TW201544741A - 氣體透過構件及透氣性容器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種氣體透過構件及透氣性容器。該氣體透過構件其形成於具有內部空間之容器本體，並構造成可安裝於使該容器本體外側之空間與前述內部空間連通的貫通孔，又，其具有：氣體透過片材，可使內部空間之氣體透過容器本體外側之空間；與保持體，具有用以使氣體流通之氣體流通孔並且在該氣體流通孔內保持氣體透過片材；且，其特徵在於：前述保持體會具有在前述內部空間之壓力超過預定壓時可使內部空間之氣體朝容器本體外側之空間放出的壓力閥。

Description

氣體透過構件及透氣性容器 相關申請案之相互參照

本申請案是主張日本特願2014-044305號之優先權，並根據引用而融入於本申請案說明書之記載。

本發明是有關於一種使氣體透過之氣體透過構件、與具有該氣體透過構件的透氣性容器。

發明背景

當在所密封之容器內有氣體產生時，容器內之氣壓就會上昇，而有容器破損或爆炸之虞。例如，如充電電池、電解電容器、雙電層電容器等之蓄電元件中，使用時，在收容有電極之容器內，會有特定的氣體產生，故，當這種氣體無法朝容器外排出時，就會有產生容器之破損或爆炸之虞。故，提案有各種將容器內之氣體朝容器外側排出的構造。

例如作為電解電容器之透氣性容器，為人所知有一容器，其具備：具有收容電極或電解液之內部空間並且具有上面開口之外裝殼體及閉塞前述上面開口之封口板的 容器本體、使氣體透過之透過性橡膠所構成之排氣閥(氣體透過構件)、及在容器本體內之壓力超過預定壓時可將內部空間之氣體放出至容器本體外側空間的壓力閥(參照專利文獻1)。這種透氣性容器中，容器本體之封口板設有複數個貫通孔，複數個貫通孔當中，在不同貫通孔個別設有排氣閥與壓力閥。

前述排氣閥具有片材狀透過性橡膠與將該透過性橡膠固定於貫通孔的固定裝置，並與複數個貫通孔當中的一個貫通孔嵌合來設置(參照專利文獻1之圖4)。另一方面，前述壓力閥會與不同於複數個貫通孔當中之前述排氣閥用之貫通孔的其他貫通孔嵌合地來設置。

亦即是，如上述之透氣性容器中，設置排氣閥(氣體透過構件)之貫通孔與設置壓力閥之貫通孔必須在容器本體(具體而言為封口板)個別地形成，但透氣性容器中，從提升容器本體(具體而言為封口板)之強度或設計性、防止異物混入內部空間、小型化容器本體(具體而言為封口板)等的觀點來看，形成於容器本體(具體而言為封口板)的貫通孔宜較少為佳。

先行技術文獻 專利文獻

[專利文獻1]日本特開2006-108185號公報

發明概要

因此，本發明的課題在於可提供一種氣體透過構件及透氣性容器，其可抑制異物混入容器本體之內部空間並且使容器本體之強度及設計性提升，進而，可小型化容器本體。

本發明之氣體透過構件，其形成於具有內部空間之容器本體，並構造成可安裝於使該容器本體外側之空間與前述內部空間連通的貫通孔，又，其具有：氣體透過片材，可使內部空間之氣體透過容器本體外側之空間；與保持體，具有氣體用以流通之氣體流通孔並且在該氣體流通孔內保持氣體透過片材；且，其特徵在於：前述保持體具有在前述內部空間之壓力超過預定壓時可使內部空間之氣體朝容器本體外側之空間放出的壓力閥。

又，本發明之氣體透過構件中，前述氣體透過片材是由複數片氣體透過片材所構成，該複數片氣體透過片材具有：使特定氣體選擇性地透過的選擇性透過片材、與對特定氣體無選擇性之非選擇性透過片材，且，其配置成使前述非選擇性透過片材重疊於前述選擇性透過片材之至少一方的面側。

