JP2014216307A - 封口部材及び蓄電装置用容器 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な構造で生産効率が高く、水蒸気や酸素ガスなどの気体を透過させにくい高い気体遮断性を有する封口部材及びその封口部材が溶着された軽量で容積率が高く、封口部材との接合部からの水分侵入や内容品からの液体成分揮発の小さい蓄電装置用容器を提供する。【解決手段】内面が溶着性の筒体51の開口内面に溶着されて前記開口を封止する封口部材1であって、金属箔と溶着層とを有する金属箔積層体21からなる封口壁2が樹脂製の枠体3の天面に溶着され、電極端子4、4が封口壁2に気密に固定されている。【選択図】図3
Description
本発明は、蓄電要素を収容するための蓄電装置用容器に用いられる封口部材及びその封口部材が溶着された蓄電装置用容器に関する。
従来、リチウムイオン二次電池やキャパシタ等の蓄電装置の蓄電要素を収容する蓄電装置用容器として、優れた耐水蒸気透過性を有する金属製容器が多く用いられている。しかし、金属製容器は重く、嵩張り、包装工程も複雑なので生産性に欠ける。特に、容器本体と蓋体との溶接は多くの手間を必要とし、生産性に問題がある。また、電気自動車用の二次電池は、車に搭載する数が多いので、容器は軽く、全体の体積に対する内容積の比率(容積率)が大きいことが望まれている。
これらの要望に対して、アルミ箔の積層体からなる平袋や絞り成形した袋を用いた蓄電装置が開発されている。しかし、アルミラミネート包材を用いた蓄電装置用容器は、容積率を高くするために、アルミラミネート包材を深く絞り成形すると、アルミ箔にピンホールが発生し、外から水蒸気や酸素ガスなどの気体が侵入するという問題がある。
これらの要望に対して、アルミ箔の積層体からなる平袋や絞り成形した袋を用いた蓄電装置が開発されている。しかし、アルミラミネート包材を用いた蓄電装置用容器は、容積率を高くするために、アルミラミネート包材を深く絞り成形すると、アルミ箔にピンホールが発生し、外から水蒸気や酸素ガスなどの気体が侵入するという問題がある。
一方、ポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)等の樹脂を用いた軽い蓄電装置用容器も開発されている。特に、PPは、優れた耐熱性を有し、成形性も良好なので、蓄電装置用容器の材料として多く用いられている。このような樹脂製の蓄電装置用容器として、特許文献1には、樹脂製の容器の開口部を電極端子が貫通孔に固定された樹脂製の天板で閉塞した二次電池が記載されている。
しかし、この容器は成型容器を用いるため、容器の壁が厚くなるので、容積率を大きくすることには限界がある。また、この容器や天板は、金属箔が積層されていない。そのため、電極端子との絶縁性に配慮しなくてよいので構造は簡素であるが、外からの水蒸気や酸素ガスなどの気体の遮断性に劣る。
しかし、この容器は成型容器を用いるため、容器の壁が厚くなるので、容積率を大きくすることには限界がある。また、この容器や天板は、金属箔が積層されていない。そのため、電極端子との絶縁性に配慮しなくてよいので構造は簡素であるが、外からの水蒸気や酸素ガスなどの気体の遮断性に劣る。
気体遮断性を高くするために、特許文献2には、金属容器に溶接する接合部を有する金属製の蓋材と集電体に樹脂を射出して一体化した電池蓋が記載されている。この電池蓋は、蓋材と集電体の密着を高くするために、一対の金属製フランジで集電体の周囲の樹脂を圧迫する。さらに、外側となるフランジにレーザを照射して集電体を溶着している。また、内側となるフランジには、気体遮断性の向上を兼ねて、電池構成要素から電気的に絶縁する絶縁層を被覆している。
しかし、この電池蓋は、金属を成形した蓋材やフランジを用いるので、非常に重い。また、複雑な構造のため、生産効率が低く、電池蓋が厚いので、容積率が小さくなる。
しかし、この電池蓋は、金属を成形した蓋材やフランジを用いるので、非常に重い。また、複雑な構造のため、生産効率が低く、電池蓋が厚いので、容積率が小さくなる。
本発明は、上記背景に鑑み、簡素な構造で生産効率が高く、水蒸気や酸素ガスなどの気体を透過させにくい高い気体遮断性を有する封口部材及びその封口部材が溶着された軽量で容積率が高く、封口部材との接合部からの水分侵入や内容品からの液体成分揮発の小さい蓄電装置用容器を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の発明者は、封口部材を筒状フィルムに高い気体遮断性及び高い溶着強度で溶着することを検討した結果、全体が樹脂成型品からなる筒体を省略して、金属箔積層体からなる筒体を用いること、及び筒状フィルムの接合部に金属箔積層体を溶着した枠体からなる封口部材を挿入して溶着することを着想した。
すなわち、本発明は、以下の封口部材を提供する。
(1) 内面が溶着性の筒体の開口内面に溶着されて前記開口を封止する封口部材であって、金属箔と溶着層とを有する金属箔積層体からなる封口壁が樹脂製枠体の天面に溶着され、電極端子が前記封口壁に気密に固定されたことを特徴とする封口部材。
(1) 内面が溶着性の筒体の開口内面に溶着されて前記開口を封止する封口部材であって、金属箔と溶着層とを有する金属箔積層体からなる封口壁が樹脂製枠体の天面に溶着され、電極端子が前記封口壁に気密に固定されたことを特徴とする封口部材。
(2) 前記封口壁が2枚の前記金属箔積層体の端縁同士を合掌状に重ねて溶着してなり、前記金属箔積層体同士の合掌シール部によって電極端子が前記封口壁に固定された(1)の封口部材。
(3) 前記合掌シール部の電極端子に絶縁層が積層された(2)の封口部材。
(3) 前記合掌シール部の電極端子に絶縁層が積層された(2)の封口部材。
(4) 前記封口壁と前記枠体との溶着部によって電極端子が前記封口壁に固定された(1)の封口部材。
(5) 前記封口壁と前記枠体との溶着部の電極端子に絶縁層が積層された(4)の封口部材。
(5) 前記封口壁と前記枠体との溶着部の電極端子に絶縁層が積層された(4)の封口部材。
(6) 前記封口壁に設けられた貫通孔に挿入された電極端子が、その周囲を覆う樹脂層によって前記封口壁に固定された(1)の封口部材。
また、本発明は、以下の蓄電装置用容器を提供する。
(7) (1)ないし(6)のいずれかの封口部材が、内面が溶着性の金属箔積層体からなる筒体の一端又は両端の開口に、前記枠体側から挿入されて溶着されたことを特徴とする蓄電装置用容器。
(7) (1)ないし(6)のいずれかの封口部材が、内面が溶着性の金属箔積層体からなる筒体の一端又は両端の開口に、前記枠体側から挿入されて溶着されたことを特徴とする蓄電装置用容器。
(1)の封口部材によれば、インモールド成型や金属箔積層体に絞り成形を行わないので、封口部材が簡素な構造であり、簡易な製造装置で、効率よく製造できる。
また、金属箔積層体に絞り成形を行わないので、ピンホールの発生がなく、気体遮断性に優れる。
また、枠体は、容器本体となる筒体に溶着できる程度の長さの短い筒体なので、使用する樹脂量が小さく、蓄電装置用容器の容積率が高くなる。
また、封口壁の金属箔積層体の周縁が枠体により補強されているので、封口壁の金属箔積層体が薄くても剛性が高い。
また、枠体により容器本体となる筒体の開口を容易に封止できる。
また、金属箔積層体に絞り成形を行わないので、ピンホールの発生がなく、気体遮断性に優れる。
また、枠体は、容器本体となる筒体に溶着できる程度の長さの短い筒体なので、使用する樹脂量が小さく、蓄電装置用容器の容積率が高くなる。
また、封口壁の金属箔積層体の周縁が枠体により補強されているので、封口壁の金属箔積層体が薄くても剛性が高い。
また、枠体により容器本体となる筒体の開口を容易に封止できる。
(2)の封口部材によれば、(1)の封口部材の効果に加えて、封口壁の合掌シール部によって電極端子を封口壁に固定するので、封口部材が簡素な構造であり、簡易な製造装置で、効率よく製造できる。
また、封口壁の溶着層を厚くすることによって電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することも可能である。
(3)の封口部材によれば、(2)の封口部材の効果に加えて、封口壁の溶着層を厚くすることなく電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することができる。
また、封口壁の溶着層を厚くすることによって電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することも可能である。
(3)の封口部材によれば、(2)の封口部材の効果に加えて、封口壁の溶着層を厚くすることなく電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することができる。
(4)の封口部材によれば、(1)の封口部材の効果に加えて、封口壁と枠体を溶着すると同時に電極端子を封口壁に固定するので、封口部材が簡素な構造であり、簡易な製造装置で、効率よく製造できる。
また、封口壁の溶着層を厚くすることによって電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することも可能である。
(5)の封口部材によれば、(4)の封口部材の効果に加えて、封口壁の溶着層を厚くすることなく電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することができる。
(6)の封口部材によれば、(1)の封口部材の効果に加えて、電極端子がその周囲の樹脂により封口壁に固定されるので、封口壁の金属箔と確実に絶縁できる。
また、封口壁の溶着層を厚くすることによって電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することも可能である。
(5)の封口部材によれば、(4)の封口部材の効果に加えて、封口壁の溶着層を厚くすることなく電極端子を封口壁の金属箔と絶縁することができる。
(6)の封口部材によれば、(1)の封口部材の効果に加えて、電極端子がその周囲の樹脂により封口壁に固定されるので、封口壁の金属箔と確実に絶縁できる。
(7)の蓄電装置用容器によれば、壁の厚い成型容器を用いないので、軽量で容積率が大きくなる。これにより、容器本体となる筒体の端部が厚くならないので、ここから水蒸気や酸素ガス等が侵入しにくい。また、接合時の加熱が枠体の側面に伝わりやすいので、接合時間が短くなり、蓄電装置用容器を効率よく製造できる。
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の封口部材の第一形態の一例を示す斜視図である。図2は、図1の封口部材の製造方法を説明する断面図である。図3は、図1の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の第一形態の一例を示す斜視図である。
本形態例の封口部材1は、封口部材1を平面から見たとき(以下、「平面視」という場合がある。)、の外周形状が、円形、長円形、楕円形、四角形であると筒体51との溶着が容易となるので好ましい。これらの形状の内、蓄電装置を複数集積する場合に効率よく集積できるので、四角形が好ましい。封口部材1の外周形状が四角形である場合は、他の物品との接触を考慮すると、角が丸められていることが好ましい。
図1は、本発明の封口部材の第一形態の一例を示す斜視図である。図2は、図1の封口部材の製造方法を説明する断面図である。図3は、図1の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の第一形態の一例を示す斜視図である。
