專利名稱：膜封裝電氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以電池或者電容器為代表的電氣裝置，特別涉及一種包括諸如由封裝膜材料密封的化學(xué)電池元件、電容器元件等等的電氣裝置元件的膜封裝電氣裝置，以及制造這種膜封裝電氣裝置的方法。
背景技術(shù)：
膜封裝電氣裝置的一種類型是膜封裝電池。迄今為此，已知有膜封裝電池，其包括被在其厚度方向上的各個(gè)相對(duì)側(cè)面上放置的封裝膜夾著的電池元件并具有比電池元件的平面尺寸大的尺寸，電池元件被電池元件周圍彼此連接的相對(duì)封裝膜密閉地密封(也簡(jiǎn)稱為“密封”)。正負(fù)極突片(tab)作為電極連接到電池元件。對(duì)于該密封的電池元件，突片穿過封裝膜伸出。每個(gè)封裝膜通常包括層疊膜，該層疊膜包括金屬層和可熱密封的樹脂層。用彼此熱熔合的可熱密封的樹脂層來密封電池元件。如同采用除了膜之外的封裝材料的金屬罐等那樣，使用封裝膜材料的電池需要可靠密封的熱熔合區(qū)，以便于阻止周圍空氣進(jìn)入電池，并還阻止電解液泄漏。尤其是，密封可靠性對(duì)于包含非水電解質(zhì)的電池很重要(下文中稱作“非水電解質(zhì)電池”)。如果出現(xiàn)熱密封故障，則電解質(zhì)將由于暴露于周圍空氣的組分而導(dǎo)致?lián)p壞，導(dǎo)致電池性能顯著降低。如果電池在使用的同時(shí)將超出電池額定范圍的電壓施加給電池，那么由于電解質(zhì)溶劑的電解可能產(chǎn)生氣體。而且，如果在額定范圍之外的高溫下使用電池，那么產(chǎn)生物質(zhì)，該物質(zhì)是由于電解質(zhì)鹽的分解產(chǎn)生的氣體。實(shí)質(zhì)上，理想的是在額定范圍內(nèi)使用電池，以便于不從電池產(chǎn)生氣體。然而，由于一些原因在電池控制電路故障的情況中，可能施加了異常電壓，或者由于一些原因可能出現(xiàn)高的周圍溫度，容易導(dǎo)致電池產(chǎn)生大量的氣體。電池內(nèi)產(chǎn)生氣體導(dǎo)致在電池中聚集內(nèi)部壓力。為了避免電池遭受由于非常高的內(nèi)部壓力聚集導(dǎo)致的意外爆炸，使用金屬罐作為封裝部件的很多電池具有壓力安全閥，用于在電池中有內(nèi)部壓力聚集的情況下釋放來自電池的氣體。對(duì)于使用膜作為封裝材料的膜封裝電池來說，由于結(jié)構(gòu)限制很難具有壓力安全閥。如果膜封裝電池承受內(nèi)部壓力聚集，那么膜將膨脹，直到它最終破裂，使得氣體穿過破裂噴出。不可能確定這種膜出現(xiàn)破裂的位置。根據(jù)膜破裂的位置，電池可能不利地影響周圍區(qū)域中的裝置或者部件。已經(jīng)提出了一些壓力釋放結(jié)構(gòu)，用于消除由于常規(guī)膜封裝電池中氣體的產(chǎn)生導(dǎo)致的問題。例如，如圖1所示，JP-A N0.2004-55290公開了具有封裝膜104的膜封裝電池101，其中圍繞電池元件(未示出)熱密封該封裝膜104，以形成熱密封區(qū)106，該熱密封區(qū)106包括朝著容納電池元件的區(qū)域凸起的部分。封裝膜104具有氣體釋放器107，該氣體釋放器107具有設(shè)置在熱密封區(qū)106的凸起部分中的其頂端。形成氣體釋放器107，但是不是通過熱密封工藝來形成的。當(dāng)封裝膜104因膜封裝電池101中產(chǎn)生的氣體導(dǎo)致內(nèi)部壓力聚集而膨脹時(shí)，熱密封區(qū)106承受剝落應(yīng)力。由于熱密封區(qū)106包括凸起部分，所以剝落應(yīng)力集中在熱密封區(qū)106的凸起部分上，使得封裝膜104更尤其在凸起部分比其它部分逐漸剝落。當(dāng)封裝膜104的剝落到達(dá)氣體釋放器107時(shí)，膜封裝電池101的內(nèi)部開始和周圍空氣接觸，氣體釋放器107釋放氣體。

發(fā)明內(nèi)容
只要在彼此相對(duì)的封裝膜的可熱密封的樹脂層之間出現(xiàn)封裝膜剝落，上述常規(guī)壓力釋放結(jié)構(gòu)不會(huì)有問題。然而，常規(guī)壓力釋放結(jié)構(gòu)的不利之處在于，如果封裝膜在其它區(qū)域剝落，它不能充分地起作用。下面將參考圖2到4描述上面的缺點(diǎn)。圖2是圖1所示的膜封裝電池的氣體釋放器的橫截面圖。如圖2所示，封裝膜104具有彼此相對(duì)設(shè)置的它們的可熱密封的樹脂層111。在熱密封區(qū)106中，可熱密封的樹脂層111熱熔合在一起。可熱密封的樹脂層111外面的層包括金屬層112。當(dāng)在膜封裝電池中出現(xiàn)內(nèi)部壓力聚集時(shí)，有助于剝落封裝膜104的剝落應(yīng)力被施加到熱密封區(qū)106的內(nèi)邊緣，使得封裝膜104逐漸剝落，同時(shí)破裂可熱密封的樹脂層111。如果可熱密封的樹脂層111在可熱密封的樹脂層111的厚度方向上逐漸破裂，如圖3所示，那么剝落位置移動(dòng)到可熱密封的樹脂層111和金屬層112之間的界面。隨后，封裝膜104的剝落沿著可熱密封的樹脂層111和金屬層112之間的界面前進(jìn)，如圖3中的粗線所示的。最后，如圖4所示，當(dāng)封裝膜104的剝落到達(dá)封裝膜104的外邊緣時(shí)，沒有穿過氣體釋放器107，膜封裝電池101的內(nèi)部開始和周圍空氣接觸，釋放壓力。如上所述，當(dāng)封裝膜的剝落沿著可熱密封的樹脂層和金屬層之間的界面前進(jìn)時(shí)，氣體釋放器不能起到安全閥的作用，直到封裝膜的外邊緣剝落才能釋放壓力。結(jié)果，釋放的壓力增加了。封裝膜的剝落經(jīng)過熱密封區(qū)域的凸起部分之后，由于沿著可熱密封的樹脂層和金屬層之間的界面的剝落前進(jìn)的方向還沒有固定，所以壓力釋放位置可能變化非常大。因此，根據(jù)剝落怎樣前進(jìn)，常規(guī)釋放結(jié)構(gòu)釋放的壓力和壓力釋放位置可能容易變得不穩(wěn)定。上述問題不局限于膜封裝電池，而是還能在可能產(chǎn)生氣體的電氣裝置元件被封裝膜封裝在其中的膜封裝電氣裝置中發(fā)現(xiàn)這些問題。本發(fā)明的目的是提供一種膜封裝電氣裝置以及制造這種膜封裝電氣裝置的方法，在由于故障情況中產(chǎn)生氣體導(dǎo)致封裝膜膨脹時(shí)，該膜封裝電氣裝置能夠容易地和可靠地設(shè)置釋放的壓力和壓力釋放位置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的膜封裝電氣裝置具有電氣裝置元件和密封電氣裝置元件的封裝膜。封裝膜至少具有各個(gè)可熱密封的樹脂層，并且該裝置元件被彼此相對(duì)的可熱密封的樹脂層圍繞，這些樹脂層沿著其外圍區(qū)域彼此熱熔合以沿著其提供熱密封區(qū)。封裝膜具有設(shè)在其之間的內(nèi)部空間，充當(dāng)電氣裝置元件殼體，在該殼體中容納密封在其中的電氣裝置元件。彼此相對(duì)的至少一個(gè)封裝膜具有設(shè)置在包括一部分熱密封區(qū)的連續(xù)區(qū)中并由可熱密封的樹脂層的交聯(lián)樹脂構(gòu)成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有暴露于電氣裝置元件殼體的一部分和保持與周圍空氣接觸的另一部分。