專利名稱：薄膜覆蓋電池及薄膜覆蓋電池的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種薄膜覆蓋電池(film-covered battery)以及制備該薄膜覆蓋電池的方法，該薄膜覆蓋電池具有封裝在用于覆蓋電池的柔性材料中的電池元件。
背景技術：
近幾年，已經更嚴格的要求用作便攜裝置等的電源的電池重量減輕并且厚度變薄。從而，關于用于覆蓋電池的材料，能夠進一步減少重量和厚度的層壓薄膜已經得到越來越多地使用，以替代重量和厚度減少受到限制的傳統(tǒng)的金屬外殼。該層壓薄膜與金屬外殼相比，可以自由地制備成不同的形狀，其包括金屬薄膜或金屬薄膜和熱封樹脂薄膜的層壓體。
作為用于覆蓋電池的材料的層壓薄膜的代表性實施例，為三層層壓薄膜，該三層層壓薄膜具有層壓在鋁薄膜(其為金屬薄膜)的一側的的熱封樹脂薄膜(其為熱封層)和層壓在鋁薄膜的另一側的保護薄膜。
一般地，在使用層壓薄膜作為覆蓋材料的薄膜覆蓋電池中，通過采用覆蓋材料以熱封樹脂薄膜位于內側的方式覆蓋電池元件，以及通過熱封電池元件周圍的覆蓋材料，來對包括正電極、負電極和電解質等的電池元件進行氣密密封(以下簡稱為“密封”)。例如，聚乙烯或聚丙烯用作熱封樹脂薄膜，然而，例如尼龍薄膜或聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜用作保護薄膜。
例如，作為電池元件，除了諸如鋰電池、鎳氫電池等的化學電池外，那些具有存儲電荷功能的元件(例如電容器)也使用層壓薄膜作為覆蓋材料。
在薄膜覆蓋電池中，導線端子分別連接電池元件的正電極和負電極，用于將正電極和負電極引出覆蓋材料的外部以從覆蓋材料延伸出這些導線端子。在密封電池元件前通過超聲波焊接等將該導線端子連接到電池元件。此外，通過將電池元件夾入兩片覆蓋材料中間，以及通過沿著周邊熱封覆蓋材料來對電池元件進行密封。首先通過熱封覆蓋材料的三個邊以形成袋子來熱封覆蓋材料。隨后，將空氣從覆蓋材料的內部排出以在覆蓋材料的內部產生真空，通過大氣壓力，覆蓋材料與電池元件緊密接觸，并且在該狀態(tài)下熱封剩余的一側邊。
當電池元件具有一定厚度時，通常的方法是使得其中一個覆蓋材料通過深沖壓形成項圈形容器，以使得電池元件適于容納在其中，從電池元件的上面覆蓋形成為容器形狀的覆蓋材料，以及通過熱熔連接項圈。
為了防止外部的濕氣等進入薄膜覆蓋電池，以及為了防止在薄膜覆蓋電池中的電解質溶液等漏出外部，在覆蓋薄膜中使用鋁等的金屬薄膜作為阻擋層，但是熱封樹脂薄膜層沿著電池元件周圍的連接部分暴露，導致基于樹脂本身的分子輸送現(xiàn)象的泄漏路徑。因此，為了提高薄膜覆蓋電池的密封可靠性，通過增加連接部分的寬度以延伸傳輸路徑并增加阻力可以減少泄漏，然而這會導致薄膜覆蓋電池的突出面積更大的問題。因此，JP-A-2002-25514提出了通過朝向電池元件容納部分折疊連接部分來減少突出面積。

發(fā)明內容
然而，常規(guī)薄膜覆蓋電池的前述折疊連接部分會導致可能破壞的問題，例如破裂，該破裂是由于外層不能隨著薄膜延長，而在折疊部分中斷開。這是因為層壓薄膜的厚度導致折疊薄膜的內側和外側之間延長的差別。以下將參照圖1、2和3描述這種現(xiàn)象。
例如，如圖1所示，薄膜覆蓋電池101具有如下形狀，以使得兩個相對邊的連接部分朝向電池元件基本上以直角折疊，以減少突出面積。如圖2中示出的在折疊前靠近連接部分的橫截面圖所示，保護薄膜102c、金屬薄膜102d和熱封樹脂薄膜102e中任何的厚度在連接部分都會變化。
