电池组，电池组的制造方法，电子装置，以及成形构件的制作方法

专利名称：电池组，电池组的制造方法，电子装置，以及成形构件的制作方法
电池组，电池组的制造方法，电子装置，以及成形构件
背景技术：
本公开涉及例如电池组，其具有在特定温度改变形状的成形构件(molded part)， 还涉及该电池组的制造方法，以及电子装置。近年来，多种便携式电子装置例如可携式摄像机、便携式电话和笔记本电脑已出现在市场上，它们的尺寸和重量一直在减小。因此，对于用作这些便携式电子装置的电源的电池的需求快速增加。为了减小装置的尺寸和重量，需要将电池设计为轻质的，薄的，且高效利用装置中的容纳空间。满足需求的最合适的电池是锂-离子二次电池，其具有高能量密度和功率密度。锂-离子二次电池包含电池单元(battery cell)，其具有可以掺入(dope)锂离子和脱出(dedope)锂离子的正极和负极。该电池单元密封在金属罐或金属叠层膜中且受与电池单元电连接的电路基板的控制。锂-离子二次电池通常包含用于确保安全的机构，例如热-感应机构或压力-检测机构。当由热-感应机构所检测的温度或由-压力-检测机构所检测的压力超过特定水平时，安全机构被激活。日本未审查专利申请公开No. 2002-124224(专利文献I)，公开了例如如下电池组，其具有热-可变形膜例如双金属或形状-记忆合金片。日本专利No. 3638102(专利文献2)公开了电池组，其具有于三个位置或更多位置处放置的温度熔丝(fuse)、应变传感器 (strain sensor)、计时器和数据分析器。日本未审查专利申请公开No. 2008-258110 (专利文献3)公开了电池组，其在外罩(housing)和电池单元之间具有压力检测器以避免由电池单元的变形而引起的有害影响。还提出了使用热敏纸(thermal paper)作为热-感应机构。另外，存在一些利用形状-记忆聚合物作为可变形元件的提议。例如，已经发现了形状-记忆聚合物应用于形态-匹配枕头、餐具和工具的用途。日本专利No. 4390214 (专利文献4)公开了设计用于空间应用(space application)的形状-记忆聚合物。作为形状-记忆聚合物在电池中的应用，日本未审查专利申请公开No. 63-292568(专利文献5)公开了将形状-记忆聚合物用作电流阻挡机构(current-blocking mechanism)的材料。日本未审查专利申请公开No. 2009-151977 (专利文献6)公开了使用形状-记忆聚合物作为应力-产生材料使正极和负极更近地进行接触而避免阻力增加。

发明内容
例如，使用热敏纸检测热的技术的问题是其仅检测高温且不能停止电池组的使用。提供温度-检测机构或电流阻挡机构的技术，如专利文献I至3中所公开的，会使用具体的构件或增加构件的总数。该技术因而就成本方面而言是不利的，且该技术还存在以下问题其增加了电池之外的构件的体积从而降低了电池组的容量。专利文献5和6中公开的技术中存在相同的问题。另外，电池组的外壳(casing)通常由金属例如铝或铁或树脂例如聚丙烯或聚碳酸酯形成。当具有金属外壳例如铝或铁外壳的电池组反常加热时，电池组变得很热，因为该外壳具有高导热性。因此，优选使热电池组从装置中脱离(release)而不让使用者触碰它。 然而，上述专利文献中所公开的技术中还存在以下问题它们不能使电池组从装置中脱离。另外，就上述在高于100°C的温度范围中熔化且成为液体的树脂而言，问题是熔融树脂流进电子装置的电流阻挡构件中从而在它被激活后使它为导电的。因此，期望提供成形构件，该成形构件变化形状并且在特定温度恢复至它的原始形状，以及期望提供应用这样的成形构件的电池组、电池组的制造方法以及电子装置。根据本公开的一实施方案，提供了电池组，其包含电池和外壳，该外壳包覆电池且该外壳由形状-记忆树脂形成。该外壳的一部分或整体通过在特定温度进行加热而变形。在特定温度或更高温度，该变形的外壳的一部分或整体恢复至原始形状(original shape)。根据本公开的另一实施方案，提供了电池组的制造方法。该方法包括使用定位部分(positioning portion)定位电池,用形状-记忆树脂填充已定位的电池周围的空间从而形成至少一个突出(protrustion),以及在加热状态下对该突出施加外力使突出变形。根据本公开的另一实施方案,提供了电子装置(electronic device),其包含电源以及至少一个由形状-记忆树脂形成的成形构件。该成形构件的一部分或整体通过在特定温度进行加热而变形。该成形构件的一部分或整体在特定温度或更高温度恢复至原始形状。根据本公开的另一实施方案，提供了由形状-记忆树脂形成的成形构件。该成形构件通过在特定温度进行加热而变形。该变形的成形构件接近电源放置。在特定温度或更高温度该成形构件恢复至原始形状。根据至少一个实施方案，提供了在特定温度改变形状的成形构件。另外，提供了电子装置、电池组和具有提高的可靠性的电池组制造方法。


图IA和IB是示出了成形构件的变形的实例的示意图；图2A和2B是示出了成形构件的变形的另一实例的示意图；图3A和3B是示出了成形构件的变形的另一实例的示意图；图4A和4B是示出了成形构件的变形的另一实例的示意图；图5A和5B是示出了成形构件的变形的另一实例的示意图；图6A和6B是示出了成形构件的变形的另一实例的示意图；图7是示出了电池组外观的实例的立体图；图8是对用包装膜包覆电池单元的步骤进行说明的示意图；图9是对电池单元进行说明的立体图；图10A至10C是对电池组的制造方法的实例进行说明的示意图；图IlA至IlD是对电池组的制造方法的另一实例进行说明的示意图；图12A至12C是对成形构件用于手提个人电脑进行说明的示意图；图13A和13B是对成形构件用于数码相机的快门开关(shutter switch)和电源盖进行说明的示意图；图14A和14B是数码相机的电源盖的放大示意图15A至15C是对成形构件用于铰链机构(hinge mechanism)的配合部分进行说明的示意图，示出在普通使用时它的运行；图16A和16B是对成形构件用于铰链机构的配合部分进行说明的示意图，示出在反常高温时它的运行；图17A和17B是对成形构件用于启动冷却单元用的开关按钮进行说明的示意图；图18A和18B是对成形构件用于开关按钮进行说明的示意图；以及图19A和19B是对成形构件用于开关按钮进行说明的示意图。
具体实施例方式现在将参考附图和表格对大量实施方案、变型、实施例和对比例进行说明。以下所说明的实施方案、变型、实施例和对比例是具有多个技术优选限制的优选实施例。这些实施方案、变型、实施例和对比例不应该被解释为限制性的，除非明确地在本文中进行说明。除非具体说明，本文中用于量(例如密度、含量和材料填充(charged)量)的符号指的是质量百分比。成形构件的概述现在将概述根据本公开的一实施方案的成形构件的一实例。成形构件用于例如电子装置的外壳，所述电子装置例如数字摄影机或便携式电话或电池组。成形构件由例如形状-记忆树脂形成，以及在特定温度变形。通过变形，成形构件作为电子装置或电池组的安全机构运行。成形构件优选由反应-固化树脂形成，该反应-固化树脂例如硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂或聚氨酯树脂。具体地，在考虑涉及落下或碰撞的耐冲击性方面和最大屈服应力(maximum yield stress)方面,优选聚氨酯树脂。如果成形构件由热塑性树脂形成，其具有的熔化温度为约100°C至300°C，它会在移动电子装置的安全机构应当运行的温度范围内熔化。在这个实施方案中使用的反应-固化树脂(例如聚氨酯树脂)是形状-记忆树脂(形状-记忆聚合物)。形状-记忆树脂可以在特定温度或更高温度进行成形加工 (molded)。当树脂在成形加工后冷却时，成形加工形状被固定且记住为它的原始形状。原始形状的形状-记忆树脂然后可以在被加热至特定温度时通过施用外力而变形至任何形状。 冷却后，变形的形状得以保持。当在特定温度或更高温度加热该变形的成形构件时，变形的成形构件恢复至它的原始形状。当加热聚合物材料时，该聚合物材料从似玻璃硬状态改变至似橡胶状态的现象称作玻璃化转变，发生玻璃化转变得温度称作玻璃化转变温度，标为Tg。上述特定温度是例如接近玻璃化转变温度。反应-固化树脂优选具有的玻璃化转变温度为60°C至140°C。如果玻璃化转变温度低于60°C，则由反应-固化树脂形成的外壳可能部分地发生变形，例如在夏天高温时在车辆内部，其不利于每天的使用便利。