CN102769111B - 具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法 - Google Patents

具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102769111B
CN102769111B CN201210135583.XA CN201210135583A CN102769111B CN 102769111 B CN102769111 B CN 102769111B CN 201210135583 A CN201210135583 A CN 201210135583A CN 102769111 B CN102769111 B CN 102769111B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resin
battery bag
sealant layer
layer
gas barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210135583.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102769111A (zh
Inventor
韩喜植
金暻灿
杜胜均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Youlchon Chemical Co Ltd
Original Assignee
Youlchon Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Youlchon Chemical Co Ltd filed Critical Youlchon Chemical Co Ltd
Publication of CN102769111A publication Critical patent/CN102769111A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102769111B publication Critical patent/CN102769111B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/579—Devices or arrangements for the interruption of current in response to shock
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种电池袋及其制造方法，该电池袋包含阻气层和密封剂层，所述密封剂层包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊。由此，电池产生的热或压力等通过由微胶囊的热膨胀形成的气孔排出到外部，从而防止爆炸危险性。

Description

具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电池袋及其制造方法，更详细地涉及当存在由热或压力等引起的爆炸危险时，热或压力等会通过形成于密封剂层上的气孔排出到外部而对爆炸危险具有安全性的电池袋及其制造方法。
背景技术
通常锂离子二次电池等电池(cell)被内置于金属罐(metal can)中。金属罐主要使用铝(Al)，通过压力加工具有圆筒形或四方体（长方体等）形状。
但是，金属罐由于外壁坚硬，使得电池自身的形状由金属罐的形状决定而受到制约。为了克服这样的制约，正在开发和使用柔性(flexible)电池袋(cell pouch)。通常，电池袋会考虑阻气性（气体阻断性）和耐电解液性等而制造成多层结构。
图1表示根据现有技术的电池袋的截面结构图（层叠结构）。
参照图1的话，通常来说，电池袋P包含阻气层(gas barrier layer)1和密封剂层(sealant layer)2。并且，有时还进一步包含形成于阻气层1上的作为最外层的表面保护层3。
上述阻气层1是用于阻断气体出入，其主要使用铝箔(Al foil)。上述密封剂层2位于最内层，与内容物即电池接触。并且，上述表面保护层3是考虑到耐磨耗性和耐热性等而主要使用尼龙(Nylon)树脂。
电池袋P是如上所述层叠结构的膜被加工成为袋子形状而制造的，阳极、阴极和隔膜(separator)等电池构成要素浸渍于电解液后内置于其中。当如上所述内置了电池构成要素后，如图1所示在电池袋P的入口将密封剂层2彼此热粘接（热封）而密封。此时，密封剂层2与电池构成要素接触，所以需要具有绝缘性和耐电解液性，并且为了与外部密闭还需要具有高的密封性。即，密封剂层2彼此热粘接的密封部位需要具有优异的热粘接强度（密封性）。通常，密封剂层2中使用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等聚烯烃树脂。尤其聚丙烯(PP)因拉伸强度、刚性、表面硬度、耐冲击强度等机械物性和耐电解液性等优异而主要用作电池袋P的密封剂层2。