本形態例の封口部材1は、封口部材1を平面から見たとき(以下、「平面視」という場合がある。)、の外周形状が、円形、長円形、楕円形、四角形であると筒体51との溶着が容易となるので好ましい。これらの形状の内、蓄電装置を複数集積する場合に効率よく集積できるので、四角形が好ましい。封口部材1の外周形状が四角形である場合は、他の物品との接触を考慮すると、角が丸められていることが好ましい。
図1及び図2に示す様に、本形態例の封口部材1は、封口壁2、枠体3及び電極端子4を有する。
封口部材1の封口壁2は、金属箔と溶着層と保護層とを有する金属箔積層体21からなる。
本形態例の封口部材1は、電極端子4a、4bが2枚の金属箔積層体からなる封口壁2の溶着層に挟まれて気密に固定されている。
封口壁2の金属箔は、酸素や水蒸気などの気体を遮断する気体遮断層である。
封口壁2の金属箔を形成する金属としては、アルミ、ステンレス、鉄、銅や鉛等を挙げることができる。これらの箔のうち、アルミ箔やステンレス箔が好ましい。
これらの金属箔は、複数積層してもよい。
封口部材1の封口壁2は、金属箔と溶着層と保護層とを有する金属箔積層体21からなる。
本形態例の封口部材1は、電極端子4a、4bが2枚の金属箔積層体からなる封口壁2の溶着層に挟まれて気密に固定されている。
封口壁2の金属箔は、酸素や水蒸気などの気体を遮断する気体遮断層である。
封口壁2の金属箔を形成する金属としては、アルミ、ステンレス、鉄、銅や鉛等を挙げることができる。これらの箔のうち、アルミ箔やステンレス箔が好ましい。
これらの金属箔は、複数積層してもよい。
アルミ箔は、比重が小さく、熱伝導性に優れるので、好ましい。熱伝導性に優れると、蓄電装置が発熱した場合の放熱性がよくなる。
封口壁2の金属箔としてアルミ箔を用いる場合、その厚さは、6μm〜200μmが好ましく、10μm〜100μmがより好ましい。アルミ箔がこの範囲より薄いと、ピンホールの発生が多くなり、気体遮断性が低下する。また、アルミ箔がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する。また、封口部材1の重量が大きくなる。
アルミ箔からなる金属箔に溶着層が直接積層される場合は、溶着層との接着性をよくするために、アルミ箔に陽極酸化やクロメート処理等の表面処理が施されることが好ましい。
封口壁2の金属箔としてアルミ箔を用いる場合、その厚さは、6μm〜200μmが好ましく、10μm〜100μmがより好ましい。アルミ箔がこの範囲より薄いと、ピンホールの発生が多くなり、気体遮断性が低下する。また、アルミ箔がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する。また、封口部材1の重量が大きくなる。
アルミ箔からなる金属箔に溶着層が直接積層される場合は、溶着層との接着性をよくするために、アルミ箔に陽極酸化やクロメート処理等の表面処理が施されることが好ましい。
ステンレス箔は、アルミ箔に比べて、熱伝導性に劣るが、耐食性が高い。耐食性が高いと、蓄電装置用容器5に適用した時、封口壁2において溶着層の様な金属箔より内側となる層が損傷して金属箔と電解質が接触した場合でも腐食しにくいので好ましい。ステンレス箔を用いる場合は、耐食性が高いSUS304やSUS316などのオーステナイトが好ましく、特にSUS316が好ましい。
封口壁2の金属箔としてステンレス箔を用いる場合、その厚さは、10μm〜150μmが好ましい。ステンレス箔がこの範囲より薄いと、ピンホールの発生が多くなり、気体遮断性が低下する。また、ステンレス箔がこの範囲より厚いと、剛性が高くて加工しにくい。
封口壁2の金属箔としてステンレス箔を用いる場合、その厚さは、10μm〜150μmが好ましい。ステンレス箔がこの範囲より薄いと、ピンホールの発生が多くなり、気体遮断性が低下する。また、ステンレス箔がこの範囲より厚いと、剛性が高くて加工しにくい。
封口壁2の溶着層は、封口壁2を枠体3の天面31(図2(c)参照)に溶着する層である。また、蓄電装置用容器5に収容される電解質が封口壁2の金属箔と接触しないように保護する。
封口壁2の溶着層を構成する樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖線状ポリエチレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、カルボン酸変性ポリエチレン等のポリエチレン(PE)系樹脂やプロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体、カルボン酸変性ポリプロピレン等のポリプロピレン(PP)系樹脂などのポリオレフィンを挙げることができる。
これらの樹脂を混合して用いてもよい。また、これらの樹脂層を積層して溶着層を構成してもよい。
封口壁2の溶着層を構成する樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖線状ポリエチレン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、カルボン酸変性ポリエチレン等のポリエチレン(PE)系樹脂やプロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、プロピレン−α−オレフィンブロック共重合体、カルボン酸変性ポリプロピレン等のポリプロピレン(PP)系樹脂などのポリオレフィンを挙げることができる。
これらの樹脂を混合して用いてもよい。また、これらの樹脂層を積層して溶着層を構成してもよい。
これらの樹脂のうち、溶着層が金属箔に直接積層される場合は、カルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂が好ましい。
酸変性に用いるカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、それらの酸無水物、及びそれらのエステル、アミド、イミド、金属塩等の誘導体を挙げることができる。これらの不飽和カルボン酸の内、マレイン酸が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。酸変性の方法は、不飽和カルボン酸をグラフト重合することが好ましい。
酸変性に用いるカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、それらの酸無水物、及びそれらのエステル、アミド、イミド、金属塩等の誘導体を挙げることができる。これらの不飽和カルボン酸の内、マレイン酸が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。酸変性の方法は、不飽和カルボン酸をグラフト重合することが好ましい。
封口壁2の溶着層を構成する樹脂は、枠体3と強固に溶着可能なことが好ましい。また、耐熱性に優れるので、PP系樹脂が好ましい。
従って、封口壁2の金属箔に直接積層される層を酸変性のPE系樹脂やPP系樹脂の樹脂層として、枠体3と強固に溶着可能な樹脂層と積層して封口壁2の溶着層を構成してもよい。更には、封口壁2に耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
封口壁2の溶着層の積層に際しては、接着剤を用いるドライラミネート、溶融樹脂を押し出して直接又はアンカー剤層を介して積層する押出ラミネート、押出ラミネートの溶融樹脂層で溶着フィルムを接着するサンドラミネートや加熱加圧して圧着する熱ラミネート等を用いることができる。
従って、封口壁2の金属箔に直接積層される層を酸変性のPE系樹脂やPP系樹脂の樹脂層として、枠体3と強固に溶着可能な樹脂層と積層して封口壁2の溶着層を構成してもよい。更には、封口壁2に耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
封口壁2の溶着層の積層に際しては、接着剤を用いるドライラミネート、溶融樹脂を押し出して直接又はアンカー剤層を介して積層する押出ラミネート、押出ラミネートの溶融樹脂層で溶着フィルムを接着するサンドラミネートや加熱加圧して圧着する熱ラミネート等を用いることができる。
蓄電装置用容器5に収容される電解質溶液が封口壁2の溶着層を透過する場合は、接着剤やアンカー剤を劣化させる場合があるので、これらを用いない押出ラミネート、サンドラミネートや熱ラミネートが好ましい。
封口壁2の溶着層の厚さは、15μm〜200μmが好ましい。溶着層がこの範囲より薄いと、溶着層の形成が困難になる場合がある。また、枠体3と溶着する際の溶着強度が不足する場合がある。溶着層がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する場合がある。
封口壁2の溶着層の厚さは、15μm〜200μmが好ましい。溶着層がこの範囲より薄いと、溶着層の形成が困難になる場合がある。また、枠体3と溶着する際の溶着強度が不足する場合がある。溶着層がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する場合がある。
封口壁2となる金属箔積層体21は、引張強度や引裂き強度等の機械的強度が高いことが望まれるので、保護層や補強層が積層されていることが好ましい。
封口壁2の保護層や補強層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、6−ナイロン等のポリアミド系樹脂等の機械的強度が高いフィルムが好ましい。これらのフィルムは、二軸延伸されていることが好ましい。これらのフィルムは、複数積層してもよい。また、これらのフィルムに印刷や着色が施されていてもよい。
封口壁2の保護層や補強層は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、6−ナイロン等のポリアミド系樹脂等の機械的強度が高いフィルムが好ましい。これらのフィルムは、二軸延伸されていることが好ましい。これらのフィルムは、複数積層してもよい。また、これらのフィルムに印刷や着色が施されていてもよい。
封口壁2の保護層や補強層は、電解質が封口壁2の溶着層を透過する場合は、封口壁2の金属箔と溶着層の間に積層されてもよい。また、封口壁2の保護層や補強層は、溶着層が存在しない側の金属箔に積層されることが好ましい。これにより、封口壁2の保護層や補強層は、傷などの物理的損傷、酸素や水蒸気などの気体による封口壁2の金属箔の腐食や劣化から封口壁2の金属箔を保護することができる。
封口壁2の金属箔より外側に、さらに水蒸気や酸素ガスなどの気体を遮断する金属や金属酸化物の蒸着層を含んでいてもよい。この場合、蒸着層は、補強層に積層され、補強層の蒸着層が金属箔に積層されることが好ましい。
補強層の積層に際しては、ドライラミネート、熱ラミネートやサンドラミネート等のフィルム積層を用いることができる。
封口壁2の金属箔より外側に、さらに水蒸気や酸素ガスなどの気体を遮断する金属や金属酸化物の蒸着層を含んでいてもよい。この場合、蒸着層は、補強層に積層され、補強層の蒸着層が金属箔に積層されることが好ましい。
補強層の積層に際しては、ドライラミネート、熱ラミネートやサンドラミネート等のフィルム積層を用いることができる。
本形態例の封口部材1の封口壁2は、2枚の金属箔積層体21、21の端縁同士を、図1及び図2(b)に示す様に、手のひら同士を合わせる様に重ねて溶着した合掌シール部22に電極端子4を挟んで固定する。
合掌シールに際しては、熱溶着、超音波溶着、誘導溶着、高周波溶着等を用いることができる。合掌シールに際しては、電極端子4の周囲を気密に溶着する必要がある。従って、これらの溶着方法の内、樹脂の溶融量が多いため、三次元形状に対応しやすく、気密に溶着しやすいので、熱板による熱溶着が好ましい。熱板は、電極端子4に対応した凹部を有することが好ましい。熱溶着は、通電時にのみリボンヒータを発熱させるインパルスシーラを用いてもよい。