然而，如圖3所示，當連接部分從底部基本上以直角朝向電池元件容納部分折疊時，在折痕的外側106a上的層延長而變薄，從而會導致產生破裂。如果在金屬薄膜102d層中產生破裂，則通過破裂產生泄漏路徑，以及會形成從破裂到電池內部的短的傳輸路徑，致使對薄膜覆蓋電池101的性能和可靠性造成可能的損害。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜覆蓋電池以及制備薄膜覆蓋電池的方法，該薄膜覆蓋電池具有封裝在柔性覆蓋材料中的電池元件，該薄膜覆蓋電池能夠避免覆蓋材料受到折疊連接部分時產生的損害。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的薄膜覆蓋電池包括電池元件，并具有正電極面對負電極的構造，以及其中覆蓋薄膜至少具有層壓的熱封樹脂層和金屬薄膜層，以用位于內側的熱封樹脂層封裝電池元件，以及通過熱封連接部分來密封電池元件，該連接部分具有至少一個沿著周邊被折疊的邊，其特征在于連接部分形成有至少一個折痕，以及該折痕的厚度小于該折痕周圍的連接部分的厚度。
如上所述構造的本發(fā)明的薄膜覆蓋電池具有小于連接部分的厚度的折痕。具體地，由于折痕具有較小的厚度，當連接部分沿著折痕折疊時，折痕的外側沒有過度地延長。從而可以防止由于覆蓋薄膜的延長產生破裂。此外，由于折痕的存在限定了折疊位置，所以連接部分不會在不適合的位置進行折疊。這樣，在折疊后薄膜覆蓋電池適于制備成統(tǒng)一的尺寸。
另外，在薄膜覆蓋電池中，折痕可以是凹槽，或者凹槽可以形成在連接部分的至少一個邊中。
另外，在薄膜覆蓋電池中，多個折痕可以形成在連接部分中，這樣沿著每個折痕折疊連接部分。
本發(fā)明的薄膜覆蓋電池包括電池元件，并具有正電極面對負電極的構造，以及其中覆蓋薄膜至少具有層壓的熱封樹脂層和金屬薄膜層，以用位于內側的熱封樹脂層封裝電池元件，以及通過熱封連接部分來密封電池元件，該連接部分具有至少一個沿著周邊折疊的邊，其特征在于連接部分形成有多個折痕，該折痕的厚度小于該折痕周圍的連接部分的厚度，折痕是形成在連接部分的至少一個邊中的凹槽，以及沿著每個折痕折疊連接部分。
此外，在薄膜覆蓋電池中，電池元件可以是化學電池和電容器中的一種。
本發(fā)明提供一種薄膜覆蓋電池的制備方法，其特征在于電池元件封裝在覆蓋薄膜中，該覆蓋薄膜具有至少一個圍繞電池元件形成的折痕連接部分，并包括如下步驟在連接部分中形成至少一個折痕，該折痕的厚度小于周圍的連接部分厚度，以及沿著該折痕折疊連接部分。
如上所述構造的本發(fā)明的薄膜覆蓋電池具有小于連接部分的厚度的折痕。因此，降低了折疊需要的力。此外，由于折痕的存在限定了折疊位置，該連接部分將不會在不合適的位置上折疊。這樣，在折疊后薄膜覆蓋電池適于制備成均一的尺寸。此外，當連接部分沿著折痕折疊時，由于折痕的外側沒有過度的延長，因此不會由于覆蓋薄膜的延長而發(fā)生破裂，從而可以制備出可靠的薄膜覆蓋電池。
此外，薄膜覆蓋電池的制備方法包括步驟通過用具有凸起的部件擠壓連接部分的至少一個邊來形成折痕，或者可以包括如下步驟通過加熱和用所述部件擠壓連接部分來熱封和連接具有熱封性能的覆蓋薄膜的連接部分。
此外，薄膜覆蓋電池的制備方法可以包括步驟制備化學電池和電容器中的一個作為電池元件。
如上所述，由于本發(fā)明形成了覆蓋薄膜的連接部分的折疊部分，并使得該折疊部分較薄，因此使得折疊操作容易進行。此外，由于折疊連接部分時減少了在外側的延長，因此可以避免覆蓋材料發(fā)生損傷。從前述來說，本發(fā)明能夠避免在連接部分的中部斷開而發(fā)生破裂以形成進入電池內部的短的傳輸路徑，以及還能夠避免濕氣進入和避免電解質溶液的泄漏加速，從而能夠提高電池的性能和可靠性。


