电池用层压外包装材料及层压电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包装下述电池的主体的层压外包装材料、和使用该层压外包装材料的 层压电池，所述电池被用于智能手机、平板电脑等通讯设备、笔记本电脑、数码相机等移动 电子设备的电源。
[0002] 需要说明的是，在本说明书及权利要求书中，术语"铝"以包含铝及其合金的含义 来使用。
【背景技术】
[0003] 近年来，随着移动电子设备的小型化、轻质化，对于搭载于这些设备的锂离子电 池、锂聚合物电池，也通过使用将塑料膜贴合在厚20~100ym左右的铝箱的两面而得的层 压外包装材料代替以往的金属罐作为其外包装材料，来谋求轻质化。
[0004] 然而，就上述层压外包装材料而言，为了能够利用加压成型进行模压而使用经退 火软化的软质铝箱，因此材料强度变弱，存在因来自外部的冲击而破裂或容易产生针孔的 缺点。因此，在使用了以往的层压外包装材料的层压电池中，往往为了弥补外包装的强度而 被装填在塑料的注射成型容器中（参见专利文献1)，但其结果使得电池单元的重量增加， 并且部件数量也变多。
[0005] 于是，最近开发出了一种层压电池，将在硬质铝箱的一面或两面粘贴塑料膜而成 的外包装材料卷绕于电池主体、并且在两端部嵌入塑料制部件从而提高了外包装强度（参 见专利文献2、3)。
[0006] 专利文献1 :日本特开平11-185728号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2007-173049号公报
[0008] 专利文献3 :日本特开2007-173050号公报
【发明内容】
[0009] 但是，由于上述以往的制品是将铝箱和基底膜用粘合剂粘贴的结构，所以作为外 包装材料的总厚度大，重量也相应增大，因此，作为要求体积能量密度大、重量能量密度大 的移动设备用的电池用途，在体积能量密度、重量能量密度方面稍有不足。
[0010] 另外，构成外包装材料的基底膜由于具有厚度（因为是膜，所以无法使其变薄）而 呈现出绝热性，因此在将外包装材料热粘合于电池主体时需要时间。
[0011] 本发明是鉴于上述技术背景而完成的，其目的在于提供一种外包装材料，所述外 包装材料不仅可以减小作为外包装材料的整体厚度、实现轻质化，而且在热粘合时能够可 靠地与电池主体粘合，即使在使用端部增强用塑料部件的情况下，也能够与该部件牢固地 粘合。
[0012] 为了达成上述目的，本发明提供以下手段。
[0013] [1] -种电池用层压外包装材料，其在铝箱的一面上涂布基体树脂、层合由基体树 脂形成的第1涂膜层，在该第1涂膜层的表面形成由热粘合性树脂形成的第2涂膜层，所述 热粘合性树脂能与电池主体的表面膜热粘合，且软化点为160°C以下。
[0014] [2]如前项1所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第2涂膜层的热粘合性树 脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基）丙烯酸甲 酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物。
[0015] [3]如前项1或2所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第2涂膜层的厚度为 0. 5um~ 10um〇
[0016] [4]如前项1~3中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第1涂膜层 的基体树脂包含能与层压电池的端部增强用塑料部件热粘合的热塑性树脂。
[0017] [5]如前项1~4中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第1涂膜层 的厚度为〇? 5ym~10ym。
[0018] [6]如前项1~5中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，在所述铝箱的与 所述第1涂膜层形成侧相反的一侧的表面，粘贴厚度为8ym~40ym的拉伸膜。
[0019] [7]如前项1~5中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，在所述铝箱的与 所述第1涂膜层形成侧相反的一侧的表面，形成厚度为〇. 5ym~5ym的热固化树脂层。
[0020] [8]如前项1~7中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述铝箱为硬质 铝箱。
[0021] [9] -种层压电池，其中，前项1~8中任一项所述的电池用层压外包装材料在所 述第2涂膜层侧与电池主体接触、进行卷绕、热粘合，并且，端部增强用塑料部件的至少一 部分插嵌至由超出电池主体两侧的该层压外包装材料的剩余部分构成的各筒状部，热粘合 于该层压外包装材料的第1涂膜层。
[0022] [10] -种电池用层压外包装材料，其特征在于，在铝箱的一面上涂布基体树脂、层 合有由基体树脂形成的第1涂膜层，在所述第1涂膜层的表面以在该第1涂膜层的宽度方 向的两端边缘部残留有露出边缘部的状态形成有由热粘合性树脂形成的第2涂膜层，所述 露出边缘部露出了第1涂膜层，所述热粘合性树脂能与电池主体的表面膜热粘合，且软化 点为160°C以下。
[0023] [11]如前项10所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第2涂膜层的热粘合性 树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸 甲酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物。
