JP2017220656A - Air-permeable packing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水分を透過させにくくガスを透過させやすくする通気性パッキングに関する。The present invention relates to a breathable packing that makes it difficult for moisture to permeate and facilitates gas permeation.
内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器にあっては、密閉容器内の圧力により密閉容器が膨張し、密閉容器が破裂することがある。このような内部にガスが発生し、密閉容器が高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器として、例えば、電解液を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、電解液が密閉容器外に漏れ出ないように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより電解液が分解されて、その密閉容器内で水素ガスや炭酸ガスなどのガスが発生し、そのガスが密閉容器内に蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、その密閉容器が膨張したり、破裂したりするおそれがあるので、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないようにその発生したガスを適宜、密閉容器外に排出する通気性パッキングが望まれている。また、電解液の代わりに固体電解質を密閉容器に密閉収容したリチウム電池にあっても、密閉容器は外部からの水分およびガス透過させないようにしているので、密閉容器内の固体電解質に含まれる溶媒のガスが発生してそのガスが密閉容器内に蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、その密閉容器が膨張したり、破裂したりするおそれがあるので、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないようにその発生したガスを適宜、密閉容器外に排出する通気性パッキングが望まれている。Gas is generated inside, and when the temperature rises, the generation of gas becomes active and the pressure in the sealed container rises due to the generated gas, and the sealed container expands due to the pressure in the sealed container, Sealed container may burst. As such a sealed container in which gas is generated inside and the pressure of the sealed container increases when the temperature of the sealed container becomes high and the pressure in the sealed container increases due to the generated gas, for example, a capacitor having an electrolyte or lithium In sealed electrochemical devices such as batteries, the electrolyte is sealed so that it does not leak out of the sealed container, so it can be repeatedly charged and discharged, left at high temperatures, shorted, overcharged, reversed The electrolytic solution is decomposed by charging, etc., and gas such as hydrogen gas or carbon dioxide gas is generated in the sealed container. The gas is accumulated in the sealed container, so that the internal pressure increases rapidly, and the sealed container Therefore, a breathable packing that discharges the generated gas to the outside of the sealed container appropriately so that the generated gas does not accumulate excessively in the sealed container is desired. It has been. In addition, even in a lithium battery in which a solid electrolyte is hermetically housed in a sealed container instead of an electrolyte, the sealed container prevents moisture and gas from passing through from outside, so the solvent contained in the solid electrolyte in the sealed container As the gas is generated and accumulated in the sealed container, the internal pressure suddenly rises and the sealed container may expand or rupture. Therefore, there is a demand for a breathable packing that appropriately discharges the generated gas to the outside of the sealed container so that it does not accumulate excessively.
