CN107768553B - 蓄电装置用外包装材料及蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及蓄电装置用外包装材料及蓄电装置。本发明的蓄电装置用外包装材料构成为包含作为外侧层的耐热性树脂层(2)、作为内侧层的密封层(3)、和配置于这两层之间的金属箔层(4)，密封层(3)的至少最内层(7)含有弹性体改性烯烃系树脂，所述弹性体改性烯烃系树脂包含烯烃系热塑性弹性体改性均聚丙烯或/及烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物，所述烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物是含有丙烯及除丙烯以外的其他共聚成分作为共聚成分的无规共聚物的烯烃系热塑性弹性体改性体。通过该结构，可提供即使长时间暴露在高温环境下也仍然能够良好地维持外包装材料密封部的密封性的蓄电装置用外包装材料。

Description

蓄电装置用外包装材料及蓄电装置
技术领域
本发明涉及用于在智能手机、平板电脑等便携式设备中使用的电池、电容(condenser)，在混合动力汽车、电动汽车、风力发电、太阳能发电、夜间电力的蓄电用途中使用的电池、电容等蓄电装置的外包装材料及蓄电装置。
需要说明的是，本说明书及权利要求书中，用语“拉伸屈服强度”表示按照JISK7127-1999(拉伸试验方法)，在试样宽度为15mm、刻度间距离为50mm、拉伸速度为100mm/分钟的条件下测得的拉伸屈服强度。
背景技术
锂离子二次电池例如作为笔记本电脑、摄像机、手机等的电源而被广泛使用。作为该锂离子二次电池，使用了结构为用壳体将电池主体部(包括正极、负极以及电解质在内的主体部)的周围包围的电池。作为该壳体用材料(外包装材料)，例如，结构为使由耐热性树脂膜形成的外层、铝箔层、和由热塑性树脂膜形成的内层依次粘接一体化的材料是已知的(参见专利文献1)。
并且，蓄电装置是通过用一对外包装材料夹持蓄电装置主体，并将所述一对外包装材料的周缘部彼此熔融接合(热封)来进行封固而构成的。通过利用这样的热封接合充分地进行封固，能够防止电解液的漏出。
专利文献1：日本特开2005-22336号公报
发明内容
发明所要解决的课题
设想的是，这样的锂离子二次电池等电池在笔记本电脑、手机等常温环境下使用。
然而，近年来，随着上述锂离子二次电池的使用用途的多样化，以汽车用途方面的使用为代表的在暴露于高温环境下的外部进行使用的新型用途也在逐步增加。
例如，在汽车用途方面的使用中，在将汽车停驻在夏季室外的情况下，温度变得非常高，因此，就锂离子二次电池等电池而言，也期望开发即使长时间暴露在这样的高温环境下也仍然能够良好地维持外包装材料密封部的密封性的外包装材料。
本发明是鉴于上述技术背景而完成的，其目的在于提供一种即使长时间暴露在高温环境下也仍然能够良好地维持外包装材料密封部的密封性的蓄电装置用外包装材料及蓄电装置。
用于解决课题的手段
为达成前述目的，本发明提供以下手段。
[1]蓄电装置用外包装材料，其特征在于，所述蓄电装置用外包装材料包含作为外侧层的耐热性树脂层、作为内侧层的密封层、和配置于这两层之间的金属箔层，
所述密封层由1层至多层形成，所述密封层的至少最内层含有弹性体改性烯烃系树脂，
所述弹性体改性烯烃系树脂包含烯烃系热塑性弹性体改性均聚丙烯或/及烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物，
所述烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物是含有丙烯及除丙烯以外的其他共聚成分作为共聚成分的无规共聚物的烯烃系热塑性弹性体改性体。
[2]如前项1所述的蓄电装置用外包装材料，其中，所述最内层中的所述烯烃系热塑性弹性体的含有率为0.1质量％以上且小于20质量％。
[3]如前项1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，构成所述最内层的所述弹性体改性烯烃系树脂的熔点为160℃～180℃。
[4]如前项1～3中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，其中，存在于所述最内层内的烯烃系热塑性弹性体成分具有多个结晶温度，所述多个结晶温度中最低的结晶温度为40℃～80℃。
[5]如前项1～4中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，其中，存在于所述最内层内的烯烃系热塑性弹性体成分的MFR为0.1g/10分钟～1.4g/10分钟。
[6]如前项1～5中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，其中，构成所述密封层的密封膜的80℃时的拉伸屈服强度为3.5MPa～15.0MPa。
