CN106233490A - 电池用包装材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供以下的技术，即，在包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的膜状的叠层体的电池用包装材料中，在成型时不易产生裂纹和针孔，具有优异的成型性。该电池用包装材料的特征在于：包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，上述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，上述基材层与上述金属层的厚度之比(基材层的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的范围。

Description

电池用包装材料
技术领域
本发明涉及在成型时不易产生针孔和裂纹、具有优异的成型性的电池用包装材料。
背景技术
目前，开发了各种类型的电池，但在所有电池中，为了封装电极和电解质等的电池元件，包装材料是必不可少的部件。目前，作为电池用包装，大多使用金属制的包装材料。
另一方面，近年来，随着电动汽车、混合动力电动汽车、个人电脑、照相机、移动电话等的高性能化，对电池要求具有多样的形状，并要求薄型化和轻量化。然而，现有大多使用的金属制的电池用包装材料存在难以应对形状的多样化，而且在轻量化方面也有限度的缺点。
因此，近年来，作为容易加工成多样的形状、能够实现薄型化和轻量化的电池用包装材料，提出了依次叠层有基材/金属层/密封层的膜状的叠层体。但是，这样的膜状的包装材料比金属制的包装材料薄，在成型时存在容易产生针孔或裂纹的缺点。在电池用包装材料产生针孔或裂纹时，电解液渗透至金属层，从而形成金属析出物，其结果是，很可能产生短路，因此对于膜状的电池用包装材料，具有在成型时不易产生针孔的特性、即优异的成型性是必不可少的。
目前，为了提高膜状的电池用包装材料的成型性，着眼于用于使金属层粘接的粘接层，进行了各种研究。例如，专利文献1公开了具有由树脂膜构成的内层、第一粘接剂层、金属层、第二粘接剂层和由树脂膜构成的外层的叠层型包装材料，上述第一粘接剂层和第二粘接剂层的至少一者由含有侧链具有活性氢基的树脂、多官能异氰酸酯类和多官能胺化合物的粘接剂组合物形成，由此能够得到对更深的成型可靠性高的包装材料。
如专利文献1所代表的现有的包括膜状的叠层体的电池用包装材料中，着眼于使金属层与其他的层粘接的粘接层的配合成分，对提高成型性的技术进行了各种研究，但关于着眼于金属层的物性而提高成型性的技术，几乎没有报导。
另外，已知：通常屈服强度低、拉伸强度大的金属材料容易变形，并且在深拉深中不易发生褶皱，具有优异的加工性(参照非专利文献1)，目前，即使是包括膜状的叠层体的电池用包装材料中，作为金属层也通常采用屈服强度低的金属原料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－287971号公报
非专利文献
非专利文献1：太田哲著、加压加工技术指南(プレス加工技術マニュアル)、日刊工业新闻社出版、昭和56年7月30日出版、1－3页
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供以下的技术，即，在包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的膜状的叠层体的电池用包装材料中，在成型时不易产生裂纹和针孔，具有优异的成型性。
用于解决课题的技术方案
本发明人为了解决上述课题，进行了精心研究，在现有技术中，尽管金属层所使用的铝箔被认为其屈服强度越低其越具有优异的加工性，但是将具有进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2这样的高屈服强度的铝箔作为金属层，并且，将基材层与金属层的厚度之比设定在特定的范围的电池用包装材料中，意外地发现能够使电池用包装材料具有显著优异的成型性，能够大幅度地降低成型时的针孔和裂纹的产生率。本发明是基于这些见解进一步反复研究而完成的发明。
