專利名稱：封裝電池、層疊疊層電池組、以及覆膜電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及覆膜電池、封裝電池、以及層疊疊層(stacked)電池組，所述覆膜電池包括由外部膜形成的密封空間中的電池單元。
背景技術(shù)：
已知覆膜電池(film-covered battery)使用膜作為外部材料。通常，在覆膜電池中，在由膜形成的密封空間中容納包括正極板、負(fù)極板、電解質(zhì)等在內(nèi)的電池單元。在這方面，通過將相對的膜熱熔結(jié)(fusion-bonded)在電池單元周圍以使得電池單元被膜所包圍，來形成密封空間。此外，將引線端子分別連接至電池單元的正極板和負(fù)極板。這些引線端子從膜中伸出。在向覆膜電池施加預(yù)定義范圍以外的電壓時(shí)，由于電解質(zhì)溶劑的電解使得產(chǎn)生氣體。由此而產(chǎn)生的氣體使得密封空間中的內(nèi)壓(inner pressure)升高。此外，當(dāng)在預(yù)定義范圍以外的高溫下使用覆膜電池時(shí)，由于電解鹽等的分解而產(chǎn)生導(dǎo)致氣體的材料?；旧?，理想的是在預(yù)定義范圍之內(nèi)使用覆膜電池，以便不生成氣體。然而，當(dāng)由于覆膜電池被施加不正常的電壓而使得用于控制覆膜電池的控制電路發(fā)生故障時(shí)，或者當(dāng)由于某種原因使得周圍環(huán)境中溫度不正常地升高時(shí)，有時(shí)可以在密封空間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體。當(dāng)在密封空間中產(chǎn)生氣體時(shí)，密封空間內(nèi)的內(nèi)壓升高。這使得膜破裂或膜的熔結(jié)部分剝落，并且從該部分排放出氣體。因?yàn)椴荒茏R別膜哪里將會脹裂以及膜哪里將會剝落， 所以位于附近的設(shè)備將依據(jù)膜哪里會脹裂或剝落而受到不利影響。專利文獻(xiàn)1 (JP-2005-203262A)描述了一種覆膜電池，該覆膜電池可以將覆膜電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體從覆膜電池的特定位置排放到外部。該覆膜電池具有入口狀的無熔融區(qū)，該無熔融區(qū)延續(xù)到電池單元周圍與膜的無熔結(jié)區(qū)域鄰接的空間。隨著從電池單元產(chǎn)生的氣體使得內(nèi)壓提高，氣體進(jìn)入無熔融區(qū)并使無熔結(jié)區(qū)域的外部膜膨脹。隨著無熔結(jié)區(qū)域的膨脹，用于將膜的無熔結(jié)部分扯開的應(yīng)力集中在與無熔融區(qū)相鄰的熔結(jié)部分中。這樣，在該部分中膜逐漸剝落，其中應(yīng)力集中在余下的無熔結(jié)區(qū)域前面 (下文中稱作“應(yīng)力集中部分”)。在應(yīng)力集中部分附近提供諸如孔之類的釋壓部分。隨著應(yīng)力集中部分中剝落的進(jìn)行，剝落的區(qū)域達(dá)到釋壓部分。當(dāng)剝落的區(qū)域達(dá)到釋壓部分時(shí)，覆膜電池的內(nèi)部通過釋壓功件(feature)與外界連通。這樣，在覆膜電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體從釋壓功件排放到外部。因此， 可以從特定的點(diǎn)(釋壓功件)排放氣體。專利文獻(xiàn)1 JP-2005-203262A。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在專利文獻(xiàn)1中描述的覆膜電池中，隨著無熔結(jié)區(qū)域的膨脹，產(chǎn)生了更大的應(yīng)力以剝落該無熔結(jié)區(qū)域。圖IA和IB是用于描述無熔結(jié)區(qū)域在膨脹時(shí)的尺寸與用于剝落該無熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力之間的關(guān)系的示意圖。關(guān)于這一點(diǎn)，在圖IA和IB中沒有對形成無熔結(jié)區(qū)域IOOc和無熔結(jié)區(qū)域IOOa的外部膜5的橫截面加陰影線。在圖IA和IB中，用于剝落無熔結(jié)區(qū)域IOOa的應(yīng)力F表現(xiàn)為垂直作用到無熔結(jié)區(qū)域IOOa的熔結(jié)面IOOb的力。因此，當(dāng)相等的應(yīng)力f作用于圖IA和IB中的無熔結(jié)區(qū)域 IOOc上時(shí)，用于剝落無熔結(jié)區(qū)域IOOa的應(yīng)力F變得更大(例如，F(xiàn) = fcos θ )，這是因?yàn)閼?yīng)力f的方位與垂直于熔結(jié)面IOOb的方向(應(yīng)力F的方向)形成了更小的角Θ。如圖IA和IB所示，隨著無熔結(jié)區(qū)域IOOb的膨脹，無熔結(jié)區(qū)域IOOc的更大一部分變成基本上與熔結(jié)面IOOb垂直。然后，隨著該部分的占據(jù)，產(chǎn)生更大的應(yīng)力以剝落無熔結(jié)區(qū)域100a。另一方面，還將從另一角度給出以下描述。當(dāng)內(nèi)部氣體所產(chǎn)生的內(nèi)壓施加到膜時(shí)， 如果膜與相對側(cè)上用于約束膨脹的部件相接觸，則內(nèi)壓將被該部件的反作用所抵消。然而， 當(dāng)用于約束膨脹的部件沒有與該位置相接觸時(shí)，內(nèi)壓由膜平面中(in-plane)方向上的張應(yīng)力(張力)所支持。相應(yīng)地，隨著膜與用于約束膨脹的部件相接觸的面積變小，通過將內(nèi)壓與面積相乘而得到的力變大，從而產(chǎn)生更大的張力。因此，當(dāng)無熔結(jié)區(qū)域IOOc膨脹時(shí)，由于膜與用于約束膨脹的部件相接觸的面積較小，所以用于剝落無熔結(jié)區(qū)域IOOa的應(yīng)力F變得較大。當(dāng)專利文獻(xiàn)1所描述的覆膜電池包含于夾持部件中以提供封裝電池時(shí)，膨脹的無熔結(jié)區(qū)域的容積受到夾持部件的內(nèi)部空間的高度的限制。換言之，無熔結(jié)區(qū)域無法膨脹到超過夾持部件的內(nèi)部空間的高度。此外，當(dāng)覆膜電池直接地彼此層疊疊層時(shí)，兩個(gè)相鄰的覆膜電池也會阻礙膨脹，例如約束無熔結(jié)區(qū)域可以膨脹到的空間的高度。為此，為無熔結(jié)區(qū)域提供釋壓功件，S卩，用作安全閥的無熔結(jié)區(qū)域并不剝落，除非該無熔結(jié)區(qū)域的內(nèi)壓變得非常高。這導(dǎo)致了以下問題覆膜電池填充有高壓氣體。例如，如果將用作安全閥的無熔結(jié)區(qū)域的熔結(jié)強(qiáng)度降低，使得即使覆膜電池被夾持部件所夾持，用作安全閥的無熔結(jié)區(qū)域由于氣體的產(chǎn)生而達(dá)到預(yù)定壓強(qiáng)時(shí)也會剝落，則在正常使用期間降低了密封可靠性。當(dāng)正常使用期間密封可靠性很重要時(shí)，優(yōu)選地，用作安全閥的無熔結(jié)區(qū)域的熔結(jié)強(qiáng)度與除了安全閥以外的其他無熔結(jié)區(qū)域的熔結(jié)強(qiáng)度相同或盡量相近。然而，在這種情況下，除非壓強(qiáng)變高，否則安全閥不會打開，這導(dǎo)致在除了安全閥以外的局部無熔結(jié)區(qū)域的密封中發(fā)生破裂的風(fēng)險(xiǎn)提高。特別地，不僅在覆膜電池被夾持在夾持部件中的情況下會發(fā)生高壓氣體填充覆膜電池的問題，在無熔結(jié)區(qū)域沒有較大膨脹的情況下也會發(fā)生該問題。本發(fā)明的目的是提供一種可以解決上述問題的封裝電池、層疊疊層電池組、以及覆膜電池。解決問題的手段