但是，根据现有技术的电池袋P存在不具有与爆炸危险性相关的安全性的问题。通常，电池在生成/释放电（充电/放电）的过程（氧化还原反应等）中会产生热和压力，此时，受到由电池内部的异常反应引起的过充电或短路等原因，有可能产生高的热和压力。这样的高的热和压力会引起爆炸，而现有的电池袋P并不具有能够防止如上所述爆炸危险性的技术手段，因此，存在暴露于爆炸危险性的问题。
另外，根据现有技术的电池袋P由于密封剂层2的热粘接强度（密封性）不好，所以存在层间附着力差的问题。尤其是，阻气层1由Al等金属构成，存在着这种金属的阻气层1与密封剂层2之间的层间附着力差的问题。
专利文献：韩国公开专利2009-0076280
发明内容
本发明就是为了解决如上所述现有技术中存在的问题，目的是提供一种通过将电池产生的热或压力等排出到外部而去除，防止由热或压力等引起的爆炸危险性的电池袋及其制造方法。另外，本发明的目的是提供一种密封剂层的热粘接强度（密封性）优异，并且层间附着力得以提高的电池袋及其制造方法。
本发明的实施方式中提供一种电池袋，其包含阻气层和密封剂层，所述密封剂层包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊。此时，所述密封剂层优选进一步包含选自改性聚乙烯、改性聚丙烯、丙烯酸树脂和改性丙烯酸树脂中的一种以上的树脂。
另外，本发明的实施方式中提供一种电池袋的制造方法，其包含在阻气层上形成密封剂层的步骤，所述形成密封剂层的步骤是通过在阻气层上挤压密封剂组合物而形成，所述密封剂组合物包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊。
根据本发明的实施方式，具有以下效果，即，通过由微胶囊的热膨胀形成的气孔，将电池产生的热或压力等排出到外部而去除，由此防止爆炸危险性。
另外，根据本发明的实施方式，具有以下效果，即，密封剂层具有优异的热粘接强度（密封性），阻气层和密封剂层的层间附着力得到改善。
附图说明
图1是根据现有技术的电池袋的截面结构图。
图2是根据本发明第一实施方式的电池袋的截面结构图。
图3是用于本发明实施方式的热膨胀性微胶囊的截断立体图。
图4是表示用于本发明实施方式的热膨胀性微胶囊的热膨胀机理(Heat Expansion Mechanism)的示意图。
图5是根据本发明第二实施方式的电池袋的截面结构图。
图6是根据本发明第三实施方式的电池袋的截面结构图。
图7是用于本发明实施例的热膨胀性微胶囊的膨胀前和膨胀后的电子显微镜照片。
图8表示通过本发明实施例制造的电池袋的随着各温度的膨胀倍数（倍）的图表和随着各温度的截面照片和表面照片。
附图标记
10：阻气层        20：密封剂层
30：树脂层        31：第一树脂层
32：第二树脂层    40：中间层
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
首先，参照图2说明的话，根据本发明的第一实施方式的电池袋包含阻气层(gas barrier layer)10以及密封剂层(sealant layer)20。所述密封剂层20可以形成于阻气层10的某一面或两面。此时，所述密封剂层20按照与阻气层10相接的方式形成，或者隔着其它层来形成。例如，在阻气层10和密封剂层20之间可以进一步形成有中间层40(参照图6)。
根据本发明实施方式的电池袋包含阻气层10和密封剂层20，具有至少两层以上的结构。另外，根据本发明实施方式的电池袋可以进一步包含阻气层10和密封剂层20以外的其它层。例如，如图2所示，可以进一步包含形成于所述阻气层10上的树脂层30。另外，如图6所示，可以进一步包含形成于阻气层10和密封剂层20之间的中间层40。图2表示根据本发明第一实施方式从下依次形成有密封剂层20、阻气层10和树脂层30的层叠结构。图2所示的层叠结构例如可以用于内置小型电池等的用途。
关于上述阻气层10，只要具有阻气(barrier)性则不做特别限定。具体地，阻气层10只要能够阻断外部的湿气、空气、以及内部生成的气体的出入即可。阻气层10可以包含选自不透气性的塑料膜、金属箔膜和蒸镀层等中的一种以上。此时，所述金属箔膜例如可以使用具有1μm(微米)至300μm厚度的金属箔(metal foil)等，其可以通过粘接剂与密封剂层20粘贴另外，上述蒸镀层是将选自金属和金属氧化物中的一种以上进行蒸镀而形成的，可以在密封剂层20上真空蒸镀而形成，或者在另外的塑料膜例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等膜上真空蒸镀而形成。并且，蒸镀层例如可以具有1nm(纳米)至300μm的厚度。
关于本发明的实施方式中适用于上述阻气层10的金属，具体而言，构成上述金属箔膜、蒸镀层的金属，例如可以举例选自铝(Al)、铜(cu)、镍(Ni)、锡(sn)、锌(zn)、铟(In)、银(Ag)、钨(w)和铁(Fe)等中的一种以上(单质金属或单质金属的混合)、或者举例从其中选出的两种以上的合金(alloy)等，但并不限于此。金属优选从铝(A1)或铝合金(Al alloy)中选择。另外，在用作上述蒸镀层的金属氧化物的情况下，例如可以选自氧化铝(Al203)、氧化硅(SiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化铟(In2O3)和氧化锌(ZnO)等中。