又，前述壓力閥亦可設於氣體流通孔內。

本發明之透氣性容器中，具有：氣體透過構件、與具有安裝該氣體透過構件之貫通孔的容器本體。

1‧‧‧氣體透過構件

2‧‧‧氣體透過片材

2a‧‧‧選擇性透過片材

2b‧‧‧非選擇性透過片材

3‧‧‧壓力閥

4‧‧‧保持體

4a‧‧‧氣體流通孔

5‧‧‧封止體

5a‧‧‧保持體卡止部

5b‧‧‧蓋體卡止部

41a‧‧‧其中一方之氣體流通孔(氣體透過片材用孔)

42a‧‧‧另一方之氣體流通孔(壓力閥用孔)

410‧‧‧第一壁部

411‧‧‧第二壁部

412‧‧‧第三壁部

413‧‧‧第四壁部

A‧‧‧容器本體

A1‧‧‧透氣性容器

B‧‧‧本體部

C‧‧‧容器蓋體

C1‧‧‧貫通孔

S‧‧‧內部空間

[圖1]是顯示具有本申請案發明之一實施形態之 氣體透過構件之透氣性容器的截面立體圖。

[圖2]是顯示同實施形態之氣體透過構件之截面立體的分解圖。

以下，針對本發明之一實施形態，參照圖1與圖2來說明。

本實施形態之透氣性容器是例如充電電池或電解電容器(鋁電解電容器等)或雙電層電容器等之蓄電元件的容器。如圖1所示，透氣性容器A1具備有：具有收容預定構件(例如電極或電解液)之內部空間S的容器本體A、與安裝於該容器本體A並使來自內部空間S之氣體透過且朝容器本體外側之空間(以下亦記為外部空間)排出的氣體透過構件1。具體而言，容器本體A具有使內部空間S與外部空間連通之貫通孔C1，並藉由在該貫通孔C1安裝氣體透過構件1，來構成透氣性容器A1。

本實施形態之容器本體A具有：具有開口部並從該開口部可收容預定構件的本體部B、與將該本體部B之前述開口部閉塞的容器蓋體C(閉塞體)。本實施形態之本體部B是呈有底筒狀且上面開口。具體而言，本體部B具有圓板狀底壁與豎立設置於該底壁之周緣的側壁而構成。本實施形態之容器蓋體C是板狀體(具體而言為圓板)。容器蓋體C設有朝厚度方向貫通的貫通孔C1。貫通孔C1是一個或複數個孔。本實施形態之貫通孔C1是圓板且為貫通容器蓋體C之直徑方向中央部的一個孔。該容器蓋體C構造成可與本體 部B嵌合而使其將本體部B之上面開口閉塞。

這種容器本體A中，容器蓋體C與本體部B之開口部嵌合，藉此可形成由本體部B與容器蓋體C之內面所分隔之內部空間S。該內部空間S可收容預定構件。又，容器蓋體C之貫通孔C1會成為將內部空間S與外部空間連通的孔，並在該貫通孔C1安裝氣體透過構件1。

如圖2所示，本實施形態之氣體透過構件1具有：使內部空間S之氣體透過之氣體透過片材2、在內部空間S之壓力即內壓超過預定壓時可將內部空間S氣體朝外部空間放出的壓力閥(防爆閥)3、保持氣體透過片材2與壓力閥3並可安裝於貫通孔C1的保持體4、及保持體4安裝於貫通孔C1時介入存在於保持體4與貫通孔C1之間的封止體5。

作為前述氣體透過片材2，可舉例有使特定之氣體選擇性地透過的選擇性透過片材2a、或對特定氣體無選擇性的非選擇性透過片材2b。本實施形態中，會使用複數片(具體而言為3片)氣體透過片材2，一個是選擇性透過片材2a，其他二個是非選擇性透過片材2b。

選擇性透過片材2a構造成可從其中一方之面側朝另一方之面側選擇性地使特定氣體透過。作為選擇性透過片材2a可透過之氣體，並非特別限定者，例如可舉例有氫、二氧化碳、氧氣等之氣體。

作為具有對氫氣氣體之選擇性之選擇性透過片材2a，例如可舉例有：包含芳香族聚亞醯胺等之樹脂之片材、或氫透過性金屬(釩、釩合金、鈀合金、鈮、鈮合金等) 之層得片材所構者。作為包含氫透過性金屬層之片材，可舉例只有氫透過性金屬層所構成之片材(金屬箔)、或在樹脂片材等之基材層蒸鍍有金屬層而成之片材等。作為使二氧化碳選擇性地透過之選擇性透過片材2a，可舉例有由矽膠所構成之片材、PVA架橋片材、PEG架橋片材等所構成者。