本發(fā)明的第一封裝電池包括覆膜電池，所述覆膜電池包括電池單元以及形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間的外部膜；以及夾持所述覆膜電池的夾持部件；所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通并由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為由于所述袋的膨脹而工作的安全閥，其中所述夾持部件包括開口以及將所述容納部分安裝于其中的腔，以及在將所述容納部分安裝到所述腔中時(shí)，所述袋和所述安全閥的至少一部分從所述開口伸出到所述夾持部件之外。本發(fā)明的第二封裝電池包括覆膜電池，所述覆膜電池包括電池單元以及形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間的外部膜；以及夾持所述覆膜電池的夾持部件；所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通并由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為由于所述袋的膨脹而工作的安全閥，其中所述夾持部件包括開口，以及所述袋是折疊的或纏繞的，并由于內(nèi)壓的升高而展開或解開，使得所述袋和所述安全閥的至少一部分從所述開口伸出到所述夾持部件之外。本發(fā)明的第三封裝電池包括覆膜電池，所述覆膜電池包括電池單元以及形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間的外部膜；以及夾持所述覆膜電池的夾持部件；所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通并由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為由于所述袋的膨脹而工作的安全閥，其中所述夾持部件包括當(dāng)所述覆膜電池由所述夾持部件夾持時(shí)在與所述袋和所述安全閥的至少一部分相對的位置處形成的凹槽。本發(fā)明的第一層疊疊層電池組包括多個(gè)層疊疊層的覆膜電池，其中所述覆膜電池包括電池單元；以及外部膜，形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間，所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通并由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為由于所述袋的膨脹而工作的安全閥， 所述袋位于所述覆膜電池中與層疊疊層方向垂直的一側(cè)，以及所述袋被布置在相鄰的覆膜電池中互不相同的位置處。本發(fā)明的第二層疊疊層電池組包括多個(gè)層疊疊層的覆膜電池，其中所述覆膜電池包括電池單元；以及外部膜，形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間，所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通并由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為由于所述袋的膨脹而工作的安全閥，以及所述袋是折疊的或纏繞的，并由于內(nèi)壓的升高而展開或解開，使得所述袋和所述安全閥的至少一部分伸出到相鄰電池的輪廓之外。本發(fā)明的覆膜電池包括電池單元，所述電池單元包括層疊疊層的正極板和負(fù)極板；以及形成密封空間的外部膜，所述密封空間容納所述電池單元并且被配置為由于所述電池單元產(chǎn)生的氣體而膨脹，其中所述外部膜包括熔結(jié)的開口，以限定所述外部膜的無熔結(jié)區(qū)域，所述無熔結(jié)區(qū)域與所述正極板或所述負(fù)極板的主表面相對。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以防止覆膜電池在非正常情況下填充有高壓氣體的危險(xiǎn)狀態(tài)，同時(shí)確保了正常使用期間的密封可靠性。


圖IA是描述了膨脹時(shí)的無熔結(jié)區(qū)域的大小與用于剝落無熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力之間的關(guān)系的示意圖。圖IB是描述了膨脹時(shí)的無熔結(jié)區(qū)域的大小與用于剝落無熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力之間的關(guān)系的示意圖。圖2是包含于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝電池中的覆膜電池的分解透視圖。圖3是圖2所示的覆膜電池的頂視平面圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖。圖5是圖4所示的封裝電池的頂視平面圖。圖6是夾持部分IOa的透視圖。圖7是描述了作用于外部膜5上的扯開應(yīng)力的示意圖。圖8是描述了作用于無熔結(jié)區(qū)域上的扯開應(yīng)力的示意圖。圖9是描述了無熔結(jié)區(qū)域如何膨脹的示意圖。圖10是描述了在熔結(jié)膜突起5d中外部膜5如何逐漸剝落的示意圖。圖IlA是示出了另一示例性的熔結(jié)膜突起的示意圖。圖IlB是示出了另一示例性的熔結(jié)膜突起的示意圖。圖IlC是示出了另一示例性的熔結(jié)膜突起的示意圖。圖12是示出了安全閥中另一示例性釋壓功件的示意圖。圖13是示出了另一示例性應(yīng)力集中部分的示意圖。圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的層疊疊層電池組的透視圖。圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的層疊疊層電池組的透視圖。圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的層疊疊層電池組的透視圖。圖17A是示出了另一示例性袋(膨脹預(yù)備部分)的示意圖。圖17B是示出了另一示例性袋(膨脹預(yù)備部分)的示意圖。圖17C是示出了另一示例性袋(膨脹預(yù)備部分)的示意圖。圖18A是示出了又一示例性袋(膨脹預(yù)備部分)的示意圖。圖18B是示出了又一示例性袋(膨脹預(yù)備部分)的示意圖。圖19A是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖。圖19B是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖。圖19C是示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖。圖20A是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的覆膜電池的示意圖。圖20B是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的覆膜電池的示意圖。附圖標(biāo)記的說明1、IA覆膜電池2電池單元2a正極板2b負(fù)極板2c主表面3正電極引線