即，本发明提供以下所揭示的方式的电池用包装材料和电池。
项1.一种电池用包装材料，其包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，
上述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
上述基材层与上述金属层的厚度之比(基材层的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的范围。
项2.如项1所述的电池用包装材料，其中，上述基材层由聚酯树脂和聚酰胺树脂中的至少一者形成。
项3.如项1或2所述的电池用包装材料，其中，上述铝箔在进行相对于轧制方向的垂直方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度也满足55～140N/mm2。
项4.如项1～3中任一项所述的电池用包装材料，其中，上述铝箔在进行相对于轧制方向的45°方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度也满足55～140N/mm2。
项5.如项1～4中任一项所述的电池用包装材料，其中，上述金属层的至少一个面实施了化学法表面处理。
项6.如项1～5中任一项所述的电池用包装材料，其中，其是二次电池用的包装材料。
项7.一种电池，其中，在项1～6中任一项所述的电池用包装材料内收容有至少具有正极、负极和电解质的电池元件。
项8.一种叠层体作为电池用包装材料的应用，其中，该叠层体包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，
上述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
上述基材层与上述金属层的厚度之比(基材层的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的范围。
项9.一种电池的制造方法，其包括利用电池用包装材料收容至少具有正极、负极和电解质的电池元件的工序，
作为上述电池用包装材料，使用包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体的材料，
上述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
上述基材层与上述金属层的厚度之比(基材层的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的范围。
发明的效果
根据本发明的电池用包装材料，金属层能够在成型时适当地追随模具的形状，因此能够抑制针孔和裂纹等的产生。这样，本发明的电池用包装材料具有优异的成型性，因此也能够有助于提高生产率。
附图说明
图1是表示本发明的电池用包装材料的剖面结构的一例的图。
图2是表示本发明的电池用包装材料的剖面结构的一例的图。
具体实施方式
本发明的电池用包装材料的特征在于：包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，并且，基材层与金属层的厚度之比(基材层的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的范围。以下，对于本发明的电池用包装材料进行详细说明。
1.电池用包装材料的叠层结构
电池用包装材料如图1所示，包括至少依次叠层有基材层1、粘接层2、金属层3和密封层4的叠层体。在本发明的电池用包装材料中，基材层1为最外层，密封层4为最内层。即，在组装电池时，位于电池元件的周边的密封层4彼此进行热熔接，将电池元件密封，由此电池元件被封装。
另外，本发明的电池用包装材料如图2所示，在金属层3与密封层4之间，以提高这些层的粘接性为目的，可以根据需要设有粘接层5。
2.形成电池用包装材料的各层的组成
[基材层1]