合掌シールに際しては、熱溶着、超音波溶着、誘導溶着、高周波溶着等を用いることができる。合掌シールに際しては、電極端子4の周囲を気密に溶着する必要がある。従って、これらの溶着方法の内、樹脂の溶融量が多いため、三次元形状に対応しやすく、気密に溶着しやすいので、熱板による熱溶着が好ましい。熱板は、電極端子4に対応した凹部を有することが好ましい。熱溶着は、通電時にのみリボンヒータを発熱させるインパルスシーラを用いてもよい。
封口部材1の枠体3は、環状の天面31と天面31から下方に向けて形成された側面32を有する短筒状の樹脂成形品である。枠体3は、射出成型や押出成型で成型することができる。
枠体3の断面は、天面31と側面32を有していれば、四角形でもよいし、枠内となる部位を省略して、三角形や逆L字型であってもよい。
枠体3の断面は、天面31と側面32を有していれば、四角形でもよいし、枠内となる部位を省略して、三角形や逆L字型であってもよい。
枠体3の天面31は、封口壁2の溶着層が溶着される。従って、天面31は、平坦であることが好ましい。
環状の天面31の平面視の幅は、3mm〜10mmであることが好ましい。天面31がこの範囲より狭いと、封口壁2の溶着層との溶着強度が不足することがある。また、天面31がこの範囲より広いと、封口壁2の溶着層を均一に溶着することが困難になることがある。また、蓄電装置用容器5としたときの容積率が小さくなる。
天面31の外周形状は、封口壁2の外周形状と実質的に同じであることが好ましい。天面31の外周形状を封口壁2と実質的に同じにするためには、天面31にそれより大きい封口壁2を平に溶着し、はみ出た未溶着部を切断(トリミング)することが好ましい。
環状の天面31の平面視の幅は、3mm〜10mmであることが好ましい。天面31がこの範囲より狭いと、封口壁2の溶着層との溶着強度が不足することがある。また、天面31がこの範囲より広いと、封口壁2の溶着層を均一に溶着することが困難になることがある。また、蓄電装置用容器5としたときの容積率が小さくなる。
天面31の外周形状は、封口壁2の外周形状と実質的に同じであることが好ましい。天面31の外周形状を封口壁2と実質的に同じにするためには、天面31にそれより大きい封口壁2を平に溶着し、はみ出た未溶着部を切断(トリミング)することが好ましい。
封口部材1の枠体3は、天面31から下方に向けて帯状に連続した側面32を有する。枠体3の側面32は、蓄電装置用容器5の筒体51に挿入されて溶着される。従って、側面32は、天面31から下端の間が平坦であることが好ましい。
側面32の外周長は、筒体51の内周長とほぼ同じであると、枠体3が筒体51に密着するので好ましい。側面32は、天面31から下端にかけて外形が僅かにテーパー状に絞られていると、蓄電装置用容器5の筒体51に封口部材1を挿入しやすく、密着させやすいので好ましい。
側面32の外周長は、筒体51の内周長とほぼ同じであると、枠体3が筒体51に密着するので好ましい。側面32は、天面31から下端にかけて外形が僅かにテーパー状に絞られていると、蓄電装置用容器5の筒体51に封口部材1を挿入しやすく、密着させやすいので好ましい。
枠体3の側面32は、天面31から下端までの幅が一定な帯状でなくともよい。例えば、蓄電装置用容器5内において、電極群等の蓄電要素の位置がずれるのを防止するために、蓄電要素と封口壁2の枠体3との間にスペーサーとなる凸部を設けてもよい。
枠体3の帯の幅は、最も狭いところで、3mm〜10mmであることが好ましい。この幅がこの範囲より狭いと、筒体51との溶着強度が不足することがある。帯の幅がこの範囲より広いと、筒体51を均一に溶着することが困難になることがある。また、蓄電装置用容器5としたときの容積率が小さくなる。
枠体3の帯の幅は、最も狭いところで、3mm〜10mmであることが好ましい。この幅がこの範囲より狭いと、筒体51との溶着強度が不足することがある。帯の幅がこの範囲より広いと、筒体51を均一に溶着することが困難になることがある。また、蓄電装置用容器5としたときの容積率が小さくなる。
枠体3の側面32は、封口部材1と筒体51とを接合した時、筒体51を補強する剛性を有することが好ましい。また、側面32は、筒体51との接合時に受け部材として機能する剛性を有することが好ましい。
従って、枠体3の断面において、側面32の部位は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。この厚さは、使用する樹脂の剛性、筒体51の大きさや封口部材1と筒体51との接合時の溶着条件にもよるが、枠体3の断面が四角形の場合は、3mm〜5mm程度が好ましい。枠体3の断面が三角形や逆L字型の場合は、天面31付近では同程度で、下端に向かって薄くすることができる。その場合でも、下端で1mm程度であることが好ましい。
従って、枠体3の断面において、側面32の部位は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。この厚さは、使用する樹脂の剛性、筒体51の大きさや封口部材1と筒体51との接合時の溶着条件にもよるが、枠体3の断面が四角形の場合は、3mm〜5mm程度が好ましい。枠体3の断面が三角形や逆L字型の場合は、天面31付近では同程度で、下端に向かって薄くすることができる。その場合でも、下端で1mm程度であることが好ましい。
封口部材1の電極端子4は、蓄電装置内の蓄電要素と蓄電装置外の機器とを電気的に接続するための部材である。なお、電極端子4は、正極と負極で材質が異なる場合が多いが、区別することなく同一の符号を用いて説明する。
電極端子4は、封口壁2に挟まれて、一端が蓄電装置用容器5の外部に露出し、他端が枠体3内から突出するように、封口壁2に気密に固定されている。
電極端子4は、アルミ、銅、ニッケル等の金属からなる板状又は棒状の部材である。電極端子4は、断面形状が円形、長円形、楕円形、角が丸められた四角形等が好ましい。
電極端子4としてアルミを用いる場合は、封口壁2の金属箔としてアルミ箔を用いる場合と同様な表面処理を施すことが好ましい。
電極端子4は、封口壁2に挟まれて、一端が蓄電装置用容器5の外部に露出し、他端が枠体3内から突出するように、封口壁2に気密に固定されている。
電極端子4は、アルミ、銅、ニッケル等の金属からなる板状又は棒状の部材である。電極端子4は、断面形状が円形、長円形、楕円形、角が丸められた四角形等が好ましい。
電極端子4としてアルミを用いる場合は、封口壁2の金属箔としてアルミ箔を用いる場合と同様な表面処理を施すことが好ましい。
封口部材1は、正負の電極端子4、4を有するが、1つの封口部材1がいずれか一方の電極端子4のみを有していてもよい。この場合は、筒体51の両端に封口部材1が接合される。そして、筒体51が金属箔を有する場合に、封口部材1を接合する際に、互いの金属箔同士を隔離して接合することで絶縁を確保することもできるので、電極端子4は、封口壁2の金属箔と絶縁されていなくてもよい。
しかし、本形態例の場合、正負の電極端子4、4は、封口壁2の合掌シール部22に固定されるので、封口壁2の金属箔と絶縁されることが好ましい。電極端子4は、封口壁2の合掌シール部22の溶着層を厚くしたり、注意して合掌シール部22を形成したりすることにより、封口壁2の金属箔と絶縁することができる。
しかし、本形態例の場合、正負の電極端子4、4は、封口壁2の合掌シール部22に固定されるので、封口壁2の金属箔と絶縁されることが好ましい。電極端子4は、封口壁2の合掌シール部22の溶着層を厚くしたり、注意して合掌シール部22を形成したりすることにより、封口壁2の金属箔と絶縁することができる。
電極端子4は、封口壁2の合掌シール部22に挟まれる部位に、絶縁層41が積層されていることが好ましい。これにより、封口壁2の金属箔との絶縁が向上し、正極と負極の短絡をより確実に防止することができる。
絶縁層41を形成する材料は、電気絶縁性であれば、エナメル、ガラスや木材等であってもよい。しかし、絶縁層41が熱可塑性樹脂であると、電極端子4に予め積層しておくことができる。これにより、封口壁2の合掌シール部22の形成時に、絶縁層41を封口壁2に容易に固定することができるので好ましい。
絶縁層41を形成する材料は、電気絶縁性であれば、エナメル、ガラスや木材等であってもよい。しかし、絶縁層41が熱可塑性樹脂であると、電極端子4に予め積層しておくことができる。これにより、封口壁2の合掌シール部22の形成時に、絶縁層41を封口壁2に容易に固定することができるので好ましい。
絶縁層41を形成する熱可塑性樹脂は、封口壁2の溶着層を構成する樹脂と同様なポリオレフィンを挙げることができる。これらの樹脂のうち、封口壁2の溶着層と強固に溶着可能なことが好ましい。また、耐熱性に優れることが好ましく、この点からは、PP系樹脂が好ましい。
絶縁層41は、封口壁2の溶着層と同様に、単層であっても複層であってもよい。また、耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
絶縁層41の電極端子4に直接積層される層は、封口壁2の溶着層と同様なカルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂が好ましい。
絶縁層41の厚さは、15μm〜200μmが好ましい。絶縁層41がこの範囲より薄いと、絶縁層41の形成が困難になる場合がある。また、電極端子4と溶着する際や封口壁2と溶着する際に溶融して薄くなった場合に、絶縁性が不足する場合がある。絶縁層41がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する場合がある。
絶縁層41は、封口壁2の溶着層と同様に、単層であっても複層であってもよい。また、耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
絶縁層41の電極端子4に直接積層される層は、封口壁2の溶着層と同様なカルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂が好ましい。
絶縁層41の厚さは、15μm〜200μmが好ましい。絶縁層41がこの範囲より薄いと、絶縁層41の形成が困難になる場合がある。また、電極端子4と溶着する際や封口壁2と溶着する際に溶融して薄くなった場合に、絶縁性が不足する場合がある。絶縁層41がこの範囲より厚いと、加工適性が低下する場合がある。
絶縁層41が積層された電極端子4を封口壁2の合掌シール部22に挟んで溶着するに際し、上述した封口壁2の溶着層に用いられるカルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂の樹脂層、あるいはそれらが積層された封口壁2の溶着層と同様な樹脂層が予めフィルムに成形された絶縁フィルムを電極端子4に溶着しておくと、絶縁性が確実な絶縁層41が容易に得られる。
絶縁フィルムは、1枚の絶縁フィルムを巻きつけて溶着してもよいが、電極端子4の周長の半分より幅の広い2枚の絶縁フィルムの間に電極端子4、4を挟んで溶着することが好ましい。溶着に際しては、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。この場合も熱板は、電極端子4、4に対応した凹部を有することが好ましい。
絶縁フィルムは、1枚の絶縁フィルムを巻きつけて溶着してもよいが、電極端子4の周長の半分より幅の広い2枚の絶縁フィルムの間に電極端子4、4を挟んで溶着することが好ましい。溶着に際しては、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。この場合も熱板は、電極端子4、4に対応した凹部を有することが好ましい。
絶縁層41が積層された電極端子4を封口壁2の合掌シール部22に挟んで溶着するに際し、絶縁層41の一端が合掌シール部22の外側に露出するように溶着することが好ましい(図1参照)。これにより、電極端子4の溶着時に封口壁2の溶着層が薄くなっても、封口壁2の金属箔と電極端子4が導通することがない。