4負(fù)電極引線5外部膜5a密封區(qū)域5b杯部分(容納部分)5c熔結(jié)膜突出5d、36a、36b、36c、46 熔結(jié)膜突起7、57無熔結(jié)區(qū)域8、58 通孔8a安全閥9封裝電池10、IOA夾持部件10a、10b、10Aa、IOAb 夾持部分10al、10a2、10a3 凹口10a4 月空IOc 開口48 切口56島式熔結(jié)區(qū)域IOAl 凹槽IAl熔結(jié)區(qū)域
具體實(shí)施例方式接下來，將參考附圖來描述本發(fā)明的示例實(shí)施例。圖2是包含于根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝電池中的覆膜電池的分解透視圖。覆膜電池1包括平坦的、大體上為矩形的電池單元2，由多個(gè)正極板和負(fù)極板的層疊疊層組成；正電極引線3和負(fù)電極引線4，分別連接至電池單元2的正極和負(fù)極；以及外部膜5，將電池單元2密封，正電極引線3和負(fù)電極引線4的一部分穿過所述外部膜5而延伸。電池2包括由兩側(cè)鍍有電極材料的金屬箔制成的多個(gè)正極板和負(fù)極板，其中正極板和負(fù)極板通過隔離物交替地層疊疊層。為每個(gè)正極板和每個(gè)負(fù)極板的一側(cè)提供未鍍有電極材料的無鍍層部分。正極板的無鍍層部分和負(fù)極板的無鍍層部分以集體的方式(in a collective way)超聲波焊接在一起，正極板的無鍍層部分一起連接到正電極引線3，而負(fù)極板的無鍍層部分一起連接到負(fù)電極引線4。在該示例實(shí)施例中，正電極引線3和負(fù)電極引線4是從覆膜電池1的彼此相對的側(cè)面引出的。在非水(non-aqueous)電解電池的情況下，如鋰離子電池，將鋁箔用于包括正極的金屬箔，而使用銅箔作為包括負(fù)極的金屬箔。將鋁極板用于正電極引線3，而將鎳極板或銅極板用于負(fù)電極引線4。在將銅極板用作負(fù)電極引線4時(shí)，可以在銅極板的表面上進(jìn)行鍍
ο作為隔離物(separator)，使用可注入電解質(zhì)的薄層部件，如由諸如聚烯烴、非織造織物(unwoven fabric)、織物(woven fabric)之類的熱塑樹脂制成的微型多孔膜(微型多孔膜)。外部膜5包括兩個(gè)層壓膜，這兩個(gè)層壓膜從電池單元2的厚度方向上的兩側(cè)將電池單元2夾在中間并包圍電池單元2。將覆蓋在電池單元2周圍的外部膜5的相對表面熔結(jié)，以形成密封空間，電池單元2安裝在所述密封空間中。在圖2中，由陰影線來指示外部膜5的熔結(jié)區(qū)域作為密封區(qū)域5a。在每個(gè)外部膜5的中央?yún)^(qū)域形成杯部分5b。杯部分5b形成容納部分，所述容納部分是用于容納電池單元2的空間。例如通過深沖壓成型(de印draw molding)來處理杯部分5b。在圖2所示的示例中，在兩個(gè)外部膜5中都形成杯部分5b，然而也可以僅在外部膜5之一中形成杯部分5b。備選地，可以不形成杯部分5b，而是利用外部膜5的彈性以形成用于包圍并容納電池單元2的容納部分。用于包括外部膜5的層壓膜可以是通常用于這種類型的覆膜電池的膜，只要該膜具有彈性并且可以將電池單元2密封以使得電解質(zhì)不會泄漏。用于外部膜5的層壓膜的代表性層組成可以是金屬薄膜層與熱粘膠樹脂層的層疊疊層，或金屬薄膜層、熱粘膠樹脂層以及保護(hù)層的層疊疊層，其中，保護(hù)層層疊疊層在金屬薄膜層與熱粘膠樹脂層相對的那一側(cè)上，由諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephtalate)、尼龍等聚酯的膜制成。當(dāng)密封電池單元2時(shí)，相對地放置熱粘膠樹脂層，以包圍電池單元2。例如，這里所使用的金屬薄膜層可以是厚度為10μπι-100μπι的鋁、鈦、鈦合金、
鐵、不銹鋼、鎂合金等的薄片。用于熱粘膠樹脂層的樹脂不具體受限，只要它可以被熱熔結(jié)就可以了。例如，將聚丙烯、聚乙烯、其酸性變質(zhì)版本、聚苯硫醚、聚酯(如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、乙烯醋酸乙烯酯共聚物)等用作熱粘膠樹脂層。優(yōu)選地，熱粘膠樹脂層的厚度在10 μ m到200 μ m 的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在30 μ m到100 μ m的范圍內(nèi)。接下來，將參考圖3來描述覆膜電池1的密封區(qū)域5a中的特性結(jié)構(gòu)。圖3是圖2 所示覆膜電池1的頂視平面圖。如圖3所示，在密封區(qū)域5a的一側(cè)設(shè)置無熔結(jié)區(qū)域7，包括沒有熱熔結(jié)在一起的外部膜5的部分，使得無熔結(jié)區(qū)域7與杯部分5b (容納部分)連通。與可以跟杯部分5b連通的無熔結(jié)區(qū)域7相關(guān)聯(lián)，外部膜5在放置無熔結(jié)區(qū)域7的位置之外包括熔結(jié)膜突出5c，以保證特定密封區(qū)域5a在其整個(gè)外圍上。外部膜5還形成有熔結(jié)膜突起5d，所述熔結(jié)膜突起5d從無熔結(jié)區(qū)域7外部的密封區(qū)域5a伸出，熔結(jié)朝向杯部分5b。熔結(jié)膜突起5d還形成有貫穿外部膜5的通孔8熔結(jié)。 這樣，熔結(jié)膜突起5d和通孔8構(gòu)成安全閥8a。由杯部分5b、熔結(jié)膜突出5c (密封區(qū)域5a)、以及熔結(jié)膜突起5d (下文中稱作“膨脹預(yù)備部分”)包圍的無熔結(jié)區(qū)域7所限定的空間與杯部分5b(容納部分)連通，用于使膨脹預(yù)備部分與杯部分5b連通的空間被密封區(qū)域5a密閉地密封。這里，由膨脹預(yù)備部分、熔結(jié)膜突出5c、以及安全閥8a構(gòu)成的部分與本發(fā)明中的袋相對應(yīng)。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖，圖5是圖4所示CN 102386354 A
說明書
