriepaket 50 betrieben zu werden.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist, wird das erfindungsgemäße Batteriegehäuse 51 aus
einem flexiblen laminierten Blatt gebildet, das durch Laminieren
von Materialien mit Eigenschaften gebildet wird, die in der Lage sind,
das Batteriegehäuse 51 mit
den erforderlichen Funktionen zu versehen. Das laminierte Blatt
ist als Tasche geformt, die Batterie wird in die Tasche gesetzt
und die Tasche wird zur Vervollständigung des Polymerbatteriepakets 50 versiegelt.
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Das
laminierte Blatt umfasst im Wesentlichen eine erste Basisfolienschicht 1a,
eine Metallfolienschicht 2, eine dritte Basisfolienschicht 1c und
eine Wärme-haftfähige Harzschicht 3,
wie in 48 gezeigt ist.
-
Materialien
zur Bildung des erfindungsgemäßen Polymerbatteriepakets 50 und
der Aufbau des laminierten Blatts, welches das Batteriegehäuse 51 bildet,
werden nach stehend beschrieben. In den meisten Fällen sind die Laschen 59 und 60 der
erfindungsgemäßen Elektrodenstruktur
Metallfolien, wie zum Beispiel Aluminiumfolien oder Kupferfolien,
und das Batteriegehäuse 51 wird
aus einem flexiblen laminierten Blatt gebildet.
-
Das
Batteriegehäuse 51,
das die Polymerbatterie 50a enthält, wird aus einem laminierten
Blatt gebildet, das für
Feuchtigkeit und korrosive Gase undurchlässig ist und in der Lage ist,
die Polymerbatterie 50a vor Beschädigung zu schützen, die
durch Durchstoßen
und Verschleiß und
dergleichen während
Transport und Verwendung verursacht werden kann.
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Es
kann ein laminiertes Blatt 10 mit dem wie in 48 gebildeten Aufbau verwendet werden.
(Außenseite) Äußerste Schicht/Barriereschicht/Verstärkungsschicht/Versiegelungsschicht
(Innenseite)
-
Diese
Schichten könne
durch Trockenlaminierung oder Sandwichlaminierung laminiert werden.
-
Die
Dicke des laminierten Blatts 10 liegt vorzugsweise im Bereich
von 50 bis 400 μm.
Ein laminiertes Blatt mit einer Dicke von weniger als 50 μm weist eine
schlechtere Feuchtigkeitsundurchlässigkeit und Festigkeit auf,
und es kann möglicherweise
das Hindurchgehen von Feuchtigkeit in den Elektrolyt erlauben. Ein
laminiertes Blatt mit einer Dicke, die 400 μm übersteigt, weist eine schlechtere
Fähigkeit
zum Warmversiegeln auf, erhöht
das Gewicht der Batterie und das Gehäuse stimmt nicht mit der Grundidee überein,
ein Polymerbatteriepaket mit dem kleinstmöglichen Gewicht bereitzustellen.
Es kann nicht erwartet werden, dass die Wirkung, keine Feuchtigkeit
und Gase durchzulassen eines laminierten Blatts mit einer Dicke,
die 400 μm übersteigt,
so groß ist,
wie seine Dicke. Materialien der Schichten des laminierten Blatts
werden entsprechend den gewünschten
physikalischen Eigenschaften des laminierten Blatts selektiv bestimmt.
Das folgende Beispiel ist ein Beispiel für die Materialien und den Aufbau
des laminierten Blatts.
(Außenseite) PET/AL/PET (oder
Ny)/EMAA (Innenseite), wobei PET ein Polyethylenterephthalatharz
ist, AL Aluminium (Folie) ist, Ny ein Nylonharz ist und EMAA ein
Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer
ist.
-
Die äußerste Schicht
(erste Basisfolienschicht) 1a ist die äußere Oberflächenschicht eines Batteriegehäuses. Daher
darf die äußerste Schicht 1a elektrisch
nicht leitend sein, sie muss eine glatte Oberfläche aufweisen, ausreichend
gegen Chemikalien und Verschleiß beständig sein,
eine ausreichend hohe Zug- und Durchstoßfestigkeit aufweisen und sie
muss in der Lage sein, eine Vorrichtung vor äußeren, schädlichen, zerstörenden,
physikalischen und chemischen Wirkungen zu schützen. Biaxial orientierte Folien
von Harzen, insbesondere biaxial orientierte Folien von PET-Harzen
sind zur Bildung der äußersten
Schicht 1a zu bevorzugende Materialien. Eine erwünschte Dicke
der äußersten
Schicht 1a liegt im Bereich von 5 bis 30 μm. Beträgt die Dicke
der äußersten
Schicht 1a weniger als 5 μm, so ist die Durchstoßfestigkeit
der äußersten
Schicht 1a nicht ausreichend und es ist hochwahrscheinlich,
dass in der äußersten
Schicht 1a feine Löcher
gebildet werden. Beträgt
die Dicke der äußersten
Schicht 1a mehr als 30 μm,
so wird die äußerste Schicht 1a die
Fähigkeit zum
Warmversiegeln des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen und
sie wird die Wirtschaftlichkeit der Produktion vermindern.
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Es
ist bevorzugt, die Barriereschicht (Metallfolienschicht) 2 an
die äußerste Schicht 1a angrenzend
zu bilden. Die Barriereschicht 2 weist die Eigenschaft
auf, dass sie ein Eindringen von Feuchtigkeit und Gasen in das Batteriegehäuse verhindert.
Es ist wünschenswert,
eine Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie als Barriereschicht 2 zu
verwenden. Es ist wünschenswert,
dass eine Aluminiumfolie zur Bildung der Barriereschicht 2 eine
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
aufweist. Aluminiumfolien mit Dicken von weniger als 5 μm weisen
viele feine Löcher
und eine schlechtere Eigenschaft als Barriere auf. Aluminiumfolien
mit Dicken von mehr als 30 μm
beeinflussen nachteilig die Produktion des Batteriegehäuses. Wird
ein Batteriegehäuse
aus einem mit einer Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie,
versehenen laminierten Blatt gebildet, ist es möglich, dass die Laschen T durch
eine exponierte Kante der leitenden Metallfolie kurzgeschlossen
werden. Obwohl Schwierigkeiten, einschließlich eines Kurzschlusses vermieden
werden können,
wenn die Barriereschicht 2 aus einem nicht leitenden Material
gebildet wird, hat die Verwendung eines derartigen Materials unvermeidlich
eine Verminderung der Eigenschaft als Barriere des laminierten Blatts
zur Folge.
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Es
ist bevorzugt, die Verstärkungsschicht
(dritte Basisfolienschicht) 1c auf der Innenseite der Barriereschicht 2 zur
Verstärkung
der Festigkeit eines durch Verarbeiten des laminierten Blatts gebildeten
Batteriegehäuses 51 zu
bilden. Es ist insbesondere erwünscht,
ein Batteriegehäuse
gegen die beschädigenden
Wirkungen scharfer Vorsprünge
zu verstärken.
Die Verstärkungsschicht 1c kann
eine biaxial orientierte Harzfolie, vorzugsweise eine biaxial orientierte
Polyethylenterephthalat- oder Nylonfolie sein. Es ist wünschenswert, dass
die Verstärkungsschicht 1c eine
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
aufweist. Die Verstärkungsschicht weist
eine schlechtere Beständigkeit
gegen Durchstoßwirkungen
einer in dem Batteriegehäuse
enthaltenen Batterie 50a auf, es ist wahrscheinlich, dass
sich in der Verstärkungsschicht 1c feine
Löcher
bilden, wenn die Dicke weniger als 5 μm beträgt. Die Verstärkungsschicht 1c wird
die Fähigkeit
zur Warmversiegelung des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen,
wenn deren Dicke mehr als 30 μm
beträgt.
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Die
innerste Schicht des das Batteriegehäuse 51 bildenden laminierten
Blatts 10 ist eine Wärme-haftfähige Harzschicht 3.
Notwendige Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 sind
durch Warmversiegeln bei der Bildung des Batteriegehäuses 51 aneinandergebunden.
Wie vorstehend erwähnt
ist, wird im Hinblick auf einen einfachen Betrieb und die Fähigkeit
zur Versiegelung erwünscht,
das Batteriegehäuse
durch Verarbeiten des laminierten Blatts durch ein Warmversiegelungsverfahren
zu bilden. Wird das Batteriegehäuse 51 durch ein
Warmversiegelungsverfahren gebildet, so wird die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 aus
einem Wärme-haftfähigen Material
gebildet. Das Wärme-haftfähige Material
muss auf sich selbst und auf Metallfolien, die die Laschen T bilden,
Wärme-haftfähig sein.
Zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 erwünschte Materialien
sind Polyolefin-Copolymere, einschließlich von Ethylen-Acrylsäureharzen
(EAA), Ethylen-Methacrylsäureharzen
(EMAA), Ethylen-Ethylacrylatharzen (EEA) und Ionomeren.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht 3 kann
entweder durch Laminieren einer Folie aus einem der vorstehenden
Harze auf die Verstärkungsschicht 1c oder
durch Schmelzen und Extrudieren von einem der vorstehenden Harze über die
Oberfläche
der Verstärkungsschicht 1c durch
einen Extruder gebildet werden. Es ist erwünscht, dass die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 im
Bereich von 10 bis 100 μm
liegt. Liegt die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 unterhalb
von 10 μm,
so ist die Durchstoßbeständigkeit
der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 nicht
ausreichend und es ist höchstwahrscheinlich,
dass feine Löcher
in der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet
werden. Beträgt
die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 mehr
als 100 μm,
so braucht die Durchführung
einer Warmversiegelung zur Bildung des Batteriegehäuses 51 viel
Zeit und verringert die Wirtschaftlichkeit der Produktion.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, können
die äußerste Schicht 1a,
die Barriereschicht 2, die Verstärkungsschicht 1c und
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 durch
Trockenlaminierung unter Verwendung eines Polyurethanklebstoffs
oder durch Sandwichlaminierung laminiert werden, wobei das haftfähige Harz
zwischen die angrenzenden Schichten extrudiert wird.
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Das
harte äußere Batteriegehäuse 51a,
das das erfindungsgemäße Polymerbatteriepaket 50 enthält, ist
aus einem harten Material, normalerweise, ein hartes Kunststoffmaterial,
in einer flachen Form durch ein Spritzgießverfahren hergestellt. Zur
Bildung des harten äußeren Batteriegehäuses 51a geeignete
Kunststoffmaterialien sind Polyethylenharze, Polypropylenharze,
Polyesterharze, Polyamidharze, Polycarbonatharze, Polystyrolharze,
Acrylnitrilbutadienstyrolharze und Polyurethanharze.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung offensichtlich ist, kann das Polymerbatteriepaket
ohne Bersten des Batteriegehäuses 51 erfindungsgemäß ausgeschaltet
werden und folglich werden die Inhalte nicht zerstreut werden.
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Der
Betriebsdruck der Pressvorrichtung kann optional unter Verwendung
der Feder bestimmt werden, die so bewegt werden kann, dass Druck
von dem überlappenden
Kontaktteil weggenommen wird, wenn der Druck in dem Batteriegehäuse ansteigt,
das Polymerbatteriepaket weist einen einfachen Aufbau auf und es kann
wirtschaftlich hergestellt werden.
-
Während das
wichtigste Ziel eines herkömmlichen
Sicherheitsmittels für
ein Polymerbatteriepaket das Ablassen von Gas ist, erlaubt das Batteriegehäuse des
erfin dungsgemäßen Polymerbatteriepakets
kein Entweichen eines darin erzeugten Gases.
-
Beispiele
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Ein
dünnes
Versuchspolymerbatteriepaket mit dem folgenden Batteriegehäuse und
Laschenstruktur wurde hergestellt und dessen Leistungsfähigkeit
wurde bewertet.
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Polymerbatteriepaket
-
- Batteriegehäuse:
Eine Tasche mit den Außenmaßen 60 mm × 95 mm
mit drei versiegelten Seiten
- Überlappendes
Kontaktteil: Positive Lasche mit einer Breite von 5 mm mit einem überlappenden
Kontaktteil mit einer Länge
von 5 mm
- Batteriegehäuse-bildendes
laminiertes Blatt:
PET (12 μm
dick)/AL (15 μm
dick)/DL/ON (15 μm
dick)/Säuredenaturiertes
Polyolefin (40 μm dick)
-
Anmerkung:
-
-
- ON:
- Biaxial orientierte
Nylonfolie
-
Die
Laschen wurden durch Punkt-Warmverschweißen, ähnlich zum Punktschweißen auf
die innere Oberfläche
des Batteriegehäuses
angebracht.
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Das
Batteriegehäuse
wurde durch eine Vakuumverpackungsmaschine versiegelt. Ein Gummiventil wurde
zum Blasen von Luft in das Batteriegehäuse des Polymerbatteriepakets
auf dem Batteriegehäuse
angebracht. Das Polymerbatteriepaket wurde in eine Vorrichtung eingelegt.
Die Stromversorgung wurde unterbrochen, als durch das Gummiventil
Luft in das Batteriegehäuse
geblasen wurde, während
der Strom von dem Batteriepaket geliefert wurde.
-
Das
Polymerbatteriepaket war in einem äußeren Gehäuse, das aus einem ABS-Harz
hergestellt war, enthalten und der überlappende Kontaktteil wurde
durch eine Scheibe mit einer Fläche
von 3 mm2 angedrückt.
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Das
in dem äußeren Gehäuse enthaltende
Polymerbatteriepaket wurde in die Vorrichtung eingelegt. Die Zufuhr
von Strom wurde unterbrochen, als in das Batteriegehäuse Luft
geblasen wurde, während
Strom von dem Polymerbatteriepaket geliefert wurde.
-
Das
erfindungsgemäße Polymerbatteriepaket
kann ausgeschaltet werden, ohne, dass das Batteriegehäuse birst,
wenn ein Gas in dem Batteriegehäuse
erzeugt wird. Daher werden die Inhalte des Batteriegehäuses nicht
verstreut werden.
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Da
die Stromversorgung durch die Wirkung der Feder unterbrochen wird,
die befähigt
ist, durch den Druck in dem Batteriegehäuse bewegt zu werden, kann
der Betriebsdruck der Pressvorrichtung ohne Berücksichtigung von Temperatur
und Inhalten optional bestimmt werden.
-
Die
Festigkeit der Tasche muss nicht verringert werden und die Pressvorrichtung
ist in der Lage, bei einem sehr geringen Druck stabil zu arbeiten.
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Zwölfte Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße zwölfte Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 49 bis 54 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
-
49(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Batteriepakets,
das mit Laschen versehen ist, 49(b) ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils G1 in 49(a), 49(c) ist eine vergrößerte Schnittansicht durch
die Linie X1-X1 in 49(b) und 49(d) ist
eine bruchstückhafte,
typische Schnittansicht, die gebogene Laschen zeigt. 50(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines weiteren erfindungs gemäßen Batteriepakets,
das mit Laschen versehen ist, 50(b) ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils G2 in 50(a), 50(c) ist eine vergrößerte Schnittansicht durch
die Linie X2-X2 in 50(b) und 50(d) ist eine
bruchstückhafte,
typische Schnittansicht, die gebogene Laschen zeigt. 51 ist eine unterstützende perspektivische Ansicht
zur Erklärung
eines Verfahrens zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Batterie
in das Batteriegehäuse.
