JP6739027B2 - Breathable packing blocks - Google Patents
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Description
本発明は、水分を透過させにくくガスを透過させやすくする通気性パッキングに関する。The present invention relates to a breathable packing that makes it difficult for water to pass therethrough and allows gas to pass therethrough easily.
内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器にあっては、密閉容器内の圧力により密閉容器が膨張し、密閉容器が破裂することがある。このような内部にガスが発生し、密閉容器が高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器として、例えば、電解液を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、電解液が密閉容器外に漏れ出ないように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより電解液が分解されて、その密閉容器内で水素ガスや炭酸ガスなどのガスが発生し、そのガスが密閉容器内に蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、その密閉容器が膨張したり、破裂したりするおそれがあるので、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないようにその発生したガスを適宜、密閉容器外に排出する通気性パッキングが望まれている。また、電解液の代わりに固体電解質を密閉容器に密閉収容したリチウム電池にあっても、密閉容器は外部からの水分およびガスを透過させないようにしているので、密閉容器内の固体電解質に含まれる溶媒のガスが発生してそのガスが密閉容器内に蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、その密閉容器が膨張したり、破裂したりするおそれがあるので、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないようにその発生したガスを適宜、密閉容器外に排出する通気性パッキングが望まれている。Gas is generated inside, and when the temperature rises, gas is actively generated and the pressure in the closed container increases due to the generated gas.In the closed container, the pressure in the closed container causes the closed container to expand, The closed container may burst. Gas is generated in such an inside, and when the temperature of the sealed container becomes high, the gas is actively generated, and the pressure in the sealed container rises due to the generated gas, for example, a capacitor having an electrolytic solution or lithium. In sealed electrochemical devices such as batteries, the electrolyte is sealed so that it does not leak out of the sealed container.Therefore, repeat charge/discharge cycles, leave at high temperature, short circuit, overcharge, reverse The electrolytic solution is decomposed by charging, and gas such as hydrogen gas and carbon dioxide gas is generated in the sealed container, and the gas is accumulated in the sealed container, so that the internal pressure rapidly rises and the sealed container is closed. Since there is a risk that the gas will expand or burst, a breathable packing that appropriately discharges the generated gas to the outside of the closed container so that the generated gas does not accumulate too much in the closed container is desired. Further, even in the lithium battery sealed housing a solid electrolyte in a sealed container in place of the electrolytic solution, since the sealed container is so as not to transmit moisture and gas from outside and contained in the solid electrolyte in the closed container Since the solvent gas is generated and the gas is accumulated in the closed container, the internal pressure rises abruptly, and the closed container may expand or burst. There is a demand for a breathable packing that appropriately discharges the generated gas to the outside of the closed container so as not to accumulate too much inside.