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封裝電池在從箭頭A方向查看時(shí)的頂視平面圖。在圖4和5中，與圖2和3中所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。本示例實(shí)施例的封裝電池9包括覆膜電池1和夾持部件10。夾持部件10由互相固緊的夾持部分IOa和夾持部分IOb組成，其中容納覆膜電池 1的杯部分(容納部分)5b，并且包括允許無熔結(jié)區(qū)域7、熔結(jié)膜突出5c (密封區(qū)域5a)、熔結(jié)膜突起5d、以及通孔8向外伸出的開口 10c。在該示例實(shí)施例中，夾持部分IOa和夾持部分IOb形狀相同。圖6是示出了夾持部分IOa的透視圖。在圖6中，夾持部分IOa包括凹口 10al，形成開口 IOc ；凹口 10a2和凹口 10a3， 形成用于使引線通過的開口 ；以及腔104a，用于將杯部分(容納部分)5b安裝于其中。如圖5和6所示，腔10a4包括開口 10c。夾持部分IOa和夾持部分IOb彼此固緊，以使得凹口 IOal通過無熔融部分7與安裝在腔10a4內(nèi)的杯部分(容納部分)5b彼此相對。在為覆膜電池1施加預(yù)定義范圍以外的電壓時(shí)，或在將覆膜電池1暫時(shí)加熱到高溫時(shí)，盡管覆膜電池1被夾持部件10所夾持，還是會從電池單元2產(chǎn)生氣體從而導(dǎo)致杯部分5b與無熔結(jié)區(qū)域7所限定的密封空間中的內(nèi)壓升高。隨著密封空間中內(nèi)壓的升高，無熔結(jié)區(qū)域7所限定的膨脹預(yù)備區(qū)域膨脹。該膨脹預(yù)備區(qū)域通過開口 IOc伸到夾持部件10之外。因此，夾持部件10并不約束膨脹預(yù)備區(qū)域膨脹，膨脹預(yù)備區(qū)域是由于容納電池單元2的密封空間內(nèi)產(chǎn)生的氣體而導(dǎo)致膨脹的。換言之，袋會膨脹。隨著袋膨脹的越來越嚴(yán)重，使得袋中扯開熔結(jié)膜突起5d的張力的應(yīng)力分量增大 (參見圖IA和1B)。當(dāng)袋膨脹到預(yù)定大小時(shí)，袋中產(chǎn)生的張力使熔結(jié)膜突起5d逐漸剝落， 當(dāng)剝落達(dá)到通孔8的位置時(shí)，容納電池單元2的密封空間通過通孔8與覆膜電池1的外部連通，并且通過通孔8釋放了密封空間內(nèi)升高的壓強(qiáng)。從而可以防止覆膜電池1內(nèi)填滿高壓氣體的危險(xiǎn)情形。此外，因?yàn)榇蛎浀奖葕A持部件10的厚度(由夾持部件10限定的腔容積)還要大，所以大的扯開應(yīng)力作用于熔結(jié)膜突起5d上，即使密封空間內(nèi)存在低的內(nèi)壓。因此，不一定要降低熔結(jié)膜突起5d的熔結(jié)強(qiáng)度。因此，可以防止密封空間的密封的可靠性降低。在下文中，將對于外部膜5如何隨著內(nèi)壓的升高而逐漸剝落給出詳細(xì)描述。如圖7所示，當(dāng)外部膜的熱熔結(jié)區(qū)域與無熔融區(qū)域之間具有平滑邊界時(shí)，扯開應(yīng)力Fl僅作用于一個(gè)方向上，所以剝落朝著外部膜5的外部邊沿進(jìn)行。然而，如圖8所示，當(dāng)設(shè)有熔結(jié)膜突起5d時(shí)，外部膜5由于填充在無熔結(jié)區(qū)域7中的氣體而在熔結(jié)膜突起5d的兩側(cè)發(fā)生膨脹，使得扯開應(yīng)力F2作用于熔結(jié)膜突起5d的兩側(cè)上。更詳細(xì)地，杯部分5b的膨脹受到夾持部件10的約束，而無熔結(jié)區(qū)域7的膨脹不受夾持部件10的約束。相應(yīng)地，如圖9所示，無熔結(jié)區(qū)域7比杯部分5b膨脹的更厲害。如可以看出的，在圖9中外部膜5的截面并未加陰影線。如參考圖IA至IB描述過的，當(dāng)杯部分5b和無熔結(jié)區(qū)域7所限定的密封空間內(nèi)存在恒定內(nèi)壓時(shí)，隨著與密封區(qū)域5a相鄰的可膨脹空間具有更大的直徑，用于扯開密封區(qū)域5a的應(yīng)力變得更大。因此，對熔結(jié)膜突起5d施加了比作用于與杯部分5b相鄰的密封區(qū)域 5a上的扯開應(yīng)力更大的扯開應(yīng)力。因此，比其余密封區(qū)域5a上的扯開應(yīng)力更大的扯開應(yīng)力作用于熔結(jié)膜突起5d的拐角上，使得熔結(jié)膜突起5d拐角處的外部膜5比其他密封區(qū)域5a先扯開。由于外部膜5在熔結(jié)膜突起5d的拐角處扯開，所以熔結(jié)膜突起5d的拐角變成圓形的，但是熔結(jié)膜突起5d仍然保持凸起形，從而扯開應(yīng)力從多個(gè)方向作用于熔結(jié)膜突起5d 上。因此，外部膜5在其他密封區(qū)域5a之前逐漸剝落，直到熔結(jié)膜突起5d最終基本上消失為止，同時(shí)降低了凸起形的銳度。圖10是描述在熔結(jié)膜突起5d中外部膜5如何剝落的示意圖。如圖10所示，在熔結(jié)膜突起5d中，隨著內(nèi)壓的升高，剝落從熔結(jié)膜突起5d的兩側(cè)開始進(jìn)行，如a —b。外部膜從以下位置開始剝落該位置依賴于外部膜5的材料、熔結(jié)膜突起5d的突出長度、以及內(nèi)壓。相應(yīng)地，在預(yù)先確定了外部膜5的材料和熔結(jié)膜突起5d的突出長度時(shí)， 通過在密封空間內(nèi)部與密封空間外部進(jìn)行連通時(shí)調(diào)節(jié)通孔8的位置，可以任意地設(shè)置用于釋放由杯部分5d和無熔結(jié)區(qū)域7所限定的密封空間的壓強(qiáng)(釋放壓強(qiáng))。具體地，當(dāng)在接近熔結(jié)膜突起5d的遠(yuǎn)端(更接近杯部分5b)的位置處設(shè)置通孔8 時(shí)，密封空間內(nèi)的壓強(qiáng)能夠以低內(nèi)壓從通孔8釋放，而當(dāng)在接近熔結(jié)膜突起5d的近端(更接近密封區(qū)域5a)設(shè)置通孔8時(shí)，在內(nèi)壓變高之前，密封空間內(nèi)的壓強(qiáng)不會被釋放。在覆膜電池1中，優(yōu)選設(shè)計(jì)釋放壓強(qiáng)在0.05MPa-lMPa的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在 0. IMPa-O. 2MPa的范圍內(nèi)，隨大氣壓而升高。即使在次要問題情況下，當(dāng)大電流臨時(shí)流動(dòng)或當(dāng)覆膜電池1臨時(shí)面對高溫時(shí)，如果釋放壓強(qiáng)過低，則密封空間將被釋放，從而使覆膜電池1失效。另一方面，如果釋放壓強(qiáng)過高，則另一密封區(qū)域可能在外部膜5剝落到通孔8之前打開，導(dǎo)致在不期望的方向釋放氣體的危險(xiǎn)增大。如上所述，根據(jù)本示例實(shí)施例，封裝電池包括膨脹約束防止部分(例如，開口 10c)，用于在袋膨脹時(shí)防止夾持部件在袋的至少一部分中約束或干擾袋的膨脹。具體地，設(shè)有安全閥8a的袋通過開口 IOc伸到夾持部件10的外部。因此，袋可以隨著密封空間內(nèi)產(chǎn)生的氣體而膨脹，而該膨脹不會受到夾持部件10的約束。隨著袋膨脹得越來越嚴(yán)重，袋中產(chǎn)生的張力的應(yīng)力分量增大，以作用于安全閥8a 上(參見圖19)。當(dāng)袋膨脹到預(yù)定大小時(shí)，安全閥8a被袋中產(chǎn)生的張力的作用所打開，以從安全閥8a中釋放密封空間內(nèi)的氣體。這樣，即使沒有降低構(gòu)成安全閥8a的一部分的熔結(jié)膜突起的熔結(jié)強(qiáng)度，即，即使沒有降低密封可靠性，也可以如前述一樣防止危險(xiǎn)情形，其中袋的大小受到夾持部件10的限制，以防止袋膨脹到預(yù)定大小，從而無法打開安全閥8a，結(jié)果覆膜電池1填充有高壓氣體。此外，在該示例實(shí)施例中，如圖3所示，外部膜5被成形為具有熔結(jié)膜突起5c。因此，由于外部膜5的密封區(qū)域5a(需要該功能以密封電池單元2)足以保留在形成無熔結(jié)區(qū)域7的區(qū)域中，所以密封可靠性得到更大的改進(jìn)。
