CN101346831B - 电池用叠层外装材料以及叠层电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的电池用叠层外装材料，在基膜(1)的一面侧贴合有金属箔(2)，并在基膜(1)的另一面侧形成有涂膜层(4)，所述涂膜层包含可与电池主体(10)的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的热粘合性树脂。该电池用叠层外装材料，不另行地使用胶带、热熔粘合剂就能够容易且切实地与电池主体粘合，对端部补强用塑料部件也能够牢固地粘合。

Description

电池用叠层外装材料以及叠层电池
技术领域
本发明涉及包裹用于便携式电话、笔记本电脑、数码相机等可移动式电气设备的电源的电池的主体的叠层外装材料和使用该叠层外装材料的叠层电池。
再者，在本说明书和权利要求书中，“铝”这一用语为包括纯铝和铝合金的用语。
背景技术
近年，伴随着可移动式电气设备的小型化、轻量化，对于在它们中装载的锂离子电池、锂聚合物电池，作为其外装材料，通过使用在厚度为20～100μm左右的铝箔的两面贴合了塑料薄膜的叠层(laminate)外装材料来代替原来的金属罐，可谋求轻量化。
然而，由于该叠层外装材料使用通过退火而使其软化的软质铝箔以使得其能够进行压制成型的压花，因此存在材料强度降低、由于来自外部的冲击而破裂、容易发生针孔的缺点。为此，以往的使用叠层外装材料的叠层电池，出于弥补外装的强度的目的，装填到塑料的注射成型容器中的情况较多(参照专利文献1)，作为其结果，在电池单元的重量增加的同时，部件点数也增多。
于是，最近出现了下述方法：在将未退火的硬质铝箔、或者在其一面或两面贴合了塑料薄膜的贴膜铝箔卷绕在电池主体上的同时，在两端部嵌入塑料部件来进行补强。
专利文献1：日本特开平11-185728号公报
发明内容
然而，由于硬质铝箔的材料强度过强，在进行弯曲加工、压花时容易恢复到原来的状态，因此必须在卷绕在电池主体上后用胶带固定，或者使电池主体与铝箔之间介有双面胶带并进行压合、或介有热熔粘合剂的熔液或薄膜进行热粘合。因此，对于上述方法而言，电池外装的构成要素增多，而且由于胶带或热熔粘合剂的供给和粘合机构的加入，还存在在电池制造线复杂化的同时，设备成本也增大的问题。
本发明鉴于上述的情况，提供一种电池用叠层外装材料，作为该电池用叠层外装材料，不另行地使用胶带或热熔粘合剂，就能够容易且切实地进行对电池主体的粘合，即使是使用端部补强用的塑料部件的场合也能够对该部件牢固地粘合；另外，本发明的目的是在减少叠层电池的部件数的同时，能够简化电池制造线。
为了达到上述目的，本发明提供以下的方案。
.一种电池用叠层外装材料，在基膜的一面侧贴合有金属箔的同时，在该基膜的另一面侧形成有涂膜层，上述涂膜层包含可与电池主体的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的热粘合性树脂。
.根据前项1所述的电池用叠层外装材料，上述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
.根据前项1或2所述的电池用叠层外装材料，上述涂膜层的厚度为0.5～10μm。
.根据前项1～3的任一项所述的电池用叠层外装材料，上述基膜由可与叠层电池的端部补强用塑料部件热粘合的热塑性树脂形成。
.根据前项1～4的任一项所述的电池用叠层外装材料，在上述金属箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面贴合有厚度为8～40μm的拉伸薄膜。
.根据前项1～4的任一项所述的电池用叠层外装材料，在上述金属箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面形成有厚度为0.5～5μm的热固化树脂层。
.根据前项1～6的任一项所述的电池用叠层外装材料，上述金属箔为硬质铝箔。
.一种叠层电池，在前项1～7的任一项所述的电池用叠层外装材料以上述涂膜层侧与电池主体相接触地卷绕而热粘合的同时，端部补强用塑料部件其至少一部分插嵌到由超出电池主体两侧的该叠层外装材料的剩余部分构成的各筒状部中，与该叠层外装材料的基膜热粘合。
.一种电池用叠层外装材料，其特征在于，在基膜的一面侧贴合有金属箔的同时，在上述基膜的另一面侧，以该基膜的横向(宽度方向)的两端边缘部残留了基膜露出的露出边缘部的形态形成有涂膜层，上述涂膜层包含可与电池主体的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的热粘合性树脂。
.根据前项9所述的电池用叠层外装材料，上述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
.根据前项9或10所述的电池用叠层外装材料，上述基膜由可与叠层电池的端部补强用塑料部件热粘合的热塑性树脂形成。
.根据前项9～11的任一项所述的电池用叠层外装材料，在上述金属箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面贴合有厚度为8～40μm的拉伸薄膜。
