TWI711205B - 電池容器、薄膜包裝電池以及該等物之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電池容器、薄膜包裝電池以及該等物之製造方法。電池容器具有容器主體,該容器主體由具有金屬箔和熔接層的層疊膜形成,該電池容器的特徵在於,所述容器主體的周壁以將從四方的底部彎折並立起的壁面熔接於頂面成為蓋材熔接面的樹脂成型體的方式相連結。
Description
本發明涉及電池容器、薄膜包裝電池以及該等物之製造方法。
以往,作為收納鋰離子二次電池或雙電層電容等電池元件(包含電解質在內的所有的充電/放電要素)的電池容器,多使用具有優異的耐水蒸氣透過性的金屬製容器。可是,金屬容器較重,體積龐大,包裝工程也複雜,生產率不高。特別是,容器主體和蓋體的熔接需要大量的工時,從量產性的觀點出發存在問題。另外,對於電動機動車用的鋰電池等,由於車載的數量較多,因此,希望容器較輕且小巧。
對於這些要求,開發出了使由基材層、鋁等金屬箔、密封劑層構成的層疊體形成為袋狀的袋型、或者對所述層疊體進行壓力成型而形成凹部並將鋰離子電池主體收納於該凹部中的凹凸型(也稱作“拉伸加工型”。)等的薄膜包裝電池(例如專利文獻1~2)。
拉伸加工型的電池容器對於稍厚的電池元件也能夠收納,並且具有這樣的優點:電池元件的填充包裝容易,容積效率(相對於電池容器的整體體積的容積的比)較高,容易實現輕量化,成本低。
[先行專利文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2002-216713號公報
專利文獻2:日本特開2010-262932號公報
[發明所欲解決之課題]
可是,對於拉伸加工型的電池容器,如專利文獻1、2所記載,在使用增滑劑或流動石蠟層等時,模具和包裝材料的表面的光滑性變好,能夠較深地進行拉伸加工。可是,即使提高拉伸性,由於要將金屬箔拉伸成三維形狀,因此,拉伸深度存在界限,作為拉伸成型容器的深度,10mm左右是上限。因此,存在無法收納大容量的厚的電池元件這樣的課題。
另外,由於角部被特別強烈地拉伸,因此,金屬箔會變薄,或者在金屬箔上會產生多個針孔。如果水分從金屬箔的較薄的部分或針孔進入,則會與電解液發生反應,生成氫氟酸等。因此,存在電極部件的熔接部等劣化、電解液洩漏這樣的問題。
[解決課題之手段]
本發明係鑒於上述問題而完成的,其課題在於提供一種電池容器、使用該電池容器的薄膜包裝電池以及製造效率高的該等物的製造方法,關於該電池容器,電池元件的填充包裝容易,能夠設計成任意的厚度,以便能夠與拉伸加工型的電池容器同樣地實現輕量,容積效率高,並且即使是大容量的厚的電池元件也能夠容易地進行收納。
本發明提供以下的電池容器。
(1) 一種電池容器,其具有容器主體,該容器主體由具有金屬箔和熔接層的層疊膜形成,其中,關於所述容器主體的周壁,從四方的底部彎折並立起的壁面熔接於頂面成為蓋材熔接面的樹脂成型體而連結起來。
(2) 如申請專利範圍第1項所述的電池容器,其中所述樹脂成型體是板體,板體的側面成為蓋材熔接面。
(3) 如第(2)點所述的電池容器,其中所述樹脂成型體是在兩端具有供所述壁面熔接的延伸設置部的板體。
(4) 如第(1)點所述的電池容器,其中所述樹脂成型體是框體,框體的頂面成為蓋材熔接面。
本發明提供以下的電池容器的製造方法。
(5) 如第(1)至(3)點中的任意一項所述的電池容器的製造方法,其中所述電池容器的製造方法的特徵在於具有下述工程:樹脂板熔接工程,將被分斷而成為多個所述樹脂成型體的長條的樹脂板熔接於長條的所述層疊膜的兩側邊的熔接層;板體切出工程,以下述方式將所述樹脂板和所述層疊膜切除而切出所述樹脂成型體:在長條的所述層疊膜的兩側邊,所述樹脂板作為多個所述樹脂成型體而保留,並且,在相鄰的所述樹脂成型體彼此之間,保留出比熔接於相鄰的所述樹脂成型體彼此相對向的兩個面的長度長的所述層疊膜;側壁形成工程,將保留有所述樹脂成型體的所述層疊膜以兩邊的所述樹脂成型體相對向的方式彎折而使其立起,將與所述樹脂成型體的下端接觸的所述層疊膜熔接於所述樹脂成型體,形成側壁;以及壁面連結工程,將所述層疊膜的存在切口的部分從所述樹脂成型體的根部彎折而使其立起,與所述樹脂成型體重合併進行熔接,連結所述容器主體的所述壁面而形成所述容器主體的周壁。
(6) 如第(1)至(4)點中的任意一項所述的電池容器的製造方法,其中所述電池容器的製造方法的特徵在於具有下述工程:膜切除工程,在長條的所述層疊膜的兩側邊,以所述樹脂成型體的主面的寬度,且以在多個成為所述容器主體的所述底部的部分彼此之間,保留出比熔接於相鄰的所述樹脂成型體彼此相對向的兩個面的部分的長度長的所述層疊膜的方式進行切除,並且,以使熔接於所述樹脂成型體的所述層疊膜的側緣作為多個自由端從成為所述容器主體的所述底部的部分向外側擴展的方式設置切口;樹脂成型體熔接工程,使所述樹脂成型體的外周面的角與所述層疊膜的成為所述容器主體的所述底部的四角的部分一致來進行配置,並將所述樹脂成型體熔接於所述層疊膜的熔接層;以及壁面連結工程,將所述層疊膜的存在切口的部分和自由端從所述樹脂成型體的根部彎折而使它們立起,分別與所述樹脂成型體重合進行焊接,連結所述容器主體的所述壁面而形成所述容器主體的周壁。
(7) 如第(5)或(6)點的電池容器的製造方法,其中所述電池容器的製造方法還具有在長條的所述層疊膜上設置由開口構成的電極引出部的電極用開口工程。