ガスが発生する液体又は固体を内容物とする容器の破裂防止に有効であり、しかも容器が転倒して液体である内容物により濡らされても非透液性および通気性が長期にわたって損なわれず、且つ内容物が洩れ出すことのない通気性パッキングとしては、特許文献1にて、極限粘度が3dl/g以上を有するポリオレフィンからなる微多孔フィルムを、気体の通路を形成したポリオレフィンからなるパッキング基材の少なくとも片面に貼合せて、ガスが発生する液体又は固体を内容物とする容器のキャップのパッキングに用いた際に、発生するガスは逃がすが、液体又は固体は洩らさないようにした通気性パッキングが提案されている。It is effective in preventing the bursting of containers containing gas or liquid or solid content, and even if the container falls over and gets wet with liquid contents, the liquid-imperviousness and air permeability are not impaired over a long period of time. In addition, as a breathable packing which does not leak the contents, in
しかし、特許文献1の通気性パッキングにおいては、気体流路を有するポリオレフィンからなるパッキング基材に積層する微多孔フィルムについては、非透液性および通気性とのバランスをもたせるように空孔率、透気度、平均孔径を設定作業が必要である。However, in the breathable packing of
また、電解液を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスとしては、特許文献2にて、電解コンデンサの封口板に表裏を貫通する貫通孔を形成するとともに、その貫通孔を発泡シリコンゴムで密封し、電解コンデンサの内部で発生したガスのみを透過させ、外部に放出(排出)させて、内圧の上昇を緩和して安全弁動作を遅らせることができ、電解コンデンサの寿命特性の向上を図ることが提案されている。Further, as a sealed electrochemical device such as a capacitor having an electrolytic solution or a lithium battery, in
しかし、特許文献2の電解コンデンサにおいては、発泡シリコンゴムはガスの透過性が高く、電解液は透過しない性質を利用しているが、電解コンデンサの内部が急激な温度上昇に伴いガスの発生が盛んになることへの配慮が必要である。すなわち高温になってガスの発生に追従してそのガスを電解コンデンサ外へ排出をしなければ、電解コンデンサの安全弁動作遅らすことができなくなることに対する配慮が必要である。However, in the electrolytic capacitor of
また、特許文献3にて、高温下で電池内部の気密性を低下させ電池内部で発生したガスを外部へ散逸させて電池の放電性能の劣化を防ぐために、封口ガスケットの上面と正極端子板の周縁部下面との間に融点が40から45℃となるように設定されたパラフィンを含浸したパッキングを挟み込んで耐漏液性能を向上させた乾電池が提案されている。Further, in
しかし、特許文献3においては、低温あるいは常温下ではパラフィンを含浸したパッキングは封口ガスケットの上面と正極端子板の周縁部下面に良好に密着して気密性は高いが、40℃以上の高温下ではこのパラフィンが溶融して流動し、パッキングと封口ガスケットの上面および正極端子板の周縁部下面の密着性が低下して電池内部に発生したガスを外部に散逸させるが、その際、溶融して流動したパラフィンが外部に流出しないようにする配慮が必要である。However, in
また、特許文献4では、密閉容器に電解液ではなく固体電解質もしくはゲル電解質が収容された薄型電池で、密閉容器本体を樹脂層および金属箔層を含む防湿性多層フィルムでできた外装材とし、熱融着または接着性樹脂により封口されてなるリチウム電池などの薄型電池が提案されている。この薄型電池、高エネルギー密度であるが故に、万が一、内部ショートや外部からの力による破壊等が起こった場合に、短時間にエネルギーを放出して電池が高温になる虞れがあり、電池内部の電解質に含まれる溶媒の蒸気圧の上昇が起こり、電池の内圧が溶媒由来のガスにより高圧になる。そこで、防湿性多層フィルムの内側の樹脂層に切り込みを入れて、電池の内圧が上昇した場合に、この切り込み部分が裂け、線状に開裂して電池内のガスを排出し電池の破裂を防ぐ安全弁を形成している。Further, in
しかし、特許文献4では、外装材が開裂することによる安全弁を用いているので、電池の内圧が上昇して外装材の切り込み部分が裂けるにはその外装材が膨らむほど内圧が上昇する必要があり、ガス発生による電池内圧と外装材の開裂とガス排出との関連を管理して安全にガスを排出する必要がある。また、この外装材の開裂により薄型電池として適正な機能を果たさなくなる。However, in
本発明は、上記の問題点を解消するために、内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器において、ガス透過基材と低融点素子を用いて、水分を透過させにくくするとともに発生したガスを密閉容器外に排出できるようにする通気性パッキングを提供することを目的とする。In order to solve the above-described problems, the present invention provides a gas container in which a gas is generated, and when the temperature becomes high, the generation of gas increases and the generated gas increases the pressure in the closed container. An object of the present invention is to provide a breathable packing that makes it difficult for moisture to permeate and allows the generated gas to be discharged out of the sealed container by using a transmissive substrate and a low melting point element.