[7]如前项1～6中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，其特征在于，所述密封层由多层形成，在所述密封层中的最靠近所述金属箔层的一侧配置有第二密封层，所述第二密封层含有50质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物，而不含有弹性体成分。
[8]如前项1～7中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，其中，将所述金属箔层与所述密封层介由粘接层进行了粘接。
[9]如前项8所述的蓄电装置用外包装材料，其中，所述粘接层由含有具有羧基的烯烃系树脂、和多官能异氰酸酯化合物的粘接剂形成。
[10]蓄电装置，其特征在于，具有：
蓄电装置主体部；和
前项1～9中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，
利用所述外包装材料对所述蓄电装置主体部进行了外包装。
发明的效果
[1]的发明中，由于构成为外包装材料的密封层的至少最内层含有上述特定的弹性体改性烯烃系树脂，因此，即使在高温环境下也能够充分地确保外包装材料之间的初始密封强度，并且，即使长时间置于高温环境下(例如夏季的车内)也能够维持充分的密封强度。
[2]的发明中，通过使密封层的最内层中的烯烃系热塑性弹性体的含有率为0.1质量％以上且小于20质量％，从而密封层的膜强度增大，因此，不易发生起始于该密封层的破损(破裂)。
[3]的发明中，构成密封层最内层的弹性体改性烯烃系树脂的熔点为160℃～180℃，因此，在对外包装材料进行热封时能够充分地抑制密封层的流出，而且在上述高温环境下的耐热性也优异。
[4]的发明中，由于最低的结晶温度为40℃～80℃，从而能够缩短常温时的粘接时间(热封时的粘接时间)。
[5]的发明中，在热封时树脂(最内层的烯烃系树脂)不易熔析出来，因此，能够确保更大的粘接强度。
[6]的发明中，由于将80℃时的拉伸屈服强度为3.5MPa～15.0MPa的密封膜用于密封层，因此，即使将蓄电装置长时间置于高温环境下(例如夏季的车内)进行使用，也能够防止由内压上升导致的外包装材料的破裂。
[7]的发明中，位于最靠近金属箔层一侧的第二密封层构成为含有50质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物、而不含有弹性体成分，因此，与金属箔层侧的粘接性提高，即使发生变形，也不易发生层间剥离。此外，由于位于最靠近金属箔层一侧的第二密封层不含有弹性体成分，因此，不会由于有可能在丙烯-乙烯无规共聚物与弹性体成分的界面产生的银纹(craze)(裂纹、没有间隙的界面的背离)而导致电解液浸入到金属箔层附近，从而能够确保充分的绝缘性。
[8]的发明中，能够进一步提高金属箔层与密封层的层间粘接力。
[9]的发明中，由于粘接层由含有具有羧基的烯烃系树脂、多官能异氰酸酯化合物的粘接剂形成，因此，能够进一步提高耐电解液性。
[10]的发明中，可提供经外包装材料外包装而形成的高温耐久性优异的蓄电装置，所述外包装材料即使在高温环境下也能够充分地确保外包装材料之间的初始密封强度，并且，即使长时间置于高温环境下(例如夏季的车内)也能够维持充分的密封强度。
附图说明
图1是表示本发明涉及的蓄电装置用外包装材料的一个实施方式的截面图。
图2是表示本发明涉及的蓄电装置用外包装材料的其他实施方式的截面图。
图3是表示本发明涉及的蓄电装置的一个实施方式的截面图。
图4是以将构成图3的蓄电装置的外包装材料(平面状物体)、蓄电装置主体部及外包装壳体(已成型为立体形状的成型体)进行热封前的分离状态示出的立体图。
附图标记说明
1…蓄电装置用外包装材料
2…耐热性树脂层(外侧层)
3…密封层(内侧层)
4…金属箔层
5…外侧粘接剂层(第一粘接剂层)
6…内侧粘接剂层(第二粘接剂层)
7…第一密封层(最内层；最内的密封层)
8…第二密封层(最靠近金属箔层一侧的密封层)
10…蓄电装置用外包装壳体
15…外包装构件
30…蓄电装置
31…蓄电装置主体部
具体实施方式
本发明的蓄电装置用外包装材料1的一个实施方式示于图1。该蓄电装置用外包装材料1被用作例如用于锂离子二次电池的外包装材料。上述蓄电装置用外包装材料1可在不施以成型的情况下而直接作为外包装材料使用，也可供于例如深拉深成型、鼓凸成型等成型而以外包装壳体10的形式使用(参见图4)。
上述蓄电装置用外包装材料1包括下述构成：在金属箔层4的一面上介由第一粘接剂层5而层合一体化有基材层(外侧层)2，并且在上述金属箔层4的另一面上介由第二粘接剂层6而层合一体化有内侧密封层(内侧层)3(参见图1、2)。
图1的外包装材料1中，上述内侧密封层(内侧层)3构成为由第一密封层7形成的单层(1层)。因此，上述第一密封层7配置于最内侧(上述第一密封层7为最内层)。
另外，图2的外包装材料1中，上述内侧密封层(内侧层)3为由作为最内层的第一密封层7、和配置于最靠近上述金属箔层4一侧的第二密封层8形成的2层层合结构，上述第一密封层7配置于最内侧。
