蓄电装置用外包装体和蓄电装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及蓄电装置用外包装体和蓄电装置。本发明的外包装体的结构是，具有：金属层(2)和层叠在该金属层(2)的一个面的热塑性树脂层(4)，在金属层(2)的一个面的局部设置有未被热塑性树脂层覆盖的导电部(56)，作为上述金属层(2)，使用(A)至少在单面实施了镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的金属箔、(C)至少在单面层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在单面层叠有含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔。
【专利说明】
蓄电装置用外包装体和蓄电装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种作为移动设备用蓄电池、车载用蓄电池、再生能量回收用蓄电池、电容器(电容)等所使用的蓄电装置和用于这样的蓄电装置的外包装体。
【背景技术】
[0002]近年来，伴随着智能手机、平板终端等便携式设备的薄型化、轻量化，作为搭载于这些便携式设备的锂离子二次电池、锂聚合物二次电池的外包装材料，使用在金属箔的双面上粘贴有树脂膜而成的层叠型外包装材料来代替以往的金属罐。同样也研究有将使用了层叠型外包装材料的电容器、电容等作为备用电源安装于IC卡、电子设备的技术。
[0003]作为在将树脂膜粘贴在金属箔的双面上而成的层叠型外包装材料内收纳有电池主体部的电池，公知有如下电池，该电池例如是在由柔性膜构成的密闭的外包装材料内收纳有层叠在一起的正极、分隔片、负极以及由电解质构成的电池构成物质的卡片式电池，上述外包装材料使用将热塑性树脂、金属箔以及热塑性树脂依次层叠而构成的层叠膜(参照专利文献I)。
[0004]专利文献I:日本特开2005-56854号公报
[0005]但是，在专利文献I所记载的电池中，因为需要设置从电极导出的极耳线(引线)，所以存在增加相应的零件个数的问题。此外，因为需要使该极耳线固定在层叠型外包装材料的周缘的热封部分，所以也存在增加相应的制造工时而多花费工夫的问题。
【发明内容】
[0006]本发明鉴于相关技术背景而做成，其目的在于提供一种蓄电装置和蓄电装置用外包装体，该蓄电装置和蓄电装置用外包装体不需要极耳就能够通电，并且同时使成为问题点的构成外包装体的金属层上的暴露部分的耐腐蚀性(抗电解质性能等)提高。
[0007]为了达成上述目的，本发明提供以下技术方案。
[0008][ I ] 一种蓄电装置用外包装体，其特征在于，具有:
[0009]金属层和层叠于该金属层的一个面的热塑性树脂层，
[0010]在所述金属层的一个面的局部设置有未被所述热塑性树脂层覆盖的导电部，
[0011]作为所述金属层，能够使用(A)至少在单面实施了镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的金属箔、(C)至少在单面层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在单面层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔。
[0012][2]—种蓄电装置用外包装体，其特征在于，具有:
[0013]金属层和层叠于该金属层的一个面的热塑性树脂层，
[0014]在所述金属层的一个面的局部设置有未被所述热塑性树脂层覆盖的导电部，
[0015]作为所述金属层，能够使用(A)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上实施了镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的、至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上配置有抗电解质性能好的金属材料的金属箔、(C)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔。
[0016][3]根据上述第一或者第二技术方案所述的蓄电装置用外包装体，在所述金属层的另一个面上层叠绝缘树脂膜，并且在所述金属层的另一个面的局部设置未被所述绝缘树脂膜覆盖的端子部。
[0017][4] 一种蓄电装置，其特征在于，具有:
[0018]两片上述第I?3技术方案的任一项所述的蓄电装置用外包装体；
[0019]装置主体部，
[0020]在以使彼此的热塑性树脂层相面对的方式配置的两片所述外包装体之间的空间中收纳所述装置主体部，所述装置主体部的电极和所述外包装体的导电部连接，并且将两片所述外包装体的周缘部的热塑性树脂层相互接合起来进行封装。
[0021][5]—种蓄电装置，其特征在于，具有:
[0022]正极部，其包含第一金属层和层叠于该第一金属层的一个面的局部区域的正极活性物质层；
[0023]负极部，其包含第二金属层和层叠于该第二金属层的一个面的局部区域的负极活性物质层；
[0024]分隔片，其配置在所述正极部和所述负极部之间，
[0025]在所述第一金属层和所述分隔片之间配置有所述正极活性物质层，在所述第二金属层和所述分隔片之间配置有所述负极活性物质层，
[0026]作为所述第一金属层和所述第二金属层，使用(A)至少在靠所述分隔片侧的面上实施镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的、至少在靠所述分隔片侧的面上配置有抗电解质性能好的金属材料的金属箔、(C)至少在靠所述分隔片侧的面上层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在靠所述分隔片侧的面上层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔，