在本发明的电池用包装材料中，基材层1是形成最外层的层。关于形成基材层1的原料，只要具有绝缘性，就没有特别限制。作为形成基材层1的原料，例如可以列举聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯树脂、硅树脂、酚醛树脂以及这些的混合物或共聚物等的树脂膜。在这些中，优选列举聚酯树脂、聚酰胺树脂，更优选列举双轴拉伸聚酯树脂、双轴拉伸聚酰胺树脂。作为聚酯树脂，具体可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、共聚聚酯、聚碳酸酯等。另外，作为聚酰胺树脂，具体可以列举尼龙6、尼龙6,6、尼龙6与尼龙6,6的共聚物、尼龙6,10、聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)等。
作为基材层1(构成基材层1的树脂膜)的流动方向(MD方向)的拉伸断裂强度，优选列举200～400MPa，更优选列举250～330MPa。另外，作为基材层1的与MD方向的垂直方向(TD)的拉伸断裂强度，优选列举220～400MPa，更优选列举280～350MPa。通过使基材层1的拉伸断裂强度在上述范围，能够进一步有效地抑制本发明的电池用包装材料在成型时产生针孔和裂纹，能够更加提高成型性。其中，基材层1的拉伸断裂强度是通过基于JIS K7127的方法而测得的值。
另外，作为基材层1的MD方向的拉伸断裂伸长率，优选列举70～150％，更优选列举90～130％。另外，作为基材层1的TD方向的拉伸断裂伸长率，优选列举70～140％，更优选列举90～120％。通过使基材层1的拉伸断裂伸长率在上述范围，能够进一步有效地抑制本发明的电池用包装材料在成型时产生针孔和裂纹，能够更加提高成型性。其中，基材层1的拉伸断裂伸长率是通过基于JIS K7127的方法而测得的值。
基材层1可以由1层的树脂膜形成，但为了提高耐针孔性和绝缘性，也可以由2层以上的树脂膜形成。以多层的树脂膜形成基材层1的情况下，2以上的树脂膜可以通过粘接剂进行叠层，对于所使用的粘接剂的种类和量等，与后述的粘接层2或粘接层5的情况相同。
关于基材层1的厚度，只要与后述的金属层3的厚度之比(基材层1的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的比值范围，就没有特别限制，但例如可以列举7～50μm，优选为12～25μm。
[粘接层2]
在本发明的电池用包装材料中，粘接层2是为了使基材层1和金属层3牢固地粘接而设置于这些层之间的层。
粘接层2由能够使基材层1和金属层3粘接的粘接剂形成。用于形成粘接层2的粘接剂可以是双液固化型粘接剂，另外也可以是单液固化型粘接剂。进而，对用于形成粘接层2的粘接剂的粘接机理，也没有特别限制，可以是化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型、热压型等中的任意种。
作为能够用于形成粘接层2的粘接剂成分，具体可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、共聚聚酯等聚酯系树脂；聚醚系粘接剂；聚氨酯系粘接剂；环氧系树脂；酚醛树脂系树脂；尼龙6、尼龙66、尼龙12、共聚聚酰胺等聚酰胺系树脂；聚烯烃、羧酸改性聚烯烃、金属改性聚烯烃等聚烯烃系树脂、聚乙酸乙烯酯系树脂；纤维素系粘接剂；(甲基)丙烯酸系树脂；聚酰亚胺系树脂；尿素树脂、三聚氰胺树脂等氨基树脂；氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯－丁二烯橡胶等橡胶；有机硅系树脂等。这些粘接剂成分可以单独使用1种，或者也可以组合使用2种以上。这些粘接剂成分中，优选列举聚氨酯系粘接剂。
关于粘接层2的厚度，例如可以列举1～10μm，优选2～5μm。
[金属层3]
在本发明的电池用包装材料中，金属层3除了提高包装材料的强度以外，还是作为用于防止水蒸气、氧、光等侵入电池内部的阻挡层发挥功能的层。在本发明的电池用包装材料中，金属层3由进行相对于轧制方向的平行方向(MD)的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔形成。在本发明中，这样通过将屈服强度高的铝箔作为金属层3使用，并且，将基材层1与金属层3的厚度之比设定为1﹕1～1﹕3的范围，在电池用包装材料的成型时，金属层3的拉伸被基材层1适当地控制，能够有效抑制金属层3发生局部变薄。因此，能够使电池用包装材料具有优异的成型性。其中，相对于基材层1，金属层3的厚度过大时，在电池用包装材料的成型时，金属层3容易被拉伸，金属层3局部变薄，容易产生针孔。另外，相对于基材层1，金属层3的厚度过小时，在电池用包装材料的成型时，金属层3不易被拉伸，成型性降低。
