CN1465108A - 电池用包装材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池用包装材料,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、干层压层、密封层构成的叠层体,至少密封层由在热封的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层。利用该电池用包装材料,可具有防湿性、耐内容物性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池用包装材料,用于具有防湿性、耐内容物性并有液体或固体有机电解质(高分子共聚物电解质)的电池、或燃料电池、蓄电池、电容器等上。
背景技术
本发明中所称的电池指含有将化学能转换成电能的元素的物体,如锂离子电池、锂共聚物电池、燃料电池等,或含有液体、固体陶瓷、有机物等电介质的液体电容器、固体电容器、双层电容器等电解型电容器。
作为电池的用途,可用于电脑、移动终端装置(移动电话、PDA等)、摄像机、电动车、储存能量用蓄电池、机器人、卫星等。
作为上述电池的外装体,可采用将金属冲压加工成圆筒状或长方体状的容器化的金属制罐,或者把由层压塑料膜、金属箔等得到的复合膜所构成的叠层体作成袋状的容器(下称外装体)。
作为电池的外装体有如下的问题。在金属制罐中,由于容器外壁硬,所以电池本身的形状就被决定了。因而,硬件方面要做配合电池的设计,所以采用该电池的硬件的尺寸由电池决定,形状的自由度变小。
所以,有采用上述袋状外装体的倾向。上述外装体的材质结构从作为电池所必要的物性、加工性、经济性等出发,至少由基材层、阻挡层、密封层和粘接上述各层的粘接层构成,根据需要有时设置中间层。
由电池的上述结构的叠层体形成袋状、或至少单面冲压成形,形成电池的收纳部以收纳电池本体,在袋型或压花型(被覆盖体)中,各周缘的必要部分通过热封而密封做成电池。
作为上述密封层的最内层,要求最内层间有热封性的同时,对导线(金属)也要求具有热封性。通过使上述最内层为具有金属粘接性的如酸改性聚烯烃树脂,可以确保与导线的密合性。
A.但是,以酸改性聚烯烃树脂作为外装体的最内层叠层的话,与一般的聚烯烃树脂相比,由于其加工性差且成本高等原因,所以使用一般的聚烯烃树脂作为外装体密封层的最内层,采用的方法是使与最内层和导线都能热粘接的导线用膜介于导线部。
具体的如图1G(a)所示,通过使相对于金属和外装体的密封层均具有热封性的导线用膜6’介于导线4与叠层体10’的密封层14’之间,确保在导线部的密封性。
作为上述导线用膜,可以采用由上述不饱和羧酸接枝聚烯烃、金属交联聚乙烯、乙烯或丙烯与丙烯酸、或与甲基丙烯酸的共聚物构成的膜。
但是,构成电池的外装体(下称外装体)的叠层体的密封层,从耐热性和密封性等角度出发采用聚丙烯,采用在热封时的加热、加压下密封性良好、易碎的树脂,即熔融指数(下称MI)级别大的聚丙烯树脂。作为导线用膜采用酸改性聚丙烯膜。用这样构成的电池用包装材料及导线用膜热封的话,在导线存在的部分,如图1G(b)所示那样,用于热封的热量、压力使上述外装体的密封层14’和导线用膜层6’均熔融、有时还因为加压被挤压到加压部的区域之外。结果,有时作为外装体10’的阻挡层12’的铝箔与由金属构成的导线4’接触(S)而发生短路。
另外,如图1H(a)~图1H(c)所示那样,热封外装体的周缘时,有时在封口部的内缘附近的密封层产生微小的裂缝(下称根裂c)。如果产生该根裂,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体、导线的金属、阻挡层间的绝缘性破坏,产生电位差,在阻挡层有时由于腐蚀形成贯通孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子反应物,由此电池寿命缩短。
B.另外,以酸改性聚烯烃树脂作为外装体的密封层或最内层叠层的话,与一般的聚烯烃树脂相比,由于其加工性差且成本高等原因,所以使用一般的聚烯烃树脂作为外装体的密封层或最内层,采用的方法是使与密封层或最内层和导线都能热粘接的导线用膜介于导线部。
具体的如图2G(a)所示,通过使相对于由金属构成的导线和外装体的密封层或最内层均具有热封性的导线用膜6’介于导线4与叠层体10’的热封层14’之间,确保在导线部的密封性。
作为上述导线用膜,可以采用由上述不饱和羧酸接枝聚烯烃、金属交联聚乙烯、乙烯或丙烯与丙烯酸、或与甲基丙烯酸的共聚物构成的膜。
但是作为构成电池外装体(下称外装体)的叠层体的密封层或最内层,从耐热性和密封性等角度出发采用聚丙烯,采用在热封的加热、加压下密封性良好、易碎的树脂,即熔融指数(下称MI)级别大的聚丙烯树脂。并且采用酸改性聚丙烯膜作为导线用膜。用这样结构的电池用包装材料及导线用膜热封的话,在导线存在的部分,如图2G(b)所示那样,用于热封的热量和压力使上述外装体的密封层14’和导线用膜层6’均熔融、有时还因为加压被挤压到加压部的区域之外。结果,作为外装体10’的阻挡层12’的铝箔与由金属构成的导线4’有时接触(S)而发生短路。
另外,如图2H(a)~图2H(c)所示那样,热封外装体的周缘时,有时在封口部的内缘附近的密封层发生微小的裂缝(下称根裂C)。如果产生该根裂,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体、导线的金属、阻挡层间的绝缘性破坏,产生电位差,有可能在阻挡层由于腐蚀形成贯通孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子反应物,由此电池寿命缩短。
