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JP2004327046A - Battery case with explosion-proof structure - Google Patents

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JP2004327046A
JP2004327046A JP20237498A JP20237498A JP2004327046A JP 2004327046 A JP2004327046 A JP 2004327046A JP 20237498 A JP20237498 A JP 20237498A JP 20237498 A JP20237498 A JP 20237498A JP 2004327046 A JP2004327046 A JP 2004327046A
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努 吉中
Masahiro Yoshikawa
正浩 吉川
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  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery case used for a sheet-like battery such as a polymer battery, thin in thickness, light in weight and excellent in gas barrier property against steam and the like, heat-sealing property as well as a variety of strength and durability, and also equipped with an explosion-proof structure when the inner pressure is increased. <P>SOLUTION: The battery case is formed by using a laminated film 100 having an aluminum foil layer 1 as an intermediate layer and laminating an outside synthetic resin layer 2 and an inside synthetic resin layer 3 on the both surfaces of the foil layer 1, and by providing a half cut portion in a pattern shape by irradiating a laser beam at least one surface of the film 100, for at least a part of the battery case. Preferably, films 4a such as a PET film, an ON film, an OPP film are used for the resin layer 2, and the resin layer 3 is composed of at least two layers 4b such as the PET film, the ON film and the OPP film and a heat-bonding resin layer 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の構成材料を収納して電池を形成する電池ケースに係り、特にシート状電池などのケースに好適に用いられ、且つ、防爆構造を備え、安全性にも優れた電池ケースに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電池の構成材料を収納する電池ケースには、大抵の場合、金属製のケースが用いられていた。しかし、ノート型パソコン、携帯電話など各種の電子機器の発達、普及に伴い、その軽量化、薄型化が進められると共に、これらに使用される電池についても、その重量をできるだけ軽くし、また、使用機器における電池用スペースを少なくできるよう軽量化、薄型化が求められている。
【0003】
このような要望に応えるために、例えば、電池の電極や電解質などに、高分子材料を導入し、シート状などに軽量、薄型化した種々のシート状電池が研究開発されている。
そして、このようなシート状電池では、その外壁材となる電池ケースも、同様に薄くて軽いフィルム状であることが好ましく、例えば、プラスチックなどの基材フィルム層とバリヤー層、熱接着性樹脂層(シーラント層)などを積層した積層フィルムを用いて、一端が開口する袋状の電池ケースを作製し、内部に電池の構成材料を収納すると共に、電極端子を内部から開口部を通して外側に延長し、その開口部を熱接着により封止してシート状電池を作製することが行われている。
【0004】
このような電池ケースに用いる積層フィルムには、その軽さおよび薄さと共に、各種の強度や耐性、水蒸気その他のガスバリヤー性、熱封緘性、更に電極端子との熱接着性など様々な性能が必要となる。
このためには、例えば、中間層に水蒸気その他のガスバリヤー性に優れたアルミニウム箔などの金属箔を用い、その両側に、各種の強度、耐性を付与すると共に、金属箔を保護するために基材フィルムとして2軸延伸プラスチックフィルムを積層し、更に、最内層に熱接着性樹脂層(シーラント層)として、ポリエチレン、その他のポリオレフィン系樹脂を積層して積層フィルムを形成する方法が採られている。
【0005】
ポリマー電池などシート状電池のケースにこのような積層フィルムを用いることにより、各種の強度や耐性、そして、水蒸気その他のガスバリヤー性などの性能面では、略満足できるシート状電池を作製することができる。
【0006】
一方、電池ケースに金属の深絞り容器を用いたリチウムイオン電池などでは、電池内部の温度の異常上昇による内圧の上昇から爆発の恐れがあるため、爆発防止用に圧力開放弁を必ず備えている。
この点、電池ケースに積層フィルムが用いられるポリマー電池では、一般に、圧力開放弁は不要とされてきた。
しかし、ポリマー電池でも、安全性を一層高めるためには、圧力開放弁を備えていることが好ましく、何らかの安全弁を設けることが要望されるようになった。
【0007】
このような背景から、積層フィルム製の電池ケースに圧力開放弁として、焙煎コーヒーの包装袋用に開発されたガス抜きバルブ(商品名 アロマフィンバルブBOSCH社製)を取り付けたポリマー電池があった。
しかしながら、このようなガス抜きバルブは、袋内で発生したガスにより、内圧が一定のレベルに達した時、過剰のガスを放出して内圧を一定の範囲に保つように構成されており、内圧が一定の値以上に上昇するのを防止する効果はあるが、バルブ自体にそれほどガスバリヤー性がなく、ポリマー電池に用いた場合、水蒸気その他のガスバリヤー性が低下し、電池の性能を低下させる問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ポリマー電池などの薄型で軽量の電池のケースに用いられる積層フィルムを、各種の強度、耐性のほか、水蒸気その他のガスバリヤー性、熱封緘性を有する構成で形成すると共に、この積層フィルムの一部に、その水蒸気その他のガスバリヤー性を損なうことなく、一定の圧力により破断されて内圧を開放できる開放弁を設けることにより、薄くて軽く、各種の強度、耐性のほか、水蒸気その他のガスバリヤー性、熱封緘性などに優れると共に、防爆性も備えて安全性にも優れるという総合的に優れた性能の電池ケースを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、以下の本発明により解決することができる。
即ち、請求項1に記載した発明は、内部に電池の構成材料を収納し、電池を形成するために用いられる電池ケースであって、該ケースの少なくとも一部に、アルミニウム箔層を中間層として両面に合成樹脂層が積層された積層フィルムが用いられ、且つ、該積層フィルムの少なくとも一方の面に、レーザー光照射によるハーフカット部が設けられてなる防爆構造を備えた電池ケースからなる。
【0010】
尚、本発明において、ハーフカット部は、積層フィルムの厚さ方向の全層のうち、中間層のアルミニウム箔層を境にして、レーザー光照射により、その照射側の合成樹脂層の全層または一部の層が線状に溶融、ミスト化されて除去された部分を指すものである。
また、防爆構造は、積層フィルムに前記ハーフカット部を所定の形状で設けることにより、その部分の破裂強度を弱くし、一定の範囲の圧力で積層フィルムが破断されるようにした部分を指すものである。
【0011】