本发明中，上述内侧密封层(内侧层)3担负下述作用：使外包装材料对锂离子二次电池等中使用的腐蚀性强的电解液等也具备优异的耐化学药品性，并且向外包装材料赋予热封性。所述密封层(内侧层)3由未拉伸密封膜形成。
本发明中，上述密封层(内侧层)3可由1层形成，也可由2层以上的多层形成，上述密封层(内侧层)3的至少最内层(第一密封层)7构成为含有弹性体改性烯烃系树脂。
上述弹性体改性烯烃系树脂(聚丙烯嵌段共聚物)优选包含烯烃系热塑性弹性体改性均聚丙烯或/及烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物，上述烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物是含有“丙烯”及“除丙烯以外的其他共聚成分”作为共聚成分的无规共聚物的烯烃系热塑性弹性体改性体，作为上述“除丙烯以外的其他共聚成分”，没有特别限定，例如，可举出乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等烯烃成分、以及丁二烯等。作为上述烯烃系热塑性弹性体，没有特殊限定，例如，可举出EPR(乙烯丙烯橡胶)、丙烯-丁烯弹性体、丙烯-丁烯-乙烯弹性体、EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)等，其中，优选使用EPR(乙烯丙烯橡胶)。
关于上述弹性体改性烯烃系树脂，作为“烯烃系热塑性弹性体改性”的形式，可以是接枝聚合，也可以是其他的改性形式。
上述弹性体改性烯烃系树脂可通过例如以下的反应器制造法进行制造。这仅仅表示1个例子，而非特别限定于利用这样的制造方法进行制造。
首先，向第一反应器供给齐格勒-纳塔催化剂、助催化剂、丙烯及氢，聚合均聚丙烯。将得到的均聚丙烯在包含未反应的丙烯和齐格勒-纳塔催化剂的状态下移动至第二反应器。向第二反应器中进一步添加丙烯和氢，聚合均聚丙烯。将得到的均聚丙烯在包含未反应的丙烯和齐格勒-纳塔催化剂的状态下移动至第三反应器。向第三反应器中进一步添加乙烯、丙烯及氢，使将乙烯和丙烯共聚而形成的乙烯-丙烯橡胶(EPR)进行聚合，由此可制造上述弹性体改性烯烃系树脂。例如，通过添加溶剂而在液相中进行制造，可制造上述弹性体改性烯烃系树脂，通过不使用溶剂而在气相中进行反应，也可制造上述弹性体改性烯烃系树脂。
上述密封层3的最内层(第一密封层)7中的上述烯烃系热塑性弹性体的含有率优选为0.1质量％以上且小于20质量％。另外，上述密封层3的最内层(第一密封层)7中的均聚丙烯(未经过烯烃系热塑性弹性体改性的部位)或/及上述无规共聚物(未经过烯烃系热塑性弹性体改性的部位)的含有率优选为80质量％以上且99质量％以下。
构成上述密封层3的最内层(第一密封层)7的上述弹性体改性烯烃系树脂的熔点优选为160℃～180℃的范围。在将外包装材料热封时能够充分地抑制密封层3的流出，高温环境下的耐热性也优异。其中，构成密封层3的最内层(第一密封层)7的弹性体改性烯烃系树脂的熔点优选为163℃以上，特别优选为163℃～169℃的范围。上述熔点是按照JISK7121-1987并利用差示扫描量热测定(DSC)法测得的熔点。
存在于上述最内层(第一密封层)7内的烯烃系热塑性弹性体成分(仅该成分)优选具有多个结晶温度。在如上述那样具有多个结晶温度时，可得到在粘接时树脂(最内层的烯烃系树脂)不易熔析出来的效果。另外，具有多个结晶温度时，上述多个结晶温度中最低的结晶温度优选为40℃～80℃的范围，更优选为40℃～75℃的范围。通过使最低的结晶温度为40℃～80℃，可得到能够缩短常温时的粘接时间(热封时的粘接时间)的效果。上述结晶温度是按照JIS K7121-1987并利用差示扫描量热测定(DSC)法测得的结晶温度(结晶峰)。
存在于上述最内层(第一密封层)7内的烯烃系热塑性弹性体成分(仅该成分)的MFR优选为0.1g/10分钟～1.4g/10分钟，该情况下，在热封时树脂(最内层的烯烃系树脂)变得不易熔析出来，因此能够确保更大的粘接强度。其中，存在于上述最内层(第一密封层)7内的烯烃系热塑性弹性体成分(仅该成分)的MFR更优选为0.1g/10分钟～1.0g/10分钟以下，特别优选为0.1g/10分钟～0.6g/10分钟以下。需要说明的是，上述MFR(熔体流动速率)是按照JIS K7210-1-2014以230℃、2.16kg的条件测得的MFR。
构成上述密封层3的密封膜的80℃时的拉伸屈服强度优选为3.5MPa～15.0MPa。例如，上述密封层3仅由第一密封层7构成时，该第一密封膜的80℃时的拉伸屈服强度优选为3.5MPa～15.0MPa，上述密封层3由第一密封层7和第二密封层8的层合体构成时，该层合密封膜的80℃时的拉伸屈服强度优选为3.5MPa～15.0MPa。上述密封层3为3层以上的多层时，该层合密封膜的80℃时的拉伸屈服强度也优选为3.5MPa～15.0MPa。通过如上述那样使构成密封层3的密封膜的80℃时的拉伸屈服强度为3.5MPa～15.0MPa，从而即使将蓄电装置长时间置于高温环境下(例如夏季的车内)使用，也能够防止由内压上升导致的外包装材料的破裂。其中，构成上述密封层3的密封膜的80℃时的拉伸屈服强度特别优选为4MPa～12MPa。