本発明の請求項1に記載の通気性パッキングは、内部にガスが発生し高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、前記密閉容器内の圧力が上昇する過程で前記ガスを前記密閉容器外に排出させる通気性パッキングであって、前記通気性パッキングはガス透過基材に低融点素子を分散させて、前記低融点素子により水分およびガスを透過させないようにするとともに前記低融点素子を融点以上の温度で溶融させてガスの圧力により前記ガス透過基材の内部にガスを透過させるガスバイパス路を発生させてなり、微細孔でできた通気孔を有する密閉容器本体に前記通気性パッキングを配設して、前記低融点素子を溶融させないで通気孔を閉塞させる状態と融点以上の温度および圧力で発生させた前記ガスバイパス路により前記通気孔を開放させる状態との機能を備えたことを特徴とする。同請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の通気性パッキングで、前記通気性パッキングを微細孔でできた通気孔を有する密閉容器本体の内側に配設したことを特徴とする。同請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の通気性パッキングで、前記ガス透過基材は不織布シートで構成したことを特徴とする。同請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れかひとつに記載の通気性パッキングで、前記低融点素子は低融点オレフィン化合物で構成したことを特徴とする。同請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れかひとつに記載の通気性パッキングで、前記微細孔でできた通気孔を有する密閉容器本体の内側に空間を介して通気性パッキングを配設して使用することを特徴とする。The air-permeable packing according to
本発明の通気性パッキングは、内部にガスが発生し高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、前記密閉容器内の圧力が上昇する過程で前記ガスを前記密閉容器外に排出させる通気性パッキングであって、前記通気性パッキングはガス透過基材に低融点素子を分散させて、前記低融点素子により水分およびガスを透過させないようにするとともに前記低融点素子を融点以上の温度で溶融させてガスの圧力により前記ガス透過基材の内部にガスを透過させるガスバイパス路を発生させてなり、微細孔でできた通気孔を有する密閉容器本体に前記通気性パッキングを配設して、前記低融点素子を溶融させないで通気孔を閉塞させる状態と融点以上の温度および圧力で発生させた前記ガスバイパス路により前記通気孔を開放させる状態との機能を備えることにより、通常は前記通気孔を閉鎖して水分を透過させにくくガスを透過させないようにしており、高温になってガスの発生が盛んになると前記ガスバイパス路を介して前記通気孔を開放してガスを密閉容器内に蓄積しすぎないように前記通気孔から前記ガスを密閉容器外に排出し、温度が低下すると前記ガス透過基材は前記低融点素子により水分およびガスを透過させない状態に復帰して前記通気孔を閉鎖して水分およびガスを透過させないようにすることができる。The air-permeable packing of the present invention is used in a sealed container in which gas is generated and gas is actively generated and the pressure in the sealed container rises due to the generated gas. A gas-permeable packing that discharges the gas to the outside of the hermetic container in the process of rising, wherein the gas-permeable packing disperses low-melting-point elements in a gas-permeable base material and allows moisture and gas to permeate through the low-melting-point elements. The low-melting point element is melted at a temperature equal to or higher than the melting point, and a gas bypass passage is formed to allow gas to permeate into the gas-permeable substrate by gas pressure. The air-permeable packing is disposed in a sealed container body having a structure in which the low-melting point element is closed without melting the low-melting point element, and is generated at a temperature and pressure higher than the melting point. By providing the function of opening the vent hole with the gas bypass path, the vent hole is normally closed to prevent moisture from permeating and preventing gas from permeating. When the gas becomes active, the gas vent is opened through the gas bypass passage, and the gas is discharged from the gas vent to the outside of the airtight container so that the gas does not accumulate in the airtight container. The permeable substrate can be returned to a state in which moisture and gas are not permeated by the low melting point element, and the vent hole is closed to prevent moisture and gas from permeating.
(実施形態1)
図1〜図5を参照して、通気性パッキングの構成を説明する。(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1-5, the structure of a breathable packing is demonstrated.