ガスが発生する液体又は固体を内容物とする容器の破裂防止に有効であり、しかも容器が転倒して液体である内容物により濡らされても非透液性および通気性が長期にわたって損なわれず、且つ内容物が洩れ出すことのない通気性パッキングとしては、特許文献1にて、極限粘度が3dl/g以上を有するポリオレフィンからなる微多孔フィルムを、気体の通路を形成したポリオレフィンからなるパッキング基材の少なくとも片面に貼合せて、ガスが発生する液体又は固体を内容物とする容器のキャップのパッキングに用いた際に、発生するガスは逃がすが、液体又は固体は洩らさないようにした通気性パッキングが提案されている。It is effective in preventing the rupture of a container whose contents are liquid or solid gas is generated, and the liquid impermeability and breathability are not impaired for a long period of time even when the container falls over and is wet by the contents that are liquid. In addition, as a breathable packing in which the contents do not leak out, a packing base material made of polyolefin in which a microporous film made of polyolefin having an intrinsic viscosity of 3 dl/g or more is formed in a gas passage is disclosed in
しかし、特許文献1の通気性パッキングにおいては、気体流路を有するポリオレフィンからなるパッキング基材に積層する微多孔フィルムについては、非透液性および通気性とのバランスをもたせるように空孔率、透気度、平均孔径を設定作業が必要である。However, in the air-permeable packing of
また、電解液を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスとしては、特許文献2にて、電解コンデンサの封口板に表裏を貫通する貫通孔を形成するとともに、その貫通孔を発泡シリコンゴムで密封し、電解コンデンサの内部で発生したガスのみを透過させ、外部に放出(排出)させて、内圧の上昇を緩和して安全弁動作を遅らせることができ、電解コンデンサの寿命特性の向上を図ることが提案されている。Further, as a sealed electrochemical device such as a capacitor having an electrolytic solution or a lithium battery, in
しかし、特許文献2の電解コンデンサにおいては、発泡シリコンゴムはガスの透過性が高く、電解液は透過しない性質を利用しているが、電解コンデンサの内部が急激な温度上昇に伴いガスの発生が盛んになることへの配慮が必要である。すなわち高温になってガスの発生に追従してそのガスを電解コンデンサ外へ排出をしなければ、電解コンデンサの安全弁動作を遅らすことができなくなることに対する配慮が必要である。However, in the electrolytic capacitor of
また、特許文献3にて、高温下で電池内部の気密性を低下させ電池内部で発生したガスを外部へ散逸させて電池の放電性能の劣化を防ぐために、封口ガスケットの上面と正極端子板の周縁部下面との間に融点が40から45℃となるように設定されたパラフィンを含浸したパッキングを挟み込んで耐漏液性能を向上させた乾電池が提案されている。Further, in
しかし、特許文献3においては、低温あるいは常温下ではパラフィンを含浸したパッキングは封口ガスケットの上面と正極端子板の周縁部下面に良好に密着して気密性は高いが、40℃以上の高温下ではこのパラフィンが溶融して流動し、パッキングと封口ガスケットの上面および正極端子板の周縁部下面の密着性が低下し、この部分の気密性が低下する。その結果、電池内部に発生したガスを外部に散逸させるが、その際、溶融して流動したパラフィンが外部に流出しないようにする配慮が必要である。However, in
また、特許文献4では、密閉容器に電解液ではなく固体電解質もしくはゲル電解質が収容された薄型電池で、密閉容器本体を樹脂層および金属箔層を含む防湿性多層フィルムでできた外装材とし、熱融着または接着性樹脂により封口されてなるリチウム電池などの薄型電池が提案されている。この薄型電池、高エネルギー密度であるが故に、万が一、内部ショートや外部からの力による破壊等が起こった場合に、短時間にエネルギーを放出して電池が高温になる虞れがあり、電池内部の電解質に含まれる溶媒の蒸気圧の上昇が起こり、電池の内圧が溶媒由来のガスにより高圧になる。そこで、防湿性多層フィルムの内側の樹脂層に切り込みを入れて、電池の内圧が上昇した場合に、この切り込み部分が裂け、線状に開裂して電池内のガスを排出し電池の破裂を防ぐ安全弁を形成している。In
しかし、特許文献4では、外装材が開裂することによる安全弁を用いているので、電池の内圧が上昇して外装材の切り込み部分が裂けるにはその外装材が膨らむほど内圧が上昇する必要があり、ガス発生による電池内圧と外装材の開裂とガス排出との関連を管理して安全にガスを排出する必要がある。また、この外装材の開裂により薄型電池として適正な機能を果たさなくなる。However, in
本発明は、上記の問題点を解消するために、内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器において、ガス透過基材と低融点素子を用いて、水分を透過させにくくするとともに発生したガスを密閉容器外に排出できるようにする通気性パッキングを提供することを目的とする。The present invention, in order to solve the above-mentioned problems, gas is generated inside, and when the temperature becomes high, the generation of gas becomes active and the pressure in the closed container increases due to the generated gas. An object of the present invention is to provide a breathable packing that uses a permeable base material and a low melting point element to make it difficult for water to permeate and to discharge the generated gas to the outside of a closed container.