在根據(jù)本發(fā)明的膜封裝電氣裝置中，彼此相對(duì)的封裝膜具有彼此熱熔合的它們的可熱密封的樹脂層，以密封電氣裝置元件。在包括熱密封區(qū)的那部分的區(qū)域中，彼此相對(duì)的至少一個(gè)封裝膜具有在如上所述的特定區(qū)中通過交聯(lián)熱密封樹脂形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。當(dāng)向熱密封區(qū)施加剝落應(yīng)力時(shí)，提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)中的封裝膜以比其它區(qū)域更小的力剝落。因此，由于在膜封裝電池中內(nèi)部壓力聚集而將向熱密封區(qū)施加剝落應(yīng)力時(shí)，封裝膜在提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)中優(yōu)選沿著彼此相對(duì)的封裝膜之間的界面逐漸剝落。結(jié)果，指定了剝落位置和壓力釋放位置，使得容易配置釋放的壓力。在根據(jù)本發(fā)明的膜封裝電氣裝置中，熱密封區(qū)應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有朝著電氣裝置元件殼體突出的凸起密封部分、設(shè)置在包括凸起密封部分的范圍中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于施加到熱密封區(qū)的剝落應(yīng)力集中到凸起密封部分，所以加速了提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)域中剝落的前進(jìn)。膜封裝電氣裝置應(yīng)當(dāng)優(yōu)選包括設(shè)置在封裝膜的外圍區(qū)中的氣體釋放器，在其中氣體釋放器和周圍空氣相通且和電氣裝置元件殼體不接觸，并且交聯(lián)結(jié)構(gòu)包括保持和氣體釋放器接觸的區(qū)域，作為保持和周圍空氣接觸的其它部分。具有這種結(jié)構(gòu)，通過氣體釋放器可靠地釋放壓力。如果管子連接到氣體釋放器，那么將釋放壓力時(shí)排放的氣體引導(dǎo)到適當(dāng)?shù)奈恢??？梢酝ㄟ^交聯(lián)封裝膜的可熱密封的樹脂層提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)或者可以通過熔合到封裝膜的交聯(lián)樹脂片提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種制造膜封裝電氣裝置的方法，該膜封裝電氣裝置具有被封裝膜圍繞的電氣裝置元件，該封裝膜至少具有各個(gè)可熱密封的樹脂層并具有彼此熱熔合以提供熱密封區(qū)的各個(gè)外圍區(qū)，在其間具有內(nèi)部空間的該封裝膜充當(dāng)電氣裝置元件殼體，在該電氣裝置元件殼體中容納密封在其中的電氣裝置元件。該方法包括如下步驟:通過在包括封裝膜的熱密封區(qū)的一部分的連續(xù)區(qū)域中的彼此相對(duì)的封裝膜的至少一個(gè)中熱交聯(lián)可熱密封的樹脂層的工藝形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)具有露出到電氣裝置元件殼體的一部分和保持與周圍空氣接觸的另一部分；在具有形成在其中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的封裝膜之間夾著和圍繞著電氣裝置元件，其中可熱密封的樹脂層彼此相對(duì)；以及熱熔合彼此相對(duì)的封裝膜的外圍區(qū)，使電氣裝置元件夾在其間以密封電氣裝置元件。 在制造根據(jù)本發(fā)明的膜封裝電氣裝置的方法中，在熱熔合封裝膜之前，通過在封裝膜的給定區(qū)域中交聯(lián)可熱密封的樹脂層，預(yù)先形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。然后通過具有設(shè)置在其中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的封裝膜圍繞電氣裝置元件，然后彼此熱熔合彼此相對(duì)的封裝膜的外圍區(qū)，由此提供根據(jù)本發(fā)明的膜封裝電氣裝置。通過向可熱密封的樹脂層施加電子束可以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)?？梢酝ㄟ^為形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)而施加的電子束的劑量容易地控制提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)中的剝落強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明，在可熱密封的樹脂層的區(qū)中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并使用交聯(lián)結(jié)構(gòu)熱熔合封裝膜。在由于故障產(chǎn)生氣體而導(dǎo)致封裝膜膨脹時(shí)，可以容易和可靠地配置釋放的壓力和氣體釋放位置。


圖1是常規(guī)膜封裝電池的透視圖；圖2是圖1所示的膜封裝電池的熱密封區(qū)的橫截面圖3是圖1所示的膜封裝電池的熱密封區(qū)的橫截面圖，示出了封裝膜剝落前進(jìn)的例子；圖4是圖1所示的膜封裝電池的熱密封區(qū)的橫截面圖，示出了封裝膜剝落沿著可熱密的封樹脂層和金屬層之間的界面前進(jìn)的方式；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池的分解透視圖；圖6是圍繞圖5所示的膜封裝電池的壓力釋放結(jié)構(gòu)的區(qū)域的部分平面圖；圖7是沿著圖6的線A-A的橫截面圖；圖8是示出了圖7所示的凸起熱密封區(qū)中封裝膜剝落的方式的視圖；圖9是示出了用于比較交聯(lián)的封裝膜的剝落強(qiáng)度和沒有交聯(lián)的封裝膜的剝落強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果的曲線；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖；圖12是沿著圖11的線B-B截取的橫截面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖；圖14是圖13所示的膜封裝電池的修改的平面圖；圖15是圖13所示的膜封裝電池的另一種修改的平面圖；以及圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的膜封裝電池的熱密封區(qū)域附近的區(qū)域的橫截面圖。附圖標(biāo)記的說明:1,21,31,41,51,61 膜封裝電池2，32，72 電池元件3a, 23a正極突片3b, 23b負(fù)極突片4，5，24，34，44，54，64，74，75 封裝膜4a杯狀部分6，26，36，46，76 熱密封區(qū)6a，26a，36a凸起熱密封區(qū)7，27，37，67，77 氣體釋放器8，28，38，48，58，68 交聯(lián)結(jié)構(gòu)11可熱密封的樹脂層12不透氣層13保護(hù)層24a非密封區(qū)36，69 管子78樹脂片