このような構成を採ることにより、電池ケースに用いる積層フィルムは、中間層にアルミニウム箔層を有し、水蒸気その他のガスバリヤー性に優れると共に、その少なくとも一方の面に、レーザー光照射によるハーフカット部を設けて破裂強度を低く調節した防爆構造を備えているので、アルミニウム箔層がその加工時に傷つけられることもなく、優れたバリヤー性が維持され、且つ、異常時に電池の内圧が上昇しても、一定の内圧で防爆構造が破断して内圧が開放されるため、爆発するようなことがなく、安全性にも優れた電池ケースを提供することができる。
【0012】
請求項2に記載した発明は、前記ハーフカット部による防爆構造の破裂強度が、5〜10kg/cmであることを特徴とする請求項1記載の防爆構造を備えた電池ケースからなる。
【0013】
このような構成を採ることにより、電池ケースの破裂強度が適度に調節されているので、異常時に電池の内圧が上昇しても防爆構造が機能して爆発するようなことがなく、一層確実な安全性が得られる。
前記破裂強度が、5kg/cm未満の場合は、積層フィルムの破断強度なども低下するため、電池の取り扱い中などに積層フィルムが損傷される恐れがあり好ましくない。また、破裂強度が、10kg/cmを超える場合は、破裂時の危険性が増し、防爆構造としての効果が低くなるためこのましくない。
【0014】
請求項3に記載した発明は、前記ハーフカット部が、互いに交差、または交わる線の組み合わせで形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の防爆構造を備えた電池ケースである。
【0015】
このような構成を採ることにより、ハーフカット部による防爆構造の破裂強度の調節の際、低圧側での調節が容易になり、そのバラツキも小さくでき、安定した防爆構造を形成することができる。
【0016】
また、請求項4に記載した発明は、前記ハーフカット部が、前記積層フィルムの両面に、同位置に重なるように設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の防爆構造を備えた電池ケースである。
【0017】
このような構成を採ることにより、ハーフカット部による防爆構造の破裂強度を、更に低い値で、且つ、そのバラツキを小さくできるので、一層安全な防爆構造を確実に形成することができる。
【0018】
そして、請求項5に記載した発明は、前記電池ケースが、前記積層フィルムを袋状に熱接着してなる袋体からなり、且つ、前記ハーフカット部が、該袋体の周縁部近傍に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の防爆構造を備えた電池ケースである。
【0019】
このような構成を採ることにより、電池ケースを積層フィルムのみで形成できるので、一層薄く、軽量にできると同時に、価格も安価にでき、且つ、ハーフカット部を袋体の周縁部近傍に設けることにより、内圧が生じた際、その応力が掛かりやすく、防爆構造の機能を一層確実に得ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の防爆構造を備えた電池ケースの材料、加工方法など、その実施の形態について説明する。
本発明の防爆構造を備えた電池ケースは、前述したように、内部に電池の構成材料を収納し、電池を形成するために用いられる電池ケースであって、該ケースの少なくとも一部に、アルミニウム箔層を中間層として両面に合成樹脂層が積層された積層フィルムが用いられ、且つ、該積層フィルムの少なくとも一方の面に、レーザー光照射によるハーフカット部が設けられてなる防爆構造を備えたことを特徴とするものである。
【0021】
このような電池ケースは、上記防爆構造を設けた積層フィルムを袋状に製袋して、積層フィルムのみで形成することが好ましいが、例えば、プラスチック成形体などによる枠体に、壁面材などの形で前記防爆構造を設けた積層フィルムを一部に用いて電池ケースとすることもできる。
【0022】
上記積層フィルムは、バリヤー層、レーザー光遮断層としてのアルミニウム箔層を中間層として、その両面、即ち、電池ケースの外側になる面と、内側になる面に合成樹脂層を積層して構成する。
そして、外側の合成樹脂層は、各種の強度と耐性を有すると共に、レーザー光照射によりハーフカット部を設けるため、レーザー光を吸収して発熱し、溶融、ミスト化できることが必要であり、また、印刷やラミネートなどの加工適性を有することが好ましく、例えば、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、2軸延伸ナイロンフィルムのほか、2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、2軸延伸ポリプロピレンフィルムなどを使用することができる。
これらは単独のフィルムを用いてもよく、他のフィルムと積層した積層フィルムを用いてもよい。
以下、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムはPETフィルム、2軸延伸ナイロンフィルムはONフィルム、2軸延伸ポリプロピレンフィルムはOPPフィルムと略記する。
【0023】
上記プラスチックフィルムのうち、特にPETフィルムは、吸湿性が低く、剛性、引張り強度、折り曲げ強度、衝撃強度、耐擦傷性、耐熱性、耐水性などに優れ、総合的にバランスの採れた性能を有し、且つ、価格も比較的安価で経済性にも優れていることから好適に使用することができる。
ONフィルムは、吸湿性はPETフィルムよりやや高いが、柔軟性に富み、突き刺し強度、衝撃強度、折り曲げ強度、耐寒性などに優れており、このような性能が重視される場合には、好適に使用することができる。
OPPフィルムは、防湿性、耐水性、耐薬品性のほか、引張り強度、折り曲げ強度などに優れ、また、特に安価であることも大きな利点である。
このようなプラスチックフィルムを公知のドライラミネーション法などで中間層のアルミニウム箔に積層することにより、前記外側の合成樹脂層を積層することができる。
このようなプラスチックフィルム、即ち、外側の合成樹脂層の厚さは8〜80μmが好ましく、12〜30μmが更に好ましい。
【0024】
次に、積層フィルムの内側の合成樹脂層は、積層フィルムの強度を補強し、また、中間層のアルミニウム箔層を保護すると同時に、レーザー光照射によりハーフカット部が設けられるため、その加工適性を有し、更に、袋状に製袋し、且つ電極端子が介在する開口端縁部も良好に熱封緘するためには、自己同士の熱接着性と共に、電極端子の表面に対する熱接着性も有することが必要である。
只、このような性能を単独の樹脂層(フィルムなど)で兼ね備えることは難しいため、少なくとも2層で構成することが好ましい。
例えば、前記外側の合成樹脂層に用いたものと同様なプラスチックフィルム層と、熱接着性樹脂層(シーラント層)との2層で構成し、プラスチックフィルム層を中間層のアルミニウム箔層側に積層し、熱接着性樹脂層が最内層となるように積層して構成することができる。
【0025】
そして、熱接着性樹脂層には、ポリエチレンのほか、その共重合体であるエチレン−α・オレフィン共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン−アクリル酸エステル共重合体系樹脂、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体系樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体系樹脂、エチレン−メタクリル酸共重合体系樹脂、その他、酸変性ポリオレフィン系樹脂、アイオノマーなどを使用することができる。これらは単独で用いてもよく、二種以上をブレンドして用いてもよい。
これらの中から、電極端子の表面の材質(表面被覆の有無)を考慮して、適するものを適宜選択して使用することができる。
【0026】
前記内側の合成樹脂層に用いるプラスチックフィルム層の厚さは、それほど厚くする必要はなく、8〜30μm程度が適当である。
そして、最内層の熱接着性樹脂層の厚さは15〜100μmが好ましく、30〜80μmが更に好ましい。
【0027】
また、中間層のアルミニウム箔層の厚さは、5〜25μmが好ましく、7〜15μmが更に好ましい。
アルミニウム箔層の厚さが、5μm未満の場合は、ピンホールが多くなり、水蒸気その他のガスバリヤー性が低下するため好ましくなく、また、25μmを超える厚さは、既に充分なガスバリヤー性があり、その必要性がなく、むしろハーフカット部の破裂強度が大きくなるため好ましくない。
【0028】
尚、中間層に、例えば、厚さ9μmのアルミニウム箔を用いた場合、その水蒸気透過度として、0.01g/(m・24hrs)、(40℃、90%RH)以下の性能が容易に得られ、これを更にレベルアップすることも容易である。
【0029】
本発明では、以上のような材料で構成される積層フィルムの一部に、レーザー光を照射して、アルミニウム箔層の両面に積層された合成樹脂層の全部または一部を、所定の線状のパターンに溶融、ミスト化させて取り除き、ハーフカット部を形成することにより、この部分の破裂強度を5〜10kg/cm迄低下させて防爆構造とする。
【0030】