本発明の請求項1に記載の通気性パッキングブロックは、密閉容器を構成する密閉容器本体には内外に連通した通気孔を有し、前記密閉容器の内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、前記密閉容器内の圧力が上昇する過程で前記ガスを前記通気孔から前記密閉容器外に排出させる通気性パッキングブロックであって、前記通気性パッキングブロックは、水分およびガスが透過する微細孔もしくは隙間を有する素材でできたガス透過基材の内部に低融点素子を分散させてなる通気性パッキングと、溶融した低融点素子が前記密閉容器本体の外部に飛散しないように保護する保護シートからなり、前記通気性パッキングは前記密閉容器本体の内側に配設されており、前記保護シートは前記通気性パッキングと離間して配設されて、前記低融点素子を溶融させないで前記通気孔を閉塞させる状態と前記低融点素子を融点以上の温度で溶融させてガスの圧力によりガスを透過させるガスバイパス路の発生により前記通気孔を開放させる状態との機能を備えるとともに溶融した低融点素子が外部に飛散しない機能を備えたことを特徴とする。同請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の通気性パッキングブロックで、前記ガス透過基材の素材は不織布であることを特徴とする。The air-permeable packing block according to
本発明の通気性パッキングブロックは、密閉容器を構成する密閉容器本体には内外に連通した通気孔を有し、前記密閉容器の内部にガスが発生し、高温になるとガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、前記密閉容器内の圧力が上昇する過程で前記ガスを前記通気孔から前記密閉容器外に排出させる通気性パッキングブロックであって、前記通気性パッキングブロックは、水分およびガスが透過する微細孔もしくは隙間を有する素材でできたガス透過基材の内部に低融点素子を分散させてなる通気性パッキングと、溶融した低融点素子が前記密閉容器本体の外部に飛散しないように保護する保護シートからなり、前記通気性パッキングは前記密閉容器本体の内側に配設されており、前記保護シートは前記通気性パッキングと離間して配設されて、前記低融点素子を溶融させないで前記通気孔を閉塞させる状態と前記低融点素子を融点以上の温度で溶融させてガスの圧力によりガスを透過させるガスバイパス路の発生により前記通気孔を開放させる状態との機能を備えるとともに溶融した低融点素子が外部に飛散しない機能を備えることにより、溶融した低融点素子が外部に飛散させないようにすることができ、通常は前記通気孔を閉鎖して水分を透過させにくくガスを透過させないようにしており、高温になってガスの発生が盛んになると前記ガスバイパス路を介して前記通気孔を開放してガスを密閉容器内に蓄積しすぎないように前記通気孔から前記ガスを密閉容器外に排出し、温度が低下すると前記ガス透過基材は前記低融点素子により水分およびガスを透過させない状態に復帰して前記通気孔を閉鎖して水分およびガスを透過させないようにすることができる。The air-permeable packing block of the present invention has a ventilation hole communicating with the inside and outside of the closed container body forming the closed container , gas is generated inside the closed container, and the gas is actively generated when the temperature becomes high. A gas permeable packing block that is used in a closed container in which the pressure in the closed container increases due to the generated gas, and that discharges the gas from the ventilation hole to the outside of the closed container in the process of increasing the pressure in the closed container. The breathable packing block includes a breathable packing formed by dispersing low melting point elements inside a gas permeable substrate made of a material having fine pores or gaps through which moisture and gas can pass, and a melted low melting point. The element is composed of a protective sheet that protects the airtight container from being scattered to the outside, the breathable packing is disposed inside the airtight container body, and the protective sheet is separated from the breathable packing. It is arranged so as to close the vent hole without melting the low melting point element and to generate the gas bypass passage for melting the low melting point element at a temperature equal to or higher than the melting point to allow gas to pass therethrough by the pressure of the gas. By providing a function with the state of opening the pores and a function of the molten low melting point element not scattering to the outside, it is possible to prevent the molten low melting point element from scattering to the outside, and usually the vent hole It is closed so that it is difficult for water to permeate and does not allow gas to permeate.When the temperature becomes high and gas is actively generated, the vent hole is opened through the gas bypass passage to accumulate gas in a closed container. The gas is discharged from the ventilation hole to the outside of the closed container so as not to be excessive, and when the temperature is lowered, the gas permeable substrate is returned to a state in which moisture and gas are not permeated by the low melting point element to close the ventilation hole. Can be made impermeable to moisture and gas.
