[发明专利]覆膜电气设备及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种覆膜电气设备及其制造方法，该电气设备具有例如用被膜构成的封装材料密封的以化学电池和电容器代表的化学电池元件、容性元件等等的电气设备元件。

背景技术

一种类型的覆膜电气设备是膜封装电池。通常，已知一种膜封装电池，其包括在其厚度方向上从两侧被外壳膜夹着的电池元件，相对的外壳膜沿着电池元件的外围彼此粘接，以将电池元件和电解液一起密闭地密封(下文中简称“密封”)。通常使用具有金属层和热熔合树脂层的叠层的电气设备膜作为该外壳膜，并通过彼此熔合该热熔合树脂层使外壳膜彼此粘接。

顺便说一下，当在使用中将超过额定范围的电压施加到电池时，由于电解溶剂的电解，导致可能在电池内部产生气体核素。而且，当在超过额定范围的高温下使用电池时，由于电解盐等的电解还产生导致产生气体核素的材料。基本上，理想的是，在额定范围内使用电池，以避免气体产生。然而，如果由于某种原因电池的控制电路不能正常运行而施加了异常的电压，或者如果由于某种原因在电池周围温度异常升高，则在一些情况中可能在电池内部产生大量气体。

电池内气体的产生导致电池内压力的增加。为了避免电池由于内部压力极大增加而爆炸，很多使用高坚硬封装材料例如金属罐和厚树脂膜制的电池具有压力安全阀，用于当电池内部压力增加时允许气体排出到电池外部。然而，在采用膜作为封装材料的膜封装电池中，在结构上很难提供压力安全阀。如果膜封装电池中的内部压力极大增加，则包括电池元件的膨胀，并且膜最后爆炸，导致气体从爆炸点喷出。然而，不能够判断爆炸的地方。因此，根据膜爆炸的位置，爆炸可能不利地影响周围的设备和部件。

通常的情况是，还可以使用电池作为用于车辆例如汽车和多种机器(作为示例)或者它们的电子部件的能量源。由于从电池内部产生的气体可能包括易燃材料和腐蚀性材料，所以应当将重点放在怎样处理爆炸气体。JP2003-45380A(专利文献1)描述了一种车载电池，其包括在电池盒内的气体流动路径，其中气体流动路径接合到排气管，在电池盒内产生的气体通过该排气管排放到汽车外面。

JP2002-324526A(专利文献2)又描述了一种膜封装电池，其包括通过侣箔多层密封并被由膜构成的多种覆盖材料覆盖的电池元件，每一覆盖材料都具有开口。每个覆盖材料都可热收缩并覆盖电池元件，使得它们的开口彼此不重叠。根据专利文献2中描述的电池，当从电池元件产生气体时，铝箔破裂，导致气体从其喷出。喷出的气体从内部到外部顺序穿过各个覆盖材料的开口。当电池被加热时，各种覆盖材料收缩，使得内侧上的覆盖材料的开口被外侧上的覆盖材料所密封。以这种方式，避免了包括氧气的外部空气流入到电池的内部，由此避免电池的燃烧等等。

在电池周围，通常有多种元件，例如电池的端子、连接到端子的外围电路、电池的触点等等，当应用电解液时，它们会带来例如腐蚀、故障等等问题。从电池喷出的气体可能包括电解液的薄雾等等，所以为了避免由于气体喷出而导致的问题，如在专利文献1中所述的，优选使用导管将气体引导到远离会产生问题的这些元件的位置，并从这些位置排放出去。在这种情况中，导管必须密闭地连接到封装材料。如在专利文献1中，在车载电池中，封装材料通常是高强度的部件，其自身具有足够的厚度和硬度。对于这种部件，通过应用适当的装配结构或者增加密封件例如O圈可以很容易地将导管密闭地连接到其上。

然而，通常用于膜封装电池以从特定位点排放在内部产生的气体的结构包括：在作为封装材料的膜的粘接区域的一部分中，形成这样的区域，其具有比剩余部分更低的粘接强度，并从该区域将气体排放出去。常规的膜封装电池产生了上述的问题，因为仅仅提出了紧邻电池释放气体的机构。因此，企图将导管连接到膜封装电池以用于引导气体。然而，简单连接的导管导致在确保膜的密封性上存在困难，因为导管连接到在排放气体的位置处的膜上，也就是，在呈现出低粘接强度的区域中。结果，根据施加到膜和导管接点的应力，膜在和导管的接点处剥离，使得气体泄漏，由此可能不能将气体引导到期望的位置。另一方面，在专利文献2中所描述的膜封装电池中，简单地移动以多层覆盖电池元件的各覆盖材料的开口，而不需要形成具有较低粘接强度的区域，使得导管可以密闭地连接到最外部的开口。然而，由于专利文献2中描述的膜封装电池以多层覆盖电池元件，所以与通常膜封装电池相比，不仅使用的覆盖材料的量极大增加，而且覆盖步骤也大大增加。

这些问题对于具有可能产生气体的电气设备元件的、被外壳膜密封的覆膜电气设备来说是普遍的，而不局限于膜封装电池。

发明内容