上述最内层(第一密封层)7的厚度优选为30μm以上，此时，具有能够提高第一密封层7的强韧性的优点。其中，上述最内层(第一密封层)7的厚度更优选为30μm～100μm。
设置上述第二密封层8时，该第二密封层8的厚度优选为3μm～60μm，更优选为5μm～20μm。另外，设置上述第二密封层8时，作为形成该第二密封层8的树脂，没有特殊限定，例如，可举出丙烯-乙烯无规共聚物、均聚丙烯、聚乙烯，以及烯烃系热塑性弹性体改性均聚丙烯、烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物(含有“丙烯”及“除丙烯以外的其他共聚成分”作为共聚成分的无规共聚物的烯烃系热塑性弹性体改性体)等。
另外，上述密封层3的厚度优选设定为30μm～200μm。
本发明中，上述密封层3由多层形成，其具有含有上述弹性体改性烯烃系树脂的最内层(第一密封层)7、和配置于最靠近上述金属箔层4一侧的第二密封层8(参见图2)，上述第二密封层优选构成为含有50质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物、而不含有弹性体成分。采用这样的结构的情况下，位于最靠近金属箔层4的一侧的第二密封层8构成为含有50质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物、而不含有弹性体成分，因此，与金属箔层侧的粘接性提高，即使发生变形，也不易导致层间剥离。此外，由于位于最靠近金属箔层4一侧的第二密封层8不含有弹性体成分，因此，不会由于有可能在丙烯-乙烯无规共聚物与弹性体成分的界面产生的银纹(裂纹、没有间隙的界面的背离)而导致电解液浸入到金属箔层附近，从而能够确保充分的绝缘性。其中，上述第二密封层更优选构成为含有70质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物、而不含有弹性体成分。此处，所谓不含有弹性体成分的构成，既表示未混合(掺杂)有弹性体成分，也表示未混合有弹性体改性树脂。
构成上述密封层(内侧层)3的密封膜优选利用多层挤出成型、吹胀成型、T模流延膜成型等成型方法进行制造。
作为将构成上述密封层(内侧层)3的密封膜层合于金属箔层4的方法，没有特殊限定，可举出干式层压法、夹心层压法(将酸改性聚丙烯等的粘接膜挤出，再将其夹心层压在金属箔与上述密封膜之间，然后利用热辊进行热层压的方法)等。
本发明中，上述基材层(外侧层)2优选由耐热性树脂层形成。作为构成上述耐热性树脂层2的耐热性树脂，使用在对外包装材料进行热封时的热封温度下不发生熔融的耐热性树脂。作为上述耐热性树脂，优选使用熔点比密封层3的熔点高10℃以上的耐热性树脂，特别优选使用熔点比密封层3的熔点高20℃以上的耐热性树脂。
作为上述耐热性树脂层(外侧层)2，没有特别限定，例如，可以举出尼龙膜等聚酰胺膜、聚酯膜等，可优选使用这些膜的拉伸膜。其中，作为上述耐热性树脂层2，特别优选使用双轴拉伸尼龙膜等双轴拉伸聚酰胺膜、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、或双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜。作为上述尼龙膜，没有特别限定，例如，可举出尼龙6膜、尼龙6，6膜、尼龙MXD膜等。需要说明的是，上述耐热性树脂层2可由单层形成，或者，也可由例如包含聚酯膜/聚酰胺膜的多层(包含PET膜/尼龙膜的多层等)形成。需要说明的是，上述多层的情况下，可以将聚酯膜侧配置于最外侧。
上述外侧层(基材层)2的厚度优选为2μm～50μm。使用聚酯膜时，厚度优选为5μm～40μm，使用尼龙膜时，厚度优选为15μm～50μm。通过设定为上述优选下限值以上，能够确保作为外包装材料的充分的强度，并且，通过设定为上述优选上限值以下，能够减小鼓凸成型、拉深成型等成型时的应力，从而能够提高成型性。
本发明涉及的蓄电装置用外包装材料中，上述金属箔层4担负向外包装材料1赋予气体阻隔性(阻止氧、水分的侵入)的作用。作为上述金属箔层4，没有特别限定，例如，可举出铝箔、SUS箔(不锈钢箔)、铜箔等，其中，优选使用铝箔、SUS箔(不锈钢箔)。上述金属箔层4的厚度优选为10μm～120μm。通过为10μm以上，能够防止在制造金属箔时压延时产生针孔，并且，通过为120μm以下，能够减小鼓凸成型、拉深成型等成型时的应力，从而能够提高成型性。
对于上述金属箔层4而言，优选对至少内侧的面(第二粘接剂层6侧的面)实施化学转化处理。通过实施这样的化学转化处理，可以充分防止由内容物(电池的电解液等)导致的对金属箔表面的腐蚀。例如，通过进行以下处理来对金属箔实施化学转化处理。即，例如，在进行了脱脂处理后的金属箔的表面上涂布下述1)～3)中的任一种水溶液，然后进行干燥，由此实施化学转化处理。
1)下述混合物的水溶液，所述混合物含有：
磷酸；
铬酸；和
