覆膜電池的製作方法

2023-05-23 05:07:06

覆膜電池的製作方法
【專利摘要】提供了一種覆膜電池，使用覆膜材料作為外體並且具有優良的長期可靠性。一種覆膜電池，所述覆膜電池在通過堆疊熱封層13、阻擋層12和保護層11而得到的覆膜材料4中容納通過經過隔離物布置正電極和負電極而得到的電池元件6，並且所述覆膜電池具有密封部，所述密封部對容納所述電池元件6的所述覆膜材料4的外圍予以密封。密封部18包括:凝集/密封部19；以及第一界面接合部15，所述第一界面接合部15設置為與所述凝集/密封部的電池元件容納部側相鄰。
【專利說明】覆膜電池

【技術領域】
[0001] 本發明涉及電池元件容納在覆膜材料中的電池及其製造方法，更具體地，涉及具 有高長期可靠性的覆膜電池及其製造方法。

【背景技術】
[0002] 具有高容量密度和高質量密度的鋰離子電池不僅安裝在例如行動電話或數字照 相機等的行動裝置上，而且還安裝在電動自行車、電動摩託車、電動汽車等上。此外，隨著電 池使用的多樣化，對電池重量的降低和設計的高靈活性的要求已經增加。
[0003] 作為電池覆蓋組件，使用通過堆疊鋁箔等和合成樹脂薄膜得到的金屬外殼或覆膜 材料。作為滿足以上要求的電池，非常需要使用重量輕並且設計自由度高的覆膜材料的覆 膜電池。
[0004] 覆膜電池具有以下結構：在該結構中，用覆膜材料覆蓋並密封具有正電極和負電 極的電池元件，以使正電極端極子和負電極端極子伸出覆膜材料之外。電池覆蓋組件起到 防止電池內的電解液洩漏和水侵入進電池內的作用，並且密封部負責電池的可靠性，因此 有多種設計方式。
[0005] 例如，專利文獻1中，如圖10所示，在凝集/密封部19的電池元件6的容納部6a 的內側端部處提供樹脂塊32,凝集/密封部19是金屬層壓樹脂薄膜外殼的熔接部。結果， 接合界面具有曲面，允許壓力向樹脂塊32的兩端分散，這增強了電池的密封性。
[0006] 此外，專利文獻2中，提供其中在覆膜材料的熱封部的內側不執行熔接的部分。這 一點防止產生樹脂突起部的切口部，以防止剝離強度的降低。
[0007] 現有技術文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻 I JP 2000-277066 A
[0010] 專利文獻 2 JP 2005-332726 A


【發明內容】

[0011] 發明要解決的技術問題
[0012] 當由於反覆充放電或者由於在高溫環境下使用而導致在具有專利文獻1中公開 的結構的電池內部生成氣體時，以下問題發生。
[0013] S卩，如圖11中示出的，電池元件6膨脹以使覆膜材料4變形，導致壓力集中在樹脂 塊32和熱封層19的邊界，使龜裂（樹脂破斷/剝離部17)從熱封層19向阻擋層12擴展。
[0014] 接著，在龜裂部分處的阻擋層12與電解液之間的接觸引起阻擋層12的鋁或類似 物的腐蝕，這可以生成缺陷，例如洞或龜裂，從而與外側連通以導致電解液的洩漏。
[0015] 問題的解決手段
[0016] 本發明的問題通過以下方式解決：一種覆膜電池，所述覆膜電池在通過堆疊熱封 層、阻擋層和保護層而得到的覆膜材料中容納通過經過隔離物布置正電極和負電極而得到 的電池元件，並且所述覆膜電池具有密封部，所述密封部對容納所述電池元件的所述覆膜 材料的外圍予以密封，其中，所述密封部包括：凝集/密封部，在所述密封部的至少一部分 處；以及第一界面接合部，設置為與所述凝集/密封部的電池元件容納部側相鄰。
[0017] 發明的有益效果
[0018] 本發明中，界面接合部形成為與凝集/密封部的電池元件側相鄰，所述凝集/密封 部形成在覆膜材料的密封部的至少一部分處。因此，當覆膜電池由於電池內生成氣體而膨 脹時，密封部沿界面接合部開裂。因此，可能防止凝集/密封部的損壞，從而防止作為覆膜 材料內層的阻擋層（例如金屬阻擋層）被電解液腐蝕。因此，可以提供具有高長期可靠性 的覆膜電池。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是根據本發明示出的覆膜電池的示例的平面圖。