C.而且,以酸改性聚烯烃树脂作为外装体的密封层叠层的话,与一般的聚烯烃树脂相比,由于其加工性差且成本高等原因,所以使用一般的聚烯烃树脂作为外装体的密封层,采用的方法是使与密封层和导线都能热粘接的导线用膜介于导线部。
另外,作为电池用包装材料,在上述由基材层、阻挡层、粘接树脂层、密封层构成的结构中,当使密封层由例如聚丙烯烃类树脂形成时,使用酸改性聚丙烯作为阻挡层和该密封层的叠层处的粘接树脂层。
但是,构成电池外装体(下称外装体)的叠层体的粘接树脂层采用加工性良好的、MI大的酸改性聚烯烃,MI大的酸改性聚烯烃是在热封时的加热、加压下易碎的树脂。用由这种粘接树脂层构成的电池用包装材料热封的话,在导线存在的部分,如图3G(b)所示那样,用于热封的热量和压力使上述外装体的粘接树脂层、密封层14’和导线用膜层6’均熔融、有时还因为加压被挤压到加压部的区域之外。结果,有时作为外装体10’的阻挡层12’的铝箔与由金属构成的导线4’接触(S)而发生短路。
另外,如图3H(a)~图3H(c)所示那样,热封外装体的周缘时,有时在封口部的内缘附近的粘接树脂层及密封层发生微小的根裂C。如果发生该根裂,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体、导线的金属、阻挡层间的绝缘性破坏,产生电位差,有可能在阻挡层由于腐蚀形成贯通孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子反应物,由此电池寿命缩短。
D.另外被开发出来的还有,将叠层体作成袋状收纳电池本体的袋型、或将上述叠层体冲压成形而形成凹部并在该凹部收纳电池本体的压花型。压花型与袋型比较,可以得到较紧凑的包装体。无论是哪种外装体,作为电池的防湿性或耐穿刺性等强度、绝缘性等都是作为电池外装体所不可或缺的。
作为电池用包装材料,为至少由基材层、阻挡层、密封层所构成的叠层体。且要确认上述各层的层间粘接强度对作为电池外装体所必要的性质的影响。例如,阻挡层与密封层的粘接强度不够的话,就会成为水分从外部浸入的原因,形成电池的成分中的电解质和上述水分反应生成氢氟酸腐蚀上述铝面,在阻挡层与密封层之间发生分层。另外采用压花型外装体时,将上述叠层体冲压成形而形成凹部,在该成形时,有时在基材层和阻挡层之间发生分层。
而且、使用拉伸弹性率高的树脂作为密封层时,在压花成形中,有时密封层乳化,有时在其表面产生轻微裂缝,另外成形稳定性差,有时产生针孔、成形褶皱或裂缝。
还有,作为电池用包装材料所不可或缺的性能,举例有内容物填充、封口后的密封性。例如,包装材料的封口强度低时,有必要花费充分的时间在内容物填充封口生产线上进行封口,有时会明显阻碍循环缩短、从而生产效率恶化。
发明概要
A.本发明的第一种形式
本发明者们得知,在电池包装中可提供下述的电池用包装材料,即,在将电池本体插入以聚丙烯类树脂为密封层的外装体内并热封其周缘而密封时,不会因热封时的热量和压力使阻挡层和导线发生短路、且不用担心在密封层产生根裂的绝缘性良好稳定的可密封的电池用包装材料。
因此,基于本发明的第一种形式的发明,为一种电池用包装材料,其特征是:插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、干层压层、密封层所构成的叠层体,至少密封层由在热封的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成、且最内层为高流动性聚丙烯层。
B.本发明的第二种形式
本发明者们得知,在电池包装中可提供下述的电池用包装材料,即,在将电池本体插入到以聚丙烯系树脂为密封层的外装体内并热封其周缘而密封时,不会因在热封的热量和压力使外装体的阻挡层和导线发生短路、且不用担心在密封层产生根裂、绝缘性良好稳定的可密封的电池用包装材料。
因此,基于本发明的第二种形式的发明为一种电池用包装材料,其特征是:插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的叠层体,至少密封层由在热封的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成、且最内层为高流动性聚丙烯层。
C.本发明的第三种形式
本发明者们得知,在电池包装中可提供下述的电池用包装材料,即,在将电池本体插入到外装体内并热封其周缘而密封时,不会因热封的热量和压力使外装体的阻挡层和导线发生短路、且不用担心在密封层产生根裂的绝缘性良好稳定的可密封的电池用包装材料。
因此,基于本发明的第三种形式的发明为一种电池用包装材料,其特征是:插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层、铝、化学转换处理层、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层所构成的叠层体,粘接树脂层由熔融指数在5~20g/10分范围内的树脂形成。
D.本发明的第四种形式
本发明者们得知,能够提供一种电池用包装材料的制造方法,该材料作为用于电池包装的材料,电池本体保护物性好的同时,在压花成形工序及内容物填充密封工序等中的生产性也好。
因此,基于本发明的第四种形式的发明为一种电池用包装材料,其特征是:插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层1、阻挡层、粘接层2、密封层所构成的叠层体,密封层由至少一层以上的含有金属茂类的线状低密度聚乙烯的树脂层叠层而成。