选自由氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐组成的组中的至少1种化合物，
2)下述混合物的水溶液，所述混合物含有：
磷酸；
选自由丙烯酸系树脂、壳聚糖(chitosan)衍生物树脂及酚醛系树脂组成的组中的至少1种树脂；和
选自由铬酸及铬(III)盐组成的组中的至少1种化合物，
3)下述混合物的水溶液，所述混合物含有：
磷酸；
选自由丙烯酸系树脂、壳聚糖衍生物树脂及酚醛系树脂组成的组中的至少1种树脂；
选自由铬酸和铬(III)盐组成的组中的至少一种化合物；和
选自由氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐组成的组中的至少1种化合物。
上述化学转化被膜以铬附着量(每一面)计优选为0.1mg/m2～50mg/m2，特别优选为2mg/m2～20mg/m2。
作为上述第一粘接剂层(外侧粘接剂层)5，没有特别限定，例如，可举出聚氨酯聚烯烃粘接剂层、聚氨酯粘接剂层、聚酯聚氨酯粘接剂层、聚醚聚氨酯粘接剂层等。上述第一粘接剂层5的厚度优选设定为1μm～6μm。其中，从外包装材料1的薄膜化、轻质化的观点考虑，上述第一粘接剂层5的厚度特别优选设定为1μm～3μm。
作为上述第二粘接剂层(内侧粘接剂层)6，没有特别限定，例如，也可以使用作为上述第一粘接剂层5而列举的物质，但优选使用由电解液引起的溶胀少的聚烯烃系粘接剂。其中，作为上述第二粘接剂层(内侧粘接剂层)6，特别优选由含有具有羧基的烯烃系树脂、和多官能异氰酸酯化合物的粘接剂形成。通过上述粘接剂的干式层压，可形成第二粘接剂层。或者，作为上述第二粘接剂层(内侧粘接剂层)6，特别优选由具有羧基的烯烃系树脂形成。此时，利用具有羧基的烯烃系树脂的熔融挤出而进行挤出层压，由此可形成第二粘接剂层。作为上述具有羧基的烯烃系树脂，没有特殊限定，例如，可举出马来酸改性聚丙烯、马来酸改性聚乙烯、丙烯酸改性聚丙烯、丙烯酸改性聚乙烯、甲基丙烯酸改性聚丙烯、甲基丙烯酸改性聚乙烯、富马酸改性聚丙烯、富马酸改性聚乙烯等的羧酸改性烯烃系树脂等。上述第二粘接剂层6的厚度优选设定为1μm～4μm。其中，从外包装材料的薄膜化、轻质化的观点考虑，上述第二粘接剂层6的厚度特别优选设定为1μm～3μm。
通过将本发明的外包装材料1进行成型(深拉深成型、鼓凸成型等)，能够得到外包装壳体(电池壳体等)10(图4)。需要说明的是，本发明的外包装材料1也可不经成型而直接使用(图4)。
将使用本发明的外包装材料1构成的蓄电装置30的一个实施方式示于图3。该蓄电装置30为锂离子二次电池。本实施方式中，如图3、4所示的那样，外包装构件15由将外包装材料1进行成型而得到的外包装壳体10、和平面状的外包装材料1构成。然后，将大致长方体形状的蓄电装置主体部(电化学元件等)31收纳于将本发明的外包装材料1进行成型而得到的外包装壳体10的收纳凹部内，将本发明的外包装材料1不经成型而配置于该蓄电装置主体部31的上方，使其密封层3侧为内侧(下侧)，将该平面状外包装材料1的密封层3的周缘部与上述外包装壳体10的凸缘部(封固用周缘部)29的密封层3利用热封进行密封接合而进行封固，由此构成本发明的蓄电装置30(参见图3、4)。需要说明的是，上述外包装壳体10的收纳凹部的内侧的表面为密封层3，收纳凹部的外表面为基材层(外侧层)2(参见图4)。
图3中，39为将上述外包装材料1的周缘部与上述外包装壳体10的凸缘部(封固用周缘部)29进行接合(熔接)而形成的热封部。需要说明的是，上述蓄电装置30中，与蓄电装置主体部31连接的极耳的前端部被导出至外包装构件15的外部，在图示中省略。
作为上述蓄电装置主体部31，没有特别限定，例如，可举出电池主体部、电容器(capacitor)主体部、电容主体部等。
上述热封部39的宽度优选设定为0.5mm以上。通过使其为0.5mm以上，从而能够确实地进行封固。其中，上述热封部39的宽度优选设定为3mm～15mm。
需要说明的是，虽然在上述实施方式中外包装构件15为由将外包装材料1进行成型而得到的外包装壳体10、和平面状的外包装材料1形成的结构(参见图3、4)，但并不特别限于这样的组合，例如，外包装构件15可以是由一对平面状的外包装材料1形成的结构，或者也可以是由一对外包装壳体10形成的结构。
实施例
接下来，说明本发明的具体实施例，但本发明并不特别限定于这些实施例。
<使用的材料>
(弹性体改性烯烃系树脂A)
弹性体改性烯烃系树脂A包含EPR改性均聚丙烯及乙烯-丙烯无规共聚物的EPR改性体。上述EPR表示乙烯-丙烯橡胶。弹性体改性烯烃系树脂A中的弹性体成分的含有率为15质量％。弹性体改性烯烃系树脂A的熔点为166℃。
(弹性体改性烯烃系树脂B)
弹性体改性烯烃系树脂B包含丙烯-丁烯弹性体改性均聚丙烯及乙烯-丙烯无规共聚物的丙烯-丁烯弹性体改性体。弹性体改性烯烃系树脂B中的弹性体成分的含有率为18质量％。弹性体改性烯烃系树脂B的熔点为164℃。
(弹性体改性烯烃系树脂C)