(実施形態1)
図1〜図5を参照して、通気性パッキングの構成を説明する。(Embodiment 1)
The configuration of the breathable packing will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
図1および図2において、1は、密閉容器本体の一部を示し、この密閉容器本体1には微細孔でできた通気孔2が形成されている。この通気孔2は密閉容器本体1の内外に貫通した直径が0.5〜100μmの断面が円形の孔でできており、水分を透過させにくくガスを透過させるように形成されている。この場合、通気孔2の設定には通気性パッキング3との組み合わせで水分を透過させにくくガスを透過させるように設定してもよい。この密閉容器本体1の内側(図1では下面)には通気性パッキング3が配設されている。この通気性パッキング3はガス透過基材の内部に融点が40〜120℃の低融点素子3Aを分散させてできている。この場合、ガス透過基材としては厚さが0.2mm程度の矩形状または円形状のシートで、微細孔もしくは隙間を有し上面と下面とが連通して水分およびガスが透過する素材で、例えば、ガラス繊維材でできた不織布、布、微小な多孔もしくは単孔のフィルム、ペーパなどの素材である。このガス透過基材に低分子量のポリエチレン系ワックス、パラフィンや低融点オレフィン化合物などの低融点素子3Aを前記微細孔もしくは隙間に充填して低融点素子3Aがガス透過基材の内部に分散されている。このようにしてできた通気性パッキング3は、一端が開口した有底の筒でできた支持体4の底面の部位(底部)4Bに固着されることにより、この通気性パッキング3は支持体4の底部4Bを構成して支持体4の内部に空間4Aを形成させている。この支持体4の形状は一端が開口し、他端の底部4Bも開口させておいてこの底部に通気性パッキング3が固着されるように円筒状や角筒状で形成されており、その素材は、水分やガスを透過させないような金属材や合成樹脂材でできている。この支持体4は通気性パッキング3が空間4Aを介して通気孔2と連通して露出するようにして密閉容器本体1の内側(図1では下面)に固着されている。また、密閉容器本体1の内側には保護シート5が配置されている。この保護シート5はガス透過基材の素材と同様な素材でできた厚さ0.2mm程度の矩形状または円形状でできており、図1においては、保護シート5は密閉容器本体1の内側(図1では下面)に固着されている。その結果、この保護シート5にて支持体4の一端の開口した部位(開口端)が閉塞されていることを示す。この場合、保護シート5を予め支持体4の前記開口端を閉塞するように固着させておいて、支持体4を保護シート5とともに密閉容器本体1の内側に固着させてもよい。このようにして、通気性パッキング3が密閉容器本体1の内側に空間4Aを介して固着された通気性パッキングブロック10が得られ、通気性パッキング3はガス透過基材の内部に低融点素子3Aを分散させてできているので、この低融点素子3Aにより水分およびガスを透過させないようにした状態となる。なお、保護シート5は溶融した低融点素子3Aが密閉容器本体1の通気孔2から外部に飛散しないように保護することに有用である。 In FIG. 1 and FIG. 2,
次に、図3において、密閉容器本体1の内側に配設された通気性パッキング3が密閉容器内で融点以上の温度および圧力Pを受けると、低融点素子3Aが融点以上の温度で溶融し圧力Pを受けてガス透過基材の上面および下面にそれぞれ低融点素子除去部3Bおよび3Cが形成される。この低融点素子除去部3Bと低融点素子除去部3Cとは、上述のとおり、上面と下面とが連通して水分およびガスが透過する素材でできたガス透過基材を用いて形成されているので、融点以上の温度および圧力Pを受けてガス透過基材の上面と下面とが連通していることを示し、ガス透過基材の内部にガスを透過させるガスバイパス路を発生させて、通気孔2を開放させる状態となった通気性パッキングブロック10が得られる。Next, in FIG. 3, when the air-
図4および5は、上述の図3における通気性パッキング3の低融点素子3Aの部位の一部を拡大して示し、通気性パッキング3が密閉容器内で融点以上の温度および圧力Pを受けると、低融点素子3Aの一部が融点以上の温度および圧力で上述のとおり溶融状態となり、低融点素子除去部3Bと3Cが連通して、ガス透過基材の内部にガスバイパス路を発生させる状態になることを示す。FIGS. 4 and 5 are enlarged views of a part of the low melting point element 3A of the
