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1、(10)申请公布号 CN 102856526 A (43)申请公布日 2013.01.02 CN 102856526 A *CN102856526A* (21)申请号 201110175600.8 (22)申请日 2011.06.27 H01M 4/02(2006.01) H01M 2/12(2006.01) H01G 9/12(2006.01) H01G 9/008(2006.01) (71)申请人 台达电子工业股份有限公司 地址 中国台湾桃园县 (72)发明人 庄明德 谭光荣 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 吴孟秋 (54) 发明名称 储。
2、能元件封装结构 (57) 摘要 一种储能元件封装结构， 包含 ： 下盖、 上盖、 第 一电极、 第二电极以及安全阀。 上盖与下盖相接合 以形成中空腔体以装盛电解液。第一电极及第二 电极形成于上盖上并延伸至中空腔体与电解液接 触。 第一电极包含排气通道以及开口， 其中排气通 道承接于中空腔体及开口。安全阀形成于第一电 极中。当中空腔体内的内部气体压力小于等于临 界值时， 安全阀遮蔽排气通道 ； 另外， 当内部气体 压力增加而大于临界值时， 内部气体推动安全阀 以产生位移， 使内部气体由中空腔体经由排气通 道及开口排出于储能元件封装结构外。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 。
3、页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 6 页 1/2 页 2 1. 一种储能元件封装结构， 包含 ： 一下盖 ； 一上盖， 与所述下盖相接合以形成一中空腔体， 其中， 所述中空腔体装盛一电解液 ； 一第一电极， 形成于所述上盖上并延伸至所述中空腔体与所述电解液接触， 所述第一 电极包含一排气通道以及至少一开口， 其中， 所述排气通道承接于所述中空腔体及所述开 口 ； 一第二电极， 形成于所述上盖上并延伸至所述中空腔体与所述电解液接触 ； 以及 一安全阀， 形成于所述第一电极中 ； 其中， 当所述中空腔体内的一内部。
4、气体压力小于等于一临界值时， 所述安全阀遮蔽所 述排气通道， 以及当所述中空腔体内的所述内部气体压力增加而大于所述临界值时， 所述 内部气体推动所述安全阀以产生一位移， 使所述内部气体由所述中空腔体经由所述排气通 道及所述开口排出于所述储能元件封装结构外。 2. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述安全阀包含 ： 一盖板， 包含至少一连通孔洞， 所述盖板侧缘紧压配合 (press fitting) 所述开口内 缘 ； 以及 一弹性体 ； 其中， 所述弹性体的正投影面积小于或等于所述盖板的正投影面积， 所述排气通道的 截面积小于或等于所述弹性体的正投影面积， 所述弹性体位于所。
5、述盖板及所述排气通道 间， 以于所述内部气体压力小于等于所述临界值时遮蔽所述排气通道。 3. 根据权利要求 2 所述的储能元件封装结构， 当所述中空腔体内的所述内部气体压力 增加而大于所述临界值时， 所述内部气体推动所述弹性体以使所述弹性体推动所述盖板， 使内部气体由所述中空腔体经由所述排气通道， 自所述盖板的所述连通孔洞及所述开口排 出于所述储能元件封装结构外。 4. 根据权利要求 2 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述盖板以及所述弹性体是一体 成形。 5. 根据权利要求 2 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述电解液在所述盖板及所述弹 性体未遮蔽所述排气通道时由所述排气通道注入。 6。
6、. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述安全阀包括 ： 一盖板， 包含至少一连通孔洞， 所述盖板紧压配合所述排气通道内缘 ； 以及 一弹性体 ； 其中， 所述排气通道的截面积小于或等于所述盖板的正投影面积， 所述盖板位于所述 弹性体及所述排气通道间， 于所述内部气体压力小于等于所述临界值时， 所述弹性体遮蔽 所述盖板的所述连通孔洞， 以使所述盖板遮蔽所述排气通道。 7. 根据权利要求 6 所述的储能元件封装结构， 于所述中空腔体内的所述内部气体压力 增加而大于所述临界值时， 所述内部气体推动所述弹性体， 使所述内部气体由所述中空腔 体经由所述排气通道， 自所述盖板的所述连通。