圖1是常規(guī)薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖2是沿著圖1中示出的薄膜覆蓋電池的長度長的邊的連接部分在其折疊前的橫截面圖。
圖3是沿著圖1中示出的薄膜覆蓋電池的長度長的邊的連接部分的橫截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖5是圖4中示出的薄膜覆蓋電池的分解透視圖。
圖6示出了在折疊連接部分前，圖4中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
圖7示出了當連接長度長的邊時，圖4中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的橫截面圖。
圖8是沿著圖4中示出的薄膜覆蓋電池的長度長的邊的連接部分在其折疊前的橫截面圖。
圖9是沿著圖4中示出的薄膜覆蓋電池的長度長的邊的連接部分的橫截面圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖11是在折疊連接部分前，圖10中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
圖12是圖10中示出的薄膜覆蓋電池的分解透視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的另一薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖14是在折疊連接部分前，圖13中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
圖15是圖13中示出的薄膜覆蓋電池的分解透視圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖17是在折疊連接部分前，圖16中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的另一薄膜覆蓋電池的透視圖。
圖19是在折疊連接部分前，圖18中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
圖20示出了本發(fā)明的實施例中電池元件的構造的分解透視圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式。
第一實施方式圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的薄膜覆蓋電池的外觀的透視圖，圖5是圖4中示出的薄膜覆蓋電池的構造的分解透視圖，以及圖6是在折疊連接部分前圖4中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。在這點上，圖5示出了未形成有作為本發(fā)明特征的凹槽的薄膜覆蓋電池。
如圖5所示，該實施方式的薄膜覆蓋電池1包括具有通過隔膜10層壓的正電極板8和負電極板9的層壓型電池元件5(參見圖20)；用于容納電池元件5和電解質溶液的矩形覆蓋薄膜2a、2b；以及分別連接電池元件5的正電極和負電極的正電極導線端子3和負電極導線端子4。
作為覆蓋薄膜2a、2b，可以采用通常用于薄膜覆蓋電池的公知覆蓋材料，例如由金屬薄膜和熱封樹脂的層壓體制得的層壓薄膜。該實施方式的覆蓋薄膜2a、2b是通過層壓保護薄膜2f、金屬薄膜2d和熱封薄膜2e(參見圖8)而制得的。