另外,本發明提供以下的薄膜包裝電池。
(8) 一種薄膜包裝電池,為使用了第(1)至(4)點中任一項之電池容器的薄膜包裝電池,其中,在容器主體中收納電池元件,並通過蓋材進行密封。
另外,本發明提供以下的薄膜包裝電池的製造方法。
(9) 一種薄膜包裝電池的製造方法,其是使用了第(5)至(7)點中任一項之電池容器的製造方法的膜包裝電池的製造方法,其中,所述薄膜包裝電池的製造方法依次具有以下工程:電池元件收納工程,將電池元件收納於在所述壁面連結工程中形成的電池容器中;和密封工程,將蓋材熔接於所述電池容器的開口部。
[發明效果]
根據本發明的電池容器和薄膜包裝電池,與拉伸加工型的電池容器同樣地,電池容器主體的底部和周壁由含有薄的金屬箔的層疊膜構成,因此,電池容器的阻隔性高,重量輕,且容積效率高。而且,與拉伸加工型的電池容器不同,周壁通過樹脂成型體相連結,因此形狀保持性優異。另外,僅通過折線的方式彎折含有金屬箔的層疊膜,不會拉伸成三維形狀,因此,即使金屬箔較薄,也不會在金屬箔上產生龜裂或大量的針孔。由此,能夠自由地設計電池容器主體的深度,因此即使是容量大的厚的電池元件也能夠容易地收納。另外,即使是使用了當前的、如果降低厚度則無法在拉伸加工型的容器中使用的拉伸加工性低的金屬箔、或者由於伸展性較小而不適於拉伸加工的金屬箔的層疊膜,也能夠自由使用。
而且,由於樹脂成型體具有蓋材熔接面,因此,膜包裝電池的至少相對向的二邊能夠將蓋材熔接於樹脂成型體進行密封。由此,由於蓋材的熔接部沒有伸出至電池容器的外側,因此電池變得小巧,在將多個電池聚集起來使用的情況下,能夠減小聚集體的體積。另外,保管或聚集多個電池時的操作性也優異。
根據本發明的電池容器和膜包裝電池的製造方法,使用長條的層疊膜形成多個電池容器主體。由此,能夠一邊使捲繞於輥、芯卷、軸卷上的層疊膜或熔接有樹脂成型體的層疊膜繞出,一邊連續地製造電池容器或薄膜包裝電池,因此生產效率高。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
<第1實施例>
第1圖所示的本實施例的電池容器10收納電池元件5而成為第2圖所示的本實施例的薄膜包裝電池20。本實施例的薄膜包裝電池20是二次電池或雙電層電容等。
本實施例的薄膜包裝電池20在電池容器10的內側收納有電池元件5,該電池元件5具有正極板、負極板、隔離件以及電解液。並且,電池元件5是含有包括電解質在內的所有的充電/放電所需要的要素的電池元件。
在本實施例的薄膜包裝電池20中,與正負電極板電連接的正極引線和負極引線從電池容器10向彼此相反的方向突出。引線被安裝於電極板上,且與該電極板電連接。
作為隔離件,採用由聚烯烴等熱塑性樹脂製成的多孔膜、無紡布或紡織布等能夠浸漬電解液的片狀的部件。
第1圖(a)~(c)所示的電池容器10具有容器主體4,該容器主體4由具有金屬箔和熔接層的層疊膜1構成。對於電池容器10,在容器主體4的相對向的一對側面的熔接層上熔接有樹脂成型體2。電池容器10具有:俯視時形成為矩形的底部41;從該底部41的端緣立起的一對端壁42、42及側壁43、43;熔接於側壁43的板狀的樹脂成型體2;以及從端壁42的端部向外側伸出的引線夾持部44。
第2圖所示的薄膜包裝電池20在電池容器10中收納有電池元件5,且被蓋材3密閉。蓋材3在容器主體4的開口部熔接於樹脂成型體2的蓋材熔接面和引線夾持部44。引線被引線夾持部44和蓋材3夾住。
關於容器主體4的周壁,端壁42、42和側壁43、43以由直線構成的折線彎折而從四方的底部41立起,並在樹脂成型體2的端部連結,從而形成容器主體4的周壁。容器主體4由層疊膜1形成,該層疊膜1是周壁從底部41立起的部分以由不具有彎曲部的直線所構成的折線彎折的,因此,無需將金屬箔拉伸成三維形狀。
因此,容器主體4的深度沒有限制,也不存在角部被特別強烈地拉伸而導致金屬箔變薄或者在金屬箔上產生龜裂或大量針孔這樣的情況。
形成容器主體4的層疊膜1是將金屬箔與最內層的由熱塑性樹脂構成的熔接層層疊而成的層疊膜。
在本實施例中,層疊膜1僅在單面具有熔接層。層疊膜1的熔接層為容器主體4的最內層。
對於在本實施例中使用的層疊膜1,在金屬箔的與熔接層相反的一側層疊有由樹脂構成的保護層。
保護層可以防止金屬箔被水分或電解液腐蝕、或者金屬箔與其他物品接觸而造成損傷。保護層較佳為由熔點比熔接層高的熱塑性樹脂或者熱固化性樹脂形成。
作為層疊膜1的具體例,例如可以列舉出層疊下述部分而成的層疊膜:由聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸丁二醇酯等聚酯、或者6尼龍或66尼龍等聚醯胺等的樹脂形成的保護層;不銹鋼或鋁等的金屬箔;以及由聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴形成的熔接層。
保護層較佳為被雙軸拉伸,使耐熱性和強度升高,但也可以層疊多個層。
對於各層的層疊,可以採用幹式層壓、擠出層壓或熱壓接層壓等習知的方法。
層疊膜1的金屬箔作為對層疊膜1賦予針對氧或水蒸氣等的氣體阻斷性的阻擋層發揮功能。作為金屬箔,例如可以列舉出鋁箔、鋁合金箔、不銹鋼箔、鐵箔、銅箔或鉛箔。