在這方面，盡管圖3中熔結(jié)膜突起5d是三角形的，然而可以適當(dāng)?shù)匦薷娜劢Y(jié)膜突起5d的形狀，只要其基本上朝向容納電池單元2的腔突出。在圖11A-11C中示出了熔結(jié)膜突起5d的若干示例。圖IlA所示的熔結(jié)膜突起36a包括弓形前端。圖IlB所示的示例是矩形熔結(jié)膜突起36b。圖IlC所示的示例是本壘形(home base shape)熔結(jié)膜突起36c。在任何熔結(jié)膜突起36a、36b和36c中，外部膜5不僅在前端側(cè)膨脹，還在該熔結(jié)膜突起兩側(cè)的無熔結(jié)區(qū)域中膨脹，從而使得扯開應(yīng)力不僅作用自前端側(cè)，還作用自橫向側(cè)。因此，扯開應(yīng)力集中在熔結(jié)膜突起36a、36b和36c的前端，使得剝落向著余下的無熔結(jié)區(qū)域進(jìn)行。具體地，圖IlC所示的熔結(jié)膜突起36c朝著容納電池單元2的腔逐漸變細(xì)(taper)，如圖3所示的熔結(jié)膜突起5d，并且具有尖銳的前端。該形狀便于從前端進(jìn)行的剝落。在圖3所示的覆膜電池1中，通孔用作安全閥的釋壓功件，而釋壓功件不限于通孔，可以適當(dāng)?shù)匦薷?。例如，如圖12所示，在熔結(jié)膜突起46中形成的切口 48可以用作釋壓功件。在這種情況下，切口 48起到類似于前述通孔的作用。此外，通過改變切口 48前端的位置，可以任意地設(shè)置釋放壓強(qiáng)。結(jié)構(gòu)上，釋壓功件不需要是貫穿兩個(gè)外部膜(一個(gè)外部覆膜在另一個(gè)外部膜之上)的孔，只要釋壓功件在無熔結(jié)區(qū)域剝落時(shí)允許容納電池單元的腔與覆膜電池1的外部連通就可以。釋壓功件可以是通過兩個(gè)外部膜(一個(gè)外部覆膜在另一個(gè)外部膜之上)中僅僅一個(gè)而形成的通孔或切口。此外，不需要提供集中了扯開應(yīng)力的應(yīng)力集中部分作為熔結(jié)膜突起，可以對應(yīng)力集中部分應(yīng)用多種結(jié)構(gòu)，只要扯開應(yīng)力作用于集中在熔結(jié)區(qū)域之內(nèi)的結(jié)構(gòu)上就可以，這允許剝落向余下的無熔結(jié)區(qū)域進(jìn)行。圖13是示出了另一示例性應(yīng)力集中部分的示意圖。在圖13中，形成島式熔結(jié)區(qū)域56作為應(yīng)力集中部分，與和容納電池單元2的外殼部分連續(xù)的入口形狀的無熔結(jié)區(qū)域57內(nèi)余下的熔結(jié)區(qū)域獨(dú)立。在島式熔結(jié)區(qū)域56內(nèi)形成充當(dāng)釋壓功件的通孔58。在圖13所示的示例中，隨著容納電池單元2的容納部分內(nèi)產(chǎn)生氣體，所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入無熔結(jié)區(qū)域57，使得外部膜5在島式熔結(jié)區(qū)域56的整個(gè)外圍上膨脹。這樣，扯開應(yīng)力集中作用于島式熔結(jié)區(qū)域56上，使得扯開向著余下的熔結(jié)區(qū)域進(jìn)行。當(dāng)外部膜5剝落到島式熔結(jié)區(qū)域56中的通孔58時(shí)，壓強(qiáng)得以釋放。通過調(diào)節(jié)從島式熔結(jié)區(qū)域56的外部邊沿到通孔58的距離，可以任意地設(shè)置釋放壓強(qiáng)。在圖13所示的示例中，釋壓功件是利用通孔來實(shí)現(xiàn)的，然而釋壓功件可以是切口而不是通孔，如結(jié)合圖12所描述的，或進(jìn)一步備選地，可以通過外部膜(其中一個(gè)覆蓋在另一個(gè)之上)之一來形成通孔或切口，或在外部膜(其中一個(gè)覆蓋在另一個(gè)之上)之一中形成通孔或切口。此外，對于上述各個(gè)示例而言共同的是，通過使扯開應(yīng)力有效地作用于應(yīng)力集中部分上，可以促進(jìn)應(yīng)力集中部分中的剝落，從而可以更確定地釋放壓強(qiáng)。為了使扯開應(yīng)力有效地作用于應(yīng)力集中部分上，優(yōu)選地將無熔結(jié)區(qū)域配置為便于引入容納電池單元2的容納部分中產(chǎn)生的氣體。例如，如圖3所示，無熔結(jié)區(qū)域7可以沿著至少一側(cè)逐漸變細(xì)。這樣，無熔結(jié)區(qū)域7可以在寬度上延伸，從而便于容納電池單元2的容納部分中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入無熔結(jié)區(qū)域7中。備選地，可以將無熔結(jié)區(qū)域7置于容納電池單元2的容納部分的較長一側(cè)的中央?yún)^(qū)域中。該位置使得外部膜5最容易在可以形成無熔結(jié)區(qū)域7的區(qū)域中膨脹，從而通過在該位置提供無熔結(jié)區(qū)域7，便于容納電池單元2的容納部分中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入無熔結(jié)區(qū)域7。接下來，將給出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例實(shí)施例的層疊疊層電池組的描述。圖14是示例性層疊疊層電池組的透視圖，所述層疊疊層電池組是通過在封裝電池9a的厚度方向上層疊多個(gè)封裝電池9a_9a而形成的，其中如圖4所示，膨脹預(yù)備區(qū)域(無熔結(jié)區(qū)域7)和安全閥8a從夾持部件10的開口 IOc中伸出。在圖14中，與圖4或5中所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。此外，在圖14中省略了通孔8。在該層疊疊層電池組中，相鄰的封裝電池9a_9a包括位于與封裝電池9a_9a層疊疊層方向垂直的一側(cè)上的袋，使得從開口 IOc伸出到夾持部件10外部的袋不會與相鄰封裝電池9a的袋接觸，其中設(shè)置袋在封裝電池9a中的位置、在夾持部件10中設(shè)置的開口 IOc的位置以及在覆膜電池1中設(shè)置的無熔結(jié)區(qū)域7的位置互不相同。根據(jù)本示例實(shí)施例，由于在相鄰的封裝電池9a_9a中袋和開口 IOc在位置上互不相同，所以從開口 IOc伸出到夾持部件10外部的袋可以彼此保持不與相鄰封裝電池9a的袋相接觸。因此，可以防止每個(gè)袋約束其他袋的膨脹。相應(yīng)地，即使多個(gè)封裝電池9a在它們的厚度方向上層疊疊層，也可以防止覆膜電池1填充有高壓氣體的危險(xiǎn)情形。圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的層疊疊層電池組的頂視平面圖。