[0020] 圖2是沿圖1的線A-A'的部分截面圖，其示出了本發明的實施例。
[0021] 圖3A至3C分別是沿圖1的線A-A'的截面圖，其順序地示出了根據本發明的覆膜 電池的密封工藝，其中圖3A是示出加熱工藝的視圖，圖3B是示出冷卻工藝的視圖，以及圖 3C是示出在密封工藝後的密封部的視圖。
[0022] 圖4是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的另一實施例。
[0023] 圖5是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的另一實施例。
[0024] 圖6是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的另一實施例。
[0025] 圖7是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的另一實施例。
[0026] 圖8是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的示例。
[0027] 圖9是沿圖1的線A-A'的截面圖，其示出了本發明的示例。
[0028] 圖10是與圖1的A-A^截面相對應的部分的截面圖，其不出了傳統覆膜電池。
[0029] 圖11是與圖1的A-A^截面相對應的部分的截面圖，其不出了傳統覆膜電池。

【具體實施方式】
[0030] 以下將參照附圖詳細描述本發明的實施例。
[0031] 圖1是根據本發明示出的覆膜電池的示例的平面圖。
[0032] 覆膜電池1具有分別與安裝至電池元件的正電極引線端子和負電極引線端子相 連的正電極端子2和負電極端子3。
[0033] 使正電極端子2和負電極端子3從覆膜材料4伸出，並且在覆膜材料4周圍形成 熱封部5以便密封。
[0034] 圖1中，利用兩個組件來容納電池元件，每個組件具有針對所述電池元件的容納 部，然後密封每個組件的整個外圍；然而，可以通過其他方法來實現密封。
[0035] 例如，電池元件由單個摺疊覆膜材料容納或者容納在通過壓模而形成的容納部中 的配置是可能的，然後執行密封。
[0036] 此外，可以採用電池元件容納在通過將覆膜材料處理為圓柱形或封套形而得到的 組件中的配置，然後遮蔽組件的開口。
[0037] 此外，儘管圖1中的示例中正電極端子2和負電極端子3從同側伸出，但是本發明 不限於此。正電極端子2和負電極端子3可以分別從不同側（例如，相對側）伸出。
[0038] 此外，電池元件可以是通過經過隔離物順序地堆疊多個正電極和負電極而得到的 堆疊體，或者可以是通過卷繞帶狀積層體而得到的卷繞體。
[0039] 圖2是沿圖1的線A-A'的根據本發明的覆膜電池的部分切開截面圖。容納電池 元件6的覆膜材料4包括：保護外表面的表面保護層11 ;防止氣體傳輸的阻擋層12 (例如 金屬阻擋層）；以及防止電解質和熱熔接物浸透覆膜材料的熱封層13。
[0040] 作為表面保護層11，可以使用合成樹脂材料，合成樹脂材料具有足夠高的延展性 以防止在加工覆膜材料4時破斷，並且具有高於熱封層的熔點或軟化點的熔點或軟化點。 具體地，優選使用在加工時表現出足夠的延展性並具有高熔點或軟化點的樹脂，例如尼龍 或聚乙烯對苯二甲酸酯。
[0041] 作為阻擋層12,可以使用各種類型的阻擋層，例如金屬或金屬氧化物沉積層或者 金屬薄膜，其防止氣體傳輸並且具有足夠高的延展性以防止加工時破斷。具體地，優選使用 具有高延展性並且機械加工性好的鋁或鋁合金箔。