在這些金屬箔中,根據比重小且延展性(易延伸性)和熱傳導性優異的因素,較佳為使用鋁箔或鋁合金箔是。如果熱傳導性優異,則可以提高在電池元件發熱的情況下的散熱性。如果考慮阻隔(barrier)性的確保或加工適應性及其他因素,鋁箔的厚度範圍較佳為6μm~200μm。如果鋁箔的厚度小於6μm,則存在這樣的情況:產生許多針孔,阻隔性降低。
另外,與鋁箔相比,不銹鋼箔在熱傳導性方面較差,但是其拉伸強度和耐腐蝕性較高。對於耐腐蝕性高的金屬箔,較佳為即使容器主體4中的比金屬箔靠內側的熔接層破損而與填充在電池容器10內部的電解液接觸,也不易腐蝕,且可維持氣體隔斷性。在使用不銹鋼箔的情況下,較佳為使用耐腐蝕性優異的SUS304或SUS316等奧氏體,更佳為使用SUS316。較佳為將不銹鋼箔的厚度範圍設定為10μm~150μm。如果不銹鋼箔的厚度小於10μm,則會產生許多針孔,阻隔性降低。另外,如果不銹鋼箔的厚度超過150μm,則剛性升高而難以加工。
作為在層疊膜1的熔接層中使用的樹脂,例如能夠列舉出高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直鏈狀聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、離子交聯聚合物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、以及羧酸改性聚乙烯等聚乙烯(PE)系樹脂或丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規共聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物、丙烯-α-烯烴嵌段共聚物、以及羧酸改性聚丙烯等聚丙烯(PP)系樹脂等聚烯烴。
如第2圖所示,在本實施例中,作為蓋材3,使用了與層疊膜1相同的層疊結構的另一部件。蓋材3也可以是與層疊膜1成為一體並且其一部分被折疊。
如果蓋材3與層疊膜1成為一體,則折疊層疊膜1而成的容器主體4的頂面的棱線被層疊膜1覆蓋,因此,即使樹脂成型體2是薄的板狀,阻隔性的降低也較小而為較佳。並且,較佳為折疊層疊膜1而成的容器主體4的與頂面的棱線相對向的棱線也被層疊膜1覆蓋。這種情況下,較佳為擴大層疊膜1的寬度,且在層疊膜1的外表面上也設置熔接層,將超出的蓋材3熔接並固定於容器主體4的側壁43的外表面上。
在本實施例中,蓋材3是與層疊膜1相同的寬度的另一部件。在這種情況下,雖然容器主體4的頂面的棱線沒有被蓋材3覆蓋,但是,由於樹脂成型體2的厚度,通常,阻隔性的降低較小。
在利用蓋材3覆蓋容器主體4的頂面的棱線的情況下,較佳為使蓋材3的寬度比容器主體4的寬度寬,以將樹脂成型體2的上端面全部覆蓋的方式進行熔接。由此,即使樹脂成型體2是薄板狀,阻隔性的降低也較小而為較佳。這種情況下,較佳為在層疊膜1的外表面上也設置熔接層,將超出的蓋材3熔接並固定於容器主體4的側壁43的外表面上。
在蓋材3的層疊結構與層疊膜1不同的情況下,較佳為具有金屬箔和熔接層的層疊膜。但是,在使用具有接近金屬箔的阻隔性的厚的樹脂板的情況下,可以不具有金屬箔。
在蓋材3是具有金屬箔和熔接層的層疊膜的情況下,較佳為層疊有與層疊膜1相同的保護層的結構。
關於本實施例的電池容器10,如第1圖(a)、(c)所示,在容器主體4的兩側的側壁43、43的內表面上,互相相對向地熔接有具有與側壁43相同的長度的蓋材熔接面的樹脂成型體2、2。樹脂成型體2的寬度與側壁43相同。
在本實施例中,樹脂成型體2形成為板狀並在容器主體4的底部41側的下端面、開口部側的成為蓋材熔接面的上端面以及長度方向的兩端具有側端面(以下,存在將“樹脂成型體2”稱作“板體2”的情況)。
板體2的主面被熔接於側壁43,長度方向的端面即側端面被熔接於端壁42,下端面被熔接於底部41。板體2的上端面成為與蓋材3熔接的熔接面。板體2只要具有這些熔接面,也可以不是板狀。例如,板體2的中央部可以是被挖空的框體,也可以是兩根或三根以上的橋樑的橋墩和橋面那樣的橋樑形狀。
並且,在本說明書中,“主面”表示多個面中的最大的面。
作為形成樹脂成型體2的樹脂,可以使用能夠與層疊膜1的熔接層熔接在一起的樹脂。該樹脂較佳為採用與層疊膜1的熔接層的樹脂相同的樹脂,但是,只要能夠與層疊膜1的熔接層進行熔接,也可以使用與層疊膜1的熔接層的樹脂不同的樹脂。
樹脂成型體2的厚度較佳為2~5mm。如果樹脂成型體2的厚度在2mm以上,則與端壁42、蓋材3進行熔接的熔接強度優異。另外,即使端壁42與側壁43的連結部沒有被層疊膜1覆蓋,由於板體2的厚度,阻隔性的降低也較小。即使樹脂成型體2的厚度在5mm以上,也無法期望熔接強度或阻隔性的進一步提高,並且電池容器10的容積效率降低。
在本實施例中,第1圖(a)所示的容器主體4的端壁42沒有通過樹脂板進行加強,實質上由層疊膜1構成。但是,端壁42的兩端被熔接於板體2的側端面。由此,容器主體4的端壁42在接近側壁43的狀態下固定並連結於板體2的側端,從而形成主體容器4的周壁。另外,通過板體2的側端實現的對端壁42的形狀保持性得到了強化。
容器主體4的端壁42和側壁43在接近的狀態下被連結,但是,由於板體2的厚度,連結部的棱線處的阻隔性的降低較小。
容器主體4的引線夾持部44是層疊膜1在端壁42的上端水平彎折後伸出至容器主體4的外側而成的。
如第2圖所示,蓋材3被熔接於板體2的上端面即蓋材熔接面和容器主體4的引線夾持部44,從而夾持引線,並且堵住容器主體4的開口部。