非選擇性透過片材2b配置於選擇性透過片材2a之至少一方的面側(本實施形態中為兩面側)而使其與選擇性透過片材2a重疊。作為非選擇性透過片材2b，根據重疊之選擇性透過片材2a之特性等，可適宜選擇。例如作為非選擇性透過片材2b，可舉例有聚四氟乙烯(PTFE)、陶瓷、金屬、樹脂等所構成之多孔質膜等之片材所構成者。特別是，PTFE所構成之多孔質膜中，撥水性高，耐熱性、耐藥品性亦很高，故，宜作為構成非選擇性透過片材2b的片材。本實施形態之非選擇性透過片材2b是用PTFE所構成之多孔質膜的片材來構成。

壓力閥3是應防止在內部空間S之壓力即內壓超過預定壓時容器本體A破裂之情形，且構造成可將內部空間S之氣體朝外部空間放出的破裂閥或開關閥。破裂閥構造成使其在內壓超過預定壓時會破裂。例如，破裂閥是由片材狀或帽蓋狀之矽膠等所構成。開關閥構造成根據內壓而對氣體流路可開關。具體而言，開關閥會構造成當內壓超過預定壓時，就使其對氣體流路為開口狀態，當內壓未到達預定壓時，就對氣體流路為閉口狀態。又，開關閥例如具有：將氣體流路在內側形成之筒狀體與可開關該筒狀體之 開口的開關體。本實施形態之壓力閥3是用帽蓋狀(具體而言為具有天花板壁部與從該天花板壁部下面外周緣垂設的側壁部的帽蓋狀)之矽膠所構成。

保持體4構造成可安裝於貫通孔C1。又，保持體4在本實施形態中會成為板狀體。具體而言，本實施形態之保持體4會成為具有比貫通孔C1之直徑更小之直徑的圓板狀而使其透過封止體5來安裝於貫通孔C1。作為構成保持體4之材質，並無特別限定，例如可舉例有聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、丙烯-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS樹脂)、熱可塑性合成橡膠等之熱可塑性樹脂等。從成形容易之觀點來看，宜使用熱可塑性樹脂。而，構成保持體4之材質亦可用不銹鋼鋼材(SUS)、鋁等來構成而作為金屬材料。

這種保持體4具有從內部空間S側朝外部空間之一方向使氣體流通之氣體流通孔4a，該氣體流通孔4a之兩端部會形成內部空間S側之流入口與外部空間側之排出口。亦即是，保持體4會具有在氣體流通孔4a內從氣體流通孔4a之流入口側朝向排出口側使氣體流通的流路。藉此，保持體4會構造成可使從具有氣體流通孔4a之流入口的背面4b側朝氣體流通孔4a內流入的氣體朝向具有氣體流通孔4a之排出口的表面4c側來排出。本實施形態中，保持體4會形成在表面4c之直徑方向中央部附近貫通到背面4b的二個氣體流通孔4a。其中一方之氣體流通孔41a是用以設置氣體透過片材2之氣體透過用孔，另一方之氣體流通孔42a是用以設置壓力閥3之壓力閥用孔。

氣體透過用孔即其中一方之氣體流通孔41a會構造成使其保持氣體透過片材2。本實施形態之其中一方的氣體流通孔41a會形成為使其沿著孔之軸線，從其中一端側(背面4b側)朝向另一端側(表面4c側)，且與軸線正交之截面形狀斷續地及/或連續地(本實施形態中為斷續地)變大。具體而言，其中一方之氣體流通孔41a具有：形成於最靠近其中一端側之第一壁部410、形成於比該第一壁部410更靠近另一端側且比第一壁部410截面形狀更大的第二壁部411、形成於比該第二壁部411更靠近另一端側且比第二壁部411截面形狀更大的第三壁部412、及形成於最靠近另一端側的第四壁部413。各壁部410、411、412、413會沿著軸線來形成。利用該各壁部410、411、412、413來形成段差。又，第一壁部410之上端部與第二壁部411之下端部連結。又，第二壁部411之上端部與第三壁部412之下端部連結。又，第三壁部412之上端部與第四壁部413之下端部連結。且，在這各壁部410、411、412、413間之連結部可配置氣體透過片材2。本實施形態之連結部會成為環狀的平面。又，從氣體流通孔41a之軸線方向其中一端側往另一端側會形成3個連結部。且，各連結部從軸線方向其中一端側依序地設有非選擇性透過片材2b、選擇性透過片材2a、非選擇性透過片材2b。