2枚の絶縁フィルムの少なくとも一方が着色されて電極端子4に積層されていると、電極端子4の溶着時に絶縁層41が合掌シール部22の外側に露出していることが容易に確認できるので好ましい。
2枚の絶縁フィルムの少なくとも一方が着色されて電極端子4に積層されていると、電極端子4の溶着時に絶縁層41が合掌シール部22の外側に露出していることが容易に確認できるので好ましい。
電極端子4、4を挟んだ合掌シール部22が形成された封口壁2を枠体3の天面31に溶着するには、図2(a)〜(b)に示す様に、まず、合掌シールされた2枚の金属箔積層体21、21の溶着されていない自由端23、23を開いて、1枚の平らな封口壁2となるように広げる。この状態で、図2(c)に示す様に、封口壁2の溶着層を枠体3の天面31に密着させて溶着する。
枠体3の天面31と封口壁2との溶着に際しては、合掌シールされた2枚の金属箔積層体21、21の繋ぎ目を気密かつ強固に溶着する必要がある。従って、溶着方法は、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。
枠体3の天面31と封口壁2との溶着に際しては、合掌シールされた2枚の金属箔積層体21、21の繋ぎ目を気密かつ強固に溶着する必要がある。従って、溶着方法は、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。
図3は、第一形態の封口部材1を用いた本発明の蓄電装置用容器5の第一形態の一例を示す斜視図である。
本形態例の蓄電装置用容器5は、第一形態の封口部材1を枠体3側から、金属箔を有する筒体51の一端に挿入し、枠体3の側面32を筒体51の溶着層に溶着して封口したものである。溶着に際しては、熱溶着、超音波溶着、誘導溶着、高周波溶着等を用いることができる。蓄電装置用容器5は、正極の電極端子4aと負極の電極端子4bを有する。
本形態例の蓄電装置用容器5は、第一形態の封口部材1を枠体3側から、金属箔を有する筒体51の一端に挿入し、枠体3の側面32を筒体51の溶着層に溶着して封口したものである。溶着に際しては、熱溶着、超音波溶着、誘導溶着、高周波溶着等を用いることができる。蓄電装置用容器5は、正極の電極端子4aと負極の電極端子4bを有する。
蓄電装置用容器5の他端は、枠体3と同様に成型した樹脂成型品に封口壁2と同様な積層構成の金属箔積層体を溶着して、封口部材1と同様に作製した電極端子を有しない封止部材が筒体51の溶着層に溶着されて封止されている。この端部は、何らかの形で封止されていればよく、例えば、封止部材を用いないで、平袋の端部やガゼット袋の底のように筒体51の溶着層同士を溶着して封止してもよい。
また、1つの封口部材1が電極端子4を1本のみ有する場合は、その封口部材1を筒体51の両端に接合して封止することができる。この場合は、一方の封口部材1が正極の電極端子4aを有し、他方の封口部材1が負極の電極端子4bを有するようにすることができる。封止部材に用いる樹脂成型品は、枠体と同様な形状(あるいは異なる形状)の側面を有してよい。電極端子を有しない封止部材の樹脂成型品は、枠体のような電極端子を通すための開口部を有せず、例えば有底盆状や板状の形状であってもよい。
また、1つの封口部材1が電極端子4を1本のみ有する場合は、その封口部材1を筒体51の両端に接合して封止することができる。この場合は、一方の封口部材1が正極の電極端子4aを有し、他方の封口部材1が負極の電極端子4bを有するようにすることができる。封止部材に用いる樹脂成型品は、枠体と同様な形状(あるいは異なる形状)の側面を有してよい。電極端子を有しない封止部材の樹脂成型品は、枠体のような電極端子を通すための開口部を有せず、例えば有底盆状や板状の形状であってもよい。
封口壁2の金属箔と筒体51の金属箔とが近接する様に枠体3側を深く挿入して溶着すると、気体遮断性が高くなるので好ましい。
封口部材1を筒体51に挿入するに際し、枠体3の側面32の外周長は、筒体51の内周長とほぼ同じであると、枠体3が筒体51に密着するので好ましい。この時、筒体51の金属箔積層体を僅かに引き延ばすことが好ましい。側面32は、天面31から下端にかけて僅かにテーパー状に絞られていると、蓄電装置用容器5の筒体51に封口部材1を挿入しやすく、密着させやすいので好ましい。
封口部材1を筒体51に挿入するに際し、枠体3の側面32の外周長は、筒体51の内周長とほぼ同じであると、枠体3が筒体51に密着するので好ましい。この時、筒体51の金属箔積層体を僅かに引き延ばすことが好ましい。側面32は、天面31から下端にかけて僅かにテーパー状に絞られていると、蓄電装置用容器5の筒体51に封口部材1を挿入しやすく、密着させやすいので好ましい。
蓄電装置用容器5に用いる筒体51は、内面に溶着層を有する金属箔積層体からなる。筒体51は、金属箔積層体を丸め、対向する2辺を溶着して筒状に成型することが好ましい。筒体51は、金属箔積層体を深絞り成型してもよいが、深絞り可能な金属箔積層体は制約が多く、加工装置や加工方法が複雑となる。
筒体51となる金属箔積層体が溶着層を片面のみに有する場合は、溶着層を内側にして対向する2辺を重ねて溶着するので、合掌シール部となる。この場合は、溶着部が筒体51の外面に背びれ状に立ち上がるので、筒体51の外面に重なるように折り畳み、必要に応じて、溶着や接着剤等により筒体51の外面に接着させることが好ましい。
筒体51となる金属箔積層体が溶着層を片面のみに有する場合は、溶着層を内側にして対向する2辺を重ねて溶着するので、合掌シール部となる。この場合は、溶着部が筒体51の外面に背びれ状に立ち上がるので、筒体51の外面に重なるように折り畳み、必要に応じて、溶着や接着剤等により筒体51の外面に接着させることが好ましい。
筒体51の金属箔積層体が溶着層を両面に有する場合は、対向する2辺を重ねて溶着する封筒貼りシールとすることもできる。また、筒体51の端部を合掌シール部とした場合は、筒体51の外面に合掌シール部を折り畳んで溶着することができる。封筒貼りシールとする場合には、筒体51が急角度に折られないので、金属箔にピンホールが発生しにくい。また、筒体51の溶着部が目立ちにくいので外観がよい。しかし、溶着時にマンドレル等を受部材として用いる必要がある。また、筒体51の端面の金属箔が内面及び外面に露出するので、樹脂層で覆う処理が必要となることがある。
筒体51の溶着層は、封口壁2の溶着層と同様な樹脂を用いることができる。これらのうち、枠体3の側面32と強固に溶着可能な樹脂が好ましい。また、耐熱性に優れるので、PP系樹脂が好ましい。
筒体51の溶着層は、封口壁2の溶着層と同様に、単層であっても複層であってもよい。また、耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
筒体51の溶着層が筒体51の金属箔に直接積層される層である場合は、封口壁2の溶着層と同様なカルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂が好ましい。
筒体51の溶着層は、封口壁2の溶着層と同様に、単層であっても複層であってもよい。また、耐熱性を持たせるために、高融点や低MFRのポリオレフィン層を中間層として積層してもよい。
筒体51の溶着層が筒体51の金属箔に直接積層される層である場合は、封口壁2の溶着層と同様なカルボン酸で変性されたPE系樹脂やPP系樹脂が好ましい。
筒体51の溶着層の厚さは、内面の溶着層が15μm〜200μmの範囲となるのが好ましい。筒体51の溶着層がこの範囲より薄いと、溶着層の形成が困難になる場合がある。また、筒体51を筒状に成型したり、封口部材1と溶着したりする際の溶着強度が不足する場合がある。筒体51の溶着層がこの範囲より厚いと、封口部材1の接合部の端面から水蒸気や酸素ガス等が侵入することある。筒体51の外面に溶着層を設ける場合の厚さも同様である。
筒体51の溶着層の積層に際しては、封口壁2の溶着層と同様に積層することができる。
蓄電装置用容器5に収容される電解質溶液が筒体51の溶着層を透過する場合は、接着剤やアンカー剤を劣化させる場合があるので、これらを用いない押出ラミネート、サンドラミネートや熱ラミネートが好ましい。
筒体51の溶着層の積層に際しては、封口壁2の溶着層と同様に積層することができる。
蓄電装置用容器5に収容される電解質溶液が筒体51の溶着層を透過する場合は、接着剤やアンカー剤を劣化させる場合があるので、これらを用いない押出ラミネート、サンドラミネートや熱ラミネートが好ましい。
筒体51の金属箔は、積層体に酸素や水蒸気などの気体を遮断する気体遮断層である。筒体51の金属箔としては、封口壁2の金属箔と同様な金属箔を用いることができる。
これらのうち、比重が小さく、展延性(延びやすさ)及び熱伝導性に優れるので、アルミ箔が好ましく、展延性に優れるのでアルミ合金箔がより好ましい。熱伝導性に優れると、蓄電装置が発熱した場合の放熱性がよくなる。
これらのうち、比重が小さく、展延性(延びやすさ)及び熱伝導性に優れるので、アルミ箔が好ましく、展延性に優れるのでアルミ合金箔がより好ましい。熱伝導性に優れると、蓄電装置が発熱した場合の放熱性がよくなる。
筒体51の金属箔にアルミ箔を用いる場合、その厚さは、気体遮断性の確保や加工適性等を考慮すると、6μm〜200μm、好ましくは、10μm〜100μmである。アルミ箔がこの範囲より薄いと、ピンホールの発生が多くなり、気体遮断性が低下する。また、アルミ箔がこの範囲より厚いと、封口部材1の溶着時に熱が逃げ易く、溶着時間が長くなる。また、蓄電装置用容器5の重量が大きくなる。
筒体51は、引張強度や引裂き強度等の機械的強度が高いことが好ましい。従って、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル系樹脂、6−ナイロン等のポリアミド系樹脂などからなるフィルムが補強層として積層されていることが好ましい。ただし、蓄電装置用容器5が、例えば、複数個まとめられて、樹脂の射出により集合包装されるような場合は、筒体51に補強層が積層されていなくてもよい。これらのフィルムは、二軸延伸されていることが好ましい。筒体51の補強層は、複数種類を積層してもよい。また、筒体51の補強層に印刷や着色を施してもよい。
筒体51の補強層は、封口壁2の補強層と同様な材料を用いることができる。
筒体51の補強層は、封口壁2の補強層と同様な材料を用いることができる。
筒体51は、酸素や水蒸気などの気体による金属箔の腐食や劣化を防ぐために、筒体51の金属箔より外側に金属蒸着層、金属酸化物蒸着層などの気体遮断層を含んでいてもよい。この気体遮断層は、筒体51の補強層に積層されることが好ましい。
これらの補強層の積層に際しては、ドライラミネートやサンドラミネート等を用いることができる。
これらの補強層の積層に際しては、ドライラミネートやサンドラミネート等を用いることができる。
図4は、本発明の封口部材の第二形態の一例を示す斜視図である。図5は、図4の封口部材の製造方法を説明する断面図である。図6は、図4の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の第二形態の一例を示す斜視図である。
図4〜図6において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
第二形態が第一形態と異なる点は、電極端子4が封口壁2に固定される態様のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
図4〜図6において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
第二形態が第一形態と異なる点は、電極端子4が封口壁2に固定される態様のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