このようなハーフカット部を設けるためには、公知のレーザー光照射手段を用いることができ、特に炭酸ガスレーザーが適している。
炭酸ガスレーザー光の波長は10.6μmであり、前記積層フィルムの合成樹脂層に挙げたPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなどは、これを吸収し、発熱するため、ハーフカット部を容易に形成することができる。
只、熱接着性樹脂として汎用される低密度ポリエチレンは、この波長のレーザー光を殆ど吸収せず透過してしまうため、発熱することがなくレーザー光による加工適性がない。しかし、前記PETフィルムや、ONフィルム、OPPフィルムなどと積層して用いた場合は、これらが発熱するため、その熱により溶融し、同様にハーフカット部を形成することができる。
【0031】
従って、本発明における積層フィルムの内面側の合成樹脂層のように、PETフィルムや、ONフィルム、OPPフィルムなどと熱接着性樹脂層との2層構成で、熱接着性樹脂層に仮に低密度ポリエチレンを用いたような場合、両者の相対的な厚さ構成と、レーザー光の照射条件の調整により、例えば、内面側の合成樹脂層の全層を線状のパターンで除去したハーフカット部を形成することもでき、また、レーザー光を吸収するPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなどの層のみが線状のパターンで除去され、低密度ポリエチレン層は、一旦溶融して線状のパターンで開裂した後、再融着してつながり、線状のパターンで空洞状となったハーフカット部を形成することもできる。
【0032】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
【0033】
図1は、本発明の防爆構造を備えた電池ケースに用いる積層フィルムの構成を説明する模式断面図である。
図2は、本発明において、積層フィルムにレーザー光照射により設けるハーフカット部のパターンの代表的な例を示す図であり、その(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)は、それぞれ一例を示す図である。
図3の(イ)、(ロ)は、それぞれ積層フィルムに設けられた一実施例のハーフカット部の断面形状を示す模式図である。
図4は、本発明の防爆構造を備えた電池ケースを三方シール形式の袋状に作製する際の電池ケースの展開図である。
図5は、図4の展開図に示した電池ケースを用いて作製した電池の構成を示す正面図である。
【0034】
図1に示した積層フィルム100は、中間層にアルミニウム箔層1を用い、その外側の面(図において上側の面)に外側の合成樹脂層2を積層し、内側の面(図において下側の面)に内側の合成樹脂層3を積層した構成である。
そして、外側の合成樹脂層2は、具体的にはPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど4a で構成され、また、内側の合成樹脂層3は、中間層のアルミニウム箔層1面に積層されるPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど4b の層と、その上に積層される最内層の熱接着性樹脂層5の少なくとも2層で構成される。
【0035】
上記積層フィルムの構成において、外側の合成樹脂層2のPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど4a 、および内側の合成樹脂層3のPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど4b は、これらの単独のフィルムを用いてもよく、これらのフィルムに他のフィルムを積層した積層フィルムを用いてもよい。
また、内側の合成樹脂層3の熱接着性樹脂層5についても、単独の熱接着性樹脂層で形成してもよいが、複数の熱接着性樹脂層で形成することもできる。
【0036】
尚、中間層のアルミニウム箔層1にPETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど4a 、4b を積層する方法は、接着剤を使用する公知のドライラミネーション法を用いることが好ましいが、熱接着性樹脂を介在させる押し出しラミネーション法を用いることもできる。
更に、最内層の熱接着性樹脂層5を積層する方法についても、押し出しコート法を採ることが簡便であるが、予めフィルム状に製膜した熱接着性樹脂フィルムを前記ドライラミネーション法、または押し出しラミネーション法で積層することもできる。
【0037】
上記積層フィルムの構成の代表的な具体例として、下記のような構成が挙げられる。尚、積層に使用する前処理や接着層などは省略して記載した。
(1)PETフィルム(厚さ16μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(2)ONフィルム(厚さ15μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(3)OPPフィルム(厚さ20μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(4)PETフィルム(厚さ16μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/OPPフィルム(厚さ20μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(5)PETフィルム(厚さ16μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/ONフィルム(厚さ15μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
【0038】
(6)ONフィルム(厚さ15μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(7)PETフィルム(厚さ12μm)/ONフィルム(厚さ15μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
(8)PETフィルム(厚さ12μm)/OPPフィルム(厚さ20μm)/アルミニウム箔(厚さ9μm)/PETフィルム(厚さ12μm)/熱接着性樹脂層(厚さ40μm)〔シーラント層〕
【0039】
本発明では、以上のような積層フィルムにレーザー光を照射してパターン状のハーフカット部を設け、その破裂強度を5〜10kg/cmに調整することにより、これを防爆構造とするものである。
このような目的で形成されるハーフカット部のパターンは、特に限定されるものではなく、積層フィルムの合成樹脂層の材質、厚さにより、任意のパターンで形成することができる。
このようなハーフカット部に効果的に使用できるパターンとして、例えば、図2に示したようなパターンが挙げられる。
【0040】
即ち、図2の(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)に示したハーフカット部のパターンは、いずれも中心点から外側に向かって放射状に伸びる直線で形成されたものであり、(イ)は中心点から3本の直線が、その中心角が120°をなすように放射状に形成されたパターンで、(ロ)は中心点から4本の直線が、その中心角が90°をなすように放射状に形成されたパターン、また、(ハ)は中心点から6本の直線が、その中心角が60°をなすように放射状に形成されたパターン、そして、(ニ)は中心点から8本の直線が、その中心角が45°をなすように放射状に形成されたパターンである。
【0041】
上記のパターンでは、その直線の数の増加に伴って、その破裂強度の低減効果が大きくなるので、これらの中から積層フィルムの構成により、適宜選択して使用することができる。また、これらのパターンの大きさは、特に限定はされないが、直線の長さが10〜15mm程度、即ち、パターンの差し渡し長さが20〜30mm程度が適当である。
このようなパターン状のハーフカット部は、積層フィルムの片側、例えば、外側の合成樹脂層のみに設けてもよいが、両側の合成樹脂層に、同位置に重なるように設けることにより、一層その破裂強度の低減効果を大きくすることができる。
【0042】
図3は、積層フィルムとして、外側から順にPETフィルム層/アルミニウム箔層/PETフィルム層/ポリオレフィン系樹脂層(シーラント層)が積層された積層フィルムを用い、これにレーザー光を前記のようなパターン状に、両側の合成樹脂層の同位置に重なるように照射してハーフカット部を設けた場合の、その直線部分の断面形状を示す模式図である。
そして、特に内側の合成樹脂層では、最内層のポリオレフィン系樹脂層が低密度ポリエチレンのようにレーザー光を吸収しない樹脂層の場合、その厚さと、レーザー光の照射条件の調節により、図3の(イ)、(ロ)に示すように二通りの形状に設けることができる。
【0043】