具體實(shí)施例方式圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池I。膜封裝電池I具有基本上為平面矩形的電池元件2和密封電池元件2的兩個(gè)封裝膜4，5，該電池元件2具有正極和負(fù)極、分別連接到電池元件2的正極和負(fù)極的正極突片3a和負(fù)極突片3b的呈平行六面體的層疊組件。電池元件2是這樣的結(jié)構(gòu)，其中正極和負(fù)極與夾在其間的隔板交替層疊，所述正極和負(fù)極每個(gè)都包括具有彼此相對(duì)并涂敷有電極材料的表面的金屬箔。沒有被電極材料涂敷的未涂敷部分從正極和負(fù)極的各個(gè)側(cè)面突出。正極的未涂敷部分被超聲焊接在一起，并連接到正極突片3a,負(fù)極的未涂敷部分被超聲焊接在一起,并連接到負(fù)極突片3b。正極和負(fù)極的超聲焊接的未涂敷部分稱為集電器。因此，正極突片3a和負(fù)極突片3b連接到電池元件2的集電器。使電極材料的未涂敷部分在相同方向地堆疊電池元件2的正極和負(fù)極。因此，正極突片3a和負(fù)極突片3b連接到電池元件2的一側(cè)。正極突片3a和負(fù)極突片3b用作電連接到外部電路的電極。如圖6所示，正極突片3a和負(fù)極突片3b具有伸出封裝膜4，5的末端部分。在本實(shí)施例中，膜封裝電池I具有基本上伸長(zhǎng)的矩形平面形狀，其正極突片3a和負(fù)極突片3b從伸長(zhǎng)的矩形形狀的較短邊伸出。如果膜封裝電池I是非水電解質(zhì)電池，例如鋰離子電池，那么使用鋁箔作為正極的金屬箔，并使用銅箔作為負(fù)極的金屬箔。正極突片3b包括鋁板，負(fù)極突片3b包括鎳板或者銅板。如果負(fù)極突片3b包括銅板，那么其表面可以鍍鎳。隔板可以是能夠被電解溶液浸潰的片狀部件，例如多孔膜、無紡布(nonwovenfabric)或者由熱塑性樹脂如聚烯烴等制成的織物。由于封裝膜4，5在其厚度方向在各對(duì)側(cè)面上夾著并包圍電池元件2，所以封裝膜4，5具有比電池元件2的平面尺寸大的平面尺寸。封裝膜4，5具有圍繞電池元件2彼此熱熔合的它們的重疊相對(duì)表面，由此密封電池元件2。因此，電池元件2的整個(gè)外圍邊緣被密封到熱密封區(qū)域中，在圖6中示出陰影表示的熱密封區(qū)6。其中一個(gè)封裝膜4具有杯狀部分4a，以產(chǎn)生圍繞電池元件2的空間的電池元件殼體。完全圍繞杯狀部分4a形成熱密封區(qū)
6。可以通過深沖壓(deep-drawing)封裝膜4來形成杯狀部分4a。在本實(shí)施例中，僅僅在封裝膜4中形成杯狀部分4a。然而，可以在封裝膜4，5中都形成杯狀部分?？商鎿Q地，可以不形成杯狀部分，在封裝膜4，5柔韌的條件下，電池元件2可以被封裝膜4，5圍繞。封裝膜4，5的每一個(gè)都包括層疊膜。封裝膜4，5的每一個(gè)的層疊膜包括柔性的并能夠熱密封的電池元件2使得電解液不從電池元件2泄漏的膜。典型地，如圖7所示，層疊膜包括由可熱密封的樹脂構(gòu)成的可熱密封的樹脂層11、諸如金屬薄膜的不透氣層12和由諸如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)或者尼龍等聚脂膜構(gòu)成的保護(hù)層13的層疊組件，這些層以指定的順序連續(xù)層疊。封裝膜4，5的每一個(gè)至少可以具有可熱密封的樹脂層11和不透氣層12，如果必要擇加入保護(hù)層13。為了密封電池元件2，布置可熱密封的樹脂層11彼此相對(duì)，并圍繞電池元件2。不透氣層12的薄膜可以包括具有厚度為從10到100 μ m范圍的Al、T1、Ti合金、Fe、不銹鋼或者M(jìn)g合金的膜。稍后將描述可熱密封的樹脂層11的可熱密封的樹脂。為了充分地?zé)崛酆峡蔁崦芊獾臉渲瑢?1，每個(gè)可熱密封的樹脂層11應(yīng)當(dāng)優(yōu)選具有從10到200 μ m范圍的厚度并更優(yōu)選從30到IOOym范圍的厚度。密封區(qū)具有壓力釋放結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，壓力釋放結(jié)構(gòu)位于正極突片3a和負(fù)極突片3b之間。壓力釋放結(jié)構(gòu)具有凸起熱密封部分6a和氣體釋放器7，其中凸起熱密封部分6a包括朝著電池元件2突出的熱密封區(qū)6的內(nèi)邊緣部分，氣體釋放器7從封裝膜4，5的外邊緣朝著凸起熱密封部分6a延伸并具有到達(dá)熱密封部分6a的末端。氣體釋放器7形成為封裝膜4，5之間的區(qū)域，其中封裝膜4，5沒有熱熔合，而只是簡(jiǎn)單地彼此相對(duì)。由此保持氣體釋放器7與周圍空氣相通。在與電池元件殼體彼此隔開的位置處布置氣體釋放器7，由此保持氣體釋放器7與電池元件殼體不接觸。下封裝膜5，即不具有在其中的杯狀部分的封裝膜5，具有通過交聯(lián)處理形成在可熱密封的樹脂層11的部分中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。交聯(lián)結(jié)構(gòu)8設(shè)置在至少包括熱密封部分6a的區(qū)域中。因此，交聯(lián)結(jié)構(gòu)8是具有暴露于電池元件殼體的一部分和暴露于氣體釋放器7的另一部分的單一連續(xù)區(qū)。由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)8設(shè)置在包括熱密封部分6a的區(qū)域中，所以上封裝膜4的可熱密封的樹脂層11熱熔合到熱密封部分6a中的下封裝膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。在實(shí)際的膜封裝電池I中，從膜封裝電池I的外面不能看到交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。然而，在圖6中，為表示其位置而示出交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。同樣應(yīng)用于根據(jù)其它實(shí)施例的膜封裝電池的平面圖中。當(dāng)向可熱密封的樹脂層11施加電子束時(shí)，可以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。通過向樹脂添加交聯(lián)劑可以交聯(lián)可熱密封的樹脂。然而，使用掩模阻止電子束，可以由電子束容易地有選擇性地只在一定位置形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。由于通過向可熱密封的樹脂層11施加電子束可以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8，所以可熱密封的樹脂層11的可熱密封的樹脂可以包括樹脂組合物，當(dāng)受到電子束照射時(shí)其可以熱熔合并可以產(chǎn)生交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。樹脂組合物可以是單樹脂、多種類型樹脂的混合、或者具有添加(混合或者涂敷等，還可以在下面使用)了電子束活性化合物的電子束可降解的樹脂組合物。樹脂組合物可以是:聚烯烴均聚物，諸如聚乙烯(高、中和低密度聚乙烯或者直鏈低密度聚乙烯)；聚烯烴共聚物，諸如丙烯-乙烯共聚物、丙烯和/或乙烯以及諸如丁烯-1等α-烯烴的共聚物；或者樹脂，諸如具有由-(CH2-CHX)-表示的重復(fù)單元的變性聚烯烴(X表示取代基，諸如H、CH3等等)，例如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(EGMA)
