覆蓋有保護膜的電池封口板及採用它的電池的製作方法
2023-09-23 13:23:20
專利名稱：覆蓋有保護膜的電池封口板及採用它的電池的製作方法
技術領域：
本發明涉及電池的封口板，該封口板設置有用於封閉式電池的防爆安全閥，其中安全閥的保護是通過在封口板的金屬基底上施加保護膜以使安全閥的防爆機制不會受到損害而實現的，還涉及採用它的電池。
最近，隨著對尺寸更小的可攜式高性能電子器件的需求日益加劇，具有高能量密度的非水電解質二次電池廣泛用作這些器件的電源。由於非水電解質二次電池利用鹼金屬，如鋰，作為其正負電極的活性材料，所以這種二次電池採用一個密封結構的容器以使這種鹼金屬不會與大氣中的水分發生反應。
這種密封結構的非水電解質二次電池具有可貯存的優點，但是反過來，也產生一個由於密封性很高造成的問題。即如電池暴露在高溫作用下或處理不當，這種採用非水電解質的封閉式二次電池的內部壓力會異常升高並且最後甚至會自行爆裂。
例如，如鋰二次電池的供電電流超過額定電流而充電過度，或是電池處理不當從而造成正負電極短路導致大電流流入電池，電極元件中的非水電解質有時會分解在上述密封結構的電池容器內產生氣體。如這種氣體充滿上述密封結構的容器，電池的內部壓力就會異常升高而封閉式電池最後可能自行爆裂。
迄今為止已知有一種電池的封口板，具有防爆預防機制或用於將所產生的此種氣體釋放以防止封閉式電池如上所述的方式爆裂的安全閥。例如，在日本公開專利說明書平5-84025中公開了一用於正極端子是電池的封口板的封閉式電池的安全閥裝置，其上設置有放氣孔，並且其上焊接有防爆金屬箔片。在該公開說明書中，封口板設置有安全閥，其作用是在電池的內部壓力上升時，用於防爆的上述的金屬箔片會發生斷裂並通過正極端子的上述放氣孔將內部壓力釋放，從而減小內部壓力。
但是，在上述的安全閥的封口板中防爆金屬箔片製作得很薄，所以就出現了一個甚至受到普通的衝擊力金屬箔片也會發生破裂的問題。
例如，當封口板在製造工序中裝配到電池內完成封閉式電池時，或當用戶將電池插入到電子裝置中時，會錯誤地對安全閥施加衝擊力，這就會傷害安全閥。
因此，本發明的目的是提供一種電池封口板，其中通過在封口板的金屬基底上附加一個保護膜的較簡單的辦法可以使安全閥的防爆機制不會在正常使用中受到傷害。
為達到上述目的，本發明的第一方面提供一種表面覆蓋有保護膜的電池封口板。
另外，本發明的第二方面提供一種其保護膜預先已設置有切口的電池封口板。
本發明的第三方面提供這樣一種電池封口板，其中包括金屬基底、貼置於所述金屬基底的下表面上的金屬箔片，以及附加於所述金屬基底的上表面上且預先設置有預定形狀的切口的保護膜。
另外，本發明的第四方面提供一種採用上述任何一種封口板的電池。
圖1為示出設置有用於方形電池中的安全閥的保護機制的封口板的正視圖及其剖視圖。
圖2為用於方形電池的封口板的分解立體圖。
圖3為示出設置有用於圓柱形電池中的安全閥的保護機制的封口板的正視圖及其剖視圖。
圖4為用於圓柱形電池的封口板的分解立體圖。
圖5為示出用於方形電池中的安全閥機制的動作方式的說明圖A。
圖6為示出用於圓柱形電池中的安全閥機制的動作方式的說明圖B。
下面參考附圖對本發明的電池的封口板進行說明。
實例1圖1示出將本發明的封口板應用於方形電池的實例。
如圖1所示，具有安全閥的保護機制的封口板1包括一個用作正極端子的六面體端子17、絕緣墊圈16、按照預定形狀形成的保護膜10、金屬基底11及金屬箔片12。封口板1製成矩形以使其可與方形電池的開口端部分A的形狀一致。