[0027]借助含有热塑性树脂的周缘封装层将所述正极部的第一金属层的所述一个面的未形成有正极活性物质层的周缘部区域和所述负极部的第二金属层的所述一个面的未形成有负极活性物质层的周缘部区域接合起来。
[0028][6]根据第五技术方案所述的蓄电装置，在所述第一金属层的另一个面上层叠第一绝缘树脂膜，并且在所述第一金属层的另一个面的局部设置有未被所述第一绝缘树脂膜覆盖的正极端子部，
[0029]在所述第二金属层的另一个面上层叠第二绝缘树脂膜，并且在所述第二金属层的另一个面的局部设置有未被所述第二绝缘树脂膜覆盖的负极端子部。
[0030]在[I]的技术方案中，与装置主体部连接的导电部(金属层)形成为外包装体的一部分，即使不使用极耳也能够通电。由于去掉了极耳，所以能够有助于蓄电装置的轻量化和小型化。此外，金属层的至少单面由镀敷处理部、包层材料中配置有抗电解质性能好的金属材料的配置部、导电性金属氧化物、或者导电性覆盖层形成，这些层(部)具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色，因此，能够提高作为阻隔层的金属层(导电部)的耐腐蚀性(抗电解质性能等)。
[0031]在[2]的技术方案中，与装置主体部连接的导电部(金属层)形成为外包装体的一部分，即使不使用极耳也能够通电。由于去掉了极耳，所以能够有助于蓄电装置的轻量化和小型化。此外，金属层的热塑性树脂层侧由镀敷处理部、包层材料中配置有抗电解质性能好的金属材料的配置部、导电性金属氧化物、或者导电性覆盖层形成，这些层(部)具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色，因此，能够提高同时用作阻隔层的金属层(导电部)的特别是暴露部处的耐腐蚀性(抗电解质性能等)。因此，例如，使用该外包装体构成的蓄电装置会不易产生电解质泄露等。
[0032]在[3]的技术方案中，在金属层的另一个面上层叠绝缘树脂膜，(除端子部以外的部分)能够充分确保绝缘性，也能够确保物理强度，并且在金属层的另一个面的局部设置有未被绝缘树脂膜覆盖的暴露部(端子部)，因此，能够借助该暴露部(端子部)进行通电。
[0033]在[4]的技术方案(蓄电装置)中，使用了上述[I]?[3]中任一个外包装体构成蓄电装置，因此，即使不使用极耳也能够通电，能够实现轻量化和小型化，并且能够抑制外包装体的金属层(导电部)的腐蚀而不易产生电解质泄露等。
[0034]在[5]的技术方案中，构成正极部的第一金属层和构成负极部的第二金属层是还能够发挥作为蓄电装置的外包装材料的功能的金属层，即，第一、二金属层能够发挥电极(导电部)和外包装材料这两种功能，因此，即使不使用极耳也能够通电。由于去掉极耳，能够实现蓄电装置的轻量化和小型化。此外，第一金属层和第二金属层在电解质接触面上(靠分隔片侧的面上)配置有镀敷处理部、包层材料中配置有抗电解质性能好的金属材料的配置部、导电性金属氧化物、或者导电性覆盖层，这些层(部)具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色，因此，能够提高同时用作阻隔层的金属层的特别是暴露部处的耐腐蚀性。因此，该蓄电装置不易产生电解质泄露等。
[0035]在[6]的技术方案中，在第一、二金属层的另一个面上分别层叠绝缘树脂膜，(除端子部以外的部分)能够充分确保绝缘性，也能够确保物理强度，并且在第一、二金属层的另一个面的局部设置有未被绝缘树脂膜覆盖的暴露部(端子部)，因此，能够借助该暴露部(端子部)进行通电。
【附图说明】
[0036]图1是表示第I技术方案的蓄电装置的一实施方式的剖视图。
[0037]图2是图1的蓄电装置的俯视图。
[0038]图3是表示第2技术方案的蓄电装置的一实施方式的立体图。
[0039]图4是图3的B-B线的剖视图。
[0040]图5是表示第2技术方案的蓄电装置的另一实施方式的剖视图。
[0041 ] 附图标记说明
[0042]1、蓄电装置;2、第一金属层;2A、第一金属箔；2B、镀敷处理部、抗电解质性能好的金属材料配置部、导电性金属氧化物层、导电性覆盖层;3、正极活性物质层;4、第一热塑性树脂层；5、电解质；8、第一绝缘树脂膜层;9、第一暴露部(正极端子部)；12、第二金属层；12A、第二金属箔；12B、镀敷处理部、抗电解质性能好的金属材料配置部、导电性金属氧化物层、导电性覆盖层；13、负极活性物质层；14、第二热塑性树脂层；15、电解质；18、第二绝缘树脂膜层;19、第二暴露部(负极端子部)；21、分隔片;22、正极部;23、负极部;31、周缘封装层；50、外包装体;54、负极导电部;56、正极导电部;60、装置主体部。
【具体实施方式】
[0043]图1、2表示第I技术方案的蓄电装置I的一实施方式。该蓄电装置I是层叠型外装电池，具有作为装置主体部的裸电池60和收纳该裸电池60的外包装壳体45。
[0044]如图1、2所示，外包装壳体45是由主体51和尺寸与上述主体51的凸缘53的外廓尺寸相同的盖体(底盖)55组合制作出来的，该主体51具有俯视观察呈方形的凹部52和从该凹部52的开口缘向外侧方向延伸的凸缘53。上述凹部52形成为裸电池60的收纳用空间。
[0045]作为上述主体51的构成材料，使用的是具有第二金属层12、层叠于该第二金属层12的一个面(第一面)的第二热塑性树脂层14以及层叠于上述第二金属层12的另一个面(第二面)的第二绝缘树脂膜18的外包装体50。在该外包装体50中，在上述第二金属层12的一个面的局部设置有未被上述第二热塑性树脂层覆盖的负极导电部54。在本实施方式中，在上述第二金属层12的一个面的中央部形成上述负极导电部54。此外，在上述第二金属层12的另一个面的局部设置有未被上述第二绝缘树脂膜覆盖的负极端子部19。在本实施方式中，在上述第二金属层12的另一个面的中央部形成上述负极端子部19。