即ち、通常は(イ)に示すように、中間層のアルミニウム箔層を残し、両側の合成樹脂層が線状に取り除かれた形状のハーフカット部が形成されるが、ポリオレフィン系樹脂層の厚さを、例えば40μm以上のように厚くし、且つ、レーザー光の照射エネルギーを一定の条件に調節することにより、(ロ)に示すように、内側の合成樹脂層では、PETフィルム層が発熱し、全体が線状に溶融、ミスト化して開裂した後、ポリオレフィン系樹脂層が再溶着し、結果として、(ロ)に示すように内側の合成樹脂層のうち、PETフィルム層がトンネル状に取り除かれた形状のハーフカット部を設けることができる。
【0044】
図4は、本発明の防爆構造を備えた電池ケースを三方シール形式の袋状に作製する際の電池ケースの展開図である。
この展開図に示した電池ケースは、前記図1に示した積層構成の積層フィルム100で形成され、図に示すように長方形に所定の寸法でカットされると共に、その長辺方向の中央部の折り畳み線6の近傍に、中心点から外側に向かって4本の直線が、その中心角が90°をなすように放射状に形成されたパターンのハーフカット部10が積層フィルムの両面に同位置に重なるように設けられ、また、上記長方形の積層フィルム100の周囲の端縁部には、袋状にヒートシールする際のヒートシールスペースとして、左右両側に胴部ヒートシール部7a 、7b 、7c 、7d が設けられ、上下両側に開口部ヒートシール部8a 、8b が設けられた構成である。
【0045】
従って、このような積層フィルム100を、その折り畳み線6で、その熱接着性樹脂層同士が対向するように半折し、左右両側の端縁部を胴部ヒートシール部(7a,7b )、(7c,7d )でヒートシールすることにより、折り畳み線6部を底部とし、その近傍にハーフカット部10を備え、両側部が胴部ヒートシール部(7a,7b )、(7c,7d )で封止され、上部、即ち、開口部ヒートシール部8a 、8b が未シールで開口する長方形の袋状の電池ケースを作製することができる。
【0046】
このような袋状の電池ケースに、上部の開口部から電池の構成材料を充填し、また、内部から電極端子を開口部を通して外側に延長し、開口部を電池ケースの熱接着性樹脂層同士および熱接着性樹脂層と電極端子との間でヒートシールして封止することにより、図5に示すようなハーフカット部による防爆構造を備えた電池を作製することができる。
【0047】
即ち、図5は、前記図4の展開図に示した電池ケースを用いて作製した電池の構成を示す正面図であり、電池200は、その表面の電池ケースが前記図4に示した電池ケース用積層フィルム100を前述したように半折し、両側部を胴部ヒートシール部(7a,7b )、(7c,7d )で封止して形成され、更に、その内部に上部の開口部から電池の構成材料を充填すると共に、電極端子9a 、9b を内部から開口部を通して外側に延長し、開口部ヒートシール部8a 、8b を前述したようにヒートシールにより密封して形成され、その底部の近傍にハーフカット部10による防爆構造を備えた構成である。
【0048】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、中間層にアルミニウム箔層を有し、その両側に合成樹脂層が積層された積層フィルムで形成され、薄くて軽く、柔軟性があり、且つ、各種の強度や耐性のほか、水蒸気その他のガスバリヤー性、熱封緘性などの性能に優れると共に、誤使用などで内部が発熱し内圧が上昇した場合でも、所定の圧力で内圧を開放できる防爆構造を備え、安全性にも優れた電池ケースを生産性よく提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の防爆構造を備えた電池ケースに用いる積層フィルムの構成を説明する模式断面図である。
【図2】本発明において、積層フィルムにレーザー光照射により設けるハーフカット部のパターンの代表的な例を示す図であり、その(イ)、(ロ)、(ハ)、(ニ)は、それぞれ一例を示す図である。
【図3】図3の(イ)、(ロ)は、それぞれ積層フィルムに設けられた一実施例のハーフカット部の断面形状を示す模式図である。
【図4】本発明の防爆構造を備えた電池ケースを三方シール形式の袋状に作製する際の電池ケースの展開図である。
【図5】図4の展開図に示した電池ケースを用いて作製した電池の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1 アルミニウム箔層
2 外側の合成樹脂層
3 内側の合成樹脂層
4a 、4b PETフィルム、ONフィルム、OPPフィルムなど
5 熱接着性樹脂層
6 折り畳み線
7a 、7b 、7c 、7d 胴部ヒートシール部
8a 、8b 開口部ヒートシール部
9a 、9b 電極端子
10 ハーフカット部
100 積層フィルム
200 電池
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery case for forming a battery by storing constituent materials of the battery, and more particularly to a battery case that is suitably used for a case such as a sheet-shaped battery, has an explosion-proof structure, and is excellent in safety. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a metal case has been used in most cases as a battery case for accommodating constituent materials of the battery. However, with the development and spread of various electronic devices such as notebook personal computers and mobile phones, their weight and thickness have been reduced, and the batteries used in these devices have been made as light as possible. Lighter and thinner devices are required to reduce the space for batteries in equipment.
[0003]
In order to meet such demands, for example, various sheet-shaped batteries that are made light and thin in a sheet shape by introducing a polymer material into an electrode or an electrolyte of the battery have been researched and developed.
In such a sheet-like battery, the battery case serving as the outer wall material is also preferably in the form of a thin and light film. For example, a base film layer such as plastic and a barrier layer, and a heat-adhesive resin layer (Sealant layer) A bag-like battery case with one end opened is manufactured using a laminated film in which layers are stacked, and the constituent materials of the battery are housed inside, and the electrode terminals are extended outward from the inside through the opening. A sheet-shaped battery is manufactured by sealing the opening by thermal bonding.
[0004]
The laminated film used for such a battery case has not only its lightness and thinness, but also various performances such as various strengths and resistances, gas barrier properties such as water vapor and the like, heat sealing properties, and thermal adhesion to electrode terminals. Required.