図6は、上面と下面とが連通して水分およびガスが透過するガス透過基材の素材としてポリフェニレンサルファイド(PPS)不織布を用い、このガス透過基材にパラフィンワックスの低融点素子3Aを浸透させた厚さ0.2mmのフィルムを通気性パッキング3として用いて、この通気性パッキング3の低融点素子3Aを溶融させて低融点素子除去部3Bおよび3Cを形成する実験装置を示す。この実験装置では、温度が80℃で、圧力Pが0.1MPaGとして設定して、その加熱・加圧空気を下面から上面に向かって送り、通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡(株式会社にニコン製測定顕微鏡MM−800)Cを用いて通気性パッキング3を観察した。In FIG. 6, a polyphenylene sulfide (PPS) non-woven fabric is used as a material of a gas permeable base material that allows the upper surface and the lower surface to communicate with each other and allows moisture and gas to permeate, and the low melting point element 3A of paraffin wax is permeated into the gas permeable base material. An experimental apparatus for forming a low melting point
図7は低融点素子3Aが溶融しない状態の通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡で観察して得られた写真図で、図8は低融点素子3Aが溶融して低融点素子除去部3Bが形成された状態の通気性パッキング3の上面を測定顕微鏡で観察して得られた写真図である。図8においては、通気性パッキング3の上面に破線○印で囲んだ3箇所のガスバイパス路となる微小径の低融点素子除去部3Bを確認できる。FIG. 7 is a photograph obtained by observing the upper surface of the air-
(通気性パッキングの水分不透過とガス透過作用の原理)
図1から図5において、通気性パッキングは水分を透過させにくくするように微細孔でできた通気孔2を有する密閉容器本体1に適用し、この通気性パッキングは、微細孔もしくは隙間を有し上面と下面とが連通して水分およびガスが透過する素材でできたガス透過基材を用いており、低融点素子3Aをこのガス透過基材の微細孔もしくは隙間に充填してガス透過基材の内部に低融点素子3Aが分散されているので、この低融点素子3Aが溶融しない温度すなわち常温では低融点素子3Aがガス透過基材の微細孔もしくは隙間を閉塞して水分およびガスを透過させないようにするガスバリヤとなって、ガス透過基材は密閉容器本体1の通気孔2を閉塞させ、水分およびガスを通気孔2から透過させにくくするように作用する。この作用により、密閉容器は、常温では水分およびガスを透過させにくくしている。次に、密閉容器本体1が低融点素子3Aの溶融温度すなわち高温になると、この低融点素子3Aが溶融状態となりガス透過基材の微細孔もしくは隙間から低融点素子3Aの閉塞作用が弱くなり、この状態でガス圧を受けるとそのガス圧によりガス透過基材の微細孔もしくは隙間から低融点素子3Aが除去される部位が発生し、この部位(低融点素子除去部)によりガス透過基材の微細孔もしくは隙間が開放されてガス透過基材の内部にガスバイパス路が形成されて、ガス透過基材により閉塞されていた密閉容器本体1の通気孔2を開放させ、通気孔2から水分を透過させにくくガスを透過させるように作用する。次に、密閉容器本体1が低融点素子3Aの溶融しない温度に低下すると、低融点素子3Aがガス透過基材の微細孔もしくは隙間を閉塞してガスバリヤとなって、ガス透過基材は密閉容器本体1の通気孔2を閉塞させ、水分およびガスを通気孔2から透過させにくくするような状態に復帰する。このように通気性パッキングを密閉容器本体1の温度や内圧によりガス透過が可能となる。温度によりガスを透過させない状態とガスを透過させる状態との開閉サイクルが得られる。(Principle of moisture impermeable and gas permeable action of breathable packing)
1 to 5, the breathable packing is applied to a
(通気性パッキングの利用)
図9は、本発明の通気性パッキングが用いられる密閉容器本体として、電極素子および電解液を有する密閉型電気化学デバイスの密閉容器に形成して、水蒸気などの水分を透過させないようにして密閉容器内に発生したガスを密閉容器外に排出しやすくする密閉型電気化学デバイスへの利用例を示す。(Use of breathable packing)
FIG. 9 shows a closed container body in which the air-permeable packing of the present invention is used, which is formed in a closed container of a closed electrochemical device having an electrode element and an electrolytic solution so that water such as water vapor does not pass through. An example of use in a sealed electrochemical device that facilitates discharge of the gas generated inside to the outside of the sealed container is shown.