附图说明
图1A是本发明的电池用包装材料说明图,图1A(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线用膜、导线的相互位置关系的剖视图,图1A(b)是说明在导线部的、热封前的导线、导线用膜和外装体相接状态的剖视图,图1A(c)是热封后的导线部的示意剖视图。图1A(d)、图1A(e)及图1A(f)是采用由其他密封结构所构成的电池用包装材料时的相应说明图。
图1B是形成电池外装体的叠层体的层结构例的剖视图。
图1C是电池袋型外装体的立体说明图。
图1D是电池压花型外装体的立体说明图。
图1E是压花型的成形说明图,图1E(a)是立体图,图1E(b)是压花成形的外装体本体,图1E(c)是X2-X2处的剖视图,图1E(d)是Y1处的放大图。
图1F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
图1G是使用现有的电池用包装材料及导线用膜时阻挡层和导线发生短路状态的剖视图。
图1H是热封使用现有的电池用包装材料外装体的周缘时所产生的根裂的示意图,图1H(a)是电池的立体图,图1H(b)是X-X处的剖视图,图1H(c)是Y2处的放大图。
图2A是本发明的电池用包装材料说明图,图2A(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线用膜、导线的相互位置关系的剖视图,图2A(b)是说明在导线部的、热封前的导线、导线用膜和外装体相接状态的剖视图,图2A(c)是热封后的导线部的示意剖视图。图2A(d)、图2A(e)及图2A(f)是采用由其他密封结构所构成的电池用包装材料时的相应说明图。
图2B是形成电池外装体的叠层体的层结构例的剖视图。
图2C是电池的袋型外装体的立体说明图。
图2D是电池的压花型外装体的立体说明图。
图2E是压花型的成形说明图,图2E(a)是立体图,图2E(b)是压花成形的外装体本体,图2E(c)是X2-X2处的剖视图,图2E(d)是Y1部的放大图。
图2F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
图2G是使用现有的电池用包装材料及导线用膜时阻挡层和导线发生短路状态的剖视图。
图2H是热封使用现有的电池用包装材料的外装体的周缘时所产生的根裂的示意图,图2H(a)是电池的立体图,图2H(b)是X3-X3处的剖视图,图2H(c)是Y2处的放大图。
图3A是本发明的电池用包装材料的说明图,图3A(a)是电池用包装材料的层结构例的剖视图,图3A(b)是电池用包装材料的其他层结构例的剖视图。
图3B是本发明的电池用包装材料说明图,图3B(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线的位置关系的剖视图,图3B(b)是说明在导线部的、热封前的导线和外装体相接状态的剖视图,图3B(c)是热封后的导线部的示意剖视图。图3B(d)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线用膜、导线的相互位置关系的剖视图,图3B(e)是热封前的导线和导线用膜和外装体相接状态的剖视图,图3B(f)是热封后的导线部的示意剖视图。
图3C是电池的袋型外装体的立体说明图。
图3D是电池的压花型外装体的立体说明图。
图3E是压花型的成形说明图,图3E(a)是立体图,图3E(b)是压花成形的外装体本体,图3E(c)是X2-X2处的剖视图,图3E(d)是Y1处的放大图。
图3F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
图3G是在现有组成的粘接树脂层产生根裂的说明图,图3G(a)是电池用包装材料的剖视图,图3G(b)是Y2处的放大图。
图3H是热封使用现有的电池用包装材料的外装体的周缘时发生根裂的示意图,图3H(a)是电池的立体图,图3H(b)是X3-X3处的剖视图,图3H(c)是Y2处的放大图。
图4A是本发明的电池用包装材料说明图,图4A(a)是叠层体实施例D的剖视图,图4A(b)是其他叠层体的实施例D的剖视图。
图4B是密封层的构成说明图,图4B(a)是单层密封层的剖视图,图4B(b)是2层密封层的剖视图,图4B(c)是3层密封层时的剖视图。
图4C是本发明的电池用包装材料的不同层压方法的剖视图,图4C(a)是干层压法,图4C(b)是热层压法,图4C(c)是夹层层压法,图4C(d)是共挤压层压法。
图4D是电池的袋型外装体的立体说明图。
图4E是电池的压花型外装体的立体说明图。
图4F是压花型的成形说明图,图4F(a)是立体图,图4F(b)是压花成形的外装体本体,图4F(c)是X2-X2处剖视图,图4F(d)是Y1处放大图。
附图符号说明
A.图1A~H
S为导线与阻挡层的短路部
H为热封热板
C为根裂部
t为滞留树脂部
1为电池
2为电池本体
3为原电池(蓄电部)
4为导线(电极)
5为外装体
6为导线用膜
7为凹部
8为侧壁部
9为封口部
10为叠层体(电池用包装材料)
11为基材层
12为铝(阻挡层)
13为干层压层
14为密封层
14f为高流动性PP层
14r为低流动性PP层
15为保护层
16为基材侧干层压层
20为冲压成形部
21为凸模
22为凹模
23为型腔
B.图2A~H
S为导线与阻挡层的短路部
H为热封热板
C为根裂部
t为滞留树脂部
1为电池
2为电池本体
3为原电池(蓄电部)
4为导线(电极)
5为外装体
6为导线用膜
7为凹部
8为侧壁部
9为封口部
10为叠层体(电池用包装材料)