覆蓋薄膜2a具有容納部分2a1以容納電池元件5。容納部分2a1例如可以通過深壓成型制得。電池元件5容納在覆蓋材料2a的容納部分2a1中，通過和覆蓋薄膜2b一起從上面和下面將電池元件5夾在中間以圍繞電池元件5，以及熱密封這些覆蓋薄膜2a、2b的周邊，來進行密封。在這種情況下，首先熱封覆蓋薄膜2a、2b的三個邊以形成袋型。在將電解質溶液注入袋型覆蓋薄膜2a、2b后，從保持敞開的邊中排出其中殘留的空氣。然后，通過熱封剩余的邊對覆蓋薄膜2a、2b進行氣密密封。
當熱封連接部分時，采用圖7中的橫截面圖示出的、具有凸起7a和平面區(qū)域7b的熱熔頭7對覆蓋薄膜2a、2b進行熱密封。如圖7所示，熱熔頭7從兩側將覆蓋薄膜2a、2b夾在中間以熱封它們。圖8示出了在熱熔后連接部分的部分橫截面圖。通過平面區(qū)域7b熱封的部分形成為具有厚度t1的平面6′，同時通過凸起7a熱封的部分形成為具有厚度t2的凹槽6。換句話說，在覆蓋薄膜2a、2b中的凹槽6的部分比平面6′薄Δt＝t1-t2。凹槽6形成在邊2c中，邊2c是正電極導線端子3或者負電極導線端子4都不從其中伸出的兩個相對的長邊。沿著邊2c朝向容納部分2a1折疊這些凹槽6以減少薄膜覆蓋電池1的突出面積。
在該實施方式的薄膜覆蓋電池1的情況中，通過沿著比平面6′薄Δt的凹槽6進行折疊降低了折疊需要的力。此外，由于凹槽6的存在限定了折疊位置，連接部分不會在不適當?shù)奈恢眠M行折疊。這樣，薄膜覆蓋電池1適于在折疊后制備成均一的尺寸。
此外，根據(jù)該實施方式，除了以上述方式提高了可加工性，凹槽6的厚度t2比平面6′的厚度小Δt，從而與在厚度為t1的區(qū)域中折疊的覆蓋薄膜相比，減少了覆蓋薄膜2a、2b在外側6a上的延長。從而該實施方式可以避免由于折疊部分的外側6a的過度延長而產生的破裂，提高了可靠性。
如上所述，該實施方式的沿著邊2c形成有凹槽6的薄膜覆蓋電池1具有改良的折疊可加工性，具有統(tǒng)一的尺寸，以及具有作為薄膜覆蓋電池的改良的可靠性。
在這點上，盡管該實施方式已經示出了沿著兩個相對邊2c形成凹槽6以折疊凹槽6的構造，但是也可以沿著一個或多個任意邊形成凹槽6。此外，凹槽6不需要形成在該邊的整個長度上，例如可以不形成在該邊的端部區(qū)域中。此外，正電極導線端子3和負電極導線端子4可以從兩個或多個不同的邊伸出。此外，連接部分可以以任意方向和任意角度折疊，例如在電池元件5的容納部分的相對邊上基本上以180°進行折疊。此外，盡管該實施方式已經示出了通過具有凸起7a的熱熔頭7在邊2c的兩側上形成凹槽6的實施例，但是凹槽6也可以僅形成在一個邊上。
第二實施方式以下，將參照圖10到15描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的薄膜覆蓋電池。在這點上，由于該實施方式的薄膜覆蓋電池與第一實施方式的薄膜覆蓋電池在基本結構上相似，凹槽形成方法相似，以及結構相似，因此省略了詳細描述。
盡管第一實施方式已經示出了電池元件通過兩個覆蓋薄膜進行封裝，以及通過熱封周圍的四個邊進行密封的構造，但本實施方式的薄膜覆蓋電池11、21具有電池元件15、25，該電池元件封裝在折疊的單個覆蓋薄膜12、22中并通過熱封三個周圍的邊進行密封。
在圖10到12的實施例中，沿著與折疊覆蓋薄膜12產生的邊相對的一個邊形成凹槽16，并且其連接部分朝向容納電池元件15的容納部分12a1進行折疊。圖10示出了薄膜覆蓋電池的外觀的透視圖，圖11是在折疊連接部分前圖10中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖，以及圖12是圖10中示出的薄膜覆蓋電池的構造的分解透視圖。