図9において、密閉容器本体1となる蓋体に一対の電極端子100、100を並設した密閉型電気化学デバイスを示し、この密閉型電気化学デバイスは電解液104を有するコンデンサやリチウム電池などで、円板(楕円を含む)状や矩形状の合成樹脂材でできた蓋体(密閉容器本体1)が開口端のある円筒状または直方体状の箱型ケース11を閉蓋するように接合部材12で接合された密閉型電気化学デバイスの密閉容器を構成する。この密閉容器の内部には電極端子100の接続部101、この接続部101と電気的に接続されるリード102、このリード102と電機接続される電極素子部103および電解液104が密閉されて収容されている。このように、電極素子部103および電解液104を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、電解液104が外に漏れ出ないように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより電解液8が分解されて、酸素や二酸化炭素などのガスが発生し、そのガスが蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、密閉容器本体1となる蓋体や箱型ケース11が膨れたり、破裂したりするおそれがある。そこで、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないように蓋体(密閉容器本体1に通気孔2を形成しこの蓋体の下面に配置した通気性パッキングブロック10を用いて、水蒸気などの水分を透過させないようにするとともに、密閉容器内に発生したガスを適宜、通気孔2から密閉容器本体1となる蓋体の外に排出してガスが密閉容器内に蓄積しつづけることを防ぐことができる。なお、上記密閉型電気化学デバイスの密閉容器には図示しないが、密閉容器内の高圧で密閉容器内を開放してガスを排出させる安全弁を併置させてもよい。In FIG. 9, a sealed electrochemical device is shown in which a pair of
(実施形態2)
図10および11は、実施形態1で説明した通気性パッキングで、水分不透過とガス透過作用の原理にもとづき、通気性パッキングを密閉容器本体に配置させる異なった構成を示す。(Embodiment 2)
10 and 11 show the breathable packing described in the first embodiment, which has a different structure in which the breathable packing is arranged in the closed container main body based on the principle of water impermeable and gas permeable action.
図10および11において、実施形態1と同様な密閉容器本体1の貫通孔でできた通気孔2を有し、この通気孔2には内側(図10では下部)に径大な空間2Aが形成されている。密閉容器本体1の通気孔2の上面と下面にはそれぞれ、保護シート6、7が固着されている。これら保護シート6、7の形状は、厚さ0.2mm程度の矩形状または円形状で、その素材は実施形態1に示す保護シート5のようにガス透過基材の素材と同様な素材でできている。また、この空間2Aには通気性パッキング3が配設されており、この通気性パッキング3の上面には通気孔2と離間し、下面には保護シート7と離間している。この場合、保護シート6は通気孔2から溶融した低融点素子3Aが密閉容器本体1の外部(図10では上部)に飛散しないように保護し、保護シート7は通気性パッキング3が密閉容器の内部の電解液(図1では密閉容器本体1の下部の電解液)に浸漬されるのを保護することに有用である。 10 and 11, there is a
このようにして、通気性パッキングブロック10が得られる。この場合、通気性パッキング3は実施形態1と同様な素材でできており、密閉容器本体1の厚さは大きくなるが、その構成は簡素化ができる。In this way, the
(実施形態3)
図12および13は、実施形態1で説明した通気性パッキングの水分不透過とガス透過作用の原理にもとづき、通気性パッキングを密閉容器本体に配置させる異なった構成を示す。(Embodiment 3)
12 and 13 show different configurations for arranging the breathable packing in the closed container body based on the principle of the water impermeable and gas permeation action of the breathable packing described in the first embodiment.