如果玻璃化转变温度超过140°C时，从另一方面，树脂变形的时间点延迟了，从而使得很难在合适的时间点确保电子装置电源的安全型和可靠性。因此，反应-固化树脂优选具有的玻璃化转变温度为60°C至140°C。更优选地，反应-固化树脂具有的玻璃化转变温度为80°C至120°C。这使得反应-固化树脂起着安全机构的作用，例如，阻挡电流，停止运行，启动冷却机构，或在电源的树脂部分例如电池的隔板受影响之前使电源脱离。优选以下树脂，其具有的玻璃化转变温度为60°C至140°C，远大于常用树脂的玻璃化转变温度，即约0°c至-40°c :这样的树脂具有更高的交联密度和包含刚性基团例如芳基、杂环基或脂环族基团。例如，成形构件优选具有的物性变化比(property change ratio)为I. I至小于10，其中物性变化比由以下方程式给出加热后的成形构件物性变化比=软化温度 (softening temperature)时的弹性形变(elastic strain) /室温时的弹性形变。如果物性变化比小，因为热变形后的不充分的变化热-感应机构可能故障。从另一方面，如果物性变化比非常高，成形构件不提供在加热后不熔化而保持它的橡胶弹性的优势，其是本实施方案的一个优势。这将引起树脂流动，如分解和熔化的热塑性树脂一样，从而引起电子部分的问题或温度上升。因此，物性变化比优选为I. I至小于10。成形构件的细节现在将对成形构件的细节进行说明。如上所述,成形构件由反应-固化树脂例如热固化性的树脂或紫外线-固化树脂形成，其中该热固化性的树脂通过利用热进行反应而固化，该紫外线-固化树脂通过利用紫外线照射进行反应而固化。反应-固化树脂所使用的反应-固化树脂是至少一种选自以下的树脂聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂和二聚环戊二烯树脂。它们中，至少一种树脂选自聚氨酯树脂、环氧树脂、 丙烯酸树脂以及硅树脂是优选的，在考虑涉及落下或碰撞的耐冲击性方面和最大屈服应力方面，优选聚氨酯树脂。聚氨酯树脂聚氨酯树脂由多元醇和多异氰酸酯(polyisocyanate)制备。所用的聚氨酯树脂优选是如下定义的绝缘聚氨酯树脂。术语“绝缘聚氨酯树脂”指的是可以形成以下固化材料的聚氨酯树脂，该固化材料在25±5°C和65±5% RH时测量的体积电阻率(Ω · cm)为 IO10 Ω · cm或更大。所用的绝缘聚氨酯树脂优选具有的介电常数为6或更小(IMHz)以及击穿电压(breakdown voltage)为 15kV/mm 或更大。绝缘聚氨酯树脂可以通过调节例如多元醇的氧含量、溶解的离子浓度和溶解的离子类型的数目进行制备从而使得所得的绝缘固化的材料具有的体积电阻率为IOkiQ · cm 或更大，优选10ηΩ · cm或更大。具体地，如果体积电阻率为IO11 Ω · cm或更大，固化的材料具有极好的绝缘性能，因此使得可以与二次电池的保护电路基板(protection circuit board) 一起密封。体积电阻率根据JIS C2105进行测量，其中在25±5°C和65±5% RH时 500V的测量电压施加于样品(3mm厚)并在60秒后测量它的体积电阻率。聚氨酯树脂的实例包括聚酯型聚氨酯，其使用聚酯多元醇制备；聚醚型聚氨酯，其使用聚醚多元醇制备；以及使用其他多元醇制备的聚氨酯树脂。这些聚氨酯树脂可以单独使用或作为两种或多种的混合物进行使用。另外，多元醇可以包含粉末。粉末的实例包括无机颗粒例如碳酸钙、氢氧化铝、铝氧化物、硅氧化物、钛氧化物、硅碳化物、硅氮化物、硅酸钙、硅酸镁和碳颗粒；以及有机聚合物颗粒例如聚(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、羧甲基纤维素、聚氨酯和多酚颗粒。这些可以单独使用或作为混合物使用。颗粒可以是表面-处理的，且聚氨酯和多酚颗粒可以以发泡粉(foam powder)的形式使用。在该实施方案中所用的粉末的其他实例包括多孔颗粒。多元醇聚酯多元醇聚酯多元醇是脂肪酸和多元醇的产物。脂肪酸的实例包括含羟基的长链脂肪
酸例如蓖麻油酸、氧己酸(oxycapronic acid)、氧癸酸(oxycaprinic acid)、氧^--酸
(oxyundecanoic acid)、氧亚油酸(oxylinoleic acid)、氧硬脂酸(oxystearic acid)和氧十六碳烯酸(oxyhexadecenoic acid)。和脂肪酸反应的多元醇的实例包括二醇类例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇和二甘醇；三官能团多元醇例如甘油、三羟甲基丙烷和三乙醇胺；四官能团多元醇例如双甘油和季戊四醇；六官能团多元醇例如山梨醇；八官能团多元醇例如糖；相应上述多元醇的环氧烷烃(alkylene oxide)和脂肪族的、脂环族的或芳族胺的加聚物；以及环氧烷烃和聚酰胺-聚胺(polyamide-polyamines)的加聚物。特别优选例如蓖麻油酸的甘油酯以及蓖麻油酸和1，1，I-三羟甲基丙烷的聚酯多元醇。聚醚多元醇聚醚多兀醇的实例包括二兀醇类(dihydric alcohols)或三兀醇类(trihydric alcohols)或多元醇(polyhydric alcohols)类和环氧烧烃的加聚物，该二元醇类例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1，3_ 丁二醇、1，4_ 丁二醇、4，4' -二羟基苯基丙烷和4，4' -二羟基苯基甲烷，该三元醇类或多元醇类例如甘油、1，1，I-三羟甲基丙烷、1，2， 5-己三醇和季戊四醇，该环氧烷烃例如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷和-烯烃氧化物类 (-olefin oxides)。其他多元醇类其他多元醇类包括具有碳-碳主链的多元醇类，例如丙烯酸多元醇类、聚丁二烯多元醇类、聚异戊二烯多元醇类和氢化聚丁二醇多元醇类；上述碳-碳多元醇类和丙烯腈(AN)或苯乙烯单体(SM)的接枝共聚物；聚碳酸酯多元醇类；以及聚四亚甲基二醇 (polytetramethylene glycol) (PTMG)。对于直接成形加工至电池组,聚醚多元醇类是优选的，因为它们能够高度的弹性复元(elastic recovery),具有优异的耐化学性以及比碳酸酯多元醇类具有更大的成本-效益。多异氰酸酯所使用的多异氰酸酯可以是例如芳族多异氰酸酯、脂肪族多异氰酸酯或脂环族多异氰酸酯。芳族多异氰酸酯类的实例包括二异氰酸二苯甲酯(MDI)、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(polymethylene polyphenylene polyisocyanate)(粗 MDI)、甲苯二异氰酸酯 (TDI)、聚甲苯多异氰酸酯(polytolylene polyisocyanate)(粗TDI)、二甲苯二异氰酸酯 (XDI)和萘二异氰酸酯(NDI)。脂肪族多异氰酸酯类的实例包括二异氰酸己二酯(HDI)。脂环族多异氰酸酯类的实例包括异佛乐酮二异氰酸酯(iroi)。其他实例包括利用碳二亚胺 (carbodiimide)改性的上述多异氰酸酯类(碳二亚胺-改性多异氰酸酯类)、异氰脲酸酯 (isocyanurate)-改性的多异氰酸酯类、环氧乙烧-改性的多异氰酸酯类、氨基甲酸乙酯预聚物(例如，多元醇类和过量多异氰酸酯的反应产物，其在它的分子末端包含异氰酸酯基团)。这些可以单独使用或作为混合物使用。它们之中，二异氰酸二苯甲酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、碳二亚胺-改性的多异氰酸酯类和环氧乙烷-改性多异氰酸酯类是优选的。电池组的性能，例如耐热性、阻燃性、耐冲击性和水分阻隔性可以依赖反应-固化树脂的性能得以改进。例如，如果使用聚氨酯树脂，优选二异氰酸二苯甲酯(MDI)用作硬链段结构，其为包含刚性苯环结构的分子量最小的异氰酸酯，并调节用作基底(base)的多元醇和用作固化剂的异氰酸酯的重量混合比率(基底/固化剂)为I或更小，优选O. 7或更小。这提供了具有高交联密度的结构，其具有刚性的、对称的分子链，从而实现优异的耐热性和结构强度、改进的阻燃性(由于氨基甲酸乙酯键)和适用于注塑(injection)的树脂粘度。