專利名稱:電池包、電池包的制造方法及制造電池包的鑄型的制作方法
技術領域:
本發明涉及容納非水電解質二次電池組的電池包、電池包的制造方法以及制造電池包的鑄型。
背景技術:
近來,諸如相機集成式VTR(磁帶錄像機)、移動電話或便攜式計算機的許多便攜式計算機已經引入市場,并且研究其小型化和重量減輕。因此,對于用作便攜式電子設備的電源的電池的需求已經快速提升,并且為了實現設備的小型化和重量減輕,需要設計輕薄的電池且有效使用設備中的容納空間。具有大能量密度和輸出密度的鋰離子二次電池最適于用作滿足這些要求的電池。鋰離子二次電池配備有具有允許鋰離子嵌入/脫嵌的正極和負極且封入金屬殼或金屬層壓膜中的電池元件,并且通過與電池元件電連接的電路板而進行控制。在鋰離子二次電池中,使用凝膠狀聚合物電解質的鋰離子聚合物二次電池通常用于防止電解液的泄漏(這是當使用現有技術的液體類電解液時的問題)。在鋰離子聚合物二次電池中,通過彼此連接電極端子、隔著隔膜堆疊正極和負極(通過向兩面涂覆聚合物電解質以帶狀形成)、以及縱向卷繞電極來制造電池元件。此外,通過以層壓膜封裝電池元件成為電池單元且在樹脂模制殼中容納電池單元而獲得電池包。如在日本專利未審查申請公開第2008-140757號中所述,已經提出了作為可以大大簡化裝配處理的電池包的不使用外殼的電池包。即,通過將電路板連接至電池而實現電池部件、在樹脂模制鑄型的模制腔中暫時保持電池部件、以及向模制腔中注入溶液狀合成樹脂,來制造電池包。當形成電池包的外殼時,樹脂模制部可以一體地固定電路板、連接端子或電池。
發明內容
該電池包對于所規定的尺寸具有相對大的公差。其原因是因為在以高壓壓制具有高振實密度(tap density)的電極活性物質顆粒之后的第一次充電所伴隨的電極的回彈隨著堆疊數的增加而增大。此外,即使通過諸如沉積的氣相法制造合金類的電極活性物質,但是合金在充電/放電時體積的變化大,并且堆疊多個電極層,從而提供了大的尺寸公差。在現有技術中,由于在由熱塑性樹脂制成的成型產品或具有預訂尺寸的諸如由鐵或鋁制成的金屬殼的外封裝體中收納電池元件,所以在該電池包的外直徑中沒有表現出電池元件的大尺寸公差。同時,使用具有預訂尺寸的外封裝體具有缺點,S卩,由于尺寸公差而外封裝體與電池元件之間的空間被限定,并且由于高溫和充電/放電循環時產生氣體而使厚度變化大。 此外,當電池的覆蓋區是Mcm2以上(例如,4cmX6cm或3cmX8cm)時,金屬的深沖壓困難, 并且用于深沖壓的鑄型數增加。結果,存在外封裝體厚度增加、能量密度減小、以及成本增加的問題。即使對于熱塑性樹脂制成的模制品,當電池的覆蓋區是Mcm2以上時,也存在由于樹脂的流動性的限制而需要250 μ m至300 μ m以上的厚度的問題。當通過直接模制樹脂形成電池元件時,可以避免使用具有預訂尺寸的外封裝體時的問題。相反,當通過反應固化樹脂直接形成其中通過膜封裝體封裝具有大尺寸公差的電池元件的一個或多個電池時,電池元件的尺寸公差不會被外封裝體所吸收。當電池元件中與正/負極界面相對的電極層是14層時,直接成型的電池的尺寸公差變得太大而難以忽略。因此,為了限制電池的尺寸公差,需要減小電池元件的屈強比或為用于成型樹脂所設計的厚度提供充足的空間。這些措施具有引起成本增加或減小能量密度的問題。當集中地直接形成多個電池時,這種情況會進一步增強。當通過直接成型反應固化樹脂制造具有上述的電池或電池組的電池包時,優選粘度是SOmI^a至小于IOOOmPa,使得流動性良好,并且即使覆蓋區是Mcm2以上(例如, 4cmX6cm或3cmX8cm)也可以以250 μ m的厚度成型。然而,覆蓋區越大以及電池數量增加得越多,電池包中具有不同成型樹脂厚度的流道的數量增加得越多,使得成型中諸如填充缺陷或起泡侵蝕(bubble biting)的缺陷增加。可以考慮將通過使不必要的剩余的樹脂流動來增加成型屈強比作為一項措施。然而,這種方法降低生產率,并且原料成本會增加。因此,期望提供一種電池包,其可以通過成型樹脂制造外封裝部而對電池元件的尺寸公差沒有嚴格限制,一種電池包的制造方法,以及制造電池包的鑄型。根據本發明實施方式的電池包包括成型部,用反應固化樹脂包覆一個或多個電池的外表面的至少一部分;以及墊片,具有尺寸吸收能力且附著于成型部的表面。根據本發明另一實施方式的電池包包括成型部,其中至少一個或多個電池的側面直接形成;以及保護電路基板,其中至少電池的最厚部分從成型部露出。根據本發明另一實施方式的電池包的制造方法包括通過利用具有尺寸吸收能力的鑄型突部在成型空間中定位一個或多個電池;并且通過用低于120°C的反應固化樹脂填充成型空間來形成成型部。根據本發明另一實施方式的制造電池包的鑄型包括鑄型突部,其從具有容納一個或多個電池且充滿反應固化樹脂的成型空間的鑄型的內表面突出,具有與電池的表面接觸的凸形狀,在鑄型的內表面上所具有的面積大于與電池的表面的接觸部分的面積,并且大致具有圓錐臺形狀或棱錐臺形狀。根據本發明,提供即使存在電池尺寸的變化也能在鑄型的腔中的預定位置處準確定位電池部件的電池包、電池包的制造方法以及制造電池包的鑄型。
圖1是示出了電池包的外觀的透視圖。圖2是用于描述電池元件的外部膜的包覆處理的示意圖。圖3是用于描述電池元件的透視圖。圖4A至圖4D是用于描述電池部件的樹脂模制的示意圖。圖5A至圖5E是用于描述多個墊片的實例的示意圖。圖6A至圖6L是用于描述多個墊片的實例的示意圖。圖7A至圖7F是用于描述多個墊片的實例的示意圖。
圖8A至圖8B是用于描述多個墊片的實例的示意圖。圖9A至圖9C是用于描述墊片的功能的示意圖。圖IOA至圖IOB是用于描述墊片的功能的示意圖。圖IlA至圖IlD是用于描述電池部件的樹脂模制的示意圖。圖12是示出了電池包的外觀的透視圖。圖13A和圖1 是用于描述具有定位標記的電池包實例的示意圖。圖14A至圖14C是用于描述鑄型和具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖15A和圖15B是用于描述具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖16A和圖16B是用于描述具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖17A和圖17B是用于描述具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖18A和圖18B是用于描述具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖19A至圖19D是用于描述具有定位標記的電池包的實例的示意圖。圖20A至圖20C是用于描述具有定位標記和墊片的電池包的實例的示意圖。圖21A至圖21D是用于描述模內成型(in-mold forming)的示意圖。圖22是用于描述設置了墊片時模制時的樹脂流動的示意圖。圖23A至圖23C是具有框狀成型部的電池包的實例的透視圖和平面圖。圖24A和圖24B是具有框狀成型部且設置有墊片的電池包的實例的平面圖。圖25A和圖25B是具有框狀成型部的電池包另一實例的平面圖。圖26A至圖26C是用于處理層壓膜的密封部的示意圖。圖27A至圖27D是用于描述形成為覆蓋密封部的端部的電池包的示意圖。圖28A至圖28D是用于描述形成為覆蓋密封部的端部的電池包的示意圖。圖29A和圖29B是用于描述形成為覆蓋密封部的端部且具有配合縫隙的電池包的示意圖。圖30A至圖30C是用于描述在成型部中具有配合部或連接部的電池包的示意圖。圖31A至圖31D是用于描述電池包的電路板與外部之間的連接的示意圖。
具體實施例方式下文中,將描述本發明的實施方式。此外,下面描述的實施方式是適于本發明的詳細實例,并且給出了各種技術上優選的限制,本發明的方面不限于下面描述的實施方式,除非聲明該實施方式限制了本發明。[電池包的實例]如圖1所示,電池包10具有平面矩形的外觀,并且具有這樣的結構電池和電池的保護電路基板被由反應固化樹脂構成的成型部(外封裝體11) 一體地包覆。多個小墊片12 附著于電池包10的成型部11的主表面(頂部和底部)。墊片12具有吸收電池的尺寸變化的能力。該能力在下面的描述中稱作尺寸吸收能力。在圖1的實例中,矩形12附著于主表面上的4個角落周圍。除了圖1所示的以外,如下所述,可以各種方式改變墊片12的形狀和附著位置。墊片12的尺寸吸收能力是即使對于成型時電池的規定尺寸存在誤差也可精確地將電池設置在成型空間(腔)的中心位置的能力。即,墊片12由在內部具有孔的纖維狀材