[0042] 作為熱封層13,可以使用合成樹脂層，合成樹脂層具有對電解液的抗腐蝕性和在 熱封時接合強度好。具體示例包括：聚烯烴型合成樹脂，例如聚丙烯或聚乙烯；以及包含一 種或多種改良聚烯烴樹脂的合成樹脂。
[0043] 表面保護層11，阻擋層12和熱封層13可以各自具有單層結構或多層結構。在多 層結構的情況下，多層可以具有不同的特性。
[0044] 覆膜材料4的密封部18在其電池元件容納部6a側具有界面接合部15。作為在軟 化/半熔融狀態下對熱封層加壓的結果，由於熱封層的約幾微米的侵蝕而生成界面接合部 15。當熱封層達到烙點並且結合在一起時,生成凝集/烙接層。
[0045] 此外，由熔融狀態的熱封層形成的凝集/密封部19與界面接合部15的與容納部 6a側相對的一側相接觸。
[0046] 以下，存在界面接合部15的範圍稱為界面接合區域15a，以及存在凝集/密封部 19的區域稱為凝集/接合區域19a。
[0047] 本發明的覆膜電池1具有與凝集/密封部19相接觸的界面接合部15。當電池膨 脹時，只有具有在熱封層之間的邊界表面的界面接合部15沿所述邊界表面破裂。因此，損 害不在凝集/密封部19中發生，由此防止阻擋層外露。
[0048] 圖3A至3C分別是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其 說明了覆膜電池的製造方法。
[0049] 如圖3A所示，使用兩個加熱組件21按壓密封部分18的兩個表面並進行加熱直至 熱封層的熔接表面達到熔融狀態。
[0050] 接著，如圖3B所示，移除加熱組件21後，用兩個冷卻組件22來冷卻位於邊界處的 區域，所述邊界具有從兩側隆起的部分。要冷卻的區域包括加熱組件按壓的區域及其在電 池元件容納部6a側的相鄰區域。這種冷卻防止凝集/密封部19中的晶粒大小由於再結晶 而減小，並允許在密封部18中被加熱組件按壓的部分附近形成界面接合部15。
[0051] 接著，如圖3C所示，除在傾倒電解液側的電解液傾倒部之外，通過熱封來密封覆 膜材料的外圍側，並且將每側的外圍切割為預定形狀。在通過電解液傾倒部傾倒電解液後， 以同樣的方式來密封電解液傾倒部，從而獲得覆膜電池。
[0052] 圖4是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其說明了本發 明的另一實施例。
[0053] 覆膜材料4的密封部18具有凝集/密封部19和界面接合部15,並且界面接合部 具有彎曲部31。
[0054] 根據本實施例的電池通過輕微移位彼此夾持覆膜材料的兩個加熱組件（未示出） 來形成電池。即，在密封部18中在熱封層被軟化的區域中生成位移。
[0055] 密封部中，在隆起部側的一個加熱組件的端面比其他加熱組件更多地向隆起部側 推動覆膜材料4的熱封層。
[0056] S卩，將熱封層推向電池元件容納部6a側造成界面接合部15中的彎曲部31，彎曲部 31的界面是彎曲的。
[0057] 在本發明中，即使當存在加熱組件之間的輕微移位時，也能夠在凝集/密封部19 的電池元件容納部6a側類似地形成界面接合部15。此外，其長度通過彎曲而增加的界面接 合部15表現出高的抗破裂性。
[0058] 圖5是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其示出半發明 的另一實施例。覆膜材料4的密封部18具有凝集/密封部19和界面接合部15,並且界面 接合部具有樹脂塊32。
[0059] 相比於圖3中示出的電池，兩個加熱組件（未示出）的端面接近電池元件容納部 6a的平坦部邊界側，電池元件容納部6a的平坦部邊界側是電池元件容納部6a的隆起部和 平坦部之間的邊界。結果，熱封層從密封部向內突出以形成樹脂塊32。
[0060] 樹脂塊32與界面接合部15 -體成型，使得從凝集/密封部19到界面接合部15 的距離增加。結果，從破裂開始的樹脂塊32的端部至破裂達到凝集/密封部19的點之間 的距離有利地增加了。