就强度和水分阻隔性方面而言，更高的二异氰酸二苯甲酯(MDI)含量是有利的； 然而，大于80重量％的MDI含量得到弱的耐冲击性，这是因为过量的MDI硬链段结构。针对更高的耐气候性，优选使用MDI和不泛黄(non-yellowing)多异氰酸酯例如XDI、IPDI或 HDI的混合物。为了增加交联密度，优选向基底加入小分子量交联剂例如三羟甲基丙烷。反应-固化树脂优选具有6kJ/m2或更大的冲击强度(impact strength),更优选 10kJ/m2或更大，其通过Izod V-notched冲击测试根据JIS K7110测定。如果冲击强度是 6kJ/m2或更大，树脂在I. 9m落下测试和Im落下测试中显示出优异的性能。如果冲击强度是10kJ/m2或更大，树脂在市场上所设想的最可能发生的落下测试中示出了特别优异的性能。当分子量分布(molecular weight dispersity)(数均分子量/重均分子量)增加时， 树脂的流动性和成形性(moldability)改进，但是耐冲击性倾向于减小。因而就流动性方面，粘度优选为至少80mPa .S。更优选地,调节粘度在200至600mPa *s的范围内从而使树脂容易使用。反应-固化树脂优选具有以下阻燃性，该阻燃性等同于在UL 746C 3/4英寸火焰测试(UL 746C 3/4 inch flame test)中25cm2或更小的过火面积(burned area),当使用厚度为0. 05至小于0. 4mm的样本时。如果使用的反应-固化树脂是聚氨酯树脂，多元醇优选是具有由式(I)表示的结构的阻燃多元醇PO(XR)3- · · (I)其中R是氢、烷基或苯基，以及X是硫、氧、氮或(CH2)nOi是I或大于I的整数)。 聚氨酯树脂结构中的这样的阻燃成分改进了阻燃性，特别是如果树脂是薄的，还确保了充分的结构强度。在不使用聚氨酯树脂的情况中，如果反应-固化树脂是薄的，耐冲击性可以通过降低玻璃化转变温度得以改进。这也改进了阻燃性，因为燃烧器的火焰使树脂收缩，树脂实质上变得更厚因而更抗燃烧。然而，非常低或高的玻璃化转变温度倾向于减小强度和安全。因此，反应-固化树脂优选具有的玻璃化转变温度为60°C至140°C以及熔化(分解)温度为200°C至400°C。更优选地，反应-固化树脂具有的玻璃化转变温度为80°C至 120°C和熔化(分解)温度为240°C至300°C。如果玻璃化转变温度低于60°C，则很难确保在环境温度为45°C时作为外壳所具有的充分的强度。如果玻璃化转变温度超过140°C，由于误用而积聚在电池中的能量的释放被延迟，其可能引起事故。如果熔化(分解)温度为200°C至400°C，玻璃化转变温度为60°C至150°C，阻燃性通过熔化或分解的吸热效应得以改进。小于200°C的熔化(分解)温度不利于改进阻燃性，这是因为在碳化的促进和热-绝缘层的形成过程中热量吸收发生早。大于400°C的熔化 (分解)温度不利于改进阻燃性，这是因为热吸收的时机被延迟。反应-固化树脂优选具有的粘度为80至小于IOOOmPa · S。在该范围内的粘度避免了电池最大面积上的包覆缺陷，因而避免了电池组性能的降低。另外，反应-固化树脂具有优异的流动性，这是因为达到固化的时间长于热塑性树脂达到固化的时间。然而，更长的固化时间导致树脂占用模具的时间更长。这增加了模具的数量，从而增加制造设备成本和减小生产性，使得难以通过减小电池组成形构件的厚度来增加体积能量密度和减小成本。 如果粘度不够，另一方面，反应-固化树脂示出了非常高的流动性，其可能减小制造效率和增加缺陷率，这是因为树脂从模具流出(flashing)以及流至电路基板上。反应-固化树脂(例如聚氨酯树脂)具有与金属的高粘附性以及也可以利用其极性基团粘附至热塑性树脂以形成刚性一体化结构(integrated structure)。虽然为热塑性树脂的聚酰胺树脂具有一定程度的粘附性，当未用物理粘附强化和高加压时该粘附性对于使用而言是不充分的；反应-固化树脂不存在这样的制约。虽然聚氨酯树脂的粘附性和凝聚结构之间的关系是不清楚的，但存在以下倾向性当它的交联密度增加时具有更小的粘附性。因此，优选使用以下粘合部件(bonding member),该粘合部件在它的表面上具有大量活性氢或大量容易和聚氨酯树脂形成氢键的极性基团。类似地,优选在待装配至部件(member)的部分上形成下陷(undercut)以阻止和部件的分离，或使得部件的表面粗燥化，或者在其上制造一个切口用于增加有效粘附区域。 另外，优选依赖固化过程中的温度条件控制聚氨酯树脂的凝聚结构，例如，通过减小温度以增加表面上的极性基团从而增加粘附性，或通过增加温度以减小粘附性用于控成形加工的脱模性(releasability)。添加剂反应-固化树脂可以包含添加剂例如填充剂、阻燃剂、消泡剂、杀菌剂、稳定剂、±曾塑剂、增稠剂、杀真菌剂和其他树脂。阻燃剂的实例包括磷酸三乙酯和磷酸三(2，3- 二溴丙基)酯。其他添加剂包括填充剂例如三氧化二锑和沸石以及染色剂例如颜料和染料。催化剂可以向反应-固化树脂中加入催化剂。加入以便于促进异氰酸酯和多元醇之间的反应和异氰酸酯的二聚化或三聚化的催化剂可以是相关技术领域中所使用的催化剂。催化剂的实例包括叔胺类例如三亚乙基二胺、2-甲基三亚乙基二胺、四甲基己二胺、五甲基二亚乙基三胺、五甲基二亚丙基三胺、五甲基己二胺、二甲基氨基乙基醚、三甲基氨基丙基乙醇胺、三二甲基氨基丙基六氢三嗪和叔铵盐类。金属基异氰脲酸酯化(isocyanuration)催化剂优选的使用量为O. 5至20重量份，基于100重量份的多元醇。小于O. 5重量份的金属基异氰脲酸酯化催化剂的量是不期望的，因为其导致不充分的异氰脲酸酯化。另一方面，大于20重量份的金属基异氰脲酸酯化催化剂的量(基于100重量份的多元醇)不提供和所添加的量相称的效果。金属基异氰脲酸酯化催化剂的实例包括脂肪酸金属盐类例如二月桂酸二丁基锡(dibutyltin dilaurate)、辛酸铅、蓖麻酸钾、蓖麻酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸钠、油酸
9钾、油酸钠、乙酸钾、乙酸钠、环烧酸钾(potassium naphthenate)、环烧酸钠(sodium naphthenate)、辛酸钾、辛酸钠和它们的混合物。其他的催化剂包括有机锡化合物例如乙酸三正丁基锡、三氯化正丁基锡、二甲基二氯锡、二丁基二氯锡和三甲基氢氧化锡。这些催化剂可以直接使用或可以溶解在溶剂例如乙酸乙酯中至浓度为O. 1%至20%，且以以下量加入，就固体含量而言所述量为O. 01至I 质量份，基于100质量份的异氰酸酯。因此，催化剂的加入量，直接地或作为溶液，就固体含量而言优选是O. 01至I质量份,基于100质量份的异氰酸酯，更优选O. 05至O. 5质量份。 如果催化剂的加入量是不充分的，例如，小于O. 01份，聚氨酯树脂形成缓慢且较难成形，这是因为它不固化为硬树脂状态。如果催化剂的添加量超过I质量份，另一方面，树脂形成地非常快速且较难成形为形状-保持的聚合物层。金属氧化物填充剂反应-固化树脂可以包含金属氧化物填充剂。金属氧化物填充剂的实例包括硅 (Si)、铝(Al)、钛(Ti)、错(Zr)、锌(Zn)和镁(Mg)氧化物和它们的混合物。金属氧化物填充剂用于改进反应-固化树脂的硬度。提供金属氧化物填充剂使其接触包含反应-固化树脂的层；例如，它可以混合在包含反应-固化树脂的层中。在这种情况下，优选金属氧化物填充剂均匀分散遍布包含反应-固化树脂的层中。混合的金属氧化物填充剂的量可以根据例如包含反应-固化树脂的层的聚合物类型而改变。然而，如果混合量小于包含反应-固化树脂的层的质量的3%，它可能不充分地增加外壳的硬度。如果混合量大于60%，另一方面，它可能引起制造中的成形性问题和陶瓷的脆性问题。因此，混合的金属氧化物填充剂的量优选占包含反应-固化树脂的层质量的约2%至50%。具有小的平均颗粒大小的金属氧化物填充剂提供高硬度，但它可能影响成形加工时填充的容易程度(ease)从而导致生产性方面的问题。具有大的平均颗粒大小的金属氧化物填充剂，从另一方面，可能使得较难实现所需的强度以确保作为电池组的充分的空间准确性。因此，金属氧化物填充剂优选具有的平均颗粒大小为O. I至40 μ m，更优选O. 2至 20 μ m0金属氧化物填充剂可以呈多种形状例如球形、鳞片形(scales)、薄片形和针状。