6料制成,并且即使電池的尺寸變化,墊片根據尺寸的變化而改變厚度,使得可以在腔中的預定位置處保持電池。由于墊片12,當樹脂流向腔中的每一個角落而覆蓋最大表面時,保持了樹脂填充空間。在成型部11的前端形成開口 13A和13B,電池內部的正極和負極通過開口 13A和 13B露出,并且例如,外部連接電極通過開口 13A和1 連接至內部的電極,使得電池可以充電/放電。此外,如下所述,通過隔著隔膜卷繞或堆疊正極和負極而獲得的元件稱作電池元件,通過用層壓膜包覆電池元件而獲得的構造稱作電池,以及其中電池和電路基板通過樹脂一體成型的構造稱作電池包10。如上所述,通過樹脂一體地固定基板和電池。然而,可以各種方式改變基板和電池之間的位置關系。例如,可以分離地形成直接形成的電池和基板部,并且可以配合并焊接電池和基板部。基板端子可以形成為各種形狀,并且優選端子形成為平面形狀并且與設備的引線 (管腳,Pin)接觸而執行充電/放電的類型,這是因為易于確定由于表面的平坦性所導致的成型樹脂在內部流動的范圍以及成型樹脂無法在內部流動的范圍。即使在設備的端子和引線配合的平紋形狀中,也可以通過在端子前部設置將剩余樹脂放掉的樹脂流道來提高生產率。此外,優選實現從基板引出連接器,并且將其配合至設備的類型。端子部需要是導電的(這是昂貴的),包覆基板或電池的樹脂優選具有高絕緣性和流動性,這是因為導電部得以被包覆。通過從基板引出連接器而實現的電池包通過用諸如橡膠的緊密接觸的材料按壓電池包的導線部形成,使得可以簡單防止絕緣樹脂流入連接器的導電部;因此,可以提高生產率,并且以低成本提供電池包。除了包括諸如保險絲、PTC(正溫度系數)元件以及熱敏電阻的溫度保護元件的保護電路之外,在電路板上安裝了用于識別電池包的ID電阻器,并且還形成了接觸部(例如, 2個或3個)。在保護電路上設置了充電/放電控制FET(場效應晶體管)以及執行二次電池監控和充電/放電控制FET的控制的IC(集成電路)。PTC元件與電池元件串聯連接,并且當電池的溫度上升而高于設定的溫度時,電阻迅速增大,并且在電池中流動的電流基本被阻斷。保險絲同樣與電池元件串聯連接,使得當過電流在電池中流動時,保險絲熔化且阻斷電流。此外,在電阻絲周圍設置加熱器電阻,并且在施加過電壓時加熱器電阻的溫度上升而熔化,從而阻斷電流。此外,如果二次電池的端子電壓超過4. 3V至4. 4V,那么可能產生危險狀態,例如發熱或起火。因此,在以上述超過4. 3V至4. 4V的電壓過充電的狀態中,保護電路監控二次電池的電壓,并且通過截止充電控制FET來防止充電。此外,當二次電池的端子電壓過放電至充電防止電壓以下且二次電池的電壓變為OV時,二次電池變為內部短路狀態,使得不能執行再充電。因此,當由監控二次電池的電壓引起過放電狀態時,放電控制FET被截止而防止放電。將描述電池的實例。如圖2和圖3所示,通過用作為封裝體的層壓膜27封裝電池元件20而實現電池,該電池元件通過隔著隔膜23a和2 卷繞或堆疊正極21和負極而實現。如圖2所示,在層壓膜27上形成的矩形凹槽27a中容納電池元件20,并且結合且通過加熱密封邊緣(除了彎折部之外的3個邊)。其中層壓膜27被結合的部分是臺階部(terrace portion)。凹槽27a兩側的臺階部向凹槽27a彎折。此外,作為層壓膜27(其是封裝體),可以使用現有技術中的金屬層壓膜,例如可以使用鋁層壓膜。這是優選的,鋁層壓膜適合沖壓,從而適于形成容納電池元件20的凹槽 27a。通常,鋁層壓膜具有在鋁層的兩側上具有結合層和表面保護層的堆疊結構,其中從內側、即電池元件20的表面起順序設置作為結合層的聚丙烯層(PP層)、作為金屬層的鋁層以及作為表面保護層的尼龍層或聚對苯二甲酸乙二醇酯層(PET層)。此外,除了鋁層壓膜以外,作為封裝體的層壓膜27是單層膜或兩層膜,并且可以包括聚烯烴膜。層壓膜的厚度例如是0. 2mm以下。如圖3所示,順序堆疊帶狀正極21、隔膜23a、與正極21相對設置的帶狀負極22 以及隔膜23b,并且縱向卷繞堆疊體。在正極21和負極22的兩側上均涂覆凝膠狀電解質 24。從電池元件20引出與正極21連接的正極導線2 和與負極22連接的負極導線25b。 密封層26a和^b (諸如馬來酸酐改性聚丙烯(PPa)的樹脂構件)包覆在正極導線2 和負極導線2 上以增加與稍后被封裝的層壓膜的粘附性。下面將詳細描述電池的構成部件。除了下面描述的電池,本發明也可以應用于其他電池。例如,電介質不限于凝膠狀,而可以使用液體狀或固體狀電解質。此外,本發明不僅可以應用于通過卷繞帶狀正極、隔膜及負極實現的電池,而且可以應用于通過堆疊這些板狀部件實現的電池。(正極)正極21通過在正極集電體的兩側上形成包含正極活性物質的正極活性物質層來實現。作為正極集電體,可以使用諸如鋁(Al)片、鎳(Ni)片或不銹鋼(SUS)片的金屬片。正極活性物質層例如包含正極活性物質、導電劑以及粘合劑。對于正極活性物質, 使用包含LixMO2 (其中,依賴于電池的充電/放電狀態,M是一種或多種過渡金屬,χ通常是 0. 05以上至1. 10以下)作為主要成分的鋰和過渡金屬的復合氧化物。對于鋰復合氧化物的過渡金屬,使用鈷(Co)、鎳(Ni)以及錳(Mn)0詳細地,作為鋰復合氧化物,可以考慮鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)以及錳酸鋰(LiMn2O4)15此外,可以使用一些過渡金屬元素被其他元素所代替的固溶體。例如,可以使用鎳鈷復合鋰氧化物(LiNia5COa502、LiNia8COa202等)。此外,鋰復合氧化物可以產生高壓,使得能量密度良好。此外,作為正極活性物質,可以使用諸如TiS2、MoS2、NbSe2以及V2O5 的不含鋰的金屬硫化物或金屬氧化物。這些材料的復合混合物被用作正極活性物質。此外,作為導電劑,可以使用諸如炭黑或石墨的碳材料。此外,作為粘合劑,例如使用聚偏二氟乙烯(PVdF)或聚四氟乙烯(PTFE)。此外,作為溶劑,例如使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。(負極)負極22通過在負極集電體的兩側上形成包含負極活性物質的負極活性物質層來實現。作為負極集電體,可以使用諸如銅(Cu)片、鎳(Ni)片或不銹鋼(SUS)片的金屬片。負極活性物質層例如包含負極活性物質、導電劑以及粘合劑。作為負極活性物質,可以使用鋰金屬、鋰合金、可以嵌入/脫嵌鋰的碳材料、或金屬材料和碳類材料的復合材料。詳細地,對于可以嵌入/脫嵌鋰的碳材料,可以考慮石墨、難石墨化碳以及易石墨化碳,并且更詳細地,可以使用諸如熱解碳類的材料、焦炭類材料(浙青焦炭、針狀焦炭、石油焦炭)、石墨類材料、玻璃碳類材料、有機高分子化合物燒成(通過以適當的溫度焙燒酚醛樹脂和呋喃樹脂所得的碳化材料)、碳纖維以及活性炭的碳材料。此外,可以使用能夠嵌入 /脫嵌鋰的材料、諸如聚乙炔和聚吡咯的高分子材料、或諸如SnA和Li4Ti5O12的LxTiyOz類氧化物。此外,作為鋰合金材料,盡管可使用各種金屬,但是通常使用錫(Sn)、鈷(Co)、銦 an)、鋁(Al)、硅(Si)以及它們的合金。當使用鋰金屬時,不需要實現粉體粘合劑的涂覆膜,并且可以使用軋制的鋰金屬片。此外,作為粘合劑,可以使用聚偏二氟乙烯(PVdF)或丁苯橡膠(SBR)。此外,作為溶劑,例如可以使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、甲基乙基酮(MEK)以及蒸餾水。(電解質)通常用于鋰離子二次電池的電解質鹽和非水溶劑可以用于電解質。詳細地,作為非水溶劑,可以考慮碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、Y-丁內酯、碳酸二甲酯(DMC)JI 酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二丙酯(DPC)、乙基二丙基碳酸酯(EPC)、或具有用鹵素取代碳酸酯類的氫的溶劑。對于溶劑,可以使用一種或多種的混合物。電解質鹽在非水溶劑中溶解,并且結合陽離子和陰離子。堿金屬或堿土金屬用于陽離子。使用Cr、Br—、Γ、SCN—、CI04_、BF4_、PF6_、CF3SO3^等。具體地,可以考慮六氟磷酸鋰 (LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)、雙(五氟甲烷磺酰)亞胺鋰(LiN(C2F5SO2)2)以及高氯酸(LiClO4)15電解質的濃度可以是能夠溶解于溶劑中的濃度,但是優選地,對于非水溶劑,鋰離子的濃度在0. 4mol/kg以上至2. Omol/kg以下的范圍內。當使用高分子電解質時,高分子電解質通過向基質聚合物放入通過混合非水溶劑和電解質溶劑以凝膠狀態制成的電解液而獲得。基質聚合物與非水溶劑具有相容性。作為基質聚合物,可以考慮硅凝膠、亞克力凝膠、丙烯腈凝膠、聚磷腈改性聚合物、聚環氧乙烷、 聚環氧丙烷、絡合聚合物、交聯聚合物以及改性聚合物。此外,作為氟類聚合物,可以選擇諸如聚偏二氟乙烯(PVdF)、在重復單元中包含偏二氟乙烯(VdF)和六氟丙烯(HFP)的共聚物、 以及包含偏二氟乙烯(VdF)和三氟乙烯(TFE)的共聚物的聚合物。可以使用一種聚合物, 或者可以混合使用兩種以上聚合物。聚合物中的電解質優選包含含有Si、Al、Ti、Zr以及W中的任何一種的金屬氧化物和復合氧化物。這是因為可以預期限制高溫時的膨脹同時通過確保異常狀態下的絕緣性來增加安全性和可靠性的效果。(隔膜)隔膜23a和2 通過由諸如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)的聚烯烴類材料制成的多孔膜或由諸如陶瓷無紡織物的無機材料制成的多孔膜實現,并且可以具有堆疊這樣的兩種以上多孔膜的結構。在這些膜中,聚乙烯和聚丙烯多孔膜最有用。通常,隔膜的厚度非常適合在5μπι以上至50μπι以下,而優選為7μπι以上至 30 μ m以下。當隔膜太厚時,活性物質的填充量減少且電池容量減小,同時離子導電性降低, 使得電流特性劣化。相反,當它們太薄時,膜的機械性能劣化。[樹脂成型裝置]