在圖15中，與圖4、5或14所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。在圖15中，相鄰的封裝電池9b_9b在位于與封裝電池9b_9b堆疊方向垂直的一側(cè)上布置有袋，使得相鄰封裝電池9b-9b的袋以彼此相對的方向從開口 IOc伸出，其中設(shè)置袋在封裝電池9b中的位置、在夾持部件10中設(shè)置的開口 IOc的位置、以及在覆膜電池1中設(shè)置的無熔結(jié)區(qū)域7的位置互不相同。根據(jù)該示例實(shí)施例，由于從開口 IOc伸出到夾持部件10外部的袋彼此保持不與相鄰封裝電池9b的袋接觸，所以每個(gè)袋不會約束其他袋的膨脹。圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明又一示例實(shí)施例的層疊疊層電池組的透視圖。在圖16中，與圖3所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。在圖16所述的層疊疊層電池組中，為各個(gè)覆膜電池提供偏向一極(在圖16中是負(fù)極)的袋，并且將這些覆膜電池顛倒地交替層疊疊層。在這種情況下，根據(jù)相同的設(shè)計(jì)由多個(gè)覆膜電池形成該層疊疊層電池組，但是將袋布置在并不重疊的位置。相應(yīng)地，可以形成以下這樣的層疊疊層電池組該電池組具有布置在并不重疊的位置處的袋，并且具有在該層疊疊層電池組中使用的一種類型的形狀的覆膜電池。
特別地，在圖4、5、14、15以及16所示的封裝電池(覆膜電池)中，隨著袋的尺寸增大，對于袋的伸出出現(xiàn)了浪費(fèi)的空間。為此，優(yōu)選地，在圖4、5、14、15以及16所示的封裝電池(覆膜電池)中，在正常狀態(tài)下(在沒有氣體產(chǎn)生時(shí))袋是折疊的或纏繞的，同時(shí)，隨著氣體引入到袋中，袋展開或解開并膨脹到預(yù)定的大小。例如，在圖4、5、14和15所示的封裝電池中，在正常狀態(tài)下(在沒有氣體產(chǎn)生時(shí))袋是折疊的或纏繞的，同時(shí)，隨著氣體引入袋中，袋展開或解開以從開口伸出到夾持部件的外部，并且膨脹到預(yù)定的大小。關(guān)于這一點(diǎn)，可以利用膠帶、粘合劑等將折疊或纏繞的袋固定到外部膜。即使在袋被布置在相同的位置并且在對電池進(jìn)行層疊疊層時(shí)這些袋一個(gè)位于另一個(gè)之上，通過保持袋的折疊或纏繞，也可以產(chǎn)生符合本發(fā)明目的的優(yōu)點(diǎn)。以下將參考圖17A-17C來給出描述。圖17A-17C是示出了通常為折疊的以及隨著氣體的引入而膨脹到預(yù)定大小的示例袋的示意圖。在圖17A-17C中，與圖4所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記表示。如圖17A所示，袋(無熔結(jié)區(qū)域7)在正常狀態(tài)下(沒有氣體產(chǎn)生時(shí))是折疊的。然后，如圖17B所示，如果稍后在覆膜電池1中產(chǎn)生氣體，則該氣體進(jìn)入袋，使得袋展開并膨脹到預(yù)定大小。如圖17C所示，當(dāng)層疊疊層了多個(gè)封裝電池9時(shí)，袋有可能是一個(gè)位于另一個(gè)之上的。然而，在袋正常地折疊或纏繞的情況下，僅在發(fā)生故障或遭受到內(nèi)壓升高的覆膜電池中，袋因升高的內(nèi)壓而得到釋放，并且與其他相鄰封裝電池的袋相比伸出到外部更遠(yuǎn)的地方，這使得相鄰的電池對這個(gè)袋的膨脹造成的阻礙更小，因此這個(gè)袋是可以膨脹的。這樣，即使袋在相鄰電池的袋之上或以下，這個(gè)袋也可以膨脹，從而可以將大的張力以小的內(nèi)壓傳輸?shù)桨踩y。關(guān)于這一點(diǎn)，袋的折疊方式不限于圖17所示的示例，可以適當(dāng)?shù)刈鞒鲂薷摹D18A-18B是示出了另一種袋的折疊方式的示意圖。在圖18A-18B中，虛線示意性地示出了袋在膨脹時(shí)的示例形狀。在圖18A-18B中，與圖8所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。如圖18A所示，密封側(cè)(在其上形成袋)可以從其近端彎曲。具體地，將袋旁邊的正常密封區(qū)域一起彎曲。同樣地，在這種情況下，氣體注入到發(fā)生故障的電池的袋中，使得彎曲的密封側(cè)伸展出去，并且安全閥沖出相鄰電池的輪廓，使得袋可以膨脹而不受相鄰電池的干擾，并且可以有效地向安全閥施加大的力以容易地打開該安全閥。在圖18中，折疊靠近電池單元容納部分(杯部分)，但是袋的折疊不限于此，并且袋可以在一定程度上遠(yuǎn)離電池單元容納部分(杯部分)的位置處彎曲，袋彎曲的角度可以是直角或180度(如圖18B所示)，或者可以適當(dāng)?shù)馗淖儭Ｔ趫D18B的示例中，袋靠近中心彎曲。在這種情況下，當(dāng)升高的內(nèi)壓使袋展開以使該袋向外伸出時(shí)，伸出到相鄰電池輪廓之外的部分大約是袋的區(qū)域的二分之一。這樣，袋的主體不需要伸出到相鄰電池的輪廓之外，并且如果所釋放的袋的整體可以膨脹到大于包含于相鄰電池輪廓之內(nèi)的袋時(shí)，則僅所釋放的袋的一部分可以伸出到相鄰電池的輪廓之外。在圖17C和圖18A-18B中，結(jié)合層疊疊層電池組描述了折疊的或纏繞的袋的實(shí)現(xiàn)。然而，顯而易見的是，在向沒有夾持部件的單個(gè)電池(單個(gè)封裝電池)或覆膜電池提供通常為折疊或纏繞的并隨著氣體的引入而從折疊或纏繞狀態(tài)釋放以膨脹到預(yù)定大小的袋時(shí)，可以節(jié)省空間。此外，在通過層疊疊層覆膜電池來形成層疊疊層電池組時(shí)，相鄰的覆膜電池彼此夾持。因此，圖14、15、17C以及圖18A-18B所示的封裝電池可以是覆膜電池自身。在這種情況下，由于覆膜電池還充當(dāng)夾持部件，所以可以簡化配置。此外，在這種情況下，雙面膠、粘合劑、緩沖材料、隔離物等可以介于相鄰的覆膜電池之間。圖19A-19C是示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的封裝電池的圖。具體地，圖19A是根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的封裝電池的頂視平面圖；圖19B是從箭頭B方向查看圖19A時(shí)的頂視平面圖；圖19C是示出了對圖19A和19B所示的封裝電池的示例修改的圖。在圖19A-19C中，與圖2和圖3所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。在圖19A-19C中，夾持部件IOA是由彼此固緊的夾持部分IOAa和夾持部分IOAb構(gòu)成的，并且包含覆膜電池1。在覆膜電池1夾持在夾持部件IOA內(nèi)時(shí)，在與袋(無熔結(jié)區(qū)域7)和安全閥8a (熔結(jié)膜突起5d和通孔8)相對的位置處為夾持部件IOA設(shè)置凹槽IOAl。在圖19A-19C中，省略了通孔8。在這種情況下，借由凹槽10A1，袋可以在容納電池單元2的腔中產(chǎn)生的氣體的作用下發(fā)生膨脹，而不受夾持部件IOA的限制。