Die 52(a), 52(b) und 52(c) sind Draufsichten von erfindungsgemäßen Batteriegehäusen, und
die 52(d), 52(e) und 52(f) sind Schnittansichten von den in
den 52(a), 52(b) beziehungsweise 52(c) gezeigten Batteriegehäusen. 53 ist eine typische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen laminierten
Blatts zur Bildung eines Batteriegehäuses. Die 54(a) beziehungsweise 54(b) sind Draufsichten von Bahnen aus
laminierten Blättern,
die von Rollen abgewickelt wurden, und die 54(c) und 54(d) sind perspektivische Ansichten leerer
Batteriegehäuse.
-
Ein
erfindungsgemäßes laminiertes
Blatt 10 umfasst eine leitende Schicht (Metallfolienschicht) 2.
Flexible Laschen 59 und 60, die sich aus einer
in einem flexiblen Batteriegehäuse 51 enthaltenen
Batterie erstrecken, ragen aus dem Batteriegehäuse 51 heraus.
-
Das
laminierte Blatt 10 weist einen in 53 gezeigten
Aufbau auf. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass
das laminierte Blatt 10 den in 53 gezeigten
Aufbau aufweist.
(Außenseite) Äußerste Schicht/Barriereschicht/Verstärkungsschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
(Innenseite)
-
Eine
Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie wird als Barriereschicht 2 zum
Abfangen des Hindurchgehens von Feuchtigkeit und Gasen durch das
laminierte Blatt 10 verwendet.
-
Das
laminierte Blatt 10 kann durch Laminieren der Komponentenschichten
durch Trockenlaminierung oder Sandwichlaminierung gebildet werden.
-
Im
Allgemeinen wird das Batteriegehäuse 51 durch
Verarbeiten des laminierten Blatts 10, das später ausführlich beschrieben
wird, durch ein zur Bildung von Taschen verwendetes Warmversiegelungsverfahren gebildet.
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Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse 51,
das eine Batterie 50a enthalten soll, wird in Form einer Tasche
mit warmversiegelten Seitenteilen 83 oder einem warmversiegelten
rückwärtigen Teil 84 so,
wie eine Tasche mit drei versiegelten Seitenteilen, wie in den 52(a) und 52(d) gezeigt
ist, wie eine Tasche mit vier versiegelten Seitenteil, wie in 42(b) und 53(e) gezeigt
ist, oder wie eine Tasche von der Art eines Kissens, wie in den 52(c) und 52(f) gezeigt
ist, gebildet.
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Das
erfindungsgemäße Batteriegehäuse kann
jedes dieser Taschen sein.
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Die 52(d), 52(e) und 52(f) sind Schnittansichten durch die Linie
X3-X3 in 52(a), durch die Linie X4-X4 in 52(b) beziehungsweise
durch die Linie X5-X5 in 52(c).
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Durch
Untersuchungen, die durchgeführt
wurden, um Maßnahmen
zum Vermeiden eines Kontakts zwischen einer Kante der an einer Endoberfläche des
Batteriegehäuses
exponierten leitenden Schicht 2 und den gebogenen Laschen
T zu ergreifen, wurde festgestellt, dass jegliche Schwierigkeit,
die auf den vorstehend erwähnten
Kurzschluss zurückzuführen sind,
niemals vorkommen, wenn die Kanten der leitenden Schicht 2 hinter
die Endkante des laminierten Blatts, das das Batteriegehäuse 51 bildet,
von dem die Laschen 59 und 60 nach außen ragen,
zurückgesetzt
sind (nachstehend als „Kantenaussparung" bezeichnet). Die
Kanten der leitenden Schicht 2 können völlig zurückgesetzt sein oder es können nur
Teile der Kanten der leitenden Schicht 2, die den Laschen 59 und 60 entsprechend,
zurückgesetzt
sein.
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Das
Batteriegehäuse
mit einer derartigen Kantenaussparung kann durch jedes geeignete
Verfahren gebildet werden. Das folgende Beispiel ist ein Beispiel
für ein
Verfahren zur Bildung des Batteriegehäuses. Die äußerste Schicht (im Allgemeinen
eine biaxial orientierte Kunststofffolie) wird bedruckt und die
Barriereschicht (Metallfolie) wird auf die bedruckte äußere Schicht
durch ein vorher festgelegtes Verfahren laminiert. Eine Bahn der
Kunststofffolie zur Bildung der äußersten
Schicht und eine Bahn der Metallfolie zur Bildung der Barriereschicht
werden von einer Rolle mit der Folie beziehungsweise einer Rolle
mit der Metallfolie zugeführt,
die Bahn der Kunststofffolie und die Bahn der Metallfolie werden
zu einer Bahn eines primären
laminierten Blatts laminiert, und die Bahn des primären laminierten
Blatts wird zu einer Rolle aufgewickelt.
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Die
Rolle des primären
laminierten Blatts wird durch einen Rotationsstanzer in einer vorher
festgelegten Form und mit einer vorher festgelegten Größe zur Bildung
von Schnitten (Kantenaussparungen) 82 ausgestanzt, wie
in 54(a) oder 54(b) gezeigt
ist, und die Bahn des gestanzten primären laminierten Blatts wird zu
einer Rolle aufgewickelt.
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Wenn
die Bildung einer Kantenaussparung entlang der gesamten Länge der
Kante erwünscht
ist, werden die Schnitte 82 so gebildet, dass sie sich
in der Bewegungsrichtung der Bahn des primären laminierten Blatts erstrecken,
wie in 54(e) gezeigt ist, und daher
gibt es keine Möglichkeit,
dass die Bahn des primären laminierten
Blatts reißt.
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Wenn
die Bildung von Kantenaussparungen nur in den, den Laschen entsprechenden
Kantenteilen erwünscht
ist, werden die Schnitte 82 so gebildet, dass sie sich
quer zur Bewegungsrichtung der Bahn des primären laminierten Blatts erstrecken,
wie in 54(b) gezeigt ist.
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Abschließend wird
die Bahn des mit den Schnitten 82 versehenen primären laminierten
Blatts von der Rolle abgewickelt und dann werden die Verstärkungsschicht 1c und
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 in
dieser Reihenfolge auf die Barriereschicht 2 laminiert,
um ein laminiertes Blatt zu vervollständigen.
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Die
Schnitte 82 werden durch Stanzen mit einer zur Bildung
der Kantenaussparungen geeigneten Form und Größe gebildet.
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Das
in 54(a) gezeigte laminierte Blatt
weist Abschnitte zur Bildung von Batteriegehäusen mit drei versiegelten
Seiten, die längs
einer einzelnen Reihe angeordnet sind, auf. Jeder Abschnitt des
in 54(a) gezeigten laminierten Blatts
wird entlang einer Falzlinie M zur Bildung eines Batteriegehäuses mit
drei versiegelten Seiten gefaltet. Das in 54(b) gezeigte
laminierte Blatt weist Abschnitte zur Bildung von Batteriegehäusen in
der Art eines Kissens auf, die längs
in zwei Reihen angeordnet sind, das heißt, eine Reihe, die durch Schneiden
entlang der Linien BC3 und BC4 abgegrenzt ist, und die andere Reihe,
die durch Schneiden entlang der Linien BC5 und BC6 abgegrenzt ist.
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Wie
in 49(b) oder 50(b) gezeigt
ist, weist das somit gebildete laminiertes Blatt Teile auf, die durch
Entfernen von Teilen der äußersten
Schicht und der Barriereschicht gebildet sind, und ein Batteriegehäuse, das
mit Kantenaussparungen an Positionen, die den Laschen 59 und 60 entsprechen,
versehen ist, kann durch Verarbeiten des laminierten Blatts gebildet
werden.
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Die
Form der Kantenaussparungen bei der Bildung des Batteriegehäuses 51 durch
Verarbeiten des laminierten Blatts ist von der Form der Schnitte 82 abhängig. Eine
Kantenaussparung kann entlang der gesamten Länge einer Kante gebildet werden,
oder Kantenaussparungen können
nur in Teilen der den Laschen 59 und 60 entsprechenden
Kante gebildet werden.
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Es
gibt daher keine Möglichkeit
für das
Batteriegehäuse
die Laschen 59 und 60 durch die leitende Schicht 2 des
laminierten Blatts 10 kurzzuschließen.
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Selbst
wenn die Laschen 59 und 60, wie in 49(d) oder 50(d) gezeigt
ist, gebogen werden, während das
Batteriepaket in Gebrauch ist, ist es kaum möglich, dass die Laschen 59 und 60 in
Kontakt mit der ausgesparten Kante der Barriereschicht 2 kommen.
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Materialien
für das
laminierte Blatts zur Bildung des Batteriegehäuses und der Aufbau des laminierten Blatts
werden nachstehend beschrieben.
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In
den meisten Fällen
werden die Laschen 59 und 60 aus einer Metallfolie,
wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie oder eine Kupferfolie, gebildet.
Wie vorstehend erwähnt
ist, sind die Laschen 59 und 60 flexibel und leicht
zu biegen. Das Batteriegehäuse 51 des
Polymerbatteriepakets 50 wird durch Verarbeiten des flexiblen
laminierten Blatts gebildet, das mit einer leitenden Schicht versehen
ist.
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Das
die Batterie 50a enthaltende Batteriegehäuse 51 wird
aus einem laminierten Blatt 10 gebildet, das für Feuchtigkeit
und korrosive Gase undurchlässig
ist und in der Lage ist, die Batterie 50a vor einer Beschädigung zu
schützen,
die durch Durchstoßen
und Verschleiß und
dergleichen während
des Transports und Gebrauchs verursacht werden kann.
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Es
kann ein laminiertes Blatt 10, das mit dem Aufbau gebildet
ist, wie in 53 gezeigt ist, verwendet werden.
(Außenseite) Äußerste Schicht/Barriereschicht/Verstärkungsschicht/Wärme-haftfähige Harzschicht
(Innenseite)
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Diese
Schichten können
durch Trockenlaminierung oder Sandwichlaminierung laminiert werden.
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Die
Dicke des laminierten Blatts 10 liegt vorzugsweise im Bereich
von 50 bis 400 μm.
Ein laminiertes Blatt mit einer Dicke von weniger als 50 μm weist eine
schlechtere Feuchtigkeitsundurchlässigkeit und Festigkeit auf,
und es kann möglicherweise
das Hindurchgehen von Feuchtigkeit in den Elektrolyt erlauben. Ein
laminiertes Blatt mit einer Dicke, die 400 μm übersteigt, weist eine schlechtere
Fähigkeit
zum Warmversiegeln auf, erhöht
das Gewicht des Batteriegehäuses
und stimmt nicht mit der Grundidee überein, ein Polymerbatteriepaket
mit dem kleinstmöglichen
Gewicht bereitzustellen. Es kann nicht erwartet werden, dass die
Wirkung, keine Feuchtigkeit und Gase durchzulassen eines laminierten
Blatts mit einer Dicke, die 400 μm übersteigt,
so groß ist,
wie seine Dicke.
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Materialien
der Schichten des laminierten Blatts werden entsprechend den gewünschten
physikalischen Eigenschaften des laminierten Blatts selektiv bestimmt.
Das folgende Beispiel ist ein Beispiel für die Materialien und den Aufbau
des laminierten Blatts.
(Außenseite) PET/AL/PET (oder
Ny)/EMAA (Innenseite), wobei PET ein Polyethylenterephthalatharz
ist, AL Aluminium (Folie) ist, Ny ein Nylonharz ist und EMAA ein
Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer
ist.
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Die äußerste Schicht
(erste Basisfolienschicht) 1a ist die äußere Oberflächenschicht eines Batteriegehäuses. Daher
darf die äußerste Schicht 1a elektrisch
nicht leitend sein, sie muss eine glatte Oberfläche aufweisen, ausreichend
gegen Chemikalien und Verschleiß beständig sein,
eine ausreichend hohe Zug- und Durchstoßfestigkeit aufweisen und sie
muss in der Lage sein, eine Vorrichtung vor äußeren, schädlichen, zerstörenden,
physikalischen und chemischen Wirkungen zu schützen. Biaxial orientierte Folien
von Harzen, insbesondere biaxial orientierte Folien von PET-Harzen
sind zur Bildung der äußersten
Schicht 1a zu bevorzugende Materialien. Eine erwünschte Dicke
der äußersten
Schicht 1a liegt im Bereich von 5 bis 30 μm. Beträgt die Dicke
der äußersten
Schicht 1a weniger als 5 μm, so ist die Durchstoßfestigkeit
der äußersten
Schicht 1a nicht ausreichend und es ist hochwahrscheinlich,
dass in der äußersten
Schicht 1a feine Löcher
gebildet werden. Beträgt
die Dicke der äußersten
Schicht 1a mehr als 30 μm,
so wird die äußerste Schicht 1a die
Fähigkeit zum
Warmversiegeln des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen und
sie wird die Wirtschaftlichkeit der Produktion vermindern.
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Es
ist bevorzugt, die Barriereschicht (Metallfolienschicht) 2 an
die äußerste Schicht 1a angrenzend
zu bilden. Die Barriereschicht 2 weist die Eigenschaft
auf, dass sie ein Eindringen von Feuchtigkeit und Gasen in das Batteriegehäuse verhindert.
Es ist wünschenswert,
eine Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie als Barriereschicht 2 zu
verwenden. Es ist wünschenswert,
dass eine Aluminiumfolie zur Bildung der Barriereschicht 2 eine
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
aufweist. Aluminiumfolien mit Dicken von weniger als 5 μm weisen
viele feine Löcher
und eine schlechtere Eigenschaft als Barriere auf. Aluminiumfolien
mit Dicken von mehr als 30 μm
beeinflussen nachteilig die Produktion des Batteriegehäuses. Wird
ein Batteriegehäuse
aus einem mit einer Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie,
versehenen laminierten Blatt gebildet, ist es möglich, dass die Laschen 59 und 60 durch
eine exponierte Kante der leitenden Metallfolie kurzgeschlossen werden.
Obwohl Schwierigkeiten, einschließlich eines Kurzschlusses vermieden
werden können,
wenn die Barriereschicht 2 aus einem nicht leitenden Material
gebildet wird, hat die Verwendung eines derartigen Materials unvermeidlich
eine Verminderung der Eigenschaft als Barriere des laminierten Blatts
zur Folge.
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Es
ist bevorzugt, die Verstärkungsschicht
(dritte Basisfolienschicht) 1c auf der inneren Oberfläche der Barriereschicht 2 zur
Verstärkung
der Festigkeit eines durch Verarbeiten des laminierten Blatts gebildeten
Batteriegehäuses 51 zu
bilden. Es ist insbesondere wünschenswert,
ein Batteriegehäuse
gegen die beschädigenden
Wirkungen scharfer Vorsprünge
zu verstärken.
Die Verstärkungsschicht 1c kann
eine biaxial orientierte Harzfolie, vorzugsweise eine biaxial orientierte
Polyethylenterephthalat- oder
Nylonfolie sein. Es ist wünschenswert,
dass die Verstärkungsschicht 1c eine
Dicke im Bereich von 5 bis 30 μm
aufweist. Die Verstärkungsschicht 1c weist
eine schlechtere Beständigkeit
gegen Durchstoßwirkungen
einer in dem Batteriegehäuse
enthaltenen Batterie 50a auf, es ist wahrscheinlich, dass
sich in der Verstärkungsschicht 1c feine
Löcher bilden,
wenn die Dicke weniger als 5 μm
beträgt.
Die Verstärkungsschicht 1c wird
die Fähigkeit
zur Warmversiegelung des laminierten Blatts nachteilig beeinflussen,
wenn deren Dicke mehr als 30 μm
beträgt.