作為本發明的電池容器10的製造方法的一例,參照第3圖~第5圖對獨立的容器主體4的例子進行說明。
首先,如第3圖所示,將與板體2相同寬度和厚度的樹脂板21熔接於成為容器主體4的側壁43的、層疊膜1的兩側邊的熔接層。在熔接時,使樹脂板21和層疊膜1的兩側緣一致。
在本實施例中,遍及層疊膜1的整個側邊地熔接樹脂板21,但是,只要能夠確保成為板體2的長度,也可以僅在側邊的一部分上進行熔接。另外,關於應進行熔接而形成板體2的部分,只要是能夠固定上端的蓋材熔接面和兩側端面即可,因此,可以是板體2的整個主面,也可以僅是周緣。
在熔接樹脂板21時,較佳為利用超音波密封或熱封等習知的方法從層疊膜1側熔接。或者,也可以將層疊膜1裝入模具,將樹脂板21射出成型在其兩側邊的熔接層上。另外,在製造層疊膜1時,也可以將熔接層和樹脂板21異型擠出並層疊在層疊有金屬箔的膜上。
另外,也可以不使用樹脂板21,而是通過射出成型直接形成板體2,並在模具內將板體2熔接於層疊膜1的成為側壁43、43的部分。在這種情況下,較佳為預先形成為這樣的十字形狀:保留成為底部41的部分並將層疊膜1的四角切斷,成為端壁42、42和引線夾持部44、44的部分、和成為側壁43、43的部分被作為自由端保留。並且,也可以在熔接板體2後將層疊膜1的四角切斷。
並且,在本說明書中,“自由端”表示能夠自由活動的端部。
在本實施例中,如第4圖所示,以樹脂板21的主面的寬度將層疊膜1的四角切掉,從樹脂板21切出板體2。通過以使板體2的主面的尺寸與容器主體4的側壁43的尺寸一致的方式從樹脂板21進行切出,由此,樹脂板21成為板體2。因此,板體2的側端面由此時的切斷面形成。
作為將樹脂板21和層疊膜1的側邊切掉的方法,可以採用通過沖裁模具對樹脂板21和層疊膜1的側邊一併進行沖裁的方法、或採用使用了鐳射光線的切斷等。
使用沖裁模具進行的沖裁在下面這一點上是合適的:能夠通過簡易的裝置在短時間內切出樹脂板21。
如第4圖所示,如果將樹脂板21和層疊膜1的側邊一併切斷,則會在層疊膜1上殘留熔接有板體2的部分和不存在板體2的兩個自由端。這些自由端是成為端壁42和引線夾持部44的部分。
然後,如第5圖所示,將熔接於層疊膜1的板體2以向層疊膜1的上方立起的方式彎折,然後從層疊膜1側對板體2的下端面和層疊膜1進行熔接而將它們固定。
接下來,使層疊膜1的兩個自由端從所述樹脂成型體2的根部彎折而與板體2、2各自的兩側端面緊密貼合,並從層疊膜1側熔接。由此,容器主體4的端壁42和側壁43相接近地被固定於板體2,容器主體4的壁面被連結起來,從而周壁完成。
然後,將從端壁42伸出的自由端向外側水平地彎折而形成引線夾持部44,從而得到第1圖(a)、(b)所示的本實施例的電池容器10。
並且,引線夾持部44的形成也可以與端壁42的形成同時進行。
將電池元件5裝入所得到的電池容器10中,將蓋材3載置於開口部,將蓋材3熔接於電池容器10的板體2的上端面和引線夾持部44雙方。這樣,利用蓋材3和引線夾持部44夾持引線,並且,堵住了電池容器10的開口部,從而得到了第2圖所示的本實施例的薄膜包裝電池20。
並且,本實施例的電池容器10和薄膜包裝電池20能夠使用長條的層疊膜1而高效地進行製造。以下,參照第6圖~第12圖對其製造方法的一例進行說明。
本實施例的電池容器10的製造方法具有樹脂板熔接工程、板體切出工程、側壁形成工程和壁面連結工程。這些工程與獨立的容器主體4的製造方法大致相同。以下,關於各個工程,僅對不同點進行說明。
<樹脂板熔接工程>
如第6圖所示,將成為多個板體2的長條的樹脂板21熔接於長條的層疊膜1的兩側邊的熔接層。在長條的層疊膜1上設置有用於使引線露出的開口。作為設置開口的方法,可以採用利用沖裁模具進行沖裁的方法或使用了鐳射光線的切斷等。
長條的樹脂板21的熔接方法與獨立的容器主體4的製造方法中的層疊膜1與樹脂板21的熔接方法相同。
長條的層疊膜1的開口是用於將在後述的壁面連結工程中得到的容器主體4的帶體直接應用於薄膜包裝電池20的製造方法的結構。在從容器主體4的帶體切出多個獨立的容器主體4來製造薄膜包裝電池20的情況下,也可以沒有開口。
要在長條的層疊膜1設置開口的話,可以在熔接了長條的樹脂板21後設置所述開口,但較佳為最初就在長條的層疊膜1設置開口,使作業性良好。
<板體切出工程>
如第7圖所示,與獨立的容器主體4的製造方法同樣地從熔接有長條的樹脂板21的長條的層疊膜1切出多個板體2。在進行切出時,如第8圖所示地以下述方式切出:相鄰的板體2之間的僅由層疊膜1構成的部分,由具有開口的連結部和成為引線夾持部44、44及端壁22、22的部分形成。
因此,相鄰的板體2之間的層疊膜1的長度比熔接於板體2的相鄰的兩個切斷面(側端面)的長度多出了連結部和兩個引線夾持部44的長度的量。
對第8圖進行說明,從層疊膜1的開口的端緣向外側延伸的兩條雙點劃線1a、1a是用於將連結部切斷除去的假想的切斷預定線。該切斷預定線1a、1a將被兩組切斷預定線1a、1a夾著的連結部切斷除去,來分斷連結有多個完成了的容器主體4或薄膜包裝電池20的帶體。關於兩組切斷預定線1a、1a的寬度,只要能夠將連結部切斷除去,可以比開口的寬度窄。
另外,將板體2的側端面彼此連結的雙點劃線1b是成為容器主體4的底部41的部分和成為端壁22的部分之間的邊界線。在將層疊膜1熔接於板體2來形成端壁22時,該邊界線1b被谷折。