將參照圖4描述電池包的成型部11的形成。電池部件31示意性地示出電池和電路板都容納在成型裝置的鑄型的腔(成型空間)中。此外,多個電池和電路板可以由樹脂形成。4個墊片12預先附著于電池部件的主表面上的4個角周圍。鑄型由上鑄型41和下鑄型42構成,并且上鑄型41和下鑄型42的結合面是平面。例如,在下鑄型42上形成閘孔(gate hole) 43a和43b。閘孔43a是在成型時使樹脂流入內部的通道,以及間孔4 是在成型時使樹脂排出的通道。上鑄型41和下鑄型42 由金屬、塑料或陶瓷制成。如圖4A和圖4B所示,用于成型的腔通過上鑄型41和下鑄型42限定,并且在腔中容納附著有墊片12的電池部件31。變為成型部11的樹脂從閘孔43a向腔中注入且從閘孔4 排出。如圖4C和圖4D所示,樹脂硬化之后,上鑄型41和下鑄型42分離,從而形成了其中電池部件31包覆有成型部11的電池包10。此外,圖4中,通過陰影線表示墊片12 和樹脂。此外,使用的上鑄型41和下鑄型42具有兩個或多個用于向腔中導入熔融成型材料的閘。因此,在獲得的電池包中,對應于閘的剩余的成型材料在外封裝材料的任何地方殘留且硬化,從而在本發明中通過切削去除剩余的成型材料。此外,當反應固化樹脂在腔內填充時,為了防止在腔中產生間隙,尋妖在施加通常外封裝材料的壓力時填充腔。因此,可以考慮各種措施以限制電池部件31通過在壓力下填充腔的反應固化樹脂從預定位置移動。例如,可以兩次以上分別地注入反應固化樹脂,使得電池部件31通過沒有注入樹脂的部分而保持在預定位置,同時反應固化樹脂流向每一個角落。例如,可以使用通過在電池單元周圍卷繞一體成型的帶、橡膠構件或網狀部分一周而形成的定位部。依賴于反應固化樹脂的成分,硬化時的發熱和來自硬化的兩種液體的混合的硬化收縮可能增加。為了限制硬化時的發熱,優選在55°C以下的低溫下吐出作為樹脂原料的具有充分低粘度的低分子樹脂,并且將具有充分大容量和高熱傳導性的鋁或SUS用于上鑄型 41和下鑄型42。對于硬化收縮,優選通過在鑄型中設置樹脂流道來吐出充分大于所需量樹脂的樹脂,然后向樹脂流道提供伴隨有硬化收縮的樹脂原料的結構。由于上述墊片12具有尺寸吸收能力,因此即使電池部件31 (特別地,具有包覆有層壓膜的電池元件的電池)的尺寸不統一,但是也可以在鑄型的腔中的預定位置處穩固地保持電池部件31。(成型部的樹脂)成型部11由諸如通過與熱反應硬化的熱固性樹脂和通過與紫外線反應硬化的紫外線固化樹脂的反應固化樹脂制成。成型部11是在反應固化樹脂硬化時形成的樹脂成型材料。(反應固化樹脂)作為反應固化樹脂,可以考慮選自聚氨酯樹脂(urethane resin)、環氧樹脂、亞克力樹脂(丙烯酸酯樹脂,acryl resin)、硅樹脂以及二環戊二烯樹脂中的至少一種。在該樹脂中,選自聚氨酯樹脂、環氧樹脂、亞克力樹脂以及硅樹脂中的至少一種是優選的。(聚氨酯樹脂)聚氨酯樹脂由多元醇和聚異氰酸酯制成。優選使用下面限定的絕緣性聚氨酯樹脂(polyurethane resin)作為聚氨酯樹脂。絕緣性聚氨酯樹脂表示這樣的物質,從其可以得到在25士5°C、65士5% RH測量具有101° Ω · cm的體積特征值(Ω · cm)的硬化材料。優選絕緣性聚氨酯樹脂具有6以下(IMHz)的介電常數和15KV/mm以上的絕緣擊穿電壓。絕緣性聚氨酯樹脂可以通過將所獲得的絕緣性硬化材料的體積特征電阻值調節為101° Ω 以上(優選地,IO11 Ω · cm以上),通過調節含氧率、洗脫離子濃度或洗脫離子的種類數而獲得。特別地,當體積特征電阻值是IOkiQ 以上時,硬化材料的絕緣性保持良好,使得硬化材料可以與保護電路基板一起總體密封。根據JISC2105執行體積特征電阻值的測量。在25士5°C、65士5% RH對樣本(厚度3mm)施加500V的測量電壓,并且在60 秒后測量值。作為聚氨酯樹脂,可以使用利用聚酯多元醇的聚酯類樹脂、利用聚醚多元醇的聚酯類樹脂和利用其他多元醇的聚氨酯樹脂。可以使用這些材料中的一種、兩種或多種。此夕卜,多元醇可以包含粉末。作為粉末,可以使用諸如碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、硅酸鈣、硅酸鎂和碳的無機顆粒、以及諸如聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇、羥甲基纖維素、聚氨酯和多酚的有機高分子顆粒。此外,可以將它們單獨使用或使用它們的混合物。可以對顆粒執行表面處理,或可以使用聚氨酯和多酚作為發泡粉。此外,在本發明中使用的粉末體包括多孔體。(多元醇)(聚酯類)聚酯類多元醇是脂肪酸與多元醇的反應物。脂肪酸的實例包括含羥基的長鏈脂肪酸,諸如蓖麻酸、羥基己酸、羥基辛酸、羥基十一酸、羥基亞油酸、羥基硬脂酸、羥己基壬酸等。與脂肪酸反應的多元醇的實例包括二醇類,諸如乙烯乙二醇、丙二醇、丁二醇、環己乙二醇和二甘醇;三官能多元醇,諸如丙三醇、三羥甲基丙烷和三乙醇胺;四官能多元醇,諸如二甘油和季戊四醇;六官能多元醇,諸如山梨醇;八官能多元醇,諸如糖;通過將脂肪族的、脂環族的、芳香胺加入至與這些多元醇相應的環氧烷烴所獲得的聚合物,或通過將聚酰胺聚胺加入至環氧烷烴所獲得的聚合物。這些之中,優選蓖麻油酸甘油酯和蓖麻油酸的聚酯多元醇和1,1,1-三羥甲基丙烷。(聚醚類)聚醚類多元醇例如包括這樣的聚合物,其通過將諸如環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、α-烯烴氧化物等的烯烴氧化物添加至一種或多種的二價醇(諸如乙二醇、二甘醇、丙二醇、雙丙二醇、1,3_ 丁二醇、1,4_ 丁二醇、4,4' -二羥苯基丙烷、4,4' - 二羥苯基甲烷)、 三價以上的多元醇(諸如甘油、1,1,1-三羥甲基丙烷、1,2,5_己三醇或季戊四醇)中而獲得。(其他多元醇)其他多元醇包括主鏈由碳-碳形成的多元醇,例如丙烯酸多元醇、聚丁二烯多元醇、聚異戊二烯多元醇、氫化聚丁二烯多元醇;與前面提到的由碳-碳形成的多元醇進行 AN(丙烯腈)或SM(苯乙烯單體)接枝聚合的多元醇;聚碳酸酯多元醇、PTMG(聚四亞甲基醚二醇)。為了在電池包中直接形成,優選使用具有高彈性恢復力、良好的耐化學性、以及優于碳酸酯類的性價比的聚醚多元醇。
(聚異氰酸酯)可以使用的聚異氰酸酯的實例包括芳香族聚異氰酸酯、脂肪族聚異氰酸酯、脂環族聚異氰酸酯等。芳香族聚異氰酸酯的實例包括二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(粗制MDI),甲苯二異氰酸酯(TDI)、多亞甲基多異氰酸酯(粗制TDI)、 二甲苯二異氰酸酯O(DI)、萘二異氰酸酯(NDI)等。脂肪族聚異氰酸酯的實例包括環己二異氰酸鹽(HDI)等。脂環族聚異氰酸酯的實例包括義佛爾酮二異氰酸鹽(IPDI)等。另外,可以使用通過碳化二亞胺改性的聚異氰酸酯(碳化二亞胺改性的聚異氰酸酯、異氰尿酸酯改性的聚異氰酸酯、環氧乙烷改性的聚異氰酸酯、聚氨酯的預聚合物(例如,多元醇與剩余的聚異氰尿酯的反應產物,并在分子末端具有異氰酸酯基團)。這些聚合物可以單獨或混合使用。其中,優選二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、碳化二亞胺改性的聚異氰酸酯和環氧乙烷改性的聚異氰酸酯。在電池包中,諸如耐熱性、阻燃性、耐沖擊性、防潮性等的特性可以依賴于反應固化樹脂的形狀得以提高。例如,在使用聚氨酯樹脂的情況下,具有剛性苯環結構和最低分子量的異氰酸酯的二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)用作硬段結構,作為基質樹脂的多元醇與作為固化劑的異氰酸酯的重量混合比(基質樹脂/固化劑)等于或低于1,優選等于或低于0.7。從而, 獲得了具有高交聯密度、剛性和對稱性的分子鏈結構,獲得了具有耐熱性和良好結構強度、 由于聚氨酯結合而阻燃性增加、以及高液體注入特性的樹脂。然而,二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)成分越多,從強度或防潮性的觀點來看越具有良好的特性,但是當其量大于按重量計80%時,由MDI而產生的硬段結構增加太多,因此耐沖擊性劣化。在需要耐氣候性的情況下,優選向MDI中混合作為具有無黃 (non-yellow)改性的聚異酰胺的XDI類、IPDI類或HDI類(polyisoamide)。為了增加交聯密度,向基質樹脂添加作為交聯劑的低分子三羥甲基丙烷。