7、孔洞及所述开口排出于所述储能元件封装结 构外。 8. 根据权利要求 6 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述电解液在所述盖板及所述弹 性体未遮蔽所述排气通道时由所述排气通道注入。 权 利 要 求 书 CN 102856526 A 2 2/2 页 3 9. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 更包含至少一电极片组位于所述中空腔 体中， 所述第一电极以及所述第二电极电性连接于所述电极片组。 10. 根据权利要求 9 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述电极片组包含一正电极片、 一负电极片以及一隔离片。 11. 根据权利要求 9 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述第一电极以及所述第二。
8、电极 与一外部电子元件相电性连接， 以透过所述电极片组使所述电解液进行一电化学反应。 12. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述储能元件封装结构应用于一 电池或一超级电容。 13. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述上盖以及所述下盖是藉由一 黏胶的胶合、 一热熔处理或一超音波的焊接处理相连接。 14. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述上盖以及所述下盖为由铝、 铁、 铝膜形成。 15. 根据权利要求 1 所述的储能元件封装结构， 其中， 所述上盖以及所述下盖为由塑料 形成。 16. 一种储能元件封装结构， 包含 ： 一下盖 ； 。
9、一上盖， 与所述下盖相接合以形成一中空腔体， 其中， 所述中空腔体装盛一电解液 ； 一第一电极， 形成于所述上盖上并延伸至所述中空腔体与所述电解液接触， 所述第一 电极包含一排气通道以及至少一开口， 其中， 所述排气通道承接于所述中空腔体及所述开 口 ； 一第二电极， 形成于所述上盖上并延伸至所述中空腔体与所述电解液接触， 所述第二 电极包含一注液通道以及一密封体， 所述注液通道贯穿所述第二电极， 所述密封体用以于 所述电解液注入所述中空腔体后密封所述注液通道 ； 以及 一安全阀， 形成于所述第一电极中 ； 其中， 当所述中空腔体内的一内部气体压力小于等于一临界值时， 所述安全阀遮蔽所 述排气。
10、通道， 以及当所述中空腔体内的所述内部气体压力增加而大于所述临界值时， 所述 内部气体推动所述安全阀以产生一位移， 使所述内部气体由所述中空腔体经由所述排气通 道及所述开口排出于所述储能元件封装结构外。 17. 根据权利要求 16所述的储能元件封装结构， 其中， 所述密封体为金属。 权 利 要 求 书 CN 102856526 A 3 1/5 页 4 储能元件封装结构 技术领域 0001 本发明内容是有关于一种封装结构， 且特别是有关于一种储能元件的封装结构。 背景技术 0002 储能元件如电池或是超级电容是利用化学反应的化学能与电能间互换而进行释 能与储能的装置。在化学能及电能间的转换进行，。
11、 亦或储能元件所在的环境发生变化如温 度上升时， 常会造成内部气体的膨胀。 为使膨胀的气体造成的内部压力得以平衡， 储能元件 经常在其包装上直接开孔， 以使膨胀的气体可以藉由此开孔释出。 然而直接开孔的方式， 在 电毛细现象的作用下， 往往使电解液经由此包装上的开口渗漏， 造成爬碱的问题， 进而将增 加对人体伤害及环境污染的机会。 0003 因此， 如何设计一个新的储能元件的封装结构， 能够在不造成爬碱问题的情形下， 使内部气体的压力在升高时得以有效地释放， 乃为此一业界亟待解决的问题。 发明内容 0004 因此， 本发明内容的一个目的是提供一种储能元件封装结构， 包含 ： 下盖、 上盖、 第。
12、 一电极、 第二电极以及安全阀。 上盖与下盖相接合以形成中空腔体， 其中中空腔体装盛电解 液。第一电极形成于上盖上并延伸至中空腔体与电解液接触， 第一电极包含排气通道以及 至少一开口， 其中排气通道承接于中空腔体及开口。第二电极形成于上盖上并延伸至中空 腔体与电解液接触。安全阀形成于第一电极中。其中当中空腔体内的内部气体压力小于等 于临界值时， 安全阀遮蔽排气通道， 以及当中空腔体内的内部气体压力增加而大于临界值 时， 内部气体推动安全阀以产生位移， 使内部气体由中空腔体经由排气通道及开口排出于 储能元件封装结构外。 0005 依据本发明内容一实施例， 安全阀包含 ： 盖板以及弹性体。 盖板包。