圖10到12示出的薄膜覆蓋電池11具有沿著邊12c′的折疊部分12′折疊的覆蓋薄膜12，邊12c′鄰接正極導線端子13和負極導線端子14從其中伸出的邊。如圖11所示，該薄膜覆蓋電池11具有除了通過熱熔連接的折疊部分12′外的三個邊，僅沿著與折疊部分12′相對的邊12c形成凹槽16。制備凹槽的方法和凹槽16的構造基本上與第一實施方式中示出的方法相似。如圖10所示，薄膜覆蓋電池11也形成為僅具有一邊折疊的薄膜覆蓋電池11，是通過朝向容納部分12a1并沿著凹槽16折疊邊12c而制得的。
在另一方面，在圖13到15的實施例中，突出的正電極導線端子23和負電極導線端子24設置在通過折疊覆蓋薄膜22產生的邊上，并且形成在相對邊上，凹槽26沿著兩外兩個邊形成，以及折疊這另外兩個邊。其余的構造與第一實施方式相同，因此省略了對其的描述。圖13示出了薄膜覆蓋電池的外觀的透視圖，圖14是在折疊連接部分前圖13中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖，圖15是圖13中示出的薄膜覆蓋電池的構造的分解透視圖。
如圖15的分解透視圖所示，圖13到15中示出的薄膜覆蓋電池21具有沿著邊22c′的折疊部分22′折疊的覆蓋薄膜22，邊22c′與正電極導線端子23和負電極導線端子24從其中伸出的邊相對。如圖14所示，薄膜覆蓋電池21具有除了折疊部分22′外的通過熱熔連接的三個邊。然后，除了正電極導線端子23和負電極導線端子24從其中伸出的邊之外，沿著邊22c′和兩個邊22c形成凹槽26。形成凹槽的方法和凹槽26的構造仍然基本上與第一實施方式示出的方法相似。如圖13所示，薄膜覆蓋電池仍然形成為具有兩個邊以與第一實施方式中的薄膜覆蓋電池1相似的方式折疊的薄膜覆蓋電池21，該薄膜覆蓋電池21是通過沿著凹槽26朝向容納部分22a1折疊每個邊22c而形成的。
因此，與第一實施方式中的薄膜覆蓋電池1相似，本實施方式的沿著邊12c、22c形成有凹槽16、26的薄膜覆蓋電池11、21具有改良的折疊可加工性，以及可以制備成均一的尺寸。
此外，與采用兩個覆蓋薄膜容納的電池元件相比，通過將電池元件容納在單個折疊的覆蓋薄膜中12、22中，該實施方式的薄膜覆蓋電池11、21可以減少熱封樹脂薄膜22e的暴露邊，其可能是泄漏路徑，從而能夠更好地避免性能衰減，以及避免薄膜覆蓋電池11、22由于外部濕氣的進入和電解質溶液的泄漏而引起的可靠性降低。
同樣，在該實施方式中，凹槽不需要形成在邊的整個長度上，例如可以不形成在該邊的端部區(qū)域中。此外，正電極導線端子和負電極導線端子可以從兩個或多個不同邊中伸出。此外，連接部分可以以任意方向和任意角度進行折疊，例如在與電池元件容納部分相對的邊上基本上以180°折疊。此外，凹槽16、26可以形成在兩個邊上或者僅形成在一個邊上。
第三實施方式以下，將參照圖16到19描述根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的薄膜覆蓋電池。在這點上，由于該實施方式的薄膜覆蓋電池與第一實施方式的薄膜覆蓋電池在基本結構上相似，凹槽形成方法相似，以及結構相似，因此省略了詳細描述。
根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的薄膜覆蓋電池具有折疊多次的覆蓋薄膜的熱封部分，以進一步降低薄膜覆蓋電池的突出面積。圖16和17示出了沿著一個邊形成了兩個凹槽的實施例，而圖18和19示出了沿著一個邊形成了三個凹槽的實施例。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式具有沿著一個邊形成的兩個凹槽的薄膜覆蓋電池的外觀的透視圖，以及圖17是在折疊連接部分前圖16中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