[0046]作为上述盖体55的构成材料，使用的是具有第一金属层2、层叠于该第一金属层2的一个面(第一面)的第一热塑性树脂层4以及层叠于上述第一金属层2的另一个面(第二面)的第一绝缘树脂膜8的外包装体50。在该外包装体50中，在上述第一金属层2的一个面的局部设置有未被上述第一热塑性树脂层覆盖的正极导电部56。在本实施方式中，在上述第一金属层2的一个面的中央部形成上述正极导电部56。在上述第一金属层2的另一个面的局部设置有未被上述第一绝缘树脂膜覆盖的正极端子部9。在本实施方式中，在上述第一金属层2的另一个面的中央部形成上述正极端子部9。
[0047]此外，作为上述第一金属层2，采用在第一金属箔2A的至少靠电解质接触侧(靠装置主体部60侧、靠第一热塑性树脂层4侧)配置有如下几种构造物之任一者的结构(参照图1):
[0048]i)镀敷处理部2B;
[0049]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部2B;
[0050]iii)导电性金属氧化物2B;
[0051]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部2B。
[0052]此外，在本实施方式中，采用的是在上述第一金属箔2A的双面上配置有上述镀敷处理部2B、配置部2B、导电性金属氧化物2B以及导电性覆盖部2B之中的任一者的结构(参照图1)。此外，在第I技术方案中，上述第一金属层2也可以采用只在第一金属箔2A的靠第一绝缘树脂膜8侧配置有上述镀敷处理部2B、配置部2B、导电性金属氧化物2B以及导电性覆盖部2B之中的任一者的结构。
[0053]此外，作为上述第二金属层12，采用在第二金属箔12A的至少靠电解质接触侧(靠装置主体部60侧、靠第二热塑性树脂层14侧)配置有如下几种构造物中的任一者的结构(参照图1):
[0054]i)镀敷处理部12B;
[0055]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部12B;
[0056]iii)导电性金属氧化物12B;
[0057]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部12B。
[0058]此外，在本实施方式中，采用在上述第二金属箔12A的双面上配置有上述镀敷处理部12B、配置部12B、导电性金属氧化物12B以及导电性覆盖部12B之中的任一者的结构(参照图1)。此外，在第I技术方案中，上述第二金属层12也可以采用只在第二金属箔12A的第二绝缘树脂膜18侧配置有上述镀敷处理部12B、配置部12B、导电性金属氧化物12B以及导电性覆盖部12B之中的任一者的结构。
[0059]在下文描述这些第一金属层2、第二金属层12的详细结构等。
[0060]上述主体51是对平板片材的上述外包装体实施胀形、拉深成形等成形而形成凹部52，并且将凹部52四周的未变形部分修整为凸缘53的外廓尺寸后而成的部件。另一方面，上述盖体55是将平板片材的上述外包装体剪裁成所需尺寸而成的部件。在上述主体51的凹部52的底部的内表面设置有负极导电部54，在盖体55的内表面设置有正极导电部56 (参照图1)。上述正极导电部56和负极导电部54利用外包装体50的使金属层的镀敷处理部等12B暴露出来的暴露部形成。此外，上述正极端子部9和负极端子部19利用外包装体50的使金属层暴露出来的暴露部形成。
[0061]上述裸电池60是将片材状的正极61和片材状的负极62隔着分隔片63层叠起来而成的，该裸电池60收纳于两片上述外包装体50之间的空间，正极61的端部与外包装体50的正极导电部56连接，负极62的端部与外包装体50的负极导电部54连接(参照图1)。
[0062]上述蓄电装置I以如下方式构成:在将裸电池60的正极61与正极导电部56、负极62与负极导电部54分别接合之后，将裸电池60收纳于主体51的凹部52并且盖上盖体55，留出电解质注入口地对主体51的凸缘53和盖体55的接触部的热塑性树脂层4、14进行热封，在注入了电解质之后通过对上述电解质注入口进行热封来完成封装。
[0063]在上述蓄电装置I中，在外包装体50上设置有正极端子部9和负极端子部19，因此，借助这些端子部能够与其他设备形成通电连接。
[0064]作为上述正极61和正极导电部56的接合方式、上述负极62和负极导电部54的接合方式，并未特别限定，能够例示出例如超声波接合、焊接以及利用导电性粘接剂进行粘接等。
[0065]在上述第I技术方案的蓄电装置中，与裸电池(装置主体部)连接的导电部(金属层)形成为外包装体的一部分，因此，即使不使用极耳也能够通电。通过去掉极耳，能够实现蓄电装置的轻量化和小型化。此外，金属层的靠与电解质接触侧的面具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色，即使在为了设置导电部而将具有抗电解质性能的热塑性树脂膜除去的金属层的暴露部(导电部)处，也能够维持且提高耐腐蚀性(抗电解质性能等)。因此，该蓄电装置不易产生电解质泄露等。
[0066]接下来，图3、4表示第2技术方案的蓄电装置的一实施方式。该蓄电装置I具有正极部22、负极部23以及分隔片21(参照图4)。在上述正极部22和上述负极部23之间配置有分隔片21(参照图4)。
[0067]上述正极部22包含第一金属层2和层叠于该第一金属层2的一个面(分隔片个面)的局部区域的正极活性物质层3。在本实施方式中，正极活性物质层3层叠于上述第一金属层2的一个面(分隔片个面)的中央部(除周缘部以外的区域)。此外，在本实施方式中，图示出上述第一金属层2为实施了镀敷处理的金属箔或者由包层材料构成的金属箔这种情况，粘合层7层叠在上述第一金属层2的一个面(分隔片个面)的整个面上。即，在本实施方式中，借助上述粘合层7将上述正极活性物质层3层叠于上述第一金属层2的一个面(靠分隔片侧的面)(参照图4)。此外，在第一金属层2使用层叠了包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层而成的金属箔的情况下，也可以不设置上述粘合层7。
