蓄电装置用封装材料以及蓄电装置用封装材料的制造方法与流程

本发明涉及蓄电装置用封装材料以及蓄电装置用封装材料的制造方法。

背景技术：

1、作为蓄电装置，已知有(例如)锂离子电池、镍氢电池及铅蓄电池等二次电池、以及双电层电容器等电化学电容器。因便携设备的小型化或设置空间的限制等，要求蓄电装置的进一步小型化，并且能量密度高的锂离子电池备受关注。作为锂离子电池中所使用的封装材料，一直以来使用金属制罐体，但逐渐改用轻量、散热性高且能够以低成本制作的多层膜。

2、在将上述多层膜用于封装材料的锂离子电池中，为了防止水分向内部渗入，采用由包含铝箔层的封装材料来覆盖电池内容物(正极、隔板、负极、电解液等)的构成。采用这种构成的锂离子电池被称为铝层压型锂离子电池。

3、就铝层压型锂离子电池而言，例如已知有在封装材料的一部分上通过冷成型形成凹部，将电池内容物收容于该凹部内，再将封装材料的其余部分折回并用热封来密封周缘部分而成的压花型锂离子电池(例如，参照专利文献1)。在这样的锂离子电池中，通过冷成型形成的凹部越深，越能够容纳更多的电池内容物，因此能够进一步提高能量密度。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开2013-101765号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，如果对于以往的锂离子电池用封装材料进行形成深凹部的深冲压成型，则可能会发生粘接层及金属箔层的破损。因此，封装材料需要具有良好的深冲压成型性。

3、为了提高这种成型性，有时会在封装材料的最外层使用尼龙膜作为基材层。然而，由于尼龙膜是碱性的，若与锂离子电池用电解液(酸性)接触，尼龙膜将会溶解，因而会有无法发挥作为封装材料的特性的问题。

4、另外，为了保护基材层免受诸如上述电解液这样的来自外部的刺激，有时会进一步在外层设置保护层。然而，由于封装材料在制造过程中的层压或干燥时被加热，使得基材层发生热收缩，因而基材层与保护层的密合性可能会降低。这种密合性的降低不仅在层压时或干燥时的高温环境下容易发生，而且即使在温水中或高温高湿环境下也容易发生。

5、本发明是鉴于上述情况而完成的，其第一目的在于提供一种具有良好的成形性及耐电解液性、并且基材层与保护层之间的密合性也优异的蓄电装置用封装材料。另外，本发明的目的在于提供这样的蓄电装置用封装材料的制造方法。

6、此外，本发明的第二目的在于提供一种具有良好的成形性及耐电解液性的蓄电装置用封装材料。另外，本发明的目的在于提供这样的蓄电装置用封装材料的制造方法。

7、用于解决课题的手段

8、<第一发明>

9、为了达成上述的第一目的，该第一发明提供一种蓄电装置用封装材料，其具有至少依次层叠基材保护层、基材层、粘接层、金属箔层、密封剂粘接层以及密封剂层而成的结构，其中基材保护层为含有聚酯树脂及多异氰酸酯的原料的固化产物，当将聚酯树脂的羟基的摩尔数设为[oh]、将多异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数设为[nco]时，[nco]/[oh]的比率为5至60，聚酯树脂的羟基值为10至70kohmg/g。

10、该第一发明的蓄电装置用封装材料具有良好的成形性及耐电解液性，并且基材层与保护层之间的密合性也优异。一般地，在民用锂离子电池用封装材料中，有时会在最外层使用尼龙膜以提高成型性。然而，尼龙膜是碱性的，若与锂离子电池用电解液(酸性)接触，尼龙将会溶解，因而无法用于电池单元。为了解决由所使用的膜引起的这种问题，在本发明中，在膜的最外层上进一步设置将多异氰酸酯混合于聚酯系树脂中而得的涂层作为基材保护层。此时，通过使用如上所述的聚酯树脂及多异氰酸酯，从而可对涂层赋予适宜的特性。