11为基材层
12为铝(阻挡层)
13为粘接树脂层
13h为酸改性聚烯烃烧结层
13e为酸改性聚烯烃的挤压层
14为密封层
14f为高流动性PP层
14r为低流动性PP层
15为保护层
16为基材侧干层压层
20为冲压成形部
21为凸模
22为凹模
23为型腔
C.图3A~H
H为热封杆
C为根裂
1为电池
2为电池本体
3为原电池(蓄电部)
4为导线(电极)
5为外装体
6为导线用膜
7为凹部
8为侧壁部
9为封口部
10为叠层体(电池用包装材料)
11为基材层
12为铝(阻挡层)
13为粘接树脂层
14为密封层
Mx为热熔敷层
15为化学转换处理层
16为基材侧干层压层
20为冲压成形部
21为凸模
22为凹模
23为型腔
D.图4A~F
H为热封热板
1为电池
2为电池本体
3为原电池(蓄电部)
4为导线(电极)
5为外装体
7为凹部
8为侧壁部
9为封口部
10为叠层体(电池用包装材料)
11为基材层
12为铝(阻挡层)
13为粘接层
13d为干层压层
13h为酸改性聚烯烃的烧结层
13es为夹层层压法时的酸改性聚烯烃的挤压层
13ec为共挤压层压法时的酸改性聚烯烃的挤压层
14为密封层
S1为密封层的外层
S2为密封层的中间层
S3为密封层的内层
15为化学转换处理层
16为基材侧干层压层
20冲压成形部
21凸模
22凹模
23型腔
发明的具体说明
A.本发明的第一种形式
1.具体形式
基于本发明第一种形式的发明的具体例可如下说明。即,权利要求1中所记载的发明特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、干层压层、密封层所构成的叠层体,至少密封层由在热封的热量、压力下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层。权利要求2中记载的发明特征是,权利要求1中所记载的阻挡层至少在其干层压层侧上设有化学转换处理层。权利要求3中记载的发明特征是,权利要求1或2中所记载的密封层由低流动性聚丙烯层和高流动性聚丙烯层2层构成、并以高流动性聚丙烯层为最内层。权利要求4中记载的发明特征是,权利要求1或2中所记载的密封层由高流动性聚丙烯层、低流动性聚丙烯层、高流动性聚丙烯层3层构成。权利要求5中记载的发明特征是,使导线用膜介于权利要求1~4任意一项中所记载的电池用包装材料和电池本体的导线部之间。
2.发明的实施形式
用以下附图等进一步详细说明本发明。
图1A是本发明电池用包装材料说明图,图1A(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线的相互位置关系的剖视图,图1A(b)是说明在导线部的、热封前的导线和外装体相接状态的剖视图,图1A(c)是热封后的导线部的示意剖视图。图1A(d)、图1A(e)及图1A(f)是采用由其他密封结构所构成的电池用包装材料时的相应说明图。图1B是形成电池外装体的叠层体的层结构例的剖视图。图1C是电池的袋型外装体的立体说明图。图1D是电池的压花型外装体的立体说明图。图1E是压花型的成形说明图,其中图1E(a)是立体图,图1E(b)是压花成形的外装体本体,图1E(c)是X2-X2处的剖视图,图1E(d)是Y1处的放大图。图1F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
作为电池的导线,是由细长的板状或棒状金属构成,作为板状导线,厚度为50~2000μm、宽度为2.5~20mm左右,其材质为AL、Cu(含镀Ni)、Ni等。
要求电池的外装体具有能够长期维持电池本体性能的性能,将基材层、阻挡层、热封层等通过各种层压法叠层。特别是,构成电池外装体(以下称外装体)的叠层体的热封层由聚烯烃类树脂等构成时,将电池本体收纳到外装体中,热封其周缘而密封时,在导线存在的部分,例如用酸改性聚烯烃作为导线用膜时,用于热封的热量和压力使上述外装体的密封层和导线用膜层均熔融,另外由于加压,外装体的阻挡层与由金属构成的导线有时接触并发生短路S。
如图1H(a)~图1H(c)所示,对外装体的周缘进行热封时,有时在封口部的内缘附近的密封层产生微小的裂缝(以下称根裂C)。如果产生该根裂,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体、导线的金属、阻挡层间的绝缘性破坏,产生电位差,有时在阻挡层上形成由于腐蚀所造成的贯穿孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子的反应物,因此,电池寿命缩短。
本发明者们对防止短路S的产生进行了潜心研究,结果发现通过以下措施可解决本课题并完成了本发明:插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、干层压层、密封层所构成的叠层体,至少密封层为多层、由在热封的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层(以下称低流动性PP层或低流动性PP)、易破碎的高流动性聚丙烯层(以下称高流动性PP层或高流动性PP)构成,并以高流动性PP层为最内层。
本发明中电池用包装材料的多层密封层,通过热封密封外装体时,上述低流动性PP层,在适和电池用包装材料密封的热封条件的热封的热量和压力作用下,即使成为熔融树脂态,也呈低流动性,并使绝缘膜存在于阻挡层和导线之间,且有防止封口部附近根裂的效果。另一方面,高流动性PP层在熔融时呈低粘性,显示了台阶部的密封效果,还有,其效果是,封口被押碎厚度变薄,从而减小封口部截面积使来自于截面的透湿度减小。