弹性体改性烯烃系树脂C包含丙烯-丁烯-乙烯弹性体改性均聚丙烯及乙烯-丙烯无规共聚物的丙烯-丁烯-乙烯弹性体改性体。弹性体改性烯烃系树脂C中的弹性体成分的含有率为16质量％。弹性体改性烯烃系树脂C的熔点为164℃。
<实施例1>
在厚度为35μm的铝箔4的两面上涂布包含磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇的化学转化处理液后，于180℃进行干燥，形成化学转化被膜。该化学转化被膜的铬附着量为每一面10mg/m2。
接着，介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂(外侧粘接剂)5，将厚度为15μm的双轴拉伸尼龙6膜2干式层压(贴合)在已完成上述化学转化处理的铝箔4的一面上。
接着，将由弹性体改性烯烃系树脂A形成的厚度为80μm的密封膜(第一密封层)7挤出，然后，将上述干式层压后的铝箔4的另一面介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂(内侧粘接剂层)6而叠合于该密封膜7(3)的一面上，通过将其夹入橡胶夹持辊与加热至100℃的层压辊之间并进行压接，从而实施干式层压，然后，于50℃熟化(加热)5天，由此得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例2>
使用二液固化型的丙烯酸系粘接剂6代替二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂作为内侧粘接剂6，除此之外，与实施例1同样地操作，得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例3>
在厚度为35μm的铝箔4的两面上涂布包含磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇的化学转化处理液后，于180℃进行干燥，形成化学转化被膜。该化学转化被膜的铬附着量为每一面10mg/m2。
接着，介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂5，将厚度为15μm的双轴拉伸尼龙6膜2干式层压(贴合)在已完成上述化学转化处理的铝箔4的一面上。
接着，将厚度为4μm的马来酸酐改性聚丙烯膜(内侧粘接剂层)6、厚度为8μm的丙烯-乙烯无规共聚物膜(第二密封层)8及厚度为72μm的弹性体改性烯烃系树脂A膜(第一密封层)7共挤出，并将它们依次叠合于上述干式层压后的铝箔4的另一面上，通过将其夹入橡胶夹持辊与加热至100℃的层压辊之间并进行压接，从而实施干式层压，然后，于50℃熟化(加热)5天，由此得到图2所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例4>
在厚度为35μm的铝箔4的两面上涂布包含磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇的化学转化处理液后，于180℃进行干燥，形成化学转化被膜。该化学转化被膜的铬附着量为每一面10mg/m2。
接着，介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂5，将厚度为15μm的双轴拉伸尼龙6膜2干式层压(贴合)在已完成上述化学转化处理的铝箔4的一面上。
接着，将厚度为4μm的马来酸酐改性聚丙烯膜(内侧粘接剂层)6及厚度为80μm的弹性体改性烯烃系树脂A膜3共挤出，并将它们依次叠合于上述干式层压后的铝箔4的另一面上，通过将其夹入橡胶夹持辊与加热至100℃的层压辊之间并进行压接，从而实施干式层压，然后，于50℃熟化(加热)5天，由此得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例5>
使用弹性体改性烯烃系树脂B代替弹性体改性烯烃系树脂A，除此之外，与实施例1同样地操作，得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例6>
使用弹性体改性烯烃系树脂C代替弹性体改性烯烃系树脂A，除此之外，与实施例1同样地操作，得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例7>
在厚度为35μm的铝箔4的两面上涂布包含磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇的化学转化处理液后，于180℃进行干燥，形成化学转化被膜。该化学转化被膜的铬附着量为每一面10mg/m2。
接着，介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂5，将厚度为15μm的双轴拉伸尼龙6膜2干式层压(贴合)在已完成上述化学转化处理的铝箔4的一面上。