[0061] 圖6是根據本發明實施例沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其說明 了本發明的另一實施例。
[0062] 該實施例在以下各點不同於圖3所示的實施例：兩個加熱組件（未示出）的端面 接近電池元件容納部6a的平坦部邊界側，電池元件容納部6a的平坦部邊界側是電池元件 容納部6a的隆起部和平坦部之間的邊界；以及在兩個加熱組件之間生成輕微移位。在圖6 的密封部中，在熱封層熔化的區域中生成移位。
[0063] 結果，熱封層從密封部向內突出以形成樹脂塊32,並且進一步形成界面的彎曲部 31。此外，通過彎曲部31增加界面接合部15的長度，從而通過樹脂塊32增強抗斷裂性並 增強密封部18的強度。
[0064] 圖6示出為在熱封時，樹脂塊32向內突起，並且覆膜材料的內表面處的熱封層彼 此分離；然而，未清楚定義熱封層之間的邊界，而一體成型覆膜材料內表面的突起樹脂塊和 熱封層。相同地適用於其他附圖。
[0065] 圖7是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其說明了本發 明的另一實施例。
[0066] 圖7中示出的實施例的電池中，由於兩個加熱組件之間的移位而生成的樹脂塊32 形成於不同於圖6所示的位置處。
[0067] 即，相比於圖6,彼此夾持覆膜材料的兩個加熱組件之間的移位量增加。此外，加熱 組件的端面接近覆膜材料的隆起部和平坦部之間的邊界，以便密封。這增加了要向電池內 側突起的樹脂量。因此，樹脂突出量對應於加熱組件之間的移位量而偏移，導致在界面接合 部15中形成彎曲部31。
[0068] 如在圖6中的覆膜電池中一樣，界面接合部15的界面的長度通過界面接合部15 中形成的彎曲部31而增加，以增強抗破裂性。這在防止凝集/密封部19的強度降低以免 損壞中起到很大作用。
[0069] 圖8是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其示出本發明 的另一實施例。
[0070] 圖8的實施例中，由於覆膜材料內側壓力升高，在界面接合部15的端部形成界面 接合剝離部16。
[0071] 如上述，當內部壓力增加時，界面接合部15的端部首先選擇性地開裂，界面接合 部15的所述端部接近具有低於凝集/密封部19的強度的電池元件容納部側6a的內部。
[0072] 結果，生成界面接合剝離部16。即使當生成界面接合剝離部16時，不發生整個界 面接合部15的開裂、凝集/密封部19的損壞或者阻擋層12 (例如鋁）的外露。
[0073] 圖9是根據本發明沿圖1的線A-A'的覆膜電池的部分切開截面圖，其說明了本發 明的另一實施例。
[0074] 圖9的實施例中，作為覆膜材料內壓力升高的結果，在樹脂塊32中生成界面接合 剝離部16,該樹脂塊32在界面接合部15的端部形成。
[0075] 當內部壓力升高時，界面接合部15的端部首先選擇性地開裂，界面接合部15的所 述端部接近電池元件側內部。結果，生成界面接合剝離部16。即使當生成界面接合剝離部 16時，不發生整個界面接合部15的開裂、凝集/密封部19的損壞或者阻擋層12 (例如鋁） 的外露。
[0076] 此外，如該示例中所示，形成樹脂塊32以接觸界面接合部15,使得在樹脂塊32內 側停止開裂，防止界面接合部15被不利地影響。
[0077] 示例
[0078] 以下描述本發明的示例和對比示例。
[0079] 示例 1
[0080] (正電極的生產）
[0081] 將92份質量的鋰猛（LiMn2O4)粉末、5份質量的炭黑和3份質量的聚偏二氟乙烯 與NMP混合以製備正電極泥漿。將得到的正電極泥漿塗在20 μ m厚的鋁箔的兩個表面上， 然後乾燥，其後通過滾輪按壓正電極表面。