另外,處於該邊界線1b與切斷預定線1a、1a之間的雙點劃線1c是成為容器主體4的端壁22的部分和成為引線夾持部44的部分之間的邊界線。該邊界線1c在形成端壁22時被山折。
並且,在第6圖~第12圖中圖示了形成有連續的兩個電池容器10的例子,但通常形成有三個以上的電池容器10。
<側壁形成工程>
如第9圖所示,與獨立的容器主體4的製造方法同樣地,以使切出的多個板體2向層疊膜1的上方立起的方式彎折層疊膜1,並對多個板體2各自的下端面和層疊膜1進行熔接並固定,從而形成多個側壁43。
<壁面連結工程>
沿著第8圖中所示的雙點劃線,將熔接有板體2的側壁43彼此之間的層疊膜1的成為端壁42的部分垂直地谷折,並水平地山折,從而將連結部和成為兩個引線夾持部44的部分水平地抬起並緊密貼合於板體2的側端面。
然後,與獨立的容器主體4的製造方法同樣地將層疊膜1熔接並固定於板體2的側端面,從而得到第10圖所示的多個容器主體4通過連結部相連結而成的電池容器10的帶體。
如果將得到的容器主體4的帶體的連結部切斷除去進行分斷,則可以得到第1圖所示的本實施例的電池容器10。
得到的電池容器10的帶體也可以在不分斷的情況下作為電池容器10使用。
接下來,對將電池容器10的帶體在不分斷的情況下作為電池容器10來使用的薄膜包裝電池20的製造方法進行說明。
本實施例的薄膜包裝電池20的製造方法是在本發明的電池容器10的製造方法中附加有電池元件收納工程和密封工程的方法。以下,對電池元件收納工程和密封工程進行說明。
<電池元件收納工程>
在本實施例的薄膜包裝電池20的製造方法中,首先,如第11圖所示,將電池元件5收納於電池容器10的帶體的各個電池容器10中。
在收納電池元件5時,以從電池容器10向彼此相反的方向突出的正極引線和負極引線各自的端部位於連結部的開口內的方式進行收納。
<密封工程>
在本實施例中,使用多個蓋材3相連結而成的長條的蓋材3。該蓋材3與電池容器10的帶體的連結部同樣地具有連結部,該連結部具備開口。開口的大小可以與電池容器10的帶體的連結部不同,但較佳為與電池容器10的帶體的連結部相同。並且,也可以使用獨立的多個蓋材3。
關於本實施例中使用的長條的蓋材3的連結部,其寬度和長度與容器主體4的帶體的連結部相同,並且以相同間隔形成相同形狀的開口。另外,通常帶體彼此的長度可以不一致。
以收納有電池元件5的電池容器10的帶體的開口和長條的蓋材3的開口一致的方式使蓋材3重合,從蓋材3側將各個蓋材3熔接於各個容器主體4的板體2的上端面和引線夾持部44雙方。這樣,當將引線夾持在各個蓋材3與各個電池容器10的引線夾持部44之間,並且將各個電池容器10的開口部堵住時,可以得到第12圖所示的薄膜包裝電池20的帶體。
如果將得到的薄膜包裝電池20的帶體的連結部切斷除去,則完成了第2圖所示的薄膜包裝電池20。
另外,也可以將得到的薄膜包裝電池20的帶體直接作為成品。
<第2實施例>
如第13圖所示,本實施例的電池容器10與第1實施例的電池容器10不同的地方僅在於下面這一點:板體2的下端面的長度形成得比上端面的長度短。在本實施例中,板體2的側端面相對於上端面呈銳角傾斜,因此,與第1實施例相比,端壁42相對於底面41或引線夾持部44的彎曲角度較小。因此,本實施例的電池容器10對於在層疊膜1或蓋材3中使用剛性高的不銹鋼箔作為阻擋層的情況為較佳。另外,由於容器主體4的開口部比底部41廣,因此,在收納電池元件5時操作性良好。
以下,僅對本實施例的電池容器10與第1實施例的電池容器10不同的點進行說明。
在本實施例的電池容器10中使用的板體2的兩側端面形成為相對於上端面呈銳角傾斜。第13圖所示的板體2的主面是梯形,但是,例如如第14圖所示,板體2的側端面也可以隨著從上端面側向下端面側行進而以傾斜角接近90度的方式彎曲。或者相反地,在第13圖所示的板體2中,也可以是隨著從下端面向上端面側行進而以傾斜角接近90度的方式彎曲。
特別是,在使用第14圖所示的板體2的情況下,在將蓋材3熔接於引線夾持部44時,能夠容易地使由板體2的上端面和側端面形成的銳角的末端的棱線熔融,因此能夠使蓋材3氣密地密閉。
如第13圖所示,在本實施例的電池容器10中,板體2的下端面的長度比上端面的長度短。
如第15圖所示,在本實施例的電池容器10中,除了以板體2的下端面的長度比上端面的長度短的方式從熔接於層疊膜1的樹脂板21切出板體2以外,能夠與第1實施例同樣地進行製作。
並且,關於板體2、2,不一定需要使板體2的兩側端面形成為銳角,也可以是:分別相對向的側端面中的一方相對於上端面呈銳角傾斜,另一方如第1實施例那樣垂直地形成。
如果將電池元件5收納於本實施例的電池容器10中並與第1實施例同樣地熔接蓋材3,則完成了第16圖所示的本實施例的薄膜包裝電池20。
並且,本實施例的電池容器10和薄膜包裝電池20也能夠使用長條的層疊膜1高效地製造。作為其製造方法的一例,只要在第1實施例的板體切出工程中變更為切出第17圖所示的下端面的長度比上端面的長度短的板體2,則能夠得到第18圖所示的多個電池容器10通過連結部相連結而成的電池容器10的帶體。
如果將得到的電池容器10的帶體的連結部切斷除去而分開,則可以得到本實施例的電池容器10。
在本實施例中,得到的電池容器10的帶體也可以在不分斷的情況下作為電池容器10使用。
並且,將電池容器10的帶體在不分斷的情況下作為電池容器10使用,並與第1實施例的電池元件收納工程和密封工程同樣地進行處理,可以得到第19圖所示的薄膜包裝電池20的帶體。