接着，在上述干式层压后的铝箔4的另一面上涂布二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂(内侧粘接剂层)6，然后在该涂布面上依此叠合将厚度为8μm的均聚丙烯膜(第二密封层)8及厚度为72μm的弹性体改性烯烃系树脂A膜(第一密封层)7共挤出而得到的结构，通过将其夹入橡胶夹持辊与加热至100℃的层压辊之间并进行压接，从而实施干式层压，然后，于50℃熟化(加热)5天，由此得到图2所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例8>
使用厚度为8μm的丙烯-乙烯无规共聚物膜8代替厚度为8μm的均聚丙烯膜作为第二密封层8，除此之外，与实施例7同样地操作，由此得到图2所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<实施例9>
使用二液固化型的丙烯酸系粘接剂6代替二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂作为内侧粘接剂6，除此之外，与实施例8同样地操作，得到图2所示结构的蓄电装置用外包装材料1。
<比较例1>
使用丙烯-乙烯无规共聚物代替弹性体改性烯烃系树脂A，除此之外，与实施例1同样地操作，得到图1所示结构的蓄电装置用外包装材料。
<比较例2>
在厚度为35μm的铝箔4的两面上涂布包含磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇的化学转化处理液后，于180℃进行干燥，形成化学转化被膜。该化学转化被膜的铬附着量为每一面10mg/m2。
接着，介由二液固化型的氨基甲酸酯系粘接剂5，将厚度为15μm的双轴拉伸尼龙6膜2干式层压(贴合)在已完成上述化学转化处理的铝箔4的一面上。
接着，在上述干式层压后的铝箔4的另一面上涂布二液固化型的丙烯酸系粘接剂6，然后在该涂布面上依次叠合将厚度为68μm的弹性体改性烯烃系树脂A膜(第二密封层)8及厚度为12μm的丙烯-乙烯无规共聚物膜(第一密封层)7共挤出而得到的结构，通过将其夹入橡胶夹持辊与加热至100℃的层压辊之间并进行压接，从而实施干式层压，然后，于50℃熟化(加热)5天，由此得到图2所示结构的蓄电装置用外包装材料。
需要说明的是，用于制作实施例1～9及比较例1～2的外包装材料的密封膜(厚度80μm)3的拉伸屈服强度(参见表1)是按照下述方式测得的拉伸屈服强度。
<密封膜的拉伸屈服强度的测定方法>
针对在用于其他测定时也同样地制作的未拉伸密封膜3(厚度为80μm)，按照JISK7127-1999(塑料膜的拉伸试验方法)，制作2型试验片(长度为150mm以上)，在80℃的条件下、以试样宽度为15mm、夹具间距离为100mm、刻度间距离为50mm、拉伸速度为100mm/分钟的条件实施拉伸试验，求出拉伸屈服强度。将S-S曲线中的屈服点的负荷作为拉伸屈服强度。需要说明的是，将试验片安装于设定为80℃的恒温槽内的拉伸试验装置后，在该80℃的环境下静置1分钟，然后在80℃的环境下实施拉伸试验。上述80℃时的拉伸屈服强度的测定结果示于表1。
需要说明的是，将试验片的厚度设定为80μm而进行测定，但是，例如，使用的厚度为64μm的密封膜3为厚度为6μm的第二密封层和厚度为58μm的第一密封层的2层层合结构时，则以使上述2层的厚度比率不变的方式制作厚度为80μm的试验片进行测定。即，制作厚度7.5μm的第二密封层和厚度为72.5μm的第一密封层的2层层合结构的试验片进行测定。为3层以上的层合结构时，同样地操作，制作厚度为80μm的试验片进行测定。
Figure BDA0001344252480000191
针对如上所述得到的各蓄电装置用外包装材料，基于以下测定方法进行评价。
<高温下的初始密封强度的测定方法>
从得到的外包装材料中切出2片宽15mm×长150mm的试验体后，将这2片试验体以彼此的内侧密封层互相接触的方式叠合，在该状态下，使用TESTER SANGYO Co.，Ltd.制热封装置(TP-701-A)，在热封温度为200℃、密封压力为0.2MPa(表压)、密封时间为2秒的条件下单面加热，由此进行热封。
接着，对于如上述这样将内侧密封层彼此热封接合而得到的一对外包装材料，按照JIS Z0238-1998，使用配置于恒温槽内的Shimadzu Access Corporation制STROGRAPH(拉伸试验装置)(AGS-5kNX)，测定将该外包装材料(试验体)密封部分的内侧密封层之间以100mm/分钟的拉伸速度进行90度剥离时的剥离强度，将其作为密封强度(N/15mm宽)。需要说明的是，测定了100℃时的密封强度及120℃时的密封强度。
100℃时的密封强度的测定中，将试验体安装于设定为100℃的恒温槽内的拉伸试验装置后，在该100℃的环境下静置1分钟，然后在100℃的环境下实施测定。对于120℃时的密封强度的测定，将试验体安装于设定为120℃的恒温槽内的拉伸试验装置后，在该120℃的环境下静置1分钟，然后在120℃的环境下实施测定。
对于100℃时的密封强度及120℃时的密封强度这两者，均将27N/15mm宽以上的情况判断为合格。
<高温环境下经过90天后的密封强度测定方法>
