电池用层压外包装材料及层压电池的制作方法_3

文档序号:9332888阅读:来源:国知局
分。这是因为,若软化点低于60°C则容易发生粘连,若高于160°C则不呈现低温下的热粘合 性,另外,若平均分子量大于3000,则会引起溶解性及与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的相容性 的恶化。
[0076] 作为上述抗粘连材料,可以举出5;[02、03(1)3、1^(1)3、1';[0 2、滑石等无机质粒子,这些 粒子可以并用2种以上,但特别推荐平均粒径为1ym~10ym且比重为3以下的粒子。即, 若平均粒径小于1ym,则抗粘连材料的粒子彼此凝集密合,变得难以在树脂中分散;反之, 若为超过10ym的粒子,则在为形成第2涂膜层2而进行凹版涂布时,会发生凹版的网眼堵 塞。另外,若比重超过3,则在涂布后的干燥中加热时,粒子容易在树脂中沉降,存在不呈现 抗粘连效果的担忧。
[0077] 为了在第1涂膜层(基体树脂层)1上形成第2涂膜层2,将上述乙烯-乙酸乙烯 酯共聚物那样的热粘合性树脂成分和按需添加的赋粘成分及抗粘连材料添加至乙醇中,进 行混合乳化,将所得混合物通过凹版涂布方式等涂布于第1涂膜层(基体树脂层)1上,干 燥即可。优选将第2涂膜层2的厚度设定较薄,为0. 5ym~10ym,使厚度小于0. 5ym在 技术上是困难的,而如果超过10ym,则在与端部增强用塑料部件12进行热粘合时变得难 以通过热流动(将第2涂膜层2)排除,第1涂膜层(基体树脂层)1与该塑料部件12的牢 固粘合变得困难。
[0078] 使用上述构成的层压外包装材料11实施电池主体10的外包装时,首先配置该层 压外包装材料11使第2涂膜层2侧朝上,如图1 (A)所示将电池主体10置于其上,如图1 (B) 所示将该层压外包装材料11卷绕于电池主体10,从其外侧抵接160°C以下的热板,进行热 粘合。由此,电池主体10与层压外包装材料11经由熔融的第2涂膜层2的热粘合性树脂 而热粘合一体化,由于该热粘合的温度低,所以避免了电池主体10内的隔膜熔化、电解液 分解等热劣化,从而能够维持高的电池性能。
[0079] 然后,通过上述热压接,利用宽幅的层压外包装材料11的两侧剩余部分在电池主 体10的两端分别构成筒状部11a,接着,如图1 (C)所示将端部增强用塑料部件12的一部分 插嵌至各筒状部11a内,从其外侧压接180°C~220°C的热板,将层压外包装材料11与该塑 料部件12热压接。
[0080] 此时,层压外包装材料11的两侧筒状部1la、1la中的第2涂膜层2的热粘合性树 脂由于热压接的温度高而成为低粘性的、流动性高的熔液,通过热板的压力而被从压接部 位排除。因此,由同类的树脂材料形成的层压外包装材料11的第1涂膜层(基体树脂层)1 与该塑料部件12直接牢固粘合而一体化,由于该高温下的热压接在远离电池主体10的位 置进行,所以没有该电池主体10发生热劣化的担忧。
[0081] 上述实施方式的层压外包装材料11中,铝箱3在层压电池的外周面露出,但在本 发明的层压外包装材料中,为了对铝箱3的表面赋予耐磨损性、耐冲击性、耐药品性等,也 可以设置保护层。为了设置这样的保护层,例如,可以如图3所示在铝箱3的与第1涂膜层 形成侧相反的一侧的表面经由粘合剂层6粘贴拉伸膜5,或者可以如图4所示在同一表面涂 布形成热固化树脂层7。
[0082] 此外,作为拉伸膜5,可以使用由?£1\?81\?£1(^、0??等形成的廉价且具有通用 性的通常的树脂膜。其厚度优选为8ym~40ym的范围,若小于8ym则没有通用性,若比 40ym更厚则价格高昂且加工性也变差。另外,为了进一步提高耐磨损性,也可以使用在拉 伸膜5的表面真空蒸镀氧化硅、氧化铝而成的膜、在同一表面涂布硅氧烷系树脂而成的膜、 对该拉伸膜5的表面进行了粗化处理而成的膜等。此外,作为上述粘合剂层6,例如,可以使 用以聚醚-聚氨酯或聚酯-聚氨酯为原料的粘合剂。
[0083] 另一方面,作为热固化树脂层7,可以使用环氧系树脂、丙烯酸系树脂、硝化棉系 树脂等可通过热固化形成牢固的被膜的树脂成分。而且,为了进一步提高耐磨损性,也可 以在这些树脂中添加 5质量%以下的硅氧烷系树脂。此外,热固化树脂层7的厚度宜为 0. 5ym~5ym的范围,若过薄,则无法期待其作为保护层的效果,反之,若过厚,则树脂层 反而会变脆,并且加工单价也会升高。
[0084][第2发明]