[0068]上述负极部23包含第二金属层12和层叠于该第二金属层12的一个面(靠分隔片侧的面)的局部区域的负极活性物质层13。在本实施方式中，负极活性物质层13层叠于上述第二金属层I的一个面(靠分隔片侧的面)的中央部(除周缘部以外的区域)。此外，在本实施方式中，图示出上述第二金属层12为实施了镀敷处理的金属箔或者由包层材料构成的金属箔这种情况，粘合层17层叠在上述第二金属层12的一个面(靠分隔片侧的面)的整个面上。即，在本实施方式中，借助上述粘合层17将上述负极活性物质层13层叠于上述第二金属层12的一个面(靠分隔片侧的面)(参照图4)。此外，在第二金属层12使用层叠了包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔的情况下，也可以不设置上述粘合层17。
[0069]上述正极活性物质层3配置在上述第一金属层2和上述分隔片21之间，上述负极活性物质层13配置在上述第二金属层12和上述分隔片21之间(参照图4)。
[0070]在第2技术方案中，作为上述第一金属层2，采用在第一金属箔2A的至少靠电解质接触侧(装置主体部侧60)配置有如下几种构造物中的任一者的结构(参照图4):
[0071]i)镀敷处理部2B;
[0072]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部2B;
[0073]iii)导电性金属氧化物2B;
[0074]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部2B。
[0075]此外，作为上述第二金属层12，采用在第二金属箔12A的至少靠电解质接触侧(装置主体部侧60)配置有如下几种结构体中的任一者的结构(参照图4):
[0076]i)镀敷处理部12B;
[0077]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部12B;
[0078]iii)导电性金属氧化物12B;
[0079]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部12B。
[0080]在下文描述这些第一金属层2、第二金属层12的详细结构等。
[0081]此外，如图5所示，也可以采用如下结构:作为上述第一金属层2，使用的是在第一金属箔2A的双面上形成有上述镀敷处理部12B、配置部12B、导电性金属氧化物12B或者导电性覆盖部12B的金属层，作为上述第二金属层12，使用的是在第二金属箔12A的双面上形成有上述镀敷处理部12B、配置部12B、导电性金属氧化物12B或者导电性覆盖部12B的金属层。
[0082]在上述正极部22的第一金属层2的上述一个面(靠分隔片21侧的面)的周缘部存在未形成有正极活性物质层的区域，并且在上述负极部23的第二金属层12的上述一个面(靠分隔片21侧的面)的周缘部存在未形成有负极活性物质层的区域。然后，借助含有热塑性树脂的周缘封装层31将上述正极部22的第一金属层2的上述一个面的未形成有正极活性物质层的周缘部区域和上述负极部23的第二金属层12的上述一个面的未形成有负极活性物质层的周缘部区域接合起来以进行封装(参照图4)。上述分隔片21的周缘部成为进入、卡合到上述周缘封装层31的内周面的高度方向(厚度方向)的中间部的状态(参照图4)。
[0083]在本实施方式中，采用如下结构:在层叠于上述正极部22的第一金属层2的上述一个面的粘合层7的未形成有正极活性物质层的周缘部区域层叠第一周缘粘接剂层6，在层叠于上述负极部23的第二金属层12的上述一个面的粘合层17的未形成有负极活性物质层的周缘部区域层叠第二周缘粘接剂层16，这两个粘接剂层6、16借助上述周缘封装层31接合起来封装在一起(图4参照)。
[0084]将电解质5封入上述分隔片21和上述正极活性物质层3之间。此外，将电解质15封入上述分隔片21和上述负极活性物质层13之间(图4参照)。上述第一金属层2的未形成有正极活性物质层的周缘部区域和第二金属层12的未形成有负极活性物质层的周缘部区域借助上述周缘封装层31接合起来封装在一起，能够防止电解质5、15的泄露。即，在靠上述第一金属层2的内表面侧的粘合层7和靠上述第二金属层12的内表面侧的粘合层17之间的、由上述周缘封装层31、第一周缘粘接剂层6以及第二周缘粘接剂层16围成的封闭空间内，从第一金属层2侧起依次配置并封入正极活性物质层3、电解质5、分隔片21、电解质15、负极活性物质层13(图4参照)。
[0085]在本实施方式中，还具有如下那样的结构。即，在上述第一金属层2的另一个面(与靠分隔片侧的面相反侧的面)上，以留有使该第一金属层2暴露的第一暴露部(正极端子部)9的状态，层叠第一绝缘树脂膜8，并且在上述第二金属层12的另一个面(靠与靠分隔片侧的面相反侧的面)上，以留有使该第二金属层暴露的第二暴露部(负极端子部)19的状态，层叠第二绝缘树脂膜18。在本实施方式中，在上述第一金属层2的另一个面(与靠分隔片侧的面相反侧的面)上，以留有使该第一金属层暴露的第一暴露部9的状态，借助第三粘接剂层41层叠第一绝缘树脂膜8，在上述第二金属层12的另一个面(与靠分隔片侧的面相反侧的面)，以留有使该第二金属层暴露的第二暴露部19的状态，借助第四粘接剂层42层叠第二绝缘树脂膜18。此外，在本实施方式中，上述第一暴露部(正极端子部)9设置于第一金属层2的另一个面的中央区域，上述第二暴露部(负极端子部)19设置于第二金属层12的另一个面的中央区域(参照图3、4)。
[0086]在上述蓄电装置I中，第一、二金属层发挥电极(导电部)和外包装体材料这种功能，因此，即使不使用极耳也能够通电。由于去掉极耳，所以能够实现蓄电装置的轻量化和小型化。
[0087]此外，存在与正极电导通的正极端子部9和与负极电导通的负极端子部19，因此，能够借助这两个端子部9、19进行通电。
[0088]此外，作为第一金属层和第二金属层之中的至少一个金属层，使用在金属箔的至少靠电解质接触侧(装置主体部侧60)配置有如下构造物的至少任一者的结构:
[0089]i)镀敷处理部；
[0090]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部；
[0091]iii)导电性金属氧化物；