另外，封口板1的金屬基底11在其邊緣部18具有一個構成安全閥V1的圓形放氣孔13，並且金屬箔片12貼置於金屬基底11的下表面上，而預定形狀的保護膜10附加於金屬基底11的上表面上。
在金屬基底11的中心部分處有一個穿透金屬基底11和金屬箔片12的整個厚度的圓形電極孔19，用來在其中接受用作電池正極端子的六面體端子17。
另一方面，電極孔19a上設置有保護膜10，保護膜10的尺寸大於上述電極孔19。用作電池正極的上述六面體端子17的上部為六面體形狀，以形成正極端子，而其下部為圓柱形，與絕緣墊圈16一起插入到上述的圓形電極孔19之中。
上述的安全閥元件V1包括有一個穿透金屬基底11和金屬箔片12暴露在上述放氣孔中的部分的放氣孔13。保護膜10上預先設置有一個例如舌形切口14，用來使安全閥的機制不會受到損傷。
圖2為圖1的封口板的分解透視圖。如圖2所示，封口板1包括一個用作電池正極端子的六面體端子17、絕緣墊圈16、以所要求的形狀形成的保護膜10、金屬基底11，以及金屬箔片12。
用作電池正極端子的端子可為，例如，與圖2所示的六面體形狀不同的圓柱形，只要不喪失端子功能即可。用作電池正極端子的六面體端子17與絕緣墊圈16一起插入到圓形電極孔19之中，之後再固定於金屬箔片12貼置於其上的金屬基底11之上。
實例2圖3示出將本發明的封口板應用於圓柱形電池的實例。
如圖3所示，具有安全閥保護機制的封口板2包括一個用作正極端子的圓柱形端子27、絕緣墊圈26、按照預定形狀形成的保護膜20、金屬基底21及金屬箔片22。封口板2製成圓形以使其可與圓柱形電池的開口端部分B的形狀一致。
另外，封口板2的金屬基底21在其邊緣部28具有一個構成安全閥V2的圓形放氣孔23，並且金屬箔片22貼置於金屬基底21的下表面上，而預定形狀的保護膜20附加於金屬基底21的上表面上。
在金屬基底21的中心部分處有一個穿透金屬基底21和金屬箔片22的整個厚度的圓形電極孔29用來在其中接受用作電池正極端子的六面體端子27。
另一方面，電極孔29a上設置有保護膜20，保護膜20的尺寸大於上述電極孔29。用作電池正極的上述六面體端子27的上部為六面體形狀，以形成正極端子，而其下部為圓柱形，與絕緣墊圈26一起插入到上述的圓形電極孔29之中。上述的安全閥元件V2包括有一個穿透金屬基底21和金屬箔片22暴露在上述放氣孔中的部分的放氣孔23。保護膜20上預先設置有一個，例如，舌形切口24用來使安全閥V2的機制不會受到損傷。
圖4為圖3的封口板的分解立體圖。如圖4所示，封口板2包括一個用作電池正極端子的六面體端子27、絕緣墊圈26、以所要求的形狀形成的保護膜20、金屬基底21，以及金屬箔片22。
用作電池正極端子的端子可為，例如，與圖4所示的圓柱形狀不同的六面體形狀，只要不喪失端子功能即可。用作電池正極端子的六面體端子27與絕緣墊圈26一起插入到圓形電極孔29之中，之後再固定於金屬箔片22貼置於其上的金屬基底21之上。
在上述這種結構中，即使在以通常方式使用電池時，例如，當實例1中的封口板1裝配到電池內完成封閉式電池得到最後成品或當用戶將實例1的電池插入到電子裝置中時，錯誤地將衝擊力施加於封口板1上，保護膜14會吸收衝擊力而使安全閥V1免受損傷。另外，由於組成安全閥V1的金屬箔片12暴露在放氣孔13之中的部分因為有了保護膜而永遠不會被直接觸及，所以就可以防止金屬箔片12的暴露部分破裂。保護膜也可防止外來物進入用作安全閥V1的放氣孔13，從而使安全閥V1的功能不會受到損傷。另外，由於金屬箔片12的暴露在放氣孔13中的部分並不直接暴露於大氣中，所以即使在，例如，酸性環境下，也很少會受到腐蝕。因此，就可以在相當長的期間內保持安全閥V1的機制，對於使用期中的電池這是一種改進。