虽然允许任意形状，球形填充剂是优选的，因为它较易低成本且具有均匀颗粒大小地形成，具有高长宽比的类针状物的填充剂是优选的，因为较易增加作为填充剂的强度。另外，类鳞片形的填充剂是优选的，因为当填充剂含量增加时填充的容易程度可以增加。也可以根据用途和材料使用不同平均颗粒大小的填充剂的混合物或不同形状的填充剂的混合物。除了金属氧化物，成形构件可以包含多种添加剂。例如，包含反应-固化树脂的层可以和金属氧化物一起包含紫外线吸收剂、光稳定剂、固化剂或它们的混合物。成形构件的变形的实例如上述的成形构件在特定温度变形。现在将对成形构件的变形的实例进行说明。图IA和IB示出了成形构件弯曲变形的实例。图IA示出了成形构件la，其形状是原始形状。例如，如图IA中所示的棒状是原始形状。在接近玻璃化转变温度的温度对成形构件Ia进行加热，并对已加热的成形构件Ia施加外力。结果成形构件Ia变形。例如， 如图IB所示，成形构件Ia变形为弯曲形状。冷却变形后成形构件Ia时，其弯曲形状被记住了。因此，形成了成形构件lb。如本文中所使用的，术语“冷却”包括在室温放置成形构件。成形构件Ib在特定温度或更高温度恢复至它的原始形状，例如，接近玻璃化转变温度的温度。即，成形构件Ib在接近玻璃化转变温度的温度变形为它的原始形状(棒状)。 可选地，图IB中所示的弯曲形状可以是成形构件Ib的原始形状，图IA中所示的棒状可以是变形后的形状。图2A和2B示出了成形构件压缩变形的实例。图2A示出了成形构件2a，其形状为原始形状。例如，图2A中所示的粗棒状是原始形状。在接近玻璃化转变温度的温度对成形构件2a进行加热，并对已加热的成形构件2a施加外力。结果成形构件2a变形。例如，如图2B所示，成形构件2a变形至细棒状。冷却变形后成形构件2a，其细棒状被记住了。因此，形成了成形构件2b。例如在接近玻璃化转变温度的温度，成形构件2b恢复至它的原始形状。S卩，成形构件2b在接近玻璃化转变温度的温度通过膨胀变形至它的原始形状(粗棒状)。可选地， 图2B中所示的细棒状可以是成形构件2b的原始形状，而图2A中所示的粗棒状可以是变形后的形状。成形构件的一部分是可以变形的。图3A示出了成形构件3a，其形状为原始形状。 例如，棒状是成形构件3a的原始形状。在接近玻璃化转变温度的温度对成形构件3a进行加热，并对已加热的成形构件3a施加外力。结果成形构件3a的一部分变形。例如，如图3B 所示，成形构件3a变形使得成形构件3a的一部分伸长以形成突出3b。冷却变形后的成形构件3a，从而形成成形构件3c，其具有突出3b。成形构件3c在特定温度或更高温度恢复至它的原始形状，例如，在接近玻璃化转变温度的温度。即，成形构件3c在接近玻璃化转变温度的温度变形至它的原始形状(棒状)。例如，随着突出3b收缩，成形构件3c变形为棒状。可选地，具有突出3b的形状可以是成形构件3c的原始形状，棒状可以是变形后的形状。成形构件3a的变形部分的形状和位置可以适当地改变。例如，可以形成大量突出。图4A和4B示出了螺丝钉4a。成形构件用作螺丝钉4a的螺纹(thread) 4b。例如， 具有螺纹4b的形状是原始形状。加热螺丝钉4a，并向已加热的螺丝钉4a施加外力。结果螺丝钉4a的螺纹4b变形。例如，如图4B所示，螺纹4b变形从而消失。冷却变形后的螺丝钉4a之后，形成螺丝钉4c。例如，在接近玻璃化转变温度的温度，螺丝钉4c恢复至它的原始形状。即，螺丝钉 4c在接近玻璃化转变温度的温度变形使得螺纹4b形成在螺丝钉4c上。因此，螺丝钉4c恢复为具有螺纹4b的螺丝钉4a。在螺纹4b在接近玻璃化转变温度的温度形成后，螺丝钉4a 恢复它的咬合机制(engagement function)。可选地,不具有螺纹的形状可以是原始形状， 具有螺纹4b的形状可以是变形后形状。在这种情况下，在螺丝钉4a在接近玻璃化转变温度时恢复为它的原始形状之后，螺丝钉4a失去其咬合机制。以此方式，在特定温度时对具有任意原始形状的成形构件进行加热。对已加热的成形构件施加外力以使其变形为任意形状。随着冷却变形后的成形构件，变形后形状得以保持。接着，在特定温度对成形构件进行加热。成形构件然后恢复至它的原始形状。特定温度是例如接近形成成形构件的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度的温度。成形构件的原始和变形后形状可以适当改变。成形构件用作电子装置的装配部件或部分，如以下详细说明。图5A和5B示出用于装配结构的成形构件的实例。图5A示出了成形构件5a。成形构件5a具有突出5b。突出5b装配进入部件5c上的凹槽(recess) 5d中。当加热成形构件5a时,其恢复至它的原始形状。例如，具有收缩的突出5b的形状是原始形状。当成形构件5a恢复至它的原始形状时，突出5b收缩。当突出5b收缩，其离开凹槽5d。成形构件放置在电子装置的一处或多处位置。图6A和6B示出了用于电子装置的铰链机构的成形构件的实例。如图6A所示，部件6a和6b可围绕转轴6c旋转。转轴6c是具有基本圆形横截面的棒。转轴6c是成形构件。例如，转轴6c在接近玻璃化转变温度的温度恢复为它的原始形状。例如，如图6B所示,周围表面具有凸(ridge)和凹(valley)的形状是原始形状。部件6a和6b在转轴6c恢复至它的原始形状之后不围绕转轴6c旋转。 因此，成形构件形状的改变可以用于控制另一机构的运转。成形构件的第一应用接着，将对成形构件的应用进行说明。首先，将对成形构件应用于电池组进行说明。图7示出了应用了成形构件的电池组的外观。电池组10具有平面状的、基本上矩形的形状以及进行配置使得成形部(外壳)11将电池和电池用的保护电路基板包覆在一起。成形部11由形状-记忆树脂形成。开口 12A和12B形成在成形部11的前端表面使得在此露出内部正极和负极。内部电极通过开口 12A和12B连接至外部电极例如连接电极，从而使得电池可以充电和放电。如之后所说明的，由将正和负极通过隔板卷绕或堆叠在一起而形成的电池称作“电池单元”， 通过利用叠层膜包覆电池单元而形成的组件称作“电池”，以及通过形状-记忆树脂将电池和电路基板包覆在一起而形成的组件称作“电池组”。如上所述，基板(board)和电池通过树脂结合。然而,基板和电池之间的位置关系可以呈不同的形式。例如，在装配或焊接在一起之前，电池和基板可以独立地直接成形加工。另外，基板的端子可以采用多种形状。平面状端子，其中接触装置的栓(pin)用于充电和放电，是优选的，这是因为基板是平面状的，较容易确定树脂允许流入的区域和树脂不能流入的区域。针对具有波纹(tabby)形状的端子(其中装置的栓装配与此)，可以在端子的前端提供用于接收过量树脂的树脂储存容器从而改进生产性。针对直接成形电池组(directly molded pack),其连接器(connector)优选从基板伸出从而装配至装置上。这是因为，虽然端子优选具有高导电性，但是优选包覆基板和电池的树脂具有高绝缘性和流动性，因此存在导电部分被包覆的风险。如果连接器从基板伸出，通过粘性材料例如橡胶按压连接器的导线，绝缘树脂可以较容易和可靠地进行成形加工，而不流动至连接器的导电部分上，从而改进生产性。这使得可以低成本提供电池组。电路基板上设置有保护电路，其包含温度保护装置例如熔丝，正温度系数 (positive temperature coefficient (PTC))装置，或热敏电阻(thermistor)和其他组分例如用于识别电池组的ID电阻器。另外，电路基板包含大量(例如，两个或三个)接触部 (contacts)。保护电路包含例如充电/放电控制场效应晶体管(FET)和集成电路(1C)，用于二次电池的监控和充电/放电控制。PTC装置串联至电池单元。如果电池温度超过预设温度，它的电阻突然增加至基本切断流经电池的电流。类似地，熔丝串联至电池单元，如果过电流流经电池，该熔丝被电流熔化和断开，从而切断电流。另外，电阻加热器设置在熔丝附近。如果使用过电压，当电阻加热器的温度增加时，熔丝将被熔化和断开，从而切断电流。如果二次电池的端电压(terminal voltage)超过例如4· 3至4. 4V,可能会发生危险情况如热产生或着火(ignition)。因此，保护电路监控二次电池的电压以及，如果电压超过4. 3至4. 4V，即，如果电池变得过度充电(overcharged)，关掉充电/放电控制FET以禁止充电。