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Die
innerste Schicht des das Batteriegehäuse 51 bildenden laminierten
Blatts ist eine Wärme-haftfähige Harzschicht 3.
Notwendige Teile der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 sind
durch Warmversiegeln bei der Bildung des Batteriegehäuses 51 aneinandergebunden.
Wie vorstehend erwähnt
ist, ist es im Hinblick auf einen einfachen Betrieb und die Fähigkeit
zur Versiegelung wünschenswert,
das Batteriegehäuse
durch Verarbeiten des laminierten Blatts durch ein Warmversiegelungsverfahren
zu bilden. Wird das Batteriegehäuse 51 durch
ein Warmversiegelungsverfahren gebildet, so wird die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 aus
einem Wärme-haftfähigen Material
gebildet. Das Wärme-haftfähige Material
muss auf sich selbst und auf Metallfolien, die die Laschen 59 und 60 bilden,
Wärme-haftfähig sein.
Zur Bildung der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 erwünschte Materialien
sind Polyolefin-Copolymere, einschließlich von Ethylen-Acrylsäureharzen
(EAA), Ethylen-Methacrylsäureharzen
(EMAA), Ethylen-Ethylacrylatharzen (EEA) und Ionomeren.
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Die
Wärme-haftfähige Harzschicht 3 kann
entweder durch Laminieren einer Folie aus einem der vorstehenden
Harze auf die Verstärkungsschicht 1c oder
durch Schmel zen und Extrudieren von einem der vorstehenden Harze über die
Oberfläche
der Verstärkungsschicht 1c durch
einen Extruder gebildet werden.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 im
Bereich von 10 bis 100 μm
liegt. Liegt die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 unterhalb
von 10 μm,
so ist die Durchstoßfestigkeit
der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 nicht
ausreichend und es ist höchstwahrscheinlich,
dass feine Löcher
in der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 gebildet
werden. Beträgt
die Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3 mehr
als 100 μm,
so braucht die Durchführung
einer Warmversiegelung zur Bildung des Batteriegehäuses 51 viel
Zeit und verringert die Wirtschaftlichkeit der Produktion.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, können
die äußerste Schicht 1a,
die Barriereschicht 2, die Verstärkungsschicht 1c und
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 durch
Trockenlaminierung unter Verwendung eines Polyurethanklebstoffs
oder durch Sandwichlaminierung laminiert werden, wobei das haftfähige Harz
zwischen die angrenzenden Schichten extrudiert wird.
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Beispiele
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Ein
erfindungsgemäßes dünnes Batteriepaket
(elektrische Vorrichtung) wurde hergestellt.
Laschen: Aluminiumfolie
(50 μm dick)
Gehäuse: Tasche
von der Art eines Kissens
Laminiertes Blatt:
Äußerste Schicht:
Biaxial orientierte Polyesterfolie (12 μm dick)
Barriereschicht:
Aluminiumfolie (12 μm
dick)
Verstärkungsschicht:
Biaxial orientierte Nylonfolie (20 μm dick)
Wärme-haftfähige Harzschicht:
Ethylenmethacrylat (EMA) (60 μm
dick)
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Die äußerste Schicht,
die Barriereschicht, die Verstärkungsschicht
und die Wärme-haftfähige Harzschicht
wurden durch ein Trockenlaminierungsverfahren unter Verwendung eines
Zweikomponentenklebstoffs laminiert.
Kantenaussparung: (1)
Gesamte Kante, Aussparung von 2 mm
(2) Teile der Kante, Aussparung
von 3 mm
Laschen: 7 mm breit (Breite der Kantenaussparungen:
10 mm)
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Die
sich außerhalb
des Batteriegehäuses
erstreckenden Laschen wurden zum Testen eines Kurzschlusses gebogen.
Es bestand überhaupt
keine Möglichkeit,
dass die Laschen mit der Kante der leitenden Schicht des Batteriegehäuses in
Kontakt kommen.
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Das
Batteriegehäuse
der vorliegenden Erfindung, das in der Lage ist, einen Kontakt zwischen
den Laschen und der leitenden Schicht zu vermeiden, ist zum Beinhalten
verschiedener elektrischer Vorrichtungen verwendbar.
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Dreizehnte
Ausführungsform
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Eine
erfindungsgemäße dreizehnte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 55 bis 57 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
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55(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Batteriepakets, 55(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils G1 in 55(a), 55(c) ist eine vergrößerte Schnittansicht durch
die Linie X1-X1 in 55(b). 56 ist
eine unterstützende
perspektivische Ansicht zur Erklärung
eines Verfahrens zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Batterie
in ein Gehäuse.
Die 57(a) beziehungsweise 57(b) sind perspektivische Ansichten von
Laschen, die mit Isolierfolienschichten auf unterschiedliche Weisen
beschichtet sind.
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Ein
erfindungsgemäßes Batteriegehäuse umfasst
eine Batterie 50a, die mit sich daraus erstreckenden flexiblen
Laschen 59 und 60 versehen ist, und ein flexibles
Gehäuse 51,
das aus einem laminierten Blatt 10 mit einer leitenden
Schicht 2 gebildet ist und die Batterie 50a so
enthält,
dass die Laschen 59 und 60 sich durch einen warmversiegelten
Teil 94 erstrecken. Das Gehäuse 51 weist einen
Aufbau auf, der zum Verhindern eines Kurzschließens der Laschen 59 und 60 durch
die leitende Schicht 2 des laminierten Blatts 10 in
der Lage ist.
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In
den meisten Fällen
sind die Laschen 59 und 60 aus einer Metallfolie,
wie zum Beispiel eine Kupferfolie, gebildet und flexibel und leicht
biegbar. Das Gehäuse 51 des
Batteriepakets 50 ist flexibel und weist eine leitende
Schicht auf. In einem herkömmlichen
Batteriepaket 50 liegen die Laschen 59 und 60 sehr
nahe an einer Endkante eines Gehäuses 51.
Daher ist es möglich,
dass die Laschen 59 und 60 mit einer exponierten Kante
einer leitenden Schicht, die in einem das Gehäuse 51 bildenden laminierten
Blatt 10 enthalten ist, in Kontakt kommen, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen
werden. Kommen die Laschen 59 und 60 mit der Kante
der leitenden Schicht in Kontakt, funktioniert das Batteriepaket 50 nicht
mehr normal und es können
möglicherweise
Schwierigkeiten auftreten. Es wird möglicherweise eine Entladung
einer in dem Batteriepaket enthaltenen Batterie und eine Verringerung
der darin gespeicherten Energie bewirkt und im schlimmsten Fall
wird die Batterie entleert und sie ist nicht in der Lage, zu arbeiten.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten gewissenhafte Untersuchungen
zur Lösung
eines derartigen Problems durch und stellten fest, dass alle Schwierigkeiten,
die auf den vorstehend erwähnten
Kurzschluss zurückzuführen sind,
niemals auftreten, wenn jede der Laschen 59 und 60,
abgesehen von einem Kontaktteil 93, mit einer isolierenden
Folienschicht 92 beschichtet ist, wie in 55 gezeigt ist. Insbesondere ist jede der Laschen 59 und 60 des
Batteriepakets der vorliegenden Erfindung mit einer isolierenden
Folienschicht 92 in einer gewünschten Form bedeckt, wie in 57(a) oder 57(b) gezeigt
ist. Zur Bildung der isolierenden Folienschicht 92 geeignete
Materialien sind Heißschmelzharze,
die ein säuredenaturiertes
Polyolefinharz als Hauptkomponente enthalten, Epoxyharze, Polyimidharze,
reaktive Acrylharze und Elastomere.
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Ein
Kurzschließen
von Elektroden durch einen Bestandteil eines aus einem herkömmlichen
laminierten Blatt gebildeten Gehäuses
kommt vor, weil die Laschen sehr nahe an einer Kante der leitenden
Schicht des laminierten Blatts liegen, und flexibel und einfach
zu biegen sind. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage
einer Feststellung gemacht, dass die Schwierigkeit eines derartigen
Kurzschlusses durch Beschichten eines vorher festgelegten Teils
einer jeden Lasche, einschließlich
der Grenze zwischen der Endkante des Gehäuses und der Lasche, mit einer
Isolierfolie in einer vorher festgelegten Form verhindert werden kann.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Isolierfolie 92 einen Isolierwiderstand von 1013 Ω oder
mehr aufweist.
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Verschiedene
Materialien zur Bildung einer derartigen Isolierfolie wurden untersucht
und es wurde festgestellt, dass zur Bildung einer derartigen Isolierfolie
geeignete Materialien säuredenaturierte
Heißschmelz-Polyolefin-Beschichtungsmaterialien
sind, die ein säuredenaturiertes
Polyolefinharz als Hauptbestandteil, Epoxyharze, Polyimidharze,
reaktive Acrylharze und Elastomere enthalten.
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Säuredenaturierte
Heißschmelz-Polyolefin-Beschichtungsmaterialien
sind insbesondere Ethylen-Acrylsäureharze
(EAA), Ethylen-Methacrylsäureharze
(EMAA), Ethylen-Ethylacrylatharze
(EEA) und Ionomere.
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Die
Lasche kann mit einer Isolierfolie aus einem säuredenaturierten Heißschmelz-Polyolefin-Beschichtungsmaterial
durch ein Düsenbeschichtungsverfahren,
ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Schlitzdüsenbeschichtungsverfahren,
ein Sprühbeschichtungsverfahren,
ein Schmelz-Blasbeschichtungsverfahren, ein Räderbeschichtungsverfahren oder
ein Siebbeschichtungsverfahren beschichtet werden. Die Isolierfolie kann
auf die Laschen nach Anbringen der Lasche an die Batterie 50a auf
eine Metallfolie gebildet werden, bevor die Metallfolie gestanzt
oder in die Laschen geschnitten wird. Die Isolierfolie kann durch
Anbringen des säuredenaturierten
Heißschmelz-Polyolefinharzes
auf vorher bestimmte Teile der Laschen 59 und 60 durch
ein Heißschmelzauftragungsgerät vor dem
Einsetzen der Batterie 50a in ein Gehäuse gebildet werden.
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Das
säuredenaturierte
Heißschmelz-Polyolefinharz
kann auf vorher festgelegte Teile einer Metallfolienbahn zur Bildung
der Laschen 59 und 60 durch ein Gravurbeschichtungsverfahren
oder ein Walzenbeschichtungsverfahren aufgetragen werden, Die Bahn
kann in die Laschen 59 und 60 mit einer vorher
festgelegten Größe geschnitten
oder gestanzt werden, und die Laschen 59 und 60 können an
ein Hauptteil C gebunden werden.
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Die
Isolierfolie 92 wird auf einem Teil der Lasche 59 (60)
gebildet, die sich auf der Außen-
und Innenseite der Endkante des Gehäuses 51 erstreckt,
von dem aus die Lasche 59 (60) nach außen ragt.
Angenommen, eine in 57 gezeigte Grenzlinie M entspricht
der Endkante des Gehäuses 51,
so wird die Isolierfolie 92 so gebildet, dass sie sich
mit einer vorher festgelegten Länge
auf jeder der gegenüberliegenden
Seiten der Grenzlinie M erstreckt. Die Länge beträgt nicht weniger als die Dicke
des laminierten Blatts 10 und kann eine Länge sein,
die groß genug
ist, um selbst dann einen Kurzschluss zu verhindern, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen
werden.
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Die
Isolierfolie 92 ist so gebildet, dass sie beide Oberflächen der
Laschen 59 und 60 bedeckt. Falls notwendig, können die
seitlichen Oberflächen
der Laschen 59 und 60 sowie beide Oberflächen der
Laschen mit der Isolierfolie 62 beschichtet werden, wie
in 58(b) gezeigt ist.
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Die
Batterie 50a wird in das Gehäuse 51 geschoben und
ein Teil des Gehäuses 51,
der der in 57(a) oder 57(b) gezeigten
Grenzlinie M entspricht, wird versiegelt. Der Teil des Gehäuses 51 wird
vorzugsweise durch ein Warmversiegelungsverfahren so versiegelt,
dass die Versiegelungsschicht 3, die als innerste Schicht
des das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10 dient, an die Isolierfolien 92 gebunden wird,
die die Laschen 59 und 60 teilweise beschichtet,
und Teile der Laschen 59 und 60 mit der Isolierfolie 92 nicht
beschichtet sind.
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Die
Isolierfolien 92, die die Laschen 59 und 60 beschichten,
können
diejenigen aus einem säuredenaturierten
Heißschmelz-Polyolefinbeschichtungsmaterial,
einem Epoxyharz, einem Polyimidharz, einem reaktiven Acrylharz oder
einem Elastomer sein.
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Ein
Epoxyharz, ein Polyimidharz, ein reaktives Acrylharz oder ein Elastomer
kann zur Bildung der Isolierfolie 92 auf vorher festgelegte
Teile einer Materialbahn zur Bildung der Laschen 59 und 60 durch
ein Tiefdruckverfahren, ein Offsettiefdruckverfahren, ein Buchdruckverfahren,
ein Offsetdruckverfahren oder ein Siebdruckverfahren aufgebracht
werden.
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Die
Position und die Fläche
der aus einem Epoxyharz, einem Polyimidharz, einem reaktiven Acrylharz oder
einem Elastomer gebildeten Isolierfolie 92 sind dieselben
wie diejenigen der aus einem säuredenaturierten
Heißschmelz-Polyolefinharz
gebildeten Isolierfolie.
-
Beispiele
-
Beispiel 1
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- Vorrichtung: Flaches Batteriepaket
- Gehäuse:
Tasche von der Art eines Kissens
- Laminiertes Blatt: PET/AL/ON/LLDPE
- Laschen: Aluminiumfolie (50 μm
dick)
- Isolierfolie: Säuredenaturiertes
Polyolefinharz (PURIMAKORU kommerziell erhältlich von Dau Kemikaru Nippon
K. K.) wurde als 30 μm
dicke Folie durch ein Heißschmelzauftragegerät verstrichen.
- Form der Isolierfolie: Die Isolierfolie mit einer Länge von
16 mm wurde so gebildet, dass sie beide Oberflächen eines Teils mit 8 mm Länge von
jeder Lasche, die sich außerhalb
des Gehäuses
von der Endkante des Gehäuses
erstreckte, und beide Oberflächen
eines anderen Teils mit 8 mm Länge
der Lasche, die sich innerhalb des Gehäuses von der Endkante des Gehäuses erstreckte,
bedeckte.
- Beschichtungsverfahren: Die Laschen wurden mit den Isolierfolien
durch ein Heißschmelzauftragegerät nach Anbringung
derselben an ein Hauptteil der Vorrichtung beschichtet.
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Das
flache Batteriepaket wurde einem kurzen Stromkreistest unterzogen,
wobei die sich von der Endkante des Gehäuses erstreckenden Laschen
gewaltsam gebogen wurden, um sie in Kontakt mit der in der Endkante
des Gehäuses
exponierten Kante der leitenden Schicht in Kontakt zu bringen. Es
trat kein Kurzschluss auf und die zuverlässige Funktion der Isolierfolien
wurde bestätigt.
-
Übrigens
wurde ein flaches Batteriepaket in einem Vergleichsbeispiel unter
denselben Bedingungen hergestellt, wie diejenigen, unter denen das
vorstehende Beispiel hergestellt wurde, abgesehen davon, dass die
Laschen nicht mit irgendwelchen Isolierfolien beschichtet waren,
und das flache Batteriepaket in dem Vergleichsbeispiel wurde demselben
Stromkreistest unterzogen. In dem flachen Batteriepaket in dem Vergleichsbeispiel
trat ein Kurzschluss auf.