[0092]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部；
[0093]这些处理部等构造物具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色，因此，能够使上述金属层的特别是暴露部的耐腐蚀性提高。因此，该蓄电装置不易产生电解质泄露等。
[0094]此外，通过将绝缘树脂膜8、18层叠在装置的两侧，(除端子部以外的部分)能够充分确保绝缘性，并且也能够充分确保物理强度。因此，也能够充分应对将本发明的蓄电装置I安装于要求具有绝缘性的位置、具有凹凸的位置这些情况。
[0095]而且，因为不需要以往的引线，也就不会发生蓄电装置的充放电时的发热向引线周围集中的现象，能够借助构成正极部的第一金属层2和构成负极部的第二金属层12使发热扩散到蓄电装置I的双面的整个面上，从而能够延长蓄电装置I的寿命(即，能够获得长寿命的蓄电装置)。此外，因为不需要引线，所以能够减少相应的制造成本。
[0096]在本发明中，作为上述第一金属层2和上述第二金属层12，使用在金属箔的至少单面上配置有如下构造物中的任一者的结构:
[0097]i)镀敷处理部；
[0098]ii)由包层材料构成的金属箔的配置有抗电解质性能好的金属的配置部；
[0099]iii)导电性金属氧化物；
[0100]iv)含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖部。
[0101]这些i)?iv)的材料均具有抗电解质性能而在耐腐蚀性方面出色。
[0102]详细说明上述金属层2、12。首先，作为构成镀敷层的金属(镀敷材料)，并未特别限定，例如能够举出N1、Al等。如果以具体的组成来表示，例如，作为金属箔(2A、12A)/镀敷层(28、128)，能够举出31^(不锈钢)/祖、01/祖、31^(不锈钢)/^1等。上述金属箔的厚度优选15μπι?155μηι。此外，镀敷层的厚度优选0.5μηι?5μηι。此外，作为上述举出的镀敷层，优选的是将Al用在正极侧(2Β)、将Cu、SUS用在负极侧(12Β)。
[0103]作为上述金属层2、12，在使用“由包层材料构成的金属箔”的情况下，作为这样的包层材料(第I层(2A、12A)/第2层(2B、12B))，能够举出&1/祖、01/^1^1/祖、31^(不锈钢)/N1、SUS(不锈钢)/Α1等。此外，也可以是Ni/Cu/Ni等三层结构。在该情况下，优选的是，由包层材料构成的金属箔的厚度为15μηι?155μηι。在该情况下，优选的是，包层材料的第2层部分成为电解质接触面。即，在上述例示的金属箔中，第2层的金属比第I层的金属在抗电解质性能方面出色(抗电解质性能更好)。作为上述第2层(包层材料的靠电解质接触侧的层)，优选的是，配置比第I层的金属材料的离子化倾向低的金属材料，更加优选的是，配置像Al等通常状态下能够在表面覆盖较薄的氧化膜而形成钝态的金属材料。离子化倾向较低的金属材料的耐腐蚀性(抗电解质性能)较高。但是，即使是“离子化倾向较高的金属”，只要是“形成有钝态的金属”，那么就比“离子化倾向较低但未形成钝态的金属”的耐腐蚀性(抗电解质性會K) 1?。
[0104]作为上述金属层2、12，在使用“层叠了导电性金属氧化物的金属箔”的情况下，并未特别限定，作为金属箔2A、12A，例如能够使用Al、Cu、N1、SUS、Ti等，作为导电性金属氧化物2B、12B，例如能够举出Sn02、Ti02、Zn0等。优选的是，将厚度Ο.?μπι?Ιμπι的上述导电性金属氧化物层涂覆于金属箔2Α、12Α。此外，优选的是，金属箔的厚度为15μηι?155μηι。
[0105]作为上述金属层2、12，在使用“含有导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层”的情况下，作为金属箔2Α、12Α，并未特别限定，例如能够使用Al、Cu、N1、SUS、Ti等，作为导电助剂，并未特别限定，例如能够举出CB(炭黑)、CNT(碳纳米管)等。此外，作为粘结剂(粘接剂)，并未特别限定，例如能够举出PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(丁苯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠盐)、PAN(聚丙烯腈)、直链式多糖类等。通常，将上述导电助剂和粘结剂分别混合，利用有机溶剂进行浆化之后，利用凹版涂覆法等涂覆在金属箔之后，通过干燥能够形成导电性覆盖层。优选的是，上述导电性覆盖层的厚度设定为0.Ιμπι?20μπι。此外，在使用导电助剂和粘结剂的情况下，因为能够充分提高与活性物质、电极间的紧密接合性，所以也可以不设置上述粘合层7、17。
[0106]上述正极活性物质层3并未特别限定，例如由将盐(例如，钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等)添加到PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(丁苯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠盐等)、PAN(聚丙烯腈)等粘合剂而成的混合组合物等形成。优选的是，上述正极活性物质层3的厚度设定为 2μηι ?300ym。
[0107]在上述正极活性物质层3中也可以还含有炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
[0108]作为上述粘合层7，并未特别限定，例如能够举出由PVDF、SBR、CMC、PAN等形成的层，例如通过涂覆在第一金属层2的上述一个面(靠分隔片21侧的面)形成。
[0109]为了使第一金属层2和正极活性物质层3之间的导电性提高，还可以将炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂添加到上述粘合层7中。