[0082] 接著，切割塗有正電極活性材料的鋁箔，以獲得正電極，其中長105mm且寬55mm的 正電極和長15mm且寬IOmm的正電極接頭一體成型。
[0083] (負電極的生產）
[0084] 91份質量的石墨、1份質量的炭黑以及8份質量的聚偏二氟乙烯與NMP混合以制 備負電極泥漿。將得到的負電極泥漿塗在10 μ m厚的銅箔上，然後乾燥，其後通過滾輪按壓 負電極表面。
[0085] 接著，切割塗有負電極活性材料的銅箔，以獲得負電極，其中長109mm且寬59mm的 負電極和長12mm且寬IOmm的負電極接頭一體成型。
[0086](電池元件的生產）
[0087] 將獲得的正電極和負電極通過隔離物交替堆疊，使得最外層是負電極以生產電池 元件，其中隔離物分別由聚丙烯製成並長111mm、寬59mm、厚度25 μ m。所使用的正電極數量 是15,使用的負電極數量是16。
[0088] 作為要引出覆膜材料之外的正電極引線端子，使用長30mm、寬IOmm且厚200 μ m的 鋁箔。此外，鋁引線端子與每個所堆疊的正電極的正電極接頭相連，該鋁引線端極子包括在 密封時將與覆膜材料一體成型的合成樹脂層。
[0089] 此夕卜，作為負電極引線端極子，使用長30mm、寬IOmm且厚200 μ m的銅箔。銅引線 端子與每個所堆疊的負電極的負電極接頭相連，該銅引線端極子包括在密封時將與覆膜材 料一體成型的合成樹脂層。
[0090] (覆膜電池的生產）
[0091] 作為覆膜材料，使用包括以下各層的層壓膜：
[0092] 表面保護層：由25 μ m厚的尼龍製成；
[0093] 阻擋層：40 μ m厚的錯猜；
[0094] 黏合劑內部層：具有厚度50 μ m、熔點145°以及軟化點120°的隨機-塊-隨機 三層結構的聚丙烯膜。
[0095] 製備了分別具有長180mm、寬IOOmm和厚115 μ m的兩個覆膜材料。通過在每個覆 膜材料的中心隆起來形成具有長120mm、寬70mm和深3mm的凹部。
[0096] 電池元件容納在由隆起形成的凹部中，並且正極和負極引線端極子從一側引出覆 膜材料之外。
[0097] 引線端子引出側和與引線端子引出側相接觸的兩側是密封的，以形成正電極和負 電極端極子。
[0098] 接著，傾倒電解液，其中以與引線端子引出的側相對的側作為傾倒側，並最終密封 傾倒側。作為電解液，使用通過碳酸次乙酯和碳酸二乙酯組成的混合溶劑中溶解例如LiPF6 等的鋰鹽而獲得的電解液。
[0099] 對於端子側，分別布置各自具有5mm寬度並且各自具有180°C溫度的兩個加熱組 件，使得其在隆起部上的端面與覆膜材料的隆起部跟平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離 0. 5mm。接著，用布置為具有0. 2mm間隙的兩個加熱組件夾持覆膜材料6秒，以便密封。
[0100] 此後，分別布置各自具有5. 6mm寬度並且各自具有25°C溫度的兩個冷卻組件,使 得其在隆起部側的端面位於隆起部和平坦部之間的邊界處。接著，用布置為具有〇. 2_間 距的兩個加熱組件夾持覆膜材料1. 5秒，以便冷卻。
[0101] 對於每個側面，分別布置7. 5_寬並且各自具有160°C溫度的兩個加熱組件，使得 其在隆起部側上的端面與覆膜材料的隆起部跟平坦部之間的邊界分離0. 5_。接著，用布置 為具有0. Imm間距的兩個加熱組件夾持覆膜材料5秒，以便密封。
[0102] 此後，分別布置IOmm寬並且各自具有室溫的兩個冷卻組件，使得其在隆起部側上 的端面位於隆起部和平坦部之間的邊界處。接著，用布置為具有〇. 15_間距的兩個冷卻組 件夾持覆膜材料3秒，以便冷卻。
[0103] 在從傾倒側傾倒之前，將電解液傾倒入這樣生產的覆膜電池中。
[0104] 接著，對於傾倒側，分別布置7. 5mm寬並且各自具有170°C溫度的兩個加熱組件， 使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的隆起部跟平坦部之間的邊界分離0. 5_。接著，用 布置為具有〇. 〇75mm間距的兩個加熱組件夾持覆膜材料5秒，以便密封。