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Die
erfindungsgemäße Elektrodenstruktur
eliminiert die Möglichkeit,
dass die Laschen mit der leitenden Schicht des Gehäuses in
Kontakt kommen. Die erfindungsgemäße Elektrodenstruktur ist auf
die Laschen von verschiedenen Vorrichtungen anwendbar.
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Vierzehnte
Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße vierzehnte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 58 bis 60 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
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Ein
hierin beschriebenes erfindungsgemäßes Polymerbatteriepaket ist
erläuternd
und nicht beschränkend
und viele Änderungen
sind möglich,
ohne vom Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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58(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Batteriepakets, 58(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils G1 in 58(a), 58(c) ist eine vergrößerte Schnittansicht durch
die Linie X1-X1 in 58(b). 59 ist
eine unterstützende
perspektivische Ansicht zur Erklärung
eines Verfahrens zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Batterie
in ein Gehäuse.
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Die 60(a), 60(b) beziehungsweise 60(c) sind perspektivische Ansichten von
Laschen, die mit Isolierfolienschichten auf unterschiedliche Weisen
beschichtet sind.
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Unter
Bezugnahme auf die 58(a), 58(b) und 58(c) weist
ein Batteriepaket 50 ein aus einem laminierten Blatt 10 (53) gebildetes flexibles Gehäuse 51 auf, das eine
aus einem leitenden Material gebildete leitende Schicht 2,
eine in dem Gehäuse 51 enthaltene
Batterie 50a und flexible Laschen 59 und 60,
das heißt, Elektroden,
aufweist, die sich von der in dem Gehäuse 51 enthaltenen
Batterie 50a erstrecken. Ein Teil von jeder der sich außerhalb
von einer versiegelten Endkante des Gehäuses 51 erstreckenden
Laschen 59 und 60 ist bis auf einen Kontaktteil 93 mit
einer Wärme-haftfähigen Isolierfolie
(Isolierabdeckung) 92 bedeckt, um zu verhindern, dass die
Laschen 59 und 60 mit der leitenden Schicht 2 des
laminierten Blatts 10 in Kontakt kommen und durch sie kurzgeschlossen
werden. Das Gehäuse 51 wird
durch Walzen des laminierten Blatts 10 in einer schlauchförmigen Struktur
und durch Warmversiegeln der gegenüberliegenden Endteile der schlauchförmigen Struktur
zu warmversiegelten Teilen 94 und der Verbindung der Seitenkantenteile
des laminierten Blatts 10 zu einem warmversiegelten Rückseitenteil 95 gebildet.
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In
den meisten Fällen
sind die Laschen 59 und 60 einer erfindungsgemäßen Elektrode
aus einer Metallfolie, wie zum Beispiel eine Kupferfolie, gebildet
und flexibel und leicht biegbar. Das Gehäuse 51 wird durch Verarbeiten
des flexiblen laminierten Blatts 10, einschließlich einer
leitenden Schicht 2, wie zum Beispiel eine Metallfolie
gebildet. Teile der sich außerhalb
des Gehäuses 51 erstreckenden
Laschen 59 und 60 liegen sehr nahe an der leitenden
Schicht 2 des das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10. Daher ist es möglich, dass die Laschen 59 und 60 mit
einer exponierten Kante der leitenden Schicht 2 des laminierten
Blatts 10 in Kontakt kommen, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen
werden. Kommen die Laschen 59 und 60 mit der Kante
der leitenden Schicht 2 in Kontakt, funktioniert das Batteriepaket 50 nicht
normal und es können
möglicherweise
Schwierigkeiten auftreten. Es ist möglich, dass eine Entladung
der Batterie des Batteriepakets 50 und eine Verringerung
der darin gespeicherten elektrischen Energie verursacht wird, und
im schlimmsten Fall, wird die Batterie entleert und ist nicht mehr
in der Lage zu funktionieren.
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Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten gewissenhafte Untersuchungen
zur Lösung
eines derartigen Problems durch und stellten fest, dass alle Schwierigkeiten,
die auf den vorstehend erwähnten
Kurzschluss zurückzuführen sind,
niemals auftreten, wenn Teile der Laschen 59 und 60,
die sich außerhalb
des Gehäuses 51 erstrecken
und an die Endkante des Gehäuses 51 angrenzen,
mit isolierenden Folienschichten 92 beschichtet sind, wie
in 58 gezeigt ist.
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Die
Laschen 59 und 60 der erfindungsgemäßen Elektrodenstruktur
sind flexible Folien aus Kupfer, Aluminium, Zinn, Gold, Silber oder
einer Legierung aus einigen dieser Metalle.
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Die
vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage einer Feststellung
gemacht, dass die Schwierigkeit eines derartigen Kurzschlusses durch
Beschichten von Teilen mit einer vorher festgelegten Fläche der
Laschen 59 und 60, die sich von dem Gehäuse 51 nach
außen
erstrecken, und einschließlich
der Grenze zwischen der Endkante des Gehäuses 51 und den Laschen 59 und 60 mit
Isolierfolie 92 verhindert werden kann. Die Teile mit einer
vorher festgelegten Fläche
der Laschen 59 und 60, sind diejenigen, die möglicherweise
mit der exponierten Kante der leitenden Schicht 2 des Gehäuses 51 in
Kontakt kommen und sich nach außen
und nach innen von dem Gehäuse 51 von
einer Grenzlinie M aus erstrecken, die der Endkante des Gehäuses 51 auf
einer Länge
im Bereich von ungefähr
5 bis ungefähr
20 mm entspricht. Die Fläche
der Teile der Laschen 59 und 60 kann unter Berücksichtigung
der Dicke des das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10 und der Flexibilität der Laschen 59 und 60 genau
bestimmt werden. Wie in 58(a) gezeigt
ist, sind die freien Endteile oder Teile in der Nähe der freien
Enden der Laschen 59 und 60 nicht mit der Isolierfolie
beschichtet, um diese als Kontaktteile 93 zu verwenden.
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Die
Kontaktteile 93 müssen
nicht notwendigerweise in rechtwinkliger Form gebildet werden; der
sich außerhalb
des Gehäuses 51 erstreckende
Teil von jeder der Laschen 59 und 60 kann vollständig mit
den Isolierblättern 92 beschichtet
sein, die mit einem gestanzten runden Loch an einer einem Endteil
von jedem der Teile der Laschen 59 und 60 entsprechenden
Position versehen sind, und ein Teil von jeder der Laschen 59 und 60,
die in dem runden Loch exponiert sind, kann als Kontaktteil verwendet
werden.
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Die
haftfähige
Isolierfolie für
die erfindungsgemäße Elektrodenstruktur
wird beschrieben.
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Die
haftfähige
Isolierfolie 92 für
die erfindungsgemäße Elektrodenstruktur
kann an die Laschen 59 und 60 und die innerste
Schicht 3 des Gehäuses 51 durch
Warmversiegeln gebunden werden. Beim Umhüllen mit der haftfähigen Isolierfolie 92 und
deren Anbinden an den an die Endkante des Gehäuses 51 angrenzenden Teil
der Lasche 59 (60) durch Warmversiegeln, kann
die haftfähige
Isolierfolie 92 an sowohl die Lasche 59 (60) als
auch an die innerste Schicht 3 des Gehäuses 51 gebunden werden.
Daher kann die Batterie 50a zufrieden stellend hermetisch
in dem Gehäuse 51 versiegelt
werden. Zur Bildung der Isolierfolie 92 geeignete Materialien,
die den vorstehenden Anforderungen genügen, sind säuredenaturierte Polyolefinharze,
einschließlich Ethylen-Acrylsäureharze
(EAA), Ethylen-Methacrylsäureharze
(EMAA), Ethylen-Ethylacrylatharze (EEA) und Ionomere.
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Wird
die Lasche 59 (60) mit der Batterie 50a verbunden,
kann die Lasche 59 (60) mit den Isolierfolien 92 auf
einer vorher festgelegten Fläche
beschichtet werden, indem die Isolierfolien 92 auf beide
Oberflächen der
Lasche 59 (60) gelegt wird, wie in 60(a) gezeigt ist, und Druck und Wärme auf
die Isolierfolien 92 angewandt wird. Somit werden Teile
der Lasche 59 (60), die sich entsprechend auf
den gegenüberliegenden
Seiten der der Endkante des Gehäuses 51 entsprechenden
Grenzlinie erstrecken, mit den Isolierfolien 92 beschichtet.
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Die
Batterie 50a wird in das Gehäuse 51 eingeschoben
und der Endkantenteil des Gehäuses 51 wird hermetisch
so warmversiegelt, dass die Laschen 59 und 60 zwischen
die Wände
des Gehäuses 51 geschichtet sind.
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Die
seitlichen Oberflächen
der notwendigen Teile der Laschen 59 und 60, sowie
die beiden Oberflächen
von diesen können
mit der Isolierfolie 92 beschichtet werden, wie in 60(b) gezeigt ist, oder die notwendigen
Teile der Laschen 59 und 60 können zwischen die Isolierfolien 92 auf
einer Länge
von mehr als der Breite der Laschen 59 und 60 geschichtet
werden, wie in 60(c) gezeigt ist.
Die 60(e), 60(f) und 60(g) sind Schnittansichten durch die Linien
X2-X2, X3-X3 und X4-X4 in den 60(a), 60(b) beziehungsweise 60(c).
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Es
ist ebenfalls möglich,
Isolierbänder
auf eine Metallfolienbahn zu binden, die von einer Rolle abgewickelt
wird, die Bahn in Laschen zu schneiden, wie in 60(a) gezeigt
ist, und die Laschen mit der Batterie zu verbinden. Die somit mit
den Laschen versehene Batterie 50a kann in das Gehäuse 51 eingefügt werden und
das offene Ende des Gehäuses 51 kann
zum Versiegeln der Batterie 50a in dem Gehäuse 51 warmversiegelt
werden.
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Wie
vorstehend erwähnt
ist, ist die Isolierfolie 92 aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz, das auf beide Laschen 59 und 60 aus
einer Metallfolie oder dergleichen hoch haftfähig ist, und aus einem hoch
wasser- und feuchtigkeitsbeständigen
Polyolefinharz, wie zum Beispiel ein Polyethylenharz gebildet. Im
Allgemeinen ist die innerste Schicht 3 des Gehäuses 51 aus
einem säuredenaturierten
Harz nur im Hinblick auf eine Absicherung der Wärmehaftung an Metallfolien
oder dergleichen gebildet. Beide Laschen 59 und 60 und
das Isolierblatt 92 können
erfindungsgemäß sicher
an die innerste Schicht 3 des Gehäuses 51 gebunden werden,
und die Endoberfläche
der säuredenaturierten
Polyolefinharzschicht wird nur in Teilen der Endoberfläche des
Gehäuses,
die den aus dem Gehäuse
ragenden Laschen 59 und 60 entsprechen, exponiert,
wenn die Isolierfolie 92 aus dem säuredenaturierten Polyolefinharz
gebildet ist, und die Versiegelungsschicht aus einem Polyolefinharz
nimmt den größten Teil
der Endoberfläche
ein. Dementsprechend weist das Gehäuse eine verbesserte Fähigkeit
auf, für
Feuchtigkeit undurchlässig
zu sein, und es ist in der Lage die Fähigkeit der elektrischen Vorrichtung über einen
langen Zeitraum hinweg zu bewahren.
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Beispiele
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- Vorrichtung: Batteriepaket
- Gehäuse:
Tasche von der Art eines Kissens
- Laminiertes Blatt: PET (12 μm
dick)/AL (40 μm
dick)/ON (25 μm
dick)/CPP (70 μm
dick)
- Haftfähige
Isolierfolie: EMAA (30 μm
dick)
- Laschen: Kupferfolie (50 μm
dick)
Aluminiumfolie (50 μm
dick)
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Das
flache Batteriepaket wurde einem kurzen Stromkreistest unterzogen,
wobei die sich von der Endkante des Gehäuses erstreckenden Laschen
gewaltsam gebogen wurden, um sie in Kontakt mit der in der Endkante
des Gehäuses
exponierten Kante der leitenden Schicht zu bringen. Es trat kein
Kurzschluss auf und die zuverlässige
Funktion der Isolierfolien wurde bestätigt.
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Übrigens
wurde ein flaches Batteriepaket in einem Vergleichsbeispiel unter
denselben Bedingungen hergestellt, wie diejenigen, unter denen das
vorstehende Beispiel hergestellt wurde, abgesehen davon, dass die
Laschen nicht mit irgendwelchen Isolierfolien beschichtet waren,
und das flache Batteriepaket in dem Vergleichsbeispiel wurde demselben
Stromkreistest unterzogen. In dem flachen Batteriepaket in dem Vergleichsbeispiel
trat ein Kurzschluss auf.
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Die
erfindungsgemäße Elektrodenstruktur
eliminiert die Möglichkeit,
dass die Laschen mit der leitenden Schicht des Gehäuses in
Kontakt kommen. Der erfindungsgemäße Aufbau des Batteriepakets
ist auf verschiedene elektrische Vorrichtungen anwendbar.
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Die
innerste Schicht des Gehäuses
kann aus einem Polyolefinharz gebildet werden, wenn die Isolierfolie
aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz gebildet ist. Folglich weist das Gehäuse für elektrische
Vorrichtungen Eigenschaften einer verbesserten Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit
auf, das Gehäuse
ist für Feuchtigkeit
undurchdringlich und die Verschlechterung der Fähigkeit der elektrischen Vorrichtung
kann vermieden werden.
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Fünfzehnte
Ausführungsform
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Eine
erfindungsgemäße fünfzehnte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 61 bis 64 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
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Ein
erfindungsgemäßes Batteriepaket
weist einen Aufbau auf, der in der Lage ist, zu verhindern, dass sich
aus einer Batterie erstreckende Laschen, die in einem weichen Gehäuse enthalten
sind, das aus einem laminierten Blatt, einschließlich eines leitendes Materials,
gebildet ist, mit dem leitenden Material des laminierten Blatts
in Kontakt kommen und durch das leitende Material kurzgeschlossen
werden.
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61(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Batteriepakets, 61(b) ist eine perspektivische Ansicht
einer Batterie und eines Gehäuses,
das die Batterie enthalten soll, und 61(c) ist
eine Ausführungsform
des Gehäuses. 62(a) ist eine Schnittansicht durch die
Linie X1-X1 in 61(a), und 62(b) ist
eine Schnittansicht durch die Linie X2-X2 in 61(a). 63 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils Y
in 62(a). Die 64(a), 64(b) und 64(c) sind
Draufsichten von erfindungsgemäßen Gehäusen und
die 64(d), 64(e) und 64(f) sind Schnittansichten durch die Linien
X2-X2, X3-X3 und X4-X4 in den 64(a), 64(b) beziehungsweise 64(c).
