电池用层压外包装材料及层压电池的制作方法_2

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] 就[6]的发明而言,由于粘贴于电池用层压外包装材料的铝箱的外面侧表面的特 定厚度的拉伸膜作为保护层发挥作用,所以层压电池的外包装被赋予耐磨损性、耐冲击性、 耐药品性。
[0040] 就[7]的发明而言,由于形成于电池用层压外包装材料的铝箱的外面侧表面的特 定厚度的热固化树脂层作为保护层发挥作用,所以层压电池的外包装的耐磨损性、耐冲击 性、耐药品性提尚。
[0041] 就[8]的发明而言,由于作为铝箱使用了硬质铝箱,所以刚度进一步升高,从而可 以使电池用层压外包装材料更薄,使电池的能量密度进一步增大。
[0042] 就[9]的发明的层压电池而言,不仅上述电池用层压外包装材料(的第2涂膜层) 可靠地粘合固定于电池主体,而且在电池两端部,端部增强用塑料部件牢固地粘合于该层 压外包装材料的第1涂膜层(基体树脂)。
[0043] 就[10]的发明(第2发明)的电池用层压外包装材料而言,由于其自身具备第2 涂膜层(由能与电池主体的表面膜热粘合的热粘合性树脂形成),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。
[0044] 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。
[0045] 另外,在使用端部增强用塑料部件的情况下,通过将外包装材料的第1涂膜层的 露出边缘部(没有形成第2涂膜层的区域)和该端部增强用塑料部件热压接,可以将电池 用层压外包装材料和端部增强用塑料部件粘合。
[0046] 此外,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(基体树脂层)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6与比较例4的评价结果 (参见表2),可以确认上述效果。
[0047] 就[11]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,即使在低温压接时,第2涂膜层也对电池主体的表面 膜发挥优异的热粘合性。
[0048] 就[12]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,所以可以将外包装材料的第1涂膜层(基 体树脂层)的露出边缘部(没有形成第2涂膜层的区域)和端部增强用塑料部件牢固粘合。
[0049] 就[13]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 过形成这样的薄膜而实现轻质化,而且第1涂膜层(基体树脂)与端部增强用塑料部件充 分地粘合。
[0050] 就[14]的发明而言,由于粘贴于电池用层压外包装材料的铝箱的外面侧表面的 特定厚度的拉伸膜作为保护层发挥作用,所以层压电池的外包装被赋予耐磨损性、耐冲击 性、耐药品性。
[0051] 就[15]的发明而言,由于形成于电池用层压外包装材料的铝箱的外面侧表面的 特定厚度的热固化树脂层作为保护层发挥作用,所以层压电池的外包装的耐磨损性、耐冲 击性、耐化学药品性提高。
[0052] 就[16]的发明而言,由于作为铝箱使用了硬质铝箱,所以刚度进一步升高,从而 可以使电池用层压外包装材料更薄,使电池的能量密度进一步增大。
[0053] 就[17]的发明的层压电池而言,不仅上述电池用层压外包装材料(的第2涂膜 层)被可靠地粘合固定于电池主体,而且在电池的两端部,端部增强用塑料部件被牢固地 粘合于层压外包装材料的第1涂膜层的露出边缘部(没有层合形成第2涂膜层的区域)。
【附图说明】
[0054] 图1是按工序顺序表示使用第1发明的层压电池的外包装形成的图,(A)是对电 池主体卷绕层压外包装材料前的立体简图,(B)是该卷绕后的立体简图,(C)是安装了端部 增强用塑料部件的、外包装完成后的立体简图。
[0055] 图2是第1发明的一个实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0056] 图3是第1发明的另一实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0057] 图4是第1发明的又一实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0058] 图5是按工序顺序表示使用第2发明的层压电池的外包装形成的图,(A)是对电 池主体卷绕层压外包装材料前的立体简图,(B)是该卷绕后的立体简图,(C)是安装了端部 增强用塑料部件的、外包装完成后的立体简图。
[0059]图6是第2发明的一个实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图(图5中X-X 线的剖面图)。
[0060] 图7是第2发明的另一实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0061] 图8是第2发明的另一实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0062] 图9是第2发明的又一实施方式的电池用层压外包装材料的剖面图。