図12および13において、密閉容器本体1は特許文献4のようなポリプロピレン樹脂等の熱融着樹脂でできた内層1Aとアルミニウム等の金属箔層1Bとポリエチレンテレフタレート樹脂等でできたが外層1Cとを積層した防湿性多層フィルムでできている。この密閉容器本体1には、外層1Cと金属箔層1Bとを貫通するライン状の切込み2Bとこの切込み2Bに連通して内層1Aに切り込み2Bよりも径大な空間2Aとからなる通気孔2が形成されている。密閉容器本体1の内側(図12では下面)にはこの通気孔2を空間2Aを介して閉塞する実施形態1または2と同様な通気性パッキング3が直接固着されて、通気性パッキングブロック10が得られる。12 and 13, the
(通気性パッキングの利用の異なる実施形態)
図14は、この実施形態3の通気性パッキングを使用した密閉型電気化学デバイスで、通気性パッキングが用いられる密閉容器本体として、電極素子および固体電解質を有する密閉型電気化学デバイスの密閉容器に形成して、水蒸気などの水分を透過させないようにして密閉容器内に発生したガスを密閉容器外に排出しやすくする密閉型電気化学デバイスへの利用例を示す。(Different embodiments of use of breathable packing)
FIG. 14 shows a hermetically sealed electrochemical device using the air-permeable packing of the third embodiment, in which a hermetically sealed container of the hermetically sealed electrochemical device having an electrode element and a solid electrolyte is formed as a hermetically sealed container body using the air-permeable packing. Then, an application example to a sealed electrochemical device in which moisture such as water vapor is prevented from permeating and the gas generated in the sealed container is easily discharged to the outside of the sealed container will be shown.
図14において、防湿性多層フィルムでできた密閉容器本体1を上側とし同様な防湿性多層フィルムでできた密閉容器本体11を下側とし、それぞれの端面に電極端子100、100を備えるようにして、密閉容器本体1と密閉容器本体11とを電極端子100の接続部101を介して熱溶着させて密閉容器を構成する。この密閉容器の内部には電極端子100の接続部101と電気的に接続されるリード102、このリード102と電機接続される電極素子部103および固体電解質105が密閉されて収容されている。このように、電極素子部103および固体電解質105を有するリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスにあっては、水分およびガスを透過させにくくするように密閉されているので、充放電サイクルを繰り返したり、高温で放置したり、短絡・過充電・逆充電などにより固体電解質105の溶媒が分解されて、ガスが発生し、そのガスが蓄積されることにより急激に内圧が上昇して、密閉容器本体1と密閉容器本体11とからなる密閉容器が膨れたり、破裂したりするおそれがある。そこで、発生したガスが密閉容器内に蓄積しすぎないように密閉容器本体1に通気孔2を形成しこの密閉容器本体1の下面に通気性パッキング3を配置した通気性パッキングブロック10を用いて、水蒸気などの水分を透過させないようにしたり、密閉容器内に発生したガスを適宜、通気孔2から密閉容器の外に排出したりしてガスが密閉容器内に蓄積しつづけることを防ぐことができる。In FIG. 14, the
なお、実施形態1から3において、ガス透過基材の内部に分散させた低融点素子3Aがガス透過基材の微細孔もしくは隙間を温度により閉塞してガスバリヤとしたり、開放してガスバイパス路としたり、ガスバリヤに復帰したりする作用ができるようにガス透過基材の微細孔もしくは隙間と低融点素子3Aの分散の配分とを考慮する必要があり、その考慮に際しては、保護シートの有無や容器本体内のガス圧などで低融点素子3Aが密閉容器外に飛散しないように設定することも必要である。In
また、前記通気性パッキングは、図示しないが、微細孔でできた通気孔2を有する密閉容器本体1の上面すなわち密閉容器本体1の外側に配設させてもよい。Although not shown, the breathable packing may be arranged on the upper surface of the
本発明の通気性パッキングは、内部にガスが発生する密閉容器が高温になりガスの発生が盛んになってその発生したガスにより密閉容器内の圧力が上昇する密閉容器に用いられ、特に密閉容器内に電解液や固体電解質を有するコンデンサやリチウム電池などの密閉型電気化学デバイスとして有用である。The air-permeable packing of the present invention is used for a hermetically sealed container in which gas is generated, the temperature of the hermetically sealed container becomes high, the gas is actively generated, and the pressure in the hermetically sealed container is increased by the generated gas, and particularly the hermetically sealed container It is useful as a sealed electrochemical device such as a capacitor or a lithium battery having an electrolytic solution or a solid electrolyte inside.
1 密閉容器本体
2 通気孔
3 通気性パッキング
3A 低融点素子1
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