坐寸ο如果將下面所指的電子束活性化合物添加到其中，那么例如電子束可降解的聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚偏二氟乙烯等還可以用作可熱密封的樹脂層11的樹脂。電子束活性化合物不局限于當(dāng)它暴露于電子束時(shí)起反應(yīng)的本領(lǐng)域的特定化合物，而是應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為能夠形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多官能團(tuán)化合物。例如，電子束活性化合物可以是多功能團(tuán)丙烯酸組合物，諸如三甘醇二(甲基)丙烯酸酯(triethylene glycol di(metha) acrylate)、三甲基丙燒三(甲基)丙烯酸酯(trimethyl propane tri (metha)acrylate)、季戍四醇四丙烯酸酯(pentaerythritol tetracrylate)、二季戍四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexacrylate)、季戍四醇丙烯酸酯六亞甲基二異氰酸酯(pentaerythritol acrylate hexamethylene diisocianate)、尿燒聚合物(urethanepolymer)等等，單官能團(tuán)丙烯酸化合物,諸如甲基(甲基(metha))丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(methoxypolyethylene glycol (metha) acrylate)等等，多功能團(tuán)丙烯酸化合物和單功能團(tuán)丙烯酸化合物的組合物，脂環(huán)族環(huán)氧化合物，諸如3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基(epoxycyclohexylmethyl) _3’，4’ -環(huán)氧環(huán)己燒羧酸酯(epoxycyclohexanecarboxylate), I, 4- (6_ 甲基-3, 4_ 環(huán)氧環(huán)己基甲基羧酸酯(epoxycyclohexylmethylcarboxylate)) 丁燒等,或者乙烯化合物,諸如乙烯基卩比咯燒酮(vinylpyrroridone)、醋酸乙烯酯、乙烯基卩比唳(vinylpyrroridine)、苯乙烯等。這些電子束活性化合物可以全部混合在可熱密封的樹脂層中或者可以涂敷到可熱密封的樹脂層的表面上。在密封電池元件2的步驟之前，或者具體是在電池元件2被封裝膜4，5圍繞之前，將電子束施加到可熱密封的樹脂層11，同時(shí)用電子束阻擋件遮擋其中將不形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8的封裝膜5的區(qū)域。電子束阻擋件可以由任何材料制成，只要它們能夠阻擋電子束施加到其中將不形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8的區(qū)域。例如，電子束阻擋件可以由諸如鋁、鐵、鉛、鈦、銅等金屬材料或者玻璃材料制成。在這些材料中，諸如鋁、鐵等等金屬材料是優(yōu)選的，因?yàn)樗梢匀菀椎丶庸せ蛘咝纬蔀樗枰男螤睢Ｏ旅鎸⒚枋鲋圃旄鶕?jù)本實(shí)施例的膜封裝電池I的方法。用電子束照射兩個(gè)封裝膜4，5中的一個(gè)的預(yù)定區(qū)域以形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8。然后，用封裝膜4，5夾住并圍繞已經(jīng)預(yù)先制備好的具有正極突片3a和負(fù)極突片3b的電池元件2。此時(shí)，定向封裝膜4，5，使得可熱密封的樹脂層11彼此相對(duì)。其后，按壓圍繞電池元件2的彼此相對(duì)的封裝膜4，5的區(qū)域，并通過熱密封頭(未示出)加熱成熱密封區(qū)6，由此密封電池元件2。如果使用對(duì)于熱密封區(qū)6具有在形狀上互補(bǔ)的按壓表面的熱密封頭，那么不需要形成凸起密封部分6a和氣體釋放器7的特殊步驟。彼此相對(duì)地定位封裝膜4，5和熱密封頭，使得凸起密封部分6a的位置將和封裝膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8的位置對(duì)準(zhǔn)。例如，通過將封裝膜4，5的三個(gè)側(cè)面熱熔合在一起或者通過一次熱密封一個(gè)以產(chǎn)生具有一側(cè)開口的包，通過封裝膜4，5的開口側(cè)將電解質(zhì)溶液引入到包中，其后熱熔合剩余的開口側(cè)。如果在減壓氣氛(減壓腔)中熱熔合剩余一側(cè)，那么當(dāng)將密封的膜封裝電池I放回到大氣壓力環(huán)境中時(shí),在大氣壓力下封裝膜4，5擠壓電池元件2，并由此保持和電池元件2的緊密接觸。盡管由此構(gòu)成的膜封裝電池I正在被使用，但是如果由于施加超出標(biāo)準(zhǔn)范圍的電壓或者由于暫時(shí)的高溫導(dǎo)致從電池元件2產(chǎn)生氣體，那么在膜封裝電池I中逐漸形成內(nèi)部壓力聚集。內(nèi)部壓力聚集導(dǎo)致作為用于圍繞電池元件2的空間的電池元件殼體膨脹成圓屋頂?shù)男螤睿瑢?duì)熱密封區(qū)6的內(nèi)邊緣施加了剝落應(yīng)力。由于熱密封區(qū)6包括如上所述的凸起密封部分6a，剝落應(yīng)力在凸起密封部分6a上集中，并且封裝膜4，5的剝落選優(yōu)在凸起密封部分6a中發(fā)展。如圖7清楚地示出的，凸起密封部分6a是封裝膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8和封裝膜4的可熱密封的樹脂層11彼此熱熔合的區(qū)域。交聯(lián)結(jié)構(gòu)8在高溫時(shí)比可熱密封的樹脂層11不容易變軟。當(dāng)交聯(lián)結(jié)構(gòu)8和可熱密封的樹脂層11彼此熱密封時(shí)，交聯(lián)結(jié)構(gòu)8和可熱密封的樹脂層11沒有彼此完全結(jié)合在一起，而是在交聯(lián)結(jié)構(gòu)8和可熱密封的樹脂層11之間維持存在邊界。