在本发明的电池用包装材料中，从抑制成型时的裂纹和针孔、使其具有优异的成型性的观点出发，基材层1与金属层3的厚度之比优选列举1.0﹕1.1～1.0～2.7，更优选列举1.0﹕1.5～1.0﹕2.5，进一步优选列举1.0﹕1.6～1.0﹕2.3。
作为金属层3所使用的铝箔，进行相对于轧制方向的平行方向(MD)的拉伸试验时的0.2％屈服强度只要满足55～140N/mm2即可，但从具有更加优异的成型性的观点出发，作为该0.2％屈服强度，优选列举为65～90N/mm2。
另外，在该铝箔中，关于进行相对于轧制方向的垂直方向(TD)的拉伸试验时的0.2％屈服强度，没有特别限制，例如可以列举55～140N/mm2，优选为65～90N/mm2。
另外，在该铝箔中，关于进行相对于轧制方向的45°方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度，没有特别限制，例如可以列举55～140N/mm2，优选为65～90N/mm2。
在该铝箔中，作为进行相对于轧制方向的平行方向(MD)的拉伸试验时的拉伸断裂强度，例如可以列举90～130N/mm2，优选为95～125N/mm2，更优选为100～110N/mm2。通过具有这样的拉伸断裂强度，能够更加有效地具有优异的成型性。
另外，在该铝箔中，作为进行相对于轧制方向的垂直方向(TD)的拉伸试验时的拉伸断裂强度，没有特别限制，例如可以列举90～124N/mm2，优选为94～110N/mm2，更优选为96～105N/mm2。通过具有这样的拉伸断裂强度，能够更加有效地具有优异的成型性。
另外，在该铝箔中，作为进行相对于轧制方向的45°方向的拉伸试验时的拉伸断裂强度，没有特别限制，例如可以列举90～124N/mm2，优选为94～110N/mm2，更优选为96～105N/mm2。通过具有这样的拉伸断裂强度，能够更加有效地具有优异的成型性。
金属层3的上述0.2％屈服强度、拉伸断裂强度以及拉伸断裂伸长率是通过JIS Z2241(总伸长法)所规定的拉伸试验而测得的值。
作为金属层3所使用的铝箔，只要具有上述的0.2％屈服强度，可以是纯铝单独使用，但优选是铝合金。作为该铝箔所使用的铝合金，例如可以列举铝－Fe系合金、铝－Mn系合金等，优选列举铝－Fe系合金。作为金属层3所使用的铝箔的合适例子，可以列举软质铝、例如经退火处理的铝(JIS A8021H－O)或者(JIS A8079H－O)等。
具有上述特性的铝箔是公知的，其制造方法也是公知的。具体而言，具有这样的特性的铝箔例如可以经由以下工序而制造，即：以500～600℃左右、1～2小时左右的条件对铝金属或铝合金进行均质化处理的工序；以400～500℃左右进行热轧处理的工序；进行冷轧的工序；以300～450℃左右、1～10小时左右的条件进行中间退火的工序；进行冷轧的工序；和以250～400℃左右、30～100小时左右的条件进行最终退火的工序。
关于金属层3的厚度，只要与上述的基材层1的厚度之比(基材层1的厚度﹕金属层的厚度)为1﹕1～1﹕3的比值范围，就没有特别限制，例如可以列举10～80μm，优选为25～50μm。
另外，为了粘接的稳定化、防止溶解和腐蚀等，金属层3优选对至少一个面、优选两面进行化学法表面处理。其中，所谓化学法表面处理，是在金属层的表面形成耐酸性覆膜的处理。化学法表面处理例如可以列举：使用硝酸铬、氟化铬、硫酸铬、乙酸铬、草酸铬、磷酸二氢铬、乙酰乙酸铬、氯化铬、硫酸钾铬等铬酸化合物进行铬酸铬酸盐处理；使用磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵、多聚磷酸等磷酸化合物进行的磷酸铬酸盐处理；使用具有下述通式(1)～(4)所示的重复单元的氨基化酚聚合物进行的铬酸盐处理等。其中，在该氨基化酚聚合物中，下述通式(1)～(4)所示的重复单元可以仅含有1种，也可以是2种以上的任意组合。