另一方面，如果二次电池的端电压是过度放电(overdischarged)的，超过放电禁止电压(discharging prohibition voltage)成为0V,由于内部短路会导致二次电池不能再充电。因此，如果当监控二次电池电压时检测到过放电，关掉充电/放电控制FET以禁止放电。现在将对电池实例进行说明。参见图8和9，电池30包含电池单元20，其通过将正极21和负极22以及隔板23a和23b —起卷绕或堆叠而形成，并利用用作包装材料的叠层膜27包装。如图8所示,叠层膜27用作包装材料(packaging material),具有矩形平面状凹槽27a，其容纳电池单元20。叠层膜27的边缘(除了折叠部分的三边)是热熔 (thermally fused)和密封的。叠层膜27的粘合部分(bonded portions)形成平台部分 (terrace portions)。凹槽27a两边上的平台部分朝向凹槽27a折叠。用作包装材料的叠层膜27可以是相关领域中使用的叠层膜，例如铝叠层膜。铝叠层膜优选是适合通过拉伸(drawing)形成用于容纳电池单元20的凹槽27a的招叠层膜。铝叠层膜通常具有多层结构，其中粘附层和表面保护层设置在铝层的不同表面上。具体地，铝叠层膜包括，以从内部开始的次序，即，从电池单元20的表面开始，用作粘附层的聚丙烯(PP)层、用作金属层的铝层以及用作表面保护层的尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层。代替铝叠层膜，用作包装材料的叠层膜27可以是单层或双层膜且包括聚烯烃膜。 叠层膜27具有的厚度为例如0. 2mm或更小。如图9中所示，带状正极21、隔板23a、相对正极21放置的带状负极22以及隔板 23b以上述次序堆叠，然后纵向卷绕堆叠物。利用凝胶电解质24涂敷正极21和负极22的两个表面。连接正极21的正极导线25a和连接负极22的负极导线25b从电池单元20伸出。为了改进之后与待叠层的叠层膜27的粘附性，利用密封剂26a和26b涂敷正极导线 25a和负极导线25b，该密封剂26a和26b是树脂片，例如马来酸酐改性的聚丙烯(PPa)片。现在将对电池30的组成进行更为具体地说明，虽然本公开也可以应用于除了下述之外的电池。例如，使用的电解质不限于凝胶电解质，可以是液体或固体电解质。另外， 本公开可以不仅应用于由卷绕带状正和负极以及隔板形成的电池，也可以应用于由类盘状 (plate-like)组件堆叠形成的电池。正极正极21包括正极集电体和正极活性材料层，其包含形成在正极集电体两面上的正极活性材料。正极集电体例如是金属箔例如铝(Al)、镍(Ni)、或不锈钢(SUS)箔。正极活性材料层包含例如正极活性材料、导电剂(conductive agent)和粘合剂(binder)。所用的正极活性材料是基于LixMO2 (其中M是至少一种过渡金属，以及x通常为 O. 05至I. 10，取决于电池的充电/放电状态)的锂-过渡金属复合氧化物。形成锂复合氧化物的过渡金属例如是钴(Co)、镍(Ni)或锰(Mn)。这样的锂复合氧化物的实例包括钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)和锰酸锂 (LiMn2O4) ο也可以使用固溶体，在该固溶体中部分过渡金属元素由另一元素替代。一个这样的实例是锂-镍-钴复合氧化物(例如LiNia5Coa5O2或LiNia8Coa2O2)。这些锂复合氧化物可以产生具有高能量密度的高电压。正极活性材料的另外实例包括不含锂的金属硫化物和氧化物例如TiS2, MoS2, NbSe2和V205。这些正极活性材料可以以混合物进行使用。所使用的导电剂例如是碳材料例如炭黑或石墨。所使用的粘合剂例如是聚偏二氟乙烯(PVdF)或聚四氟乙烯(PTFE)。所使用的溶剂例如是N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。负极负极22包括负极集电体和负极活性材料层，其包含形成在负极集电体两个表面上的负极活性材料。负极集电体例如是金属箔例如铜(Cu)、镍(Ni)或不锈钢(SUS)箔。负极活性材料层包含例如负极活性材料、导电剂和粘合剂。所使用的负极活性材料是金属锂、锂合金、可以掺入和脱出锂的碳材料，或金属基材料和碳基材料的复合材料。 可以掺入和脱出锂的碳材料的实例包括石墨、非-石墨化碳和石墨化碳，具体地，热解碳、 焦炭(例如浙青焦炭(pitch coke)、针状焦炭(needle pitch)和石油焦炭)、石墨、玻璃碳、 烧结(fired)有机聚合化合物(例如通过在适当的温度进行烧结而碳化的酚醛树脂和呋喃树脂类)、碳纤维和活性碳。可以掺入和脱出锂的其他材料包括聚合物例如聚乙炔和聚吡咯以及氧化物例如SnO2和LxTiyOz，例如Li4Ti5O1215锂可以和大量金属形成合金，其中通常使用锡(Sn)、钴(Co)、铟(In)、铝(Al)、硅
(Si)和它们的合金。针对金属锂，可以使用压制的(rolled)金属锂片，而不是混合粘合剂的粉末的涂层。所使用的粘合剂例如是聚偏二氟乙烯(PVdF)或苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。所使用的溶剂例如是N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、甲乙酮(MEK)或蒸馏水。电解质所使用的电解质可以是通常用于锂离子二次电池的电解质盐和非水溶剂。 非水溶剂的实例包括碳酸酯类例如碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、Y-丁内酯 (butyrolactone)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二丙酯 (DPC)和碳酸乙丙酯(EPC)以及它们的卤素-取代衍生物。这些溶剂可以单独使用或以特定比率的混合物形式使用。所使用的电解质盐是在非水溶剂中可溶解的电解质盐且是阳离子和阴离子的组合物。所使用的阳离子是例如碱金属或碱土金属。所使用的阴离子是例如Cr、Br' Γ、 SCN_、C104_、BF4_、PF6_或CF3SO3'这些电解质盐类的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双(三氟甲磺酰基)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、双(五氟乙磺酰基)亚胺锂 (LiN(C2F5SO2)2)和高氯酸锂(LiClO4)15电解质盐浓度可以是以下任何浓度，在该浓度时它可以溶解在溶剂中。优选地，在非水溶剂中的锂离子浓度是O. 4至2. Omol/kg。如果使用聚合物电解质，其通过混合非水溶剂和电解质盐以制备类凝胶电解质溶液和利用该电解质溶液浸溃基质聚合物进行制备。基质聚合物在非水溶剂中是可混合的。这样的基质聚合物的实例包括娃凝胶(silicone gel)、丙烯酸凝胶、丙烯腈凝胶、聚磷腈-改性聚合物、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和它们的复合的、交联的或改性的聚合物。氟聚合物的实例包括聚偏二氟乙烯(PVdF)，具有偏二氟乙烯(VdF)和六氟丙烯(HFP)作为重复单元的共聚物，和具有偏二氟乙烯(VdF)和三氟乙烯(TFE)作为重复单元的共聚物。这些聚合物可以单独使用或以两种或更多种的混合物进行使用。聚合物电解质优选包含金属氧化物或包含硅、铝、钛、锆或钨的复合金属氧化物。 这确保了反常条件下的绝缘作用，从而改进了安全性和可靠性，还提供了在高温下抑制膨胀的效应。隔板隔板23a和23b由例如聚烯烃如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)的多孔膜或无机材料如陶瓷无纺织物(nonwoven fabric)的多孔膜形成。这样的多孔膜的两种或多种也可以进行堆叠。它们中，聚丙烯和聚乙烯的多孔膜是最有效的。通常，隔板的厚度优选为5至50 μ m，更优选7至30 μ m。如果隔板是非常厚的，所含的活性材料量减小，从而降低了电池容量，以及离子导电性也减小，从而降低了电流特征 (current characteristics)。如果隔板是非常薄的,贝U另一方面膜的机械强度减小。电池组的制造方法现在将参考图IOA至IOC对上述电池组10的制造方法的实例进行说明。