13、含至少一连通孔 洞， 盖板侧缘紧压配合 (press fitting) 开口内缘。弹性体的正投影面积小于或等于盖板 的正投影面积， 排气通道的截面积小于或等于弹性体的正投影面积， 弹性体位于盖板及排 气通道间， 以于内部气体压力小于等于临界值时遮蔽排气通道。当中空腔体内的内部气体 压力增加而大于临界值时， 内部气体推动弹性体以使弹性体推动盖板， 使内部气体由中空 腔体经由排气通道， 自盖板的连通孔洞及开口排出于储能元件封装结构外。其中电解液在 盖板及弹性体未遮蔽排气信道时由排气信道注入。 0006 依据本发明内容另一实施例， 盖板以及弹性体是一体成形。 0007 依据本发明内容又一实施例， 其。
14、中安全阀包括 ： 盖板以及弹性体。盖板包含至少 一连通孔洞， 盖板紧压配合排气通道内缘。其中排气通道的截面积小于或等于盖板的正投 影面积， 盖板位于弹性体及排气信道间， 于内部气体压力小于等于临界值时， 弹性体遮蔽盖 板的连通孔洞， 以使盖板遮蔽排气通道。于中空腔体内的内部气体压力增加而大于临界值 时， 内部气体推动弹性体， 使内部气体由中空腔体经由排气通道， 自盖板的连通孔洞及开口 排出于储能元件封装结构外。 其中电解液在盖板及弹性体未遮蔽排气信道时由排气信道注 说 明 书 CN 102856526 A 4 2/5 页 5 入。 0008 依据本发明内容更具有的一实施例， 储能元件封装结构更。
15、包含至少一电极片组位 于中空腔体中， 第一电极以及第二电极电性连接于电极片组。 电极片组包含正电极片、 负电 极片以及隔离片。其中第一电极以及第二电极与外部电子元件相电性连接， 以透过电极片 组使电解液进行电化学反应。 0009 依据本发明内容再具有的一实施例， 其中储能元件封装结构系应用于电池或超级 电容。上盖以及下盖是藉由黏胶的胶合、 热熔处理或超音波的焊接处理相连接。上盖以及 下盖为由铝、 铁、 铝膜形成， 或是为由塑料形成。 0010 本发明内容的一个目的是提供一种储能元件封装结构， 包含 ： 下盖、 上盖、 第一电 极、 第二电极以及安全阀。上盖与下盖相接合以形成中空腔体， 其中中空。
16、腔体装盛电解液。 第一电极形成于上盖上并延伸至中空腔体与电解液接触， 第一电极包含排气通道以及至少 一开口， 其中排气通道承接于中空腔体及开口。第二电极形成于上盖上并延伸至中空腔体 与电解液接触， 第二电极包含注液通道以及密封体， 注液通道贯穿第二电极， 密封体用以于 电解液注入中空腔体后密封注液通道。安全阀形成于第一电极中。其中当中空腔体内的内 部气体压力小于等于临界值时， 安全阀遮蔽排气通道， 以及当中空腔体内的内部气体压力 增加而大于临界值时， 内部气体推动安全阀以产生位移， 使内部气体由中空腔体经由排气 通道及开口排出于储能元件封装结构外。 0011 依据本发明内容一实施例， 其中密封。
17、体为金属。 0012 应用本发明内容的优点在于藉由将安全阀设置于第一电极中， 降低电毛细现象产 生的机率， 有效减少爬碱问题， 而轻易地达到上述的目的。 附图说明 0013 为让本发明内容的上述和其它目的、 特征、 优点与实施例能更明显易懂， 所附示图 的说明如下 ： 0014 图 1 为本发明内容一实施例中， 一种储能元件封装结构的立体图 ； 0015 图 2A 为图 1 的储能元件封装结构沿 A 方向的透视图 ； 0016 图 2B 为本发明内容一实施例中， 图 2A 中示出的电极片组由 B 方向的俯视图 ； 0017 图 2C 为图 2A 的储能元件封装结构在内部气体压力大于临界值时的透。
18、视图 ； 0018 图 2D 为本发明内容另一实施例中， 图 1 的储能元件封装结构 1 沿 A 方向的透视 图 ； 0019 图 3A 为本发明内容又一实施例中， 图 1 的储能元件封装结构沿 A 方向的透视图 ； 以及 0020 图 3B 为图 3A 的储能元件封装结构 1 在内部气体压力大于临界值时的透视图。 0021 主要元件符号说明 0022 1 ： 储能元件封装结构 10 ： 下盖 0023 100 ： 中空腔体 101 ： 电解液 0024 102 ： 电极片组 102a ： 正电极片 0025 102b ： 负电极片 102c ： 隔离片 0026 12 ： 上盖 14 ： 第。
19、一电极 说 明 书 CN 102856526 A 5 3/5 页 6 0027 140 ： 排气通道 142 ： 开口 0028 16 ： 第二电极 160 ： 注液通道 0029 162 ： 密封体 18 ： 安全阀 0030 20 ： 盖板 200 ： 连通孔洞 0031 22 ： 弹性体 A、 B ： 方向 0032 C、 D ： 排气方向 具体实施方式 0033 请同时参照图 1 及图 2A。图 1 为本发明内容一实施例中， 一种储能元件封装结构 1 的立体图。图 2A 为图 1 的储能元件封装结构 1 沿 A 方向的透视图。储能元件封装结构 1 包含 ： 下盖 10、 上盖 12、 。