上述低流动性PP、高流动性PP的流动性可依据基于JISK7210所测定的熔融指数(以下记为MI)值进行区分。作为本发明中的低流动性PP的较理想MI为0.5~3.0g/10min,高流动性PP的较理想MI为5.0~30g/10min。
本发明的电池用包装材料如图1B(a)所示,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、保护层15、干层压粘接层13d、多层密封层14所构成的叠层体,多层密封层为低流动性PP层14r和高流动性PP层14f两层。
又,如图1B(a)所示,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、保护层15、干层压粘接层13d、多层密封层14所构成的叠层体,多层密封层也可以为高流动性PP层14f(1)、低流动性PP层14r、高流动性PP层14f(2)的3层。
本发明的电池用包装材料中的密封层的高流动性聚丙烯层与低流动性聚丙烯层的较理想层厚比是:低流动性PP是高流动性PP的1.5倍以上,适当范围为低流动性PP∶高流动性PP=95∶5~60∶40。
另外,密封层为三层时,在高流动性PP(1)/低流动性PP/高流动性PP(2)中,低流动性PP的较理想厚度为高流动性PP(1)和高流动性PP(2)的合计厚度的1.5倍以上。
即,低流动性PP的厚度低于高流动性PP厚度(在三层构成中为外层和内层的合计层厚)的1.5倍时,热封时不易显现低流动性PP不易破碎的效果,阻挡层和导线变得容易短路而不能防止根裂。密封层的适当总厚为20μm~200μm。
作为用于本发明的密封层的聚丙烯,可以采用均链型聚丙烯、无规型聚丙烯、嵌段型聚丙烯。
本发明的电池用包装材料的聚丙烯密封层由于对金属没有粘接性,因此在密封封口时,有必要使相对于密封层和导线双方均具有热封性的导线用膜介于电池导线部和外装体之间。例如,如图1F(a)及图1F(b)所示那样,将导线用膜6置于电池本体2的导线4的密封封口部上下(实际上通过暂接封口固定),插入外装体5中,在挟持导线部的状态下通过热封而密封。作为导线用膜6介于导线4处的方法可以如图1F(d)或图1F(e)所示那样,将导线用膜6的膜卷绕在导线4的规定位置上。
具体地说,上述导线用膜可采用酸改性聚丙烯(不饱和羧酸接枝无规丙烯)、金属交联聚乙烯、乙烯与丙烯酸或与甲基丙烯酸衍生物的共聚物、乙烯与醋酸乙烯的共聚物的单体或混合物等。
该导线用膜6的层厚是所使用的导线4的厚度的1/3以上即可。例如,如果是100μm厚度的导线4,导线用膜6的总厚约30μm以上即可。
采用本发明的电池用包装材料形成外装体,将电池本体插入该外装体内热封周缘而密封时,导线部的封口状态如图1A(c)或图1A(f)所示那样,各低流动性PP层14r成为膜状,可避免发生作为本发明课题的阻挡层12和导线4的短路及根裂。
电池用包装材料是形成包装电池本体的外装体的材料,依据外装体的形式有图1C所示的袋型、图1D(a)、图1D(b)、图1D(c)所示的压花型。上述袋型中有三面封口、四面封口及枕型等,图1C是枕型的示例。
压花型既可以如图1D(a)所示那样,在一面形成凹部,也可以如图1D(b)所示那样,在两面形成凹部收纳电池本体热封周缘的四面而密封。另外,还有如图1D(c)所示的隔着折弯部在两侧形成凹部,收纳电池热封三边的形式。电池用包装材料为压花型时,如图1E(a)~图1E(d)所示那样,冲压成形已叠层的包装材料10形成凹部7。
接着对构成本发明的电池用包装材料的各层进行说明。外装体中的上述基材层11由拉伸的聚酯或尼龙膜构成,这时,作为聚酯树脂可以有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸丁二酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯等。另外,作为尼龙可以有聚酰胺树脂,即尼龙6、尼龙6,6、尼龙6和尼龙6,6的共聚物、尼龙6,10、聚-间-亚二甲苯基已二酰二胺(MXD6)等。
上述基材层11用作电池时,由于是与硬件直接接触部位,基本上具有绝缘性的树脂层较好。考虑到膜单体上存在的针孔、及加工时针孔的产生等,基材层的厚度要在6μm以上,优选的厚度是12~30μm。
为提高耐针孔性及作为电池外装体时的绝缘性,基材层11还可以叠层化。叠层化基材层时,基材层至少含有一个2层以上的树脂层,各层的层厚为6μm以上、优选的是12~30μm。作为叠层化基材层的例子,有下述1)~8)。
1)拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
2)拉伸的尼龙/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯,另外,考虑到包装材料的机械适应性(包装机械、加工机械中的传送稳定性)、表面保护性(耐热性、耐电解质性)、二次加工,电池用外装体为压花型时,为了减小压花时的模具和基材层的摩擦阻力或附着电解液时保护基材层,可以将基材层多层化、较理想的是在基材层表面设置氟类树脂层、丙烯酸类树脂层、硅酮类树脂层、聚酯类树脂层、油酸酰胺、芥酸酰胺、双油酸酰胺等增滑剂或由这些混合物构成的树脂层。例如:
3)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(氟类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