For this purpose, for example, a metal foil such as an aluminum foil having excellent gas barrier properties such as water vapor or the like is used for the intermediate layer, and various strengths and resistances are provided on both sides thereof, and a base is provided for protecting the metal foil. A method of laminating a biaxially stretched plastic film as a material film and laminating a polyethylene or other polyolefin-based resin as a heat-adhesive resin layer (sealant layer) on the innermost layer to form a laminated film is adopted. .
[0005]
By using such a laminated film in the case of a sheet-shaped battery such as a polymer battery, it is possible to produce a sheet-shaped battery that is almost satisfactory in various strengths, durability, and performance such as water vapor and other gas barrier properties. it can.
[0006]
On the other hand, a lithium-ion battery using a metal deep-drawing container for the battery case has an internal pressure rise due to an abnormal rise in temperature inside the battery, which may cause an explosion. .
In this regard, a polymer battery in which a laminated film is used for a battery case has generally not required a pressure release valve.
However, in order to further enhance the safety of the polymer battery, it is preferable to provide a pressure release valve, and it has been demanded to provide some kind of safety valve.
[0007]
From such a background, there has been a polymer battery in which a gas release valve (trade name, manufactured by Aroma Fin Valve BOSCH), which is developed for a packaging bag of roasted coffee, is attached as a pressure release valve to a battery case made of a laminated film. .
However, such a gas release valve is configured to release an excessive gas when the internal pressure reaches a certain level due to the gas generated in the bag to maintain the internal pressure in a certain range. Has the effect of preventing it from rising above a certain value, but the valve itself does not have much gas barrier properties, and when used in a polymer battery, the water vapor and other gas barrier properties are reduced, and the performance of the battery is reduced. There was a problem.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a laminated film used for a thin and lightweight battery case such as a polymer battery with various strengths and durability. In addition to being formed with a structure having water vapor and other gas barrier properties and heat sealing properties, a part of the laminated film is broken by a certain pressure without impairing the water vapor and other gas barrier properties to reduce the internal pressure. By providing an open valve that can be opened, it is thin and light, and in addition to various strengths and resistances, it is excellent in steam and other gas barrier properties, heat sealing properties, etc. It also has an explosion proof property and excellent safety. An object of the present invention is to provide a battery case with excellent performance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above problem can be solved by the present invention described below.
That is, the invention described in claim 1 is a battery case used for forming a battery by housing the constituent materials of the battery therein, and using an aluminum foil layer as an intermediate layer in at least a part of the case. A battery case is provided with an explosion-proof structure in which a laminated film having a synthetic resin layer laminated on both surfaces is used, and a half-cut portion is provided on at least one surface of the laminated film by laser light irradiation.
[0010]
In the present invention, the half-cut portion is a layer of the synthetic resin layer on the irradiation side of the intermediate layer of the aluminum foil layer of all the layers in the thickness direction of the laminated film by laser light irradiation. This indicates a portion where a part of the layer is melted and mist-formed linearly and removed.
Further, the explosion-proof structure refers to a portion in which the half-cut portion is provided in the laminated film in a predetermined shape to reduce the rupture strength of that portion, so that the laminated film is broken at a certain range of pressure. It is.
[0011]
By adopting such a configuration, the laminated film used for the battery case has an aluminum foil layer in the intermediate layer, is excellent in water vapor and other gas barrier properties, and has half cut by laser beam irradiation on at least one surface thereof. The aluminum foil layer is not damaged during processing because it has an explosion-proof structure in which the burst strength is adjusted to a low level, so excellent barrier properties are maintained, and the internal pressure of the battery rises when abnormal. However, since the explosion-proof structure is broken at a constant internal pressure and the internal pressure is released, a battery case which does not explode and has excellent safety can be provided.
[0012]
The bursting strength of the explosion-proof structure by the half cut portion is 5 to 10 kg / cm. 2 A battery case provided with the explosion-proof structure according to claim 1.
[0013]
By adopting such a configuration, the burst strength of the battery case is appropriately adjusted, so that even if the internal pressure of the battery rises in an abnormal case, the explosion-proof structure does not function and the battery does not explode, so that it is more reliable. Safety is obtained.
The burst strength is 5 kg / cm 2 When the value is less than the above, the breaking strength of the laminated film also decreases, and thus the laminated film may be damaged during handling of the battery, which is not preferable. Also, the burst strength is 10 kg / cm 2 If it exceeds, the danger at the time of rupture increases and the effect as an explosion-proof structure is reduced, which is not preferable.
[0014]
The invention described in claim 3 is the battery case provided with the explosion-proof structure according to claim 1 or 2, wherein the half-cut portions are formed by a combination of lines that intersect or intersect with each other. .
[0015]
By adopting such a configuration, when adjusting the burst strength of the explosion-proof structure by the half-cut portion, adjustment on the low-pressure side becomes easy, the variation can be reduced, and a stable explosion-proof structure can be formed.
[0016]
The invention described in claim 4 is characterized in that the half-cut portions are provided on both surfaces of the laminated film so as to overlap at the same position. It is a battery case provided with an explosion-proof structure.
[0017]
By adopting such a configuration, the burst strength of the explosion-proof structure by the half-cut portion can be further reduced and its variation can be reduced, so that a safer explosion-proof structure can be reliably formed.
[0018]
In the invention described in claim 5, the battery case is formed of a bag formed by thermally bonding the laminated film in a bag shape, and the half-cut portion is provided near a peripheral edge of the bag body. A battery case provided with the explosion-proof structure according to any one of claims 1 to 4.
[0019]
By adopting such a configuration, the battery case can be formed only of the laminated film, so that the battery case can be made thinner and lighter, and at the same time, the price can be reduced, and the half-cut portion is provided near the periphery of the bag body. Accordingly, when an internal pressure is generated, the stress is likely to be applied, and the function of the explosion-proof structure can be more reliably obtained.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a material and a processing method of a battery case having an explosion-proof structure of the present invention will be described.
The battery case provided with the explosion-proof structure of the present invention, as described above, is a battery case that is used to form a battery by housing the constituent materials of the battery therein, and at least a part of the case includes aluminum. A laminated film in which a synthetic resin layer was laminated on both surfaces with a foil layer as an intermediate layer was used, and at least one surface of the laminated film was provided with an explosion-proof structure in which a half-cut portion was provided by laser light irradiation. It is characterized by the following.
[0021]
Such a battery case is preferably formed from a laminated film provided with the above explosion-proof structure in a bag shape and formed only with the laminated film. The battery case can also be formed by partially using a laminated film provided with the explosion-proof structure.
[0022]
The laminated film is formed by laminating a synthetic resin layer on both surfaces, that is, a surface on the outside of the battery case and a surface on the inside, with the aluminum foil layer serving as a barrier layer and a laser light blocking layer as an intermediate layer. .