隨著袋逐漸膨脹，袋中產(chǎn)生的張力作用于熔結(jié)膜突起5d上的應(yīng)力分量增大。在袋膨脹到預(yù)定大小時(shí)，熔結(jié)膜突起5d在袋中產(chǎn)生的張力的作用下剝落到通孔8，以將袋內(nèi)的氣體從通孔8排放出。這樣，即使沒有降低熔結(jié)膜突起5d的熔結(jié)強(qiáng)度，即，即使沒有降低密封可靠性，也可以如之前一樣防止危險(xiǎn)狀態(tài)，在所述危險(xiǎn)狀態(tài)下，袋的大小受到夾持部件的限制以防止袋膨脹到預(yù)定大小，從而無法打開安全閥，結(jié)果造成覆膜電池1填充有高壓氣體。此外，如圖19C所示，當(dāng)在與凹槽IOAl相對的位置處提供類似于凹槽IOAl的凹槽10A2時(shí)，S卩，當(dāng)在袋的兩側(cè)都提供凹槽時(shí)，袋可以進(jìn)一步膨脹，這是更為優(yōu)選的。盡管以上描述主要是結(jié)合了示意性配置而給出的，其中袋的主體伸出到外部，然而袋的整個(gè)部分不需要伸出到夾持部件的外部或伸出到相鄰電池的輪廓之外，僅僅袋的一部分可以伸出到外部，假定與整個(gè)位于夾持部件內(nèi)或相鄰電池輪廓內(nèi)的袋相比上述袋可以膨脹得更大。在目前給出的描述中，外部膜材料的膜的突出被用作袋，但是袋可以不與外部膜材料接續(xù)，并且可以由另一袋狀物制成(其中該袋狀物是由膜制成的)，其直接地或通過管道等連接到內(nèi)部電池空間。此外，安全閥可以是包括切入膜或金屬箔內(nèi)的切口(這便于破裂)的類型，而不是目前為止所描述的類型。此外，安全閥可以不是被配置為在由袋內(nèi)的內(nèi)壓升高而導(dǎo)致的張力的作用下破壞密封的類型。另一類型的安全閥可以包括例如袋附近的針或其他類似物，使得在袋極大地膨脹時(shí)，袋的表面到達(dá)針，針將袋刺破以允許放出氣體。還可以是借助于袋內(nèi)張力而發(fā)生作用的一種安全閥。
同樣地，在這種類型的安全閥中，由于袋可以膨脹到較大的容積，所以可以將針布置得更遠(yuǎn)離袋，從而使得可以降低以下風(fēng)險(xiǎn)由于不期望的情況，如振動(dòng)，導(dǎo)致針與外部材料接觸。此外，通過將針置于折疊的或纏繞的袋在展開或解開時(shí)所膨脹到的位置，針可以被置于足夠遠(yuǎn)離電池的位置，從而使得可以降低由于不期望的情況而導(dǎo)致針與外部材料接觸的風(fēng)險(xiǎn)。圖20A是示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例實(shí)施例的覆膜電池IA的分解平面圖，圖20B是從箭頭B查看圖20A時(shí)的頂視平面圖。在圖20A-20B中，與圖2或3所示組件相同的組件以相同的附圖標(biāo)記來表示。以類似于圖2所示的覆膜電池1的方式，圖20A-20B所示的覆膜電池IA包括具有層壓結(jié)構(gòu)的電池單元2，該層壓結(jié)構(gòu)由層疊疊層的正極板加和負(fù)極板2b組成；以及用于在其中安置電池單元2的外部膜5，其中所述外部膜5與杯部分恥一起形成，所述杯部分5b充當(dāng)因電池單元2產(chǎn)生的氣體而膨脹的密封空間。此外，為與正極板加或負(fù)極板2b的主表面2c相對的外部膜5提供熔結(jié)區(qū)域1A1，所述熔結(jié)區(qū)域IAl是通過對外部膜5之間形成的開口進(jìn)行熱熔結(jié)而創(chuàng)建的。在這種情況下，隨著密封空間因產(chǎn)生的氣體而膨脹，對熔結(jié)區(qū)域IAl施加扯開熔結(jié)區(qū)域IAl的應(yīng)力，熔結(jié)區(qū)域IAl被扯開，從而氣體在熔結(jié)區(qū)域IAl被扯開的地方排放出來。扯開熔結(jié)區(qū)域IAl的應(yīng)力增大，這是因?yàn)樵搼?yīng)力與正極板加或負(fù)極板2b的主表面2c的大小相一致(參見圖1A-1B)。因此，即使裝有電池單元的密封空間內(nèi)的內(nèi)壓并沒有升高，熔結(jié)區(qū)域IAl也會被扯開，使得氣體在熔結(jié)區(qū)域被扯開的地方排放出來。因此，即使沒有降低熔結(jié)區(qū)域IAl的熔結(jié)強(qiáng)度，即，沒有降低密封可靠性，密封空間內(nèi)的氣體也會排放到外部。此外，可以為熔結(jié)區(qū)域IAl設(shè)置入口形狀的無熔結(jié)區(qū)，或設(shè)置應(yīng)力集中部分，或設(shè)置諸如孔之類的釋壓功件。盡管通過給出若干代表性示例而描述了本發(fā)明，然而應(yīng)理解，本發(fā)明不限于這些示例，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思之內(nèi)可以適當(dāng)?shù)貙Ρ景l(fā)明進(jìn)行修改。例如，在圖2所示的覆膜電池中，通過將電池單元2夾在兩個(gè)外部膜5之間，并且通過對電池單元2周圍的外部膜5的相對的四側(cè)進(jìn)行熱熔結(jié)，形成密封空間，然而，也可以利用另一方法來形成密封空間。例如，可以將單個(gè)外部膜折疊成兩個(gè)以將電池單元2加在中間，可以對三個(gè)開放側(cè)進(jìn)行熱熔結(jié)，以形成用于將電池單元2密封于其中的密封空間。關(guān)于電池單元2的結(jié)構(gòu)，前述示例示出了層疊疊層類型的結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)交替層疊疊層的正極板和負(fù)極板。備選地，也可以取而代之地使用纏繞類型的電池單元，其中以條帶的形狀形成正極板、負(fù)極板、以及隔離物，正極板與負(fù)極板一個(gè)位于另一個(gè)之上，隔離物位于正極板與負(fù)極板之間，并且它們是纏繞的，然后可以將它們壓縮成平坦的形狀，從而創(chuàng)建具有正極和負(fù)極的交替層疊疊層結(jié)構(gòu)。此外，電池單元2僅需要包括正極、負(fù)極、以及電解質(zhì)，這樣可以將用于常規(guī)電池中的任意電池單元用作電池單元2。一般的鋰離子二次電池中的電池單元是由正極板和負(fù)極板組成的，所述正極板由兩側(cè)涂有正極活性材料(如，鋰錳合成氧化物(lithium manganese composite oxide)，鈷酸鋰(lithium cobaltate)等)的鋁箔制成，所述負(fù)極板由兩側(cè)涂有碳材料(所述碳材料可以摻雜或不摻雜鋰)的銅箔制成。通過隔離物彼此相對地布置正極板和負(fù)極板，并且為正極板和負(fù)極板注入包括鋰鹽的電解液以形成電池。同樣地，針對其他類型化學(xué)電池的電池單元也可以被用作電池單元2，如鎳氫電池、鎳鎘電池、金屬鋰原電池或二次電池、鋰聚合體電池、等等。此外，盡管圖2示出的示例中正電極引線3和負(fù)電極引線4是從覆膜電池1的相對側(cè)延伸出來的，然而它們也可以從相同側(cè)延伸出來。此外，覆膜電池可以充當(dāng)夾持部件。根據(jù)第一封裝電池，設(shè)有安全閥的袋通過開口伸出到夾持部件的外部。因此，夾持部件并不約束袋的膨脹，密封空間內(nèi)產(chǎn)生的氣體會使得袋膨脹得很大。當(dāng)袋膨脹到特定容積時(shí)，安全閥在袋中產(chǎn)生的大的張力的作用下打開，以從安全閥排放密封空間內(nèi)的氣體。