通式(1)～(4)中，X表示氢原子、羟基、烷基、羟烷基、烯丙基或苄基。另外，R1和R2相同或不同，表示羟基、烷基或羟烷基。在通式(1)～(4)中，作为X、R1、R2所示的烷基，例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数1～4的直链或支链状烷基。另外，作为X、R1、R2所示的羟烷基，例如可以列举羟甲基、1－羟乙基、2－羟乙基、1－羟丙基、2－羟丙基、3－羟丙基、1－羟丁基、2－羟丁基、3－羟丁基、4－羟丁基等取代有1个羟基的碳原子数1～4的直链或支链状烷基。在通式(1)～(4)中，X优选为氢原子、羟基和羟烷基中的任一种。具有通式(1)～(4)所示的重复单元的氨基化酚聚合物的数均分子量例如可以列举约500～约100万，优选列举约1000～约2万。
另外，作为对金属层3赋予耐腐蚀性的化学法表面处理方法，可以列举涂敷使氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锡等金属氧化物、硫酸钡的微粒分散在磷酸中而得到的物质，以150℃以上进行烘烤处理，由此在金属层3的表面形成耐腐蚀处理层的方法。另外，还可以在上述耐腐蚀处理层之上形成用交联剂交联有阳离子型聚合物的树脂层。其中，作为阳离子型聚合物，例如可以列举：聚乙烯亚胺、包括聚乙烯亚胺和具有羧酸的聚合物的离子高分子配位化合物、在丙烯酸主骨架上接枝有伯胺的伯胺接枝丙烯酸树脂、聚烯丙胺或其衍生物、氨基苯酚等。这些阳离子型聚合物，可以仅使用1种，另外也可以组合使用2种以上。另外，作为交联剂，例如可以列举：具有选自异氰酸酯基、环氧丙基、羧基和噁唑啉基中的至少1种官能团的化合物、硅烷偶联剂等。这些交联剂可以仅使用1种，另外也可以组合使用2种以上。
这些化学法表面处理可以单独进行1种化学法表面处理，也可以组合进行2种以上的化学法表面处理。进而，这些化学法表面处理可以单独使用1种化合物进行，另外也可以组合使用2种以上的化合物进行。在这些化学法表面处理中，优选列举铬酸铬酸盐处理，更优选列举组合了铬酸化合物、磷酸化合物和上述氨基化酚聚合物的铬酸盐处理。
在化学法表面处理中，关于在金属层3的表面所形成的耐酸性覆膜的量，没有特别限制，例如如果是组合铬酸化合物、磷酸化合物和上述氨基化酚聚合物进行铬酸盐处理时，则以以下比例含有为理想：对金属层的表面每1m2，铬酸化合物以铬换算为约0.5～约50mg，优选为约1.0～约40mg；磷化合物以磷换算为约0.5～约50mg，优选为约1.0～约40mg；以及上述氨基化酚聚合物为约1～约200mg，优选为约5.0～150mg。
化学法表面处理可以通过以下的方法进行：通过棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、浸渍法等，将包含用于形成耐酸性覆膜的化合物的溶液涂布于金属层的表面之后，将金属层的温度加热至70～200℃左右，从而进行化学法表面处理。另外，在对金属层实施化学法表面处理之前，可以预先通过碱浸渍法、电解清洗法、酸清洗法、电解酸清洗法等对金属层进行脱脂处理。通过如此进行脱脂处理，能够进一步有效地进行金属层的表面的化学法表面处理。
[密封层4]
在本发明的电池用包装材料中，密封层4为最内层，是在组装电池时使密封层彼此热熔接从而密封电池元件的层。
关于密封层4所使用的树脂成分，只要能够进行热熔接就没有特别限制，例如可以列举聚烯烃、环状聚烯烃、羧酸改性聚烯烃、羧酸改性环状聚烯烃。
作为上述聚烯烃，具体可以列举低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯等聚乙烯；均聚丙烯、聚丙烯的嵌段共聚物(例如、丙烯和乙烯的嵌段共聚物)、聚丙烯的无规共聚物(例如、丙烯和乙烯的无规共聚物)等聚丙烯；乙烯－丁烯－丙烯的三元聚合物等。这些聚烯烃中，优选列举聚乙烯和聚丙烯。