如圖17所示，沿著兩個邊32c基本上平行形成兩個凹槽36a、36b，該兩個邊32c是正電極導線端子33或負電極導線端子34都沒有從其中伸出的兩個邊。凹槽36a以與上述各個實施方式相似的方式朝向容納部分32a1設置用于折疊邊32c。形成在凹槽36a的外側的凹槽36b設置用于再次折疊邊32c，該邊32已經沿著導致形成邊緣的凹槽36a進行折疊。換句話說，凹槽36b位于折疊成山形的邊32c的頂部上。由于邊32c沿著凹槽36a、36b折疊，薄膜覆蓋電池31具有進一步減少的突出面積。
在另一方面，圖18是沿著一個邊形成有三個凹槽的薄膜覆蓋電池的外觀的透視圖，以及圖19是在折疊連接部分前圖18中示出的薄膜覆蓋電池的狀態(tài)的透視圖。
如圖18所示，沿著兩個邊42c基本上平行地分別形成三個凹槽46a、46b、46c，兩個邊42c是正電極導線端子43或負電極導線端子44都不從其中伸出的邊。提供凹槽46a以用于朝向容納部分42a1以與上述各個實施方式相似的方式折疊邊42c。形成在凹槽46a外側的凹槽46b、46c相互靠近地形成，并用來再次折疊已經沿著導致形成邊緣的凹槽46a折疊的邊42c。具體地，盡管邊42c以該實施方式折疊成山形，但在沿著凹槽46b、46c的兩個位置的每個上以接近90°折疊邊42c，以代替如圖16和17中示出的實施例中在一個位置上以接近180°進行的折疊，從而進一步降低了由于以銳角折疊對覆蓋薄膜的損害。由于沿著凹槽46a、46b、46c折疊邊42c，因此薄膜覆蓋電池41具有進一步減少的突出面積。
因此，與第一實施方式的薄膜覆蓋電池1相似，本實施方式的薄膜覆蓋電池31、41具有沿著邊32c的凹槽36a、36b以及具有沿著邊42c的凹槽46a、46b、46c，從而該薄膜覆蓋電池具有改良的折疊可加工性，可以被制備成均一的尺寸，以及作為薄膜覆蓋電池具有改良的可靠性。
此外，因為電池元件放置在折疊成山形的覆蓋薄膜32、42中，所以該實施方式的薄膜覆蓋電池具有進一步減少的突出面積。
同樣，在該實施方式中，凹槽不需要形成在邊的整個長度上，例如可以不形成在該邊的端部區(qū)域。此外，正電極導線端子和負電極導線端子可以從兩個或多個不同的邊中伸出。此外，可以在與電池元件容納部分相對的邊上折疊連接部分，以及形成的凹槽的數(shù)目可以是三個或更多個。
此外，在上述各個實施方式中，折痕制備成所謂的凹槽形，但是折痕可以是任何形狀，只要折痕的厚度小于除了折痕外的連接部分的厚度。例如，折痕可以是光滑的凹面形。
此外，在上述各個的實施方式中，如實施例示出的，在折痕的外側和內側的凹槽具有基本上相同的凹槽形，但是凹槽不局限于此，在外側的凹槽可以具有與在內側的凹槽不同的橫截面形狀。例如，在外側的凹槽具有的底部比在內側的凹槽的底部寬，或者反之亦然。此外，盡管各個實施方式已經示出了如實施例中的在兩側上的凹面形的凹槽，但是凹槽不局限于此，而可以是在折痕的外側和內側上的那些中只有一個是凹面形。
實施例以下，參照用于描述第一實施方式的附圖將描述本發(fā)明的具體實施例，提供上述第一實施方式中的薄膜覆蓋電池1作為實施例。