術(shù)語“在高溫下不容易變軟”意味著溫度與應(yīng)變特性，即，當(dāng)樹脂溫度升高同時(shí)在恒定壓力下向樹脂增壓而繪制的所謂的蠕變曲線，具有小的梯度，其中水平軸表示溫度。因?yàn)榻宦?lián)結(jié)構(gòu)8和可熱密封的樹脂層11在凸起密封部分6a中彼此熱熔合，所以封裝膜4，5的剝落沿著封裝膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8和封裝膜4的可熱密封的樹脂層11之間的邊界前進(jìn)。當(dāng)剝落前進(jìn)時(shí)，如圖8所示，封裝膜4，5沿著封裝膜4的沒有交聯(lián)的可熱密封的樹脂層11和封裝膜5的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8之間的凸起密封部分6a的邊界彼此分離，使得電池元件殼體和氣體釋放器7開始彼此接觸。當(dāng)電池元件殼體和氣體釋放器7開始彼此接觸時(shí)，電池元件殼體中的氣體通過氣體釋放器7從膜封裝電池I排放出去，由此釋放電池元件殼體中的壓力。由于交聯(lián)結(jié)構(gòu)8定義了封裝膜4，5之間的剝落界面，所以在穩(wěn)定壓力下膜封裝電池I允許氣體通過氣體釋放器7可靠地釋放，該過程是高度可靠度的。下面將描述設(shè)置在封裝膜4，5中的一個(gè)上的交聯(lián)結(jié)構(gòu)8允許封裝膜4，5沿著其間的界面剝落的原理。如果交聯(lián)的樹脂層(下文中稱作“交聯(lián)樹脂層”)和沒有交聯(lián)的樹脂層(下文中稱作“非交聯(lián)樹脂層”)彼此熱熔合，那么在交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層之間的熔合界面中出現(xiàn)下面的現(xiàn)象。在交聯(lián)樹脂層中，交聯(lián)的聚合物鏈不流動(dòng)。因此，交聯(lián)的聚合物鏈不容易熔合以及與非交聯(lián)樹脂層中的聚合物鏈結(jié)合在一起。然而，根據(jù)交聯(lián)樹脂層中的交聯(lián)程度，沒有交聯(lián)的聚合物鏈存在于交聯(lián)聚合物鏈的空隙中或者矩陣內(nèi)。在這種非交聯(lián)自由聚合物鏈聚集的小區(qū)域中，聚合物鏈可以熔合并在高于熔點(diǎn)的溫度下流動(dòng)。如果這種小區(qū)域保持與交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層之間的熔合界面接觸，那么當(dāng)將保持彼此接觸的交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層被加熱到高于熔點(diǎn)的溫度時(shí)，聚合物鏈穿過熔合界面流到樹脂層中。當(dāng)冷卻和固化加熱的樹脂層時(shí)，以連續(xù)結(jié)合的方式在穿過熔合界面的樹脂層之間形成包括交聯(lián)樹脂層中的非交聯(lián)聚合物鏈和交聯(lián)樹脂層中的聚合物鏈的組合物的凝聚體或者結(jié)晶體。如上所述，當(dāng)交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層彼此熱熔合時(shí)，交聯(lián)樹脂層中的非交聯(lián)聚合物鏈有助于樹脂層之間的熔合，并且交聯(lián)樹脂層中的交聯(lián)聚合物鏈與非交聯(lián)樹脂層不連續(xù)地結(jié)合在一起。不連續(xù)結(jié)合的這種區(qū)域存在于樹脂層之間的熔合界面中。因此，當(dāng)剝落應(yīng)力對(duì)樹脂層起作用時(shí)，剝落沿著樹脂層之間的熔合界面，即封裝膜4，5之間的界面前進(jìn)。如果交聯(lián)樹脂層的交聯(lián)程度變化，那么聚集了非交聯(lián)的自由聚合物鏈的小區(qū)域的比例變化。結(jié)果，當(dāng)交聯(lián)樹脂層和非交聯(lián)樹脂層熱熔合時(shí)，在穿過熔合界面的樹脂層之間連續(xù)結(jié)合的凝聚體或結(jié)晶體的比例變化。具體地，如果交聯(lián)樹脂層的交聯(lián)程度降低，那么小區(qū)域的比例增加，以及在樹脂層之間連續(xù)結(jié)合的凝聚體或者結(jié)晶體的比例增加。因?yàn)樵跇渲瑢又g連續(xù)結(jié)合的凝聚體或者結(jié)晶體的比例較高，所以樹脂層的熔合強(qiáng)度更高。由于通過改變電子束的劑量可以控制交聯(lián)樹脂層的交聯(lián)程度，所以通過控制電子束的劑量可以自由地控制樹脂層的熔合強(qiáng)度。換句話說，熔合強(qiáng)度意味著剝落強(qiáng)度。由于熔合強(qiáng)度越高，熔合層越難剝落，所以剝落強(qiáng)度越大。如下所述，本發(fā)明人進(jìn)行了剝落測(cè)試，以便檢測(cè)存在交聯(lián)結(jié)構(gòu)層和不存在交聯(lián)結(jié)構(gòu)層時(shí)剝落強(qiáng)度之間的差異。首先，在與另一個(gè)封裝膜相對(duì)的一個(gè)封裝膜中形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)層，同時(shí)交聯(lián)結(jié)構(gòu)層和非交聯(lián)結(jié)構(gòu)層彼此面對(duì)，彼此熱熔合封裝膜的IOmm寬的部分。為了比較，采用沒有交聯(lián)結(jié)構(gòu)層的封裝膜，并彼此熱熔合封裝膜的IOmm寬的部分。然后，切掉垂直于熱熔合部分的橫向方向的方向上的相等長(zhǎng)度的封裝膜的熱熔合部分，其包括沒有熱熔合部分，產(chǎn)生了本發(fā)明的樣品(Sinv-1, Sinv-2)和比較樣品(Scom-1, Scom-2)。由此制備兩個(gè)發(fā)明的樣品和兩個(gè)比較樣品。夾緊沒有熱熔合的部分，熱熔合部分以180度分離方向剝落。測(cè)量熱熔合部分剝落時(shí)作用的力。在圖9中示出測(cè)量結(jié)果。在圖9中，水平軸表示剝落長(zhǎng)度，其表示卡盤之間的距離。剝落長(zhǎng)度實(shí)際上包括封裝膜的伸長(zhǎng)。熱熔合部分完全剝落時(shí)卡盤之間的距離大約是25mm。從圖9可以看出的是,Sinv-1、Sinv_2通常以比Scom-1、Scom-2小的力剝落。換句話說，存在于彼此相對(duì)的封裝膜之間的界面中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)對(duì)于減小剝落強(qiáng)度是有效的。本實(shí)施例中的氣體的釋放壓力依賴于凸起密封部分6a中的封裝膜4，5的剝落強(qiáng)度。如上所述，熔合強(qiáng)度依賴于形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)8所施加的電子束的劑量。因?yàn)殡娮邮膭┝吭礁撸秒娮邮丈涞目蔁崦芊獾臉渲瑢?1的交聯(lián)程度越高，有助于減小凸起熔合部分6a中封裝膜4，5的剝落強(qiáng)度。由于剝落強(qiáng)度較小，所以可以在較低的壓力下釋放氣體。因此，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)可熱密封的樹脂層11的交聯(lián)程度可以將釋放的壓力設(shè)置為希望的水平。在設(shè)計(jì)膜封裝電池I中優(yōu)選的釋放壓力范圍從0.05MPa到IMPa并更優(yōu)選從0.1MPa到0.2MPa，按照在大氣壓力之上的增加表示該釋放壓力。如果釋放壓力低于