図1および図2において、1は、密閉容器本体の一部を示し、この密閉容器本体1には微細孔でできた通気孔2が形成されている。この通気孔2は密閉容器本体1の内外に貫通した直径が0.5〜100μmの断面が円形の孔でできており、水分を透過させにくくガスを透過させるように形成されている。この場合、通気孔2の設定には通気性パッキング3との組み合わせで水分を透過させにくくガスを透過させるように設定してもよい。この密閉容器本体1の内側(図1では下面)には通気性パッキング3が配設されている。この通気性パッキング3はガス透過基材3Dに融点が40〜120℃の低融点素子3Aを分散させてできている。この場合、ガス透過基材3Dとしては厚さが0.2mm程度の矩形状または円形状のシートで、上面と下面とが微小な空間で連通して水分およびガスが透過する素材で、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリプロピン(PP)樹脂やアルミニウム、ガラス繊維材でできた不織布、布、微小な多孔もしくは単孔のフィルム、ペーパなどの素材である。このガス透過基材3Dに低分子量のポリエチレン系ワックス、パラフィンや低融点オレフィン化合物などを充填して低融点素子3Aがガス透過基材3D内に分散されている。このようにしてできた通気性パッキング3は、一端が開口した有底の筒でできた支持体4の底面の部位(底部)に固着されることにより、この通気性パッキング3は支持体4の底部を構成して支持体4の内部に空間4Aが形成されている。この支持体4の形状は一端が開口し、他端の底部も開口させておいてこの底部に通気性パッキング3が固着されるように円筒状や角筒状で形成されており、その素材は、水分やガスを透過させないような金属材や合成樹脂材でできている。この支持体4は通気性パッキング3が空間4Aを介して通気孔2と連通して露出するようにして密閉容器本体1の内側(図1では下面)に固着されている。また、密閉容器本体1の内側には保護シート5が配置されている。この保護シート5はガス透過基材3Dの素材と同様な素材でできた厚さ0.2mm程度の矩形状または円形状でできており、図1においては、保護シート5は密閉容器本体1の内側(図1では下面)で通気孔2を閉塞するように固着されており、その結果、この保護シート5にて支持体4の一端の開口した部位(開口端)が閉塞されていることを示す。この場合、保護シート5を予め支持体4の前記開口端を閉塞するように固着させておいて、支持体4を保護シート5とともに密閉容器本体1の内側に固着させてもよい。このようにして、通気性パッキング3が密閉容器本体1の内側に空間4Aを介して固着された通気性パッキングブロック10が得られ、通気性パッキング3はガス透過基材3Dに低融点素子3Aを分散させてできているので、この低融点素子3Aにより水分およびガスを透過させないようにした状態となる。なお、保護シート5は溶融した低融点素子3Aが密閉本体1の通気孔2に飛散するのを保護することに有用であるが、省いてもよい。1 and 2,
次に、図3において、密閉容器本体1の内側に配設された通気性パッキング3が密閉容器内で融点以上の温度および圧力Pを受けると、低融点素子3Aが融点以上の温度で溶融し圧力Pを受けてガス透過基材3Dの上面および下面にそれぞれ低融点素子除去部3Bおよび3Cが形成される。この低融点素子除去部3Bと低融点素子除去部3Cとはガス透過基材3Dの上面および下面が連通していることを示し、ガス透過基材3Dの内部にガスを透過させるガスバイパス路を発生させて、通気孔2を開放させる状態となった通気性パッキングブロック10が得られる。Next, in FIG. 3, when the air-
図4および5は、通気性パッキング3の低融点素子3Aの部位の一部を拡大して示し、通気性パッキング3が密閉容器内で融点以上の温度および圧力Pを受けると、低融点素子3Aの一部が融点以上の温度および圧力で上述のとおり、低融点素子除去部3Bおよび3Cとなり、ガス透過基材3Dの内部にガスバイパス路を発生させる状態になることを示す。4 and 5 show a part of the low melting point element 3A of the
図6は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)不織布でできたガス透過基材3Dにパラフィンワックス低融点素子3Aを浸透させ厚さ0.2mmのフィルムを通気性パッキング3として用いて、この通気性パッキング3の低融点素子3Aを溶融させて低融点素子除去部3Bおよび3Cを形成する実験装置を示す。この実験装置では、温度が80℃で、圧力Pが0.1MPaGとして設定して、その加熱・加圧空気を下面から上面に向かって送り、通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡(株式会社にニコン製測定顕微鏡MM−800)Cを用いて通気性パッキング3を観察した。FIG. 6 shows a gas
図7は低融点素子3Aが溶融しない状態の通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡で観察して得られた写真図で、図8は低融点素子3Aが溶融して低融点素子除去部3Bが形成された状態の通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡で観察して得られた写真図である。図8においては、通気性パッキング3の上面に破線○印で囲んだ3箇所のガスバイパス路となる微小径の低融点素子除去部3Bを確認できる。FIG. 7 is a photograph obtained by observing the upper surface of the
(通気性パッキングの水分不透過とガス透過作用の原理)
図1から図5において、通気性パッキングは水分を透過させにくくするように微細孔でできた通気孔2を有する密閉容器本体1に適用し、この通気性パッキングはガス透過基材3Dに低融点素子3Aが分散されているので、この低融点素子3Aが溶融しない温度すなわち常温では低融点素子3Aがガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間を閉塞して水分およびガスを透過させないようにするガスバリヤとなって、ガス透過基材3Dは密閉容器本体1の通気孔2を閉塞させ、水分およびガスを通気孔2から透過させにくくするように作用する。この作用により、密閉容器は、常温では水分およびガスを透過させにくくしている。次に、密閉容器本体1が低融点素子3Aの溶融温度すなわち高温になると、この低融点素子3Aが溶融状態となりガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間から低融点素子3Aの閉塞作用が弱くなり、この状態でガス圧を受けるとそのガス圧によりガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間から低融点素子3Aが除去される部位が発生し、この部位(低融点素子除去部)によりガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間が開放されてガス透過基材3Dにガスバイパス路が形成されて、ガス透過基材3Dにより閉塞されていた密閉容器本体1の通気孔2を開放させ、通気孔2から水分を透過させにくくガスを透過させるように作用する。次に、密閉容器本体1が低融点素子3Aの溶融しない温度に低下すると、低融点素子3Aがガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間を閉塞してガスバリヤとなって、ガス透過基材3Dは密閉容器本体1の通気孔2を閉塞させ、水分およびガスを通気孔2から透過させにくくするように状態に復帰する。このように通気性パッキングを密閉容器本体1の温度や内圧によりガス透過が可能となる。温度によりガスを透過させない状態とガスを透過させる状態との開閉サイクルが得られる。(Principle of moisture impermeability and gas permeation of breathable packing)