4)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(硅酮类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
5)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
6)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
7)丙烯酸类树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥硬化)。
8)丙烯酸类树脂+聚硅氧烷接枝类丙烯酸树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥硬化)。
上述阻挡层12是为防止特别是水蒸汽从外部浸入电池内部的层,为稳定化阻挡层单体的针孔、及加工适应性(袋形化、压花成形性),且使其具有耐针孔性,可以蒸附厚15μm以上的铝、镍等金属或无机化合物的膜、例如,氧化硅、氧化铝等,作为阻挡层较理想的是以优选厚度为20~80μm的铝为底基形成后述的保护层。
为进一步改善针孔的产生、及将电池外装体作成压花型时压花成形中不产生裂缝等,本发明者们通过使作为阻挡层使用的铝的材质中的铁含量为0.3~9.0重量%、较理想的是0.7~2.0重量%,与不含铁的铝做比较,发现铝的延展性好,作为叠层体,折弯引起的针孔发生减少,且成形上述压花型外装体时侧壁可容易形成。上述铁含量小于0.3重量%时,看不到防止针孔发生、改善压花成形性等效果,上述铝的铁含量超过9.0重量%时,作为铝的柔软性被阻碍,作为叠层体制袋性恶化。
另外,冷轧所制造的铝在退火(所谓的退火处理)条件下,其柔软性·强度·硬度虽然会发生变化,但是本发明中所用的铝与没有经过退火处理的硬质处理品相比,还是多少或完全经过退火处理有软质倾向的铝好。上述铝的柔软性·强度·硬度的程度,即退火的条件,配合加工适应性(袋型化、压花成形)适当选择即可。例如,为防止压花成形时褶皱或针孔,较理想的是选用对应于成形程度而退火的软质铝。
本发明者们发现通过使阻挡层12铝的表面、背面形成保护层,如实施化学转换处理,可实现能满足作为上述包装材料的叠层体。上述化学转换处理具体是指形成磷酸盐、铬酸盐、氟化物、三聚氰酸化合物等的耐酸性覆膜,在上述耐酸性覆膜形成物质中,采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。通过形成上述耐酸性覆膜可得到如下效果:防止压花成形时的铝和基材层之间的分层,还能防止电池的电解质和水分反应所生成氟化氢溶解、腐蚀铝表面,特别是防止溶解、腐蚀存在于铝表面上的氧化铝,而且还能提高铝表面的粘接性(润湿性)、防止压花成形热封时的基材层11和铝12的分层、防止因电解质和水分反应所生成的氟化氢而在铝内面侧发生分层。
采用各种物质,在铝面实施化学转换处理,对其效果进行研究发现,在上述耐酸性覆膜形成物质中采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。
另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。
当外装体为袋型时,铝的化学转换处理仅在热封层侧的一侧或基材层侧和热封层侧的两面的任一面均可。当电池的外装体为压花型时,通过在铝的两面实施化学转换处理,可防止压花成形时在铝和基材层之间分层。
本发明电池用包装材料中的密封层如前所述,由低流动性PP和高流动性PP组合成多层,并以最内层为高流动性PP。作为密封层的总厚度较理想的是从20μm到200μm。
叠层本发明的电池用包装材料时,设在阻挡层上的保护层和密封层的粘接,例如在锂离子电池等中,为了防止电解液和水分反应所产生的氢氟酸等造成的分层,希望使用干层压法。
本发明电池用包装材料中,为了提高制膜性、叠层化加工、最终制品二次加工(袋型化、压花成形)的适应性及稳定化,也可在形成外装体的叠层体中的上述各层适当的进行电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等表面活性化处理。
B.发明的第二种形式
1.具体形式
基于本发明第二种形式的具体例子可如下说明。即权利要求6中所记载的发明特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的叠层体,至少密封层由在热封的热量、压力下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层。
权利要求7中记载的发明特征是,权利要求6中记载的阻挡层至少在其粘接树脂层一侧设有化学转换处理层。
权利要求8中记载的发明特征是,权利要求6或权利要求7中所记载的密封层由低流动性聚丙烯层和高流动性聚丙烯层2层构成,并以高流动性聚丙烯层为最内层。权利要求9中记载的发明特征是,权利要求6或权利要求7中所记载的密封层由高流动性聚丙烯层、低流动性聚丙烯层、高流动性聚丙烯层3层构成。权利要求10中记载的发明特征是,权利要求6~权利要求9的任意一项所记载的粘接树脂层是酸改性聚烯烃的乳剂烧结层,在该烧结层上密封层通过热层压法被粘接。权利要求11记载的发明特征是,权利要求6~权利要求9的任意一项所记载的粘接树脂层是酸改性聚丙烯,将已预先制膜的密封层用夹层层压法进行叠层。权利要求12中记载的发明特征是,权利要求6~权利要求9的任意一项所记载的粘接树脂层是酸改性聚丙烯,用共挤压层压法叠层密封层和粘接树脂层。权利要求13中记载的发明特征是,使粘接性膜介于权利要求6~权利要求12的任意一项中所记载的电池用包装材料和电池本体的导线部之间。