0.05MPa,那么如果發(fā)生例如當(dāng)大電流短暫流過電池或者電池被暫時(shí)加熱到高溫的小問題，氣體也容易被釋放，結(jié)果是膜封裝電池I將不能正常工作。相反，如果釋放壓力高于IMPa，那么在剝落前進(jìn)到氣體釋放器7之前，氣體容易通過另一個(gè)區(qū)域釋放，并且氣體可能以不期望的方向噴射。在上面的實(shí)施例中，在膜封裝電池I的較短側(cè)面、尤其是在其正極突片3a和負(fù)極突片3b伸出的側(cè)面，設(shè)置單個(gè)的壓力釋放結(jié)構(gòu)。然而，壓力釋放結(jié)構(gòu)的數(shù)量和設(shè)置它們的位置可以按照使用膜封裝電池I的目的以及使用膜封裝電池I的條件而改變。圖10示出了這種修改的一個(gè)例子，作為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。圖10中所示的膜封裝電池21在其較長(zhǎng)側(cè)面具有壓力釋放結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，正極突片23a和負(fù)極突片23b從膜封裝電池21的較短側(cè)面伸出。因此，壓力釋放結(jié)構(gòu)設(shè)置在不同于正極突片23a和負(fù)極突片23b伸出的側(cè)面的側(cè)面上。電池元件(未示出)在厚度方向上在其兩個(gè)側(cè)面上被兩個(gè)裝置膜24夾著并包圍著。電池元件被其整個(gè)外圍邊緣熱熔合的封裝膜24密封，正極突片23a和負(fù)極突片23b從其中伸出。電池元件的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和封裝膜24的層細(xì)節(jié)與第一個(gè)實(shí)施例的相同，將不在下面描述。壓力釋放結(jié)構(gòu)具有通過熱熔合密封膜24形成的并且朝向電池元件突出的包括熱密封區(qū)26的內(nèi)邊緣的一部分的凸起密封部分26a，以及從封裝膜24的外邊緣朝著凸起熱密封部分26a延伸并具有到達(dá)熱密封部分26a的末端的氣體釋放器27。氣體釋放器27形成為封裝膜24沒有被熱熔合而只是彼此相對(duì)的區(qū)域。保持氣體釋放器27和周圍空氣相通。如果壓力釋放結(jié)構(gòu)設(shè)置在正極突片23a和負(fù)極突片23b伸出的一側(cè)上，那么由于在正極突片23a和負(fù)極突片23b伸出的一側(cè)上在電池元件和熱密封區(qū)26之間需要用于集電器的空間，所以可以在熱密封區(qū)26中設(shè)置凸起密封部分，而不需要改變膜封裝電池21的外輪廓尺寸。然而，如果在沒有伸出正極突片23a和負(fù)極突片23b的一側(cè)上設(shè)置壓力釋放結(jié)構(gòu)，那么在該側(cè)上的電池元件和熱密封區(qū)26之間不存在這樣的空間。如果只是將凸起密封部分26a添加到熱密封區(qū)26，那么將增大膜封裝電池21的外輪廓尺寸。根據(jù)本實(shí)施例，封裝膜24是包括向外凸起的部分的形狀，并形成熱密封區(qū)26，使得在向外凸起的部分上設(shè)置與電池元件殼體連通的灣形狀(bayed-shape)的區(qū)域,其中在灣形狀區(qū)域中形成凸起密封部分26a。凸起密封部分26a的相對(duì)側(cè)面形成為封裝膜24沒有被熱熔合的未密封部分24a。由于提供了與電池元件殼體接觸的灣形狀的區(qū)域并在灣形狀的區(qū)域中形成凸起密封部分26a，所以保持膜封裝電池21的外輪廓尺寸的增加為最小，并可以提供具有應(yīng)力集中區(qū)域作用的凸起密封部分26a。在本實(shí)施例中，兩個(gè)封裝膜24中的一個(gè)具有通過施加電子束在可熱密封的樹脂層中形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)28。交聯(lián)結(jié)構(gòu)28設(shè)置在包括凸起密封部分26a的區(qū)域中，并具有暴露于電池元件殼體和氣體釋放器27的部分。因此，如在第一個(gè)實(shí)施例中那樣，由于在電池元件殼體中內(nèi)壓力聚集而導(dǎo)致的封裝膜24的剝落沿著交聯(lián)結(jié)構(gòu)28和另一個(gè)封裝膜的可熱密封的樹脂層之間的邊界前進(jìn)。因此，根據(jù)本實(shí)施例，膜封裝電池I允許氣體以穩(wěn)定的壓力通過氣體釋放器7可靠地釋放，并且該過程是高度可靠的。圖11和12示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池。根據(jù)本實(shí)施例的膜封裝電池31不同于第二個(gè)實(shí)施例之處在于，管39連接到氣體釋放器27上。根據(jù)本實(shí)施例的膜封裝電池31和第二個(gè)實(shí)施例相同之處在于，具有在熱密封區(qū)36的一部分中作為應(yīng)力集中區(qū)域而設(shè)置的凸起密封部分36a和作為封裝膜34沒有被熱熔合的空間的氣體釋放器37的壓力釋放結(jié)構(gòu)被布置成其末端在凸起密封部分36a中，并且交聯(lián)結(jié)構(gòu)38被設(shè)置在包括凸起密封部分36a的區(qū)域中的兩個(gè)封裝膜36之一的可熱密封的樹脂層中。管39具有密封地連接到氣體釋放器37的端部和伸出到適當(dāng)位置的另一開口端，其中在該位置處，產(chǎn)生的氣體可以從電池元件32排放出去，而沒有負(fù)面影響。由于管39的另一端是開放的，所以氣體釋放器37通過管39和周圍空氣相通。當(dāng)從電池元件32產(chǎn)生氣體時(shí)，作為容納電池元件32的空間的電池元件殼體中的內(nèi)部壓力增加，導(dǎo)致封裝膜34在凸起密封部分36a中剝落。當(dāng)封裝膜34剝落時(shí)，將氣體從電池元件殼體引入到氣體釋放器37中，穿過管39，并從管39的開口端排放出去。通過將管39連接到氣體釋放器37，可以根據(jù)需要選擇排放氣體的位置。由于根據(jù)需要可以通過管39選擇排放氣體的位置，所以還可以根據(jù)需要選擇壓力釋放結(jié)構(gòu)的位置。本實(shí)施例在這樣的情況中尤其有效，其中在膜封裝電池31周圍存在對(duì)氣體敏感的部件和裝置并且不優(yōu)選從氣體釋放器37直接排放氣體。如果管39的開口端布置在離開膜封裝電池31的位置，那么可以在離開膜封裝電池31的位置排放氣體。僅僅當(dāng)限定封裝膜34的剝落界面并且電池元件殼體和氣體釋放器37可靠地彼此接觸時(shí)，管39起到有效的作用。管39應(yīng)當(dāng)由選由柔性材料制成。