上述环状聚烯烃是烯烃和环状单体的共聚物，作为上述环状聚烯烃的构成单体的烯烃，例如可以列举乙烯、丙烯、4－甲基－1－戊烯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。另外，作为上述环状聚烯烃的构成单体的环状单体，例如可以列举降冰片烯等环状烯烃；具体可以列举环戊二烯、二环戊二烯、环己二烯、降冰片二烯等环状二烯等。这些聚烯烃中，优选列举环状烯烃，更优选列举降冰片烯。
所谓上述羧酸改性聚烯烃，是指利用羧酸通过嵌段聚合或接枝聚合对上述聚烯烃进行改性而得到的聚合物。作为用于改性的羧酸，例如可以列举马来酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、衣康酸酐等。
所谓上述羧酸改性环状聚烯烃，是指通过以下方法得到的聚合物：将构成环状聚烯烃的单体的一部分替代为α,β-不饱和羧酸或其酸酐，进行共聚；或者对环状聚烯烃，将α,β-不饱和羧酸或其酸酐进行嵌段聚合或接枝聚合。关于要被羧酸改性的环状聚烯烃，与上述相同。另外，作为用于改性的羧酸，与上述酸改性环烯烃共聚物的改性所使用的羧酸相同。
在这些树脂成分中，优选列举羧酸改性聚烯烃；更优选列举羧酸改性聚丙烯。
密封层4可以单独由1种树脂成分形成，另外也可以通过组合2种以上的树脂成分而得到的共混聚合物形成。进而，密封层4可以仅以1层形成，也可以由相同或不同的树脂成分以2层以上形成。
另外，作为密封层4的厚度，可以适当选定，可以列举为10～100μm，优选为15～50μm。
[粘接层5]
在本发明的电池用包装材料中，粘接层5是为了使金属层3与密封层4牢固粘接而根据需要设置于这些层之间的层。
粘接层5由能够粘接金属层3与密封层4的粘接剂形成。关于用于形成粘接层5的粘接剂，其粘接机理、粘接剂成分的种类等与上述粘接层2的情况同样。作为粘接层5所使用的粘接剂成分，优选列举聚烯烃系树脂，更优选列举羧酸改性聚烯烃，特别优选列举羧酸改性聚丙烯。
关于粘接层5的厚度，例如可以列举2～50μm，优选列举20～30μm。
3.电池用包装材料的制造方法
关于本发明的电池用包装材料的制造方法，只要能够得到叠层有规定组成的各层的叠层体，就没有特别限制，例如可以例示以下的方法。
首先，形成依次叠层有基材层1、粘接层2、金属层3的叠层体(以下也有时记载为“叠层体A”)。叠层体A的形成可以通过以下的干式层压法进行：具体而言，在基材层1上或根据需要表面经过化学法表面处理的金属层3，利用挤出法、凹版涂布法、辊涂法等涂布方法涂布粘接层2的形成所使用的粘接剂并干燥，之后使该金属层3或基材层1叠层，使粘接层2固化。
接着，在叠层体A的金属层3上叠层密封层4。在金属层3上直接叠层密封层4时，可以通过凹版涂布法、辊涂法等方法，在叠层体A的金属层3上涂布构成密封层4的树脂成分。另外，在金属层3与密封层4之间设置粘接层5时，例如可以列举以下的方法：(1)在叠层体A的金属层3上，通过共挤出粘接层5和密封层4而进行叠层的方法(共挤出层压法)；(2)另外形成叠层有粘接层5和密封层4的叠层体，将其通过热层压法叠层在叠层体A的金属层3上的方法；(3)在叠层体A的金属层3上，将用于形成粘接层5的粘接剂利用挤出法或溶液涂敷、在高温下干燥再烘烤的方法等进行叠层，在该粘接层5上通过热层压法将预先制膜为片状的密封层4叠层的方法，(4)一边在叠层体A的金属层3与预先制膜为片状的密封层4之间流入熔融的粘接层5，一边隔着粘接层5使叠层体A与密封层4贴合的方法(夹层层压法)等。
如上所述，形成由基材层1/粘接层2/根据需要表面经过化学法表面处理的金属层3/根据需要设置的粘接层5/密封层4构成的叠层体，为了使粘接层2和根据需要设置的粘接层5的粘接性牢固，可以进一步进行热辊接触式、热风式、近红外线式或远红外线式等的加热处理。作为这样的加热处理的条件，例如可以列举150～250℃、1～5分钟。
本发明的电池用包装材料中，为了使制膜性、叠层化加工、最终产品二次加工(袋(pouch)化、压花成型)适应性等提高或稳定化，对构成叠层体的各层，根据需要，也可以实施电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等表面活性化处理。
4.电池用包装材料的用途
本发明的电池用包装材料可以作为用于密封并收容正极、负极、电解质等电池元件的包装材料而使用。