11、<第二发明>

12、为了达成上述的第二目的，该第二发明提供一种蓄电装置用封装材料，其具有至少依次层叠基材保护层、基材层、粘接层、金属箔层、密封剂粘接层以及密封剂层而成的结构，其中基材保护层为含有芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂及多异氰酸酯的原料的固化产物，当将芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂的羟基的摩尔数设为[oh]、将多异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数设为[nco]时，[nco]/[oh]的比率为5至20。

13、该第二发明的蓄电装置用封装材料具有良好的成形性及耐电解液性，并且基材层与保护层之间的密合性也优异。一般地，在民用锂离子电池用封装材料中，有时会在最外层使用尼龙膜以提高成型性。然而，尼龙膜是碱性的，若与锂离子电池用电解液(酸性)接触，尼龙将会溶解，因而无法用于电池单元。为了解决由所使用的膜引起的这种问题，在本发明中，在膜的最外层进一步设置将多异氰酸酯混合于芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂中而得的涂层作为基材保护层。此时，通过使用如上所述的混合比率的芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂及多异氰酸酯，从而可对涂层赋予适宜的特性。需要说明的是，对于用作芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂的原料的芳香族聚酯，由于其具有优异的耐(由酸引起的)水解性，因而即使与电解液接触，也不会伴有基材保护层的劣化，故能够保护尼龙膜。

14、在本发明中，在基材保护层附着有水的状态下，当在基材保护层与金属箔层之间施加3分钟的100v的恒定电压时，此时的层间的绝缘电阻优选为2000mω以上。由此，即使在(例如)使用易吸湿的膜(ny膜等)作为基材层的情况下，也能够减少金属箔层也被通电而对电池性能造成影响的可能性。特别地，在车载、电动工具用途之类的可能会处于高湿环境或雨水浸泡等的环境下，在基材保护层附着有水的状态下，封装材料优选具有这种程度的绝缘性。

15、在本发明中，多异氰酸酯优选含有50质量％以上的不具有脂环式结构的多异氰酸酯。特别地，不具有脂环式结构的多异氰酸酯优选为脂肪族多异氰酸酯，更优选为脂肪族多异氰酸酯的加合物或缩二脲体。由此，能够进一步提高基材保护层的耐电解液性及耐醇性。

16、在该第二发明中，从在树脂硬度与该树脂的其他特性之间取得平衡的观点来看，芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂优选为玻璃化转变温度(tg)不同的两种以上的芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂的混合物。

17、用于形成基材保护层的上述原料可以进一步含有填料。由此，能够进一步提高封装材料的滑动性，并且还能够对封装材料赋予外观设计性。

18、另外，本发明提供一种蓄电装置用封装材料的制造方法，其具备：经由粘接层将基材层贴合至金属箔层的一个面上的步骤；在基材层的与粘接层相对的那一侧的面上形成基材保护层的步骤；以及经由密封剂粘接层而在金属箔层的与粘接层相对的那一侧的面上形成密封剂层的步骤，其中基材保护层为含有聚酯树脂及多异氰酸酯的原料的固化产物，当将聚酯树脂的羟基的摩尔数设为[oh]、将多异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数设为[nco]时，[nco]/[oh]的比率为5至60，聚酯树脂的羟基值为10至70kohmg/g。

19、此外，本发明还提供一种蓄电装置用封装材料的制造方法，其具备：经由粘接层将基材层贴合至金属箔层的一个面上的步骤；在基材层的与粘接层相对的那一侧的面上形成基材保护层的步骤；以及经由密封剂粘接层而在金属箔层的与粘接层相对的那一侧的面上形成密封剂层的步骤，其中，基材保护层为含有芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂及多异氰酸酯的原料的固化产物，当将芳香族聚酯氨基甲酸酯树脂的羟基的摩尔数设为[oh]、将多异氰酸酯的异氰酸酯基的摩尔数设为[nco]时，[nco]/[oh]的比率为5至20。

20、发明效果

21、根据该第一发明，可提供具有良好的成形性及耐电解液性、并且基材层与保护层之间的密合性也优异的蓄电装置用封装材料。另外，根据该第二发明，可提供具有良好的成形性及耐电解液性的蓄电装置用封装材料。此外，根据本发明，可提供这样的蓄电装置用封装材料的制造方法。