壓力閥用孔即另一方之氣體流通孔42a構造成使其保持壓力閥3。本實施形態之另一方的氣體流通孔42a是具有與壓力閥3之直徑相同或比壓力閥3之直徑稍微小之直 徑之略圓柱狀的孔。又，另一方之氣體流通孔42a會形成為可嵌合並壓附壓力閥3。

封止體5構造成使其將設於貫通孔C1之保持體4(側面)與貫通孔C1(形成貫通孔C1之容器蓋體C的內面)之間隙加以封止。藉此，從該間隙到容器本體A之內部空間S，可防止來自外部空間之異物混入。本實施形態之封止體5具有：筒狀之本體部、卡止保持體4之保持體卡止部5a、及與容器蓋體C卡止之蓋體卡止部5b。本體部形成為圓筒狀。保持體卡止部5a會從該本體部(上端部)之內面朝直徑方向內側來凸出設置。又，保持體卡止部5a是環狀的突出部。且，保持體卡止部5a構造成使其利用其之下面與本體部內面來卡止(例如接著)保持體4。蓋體卡止部5b會從本體部(下端部)之外面朝直徑方向外側來凸出設置。又，蓋體卡止部5b是環狀的突出部。且，蓋體卡止部5b構造成使其利用其之上面與本體部外面來與容器蓋體C卡止(例如接著)。這種封止體5例如可用矽膠或乙烯丙烯橡膠(EPDM)所構成之彈性體樹脂的填料來構成。

由以上結構所構成之透氣性容器A1中，本體部B之內部空間S會收納預定構件(未圖示)，並在本體部B安裝有容器蓋體C而使其閉塞本體部B之上面開口。且，在該容器蓋體C之貫通孔C1透過封止體5來安裝氣體透過構件1。封止體5會利用蓋體卡止部5b與貫通孔C1卡止並且利用保持體卡止部5a卡止氣體透過構件1。氣體透過構件1之保持體4會在其中一方之氣體流通孔41a之連結部載置氣體透過 片材2之周緣部並接著(具體而言，使用雙面膠帶或熱封來接著)，藉此保持氣體透過片材2。氣體透過片材2在其中一方之氣體流通孔41a從其中一端側(背面4b側)依照非選擇性透過片材2b、選擇性透過片材2a、非選擇性透過片材2b的順序來與氣體流路交差地配置。又，各氣體透過片材2會配置成使其在氣體流通孔41a之軸線方向彼此分開並空出間隔之狀態重疊。亦即是，在氣體透過片材2間會形成空間。

在此，氣體透過構件1之保持體4中，壓力閥3與另一方之氣體流通孔42a接著(具體而言，使用雙面膠帶或熱封來接著)，藉此保持壓力閥3。如上所述，安裝於容器本體A(容器蓋體C)之貫通孔C1之氣體透過構件1的保持體4以將氣體透過片材2與壓力閥3保持於氣體流通孔4a的狀態，來使氣體透過片材2與壓力閥3配置於貫通孔C1內(或貫通孔C1之氣體流路)。因此，容器本體A中，除了用以設置氣體透過構件1之貫通孔C1以外，便不需要用以設置壓力閥的貫通孔。

這種透氣性容器A1中，在通常使用蓄電元件(電極)時，透氣性容器A1(具體而言為容器本體A)之內部所產生之氣體可通過氣體透過構件1之氣體透過片材2朝外側排出。具體而言，因容器本體A內有氣體產生，容器本體A之內壓便會上昇。伴隨於此，容器本體A內之氣體會從容器蓋體裏面4b側之流入口往其中一方之氣體流通孔41a內流入。且，朝其中一方之氣體流通孔41a流入之氣體在朝向容器蓋體表面4c側之排出口側而流通於其中一方之氣體流通孔 41a內時，便會透過各氣體透過片材2。且，已透過各氣體透過片材2之氣體會從其中一方之氣體流通孔41a之排出口朝透氣性容器A1外側來排出。藉此，容器本體A之內壓便會降低。另一方面，使用蓄電元件(電極)時，透氣性容器A1之內壓異常地急速上昇並超過預定壓之際，透氣性容器A1之內部所產生之氣體便可通過氣體透過構件1之壓力閥3朝外側排出。具體而言，藉由壓力閥3破裂，內部空間S之氣體便會朝外部空間排出。藉此，可防止容器本體A因高內壓而爆炸的情形。