[0110]优选的是，上述粘合层7的厚度设定为0.2μπι??ομπι。通过将上述粘合层7的厚度设定在ΙΟμπι以下，能够极大地抑制粘接剂自身使蓄电装置I的内部阻抗增大的情况发生。
[0111]虽然也可以不设置上述粘合层7，但是为了使第一金属层2和正极活性物质层3的粘合性提高，优选的是，将上述粘合层7设置在第一金属层2和正极活性物质层3之间。
[0112]作为上述第一周缘粘接剂层6，并未特别限定，优选的是，是由二液固化型烯烃粘接剂形成的层。在使用二液固化型烯烃粘接剂的情况下，能够充分防止因电解质的溶胀引起的接合性降低。优选的是，上述第一周缘粘接剂层6的厚度设定为0.5μηι?5μηι。
[0113]作为上述负极活性物质层13，并未特别限定，例如由将添加物(例如，石墨、钛酸锂、Si系合金、锡系合金等)添加到PVDF、SBR、CMC、PAN等粘接剂中而成的混合组合物等形成。优选的是，上述负极活性物质层13的厚度设定为Ιμπι?300μηι。
[0114]在上述负极活性物质层13中也可以还含有炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂。
[0115]作为上述粘合层17，并未特别限定，例如能够举出由PVDF(聚偏氟乙烯)、SBR(丁苯橡胶)、CMC(羧甲基纤维素钠盐等)、PAN(聚丙烯腈)等形成的层，例如通过涂覆在第二金属层12的上述一个面(靠分隔片侧的面)而形成。
[0116]为了使第二金属层12和负极活性物质层13之间的导电性提高，还可以将炭黑、CNT(碳纳米管)等导电助剂添加到上述粘合层17中。
[0117]优选的是，上述粘合层17的厚度设定为0.2μπι?ΙΟμπι。通过将上述粘合层17的厚度设定在ΙΟμπι以下，能够极大地抑制粘接剂自身使蓄电装置I的内部阻抗增大的情况发生。
[0118]虽然也可以不设置上述粘合层17，但是为了使第二金属层12和负极活性物质层13的粘合性提高，优选的是，将上述粘合层17设置在第二金属层12和负极活性物质层13之间。
[0119]作为上述第二周缘粘接剂层16，并未特别限定，优选的是，是由二液固化型烯烃粘接剂形成的层。在使用二液固化型烯烃粘接剂的情况下，能够充分防止因电解质的溶胀引起的接合性降低。优选的是，上述第二周缘粘接剂层16的厚度设定为0.5μηι?5μηι。
[0120]在上述实施方式中，上述周缘封装层(含有热塑性树脂的周缘封装层)31是将层叠于第一金属层2的一个面的周缘部的第一热塑性树脂层4和层叠于第二金属层12的一个面的周缘部的第二热塑性树脂层14重叠起来，再利用热量熔接在一起而形成的。作为上述第一热塑性树脂层4，优选的是，由热塑性树脂未拉伸膜形成。此外，作为上述第二热塑性树脂层14，优选的是，由热塑性树脂未拉伸膜形成。
[0121]上述热塑性树脂未拉伸膜4、14并未特别限定，优选的是，利用从由聚乙烯、聚丙烯、烯烃类共聚物、它们的酸改性物和离聚物组成的组中所选择的至少一种热塑性树脂所形成的未拉伸膜构成。
[0122]优选的是，上述热塑性树脂未拉伸膜4、14的厚度分别设定为20μπι?150μπι。
[0123]作为上述分隔片21、63，并未特别限定，例如能够举出:
[0124]?聚乙烯制分隔片，
[0125]?聚丙烯制分隔片，
[0126].由聚乙烯膜和聚丙烯膜组成的多层膜所形成的分隔片，
[0127].由将陶瓷等耐热无机物涂覆在上述任一个分隔片上而成的湿式或者干式多孔质膜构成的分隔片等。
[0128]优选的是，上述分隔片21、63的厚度设定为5μπι?50μπι。
[0129]作为上述电解质5、15，并未特别限定，优选的是，使用包含电解质和锂盐的混合非水系电解质，该电解质是从由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、碳酸二乙酯以及二甲氧基乙烷构成的组中所选择的至少两种电解质。作为上述锂盐，并未特别限定，例如能够举出六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等。作为上述电解质5、15，也可以使用将上述混合非水系电解质与PVDF、PE0(聚环氧乙烷)等凝胶化而成的物质。
[0130]在上述第一金属层2和上述第二金属层12之间的空间内，四周被周缘封装层31等围住而中间处于密闭状态，在该状态将上述分隔片21和上述电解质5、15封入该空间内(参照图4、5)，所以能够防止电解质的泄露。
[0131]作为上述第一绝缘树脂膜8和第二绝缘树脂膜18，并未特别限定，优选的是，使用拉伸聚酰胺膜(拉伸尼龙膜等)或者拉伸聚酯膜。其中，特别优选的是，使用双轴拉伸聚酰胺膜(双轴拉伸尼龙膜等)、双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或者双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。此外，也可以是上述第一绝缘树脂膜8和第二绝缘树脂膜18都形成为单层，或者也可以是上述第一绝缘树脂膜8和第二绝缘树脂膜18都由例如拉伸聚酯膜/拉伸聚酰胺膜构成的多层(由拉伸PET膜/拉伸尼龙膜构成的多层等)形成。
[0132]在上述第一绝缘树脂膜8上，在局部设置用于确保第一金属暴露部9的开口部8X(参照图4、5)。在上述实施方式中，开口部8X设置在第一绝缘树脂膜8的中央部，但是并未特别限定这样的位置。上述开口部8X的俯视形状也未限定为矩形形状。
[0133]同样，在上述第二绝缘树脂膜18上，在局部设置用于确保第二金属暴露部19的开口部18X(参照图4、5)。在上述实施方式中，开口部18X设置在第二绝缘树脂膜18的中央部，但是并未特别限定这样的位置。上述开口部18X的俯视形状也未限定为矩形形状。
[0134]优选的是，上述第一绝缘树脂膜8的厚度和上述第二绝缘树脂膜18的厚度均设定为0.02mm?0.1mm0