第二形態の封口部材1Aは、図4及び図5に示す様に、第一形態の封口壁2と同様な積層構造の1枚の金属箔積層体21からなる封口壁2の溶着層と枠体3の天面31との間に電極端子4、4を挟んで溶着することにより、電極端子4、4が気密に固定されている。
枠体3の天面31と封口壁2との溶着に際しては、電極端子4、4の周囲を気密に溶着する必要がある。従って、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。熱板は、電極端子4、4に対応した凹部を有することが好ましい。
本形態例の場合も、封口壁2の溶着層を厚くしたり、注意して封口部材1Aと枠体3とを溶着したりすることにより、正負の電極端子4、4が封口壁2の金属箔と導通することを防止できる。
枠体3の天面31と封口壁2との溶着に際しては、電極端子4、4の周囲を気密に溶着する必要がある。従って、上述した理由により熱板による熱溶着が好ましい。熱板は、電極端子4、4に対応した凹部を有することが好ましい。
本形態例の場合も、封口壁2の溶着層を厚くしたり、注意して封口部材1Aと枠体3とを溶着したりすることにより、正負の電極端子4、4が封口壁2の金属箔と導通することを防止できる。
本形態例の封口部材1Aは、電極端子4、4が封口壁2の溶着層と接する面に、第一形態で用いた絶縁フィルムからなる絶縁層41が積層されていることが好ましい。これにより、封口壁2の金属箔との絶縁が向上する。
また、電極端子4、4が枠体3の天面31と接する面に、第一形態で用いた絶縁フィルムからなる絶縁層41が積層されていることが好ましい。これにより、金属箔を有する筒体51に封口部材1Aを接合した時に、筒体51の金属箔との絶縁が向上する。また、電極端子4、4の周囲を気密に溶着することができる。
これらの絶縁層41、41は、両方設けられることが好ましい。従って、絶縁層41は、第一形態と同様な方法で積層することが好ましい。
また、電極端子4、4が枠体3の天面31と接する面に、第一形態で用いた絶縁フィルムからなる絶縁層41が積層されていることが好ましい。これにより、金属箔を有する筒体51に封口部材1Aを接合した時に、筒体51の金属箔との絶縁が向上する。また、電極端子4、4の周囲を気密に溶着することができる。
これらの絶縁層41、41は、両方設けられることが好ましい。従って、絶縁層41は、第一形態と同様な方法で積層することが好ましい。
図6に示す第二形態の蓄電装置用容器5Aは、第二形態の封口部材1Aを、第一形態と同様な筒体51の端部開口に挿入し、筒体51を第一形態と同様に封口して形成される。
図7は、本発明の封口部材の第三形態の一例を示す斜視図である。図8は、第三形態の封口部材の製造方法を説明する断面図である。図9は、第三形態の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の第三形態の一例を示す斜視図である。
図7〜図9において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
第三形態が第一形態と異なる点は、電極端子4が封口壁2に固定される態様のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
図7〜図9において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
第三形態が第一形態と異なる点は、電極端子4が封口壁2に固定される態様のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
本形態例の封口部材1Bは、図7及び図8に示す様に、電極端子4が第一形態の封口壁2と同様な積層構造の1枚の金属箔積層体21からなる封口壁2に設けられた貫通孔25に挿入され、第一形態で用いた絶縁フィルムからなる絶縁層41で貫通孔25に気密に固定されている。絶縁フィルムの幅と貫通孔25の長さは同じに設定されている。
これにより、電極端子4と封口壁2の金属箔との導通を防止すると共に、封口壁2の貫通孔25に気密に固定することができる。また、封口壁2の溶着層と枠体3の天面31(図8(c)参照)を溶着する際に、電極端子4が貫通孔25から外れることがない。
電極端子4は、その周囲を覆う絶縁層41に接着剤や樹脂等を付着して固定することもできるが、絶縁層41の形成時に絶縁フィルムの自由端42(図8(b)参照)を残し、この自由端42の根本から先端付近にかけて封口壁2の溶着層に溶着すると、固定が容易なので好ましい。
これにより、電極端子4と封口壁2の金属箔との導通を防止すると共に、封口壁2の貫通孔25に気密に固定することができる。また、封口壁2の溶着層と枠体3の天面31(図8(c)参照)を溶着する際に、電極端子4が貫通孔25から外れることがない。
電極端子4は、その周囲を覆う絶縁層41に接着剤や樹脂等を付着して固定することもできるが、絶縁層41の形成時に絶縁フィルムの自由端42(図8(b)参照)を残し、この自由端42の根本から先端付近にかけて封口壁2の溶着層に溶着すると、固定が容易なので好ましい。
電極端子4の絶縁層41は、第一形態の絶縁層41と同様にして形成することができる。ただし、絶縁層41の形成時に絶縁フィルムの自由端42を残す場合は、溶着に際して、2枚の絶縁フィルムの一端側に位置する電極端子4の周囲を溶着し、他端側の2枚の絶縁フィルムを開閉が自由な自由端42として未溶着のまま残しておくことが好ましい(図8(a)参照)。溶着に際して、絶縁フィルムの中間を溶着して、絶縁フィルムの端部が電極端子4に溶着されていなくてもよいが、端部が電極端子4と溶着されることが好ましい。
電極端子4の固定に際しては、まず、封口壁2の溶着層側から電極端子4の絶縁層41が溶着された一端を貫通孔25に挿入し、2枚の絶縁フィルムの自由端42、42の根本を貫通孔25に位置させる。次に、2枚の自由端42、42の根本を封口壁2の溶着部端縁に沿って折り曲げて封口壁2に密着させる。そして、熱板等で電極端子4の根本の溶着層に溶着し、電極端子4の絶縁層41を封口壁2の溶着層に固定する。このようにして、電極端子4に残した自由端42を封口壁2の溶着層に溶着して気密固定部26を形成しておくことが好ましい(図8(b)参照)。溶着に際し、貫通孔25の周囲の溶着幅は、3mm以上であると好ましく、溶着幅が確保できれば、絶縁フィルムの自由端42の先端は、溶着されていなくてもよい。
そして、気密固定部26においては、封口壁2の貫通孔25は、2方向が絶縁フィルムの自由端42で覆われる。残りの2方向(貫通孔25の両端)は、絶縁層41の両端と貫通孔25の両端が接触するが、絶縁フィルムの自由端42で覆われていない。
従って、貫通孔25の両端に微細な隙間が生まれる可能性があるが、溶着時に絶縁フィルムの自由端42が押し広げられて貫通孔25の隙間が閉鎖される。また、絶縁フィルムの自由端42溶着時の熱で貫通孔25の周囲の金属箔積層体が熱せられるので、貫通孔25内でこれに接触している絶縁層41が溶融して貫通孔25の隙間が閉鎖される。
溶着時に、L字状またはコの字状等の一端または両端に四角形に拡張された溶着面を有する熱板を用いて、電極端子4の直近を加熱することが好ましい。これにより、貫通孔25の周囲の金属箔積層体が熱せられやすく、絶縁フィルムの自由端42が押し広げられやすい。熱板をコの字状とする場合は、拡張溶着面同士の間隔は、電極端子4の幅とほぼ同じとすることが好ましい。拡張溶着面は、縦横が1〜3mm程度で十分であるが、電極端子4が極端に厚い場合は、その厚みより若干大きく張り出すようにすればよい。
従って、貫通孔25の両端に微細な隙間が生まれる可能性があるが、溶着時に絶縁フィルムの自由端42が押し広げられて貫通孔25の隙間が閉鎖される。また、絶縁フィルムの自由端42溶着時の熱で貫通孔25の周囲の金属箔積層体が熱せられるので、貫通孔25内でこれに接触している絶縁層41が溶融して貫通孔25の隙間が閉鎖される。
溶着時に、L字状またはコの字状等の一端または両端に四角形に拡張された溶着面を有する熱板を用いて、電極端子4の直近を加熱することが好ましい。これにより、貫通孔25の周囲の金属箔積層体が熱せられやすく、絶縁フィルムの自由端42が押し広げられやすい。熱板をコの字状とする場合は、拡張溶着面同士の間隔は、電極端子4の幅とほぼ同じとすることが好ましい。拡張溶着面は、縦横が1〜3mm程度で十分であるが、電極端子4が極端に厚い場合は、その厚みより若干大きく張り出すようにすればよい。
しかし、場合によっては、貫通孔25の両端に隙間が残ることがある。そこで、貫通孔25の両端をホットメルトやエポキシ等の接着剤で閉鎖しておくことが好ましく、樹脂フィルムの小片を溶着して貫通孔25の両端の隙間を閉鎖することがより好ましい。
上述した方法で絶縁フィルムの自由端42を有する絶縁層41を形成した場合は、電極端子4に溶着する絶縁フィルムの幅は、電極端子4の幅より広い。従って、気密固定部26に溶着される絶縁フィルムの自由端42は、電極端子4の幅方向の両端から幅の差の半分ずつ広い幅で溶着される。
絶縁層41の幅方向の両端と貫通孔25の両端は接触しているので、貫通孔25の両端の溶着層は、絶縁フィルムの自由端42の幅方向の両端に接触している。そこで、電極端子4の幅方向の両端直近から貫通孔25の両端を含むように樹脂フィルムの小片2枚を配置し、絶縁フィルムの自由端42と共に、封口壁2の溶着層に溶着すると、貫通孔25の両端の隙間を完全に閉鎖することができる。
上述した方法で絶縁フィルムの自由端42を有する絶縁層41を形成した場合は、電極端子4に溶着する絶縁フィルムの幅は、電極端子4の幅より広い。従って、気密固定部26に溶着される絶縁フィルムの自由端42は、電極端子4の幅方向の両端から幅の差の半分ずつ広い幅で溶着される。
絶縁層41の幅方向の両端と貫通孔25の両端は接触しているので、貫通孔25の両端の溶着層は、絶縁フィルムの自由端42の幅方向の両端に接触している。そこで、電極端子4の幅方向の両端直近から貫通孔25の両端を含むように樹脂フィルムの小片2枚を配置し、絶縁フィルムの自由端42と共に、封口壁2の溶着層に溶着すると、貫通孔25の両端の隙間を完全に閉鎖することができる。
樹脂フィルムの小片を用いる場合は、絶縁層41及び封口壁2の溶着層に溶着可能な樹脂フィルムが好ましく、絶縁層41に用いた絶縁フィルムの小片がより好ましい。
樹脂フィルムの小片2枚を用いる代わりに、貫通孔25の長さと同じ長さのスリットを有する1枚の樹脂フィルムの小片を用いてもよい。この場合は、樹脂フィルムの小片が撓むので、容易に電極端子4を挿入することができる。そして、樹脂フィルムのスリットが電極端子4に密着するので、容易に高い気密性が得られる。樹脂フィルムには、電極端子4に対応した複数のスリットが設けられていると好ましい。
なお、貫通孔25の両端の隙間の閉鎖は、自由端42の溶着による気密固定部26の形成と同時に行ってもよい。この場合は、絶縁フィルムの自由端42に樹脂フィルムの小片を重ねて配置し、封口壁2の溶着層に溶着すればよい。そして、スリットを有する樹脂フィルムの小片を用いると、樹脂フィルムの小片に挿入された電極端子4により、的確に位置決めすることができる。
樹脂フィルムの小片2枚を用いる代わりに、貫通孔25の長さと同じ長さのスリットを有する1枚の樹脂フィルムの小片を用いてもよい。この場合は、樹脂フィルムの小片が撓むので、容易に電極端子4を挿入することができる。そして、樹脂フィルムのスリットが電極端子4に密着するので、容易に高い気密性が得られる。樹脂フィルムには、電極端子4に対応した複数のスリットが設けられていると好ましい。
なお、貫通孔25の両端の隙間の閉鎖は、自由端42の溶着による気密固定部26の形成と同時に行ってもよい。この場合は、絶縁フィルムの自由端42に樹脂フィルムの小片を重ねて配置し、封口壁2の溶着層に溶着すればよい。そして、スリットを有する樹脂フィルムの小片を用いると、樹脂フィルムの小片に挿入された電極端子4により、的確に位置決めすることができる。