将2片切成长200mm×宽150mm大小的外包装材料以彼此的密封层成为内侧而相对的方式叠合配置，将其3边的边缘部以180℃、0.2MPa热封2秒。从剩下的未被密封的1边的开口部注入10mL电解液后，在与上述相同的密封条件下，一边抽取空气一边将该剩下的1边也进行热封，制作模拟电池(试验体)。需要说明的是，作为电解液，使用下述电解液：使六氟磷酸锂(LiPF6)溶解于碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)以等量体积比配合而成的混合溶剂中，使其浓度为1摩尔/L。
将得到的模拟电池放入ESPEC公司制的恒温恒湿器内，于80℃×90％Rh的条件静置90天(在高温高湿环境下暴露90天)。
取出上述经过90天后的模拟电池，打开1边除去电解液，用水清洗内部数次后，在将2片外包装材料叠合的状态下，以包含2片外包装材料的密封部分的方式切割成宽15mm×长150mm的大小，对于由此得到的一对外包装材料，按照JIS Z0238-1998，使用ShimadzuAccess Corporation制STROGRAPH(拉伸试验装置)(AGS-5kNX)，测定在密封部分的密封层之间以100mm/分钟的拉伸速度将一对外包装材料进行90度剥离时的剥离强度，将其作为密封强度(N/15mm宽)。需要说明的是，测定了25℃时的密封强度。密封强度为27N/15mm宽以上的的情况为合格。
由表1可见，本发明涉及的实施例1～9的蓄电装置用外包装材料在高温环境下也仍然能够充分地确保初始密封强度，并且，即使长时间置于高温环境下，也能够维持充分的密封强度。
相对于此，比较例1、2中，高温环境下的初始密封强度不充分，并且，长时间置于高温环境下后的密封强度大幅降低。
产业上的可利用性
使用本发明涉及的密封膜制作的蓄电装置用外包装材料及本发明涉及的蓄电装置用外包装材料可用作各种蓄电装置的外包装材料，作为蓄电装置的具体例子，例如包括：
·锂二次电池(锂离子电池、锂聚合物电池等)等蓄电装置；
·锂离子电容器；
·双电层电容器；等等。
另外，本发明涉及的蓄电装置不仅包括上述例示的蓄电装置，而且还包括全固体电池。
本申请主张在2016年8月17日提出申请的日本专利申请特愿2016-159935号的优先权，其公开内容直接构成本申请的一部分。
在此所使用的术语及说明是为了说明本发明的实施方式而使用的，本发明并不受其限制。如果在权利要求范围之内，只要不超出其主旨，则本发明也允许任何设计变更。

Claims (9)

1.蓄电装置用外包装材料，其特征在于，所述蓄电装置用外包装材料包含作为外侧层的耐热性树脂层、作为内侧层的密封层、和配置于这两层之间的金属箔层，
所述密封层由多层形成，所述密封层的至少最内层含有弹性体改性烯烃系树脂，
所述弹性体改性烯烃系树脂包含烯烃系热塑性弹性体改性均聚丙烯或/及烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物，
所述烯烃系热塑性弹性体改性无规共聚物是含有丙烯及除丙烯以外的其他共聚成分作为共聚成分的无规共聚物的烯烃系热塑性弹性体改性体，
在所述密封层中的最靠近所述金属箔层的一侧配置有第二密封层，所述第二密封层含有50质量％以上的丙烯-乙烯无规共聚物，而不含有弹性体成分。
2.如权利要求1所述的蓄电装置用外包装材料，其中，所述最内层中的所述烯烃系热塑性弹性体的含有率为0.1质量％以上且小于20质量％。
3.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，构成所述最内层的所述弹性体改性烯烃系树脂的熔点为160℃～180℃。
4.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，存在于所述最内层内的烯烃系热塑性弹性体成分具有多个结晶温度，所述多个结晶温度中最低的结晶温度为40℃～80℃。
5.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，存在于所述最内层内的烯烃系热塑性弹性体成分的MFR为0.1g/10分钟～1.4g/10分钟。
6.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，构成所述密封层的密封膜的80℃时的拉伸屈服强度为3.5MPa～15.0MPa。
7.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料，其中，将所述金属箔层与所述密封层介由粘接层进行了粘接。
8.如权利要求7所述的蓄电装置用外包装材料，其中，所述粘接层由含有具有羧基的烯烃系树脂和多官能异氰酸酯化合物的粘接剂形成。
9.蓄电装置，其特征在于，具有：
蓄电装置主体部；和
权利要求1～8中任一项所述的蓄电装置用外包装材料，
利用所述外包装材料对所述蓄电装置主体部进行了外包装。
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