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Unter
Bezugnahme auf 61 weist ein Batteriepaket
ein Gehäuse 51 auf,
das mit Öffnungen 96 an vorher
festgelegten Positionen versehen ist, und eine in dem Gehäuse 51 versiegelte
Batterie 50a auf. Teile der Laschen 59 und 60,
die in den Öffnungen 96 exponiert
sind, dienen als Kontaktteile. Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nachstehend hierin unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist in ihrer praktischen
Verwendung nicht auf die nachstehend spezifisch beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
und Änderungen
können
darin vorgenommen werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
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In
den meisten Fällen
ist das Gehäuse 51 des
erfindungsgemäßen Batteriepakets
aus einem laminierten Blatt 10 gebildet, das durch Laminieren
von Schichten aus verschiedenen Materialien gebildet ist. Das laminierte
Blatt 10 kann mit einer Schicht aus einem leitenden Material
versehen sein, um eine Vorrichtung vor durchstoßen den und verschleißenden Einwirkungen
und chemischen Änderungen
zu schützen,
die durch Feuchtigkeit und korrosive Gase verursacht werden könnten.
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Das
erfindungsgemäße Gehäuse 51 wird
in den meisten Fällen
durch Verarbeiten des in 53 laminierten
Blatts 10 durch ein Warmversiegelungsverfahren in die Form
einer Tasche mit versiegelten am Ende warmversiegelten Teilen 94 und
einem warmversiegelten Rückseitenteil 95 gebildet.
Insbesondere kann das Gehäuse 51 eine
Tasche mit drei versiegelten Seiten sein, wie in den 52(a) und 52(d) gezeigt
ist, eine Tasche mit vier versiegelten Seiten sein, wie in den 52(b) und 52(d) gezeigt
ist, oder eine Tasche von der Art eines Kissens sein, wie in den 52(c) und 52(f) gezeigt
ist. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass das Gehäuse 51 eine
Tasche von der Art eines Kissens ist.
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Das
erfindungsgemäße Batteriepaket 50 wird
durch Einfügen
der mit den Laschen 59 und 60 versehenen Batterie 50a in
das Gehäuse 51 und
Warmversiegeln eines offenen Endteils des Gehäuses 51 gebildet. Das
die Batterie 50a enthaltende Gehäuse 51 ist mit den Öffnungen 96 mit
einer vorher festgelegten Größe an Positionen
versehen, die Teilen der mit der Batterie 50a verbundenen
Laschen 59 und 60 entsprechen. Wird das offene
Endteil des Gehäuses 51 versiegelt,
entsprechend die Öffnungen 96 den
Kontaktteilen der Laschen 59 beziehungsweise 60.
Die Öffnungen 96 können an
zwei Positionen auf dem laminierten Blatt 10 unter Bildung
von zwei Kontaktteilen auf einer Seite der Lasche 59 beziehungsweise
auf einer Seite der Lasche 60 gebildet werden, oder sie
können
an vier Positionen des laminierten Blatts 10, wie in den 61(b) und 61(c) gezeigt
ist, unter Bildung von vier Kontaktteilen auf beiden Seiten der
Lasche 59 und beiden Seiten der Lasche 60 beziehungsweise
zwei Kontaktteilen gebildet werden. Die Batterie 50a wird
in das Gehäuse 51 eingefügt, das
offene Endteil des Gehäuses 51,
durch welches sich die Laschen 59 und 60 nach
außen
erstrecken, wird hermetisch versiegelt, um das Batteriepaket 50 zu
vervollständigen.
Das offene Endteil des Gehäuses 51 wird nach
Evakuieren des Gehäuses 51 oder
Verringern des Drucks in dem Gehäuse 51 versiegelt,
damit das Gehäuse 51 mit
der Batterie 50a in engen Kontakt kommt, so dass das Batteriepaket 50 einfach
verwendet werden kann. Wie vorstehend erwähnt ist, ist eine Versiegelungsschicht 3 aus
einem säuredenaturierten
Polyolefinharz, das in dem das Gehäuse 51 bildenden laminierten
Blatt 10 eingeschlossen ist, auf die Laschen 59 und 60 haftfähig. Daher
sind Feuchtigkeit und Gase nicht in der Lage, in das Gehäuse 51 durch
die Ränder
der Kontaktteile einzudringen, und daher kann die Batterie 50a über einen
langen Zeitraum hinweg in einem zufrieden stellenden Zustand gehalten
werden.
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Die Öffnungen 96 des
Gehäuses 51 sind
in dem laminierten Blatt 10 vorzugsweise durch eine Stanzmaschine
unter Verwendung eines Stanzblocks vor dem Formen des Blatts in
das Gehäuse 51 gebildet.
Das erfindungsgemäße Batteriepaket 50 wird
durch Bilden des Gehäuses 51 durch
ein Taschenbildungsverfahren unter Verwendung einer Taschenbildungsmaschine
und Einfügen
und Versiegeln der Batterie 50a in dem Gehäuse 51 durch
ein anderes Verfahren, oder durch Bilden des Gehäuses 51, Einfügen der
Batterie 50a in das Gehäuse 51 und
Versiegeln des Gehäuses
durch ein einziges Verfahren eines automatischen Verpackungssystems
hergestellt. In jedem Fall wird das laminierte Blatt 10 in
einer Bahn zugeführt,
die von einer Rolle des laminierten Blatts 10 abgewickelt
wird. Widerstandsmarkierungen (Augenmarkierungen) werden auf die
Bahn des laminierten Blatts 10 gedruckt, wenn die notwendigen
Dinge auf die Bahn gedruckt werden, die Augenmarkierungen werden
durch eine photoelektrische Vorrichtung nachgewiesen und die Zugspannung
der Bahn wird zur Bildung der Öffnungen 96 an
den richtigen Positionen kontrolliert.
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Die
Versiegelungsschicht 3 eines in dem das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatt 10 enthaltenen säuredenaturierten Polyolefinharzes
garantiert die Bindung der inneren Oberfläche des Gehäuses 51 durch Warmversiegeln,
und die Bindung des Gehäuses 51 an
die Laschen 59 und 60. Dementsprechend können die Laschen 59 und 60 an
das Gehäuse 51 fixiert
werden und folglich werden die Laschen 59 und 60 nicht
leicht zu biegen sein und es gibt keine Möglichkeit, dass die Laschen 59 und 60 mit
einer Kante der leitenden Schicht, die an einer Endkante des Gehäuses 51 exponiert
ist, in Kontakt kommen.
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Teile
der Laschen 59 und 60 des erfindungsgemäßen Batteriepakets 50 sind,
wie in 63 gezeigt ist, unter Bildung
der Kontaktteile 5 exponiert, die mit den Elektroden einer
Vorrichtung, die das Batteriepaket 50 verwendet, in Kontakt
zu bringen sind. Da das laminierte Blatt 10, das das Gehäuse 51 bildet,
durch Warmversiegeln an die Laschen 59 und 60 so
gebunden wird, dass die Laschen 59 und 60, bis
auf die Kon taktteile, vollständig
bedeckt sind, sind die mit dem laminierten Blatt 10 bedeckten
Laschen 59 und 60 steif im Vergleich zu der reinen
Metallfolie, die die Laschen 59 und 60 bildet,
die Laschen 59 und 60 werden nicht einfach zu biegen
sein, und es gibt keine Möglichkeit,
dass die Laschen 59 und 60 mit einer exponierten
Kante einer leitenden Schicht 2, die in dem laminierten
Blatt 10 enthalten ist, in Kontakt kommen.
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Beispiele
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Ein
Batteriepaket wurde durch Einfügen
und Versiegeln einer mit Laschen aus einer 300 μm dicken Kupferfolie versehenen
flachen Batterie in ein Gehäuse
hergestellt.
Flache Batterie: 50 mm × 500 mm × 2 mm
Laschen: 100 mm
Breite, 20 mm Länge,
200 μm Dicke,
zwei Laschen erstrecken sich von einem Ende der Batterie
Gehäuse:
Laminiertes
Blatt: (Außenseite)
PET (12 μm
dick)/AL (40 μm
dick)/ONy (25 μm
dick)/EAA (70 μm
dick) (Innenseite)
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Tasche
von der Art eines Kissens mit einer Breite von 75 mm und einer Länge von
130 mm mit warmversiegelten Endteilen und einem warmversiegelten
Rückteil
mit einer Breite von 7 mm.
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Vier Öffnungen
wurden in das laminierte Blatt gebildet, bevor das laminierte Blatt
zu einer Tasche unter Bildung der Kontaktteile auf beiden Oberflächen von
jeder der Laschen geformt wurde.
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Aufbau:
Die flache Batterie wurde in das Gehäuse eingefügt und der offene Endteil des
Gehäuses
wurde zusammengedrückt
und für
zwei Sekunden mit einer auf 210°C
erwärmten
Heizplatte erwärmt,
um das Gehäuse
warmzuversiegeln und das Gehäuse
so an die Laschen zu binden, dass die Laschen bis auf die Kontaktteile
vollständig
mit dem Gehäuse
bedeckt waren.
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Die
mit dem Gehäuse
bedeckten Laschen wurden zum Testen auf einen Kurzschluss gewaltsam
gebogen. Die Laschen konnten nicht mit einer Kante einer Aluminiumfolie,
die an einer Kante des Gehäuses
exponiert war, in Kontakt gebracht werden.
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In
dem erfindungsgemäßen Batteriepaket
gibt es keine Möglichkeit,
dass die Laschen durch die leitende Schicht des Gehäuses kurzgeschlossen
werden. Da die Laschen bis auf ihre Kontaktteile vollständig mit dem
Gehäuse-bildenden
laminierten Blatt bedeckt sind, sind die so bedeckten Laschen steif
und in der Lage, als stabile Elektroden zu dienen.
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Sechzehnte
Ausführungsform
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Eine
erfindungsgemäße sechzehnte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 65 bis 69 beschrieben,
wobei bezüglich
der ersten Ausführungsform
gleiche oder sich entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen
bezeichnet sind und deren Beschreibung weggelassen wird.
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65(a) ist eine perspektivische Ansicht
eines erfindungsgemäßen Batteriepakets, 65(b) ist eine vergrößerte Ansicht in Richtung des
Pfeils G1 in 65(a),
und 65(c) ist eine vergrößerte Schnittansicht
durch die Linie X1-X1 in 65(b). 66(a) ist
eine perspektivische Ansicht einer Batterie und eines Gehäuses mit
einem offenen Endteil, welches die Batterie enthalten soll, und 66(b) ist eine Schnittansicht durch die
Linie X2-X2 in 66(a). 67 ist
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses und 68 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren
erfindungsgemäßen Gehäuses.
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Unter
Bezugnahme auf die 65(a), 65(b) und 65(c) wird
eine Batterie 50a in ein flexibles Gehäuse 51 eingefügt, das
durch Verarbeiten eines laminierten Blatts 10 (53), einschließlich einer aus einem leitenden
Material gebildeten leitenden Schicht und flexiblen Laschen 59 und 60,
die aus der Batterie 50a von dem Gehäuse 51 nach außen ragen,
gebildet ist. Teile einer Endkante des Gehäuses 51, durch das
die Laschen 59 und 60 nach außen ragen, sind mit Deckblättern 102 bedeckt,
um ein Kurzschließen
der Laschen 59 und 60 durch die leitende Schicht 2 des
laminierten Blatts 10 zu verhindern.
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In
den meisten Fällen
sind die Laschen 59 und 60 aus einer Metallfolie,
wie zum Beispiel eine Kupferfolie, gebildet und daher flexibel und
leicht biegbar. Das Gehäuse 51 wird
durch Falten des laminierten Blatts 10 mit der leitenden
Schicht 2 aus einer Metallfolie oder dergleichen und Bilden
der warmversiegelten Teile 94 und eines warmversiegelten
Rückseitenteils 95 gebildet.
Die sich von dem Gehäuse 51 nach
außen
erstreckenden Laschen 59 und 60 liegen sehr nahe
an der Kante der leitenden Schicht 2 des das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10. Daher ist es möglich, dass die Laschen 59 und 60 mit
der Kante der leitenden Schicht 2 des laminierten Blatts 10,
die an der Endkante des Gehäuses 51 exponiert
ist, in Kontakt kommen, wenn die Laschen 59 und 60 gebogen
werden. Kommen die Laschen 59 und 60 mit der Kante
der leitenden Schicht 2 in Kontakt, funktioniert das Batteriepaket 50 nicht
normal und es können
möglicherweise
Schwierigkeiten auftreten. Es ist möglich, dass eine Entladung
der Batterie des Batteriepakets 50 und eine Verringerung der
darin gespeicherten elektrischen Energie verursacht wird, und im
schlimmsten Fall, wird die Batterie entleert und ist nicht mehr
in der Lage, zu funktionieren.
-
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung führten gewissenhafte Untersuchungen
zur Lösung
eines derartigen Problems durch und stellten fest, dass alle Schwierigkeiten,
die auf den vorstehend erwähnten
Kurzschluss zurückzuführen sind,
niemals auftreten, wenn Teile der Endkante des Gehäuses 51,
durch das die Laschen 59 und 60 nach außen ragen,
mit den Deckblättern 102 bedeckt
werden und die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage solcher
Feststellungen gemacht.
-
Die
Form des Gehäuses 51 des
Batteriepakets 50 und das das Gehäuse 51 bildende laminierte
Blatt werden beschrieben.
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Das
Gehäuse 51 des
Batteriepakets 50 weist die Form einer Tasche auf, die
durch Verarbeiten des laminierten Blatts 10 durch ein Warmversiegelungsverfahren
gebildet wird.
-
Die
isolierenden Deckblätter 102 zum
Abdecken von Teilen der Endkante des Gehäuses 51 werden beschrieben,
das durch Warmversiegeln eines offenen Endteils 98 gebildet
ist.
-
Teile
der Endkante des Gehäuses 51,
die den jeweiligen Laschen 59 und 60 entsprechen,
können
einzeln mit Deckblättern 102 mit
einer Breite, die nahezu gleich zu derjenigen der Laschen 59 und 60 ist,
abgedeckt werden, wie in 67 gezeigt
ist, oder jedes der Endkantenteile des Gehäuses 51, das den zwei
Laschen 59 und 60 entspricht, kann mit einem einzelnen
Deckblatt 102 mit einer Breite abgedeckt werden, die derjenigen
des Endkantenteils entspricht, das den zwei Laschen 59 und 60 entspricht,
wie in 68 gezeigt ist.
-
Das
Deckblatt 102 weist mindestens eine aus einem nicht leitenden
Material gebildete äußere Schicht und
eine innere Schicht auf, die aus einem Material gebildet ist, das
an das Gehäuse 51 gebunden
werden kann und sich über
eine lange Zeit hinweg nicht ablöst.
Das Deckblatt 102 kann an das Gehäuse 51 mit einem Klebstoff
oder durch ein Warmversiegelungsverfahren gebunden werden. Wie vorstehend
erwähnt
ist, ist es üblich,
die äußerste Schicht 1a des
das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10 aus einer Folie zu bilden, die kaum
warmversiegelbar ist, wie zum Beispiel eine biaxial orientierte
Polyethylenterephthalatfolie, und daher muss das Gehäuse mit
einer Wärme-haftfähigen Schicht
auf ihrer Außenoberfläche versehen
sein, um die Deckblätter 102 durch
ein Warmversiegelungsverfahren an das Gehäuse zu binden. Ein Band, das
durch Beschichten einer Isolierbasisfolie mit einem haftfähigen Harz
(nachstehend als „Klebeband" bezeichnet) hergestellt
wird, wird vorzugsweise als das erfindungsgemäße Deckblatt 102 verwendet.