[0105] 此後，分別布置IOmm寬並且各自具有室溫溫度的兩個冷卻組件，使得其在隆起部 側上的端面位於隆起部和平坦部之間的邊界上。接著，用布置為具有0. 15mm間距的兩個冷 卻組件夾持覆膜材料3秒，以便冷卻。
[0106] 最後，分別切掉相應側面和傾倒側的熔接部分，以便塑造外觀，而留下5mm，由此獲 得具有圖2中示出的截面結構的覆膜電池。
[0107] 在本發明中，考慮熔接部的溫度特徵的差異，根據工業熔接部，通過溫度設置，在 所有熔接部分形成凝集/密封部層和界面接合層。
[0108] 示例 2
[0109] 示例1中的兩個加熱組件之一布置為使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的 隆起部跟平坦部之間的邊界分離〇. 5_，兩個加熱組件中的另一個布置為使得與覆膜材料 的隆起部跟平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離0. 6_，隨後進行密封。
[0110] 生產覆膜電池的其他條件與示例1中相同。結果，獲得具有圖4中示出的截面結 構的覆膜電池。
[0111] 通過輕微移位夾持覆膜材料的兩個加熱組件，在密封部的熱封層被軟化的位置生 成移位。
[0112] 結果，將接觸加熱組件（該加熱組件更靠近覆膜材料的隆起部和平坦部之間的邊 界）的覆膜材料的熱封層，從接觸另一加熱組件的覆膜材料的熔接層的隆起部側端面所在 的位置向電池內側推出，由此形成彎曲部，在彎曲部中界面接合部出現的界面是彎曲的。
[0113] 針對示例2中生產的電池用示例1的電池相同的方式執行劣化加速測試，並且其 結果在表1和2中示出。
[0114] 示例 3
[0115] 分別布置用於示例1中的加熱組件，使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的隆 起部和平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離0. 3_。生產覆膜電池的其他條件與示例1中 相同。結果，得到具有圖5中示出的截面結構的覆膜電池。
[0116] 即，加熱組件的端面與膜狀塗布材料的隆起部和平坦部之間的邊界朝向平坦部側 分離0. 3mm，隨後進行密封。
[0117] 結果，熱封層從密封部向內突出，以形成樹脂塊32。
[0118] 用與示例1中的電池相同的方式對示例3中生產的電池執行劣化加速測試，並且 其結果在表1和2中示出。
[0119] 示例 4
[0120] 示例3中的兩個加熱組件之一布置為使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的 隆起部和平坦部之間的邊界分離（).3_。
[0121] 兩個加熱組件的另一個布置為使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的隆起部 和平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離0. 4_，隨後進行密封。生產覆膜電池的其他條件與 示例1中相同。結果，得到具有圖6中示出的截面結構的覆膜電池。
[0122] 用與示例1中的電池相同的方式對示例4中生產的電池執行劣化加速測試，並且 其結果在表1和2中示出。
[0123] 在該示例的電池中，通過輕微移位夾持覆膜材料的兩個加熱組件，在密封部的熱 封層軟化的位置生成移位。結果，將接觸加熱組件（該加熱組件在隆起部側的端面更接近 覆膜材料的隆起部和平坦部之間的邊界）的覆膜材料的熱封層從接觸另一加熱組件的覆 膜材料的熔接層的隆起部側端面所在的位置推向電池內側。