[0135]在设置有上述第三粘接剂层41、上述第四粘接剂层42的情况下，作为这些粘接剂41、42，并未特别限定，优选的是，使用从由聚酯型聚氨酯系粘接剂和聚醚型聚氨酯系粘接剂构成的组所选择的至少一种粘接剂。优选的是，上述第三粘接剂层41的厚度、上述第四粘接剂层42的厚度均设定为0.5μπι?5μπι。在向上述第一金属箔层2的另一个面(与分隔片侧相反侧的面)上涂覆将上述第三粘接剂41之后，粘贴第一绝缘树脂膜8而将两者粘接成一体即可。此外，在向上述第二金属箔层12的另一个面(与分隔片侧相反侧的面)涂覆上述第四粘接剂42之后，粘贴第二绝缘树脂膜18而将两者粘接成一体即可。
[0136]在本发明中，作为金属层2、12，在使用实施了镀敷处理的金属箔、由包层材料构成的金属箔的情况下，优选的是，在上述第一金属箔的至少靠配置有上述分隔片侧的面上形成化成被膜。另外，同样，优选的是，在上述第二金属箔的至少靠配置有上述分隔片侧的面上形成化成被膜。上述化成被膜是通过对金属箔的表面实施化成处理所形成的被膜，通过实施这样的化成处理，能够充分防止由内容物(电解质等)引起的金属箔表面的腐蚀。例如，通过实施以下处理来对金属箔执行化成处理。即，在实施了脱脂处理的金属箔的表面上涂覆了下记I)?3)中的任一种水溶液之后，通过干燥来实施化成处理。这些水溶液包括:
[0137]I)包含:磷酸、
[0138]铬酸、
[0139]以及从由氟化物的金属盐和氟化物的非金属盐构成的组中所选择的至少一种化合物的混合物的水溶液
[0140]2)包含:磷酸、
[0141]从由丙烯酸系树脂、壳聚糖衍生物树脂以及酚醛系树脂构成的组中所选择的至少一种树脂、
[0142 ]以及从由铬酸和铬(I II)盐构成的组中所选择的至少一种化合物的混合物的水溶液
[0143]3)包含:磷酸、
[0144]从由丙烯酸系树脂、壳聚糖衍生物树脂以及酚醛系树脂构成的组中所选择的至少一种树脂、
[0145]从由铬酸和铬(111)盐构成的组中所选择的至少一种化合物、
[0146]以及从由氟化物的金属盐和氟化物的非金属盐构成的组中所选择的至少一种化合物的混合物的水溶液。
[0?47]优选的是，上述化成被膜的络附着量(每一个面)为0.lmg/m2?50mg/m2，特别优选的是，上述化成被膜的络附着量(每一个面)为2mg/m2?20mg/m2。
[0148]实施例
[0149]接着，说明本发明的具体的实施例，本发明并不特别限定于这些实施例。
[0150](实施例1)
[0151]在厚度40μπι的、实施了镀镍(镀敷厚度Ιμπι)的铝箔的双面上涂覆包含聚丙烯酸、磷酸以及铬和氟的化合物的化成处理液，通过在150 0C下进行干燥，使铬附着量达到3mg/m2，从而获得了第一金属层2。
[0152]接着，将聚酯型聚氨酯系粘接剂涂覆在上述第一金属层2的一个面上。在进行该涂覆时，利用掩蔽处理(粘贴掩蔽处理胶带)将第一金属层2的一个面的中央部作为未涂覆粘接剂区域。之后，在该聚酯型聚氨酯系粘接剂涂覆面上粘贴厚度25μπι的双轴拉伸聚酰胺膜(第一绝缘树脂膜)8。接下来，在上述第一金属层2的另一个面上涂覆酸改性聚丙烯粘接剂。在进行该涂覆时，利用掩蔽处理(粘贴掩蔽处理胶带)将第一金属层2的另一个面的中央部作为未涂覆粘接剂区域。之后，通过在该酸改性聚丙烯系粘接剂涂覆面上粘贴厚度40μπι的未拉伸聚丙烯膜(第一热塑性树脂层)4，从而得到层叠体。
[0153]接着，沿着上述层叠体中的第一绝缘树脂膜的未涂覆粘接剂区域的周缘照射激光以切断第一绝缘树脂膜，除去未涂覆粘接剂区域的第一绝缘树脂膜层，从而形成正极端子部9。此外，沿着上述层叠物的第一热塑性树脂层的未涂覆粘接剂区域的周缘照射激光以切断第一热塑性树脂层，除去未涂覆粘接剂区域的第一热塑性树脂层，形成正极导电部56，并且获得平板片材的外包装体50(图1的盖体55)。
[0154](实施例2)
[0155]作为上述第一金属层2，除了使用在包层材料(铝-镍箔)上实施与实施例1相同的化成处理而得到的金属层以外，与实施例1同样地获得平板片材的外包装体50(图1的盖体55)。
[0156](实施例3)
[0157]作为上述第一金属层2，除了使用通过涂覆作业将厚度0.5μπι的SnO2层(导电性金属氧化物)2Β分别层叠在实施了与实施例1相同的化成处理的铝箔(第一金属箔)2Α的双面上而得到的金属层以外，与实施例1同样地获得平板片材的外包装体50(图1的盖体55)。
[0158](实施例4)
[0159]作为上述第一金属层2，除了使用将厚度20μπι的导电性覆盖层2Β分别层叠在实施了与实施例1相同的化成处理的铝箔(第一金属箔)2Α的双面上而得到的金属层以外，与实施例I同样地获得平板片材的外包装体50(图1的盖体55)。上述导电性覆盖层2Β是利用凹版涂覆法在上述铝箔上涂覆了将壳聚糖和炭黑溶解在乙酸乙酯中而成的浆料之后，在150°C下使浆料干燥而形成。
[0160](比较例I)
[0161]作为上述第一金属层，除了直接使用实施了与实施例1相同的化成处理的铝箔(第一金属箔)(即，未层叠导电性覆盖层)以外，与实施例1同样地获得平板片材的外包装体。
[0162]根据下记的评价方法对如上记那样获得的各蓄电装置用外包装体的抗电解质性能进行评价。
[0163](抗电解质性能评价方法)
[0164]针对各实施例、比较例，都分别制作出两片矩形形状的外包装体，以金属箔暴露出来的导电部作为内侧(将热塑性树脂层作为内侧)的方式，将两片外包装体重叠起来之后，留下一处位置而将周缘的三条边热封接合起来。接着，将5mL电解液从未封装位置注入其中，并且在有空气进入的状态下对上述未封装位置进行热封接合并完成封装，以该状态放置之后，通过肉眼观察外包装体的正极导电部和负极导电部来调查有无腐蚀。
[O105]作为电解液，使用将六氟磷酸锂(LiPF6)以浓度lmol/L溶解在使碳酸亚乙酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)以及乙基甲基碳酸酯(EMC)以等体积比混合而成的混合溶剂中而成的电解质。
[0166]其结果是，由于未看到由电解质引起的金属层(包含金属箔)的腐蚀，所以本发明的实施例1?4的蓄电装置用外包装体在抗电解质性能方面出色。
[0167]与此相对，在比较例I的外包装体上，稍微观察到由电解质引起的金属层的腐蚀。