反應固化樹脂根據JISK-7110IzodV標準而獲得,并且優選具有WiJ/m2以上的沖擊強度,更優選10kJ/m2以上。這是因為當沖擊強度是Wa/m2以上時,反應固化樹脂具有對于1. 9m下落試驗和Im下落試驗的良好特性。這是因為當沖擊強度是10kJ/m2以上時,從市場中最高可能性的下落試驗可以獲得非常良好的特性。當分子量分布(平均分子量/重均分子量)高時,樹脂的流動性和成形性提高,但是耐沖擊性劣化,從而為了流動性,粘度優選至少是80mPa · s以上,并且通過調節粘度在200mPa · s以上至600mPa · s以下(這是更優選的)而適當進行使用。優選地,反應固化樹脂以0. 05mm以上至小于0. 4mm的厚度、在UL746C3/4英寸燃燒試驗下,確保25cm2以下的燃燒面積的耐燒性。當聚氨酯樹脂用作反應固化樹脂時,優選包括通過式(1)表示的結構,作為耐燃燒性多元醇。當樹脂厚度較小時向聚氨酯樹脂的結構添加耐燃燒性成分對提高耐燃燒性尤其有效果,并且可以確保結構強度。P0(XR)3 ...式(1)(R = H、烷基、苯基,X = S、0、N、(CH2)n :n 是 1 以上的整數)即使不使用聚氨酯樹脂時,通過在厚度較小時降低玻璃化轉變點(玻璃化轉變溫度),反應固化樹脂的耐沖擊性也得以提高,并且樹脂由于燃燒器的火而收縮,使得樹脂的實際厚度增加而燃燒變困難,因此,可以提高耐燃燒性。同時,當玻璃化轉變點太低或太高時,強度或安全性降低。因此,反應固化樹脂的玻璃化轉變點優選為60°C以上且150°C以下,并且熔化溫度(分解溫度)為200°C以上且400°C以下。進一步,優選玻璃化轉變點為85°C以上且120°C 以下。優選熔化溫度(分解溫度)為對01以上且300°C以下。當玻璃化轉變點低于60°C 時,難以在45°C的環境溫度下保證外封裝體的強度。當玻璃化轉變點超過150°C時,電池在不正確的使用中滯后地釋放積累的能量,這可能引起嚴重事故。當熔化溫度(分解溫度)為200°C以上且400°C以下時,即使玻璃化轉變溫度為 60°C以上且150°C以下,也通過經由熔化分解的吸熱反應的作用而提高耐燃燒性。當熔化 (分解)溫度為200°C以下時,碳化加速,并且在熱絕緣層形成的早期狀態中吸收熱量,這不利于耐燃燒性。盡管熔化(分解)溫度超過400°C,但是吸熱的定時太晚,使得同樣不利于耐燃燒性。反應固化樹脂的粘度優選為SOmPa · s以上且IOOOmPa · s以下。通過將粘度調節在該范圍內可以抑制電池最大表面的包覆不良,使得可以限制電池包的特性的劣化。此夕卜,反應固化樹脂比熱塑性樹脂花費更長的時間硬化,流動性極好。然而,高粘度增加了保持力,使得生產裝置的成本增加而生產率降低;因此,難以提高體積能量密度,并且難以通過減小電池包的成型部件的厚度來降低成本。相反,由于粘度太低時流動性太高,生產率降低,并且缺陷程度由于成型鑄型的毛刺和樹脂的滲出而增加。反應固化樹脂(例如,聚氨酯樹脂)是粘性的,并且對金屬提供持久的粘附性,使得通過極性基粘附熱塑性樹脂,從而實現堅硬的一體結構。由于盡管熱塑性樹脂也具有粘附性,但是粘合強度低,從而需要粘附性的物理加強和高填充壓力,但是在反應固化樹脂中不存在這些限制。聚氨酯樹脂的粘附性與凝聚結構之間的關系不清楚,但是發現隨著交聯密度增大,粘附性減小。因此,優選使用在表面上具有大量活性氫的構件或具有大量容易與聚氨酯樹脂進行氫結合的極性基的構件作為粘附構件。如上所述,盡管通過在構件的配合部上形成底切削(undercut)部來防止構件的分離,但是優選通過使構件表面粗糙或形成切割部來增加實質粘著的表面。此外,盡管通過在表面上增加極性基的數量、通過在硬化條件下以低溫控制聚氨酯樹脂的凝聚結構來提高粘附性,但是優選通過增加溫度而減小粘附性來控制與鑄型的可分離性。(添加劑)在反應固化樹脂中可以包含諸如填充劑、防火劑、防沫劑、防菌劑、穩定劑、增塑齊U、增稠劑、防霉劑以及其他樹脂的添加劑。作為防火劑,可以使用磷酸三乙酯或三(2,3_溴丙基)磷酸酯。作為其他添加劑, 可以使用諸如氧化亞銻和沸石的填充劑、或諸如色素或染料的著色劑。(催化劑)可以向反應固化樹脂添加催化劑。為異氰酸鹽與多元醇化合物的反應、或異氰酸鹽的二聚作用或三聚作用的促進添加催化劑,并且可以使用現有的催化劑。催化劑的具體實例包括諸如三乙二胺(三乙撐二胺)、2_甲基三乙二胺、四甲基己烷二胺、五甲基二乙三胺、五甲基二丙三胺、五甲基己烷二胺、二甲基氨基乙基醚、三甲基氨基丙基乙醇胺、三甲基氨基丙基六水三嗪以及叔銨鹽的叔胺。
相對于100重量份的多元醇,優選以等于或大于0. 5重量份且等于或小于20重量份的范圍來使用金屬類異氰脲酸酯(isocyanuration)催化劑。當金屬類異氰脲酸酯催化劑小于0. 5個重量份時,不會達到充分的異氰脲酸酯水平,這不是優選的。即使當相對于 100重量份的多元醇、金屬類異氰脲酸酯催化劑的量大于20重量份的時候,也無法獲得響應于添加量的效果。金屬類異氰脲酸酯催化劑的實例包括脂肪族金屬鹽,具體地,為二月桂酸二丁基錫、辛酸鉛、蓖麻油酸鉀、蓖麻油酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鈉、油酸鉀、油酸鈉、乙酸鉀、乙酸鈉、環烷酸鉀、環烷酸鈉、辛酸鉀、辛酸鈉、以及這些混合物。其他催化劑使用有機錫化合物,例如,三-η- 丁基乙酸錫、η- 丁基三氯化錫、二甲基二氯化錫、二丁基二氯化錫、三甲基氫氧化錫等。這些催化劑可以照原樣使用,或溶解在諸如乙酸乙酯的溶劑中以具有0. 至20%的濃度,或可以添加為相對于100重量份具有作為固體含量的0. 01至1重量份。以這種方式,當上述催化劑照原樣使用或混合為溶解狀態時,其可以添加為相對于100重量份具有作為固體含量的0. 01至1重量份,更優選0. 05 至0. 5重量份。換句話說,當混合的催化劑的量減少為小于0. 01重量份時,聚氨酯樹脂成型體緩慢形成,并且其難以形成而無法固化成樹脂形狀。當量大于1重量份時,樹脂極其快速形成,并且難以形成用于保持樹脂形狀的聚合物層。(金屬氧化物填充劑)在成型部11中可以包含金屬氧化物填充劑。作為金屬氧化物填充劑,可以考慮硅 (Si)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯⑶、鋅(Zn)以及鎂(Mg)的氧化物、或這些氧化物的混合物。金屬氧化物填充劑具有提高成型部11的硬度的功能,并且設置為與包括反應固化樹脂的層接觸,并且例如,金屬氧化物填充劑可以混合在包括反應固化樹脂的層中,其中優選金屬氧化物填充劑均勻分布在包括反應固化樹脂的整個層中。根據包括反應固化樹脂的層的聚合物的種類而適當改變混合的金屬氧化物的量。 然而,當混合量相對于包括反應固化樹脂的層的重量低于3%時,難以充分增加外封裝材料的硬度。另一方面,當混合量超過60%時,在制造中陶瓷的可成型性或脆性上可能存在問題。因此,優選將金屬氧化物填充劑的混合量設定為相對于包括反應固化樹脂的層的重量的2%至50%。此外,當金屬氧化物填充劑的平均粒徑較小時,硬度增加且填充特性在成型中受到影響,這引起生產率的缺陷。另一方面,當金屬氧化物填充劑的平均粒徑較大時,難以獲得所期望的強度,使得難以充分實現電池包尺寸的精度。因此,金屬氧化物填充劑的平均粒徑優選設定為0. 1 μ m至40 μ m,并且更優選設定為0. 2 μ m至20 μ m。此外,作為金屬氧化物填充劑的形狀,可以考慮諸如球體、鱗片狀、板狀或針狀的各種形狀。特別地,盡管沒有限制,但是球體是優選的,因為可以實現具有容易制造的粒徑的填充物,并且具有高縱橫比的針狀是優選的,因為容易增加填充劑的強度。此外,鱗片狀是優選的,因為在增加填充劑的含量時可以提高填充性。此外,可以混合并使用用途、材料或平均粒徑不同的填充劑,或混合并使用具有不同形狀的填充劑。除了金屬氧化物以外,成型部11可以包含各種添加劑。例如,可以添加紫外線吸收劑、光穩定劑或所期望的它們的混合物,以與金屬氧化物共存。(關于墊片)