上述密封剂层20，在内置（包装）电池后，通过热进行粘接（热熔接）而赋予密封(sealing)性，根据本发明，其包含密封树脂（sealing resin）和热膨胀性微胶囊（microcapsule）25。此时，上述密封树脂赋予热粘接性（密封性），上述热膨胀性微胶囊25防止由电池产生的热或压力等引起的爆炸危险性。
关于上述密封树脂，只要是通过热进行熔融、密封而能够赋予热粘接性（密封性）、并且具有绝缘性的树脂则没有特别限定。密封树脂优选选自能够在低温进行热封的低熔点树脂。上述密封树脂可以使用例如在300℃以下，优选270℃以下的温度，举出具体例的话在120～270℃的温度中熔融而能够进行热封的树脂。密封树脂举出更为具体的例子的话，可以使用选自聚丙烯(PP)系、聚乙烯(PE)系等聚烯烃系及它们的衍生物、以及乙烯醋酸乙烯酯(EVA)等中的一种以上。另外，关于密封树脂举出其它例子的话，可以使用作为三元共聚物(ter-polymer)的乙烯/丙烯/丁二烯的三元共聚物等这种熔点低且密封性优异的树脂。
上述密封树脂优选包含聚丙烯(PP)系，举出具体例的话，优选使用选自均聚丙烯(homo PP)、聚丙烯共聚物(PP co-polymer)、聚丙烯三元共聚物(PP ter-polymer)等中的一种以上的聚丙烯(PP)系。上述聚丙烯(PP)系不仅密封性和绝缘性良好，而且拉伸强度、刚性和表面硬度等机械物性和耐电解液性等耐化学性卓越，所以能够有效用于本发明。
上述热膨胀性微胶囊25是为了防止爆炸危险性，其通过热进行膨胀而形成气孔(pore)。具体地，上述热膨胀性微胶囊25在电池产生超出需要的高的热或压力时，通过热而体积膨胀，形成微细气孔。此时，上述微细气孔形成于密封剂层20，更具体而言密封剂层20彼此热粘接的密封部位，即密封剂层20之间的粘接界面，通过这样的微细气孔，成为爆炸原因的热、压力、以及气体等将被吸收，尤其通过形成于密封剂层20之间的粘接界面的微细气孔，热、压力、以及气体等就排出到外部，防止了爆炸危险性。
图3是表示本发明中使用的热膨胀性微胶囊25的一例的截断立体图，图4是表示本发明中使用的热膨胀性微胶囊25的热膨胀机理（HeatExpansion Mechanism）的示意图。
上述热膨胀性微胶囊25只要能够通过电池产生的热而体积膨胀由此形成气孔则没有特别限制。上述热膨胀性微胶囊25的截面可以具有圆形或椭圆形等形状，但并不限于此。图3和图4中例示了其截面为圆形的热膨胀性微胶囊25。
参照图3和图4的话，上述热膨胀性微胶囊25是内部捕集有热膨胀性物质的胶囊形态，具体而言，包含作为外部膜的外壳(shell)25a、和形成于上述外壳25a内部的芯(core)25b，上述芯25b中补集（填充）有热膨胀性物质。此时，上述热膨胀性物质只要是通过热进行膨胀而对外壳25a施加压力的物质即可，优选选自烃等。上述烃包含液相和/或气相，优选选自液化烃。并且，上述外壳25a是热塑性高分子，例如可以由选自丙烯酸树脂、聚氨酯、聚乙烯和聚丙烯等中的一种以上构成。上述外壳25a可以使用与密封树脂熔点不同的物质，优选选自熔点大于密封树脂的物质中。
另外，上述外壳25a可以具有0.01～50μm的厚度T25a。此时，如果外壳25a的厚度T25a小于0.01μm，则存在密封时外壳25a断裂的可能，如果超过50μm，则热膨胀性弱而有可能气孔生成率微小。考虑这些方面，外壳25a优选具有0.2～10μm的厚度T25a，更优选具有1～5μm的厚度T25a。
另外，上述热膨胀性微胶囊25例如可以具有0.1～200μm的大小（外径）。此时，如果热膨胀性微胶囊25的大小T25小于0.1μm而过小，即外径过小，则通过热膨胀形成的气孔的大小就小，导致热或压力的吸收、去除效率多少有些微小，如果超过200μm而大小T25过大，则密封剂层20的密封性（热粘接强度）会降低。考虑到这些方面，热膨胀性微胶囊25的大小T25即外径优选0.5～100μm，更优选2～50μm。
在例示实施方式中，考虑到二次电池的爆炸安全性，优选上述热膨胀性微胶囊25在130～180℃的粒子大小为以常温下的粒子大小为基准时的1～5倍，在140～180℃的粒子大小为2～5倍。
另外，如图4所示，上述热膨胀性微胶囊25可以使用在通过热膨胀到最大程度后，受到更多的热时会由于外壳25a断裂等原因导致体积收缩（Shrinking）的物质。上述热膨胀性微胶囊25可以使用市场上销售的物质，例如可以使用日本松本油脂制药（matsumoto yushi-seiyaku）公司的F系列制品（F-36、F-48、F-50和F-85等）、韩国东进世美肯公司的M系列制品(MS131、MS161等)等。
在本发明的实施方式中，上述密封剂层20包含如上所述的密封树脂和热膨胀性微胶囊25，优选相对于密封树脂100重量份包含1～40重量份的热膨胀性微胶囊25。如果上述热膨胀性微胶囊25的含量小于1重量份，则气孔生成率小而使得热或压力的吸收、去除效率微小。并且，如果热膨胀性微胶囊25的含量超过40重量份而过多，则可能相对而言密封树脂的含量变少而热粘接强度(密封性)降低，粘度增加而使得密封剂层20的加工性(涂覆性、挤压成形性等)下降。密封剂层20优选包含相对于密封树脂100重量份为5～20重量份的热膨胀性微胶囊25。