[0063] 图10是表示制造中途的切断工序前的层压外包装材料的平面图。
【具体实施方式】
[0064] [第1发明]
[0065] 图1(A)~(C)按工序顺序示出了使用第1发明的层压电池的外包装形成。该层 压电池是如下形成的,即,如图1 (A)所示将长方体形状的电池主体10置于比该电池主体10 更宽的层压外包装材料11上,如图1(B)所示用该层压外包装材料11包裹电池主体10并 进行热粘合,然后,如图1 (C)所示将长方体形状的端部增强用塑料部件12的一部分插嵌至 由层压外包装材料11的两侧剩余部分构成的两端的长方形的各筒状部11a内,通过热粘合 将该塑料部件12与层压外包装材料11粘合固定。图中的10a表示电池的端子。
[0066] 需要说明的是,电池主体10为锂离子电池或锂聚合物电池,其表面由聚对苯二甲 酸乙二醇酯(PET)膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜、聚 酰胺(0N)膜、聚丙烯(0PP)膜等拉伸膜构成。
[0067] 此外,如图2所示,层压外包装材料11的基本构成如下:在铝箱3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1,在该第1涂膜层1的表面形成有由热粘合 性树脂(其能与电池主体的表面膜热粘合,且软化点为160°C以下)形成的第2涂膜层2。
[0068] 这里,作为构成第1涂膜层1的基体树脂,优选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,例如,可使用马来酸酐改性聚丙烯树脂、马来酸酐改性聚乙烯 树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、尼龙12之类的粘合性聚酰胺树脂 等,其中,为了即使以小的粘合面积也能够与端部增强用塑料部件牢固地热粘合,优选包含 与该塑料部件12同系的热塑性树脂的树脂,特别优选加工性及绝缘性优异的烯烃系树脂。
[0069] 为了在上述铝箱3的一面上形成第1涂膜层(基体树脂层)1,将上述基体树脂添 加至甲苯等有机溶剂中进行混合乳化,将该混合物通过凹版涂布方式等涂布于铝箱3的一 面上,干燥即可。
[0070] 此外,为了即使对于电池主体10的具有凹凸的表面也可以通过压力缓冲作用可 靠地粘合,上述第1涂膜层(基体树脂层)1的厚度优选为〇. 5ym~10ym。小于0. 5ym时, 由于压力缓冲作用不充分,所以容易变得与具有凹凸的电池表面粘合不完全;超过10ym 时,层压外包装材料11的总厚度增大,电池的能量密度降低,成本也增加,因此不优选。
[0071] 作为上述铝箱2,硬质或软质的厚度为40ym~200ym的铝箱是适合的。过薄时 材料强度变差,另一方面,过厚时,外包装材料11的总厚度增加,电池的能量密度降低,加 工变得困难。作为上述铝箱2,硬质铝箱是适合的。
[0072] 作为上述第2涂膜层2的热粘合性树脂,只要是能与电池主体10的表面膜热粘 合的、软化点为160°C以下的热粘合性树脂即可,特别优选对拉伸膜的粘合性优异的、乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下有时称为"EVA")、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、乙 烯_(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、乙烯_(甲基)丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物。此外,若该 热粘合性树脂的软化点高于160°C,则对电池主体10的热粘合的温度升高,因此,有可能会 造成电池主体10内的隔膜熔化、电解液分解等热劣化。
[0073] 作为用于上述第2涂膜层2的EVA,优选乙酸乙烯酯含量为30质量%~95质量%、 MI(熔融指数)为3以上的EVA。这是因为,若乙酸乙烯酯含量低于30质量% ^IJEVA难以 溶于醇等溶剂中,对第1涂膜层1的涂布变得困难;若MI小于3,则缺乏热流动性,因此在 与端部增强用塑料部件12的热粘合时难以从粘合部位排除,从而妨碍该塑料部件12与第1 涂膜层(基体树脂)1的牢固粘合。需要说明的是,为提高涂布性,也可以将EVA部分皂化 改性,制成含有乙酰氧基、羧基、羟基等的接枝聚合物,从而提高相对于醇等溶剂的溶解性。 另外,为了进一步提高与电池主体10表面的拉伸膜的粘合性,也可以在乙烯-乙酸乙烯酯 共聚物中添加少量的乙烯-丙烯酸酯共聚物(EEA)。
[0074] 此外,推荐使所述第2涂膜层2在相对于热粘合性树脂而言为1质量%~20质 量%的范围内分别含有赋粘成分(其用于提高与第1涂膜层(基体树脂)1的密合性和热 粘性)及抗粘连剂(其用于防止层压外包装材料11在卷绕状态下的粘连)。
[0075] 作为上述赋粘成分,可以举出萜烯酚树脂、松香及松香酯、石油树脂等,上述成分 可以并用2种以上,但特别优选软化点为60°C~160°C且平均分子量为3000以下的赋粘成
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