在參照圖1和圖4描述的實例中,具有尺寸吸收能力的墊片12設置在電池部件31 的主表面的4個位置上。然而,可以根據電池部件的尺寸和形狀來適當改變墊片12的位置和形狀。圖5是示出了設置墊片12的位置的多個實例的示圖。圖5A是當墊片12分別設置在電池部件31的前表面和后表面上的3個位置處時的實例。圖5B是墊片12分別設置在電池部件31的前表面和后表面上的15個位置處時的實例。圖5C是相對較大的矩形墊片12分別設置在電池部件31的前表面和后表面上時的實例。圖5D是墊片12分別沿著電池部件31的前表面和后表面上的短邊延伸的實例。如圖5E所示,每個墊片12均形成為具有與電池部件的接觸面12A和與鑄型的接觸面12B,其中接觸面12A和接觸面12B的面積不同。例如,設定接觸面12B的面積大于接觸面12A的面積。作為墊片12的平面形狀,除了矩形,可以是圖6中示出的各種形狀。圖6A中示出的墊片12是五邊形墊片。圖6B中示出的墊片12是棱形墊片。圖6C中示出的墊片12是梯形墊片。圖6D中示出的墊片12是圓形墊片。圖6E中示出的墊片12是橢圓形墊片。圖 6F中示出的墊片12是環狀墊片。圖6G中示出的墊片12是具有一側被切除的圓形的墊片。圖6H中示出的墊片12 是淚滴狀墊片。圖61中示出的墊片12是扇形墊片。圖6J中示出的墊片12是具有向電池部件31的外邊緣逐漸變細的形狀的三角形墊片。圖6K中示出的墊片12是具有向電池部件31的外邊緣逐漸變寬的形狀的三角形墊片。圖6L中示出的墊片12是具有圓頂角的三角形狀的墊片。此外,參照圖7描述墊片12的修改例。圖7A中示出的墊片12是在電池部件31的 4個表面上卷繞的墊片。圖7B中示出的墊片12是在電池部件31上卷繞一次的墊片。在圖7A的實例中,墊片12與長邊接觸而卷繞前表面、后表面和端面,而在圖7B的實例中,墊片12與短邊接觸而卷繞前表面、后表面和端面。在圖7C和吐7D示出的實例中,使用兩個卷繞電池部件31 —次的墊片12,使得兩個墊片12彼此交叉。圖7E中示出的墊片12與長邊接觸而附著于端面,電池部件31介于其間。圖7F中示出的墊片12與短邊接觸而附著于端面,電池部件31介于其間。如上所述,作為其間附著有電池部件31的端面的墊片12,使用在圖8A中示出的薄矩形墊片和圖8B中示出的兩端圓化的薄矩形墊片。當墊片12阻塞樹脂的通道以減小氣泡排出的可能性時,可能制造出注入不良或起泡侵蝕的有缺陷的產品,所以使得可以使墊片的面積盡可能小。例如,優選每個墊片12 的覆蓋區面積為Icm2以下,并且所有墊片12的總面積為IOcm2以下。更優選每個墊片12 的覆蓋區面積為5mm2以下,并且所有墊片12的總面積為40mm2以下。另一方面,當墊片12太小時,難以充分減緩通過膜封裝的電池表面的尺寸不一致 (不均勻)。這是因為不僅每個電池具有尺寸不一致,并且即使一個電池中各尺寸也不一致。當每個墊片12的覆蓋區面積小于0. 5mm2時,尺寸不一致進一步增加,使得發生樹脂的不良填充,并且電池在鑄型中傾斜,使得要被包覆的電池暴露至封裝表面,或封裝厚度的不一致可能增加。墊片12優選由纖維狀材料、橡膠狀材料、可以與反應固化樹脂的預聚物相溶的材料以及彈簧狀材料制成,并且可以使用金屬、陶瓷以及樹脂等。當墊片12的尺寸吸收能力在3%以上時,即使對于具有14層以上正極和負極的電池元件,這樣的電池包也是可以的。 更優選地,優選允許15%以上的尺寸變化。當尺寸變化在50%以上時,電池部件31的位置由于注入樹脂的吐出壓力而偏移,使得電池部件31從成型部11突出,并且成型部11的厚度變得不均勻。因此,優選將尺寸變化抑制為40%以下。由于墊片12的尺寸在不施加鑄型的合模力時比鑄型中的厚,所以定位于鑄型中的電池部件31的垂直穩定性良好。此外,由于具有金屬中的定位的水平穩定性且電池部件 31在鑄型31中沒有偏移,所以不存在電池元件的突出和樹脂的不良變形,這是優選的。為了防止水平偏移,增加墊片12與封裝的電池部件31的表面之間的接觸以及鑄型與墊片12 的緊密接觸。因此,優選雙面膠帶或橡膠用作墊片12、或一側為結合側而另一側由橡膠制成。類似地,可以通過使鑄型或電池部件31的表面粗糙以及使墊片12的表面粗糙來增大摩擦系數而防止水平位置偏移。在通過加熱而變形的墊片12中,墊片12在加熱的鑄型表面上以鑄型的形狀變形,并且增加緊密接觸,以防止水平位置偏移,這是優選的。優選地,作為具有尺寸吸收能力的墊片12,墊片12通過堆疊纖維狀材料而形成, 使得在內部形有孔。由于墊片12在強度上大于填充的反應固化樹脂,所以由于其中的孔而浸漬了樹脂,并且封裝強度增加。此外,通過使用纖維狀墊片,在電池包充電/放電時,在膨脹和壓縮中抵抗拉伸應力和壓縮應力的樹脂的彈性限制范圍增加,這是優選的。更優選地, 纖維狀材料是硅石纖維、玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、醋酸樹脂纖維以及聚酯纖維中的任何一種或多種。可以通過向醋酸樹脂纖維或聚酯纖維添加現有的防火劑來防止電池包在異常環境下燃燒時的燃燒,這是優選的。更優選地,纖維狀材料制成兩層以上的網眼。由于纖維薄且編織數量增加,不僅墊片12的成本增加,且樹脂的浸漬和氣泡的去除變難,使得由于起泡侵蝕而發生外觀缺陷, 并且成型屈強比降低。相反,當以7層以上形成纖維狀網眼時,不僅難以去除氣泡,而且墊片12的原料成本可能增加。對于墊片12的另一實例,可以使用由于鑄型的合模力而具有3%以上變形的橡膠狀材料。橡膠狀材料是人造橡膠,且優選由聚氨酯橡膠、硅橡膠、亞克力橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、苯乙烯丙烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠以及聚異丁烯橡膠中的一種或多種制成。優選地,橡膠狀墊片12的形狀是底切削結構,其中將與膜封裝體的電池部件的接觸面和與鑄型接觸面相比較,鑄型接觸面積大于電池接觸面積。當使用橡膠狀墊片12時, 可以防止由于墊片比成型后的樹脂外表面更易隆起而導致的外觀缺陷,以及由于長時間使用所導致的墊片12的分離,這是因為墊片12提高了比樹脂外表面軟的表面的結合力。本發明的墊片12還可以用作下落傳感器。作為墊片,可以使用與外部樹脂的結合力被抑制,更優選地,與樹脂的溶解度參數(SP值)的差異為7以上的墊片12。如圖9A中的箭頭所表示的,以及如上所述,對在4個角部具有墊片12的電池包10的角部施加沖擊。 因此,如圖9B所示,最接近施加沖擊的位置的墊片12的一部分從成型部11出來。可選地, 如圖9C所示,最接近施加沖擊的位置的墊片12與電池包10分離。因此,從電池包10的墊片12的狀態可以判定是否施加了沖擊。即,可以使用墊片12作為下落傳感器。此外,關于安置在電子設備中的電池包,由于墊片12的部分在對電子設備施加振動或沖擊時突出,所以可以防止由于電池包的偏移而導致的臨時斷電。如圖IOA所示,在電池容納空間32a中保持電池包10,設備的連接引線16與電池包10中的基板的端子部接觸。這種狀態下,當對電子設備施加振動或沖擊時,連接引線16與基板的端子部分斷開連接,產生臨時斷電。然而,在本發明的電池包10中,如圖IOB所示,由于墊片12的部分從成型部11突出,所以電池包10牢固保持在電池容納空間32中,并且可以防止電池包10 與連接引線16斷開連接。此外,墊片12優選是負載下的撓曲溫度(在JIS7191中所規定的)為40°C以上至 120°C以下、并且由于鑄型的加熱而導致的熱變形為3%以上的材料。通過加熱變形的墊片 12優選由聚氨酯、硅、亞克力以及環氧樹脂中的一種或多種制成。這種類型的墊片12可以通過定位墊片的軟化和變形、通過在負載下以撓曲溫度加熱鑄型并且將其密封而表現出尺寸吸收能力,并且可以防止鑄型中電池元件的水平位置偏移。墊片12與反應固化樹脂的預聚物之間的SP值的差優選為5以下。使用的反應固化樹脂的預聚物的實例包括多元醇。使用的墊片12的材料實例包括聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸丁酯、尼龍6、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚N-異丙基丙烯酰胺、尼龍66、聚丙烯腈、聚乙烯醇、醋酸纖維素以及纖維素中的任何一種或多種。在墊片12形成期間,它通過樹脂溶脹且具有尺寸吸收能力,并且墊片一體形成于樹脂中,因此可以以較好的生產率提供沒有表現出與墊片外部接合且具有整潔外觀的產品。由于溶脹的墊片12緊密粘附于電池元件和鑄型,所以防止水平方向上的位置偏差,這是優選的。在墊片12與外部材料一體化然后熱固化的情況下,不會發生熱變形,這是優選的。在墊片通過紫外光固化的情況下,其優選是透明的。當在熱固化期間沒有發生變形且保持高厚度尺寸精度時,墊片可以是任何的金屬、玻璃以及樹脂。盡管沒有具體限制,但是具有良好尺寸精度的諸如丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹月旨(ABS)、聚丙烯或聚乙烯的樹脂、以及諸如鋁和不銹鋼的金屬用作材料,或可以使用諸如鋁的金屬材料被插入而形成在樹脂中的材料。(環氧樹脂)將描述可以在本申請中使用的環氧樹脂。環氧樹脂通過環氧預聚物和固化劑而制造。預聚物可以包含粉末。可以使用的粉末的實例包括諸如碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、碳化硅、氮化硅、硅化鈣、硅酸鎂以及碳的無機顆粒;以及諸如聚丙烯酸甲酯、 聚丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚氨酯以及多酚的有機高分子顆粒。可以單獨或混合使用這些粉末。可以執行微粒的表面處理,并且聚異氰酸酯和多酚可以以發泡粉的狀態進行使用。在本申請中可以使用的粉末包括多孔粉末。(預聚物)可以使用的預聚物實例包括諸如雙酚A類環氧樹脂、雙酚F類環氧樹脂、苯酚酚醛類環氧樹脂、氫化雙酚A類環氧樹脂、環狀脂肪族環氧樹脂、以及有機羧酸的縮水甘油醚的現有的環氧預聚物。在該說明書中,可以使用一種或多種這些預聚物。