In FIG. 1 to FIG. 5, the air-permeable packing is applied to the
(通気性パッキングの利用)
図9は、本発明の通気性パッキングが用いられる密閉容器本体として、電極素子および電解液を有する密閉型電気化学デバイスの密閉容器に形成して、水蒸気などの水分を透過させないようにして密閉容器内に発生したガスを密閉容器外に排出しやすくする密閉型電気化学デバイスへの利用例を示す。(Use of breathable packing)
FIG. 9 shows a sealed container body in which the air-permeable packing of the present invention is used, formed in a sealed container of a sealed electrochemical device having an electrode element and an electrolytic solution so as not to allow moisture such as water vapor to permeate. An example of use in a sealed electrochemical device that facilitates discharge of gas generated inside to a sealed container will be described.
図9において、密閉容器本体1となる蓋体に一対の電極端子100、100を並設した密閉型電気化学デバイスを示し、この密閉型電気化学デバイスは電解液104を有するコンデンサやリチウム電池などで、円板(楕円を含む)状や矩形状の合成樹脂材でできた蓋体(密閉容器本体1)が開口端のある円筒状または直方体状の箱型ケース11を閉蓋するように接合部材12で接合された密閉型電気化学デバイスの密閉容器を構成する。この密閉容器の内部には電極端子100の接続部101、この接続部101と電気的に接続されるリード102、このリード102と電機接続される電極素子部103および電解液104が密閉されて収容されている。このように、電極素子部103および電解液104を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、電解液104が外に漏れ出ないように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより電解液8が分解されて、酸素や二酸化炭素などのガスが発生し、そのガスが蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、密閉容器本体1となる蓋体や箱型ケース11が膨れたり、破裂したりするおそれがある。そこで、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないように蓋体(密閉容器本体1に通気孔2を形成しこの蓋体の下面に配置した通気性パッキングブロック10を用いて、水蒸気などの水分を透過させないようにするとともに、密閉容器内に発生したガスを適宜、通気孔2から密閉容器本体1となる蓋体の外に排出してガスが密閉容器内に蓄積しつづけることを防ぐことができる。なお、上記密閉型電気化学デバイスの密閉容器には図示しないが、密閉容器内の高圧で密閉容器内を開放してガスを排出させる安全弁を併置させてもよい。FIG. 9 shows a sealed electrochemical device in which a pair of
(実施形態2)
図10および11は、実施形態1で説明した通気性パッキングで、水分不透過とガス透過作用の原理にもとづき、通気性パッキングを密閉容器本体に配置させる異なった構成を示す。(Embodiment 2)
10 and 11 show different configurations in which the air-permeable packing described in the first embodiment is arranged in the airtight container body based on the principle of moisture impermeability and gas permeation.
図10および11において、実施形態1と同様な密閉容器本体1の貫通孔でできた通気孔2を有し、この通気孔2には内側(図11では下部)に径大な空間2Aが形成されている。密閉容器本体1の通気孔2の上面と下面にはそれぞれ、保護シート6、7が固着されている。これら保護シート6、7の形状は、厚さ0.2mm程度の矩形状または円形状で、その素材は実施形態1に示す保護シート5のようにガス透過基材3Dの素材と同様な素材でできている。また、この空間2Aには通気性パッキング3が配設されており、この通気性パッキング3の上面には通気孔2と離間し、下面には保護シート7と離間している。この場合、保護シート6は通気孔2から溶融した低融点素子3Aが密閉本体1の外部(図10では上部)に飛散するのを保護し、保護シート7は通気性パッキング3が密閉容器の内部の電解液(図1では密閉容器本体1の下部の電解液)に浸漬されるのを保護することに有用であるが、省いてもよい。10 and 11, a
このようにして、通気性パッキングブロック10が得られる。この場合、通気性パッキング3は実施形態1と同様な素材でできており、密閉容器本体1の厚さは大きくなるが、その構成は簡素化ができる。In this way, a
(実施形態3)
図12および13は、実施形態1で説明した通気性パッキングの水分不透過とガス透過作用の原理にもとづき、通気性パッキングを密閉容器本体に配置させる異なった構成を示す。(Embodiment 3)
12 and 13 show different configurations in which the breathable packing is arranged in the sealed container body based on the principle of moisture impermeability and gas permeation of the breathable packing described in the first embodiment.