-
Es
ist wünschenswert,
dass ein haftfähiges
Band, das heißt,
ein laminiertes Blatt, das als Deckblatt 102 verwendet
werden soll, eine isolierende Basisschicht 102a mit zufrieden
stellender Elastizität
aufweist. Geeignete Materialien zur Bildung der Basisschicht des
Deckblatts 102 sind eine biaxial orientierte Folie aus einem
Polyethylenterephthalatharz, und Folien aus Nylonharzen, Polycarbonatharzen,
Polyethylenharzen, Polypropylenharzen, Polyvinylchloridharzen, Polyvinylidenchloridharzen,
Teflon® und
dergleichen. Uniaxial oder biaxial orientierte Folien aus diesen
Materialien sind bevorzugter (69).
-
Ein
Klebstoff zur Bildung einer haftfähigen Schicht 102b,
der in dem haftfähigen
Band enthalten ist, kann aus Gummi, synthetischen Gummis und Silikongummis ausgewählt werden,
wobei die Haftfähigkeit
des Klebstoffs an das Gehäuse
berücksichtigt
wird. Die Oberfläche
der Basisschicht kann durch eine wasserabstoßende Appretur unter Verwendung
von Silikon oder dergleichen behandelt werden.
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Die
Deckblätter 102 können an
das in der Form einer Tasche gebildete Gehäuse 51 so angebracht werden,
dass sie die Teile des Endkantenteils des Gehäuses 51, die den Laschen 59 und 60 entsprechen,
vor dem Versiegeln des offenen Endteils 98 des Gehäuses 51 bedecken,
oder sie können
an Teile des laminierten Blatts 10, die den Teilen des
Gehäuses 51 entsprechen,
durch das sich die Laschen 59 und 60 erstrecken, angebracht
werden, und dann kann das laminierte Blatt 10 in das Gehäuse 51 geformt
werden.
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Die
Deckblätter 102 müssen eine
Breite aufweisen, die größer als
diejenige der Laschen 59 und 60 ist. Im Hinblick
auf eine Verringerung der Möglichkeit
für einen
Kontakt zwischen den Laschen 59 und 60 mit der
leitenden Schicht des Gehäuses 51 wird
vorzugsweise das Deckblatt 102 mit einer Breite verwendet,
die der Breite einer Region der Endkante des Gehäuses, einschließlich der
zwei Laschen 59 und 60 entspricht.
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Das
Deckblatt 102 weist einen inneren Teil mit einer Länge n1 auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 51 liegend und
einen äußeren Teil
mit einer Länge
n2, auf der äußeren Oberfläche des
Gehäuses 51 liegend,
auf. Die Längen
n1 und n2 sind groß genug,
wenn das Deckblatt 102 sich nicht von dem Gehäuse 51 ablöst. Im Grunde
muss der innere Teil mit der Länge
n1 des Deckblatts 102 nicht perfekt
an die Laschen 59 und 60 gebunden sein. Die Länge n1 muss kleiner als die Breite des warmversiegelten
Teils 94 sein.
-
Beispiel
-
- Vorrichtung: Flaches Batteriepaket mit 50 mm × 100 mm × 3,5 mm
- Gehäuse:
PET (12 μm
dick)/AL (40 μm
dick)/ONy (25 μm
dick)/EAA (70 μm
dick)
- Laschen: Kupferfolie, 30 μm
dick, 14 mm breit, 45 mm lang
-
Zwei
Laschen erstrecken sich von einem Ende des Hauptteils des Batteriepakets.
Deckblatt:
Polyethylenterephthalatharzfolie (25 μm dick) und eine Urethanklebstoffschicht
(20 mm dick)
-
In
dem Batteriepaket gibt es keine Möglichkeit, dass die Laschen
mit der leitenden Schicht des Gehäuses in Kontakt kommen. Der
Aufbau dieses Batteriepakets ist auf verschiedene Vorrichtungen
anwendbar.
-
Siebzehnte
Ausführungsform
-
Eine
siebzehnte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 70 und 71 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf die 70 und 71 wird
ein haftfähiges
Blatt 112 in zwei Blätter
entlang einer Falzlinie 117 gefaltet und die Laschen 59 und 60 werden
zwischen die zwei Blätter
des haftfähigen
Blatts 112 geschichtet. Wie in 71(a) gezeigt
ist, ist das haftfähige
Blatt 112 entlang der Falzlinie 117 in zwei symmetrische
Blätter
gefaltet. Das haftfähige
Blatt 112 ist mit Öffnungen 113 an
Positionen versehen, die den Kontaktteilen der Laschen 59 und 60 entsprechen.
Wie in 70(b) gezeigt ist, sind die
Laschen 59 und 60 zwischen die zwei Blätter des
gefalteten haftfähigen
Blatts 112 geschichtet, und Teile der haftfähigen Oberflächen der
Blätter
des haftfähigen
Blatts 112, die andere als diejenigen sind, die den Laschen 59 und 60 entsprechen,
sind aneinander gebunden. Eine Batterie 50a ist in das
Gehäuse 51 eingefügt, und
offene Endteile des Gehäuses 51 sind
zu versiegelten Teilen 94 versiegelt, um ein Batteriepaket 50,
wie es in 70(a) gezeigt ist, zu vervollständigen.
-
Wie
in 71(b) gezeigt ist, umfasst das
haftfähige
Blatt 112 eine Basisschicht 112a und eine haftfähige Schicht 112b.
Die Basisschicht 112a ist eine Folie aus einem nicht leitenden
Material, das für
eine haftfähige
Bindung geeignet ist, wie zum Beispiel eine orientierte oder nicht
orientierte Folie aus einem der Polyethylenterephthalatharze, Nylonharze,
Vinylchloridharze, Vinylidenchloridharze, Polyethylenharze, Polypropylenharze,
Teflon® und
dergleichen.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist, wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Batteriepakets das offene
Endteil des Gehäuses
mit dem haftfähigen
Blatt 112 versiegelt, das zwischen die Endkantenteile der
gegenüberliegenden
Wände des
Gehäuses 51 geschichtet
ist. Es ist wünschenswert,
dass die Versiegelungsschicht 3 eines das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts an die Basisschicht 112a des haftfähigen Blatts 112 geschweißt ist.
Wenn die Basisschicht 112a des haftfähigen Blatts 112 eine
biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolie ist, ist es schwierig
die Versiegelungsschicht 3 des das Gehäuse 51 bildenden laminierten Blatts 10 mit
dem haftfähigen
Blatt 112 durch Warmversiegeln zu verbinden. Eine sekundäre haftfähige Schicht 112c,
die zum leichten Binden an die Versiegelungsschicht 3 des
das Gehäuse 51 bildenden
laminierten Blatts 10 in der Lage ist, kann auf der Oberflächenschicht 112a des
haftfähigen
Blatts 112 gebildet werden, wie in 71(c) gezeigt
ist. Die sekundäre
haftfähige
Schicht 112c kann aus einem Harz von derselben Art wie
dasjenige, das die Versiegelungsschicht 3 des Gehäuses 51 bildet,
gebildet werden. Die haftfähige
Schicht 112b des haftfähigen
Blatts 112 ist aus einen hoch wärmebeständigen Material gebildet, das
in der Lage ist, fest an den Laschen 59 und 60 zu
haften und zu verhindern, dass das haftfähige Blatt 112 sich
von den Laschen 59 und 60 ablöst, wie zum Beispiel Styrol-Butadiengummi,
Glycerinester von hydriertem Terpentinharz oder ein Petroleumkohlenwasserstoff.
-
Achtzehnte
Ausführungsform
-
Eine
achtzehnte Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 72 und 73 beschrieben. Ein
Gehäuse 51 in
der achtzehnten Ausführungsform
wird durch Warmversiegeln peripherer Teile eines Paars laminierter
Blätter 10 zu
einem peripheren Teil 115 mit einer verbesserten Eigenschaft
als Barriere gebildet.
-
Wenn
Sauerstoff und Feuchtigkeit für
die Inhalte des Gehäuses 51 schädlich sind,
wird das das Gehäuse 51 bildende
laminierte Blatt 10 mit einer Schicht mit der Eigenschaft
einer hohen Barriere gebildet.
-
Im
Allgemeinen weist eine haftfähige
Schicht, die in haftfähig
bindenden Verbindungen laminierter Blätter unter Bildung eines Verpackungsgehäuses, wie
zum Beispiel eine Tasche, verwendet wird, keine Eigenschaft als
Barriere auf, und daher dringen Sauerstoff und Feuchtigkeit durch
die haftfähige
Schicht in das Verpackungsgehäuse
ein, wobei die Inhalte des Verpackungsgehäuses nachteilig in Mitleidenschaft
gezogen werden.
-
Ein
derartiges Problem kann durch Bildung der haftfähigen Schicht aus einem Harz
mit der Eigenschaft einer Barriere gelöst werden. Jedoch sind alle
Harze, die sowohl ein zur Bildung einer haftfähigen Schicht ausreichende
Haftfestigkeit als auch eine zufrieden stellende Eigenschaft als
Barriere aufweisen, derzeit nicht verfügbar.
-
Die
Barriereeigenschaft der haftfähigen
Schicht kann durch Verringern der Dicke der haftfähigen Schicht
(Wärme-haftfähige Harzschicht 3),
verbessert werden, wie in 73(a) gezeigt
ist. Wenn die haftfähige
Schicht übermäßig dünn ist,
ist die haftfähige
Schicht einer Verschlechterung durch Wärme ausgesetzt, die Festigkeit
der haftfähigen
Schicht nimmt ab und das Gehäuse
bricht.
-
Ein
versiegelter peripherer Teil 115, der durch Aneinanderbinden
von peripheren Teilen eines Paars laminierter Blätter 10 gebildet ist,
kann zu einer im Querschnitt wellenförmigen Form gekräuselt werden,
wie in 73(b) gezeigt ist. Wird jedoch
das versiegelte Endteil gekräuselt,
wird die Festigkeit der haftfähigen Schicht
verringert und in manchen Fällen
bricht das Gehäuse.
-
Es
wurden Untersuchungen zur Verbesserung der Barriereeigenschaft des
versiegelten Kantenteils durchgeführt, ohne dass die Bindungsfestigkeit
der haftfähigen
Schicht verringert wird, und es wurde festgestellt, dass das vorstehende
Problem gelöst
werden kann, indem die entsprechenden Barriereschichten der laminierten
Blätter,
die die Vorder- und Rückwand
eines Gehäuses
bilden, nahe zueinander oder miteinander in Kontakt gebracht werden.
-
In
einem Beispiel wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ein Gehäuse
beschrieben.
-
Periphere
Teile eines Paars laminierter Blätter 10 mit
jeweils einer Barriereschicht 2 und einer haftfähigen Schicht 3 sind
unter Bildung eines versiegelten peripheren Teils 115 aneinander
gebunden. Wie in 72(a) gezeigt ist,
können
Teile der Barriereschichten 2, die in den peripheren Teilen
des Paars laminierter Blätter 10 enthalten
sind, nahe zueinander gebracht werden oder durch Zusammendrücken von
beiden Blättern
des Paars laminierter Blätter 10 unter
Bildung von Rillen 116 in beiden Blättern des Paars laminierter
Blätter 10 miteinander
in Kontakt gebracht werden, so dass Teile der haftfähigen Schichten 3,
die den Rillen 116 entsprechen, zur Seite geschoben werden.
-
Wie
in 72(b) gezeigt ist, kann ein Teil
der Barriereschicht 2 eines Paars laminierter Blätter 10 nahe zueinander
oder mit der Barriereschicht 2 des anderen laminierten
Blatts 10 in Kontakt gebracht werden, wobei das erstgenannte
laminierte Blatt 10 eine Rille 116 in dem erstgenannten
laminierten Blatt 10 bildet.
-
72(c) zeigt einen versiegelten peripheren
Teil 115, der durch Aneinanderbinden peripherer Teile eines
Paars laminierter Blätter 10 gebildet
ist, und mit einem zusammengedrückten
Kantenteil versehen ist, das durch Zusammendrücken eines Kantenteils des
versiegelten peripheren Teils 115 so gebildet wird, dass die
haftfähige
Schichten 3 beiseite geschoben werden, um die Barriereschichten 2 des
Paars laminierter Blätter 10 nahe
zueinander oder miteinander in Kontakt zu bringen.
-
In
einer Modifikation des in 72(c) gezeigten
versiegelten peripheren Teils 115 kann ein Teil der Barriereschicht 2 eines
peripheren Teils von einem Blatt des Paars laminierter Blätter 10 nahe
an oder in Kontakt mit der Barriereschicht 2 des anderen
laminierten Blatts 10 gebracht werden, indem ein Kantenteil
von nur dem erstgenannten laminierten Blatt 10 zusammengedrückt wird.
-
Die
Teile der Barriereschichten 2 des Paars laminierter Blätter 10 in
dem versiegelten peripheren Teil können durch Verfahren unter
Verwendung einer Heizplatte oder von Ultraschallwellen nahe zueinander
oder miteinander so in Kontakt gebracht werden, dass die haftfähigen Schichten
beiseite geschoben werden.
-
Das
die Vorder- oder Rückwand
des Gehäuses
bildende laminierte Blatt kann zur Bildung der Rille vor, nach oder
während
eines Versiegelungsverfahren zum Aneinanderbinden des Paars laminierter
Blätter
unter Bildung des Gehäuses
verarbeitet werden.
-
Die
Barriereschicht 2 und die haftfähige Schicht 3 sind
wesentliche Schichten des laminierten Blatts. Das laminierte Blatt
kann mit zusätzlichen
Schichten, einschließlich
einer festigenden Schicht, versehen werden.
-
Geeignete
Materialien zur Bildung der Barriereschicht 2 sind Metallfolien,
wie zum Beispiel Aluminiumfolien, Harzfolien oder Harzblätter, die
mit einer Metallfolie, wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie, durch
Vakuumverdampfung beschichtet sind, Folien oder Blätter von
Harzen mit einer Barriereeigenschaft, wie zum Beispiel verseifte
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyamidharze, wie zum Beispiel
MXD Nylon 6, Polyacrylnitrilharze und Polyvinylidenchloridharze,
und Harzfolien oder Harzblätter,
die mit einer Folie aus einem anorganischen Oxid, wie zum Beispiel
Siliziumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3) oder Magnesiumoxid
(MgO) durch Vakuumverdampfung beschichtet sind.
-
Eine
derartige Folie aus einem der vorstehenden anorganischen Oxide kann
auf einer Harzfolie oder einem Harzblatt durch ein chemisches Aufdampfungsverfahren
(CVD Verfahren), wie zum Beispiel ein Plasma unterstütztes Aufdampfungsverfahren,
oder ein physikalisches Aufdampfungsverfahren (PVD Verfahren), wie zum
Beispiel ein Vakuumverdampfungsverfahren, gebildet werden.
-
Die
durch Vakuumauftragung gebildete Folie aus einem anorganischen Oxid
kann entweder eine einschichtige Folie eines anorganischen Oxids
sein, wie zum Beispiel eine aus Siliziumdioxid. Aluminiumoxid und dergleichen
sein, oder eine laminierte Folie mit einer Vielzahl von Schichten
aus einigen dieser anorganischen Oxide sein.
-
Eine
vielschichtige Folie wird unter Verwendung eines chemischen Aufdampfungsverfahrens
in Kombination mit einem physikalischen Aufdampfungsverfahren gebildet.
Es gibt keine Beschränkung
bezüglich
der Reihenfolge der Bildung dieser Folien durch Verdampfung.
-
Es
ist zum Beispiel möglich,
zuerst eine Siliziumdioxidfolie und dann eine Aluminiumoxidfolie
zu bilden. Die Reihenfolge kann umgekehrt werden.