[0024] [12]如前项10或11所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第1涂膜层的基体 树脂包含能与层压电池的端部增强用塑料部件热粘合的热塑性树脂。
[0025] [13]如前项10~12中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述第1涂膜 层的厚度为〇? 5ym~10ym。
[0026] [14]如前项10~13中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，在所述铝箱的 与所述第1涂膜层形成侧相反的一侧的表面，粘贴厚度为8ym~40ym的拉伸膜。
[0027] [15]如前项10~14中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述铝箱的与 所述第1涂膜层形成侧相反的一侧的表面，形成厚度为〇.5ym~5ym的热固化树脂层。
[0028] [16]如前项10~15中任一项所述的电池用层压外包装材料，其中，所述铝箱为硬 质铝箱。
[0029] [17]-种层压电池，其特征在于，前项10~16中任一项所述的电池用层压外包装 材料在所述第2涂膜层侧与电池主体接触、进行卷绕、热粘合，并且，端部增强用塑料部件 的至少一部分插嵌至由超出电池主体两侧的该层压外包装材料的剩余部分构成的各筒状 部，该端部增强用塑料部件热粘合于所述筒状部内面的第1涂膜层的露出边缘部。
[0030] 需要说明的是，硬质铝箱是指实施加工（压延）从而使其加工硬化的状态的铝 箱，例如，可以举出加工硬化后的箱、在加工硬化后实施了适度的热处理的箱等，通常可举 出JIS标准（JISH0001)中使用的状态代号（temperdesignation)为HX1、HX2、HX3、HX4、 HX5、HX6、HX7、HX8、HX9的箱（其中，X为1~3)。与之相对，软质铝箱是指上述硬质铝箱 以外的铝箱，例如，可以举出经完全退火而使其软化的状态的箱等，通常可举出在JIS标准 (JISH0001)中被称为0材的箱。
[0031] 就[1]的发明（第1发明）的电池用层压外包装材料而言，由于其自身具备能与 电池主体的表面膜热粘合的第2涂膜层，所以在向电池主体安装时，能够不另外使用粘贴 胶带、热熔粘合剂而直接容易地热粘合于该电池主体，从而可以相应减少层压电池的部件 数量，同时能够将电池生产线简化。并且，由于第2涂膜层是由软化点为160°C以下的热粘 合性树脂形成的，所以，在将层压外包装材料以该第2涂膜层侧与电池主体接触的方式卷 绕于电池主体的状态下，能够通过160°C以下的低温加热进行粘合固定，从而可以避免电池 主体内的隔膜熔化、电解液分解等热劣化，能够维持高的电池性能。
[0032] 另外，由于在铝箱的一面上涂布基体树脂、层合有由基体树脂形成的第1涂膜层， 所以与以往的结构（在铝箱的一面上经由粘合剂层粘贴基底膜而成的结构）相比，可以大 幅度减小厚度，能够实现轻质化，由此，能够提供体积能量密度、重量能量密度高的层压电 池。
[0033] 此外，由于第1涂膜层是在铝箱上涂布基体树脂而形成的"涂膜"（不是以往那样 的在铝箱上粘贴有基底"膜"的结构），所以能够将该第1涂膜层与端部增强用塑料部件牢 固粘合，即使在经过振动试验后，也维持着充分的牢固粘合状态（获得粘合力的耐久性优 异的有利效果）。需要说明的是，通过对比后述实施例1与比较例1的评价结果（参见表 1)，可以确认上述效果。
[0034] 另外，由于第2涂膜层是由软化点为160°C以下的热粘合性树脂形成的，所以，在 使用端部增强用塑料部件的情况下，通过以高温对该塑料部件和层压外包装材料进行热压 接，将已熔融的第2涂膜层的热粘合性树脂从该压接部位排除，从而使得第1涂膜层（基体 树脂）与塑料部件粘合。
[0035] 就[2]的发明而言，由于第2涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、 乙烯_(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯 酸甲酯-马来酸酐共聚物，所以在对电池主体的表面膜发挥优异的热粘合性的同时，在高 温下粘度降低，显示出高的热流动性，因此，在使用端部增强用塑料部件的情况下，通过在 高温下对该塑料部件和层压外包装材料进行热压接，将已熔融的第2涂膜层的热粘合性树 脂充分地从该压接部位排除，从而使得第1涂膜层（基体树脂）与塑料部件牢固粘合。
[0036] 就[3]的发明而言，由于第2涂膜层的厚度为0. 5ym~10ym，所以，可以在低温 下于短时间内进行与电池主体的热粘合。另一方面，在与端部增强用塑料部件的热压接中， 变得容易使第2涂膜层从压接部位流走。
[0037] 就[4]的发明而言，由于为下述结构，即第1涂膜层的基体树脂包含能与层压电池 的端部增强用塑料部件热粘合的热塑性树脂，所以，通过在远离电池主体的部位进行高温 压接，该第1涂膜层（基体树脂）能够与塑料部件牢固粘合。另外，即使在经过振动试验后， 该牢固粘合状态也被更充分地维持（粘合力的耐久性更优异）。
[0038] 就[5]的发明而言，由于第1涂膜层的厚度为0? 5ym~10ym，所以，不仅可以通 过形成这样的薄膜来实现轻质化，而且第1涂膜层（基体树脂）与塑料部件充分地粘合。
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