如以上所述，根據本發明之氣體透過構件及透氣性容器，可抑制異物混入容器本體之內部空間，並且可使容器本體之強度及設計性提升，進而，可小型化容器本體。

即，本實施形態之氣體透過構件1是構造成形成於具有內部空間S之容器本體A且可安裝於使該容器本體A外側之空間與前述內部空間S連通的貫通孔C1，並具備有：可使內部空間S之氣體透過容器本體A外側之空間的氣體透過片材2、與具有氣體用以流通的氣體流通孔4a並且在該氣體流通孔4a內保持氣體透過片材2的保持體4者，又，前述保持體4具有：在前述內部空間S之壓力超過預定壓時可使內部空間S之氣體朝容器本體A外側之空間放出的壓力閥。

又，本實施形態之透氣性容器A特徵在於具有：前述氣體透過構件1、與具有安裝該氣體透過構件1之貫通孔C1的容器本體A。

即，氣體透過構件1具備有：使內部空間S所排出 之氣體透過的部位(具有氣體透過片材2及氣體流通孔4a的部位)與壓力閥3，故，將該氣體透過構件1安裝於一個貫通孔C1，藉此便可在一個貫通孔C1設置：使由內部空間S所排出之氣體透過的部位(具有氣體透過片材2及氣體流通孔4a的部位)與壓力閥3。故，比起在容器本體A(容器蓋體C)個別地形成：設置使氣體透過之部位(具有氣體透過片材2及氣體流通孔4a的部位)的貫通孔C1、與設置壓力閥3的貫通孔C1的情形，更可減少在容器本體A設置貫通孔C1的數量。藉此，可抑制從貫通孔C1有異物混入容器本體A之內部空間S，並且可使容器本體A之強度及設計性提升，進而，可謀求容器本體A之小型化。

又，本實施形態之氣體透過構件1中，前述氣體透過片材2是由複數片氣體透過片材所構成。該複數片氣體透過片材具有：使特定氣體選擇性透過之選擇性透過片材2a、與對特定氣體無選擇性之非選擇性透過片材2b。且，在前述選擇性透過片材2a之至少一方之面側配置成使前述非選擇性透過片材2b重疊。藉此，利用非選擇性透過片材2b可保護選擇性透過片材2a，故，可抑制選擇性透過片材2a之性能降低，並擔保對特定氣體之透過性能。

又，本實施形態之氣體透過片材2中，在選擇性透過片材2a之兩面側配置非選擇性透過片材2b、2b，藉此可防止選擇性透過片材2a從兩面側(具體而言為容器本體A之內部及外部)被污染的情形。亦即是，非選擇性透過片材2b具有作為將選擇性透過片材2a從污染或損傷保護之保護 片材的功能，藉此防止選擇性透過片材2a之品質的降低，並可提升商品價值。

在此，選擇性透過片材2a例如是由對氫氣氣體具有選擇性之選擇性透過片材所構成。作為這種選擇性透過片材，可由包含氫透過性金屬(釩、釩合金、鈀合金、鈮、鈮合金等)之層的片材來構成。進而，作為包含前述氫透過性金屬層之片材，在只由氫透過性金屬層所構成之片材(金屬箔)、或樹脂片材等之基材層可用蒸鍍有金屬層之片材等來構成。又，非選擇性透過片材2b例如可具有聚四氟乙烯所構成之多孔質膜之片材來構成。非選擇性透過片材2b用聚四氟乙烯所構成之多孔質膜的片材來構成，藉此可極為容易地將氣體透過片材2成形為預定尺寸。即，根據這種氣體透過構件1及透氣性容器A1，可易於小型化氣體透過片材2之尺寸，故，可小型化氣體透過構件1及透氣性容器A1。進而，如此便可容易地小型化氣體透過片材2的尺寸，故，可易於在氣體透過構件1之保持體4確保空間，便可極易在保持體4設置壓力閥3。