-
Eine
Verbundfolie aus einer anorganischen Folie und einer Barrierefolie
aus einem Harz mit Barriereeigenschaft kann durch Beschichten der
durch Vakuumverdampfung gebildeten anorganischen Oxidfolie mit dem
Harz mit Barriereeigenschaft gebildet werden.
-
Neunzehnte
Ausführungsform
-
Eine
erfindungsgemäße neunzehnte
Ausführungsform
wird unter Bezugnahme auf die 74 und 75 beschrieben.
Es kommt manchmal vor, dass ein laminiertes Blatt, das durch ein
allgemein verwendetes Trockenlaminierverfahren hergestellt ist und
ein Gehäuse
bildet, entlang einer Laminierungsebene zwischen einer Metallfolienschicht
und einer inneren in dem laminierten Blatt enthaltenen Schicht aufgrund
von Alterung, während
das Gehäuse über eine
lange Zeit hinweg gelagert wird, delaminiert. Es wurde durch eine
Untersuchung der Ursachen einer Delaminierung festgestellt, dass
die haftfähige
Schicht aus einem lösungsmittelartigen
zur Trockenlaminierung verwendeten Klebstoff sich in einem Elektrolyt,
das heißt,
ein Bestandteil einer Polymerbatterie, über eine lange Zeit hinweg
auflöst,
weil der Elektrolyt ein organisches Carbonatlösungsmittel ist. Der Elektrolyt
dringt in die fragliche Harzschicht allmählich ein, erreicht die Grenzfläche zwischen
der Harzschicht und der haftfähigen
Schicht und schließlich
delaminiert das laminierte Blatt entlang der haftfähigen Schicht.
-
Die
Erfindung der vorliegenden Erfindung stellten fest, dass die Delaminierung
eines laminierten Blatts aufgrund der Wirksamkeit des Elektrolyts
verhindert werden kann, indem eine Oberfläche einer inneren an die Metallfolie
zu bindenden Schicht durch eine Plasmalichtbogenbehandlung bearbeitet
wird, und ein das Batteriegehäuse
bildendes laminiertes Blatt, das gegen die Lösungswirkung des Elektrolyts
beständig
ist, kann durch Verwendung von entweder einem Trockenlaminierverfahren
oder einer Heißlaminierung
hergestellt werden, wenn eine Oberfläche einer inneren Schicht mit
einer an eine Metallfolie zu bindenden Oberfläche durch eine Plasmalichtbogenbehandlung
behandelt wird.
-
Eine
an eine Metallfolie zu bindende Oberfläche einer inneren Schicht wird
durch eine Plasmalichtbogenbehandlung behandelt. Angenommen ein
laminiertes Blatt 10 weist einen Aufbau auf: erste Basisfolienschicht 1a (PET)/LMD 125 (Trockenlaminierung)/Aluminiumfolienschicht 2/dritte
Basisfolienschicht 1c (ON)/Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht, die durch Extrusionsbeschichtung gebildet
ist), wie in 74 gezeigt ist. Dann wird eine
Oberfläche
der dritten Basisschicht 1c, das heißt, die ON-Folienschicht, auf
der Seite der Aluminiumfolienschicht 2 durch eine Plasmalichtbogenbehandlung
unter Bildung einer Plasmalichtbogen-behandelten Schicht 126,
bearbeitet.
-
Wenn
ein laminiertes Blatt 10 den Aufbau aufweist: erste Basisfolienschicht 1a (PET)/LMD 125/Aluminiumfolienschicht 2/Wärme-haftfähiges Harzblatt 127 (Heißlaminierung)/dritte
Basisfolienschicht 1c (ON)/LMD 125/zusätzliche
dritte Basisfolienschicht 1d (EVOH)/Wärme-haftfähige Harzschicht 3 (säuredenaturierte
Polyolefinharzschicht, gebildet durch Extrusionsbeschichtung), wie
in 75 gezeigt ist, wird eine Oberfläche des Wärme-haftfähigen Blatts 127 auf
der Seite der Aluminiumfolienschicht 2 durch eine Plasmalichtbogenbehandlung
unter Bildung einer Plasmalichtbogen-behandelten Schicht 126 bearbeitet.
Jedes der in den 74 und 75 gezeigten
laminierten Blätter
weist eine äußere laminierte
Struktur 122, eine innere laminierte Struktur und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 auf.
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Wird
eine Folie durch die Plasmalichtbogenbehandlung bearbeitet, wird
die Folie in eine Kammer gelegt, die Kammer wird wünschenswerterweise
für ein
Vakuum evakuiert, eine Gasquelle, wie zum Beispiel eine Gas-enthaltende
funktionelle Gruppe, das durch Durchleiten eines Edelgases durch
eine funktionelle Gruppen enthaltende Lösung erhalten wird, oder ein
Gasgemisch, das durch Mischen von Gas-enthaltenden funktionellen Gruppen mit
einem Edelgas hergestellt wird, wird in die Kammer eingeführt, und
ein Plasma wird durch einen Plasmagenerator zur Behandlung der Oberfläche der
Folie mit dem Plasma erzeugt.
-
Das
Edelgas kann Ar, He, Kr, Xe oder Rn sein. Es wird vorzugsweise Ar
verwendet. Das mit dem Edelgas zu mischende Gas oder die Lösung, durch
die das Edelgas durchgeleitet wird, kann eine Säure, ein Keton, ein Alkohol,
Fluorwasserstoff, Fluorkohlenstoff, Siliziumfluorid; Stickstofffluorid,
ein Kohlenwasserstoff, eine aromatische Verbindung, Diisocyanat,
ein Acrylatmonomer, Wasserdampf, Stickstoff, Wasserstoff, ein Halogen
oder eine Kombination aus einigen dieser Substanzen sein.
-
Eine
Folie kann durch eine Glimmentladungsplasmalichtbogenbehandlung
unter Atmosphärendruck behandelt
werden, während
die Folie kontinuierlich bewegt wird, statt durch die Plasmalichtbogenbehandlung unter
Verwendung einer Vakuumkammer.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es wünschenswert,
die Oberfläche
der Folie kontinuierlich durch ein Glimentladungsplasmalichtbogenbehandlungsverfahren
unter Atmosphärendruck
zu bearbeiten, das zur wirksamen Bearbeitung der Folie in der Lage
ist.
-
Wenn
eine Folie durch eine Plasmalichtbogenbehandlung bearbeitet wird,
wird die Folie zwischen erste und zweite Elektroden in ein Gefäß gesetzt,
ein Gas wird aus einer Quelle dem Gefäß zugeführt, eine Radiofrequenzspannung
wird quer über
die erste und zweite Elektrode angelegt, um eine Glimmentladungsregion zwischen
der ersten und zweiten Elektrode zu erzeugen, und die Folie wird
für eine
kontinuierliche Plasmalichtbogenbehandlung durch die Glimmentladungsregion
bewegt.
-
Das
laminierte Blatt 10 delaminierte nicht, wenn ein Batteriepaket,
gebildet unter Verwendung eines Batteriegehäuses, gebildet durch Verarbeiten
des laminierten Blatts 10, erhalten durch Binden der inneren
laminierten Struktur 123 mit der Plasmalichtbogen-behandelten
Schicht 126 auf die Metallfolienschicht 2 der äußeren laminierten
Struktur 122, einem langfristigen Lagerfähigkeitstest
unter strengen Testbedingungen unterzogen wurde.
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Das
erfindungsgemäße Blatt
ist durch die Plasmalichtbogen-behandelte Schicht der inneren laminierten
Struktur 123, die an die Metallfolienschicht 2 zu
binden ist, charakterisiert. Andere Oberflächen der Komponentenschichten
des laminierten Blatts brauchen nicht notwendigerweise durch eine
Plasmalichtbogenbehandlung behandelt zu werden.
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Eine
Oberfläche
der an die Metallfolienschicht 2 zu bindenden ersten Basisfolienschicht 1a braucht nicht
durch eine Plasmalichtbogenbehandlung bearbeitet zu werden, obwohl
der Elektrolyt der Batterie die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 und
die dritte Basisfolienschicht 1c durchdringt, die Oberfläche der
Metallfolienschicht 2 erreicht und die haftfähige Schicht
unter Verursachung von Delaminierung auflöst, ist der Elektrolyt nicht
in der Lage, die Metallfolienschicht zu durchdringen. Es wurde bewiesen,
dass die dritte Basisfolienschicht 1c und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 nicht
voneinander getrennt werden, selbst wenn die entsprechenden Oberflächen der
dritten Basisfolienschicht 1c und der Wärme-haftfähigen Harzschicht 3,
die mit einander verbunden werden müssen, nicht durch eine Plasmalichtbogenbehandlung
behandelt sind, hiervon wird angenommen, dass die dritte Basisfolienschicht 1c und
die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 nicht
getrennt sind und eine Delaminierung an der Grenzfläche zwischen
der Metallfolienschicht und der an die Metallfolienschicht gebundenen
Schicht vorkommt, weil der Elektrolyt hindurchgeht und sich nicht
in der haftfähigen Schicht,
die die dritte Basisfolienschicht 1c und die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 aneinander
bindet, ansammelt, weder die haftfähige Schicht auflöst noch
anfrisst, und die haftfähige
Schicht, die die Schicht an die Metallfolienschicht bindet, unter
Verursachung von Delaminierung auflöst.
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Beispiele
-
Erfindungsgemäße Beispiele
werden nachstehend beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht
in ihrer praktischen Anwendung auf die Beispiele, die nachstehend
beschrieben werden, beschränkt.
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Es
wurden Batterien 50a unter Verwendung eines Lithiumionenpolymers
als Polymerelektrolyt und eines Kohlenstoffelements hergestellt.
Die Laschen 59 und 60 wurden mit den Endteilen
der Kollektorelektroden 57 beziehungsweise 58 verbunden.
Die freien Endteile der Laschen 59 und 60 wurden
von einem Gehäuse 51 nach
außen
verlängert.
Die Laschen 59 und 60 wurde aus Kupfer (positiver
Pol) beziehungsweise Aluminium (negativer Pol) hergestellt. Die
Batterien 50a wurden in Gehäuse versiegelt, die unter Verwendung
der folgenden laminierten Blätter
unter Bildung von Batteriepaketen gebildet wurden, und die Batteriepakete
wurden Leistungsprüfungen
unterzogen.
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Beispiel 1
-
- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/P·T
ON (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
- PET:
- Biaxial orientierte
Polyesterharzfolie
- LMD:
- Zweikomponentenpolyurethanklebstoffschicht,
gebildet durch Trockenlaminierung
- P·T:
- Plasmalichtbogenbehandlung
- ON:
- Biaxial orientierte
Nylonharzfolie
- NS:
- Wärme-haftfähige Schicht aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz, gebildet durch Extrusionsbeschichten
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Beispiel 2
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- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/LMD/P·T
ADF (40 μm
dick)/ON (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
- ADF:
- Wärme-haftfähiges Blatt VE300 (kommerziell
erhältlich
von Tosero K. K.)
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Das
AL und ON wurden durch Heißlaminierung
unter Verwendung des Wärme-haftfähigen Blatts
aneinander gebunden, und die Oberfläche des an das AL angrenzenden
Wärme-haftfähigen Blatts
wurde durch Plasmalichtbogenbehandlung behandelt. Beispiel 2 ist
in anderer Hinsicht das gleiche wie Beispiel 1.
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Vergleichsbeispiel 1
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- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/LMD/ON (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
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Vergleichsbeispiel
1 ist dasselbe wie Beispiel 1, abgesehen davon, dass das ON aus
dem Vergleichsbeispiel 1 keine durch Plasmalichtbogenbehandlung
behandelte Oberfläche
aufweist.
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Vergleichsbeispiel 2
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- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/LMDF/ADF (40 μm
dick)/LMD/ON (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
-
Vergleichsbeispiel
2 ist dasselbe wie Beispiel 2, abgesehen davon, dass das ADF aus
dem Vergleichsbeispiel 2 keine durch Plasmalichtbogenbehandlung
behandelte Oberfläche
aufweist.
-
Test der Lagerfähigkeit
-
Zehn
Probenbatteriepakete, die unter Verwendung des laminierten Blatts
von jedem der Beispiele 1 und 2 hergestellt sind, und die Vergleichsbeispiele
1 und 2 wurden in einem Thermohygrostat, der bei 40°C und 90%
RH konditioniert wurde, während
sechs Monaten gelagert, und dann wurde die Leistung der Probenbatteriepakete
getestet.
-
Ergebnisse
-
Beispiel
1: In keiner Probe trat eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit
auf.
-
Beispiel
2: In keiner Probe trat eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit
auf.
-
Vergleichsbeispiel
1: In allen Proben trat eine Delaminierung auf.
-
Vergleichsbeispiel
2: In drei von zehn Proben trat eine Delaminierung auf.
-
Wenn
der Druck von Buchstaben und Abbildungen auf den Oberflächen der
in den 74 und 75 gezeigten
laminierten Blätter 10 erwünscht war,
wurden die Buchstaben und die Abbildungen zur Dekoration der zweiten
Oberfläche
auf die innere Oberfläche
der ersten Basisfolienschicht, das heißt, der äußersten Schicht, gedruckt,
die an die Oberfläche
der angrenzenden Schicht zu binden war, und dann wird die erste
Basisfolienschicht auf die angrenzende Schicht laminiert. Die somit
gedruckten Buchstaben und Abbildungen werden selbst dann nicht beschädigt, wenn
die Oberfläche
des Batteriegehäuse-bildenden
Blatts abgerieben ist.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende
Erfindung leichtgewichtige, dünne,
flexible, Batteriegehäuse-bildende
Blätter
mit ausgezeichneten verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit,
Wärmebeständigkeit,
Un durchlässigkeit
für Feuchtigkeit
und Gase, Fähigkeit
zur Warmversiegelung und Verarbeitbarkeit und der Fähigkeit,
wirtschaftlich erzeugt zu werden, zur Verfügung. Die Plasmalichtbogenbehandlung
der Oberfläche
der Schicht, die an die Metallfolie zu binden ist, verhindert die
Delaminierung des laminierten Blatts, das das Gehäuse des
Batteriepakets bildet, die auftritt, wenn das Batteriepaket über eine
lange Zeit hinweg gelagert wird.
-
Die
Verwendung der haftfähigen
Harzschicht und der Wärme-haftfähigen Harzschicht,
die aus einem säuredenaturierten
Polyolefinharz mit einem Schmelzpunkt von 100°C gebildet ist, verhindert ein Öffnen der versiegelten
Teile des Batteriegehäuses
und das resultierende Auslaufen des Elektrolyts selbst wenn das
Batteriepaket in einer Umgebung mit hoher Temperatur gelagert wird.
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Zwanzigste
Ausführungsform
-
Eine
zwanzigste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 76 und 77 beschrieben.
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Ein
herkömmliches
laminiertes Blatt verwendet eine Nylonfolie als dritte Basisfolienschicht 1c,
weil die Nylonfolie eine hohe Durchstoßfestigkeit, mit der es gegen
durchstoßende
Einwirkungen von Vorsprüngen
der Bauteilkomponenten einer Batterie beständig ist, und eine hohe Haftfähigkeit
an ein säuredenaturiertes
Polyolefinharz aufweist, das eine Wärme-haftfähige Schicht bildet, sie bei
Anwendung von Wärme
und Druck darauf nicht dünn
wird und in der Lage ist, zu verhindern, dass eine in dem laminierten
Blatt enthaltene Metallfolienschicht mit Polen in Kontakt kommt,
wenn ein offenes Endteil eines durch Verarbeiten des laminierten
Blatts gebildeten Batteriegehäuses
warmversiegelt wird, aufgrund der Verringerung der Dicke der Wärme-haftfähigen Harzschicht,
die durch die angewandte Wärme
und Druck auf das offene Endteil des Batteriegehäuses zum Warmversiegeln verursacht
wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 76 und 77 weist
ein laminiertes Blatt 122 eine äußere laminierte Struktur 122,
eine innere laminierte Struktur 123 und eine Wärme-haftfähige Harzschicht 3 auf.