絶縁フィルムの自由端42を封口壁2の溶着層に溶着し、気密固定部26を形成して電極端子4が貫通孔25に固定された封口壁2を第一形態と同様にして枠体3の天面31に溶着して(図8(c)参照)、図7に示す第三形態の封口部材1Bが形成される。
そして、封口部材1Bを、第一形態と同様な筒体51の端部開口に挿入し、筒体51を第一形態と同様に封口して、図9に示す第三形態の蓄電装置用容器5Bが形成される。
そして、封口部材1Bを、第一形態と同様な筒体51の端部開口に挿入し、筒体51を第一形態と同様に封口して、図9に示す第三形態の蓄電装置用容器5Bが形成される。
図10〜13は、本発明の封口部材の第一〜三形態の別の一例とそれらを用いた本発明の蓄電装置用容器の第一〜三形態の別の一例を説明する概念図である。
図10(a)は、第一〜三形態の別の一例の封口部材に用いる枠体の一例を示す斜視図である。
図10(b)は、封口部材と反対側において筒体の開口端部を封止する封止部材の一例を示す斜視図である。
図11〜13は、第一〜三形態の別の一例の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の一例を示す斜視図である。
図10〜13において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
本形態例の各封口部材10、10A、10Bが図1〜9に示す第一〜三形態の一例の封口部材1、1A、1Bと異なる点は、封口部材に用いる枠体30が凹み33を有する点のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
図10(a)は、第一〜三形態の別の一例の封口部材に用いる枠体の一例を示す斜視図である。
図10(b)は、封口部材と反対側において筒体の開口端部を封止する封止部材の一例を示す斜視図である。
図11〜13は、第一〜三形態の別の一例の封口部材を用いた本発明の蓄電装置用容器の一例を示す斜視図である。
図10〜13において、封口部材及び蓄電装置用容器以外の構成に付した各符号は、第一形態と同じものを示す。
本形態例の各封口部材10、10A、10Bが図1〜9に示す第一〜三形態の一例の封口部材1、1A、1Bと異なる点は、封口部材に用いる枠体30が凹み33を有する点のみであり、それ以外は同じである。以下、異なる点のみを説明する。
図11に示す第一形態の別の一例の封口部材10は、図1に示す第一形態の一例の封口部材1に図10(a)に示す凹み33を有する枠体30を適用した例である。図11に示す蓄電装置用容器50は、その封口部材10を用いた例である。
図12に示す第二形態の別の一例の封口部材10Aは、図4に示す第二形態の一例の封口部材1Aに図10(a)に示す凹み33を有する枠体30を適用した例である。図12に示す蓄電装置用容器50Aは、その封口部材10Aを用いた例である。
図13に示す第三形態の別の一例の封口部材10Bは、図7に示す第三形態の一例の封口部材1Bに図10(a)に示す凹み33を有する枠体30を適用した例である。図13に示す蓄電装置用容器50Bは、その封口部材10Bを用いた例である。
図12に示す第二形態の別の一例の封口部材10Aは、図4に示す第二形態の一例の封口部材1Aに図10(a)に示す凹み33を有する枠体30を適用した例である。図12に示す蓄電装置用容器50Aは、その封口部材10Aを用いた例である。
図13に示す第三形態の別の一例の封口部材10Bは、図7に示す第三形態の一例の封口部材1Bに図10(a)に示す凹み33を有する枠体30を適用した例である。図13に示す蓄電装置用容器50Bは、その封口部材10Bを用いた例である。
本形態例の蓄電装置用容器50、50A、50Bは、図10(a)に示す枠体30の凹み33を有する封口部材10、10A、10Bと、電極端子を有しない封止部材6(図10(b)参照)とが、それぞれ筒体51の両端に溶着されて封止されている。封止部材6は、枠体30の凹み33と同様な凹み66を有する、枠体30と同様な樹脂成型品60に、封口壁2と形状及び積層構成が同じ金属箔積層体62を溶着した構成である。
そして、図11〜13に示すように、封口部材10、10A、10B及び封止部材6が存在しない筒体51の中間部にも凹部55を形成したものである。
蓄電装置用容器50、50A、50Bをこの様に構成することで、自立性が向上し、剛性も高くなる。また、筒体51の両端近傍に折れ皺が入らないので、外観も良好となる。また、この蓄電装置用容器50、50A、50Bを用いた蓄電装置の内圧が上昇したときに圧力を緩衝する空間にもなる。
そして、図11〜13に示すように、封口部材10、10A、10B及び封止部材6が存在しない筒体51の中間部にも凹部55を形成したものである。
蓄電装置用容器50、50A、50Bをこの様に構成することで、自立性が向上し、剛性も高くなる。また、筒体51の両端近傍に折れ皺が入らないので、外観も良好となる。また、この蓄電装置用容器50、50A、50Bを用いた蓄電装置の内圧が上昇したときに圧力を緩衝する空間にもなる。
図10(a)に示す枠体30は、枠体30の側面32の一部を溝状に凹ませて、凹み33が形成されている。凹み33は、筒体51の外側から溝状の凹み33に対応した凸条の溶着部材で筒体51を凹み33に押し付けて密着させた状態で溶着するためのものである。
封口部材10、10A、10Bの凹み33は、封口部材に1個設ければよいが、2個を対向させて設けることが好ましい。これにより、筒体51を凹み33に押し込み溶着する際、2個の溶着部材で封口部材10、10A、10Bを挟んで、それぞれの凹み33に押し込むことができる。
凹み33の大きさは、平面視、封口部材10、10A、10Bの凹み33がない場合の筒体51の周長との差(筒体51の余裕)が凹み33に収まる筒体51の周長と同じか、やや小さいと溶着時に皺が入らないので好ましい。
封口部材10、10A、10Bの凹み33は、封口部材に1個設ければよいが、2個を対向させて設けることが好ましい。これにより、筒体51を凹み33に押し込み溶着する際、2個の溶着部材で封口部材10、10A、10Bを挟んで、それぞれの凹み33に押し込むことができる。
凹み33の大きさは、平面視、封口部材10、10A、10Bの凹み33がない場合の筒体51の周長との差(筒体51の余裕)が凹み33に収まる筒体51の周長と同じか、やや小さいと溶着時に皺が入らないので好ましい。
凹み33が設けられていると、封口部材10、10A、10Bを筒体51の溶着個所に配置するに際し、筒体51の余裕により弛みが生まれるので挿入作業が容易となる。これにより、筒体51成形時の公差(許容される誤差)を大きくすることができる。
また、筒体51が伸びにくい金属箔を含んでいても、割れや破れを発生させることなく筒体51への封口部材10、10A、10Bの溶着が容易となる。また、筒体51が金属や金属酸化物の蒸着層などの気体遮断層を含む場合は、蒸着層の損傷がない。
また、筒体51が伸びにくい金属箔を含んでいても、割れや破れを発生させることなく筒体51への封口部材10、10A、10Bの溶着が容易となる。また、筒体51が金属や金属酸化物の蒸着層などの気体遮断層を含む場合は、蒸着層の損傷がない。
筒体51を外側から凹み33に押し付けたときに、引き延ばされた筒体51の縮もうとする力、即ち、弾性変形における弾性で筒体51が封口部材の枠体30の凹み33以外の側面32(主溶着面)に密着する。
この弾性による密着を発現するためには、筒体51が凹み33で筒体51が引き延ばされるときの伸び(ひずみ)は、筒体51が上降伏応力の荷重を受けたときのひずみより小さいことが好ましい。筒体51が上降伏応力を示さない場合は、凹み33で筒体51が引き延ばされるときの伸びが、除荷時の永久ひずみが0.2%になる応力(0.2%耐力)の荷重を受けたときのひずみより小さいことが好ましい。これにより、降伏点に到達しない弾性変形可能な範囲で筒体51にひずみを加えることができ、筒体51の急激な塑性変形を抑制することができる。
この弾性による密着を発現するためには、筒体51が凹み33で筒体51が引き延ばされるときの伸び(ひずみ)は、筒体51が上降伏応力の荷重を受けたときのひずみより小さいことが好ましい。筒体51が上降伏応力を示さない場合は、凹み33で筒体51が引き延ばされるときの伸びが、除荷時の永久ひずみが0.2%になる応力(0.2%耐力)の荷重を受けたときのひずみより小さいことが好ましい。これにより、降伏点に到達しない弾性変形可能な範囲で筒体51にひずみを加えることができ、筒体51の急激な塑性変形を抑制することができる。
以下、実施例に基づいて、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1]
実施例1は、図1〜図3に示す第一形態の一例に関する実施例である。
<封口壁2>
電極端子4として、幅5mm、長さ50mm、厚さ0.2mmのアルミ箔からなる正極の電極端子4a、及び同じ大きさのニッケルをメッキした銅箔からなる負極の電極端子4bを用いた。絶縁層41として、幅10mm、長さ12mm、厚さ0.05mmの4枚の無水マレイン酸グラフト変性PPフィルムからなる絶縁フィルムを用いた。
[実施例1]
実施例1は、図1〜図3に示す第一形態の一例に関する実施例である。
<封口壁2>
電極端子4として、幅5mm、長さ50mm、厚さ0.2mmのアルミ箔からなる正極の電極端子4a、及び同じ大きさのニッケルをメッキした銅箔からなる負極の電極端子4bを用いた。絶縁層41として、幅10mm、長さ12mm、厚さ0.05mmの4枚の無水マレイン酸グラフト変性PPフィルムからなる絶縁フィルムを用いた。
2枚の絶縁フィルムの間に、電極端子4aを、幅及び長さの中心線を合わせて挟み込み、一対の熱板で絶縁フィルム全体を溶着して絶縁層41付電極端子4aを作製した。同様にして絶縁層41付電極端子4bを作製した。
絶縁層41付電極端子4a、4bは、電極端子4の長さ方向の両端が絶縁層41、41の両側から19mmずつ露出し、電極端子4の幅方向の両側に絶縁層41、41同士の溶着部が2.5mmずつ形成されていた。
絶縁層41付電極端子4a、4bは、電極端子4の長さ方向の両端が絶縁層41、41の両側から19mmずつ露出し、電極端子4の幅方向の両側に絶縁層41、41同士の溶着部が2.5mmずつ形成されていた。
厚さ12μmのアルミ箔からなる金属箔の一面に溶着層となる厚さ60μmの無延伸PPフィルム、反対面に保護層となる厚さ15μmの二軸延伸6−ナイロンフィルムを積層して、封口壁2となる金属箔積層体を得た。積層に際しては、ウレタン系接着剤を用いたドライラミネートを用いた。
得られた金属箔積層体を、幅50mm、長さ15mmの長方形に2枚切り出した。
得られた金属箔積層体を、幅50mm、長さ15mmの長方形に2枚切り出した。
2枚の金属箔積層体21、21を正確に重ね、絶縁層41付電極端子4a、4bの絶縁層41、41の間を8mm離して平行に並べて配置した。配置に際しては、それぞれ金属箔積層体の幅(長辺)方向の両端から絶縁層41を11mm離れた所に位置させて、金属箔積層体の長辺を横断するように挟み込んだ。挟み込むに際しては、絶縁層41付電極端子4a、4bの絶縁層41、41を金属箔積層体から3mm露出させた。
一対の熱板を用いて金属箔積層体の電極端子4a、4bを挟んだ端縁を8mm幅で溶着して合掌シール部22を形成し、絶縁層41付電極端子4a、4bを封口壁2の合掌シール部22に固定した。合掌シール部22の両角は硬いので、斜めに丸く面取りした。
一対の熱板を用いて金属箔積層体の電極端子4a、4bを挟んだ端縁を8mm幅で溶着して合掌シール部22を形成し、絶縁層41付電極端子4a、4bを封口壁2の合掌シール部22に固定した。合掌シール部22の両角は硬いので、斜めに丸く面取りした。
<枠体3>