.根据前项9～11的任一项所述的电池用叠层外装材料，在上述金属箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面形成有厚度为0.5～5μm的热固化树脂层。
.根据前项9～13的任一项所述的电池用叠层外装材料，上述金属箔为硬质铝箔。
.一种叠层电池，其特征在于，在前项9～14的任一项所述的电池用叠层外装材料以上述涂膜层侧与电池主体相接触地卷绕而热粘合的同时，端部补强用塑料部件的至少一部分插嵌到由超出电池主体两侧的该叠层外装材料的剩余部分构成的各筒状部中，该端部补强用塑料部件与上述筒状部内表面的基膜露出边缘部热粘合。
再者，所谓硬质铝箔，意指实施加工(轧制)使其加工硬化的状态的铝箔，例如可举出加工硬化完的箔、在加工硬化后实施了适度的热处理的箔等，可举出一般地按JIS标准(JIS H0001)使用的品质分类号为HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8、HX9的铝箔(其中，X为1～3)。与此相对，软质铝箔意指上述的硬质铝箔以外的铝箔，例如可举出通过完全退火使其软化的状态的箔等，可举出一般地按JIS标准(JISH0001)称为O材的铝箔。
发明效果
的发明所涉及的电池用叠层外装材料，其本身具备能够与电池主体的表面薄膜热粘合的涂膜层，因此在向电池主体上安装时，不另行地使用胶带、热熔粘合剂就能够直接地容易地与该电池主体热粘合，相应地在能够减少叠层电池的部件数的同时，能够使电池制造线简化。另外，由于该涂膜层包含软化点为160℃以下的热粘合性树脂，因此在将叠层外装材料以该涂膜层侧接触地卷绕在电池主体上的状态下，通过160℃以下的低温加热能够粘合固定，因此能够避免电池主体内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化，能够维持高的电池性能。
根据[2]的发明，上述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，因此在相对于电池主体的表面薄膜发挥优异的热粘合性的同时，通过高温化而使粘度降低，显示高的热流动性，因此使用端部补强用塑料部件时，通过将该塑料部件和叠层外装材料在高温下进行热压合，可从该压合部位排除熔融了的涂膜层的热粘合性树脂，使基膜和该塑料部件牢固粘合。
根据[3]的发明，电池用叠层外装材料的上述涂膜层具有特定的厚度，因此能够以低温短时间进行与电池主体的热粘合，另一方面，在与端部补强用塑料部件的热压合中，容易从压合部位流出排除。
根据[4]的发明，电池用叠层外装材料的基膜能够与叠层电池的端部补强用塑料部件热粘合，因此通过在离开电池主体的部位的高温压合，能够使该基膜和塑料部件牢固粘合。
根据[5]的发明，在电池用叠层外装材料的金属箔的外面侧表面贴合的特定厚度的拉抻薄膜作为保护层发挥功能，因此可对叠层电池的外装赋予耐磨性、耐冲击性、耐化学性。
根据[6]的发明，在电池用叠层外装材料的金属箔的外面侧表面形成的特定厚度的热固化树脂层作为保护层发挥功能，因此叠层电池的外装的耐磨性、耐冲击性、耐化学性提高。
根据[7]的发明，作为金属箔使用了硬质铝箔，因此能够更轻量化。
的发明所涉及的叠层电池为：在上述的电池用叠层外装材料与电池主体切实地粘合固定的同时，在电池两端部，端部补强用塑料部件与该叠层外装材料的基膜牢固地粘合的电池。
的发明所涉及的电池用叠层外装材料，其本身具备可与电池主体的表面薄膜热粘合的涂膜层，因此在向电池主体上安装时，不另行地使用胶带、热熔粘合剂就能够直接地容易地与该电池主体热粘合，相应地在能够减少叠层电池的部件数的同时，能够使电池制造线简化。另外，由于其涂膜层包含软化点为160℃以下的热粘合性树脂，因此在将叠层外装材料以涂膜层侧接触地卷绕在电池主体上的状态下，通过160℃以下的低温加热能够粘合固定，因而能够避免电池主体内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化。能够维持高的电池性能。另外，使用端部补强用塑料部件时，通过将外装材料的基膜的露出边缘部和该塑料部件进行热压合，能够将外装材料和塑料部件牢固粘合。
根据[10]的发明，上述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，因此即使对于电池主体的表面低温压合也发挥优异的热粘合性。
根据[11]的发明，电池用叠层外装材料的基膜能够与叠层电池的端部补强用塑料部件热粘合，能够将外装材料的基膜的露出边缘部和塑料部件牢固粘合。
根据[12]的发明，在电池用叠层外装材料的金属箔的外面侧表面贴合的特定厚度的拉伸薄膜作为保护层发挥功能，因此可对叠层电池的外装赋予耐磨性、耐冲击性、耐化学性。
根据[13]的发明，在电池用叠层外装材料的金属箔的外面侧表面形成的特定厚度的热固化树脂层作为保护层发挥功能，因此叠层电池的外装的耐磨性、耐冲击性、耐化学性提高。
根据[14]的发明，作为金属箔使用了硬质铝箔，因此能够更轻量化。