And, the outer synthetic resin layer has various strengths and resistances, and because it is provided with a half-cut portion by laser light irradiation, it is necessary that it absorbs laser light, generates heat, melts, and forms mist. It is preferable to have processing suitability such as printing and lamination. For example, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, a biaxially stretched nylon film, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film, a biaxially stretched polypropylene film, or the like can be used. .
These may use a single film, or may use a laminated film laminated with another film.
Hereinafter, the biaxially stretched polyethylene terephthalate film is abbreviated as a PET film, the biaxially stretched nylon film is abbreviated as an ON film, and the biaxially stretched polypropylene film is abbreviated as an OPP film.
[0023]
Among the above plastic films, PET films in particular have low hygroscopicity and are excellent in rigidity, tensile strength, bending strength, impact strength, scratch resistance, heat resistance, water resistance, etc., and have comprehensively balanced performance. In addition, it can be suitably used because it is relatively inexpensive and excellent in economy.
The ON film has a slightly higher hygroscopicity than the PET film, but is rich in flexibility, excellent in piercing strength, impact strength, bending strength, cold resistance, etc., and is suitable when such performance is important. Can be used.
The OPP film is excellent in moisture resistance, water resistance, chemical resistance, tensile strength, bending strength, and the like, and is particularly advantageous in that it is inexpensive.
By laminating such a plastic film on the aluminum foil of the intermediate layer by a known dry lamination method or the like, the outer synthetic resin layer can be laminated.
The thickness of such a plastic film, that is, the outer synthetic resin layer, is preferably from 8 to 80 μm, more preferably from 12 to 30 μm.
[0024]
Next, the synthetic resin layer inside the laminated film reinforces the strength of the laminated film, protects the aluminum foil layer of the intermediate layer, and at the same time, provides a half-cut portion by laser light irradiation, so that its processing suitability is improved. In addition, in order to form a bag and form a bag, and also to heat-seal the opening edge portion where the electrode terminal is interposed, it has not only the self-adhesive property but also the thermo-adhesive property to the surface of the electrode terminal. It is necessary.
However, since it is difficult to combine such performance with a single resin layer (such as a film), it is preferable to configure the resin layer with at least two layers.
For example, it is composed of two layers, a plastic film layer similar to that used for the outer synthetic resin layer and a heat-adhesive resin layer (sealant layer), and the plastic film layer is laminated on the aluminum foil layer side of the intermediate layer. Then, the heat-adhesive resin layer can be laminated so as to be the innermost layer.
[0025]
In addition, in addition to polyethylene, the ethylene-α-olefin copolymer-based resin, ethylene-vinyl acetate copolymer-based resin, ethylene-acrylate copolymer-based resin, ethylene -A methacrylic acid ester copolymer resin, an ethylene-acrylic acid copolymer resin, an ethylene-methacrylic acid copolymer resin, an acid-modified polyolefin resin, an ionomer, and the like can be used. These may be used alone or as a mixture of two or more.
Among these, suitable materials can be appropriately selected and used in consideration of the material of the surface of the electrode terminal (presence or absence of surface coating).
[0026]
The thickness of the plastic film layer used for the inner synthetic resin layer does not need to be so large, and is suitably about 8 to 30 μm.
The thickness of the innermost heat-adhesive resin layer is preferably from 15 to 100 μm, more preferably from 30 to 80 μm.
[0027]
Further, the thickness of the aluminum foil layer as the intermediate layer is preferably 5 to 25 μm, more preferably 7 to 15 μm.
When the thickness of the aluminum foil layer is less than 5 μm, pinholes increase and the gas barrier properties of water vapor and the like are unfavorably reduced, and a thickness exceeding 25 μm has a sufficient gas barrier property already. There is no necessity, and the burst strength of the half-cut portion is increased, which is not preferable.
[0028]
In the case where, for example, an aluminum foil having a thickness of 9 μm is used for the intermediate layer, the water vapor permeability is 0.01 g / (m 2 (24 hrs), (40 ° C., 90% RH) or less can be easily obtained, and it is easy to further improve the performance.
[0029]
In the present invention, a part of the laminated film composed of the above materials is irradiated with a laser beam, and all or part of the synthetic resin layer laminated on both surfaces of the aluminum foil layer is formed into a predetermined linear shape. The rupture strength of this portion is 5 to 10 kg / cm by forming a half-cut portion by melting and mist removal in a pattern of 2 To the explosion-proof structure.
[0030]
In order to provide such a half cut portion, a known laser beam irradiation means can be used, and a carbon dioxide gas laser is particularly suitable.
The wavelength of the carbon dioxide laser beam is 10.6 μm, and the PET film, ON film, OPP film, etc. mentioned in the synthetic resin layer of the laminated film absorb this and generate heat, so that the half cut portion is easily formed. can do.
However, low-density polyethylene, which is widely used as a heat-adhesive resin, hardly absorbs laser light of this wavelength and transmits the laser light, and thus does not generate heat and is not suitable for processing by laser light. However, when used by laminating with the PET film, the ON film, the OPP film, or the like, these generate heat, so that they are melted by the heat to form a half-cut portion in the same manner.
[0031]
Therefore, like the synthetic resin layer on the inner surface side of the laminated film in the present invention, a two-layer structure of a PET film, an ON film, an OPP film, and the like, and a heat-adhesive resin layer, In the case of using polyethylene, for example, by adjusting the relative thickness configuration of the two and the irradiation conditions of the laser beam, for example, a half-cut portion in which all layers of the synthetic resin layer on the inner surface side are removed in a linear pattern. It can also be formed, and only layers such as PET film, ON film, and OPP film that absorb laser light are removed in a linear pattern, and the low-density polyethylene layer is once melted and cleaved in a linear pattern. After that, it is possible to form a half-cut portion which is re-fused and connected to form a hollow shape in a linear pattern.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these drawings.
[0033]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a laminated film used for a battery case having an explosion-proof structure of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a typical example of a pattern of a half-cut portion provided on a laminated film by irradiating a laser beam in the present invention, wherein (a), (b), (c), and (d) are: It is a figure which shows an example each.
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams each showing a cross-sectional shape of a half-cut portion of one embodiment provided on the laminated film.
FIG. 4 is an exploded view of the battery case when the battery case having the explosion-proof structure of the present invention is manufactured in a three-side sealed bag shape.
FIG. 5 is a front view showing the configuration of a battery manufactured using the battery case shown in the development view of FIG.
[0034]
The laminated film 100 shown in FIG. 1 uses an aluminum foil layer 1 as an intermediate layer, laminates an outer synthetic resin layer 2 on an outer surface (an upper surface in the figure), and an inner surface (a lower side in the figure). (Surface) is laminated with the inner synthetic resin layer 3.