另外，上述密封剂层20还可以包含除了密封树脂和热膨胀性微胶囊25以外的其它功能性成分。密封剂层20适宜包含选自例如能够提高热粘接强度(密封性)的成分、能够提高耐化学性(耐电解液性等)的成分、以及能够提高与阻气层10的层间附着力的成分等中的一种以上。
上述密封剂层20优选进一步包含选自改性聚乙烯(改性PE)、改性聚丙烯(改性PP)、丙烯酸树脂(丙烯酸酯等)、改性丙烯酸树脂(改性丙烯酸酯等)、环氧树脂和酚系树脂等中的一种以上的粘接性树脂。上述列举的粘接性树脂通过包含在密封剂层20中而提高热粘接强度(密封性)、耐化学性(耐电解液性等)、和/或与阻气层10之间的层间附着力。例如，上述丙烯酸树脂(或改性丙烯酸树脂)的情况会提高热粘接强度和层间附着力，上述改性PE或改性PP的情况会提高层间附着力和耐化学性。
另外，上述列举的粘接性树脂与密封树脂(尤其是聚丙烯系等聚烯烃系)的适合性良好。此时，上述列举的粘接性树脂中改性树脂是通过对基础树脂(PE、PP或丙烯酸树脂)聚合(例如接枝聚合)不饱和羧酸(和/或其衍生物)或乙烯基单体等而改性的，优选从熔点低于密封树脂的树脂中选出。并且，密封剂层20可以相对于100重量份密封树脂包含例如0.1～40重量份的上述列举的粘接性树脂。
另外，上述列举的粘接性树脂可以在根据本发明实施方式的电池袋中以另外层的方式包含。例如，上述列举的粘接性树脂以另外层的方式形成于阻气层10和密封剂层20之间，以改善阻气层10和密封剂层20的层间附着力，或者形成于密封剂层20的表面（在图2中是下表面），以改善热粘接强度（密封性）和耐化学性。
另外，如上所述，上述阻气层10上可以进一步形成有树脂层30，此时，树脂层30优选能够保护阻气层10，例如优选包含具有耐热性、耐寒性、耐针孔性、绝缘性和/或耐溶剂性等特性的树脂。上述树脂层30具体而言优选包含选自尼龙树脂(Nylon resin)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃（PE、PP等）等中的一种以上树脂。树脂层30可以通过使包含如上列举的树脂的组合物涂覆（或挤压）到上述阻气层10上形成，或者使包含如上列举的树脂的膜在阻气层10上粘贴（粘接）一层或两层而形成。
上述树脂层30优选包含选自尼龙树脂(Nylon resin)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种以上。例如，上述树脂层30可以由尼龙树脂层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层(PET)或它们的复合层构成。此时，上述树脂层30可以通过涂敷或共挤压在阻气层10上而形成。另外，上述树脂层30和阻气层10之间可以形成有用于提高它们的层间附着力的另外的粘接剂层。
图5表示根据本发明第二实施方式的电池袋的截面结构图。参照图5的话，根据本发明实施方式的电池袋包含密封剂层20、形成于上述密封剂层20上的阻气层10、以及形成于上述阻气层10上的树脂层30，上述树脂层30可以具有两层以上的多层结构。
例如，上述树脂层30可以如图5所示包含形成于阻气层10上的第一树脂层31、以及形成于上述第一树脂层31上的作为最外层的第二树脂层32。此时，根据优选的实施方式，上述第一树脂层31可以包含尼龙树脂，上述第二树脂层32可以包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚烯烃（PE、PP等）中的一种以上的树脂。更具体而言，上述第一树脂层31可以由尼龙树脂层构成，上述第二树脂层32可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层构成。图5所示的层叠结构可以用于例如内置中型电池或大型电池等的用途。
图6表示根据本发明第三实施方式的电池袋的截面结构图。如图6所示，根据本发明实施方式的电池袋可以进一步包含形成于上述阻气层10和密封剂层20之间的中间层40。作为具体例，如图6所示可以具有包含密封剂层20、形成于上述密封剂层20上的中间层40、形成于上述中间层40上的阻气层10、以及形成于上述阻气层10上的树脂层30的层叠结构。另外，根据另外的实施方式，上述中间层40可以形成于阻气层10和树脂层30之间。
上述中间层40例如可以包含具有绝缘性、耐热性、耐寒性和/或耐化学性（耐电解液性等）等特性的树脂。优选地，上述中间层40可以包含能够提高阻气层10和密封剂层20的层间附着力的树脂。作为具体例，上述中间层40可以包含选自尼龙树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂和环氧系树脂等中的一种以上。作为例子，上述聚烯烃树脂可以举出聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）等，上述改性聚烯烃树脂如同前面所述那样是改性聚乙烯（改性PE）和改性聚丙烯（改性PP）等。此时，在上述列举的树脂中，尼龙树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚烯烃（PE、PP等）等有利于绝缘性、耐热性、耐寒性和/或耐化学性等，上述改性聚烯烃（改性PE、改性PP等）、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂和环氧系树脂等则由于能够提高耐化学性尤其是阻气层10和密封剂层20的层间附着力而能够有效使用。