[0124] 此外，界面接合部31中出現的界面31是彎曲的，並且彎曲部延伸至樹脂塊32。
[0125] 示例 5
[0126] 示例4中的兩個加熱組件之一布置為使得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的 隆起部和平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離〇.2mm，兩個加熱組件的另一個布置為使 得其在隆起部側上的端面與覆膜材料的隆起部和平坦部之間的邊界朝向平坦部側分離 0. 4mm，隨後進行密封。
[0127] 生產覆膜電池的其他條件與示例3中相同。結果，得到具有圖7中示出的截面結 構的覆膜電池。
[0128] 夾持覆膜材料的兩個加熱組件之間的移位量增加，並且因此加熱組件的端面靠近 覆膜材料的隆起部和平坦部之間的邊界，以便密封。
[0129] 因此，樹脂突起量對應於加熱組件之間的移位量而偏移，界面接合部中呈現的界 面是彎曲的。
[0130] 用與示例1中的電池相同的方式對示例5中生產的電池執行劣化加速測試，並且 其結果在表1和2中示出。
[0131] 示例 6
[0132] 生產覆膜電池的其他條件與示例1中相同，區別在於在由加熱組件加熱完成之 後，由冷卻組件執行4秒冷卻。用與示例1中的電池相同的方式對示例6中生產的電池執 行劣化加速測試，並且其結果在表1和2中示出。
[0133] 示例 7
[0134] 生產覆膜電池的其他條件與示例2中相同，區別在於在由加熱組件加熱完成之 後，由冷卻組件執行4秒冷卻。用與示例1中的電池相同的方式對示例7中生產的電池執 行劣化加速測試，並且其結果在表1和2中示出。
[0135] 示例 8
[0136] 生產覆膜電池的其他條件與示例3中相同，區別在於在由加熱組件加熱完成之 後，由冷卻組件執行4秒冷卻。用與示例1中的電池相同的方式對示例8中生產的電池執 行劣化加速測試，並且其結果在表1和2中示出。
[0137] 示例 9
[0138] 生產覆膜電池的其他條件與示例4中相同，區別在於在由加熱組件加熱完成之 後，由冷卻組件執行4秒冷卻。用與示例1中的電池相同的方式對示例9中生產的電池執 行劣化加速測試，並且其結果在表1和2中示出。
[0139] 示例 10
[0140] 生產覆膜電池的其他條件與示例5中相同，區別在於在由加熱組件加熱完成之 後，由冷卻組件執行4秒冷卻。用與示例1中的電池相同的方式對示例10中生產的電池執 行劣化加速測試，並且其結果在表1和2中示出。
[0141] 對比示例1
[0142] 在密封部進行熱封時，加熱部的溫度對於終端引線側設置為200°C，對於側壁設置 為180°C，以及對於傾倒側設置為190°C，由此將密封部的各熔接部的溫度設置在155°C至 190°C的範圍內。
[0143] S卩，通過將熱封部的熔接溫度設置為足夠高於熔點的值，密封部和樹脂塊分別由 晶體部分組成。
[0144] 生產覆膜電池的其他條件與示例3中相同。結果，如圖10中示出的，在凝集/密 封部19中形成樹脂塊32。
[0145] 用與示例1中的電池相同的方式對對比示例1中生產的電池執行劣化加速測試， 並且其結果在表1和2中示出。
[0146] 對比示例2
[0147] 用與對比示例1中相同的方式生產電池，區別在於在由加熱組件加熱完成之後， 由冷卻組件執行4秒冷卻。
[0148] 用與示例1中的電池相同的方式對對比示例2中生產的電池執行劣化加速測試， 並且其結果在表1和2中示出。
[0149] 評估測試方法1
[0150] 抗拉測試結果
[0151] 根據以下評估方法針對所生產的電池執行測試，並且在以下表中示出結果。
[0152] 將覆膜材料的側面在垂直於熱封方向上的方向上切割為寬15mm和長度50mm，以 獲得抗拉測試的測試片。摺疊測試片，使得兩個未熔接的部分成直線對準，以得到T型測試 片。T型測試片的未烙接部分之一固定，在垂直方向上通過張力計以10mm/min的速度拉動 另一未熔接部分，並且確認最大張力強度以及鋁層外露的位置。表1中示出確認結果。