-
Wenn
ein Batteriepaket, das durch Bilden eines Batteriegehäuses durch
Verarbeiten des laminierten Blatts mit einem derartigen Aufbau und
durch Versiegeln einer Batterie in dem Batteriegehäuse hergestellt wird, über eine
lange Zeit hinweg in einer konstanten Temperatur und konstanter
Feuchtigkeit konditionierten Umgebung gelagert wird, ist es möglich, dass
Feuchtigkeit in das Gehäuse
eindringt.
-
Es
wurde durch gründliche
Untersuchung möglicher
Ursachen für
ein Eindringen festgestellt, dass Feuchtigkeit die Nylonfolie, die
als dritte Basisfolienschicht 1c dient, durch die Endoberfläche eines
Batteriegehäuses 51 durchdringt
und in die Wärme-haftfähige Harzschicht 3 in
dem Batteriegehäuse 51 eindringt,
wie durch die Pfeile in 77 angezeigt
ist.
-
Das
herkömmliche
laminierte Blatt verwendet eine dritte Basisfolienschicht 1c aus
einem normalen Polyamidharz mit aliphatischen Ketten, wie zum Beispiel
Nylon 6 oder Nylon 66.
-
Eine
normale Polyamidharzfolie mit aliphatischen Ketten ist hygroskopisch.
Ein Batteriegehäuse-bildendes
Blatt 10 kann eine Folie aus einem Material mit der Eigenschaft
niedriger Hygroskopie verwenden, wie zum Beispiel eine orientierte
Polyesterharzfolie. Ein erfindungsgemäßes laminiertes Blatt verwendet
eine Nylonfolie, die mit einer stabilen Haftfestigkeit an die Wärme-haftfähige Harzschicht
gebunden werden kann. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten
fest, dass aromatische Polyamidharze die Eigenschaft geringer Hygroskopie
aufweisen und den für
die dritte Basisfolienschicht 1c erforderlichen Bedingungen
genügen.
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Eine
Folie aus einem aromatischen Polyamidharz ist jedoch starr und für Spannungsrisse
anfällig.
Es wurde festgestellt, dass eine Mischung aus einem aromatischen
Polyamidharz und einem normalen Polyamidharz mit aliphatischen Ketten
eine stabile Schicht bildet.
-
Beispiele
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
-
Es
wurden Batterien unter Verwendung eines Lithiumionenpolymers als
Polymerelektrolyt und eines Kohlenstoffbauelements hergestellt.
Die Laschen 59 und 60 wurden mit den Endteilen
der Kollektorelektroden 57 beziehungsweise 58 verbunden.
Die freien Endteile der Laschen 59 und 60 wurden
von dem Gehäuse 51 nach
außen
verlängert.
Die Laschen 59 und 60 wurden aus Kupfer (positiver
Pol) beziehungsweise Aluminium (negativer Pol) hergestellt.
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Beispiel 1
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- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/ADF (40 μm
dick)/ON-A (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
- PET:
- Biaxial orientierte
Polyesterharzfolie
- LMD:
- Zweikomponentenpolyurethanklebstoffschicht,
gebildet durch Trockenlaminierung
- AL:
- Aluminiumfolie
- ADF:
- Säuredenaturierte Polyolefinharzfolie,
gebildet durch Heißlaminierung
- ON-A:
- Biaxial orientierte
aromatische Nylonharzfolie (NOBAMIDDO X21, kommerziell erhältlich von
Mitsubishi Enginiyaringu Prastikku K. K.)
- HS:
- Wärme-haftfähige Harzschicht aus eine säuredenaturierten
Polyolefinharz, gebildet durch Extrusionsbeschichten
-
Beispiel 2
-
- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/ADF (40 μm
dick)/ON-B (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
- ON-B:
- Biaxial orientierte
Nylonfolie aus einer Mischung von 100 Gewichtsteilen eines aromatischen
Nylonharzes und 10 Gewichtsteilen eines aliphatischen Nylonharzes
-
Das
laminierte Blatt in Beispiel 2 verwendet NO-B als seine dritte Basisfolienschicht
und in anderer Hinsicht ist es das gleiche wie das laminierte Blatt
in Beispiel 1.
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Vergleichsbeispiel 1
-
- PET (12 μm
dick)/LMD/AL (15 μm
dick)/ADF (40 μm
dick)/ON-C (15 μm
dick)/HS (50 μm
dick)
- ON-B:
- Biaxial orientierte
aliphatische Nylonharzfolie
-
Das
laminierte Blatt in Vergleichsbeispiel 1 ist das gleiche wie das
laminierte Blatt in Beispiel 1, abgesehen davon, dass das Vergleichsbeispiel
1 ON-C als seine dritte Basisfolienschicht verwendet.
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Beispiel
2 ist dasselbe wie Beispiel 1, abgesehen davon, dass Beispiel 2
eine Folie aus Nylon 6 als seine dritte Basisfolienschicht verwendet.
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Test der Lagerfähigkeit
-
Zehn
Probenbatteriepakete, die unter Verwendung des laminierten Blatts
von jedem der Beispiele 1 und 2 und des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt
wurden, wurden in einem Thermohygrostat, der bei 40°C und 90%
RH konditioniert wurde, während
drei Monaten gelagert, und dann wurde die Leistung der Probenbatteriepakete
getestet.
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Ergebnisse
-
In
keiner der Proben in den Beispielen 1 und 2 trat eine Verschlechterung
der Leistung auf. In drei von zehn Proben trat im Vergleichsbeispiel
eine Verschlechterung der Leistung auf.
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Beispiel
2: In keiner Probe trat eine Verschlechterung der Leistung auf.
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Wenn
die dritte Basisfolienschicht auf der Folie des aromatischen Nylonharzes
oder der Folie der Mischung aus dem aromatischen Nylonharz und dem
aliphatischen Nylonharz gebildet ist, ist das Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt in der Lage, ein Gehäuse zu bilden, das kein Eindringen
von Feuchtigkeit durch dessen Endoberfläche zulässt.
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Wenn
der Druck von Buchstaben und Abbildungen auf den Oberflächen der
in 76 gezeigten Batteriegehäuse-bildenden laminierten Blätter 10 erwünscht ist,
werden die Buchstaben und die Abbildungen auf die innere Oberfläche der
ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, der äußersten Schicht, die auf die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zu binden ist, der äußeren laminierten Struktur 122 zur
Dekoration der zweiten Oberfläche
gedruckt, und dann wird die erste Basisfolienschicht 1a auf
die angrenzende Schicht laminiert. Die somit gedruckten Buchstaben
und Abbildungen werden selbst dann nicht beschädigt, wenn die Oberfläche des Batteriegehäuse-bildenden Blatts
abgerieben ist.
-
Wie
aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, umfasst das erfindungsgemäße Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt mindestens vier laminierte Schichten, nämlich die
erste Basisfolienschicht, die Metallfolienschicht, die zweite Basisfolienschicht
und die Wärme-haftfähige Harzschicht,
es verwendet die Folie aus dem aromatischen oder aliphatischen Nylonharz
als zweite Basisfolienschicht, es ist leichtgewichtig, dünn, flexibel,
weist ausgezeichnete verschiedene Arten der mechanischen Festigkeit,
Wärmebeständigkeit,
Undurchlässigkeit
für Feuchtigkeit
und Gase und die Fähigkeit
auf, das Eindringen von Feuchtigkeit durch das Batteriegehäuse selbst
dann zu verhindern, wenn das Batteriepaket unter Verwendung des
Batteriegehäuses über lange
Zeit hinweg gelagert wird.
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Einundzwanzigste
Ausführungsform
-
Eine
einundzwanzigste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 78 beschrieben.
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Die 78(a), 78(b), 78(c) und 78(d) zeigen
laminierte Blätter 10.
In dem laminierten Blatt 10 ist eine Metallfolienschicht
an eine innere laminierte Struktur 123 mit einer Wärme-haftfähigen Harzschicht 127 durch ein
Heißlaminierverfahren
gebunden.
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Beispiel 1
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Das
in 78(a) gezeigte laminierte Blatt 10 weist
den folgenden Aufbau auf.
PET (12 μm dick)/LMD/AL (12 μm dick)/ADF
(50 μm dick)/ON
(15 μm dick)/HS
(50 μm dick)
-
In
diesem Aufbau stellt PET eine biaxial orientierte Polyesterharzfolie
dar (erste Basisfolienschicht 1a), LMD stellt eine durch
Trockenlaminierung gebildete haftfähige Schicht dar, AL stellt
eine Aluminiumfolie (Metallfolienschicht 2) dar, ADF stellt
eine haftfähige
Schicht aus VE300® dar, kommerziell erhältlich von
Tosero K. K. (Wärme-haftfähiges Harzblatt 127),
ON stellt eine biaxial orientierte Nylonfolie (ENBUREMU, kommerziell erhältlich von
YUNICHIKA K. K.) dar (dritte Basisfolienschicht 1c) und
NS stellt eine Wärme-haftfähige Schicht aus
ADOMA dar, kommerziell erhältlich
von Mitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K. K.) (Wärme-haftfähige Harzschicht 4).
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Bedingungen
zur Heißlaminierung:
Ein Hochfrequenzschweißverfahren
wurde verwendet. Das ADF wurde zwischen das Al einer laminierten
Struktur aus PET (12 μm
dick)/LMD/AL (12 μm
dick) und das ON unter Bildung einer Schichtstruktur geschichtet,
Druck wurde auf die Schichtstruktur angewandt und ein Strom wurde in
der Schichtstruktur durch eine Hochfrequenzleistung von 19 kHz induziert.
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Beispiel 2
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Das
in 78(b) laminiertes Blatt 10 weist
den folgenden Aufbau auf.
PET (12 μm dick)/LMD/AL (12 μm dick)/ADF
(50 μm dick)/ON
(15 μm dick)/LMD/EVOH
(20 μm dick)/LMD/HS (40 μm dick)
-
In
diesem Aufbau stellt EVOH eines Folie aus EVARU® dar,
kommerziell erhältlich
von KURARAY Co., Ltd. (zusätzliche
dritte Basisfolienschicht 1d).
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Bedingungen
zur Heißlaminierung:
Es wurde ein Thermokompressionsbindungsverfahren verwendet. Das
ADF wurde zwischen das Al einer laminierten Struktur aus PET (12 μm dick)/LMD/AL
(12 μm dick)
und das On unter Bildung einer Schichtstruktur geschichtet und Druck
und eine Wärme
von 160°C
wurden während 1
sek auf die Schichtstruktur angewandt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Das
in 78(c) gezeigte laminierte Blatt
weist den folgenden Aufbau auf.
PET (12 μm dick)/LMD/AL (12 μm dick)/SL
(15 μm dick)/ON
(15 μm dick)/HS
(40 μm dick)
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In
diesem Aufbau stellt SL eine haftfähige Harzschicht 128 zur
Sandwichlaminierung dar. Das SL, das heißt, die haftfähige Harzschicht,
wurde zwischen das AL einer laminierten Struktur aus PET (12 μm dick)/LMD/AL
(12 μm dick)
und das ON unter Bildung einer Schichtstruktur geschichtet, um das
AL und das ON durch Sandwichlaminierung aneinander zu binden.
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Vergleichsbeispiel 2
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Das
in 78(d) gezeigte laminierte Blatt 10 weist
den folgenden Aufbau auf.
PET (12 μm dick)/LMD/AL (12 μm dick)/LMD/ON
(15 μm dick)/LMD/EVOH
(20 μm dick)/HS
(40 μm dick)
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Bedingungen
zur Laminierung: Das Al einer laminierten Struktur aus PET (12 μm dick)/LMD/AL
(12 μm dick)
und das ON wurden durch Trockenlaminierung unter Verwendung eines
Zweikomponentenpolyurethanklebstoffs aneinander gebunden.
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Ergebnisse
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Gehäuse wurden
unter Verwendung dieser laminierten Blätter hergestellt, Batterien
wurden unter Verwendung eines Elektrolyts aus einem organischen
Carbonatlösungsmittel
in diesen Gehäusen
versiegelt, beziehungsweise unter Bildung von Probenbatteriepaketen
in diesen Gehäusen
versiegelt, und die Probenbatteriepakete wurden einem Test der Lagerfähigkeit
unterzogen.
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Test
der Lagerfähigkeit:
Die Probenbatteriepakete wurden in einem Thermohygrostat, der bei
40°C und
90% RH konditioniert wurde, während
drei Monaten gelagert, und dann wurden die Gehäuse der Probenbatteriepakete
untersucht, um zu sehen, ob oder ob nicht die Trennung der Metallfolienschicht
und der inneren Schicht, die an die ersterwähnte gebunden war, in den die
Gehäuse
bildenden laminierten Blättern
stattgefunden hatte. Die Untersuchungsergebnisse sind durch das
Verhältnis
ausgedrückt:
(Die Zahl der Gehäuse,
in denen die Trennung auftrat)/(Die Zahl der Proben (zehn Proben)).
Beispiel
1: 0/10
Beispiel 2: 0/10
Vergleichsbeispiel 1: 10/10
Vergleichsbeispiel
2: 2/10
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Die
vorstehenden erfindungsgemäßen Konstruktionen
verhindern die Trennung der Metallfolienschicht 2 und der
inneren laminierten Struktur 123, die auf die Wirksamkeit
des Elektrolyts zurückzuführen ist. Die
erste Basisfolienschicht 1c und die dritte Basisfolienschicht 1c,
oder die erste Basisfolienschicht 1c, die dritte Basisfolienschicht 1c und
die zusätzliche
dritte Basisfolienschicht 1d versehen das laminierte Blatt
mit verschiedenen Arten der mechanischen Festigkeit und Beständigkeit.
Da die Metallfolienschicht 2 zwischen die erste Basisfolienschicht 1a und
die dritte Basisfolienschicht 1c geschichtet ist und die
zusätzlich
dritte Basisfolienschicht 1d an die dritte Basisfolienschicht 1c gebunden
ist, weist das laminierte Blatt eine hohe Durchstoßfestigkeit,
insbesondere gegen Durchstoßen
von den Innenseite her auf, die Metallfolienschicht ist geschützt und
daher weist das Batteriegehäuse-bildende
laminierte Blatt eine stabile Barriereeigenschaft auf.
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Wenn
der Druck von Buchstaben und Abbildungen auf der Oberfläche des
Batteriegehäuse-bildenden Blatts
erwünscht
ist, werden die Buchstaben und die Abbildungen auf die innere Oberfläche der
ersten Basisfolienschicht 1a, das heißt, die äußerste Schicht, die an die
Oberfläche
der angrenzenden Schicht zu binden ist, zur Dekoration der zweiten
Oberfläche
gedruckt, und dann wird die erste Basisfolienschicht 1a auf
die angrenzende Schicht laminiert. Die somit gedruckten Buchstaben und
Abbildungen werden selbst dann nicht beschädigt, wenn die Oberfläche des
Batteriegehäuse-bildenden
Blatts abgerieben ist.