另外，根据本发明实施方式的电池袋具有如上所述的多层结构，对各层没有特别限定，可以通过共挤压(co-extrusion)来制造。具体而言，上述密封剂层20可以共挤压到阻气层10上而形成。此时，上述密封剂层20出于与阻气层10的层间附着力优异的目的，优选将除了密封树脂和热膨胀性微胶囊25以外还包含上述列举的粘接性树脂（改性PE、改性PP、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧系树脂和酚系树脂等）的密封剂组合物共挤压而形成。并且，上述树脂层30和中间层40的情况，也可以共挤压到阻气层10上而形成。
另外，选自上述密封剂层20、树脂层30和中间层40中的一种以上，除了构成其的基础树脂以外还可以包含添加剂。上述添加剂可以举出选自防雾剂、滑爽剂和抗粘连剂等中的一种以上。添加剂没有特别限制，除了上述以外，可以选自本领域通常使用的物质或其它功能性成分中。相对于构成各层20、30、40的基础树脂100重量份，这样的添加剂例如包含0.01～20重量份，更具体而言包含0.05～10重量份。
上述防雾剂是用于防止空气中的水分在各层20、30、40的表面凝结而流动的物质，例如可以从表面活性剂等中选择。防雾剂的具体例可以举出山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单二十二酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯等山梨糖醇酐脂肪酸酯；甘油单油酸酯、甘油单硬脂酸酯等甘油脂肪酸酯；月桂基二乙醇胺等脂肪族胺；油酸酰胺等脂肪酸酰胺等。这样的防雾剂并没有特别限定，相对于构成各层20、30、40的基础树脂100重量份可以包含0.01～10重量份，更具体而言包含0.1～5重量份。
上述滑爽剂是用于在挤压时赋予滑爽性（或脱模性）的物质，例如可以使用选自硅酮、硅氧烷、硅烷、蜡系和油酸酰胺等中的一种以上。滑爽剂除了上述列举的以外，只要能够对各层20、30、40的表面赋予润滑性而降低摩擦系数则可以使用任何一种，没有特别限制，相对于构成各层20、30、40的基础树脂100重量份，可以包含0.05～15重量份，更具体地可以包含0.1～10重量份。
上述抗粘连剂是用于在挤压后卷取时防止电池袋膜之间附着的物质，例如可以使用选自二氧化硅、硅藻土、高岭土和滑石等无机粒子等中的一种以上。抗粘连剂尽可能优选包含在密封剂层20、树脂层30中，虽然没有特别限制，但是相对于构成各层20、30、40的基础树脂100重量份，可以包含0.05～15重量份，更具体地可以包含0.1～10重量份。
另外，关于上述各层20、30、40的厚度，上述阻气层10的情况，例如可以具有0.1μm至300μm的厚度，上述密封剂层20的情况例如可以具有0.1μm至500μm的厚度。密封剂层20为了良好的热粘接强度（密封性）优选具有3.0μm以上，具体为3.0μm至500μm，更优选为3.0μm至300μm的厚度。另外，上述树脂层30和中间层40没有特别限制，例如可以具有0.1μm至300μm，优选0.5μm至200μm的厚度。
另外，根据本发明实施方式的电池袋的制造方法包括在阻气层10上形成密封剂层20的步骤，上述形成密封剂层20的步骤是由在阻气层10上挤压密封剂组合物而形成的方法来进行的。此时，上述密封剂组合物包含如上所述的密封树脂和热膨胀性微胶囊25。上述密封剂组合物优选包含相对于密封树脂100重量份为1～40重量份的热膨胀性微胶囊25。
并且，上述密封剂组合物优选进一步包含如上所述的粘接性树脂、即选自改性聚乙烯（改性PE）、改性聚丙烯（改性PP）、丙烯酸树脂（丙烯酸酯等）、改性丙烯酸酯（改性丙烯酸酯等）、环氧系树脂和酚系树脂等中的一种以上的粘接性树脂。此时，密封剂组合物可以包含相对于100重量份密封树脂例如为0.1～40重量份的上述列举的粘接性树脂。
另外，上述密封剂组合物是共挤压到阻气层10上，例如可以在350℃以下的温度共挤压。作为具体例可以在150～350℃，更具体地在200～300℃的温度共挤压。
下面通过实施例更加详细地说明本发明的实施方式。
实施例
在阻气层（铝箔）上面涂敷由密封剂树脂（丙烯树脂）100重量份和微胶囊10重量份形成的密封剂层，制造电池袋。微胶囊的大小为20～30μm，微胶囊芯的热膨胀性物质为烃，外壳材质为丙烯腈共聚物。外壳厚度为2～5μm。
图7是本发明实施例中使用的微胶囊25的膨胀前和膨胀后(170℃)的电子显微镜照片。
并且，图8表示根据本发明实施例制造的电池袋的随着温度的膨胀倍数（倍）。即，图8是将随着各温度的微胶囊的膨胀倍数（倍）用图表表示的。另外，图8中一同显示了作为根据本发明实施例制造的电池袋的放大照片的、随着各温度的截面照片和表面照片。如图8的图表所示，随着温度增加，膨胀倍数先增加并在膨胀到最大程度后，由于外壳的断裂而收缩(shrinking)。特别是如图8的截面照片所示，由于微胶囊的膨胀，在微胶囊周围形成了微细气孔。