的发明所涉及的叠层电池为：在上述的电池用叠层外装材料与电池主体切实地粘合固定的同时，在电池两端部，端部补强用塑料部件与叠层外装材料的基膜牢固地粘合的电池。
附图说明
图1按工序顺序示出适用第1发明的叠层电池的外装形成，其中的(A)图是叠层外装材料相对于电池主体的卷绕之前的概略立体图，(B)图是该卷绕之后的概略立体图，(C)图是安装了端部补强用塑料部件的外装完成后的概略立体图。
图2是第1发明的一种实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的纵剖面图。
图3是另一实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的纵剖面图。
图4是又一实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的纵剖面图。
图5按工序顺序示出适用第2发明的叠层电池的外装形成，其中的(A)图是叠层外装材料相对于电池主体的卷绕之前的概略立体图，(B)图是该卷绕之后的概略立体图，(C)图是安装了端部补强用塑料部件的外装完成后的概略立体图。
图6是第2发明的一种实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的剖面图(图5中的X-X线的剖面图)。
图7是另一实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的剖面图。
图8是又一实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的剖面图。
图9是又一实施方式所涉及的电池用叠层外装材料的剖面图。
图10是表示制造中途的切断工序之前的叠层外装材料的平面图。
符号说明
1...基膜
1a...露出边缘部
2...金属箔
3...粘合剂层
4...热粘合性树脂的涂膜层
5...拉伸薄膜
6...粘合剂层
7...热固化树脂层
10...电池主体
11...叠层外装材料
11a...筒状部
12...端部补强用塑料部件
具体实施方式
以下，对第1发明的电池用叠层外装材料进行说明。
图1(A)～(C)，按工序顺序示出适用第1发明的叠层电池的外装形成。该叠层电池是：如图1(A)那样将长方体形状的电池主体10搁置在宽度比其宽的叠层外装材料11上，如图1(B)那样由该叠层外装材料11包裹电池主体10并进行了热粘合，而且如图1(C)那样将长方体形状的端部补强用塑料部件12的一部分插嵌到由叠层外装材料11的两侧剩余部分构成的两端的长方形的各筒状部11a中，通过热粘合将该塑料部件12和叠层外装材料粘合固定而成的电池。图中的10a表示电池的端子。
再者，电池主体10是锂离子电池、锂聚合物电池，其表面可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚酰胺(ON)薄膜、聚丙烯(OPP)薄膜等的拉伸薄膜构成。
另外，叠层外装材料11，其基本构成为下述构成：如图2所示，在基膜1的一面侧介有粘合剂层3地贴合有金属箔2的同时，在该基膜1的另一面侧形成有热粘合性树脂的涂膜层4。
在此，作为基膜1，可使用聚丙烯(OPP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)薄膜、尼龙12之类的粘合性聚酰胺(ON)薄膜等热塑性树脂薄膜，但为了即使是小的粘合面积也能够与端部补强用塑料部件12牢固地热粘合，优选由与该塑料部件12同系的热塑性树脂的薄膜制成，特别优选加工性和绝缘性均优异的烯烃系树脂的薄膜。
另外，该基膜1的厚度优选为20～100μm左右，以使得相对于电池本体10的具有凹凸的表面，在压力缓冲作用下也能够切实地粘合，当过薄时，压力缓冲作用不充分，因此与具有凹凸的电池表面的粘接不完全，当过厚时薄膜变硬，粘合不完全。
作为金属箔2没有特别限定，例如可举出不锈钢箔、铁箔、铜箔、镍箔、硬质铝薄等。其中，优选硬质铝箔。
作为金属箔2，优选厚度为40～200μm左右的金属箔，如果过薄则材料强度差，而如果过厚，则加工显著地困难。另外，作为粘合剂层3的粘合成分，可优选使用聚酯-氨基甲酸乙酯系、聚醚-氨基甲酸乙酯系的粘合成分。
作为涂膜层4的热粘合性树脂，只要是能够与电池主体10的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的树脂即可，但特别优选对拉伸薄膜的粘合性优异的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下简称为EVA)。然而，若该热粘合性树脂的软化点高于160℃，则针对电池主体10的热粘合的温度升高，因此有可能发生电池主体10内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化。