外寸が幅40mm、長さ15mm、高さ4mmの角筒を、ポリプロピレンで射出成型して、図1及び図2に示す扁平な枠体3とした。成型に際しては、壁の厚さを、天面付近で3mmとし、下端では、2.5mmとして、外寸の大きさが下端に近づくに従って小さくなるようなテーパー状とした。また、成型に際し、側面32の稜線を丸めて面取りした。
外寸が幅40mm、長さ15mm、高さ4mmの角筒を、ポリプロピレンで射出成型して、図1及び図2に示す扁平な枠体3とした。成型に際しては、壁の厚さを、天面付近で3mmとし、下端では、2.5mmとして、外寸の大きさが下端に近づくに従って小さくなるようなテーパー状とした。また、成型に際し、側面32の稜線を丸めて面取りした。
<封口部材1>
電極端子4a、4bを合掌シール部22に固定した封口壁2の2枚の金属箔積層体の溶着されていない自由端を開いて、1枚の平らな封口壁2となるように押し広げて封口壁2の溶着層を枠体3の天面31に密着させた。密着に際しては、2枚の金属箔積層体の繋ぎ目が枠体3の幅の中心線と一致するように封口壁2を配置した。この状態で、2枚の金属箔積層体の繋ぎ目と枠体3との間に隙間が生じないように一対の熱板で加熱し、強く押圧して、封口壁2の溶着層を枠体3の天面31に溶着した。
枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断して図1に示す封口部材1を作製した。
電極端子4a、4bを合掌シール部22に固定した封口壁2の2枚の金属箔積層体の溶着されていない自由端を開いて、1枚の平らな封口壁2となるように押し広げて封口壁2の溶着層を枠体3の天面31に密着させた。密着に際しては、2枚の金属箔積層体の繋ぎ目が枠体3の幅の中心線と一致するように封口壁2を配置した。この状態で、2枚の金属箔積層体の繋ぎ目と枠体3との間に隙間が生じないように一対の熱板で加熱し、強く押圧して、封口壁2の溶着層を枠体3の天面31に溶着した。
枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断して図1に示す封口部材1を作製した。
<筒体51>
筒体51の補強層となる15μmの二軸延伸6ナイロンフィルムの一面に、筒体51の金属層となる12μmのアルミ箔と、筒体51の溶着層となる60μmの無延伸PPフィルムを、ウレタン系接着剤を用いてドライラミネートして金属箔の積層フィルムを得た。この積層フィルムを60mm×130mmの長方形に切り出した。長方形に切断した積層フィルムのPPフィルムを内側にして、短辺の両端縁10mm同士を重ねて溶着し、合掌シール部を形成して図3に示す筒体51を作製した。合掌シール部は、未溶着の筒体51に重なるように折癖を付けた。
筒体51の補強層となる15μmの二軸延伸6ナイロンフィルムの一面に、筒体51の金属層となる12μmのアルミ箔と、筒体51の溶着層となる60μmの無延伸PPフィルムを、ウレタン系接着剤を用いてドライラミネートして金属箔の積層フィルムを得た。この積層フィルムを60mm×130mmの長方形に切り出した。長方形に切断した積層フィルムのPPフィルムを内側にして、短辺の両端縁10mm同士を重ねて溶着し、合掌シール部を形成して図3に示す筒体51を作製した。合掌シール部は、未溶着の筒体51に重なるように折癖を付けた。
<蓄電装置用容器5>
枠体3と同様に成型した樹脂成型品に封口壁2と同様な積層構成の一枚の金属箔積層体を溶着して、封口部材1と同様に作製した電極端子を有しない封止部材(図10(b)に示す封止部材6において、凹み66を設けていないもの。)を用いて、次に述べる封口部材1の溶着と同様にして、筒体51の一端に封止部材を溶着し、端部を封止した。
封口部材1の電極端子4a、4bに必要な蓄電要素を接続し、封口部材1を筒体51の一端から挿入して蓄電装置として必要な処理を施した。挿入に際し、筒体51の合掌シール部が枠体3の長辺の側面32の中央に位置する様に封口部材1を配置した。配置に際し、封口部材1の枠体3の先端を差し込み、筒体51の積層フィルムを若干押し広げて、枠体3全体が筒体51の開口に収まるように配置した。平らな熱板と枠体3の側面32の稜線の曲面に対応した曲面を有する熱板を用いて、筒体51の溶着層に溶着して筒体51の開口を封口し、図3に示す蓄電装置用容器5を作製した。
枠体3と同様に成型した樹脂成型品に封口壁2と同様な積層構成の一枚の金属箔積層体を溶着して、封口部材1と同様に作製した電極端子を有しない封止部材(図10(b)に示す封止部材6において、凹み66を設けていないもの。)を用いて、次に述べる封口部材1の溶着と同様にして、筒体51の一端に封止部材を溶着し、端部を封止した。
封口部材1の電極端子4a、4bに必要な蓄電要素を接続し、封口部材1を筒体51の一端から挿入して蓄電装置として必要な処理を施した。挿入に際し、筒体51の合掌シール部が枠体3の長辺の側面32の中央に位置する様に封口部材1を配置した。配置に際し、封口部材1の枠体3の先端を差し込み、筒体51の積層フィルムを若干押し広げて、枠体3全体が筒体51の開口に収まるように配置した。平らな熱板と枠体3の側面32の稜線の曲面に対応した曲面を有する熱板を用いて、筒体51の溶着層に溶着して筒体51の開口を封口し、図3に示す蓄電装置用容器5を作製した。
[実施例2]
実施例2は、図4〜図6に示す第二形態の一例に関する実施例である。実施例2は、封口壁2の態様と、電極端子4の固定の態様が異なること以外は、実施例1と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口壁2>
実施例1で作製した金属箔積層体を幅50mm、長さ20mmの長方形に切断して、封口壁2を作製した。
実施例2は、図4〜図6に示す第二形態の一例に関する実施例である。実施例2は、封口壁2の態様と、電極端子4の固定の態様が異なること以外は、実施例1と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口壁2>
実施例1で作製した金属箔積層体を幅50mm、長さ20mmの長方形に切断して、封口壁2を作製した。
<電極端子4の固定>
作製した封口壁2の長辺と枠体3の長辺とを揃えて重ねた。封口壁2と枠体3との間に、実施例1で用いた絶縁層41付電極端子4a、4bを枠体3の長辺と直交するように配置した。配置に際しては、電極端子4a、4bの絶縁層41、41の間を、8mm離して平行に並べ、それぞれ枠体3の両端から6mm離れた所に位置させて封口壁2と枠体3との間に挟み込んだ。挟み込むに際しては、絶縁層41付電極端子4a、4bの絶縁層41、41を枠体3の外に3mm露出させた。
枠体3の中で電極端子4a、4bを封口壁2の反対側へ折曲げて、枠体3から突出させた。この状態で、一対の熱板で押圧して、封口壁2の溶着層と電極端子4a、4bと枠体3の天面31の3者を溶着した。枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断し枠体3の外に露出している電極端子4a、4bを上方に折り曲げて、図4に示す封口部材1Aを作製した。
作製した封口壁2の長辺と枠体3の長辺とを揃えて重ねた。封口壁2と枠体3との間に、実施例1で用いた絶縁層41付電極端子4a、4bを枠体3の長辺と直交するように配置した。配置に際しては、電極端子4a、4bの絶縁層41、41の間を、8mm離して平行に並べ、それぞれ枠体3の両端から6mm離れた所に位置させて封口壁2と枠体3との間に挟み込んだ。挟み込むに際しては、絶縁層41付電極端子4a、4bの絶縁層41、41を枠体3の外に3mm露出させた。
枠体3の中で電極端子4a、4bを封口壁2の反対側へ折曲げて、枠体3から突出させた。この状態で、一対の熱板で押圧して、封口壁2の溶着層と電極端子4a、4bと枠体3の天面31の3者を溶着した。枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断し枠体3の外に露出している電極端子4a、4bを上方に折り曲げて、図4に示す封口部材1Aを作製した。
<蓄電装置用容器5A>
実施例1と同様にして筒体51を作製し、実施例1と同様にして、封止部材と封口部材1Aで筒体51の両端を封口し、図6に示す蓄電装置用容器5Aを作製した。
実施例1と同様にして筒体51を作製し、実施例1と同様にして、封止部材と封口部材1Aで筒体51の両端を封口し、図6に示す蓄電装置用容器5Aを作製した。
[実施例3]
実施例3は、図7〜図9に示す第三形態の一例に関する実施例である。実施例3は、封口壁2の態様と、電極端子4の固定の態様が異なること以外は、実施例1と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口壁2>
実施例1で作製した金属箔積層体を、幅50mm、長さ25mmの長方形に切断して、封口壁2を作製した。
実施例3は、図7〜図9に示す第三形態の一例に関する実施例である。実施例3は、封口壁2の態様と、電極端子4の固定の態様が異なること以外は、実施例1と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口壁2>
実施例1で作製した金属箔積層体を、幅50mm、長さ25mmの長方形に切断して、封口壁2を作製した。
<電極端子4の固定>
実施例1で用いた絶縁フィルム2枚の間に、実施例1で用いた電極端子4aを、実施例1と同様に挟んだ。電極端子4aを挟む2枚の絶縁フィルムの長さ方向の一端を、幅5mmで絶縁フィルムの幅方向全体に亘って、熱板で溶着した。電極端子4aが存在しない絶縁フィルムの幅方向の両端とその付近は、絶縁フィルム同士を溶着した。長さ方向の他端の電極端子4aと溶着しない絶縁フィルムを長さ7mmの自由端42として絶縁層41付電極端子4aを作製した。
作製した絶縁層41付電極端子4aは、電極端子4の中心に絶縁フィルムが存在し、そのうちの片側5mmが電極端子4に溶着されて絶縁層41となり、片側7mmが自由端42となった。そして、絶縁層41には、幅方向の両側に2.5mmずつ絶縁フィルム同士の溶着部が形成されていた。
実施例1で用いた電極端子4bに、電極端子4aと同様にして、絶縁フィルムを溶着して絶縁層41付電極端子4bを作製した。
実施例1で用いた絶縁フィルム2枚の間に、実施例1で用いた電極端子4aを、実施例1と同様に挟んだ。電極端子4aを挟む2枚の絶縁フィルムの長さ方向の一端を、幅5mmで絶縁フィルムの幅方向全体に亘って、熱板で溶着した。電極端子4aが存在しない絶縁フィルムの幅方向の両端とその付近は、絶縁フィルム同士を溶着した。長さ方向の他端の電極端子4aと溶着しない絶縁フィルムを長さ7mmの自由端42として絶縁層41付電極端子4aを作製した。
作製した絶縁層41付電極端子4aは、電極端子4の中心に絶縁フィルムが存在し、そのうちの片側5mmが電極端子4に溶着されて絶縁層41となり、片側7mmが自由端42となった。そして、絶縁層41には、幅方向の両側に2.5mmずつ絶縁フィルム同士の溶着部が形成されていた。
実施例1で用いた電極端子4bに、電極端子4aと同様にして、絶縁フィルムを溶着して絶縁層41付電極端子4bを作製した。
封口壁2の幅の中心線に沿って幅0.2mm、長さ10mmのスリットからなる貫通孔25、25を、8mmの間隔をあけて2箇所設けた。
封口壁2の溶着層側から電極端子4aの絶縁フィルムが溶着された一端を貫通孔25に挿入し、2枚の絶縁フィルムの自由端42、42の根本を貫通孔25に位置させた。絶縁フィルムの自由端42、42の根本を溶着部端縁に沿って折り曲げて封口壁2の溶着層に溶着し、電極端子4aの絶縁層41を封口壁2の溶着層に固定した。
電極端子4aが固定された封口壁2は、幅方向の両側に2.5mmずつ絶縁フィルム同士の溶着部が形成された絶縁層41を有する5mm幅の電極端子4aが長さ10mmの貫通孔25に挿入されている。貫通孔25の両端は、絶縁層41の端部が接触している。そして、封口壁2の長さ(短辺)方向に7mm幅の絶縁フィルムの自由端42、42が折り曲げられて封口壁2の溶着層に溶着されている。