以上说明的根据本发明实施方式的电池袋可以用于内置电池(cell)、例如作为能够充电/放电的二次电池的锂离子电池、镍氢电池和双电层电容器（EDLC）等二次电池的用途。
如上所述，根据本发明实施方式的电池袋将会吸收和去除内部产生的热、压力等，以防止爆炸危险性。具体地，当电池产生超出需要的高的热或压力时，包含于密封剂层20的热膨胀性微胶囊25会通过热进行膨胀而形成微细气孔。具体地，在密封剂层20彼此热粘接的密封部位及密封剂层20之间的粘接界面形成微细气孔。此时，如图8所示，微细气孔分布于热膨胀后的微胶囊25的周围即微胶囊25之间。并且，成为爆炸原因的热、压力、气体等会被吸收到上述微细气孔内部，尤其是通过上述微细气孔排出到外部而被去除。由此，能够防止因热、压力等引起的爆炸的危险性。
另外，当密封剂层20中进一步包含如上所述的粘接性树脂即改性PE、改性PP、丙烯酸酯和改性丙烯酸树脂等时，不仅热粘接强度（密封性）提高，而且与阻气层10的层间附着力等也会提高。

Claims (15)

1.一种电池袋，其特征在于，包含密封剂层、形成于所述密封剂层上的阻气层、以及形成于所述阻气层上的树脂层，
其中所述密封剂层包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊，
其中热、压力或气体被吸收到所述气孔中或通过所述气孔排出，从而为所述电池提供了爆炸稳定性。
2.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述热膨胀性微胶囊具有0.1～200μm的大小。
3.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述密封剂层含有相对于100重量份密封树脂为1～40重量份的热膨胀性微胶囊。
4.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述密封树脂包含聚丙烯系。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电池袋，其特征在于，所述密封剂层进一步包含选自改性聚乙烯、改性聚丙烯、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧系树脂和酚系树脂中的一种以上的树脂。
6.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述树脂层包含选自尼龙树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃中的一种以上的树脂。
7.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述树脂层包含形成于阻气层上的第一树脂层、以及形成于所述第一树脂层上的第二树脂层。
8.根据权利要求7所述的电池袋，其特征在于，所述第一树脂层包含尼龙树脂，所述第二树脂层包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚烯烃中的一种以上的树脂。
9.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述电池袋进一步包含形成于阻气层和密封剂层之间的中间层。
10.根据权利要求1所述的电池袋，其特征在于，所述电池袋进一步包含形成于阻气层和树脂层之间的中间层。
11.根据权利要求9或10所述的电池袋，其特征在于，所述中间层包含选自聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂和环氧系树脂中的一种以上的树脂。
12.一种电池袋，其特征在于，包含阻气层和密封剂层，
所述密封剂层包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊，
其中所述热膨胀性微胶囊在140～180℃的粒子大小为以常温下的粒子大小为基准的2～5倍。
13.一种电池袋的制造方法，其特征在于，
包含在阻气层上形成密封剂层的步骤，
所述形成密封剂层的步骤是通过在阻气层上挤压密封剂组合物而形成的，
所述密封剂组合物包含密封树脂、以及通过热进行膨胀而形成气孔的热膨胀性微胶囊，
其中热、压力或气体被吸收到所述气孔中或通过所述气孔排出，从而为所述电池提供了爆炸稳定性。
14.根据权利要求13所述的电池袋的制造方法，其特征在于，所述密封剂组合物进一步包含选自改性聚乙烯、改性聚丙烯、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧系树脂和酚系树脂中的一种以上的树脂。
15.根据权利要求13或14所述的电池袋的制造方法，其特征在于，所述密封剂组合物包含相对于100重量份密封树脂为1～40重量份的热膨胀性微胶囊。