如在图 IOA所不,容纳在支撑容器(holder)中的电池30和电路基板31置于模具(未不出)的成形加工空间(molding space)中。成形加工空间用形状-记忆树脂填充以形成成形部(molded portion) 11。成形部11和电池30和电路基板31组合在一起。在成形部11上形成用于除去泡沫(bubbles)的突出32从而没有泡沫残留在形状-记忆树脂中。突出32形成在，例如电池组10的最大表面上泡沫倾向于残留的位置处。突出32用于除去泡沫的处理。突出32避免了由于残留泡沫引起的泡沫-咬合故障 (bubble-biting failure)从而改进生产性。然而，突出32保留在电池组10的表面上。因此，在由形状-记忆树脂形成的成形部11固化后，外力施加在处于加热后状态中的突出32上。例如，突出32是热-压的。在热压之前残留泡沫的突出32的前端是可以切去的。该具有突出32的形状是成形部11的原始形状的实例。如图10B所示,通过按压装置(pressing device) 33,例如脉冲焊接机(impulse welder)，按压突出32来对突出32进行热压。按压装置33的温度高于或等于形成成形部 11的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度。结果如图10C所示，突出32压缩，且形成了突出 32的表面变成基本上是平的。当突出32被压缩时,形成了变形部(strained portion) 34。 因此变形部34可以在成形加工和固化后利用按压装置33形成以确保在特定温度时热变形的预期量和位置。由此形成的电池组10容纳在电子装置中。例如，容纳电池组10使得形成了变形部34的表面面对覆盖电池组10用的电源盖。如果电池组10的电池30反常加热，例如由于外来物质的进入，由电池30产生的热转移到成形部11。当成形部11加热至接近玻璃化转变温度时，它恢复为其原始形状。即，成形部11恢复为它的原始形状从而变形部34伸出以形成突出32。当突出32形成时，它推动和强制电源盖离开。在盖子离开后，电池组10从电子装置中脱离。可选地，打开电源盖的开关可能被作为变形结果的突出32按压。S卩，开关可能被按压以打开电源盖，从而使得电池组10从电子装置中脱离。以此方式，反常加热的电池组10可以从电子装置中脱离。成形构件的第二应用接着，将对成形构件在电池组上的第二应用进行说明。此处将不对电池组的外观和结构进行说明，因为它们和第一应用中的那些相同。将参考图IlA至IlD对电池组10的制造方法的另一实例进行说明。如图IlA所示，容纳在支撑容器中的电池30和电路基板31置于模具的成形加工空间(腔)40中。模具由公模具半部分(male mold half)41和母模具半部分(female mold half)42形成,其具有平的配对表面(mating surface)。公模具半部分41和母模具半部分42由例如金属、 塑料或陶瓷形成。公模具半部分41和母模具半部分42配对以形成成形加工空间40。公模具半部分41具有电池-定位部41a和41b，其作为定位电池30用的突出。母模具半部分42具有电池-定位部42a和42b，其作为定位电池30用的突出。四个电池-定位部41a、41b、42a和42b设定电池30在成形加工空间40中的位置。电池-定位部的位置和数量例如可以适当改变。空间形成在单个电池-定位部41a、41b、42a和42b的周围。例如，空间41c和41d 分别形成在电池-定位部41a和41b的周围。类似地，空间42c和42d分别形成在电池-定位部42a和42b的周围。在电池30和电路基板31定位在成形加工空间40中之后，形状-记忆树脂经过管道(未示出)注入成形加工空间40和空间41c、41d、42c和42d中。在形状-记忆树脂固化后，公模具半部分41和母模具半部分42分离。如图IlB所示，形成包覆电池30的成形构件11。形状-记忆树脂注入空间41c、41d、42c和42d中以在成形部11上分别形成突出 43、44、45和46。另外，移除电池-定位部41a、41b、42a和42b以在成形部11上分别形成孔47、48、49和50。这个形状是成形部11的原始形状的实例。接着，在加热状态下向四个突出43、44、45和46施加外力。例如，如图IlC所示， 针对四个突出43、44、45和46按压按压装置33从而对四个突出43、44、45和46进行热压。 按压装置33的温度高于或等于形成成形部11的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度。四个突出43、44、45和46可以同时热压或相继热压。如图IlD所示，突出43、44、45和46通过热压被压缩。当突出43、44、45和46压缩时，成形部11的表面变成基本上平的。变形部51形成在成形部11上突出43被热压的位置。变形部52形成在成形部11上突出44被热压的位置。变形部53形成在成形部11 上突出45被热压的位置。变形部54形成在成形部11上突出46被热压的位置。因此形成的电池组10容纳在电子装置中。例如，容纳电池组10使得形成了变形部分51和52的表面面对覆盖电池组10用的电源盖。当电池组10的电池30因为例如外来物质的进入反常加热时，由电池30所产生的热转移至成形部11。当成形部11加热至接近玻璃化转变温度时，它恢复为其原始形状。即，成形部11恢复为它的原始形状从而使得变形部51、52、53和54伸出，它们分别形成突出43、44、45和46。当四个突出43、44、45和46形成时，它们中的至少一个推动和强制电子装置的电源盖离开。在盖子离开后，电池组10从电子装置中脱离。可选地，打开电源盖的开关可以被至少一个由变形导致的突出按压。即，开关可能被按压以打开电源盖，从而使得电池组10 从电子装置中脱离。以此方式，反常加热的电池组10可以从电子装置中脱离。另外,通过将形状-记忆树脂注入空间41c、41d、42c和42d中以形成突出43、44、 45和46从而使得围绕电池-定位部41a、41b、42a和42b的成形部11的厚度大于其他部分的厚度提供了以下优势在树脂固化后，公模具半部分41和母模具半部分42分离，以及四个电池-定位部41a、41b、42a和42b被移除。当电池-定位部41a、41b、42a和42b被移除时，四个孔47、48、49和50形成。突出43、44、45和46形成并被热压。通过热压，突出43、44、45和46变形。变形后的突出43、44、45和46分别进入孔47、48、49和50中。这使得电池组10的表面基本上是平的，从而避免了不良的外观。另外，电池组10可以以低成本制造，而无需使用复杂形状的模具。已经历反常高温的电池组在再次使用时可能导致故障或温度上升。对于根据本实施方案的电池组10，突出43、44、45和46阻止了电池组10附着在例如电子装置上，从而避免了电池组10的再使用。在一定压力下由形状-记忆树脂填充成形加工空间40，从而使得在成形加工空间 40中无空隙残留。因此，可以考虑多种措施以阻止在压力下注入的形状-记忆树脂移动在成形加工空间40中处于特定位置的电池30和电路基板31。例如，形状-记忆树脂可以以两步或多步注入。具体地，在形状-记忆树脂注入充满成形加工空间40之前，电池30和电路基板31可以保持在特定的位置且留下一些未填充的空间。也可以使用定位部件；例如， 一起成形加工的带子(tape)、橡胶片，或网状物(mesh)可以卷绕电池周围一图。值得注意的取决于形状-记忆树脂的组成，在固化过程中可能产生热，以及在两组分混合至固化过程中可能发生固化收缩(curing contraction)。为了抑制固化过程中产生热，优选在低温即40°C或更低时，注入具有充分小粘度的小分子量树脂作为树脂混合物。 成形加工空间40优选具有充分大的体积，以及模具41优选由具有高导热性的材料例如铝或不锈钢形成。针对固化收缩，优选在模具41上提供树脂储存容器和注入充分大量的树脂使得当树脂混合物固化和收缩时可以由树脂储存容器供应树脂混合物。现在将对电池组10的变型进行说明。叠层膜27可以是单层或双层膜，其包含聚烯烃膜，来代替铝叠层膜。在该情况中，所使用的树脂优选聚氨酯树脂。优选地，在聚氨酯树脂中用作基底的多元醇和用作固化剂的异氰酸酯的重量混合比率(基底/固化剂)是I或更小，以及衍生自二异氰酸二苯甲酯(MDI)的分子链的含量占基底和固化剂总量的至少20重量％。