從固化速率的觀點看,與諸如的氧化環己烯和環氧化的聚丁二烯的內環氧類型相比較,縮水甘油醚類型和縮水甘油酯類型是優選的。縮水甘油醚類型的實例包括雙酚A的環氧氯丙烷縮合物。從粘度的觀點看,優選使用雙酚F類環氧樹脂。(固化劑)固化劑的實例包括諸如胺和酮亞胺的胺改性體、聚酰胺樹脂、咪唑、聚硫醇、酸酐、 光和紫外線固化劑。這些固化劑可以單獨或混合使用。(胺)胺的實例包括鏈狀脂肪族胺、環狀脂肪族胺以及芳族胺。鏈狀脂肪族胺的實例包括諸如二乙三胺(二乙撐三胺)、三乙四胺、四乙五胺、二丙二胺、二乙基氨基丙基胺和胺M8(AMINEM8)的六亞甲基二胺、以及其衍生物。環狀脂肪胺的實例優選包括N-氨基乙基哌嗪、薄荷烷二胺、異佛爾酮二胺、Ramilon C-260, Araldit HY-964, SCure 211至212、WONDAMINE HM、1,3-雙氨甲基環己烷以及它們的衍生物。脂肪芳族胺的實例優選包括間二甲苯二胺、show amineX( ν 3 - T χ) ,amine black( r ^ > -7- 7 y 9 ) ,show amine black( ν a — T ^ > 7" 7 ) ,show amineN( ν 3 — 7 ^ > N)、show amine 1001(、> 彐一了 < > 1001)、show amine 1010( ν 3 — T ^ > 1010)及它們的衍生物。芳族胺的實例優選包括間苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯磺酰、以及它們的衍生物。聚硫醇優選通過將液體聚硫醇和聚硫樹脂與胺混合來使用。酸酐的實例包括鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐、苯甲酮四羧酸酐、乙二醇雙三偏苯三甲酸、甘油雙三偏苯三甲酸、馬來酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、琥珀酸酐、甲基環己烯二羧酸酐、烷基苯乙烯-馬來酸酐共聚物、氯菌酸酐、聚壬二酸酐、以及它們的衍生物。更優選地,酸酐的實例包括甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基丁烯基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐以及它們的衍生物。光和紫外線固化劑的實例包括二苯基碘鐺六氟磷酸鹽、三苯基锍六氟磷酸鹽以及它們的衍生物。為了在電池包中直接形成,優選使用具有良好耐化學性、快速固化胺類固化劑、難以通過胺類固化劑引起基板腐蝕的酸酐。在電池包中,依賴于反應固化樹脂的形狀可以提高諸如耐熱性、阻燃性、耐沖擊性、防潮性等的特性。環氧樹脂具有優于聚氨酯樹脂的粘附性。然而,當環氧樹脂具有太強的粘附性時, 存在引起脫模期間產品變形或外觀失敗的問題,因此優選添加內部脫模劑,例如諸如巴西棕櫚蠟(carnabau wax)的天然類蠟;諸如聚乙烯蠟的聚烯烴類蠟;諸如褐煤酸酰胺的酰胺類蠟;諸如褐煤酸酯的酯類蠟;諸如硅油的硅化合物;諸如硬脂酸的高脂肪酸;諸如硬脂酸鋅的高脂肪酸的金屬鹽。(修改例)層壓膜27具有一層以上的膜,其可以使用含聚烯烴膜,來代替鋁層壓膜。這時,優選使用聚氨酯樹脂作為反應固化樹脂。在聚氨酯樹脂中,作為基質樹脂的多元醇與作為固化劑的異氰酸酯的重量混合比(基質樹脂/固化劑)為1以下,由作為基質的由二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)形成的分子鏈與固化劑的總量至少為按重量計20% 以上。這種情況下,聚氨酯樹脂顯著表現出防潮性。此外,在聚氨酯樹脂中,作為基質樹脂的多元醇與作為固化劑的異氰酸酯的重量混合比(基質樹脂/固化劑)為0.7以下,由二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)形成的分子鏈與固化劑的總量至少為按重量計40%以上。這
18種情況下,優選聚氨酯樹脂進一步提高防潮性。由于成型部11通過利用這些聚氨酯樹脂而具有極好的防潮性,可以使用含聚烯烴膜的一層以上的膜代替鋁層壓膜。對聚烯烴膜的表面進行真空沉積或濺射以形成沉積層,以提高防潮性。可以使用的形成沉積層的材料包括諸如硅石、氧化鋁、硅石、氧化鋁、鋁、鋅、鋅合金、鎳、鈦、銅以及銦的現有材料。特別地,優選使用鋁。鋁層壓膜應該具有大約20 μ m厚度的鋁層,以用于在電池的厚度方向上執行沖壓模制,以及具有約15 μ m至30 μ m厚度的尼龍或PET層,以用于在沖壓模制期間保護鋁層, 并且它可能引起電池包的體積能量密度減小10%。另一方面,電池元件20的電解質不透過,電池元件20通過具有防潮性的薄聚烯烴膜密封,然后在表面上沉積作為沉積層的鋁。因此,具有等于或小于現有技術的一半厚度的 10 μ m以下厚度的鋁層可以保持防潮性。由于不執行沖壓處理,所以可以省略尼龍或PET層,因此通過一層或多層封裝膜來封裝電池元件20,然后形成聚氨酯樹脂,因此可以確保等于或高于現有技術的可靠性。可以使用的封裝膜的實例包括主要含有粘土礦物的諸如CLAIST(商品名稱)的膜。使用粘土礦物的膜具有劣化的柔性,但是具有極好的防護性能,以及比現有技術更薄的厚度,因此可以優選增加電池包的體積能量密度。在層壓膜封裝體中,當密封截面向上彎折時,存在濕氣侵入量由于鋁層的斷裂以及鋁和CPP層的剝落而增加的問題,但是通過聚氨酯樹脂獲得防潮性并且獲得在電池密封之后不會通過鋁沉積導致上述缺點的較好效果,并且電池容量顯著增加。優選執行鋁沉積兩次或多次。當執行多層沉積時,鋁層具有Iym以下的厚度,并且可以保持可靠性。然而, 厚度小于0. 03 μ m時,存在在沉積面上產生針孔的問題,因此優選使鋁層具有0. 03 μ m以上的厚度。(通過鑄型的突部定位)在本發明中,可以通過鑄型的突出代替墊片12或連同墊片12 —起執行定位。如上關于墊片12所述同樣地,突部具有尺寸吸收能力,可以吸收電池元件的尺寸變化,并且可以將電池部件準確地保持在鑄型的腔中的預定位置處。參照圖11描述電池包的成型部11的形成。示意性示出電池和電路板的電池部件 31容納在成型裝置的鑄型的腔(成型空間)中。鑄型由上鑄型41和下鑄型42構成,并且上鑄型41與下鑄型42的結合面是平坦表面。四個定位突部44設置在與電池部件的上表面相對的上鑄型41的內表面上以及與電池部件的底部相對的上鑄型41的內表面的4個角落周圍。例如,在下鑄型42上形成兩個間孔43a和43b。間孔43a是在成型時使樹脂流向內部的通道,而閘孔4 是在成型時使樹脂排出的通道。上鑄型41和下鑄型42由金屬、塑料或陶瓷制成。如圖IlA和圖IlB所示,通過上鑄型41和下鑄型42限定用于成型的腔,并且在腔中容納電池部件31。變為成型部11的120°C下的反應固化樹脂從閘孔43a注入腔且從閘孔4 排出。如圖IlC和圖IlD所示,在樹脂硬化之后,上鑄型41與下鑄型42分離,形成了電池部件31包覆有成型部11的電池包10。此外,在圖1IA和圖1IB中,通過陰影線表示突部44和樹脂。由于突部44具有尺寸吸收能力,所以即使電池部件31 (特別地,電池元件包覆有層壓膜的電池)的尺寸不均一,也可以在鑄型的腔中的預定位置處穩固地保持電池部件 31。此外,上述材料可以用于在腔中填充的反應固化樹脂。作為突部44,可以使用通過鑄型的合模力變形3%以上的橡膠狀材料。例如,橡膠狀突部由人造橡膠制成,如硅橡膠、乙丙橡膠、苯乙烯丙烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠以及聚異丁烯橡膠中的任何一種或多種。如圖11C、圖IlD和圖12所示,電池包10具有平坦矩形外觀,并且且具有這樣的結構電池和電池的保護電路基板被由反應固化樹脂制成的成型部(外封裝體)11 一體地包覆。在電池包10的成型部11的主表面(頂面和底面)上形成多個定位標記17。鑄型的突部44的優選形狀是與電池部件31接觸的表面的面積小于基底的面積。 結果,定位標記17的開口的面積大于露出電池部件31的底部的面積。此外,突部44優選具有杯狀、截頂的圓錐(圓錐臺)形狀。此外,作為突部44,可以具有截頂的棱錐(棱錐臺) 形狀。(鑄型突部和定位標記的實例)圖13A和圖1 是通過具有截頂的圓錐形狀的突部44在主表面上的10個位置形成定位標記17的實例。突部44具有尺寸吸收能力。如圖14A所示,在與上鑄型41和下鑄型42各自的電池部件31的主表面相對的內表面上形成具有棱錐臺形狀的定位突部45。突部45具有尺寸吸收能力。如圖14B和圖14C 所示,通過突部45制造具有在主表面的中心部分處具有矩形開口的定位標記18的電池包 10。如圖15A和圖15B所示,通過具有圓錐臺狀的突部的鑄型制造具有在主表面的中心部分處具有橢圓形開口的定位標記18的電池包10。鑄型具有兩個具有橢圓錐臺形狀的突部。這種情況下,如圖16A和圖16B所示,制造具有在主表面的上下位置具有橢圓開形口的定位標記18的電池包10。圖17A和圖17B中示出的電池包10是通過具有兩個具有棱錐臺形狀的鑄型制造的實例。此外,如圖18A和圖18B所示,可以在前后端部形成成型部11,并且除了電池部件 31的兩端之外的表面可以露出。圖19A至圖19D中示出的電池包10具有與長邊接觸的兩個端面上的兩個定位標記18(在圖19D中放大)。兩個端面上的定位標記18(在圖19D中放大)與長邊接觸。圖19B示出了沿著圖19A中的線XIXB-XIXB所截取的截面,以及圖19C 示出了沿著圖19A中的線XDCC-XDCC所截取的截面。如圖19所示,當在鑄型上形成與電池包10的3個表面接觸的突部時,可以在垂直和水平方向上進行定位,并且可以在兩個方向上提供尺寸吸收能力。此外,如圖20所示,可以同時使用通過上述墊片12的定位和通過鑄型的突部的定位。這種情況下,如圖20A所示,在電池包10的一個主表面上形成定位標記17,以及如圖 20B所示,在另一個主表面上形成墊片12。此外,可以使用上述各種位置和形狀用于墊片12 的位置和墊片12的形狀。此外,也可以使用上述各種突部用于鑄型的突部,并且定位標記 17具有對應于突部的形狀。(模內成型)