[0153] 在示例1至5和對比示例1中，張力強度約為140N/15mm，其中在完成加熱之 後直至冷卻開始的時間段被設置為1秒，而在示例6-10和對比示例2中張力強度約為 110N/15mm，其中在完成加熱後直至冷卻開始的時間段被設為4秒。認為這是因為加熱結束 和冷卻開始之間的間隔的增加導致發生重結晶，以加速凝集/密封部的脆化。
[0154] 到鋁層外露處的距離示例1和3中高達0. 5mm，示例2中0. 6mm，示例4中0. 7mm， 並且示例5中0· 9mm，而在對比示例中0· Omm。
[0155] 此外，在示例1至10中，不同於對比示例1和2,所形成的界面接合層的開裂到達 凝集/熔接層，然後鋁層外露。此外，在示例2、4、5、7、9和10中，由此與示例1、3、6和8相 t匕，界面接合層的彎曲增加了開裂的距離，由此增加了至金屬層外露處的距離。
[0156] 表 1
[0157]

【權利要求】
1. 一種覆膜電池，所述覆膜電池在通過堆疊熱封層、阻擋層和保護層而得到的覆膜材 料中容納通過經過隔離物布置正電極和負電極而得到的電池元件，並且所述覆膜電池具有 密封部，所述密封部對容納所述電池元件的所述覆膜材料的外圍予以密封，其特徵在於，所 述密封部包括：凝集/密封部；以及第一界面接合部，所述第一界面接合部具有所述覆膜材 料之間的接合界面，並且所述第一界面接合部設置在與所述凝集/密封部的電池元件容納 部側相鄰處。
2. 根據權利要求1所述的覆膜電池，其特徵在於： 在所述第一界面接合部的接合邊界的至少一部分中形成彎曲部。
3. 根據權利要求1或2所述的覆膜電池，其特徵在於： 在所述密封部的所述電池元件容納部側的一部分附近形成樹脂塊。
4. 根據權利要求4所述的覆膜電池，其特徵在於： 所述樹脂塊和所述密封部彼此一體成型或者彼此相鄰布置。
5. 根據權利要求3或4所述的覆膜電池，其特徵在於： 在所述樹脂塊內側形成第二界面接合部，所述第二界面接合部具有所述覆膜材料之間 的接合界面。
6. 根據權利要求5所述的覆膜電池，其特徵在於： 在所述第二界面接合部中形成彎曲部。
7. 根據權利要求5或權利要求6所述的覆膜電池，其特徵在於： 連續形成所述第一界面接合部和所述第二界面接合部。
8. 根據權利要求5至7中任一項所述的覆膜電池，其特徵在於： 所述樹脂塊在所述界面接合部的位於所述電池元件容納部側的一部分處並且與所述 界面接合部的位於所述電池元件容納部側的所述一部分一體成型。
9. 一種覆膜電池的生產方法，所述覆膜電池在通過堆疊熱封層、阻擋層和保護層而獲 得的覆膜材料中容納通過經過隔離物布置正電極和負電極而得到的電池元件，並且所述覆 膜電池通過對所述覆膜材料的外圍予以密封而形成密封部，其特徵在於，所述生產方法包 括： 分別向所述密封部的兩側表面按壓加熱組件，以對所述密封部分加熱，並將所述加熱 組件從所按壓的部分移開； 分別向所述加熱組件按壓的所述部分以及所述密封部的在所述電池元件側與所述加 熱組件按壓的所述部分相鄰的另外一部分，按壓冷卻組件，以冷卻所述密封部，從而形成凝 聚/熱封部和與所述凝聚/封裝部相鄰的界面接合部。
10. 根據權利要求9所述的生產方法，其特徵在於： 向覆膜材料的所述兩個表面對稱地按壓加所述加熱組件。
11. 根據權利要求9所述的生產方法，其特徵在於： 使向所述覆膜材料的所述兩個表面按壓的所述加熱組件之一比所述加熱組件中的另 一個更接近所述電池元件側。
【文檔編號】H01M2/02GK104412407SQ201380032279
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】市川智之, 小嶋育央 申請人:Nec能源元器件株式會社