这提供了具有显著水分阻隔性的聚氨酯树脂。更优选地，在聚氨酯树脂中用作基底的多元醇和用作固化剂的异氰酸酯的重量混合比率(基底/固化剂)是O. 7或更小，以及衍生自二异氰酸二苯甲酯(MDI)的分子链的含量占基底和固化剂总量的至少40重量％。这提供了具有更显著水分阻隔性的聚氨酯树脂。这样的聚氨酯树脂形成了具有极好水分阻隔性的成形部11，从而允许使用单层或多层膜，其包含聚烯烃膜，来代替铝叠层膜。另外，沉积层优选形成在聚烯烃膜的表面上，例如，通过真空沉积或溅射沉积以改进水分阻隔性。沉积层可以由以下在相关领域中所使用的材料形成例如二氧化硅 (silica)、氧化招(alumina)、招、锌、锌合金、镍、钛、铜或铟。具体地,优选使用招。针对待在电池的厚度方向上拉伸的铝叠层膜，形成了具有厚度为约20μπι的铝层，以及形成厚度为约15至30 μ m的尼龙或PET层以在拉伸期间保护铝层。这倾向于减小约10%的体积能量密度。另一方面，如果在铝沉积在电池单元20上以形成沉积层之前，电池单元20用不渗透电池单元20的电解质和具有水分阻隔性的薄聚烯烃膜密封，可以使用具有厚度为ΙΟμπι 或更小(其是相关领域中所使用的那些的一半或更小)的铝层来提供水分阻隔性。另外，由于不进行拉伸，可以略去尼龙或PET层。电池单元20因此在聚氨酯树脂的成形加工之前可以由单层或双层包装膜包覆以确保比相关领域中的电池电源具有更高或相等的可靠性。替代地，所使用的包装膜可以是基于粘土(clay)-矿物的膜例如Claist 。 具有较低流动性但是极好水分阻隔性的粘土矿物膜是优选的，这是因为它允许膜厚度减小以改进电池组10的体积能量密度。另外，叠层膜包装体存在铝层损坏和更多水份进入的风险，这是因为如果折弯密封端面(sealed end surface)则CPP层从铝层上剥落。相比之下，在聚氨酯树脂的水分阻隔性和电池30的密封之后铝的沉积提供了显著改进电池容量而不引起上述问题的有利效果。铝优选以两层或多层沉积以形成多层沉积膜。针对多层沉积，即使具有厚度为Iym或更小的铝层也具有充分的可靠性，但厚度优选为O. 03 μ m或更大，因为厚度小于O. 03 μ m可能导致沉积表面中的针孔(pinhole)。成形构件的第三应用接着，将参考图12A至12C对成形构件的第三应用进行说明。在第三应用中，成形构件放置在接近手提个人电脑的电源附近。图12A示出了手提个人电脑的背面(bask surface)的实例，以及图12B示出了手提个人电脑的侧面(side surface)的实例。如图12A中所示，手提个人电脑60包含电源 61。电源61由例如一个或多个电池组，其包含锂离子电池形成。形状-记忆树脂62放置在电源61的周围。形状-记忆树脂62覆盖电源61以用作电源61的盖子。如果电源61由于例如外来物质的进入反常加热，由电源61产生的热升高了形状-记忆树脂62周围的温度至接近形状-记忆树脂62的玻璃化转变温度。然后放置在电源61周围的形状-记忆树脂62恢复为它的原始形状。形状-记忆树脂62的原始形状是例如弯曲形状。当形状-记忆树脂62恢复至它的原始形状时，其离开个人电脑60，如图12C所示。 在形状-记忆树脂62离开后，电源61脱离个人电脑60。以此方式，反常加热的电源61可以脱离而无需使用者操作。这确保了电子装置例如手提个人电脑的安全性。电子装置例如手提个人电脑中使用的显示器、保护电路和玻璃环氧印刷基板 (glass epoxy printed boards)对高温是敏感的；它们仅对高达约130°C的温度是耐受的。 在这个实施方案中，反常加热的电源可以脱离电子装置。这阻止了反常加热的电源影响具有低耐热性的构件，例如电子装置的显示器。另外，在这个实施方案中所使用的形状-记忆树脂不像热塑性树脂一样在低温时熔化，以及不像金属一样具有高导热性。这阻止了熔融树脂影响其他构件。
成形构件的第四应用接着，将参考图13A和13B对成形构件的第四应用进行说明。在第四应用中，成形构件应用于数码相机。图13A示出了普通使用时数码相机70的正视图和底视图。数码相机70包含例如快门按钮71和镜头72。电源73与数码相机70 —体化。电源73例如锂离子电池是可以从数码相机70分离的。数码相机70包含电源盖74。电源盖74是可旋转的且与弹簧(未示出)连接。另外，电源盖74具有滑动扣锁(slidable catch) 74a.电源盖74是旋转的和关闭的，且其在该状态下，扣锁74a滑动处在特定的方向上。 扣锁74a滑动直到它装配入数码相机70的特定部分。为了打开电源盖74，扣锁74a在与特定方向相反的方向上滑动且从数码相机70的特定部分脱离。在扣锁74a从特定部分脱离之后，通过弹簧的作用电源盖74被打开。在第四应用中，电源盖74的快门按钮71和扣锁 74a是由形状-记忆树脂形成的成形构件。图13B示出了电源73反常加热后的数码相机70。如果电源73反常加热，所产生的热转移到快门按钮71。当来自电源73的热升高快门按钮71的温度至接近形成快门按钮71和扣锁74a的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度，快门按钮71恢复至它的原始形状。 原始形状是例如周围形成突出的形状。当快门按钮71恢复至它的原始形状，突出形成。该突出阻止了快门按钮71被按压，因此避免了在电源73反常加热后数码相机70的使用。另外，如图13B所示，可以设置打开电源盖74以使反常加热的电源73脱离数码相机70。图14A示出了电源盖74和扣锁74a的侧视图和底视图。扣锁74a装配入数码相机 70的特定部分以关闭电源盖74。图14B示出了电源73反常加热后的电源盖74和扣锁74a的侧视图和底视图。如果电源73反常加热，所产生的热转移至扣锁74a。当所产生的热升高扣锁74a的温度至接近扣锁74a的玻璃化转变温度，扣锁74a恢复至它的原始形状。扣锁74a的原始形状是例如收缩的形状。当扣锁74a恢复至它的原始形状时，它收缩。当扣锁74a收缩时，它离开数码相机 70的特定部分。然后通过弹簧的作用打开电源盖74，因此电源73脱离数码相机70。也可以形成形状-记忆树脂的整个电源盖74，而不仅是扣锁74a，从而使整个电源盖74收缩。成形构件的第五应用在第五应用中，成形构件应用于铰链机构的装配部。图15A至15C示出通常使用时的铰链机构。如图15A所示，外罩80在一端具有转轴(铰链)81以及在另一端具有装配部84。成形构件的实例装配部84由形状-记忆树脂形成。外罩80容纳电源(未示出)。盖82具有连接在它的一端上的转轴81和在它的另一端装配入装配部84的扣锁
83。扣锁83装配入装配部84中以关闭盖82。转轴81具有弹簧(未示出)，且通过弹簧的作用打开盖82。例如，如图15B所示，盖82移动至附图的右侧从而使扣锁83离开装配部
84。然后通过转轴81的弹簧的力打开盖82。图15C显示了扣锁83和装配部84的方法的侧视图和底视图。当扣锁83滑至左边或右边时，扣锁83装配至装配部84中或从装配部84 上脱离。
图16A和16B示出在电源73反常加热后装配在一起的扣锁83和装配部84。如果电源反常加热，所产生的热转移至装配部84。当热升高装配部84的温度至形成装配部84 的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度或更高温度时，装配部84恢复至它的原始形状。原始形状是例如膨胀的形状。当装配部84膨胀时，扣锁83离开装配部84。然后在弹簧的力的作用下盖82被抬高和打开。当盖82打开时，外罩80的散热区域增加，从而有利于热散。图16B示出了扣锁 83和装配部84的放大视图。当装配部84恢复至它的原始形状时，扣锁83离开装配部84。第五应用可以以多种方式应用。例如，盖82可以用作电源盖。可选地，第五应用可以用于手提个人电脑。例如，外罩80可以配置为键盘，以及盖82可以配置为液晶显示器。 如果第五应用用于手提个人电脑，它可以组合参考图12A至12C所述的第三应用技术。成形构件的第六应用现在将参考图17A和17B对成形构件的第六应用进行说明。图17A示出了电源 90，其通过将一组电池容纳在箱子中且进行罐封(potting)而形成。电源90具有按钮91。 按钮91为开关机构的实例，其是用于启动冷却单元(未示出)的按钮。按压按钮91以启动冷却单元。按钮91与成形构件92 —体化。图17B示出了反常加热的电源90。如果电源90反常加热，所产生的热转移至成形构件92。