CN201210135583.XA 2011-05-04 2012-05-03 具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法 Active CN102769111B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110042518A KR101273413B1 (ko) 2011-05-04 2011-05-04 폭발 안정성을 가지는 셀 파우치 및 그 제조방법
KR10-2011-0042518 2011-05-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102769111A CN102769111A (zh) 2012-11-07
CN102769111B true CN102769111B (zh) 2014-12-10

Family

ID=47096419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210135583.XA Active CN102769111B (zh) 2011-05-04 2012-05-03 具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5432321B2 (zh)
KR (1) KR101273413B1 (zh)
CN (1) CN102769111B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5668813B1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
CN104969378B (zh) * 2013-02-06 2019-10-22 大日本印刷株式会社 电池用包装材料
JP5626404B1 (ja) * 2013-05-10 2014-11-19 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
JP5660176B1 (ja) * 2013-09-03 2015-01-28 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
JP5668812B1 (ja) * 2013-08-08 2015-02-12 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
JP5704199B2 (ja) * 2013-08-07 2015-04-22 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
KR101595740B1 (ko) 2013-07-25 2016-02-22 주식회사 엘지화학 가스 투과막을 포함하는 리튬 이차전지
KR101627360B1 (ko) * 2013-07-31 2016-06-07 주식회사 엘지화학 단전을 위한 부재를 포함하고 있는 이차전지
JP6479323B2 (ja) * 2014-03-14 2019-03-06 昭和電工パッケージング株式会社 包装材、電池用外装ケース及び電池
EP3182481A1 (en) 2015-12-17 2017-06-21 3M Innovative Properties Company Pouch bag battery cells
KR102065089B1 (ko) * 2016-02-25 2020-01-10 주식회사 엘지화학 단열층을 포함하는 전지케이스 및 이를 포함하고 있는 전지셀
KR102518866B1 (ko) * 2016-03-03 2023-04-06 에스케이온 주식회사 벤팅부를 포함하는 이차전지
KR102335202B1 (ko) 2017-02-20 2021-12-03 주식회사 엘지에너지솔루션 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법
JP6894273B2 (ja) * 2017-03-30 2021-06-30 積水化学工業株式会社 二次電池および二次電池の製造方法
US20220085449A1 (en) * 2019-01-18 2022-03-17 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Electricity storage device, electric-powered vehicle, and mehtod of manufacturing an electricity storage device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331020A (zh) * 2005-12-20 2008-12-24 新日铁高新材料 树脂被覆不锈钢箔、容器及二次电池
CN101965655A (zh) * 2008-02-27 2011-02-02 Cymbet公司 结合全金属边缘密封的电池设计

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3405576B2 (ja) * 1993-11-12 2003-05-12 ダイセル化学工業株式会社 熱剥離性フィルム及び剥離方法