如果管39是由柔性材料制成的，那么可以容易地布置管39。在安裝了封裝電池31之后，排放氣體的位置可以自由改變。通過在兩個(gè)封裝膜34之間夾住管39的端部并將封裝膜34的外邊緣粘接到管39的外圓周表面，可以將管39連接到氣體釋放器37。只要能夠密封地連接管39，則可以用任何方法粘接封裝膜34和管39?？梢杂谜辰觿┱辰臃庋b膜34和管39，或者如果管39是由熱塑性樹脂制成的，那么可以通過熱熔合來粘接封裝膜34和管39。尤其是，如果管39是由和封裝膜34的可熱密封的樹脂層的可熱密封的樹脂相同的樹脂制成的，那么可以通過熱熔合來連接管39。管39可以如下熱熔合:熱熔合封裝膜34以形成氣體釋放器37，同時(shí)為插入管39留一個(gè)口，然后通過該口將管39的端部插入到氣體釋放器37，在這之后將管39熱熔合到封裝膜34?？商鎿Q地，當(dāng)密封電池元件32時(shí)，將管39放置在夾在封裝膜34之間的位置處，在封裝膜34中形成熱密封區(qū)36的同時(shí)連接管39。在本實(shí)施例中，將管39應(yīng)用到第二個(gè)實(shí)施例。管39也可應(yīng)用于第二個(gè)實(shí)施例。
在上面每一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選在熱密封區(qū)中設(shè)置允許封裝膜的剝落前進(jìn)的應(yīng)力集中區(qū)，并在應(yīng)力集中區(qū)中設(shè)置交聯(lián)結(jié)構(gòu)。如上所述，在高溫時(shí)交聯(lián)結(jié)構(gòu)比其它區(qū)域更不容易變軟，結(jié)果是設(shè)置交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)域具有比其它區(qū)域小的剝落強(qiáng)度。因此，如果僅僅通過提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)就可以充分地限定剝落位置，那么不需要提供應(yīng)力集中區(qū)，并可以在一部分熱密封區(qū)中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)。將在下面描述這種替換的一些實(shí)例。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例的膜封裝電池。根據(jù)本實(shí)施例的膜封裝電池41采用伸長(zhǎng)的矩形封裝膜44，其具有在其周圍完全伸出并具有恒定寬度的熱密封區(qū)46，由此密封電池元件(未示出)。熱密封區(qū)46在其一部分中交聯(lián)結(jié)構(gòu)48，該交聯(lián)結(jié)構(gòu)48包括設(shè)置在可熱密封的樹脂層中并具有暴露于用于在其中容納電池元件的電池元件殼體的內(nèi)邊緣以及與熱密封區(qū)46的外邊緣對(duì)準(zhǔn)的外邊緣。因此交聯(lián)結(jié)構(gòu)48除了具有暴露于電池元件殼體的部分之外，還具有和周圍空氣相通的部分。根據(jù)本實(shí)施例，盡管在熱密封區(qū)46中沒有提供應(yīng)力集中區(qū)，但是提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)的區(qū)域具有比熱密封區(qū)46的其它區(qū)域小的剝落強(qiáng)度。因此，由于在膜封裝電池41中的內(nèi)部壓力集中而導(dǎo)致的封裝膜44的剝落優(yōu)選在提供有交聯(lián)結(jié)構(gòu)48的區(qū)域中前進(jìn)。當(dāng)剝落到達(dá)交聯(lián)結(jié)構(gòu)48的外邊緣時(shí)，電池元件殼體開始和周圍空氣接觸，從提供有交聯(lián)結(jié)構(gòu)48的區(qū)域的外邊緣排放氣體并由此釋放壓力。只要交聯(lián)結(jié)構(gòu)48具有暴露于電池元件殼體的部分以及沒有暴露于電池元件殼體的部分，并且其與周圍空氣相通，則交聯(lián)結(jié)構(gòu)48的形狀和尺寸沒有限制。在圖13中，交聯(lián)結(jié)構(gòu)48具有伸長(zhǎng)的矩形形狀。圖14示出了具有梯形形狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)58的膜封裝電池51。在圖14中，交聯(lián)結(jié)構(gòu)58具有其長(zhǎng)度LI大于其外圍邊緣的長(zhǎng)度L2的內(nèi)邊緣，使得交聯(lián)結(jié)構(gòu)58具有從在電池元件殼體附近的邊緣向外逐漸變小的尺寸。如此成形的交聯(lián)結(jié)構(gòu)58和這樣的方式匹配，其中封裝膜54逐漸剝落，并由此允許封裝膜54平滑地剝落。圖15示出了沒有應(yīng)力集中區(qū)的壓力釋放結(jié)構(gòu)的另一個(gè)例子。圖15中示出的膜封裝電池61采用根據(jù)第三個(gè)實(shí)施例的管69應(yīng)用到圖14中所示的實(shí)例。封裝膜64具有不通過熱熔合封裝膜64而形成的氣體釋放器67，氣體釋放器47具有設(shè)置在提供有交聯(lián)結(jié)構(gòu)68的區(qū)域中的末端。管69密封地連接到氣體釋放器67。當(dāng)交聯(lián)結(jié)構(gòu)68通過氣體釋放器67和管69連通到周圍空氣時(shí)，可以在穩(wěn)定的壓力下從特定位置排放氣體。如果可以從封裝膜64的外邊緣排放氣體，那么無需管69，氣體釋放器67可以直接連通到周圍空氣，如在第一個(gè)實(shí)施例中那樣。在上面的實(shí)例中，在封裝膜中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，交聯(lián)結(jié)構(gòu)可以不設(shè)置在封裝膜中，而是可以通過在彼此相對(duì)的兩個(gè)膜之間夾入交聯(lián)樹脂片來形成，或者換句話說，通過將交聯(lián)樹脂片熔合到彼此相對(duì)的封裝膜之一來形成。在圖16中示出了這種實(shí)施例，其中示出了熱密封區(qū)附近的區(qū)域。在圖16所示的實(shí)施例中，在熱密封區(qū)76的一部分中，交聯(lián)樹脂片78夾在兩個(gè)封裝膜74，75之間。樹脂片78具有暴露于容納電池元件72的電池元件殼體的一部分和暴露于氣體釋放器77的另一部分。只要滿足這些條件，樹脂片78的尺寸和形狀不受限制，并可以以和上面的實(shí)施例相同的方式布置其它結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在封裝膜74，75被彼此熱熔合之前，樹脂片78被熱熔合到彼此相對(duì)的封裝膜74，75的任一個(gè)。樹脂片78應(yīng)當(dāng)優(yōu)選由和封裝膜74，75的可熱密封的樹脂層74a，75a相同的樹脂制成，以便于獲得密封電池元件72所需的最小熔合強(qiáng)度。樹脂片78可以是膜或者網(wǎng)孔的形式。如果樹脂片78是網(wǎng)孔的形式，那么通過粘結(jié)效應(yīng)(anchoring effect)可以獲得所需的熔合強(qiáng)度，該粘結(jié)效應(yīng)是當(dāng)通過熱熔合而熔化的可熱密封的樹脂層74a，75a進(jìn)入到樹脂片78的孔隙中時(shí)而引起的。通過與樹脂片78的形式無關(guān)地適當(dāng)調(diào)節(jié)交聯(lián)程度，還可以控制封裝膜74，75的熔合強(qiáng)度。熱密封區(qū)76沿著一個(gè)封裝膜74和樹脂片78之間的界面或者另一個(gè)封裝膜75和樹脂片78之間的界面的任一個(gè)剝落。在任何情況中，剝落在包括樹脂片78的區(qū)域中前進(jìn)。通過樹脂片78提供的交聯(lián)結(jié)構(gòu)提供了和上面的實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本實(shí)施例，尤其是，由于通過和封裝膜74，75不同的樹脂片78提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)，所以容易確定是否在封裝膜74，75中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)。因此，有助于制造過程中部件管理，可以得到可能用于封裝膜74，75 (尤其是可熱密封的樹脂層74a、75a)的更寬的材料選擇。上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的典型實(shí)施例。然而，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)作出變化。例如，在上面的一些實(shí)施例中，在兩個(gè)封裝膜中的一個(gè)中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)。然而，如果它們可以產(chǎn)生密封電池元件的足夠粘接力，則可以在兩個(gè)封裝膜中提供交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在這種情況中，施加到各個(gè)封裝膜的電子束的劑量可以彼此相等或者不同。如果將這種布置應(yīng)用到圖16所示的實(shí)施例中，那么交聯(lián)樹脂片分別熔合到各封裝膜上。在上面的實(shí)施例中，兩個(gè)封裝膜在厚度方向上從它的相對(duì)側(cè)面夾著電池元件，并沿著它們的四個(gè)側(cè)面熱熔合。可替換地，可以在其本身上折疊單一的封裝膜來提供兩個(gè)葉片，其可以夾著電池元件，并沿著它們開放的三個(gè)側(cè)面熱熔合，由此密封電池元件。在上面的實(shí)施例中，電池元件是層疊結(jié)構(gòu)，其中交替層疊了多個(gè)正極和多個(gè)負(fù)極。然而，可以應(yīng)用具有交替布置的正極和負(fù)極的卷繞電池元件，使得正極、負(fù)極和隔板構(gòu)成為帶狀，正極和負(fù)極與在其間插入的隔板重疊，并且它們被卷繞并其后被壓成平面形狀?？梢詰?yīng)用在普通電池中使用的所需電池元件，只要它們包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)。在通常的鋰離子二次電池中使用的電池元件包括:正極板，其每個(gè)都具有用正極活性材料例如鋰錳復(fù)合氧化物、鋰鈷氧化物等涂敷的相對(duì)表面的鋁箔；和負(fù)極板，其每個(gè)都具有能夠摻雜或不摻雜鋰的碳材料涂敷的相對(duì)表面的銅箔，正極板和負(fù)極板以彼此相對(duì)關(guān)系布置，隔板插入其間，組件被包括鋰鹽的電解質(zhì)溶液浸潰?？梢允褂玫钠渌姵卦ㄓ糜谄渌愋偷幕瘜W(xué)電池的電池元件，例如鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰金屬一次或者二次電池、鋰聚合物電池等。本發(fā)明還可應(yīng)用于具有能夠在其中存儲(chǔ)電能并根據(jù)化學(xué)反應(yīng)或者物理反應(yīng)產(chǎn)生氣體的電氣裝置元件的電氣裝置，例如電容器，諸如雙層電容器，或者電容元件，諸如電解質(zhì)電容器。在上面的實(shí)施例中，正極突片和負(fù)極突片從膜封裝電池的一側(cè)伸出。然而，正極突片和負(fù)極突片可以從不同的側(cè)面伸出，例如膜封裝電池的相對(duì)兩側(cè)或者相鄰兩側(cè)。
權(quán)利要求
1.一種膜封裝電氣裝置，其包括: 電氣裝置元件；和 封裝膜，至少具有各個(gè)可熱密封的樹脂層并且用彼此相對(duì)的可熱密封的樹脂層圍繞所述電氣裝置元件，相對(duì)的可熱密封的樹脂層沿著其外圍區(qū)域彼此熱熔合以沿著其提供熱密封區(qū)，在其間具有內(nèi)部空間的所述封裝膜充當(dāng)電氣裝置元件殼體，在該電氣裝置元件殼體中容納密封在其中的所述電氣裝置元件， 其中，在相對(duì)的所述封裝膜中的至少一個(gè)中設(shè)置有包含一部分所述熱密封區(qū)的連續(xù)區(qū)，以使得該連續(xù)區(qū)包括有暴露于所述電氣裝置元件殼體的一部分和保持與周圍空氣相接觸的另一部分， 其中，所述連續(xù)區(qū)相比于其它區(qū)具有更低的剝落強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜封裝電氣裝置，其中， 低剝落強(qiáng)度區(qū)的寬度從所述電氣裝置元件殼體的邊緣處向外側(cè)變小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜封裝電氣裝置，其中， 在低剝落強(qiáng)度區(qū)中形成有凸起的密封部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜封裝電氣裝置，其中， 低剝落強(qiáng)度區(qū)由交聯(lián)樹脂組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及膜封裝電氣裝置。當(dāng)封裝膜因異常時(shí)產(chǎn)生的氣體而膨脹時(shí)，容易和積極地配置釋放的壓力和壓力釋放位置。膜封裝電池(1)具有電池元件(2)和用于密封電池元件(2)的兩個(gè)封裝膜(4,5)。封裝膜(4,5)包括可熱密封的樹脂層和不透氣層，當(dāng)它們的外圍邊緣被熱熔合時(shí)，彼此相對(duì)的可熱密封的樹脂層保持電池元件(2)并密封電池元件(2)。在封裝膜(4,5)中的一個(gè)中形成通過交聯(lián)可熱密封的樹脂層形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)(8)，使得一部分熱密封區(qū)(6)中的區(qū)域具有暴露于電池元件殼體單元的位置和與外界空氣接觸的另一部分。
文檔編號(hào)H01M2/02GK103187177SQ20131005495
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者乙幡牧宏, 屋田弘志 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社