如在本發明中,當外部成型部11是樹脂形成的時,可以在成型部11的內部的整體或一部分上模內成型用于防偽、水分檢測或認證的膜。防止了生產者直接模內成型密封、來源混淆、生產率降低、以及體積能量密度減小。反應固化樹脂優選是具有高交聯密度的硬樹脂,因此,優選使用具有高防水性的樹脂。通常在用于防偽、水分檢測或認證的膜的表面上形成諸如尼龍或聚對苯二甲酸乙二醇酯的耐刮擦膜。然而,由于通過外部樹脂包括了本發明的密封,所以可以不提供表面膜, 使得成本降低,這是優選的。當封入了水分檢測密封時,執行模內成型,使得鑄型的橡膠狀突部面對沒有包覆水分檢測密封的邊緣的一部分,當由于不正確的使用而浸在水中時,水滲入沒有被包覆樹脂的邊緣,使得可以確定不正確的使用。作為在本發明中使用的全息圖密封的感光材料,可以使用銀鹽化合物、雙色凝膠乳劑、光聚合樹脂以及光交聯樹脂。然而,當通過使用熱塑性樹脂執行模內成型時,不能使用在120°C以上的高溫下劣化的便宜的感光材料。在本發明中,由于在低于120°C的低溫下執行成型,所以可以使用便宜的感光材料。此外,由于電池包的可靠性和電池特性在60°C以上的不正確使用溫度下可能劣化,所以優選還提供熱敏紙 (thermal paper),但是通過適當設定全息圖的感光材料的劣化溫度,也可以實現熱敏紙的功能,使得除了降低成本以外,還可以提高電池包的體積能量密度。在本發明中,利用反應固化樹脂,通過改變僅部分樹脂的反應固化條件而改變交聯密度來僅輕微增加樹脂的透射率。例如,如圖21A和圖21B所示,冷卻并且形成對應于密封46的位置的鑄型的一部分47。通過這種處理,如圖21C和圖21D所示,可以通過減小僅在模內成型內部的密封46上的樹脂48的交聯密度來防止白化。因此,使樹脂透明化可以增加電池包的體積能量密度,并且提高可見性。(墊片的影響)圖22示意性地示出了樹脂模制時的樹脂的通道。如從樹脂的流向線可以看出,墊片12局部阻塞樹脂的通道。因此,除非適當設定墊片12的形狀、墊片12的尺寸、墊片12 的總面積、墊片12的位置以及墊片12的配置方向,否則會產生不良注入和諸如起泡侵蝕的外部缺陷。在本發明中,在實施方式中,對墊片12的參數進行最優設定。(鑄型突部和定位標記的另一實例)如上所述,如圖23所示,通過具有尺寸吸收能力以及設置在鑄型上的突部,電池包在主表面的中心部分上具有作為定位標記的矩形開口 51a和51b。如圖23A、圖23B以及圖23C所示,主表面上的開口 51a的面積大于另一主表面上的開口 51b的面積。成型部11 以框狀形成,并且至少電池部件31的最厚的部分通過開口露出。如上所述,通過以膜封裝體來封裝保護電路基板和電池元件來實現電池部件31。 此外,以如上所述的相同方式,成型部11通過反應固化樹脂在低于120°c的低溫下以及小于IOkgf的低壓力下而吐出。此外,如上所述,作為反應固化樹脂,可以考慮選自聚氨酯樹月旨、環氧樹脂、亞克力樹脂、硅樹脂以及二環戊二烯樹脂中的至少一種。在樹脂中,優選選自聚氨酯樹脂、環氧樹脂、亞克力樹脂以及硅樹脂中的至少一種。在成型之后的玻璃化轉變溫度為60°C以上且140°C以下。聚氨酯樹脂由多元醇和聚異氰酸酯制成。優選使用下面限定的絕緣性聚氨酯樹脂作為聚氨酯樹脂。絕緣性聚氨酯樹脂表示這樣的物質,從其可以得到在25士5°C、65士5%RH測量具有IOkiQ · cm以上的體積特征值(Ω · cm)的硬化物質。優選絕緣性聚氨酯樹脂具有6以下(IMHz)的介電常數和15KV/mm以上的絕緣擊穿電壓。作為聚氨酯樹脂,可以使用利用聚酯多元醇的聚酯類樹脂、利用聚醚多元醇的聚酯類樹脂、以及利用其他多元醇的聚氨酯樹脂。可以使用這些材料中的一種、兩種或多種。 此外,多元醇可以包含粉末在于130°C以上形成的聚酰胺或聚異氨酯中,電池、作為保護元件的PTC以及溫度保險絲可能劣化,并且流動性低,使得樹脂變厚且難以獲得高能量密度,此外,在300°C以上的聚烯烴中,除了不存在粘附性的問題外,還存在保持通過充電/放電而膨脹/收縮的電池以及保持振動下的基板的問題。同時,在使用聚酰胺時,在滿足耐沖擊性的橡膠狀樹脂中, 不滿足用于配合和結合的強度,使得不能實現配合和結合的結構。為了實現配合和結合結構的強度,耐沖擊性減弱,使得在設備安裝/下落試驗中不可避免部分和端子的破壞。如圖24A和圖24B所示,可以為框狀的成型部11設置墊片12。墊片12的形狀、數量以及位置沒有限制,如圖M所示,可以使用如上所述的墊片12。此外,如圖25A和圖25B 所示,開口 51a和51b的形狀不限于矩形,而可以為具有圓角的矩形。如上所述的圖14、圖23、圖M以及圖25所示,通過實現成型部11使得在電池部件31的主表面(前表面和后表面)上形成開口,可以增加電池包的能量密度,并且容易地散熱。當散熱性良好時,在電池包或使用電池包的電子設備中,可以使用具有高性能但產生大量熱量的CPU。強度(剛性和耐沖擊性)減弱,但是例如,在設置在便攜式設備中不會被消費者直接更換的電池包中,抵抗扭轉變形的強度沒有像外封裝那么必要,使得強度的優點沒有那么顯著。此外,沒有必要用樹脂包覆頂部,可以減少不良的樹脂包覆。(膜封裝體的密封部與成型部之間的關系)如上所述,層壓膜27 (參見圖2)用作膜封裝體,并且熔合(cbposit)在其中容納電池元件20的凹槽27a的周邊部。周邊熔合部稱作臺階部(terrace portion)或密封部 (下文中稱作密封部),并且如圖26A所示,密封部52基本上以直角向凹槽彎折。密封部52 具有端面53,并且水可以通過端面53從外部滲入。此外,在圖26A中,示出了通過層壓膜封裝的電池部件31的橫向截面。密封部52具有其中層壓膜重疊以防止水的滲入的大的密封區域,使得如圖沈(所示,優選密封部52在頂部。然而,如圖26A所示,考慮體積能量密度,密封部52優選設置在側面,并且如上所述,優選通過密封部52將密封設置在三個邊上以防止體積能量密度的減少。此外,如圖26B所示,基本以直角設置的密封部52可以沿著電池部件31的表面彎折。如上所述,當實現成型部11以在電池部件31的主表面(前表面和后表面)上具有開口時,通過成型部11覆蓋沿著電池部件31的表面彎折的密封部52的端面53。通過這種構造,通過成型部11閉合端面53,并且可以確保防止水從端面53滲入。同時,如圖^C 所示,當在頂部上形成密封部52時,由于可以通過具有開口的成型部11覆蓋密封部52的端面53,所以存在無法通過成型部11增強密封效果的問題。圖27示出了膜封裝體的成型部與密封部之間的關系實例。如圖23所示,圖27A 中示出的實例是成型部11具有面積不同的開口 51a和51b時的實例。在圖27B示出的實例中,在通過重疊兩個成型部Ila和lib實現成型部時形成具有不同面積的開口 51a和51b。下側的成型部Ila比上側的成型部lib更硬,并且上側的成型部lib具有高于下側的成型部Ila的耐沖擊性。成型部Ila和lib的顏色可以不同。圖27C中示出的實例是成型部11覆蓋電池部件31的邊緣的實例。成型部11覆蓋密封部52的端面53。類似于圖27C,圖27D中示出的實例是成型部11的高度較小的實例。 成型空間的兩側具有非對稱截面。即,在成型時流過樹脂的通道中設置吐出閘(discharge gate)43a和排出閘(exhaust gate) 4 的側的截面(參見圖22)的面積小于相反側截面的面積。圖觀示出了膜封裝體的成型部與密封部之間的關系的多個其他實例。圖28A和圖28B中示出的實例是當成型部11的樹脂存在于與沿著電池部件31的表面彎折的密封部 52相對應的范圍中時的實例。圖28C中示出的實例是當成型部11的樹脂存在于與對應于密封部52的范圍中的端面53的大致一半相對應的范圍中時的實例。圖^D中示出的實例是當成型部11的樹脂僅存在于密封部52的端面53的周圍時的實例。(具有配合部或用于螺紋緊固的連接部的成型部)當電池包通過雙面膠帶或粘合劑固定于主體的電子設備時,用于更換電池包的移除是麻煩的。在本發明中,考慮到電池包具有成型部11,成型部11設置有用于將電池包自由附著于主體或從主體分離的連接部或定位部。