封口壁2の溶着層側から電極端子4aの絶縁フィルムが溶着された一端を貫通孔25に挿入し、2枚の絶縁フィルムの自由端42、42の根本を貫通孔25に位置させた。絶縁フィルムの自由端42、42の根本を溶着部端縁に沿って折り曲げて封口壁2の溶着層に溶着し、電極端子4aの絶縁層41を封口壁2の溶着層に固定した。
電極端子4aが固定された封口壁2は、幅方向の両側に2.5mmずつ絶縁フィルム同士の溶着部が形成された絶縁層41を有する5mm幅の電極端子4aが長さ10mmの貫通孔25に挿入されている。貫通孔25の両端は、絶縁層41の端部が接触している。そして、封口壁2の長さ(短辺)方向に7mm幅の絶縁フィルムの自由端42、42が折り曲げられて封口壁2の溶着層に溶着されている。
実施例1で用いた絶縁フィルムを縦横5mmに切断して小片を2枚作製した。絶縁層41の端部が接する貫通孔25の両端において、作製した小片をそれぞれ電極端子4aの端部に当接させて配置した。配置した小片と封口壁2の溶着層と絶縁フィルムの自由端42とを熱板で溶着し、封口壁2の気密固定部26を形成して貫通孔25の両端を閉鎖した。
電極端子4aと同様にして、電極端子4bをもう一方の貫通孔25に挿入し、絶縁フィルムの自由端42、42を封口壁2の溶着層に溶着し、2枚の絶縁フィルムの小片により封口壁2の気密固定部26を形成して貫通孔25の両端を閉鎖した。
貫通孔25、25に挿入された電極端子4a、4bが気密固定部26、26で固定された封口壁2を枠体3の天面31に溶着した。なお、封口壁2には、絶縁フィルムの自由端42、ならびに絶縁フィルムの自由端42と1枚および2枚の絶縁フィルムの小片が溶着された部分が混在しているので、気密となるように注意して溶着した。
枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断して図7に示す封口部材1Bを作製した。
電極端子4aと同様にして、電極端子4bをもう一方の貫通孔25に挿入し、絶縁フィルムの自由端42、42を封口壁2の溶着層に溶着し、2枚の絶縁フィルムの小片により封口壁2の気密固定部26を形成して貫通孔25の両端を閉鎖した。
貫通孔25、25に挿入された電極端子4a、4bが気密固定部26、26で固定された封口壁2を枠体3の天面31に溶着した。なお、封口壁2には、絶縁フィルムの自由端42、ならびに絶縁フィルムの自由端42と1枚および2枚の絶縁フィルムの小片が溶着された部分が混在しているので、気密となるように注意して溶着した。
枠体3からはみ出した余分な封口壁2を枠体3の側面32に沿って切断して図7に示す封口部材1Bを作製した。
<蓄電装置用容器5B>
実施例1と同様にして筒体51を作製し、実施例1と同様にして、封止部材と封口部材1Bで筒体51の両端を封口し、図9に示す蓄電装置用容器5Bを作製した。
実施例1と同様にして筒体51を作製し、実施例1と同様にして、封止部材と封口部材1Bで筒体51の両端を封口し、図9に示す蓄電装置用容器5Bを作製した。
[実施例4〜6]
実施例4〜6は、図10(a)に示す枠体30を用いて、図11〜図13に示す封口部材および蓄電装置用容器を作製したこと以外は、実施例1〜3と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口部材10>
実施例1と同様にして枠体30を射出成型した。ただし、枠体30は、図10(a)に示すように、一対の溝状の凹み33、33を枠体30の対向する短辺の側面32に設けた。この凹み33は、平面視、直径3mmの半円形状とした。成型に際し、隅部(短辺と長辺との間の側面32)の稜線と凹み33の外周面の縁の稜線を丸めて面取りした。なお、枠体30の壁の厚さを、天面から下端まで3mmとして、テーパー状としなかった。短辺においては、壁の厚さを凹み33の最も深いところで3mmとした。
実施例1と同様にして封口壁2を作製し、枠体30に溶着して図11に示す実施例4の封口部材10を作製した。
実施例4〜6は、図10(a)に示す枠体30を用いて、図11〜図13に示す封口部材および蓄電装置用容器を作製したこと以外は、実施例1〜3と同様である。以下、異なる点のみを説明する。
<封口部材10>
実施例1と同様にして枠体30を射出成型した。ただし、枠体30は、図10(a)に示すように、一対の溝状の凹み33、33を枠体30の対向する短辺の側面32に設けた。この凹み33は、平面視、直径3mmの半円形状とした。成型に際し、隅部(短辺と長辺との間の側面32)の稜線と凹み33の外周面の縁の稜線を丸めて面取りした。なお、枠体30の壁の厚さを、天面から下端まで3mmとして、テーパー状としなかった。短辺においては、壁の厚さを凹み33の最も深いところで3mmとした。
実施例1と同様にして封口壁2を作製し、枠体30に溶着して図11に示す実施例4の封口部材10を作製した。
<蓄電装置用容器50>
実施例1と同様にして筒体51を作製した。ただし、金属箔積層体の大きさを60mm×133mmとした。
枠体30と同様に成型した樹脂成型品60に実施例1の封口壁2と同様な積層構成の1枚の金属箔積層体62を溶着して、封口部材10と同様に作製した電極端子を有しない封止部材6(図10(b)参照)を用いて、次に述べる封口部材10の溶着と同様にして、筒体51の一端に封止部材6を溶着し、端部を封止した。
実施例1と同様にして筒体51を作製した。ただし、金属箔積層体の大きさを60mm×133mmとした。
枠体30と同様に成型した樹脂成型品60に実施例1の封口壁2と同様な積層構成の1枚の金属箔積層体62を溶着して、封口部材10と同様に作製した電極端子を有しない封止部材6(図10(b)参照)を用いて、次に述べる封口部材10の溶着と同様にして、筒体51の一端に封止部材6を溶着し、端部を封止した。
封口部材10の電極端子4a、4bに必要な蓄電要素を接続し、封口部材10を筒体51の一端から挿入して蓄電装置として必要な処理を施した。挿入に際し、筒体51の合掌シール部の位置を実施例1と同様にした。
筒体51の外側から、封口部材10の枠体30の一対の凹み33、33を気密固定部材で挟み、筒体51が枠体30の溶着面に張り付く様に凹み33、33に押し込んで固定した。
筒体51の外側から一対の熱板で枠体30の長辺の平坦な側面32、32を挟んで溶着した。先端が溝状の凹みに対応した半円弧状の一対の熱板で筒体51を凹み33、33に押し込んで密着させて溶着した。
封口部材10の凹み33、33とそれらの稜線の面取り部に対応した、先端が平面視、数字の3に似た凹凸状の一対の熱板で凹み33、33とそれらの面取り部を筒体51の上から押圧して筒体51の凹部55、55ともう一度溶着した。念のため、隅部の稜線の面取り部に対応した曲面を有する熱板で隅部を溶着した。
以上により、筒体51の一端に封口部材10を溶着し、端部を封止した。
筒体51の外側から、封口部材10の枠体30の一対の凹み33、33を気密固定部材で挟み、筒体51が枠体30の溶着面に張り付く様に凹み33、33に押し込んで固定した。
筒体51の外側から一対の熱板で枠体30の長辺の平坦な側面32、32を挟んで溶着した。先端が溝状の凹みに対応した半円弧状の一対の熱板で筒体51を凹み33、33に押し込んで密着させて溶着した。
封口部材10の凹み33、33とそれらの稜線の面取り部に対応した、先端が平面視、数字の3に似た凹凸状の一対の熱板で凹み33、33とそれらの面取り部を筒体51の上から押圧して筒体51の凹部55、55ともう一度溶着した。念のため、隅部の稜線の面取り部に対応した曲面を有する熱板で隅部を溶着した。
以上により、筒体51の一端に封口部材10を溶着し、端部を封止した。
このように筒体51の両端に封口部材10及び封止部材6を溶着した時点で、筒体51の中間部にも凹部55が形成されていた。しかし、筒体51の厚みや剛性によっては、中間部の凹部55の形成が不十分となることがある。その様な場合は、枠体30及び樹脂成型品60の凹み33、66により、筒体51の両端に凹部55が形成されているので、凸条の部材で押さえることで中間部の凹部55を完成させることができる。凸条の部材で押さえるに際しては、筒体51の両端を含む、長さ方向の全体を一度に押さえることが好ましい。
この様にして、筒体51の中間部にも凹部55を形成して、筒体51の凹部55が一端から他端まで連続する溝状に形成されて必要な蓄電要素が収納された図11に示す実施例4の蓄電装置用容器50を作製した。
筒体51の内周長が封口部材10の外周長より十分に大きいので、封口部材10の挿入は容易であった。また、筒体51と封口部材10との接合部の筒体51には、皺や金属箔の裂け等は見られなかった。
筒体51の内周長が封口部材10の外周長より十分に大きいので、封口部材10の挿入は容易であった。また、筒体51と封口部材10との接合部の筒体51には、皺や金属箔の裂け等は見られなかった。
実施例2と同様にして封口壁2を作製したこと以外は、実施例4と同様にして、図12に示す実施例5の封口部材10A及び蓄電装置用容器50Aを作製した。
また、実施例3と同様にして封口壁2を作製したこと以外は、実施例4と同様にして、図13に示す実施例6の封口部材10B及び蓄電装置用容器50Bを作製した。
また、実施例3と同様にして封口壁2を作製したこと以外は、実施例4と同様にして、図13に示す実施例6の封口部材10B及び蓄電装置用容器50Bを作製した。
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は、これに限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、第二形態においては、電極端子を、枠体の開口部を介して互いに反対方向となるように固定してもよい。また、第三形態においては、電極端子を、縦(枠体の短辺方向)に並べて固定してもよい。
例えば、第二形態においては、電極端子を、枠体の開口部を介して互いに反対方向となるように固定してもよい。また、第三形態においては、電極端子を、縦(枠体の短辺方向)に並べて固定してもよい。
1、1A、1B、10、10A、10B…封口部材、2…封口部材の封口壁、21…封口壁の金属箔積層体、22…封口壁の合掌シール部、23…金属箔積層体の自由端、25…封口壁の貫通孔、26…封口壁の気密固定部、3…封口部材の枠体、31…枠体の天面、32…枠体の側面、33…枠体の凹み、4、4a、4b…電極端子、41…電極端子の絶縁層、42…絶縁フィルムの自由端、5、5A、5B、50、50A、50B…蓄電装置用容器、51…蓄電装置用容器の筒体、55…筒体の凹部、6…封止部材、60…封止部材の樹脂成型品、62…封止部材の金属箔積層体、66…封止部材の凹み。
Claims (7)
- 内面が溶着性の筒体の開口内面に溶着されて前記開口を封止する封口部材であって、
金属箔と溶着層とを有する金属箔積層体からなる封口壁が樹脂製枠体の天面に溶着され、
電極端子が前記封口壁に気密に固定されたことを特徴とする封口部材。 - 前記封口壁が2枚の前記金属箔積層体の端縁同士を合掌状に重ねて溶着してなり、前記金属箔積層体同士の合掌シール部によって電極端子が前記封口壁に固定された請求項1に記載の封口部材。
- 前記合掌シール部の電極端子に絶縁層が積層された請求項2に記載の封口部材。
- 前記封口壁と前記枠体との溶着部によって電極端子が前記封口壁に固定された請求項1に記載の封口部材。
- 前記封口壁と前記枠体との溶着部の電極端子に絶縁層が積層された請求項4に記載の封口部材。
- 前記封口壁に設けられた貫通孔に挿入された電極端子が、その周囲を覆う樹脂層によって前記封口壁に固定された請求項1に記載の封口部材。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の封口部材が、内面が溶着性の金属箔積層体からなる筒体の一端又は両端の開口に、前記枠体側から挿入されて溶着されたことを特徴とする蓄電装置用容器。
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