如果將得到的薄膜包裝電池20的帶體的連結部切斷除去,則完成了第16圖所示的薄膜包裝電池20。
另外,也可以將得到的薄膜包裝電池20的帶體直接作為成品。
<第3實施例>
如第20圖所示,本實施例與第1實施例不同的地方僅在於:當形成電池容器10時,板體2在兩側端面分別具備向內側延伸的端壁加強板2h、2h。在本實施例中,板體2的側端面借助端壁加強板2h、2h來加強端壁42,因此,電池容器10的形狀保持性較高。
以下,僅對本實施例的電池容器10與第1實施例的電池容器10不同的點進行說明。
如第20圖(a)所示,本實施例的電池容器10在板體2的兩側端面具備端壁加強板2h、2h,板體2的主面被熔接於容器主體4的側壁43的熔接層。板體2的側端面即端壁加強板2h的主面被熔接於容器主體4的端壁42的熔接層。板體2的端壁加強板2h的下端面被熔接於容器主體4的底面41的熔接層。板體2的端壁加強板2h的上端面被熔接於蓋材3的熔接層。
在製作本實施例的獨立的電池容器10時,由於本實施例中的板體2的形狀比第1實施例中的板體2複雜,因此較佳為通過射出成型來形成。射出成型出的板體2的端壁加強板2h的主面和下端面能夠與第1實施例中的板體2的側端面和下端面同樣地熔接於層疊膜1。
在將板體2的主面熔接於層疊膜1的兩側邊的熔接層時,可以通過直接射出成型形成板體2,並在模具內進行熔接。在這種情況下,較佳為預先形成為這樣的十字形狀:預先將層疊膜1的四角切斷,成為端壁42、42和引線夾持部44、44的部分、以及成為側壁43、43的部分被作為自由端保留。另外,也可以在熔接板體2後將層疊膜1的四角切斷。
關於本實施例的電池容器10,可以與第1實施例同樣地從成為板體2的樹脂板21切出容器主體4的板體2進行製造。
在切出板體2時,如第21圖(a)所示,除了下述情況以外,能夠與第1實施例的電池容器10同樣地進行切出:使用在第1實施例的板體2的不熔接於層疊膜1的主面上立起有端壁加強板2h的樹脂板21,並如第21圖(b)所示,從與端壁加強板2h的外表面共面的位置將外側的樹脂板21切斷除去。
切出的板體2的端壁加強板2h的主面和下端面能夠分別與第1實施例中的板體2的側端面和下端面同樣地熔接於層疊膜1。
如第20圖(b)所示,端壁加強板2h的上端面與板體2的上端面一起熔接於蓋材3。
與第1實施例同樣地,如果將電池元件5收納於本實施例的電池容器10的容器主體4中並熔接蓋材3,則完成了第20圖(b)所示的本實施例的薄膜包裝電池20。
並且,本實施例的電池容器10和薄膜包裝電池20也能夠使用長條的層疊膜1高效地製造。
作為該製造方法的一例,在第1實施例的樹脂板熔接工程中,使用第22圖中的長條的樹脂板21成為第23圖所示的多個板體2,並將其熔接於長條的層疊膜1的熔接層。如第22圖所示,該長條的樹脂板21是在第1實施例的樹脂板21的不熔接於層疊膜1的主面上立起有多個端壁加強板2h的樹脂板。
然後,與第1實施例中的板體切出工程同樣地制作第23圖所示的熔接有多個板體2而成的長條的層疊膜1,如第24圖所示,在壁面連結工程中,如果將層疊膜1的寬度方向的兩端熔接並固定於多個板體2的端壁加強板2h的主面,則可以得到多個容器主體4通過連結部相連結而成的電池容器10的帶體。
如果將得到的電池容器10的帶體的連結部切斷除去而分斷,則可以得到第20圖(a)所示的本實施例的電池容器10。
在本實施例中,得到的電池容器10的帶體也可以在不分斷的情況下作為電池容器10使用。
並且,將電池容器10的帶體在不分斷的情況下作為電池容器10使用,並與第1實施例的電池元件收納工程和密封工程同樣地進行處理,可以得到第25圖所示的薄膜包裝電池20的帶體。
如果將得到的薄膜包裝電池20的帶體的連結部切斷除去,則完成了第20圖(b)所示的薄膜包裝電池20。
另外,也可以將得到的薄膜包裝電池20的帶體直接作為成品。
<第4實施例>
如第26圖所示,本實施例的電池容器10與第1實施例的電池容器10不同的地方僅在於樹脂成型體2是四方的框體這一點(以下,有時將“樹脂成型體2”稱作“框體2”)。在本實施例中,容器主體4的整個周壁通過框體2得到加強,因此容器主體4的形狀保持性高。
另外,本實施例的電池容器10能夠僅通過框體2和蓋材3夾持引線,因此能夠省略引線夾持部44。在這種情況下,能夠使引線夾持在電池容器10的任意的邊處。
以下,僅對本實施例的電池容器10與第1實施例的電池容器10不同的點進行說明。
如第26圖(a)所示,在本實施例的電池容器10中,框體2的外周面被熔接於容器主體4的側壁43、43和端壁42、42的熔接層。框體2的下端面被熔接於容器主體4的底部41。如第26圖(b)所示,框體2的上端面被熔接於蓋材3。
對於本實施例中的框體2,由於其形狀比第1實施例中的板體2複雜,因此,較佳為通過射出成型來製作。或者,也可以呈筒狀地擠出成型並在長度方向上切斷來製作。
作為製作本實施例的獨立的容器主體4的一例,首先,通過射出成型來製作框體2。框體2以俯視時的外周與容器主體4的底部41一致的方式進行製作。
接下來,如第27圖所示,將層疊膜1的四角切斷,使層疊膜1形成為十字形狀。通過四角的切斷而以成為底部41的部分為中心留下下述這樣的十字形狀:成為端壁42、42和引線夾持部44、44的部分、以及成為側壁43、43的部分作為自由端向外側擴展。
並且,也可以在熔接框體2後將層疊膜1的四角切斷。