CA2334724C (en) * 1999-04-08 2008-09-16 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Material for packaging cell, bag for packaging cell, and its production method
JP4178436B2 (ja) * 2000-04-03 2008-11-12 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 密閉形電池
JP2007095477A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Hitachi Maxell Ltd 電池とその製造方法
JP2007217841A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Unitica Fibers Ltd ラミネート布帛の製造方法
JP5092457B2 (ja) * 2006-03-02 2012-12-05 ソニー株式会社 電池素子外装材、これを用いた非水電解質二次電池及び電池パック
JP2008248065A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujitsu Ltd 粘着剤及び粘着シート
JP2009119240A (ja) * 2008-05-02 2009-06-04 Yamato Grand Kk 消火性シート

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331020A (zh) * 2005-12-20 2008-12-24 新日铁高新材料 树脂被覆不锈钢箔、容器及二次电池
CN101965655A (zh) * 2008-02-27 2011-02-02 Cymbet公司 结合全金属边缘密封的电池设计

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平7-138538A 1995.05.30 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR101273413B1 (ko) 2013-06-11
JP2012234816A (ja) 2012-11-29
CN102769111A (zh) 2012-11-07
JP5432321B2 (ja) 2014-03-05
KR20120124704A (ko) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102769111B (zh) 具有爆炸安全性的电池袋及其制造方法
JP6699105B2 (ja) 端子用樹脂フィルム、それを用いたタブ及び蓄電デバイス
JP5840923B2 (ja) 電池用外装体、電池用外装体の製造方法およびリチウム二次電池
TWI658630B (zh) 包裝材、電池用外裝外殼及電池
US10109826B2 (en) Secondary battery
JP5755975B2 (ja) 電池用外装材及びリチウム二次電池
JP5314837B2 (ja) 電池用リート゛線被覆フィルム材および電池用フィルム被覆リード線
JP5969368B2 (ja) 電気化学素子用外装体
KR102335202B1 (ko) 열팽창성 층을 도입한 파우치형 이차전지 및 이의 제조방법
JP6055300B2 (ja) フッ化水素による接着強度の低下が防止できるリード端子接着用テープ
JP2022540506A (ja) ベンティング部が付着されたパウチ型電池セル及びその製造方法
CN105264690B (zh) 带有安全装置的电化学设备及电化学设备用安全装置
JP7282663B2 (ja) タブリード及びリチウムイオン電池
JP7385543B2 (ja) タブリード及び非水電解質デバイス
JP2020050439A (ja) 蓄電デバイス
CN103354278B (zh) 一种聚合物锂离子电池铝塑膜和封装方法
CN211654868U (zh) 一种铝塑膜及包含其的聚合物锂离子电池
JP2010201630A (ja) 乾燥剤含有多層フィルム及び該フィルムを備えた電子デバイス
KR20190011402A (ko) 이차전지용 파우치 필름
CN116325303A (zh) 用于二次电池的软包膜及其制造方法
WO2020067131A1 (ja) 蓄電デバイス
CN210123756U (zh) 软包装体及使用其的电化学装置
CN213959038U (zh) 一种新型的锂离子电池外壳
JP2015156404A (ja) 電池用外装材及びリチウム二次電池
JP7300257B2 (ja) 硫化水素吸収フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant