CN114300792A - 锂电池复合包装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池包装材料之领域,具体而言为一种锂电池复合包装材料,包含:一金属层;一内层黏合层,形成于所述金属层之一侧;以及一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧,其中,所述内热熔接层是与锂电池中之电解液直接接触,且,所述内层黏合层与所述内热熔接层之厚度总和≥25μm,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述内热熔接层之电阻值≥2.5GΩ/μm。其中,本发明提供稳定之热封性能、与绝缘性能,使依本发明所制成之锂电池能够拥有更长之使用寿命,且,稳定性和安全性更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池包装材料,尤指一种适用于锂电池之复合包装材料。
背景技术
目前锂电池之封装形式主要包含:圆柱形,其是以卷绕工艺进行封装,由于技术发展成熟,具有自动化程度高、制造质量稳定、与制造成本低之优点;方形,其是以卷绕、与迭片两种工艺所制成,其结构简单,主要应用于汽机车之动力电池的领域上;以及软包,其为制作难度最高之封装形式,通常其结构依序包含:一外层保护层、一中间金属层、以及一内层阻隔层,其中软包之锂电池具有安全性高、与灵活性高之优点。
通常,软包锂电池之外壳是采用金属复合膜,其主要包含两种产品类型,分别为干法品;以及热法品。其中,于软包锂电池之内热熔接层中,是以聚丙烯为主要材料,且,其功能包含:防止电解液渗透、具有绝缘性可防止短路、以及具有热封性能,可于进行电池组装时以热熔接之方式将电池组件密封,因此可以理解地,内热熔接层之性能对锂电池的性能影响很大。
于先前技艺中,内热熔接层的熔点为130℃左右;热封的条件为:热封头的温度为170至210℃、面压为0.5至2.0Mpa、时间为1至3秒。其中,当热封条件优化时,会使先前技艺之内热熔接层的MFR较高,且,流动性较强,会造成电池封装过程中,注入到电池内部的电解液气化,而使绝缘性降低,而造成短路、或电池寿命缩短之风险。
综上所述,先前技艺所制成之锂电池的危险系数较高,因此,提供一种可满足稳定之绝缘性能的内热熔接层实为时势所需。
发明内容
本发明之目的在于:提供一种锂电池复合包装材料,其中,调配所述锂电池复合包装材料之内热熔接层的原料,以控制其熔点;以及于230℃下之MFR,使锂电池于封装过程中,将电解液注入所述锂电池复合包装材料之内部时,所述锂电池复合包装材料具有稳定之结构强度、绝缘性能、与热封性能,而使所制成之锂电池具有较高之安全系数,可于更苛刻的环境条件下使用。
为达成上述的目的,本发明提供一种锂电池复合包装材料,包含:一金属层;一内层黏合层,形成于所述金属层之一侧;以及一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧,其中,所述内热熔接层是与锂电池中之电解液直接接触,且,所述内层黏合层与所述内热熔接层之厚度总和≥25μm,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述内热熔接层之电阻值≥2.5GΩ/μm。
更佳者,其中,所述内层黏合层与所述内热熔接层之厚度比为2至1:1至3。
更佳者,其中,所述内层黏合层之熔点为:140至155℃;以及所述内热熔接层之熔点为135℃。
更佳者,其中,所述内层黏合层于230℃下之MFR为5至12g/10分钟;以及所述内热熔接层于230℃下之MFR为12g/10分钟。
更佳者,其中,所述内热熔接层为三层结构,依序包含一a层、一b层、与一c层,其中,所述a层相对于所述b层之一侧与所述内层黏合层接触,且,所述a层之厚度:所述b层之厚度:所述c层之厚度为1至2:2至8:1至3。
更佳者,其中,所述a层之熔点为135至152℃;所述b层之熔点为140至160℃;以及所述c层之熔点为130至145℃。
更佳者,其中,所述a层于230℃下之MFR为3至7g/10分钟;所述b层于230℃下之MFR为3至10g/10分钟;以及所述c层于230℃下之MFR为7至15g/10分钟。
更佳者,其中,所述内热熔接层之材料包含:50wt%以上之聚丙烯的共聚物、或50wt%以上之聚丙烯的混合物。
更佳者,更包含:一外基材层,设置于所述金属层相对于所述内层黏合层之一侧。
更佳者,其中,所述外基材层之原料包含:聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、或酚醛树脂。
更佳者,更包含:一外层黏合层,形成于所述金属层与所述外基材层之间。
本发明另提供一种锂电池复合包装材料,包含:一第一锂电池复合包装材料、以及一第二锂电池复合包装材料,其中:所述第一锂电池复合包装材料包含:一外基材层;一金属层,设置于所述外基材层之一侧;一内层黏合层,形成于所述金属层相对于所述外基材层之一侧;以及一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧;以及所述第二锂电池复合包装材料之结构与所述第一锂电池复合包装材料相同,且,所述第二锂电池复合包装材料与所述第一锂电池复合包装材料相对应地设置,以界定出一容置空间,其中:所述容置空间与所述内热熔接层接触,且,所述容置空间可容纳一电解液,其中,经过热封后,当所述内层黏合层与所述内热熔接层之残存率为50%以上,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层和所述内热熔接层的电阻值为1.0GΩ/μm以上。
本发明另提供一种锂电池复合包装材料,包含:一第一锂电池复合包装材料、一第二锂电池复合包装材料、以及一电解液,其中:所述第一锂电池复合包装材料包含:一外基材层;一金属层,设置于所述外基材层之一侧;一内层黏合层,形成于所述金属层相对于所述外基材层之一侧;以及一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧;所述第二锂电池复合包装材料之结构与所述第一锂电池复合包装材料相同,且,所述第二锂电池复合包装材料与所述第一锂电池复合包装材料相对应地设置,以界定出一容置空间,其中:所述容置空间与所述内热熔接层接触;以及所述电解液容置于所述容置空间中,且,其含有:一混合溶剂,包含:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、与碳酸二乙酯(DEC);以及1Mol的LiPF6(六氟磷酸锂),其中,经过热封后,所述内层黏合层与所述内热熔接层之残存率为50%以上,且,所述电解液于85℃之温度条件下放置24小时后,再于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层和所述电解液间的电阻率为200MΩ以上。
本发明之有益功效在于:本发明满足内热熔接层于原始状态下的绝缘性、内热熔接层于热封后之绝缘性、以及当内热熔接层包覆电解液时之绝缘性,使所述锂电池复合包装材料于长期储存、或使用状态下皆可提供稳定之热封性能、与稳定之绝缘性能,使依所述锂电池复合包装材料所制成之锂电池能够拥有更长之使用寿命,且稳定性和安全性更高。
附图说明
图1A至图7为一系列之结构图,用以说明本发明之锂电池复合包装材料之结构。
具体实施方式
为让本发明上述及/或其他目的、功效、特征更明显易懂,下文特举较佳实施方式,作详细说明于下:
请参阅图1A至1B,其用以表示本发明第一实施例之结构图,其中,如图1A所示,本发明为一种锂电池复合包装材料,包含:一金属层1;一内层黏合层2,形成于所述金属层1之一侧;以及一内热熔接层3,形成于所述内层黏合层2相对于所述金属层1之一侧,其中,所述内热熔接层3是与锂电池中之电解液直接接触,且,所述内层黏合层2与所述内热熔接层3之厚度总和≥25μm,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述内热熔接层3之电阻值≥2.5GΩ/μm。
1.金属层1之相关实施例。
优选地,所述金属层1之作用包含:提供一阻隔效果,以防止水份浸入锂电池之内部;材料包含:铝合金、不锈钢、钛钢、与镀镍处理的铁板中的至少一种;结构包含:单层之金属箔、或多层之金属箔两两相互堆栈所构成。于一较佳实施例中,金属箔是选自以下所组成之群组:铝合金箔、镀镍铁板、不锈钢箔、或以上之结合。其中可以理解地,为了提升所述锂电池复合包装材料的成形性,所使用之铝合金箔为经过退火处理后之铝合金所制成的软质铝合金箔,且,可视需求于铝合金箔之原料中添加铁金属,以更进一步提升铝合金箔之成形性;以及为了耐电解液之侵蚀、或避免被电解液所分解,于铝合金箔之原料中可添加二氧化硅、或镁金属,且不以此为限。于另一较佳实施例中,所述之不锈钢箔的种类包含:奥氏体系;铁素体系;奥氏体-铁素体双相;马氏体系;或析出硬化型的不锈钢箔,且不以此为限。其中,为了提升所述锂电池复合包装材料的成形性,选用奥氏体系的不锈钢来制成不锈钢箔,其中所使用之不锈钢种类包含:SUS304、SUS301、或SUS316L,且,优选为SUS304。于又一较佳实施例中,当所述金属层1是由一层、或多层之金属箔所构成时,所述金属层1之厚度应至少能满足防止水份侵入的最低要求,优选地,所述金属层1之厚度为9至200μm,且不以此为限。于又一较佳实施例中,所述金属层1的厚度不超过100μm,更优选地,不超过50μm,且不以此为限。
优选地,由于在所述金属层1之成分中添加合金成分时,会导致所述金属层1之表面析出合金成分;或于轧制工序后进行的退火步骤中,影响轧制油的挥发性。因此,于合金成分的调整中,需对表面清洁度进行管理。其中,表面清洁度之管理方法包含:以润湿试剂测试润湿性为指标,其中可采用“中华人民共和国国家标准GB/T225638.5-2016,铝箔测试方法,第5部分:润湿性的检测”中所提及之方法;或以接触角为指标,其中可采用“中华人民共和国国家标准GB/T22638.9-2008,铝箔测试方法第9部分:亲水性测量”中所提及之方法。
优选地,以润湿试剂测试润湿性为指标时,所获得之评级应大于或等于D级,优选地为大于等于B级;以接触角作为指标时,其中:以纯水进行测试时之接触角的角度为小于25°,优选地为小于20°,更优选地为小于15°。具体而言,当润湿性之评级低于D级;或者接触角超过25°时,会导致所述金属层1与所述防腐层间的反应性、或初期的密合性恶化。其中可以理解地,当反应性恶化时,所述防腐层和所述金属层1间的反应不充分,因此对作为电池电解液的渗透耐性;以及对电解质和水相互反应所产生的氟化氢的耐性会下降,导致防腐层对金属层1的附着力随着时间推移而降低;防腐层发生溶解;或金属层1和防腐层间产生剥离,而导致电池的使用寿命减少。此外可以理解地,当所述防腐层和所述金属层1的初期密合性恶化时,将发生同样的状况。
综上所述,为避免产生以上所提及之风险,本发明通过调整合金成分;以及合金的比率在一定范围内,来抑制合金从金属层1中析出;或在轧制时的退火步骤中,使温度和时间条件的管理变得容易。
2.内层黏合层2之相关实施例。
为了使所述金属层1与所述内热熔接层3间黏接紧密,可于两者之间形成所述内层黏合层2。其中,所述内热熔接层3包含:聚烯烃、环状聚烯烃、羧酸改性聚烯烃、羧酸改性环状聚烯烃、甲基丙烯酸改性聚烯烃、丙烯酸改性聚烯烃、巴豆酸改性聚烯烃、或酰亚胺改性聚烯烃,且不以此为限。为了提升所述金属层1与所述内热熔接层3之间的黏结性,其中,改性聚烯烃优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、无水马来酸酐、或聚酰胺。于一较佳实施例中,所述内层黏合层2的树脂成分中可包含、或不包含有聚烯烃主链,其中,优选含有聚烯烃主链。为了测试构成所述内层黏合层2的树脂是否包含聚烯烃主链,可使用红外分光法、或气相色谱-质谱法进行分析,但分析方法不以此为限。
优选地,所述内层黏合层2、与所述内热熔接层3之成分中所包含的聚烯烃及其改性树脂为相同,其中,优选为聚丙烯树脂、或丙烯和乙烯共聚物。于一较佳实施例中,为了使所述锂电池复合包装材料于长期使用时仍能保持其稳定性,所述内层黏合层2包含:酸改性聚烯烃、与固化剂的树脂。其中,酸改性聚烯烃优选为马来酸酐、或丙烯酸改性的聚烯烃;固化剂之目的是为了使酸改性聚烯烃固化,可使用环氧系固化剂、多官能异氰酸酯系固化剂、碳二亚胺系固化剂、或恶唑啉系固化剂,但不以此为限。其中,所使用之环氧系固化剂为具有至少1个环氧基的化合物,但不以此为限;所使用之多官能异氰酸酯系固化剂为分子内具有2个以上异氰酸酯基的化合物,但不以此为限;所使用之碳化二亚胺系固化剂为分子内具有至少1个碳化二亚胺基(-N=C=N-)的化合物,但不以此为限,其中,优选为具有至少2个以上碳化二亚胺基的聚碳化二亚胺化合物;所使用之恶唑啉系固化剂为具有恶唑啉骨架的化合物,但不以此为限。具体而言,环氧系固化剂包含:双酚A二缩水甘油醚、改性双酚A二缩水甘油醚、酚醛清漆缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、或聚甘油聚缩水甘油醚;或多官能异氰酸酯系固化剂包含:异佛尔酮二异氰酸酯(PDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、或以上物质的聚合或加成后的成分或此类混合物与其他聚合物的反应物。于另一较佳实施例中,为提高所述内层黏合层2与所述内热熔接层3之间的黏结性,所使用之固化剂成分包含1种以上的化合物。
优选地,所述内层黏合层2之功能在于作为黏接层之作用,将其相对应之两侧的物质紧密固着,且,所述内层黏合层2之厚度优选为1至80μm,进一步优选1至50μm,但不以此为限。于一较佳实施例中,所述内层黏合层2之主要成分包含:改性聚烯烃树脂、聚烯烃树脂、聚丙烯(PP)含量超过50%的嵌段共聚聚丙烯树脂(B-PP)、无规共聚聚丙烯树脂(R-PP)、均聚聚丙烯树脂(H-PP)、或以上成分所制成之混合物所形成的单层或两层以上的膜层。于另一较佳实施例中,当利用所述内层黏合层2将所述金属层1、与所述内热熔接层3进行复合时,其复合方法包含:使用溶液型之内层黏合层2的方法;或使用热熔型之内层黏合层2的方法,但不以此为限。其中,所述内层黏合层2为溶液型,且,其原料包含:一主剤,包含:酸改性聚烯烃树脂;以及一硬化剂,包含:异氰酸酯、环氧树脂、恶唑啉系树脂、三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺、或以上成分之结合。具体而言,所述溶液型之内层黏合层2之形成方法包含:一溶解步骤,将主剂、与硬化剂加入一溶剂中溶解,以形成一混合液,其中所述溶剂包含:水、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、甲基乙基酮、甲苯、甲基环己烷、或以上之结合;一涂布步骤,将所述混合液均匀涂布到已形成有防腐蚀层之所述金属层1的表面;以及一加热步骤,加热涂布于所述金属层1表面之所述混合液,使所述混合液中之溶剂挥发,以形成所述内层黏合层2。其中,所述内层黏合层2的厚度优选为1至10μm,进一步优选为1至5μm,但不以此为限。其中,内层黏合层2于厚度不足1μm的情况下,由于厚度过薄,会导致所述金属层1与所述内热熔接层3之间的黏结力降低,而无法紧密黏接;于厚度超过10μm的情况下,虽然可以保持黏结性,但是在固化剂反应的作用下,会使所述内层黏合层2过于坚硬、以及耐弯曲性变差,而造成所述锂电池复合包装材料的灵活性下降,且,于弯折之状态发生时,可能导致裂缝产生,而使所述金属层1、与所述内热熔接层3间产生剥离。
优选地,于溶液型之内层黏合层2中,所使用之酸改性聚烯烃树脂的熔点为60至155℃;重均分子量为10000至150000;或酸值为0.5至200mgKOH/g。于一较佳实施例中,溶液型之内层黏合层2可不添加固化剂,其中,在无固化剂的条件下,溶液型之内层黏合层2之成分包含:酸改性聚烯烃、以及胺化合物,以作为硬化剂之用途。其中,酸改性聚烯烃、与胺化合物的重量比例为10至125:1,优选为15至50:1。于另一较佳实施例中,于酸改性聚烯烃中,使用之酸包含:马来酸、富马酸、或甲基丙烯酸;以及胺化合物为三乙胺、N,N-2甲基乙醇胺、或上述之结合。于又一较佳实施例中,酸改性的聚烯烃为熔点于110℃以上的聚丙烯,且,聚丙烯的含量为50wt%以上。其中,若熔点在60℃以下,会导致耐热性较低,使所述金属层1和所述内热熔接层3于高温下产生剥离;若熔点超过155℃,虽然耐热性较好,但和固化剂进行反应时,会形成坚硬的树脂层,而导致弯曲性不好、以及所述锂电池复合包装材料之灵活性下降,而容易于弯折时产生裂痕,导致所述金属层1和所述内热熔接层3间产生剥离。于又一较佳实施例中,于酸改性聚烯烃树脂之重均分子量为10000以下时,于加热步骤中,虽然其流动性高,但在热封时会造成厚度严重变薄,而导致所述金属层1与所述内热熔接层3之黏着强度降低,存在密封性之问题,且,即使加入固化剂依然会有此种状况发生;于酸改性聚烯烃树脂之重均分子量超过150000之状态下,会导致树脂层过于坚硬,而降低所述锂电池复合包装材料的灵活性、与耐弯曲性,使其于弯折时容易产生裂痕,或导致所述金属层1和所述内热熔接层3间产生剥离;于酸改性聚烯烃树脂的酸值小于0.5mgKOH/g时,会导致其与固化剂的固化反应点少,而造成所述金属层1与所述内热熔接层3的黏结性不稳定;或于酸值超过200mgKOH/g时,会导致其固化剂的固化反应过于剧烈,造成树脂层过于坚硬,而降低所述锂电池复合包装材料的灵活性、与耐弯曲性,使其于弯折时容易产生裂痕,或导致所述金属层1和所述内热熔接层3间产生剥离。
优选地,所述内层黏合层2为热熔融型,且,于所述内层黏合层2中所使用的酸改性聚烯烃树脂之熔点为135至165℃;以及于230℃之温度条件下,熔融指数(MFR)为3至15g/10min。于一较佳实施例中,热熔融型之内层黏合层2的厚度为2至80μm,且,优选为5至50μm;以及所述热熔融型之内层黏合层2中所使用的酸改性聚烯烃树脂的改性度为1%至15%,且,优选为3%至12%。其中,当酸改性聚烯烃树脂之熔点在135℃以下时,于加热步骤中,加热会造成树脂之流动性变高,以及于加压热封时,造成厚度严重变薄之问题,使所述金属层1与所述内热熔接层3的附着强度降低,使密封性不稳定;以及当熔点在165℃以上时,虽然于加压热封时流动性相对较低,耐热性提高,但与所述金属层1复合时,会造成热收缩量增多,使得内部应力增加,而导致热熔融型内层黏合层2与所述金属层1的附着能力下降,且,于长期之保存状态下,有可能会与所述金属层1产生剥离,且,由于热封时的加热会进一步发生热收缩,使其与所述金属层1间的黏附力下降,而造成密封强度变低之困扰。
优选地,如果酸改性聚烯烃树脂于230℃之温度条件下,熔融指数(MFR)低于3g/10min时,在其热熔融过后,挤出到所述金属层1上进行复合时,会导致挤出之成膜性容易出现不稳定之状况;以及熔融指数(MFR)在高于15g/10min时,在其加热步骤中会造成树脂流动性变高,而于加压热封时,导致厚度严重变薄,使所述金属层1与所述内热熔接层3间的附着强度降低,而存在密封性之问题。于一较佳实施例中,当热熔融型之内层黏合层2的厚度不足2μm时,在其与所述金属层1复合时,会由于热收缩量过多,而导致不能吸收热收缩,且,由于内部应力的增加,会导致其与所述金属层1的黏合力降低,甚至于长期保存之过程中产生与所述金属层1剥离的状况;以及当热熔融型之内层黏合层2的厚度超过80μm时,虽然不会产生物性问题,但会导致生产价格上涨,不符合量产制造之实际效益。于另一较佳实施例中,当热熔融型之内层黏合层2的改性度小于1%时,会造成其与所述金属层1的黏接性不稳定;以及超过15%时,虽然没有物性之问题,但会导致生产价格上涨,不符合量产制造之实际效益。
3.内热熔接层3之相关实施例。
所述内热熔接层3是设置于所述锂电池复合包装材料之最内层,其主要之功能为:在组装电池时,发挥其热熔接性,以密封电池组件。其中可以理解地,所述内热熔接层3是作为热封层之用途。其中,内热熔接层3所包含之树酯以可进行热熔接为原则,包含:聚烯烃、酸改性聚烯烃、或含有聚烯烃主链的树脂,但不以此为限。具体而言,聚烯烃包含: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;乙烯-α-烯烃共聚物;均聚丙烯;聚丙烯嵌段共聚物,包含:丙烯与乙烯的嵌段共聚物;聚丙烯的无规共聚物,包含:丙烯与乙烯的无规共聚物;丙烯-α-烯烃共聚物;或乙烯-丁烯-丙烯的三元共聚物。其中可以理解地,作为共聚物时,聚烯烃树脂可为嵌段共聚物;或无规共聚物,且,所使用之聚烯烃系树脂可为以上所列举之1种、或1种以上。于一较佳实施例中,其中所述内热熔接层3所包含之树酯优选为聚丙烯。
优选地,所使用之酸改性聚烯烃是通过一酸成分与一聚烯烃嵌段聚合、或接枝聚合而改性的聚合物。其中,酸改性聚烯烃是使用:一极性分子,包含:聚丙烯酸或甲基丙烯酸;以及一聚烯烃所共聚而成的共聚物。于一较佳实施例中,所使用之酸成分包含:马来酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、衣康酸酐、上述成分之酸酐、或以上成分之结合,其中,优选为使用丙烯酸、马来酸、以上成分之酸酐、或以上成分之结合。于另一较佳实施例中,所述内热熔接层3可为单层结构、或多层结构;并且其成分可包含1种、或1种以上之树脂,其中,当其结构为多层时,每一层之树脂材料可为相同、或不同。其中,如图1B所示,所述内热熔接层3为三层结构,依序包含一a层31、一b层32、与一c层33,其中,所述a层31相对于所述b层32之一侧与所述内层黏合层2接触,且,所述a层31之厚度:所述b层32之厚度:所述c层33之厚度为1至2:2至8:1至3。
优选地,为了提升所述锂电池复合包装材料之成形性,可于所述内热熔接层3中添加一爽滑剂。其中,爽滑剂可以使用目前公开资料中所揭露之产品,无特别之限制,且,可使用1种、或1种以上之爽滑剂。于一较佳实施例中,优选为使用酰胺系爽滑剂,且优选使用于所述内热熔接层3的表面。其中,当所述内热熔接层3的表面形成、或涂布有爽滑剂之情况下,所使用之爽滑剂的含量无特别限制,其中,为了提升所述锂电池复合包装材料之成型性,其含量优选为10至50mg/m2,进一步优选为15至40mg/m2。其中可以理解地,爽滑剂之形成方式包含:从所述内热熔接层3之树脂中渗出到其表面;或于内热熔接层3的表面涂布爽滑剂。于另一较佳实施例中,所述内热熔接层3在满足其本身于热熔接后可达成密封电池组件之功能即可,对于其厚度并无特别之限制,其中,所述内热熔接层3之厚度为100μm以下,进一步优选为25至80μm,但不以此为限。
优选地,所述内热熔接层3之成分可依需求添加一抗氧化剂,以抑制其于制造过程中产生热劣化之风险。其中,抗氧化剂可以使用目前公开资料中所揭露之产品,无特别之限制,且,可使用1种、或1种以上之抗氧化剂。于一较佳实施例中,所述内内热熔接层3之成分包含:酸改性聚烯烃树脂、均聚聚丙烯树脂、嵌段共聚聚丙烯树脂、无规共聚聚丙烯树脂、聚乙烯树脂、上述之结合、或上述之结合所产生之混合物的单层、或复合层。于另一较佳实施例中,所述内热熔接层3所用之树脂的熔点为120至162℃,优选为130至162℃;于230℃之温度条件下的MFR为2至15g/10min,优选为3至12g/10min;以及所述内热熔接层3可为单层、或多层,且,其厚度为20至120μm,优选为25至80μm。于又一较佳实施例中,当所述内内热熔接层3为复合层之情况下,其与所述金属层1相接触之另一面的树脂之厚度为2μm以上;以及熔点为130至152℃。其中,当熔点为120℃以下时,于加热步骤中,其流动性会增高;于加压热封时,其厚度会变薄,导致其与所述金属层1之附着力下降,且,当加压时,会使锂电池内部之被挤压部分的树脂流向没有被挤压的边缘部分,且,由于锂电池于膨胀、收缩、或弯曲加工时,外力可能引起裂缝,并且电解液通过裂缝会渗透到所述之金属层1处,造成所述内热熔接层3的绝缘电阻下降、发生漏电现象、或电池寿命会缩短。
优选地,当所述内热熔接层3所用之树脂之熔点超过162℃时,其结晶性会提高,导致其于加压热封时之流动性变低,虽然可提高耐热性,但于高结晶性树脂热封时,会形成硬而脆的树脂层。具体而言,在锂电池的膨胀收缩、或弯曲加工等外力因素之作用状态下,会导致内热熔接层3容易产生龟裂,而无法长期稳定的维持密封性。于一较佳实施例中,于230℃之温度条件下,当树脂的MFR低于2g/10min时,会造成加压热封时,树脂的流动性较低,因此很难得到稳定的密封性;当树脂的MFR超过15g/10min时,会造成加压热封时,树脂流动性过高,而导致树脂厚度严重变薄,因此也难以稳定维持密封性。于另一较佳实施例中,当进行加压时,会使锂电池内部之被挤压部分的树脂流向没有被挤压的边缘部分,其中,在锂电池的膨胀收缩、或弯曲加工等外力因素之作用状态下,容易导致所述内热熔接层3裂缝,而使电解液通过裂缝渗透至与所述金属层1接触,造成内热熔接层3的绝缘电阻下降,而发生漏电现象,导致电池之寿命缩短。
优选地,当所述内热熔接层3的厚度不足20μm时,其厚度无法充分覆盖电池组件、或热密封装置之机械加工尺寸存在之偏差、或条件的偏差,因此无法得到均匀之热熔接部分,而无法有效维持稳定、长久之密封性。于一较佳实施例中,于加压时,会使锂电池内部之被挤压部分的树脂流向没有被挤压的边缘部分,使内热熔接层3的厚度变薄,且,在锂电池的膨胀收缩、或弯曲加工等外力因素之作用状态下,容易导致所述内热熔接层3裂缝,而使电解液通过裂缝渗透至与所述金属层1接触,造成内热熔接层3的绝缘电阻下降,而发生漏电现象,导致电池之寿命缩短。于另一较佳实施例中,当内热熔接层3之厚度超过120μm时,由于水蒸气之穿透量会增加,使电池内部之水分增多,其中,当水与电池中之电解液反应时会产生气体,而使电池易发生膨胀、破裂、或漏液等危险,使电池寿命降低。于又一较佳实施例中,当水与电解液反应时会产生氟化氢,且,过量氟化氢会腐蚀经过防腐蚀处理的金属层1,而导致所述金属层1与内热熔接层3之间的附着强度降低,而产生电解液漏液之风险。
请参阅图2A至2B,其用以表示本发明第二实施例之结构图,其中,如图2A所示,其中更包含:一第一防腐蚀层4,形成于所述金属层1与所述内层黏合层2之间。于一较佳实施例中,其中:所述第一防腐蚀层4之形成方法包含:将一防腐蚀液涂布于所述金属层1与所述内层黏合层2接触之一侧,其中,所述防腐蚀液包含硝酸铬、磷酸、硝酸、聚丙烯酸(PAA)、与水,且,各成分间之重量比例依序为58:4:0.7:5:3。于另一较佳实施例中,如图2B所示,其中更包含:一第二防腐蚀层5,其中,所述第二防腐蚀层5形成于所述金属层1相对于所述所述第一防腐蚀层4之一侧,且,所述第二防腐蚀层5与所述第一防腐蚀层4之原料相同。
4.防腐蚀层之相关实施例。
为了防止锂电池中的电解质与水分反应产生的氟化氢腐蚀所述金属层1之表面,可于金属层1之一侧、或相对应之两侧设置一防腐蚀层。其中,设置所述防腐蚀层之目的包含:保持所述金属层1表面的均一性;以及降低黏接性(润湿性)之变化,而可防止所述金属层1、与所述内热熔接层3间产生分离、或产生分层。
优选地,至少于所述金属层1相对于所述外基材层6之一侧涂布防腐蚀液,以形成一防腐蚀层,优选于所述金属层1的两侧皆形成有一防腐蚀层,以更加完善、或稳定的保持所述金属层1表面的均一性。其中,在所述金属层1与所述外基材层6接触之一侧形成有防腐蚀层时,可使所述金属层1表面的均一性维持稳定;降低黏结性(润湿性)的变化;便于在高温、或高湿之环境条件中长期保存;或防止所述外基材层6、与所述金属层1间产生分层。于一较佳实施例中,所述防腐蚀层是将一防腐蚀液涂布于金属层1之表面所形成之层状结构。其中,所使用之防腐蚀液包含:磷酸盐、硝酸盐、铬酸盐、氟化物、或稀土氧化物,且不以此为限。于另一较佳实施例中,磷酸盐、或铬酸盐的化成处理主要包含:铬酸铬处理、磷酸铬处理、磷酸-铬酸盐处理、或铬酸盐处理,且不以此为限。于另一较佳实施例中,所用于进行化成处理的铬化合物包含:硝酸铬、氟化铬、硫酸铬、乙酸铬、草酸铬、重磷酸铬、氯元素化铬、或硫酸铬,且不以此为限。具体而言,铬酸盐化成处理之方式主要包含:蚀刻铬酸盐处理、电解铬酸盐处理、或涂布型铬酸盐处理,优选为涂布型铬酸盐处理。其中,于进行涂布型铬酸盐处理之过程中,在脱脂处理之步骤上,是将磷酸金属盐做为主要成分的处理液,其中磷酸金属盐包含:磷酸铬盐、磷酸钛盐、磷酸锆盐、磷酸锌盐、或以上结合所制成的混合物;将磷酸非金属盐、以及磷酸非金属盐的混合物作为主要成分的处理液;或与合成树脂混合后作为处理液,且,通过辊涂法、凹版印刷法、或浸渍法进行涂布后,再进行干燥处理。于另一较佳实施例中,所使用之处理液包含:水、醇系溶剂、烃系溶剂、酮系溶剂、酯类化合物系溶剂、或醚系溶剂,优选为水。于另一较佳实施例中,处理液中所使用的树脂成分包含:氨基化苯酚、或聚亚克力酸系树脂等水溶性聚合物。
优选地,防腐蚀层是将在磷酸中分散的氧化铝、氧化钛、氧化铈、或氧化锡;以及硫酸钡的微粒物质涂布于所述金属层1的表面后,再于150℃之温度条件下进行烧结处理而制成。于一较佳实施例中,通过涂布型防腐蚀处理所得到的薄膜,其成分包含:稀土元素的氧化物溶胶、阴离子性聚合物、阳离子性聚合物、或以上之结合。其中,在稀土类元素氧化物溶胶中,于液体分散媒中分散有稀土类元素氧化物的微粒,其中,在此所述之微粒是指平均粒径小于或等于100nm的粒子,且不以此为限。其中,所述稀土元素氧化物包含:氧化铈、氧化钇、氧化钕、或氧化镧,且不以此为限。于另一较佳实施例中,为了提高密着性,稀土元素氧化物优选氧化铈。其中可以理解地,所述防腐蚀层中可包含1种、或1种以上的稀土元素氧化物。
优选地,稀土元素氧化物溶胶包含一液体分散媒,包含:水、醇系溶剂、烃系溶剂、酮系溶剂、酯类化合物系溶剂、或醚系溶剂,其中,优选为水。于一较佳实施例中,阳离子性聚合物包含:聚乙烯管亚胺;由具有聚乙烯管亚胺、和羧酸的聚合物所形成的络离子高分子络合物;在亚克力主链上接枝共聚合伯胺的伯胺格拉夫·托亚克力树脂;聚乙酸、或聚乙酸之衍生物;或氨基化苯酚,且不以此为限。其中,阴离子性聚合物优选为聚甲基丙烯酸、或其盐;或甲基丙烯酸、或其盐为主要成分的共多聚体。于另一较佳实施例中,防腐蚀层之原料包含一交联剂,以使聚合物之间交联。其中,交联剂优选为包含:异氰酸酯化学基、缩水甘油基化学基、羧基化学基、或恶唑啉化学基的化合物、或硅烷偶合剂。
优选地,所述防腐蚀液包含三价铬化合物、无机酸、氟化物、有机树脂、以及水。其中,将防腐蚀液涂布于所述金属层1上,以形成一防腐蚀层时,所涂布之防腐蚀液中,三价铬化合物、无机酸、氟化物、与有机树脂的重量比例为(19至60):(3至60):(0至10):(6至60),其中,三价铬化合物与有机树脂的重量比例优选为(3至100):10。于一较佳实施例中,三价铬化合物包含:硝酸铬、磷酸铬、氟化铬、氯化铬、或以上之结合;无机酸包含:硝酸、磷酸、或以上之结合;氟化物包含氟化铬;或有机树脂包含聚丙烯酸系树脂、或聚乙烯醇。其中,聚丙烯酸系树脂包含:聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、丙烯酸、或马来酸之共聚物;或丙烯酸、或苯乙烯的共聚物及其钠盐、或铵盐之衍生物。于另一较佳实施例中,聚丙烯酸系树脂的重均分子量为10000至800000,且不以此为限。
优选地,所述防腐蚀液包含:三价铬化合物、无机酸、有机树脂、有机溶剂、与钛酸盐。其中,三价铬化合物、无机酸、有机树脂、钛酸盐的重量比例为(25至38):(1至8):(10至12):(0至5),且不以此为限,其中,三价铬化合物与有机树脂的比例优选为(2至4):1。于一较佳实施例中,所使用之防腐蚀液中的三价铬化合物包含:硝酸铬、氟化铬、氯化铬、磷酸铬、或以上之结合;无机酸包含:硝酸、氢氟酸、或以上之结合;以及有机树脂包含:聚乙烯醇。
优选地,所述防腐蚀液包含氨基化酚多聚体;以及三价铬化合物、与三价铬磷化合物之树脂。其中,所述金属层1是铝合金箔层,且,涂布于铝合金箔层上之防腐液中,是于每m2之树脂膜层的氨基化酚多聚体上涂布三价铬化合物、与三价铬磷化合物1至200mg,且不以此为限,其中,优选为控制在三价铬化合物以铬换算为0.5至50mg;或磷化合物以磷换算为0.5至50mg的范围内。
优选地,第一防腐蚀层4包含:阳离子系、或阴离子系聚合物;或第二防腐蚀层5包含:氧化铈、磷酸、或磷酸盐。其中,于第二防腐蚀层5中,氧化铈与磷酸、或磷酸盐之重量比例为100:1至100,且不以此为限。
优选地,所述防腐蚀液包含一氟化物,其中所述氟化物包含:氢氟酸、氟化铬、氟化镁、氟化铁元素、氟化钴、氟化镍、氟化铵、氟化钛及其络合物、氟化锆盐或其络合物、氟化镁、或氟化氢铵,且不以此为限,其中,优选为氟化铬。于一较佳实施例中,钛酸盐包含:硫酸亚钛、氧硫酸钛、硫酸钛铵、硝酸钛、硝酸钛铵、硫酸钛、氟钛酸及其络合物、乙酰乙酸乙酯、三甲基乙醇、三聚氰胺、正丁基对苯二酚、或以上之结合。于另一较佳实施例中,聚丙烯酸系树脂包含:聚丙烯酸、丙烯酸甲基丙烯酸酯共聚物、亚克力酸马来酸共多聚体、乙酸苯乙烯共聚物或其钠盐、铵盐、或胺盐之衍生物、或其结,其中,优选为聚丙烯酸的铵盐、钠盐或胺盐之衍生物。
优选地,聚丙烯酸系树脂包含:丙烯酸与二羧酸、或二羧酸无水物的共多聚体,其中,优选为丙烯酸和羧酸、或二硫酸酐的共聚物的铵盐、钠盐或胺盐。其中可以理解地,聚丙烯酸类树脂可包含以上所列举之1种、或1种以上。于一较佳实施例中,聚丙烯类树脂的重均分子量为1000至100万,其中,优选为3000至80万。其中可以理解地,当分子量越大时,防腐蚀层之防腐蚀性越高,但聚丙烯酸类树脂之水溶性低,因此用于调配防腐蚀液时缺乏稳定性。于另一较佳实施例中,当分子量越小时,防腐蚀层之防腐蚀性越低。具体而言,当聚丙烯酸类树脂的重均分子量在1000以上时,耐久性高;以及在100万以下时,拥有良好的稳定性,有利于进行制造。
优选地,所述防腐蚀层之形成步骤包含:一脱脂步骤,利用碱浸渍法、电解洗净法、酸洗净法、电解酸洗净法、氧活化法、或压延时的热处理法(退火处理),对所述金属层1的之至少一侧进行脱脂处理。于一较佳实施例中,所述防腐蚀层之形成步骤更包含:一形成步骤,于脱脂步骤完成后,使用防腐蚀液,以棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、或浸渍法进行涂布,并于涂布完成后以高温化合反应作用于所述金属层1之表面。其中,已涂布防腐蚀液的金属层1在130至200℃的高温下进行热处理,持续时间0.5至5min后可形成所述防腐蚀层。于另一较佳实施例中,为考虑所述金属层1与其两侧接触之复合材料的密合性,所述防腐蚀层之厚度优选为1nm至3.0μm,其中,优选为1nm至1.5μm,且不以此为限。于又一较佳实施例中,防腐蚀层之铬含量为每㎡面积含有8mg,其中,优选为每㎡面积含有10至30mg,且不以此为限。
请参阅图3,其用以表示本发明之第三实施例之结构图,其中,如图3所示,其中更包含:一外基材层6,设置于所述金属层1相对于所述内层黏合层2之一侧。
5.外基材层6之相关实施例。
优选地,所述外基材层6是设置于所述锂电池复合包装材料的最外侧,其作用包含:发挥所述锂电池复合包装材料的基材机能,因此可以理解地,所述外基材层6之原材料应至少具备绝缘性。于一较佳实施例中,外基材层6之制作方法包含:由树脂直接形成树脂膜品;或涂布树脂品,且不以此为限。其中,树脂膜包含:未延伸膜;或延伸膜,其中延伸膜包含一轴延伸膜、或二轴延伸膜,且不以此为限。于一较佳实施例中,所述延伸模优选地为二轴延伸模,且,其制作方法包含:逐步二轴延伸法,吹膜法,或同步拉伸法,且不以此为限。所述涂布树脂品之制备方法包含:辊涂布法,微凹涂布法,或挤出涂布法,且不以此为限。
优选地,所述外基材层6之原料包含:聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛树脂、以上所列举之树脂的改性物、以上所列举之树脂的共聚物、以上所列举之树脂之共聚物的改性物、以上所列举之树脂的混合物、或其结合。于一较佳实施例中,所述外基材层6之原料优选地为聚酯、或聚酰胺。其中,所述聚酯包含: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、聚间苯二甲酸乙二醇酯、或共聚聚酯,且不以此为限。具体而言,所述共聚聚酯是将对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体进行聚合;将对苯二甲酸乙二醇酯作为重复单元的主体与间苯二甲酸乙二醇酯进行聚合;将对苯二甲酸酯与间苯二甲酸酯进行聚合;将对苯二甲酸酯与己二酸酯进行聚合;将对苯二甲酸酯与间苯二甲酸钠进行聚合;将对苯二甲酸酯与苯基-二羧酸酯进行聚合;或将对苯二甲酸酯与癸烷二羧酸酯进行聚合而形成的共聚物聚酯。于一较佳实施例中,所述聚酯可单独使用一种;或将两种以上的聚酯组合使用。
优选地,所述聚酰胺包含:尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙12、尼龙46、尼龙6、或尼龙66共聚物。于一较佳实施例中,所述聚酰胺包含对苯二甲酸(t)或间苯二甲酸(I)之结构单元,具体而言为:尼龙6I、尼龙6T、尼龙6IT、或尼龙6I6T。于另一较佳实施例中,所述聚酰胺之聚合原料包含:六亚甲基二胺、间苯二甲酸、对苯二甲酸、或上述之结合,且不以此为限。于又一较佳实施例中,所述聚酰胺是包含:PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T、PA12T、PA6I、PA9I、PA10I、PA12I、PA46、PA6、PA66、PA69、PA10、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA1112、PA1011、PA1012、PA1212、PA MXD6、PA MXD9、PA MXD10、PA MXD12、PA PACM6、PA PACM9、PAPACM10、PA PACM12、PA6N、PA12N、PA10N、PA9N、或上述之结合。于又一较佳实施例中,所述聚酰胺为PA6T/61、PA6T/66、PA6T/610、PA6T/612、PA6T/12、PA6T/11、PA6T/6、PA6T/10T、PA6T/101、PA6T/106、PA6T/1010、PA6T/66/106、PA6T/MACM10、PA6T/MACM12、PA6T/MACM18、PA6T/MACM1、PA MACMT/61、PA6T/PACM6、PA6T/PACM10、PA6T/PACM12、PA6T/PACM18、PA6T/PACM1、PACMT/61、PA MPT/MP1、PA MPT/MP6、PA6T/MP1、PA6T/9T、PA6T/12T、PA6T/6I/66、PA6T/6I/6、PA6T/6I/12、PA6T/66/6、PA6T/66/12、PA6T/6I/MACM1、或PA6T/66/PACM6,但不以此为限。其中可以理解地,所述聚酰胺可包含上述所列举之1种、或2种以上之组合。
优选地,所述外基材层6包含:聚酯膜、聚酰胺膜、聚烯烃膜、或其结合;进一步优选包含:拉伸聚酯膜、拉伸聚酰胺膜、拉伸聚烯烃膜、或其结合;进一步优选包含:拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、拉伸尼龙膜、拉伸聚丙烯膜、或其结合;进一步优选包含:双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双向拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、双向拉伸尼龙膜、双向拉伸聚丙烯膜、或其结合。
优选地,所述外基材层6为单层结构、或2层以上之多层结构所构成。其中,当所述外基材层6由2层以上之结构所构成时,所述外基材层6是以黏接剂与多层结构相互作用而形成的复合膜;或将树脂以「共挤出技术」制成之多层树脂复合膜,且不以此为限。于一较佳实施例中,所述多层树脂复合模可在未拉伸之状态下;单轴拉伸后;或双轴拉伸后作为所述外基材层6。于另一较佳实施例中,当所述外基材层6由2层以上之结构所构成时,其结构为:聚酯膜、与尼龙膜的复合膜;2层以上的尼龙膜所构成的复合膜;或2层以上的聚酯膜所构成的复合膜;进一步优选为拉伸尼龙膜、与拉伸聚酯膜所构成的复合膜、2层以上的拉伸尼龙膜所构成的复合膜、或2层以上的拉伸聚酯膜所构成的复合膜。具体而言,多层树脂复合膜是由聚酯树脂膜、与聚酯树脂膜所构成的复合膜;聚酰胺树脂膜、与聚酰胺树脂膜所构成的复合膜;或聚酯树脂膜、与聚酰胺树脂膜所构成的复合膜。于另一较佳实施例中,进一步优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜所构成的复合膜;聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、与聚对苯二甲酸丁二醇酯膜所构成的复合膜;尼龙膜、与尼龙膜所构成的复合膜;或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、与尼龙膜所构成的复合膜,且不以此为限。
优选地,由于聚酯树脂在电解液附着于表面时会有难以变色之问题,为改善上述之缺点,其中,当所述外基材层6为两层以上的树脂复合膜时,优选将聚酯树脂膜设置于所述外基材层6的最外层。于一较佳实施例中,两层以上的树脂膜可以通过与黏接剂作用来复合,其中所述黏接剂优选为使用与所述外层黏合层7成分相同的胶液。
优选地,使两层以上的树脂膜复合之方法包含:干式复合法、夹层复合法、挤出复合法、热复合法、且不以此为限,其中,优选为干式复合法。具体而言,通过干式复合法进行多层树脂膜之复合时,作为外层的反应型黏接剂优选为使用反应型聚氨酯黏接,此时外层黏合层7的厚度大约为2至5μm。于一较佳实施例中,当使用树脂涂布法形成外基材层6时,可先将树脂溶解于有机溶剂中,再通过涂布的方式形成外基材层6。于另一较佳实施例中,于树脂涂布法所使用的涂布树脂为一种酚树脂,其种类包含:聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、氟系共聚合树脂、聚酯树脂等;或一种氨基树脂,其种类包含:聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、脲树脂、或三聚氰胺树脂。
优选地,所述外基材层6的表面、或内部可以添加一种、或多种添加剂,其中,所述添加剂包含:润滑剂、阻燃剂、防黏连剂、抗氧化剂、光稳定剂、增黏剂、或抗静电剂。于一较佳实施例中,为了提高所述锂电池复合包装材料的成形性,优选在所述外基材层6的表面形成由润滑剂所构成的层状结构。其中所述润滑剂优选为酰胺系润滑剂,包含:饱和脂肪酸酰胺、不饱和脂肪酸酰胺、取代酰胺、羟甲基酰胺、饱和脂肪酸双酰胺、不饱和脂肪酸双酰胺、脂肪酸酰胺、或芳香族双酰胺。于另一较佳实施例中,饱和脂肪酸酰胺包含:月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺、或羟基硬脂酸酰胺;不饱和脂肪酸酰胺包含:油酸酰胺、或芥酸酰胺;取代酰胺包含:N-油棕榈酸酰胺、N-硬脂酰胺、N-硬脂酰胺、N-油硬脂酰胺、或N-硬脂酰胺;羟甲基酰胺包含:羟甲基硬脂酸酰胺;饱和脂肪酸双酰胺包含:亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双辛酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双羟基硬脂酸酰胺、亚乙基双山嵛酸酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山嵛酸酰胺、六亚甲基羟基硬脂酸酰胺、n,n’-二硬脂基己二酸酰胺、或n,n’-二硬脂基癸二酸酰胺;不饱和脂肪酸双酰胺包含:乙烯双油酸酰胺、乙烯双芥酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、n,n’-二油基己二酸酰胺、或n,n’-二油基癸二酸酰胺;脂肪酸酯酰胺包含:硬脂酰胺乙基硬脂酸酯;芳香族双酰胺包含:间苯二甲基双硬脂酸酰胺、间苯二甲基双羟基硬脂酸酰胺、或n,n’-二硬脂基间苯二甲酸酰胺。于又一较佳实施例中,润滑剂可以包含以上所列举之1种、或2种以上,且不以此为限。
优选地,所述外基材层6的表面形成有润滑剂时,所述润滑剂之涂布量优选为3mg/m2以上;进一步优选为4至30mg/m2,且不以此为限。于一较佳实施例中,形成于所述外基材层6表面的润滑剂是由含有润滑剂的基材树脂层中所渗出;或在外基材层6的表面涂布润滑剂。于另一较佳实施例中,当所述外基材层6为2层以上的树脂复合膜时,构成各层的树脂膜厚度,优选为2至30μm,其中,所述外基材层6之厚度可达成作为基材之基本要求即可,因此厚度不以此为限。
优选地,所述外基材层6为吹膜尼龙、同步双向拉伸尼龙、异步双向拉伸尼龙、同步双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、异步双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、同步双向拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、异步双向拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亚胺(PI)、或上述所列举之高分子材料中的一种、或多种材料所形成的单层、或2层以上的复合膜。于一较佳实施例中,外基材层6可通过挤出、涂覆、复合、热贴、或以上方法之结合的方式黏接到所述金属层1上。于另一较佳实施例中,所述外基材层6的总厚度优选为5至35μm。具体而言,于厚度不足5μm时,所述外基材层6的成型性、与绝缘性较差;若厚度超过35μm,会使金属复合膜的总厚度过厚,导致金属复合膜的柔软性变差。
请参阅图4,其用以表示本发明之第四实施例之结构图,其中,如图4所示,其中更包含:一外层黏合层7,形成于所述金属层1与所述外基材层6之间。
6.外层黏合层7之相关实施例。
于所述外基材层6、与所述金属层1复合之状态下,为了提升两者之间的黏着性,优选于两者之间形成一外层黏合层7。其中可以理解地,所述外层黏合层7是为一黏接剂,包含:双组分固化型黏接剂(双组分黏接剂)、或单组分固化型黏接剂(单组分黏接剂)。于一较佳实施例中,所述黏接剂之种类包含:化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型、或热压型,且不以此为限。此外,所述外层黏合层7可为一单层结构、或1层以上之多层结构。
优选地,所述外层黏合层7之成分包含:主剂以及固化剂。具体而言,是以聚酯多元醇、与聚氨酯改性的多元醇作为二元醇主剂;以及芳香族、或脂肪族异氰酸酯作为固化剂所形成的双组份聚氨酯黏合剂。其中,所使用之主剂包含:聚酯树脂,包含: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、聚间苯二甲酸乙二醇酯、或共聚聚酯;聚醚树脂;聚氨酯树脂;环氧树脂;酚醛树脂;聚酰胺树脂,包含:尼龙6、尼龙66、尼龙12、或共聚聚酰胺;聚烯烃系树脂,包含:聚烯烃、环状聚烯烃、酸改性聚烯烃、或酸改性环状聚烯烃;聚乙酸乙烯酯;纤维素;(甲基)丙烯酸树脂;聚酰亚胺树脂;聚碳酸酯;氨基树脂,包含:尿素树脂、或三聚氰胺树脂;橡胶,包含:氯丁橡胶、丁腈橡胶、或苯乙烯-丁二烯橡胶;或有机硅树脂。其中,所使用之固化剂可以根据黏接剂之成分所具有的官能团进行选择,包含:多官能环氧树脂、含有甲基磺酸的聚合物、泊里胺树脂、或无机酸。其中可以理解地,所述黏接剂之成分可以使用以上所列举之1种、或1种以上之组合。
优选地,所述外层黏合层7包含:二元、或多元的聚酯;聚氨酯改性聚酯的1种、2种、或2种以上;以及异氰酸酯。其中,异氰酸酯为分子中具有两个或多个异氰酸酯基的化合物,但不以此为限。具体而言,异氰酸酯包含:异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、或以上聚合物之结合所形成的混合物。于一较佳实施例中,于不影响所述外层黏合层7之黏接性的前提下,所述外层黏合层7之原料可添加一添加成分,包含:着色剂、热塑性弹性体、增黏剂、或填料,且不以此为限。于一较佳实施例中,当外层黏合层7含有着色剂时,可以对所述锂电池复合包装材料进行着色。其中,着色剂可为颜料,包含:有机颜料,包含:偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、蒽醌系、二恶嗪系、靛硫靛系、苝系、或异吲哚啉系颜料;以及无机颜料,包含:炭黑系、氧化钛系、镉系、铅系、或异吲哚啉系颜料;或染料,但不以此为限。此外,可以理解地,着色剂包含以上所列举之1种、或1种以上之组合。其中可以理解地,为了使所述锂电池复合包装材料之外观为黑色,所使用之颜料或染料之颜色优选为碳黑。
优选地,所使用之颜料的平均粒径为0.05至5μm,优选为0.08至2μm,但不以此为限。于一较佳实施例中,颜料的平均粒径是由激光衍射/散射式粒径分布测定装置所测定的粒径大小的中间值。于另一较佳实施例中,所述外层黏合层7中的颜料含量为5至60%,优选为10至40%,但不以此为限,只要能使所述锂电池复合包装材料被着色即可。于另一较佳实施例中,所述外层黏合层7的厚度只要能够黏接所述外基材层6、以及金属层1即可,优选为1至10μm,进一步优选为2至5μm,且不以此为限。
请参阅图5,其用以表示本发明之第五实施例之结构图,其中,如图5所示,其中更包含:一着色层8,形成于所述金属层1与所述外基材层6之间。
7.着色层8之相关实施例。
优选地,可根据着色之要求,于所述外基材层6、与所述金属层1之间形成一着色层8。其中,可透过把着色剂加入到外层黏合层7中而形成着色层8;在所述外基材层6与所述外层黏合层7之间形成着色层8;或于所述外基材层6相对于金属层1之一侧设置一着色层8,且不以此为限。具体而言,可以透过将含有着色剂的油墨涂布于所述外基材层6的表面;所述外层黏合层7的表面;或所述金属层1的表面而形成一着色层8。由于有关「着色剂」之相关实施方式已揭露于外层黏合层7之说明中,因此在此不多做赘述。
8.本发明之其他实施态样。
请参阅图6,其用以表示本发明第六实施例之结构图,其中,如图6所示,本发明另提供一种锂电池复合包装材料,包含:一第一锂电池复合包装材料9、以及一第二锂电池复合包装材料10,其中:所述第一锂电池复合包装材料9包含:一外基材层6;一金属层1,设置于所述外基材层6之一侧;一内层黏合层2,形成于所述金属层1相对于所述外基材层6之一侧;以及一内热熔接层3,形成于所述内层黏合层2相对于所述金属层1之一侧;以及所述第二锂电池复合包装材料10之结构与所述第一锂电池复合包装材料9相同,且,所述第二锂电池复合包装材料10与所述第一锂电池复合包装材料9相对应地设置,以界定出一容置空间11,其中:所述容置空间11与所述内热熔接层3接触,且,所述容置空间11可容纳一电解液,其中,经过热封后,当所述内层黏合层2与所述内热熔接层3之残存率为50%以上,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层1和所述内热熔接层3的电阻值为1.0GΩ/μm以上。
请参阅图7,其用以表示本发明第七实施例之结构图,其中,如图7所示,本发明另提供一种锂电池,包含:一第一锂电池复合包装材料9、一第二锂电池复合包装材料10、以及一电解液12,其中:所述第一锂电池复合包装材料9包含:一外基材层6;一金属层1,设置于所述外基材层6之一侧;一内层黏合层2,形成于所述金属层1相对于所述外基材层6之一侧;以及一内热熔接层3,形成于所述内层黏合层2相对于所述金属层1之一侧;所述第二锂电池复合包装材料10之结构与所述第一锂电池复合包装材料9相同,且,所述第二锂电池复合包装材料10与所述第一锂电池复合包装材料9相对应地设置,以界定出一容置空间11,其中:所述容置空间11与所述内热熔接层3接触;以及所述电解液12容置于所述容置空间11中,且,其含有:一混合溶剂,包含:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、与碳酸二乙酯(DEC);以及1Mol的LiPF6(六氟磷酸锂),其中,经过热封后,所述内层黏合层2与所述内热熔接层3之残存率为50%以上,且,所述电解液12于85℃之温度条件下放置24小时后,再于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层1和所述电解液12间的电阻率为200MΩ以上。
9.锂电池复合包装材料之复合流程。
(1)以下详细说明金属层1之脱油处理条件、与制程:
其中,所述金属层1之表面的润湿性优选为65mN/m,且,进一步优选为70mN/m以上;以及蒸馏水的滴定接触角角度优选为15度以下,且,进一步优选为10度以下。具体而言,若所述金属层1表面之润湿性、或滴定接触角之角度超出上述之范围,会导致于制造阶段中所使用之压延油仍残留于所述金属层1之表面,并造成所述金属层1与所述防腐蚀层之间;或所述内热熔接层3之间的接口附着能力变差。其中,当附着能力变差时,会导致电池于长期使用、或保存过程中,所述金属层1与所述内热熔接层3间产生剥离、或脱落之风险,而发生电池漏液之情况。为了避免上述之状况发生,可进行150℃以上的退火处理;或以等离子体、电晕法、或碱液进行脱油。其中,以碱液脱油之方法依序包含:一浸泡步骤,将所述金属层1浸渍于50至65℃的碱液中;一清洗步骤,用去离子水清洗所述金属层1两次;以及一干燥步骤,将所述金属层1干燥,以完成脱油处理。
(2)于所述金属层1与所述内热熔接层3接触之一面形成第一防腐蚀层4时,其形成步骤包含:先于所述金属层1与所述内热熔接层3接触之一面涂布一防腐蚀液;再以一高温进行热处理一段时间。
(3)以下具体描述外层黏合层7的形成和复合之方法:依序包含:一涂布步骤,于所述金属层1和所述外基材层6间涂布一由有机溶剂溶解的聚氨酯系胶黏着剂;一加热步骤,在一定温度下加热一段时间,使黏着剂中之有机溶剂挥发,并形成所述外层黏合层7。于一较佳实施例中,所述金属层1、所述外层黏合层7、与所述外基材层6间之复合方式包含:在一定温度和压力下使外基材层6、外层黏合层7和金属层1复合,并在一定温度下存放处理一定时间后,使外层黏合层7发生固化反应,以得到由外基材层6、外层黏合层7、以及金属层1所组成的复合树脂层。于另一较佳实施例中,所述外基材层6和所述金属层1间之复合可不使用外层黏合层7,其中,所述金属层1与所述外基材层6之复合方法是通过加热、与加压之方式进行复合,并通过加热处理、紫外线处理、电子线处理外基材层6,使其膜化。
(4)以下具体描述内热熔接层3的形成和复合之方法:其中,内热熔接层3之复合方法包含:一涂布步骤,将一溶液型内层黏合层2涂布于所述金属层1相对于所述外基材层6之一侧,其中:所述内热熔接层3包含:一主剂、一固化剂、与一有机溶剂;一干燥步骤,将所述溶液型内层黏合层2进行干燥,以形成一内层黏合层2;一复合步骤,于一定温度和压力下将所述内层黏合层2与所述内热熔接层3之黏接面进行复合,并进行熟化处理。其中可以理解地,所述内热熔接层3与所述内层黏合层2相接触的一面需先进行电晕处理。
10.本发明优选的技术方案。
优选地,在具有内热熔接层3之金属复合膜中,热熔融型之内层黏合层2、和内热熔接层3之厚度比为2至1:1至3。其中,于以下之实施例5至11;以及除了对比例4以外之其他对比例中,皆是以「热法」来制成所述锂电池复合包装材料,其中,热熔融型之内层黏合层2为「热法」的A层31,且,热熔融型之内层黏合层2之熔点为140至155℃;以及内热熔接层3之熔点为135℃。具体而言,热熔融型之内层黏合层2于230℃下之MFR为5至12g/10分钟;以及内热熔接层3之MFR为12g/10分钟。
优选地,在具有内热熔接层3之金属复合膜中,内热熔接层3为多层结构,优选为具有三层结构,依序包含一A层31、一B层32、与一C层33,其中,A层31相对于B层32之一侧与内层黏合层2相黏接,且,A层31之厚度:B层32之厚度:C层33之厚度为1至2:2至8:1至3。其中,A层31的熔点为135至152℃;B层32的熔点为140至160℃;C层33的熔点为130至145℃。具体而言,A层31于230℃下之MFR为3至7g/10分钟;B层32于230℃下之MFR为3至10g/10分钟;C层33于230℃下之MFR为7至15g/10分钟。
优选地,内热熔接层3之材料包含:50wt%以上之聚丙烯的共聚物、或50wt%以上之聚丙烯的混合物;或内热熔接层3之树脂于合成时,所使用的催化剂所产生的残渣离子优选为300ppm以下。此外,进行一第一电阻值测定,当内热熔接层3与内层黏合层2之厚度大于25μm以上时,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh的环境下加压250v时,所测得的电阻值应为2.5GΩ/μm以上。其中,当电阻值小于2.5GΩ/μm时,会导致金属层1与内热熔接层3间;或金属层1、内层黏合层2、与内热熔接层3间的绝缘性下降。其中可以理解地,当绝缘性降低之情况下,包覆于锂电池复合包装材料中之电解液和内热熔接层3接触时,会增加金属层1和电解液电连接的可能性。其中,由于电气连接会降低电池的内部电阻,因此长时间使用电池之状态下,会缩短电池的寿命,且,为了从电池取出电力而安装的外部端子(tab)之部分的电阻亦会变小。如果发生上述金属层1与电解液电连接的现象、和外部端子部的电阻降低之情形,则会导致电池内部与锂电池复合包装材料之间形成电路,而造成金属层1发生腐蚀之现象;电解液漏液;或电池着火的风险。
优选地,为了避免产生上述之风险,进行一第二电阻值测定,其中:准备两张锂电池复合包装材料,其中,至少包含外基材层6、金属层1、内层黏合层2、与内热熔接层3,且,将两张锂电池复合包装材料以内热熔接层3相对应之方式进行热封,其中:当热封后的内层黏合层2和内热熔接层3的层迭体之残存率为50%以上;以及在温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250V时,金属层1和内热熔接层3的电阻值优选为1.0GΩ/μm以上。其中,当电阻值小于1.0GΩ/μm时,金属层1与内热熔接层3间;或金属层1、内层黏合层2、与内热熔接层3间的绝缘性将降低,导致金属层1和电解液电连接的可能性增高,而产生上述之风险。
优选地,为了避免产生上述之风险,进行一电阻率测定,其中,准备两张锂电池复合包装材料,其中,至少包外基材层6、金属层1、内层黏合层2、与内热熔接层3,且,将两张锂电池复合包装材料以内热熔接层3相对应之方式进行热封,其中:以电解液不泄漏的方式形成为袋状之热封条件为:于内层黏合层2、和内热熔接层3之层迭体的残存率为50%以上之条件下,向其袋状内部加入电解液,其中,电解液的组成包含:混合溶剂,包含:碳酸亚乙酯[EC]、碳酸二甲酯[DMC]、和碳酸二乙酯[DEC];以及1Mol的LiPF6(六氟磷酸锂)。其中,电解液于85℃下放置24小时后,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh的环境下,加压250V时,所测得的电解液与金属层1之间的电阻率为200MΩ以上。其中,若电阻值小于200MΩ,金属层1与内热熔接层3间;或金属层1、内层黏合层2、与内热熔接层3间的绝缘性会降低,而导致如上所述之风险。
11.锂电池复合外包装材料之构造、与制备流程。
其中,本发明之锂电池复合外包装材料包含:外基材层6、防腐蚀层、外层黏合层7、与金属层1。
其中,将各层进行层迭之方法如下:首先,使用厚度为25μm的双向拉伸尼龙作为外基材层6,并将外基材层6与外层黏合层7接触之一面进行电晕处理。
接着,在外基材层6上用干式复合法复合金属层1,其中金属层1为铝合金箔。具体而言,于经过退火处理、与脱脂处理后之铝合金箔的两面涂上防腐蚀液,以形成一防腐蚀层,其中,经退火处理、与脱脂处理后之铝合金箔的表面接触角为15°;以及厚度为40μm。
然后,外层黏合层7之形成方法包含:于防腐蚀层相对于金属层1之一侧涂布一外层黏接液,其中:外层黏接液之制备方法依序包含:一混合步骤,将一重均分子量为5000、Tg为50℃、以及羟基值为25mg KOH/g的非结晶性聚酯多元醇;与一重均分子量为20000、Tg为-17℃、以及羟基值为8mg KOH/g的非结晶性聚酯多元醇,以重量比为3:2之比例混合,以形成一混合液;一添加步骤,于所述混合液中加入甲苯二异氰酸酯(TDI),以形成NCO/OH之比值为6.2的所述外层黏合层7。于一较佳实施例中,所述外层黏合层7之厚度为3μm。于另一较佳实施例中,所述外层黏合层7之形成方法更包含:一熟化步骤,于添加步骤后,将金属层1、外层黏合层7、与外基材层6于80℃之温度条件下熟化3天。于又一较佳实施例中,所述外基材层6之厚度为25μm;以及外层黏合层7之厚度为3μm。
优选地,防腐蚀液包含:硝酸铬、磷酸、硝酸、聚丙烯酸(PAA)、与水,其重量比例依序为58:4:0.7:5:3。于一较佳实施例中,防腐蚀层之铬含量为15mg/㎡。
12、「残存率」的测定方法。
其中,所述残存率=(热封后之内层黏合层2、与内热熔接层3之厚度总和)/(热封前之内层黏合层2、与内热熔接层3之厚度总和)。
其中,(热封前整体锂电池复合包装材料之厚度)-(外基材层6、与金属层1之厚度总和)=(热封前内层黏合层2、与内热熔接层3之厚度总和);以及(热封后整体锂电池复合包装材料之厚度总和)-(外基材层6、与金属层1之厚度总和)=(热封后内层黏合层2、与内热熔接层3之厚度总和)。
13、「绝缘性」的测定方法。
其中,有关绝缘性之测定是将待测定样品在温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh的环境中放置12小时后,再于同样之环境中进行测定。
(1)第一电阻值测定:内热熔接层3原始状态下之电阻值测定。
首先,从内热熔接层3中裁切一样品,其中样品是以MD方向200mm;与TD方向76mm之范围裁切。然后,将样品放置于一测试仪器中,将一负极、与一正极相互间隔地与样品接触,并加压250v以测定电阻。其中,于后述所提供之实施例中,是以精度为1μm的测量器来测定内热熔接层3、或内层黏合层2的电阻值,其中,当电阻值为2.5GΩ/μm以上时,视为正常,标记为「OK」;当电阻值小于2.5GΩ/μm时,视为异常,标记为「NG」。
(2)第二电阻值测定:热封后之内热熔接层3之电阻值测定。
首先,从内热熔接层3中裁切一样品,其中样品是以MD方向200mm;与TD方向76mm之范围裁切。然后,依序将样品沿MD方向对折;将一极耳设置于样品之中间部;以及对极耳依MD之方向进行热封,其中,极耳的材质为Ni。其中,热封之条件为:于190℃之温度条件;以及1.0MPa之压力条件下,热封持续3秒钟。于热封完成后,以一砂纸将极耳热封部位、及其周围进行打磨,使铝合金箔露出,并将负极与极耳接触;以及正极与露出的铝合金箔接触后,以250V电压之条件下测定电阻值。其中,为了使正极能更好的与打磨部位的铝合金箔接触,可以滴管滴一滴纯水于两者之接触区域。其中,于后述所提供之实施例中,是以精度为1μm的测量器来测定内热熔接层3、或内层黏合层2的电阻值,其中,当电阻值为1GΩ/μm以上时,视为正常,标记为「OK」;当电阻值小于1GΩ/μm时,视为异常,标记为「NG」。
(3)电阻率测定:于电解液注液后之内热熔接层3的电阻率测定。
首先,从内热熔接层3中裁切一样品,其中样品是以MD方向200mm;与TD方向76mm之范围裁切。然后,依序将样品沿MD方向对折;将一极耳设置于样品之中间部;以及对极耳依MD之方向进行热封,其中,极耳的材质为Ni。其中,于样品底部开口注入4ml的电解液进行热封,且,热封之条件为:于190℃之温度条件;以及1.0MPa之压力条件下,热封持续3秒钟,且,于热封完成后,以一砂纸将极耳热封部位、及其周围进行打磨,使铝合金箔露出。接着将注入电解液的样品在60℃之环境条件下保存24H,并静置冷却至室温。再来,将负极与极耳接触;以及正极与露出的铝合金箔接触,并于250V之电压条件下测定电阻率。其中,为了使正极更好的与打磨部位的铝合金箔接触,可于两者接触之部分以滴管滴一滴纯水。其中,于后述所提供之实施例中,是以精度为1μm的测量器来测定内热熔接层3、或内层黏合层2的电阻率,其中,当电阻率为200mΩ以上时,视为正常,标记为「OK」;当电阻率小于200mΩ时,视为异常,标记为「NG」。
14、实施例1。
用前述之方法,制成锂电池复合外包装材料,其中,所述锂电池复合外包装材料之结构依序包含:外基材层6、3μm厚之外层黏合层7;以及铝合金箔层。在此实施例中,是于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧依序形成一内层黏合层2、以及一内热熔接层3后进行复合,以制成本发明之锂电池复合包装材料。其中,于铝合金箔层上形成内层黏合层2前,已预先于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧形成有防腐蚀层;内层黏合层2是为溶液型内层黏合层2;以及内热熔接层3于进行复合前已进行过电晕处理。其中,于以下之实施例中,于实施例1至4;以及对比例4皆是以此所述之前提下,进行后续之步骤,因此,于后续之实施例或对比例中不多做赘述。
具体而言,本实施例1是把重均分子量为80000、熔点为80℃、以及酸值为2mg KOH/g的无水马来酸酐改性聚丙环溶液、和芳香族异氰酸脂(HDI,二甲基异氰酸脂)溶液,以重量比例20:1进行混合,以形成厚度为3.5μm的内层黏合层2,将后述的内热熔接层3复合后,在60℃下进行3天的熟化处理,以制成本实施例之锂电池复合包装材料。
其中,如表1所示,内热熔接层3为一3层结构,依序包含A层31、B层32、与C层33,其中,a、b、c三层之厚度比例为1:8:1。具体而言,A层31包含:无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及MFR为7.0g/10分(230℃);B层32原料包含:乙烯含有率5%之嵌段聚丙烯(b-pp)65重量份、乙烯-聚丙烯弹性体10重量份、和丙烯-乙烯弹性体25重量份,其中B层32原料所制成之混合树脂之熔点为160℃;以及MFR为3.0g/10分(230℃);以及C层33与A层31之成分相同。
此外,内热熔接层3的厚度为80μm;所述三层结构之内热熔接层3是预先用挤出机以螺杆挤出之方式将三层结构的薄膜进行卷取;于三层结构中,是以A层31与内层黏合层2接触。其中,内层黏合层2与内热熔接层3复合,以形成所述锂电池复合包装材料之内层。具体而言,本发明之锂电池复合包装材料为一种铝塑膜,且,铝塑膜的内层可用来阻隔电解液,以提供铝塑膜之绝缘性、与耐液性能。
此外,调整树脂于合成时所使用的催化剂所产生的残渣离子至300ppm以下,且,于以下实施例2至实施例7中也执行同样之步骤。
表1
15、实施例2。
于本实施例中,所使用之溶液型内层黏合层2之制备方法包含:将一重均分子量为60000、熔点为100℃、以及酸值为5mg KOH/g无水马来酸酐改性聚丙烯;与一重均分子量为80000、熔点为80℃、以及酸值为3mg KOH/g的无水马来酸改性聚丙烯以重量比例8∶2进行混合,以取得一混合物。然后将所获得之混合物、与直链脂肪族多异氰酸酯(PDI,五亚甲基二异氰酸酯)以重量比例10:1进行混合,以形成内层黏合层2,其中内层黏合层2之厚度为3.5μm。将后述的内热熔接层3复合后,于60℃之温度条件下熟化处理3天,得到本实施例之锂电池复合包装材料。
于本实施例中,如表2所示,内热熔接层3为三层之结构,依序为A层31、B层32、与C层33,其中,A层31、B层32、与C层33之厚度比为2:5:3,且,A层31包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。B层32是由熔点为160℃、以及于230℃下之MFR为2.0g/10分钟的嵌段聚丙烯(b-pp)树脂30重量份;熔点为124℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分的无规聚丙烯(r-pp)树脂30重量份;与熔点为124℃的乙烯-聚丙烯弹性体40重量份相混合所制成之混合树脂,其中:B层32混合树脂之熔点为142℃;以及230℃下之MFR为5.0g/10分。C层33包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为15.0g/10分钟。
此外,内热熔接层3的厚度为40μm;所述三层结构之内热熔接层3是预先用挤出机以螺杆挤出之方式将三层结构的薄膜进行卷取;于三层结构中,是以A层31与内层黏合层2接触。其中,内层黏合层2与内热熔接层3复合,以形成所述锂电池复合包装材料之内层。具体而言,本发明之锂电池复合包装材料为一种铝塑膜,且,铝塑膜的内层可用来阻隔电解液,以提供铝塑膜之绝缘性、与耐液性能。
表2
16、实施例3。
用前述之方法,制成锂电池复合外包装材料,其中,所述锂电池复合外包装材料之结构依序包含:外基材层6、3μm厚之外层黏合层7;以及铝合金箔层。在此实施例中,是于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧依序形成一内层黏合层2、以及一内热熔接层3后进行复合,以制成本发明之锂电池复合包装材料。其中,于铝合金箔层上形成内层黏合层2前,已预先于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧形成有防腐蚀层。
其中,内层黏合层2之形成方法包含:将一重均分子量为130000、熔点为88℃、以及酸值为1mg KOH/g的无水马来酸酐改性聚丙烯溶液;与环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚和对氨基苯酚三缩水甘油的混合体系)溶液以重量比例100:1.9的比例进行混合,以形成一混合溶液,并将混合溶液涂布到防腐蚀层相对于铝合金箔层之一侧。其中,当混合溶液干燥后,即形成厚度为2μm的内层黏合层2。
于形成内层黏合层2之后,首先,于80℃之温度条件下,将40μm厚之内内热熔接层3与内层黏合层2黏接、并进行热复合;然后;于60℃的温度条件下熟化处理72小时,即完成本实施例之锂电池复合包装材料。
于本实施例中,如表3所示,其中:内热熔接层3为三层之结构,依序为A层31、B层32、与C层33,其中,A层31、B层32、与C层33之厚度比为1:2:1,且,A层31包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为150℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟;B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为140℃;以及于230℃下之MFR为10.0g/10分钟;以及C层33包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为130℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
此外,于此实施例中,内热熔接层3的厚度为80μm;所述三层结构之内热熔接层3是预先用挤出机以螺杆挤出之方式将三层结构的薄膜进行卷取;于三层结构中,是以A层31与内层黏合层2接触。其中,内层黏合层2与内热熔接层3复合,以形成所述锂电池复合包装材料之内层。具体而言,本发明之锂电池复合包装材料为一种铝塑膜,且,铝塑膜的内层可用来阻隔电解液,以提供铝塑膜之绝缘性、与耐液性能。
表3
17、实施例4。
用前述之方法,制成锂电池复合外包装材料,其中,所述锂电池复合外包装材料之结构依序包含:外基材层6、3μm厚之外层黏合层7;以及铝合金箔层。在此实施例中,是于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧依序形成一内层黏合层2、以及一内热熔接层3后进行复合,以制成本发明之锂电池复合包装材料。其中,内层黏合层2是为溶液型。
其中,内层黏合层2之形成方法包含:将一重均分子量为70000、熔点为145℃、以及酸值为4.5mg KOH/g的甲基丙烯酸改性聚丙烯树脂;与固化剂,包含:三乙胺、N,N-二甲基乙醇胺组成的混合物涂布到防腐蚀层相对于铝合金箔层之一侧,且,于160℃之温度条件下干燥2分钟,以形成厚度为2μm的内层黏合层2。
于形成内层黏合层2之后,使用挤出法将内热熔接层与内层黏合层2层迭。然后,于190℃之温度条件下、进行30秒的热处理。
于本实施例中,如表4所示,其中:内热熔接层3为三层之结构,依序为A层31、B层32、与C层33,其中,A层31、B层32、与C层33之厚度比为1:8:1,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10.0g/10分钟的马来酸酐改性的无规聚丙烯(r-pp)65重量份;低密度聚乙烯3重量份;非结晶性聚丙烯弹性体20重量份;以及嵌段型聚丙烯弹性体12重量份所组成之混合树脂,其中,A层31混合树脂之熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。B层32是由乙烯含有率5%的嵌段聚丙烯(b-pp)65重量份、乙烯-聚丙烯弹性体10重量份、和丙烯-乙烯弹性体25重量份所组成的混合树脂,其中,B层32混合树脂之熔点为160℃;以及于230℃下之MFR为3.0g/10分钟。C层33包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。
此外,于此实施例中,内热熔接层3的厚度为30μm;所述三层结构之内热熔接层3是预先用挤出机以螺杆挤出之方式将三层结构的薄膜进行卷取;于三层结构中,是以A层31与内层黏合层2接触。其中,内层黏合层2与内热熔接层3复合,以形成所述锂电池复合包装材料之内层。具体而言,本发明之锂电池复合包装材料为一种铝塑膜,且,铝塑膜的内层可用来阻隔电解液,以提供铝塑膜之绝缘性、与耐液性能。
表4
18、实施例5。
本实施例之锂电池复合包装材料之制造方法包含:首先:利用前述之方法,制成锂电池复合外包装材料,其中,所述锂电池复合外包装材料之结构依序包含:外基材层6、3μm厚之外层黏合层7;以及铝合金箔层;再来,于铝合金箔层相对于外基材层6之一侧依序形成一内层黏合层2、以及一内热熔接层3,其中:内层黏合层2、与内热熔接层3是以热法层迭。具体而言,内层黏合层2、与内热熔接层3是用挤出机,以共挤出法形成,并且于层迭内热熔接层3后,于180℃之温度条件下热处理30秒。由于实施例5至11中,所使用之制造方法皆为相同,因此于以下实施例之说明中不多做赘述;以及于对比例1至8中,除了对比例4是使用干法之外,其余对比例皆使用此述之制造方法,因此于以下之对比例中,不多做赘述。
如表5所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分的无规聚丙烯18重量份;熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为3g/10分的均聚聚丙烯42重量份;低密度聚乙烯8重量份;以及结晶性丙烯弹性体32重量份所组成之混合树脂,其中:无规聚丙烯、与均聚聚丙烯是用马来酸酐改性而成的酸改性聚丙烯;以及A层31混合树脂之熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
其中,a、b两层是以挤出流延之方式贴合于铝合金箔层,且,是以A层31相对于B层32之一侧与铝合金箔层接触。其中,于复合完毕后所制成之铝塑膜可阻隔电解液,避免电解液直接与铝合金箔层接触、增强绝缘性、以及增强耐液性能。于实施例5至11中;以及除了对比例4之外之其他对比例中,皆是使用挤出流延之方式将A层31与B层32贴合于铝合金箔层,因此,于复合完毕后所制成之铝塑膜共同具有:可阻隔电解液,避免电解液直接与铝合金箔层接触、增强绝缘性、以及增强耐液性能等功效,因此,于以下实施例之说明中不多做赘述。
表5
19、实施例6。
如表6所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为7.5g/10分的无规聚丙烯75重量份;低密度聚乙烯3重量份;以及丙烯弹性体20重量份所组成之混合树脂,其中:无规聚丙烯是用甲基丙烯酸改性而成的改性聚丙烯;以及A层31混合树脂之熔点为140℃;以及于230℃下之MFR为9.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表6
20、实施例7。
如表7所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为60μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31包含马来酸酐改性的酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为140℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。其中,B层32是由熔点137℃、以及于230℃下之MFR为10.0g/10分钟的无规聚丙烯(r-pp)树脂65重量份;低密度聚乙烯3重量份;与结晶丙烯弹性体32重量份所组成之混合树脂,其中,B层32混合树脂之熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表7
21、实施例8。
如表8所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:3。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分的无规聚丙烯18重量份;熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为3g/10分的均聚聚丙烯42重量份;低密度聚乙烯8重量份;以及结晶性丙烯弹性体32重量份所组成之混合树脂,其中:无规聚丙烯、与均聚聚丙烯是用马来酸酐改性而成的酸改性聚丙烯;以及A层31混合树脂之熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表8
22、实施例9。
如表9所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为2:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分的无规聚丙烯18重量份;熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为3g/10分的均聚聚丙烯42重量份;低密度聚乙烯8重量份;以及结晶性丙烯弹性体32重量份所组成之混合树脂,其中:无规聚丙烯、与均聚聚丙烯是用马来酸酐改性而成的酸改性聚丙烯;以及A层31混合树脂之熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表9
23、实施例10。
如表10所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为140℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表10
24、实施例11。
如表11所示,其中,于本实施例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为150℃;以及于230℃下之MFR为10.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
表11
25、对比例1。
如表12所示,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1∶9。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分的无规聚丙烯(r-pp)18重量份;熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为3g/10分的均聚聚丙烯(h-pp)42重量份;低密度聚乙烯8重量份;以及结晶性丙烯弹性体32重量份所组成之混合树脂,其中:无规聚丙烯、与均聚聚丙烯是用马来酸酐改性而成的酸改性聚丙烯;以及A层31混合树脂之熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
依以上之成分、与比例来形成A层31、与B层32时,结果发现:使用之无规聚丙烯中残留有树脂合成时所使用之催化剂的残渣1000ppm,其中,催化剂残渣包含:钛、钙、铝离子。
将本对比例1与实施例5进行比对,其中,当A层31与B层32的厚度比为1:9时,由于A层31的厚度较薄,会导致其耐热性能较差,其中,由于电池于使用时,在电池之充电、或放电过程中会产生热,若是A层31之耐热性能不足,则会导致金属层1和内热熔接层3在高温下作用下产生剥离之情形。此外,当B层32之MFR较高时,会使内热熔接层3的流动性提升,其中,于在热封时,使用之热封机所设定的热封条件为温度190℃、压力1.0Mpa、与热封时间3秒,在此热封条件下,会造成B层32于热封时之厚度严重变薄,具体而言,于电解液存在之状态下,当B层32变薄时,热封时之高温会使电解液气化,电解液气化的作用力会使厚度变薄的B层32部分产生瑕疵、或裂纹,而使电解液穿过B层32,并与金属层1接触,导致绝缘性能降低。另外,于电池加压时,会使电池内部被挤压部分之树脂流向没有被挤压的边缘部分,因此,当电池受到膨胀收缩、或弯曲加工等外力作用而引起裂缝时,亦会造成电解液通过裂缝而渗透至与金属层1接触,造成内热熔接层3(B层32)的绝缘电阻下降,而发生漏电现象、或导致电池寿命会缩短。
此外,由于本对比例的催化剂残渣去除不充分,会导致内热熔接层3于厚度为30μm时,其绝缘破坏电压下降,绝缘破坏电压NG。因此可以推定热封后及电解液注液后更严苛的条件下的电阻也会有下降趋势。
表12
26、对比例2。
如表13所示,本对比例2与对比例1之差别在于:催化剂残渣较多,但低于1000ppm。其中,当催化剂残渣较多但低于1000ppm时,内热熔接层于30μm厚时的第一电阻值测定为「OK」,但第二电阻值、与电阻率测定结果为「NG」。
表13
27、对比例3。
如表14所示,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为4∶1。其中,A层31为均聚聚丙烯(h-pp),其熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为40g/10分钟,其中,均聚聚丙烯(h-pp)为用马来酸酐改性的聚丙烯。其中,B层32为无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
对比实施例5,对比例3之A层31是使用高MFR的均聚聚丙烯(h-pp),且,无添加其他树脂,其中,当热封残存率为50%以上时,在电解液注入试验中绝缘破坏电压降低。30μm时,的绝缘破坏电压、热封时的电阻没有问题,但电解液注液后的电阻也下降了。
表14
28、对比例4。
其中,本对比例4之内层黏合层2的形成方法包含:把重均分子量为80000、熔点为80℃、以及酸值为2mg KOH/g的无水马来酸酐改性聚丙环溶液、和芳香族异氰酸脂(HDI,二甲基异氰酸脂)溶液以重量比例20:1进行混合,将所制成之混合溶液涂布于金属层1上干燥后,获得厚度为0.5μm的内层黏合层2。其中,于完成内层黏合层2后,使其与内热熔接层3复合,并在60℃之温度条件下进行3天的熟化处理,以获得本对比例之锂电池复合包装材料。
于本实施例中,如表15所示,其中:内热熔接层3为三层之结构,依序为A层31、B层32、与C层33,其中,A层31、B层32、与C层33之厚度比为1:8:1。其中,A层31为无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。B层32是由:乙烯含有率5%的嵌段聚丙烯(b-pp)65重量份;乙烯-聚丙烯弹性体10重量份;和丙烯-乙烯弹性体25重量份所组成的混合树脂,其熔点为160℃;以及于230℃下之MFR为3.0g/10分钟。C层33包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为7.0g/10分钟。
此外,于此对比例中,内热熔接层3的厚度为80μm;所述三层结构之内热熔接层3是预先用挤出机以螺杆挤出之方式将三层结构的薄膜进行卷取;于三层结构中,是以A层31与内层黏合层2接触。其中,内层黏合层2与内热熔接层3复合,以形成所述锂电池复合包装材料之内层。具体而言,本发明之锂电池复合包装材料为一种铝塑膜,且,铝塑膜的内层可用来阻隔电解液,以提供铝塑膜之绝缘性、与耐液性能。但是,于本对比例中,催化剂残渣残留有500ppm。
将本对比例4对比实施例1,其中,本对比例之内层黏合层2的厚度为0.5μm,由于厚度较低,导致其耐热性能较低。由于电池在使用、和充放电过程中会产生热,若是耐热性能低则金属层1和内热熔接层3在高温下会发生剥离的情况。另外,当交联形成的内层黏合层2厚度较薄时,于进行热封时,极耳上的毛刺容易穿透内热熔接层、和内层黏合层2,而导致金属层1与极耳有一定接触的可能性,而造成短路。此外,本对比例之催化剂残渣除去不充分,当催化剂残渣较多,但低于1000ppm;且热封残存率在70%以上时,于第一、与第二电阻值测定之结果为「OK」,但是在第三电阻值之测定中,电阻会下降,因此测定之结果为「NG」。
表15
29、对比例5。
如表16所示,为本案之对比例5,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为130℃;以及于230℃之温度条件下的MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32为无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为120℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
将本对比例5对比实施例5,其中,本对比例之A层31的熔点低于140℃;以及B层32的熔点低于135℃,由于本对比例之耐热性能较低,因此,当电池在使用、或充放电过程中产生热时,会造成金属层1和内热熔接层3于高温下产生剥离。
表16
30、对比例6。
如表17所示,为本案之对比例6,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为160℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32为无规聚丙烯(r-pp),其熔点为145℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
将本对比例6对比实施例5,其中,本对比例之A层31的熔点高于155℃;以及B层32的熔点高于135℃,造成本对比例于热封时,对起封之温度要求高,使得电池厂商于现有技术之热封条件下将本对比例热封时,无法保证热封的强度。由于电池在使用、或充放电过程中会产生热,因此,当热封强度低时,将会有电池之内容物泄漏的风险。
表17
31、对比例7。
如表18所示,为本案之对比例7,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为3:1。
其中,A层31为酸改性聚丙烯(mpp)树脂,且,A层31是由:熔点为142℃、以及于230℃下之MFR为10g/10分钟的无规聚丙烯18重量份;熔点为162℃、以及于230℃下之MFR为3g/10分钟的均聚聚丙烯42重量份;低密度聚乙烯8重量份;和结晶性丙烯弹性体32重量份所组成的混合树脂。其中,所使用之无规聚丙烯、与均聚聚丙烯,是用马来酸酐改性而成的酸改性聚丙烯,且,A层31混合树脂之熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为5.0g/10分钟。其中,B层32包含无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为12.0g/10分钟。
将本对比例7与实施例5比较,其中,本对比例之内层黏合层2和内热熔接层3的层比为3:1,超出2至1:1至3,因此,于内层黏合层2中之催化剂残留占比较多。由于内层黏合层2之成分包含由马来酸酐改性的聚丙烯,因此其极性基团含量高,其中,一部分之极性基团是用于捕捉氢氟酸;而其余部分之极性基团会与内层黏合层2之溶剂成分反应,导致内层黏合层2之耐液剥离强度下降,使得电池于使用过程中,于高温之状态下,金属层1与内热熔接层3间会产生剥离。
表18
32、对比例8。
如表19所示,为本案之对比例8,其中,于本对比例中,以内层黏合层2为A层31:以及内热熔接层3为B层32,其中:两层之厚度合为45μm,且,A层31与B层32之厚度比为1:1。其中,A层31包含:酸改性聚丙烯(mpp)树脂,其熔点为155℃;以及于230℃下之MFR为3.0g/10分钟。其中,B层32包含:无规聚丙烯(r-pp)树脂,其熔点为135℃;以及于230℃下之MFR为8.0g/10分钟。
以本对比例8对比实施例5,其中,本对比例之内层黏合层2、和内热熔接层3的MFR较低,因此树脂之流动性较差,由于在热封时无法很好的将内层黏合层2、和内热熔接层3熔融,导致热封后所获得之整体锂电池复合包装材料之强度较低。
但是热封残存在残存率在70%以上,绝缘破坏电压OK,但是在电解液注液后更严苛的条件下的电阻下降。
表19
与现有技术相比,本发明相对于先前技术之功效在于:通过调整内层黏合层2和内热熔接层3中所含之树脂成分的种类、与比例,而调整内层黏合层2和内热熔接层3树脂之熔点、与MFR;通过调整内层黏合层2中所使用之固化剂的种类、控制于树脂合成时,所使用之催化剂所产生的残渣量;以及控制内层黏合层2和内热熔接层3之厚度比,使内层黏合层2和内热熔接层3之厚度合为30μm以上,且在温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh的环境下加压250v时,所测得的电阻值为2.5GΩ/μm以上。
其中,于第二电阻值测定中,当热封过后之内层黏合层2和内热熔接层3的层迭体的残存率为50%以上时,且,在温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh的环境下加压250v时,金属层1和内热熔接层3的电阻值为1.0GΩ/μm以上。以及,于电阻率测定中,当于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250V时,所测得的电阻率在200MΩ以上。具体而言,本发明提供稳定之热封性能、与绝缘性能,使依本发明所制成之锂电池能够拥有更长之使用寿命,且,稳定性和安全性更高。
惟以上所述者,仅为本发明的较佳实施例,但不能以此限定本发明的专利保护范围;故,凡依本发明的专利保护范围及说明书内容所作的简单的等效改变与修饰,皆仍落入本发明的专利保护范围内。
Claims (13)
1.一种锂电池复合包装材料,包含:
一金属层;
一内层黏合层,形成于所述金属层之一侧;以及
一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧,其中,所述内热熔接层是与锂电池中之电解液直接接触,且,所述内层黏合层与所述内热熔接层之厚度总和≥25μm,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述内热熔接层之电阻值≥2.5GΩ/μm。
2.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,其中,所述内层黏合层与所述内热熔接层之厚度比为2至1:1至3。
3.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,其中,所述内层黏合层之熔点为:140至155℃;以及所述内热熔接层之熔点为135℃。
4.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,其中,所述内层黏合层于230℃下之MFR为5至12g/10分钟;以及所述内热熔接层于230℃下之MFR为12g/10分钟。
5.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,其中,所述内热熔接层为三层结构,依序包含一a层、一b层、与一c层,其中,所述a层相对于所述b层之一侧与所述内层黏合层接触,且,所述a层之厚度:所述b层之厚度:所述c层之厚度为1至2:2至8:1至3。
6.依据权利要求5的锂电池复合包装材料,其中,所述a层之熔点为135至152℃;所述b层之熔点为140至160℃;以及所述c层之熔点为130至145℃。
7.依据权利要求5的锂电池复合包装材料,其中,所述a层于230℃下之MFR为3至7g/10分钟;所述b层于230℃下之MFR为3至10g/10分钟;以及所述c层于230℃下之MFR为7至15g/10分钟。
8.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,其中,所述内热熔接层之材料包含:50wt%以上之聚丙烯的共聚物、或50wt%以上之聚丙烯的混合物。
9.依据权利要求1的锂电池复合包装材料,更包含:一外基材层,设置于所述金属层相对于所述内层黏合层之一侧。
10.依据权利要求9的锂电池复合包装材料,其中,所述外基材层之原料包含:聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、或酚醛树脂。
11.依据权利要求9的锂电池复合包装材料,更包含:一外层黏合层,形成于所述金属层与所述外基材层之间。
12.一种锂电池复合包装材料,包含:一第一锂电池复合包装材料、以及一第二锂电池复合包装材料,其中:
所述第一锂电池复合包装材料包含:
一外基材层;
一金属层,设置于所述外基材层之一侧;
一内层黏合层,形成于所述金属层相对于所述外基材层之一侧;以及
一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧;以及
所述第二锂电池复合包装材料之结构与所述第一锂电池复合包装材料相同,且,所述第二锂电池复合包装材料与所述第一锂电池复合包装材料相对应地设置,以界定出一容置空间,其中:所述容置空间与所述内热熔接层接触,且,所述容置空间可容纳一电解液,其中,经过热封后,当所述内层黏合层与所述内热熔接层之残存率为50%以上,且,于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层和所述内热熔接层的电阻值为1.0GΩ/μm以上。
13.一种锂电池复合包装材料,包含:一第一锂电池复合包装材料、一第二锂电池复合包装材料、以及一电解液,其中:
所述第一锂电池复合包装材料包含:
一外基材层;
一金属层,设置于所述外基材层之一侧;
一内层黏合层,形成于所述金属层相对于所述外基材层之一侧;以及
一内热熔接层,形成于所述内层黏合层相对于所述金属层之一侧;
所述第二锂电池复合包装材料之结构与所述第一锂电池复合包装材料相同,且,所述第二锂电池复合包装材料与所述第一锂电池复合包装材料相对应地设置,以界定出一容置空间,其中:所述容置空间与所述内热熔接层接触;以及
所述电解液容置于所述容置空间中,且,其含有:一混合溶剂,包含:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、与碳酸二乙酯(DEC);以及1Mol的LiPF6(六氟磷酸锂),其中,经过热封后,所述内层黏合层与所述内热熔接层之残存率为50%以上,且,所述电解液于85℃之温度条件下放置24小时后,再于温度条件为23±5℃、以及湿度条件为50±5%Rh之环境下加压250v时,所述金属层和所述电解液间的电阻率为200MΩ以上。
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