The outer synthetic resin layer 2 is specifically composed of a PET film, an ON film, an OPP film or the like 4a, and the inner synthetic resin layer 3 is laminated on the aluminum foil layer 1 of the intermediate layer. It is composed of at least two layers of a 4b layer such as a PET film, an ON film, an OPP film and an innermost layer of a thermo-adhesive resin layer 5 laminated thereon.
[0035]
In the structure of the laminated film, 4a such as a PET film, an ON film, and an OPP film of the outer synthetic resin layer 2 and 4b such as a PET film, an ON film, and an OPP film of the inner synthetic resin layer 3 are formed of these single films. Or a laminated film in which another film is laminated on these films.
Further, the heat-adhesive resin layer 5 of the inner synthetic resin layer 3 may be formed of a single heat-adhesive resin layer, or may be formed of a plurality of heat-adhesive resin layers.
[0036]
As a method of laminating 4a, 4b such as a PET film, an ON film, an OPP film and the like on the intermediate aluminum foil layer 1, it is preferable to use a known dry lamination method using an adhesive. Extrusion lamination with an interposition can also be used.
Further, as for the method of laminating the innermost layer of the heat-adhesive resin layer 5, it is easy to adopt the extrusion coating method. However, the heat-adhesion resin film previously formed into a film shape is subjected to the dry lamination method or the extrusion method. Lamination can also be performed by a lamination method.
[0037]
The following configuration is mentioned as a typical specific example of the configuration of the laminated film. In addition, the pretreatment and the adhesive layer used for lamination are omitted.
(1) PET film (thickness 16 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / PET film (thickness 12 μm) / thermal adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
(2) ON film (thickness 15 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / PET film (thickness 12 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
(3) OPP film (thickness: 20 μm) / aluminum foil (thickness: 9 μm) / PET film (thickness: 12 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness: 40 μm) [sealant layer]
(4) PET film (thickness 16 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / OPP film (thickness 20 μm) / thermal adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
(5) PET film (thickness 16 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / ON film (thickness 15 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
[0038]
(6) ON film (thickness 15 μm) / PET film (thickness 12 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / PET film (thickness 12 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
(7) PET film (thickness 12 μm) / ON film (thickness 15 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / PET film (thickness 12 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
(8) PET film (thickness 12 μm) / OPP film (thickness 20 μm) / aluminum foil (thickness 9 μm) / PET film (thickness 12 μm) / heat-adhesive resin layer (thickness 40 μm) [sealant layer]
[0039]
In the present invention, the laminated film as described above is irradiated with a laser beam to form a patterned half-cut portion, and its burst strength is 5 to 10 kg / cm. 2 By adjusting to, this is an explosion-proof structure.
The pattern of the half cut portion formed for such a purpose is not particularly limited, and can be formed in an arbitrary pattern depending on the material and thickness of the synthetic resin layer of the laminated film.
As a pattern that can be effectively used for such a half-cut portion, for example, a pattern as shown in FIG.
[0040]
That is, the patterns of the half-cut portions shown in (a), (b), (c), and (d) of FIG. 2 are all formed by straight lines extending radially outward from the center point. (A) is a pattern in which three straight lines from the center point are radially formed so that the center angle is 120 °, and (b) is a pattern in which four straight lines are formed from the center point and the center angle is 90 °. (C) is a pattern formed radially so that the central angle is 60 °, and (D) is a pattern formed radially so that the central angle is 60 °. Eight straight lines from the center point are patterns formed radially so that the center angle forms 45 °.
[0041]
In the above-mentioned pattern, the effect of reducing the burst strength increases with an increase in the number of the straight lines. Therefore, the pattern can be appropriately selected and used according to the configuration of the laminated film. Further, the size of these patterns is not particularly limited, but it is appropriate that the length of the straight line is about 10 to 15 mm, that is, the cross length of the pattern is about 20 to 30 mm.
Such a pattern-shaped half-cut portion may be provided on one side of the laminated film, for example, only on the outer synthetic resin layer. The effect of reducing the burst strength can be increased.
[0042]
FIG. 3 shows a laminated film in which a PET film layer / aluminum foil layer / PET film layer / polyolefin resin layer (sealant layer) is laminated in order from the outside as a laminated film. FIG. 4 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a straight line portion when a half-cut portion is provided by irradiating the same position on both sides of the synthetic resin layer so as to overlap each other.
In particular, in the case of the innermost synthetic resin layer, when the innermost polyolefin-based resin layer is a resin layer that does not absorb laser light, such as low-density polyethylene, the thickness of the resin layer and the irradiation conditions of the laser light are adjusted to adjust the thickness of FIG. As shown in (a) and (b), it can be provided in two shapes.
[0043]
That is, as shown in (a), a half-cut portion in which the synthetic resin layers on both sides are removed linearly is usually formed as shown in (a), but the thickness of the polyolefin resin layer is reduced. By increasing the thickness to, for example, 40 μm or more and adjusting the irradiation energy of the laser beam to a constant condition, the PET film layer generates heat in the inner synthetic resin layer as shown in (b). After the whole is melted linearly, misted and cleaved, the polyolefin-based resin layer is re-deposited, and as a result, the PET film layer of the inner synthetic resin layer is removed in a tunnel shape as shown in (b). A half-cut portion having an inclined shape can be provided.
[0044]
FIG. 4 is an exploded view of the battery case when the battery case having the explosion-proof structure of the present invention is manufactured in a three-side sealed bag shape.
The battery case shown in the developed view is formed of the laminated film 100 having the laminated structure shown in FIG. 1 and is cut into a rectangle at a predetermined size as shown in FIG. In the vicinity of the folding line 6, four straight lines extending outward from the center point, and the half-cut portions 10 of the pattern formed radially so that the center angle forms 90 ° are at the same position on both surfaces of the laminated film. It is provided so as to overlap, and at the peripheral edge of the rectangular laminated film 100, as a heat seal space for heat sealing in a bag shape, body heat seal portions 7a, 7b, 7c on both left and right sides. 7d is provided, and openings heat seal portions 8a and 8b are provided on both upper and lower sides.
[0045]
Therefore, such a laminated film 100 is half-folded at the folding line 6 so that the heat-adhesive resin layers are opposed to each other, and the right and left edges are torso heat seal portions (7a, 7b), By heat-sealing at (7c, 7d), a half-cut portion 10 is provided near the fold line 6 at the bottom, and a half-cut portion 10 is provided in the vicinity thereof, and the body heat-seal portions (7a, 7b) and (7c, 7d) at both sides. It is possible to produce a rectangular bag-shaped battery case which is sealed and whose upper part, that is, the opening heat seal portions 8a and 8b are unsealed and opened.
[0046]
Such a bag-shaped battery case is filled with the constituent material of the battery from the upper opening, the electrode terminals are extended from the inside through the opening, and the opening is formed between the heat-adhesive resin layers of the battery case. In addition, by performing heat sealing between the heat-adhesive resin layer and the electrode terminals and sealing, a battery having an explosion-proof structure with a half-cut portion as shown in FIG. 5 can be manufactured.