2.发明的实施形式
本发明的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的电池用包装材料,通过组合在热封时的热量和压力下的易破碎层和不易破碎层而构成密封层,可以防止密封层根裂的产生,还能实现不发生阻挡层和导线短路的封口。用以下附图等更详细的说明本发明。
图2A是本发明电池用包装材料的说明图,图2A(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线的相互位置关系的剖视图,图2A(b)是说明在导线部的、热封前的导线和外装体相接状态的剖视图,图2A(c)是热封后的导线部的示意剖视图。图2A(d)、图2A(e)及图2A(f)是采用由其他密封结构所构成的电池用包装材料时的相应说明图。图2B是形成电池外装体的叠层体的层结构例的剖视图。图2C是电池袋型外装体的立体说明图。图2D是电池压花型外装体的立体说明图。图2E是压花型的成形说明图,图2E(a)是立体图,图2E(b)是压花成形的外装体本体,图2E(c)是X2-X2处的剖视图,图2E(d)是Y1处的放大图。图2F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
作为电池的导线,是由细长的板状或棒状金属构成,作为板状导线,厚度为50~2000μm、宽度为2.5~20mm左右,其材质为AL、Cu(含镀Ni)、Ni等。
要求电池的外装体具有能够长期维持电池本体性能的性能,将基材层、阻挡层、热封层等通过各种层压法叠层。特别是,构成电池外装体(以下称外装体)的叠层体的热封层由聚烯烃类树脂等构成时,将电池本体收纳到外装体中,将其周缘封口而密封时,在导线存在的部分,例如用酸改性聚烯烃作为导线用膜时,用于热封的热量和压力使上述外装体的密封层和导线用膜层均熔融,且由于加压外装体的阻挡层与由金属构成的导线有时接触并发生短路S。
如图2H(a)~图2H(c)所示,对外装体的周缘进行热封时,有时在封口部的内缘附近的密封层产生微小的裂缝(以下称根裂C)。如果产生该根裂,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体、导线金属、阻挡层间的绝缘性破坏,产生电位差,有时在阻挡层上形成由于腐蚀所造成的贯穿孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子的反应物,因此,电池寿命缩短。
本发明者们对防止短路S的产生进行了潜心研究,结果发现通过以下措施可解决本课题并完成了本发明:插入电池本体、通过热封周缘部而密封形成电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的叠层体,至少密封层为多层、由在热封的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层(以下称低流动性PP层或低流动性PP)和易破碎的高流动性聚丙烯层(以下称高流动性PP层或高流动性PP)构成,并以高流动性PP层为最内层。
本发明中电池用包装材料的多层密封层,通过热封密封外装体时,上述低流动性PP层,在适合电池用包装材料密封的热封条件的热封的热量和压力作用下,即使成为熔融树脂态,也呈低流动性,并使绝缘膜存在于阻挡层和导线之间,且有防止封口部附近根裂的效果。另一方面,高流动性PP层在熔融时呈低粘性,显示了台阶部的密封效果,还有,其效果是,封口被押碎厚度变薄,从而减小封口部截面积使来自于截面的透湿度减小。
上述低流动性PP、高流动性PP的流动性可依据基于JISK7210所测定的熔融指数(以下记为MI)值进行区分。
作为本发明中的低流动性PP的较理想MI为0.5~3.0g/10min,高流动性PP的较理想MI为5.0~30g/10min。
本发明的电池用包装材料如图2B(a)或图2B(b)所示,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、保护层15、粘接树脂层13d、多层密封层14所构成的叠层体,多层密封层为低流动性PP层14r和高流动性PP层14f两层。另外,例如,如图2B(c)或2B(d)所示那样,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、保护层15、粘接树脂层13d、多层密封层14所构成的叠层体,多层密封层也可以为高流动性PP层14f(1)、低流动性PP层14r、高流动性PP层14f(2)3层。
本发明的电池用包装材料中的密封层的高流动性聚丙烯层与低流动性聚丙烯层的较理想层厚比是:低流动性PP是高流动性PP的1.5倍以上,适当范围为低流动性PP∶高流动性PP=95∶5~60∶40。
另外,密封层为3层时,在高流动性PP(1)/低流动性PP/高流动性PP(2)中,低流动性PP的较理想厚度为高流动性PP(1)和高流动性PP(2)的合计厚度的1.5倍以上。
即,低流动性PP的厚度小于高流动性PP厚度(在三层构成中是外层和内层的合计层厚)的1.5倍时,热封时不易显现低流动性PP不易破碎的效果,阻挡层和导线变得容易短路而不能防止根裂。
密封层的适当总厚为20μm~200μm。
作为用于本发明的密封层的聚丙烯,可以采用均链型聚丙烯、无规型聚丙烯、嵌段型聚丙烯。