使製作出的框體2重合於切斷成十字形狀的層疊膜1的熔接層,從層疊膜1側將框體2的下端面熔接於容器主體4的底部41。在使框體2重合時,使框體2的外周與成為容器主體4的底部41的部分的邊界一致。
在將框體2的下端面熔接於底部41時,可以直接通過射出成型來形成框體2,並於此時在模具內將所述框體2熔接於層疊膜1的熔接層。
然後,將層疊膜1的自由端從框體2的根部彎折,使成為端壁42、42的部分和成為側壁43、43的部分緊密貼合於框體2的外周面,並從層疊膜1側將框體2的外周面熔接於層疊膜1的熔接層,這樣,完成了第26圖(a)所示的本實施例的電池容器10。
在將框體2熔接於層疊膜1的熔接層時,可以直接通過射出成型來形成框體2,並在模具內將框體2的下端面和外周面熔接於層疊膜1的熔接層。如果將電池元件5收納於本實施例的電池容器10中並與第1實施例同樣地熔接蓋材3,則完成了第26圖的(b)所示的本實施例的薄膜包裝電池20。
並且,本實施例的電池容器10和薄膜包裝電池20也能夠使用長條的層疊膜1高效地製造。以下,參照第28圖~第30圖對其製造方法的一例進行說明。
本實施例的電池容器10的製造方法具有樹脂板熔接工程、板體切出工程、側壁形成工程和壁面連結工程。這些工程與獨立的容器主體4的製造方法大致相同。以下,關於各個工程,僅對不同點進行說明。
<膜切除工程>
首先,在長條的層疊膜1上設置用於與第1實施例同樣地使引線露出的開口。然後,除了僅切出層疊膜1以外,與第1實施例的板體切出工程同樣地製作層疊膜1,該層疊膜1是多個與製作獨立的電池容器10的情況相同的十字形狀的層疊膜通過具有開口的連結部相連結而成的。
如第28圖所示,對於該層疊膜1,在長條的層疊膜1的兩側邊,以框體2的作為主面的外周面的寬度,且以在多個成為容器主體4的底部41的部分彼此之間,保留出比熔接於相鄰的框體2、2彼此相對向的兩個面的部分的長度長的層疊膜1的方式進行切割。其結果是,熔接於框體2且成為側壁43、43的層疊膜1的側緣作為多個自由端從成為多個容器主體4的底部41的部分向外側擴展。
<樹脂成型體熔接工程>
射出成型多個框體2,與製作獨立的電池容器10的情況同樣地使框體2的外周面的角與層疊膜1的成為容器主體4的底部41的四角的部分一致來進行配置,將框體2熔接於長條的層疊膜1的成為底部41的部分的熔接層,製作出第28圖所示的熔接有多個框體2的長條的層疊膜1。
<壁面連結工程>
將熔接有框體2的長條的層疊膜1的存在切口的部分和多個自由端從框體2的根部彎折而使它們立起,並使它們緊密貼合於框體2的外周面,從層疊膜1側將框體2的外周面熔接於層疊膜1的熔接層,形成端壁42、42和側壁43、43。
然後,與第1實施例的壁面連結工程同樣地對層疊膜1的成為端壁42的部分垂直地進行谷折,然後水平地進行山折,將成為連結部和兩個引線夾持部44的部分水平地抬起,並熔接於板體2的側端面進行固定,這樣,可以得到多個電池容器10通過連結部相連結而成的電池容器10的帶體。
如果將得到的電池容器10的帶體的連結部切斷除去而分斷,則可以得到第26圖(a)所示的本實施例的電池容器10。
在本實施例中,得到的電池容器10的帶體也可以在不分斷的情況下作為電池容器10使用。
並且,將電池容器10的帶體在不分斷的情況下作為電池容器10使用,並與第1實施例的電池元件收納工程和密封工程同樣地進行處理,可以得到薄膜包裝電池20的帶體。
如果將得到的膜包裝電池20的帶體的連結部切斷除去,則完成了第26圖(b)所示的薄膜包裝電池20。
另外,也可以將得到的薄膜包裝電池20的帶體直接作為成品。
以上,參照附圖對本發明的實施方式進行了說明,但本發明並不限定於這些實施例,能夠在不變更本發明的主旨的範圍內進行各種變更。
例如,在形成電池容器10時,在板體2在兩側端面上分別具有向內側延伸的端壁加強板2h、2h的第3實施例中,如果將預先射出成型的一對板體2的端壁加強板2h的末端配置成彼此相對向來使用,則成為缺少中間部的四方的框體形狀,因此,能夠與使用由框體構成的樹脂成型體2的第4實施例同樣地利用長條的層疊膜1高效地製作電池容器10和薄膜包裝電池20。
另外,同樣,在板體2在兩側端面不具有端壁加強板2h、2h的第1和第2實施例中,通過將預先射出成型的一對板體2配置成呈二字狀相對向來使用,由此能夠與第4實施例的情況同樣地使用長條的層疊膜1高效地製造電池容器10和薄膜包裝電池20。
另外,在第4實施例的電池容器10和薄膜包裝電池20中,也可以使用俯視時在一邊上存在缺口或者一邊缺失的框體,來代替框體2。在這種情況下,較佳為將存在缺口或缺失的邊配置在引線夾持部44側。
另外,在使用板體2的下端面的長度形成得比上端面的長度短的板體2的第2實施例中,可以使樹脂板介於相對向的板體2的端部彼此之間來形成框體形狀。
另外,示出了正負電極互相向相反方向伸出的形態,但也可以是正負電極從一個邊向相同的方向伸出。
1‧‧‧層疊膜
2‧‧‧樹脂成型體(板體、框體)
21‧‧‧樹脂板
3‧‧‧蓋材
4‧‧‧容器主體
41‧‧‧(容器主體的)底部
42‧‧‧(容器主體的)端壁
43‧‧‧(容器主體的)側壁
44‧‧‧(容器主體的)引線夾持部
5‧‧‧電池元件
10‧‧‧電池容器
20‧‧‧薄膜包裝電池
第1圖係表示第1實施例的電池容器的圖,其中,(a)是立體圖,(b)是沿第1圖(a)中的A-A線的剖視圖,(c)是沿第1圖(a)中的B-B線的剖視圖。
第2圖係表示使用了第1實施例的電池容器的薄膜包裝電池的立體圖。