具体而言，将至少具有正极、负极和电解质的电池元件，在使与上述正极和负极的各自连接的金属端子向外侧突出的状态下，以能够在电池元件的边缘形成凸缘部(密封层彼此接触的区域)的方式，用本发明的电池用包装材料进行包覆，将上述凸缘部的密封层彼此热封，使其密封，由此提供使用了电池用包装材料的电池。其中，在使用本发明的电池用包装材料收容电池元件时，以本发明的电池用包装材料的密封部分成为内侧(与电池元件接触的面)的方式使用。
本发明的电池用包装材料可以用于一次电池、二次电池中的任意种，优选为二次电池。关于适用本发明的电池用包装材料的二次电池的种类，没有特别限制，例如可以列举：锂离子电池、锂离子聚合物电池、铅蓄电池、镍/氢蓄电池、镍/镉蓄电池、镍/铁蓄电池、镍/锌蓄电池、氧化银/锌蓄电池、金属空气电池、多价阳离子电池、电容器(condenser)和电容器(capacitor)等。这些二次电池中，作为适用本发明的电池用包装材料的对象，可以列举锂离子电池和锂离子聚合物电池。
实施例
以下示出实施例和比较例对本发明进行详细说明。但本发明不限定于实施例。
实施例1～5和比较例1～2
＜电池用包装材料的制造＞
利用热层压法，相对依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体，使粘接层5和密封层4叠层，由此制造包括依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体的电池用包装材料。电池用包装材料的制造条件如以下所示。
作为构成金属层3的铝箔(AL箔)，使用对表1所示的物性(0.2％屈服强度、拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率)的软质铝(JIS H4160A8021H－O)的两面进行化学法表面处理而得到的铝箔。AL箔的化学法表面处理通过利用辊涂法将含有酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液涂布于金属层的两面，以覆膜温度为180℃以上的条件烘烤20秒而进行。其中，AL箔的0.2％屈服强度、拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率分别通过JIS Z 2241(总伸长法)所规定的拉伸试验进行测定。
另外，作为构成基材层1的树脂膜，使用表2所示的物性(拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率)的膜。其中，树脂膜1～2的拉伸断裂强度和拉伸断裂伸长率分别利用基于JISK7127的规定的方法进行测定。
[表1]
[表2]
各实施例和比较例中的基材层1与金属层3的厚度以及它们的比如表3所示。首先，利用表3所示的基材层1与金属层3的组合，制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。具体而言，在基材层1的一个面上形成3μm的由聚酯系的主剂和异氰酸酯系固化剂的双液型聚氨酯粘接剂构成的粘接层2，与金属层的化学法表面处理面进行加压加热贴合(热层压)，制作依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3的叠层体。
并且，另外共挤出构成粘接层5的酸改性聚丙烯树脂〔利用不饱和羧酸进行接枝改性的不饱和羧酸接枝改性无规聚丙烯〕和构成密封层4的聚丙烯〔无规共聚物(以下称作“PP”)〕，由此制作由厚度为20μm的粘接层5和厚度为20μm的密封层4构成的2层共挤出膜。
接着，在上述制作的由基材层1/粘接层2/金属层3构成的叠层体的金属层上，以与上述制作的2层共挤出膜的粘接层5相接的方式进行重叠，将金属层3加热成120℃，进行热层压，由此得到依次叠层有基材层1/粘接层2/金属层3/粘接层5/密封层4的叠层体。将得到的叠层体暂时冷却后，加热到180℃，以1分钟保持该温度，实施热处理，由此得到电池用包装材料。
[表3]
＜成型性的评价＞