20、第一电极 14、 第二电极 16 以及安全阀 18。 0034 储能元件封装结构 1 是用以封装储能元件之用， 此储能元件于一实施例中为电池 或是超级电容， 可进行化学能与电能间的转换， 达到储能与释能的作用。其中， 储能元件封 装结构 1 的上盖 12 与下盖 10 相接合以形成中空腔体 100。上盖 12 及下盖 10 于一实施例 中可由铝、 铁或铝膜形成， 或是于另一实施例中由塑料形成。上盖 12 及下盖 10 可藉由黏胶 的胶合、 热熔处理、 超音波的焊接处理或其它接合处理进行连接， 以于上盖 12 及下盖 10 间 形成上述的中空腔体 100。 0035 中空腔体100于一实施例中用。
21、以装盛电解液101。 于一实施例中， 电解液101为碱 性的电解液。第一电极 14 以及第二电极 16 形成于上盖 12 上， 并延伸至中空腔体 100 与电 解液 101 接触。于一实施例中， 储能元件封装结构 1 更包含至少一个位于中空腔体 100 中 的电极片组 102。 0036 请参照图 2B。图 2B 为本发明内容一实施例中， 图 2A 中示出的电极片组 102 由 B 方向的俯视图。 电极片组102于本实施例中包含正电极片102a、 负电极片102b以及隔离片 102c。图 2A 中的第一电极 14 以及第二电极 16 实质上电性连接于电极片组 102， 其中之一 连接于正电极片。
22、 102a 者为正电极， 而另一连接于负电极片 102b 者为负电极。隔离片 102c 隔离正电极片 102a 与负电极片 102b 以避免其相接触而短路。第一电极 14 以及第二电极 16 实质上更与外部的电子元件 ( 未示出 ) 相电性连接， 以透过电极片组 102 使电解液 101 藉由离子的移动与正负极的电压差进行电化学反应。于其它实施例中， 正电极片 102a、 负 电极片 102b 以及隔离片 102c 亦可能根据一同心圆的卷曲方式平行排列， 或以其它形式排 列达到相同的功效。于不同的实施例中， 储能元件封装结构 1 可包含不同数目的电极片组 102， 以达到最佳的储能及释能效果。。
23、 0037 请再次参照图 2A。第一电极 14 包含排气通道 140 以及开口 142， 其中排气通道 140 承接于中空腔体 100 及开口 142。安全阀 18 形成于第一电极 14 中。于本实施例中， 安 全阀 18 包含 ： 盖板 20 以及弹性体 22。 0038 盖板 20 侧缘紧压配合开口 142 内缘。弹性体 22 的正投影面积小于或等于盖板 20 的正投影面积， 而排气通道 140 的截面积小于或等于弹性体 22 的正投影面积。弹性体 22 位于盖板 20 及排气通道 140 间。于不同实施例中， 盖板 20 以及弹性体 22 可以是一体成形 或是分别各自为独立的元件。 00。
24、39 当储能元件封装结构 1 在一般的环境条件如温度适中的情形下正常运作时， 其在 说 明 书 CN 102856526 A 6 4/5 页 7 中空腔体 100 内的内部气体的压力将小于等于一个临界值并维持在合理的范围中。此时， 弹性体22将如图2A所示， 遮蔽住排气通道140， 而避免中空腔体100内的电解液101渗漏。 0040 请参照图 2C。图 2C 为图 2A 的储能元件封装结构 1 在内部气体压力大于临界值时 的透视图。当储能元件封装结构 1 处于较高温或是其它异常的环境下， 亦或运作产生过热 的异常现象， 将可能使内部气体压力增加而大于临界值。此时， 内部气体推动弹性体 22 。
25、以 进一步推动盖板 20， 于本实施例中， 盖板 20 更包含一连通孔洞 200， 以连通盖板 20 两侧的 空间。内部气体在推动包含弹性体 22 及盖板 20 的安全阀 18 后， 将使内部气体由中空腔体 100沿着图2C中示出的排气方向C， 经由排气通道140， 再自盖板20的连通孔洞200及开口 142排出于储能元件封装结构1外。 需注意的是， 上述的压力的临界值视实质情形可为特定 数值之一上下范围内， 或是以超过正常压力的多少百分比为准则， 并非限定于某一数值上。 0041 在应用面上， 储能元件封装结构 1 于本实施例中进行封装时， 是在盖板 20 及弹性 体 22 未遮蔽排气通道 。
26、140 时将电解液 101 由排气通道 140 注入。请参照图 2D， 为另一实施 例中， 图 1 的储能元件封装结构 1 沿 A 方向的透视图。于图 2D 的实施例中， 储能元件封装 结构 1 可另于第二电极 16 中形成注液通道 160。注液通道 160 贯穿第二电极 16， 以使电解 液 101 可经由注液通道 160 注入。并且， 注液通道 160 可藉由密封体 162 的设置， 以于电解 液 101 注入中空腔体 100 后密封注液通道 160， 避免电解液 101 的渗漏。于一实施例中， 此 密封体 162 为金属。 0042 因此， 本实施例中的储能元件封装结构 1 可不需额外在。