[0085] 接下来,对第2发明进行说明。图5(A)~(C)按工序顺序示出了使用第2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5(A)所示将长方体形状的电 池主体10置于比该电池主体10更宽的矩形的层压外包装材料11的第2涂膜层2上,如图 5(B)所示用该层压外包装材料11包裹电池主体10,将层压外包装材料11的第2涂膜层2 热粘合于电池主体10的表面膜,同时如图5(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,通过热粘合将该端部增强用塑料部件12与筒状部11a的内面的第1涂膜层(基体 树脂层)1的露出边缘部la(未涂布热粘合性树脂的边缘部,即没有层合形成第2涂膜层的 边缘部区域)粘合固定。图5中的10a表示电池的端子。
[0086] 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。
[0087] 此外,如图6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,以在该第1涂膜 层1的宽度方向的两端边缘部残留有露出边缘部la、la(该露出边缘部露出了第1涂膜层) 的状态形成有由热粘合性树脂(其能与电池主体10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。
[0088] 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的基体树脂,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。
[0089] 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。
[0090] 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0. 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。
[0091] 作为上述错箱2,硬质或软质的厚度为40ym~200ym的错箱是适合的。过薄 时材料强度变差,另一方面,过厚时,层压外包装材料11的总厚度增加,电池的能量密度降 低,加工变得困难,因此不优选。作为上述铝箱2,硬质铝箱是适合的。
[0092] 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,有造成电 池主体10内的隔膜熔化、电解液分解等热劣化的担忧。
[0093] 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 溶于乙醇等溶剂中,对第1涂膜层1的涂布变得困难。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 乙醇等溶剂的溶解性。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)。
[0094] 此外,推荐使所述第2涂膜层2以相对于热粘合性树脂而言为1质量%~20质 量%的范围分别含有赋粘成分(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)。
[0095] 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 分。这是因为,若软化点低于60°C则容易发生粘连,若高于160°C则不呈现低温下的热粘合 性,另外,若平均分子量大于3000,则会引起溶解性及与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的相容性 的恶化。
[0096] 作为上述抗粘连材料,可以举出5;[02、03(1)3、1^(1) 3、1';[02、滑石等无机质粒子,这些 粒子可以并用2种以上,但特别推荐平均粒径为1ym~10ym且比重为3以下的粒子。即, 若平均粒径小于1ym,则抗粘连材料的粒子彼此凝集密合,变得难以在树脂中分散;反之, 若为超过10ym的粒子,则在为了形成第2涂膜层2而进行凹版涂布时,会发生凹版的网眼 堵塞,因此不优选。另外,若比重超过3,则在涂布后的干燥中加热时,粒子容易在树脂中沉 降,有可能不呈现抗粘连效果,因此不优选。
[0097] 为了在第1涂膜层(基体树脂层)1上形成第2涂膜层2,将上述乙烯-乙酸乙烯 酯共聚物那样的树脂成分和按需添加的赋粘成分及抗粘连材料添加至乙醇中,进行混合乳 化,将所得混合物通过凹版涂布方式等涂布于第1涂膜层(基体树脂层)1上,干燥即可。此 时,也可以向形成第2涂膜层2的树脂成分中以相对于100质量份的树脂成分而言为0. 1 质量份~5质量份的范围添加有机系颜料、无机系颜料、色素等着色剂。例如,通过凹版涂 布方式
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1