這樣，與袋包含在夾持部件所約束的空間內(nèi)的情況相比，能夠以較小的內(nèi)壓將大的張力傳輸至安全閥。相應(yīng)地，例如，即使沒有降低安全閥的開口的強(qiáng)度，S卩，沒有降低密封可靠性，也可以如之前一樣防止危險(xiǎn)狀態(tài)，在所述危險(xiǎn)狀態(tài)下，用于向作為安全閥的無熔結(jié)區(qū)域傳輸張力的無熔結(jié)區(qū)域的可膨脹尺寸受夾持部件的約束，妨礙了無熔結(jié)區(qū)域膨脹到足夠的尺寸，從而無法打開安全閥，結(jié)果造成覆膜電池填充有高壓氣體。這使得降低了在無熔結(jié)區(qū)域中除了安全閥的區(qū)域之外的位置處的密封發(fā)生破裂的風(fēng)險(xiǎn)。特別地，袋需要適當(dāng)?shù)拇罅繗怏w以脹大，然而這里重要的是，在產(chǎn)生了增大內(nèi)壓的氣體時(shí)，在傳輸至安全閥的袋的張力與施加到無熔結(jié)區(qū)域中除了安全閥的區(qū)域以外的地方的外部膜的張力之間的差異增大，從而降低了在除了安全閥的區(qū)域以外的位置發(fā)生不期望的密封破裂的風(fēng)險(xiǎn)。上述優(yōu)點(diǎn)也適用于以下將描述的本發(fā)明的第二和第三封裝電池、第一和第二層疊疊層電池組、以及覆膜電池。根據(jù)第二封裝電池，袋在除了非正常事件(當(dāng)產(chǎn)生氣體時(shí))以外的情況下可以保持較小的尺寸，并且該袋還具有與本發(fā)明第一封裝電池的袋相類似的優(yōu)點(diǎn)。如果袋被制造得較大，則袋的伸出部分將浪費(fèi)地占用空間，S卩，無益的。因此，在袋的尺寸保持較小時(shí)，除了可能出現(xiàn)非正常事件的情況(產(chǎn)生氣體時(shí))以外，即使提供大的袋，也不會浪費(fèi)地使用空間。根據(jù)第三封裝電池，夾持部件并不約束袋的膨脹，但是密封空間內(nèi)產(chǎn)生的氣體會導(dǎo)致袋的尺寸發(fā)生大的膨脹。隨著袋膨脹到特定容積，袋中產(chǎn)生的大的張力使得安全閥打開，從而密封空間內(nèi)的氣體從安全閥排放出去。這樣，與夾持部件的存在對袋在頂部和底部的膨脹造成約束的情況相比，能夠以較低的內(nèi)壓將大的張力傳輸?shù)桨踩y。根據(jù)第一層疊疊層電池組，袋不與相鄰覆膜電池的袋相互干擾。因此，防止每個(gè)電池的袋妨礙其電池的袋的膨脹。相應(yīng)地，即使多個(gè)覆膜電池在它們的厚度方向?qū)盈B疊層，也可以防止覆膜電池填充有高壓氣體的危險(xiǎn)狀態(tài)。根據(jù)第二層疊疊層電池組，層疊疊層多個(gè)覆膜電池，袋可以一個(gè)位于另一個(gè)之上，然而袋在通常狀態(tài)下(當(dāng)沒有氣體產(chǎn)生時(shí))是折疊或彎曲的，只有發(fā)生故障并經(jīng)受內(nèi)壓升高的覆膜電池中內(nèi)壓的增大才會使袋釋放以伸出到相鄰電池的輪廓之外，從而相鄰電池對
6該袋的膨脹的阻礙更小，并且袋的尺寸可以發(fā)生大的膨脹。這樣，即使將袋布置在相鄰電池的袋之上或之下，它的尺寸也可以發(fā)生大的膨脹，并且該袋可以小的內(nèi)壓向安全閥傳輸大的張力。關(guān)于這一點(diǎn)，在本發(fā)明和示例實(shí)施例中，層疊疊層電池組指的是直接層疊疊層在夾持部件中或容納在夾持部件中、并且一個(gè)層疊疊層于另一個(gè)之上、并且串聯(lián)或并聯(lián)的覆膜電池。在直接層疊疊層時(shí)，雙面膠、粘合劑、緩沖材料、隔離物等可以介于相鄰的覆膜電池之間。根據(jù)覆膜電池，外部膜包括熔結(jié)的開口，以限定該外部膜的無熔結(jié)區(qū)域，該無熔結(jié)區(qū)域與正極板或負(fù)極板的主表面相對。相應(yīng)地，隨著密封空間因產(chǎn)生的氣體而膨脹，對無熔結(jié)區(qū)域施加用于扯開無熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力，以便扯開該無熔結(jié)區(qū)域，氣體從無熔結(jié)區(qū)域被扯開的位置排放出。扯開無熔結(jié)區(qū)域的應(yīng)力較大，因?yàn)樵搼?yīng)力與正極板或負(fù)極板的主表面的大小相一致。因此，可以防止覆膜電池填充有高壓氣體的危險(xiǎn)狀態(tài)。盡管參考本發(fā)明的示例實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，然而本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。本申請基于并要求于2007年2月21日提交的日本專利申請No. 2007-40976的優(yōu)
先權(quán)，其全部公開一并在此作為參考。
1權(quán)利要求
1.一種層疊疊層電池組，包括多個(gè)層疊疊層的覆膜電池，其中，所述覆膜電池包括 電池單元；以及外部膜，形成將所述電池單元安裝于其中的密封空間；所述密封空間包括將所述電池單元容納于其中的容納部分，以及與所述容納部分連通以便由于所述密封空間的內(nèi)壓升高而膨脹的袋，所述袋包括被配置為當(dāng)所述袋膨脹時(shí)而工作的安全閥，以及至少兩個(gè)所述覆膜電池的所述袋的位置彼此不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層疊疊層電池組，其中，所述袋被布置在相鄰的覆膜電池中互不相同的位置處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的層疊疊層電池組，其中，所述袋是折疊的或纏繞的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的層疊疊層電池組，還包括分別用于夾持所述覆膜電池的每個(gè)夾持部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層疊疊層電池組，其中，所述每個(gè)夾持部件包括開口或凹槽， 所述袋和安全閥的至少一部分從所述開口或所述凹槽伸出所述夾持部件之外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的層疊疊層電池組，其中，所述袋位于所述覆膜電池中與層疊疊層方向垂直的一側(cè)。
全文摘要
提供了一種封裝電池、組裝電池、以及覆膜電池，可以防止高壓氣體填充在覆膜電池中的危險(xiǎn)狀態(tài)，同時(shí)確保密封可靠性。封裝電池包括覆膜電池和夾持部件，所述覆膜電池包括電池單元以及形成容納所述電池單元的密封空間的外部膜，所述夾持部件夾持所述覆膜電池。密封空間包括容納電池單元的容納部分，以及與所述外殼部分連通以在密封空間內(nèi)的壓強(qiáng)升高時(shí)膨脹的袋。所述袋包括在袋膨脹時(shí)激活的安全閥。夾持部件包括開口以及將容納部分安裝于其中的腔。在將容納部分安裝于腔中時(shí)，袋和安全閥的至少一部分從開口伸出到夾持部件之外。
文檔編號H01M2/10GK102386354SQ20111031243
公開日2012年3月21日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月21日
發(fā)明者乙幡牧宏, 內(nèi)海和明, 屋田弘志, 水田政智 申請人:日本電氣株式會社