[0168]作为本发明的蓄电装置的具体例，例如能够举出:
[0169].锂二次电池(锂离子电池、锂聚合物电池等)等电化学装置
[0170]?锂离子电容
[0171]?电双层电容器等。
[0172]本申请基于2015年4月24日提出申请的日本国专利申请特愿2015-89495号主张优先权，其公开的内容直接构成为本申请的一部分。
[0173]在这里所使用的用语和说明是为了说明本发明的实施方式而使用的，本发明并不限于此。在本发明中，只要在其权利要求书的范围内而不脱离其主旨，那么无论何种设计方面的变更都是允许的。
【主权项】
1.一种蓄电装置用外包装体，其特征在于，具有: 金属层和层叠于该金属层的一个面的热塑性树脂层， 在所述金属层的一个面的局部设置有未被所述热塑性树脂层覆盖的导电部， 作为所述金属层，能够使用(A)至少在单面实施了镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的金属箔、(C)至少在单面层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在单面层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔。2.一种蓄电装置用外包装体，其特征在于，具有: 金属层和层叠于该金属层的一个面的热塑性树脂层， 在所述金属层的一个面的局部设置有未被所述热塑性树脂层覆盖的导电部， 作为所述金属层，能够使用(A)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上实施了镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的、至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上配置有抗电解质性能好的金属材料的金属箔、(C)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在靠所述热塑性树脂层侧的面上层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔。3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装体，其中， 在所述金属层的另一个面上层叠绝缘树脂膜，并且在所述金属层的另一个面的局部设置未被所述绝缘树脂膜覆盖的端子部。4.一种蓄电装置，其特征在于，具有: 两片权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装体； 装置主体部， 在以使彼此的热塑性树脂层相面对的方式配置的两片所述外包装体之间的空间中收纳所述装置主体部，所述装置主体部的电极和所述外包装体的导电部连接，并且将两片所述外包装体的周缘部的热塑性树脂层相互接合起来进行封装。5.—种蓄电装置，其特征在于，具有: 两片权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装体； 装置主体部， 在以使彼此的热塑性树脂层相面对的方式配置的两片所述外包装体之间的空间中收纳所述装置主体部，所述装置主体部的负极与所述一侧的外包装体的导电部连接，所述装置主体部的正极与所述另一侧的外包装体的导电部连接，作为与所述负极连接的所述一侧的外包装体的金属层，能够使用在Cu箔的至少靠所述装置主体部侧的面上设置有Ni镀敷层的金属层，并且将两片所述的外包装体的周缘部的热塑性树脂层相互接合起来进行封装。6.根据权利要求5所述的蓄电装置，其中， 所述Cu箔的厚度为15μηι?155μηι，所述Ni镀敷层的厚度为0.5μηι?5μηι。7.—种蓄电装置，其特征在于，具有: 正极部，其包含第一金属层和层叠于该第一金属层的一个面的局部区域的正极活性物质层； 负极部，其包含第二金属层和层叠于该第二金属层的一个面的局部区域的负极活性物质层； 分隔片，其配置在所述正极部和所述负极部之间， 在所述第一金属层和所述分隔片之间配置有所述正极活性物质层，在所述第二金属层和所述分隔片之间配置有所述负极活性物质层， 作为所述第一金属层和所述第二金属层，使用(A)至少在靠所述分隔片侧的面上实施镀敷处理的金属箔、(B)由包层材料构成的、至少在靠所述分隔片侧的面上配置有抗电解质性能好的金属材料的金属箔、(C)至少在靠所述分隔片侧的面上层叠有导电性金属氧化物的金属箔、或者(D)至少在靠所述分隔片侧的面上层叠有包含导电助剂和粘结剂的导电性覆盖层的金属箔， 借助含有热塑性树脂的周缘封装层将所述正极部的第一金属层的所述一个面的未形成有正极活性物质层的周缘部区域和所述负极部的第二金属层的所述一个面的未形成有负极活性物质层的周缘部区域接合起来。8.根据权利要求7所述的蓄电装置，其中， 在所述第一金属层的另一个面上层叠第一绝缘树脂膜，并且在所述第一金属层的另一个面的局部设置有未被所述第一绝缘树脂膜覆盖的正极端子部， 在所述第二金属层的另一个面上层叠第二绝缘树脂膜，并且在所述第二金属层的另一个面的局部设置有未被所述第二绝缘树脂膜覆盖的负极端子部。9.根据权利要求7或8所述的蓄电装置，其中， 作为所述第二金属层，使用在Cu箔的至少靠所述分隔片侧的面上设置有Ni镀敷层的金属层。10.根据权利要求9所述的蓄电装置，其中， 所述Cu箔的厚度为15μηι?155μηι，所述Ni镀敷层的厚度为0.5μηι?5μηι。
【文档编号】H01M10/05GK106067520SQ201610257386
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月22日 公开号201610257386.3, CN 106067520 A, CN 106067520A, CN 201610257386, CN-A-106067520, CN106067520 A, CN106067520A, CN201610257386, CN201610257386.3
【发明人】南谷广治
【申请人】昭和电工包装株式会社