将上述得到的电池用包装材料裁断，制作120×80mm的长条片，将其作为试验样品。使用由30×50mm的矩形状的阳模和与该阳模的间隙为0.5mm的阴模构成的直模，以热粘接性树脂层侧位于阳模侧的方式，在阴模上载置上述试验样品，以成型深度成为6mm或7mm的方式，以0.1MPa的压杆压(表面压力)冲压该试验样品，进行冷轧成型(引入一次成型)。确认所成型的电池用包装材料中的金属层是否产生针孔和裂纹，算出针孔和裂纹的产生率(％)。关于针孔和裂纹的产生率，在进行上述成型后，即使1处确认到针孔或裂纹的情况都将其判断为成型次品，求出以上述条件将30个试验样品成型时所产生的成型次品的比例。将结果表示在表4。
[表4]
由表4所示的结果可知，在实施例1－5的电池包装材料中，以成型深度6mm这样严酷的条件进行成型时，使用具有相对于轧制方向的平行方向的0.2％屈服强度为55～140N/mm2这样的高屈服强度的铝箔，作为金属层，并且，将基材层1与金属层3的厚度之比设定在1﹕1～1﹕3的范围，在该实施例1－5的电池包装材料中，完全没有看到针孔和裂纹，能够显著地抑制针孔和裂纹的产生。在比较例1、2的电池包装材料中，使用相对于轧制方向的平行方向的0.2％屈服强度低于55N/mm2或超过140N/mm2的铝箔，在该比较例1、2的电池包装材料中，在以成型深度6mm进行成型时，针孔和裂纹的产生率高，与实施例1－5相比，成型性差。而且，在以成型深度7mm这样的极其严酷的条件进行成型时，实施例1－5也能够显著地抑制针孔和裂纹的产生，但比较例1、2中，针孔和裂纹的产生率高，与实施例1－5相比，成型性差。
符号的说明
1 基材层
2 粘接层
3 金属层
4 密封层
5 粘接层

Claims (9)

1.一种电池用包装材料，其特征在于：
该电池用包装材料包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，
所述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
所述基材层与所述金属层的厚度之比以基材层的厚度﹕金属层的厚度计为1﹕1～1﹕3的范围。
2.如权利要求1所述的电池用包装材料，其特征在于：
所述基材层由聚酯树脂和聚酰胺树脂中的至少一者形成。
3.如权利要求1或2所述的电池用包装材料，其特征在于：
所述铝箔在进行相对于轧制方向的垂直方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度也满足55～140N/mm2。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电池用包装材料，其特征在于：所述铝箔在进行相对于轧制方向的45°方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度也满足55～140N/mm2。
5.如权利要求1～4中任一项所述的电池用包装材料，其特征在于：所述金属层的至少一个面实施了化学法表面处理。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电池用包装材料，其特征在于：其是二次电池用的包装材料。
7.一种电池，其特征在于：
在权利要求1～6中任一项所述的电池用包装材料内收容有至少具有正极、负极和电解质的电池元件。
8.一种叠层体作为电池用包装材料的应用，其特征在于：
该叠层体包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体，
所述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
所述基材层与所述金属层的厚度之比以基材层的厚度﹕金属层的厚度计为1﹕1～1﹕3的范围。
9.一种电池的制造方法，其特征在于：
包括利用电池用包装材料收容至少具有正极、负极和电解质的电池元件的工序，
作为所述电池用包装材料，使用包括至少依次叠层有基材层、粘接层、金属层和密封层的叠层体的材料，
所述金属层是进行相对于轧制方向的平行方向的拉伸试验时的0.2％屈服强度为55～140N/mm2的铝箔，
所述基材层与所述金属层的厚度之比以基材层的厚度﹕金属层的厚度计为1﹕1～1﹕3的范围。
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