作为用于该涂膜层4的EVA，优选乙酸乙烯酯含量为30～95质量％、MI(熔体指数)为3以上的EVA。这是因为，当乙酸乙烯酯含量小于30质量％时，难溶解于醇等溶剂中，在基膜1上的涂布变得困难，当MI小于3时，缺乏热流动性，因此在与端部补强用塑料部件12热粘合时，难以从粘合部位排除，妨碍该塑料部件12与基膜1的牢固粘合。再者，为了提高涂布性，也可以将EVA进行部分皂化改性，形成为含有乙酰氧基、羧基、羟基等的接枝聚合物，来提高对醇等溶剂的溶解性。另外，为了使其与拉伸薄膜的粘合性更加提高，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)。
此外，推荐在该涂膜层4中，分别相对于树脂以1～20质量％左右的范围含有增粘成分和防粘连剂(防粘连材料)，所述增粘成分使其与基膜1的粘附性和热粘合性提高，所述防粘连剂用于防止叠层外装材料11的在卷绕状态下的粘连。
作为上述的增粘成分，可举出萜烯酚树脂、松香以及松香酯、石油树脂等，这些增粘成分可以将其中2种以上并用，但特别优选软化点为60～160℃且平均分子量为3000以下的增粘成分。这是因为，如果软化点小于60℃，则容易发生粘连，如果软化点高于160℃，则不能体现低温下的热粘合性，另外如果平均分子量大于3000，则招致溶解性以及与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的相容性的恶化。
作为上述的防粘连剂，可举出SiO2、CaCO3、BaCO3、TiO2、滑石等无机粒子，这些防粘连剂可以将其中的2种以上并用，但特别推荐平均粒径为1～10μm且比重为3以下的防粘连剂。即，如果平均粒径小于1μm，则防粘连剂的粒子相互凝集粘附，难以在树脂中分散，相反地如果为大于10μm的粒子，则在用于形成涂膜层4的凹版辊涂布时，发生照相凹版的孔眼堵塞。另外，如果比重大于3，则在涂布后的干燥中加热时容易在树脂中沉降，有可能不体现防粘连效果。
为了在基膜1上形成涂膜层4，只要将上述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物之类的树脂成分和根据需要的增粘成分以及防粘连剂添加到醇中混合、乳化，将其通过凹版辊涂布方式涂布在基膜1上进行干燥即可。该涂膜层4的厚度较薄地设定为0.5～10μm为好，在技术上难以使其小于0.5μm，而若大于10μm，则在与端部补强用塑料部件12热粘合时难以通过热流动来排除，使基膜1与该塑料部件12的牢固粘合变得困难。
为了使用这样的构成的叠层外装材料11进行电池主体10的外装，首先配置该叠层外装材料11使得涂膜层4侧朝上，在其上面如图1(A)那样搁置电池主体10，如图1(B)那样将该叠层外装材料11卷绕在电池主体10上，从其外侧抵接160℃以下的热板进行热粘合。由此，电池主体10和叠层外装材料11介有熔融的涂膜层4的热粘合性树脂地被热粘合而一体化，但由于该热粘合的温度低，因此能够避免电池主体10内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化，因而能够维持高的电池性能。
另外，通过该热压合，在电池主体10的两端由宽度较宽的叠层外装材料11的两侧剩余部分分别构成筒状部11a，因此接着如图1(C)那样向各筒状部11a中插嵌端部补强用塑料部件12的一部分，从其外侧压接180～220℃的热板，将叠层外装材料11和该塑料部件12热压合。
此时，叠层外装材料11的两侧筒状部11a，11a中的涂膜层4的热粘合性树脂，由于热压合的温度高，因此成为低粘性且流动性高的熔液，由于热板的压力而从压合部位排除。因此，包含同系的树脂材料的叠层外装材料11的基膜1和该塑料部件12直接地牢固地粘合而一体化，但由于该高温下的热压合是在离开电池主体10的位置进行的，因此不用担心该电池主体10发生热老化。
对于上述的实施方式的叠层外装材料11而言，在叠层电池的外周面露有金属箔2，但在本发明的叠层外装材料中，为了对金属箔2的表面赋予耐磨性、耐冲击性、耐化学性，也可以预先设置保护层。为了设置这样的保护层，例如如图3所示，在金属箔2的与基膜1贴合侧相反的一侧的表面介有粘合剂层6地贴合拉伸薄膜5，或如图4所示，在该表面涂布形成热固化树脂层7即可。
另外，作为拉伸薄膜5，使用由PET、PEN、ON、OPP等制成的廉价且有通用性的一般的树脂薄膜即可。其厚度优选为8～40μm的范围，若小于8μm则没有通用性，若大于40μm则价格高、加工性也差。另外，为了进一步提高耐磨性，也可以使用在拉伸薄膜5的表面真空蒸镀了二氧化硅、氧化铝的薄膜、在拉伸薄膜5的表面涂布了硅氧烷系树脂的薄膜、将该拉伸薄膜5的表面进行了粗化处理的薄膜等。再者，作为粘合剂层6，可以使用与将基膜1和金属箔2贴合的粘合剂层3同样的粘合剂层。
另一方面，作为热固化树脂层7，使用环氧系树脂、丙烯酸系树脂、硝化棉系树脂等的通过热固化能够形成牢固的皮膜的树脂成分即可。另外，为了进一步提高耐磨性，也可以在这些树脂中添加5质量％以下的硅氧烷系树脂。另外，热固化树脂层7的厚度优选为0.5～5μm的范围，若过薄则不能够期待得到作为保护层的效果，相反地若过厚树脂层反倒变脆，而且加工单价也增大。
以下，对第2发明的电池用叠层外装材料进行说明。