另一方面，如圖5所示，如出現由於電池充電過度使電池電解質分解產生氣體等等的情況，所產生的氣體將充滿電池容器，從而使其內部壓力上升。上升的內部壓力將傳播到組成電池的封口板1的金屬箔片12上。由於金屬箔片12是貼置於金屬基底11的下表面上並與金屬基底11一起組成封口板1，而且兩者又都固定於方形電池的開口端部分A上，所以金屬箔片12暴露在放氣孔13之中的部分將受到所產生的氣體的壓力作用而變形。當壓力達到預定值時，變形部分斷裂使所產生的氣體(P)排出，如圖6所示，於是內部壓力就可減小。
此時，由於保護膜10上預先設置有一舌形切口14，就會形成一個支點部分15並且舌形切口14在所產生的氣體的壓力作用下會以支點部分15作為基點而抬起。這就是為何金屬基底11上的保護膜10不會阻礙放氣的原因。
可以使用任何常用的樹脂作為本發明的保護膜的薄膜，不管是哪一類樹脂都可以。特別是從與金屬的粘合力方面來考慮可以使用下面的樹脂。
即可從下面一組樹脂中選擇一種聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚偏氯乙烯樹脂以及丙烯酸樹脂。另外，也可使用由上述一組中選擇的兩種或兩種以上的樹脂組成的共聚物樹脂或使用由上述一組中選擇的兩種或兩種以上的樹脂混合組成的複合樹脂。
如這種樹脂的金屬粘合力不足，就需要採用另外的步驟。即在金屬基底的表面上施加一種熱固化粘合劑，如苯酚環氧基粘合劑，然後將樹脂薄膜置於其上，或預先將熱固化粘合劑施加於樹脂薄膜預備與金屬基底粘合的一側表面上。
樹脂薄膜的厚度一般最好是5至50μm，更優選為10至25μm。
根據本發明，在其邊緣部分設置有安全閥的電池封口板包括一個金屬基底，其中通過在封口板的金屬基底上附加一個保護膜的相對簡單的辦法就可以使安全閥受到保護。從而可以提供一種能夠保護安全閥免受衝擊從而使防爆機制不會被破壞的電池封口板，即使封口板或電池受到由於通常的操作不當，例如，將封口板裝配到電池內以完成封閉式電池或用戶將電池插入到電子裝置中而產生任何衝擊力時，也不會造成損傷。
權利要求
1.一種電池封口板，其中其表面覆蓋有保護膜。
2.如權利要求1所述的電池封口板，其中所述保護膜預先設置有切口。
3.一種電池封口板，包括金屬基底、貼置於所述金屬基底的下表面上的金屬箔片，以及固定於所述金屬基底的上表面上且預先設置有預定形狀的切口的保護膜。
4.一種採用如權利要求1至3中任一項所述的電池封口板的電池。
全文摘要
一種在其邊緣部分設置有安全閥的電池封口板,該安全閥採用一種較簡單的裝置得到保護,即將一層保護膜貼附於封口板的金屬基底上,在密封電池的生產過程中,將電池封口板裝配到電池中或用戶將電池安裝到電子設備之中時,電池封口板可承受通常處理電池時對封口板的衝擊,並且不會對安全閥的防爆機制產生任何損傷。此電池封口板包括:金屬基底、貼置於金屬基底的下表面上的金屬箔片、以及貼置於金屬基底的上表面上的具有預定形狀的切口的保護膜。還公開了一種用上述封口板進行密封的電池。
文檔編號H01M2/12GK1261463SQ98806518
公開日2000年7月26日 申請日期1998年6月5日 優先權日1997年6月5日
發明者西條謹二, 鈴木宏昌 申請人:東洋鋼鈑株式會社