正電極的制備在該實施例中，混合具有尖晶石結構的錳酸鋰粉末、含碳的并提供電子導電性的材料和聚偏二氟乙烯，并以質量比90∶5∶5分散在N-甲基-吡咯烷酮(在某些情況下表示為NMP)中，并攪拌成漿料。調整NMP的量以使得漿料具有適當?shù)恼扯取２捎霉蔚秾⒃摑{料均勻地涂覆在厚度為20μm的鋁箔的一個面上，鋁箔可以用作正電極板8。該涂層制備成使得小區(qū)域的帶狀部分(其中暴露鋁箔)未涂覆。然后，涂覆有該漿料的鋁箔在真空100℃下干燥2小時。隨后，鋁箔的另一面也以相似的方式被涂覆有漿料，以及在真空下干燥。在這種情況下，涂覆漿料以使得在前面和背面上的未涂覆區(qū)域相配。
由此對兩面涂覆有活性材料的鋁箔進行輥壓。然后切成包括未涂覆活性材料的區(qū)域的矩形，以用作正電極板8。除了保留在矩形中的一個邊上的部分之外，切除未涂覆活性材料的區(qū)域，該保留的部分用作接片。
負電極的制備混合無定形碳粉和聚偏二氟乙烯，以質量比91∶9分散在NMP中并攪拌成漿料。調整NMP的量以使得漿料可以具有適當?shù)恼扯?。采用刮刀將該漿料均勻地涂覆在厚度為10μm的銅箔的一個面上，銅箔可以用作負電極板9。該涂層制備成使得小區(qū)域的帶狀部分(其中暴露銅箔)未涂覆。然后，涂覆有該漿料的銅箔在真空100℃下干燥2小時。在這種情況下，調整已經涂覆的活性材料的厚度，以使得負電極板9單位面積的理論容量和正電極板8單位面積的理論容量的比率為1∶1。隨后，銅箔的另一面也以相似的方式被涂覆有漿料，以及在真空下干燥。
對兩面涂覆有活性材料的銅箔進行輥壓。然后切成垂直和水平尺寸都比正電極板8的大2mm的矩形，該矩形包括未涂覆活性材料的區(qū)域，以用作負電極板9。除了保留在矩形中的一個邊上的部分之外，切除未涂覆活性材料的區(qū)域，該保留的部分用作接片。
電池元件的制備將以上述方式制備的正電極板8和負電極板9，和由具有聚丙烯層/聚乙烯層/聚丙烯層的三層結構的多微孔薄片制得的隔膜10相互疊置層壓在一起，如圖20所示。在這種情況下，選擇負電極板9作為最外側的電極板，隔膜10進一步放置在負電極板9的外側(換句話說，它們以隔膜/負電極板/隔膜/正電極板/隔膜/……/負電極板/隔膜的順序層疊在一起)。
隨后，將正電極板8的接片和由鋁板制得的厚度為0.1mm的正電極板導線端子3采用超聲波焊接在一起，以制備正電極的集電體。同樣，將負電極板9的接片和由鎳板制得的厚度為0.1mm的負電極導線端子4采用超聲波焊接在一起，以制備負電極的集電體。
電池元件的密封鋁層壓薄膜的兩個覆蓋薄膜2a、2b用作覆蓋材料，該鋁層壓薄膜具有尼龍層/鋁層/被酸改性的聚丙烯層/聚丙烯層的四層結構。覆蓋薄膜2a具有通過深壓成型的凹處，該凹處的大小稍微大于電池元件5，因此覆蓋薄膜2a具有在聚丙烯層側的凹面以產生容納部分2a1。
通過兩個覆蓋薄膜2a、2b并使得一個在另一個上部來容納上述電池元件5，以使得只有正電極導線端子3和負電極導線端子4從覆蓋薄膜2a、2b中伸出，覆蓋薄膜2a、2b的三個周邊采用熱熔進行連接。與導線端子從其中伸出的邊相鄰的兩個相對長邊的長度采用熱熔裝置進行熱封，該熱熔裝置具有在熱熔頭7的熔接部分表面上的凸起，如圖7所示，以產生如圖6的透視圖和如圖8的橫截面圖中所示的具有凹槽6的連接部分。
然后，將電解質溶液從保留的沒有連接的邊注入其中容納電池元件5的覆蓋薄膜2a、2b的內部。
使用的電解質溶液由1mol/L用作支撐電解質的LiPF6、以及碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯(質量比為50∶50)的混合溶劑組成。注入電解質溶液后，從保留敞開的覆蓋薄膜2a、2b的邊中排出內部剩余的空氣，以及通過熱封所保留的邊來密封電池元件5。
最后，如圖9的橫截面圖所示，將連接部分基本上以直角朝向容納部分2a1折疊，以使得凹槽6形成邊緣，從而制備具有由層壓薄膜制得的覆蓋材料的鋰二次電池的薄膜覆蓋電池1。