図12および13において、密閉容器本体1は特許文献4のようなポリプロピレン樹脂等の熱融着樹脂でできた内層1Aとアルミニウム等の金属箔層1Bとポリエチレンテレフタレート樹脂等でできたが外層1Cとを積層した防湿性多層フィルムでできている。この密閉容器本体1には、外層1Cと金属箔層1Bとを貫通するライン状の切込み2Bとこの切込み2Bに連通して内層1Aに切り込み2Bよりも径大な空間2Aとからなる通気孔2が形成されている。密閉容器本体1の内側(図12では下面)にはこの通気孔2を空間2Aを介して閉塞する実施形態1または2と同様な通気性パッキング3が直接固着されて、通気性パッキングブロック10が得られる。12 and 13, the sealed
(通気性パッキングの利用の異なる実施形態)
図14は、この実施形態3の通気性パッキングを使用した密閉型電気化学デバイスで、通気性パッキングが用いられる密閉容器本体として、電極素子および固体電解質を有する密閉型電気化学デバイスの密閉容器に形成して、水蒸気などの水分を透過させないようにして密閉容器内に発生したガスを密閉容器外に排出しやすくする密閉型電気化学デバイスへの利用例を示す。(Different embodiments of the use of breathable packing)
FIG. 14 shows a sealed electrochemical device using the breathable packing of
図14において、防湿性多層フィルムでできた密閉容器本体1を上側とし同様な防湿性多層フィルムでできた密閉容器本体11を下側とし、それぞれの端面に電極端子100,100を備えるようにして、密閉容器本体1と密閉容器本体11とを電極端子100の接続部101を介して熱溶着させて密閉容器を構成する。この密閉容器の内部には電極端子100の接続部101と電気的に接続されるリード102、このリード102と電機接続される電極素子部103および固体電解質105が密閉されて収容されている。このように、電極素子部103および固体電解質105を有するリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、水分およびガスを透過させにくくするように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより固体電解質105の溶媒が分解されて、ガスが発生し、そのガスが蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、密閉容器本体1と密閉容器本体11とからなる密閉容器が膨れたり、破裂したりするおそれがある。そこで、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないように密閉容器本体1に通気孔2を形成しこの密閉容器本体1の下面に配置した通気性パッキングブロック10を用いて、水蒸気などの水分を透過させないようにしたり、密閉容器内に発生したガスを適宜、通気孔2から密閉容器の外に排出したりしてガスが密閉容器内に蓄積しつづけることを防ぐことができる。In FIG. 14, the sealed
なお、実施形態1から3において、ガス透過基材3Dに分散させた低融点素子3Aがガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間を温度により閉塞してガスバリヤとしたり、開放してガスバイパス路としたり、ガスバリヤに復帰したりする作用ができるようにガス透過基材3Dの微細孔もしくは隙間と低融点素子3Aの分散の配分とを考慮する必要があり、その考慮に際しては、保護シート6、7の有無や容器本体内のガス圧などで低融点素子3Aが密閉容器外に飛散しないように設定することも必要である。In the first to third embodiments, the low melting point element 3A dispersed in the gas
また、前記通気性パッキングは、図示しないが、微細孔でできた通気孔2を有する密閉容器本体1の上面すなわち密閉容器本体1の外側に配設させてもよい。Further, although not shown, the breathable packing may be disposed on the upper surface of the sealed
本発明の通気性パッキングは、内部にガスが発生する密閉容器が高温になりガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、特に密閉容器内に電解液や固体電解質を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスとして有用である。The air-permeable packing of the present invention is used for a sealed container in which gas is generated at a high temperature and gas is actively generated, and the pressure in the sealed container increases due to the generated gas. It is useful as a sealed electrochemical device such as a capacitor or a lithium battery having an electrolytic solution or a solid electrolyte therein.
1 密閉容器本体
2 通気孔
3 通気性パッキング
3A 低融点素子DESCRIPTION OF
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