第3圖係表示第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第4圖係表示第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第5圖係表示第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第6圖係表示使用了長條的層疊膜的第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第7圖係表示使用了長條的層疊膜的第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第8圖為用於說明第7圖所示的長條的層疊膜的俯視圖。
第9圖係表示使用了長條的層疊膜的第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第10圖係表示使用了長條的層疊膜的第1實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第11圖係表示薄膜包裝電池的製造工程的一部分的立體圖,該薄膜包裝電池使用了利用長條的層疊膜製造出的第1實施例的電池容器。
第12圖係表示薄膜包裝電池的製造工程的一部分的立體圖,該薄膜包裝電池使用了利用長條的層疊膜製造出的第1實施例的電池容器。
第13圖係表示第2實施例的電池容器的圖,其中,(a)是立體圖,(b)是沿第13圖(a)中的C-C線的剖視圖。
第14圖係表示在第2實施例中使用的樹脂成型體的另一例的剖視圖。
第15圖係表示第2實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第16圖係表示使用了第2實施例的電池容器的薄膜包裝電池的立體圖。
第17圖係表示使用了長條的層疊膜的第2實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第18圖係表示使用了長條的層疊膜的第2實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第19圖係表示薄膜包裝電池的製造工程的一部分的立體圖,該薄膜包裝電池使用了利用長條的層疊膜製造出的第2實施例的電池容器。
第20圖係為第3實施例的電池容器進行說明的圖,其中,(a)是示出本實施例的電池容器的立體圖,(b)是示出使用了本實施例的電池容器的薄膜包裝電池的立體圖。
第21圖係表示第3實施例的電池容器的製造工程的一部分的圖,其中,(a)是示出將樹脂板熔接於層疊膜的樣子的立體圖,(b)是示出將樹脂板切斷而形成樹脂成型體的樣子的立體圖。
第22圖係表示使用了長條的層疊膜的第3實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第23圖係表示使用了長條的層疊膜的第3實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第24圖係表示使用了長條的層疊膜的第3實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第25圖係表示薄膜包裝電池的製造工程的一部分的立體圖,該薄膜包裝電池使用了利用長條的層疊膜製造出的第3實施例的電池容器。
第26圖係表示第4實施例的電池容器的圖,其中,(a)是示出本實施例的電池容器的立體圖,(b)是示出使用了本實施例的電池容器的薄膜包裝電池的立體圖。
第27圖係表示第4實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第28圖係表示使用了長條的層疊膜的第4實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第29圖係表示使用了長條的層疊膜的第4實施例的電池容器的製造工程的一部分的立體圖。
第30圖係表示薄膜包裝電池的製造工程的一部分的立體圖,該薄膜包裝電池使用了利用長條的層疊膜製造出的第4實施例的電池容器。
1‧‧‧層疊膜
3‧‧‧蓋材
4‧‧‧容器主體
5‧‧‧電池元件
10‧‧‧電池容器
20‧‧‧薄膜包裝電池
42‧‧‧(容器主體的)端壁
43‧‧‧(容器主體的)側壁
44‧‧‧(容器主體的)引線夾持部
Claims (5)
- 一種電池容器,其具有容器主體以及蓋材,該容器主體由在金屬箔的一方的面上具有熔接層、在該金屬箔的另一方的面上具有保護層的層疊膜形成;該熔接層作為該容器主體的內表面側;該容器主體的周壁,係將從該容器主體的底部由折線彎折而立起的四個壁面熔接而連接;該四個壁面中,樹脂成型體被熔接於至少對向的一對該壁面的熔接層。
- 如申請專利範圍第1項所述的電池容器,其中該樹脂成型體為板體,板體的側面成為蓋材熔接面。
- 如申請專利範圍第2項所述的電池容器,其中,該樹脂成型體為在兩端具有該壁面熔接的延伸設置部的板體。
- 如申請專利範圍第1項所述的電池容器,其中,該樹脂成型體是框體,框體的頂面成為蓋材熔接面。
- 一種薄膜包裝電池,為使用了如申請專利範圍第1至4項中任一項之電池容器的薄膜包裝電池,其中,在該容器主體中收納電池元件,並通過該蓋材進行密封。
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