图5(A)～(C)，按工序顺序示出适用第2发明的叠层电池的外装形成。该叠层电池是：如图5(A)那样将长方体形状的电池主体10搁置在宽度比电池主体10宽的矩形的叠层外装材料11的热粘合性树脂涂膜层4之上，如图5(B)那样由该叠层外装材料11包裹电池主体10，将叠层外装材料11的涂膜层4与电池主体10的表面薄膜进行热粘合的同时，如图5(C)那样将长方体形状的端部补强用塑料部件12的一部分插嵌到由叠层外装材料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和筒状部11a的内表面的基膜的露出边缘部1a(基膜1露出的边缘部，即未涂布热粘合性树脂的边缘部)粘合固定而成的电池。图中的10a表示电池的端子。
再者，电池主体10是锂离子电池、锂聚合物电池，其表面可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚酰胺(ON)薄膜、聚丙烯(OPP)薄膜等的拉伸薄膜构成。
另外，叠层外装材料11，其基本构成为下述构成：如图6所示，在基膜1的一面侧介有粘合剂层3地贴合有金属箔2的同时，在该基膜1的另一面侧，以该基膜1的横向的两端边缘部残留了基膜露出的露出边缘部1a，1a的形态形成有热粘合性树脂的涂膜层4。
在此，作为基膜1，可使用聚丙烯(CPP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)薄膜、尼龙12之类的粘合性聚酰胺(ON)薄膜等热塑性树脂薄膜，但为了即使是小的粘合面积也能够与端部补强用塑料部件12牢固地热粘合，优选由与该塑料部件12同系的热塑性树脂的薄膜制成，特别优选加工性和绝缘性均优异的烯烃系树脂的薄膜。
另外，该基膜1的厚度优选为20～100μm左右，以使得相对于电池本体10的具有凹凸的表面，在压力缓冲作用下也能够切实地粘合，当过薄时，压力缓冲作用不充分，因此与具有凹凸的电池表面的粘接不完全，当过厚时薄膜变硬，粘合不完全，因此不优选。
作为金属箔2没有特别限定，例如可举出不锈钢箔、铁箔、铜箔、镍箔、硬质铝薄等。其中，优选硬质铝箔。
作为金属箔2，优选厚度为40～200μm左右的金属箔，如果过薄则材料强度差，而如果过厚，则加工显著地困难。另外，作为粘合剂层3的粘合成分，可优选使用聚酯-氨基甲酸乙酯系、聚醚-氨基甲酸乙酯系的粘合成分。
作为涂膜层4的热粘合性树脂，只要是能够与电池主体10的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的树脂即可，但特别优选对拉伸薄膜的粘合性优异的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下简称为EVA)。另外，若该热粘合性树脂的软化点高于160℃，则针对电池主体10的热粘合的温度升高，因此有可能发生电池主体10内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化。
作为用于该涂膜层4的EVA，优选乙酸乙烯酯含量为30～95质量％、MI(熔体指数)为3以上的EVA。这是因为，当乙酸乙烯酯含量小于30质量％时，难溶解于醇等溶剂中，在基膜1上的涂布变得困难。再者，为了提高涂布性，也可以将EVA进行部分皂化改性，形成为含有乙酰氧基、羧基、羟基等的接枝聚合物，来提高对醇等溶剂的溶解性。另外，为了使其与拉伸薄膜的粘合性更加提高，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)。
此外，推荐在该涂膜层4中，分别相对于树脂以1～20质量％左右的范围含有增粘成分和防粘连剂，所述增粘成分使其与基膜1的粘附性和热粘性提高，所述防粘连剂用于防止叠层外装材料11的在卷绕状态下的粘连。
作为上述的增粘成分，可举出萜烯酚树脂、松香以及松香酯、石油树脂等，这些增粘成分可以将其中2种以上并用，但特别优选软化点为60～160℃且平均分子量为3000以下的增粘成分。这是因为，如果软化点小于60℃，则容易发生粘连，如果软化点高于160℃，则不能体现低温下的热粘合性，另外如果平均分子量大于3000，则招致溶解性以及与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的相容性的恶化。
作为上述的防粘连剂，可举出SiO2、CaCO3、BaCO3、TiO2、滑石等无机粒子，这些防粘连剂可以将其中的2种以上并用，但特别推荐平均粒径为1～10μm且比重为3以下的防粘连剂。即，如果平均粒径小于1μm，则防粘连剂的粒子相互凝集粘附，难以在树脂中分散，相反地如果为大于10μm的粒子，则在用于形成涂膜层4的凹版辊涂布时，发生照相凹版的孔眼堵塞。另外，如果比重大于3，则在涂布后的干燥中加热时容易在树脂中沉降，有可能不体现防粘连效果，因此不优选。
为了在基膜1上形成涂膜层4，只要将上述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物之类的树脂成分和根据需要的增粘成分以及防粘连剂添加到醇中混合、乳化，将其通过凹版辊涂布方式涂布在基膜1上进行干燥即可。此时，在待形成涂膜层4的树脂成分中，可以相对于树脂成分100质量份以0.1～5质量份的范围添加有机系颜料、无机系颜料、色素等着色剂。在采用例如凹版辊涂布方式等如图10所示在卷筒外装材料基膜上涂布形成涂膜层4时，如果在相邻的露出边缘部1a，1a之间也同时地形成细线状的用于表示切断线的涂膜部20，则通过将该用于表示切断线的涂膜部20着色，在切断时通过由切断装置(宽度切割装置)定位用传感器识别该用于表示切断线的涂膜部20，就能够无误地切实确定切断位置。
作为上述有机系颜料，并没有特别限定，例如可举出色淀红、萘酚类、汉撒黄、二重氮黄、苯并咪唑酮等的偶氮系颜料、奎酞酮、异吲哚满、吡咯并吡咯、二噁嗪、酞菁蓝、酞菁绿等的多环式系颜料；色淀红C、沃丘格红等的色淀颜料等。另外，作为上述无机系颜料，并没有特别限定，例如可举出炭黑、氧化钛、碳酸钙、高岭土、氧化铁、氧化锌等。另外，作为上述色素，并没有特别限定，例如可举出三钠盐(黄色4号)等的黄色色素类、二钠盐(红色3号)等的红色色素类、二钠盐(蓝色1号)等的蓝色色素类等。
上述涂膜层4的厚度优选设定为0.5～10μm，在技术上难以使其小于0.5μm，而若大于10μm，则作为叠层外装材料11使用时，容易引起压花，因此不优选。
为了使用这样的构成的叠层外装材料11进行电池主体10的外装，首先配置该叠层外装材料11使得涂膜层4侧朝上，在该涂膜层4之上如图5(A)那样搁置电池主体10，如图5(B)那样将该叠层外装材料11卷绕在电池主体10上，从其外侧抵接160℃以下的热板进行热粘合。由此，电池主体10的表面薄膜和叠层外装材料11介有熔融的涂膜层4的热粘合性树脂地被热粘合而一体化，但由于该热粘合的温度低，因此能够避免电池主体10内的隔膜的熔融、电解液的分解等的热劣化，因而能够维持高的电池性能。
另外，通过该热压合，在电池主体10的两端由叠层外装材料11的横向两侧的剩余部分分别构成筒状部11a，在该筒状部11a的内表面显现出露出边缘部1a(基膜1露出的边缘部，即未涂布热粘合性树脂的边缘部)。接着，如图5(C)那样将端部补强用塑料部件12的一部分插嵌到各筒状部11a内，从其外侧压合180～220℃的热板，将该塑料部件12和叠层外装材料11的基膜的露出边缘部1a热压合。此时，叠层外装材料11的基膜1和该塑料部件12直接地牢固粘合而一体化，由于该高温下的热压合是在离开电池主体10的位置进行的，因此不用担心该电池主体10发生热老化。
对于上述的实施方式的叠层外装材料11而言，在叠层电池的外周面露有金属箔2，但在第2发明的叠层外装材料中，为了对金属箔2的表面赋予耐磨性、耐冲击性、耐化学性，也可以预先设置保护层。为了设置这样的保护层，例如如图7所示，在金属箔2的与基膜1贴合侧相反的一侧的表面介有粘合剂层6地贴合拉伸薄膜5，或如图8所示，在该表面形成热固化树脂层7即可。
另外，作为拉伸薄膜5，使用由PET、PEN、ON、OPP等制成的廉价且有通用性的一般的树脂薄膜即可。其厚度优选为8～40μm的范围，若小于8μm则没有通用性，若大于40μm则价格高、加工性也差，因此不优选。另外，为了进一步提高耐磨性，也可以使用在拉伸薄膜5的表面真空蒸镀了二氧化硅、氧化铝的薄膜、在拉伸薄膜5的表面涂布了硅氧烷系树脂的薄膜、将该拉伸薄膜5的表面进行了粗化处理的薄膜等。再者，作为粘合剂层6，可以使用与将基膜1和金属箔2贴合的粘合剂层3同样的粘合剂层。
另一方面，作为热固化树脂层7，使用环氧系树脂、丙烯酸系树脂、硝化棉系树脂等的通过热固化能够形成牢固的皮膜的树脂成分即可。另外，为了进一步提高耐磨性，也可以在这些树脂中添加5质量％以下的硅氧烷系树脂。另外，热固化树脂层7的厚度优选为0.5～5μm的范围，若过薄则不能够期待得到作为保护层的效果，相反地若过厚树脂层反倒变脆，而且加工单价也增大，因此不优选。
再者，上述实施方式中，热粘合性树脂的涂膜层4，在基膜1的除了两端边缘部的露出边缘部1a、1a以外的其余部分的整个面上形成(参照图6～8)，但并不限于这样的构成，例如，如图9所示，涂膜层4也可以采用下述构成：在基膜1的除了露出边缘部1a、1a以外的其余部分上部分地形成。
实施例
以下，将第1发明的实施例与比较例进行对比来具体地说明。再者，以下的“份”以及“％”意指“质量份”以及“质量％”。
实施例1
在由JIS A3004-H18材料制成的厚度为100μm的硬质铝箔的一面侧，介有聚酯-氨基甲酸乙酯系粘合剂地贴合作为拉伸薄膜的厚度为12μm的PET薄膜的同时，在该铝箔的另一面侧介有相同的粘合剂地贴合作为基膜的厚度为40μm的CPP薄膜(流延聚丙烯薄膜)，制作了叠层薄膜。另一方面，向混合乙酸乙烯酯含量为40％且MI为15的EVA树脂30份、皂化度为20％的该EVA 30份、软化点为90℃且平均分子量为1500的萜烯树脂10份、粒径为2～5μm且比重为2.5～2.7的SiO2 10份而成的树脂混合物中，加入异丙醇和纯水以容量比1∶1混合而成的溶剂，制备树脂固体成分为40％的涂布液。然后，将该涂布液涂布在上述叠层薄膜的CPP薄膜上使得干燥后的厚度为3μm，然后，通过在200℃下加热干燥20秒钟，形成热粘合性树脂的涂膜层，制作了电池用叠层外装材料。
实施例2