連接部是在主體上形成的諸如突部的配合部、或用于螺紋緊固的連接部。如圖四所示,沿著密封部52的范圍形成成型部11,并且成型部11覆蓋密封部 52的端面53。連同成型部11 一體地形成沿成型部11的兩端的縱長方向延伸的縫隙(凹槽)54。縫隙M配合在其中安置了電池包的主體的突部(未示出)上。該突部可以在縫隙 54中滑動,并且通過相對于電池包滑動來安裝電池包。如圖30A所示,在成型部11的一端形成滑動配合部55a,而在相對端的角落形成滑動配合部5 和55c。如圖30B所示,在成型部11的一端上形成滑動配合部55d和55e,以及在相對端的角落形成諸如螺紋孔56的用于螺紋緊固的連接部。在電池部件31的密封部 (臺階部)的區域中形成螺紋孔56。此外,如圖30C所示,通過公共的連接1可以一體化多個(例如3個)電池部件 31a、31b以及31c。這種情況下,在成型部11的4個角落形成螺紋孔56a、56b、56c以及56d。如上所述,由于電池包具有成型部11,可以一體形成配合部,其是用于將電池包附于主體的連接部或用于與成型部11螺紋緊固的連接部。結果,不需要用雙面膠帶或粘合劑固定電池包,并且可以實現容易地安裝在主設備的預定位置處的電池包。此外,本發明的電池包的電池部件的露出部或成型部11與設備的冷卻機構接觸以獲得良好的散熱效果。設備的冷卻機構可以是現有的諸如散熱管或冷卻風扇的機構。設備中除了電池包以外的模塊的冷卻金屬部分與電池包的電池部件的露出部或成型部11彼此接觸以獲得良好的散熱效果。(與外部的電連接構造)參照圖31描述電池包與主設備之間的電連接的構造實例。在圖31A示出的實例中,從電池包中的電路板61引出柔性配線基板62,并且將連接器63連接至前端,使得將連接器63連接至設備的端子。
在圖3IB所示的實例中,從電池包中的電路板61引出柔性配線基板62,并且配備有增強板(Stiffener)的連接器64連接至前端,使得連接器64連接至設備的端子。當使用柔性配線基板62時,存在電力供給通路的阻抗增加使得成本增加的問題。 耐臨時停電性良好。如圖31C所示,可以使用橫跨電池包周圍兩面的平紋連接器65。在種構造中,存在容量減小而成本增加的問題。耐臨時停電性良好。如圖3ID所示,可以在成型部11的頂部形成平坦金屬端子表面66。這種構造具有低成本而不減小容量的優點。耐臨時停電性低于其他電極構造。下文,以實施方式和比較例更詳細描述本發明。然而,本發明不限于這些實施方式。(實施方式1至實施方式42、比較例1至比較例4)首先,將參照表1描述具有擁有尺寸吸收能力的墊片12的電池包和具有定位標記 7的電池包。因為在表1中存在需要記錄的許多項目,所以一個表被分為4個表(表1-1、 表1-2、表1-3、表1-4)。在表1-1的下面繼續表1-2,在表1_1的右側繼續表1_3,并且在表 1-2的右側繼續表1-4。表1-3和表1-4示出了評價(效果)。
權利要求
1.一種電池包,包括成型部,用反應固化樹脂包覆一個或多個電池的外表面的至少一部分;以及墊片,具有尺寸吸收能力且附著于所述成型部的表面。
2.根據權利要求1所述的電池包,其中,所述一個或多個電池通過用膜封裝體來封裝電池元件,并且所述成型部由反應固化樹脂在低于120°C下形成。
3.根據權利要求1或2所述的電池包,其中,所述反應固化樹脂選自硅、環氧樹脂、亞克力以及聚氨酯,并且成型之后的玻璃化轉變溫度是60°C以上且140°C以下。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電池包,其中,所述墊片通過重疊纖維狀材料而形成、內部具有孔,從而具有尺寸吸收能力。
5.根據權利要求4所述的電池包,其中,所述纖維狀材料是硅石纖維、玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、醋酸酯樹脂纖維以及聚酯樹脂纖維中的任何一種或多種。
6.根據權利要求4所述的電池包,其中,所述纖維狀材料形成兩層以上網眼從而其內部具有孔,并且在所述孔中浸漬所述反應固化樹脂。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的電池包,其中,所述墊片由通過鑄型的合模力變形3%以上的橡膠狀材料制成,以表現出尺寸吸收能力。
8.根據權利要求7所述的電池包,其中,所述橡膠狀材料是人造橡膠,并且由聚氨酯橡膠、硅橡膠、丙烯酸酯橡膠丁腈橡膠、乙丙橡膠、苯乙烯丙烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠以及聚異丁烯橡膠中的任何一種或多種制成。
9.根據權利要求7所述的電池包,其中,當將由所述橡膠狀材料制成的所述墊片與膜封裝體的電池部件的接觸面和與所述鑄型的接觸面進行比較時,所述墊片的形狀具有以下關系鑄型接觸面的面積> 電池接觸面積。
10.根據權利要求1至3中任一項所述的電池包,其中,根據權利要求1所述的墊片的負載下的撓曲溫度是40°c以上且120°C以下,并且材料通過鑄型的加熱變形3%以上而具有尺寸吸收能力。
11.根據權利要求10所述的電池包,其中,通過加熱變形的所述材料是聚氨酯、硅、亞克力以及環氧樹脂中的一種或多種。
12.根據權利要求1至3中任一項所述的電池包,其中,所述墊片的溶解度參數與所述反應固化樹脂的預聚物的溶解度參數之間的差為 5以下,并且在注入時通過溶脹表現出尺寸吸收能力。
13.根據權利要求12所述的電池包,其中,所述墊片由聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚丙烯酸丁酯、尼龍6、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚N-異丙基丙烯酰胺、尼龍66、聚丙烯腈、聚乙烯醇、醋酸纖維素以及纖維素中的任何一種或多種制成。
14.根據權利要求1所述的電池包,其中,所述反應固化樹脂的熔化溫度是200°C以上且400°C以下。
15.一種電池包,包括成型部,至少一個或多個電池的側面直接形成;以及保護電路基板,其中,至少所述電池的最厚部分從所述成型部露出。
16.根據權利要求15所述的電池包,其中,通過用膜封裝體封裝電池元件來實現所述一個或多個電池,并且所述成型部由反應固化樹脂在低于120°C下形成。
17.根據權利要求16所述的電池包,其中,所述反應固化樹脂選自硅、環氧樹脂、亞克力以及聚氨酯,并且成型之后的玻璃化轉變溫度是60°C以上且140°C以下。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的電池包,其中,封裝所述電池元件的膜封裝體的密封部設置在側面上,并且所述成型部覆蓋所述密封部的端面。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的電池包,其中,所述成型部具有配合部或用于螺紋緊固的連接部。
20.根據權利要求19所述的電池包,其中,用于螺紋緊固的所述連接部形成在層壓體電池的臺階部。
21.根據權利要求15至19中任一項所述的電池包,其中,設備的冷卻機構接觸所述電池的露出部分或所述成型部。
22.一種電池包的制造方法,包括通過利用具有尺寸吸收能力的鑄型突部在成型空間中定位一個或多個電池;以及通過用低于120°C的反應固化樹脂填充所述成型空間來形成成型部。
23.根據權利要求22所述的電池包的制造方法,其中,所述鑄型突部由通過鑄型的合模力變形3%以上的橡膠狀材料制成,以表現出尺寸吸收能力。
24.根據權利要求23所述的電池包的制造方法,其中,所述橡膠狀材料是人造橡膠,并且由硅橡膠、乙丙橡膠、苯乙烯丙烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚丁二烯橡膠、聚異丁烯橡膠以及氟橡膠中的任何一種或多種制成。
25.一種用于制造電池包的鑄型,包括鑄型突部,從具有容納一個或多個電池且填充有反應固化樹脂的成型空間的鑄型的內表面突出,具有與所述電池的表面接觸的凸形狀,在所述鑄型的內表面上所具有的面積大于與所述電池的表面的接觸部分的面積,并且大致具有圓錐臺形狀或棱錐臺形狀。
26.根據權利要求1至21中任一項所述的電池包,其中,在所述成型空間中設置用于防偽、水分檢測或認證的標簽,并且所述標簽在形成所述一個或多個電池時被模內成型。
27.根據權利要求沈所述的電池包,其中,通過冷卻所述鑄型的對應于所述標簽的位置的部分來提高所述反應固化樹脂的透射率。
全文摘要
本發明提供了電池包、電池包的制造方法以及制造電池包的鑄型,其中,該電池包包括成型部,用反應固化樹脂包覆一個或多個電池的外表面的至少一部分;以及墊片,具有尺寸吸收能力且附著于成型部的表面。
文檔編號B29C33/00GK102468461SQ20111034673
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月4日 優先權日2010年11月12日
發明者山本鑒, 澤口雅弘, 赤平幸郎 申請人:索尼公司