[0047]
That is, FIG. 5 is a front view showing a configuration of a battery manufactured by using the battery case shown in the development view of FIG. 4, and the battery case of the battery 200 has the battery case shown in FIG. As described above, the laminated film 100 is folded in half, and both sides are sealed with the body heat seal portions (7a, 7b) and (7c, 7d). The battery is filled with the constituent materials, the electrode terminals 9a, 9b are extended from the inside to the outside through the openings, and the opening heat-seal portions 8a, 8b are formed by heat sealing as described above. This is a configuration provided with an explosion-proof structure by the half cut portion 10 in the vicinity.
[0048]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an intermediate layer has an aluminum foil layer, and is formed of a laminated film in which synthetic resin layers are laminated on both sides thereof, and is thin, light, flexible, and In addition to various strengths and resistances, it has excellent performance such as steam and other gas barrier properties, heat sealing properties, and explosion-proof structure that can release the internal pressure at a predetermined pressure even if the internal pressure rises due to internal heating due to misuse etc. Thus, an effect of being able to provide a highly safe battery case with high productivity is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a laminated film used for a battery case having an explosion-proof structure of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a typical example of a pattern of a half-cut portion provided on a laminated film by irradiating a laser beam in the present invention, wherein (a), (b), (c), and (d) are: It is a figure which shows an example each.
FIGS. 3A and 3B are schematic views showing the cross-sectional shapes of a half-cut portion of one embodiment provided on a laminated film, respectively.
FIG. 4 is a development view of the battery case when the battery case having the explosion-proof structure of the present invention is manufactured in a three-sided sealed bag shape.
FIG. 5 is a front view showing the configuration of a battery manufactured using the battery case shown in the developed view of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Aluminum foil layer
2 Outer synthetic resin layer
3 Inner synthetic resin layer
4a, 4b PET film, ON film, OPP film, etc.
5 Thermal adhesive resin layer
6 folding line
7a, 7b, 7c, 7d Body heat seal part
8a, 8b Opening heat seal part
9a, 9b electrode terminals
10 Half cut part
100 laminated film
200 batteries

Claims (5)

内部に電池の構成材料を収納し、電池を形成するために用いられる電池ケースであって、該ケースの少なくとも一部に、アルミニウム箔層を中間層として両面に合成樹脂層が積層された積層フィルムが用いられ、且つ、該積層フィルムの少なくとも一方の面に、レーザー光照射によるハーフカット部が設けられてなる防爆構造を備えた電池ケース。A battery case used for forming a battery, containing a battery constituent material therein, wherein at least a part of the case has a synthetic resin layer laminated on both sides with an aluminum foil layer as an intermediate layer. And a battery case having an explosion-proof structure in which a half-cut portion is provided on at least one surface of the laminated film by laser light irradiation. 前記ハーフカット部による防爆構造の破裂強度が、5〜10kg/cmであることを特徴とする請求項1記載の防爆構造を備えた電池ケース。 2. The battery case according to claim 1, wherein a burst strength of the explosion-proof structure by the half-cut portion is 5 to 10 kg / cm < 2 >. 前記ハーフカット部が、互いに交差、または交わる線の組み合わせで形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の防爆構造を備えた電池ケース。3. The battery case according to claim 1, wherein the half-cut portions are formed by a combination of lines that intersect or intersect with each other. 4. 前記ハーフカット部が、前記積層フィルムの両面に、同位置に重なるように設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の防爆構造を備えた電池ケース。4. The battery case according to claim 1, wherein the half cut portions are provided on both surfaces of the laminated film so as to overlap at the same position. 5. 前記電池ケースが、前記積層フィルムを袋状に熱接着してなる袋体からなり、且つ、前記ハーフカット部が、該袋体の周縁部近傍に設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の防爆構造を備えた電池ケース。2. The battery case according to claim 1, wherein the battery case is formed of a bag formed by thermally bonding the laminated film in a bag shape, and the half-cut portion is provided near a peripheral edge of the bag. A battery case provided with the explosion-proof structure according to any one of claims 1 to 4.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138039A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Sony Corp Nonaqueous electrolyte battery
JP2010182542A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Sanyo Electric Co Ltd Sealed battery, and method for manufacturing the same
JP2011165455A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Kohjin Co Ltd Cold forming battery case wrapping material including biaxially-oriented polypropylene film
KR101305240B1 (en) 2011-07-07 2013-09-06 주식회사 엘지화학 Battery Case of High Durability and Secondary Battery Including the Same
JP2014022224A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 Gs Yuasa Corp Electricity storage element
WO2015005227A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Necエナジーデバイス株式会社 Film-packaged cell and method for manufacturing same
JP2016081869A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 凸版印刷株式会社 Outer package material for power storage device and power storage device
US20170207465A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Fdk Corporation Laminate-type power storage element and card electronic device
JP2018029099A (en) * 2016-08-15 2018-02-22 太陽誘電株式会社 Storage cell, exterior film and storage module
CN114006108A (en) * 2021-09-15 2022-02-01 苏州方林科技股份有限公司 Electric bicycle lithium battery pack structure with gas collection early warning explosion-proof effect
KR20220142460A (en) 2020-02-21 2022-10-21 도판 인사츠 가부시키가이샤 Resin film for terminals and electrical storage device using the same

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138039A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Sony Corp Nonaqueous electrolyte battery
JP2010182542A (en) * 2009-02-05 2010-08-19 Sanyo Electric Co Ltd Sealed battery, and method for manufacturing the same
JP2011165455A (en) * 2010-02-09 2011-08-25 Kohjin Co Ltd Cold forming battery case wrapping material including biaxially-oriented polypropylene film
KR101305240B1 (en) 2011-07-07 2013-09-06 주식회사 엘지화학 Battery Case of High Durability and Secondary Battery Including the Same
JP2014022224A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 Gs Yuasa Corp Electricity storage element
WO2015005227A1 (en) * 2013-07-12 2015-01-15 Necエナジーデバイス株式会社 Film-packaged cell and method for manufacturing same
JP2016081869A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 凸版印刷株式会社 Outer package material for power storage device and power storage device
US20170207465A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Fdk Corporation Laminate-type power storage element and card electronic device
US10483557B2 (en) * 2016-01-15 2019-11-19 Fdk Corporation Laminate-type power storage element and card electronic device
JP2018029099A (en) * 2016-08-15 2018-02-22 太陽誘電株式会社 Storage cell, exterior film and storage module
KR20220142460A (en) 2020-02-21 2022-10-21 도판 인사츠 가부시키가이샤 Resin film for terminals and electrical storage device using the same
CN114006108A (en) * 2021-09-15 2022-02-01 苏州方林科技股份有限公司 Electric bicycle lithium battery pack structure with gas collection early warning explosion-proof effect

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