27、上盖 12 或下盖 10 开孔形 成安全阀， 可减少渗漏源， 降低产生电毛细现象的通路。 并且制造上的成本也因为不需要另 外形成安置安全阀的构件而可降低。 因此， 不论是成本亦或在爬碱现象的产生机率上， 储能 元件封装结构 1 都可达到有效降低的功效。 0043 请参照图 3A。图 3A 为本发明内容又一实施例中， 图 1 的储能元件封装结构 1 沿 A 方向的透视图。储能元件封装结构 1 包含 ： 下盖 10、 上盖 12、 第一电极 14、 第二电极 16 以 及安全阀 18。 0044 本实施例中的下盖 10、 上盖 12 及其内部中空腔体 100 的结构与图 2A 的实施例大 同小异，。
28、 因此不再赘述。 本实施例中的第一电极14包含排气通道140以及开口142， 其中排 气通道 140 承接于中空腔体 100 及开口 142。安全阀 18 形成于第一电极 14 中。于本实施 例中， 安全阀 18 包含 ： 盖板 20 以及弹性体 22。 0045 盖板20侧缘紧压配合排气通道140内缘。 排气通道140的截面积小于或等于盖板 20 的正投影面积。盖板 20 位于弹性体 22 及排气通道 140 间。盖板 20 具有连通孔洞 200， 以连通盖板 20 两侧的空间。 0046 当储能元件封装结构 1 在一般的环境条件如温度适中的情形下正常运作时， 其在 中空腔体 100 内的内。
29、部气体的压力将小于等于一个临界值并维持在合理的范围中。此时， 弹性体 22 将如图 3A 所示出， 遮蔽盖板 20 的连通孔洞， 并进一步使盖板 20 遮蔽排气通道 140， 而避免中空腔体 100 内的电解液 101 渗漏。 0047 请参照图 3B。图 3B 为图 3A 的储能元件封装结构 1 在内部气体压力大于临界值时 的透视图。当储能元件封装结构 1 处于较高温或是其它异常的环境下， 亦或运作产生过热 的异常现象， 将可能使内部气体压力增加而大于临界值。此时， 内部气体推动弹性体 22 以 使弹性体 22 不再覆盖住盖板 20 的连通孔洞 200。内部气体在推动弹性体 22 后， 将使。
30、内部 说 明 书 CN 102856526 A 7 5/5 页 8 气体由中空腔体 100 沿着图 3B 中示出的排气方向 D， 经由排气通道 140， 再自盖板 20 的连 通孔洞 200 及开口 142 排出于储能元件封装结构 1 外。 0048 类似地， 本实施例中位于中空腔体 100 的电解液 101 可以在盖板 20 及弹性体 22 未遮蔽排气通道 140 时由排气通道 140 注入， 亦或如图 2D 所示在第二电极 16 中形成贯穿 第二电极 16 的注液通道 160， 并在电解液 101 注入后藉由密封体 162 密封。 0049 因此， 本实施例中的储能元件封装结构 1 可不需。
31、额外在上盖 12 或下盖 10 开孔形 成安全阀， 可减少渗漏源， 降低产生电毛细现象的通路。 并且制造上的成本也因为不需要另 外形成安置安全阀的构件而可降低。 因此， 不论是成本亦或在爬碱现象的产生机率上， 储能 元件封装结构 1 都可达到有效降低的功效。 0050 虽然本发明内容已以实施方式揭露如上， 然而其并非用以限定本发明内容， 任何 本领域技术人员， 在不脱离本发明内容的精神和范围内， 当可作各种的更动与润饰， 因此本 发明内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。 说 明 书 CN 102856526 A 8 1/6 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 9 2/6 页 10 图 2A 图 2B 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 10 3/6 页 11 图 2C 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 11 4/6 页 12 图 2D 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 12 5/6 页 13 图 3A 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 13 6/6 页 14 图 3B 说 明 书 附 图 CN 102856526 A 14 。