除了将热粘合性树脂的涂膜层的厚度设定成1μm以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
实施例3
除了使用厚度为50μm的PC薄膜代替CPP薄膜来作为基膜以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
实施例4
在铝箔的上述一面侧，通过涂布由环氧树脂形成的热固性树脂和进行加热，形成厚度为2μm的热固化树脂层来代替作为拉伸薄膜的PET薄膜，除此以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
实施例5
除了不贴合作为拉伸薄膜的PET薄膜以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
比较例1
除了不使用作为基膜的CPP，就直接地在铝箔的上述一面侧形成热粘合性树脂的涂膜层以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
比较例2
除了将热粘合性树脂的涂膜层的厚度设定成15μm以外，与实施例1同样地制作了电池用叠层外装材料。
性能评价试验1
使用实施例1～5以及比较例1、2的电池用叠层外装材料，根据已述的由图1(A)～(C)所示的方法，利用热板在160℃×0.2MPa×2秒的条件下进行对表面由PET薄膜制成的锂离子电池的电池主体的热粘合，并且利用热板在200℃×0.4MPa×3秒的条件下进行对PP制的端部补强用塑料部件的热压合，从而实施了叠层电池的外装。然后，测定叠层外装材料相对于电池主体以及端部补强用塑料部件的粘合强度。其结果示于表1。再者，端部补强用塑料部件在表中简记为塑料部件。
性能评价试验2
将实施例1～5以及比较例1、2的电池用叠层外装材料卷绕在与性能评价试验1同样的电池主体上，使用胶带粘合、固定之后，装入长500mm、宽500mm的聚丙烯制的箱(case)中使得胶带面在上，采用基于JIS Z0232的装置给予6小时的振动范围为5～100Hz的不规则振动，然后观察叠层外装材料的外观和电解液有无泄漏。其结果示于表1。再者，对于叠层外装材料的外观，用以下的3个等级进行评价：“◎”...外观没有变化；“○”...外表面发生一点点的损伤；“×”...明显地发生损伤。
表1
Figure S2006800485148D00171
由表1的结果明确知道，第1发明所涉及的电池用叠层外装材料(实施例1～5)，能够容易且切实地与电池主体的树脂薄膜表面热粘合，而且尽管粘合面积小，也能够与端部补强用塑料部件牢固地热粘合。另外，实施例1～4的叠层外装材料，在外装后的叠层电池的振动试验中也难以发生损伤，强度也优异，因此不用担心损害作为最终形态的叠层电池的外观或发生电解液泄漏。
接着，将第2发明的实施例与比较例进行对比来具体地说明。再者，以下的“份”以及“％”意指“质量份”以及“质量％”。
实施例6
在由JIS A3004-H18材料制成的厚度为100μm的硬质铝箔的一面侧，介有聚酯-氨基甲酸乙酯系粘合剂地贴合作为拉伸薄膜的厚度为12μm的PET薄膜的同时，在该铝箔的另一面侧介有相同的粘合剂地贴合作为基膜的厚度为40μm的CPP薄膜(流延聚丙烯薄膜)，制作了叠层薄膜。另一方面，向混合乙酸乙烯酯含量为40％且MI为15的EVA树脂30份、皂化度为20％的该EVA 30份、软化点为90℃且平均分子量为1500的萜烯树脂10份、粒径为2～5μm且比重为2.5～2.7的SiO2 10份、氧化钛0.5份而成的树脂混合物中，加入异丙醇和纯水以容量比1∶1混合而成的溶剂，制备树脂固体成分为40％的涂布液。然后，将该涂布液以一定间隔(参照图10)涂布在上述叠层薄膜的CPP薄膜上使得干燥后的厚度为3μm，然后，在200℃下加热干燥20秒钟，形成热粘合性树脂的涂膜层4，接着，通过使用切断装置在用于表示切断线的涂膜部20的位置进行切断，制作了电池用叠层外装材料11。对于该电池用叠层外装材料11而言，在基膜1的横向的两端边缘部，以残留了基膜露出的露出边缘部1a、1a的形态形成了涂膜层4(参照图7)。
实施例7
除了将热粘合性树脂的涂膜层的厚度设定成10μm以外，与实施例6同样地制作了电池用叠层外装材料。
实施例8
除了使用厚度为50μm的PC薄膜代替CPP薄膜来作为基膜以外，与实施例6同样地制作了电池用叠层外装材料。
实施例9
在铝箔的上述一面侧，通过涂布由环氧树脂形成的热固性树脂和进行加热，形成厚度为2μm的热固化树脂层来代替作为拉伸薄膜的PET薄膜的贴合，除此以外，与实施例6同样地制作了电池用叠层外装材料(参照图8)。
比较例3
除了在作为基膜的CPP薄膜上的整个面形成厚度为15μm的热粘合性树脂的涂膜层(为未设置露出边缘部的构成)以外，与实施例6同样地制作了电池用叠层外装材料。
性能评价试验3
使用实施例6～9以及比较例3的电池用叠层外装材料，根据已述的由图5(A)～(C)所示的方法，利用热板在160℃×0.2MPa×2秒的条件下进行对表面由聚酰胺(ON)薄膜制成的锂离子电池的电池主体的热粘合，并且利用热板在180℃×0.4MPa×3秒的条件下进行对PP制的端部补强用塑料部件的热压合，从而实施了叠层电池的外装。然后，测定叠层外装材料相对于电池主体以及端部补强用塑料部件的粘合强度。其结果示于表2。再者，端部补强用塑料部件在表中简记为塑料部件。