盡管已經結合幾個代表性實施方式和具體的實施例對本發(fā)明進行了描述，但很明顯本發(fā)明不局限于此，以及可以在本發(fā)明的技術原理的范圍內修改為適當?shù)男问健?br> 例如，盡管金屬薄膜和熱封樹脂的層壓薄膜已經用作柔性覆蓋材料，但是也可以使用其它材料，只要它們具有適合密封電池元件的性能。
此外，盡管作為實施例使用的電池元件是層壓型，其用于交替地層壓正電極板和負電極板，但是本發(fā)明還可以應用于卷繞型元件。此外盡管給出了鋰二次電池的電池元件作為實施例以描述電池元件，但是本發(fā)明還可以用于其它類型的化學電池的電池元件，例如鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰金屬原電池或二次電池、鋰聚合物電池等，以及電容器元件等。
權利要求
1.一種薄膜覆蓋電池，其包括具有正電極面對負電極的構造的電池元件，和覆蓋薄膜，該覆蓋薄膜至少具有層壓在一起的熱封樹脂層和金屬薄膜層，以采用位于內側的所述熱封樹脂層封裝所述電池元件，以及通過沿著周邊熱封連接部分來密封所述電池元件，所述連接部分具有至少一個折疊的邊，所述薄膜覆蓋電池的特征在于所述連接部分形成有至少一個折痕，以及所述折痕的厚度小于所述折痕周圍的厚度。
2.根據(jù)權利要求1的薄膜覆蓋電池，其中所述折痕是凹槽。
3.根據(jù)權利要求2的薄膜覆蓋電池，其中所述凹槽形成在所述連接部分的至少一個邊上。
4.根據(jù)權利要求1的薄膜覆蓋電池，其中，在所述連接部分中形成有多個所述折痕，以使得所述連接部分沿著所述折痕中的每個進行折疊。
5.根據(jù)權利要求2的薄膜覆蓋電池，其中，在所述連接部分中形成有多個所述折痕，以使得所述連接部分沿著所述折痕中的每個進行折疊。
6.一種薄膜覆蓋電池，其包括具有正電極面對負電極的構造的電池元件，和覆蓋薄膜，該覆蓋薄膜至少具有層壓在一起的熱封樹脂層和金屬薄膜層，以采用位于內側的所述熱封樹脂層封裝所述電池元件，以及通過沿著周邊熱封連接部分來密封所述電池元件，所述連接部分具有至少一個折疊的邊，所述薄膜覆蓋電池的特征在于所述連接部分形成有多個折痕，所述折痕的厚度小于所述折痕周圍的所述連接部分的厚度，所述折痕是形成在所述連接部分的至少一個邊中的凹槽，以及所述連接部分沿著所述折痕中的每個進行折疊。
7.根據(jù)權利要求1的薄膜覆蓋電池，其中所述電池元件是化學電池和電容器中的一個。
8.一種薄膜覆蓋電池的制備方法，所述薄膜覆蓋電池具有封裝在覆蓋薄膜中的電池元件，所述覆蓋薄膜具有至少一個在所述電池元件周圍形成的折疊的連接部分，該方法的特征在于包括如下步驟在所述連接部分中形成至少一個折痕，并使得該折痕的厚度比周圍的所述連接部分的厚度??；以及沿著所述折痕折疊所述連接部分。
9.根據(jù)權利要求8的薄膜覆蓋電池的制備方法，包括步驟通過采用具有凸起的部件來擠壓所述連接部分的至少一個邊以形成所述折痕。
10.根據(jù)權利要求9的薄膜覆蓋電池的制備方法，包括步驟通過加熱和采用所述部件擠壓所述連接部分以熱封和連接所述覆蓋薄膜的所述連接部分，其中所述覆蓋薄膜具有熱封的性能。
11.根據(jù)權利要求8的薄膜覆蓋電池的制備方法，包括步驟制備化學電池和電容器中的一個以作為所述電池元件。
全文摘要
一種連接部分具有厚度為t
文檔編號H01G9/08GK1864284SQ20048002950
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2003年10月7日
發(fā)明者乙幡牧宏, 屋垓田弘志 申請人:Nec 拉米利翁能源株式會社