而，本發明之氣體透過構件及透氣性容器並不限定於上述實施形態，在不脫離本發明之要旨的範圍可有各種變更。

例如，上述實施形態中，已針對氣體透過構件1具有封止體5之情形來說明，但不限於此，例如，氣體透過構件1亦可不具有封止體5，構造成使保持體4與貫通孔C1嵌合地來安裝。又，保持體4與貫通孔C1接著(具體而言， 使雙面膠帶或熱封來接著)，藉此亦可安裝於貫通孔C1。

又，本實施形態之氣體透過構件1中，已針對保持體4之氣體流通孔4a用二個孔來構成的情形來說明，但並不限於此，氣體流通孔4a亦可用一個孔構成。此時，保持體4可構造成使其在一個氣體流通孔4a，一起保持氣體透過片材2與壓力閥3。例如，氣體透過片材2與壓力閥3可在一個氣體流通孔4a內鄰接地來設置。根據這種氣體透過構件1及透氣性容器A1，在保持體4可設置一個氣體流通孔4a，氣體透過片材2與壓力閥3可設於相同氣體流通孔4a內，故，可極度簡化氣體透過構件1之構成，並有助於製造費用之減低並小型化。

或是，保持體4可構造成使其具有與壓力閥3連結並可保持壓力閥3的連結保持部。且，亦可構造成使其在前述一個之氣體流通孔4a保持氣體透過片材2，並且用前述連結保持部來保持壓力閥3。

又，本實施形態中，構造成使其在保持體4其中一方之氣體流通孔41a的連結部安裝氣體透過片材2，但不限於此，例如保持體4亦可構造成使其不具有用以設置選擇性透過片材2a之連結部。此時，使保持體4成形(例如樹脂成形)時，亦可一體成形保持體4與氣體透過片材2而使其在氣體流通孔4a內設置氣體透過片材2。

又，已針對本實施形態之另一方之氣體流通孔42a形成為壓力閥3可嵌合並壓附的情形來說明，但不限於此，亦可構造成使另一方之氣體流通孔42a具有用以卡止壓 力閥3之卡止部。此時，亦可構造成使壓力閥3具備有卡止於卡止部之被卡止部。

又，本實施形態中，作為氣體透過片材2，可使用選擇性透過片材2a與非選擇性透過片材2b，但不限於此，例如可只使用選擇性透過片材2a或非選擇性透過片材2b中任一方來作為氣體透過片材2，亦可使用一片或複數片。

又，構成本實施形態之選擇性透過片材2a的素材並無特別限定，但根據透氣性容器A1內所產生之氣體的種類來選擇，藉此可只將特定氣體朝透氣性容器A1外側排出。

1‧‧‧氣體透過構件

2‧‧‧氣體透過片材

3‧‧‧壓力閥

4‧‧‧保持體

5‧‧‧封止體

A‧‧‧容器本體

A1‧‧‧透氣性容器

B‧‧‧本體部

C‧‧‧容器蓋體

C1‧‧‧貫通孔

S‧‧‧內部空間

Claims (4)

1. 一種氣體透過構件，其形成於具有內部空間之容器本體，並構造成可安裝於使該容器本體外側之空間與前述內部空間連通的貫通孔，又，其具有：氣體透過片材，可使內部空間之氣體透過容器本體外側之空間；與保持體，具有氣體用以流通之氣體流通孔並且在該氣體流通孔內保持氣體透過片材；且，其特徵在於：前述保持體具有在前述內部空間之壓力超過預定壓時可使內部空間之氣體朝容器本體外側之空間放出的壓力閥。
2. 如請求項1之氣體透過構件，其中前述氣體透過片材是由複數片氣體透過片材所構成，該複數片氣體透過片材具有：使特定氣體選擇性地透過的選擇性透過片材、與對特定氣體無選擇性之非選擇性透過片材，且，其配置成使前述非選擇性透過片材重疊於前述選擇性透過片材之至少一方的面側。
3. 如請求項1或2之氣體透過構件，其中前述壓力閥設於氣體流通孔內。
4. 一種透氣性容器，其具有：請求項1至3中任一項之氣體透過構件、與具有安裝 該氣體透過構件之貫通孔的容器本體。