性能评价试验4
将实施例6～9以及比较例3的电池用叠层外装材料卷绕在与性能评价试验3同样的电池主体上，使用胶带粘合、固定之后，装入长500mm、宽500mm的聚丙烯制的箱(case)中使得胶带面在上，采用基于JIS Z0232的装置给予6小时的振动范围为5～100Hz的不规则振动，然后观察叠层外装材料的外观和电解液有无泄漏。其结果示于表2。
表2
Figure S2006800485148D00191
由表2的结果明确知道，第2发明所涉及的电池用叠层外装材料(实施例6～9)，能够容易且切实地与电池主体的树脂薄膜表面热粘合，而且尽管粘合面积小，也能够与端部补强用塑料部件牢固地热粘合。此外，该叠层外装材料，在外装后的叠层电池的振动试验中也不会使难端部补强用塑料部件脱落，强度也优异，因此不用担心损害作为最终形态的叠层电池的外观或发生电解液泄漏。
与此相对，在基膜的整个面上形成了涂膜层的比较例3，在180℃×0.4MPa×3秒的热压合条件下，在基膜与端部补强用塑料部件之间，涂膜层的热粘合性树脂未被排除而残存，因此外装材料相对于端部补强用塑料部件的粘合强度不充分。
本申请是对在2005年12月22日申请的日本国专利申请特愿2005-369446号以及在2005年12月22日申请的日本国专利申请特愿2005-369460号要求优先权的申请，这些申请的公开内容原样地直接构成本申请的一部分。
在此使用的用语以及说明是为了说明本发明所涉及的实施方式而使用的，本发明并不被其限定。本申请只要是在请求保护的范围内不脱离其精神，则也容许任何的设计上的变更。
产业上的利用可能性
本发明的电池用叠层外装材料，可以作为包裹用于便携式电话、笔记本电脑、数码相机等可移动式电气设备的电源的电池的主体的叠层外装材料使用
本发明中表示数值范围的“以上”和“以下”均包括本数。

Claims (13)

1.一种电池用叠层外装材料，其卷绕在电池主体的表面并与电池主体热粘合而进行使用，在基膜的一面侧贴合有硬质铝箔的同时，在该基膜的另一面侧形成有涂膜层，所述涂膜层包含可与电池主体的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的热粘合性树脂。
2.根据权利要求1所述的电池用叠层外装材料，所述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的电池用叠层外装材料，所述涂膜层的厚度为0.5～10μm。
4.根据权利要求1所述的电池用叠层外装材料，所述基膜由可与电池的端部补强用塑料部件热粘合的热塑性树脂形成。
5.根据权利要求1所述的电池用叠层外装材料，在所述硬质铝箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面贴合有厚度为8～40μm的拉伸薄膜。
6.根据权利要求1所述的电池用叠层外装材料，在所述硬质铝箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面形成有厚度为0.5～5μm的热固化树脂层。
7.一种叠层电池，在权利要求1～6的任一项所述的电池用叠层外装材料以所述涂膜层侧与电池主体相接触地卷绕而热粘合的同时，端部补强用塑料部件其至少一部分插嵌到由超出电池主体两侧的该叠层外装材料的剩余部分构成的各筒状部中，与该叠层外装材料的基膜热粘合。
8.一种电池用叠层外装材料，其卷绕在电池主体的表面并与电池主体热粘合而进行使用，其特征在于，在基膜的一面侧贴合有硬质铝箔的同时，在所述基膜的另一面侧，以该基膜的横向的两端边缘部残留了基膜露出的露出边缘部的形态形成有涂膜层，所述涂膜层包含可与电池主体的表面薄膜热粘合的软化点为160℃以下的热粘合性树脂。
9.根据权利要求8所述的电池用叠层外装材料，所述涂膜层的热粘合性树脂为乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
10.根据权利要求8所述的电池用叠层外装材料，所述基膜由可与电池的端部补强用塑料部件热粘合的热塑性树脂形成。
11.根据权利要求8所述的电池用叠层外装材料，在所述硬质铝箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面贴合有厚度为8～40μm的拉伸薄膜。
12.根据权利要求8所述的电池用叠层外装材料，在所述硬质铝箔的与基膜贴合侧相反的一侧的表面形成有厚度为0.5～5μm的热固化树脂层。
13.一种叠层电池，其特征在于，在权利要求8～12的任一项所述的电池用叠层外装材料以所述涂膜层侧与电池主体相接触地卷绕而热粘合的同时，端部补强用塑料部件的至少一部分插嵌到由超出电池主体两侧的该叠层外装材料的剩余部分构成的各筒状部中，该端部补强用塑料部件与所述筒状部内表面的基膜露出边缘部热粘合。
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