当热升高成形构件92的温度至它的玻璃化转变温度或更高温度时，成形构件92 恢复至它的原始形状。原始形状是例如软化后收缩(contracted)的形状。当成形构件92恢复至它的原始形状时，按压按钮91。当按压按钮91时，冷却单元启动。例如，冷却单元启动以利用空气冷却电源90。可选地，可以通过使水流经提供在电源 90周围的管道93在电源90上进行水冷却。例如，可以在电源90上进行循环水冷却，如果它安装在汽车上。成形构件的第七应用现在将参考图18A、18B、19A和19B对成形构件的第七应用进行说明。图18A和 18B示出了开关100的横截面结构的实例。开关100包含顶层片(top sheet) 101和底层片(bottom sheet) 102。上电极片103和下电极片104放置在顶层片101和底层片102之间。上电极片103包含接点106a，而下电极片104包含接点106b。间隔物105a和105b放置在电极片103和104之间。间隔物105a和105b形成空间S。间隔物105a和105b由形状-记忆树脂形成。在开关100通常使用时，如图18B所示，顶层片101被按压。然后接点106a和106b 在由间隔物105a和105b形成的空间S中接触。当接点106a和106b接触时，上电极片103 和下电极片104电连接在一起由此激活开关100。图19A和19B示出了暴露在反常环境温度下的开关100。例如，如果环境温度达到形成间隔物105a和105b的形状-记忆树脂的玻璃化转变温度或更高温度，间隔物105a和 105b恢复至它们的原始形状。原始形状是例如膨胀的形状。当间隔物105a和105b膨胀并恢复至它们的原始形状时，所述空间消失，如图19A 所示。如果顶层片101在该状态下被按压，则间隔物105a和105b阻止接点106a和106b 进行接触，如图19B所示。从而，开关100是未激活的。以此方式，当开关100暴露在反常环境温度时可以阻止其被激活。
已经具体说明了大量的实施方案(应用)，应该要理解的是可以允许多种变型。例如，根据本实施方案的技术也可以应用于除了锂离子电池之外的电池。另外，根据本实施方案的技术可以应用于能量储存装置例如电容器。另外，根据本实施方案的技术可以应用于除了电池之外的加热组件。在上述应用中成形部11包覆电池30的表面，可以部分包覆电池30的表面。另外，成形部11不必一起包覆电路基板31和电池30。形状-记忆树脂可以至少部分包覆电池30的表面。成形部11可以至少部分包覆形成电池组的电池群的表面。成形部11可以通过整体变形恢复至它的原始形状。在上述实施方案中，由形状-记忆树脂形成的成形构件用于改进装置的安全性。 应该明白的是成形构件还可以组合相关领域中已提出的安全结构进行使用，所述安全机构例如以下结构，通过该机构当例如热敏电阻检测到反常热产生时停止电源。可以为电源提供大量安全机构而不减小电源的体积能量密度。上述应用的技术也可以用于其他的技术，只要不存在技术矛盾。另外，也可以在其他应用中提供上述应用的优势，只要不存在技术矛盾。实施例和对比例现在将对实施例和对比例进行说明以更好地理解本公开，虽然本公开的内容不限于以下实施例和对比例。首先，将对实施例和对比例中所使用的测量方法进行说明。按照下述方法测定测定玻璃化转变温度在恒定-载荷应力测量模式 (constant-load stress measurement mode)中，在加热速率为 10°C / 分钟时，使用 SII NanoTechnology Inc.的TMA/SS7100热机械分析器(TMA)测量应力获取应力-温度曲线。 由应力-温度曲线中应力急剧减小的温度时的切线(tangent)测定玻璃化转变温度(Tg)。使用Luceo Co. , Ltd.的LSM-601变形分析器(strain analyzer)进行变形分析 (Strain analysis)以展示成形加工后经加热和变形的特定部分被上色(colored)和变形。将成形构件用的树脂成形加工为编号I测试件(由JIS K7113规定)。使用 Shimadzu Corporation的AG_5kNX万能试验机在25°C和lmm/min进行测量，该万能试验机配有恒温浴。测量结果中，在弹性区域中至最大屈服应力的拉伸作为室温时的弹性形变。并且，在由TMA测量的玻璃化转变温度+10°C的环境温度时进行相同的测量以测定软化温度时的弹性形变。将在软化温度时拉伸至最大屈服应力的测试件存放在恒温浴中，它们恢复至它们原始样品形状的长度，证实了测试件的变形是弹性变形。为了测量便携式电话中的液晶显示器的印刷基板的温度，K-型热电偶连接印刷基板(printed board),且使用Graphtec Corporation的GL220数据记录器测量最高温度。 为了复制电源的反常充电模式(charging mode)，将便携式电话置于45°C的恒温浴中且供应给该便携式电话IC电流，即在12V供应1650mA电流，2. 5个小时，其中电池的保护电路是短路且不运行的。为了测量放置在便携式电话的铰链上的柔性板(flexible board)的应力，Kyowa Electronic Instruments Co. ,Ltd的变形测量器连接柔性板的两个表面上,其中该变形测量器的标尺为2mm,以及使用Graphtec Corporation的GL220数据记录器测量最大应力。为
21了复制电源的反常充电模式，便携式电话置于45°C的恒温浴中且供应给该便携式电话IC 电流，即在12V供应1650mA电流，2. 5个小时，其中电池的保护电路是短路和不运行的。印刷基板的最高温度、柔性板的两个表面上的最大应力和其他数据示出在表I中。
权利要求
1.电池组，其包含电池；和外壳，所述外壳包覆电池和包含形状-记忆树脂，所述外壳的一部分或整体通过在特定温度进行加热而变形，变形的外壳的一部分或整体在特定温度或更高温度恢复至原始形状。
2.根据权利要求I的电池组，其中所述外壳恢复至原始形状从而所述外壳的一部分形成关出。
3.根据权利要求I或2的电池组，其中所述特定温度接近所述外壳的玻璃化转变温度， 所述玻璃化转变温度为60V 140°C。
4.根据权利要求I 3中任一项的电池组，其中所述特定温度超过普通使用时的电池组温度。
5.制造电池组的方法，其包括使用定位部分定位电池；用形状-记忆树脂填充已定位的电池周围的空间从而形成至少一个突出；以及在加热状态下对所述突出施加外力使突出变形。
6.根据权利要求5的制造电池组的方法，其中所述突出在所述定位部分的周围形成。
7.根据权利要求5或6的制造电池组的方法，其中所述形状-记忆树脂的玻璃化转变温度为60°C 140°C。
8.电子装置，其包括电源；以及至少一个成形构件，其包含形状-记忆树脂，所述成形构件的一部分或整体通过在特定温度进行加热而变形，所述成形构件的一部分或整体在特定温度或更高温度恢复至原始形状。
9.根据权利要求8的电子装置，其中所述成形构件是覆盖电源的电源盖，当所述成形构件恢复至原始形状时所述电源盖被打开，从而使电源从电子装置中脱离。
10.根据权利要求8的电子装置，其中所述成形构件是开关机构的一部分或整体，在所述成形构件恢复至原始形状后所述开关机构是不能操作的。
11.根据权利要求8的电子装置，其进一步包括设置用于冷却所述电源的冷却单元；以及设置用于启动所述冷却单元的开关机构，所述开关机构包括成形构件，在所述成形构件恢复至原始形状之后所述开关机构运行以启动所述冷却单元。
12.根据权利要求8 11中任一项的电子装置，其中所述特定温度接近所述形状-记忆树脂的玻璃化转变温度，所述玻璃化转变温度为60V 140°C。
13.根据权利要求8 12中任一项的电子装置，其中所述特定温度超过电源普通使用时的温度。
14.包含形状-记忆树脂的成形构件，所述成形构件通过在特定温度进行加热而变形， 所述变形的成形构件接近电源放置，所述成形构件在特定温度或更高温度恢复至原始形状。
全文摘要
电池组，其包含电池和外壳，该外壳包覆电池且该外壳由形状-记忆树脂形成。该外壳的一部分或整体通过在特定温度进行加热而变形。变形的外壳在特定温度或更高温度恢复至原始形状。
文档编号H01M2/02GK102610768SQ20121000803
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月12日 优先权日2011年1月19日
发明者山本鑑, 斋藤俊智, 赤平幸郎 申请人:索尼公司