本发明电池用包装材料的聚丙烯密封层由于对金属没有粘接性,因此在密封封口时,有必要使对于密封层和导线双方均具有热封性的导线用膜介于电池导线部和外装体之间。例如,如图2F(a)及图2F(b)所示那样,将导线用膜6置于电池本体2的导线4的密封封口部上下(实际上通过暂接封口固定),插入外装体5中,在挟持导线4的状态下通过热封而密封。作为导线用膜6介于导线4处的方法可以如图2F(d)或图2F(e)所示那样,将导线用膜6的膜卷绕在导线4的规定位置上。
具体地说,上述导线用膜6可采用酸改性聚丙烯(不饱和羧酸接枝无规丙烯)、金属交联聚乙烯、乙烯与丙烯酸或与甲基丙烯酸衍生物的共聚物、乙烯与醋酸乙烯的共聚物的单体或混合物等。
该导线用膜6的层厚是所使用的导线4的厚度的1/3以上即可。例如,如果是100μm厚度的导线4,导线用膜6的总厚约30μm以上即可。
采用本发明的电池用包装材料形成外装体,将电池本体插入该外装体内热封周缘而密封时,导线部的封口状态如图2B-A(c)或图2B-A(f)所示那样,各低流动性PP层14r呈膜状留在阻挡层和导线之间,可避免产生作为本发明课题的短路及根裂。
电池用包装材料是形成包装电池本体的外装体的材料,依据外装体的形式有图2C所示的袋型、和图2D(a)、图2D(b)、图2D(c)所示的压花型。上述袋型中有三面封口、四面封口及枕型等,图2C是枕型的示例。
压花型既可以如图2D(a)所示那样,在一面形成凹部,也可以如图2D(b)所示那样,在两面形成凹部收纳电池本体热封周缘的四面而密封。另外,还有如图2D(c)所示的那样的隔着折弯部在两侧形成凹部,收纳电池热封三边的形式。
电池用包装材料为压花型时,如图2E(a)~图2E(d)所示那样,冲压成形已叠层的包装材料10形成凹部7。
接着对构成本发明的电池用包装材料的各层进行说明。
外装体中的上述基材层11由拉伸的聚酯或尼龙膜构成,这时,作为聚酯树脂可以有聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸丁二酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯等。另外,作为尼龙可以有聚酰胺树脂,即尼龙6、尼龙6,6、尼龙6和尼龙6,6的共聚物、尼龙6,10、聚-间-亚二甲苯基已二酰二胺(MXD6)等。
上述基材层11用作电池时,由于是与硬件直接接触的部位,基本上具有绝缘性的树脂层较好。考虑到膜单体上存在的针孔、及加工时产生的针孔,基材层的厚度要在6μm以上,较理想厚度是12~30μm。
为提高耐针孔性及作为电池外装体时的绝缘性,基材层11还可以叠层化。
叠层化基材层时,基材层至少含有一个2层以上的树脂层,各层层厚为6μm以上、较理想的是12~30μm。作为叠层化基材层的例子,有下述1)~8)。
1)拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
2)拉伸的尼龙/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯。
另外,考虑到包装材料的机械适应性(包装机械、加工机械中的传送稳定性)、表面保护性(耐热性、耐电解质性)、二次加工,将电池用外装体做成压花型时,为了减小压花时的模具和基材层的摩擦阻力或附着电解液时保护基材层,可以将基材层多层化、较理想的是在基材层表面设置氟类树脂层、丙烯酸类树脂层、硅酮类树脂层、聚酯类树脂层、油酸酰胺、芥酸酰胺、双油酸酰胺等增滑剂或由这些混合物构成的树脂层。例如:
3)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(氟类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
4)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(硅酮类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
5)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
6)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
7)丙烯酸类树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥硬化)。
8)丙烯酸类树脂+聚硅氧烷接枝类丙烯酸树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥硬化)。
上述阻挡层12是为防止特别是水蒸汽从外部浸入电池内部的Q层,为稳定化阻挡层单体的针孔、及加工适应性(袋形化、压花成形性)且使其具有耐针孔性,可以蒸附厚15μm以上的铝、镍等金属或无机化合物膜,例如,氧化硅、氧化铝等,作为阻挡层较理想的铝的厚度为20~80μm。
为进一步改善针孔的产生、及将电池外装体作成压花型时压花成形中不产生裂缝等,本发明者们通过使作为阻挡层使用的铝的材质中的铁含量为0.3~9.0重量%、较理想的是0.7~2.0重量%,与不含铁的铝做比较,发现铝的延展性好,作为叠层体,折弯引起的针孔发生减少,且成形上述压花型外装体时侧壁可容易形成。上述铁含量小于0.3重量%时,看不到防止针孔发生、改善压花成形性等效果,上述铝的铁含量超过9.0重量%时,作为铝的柔软性被阻碍,作为叠层体制袋性恶化。
另外,冷轧所制造的铝在退火(所谓的退火处理)条件下,其柔软性·强度·硬度虽然会发生变化,但是本发明中所用的铝与没有经过退火处理的硬质处理品相比,还是多少或完全经过退火处理有软质倾向的铝好。
上述铝的柔软性·强度·硬度的程度,即退火的条件,配合加工适应性(袋型化、压花成形)适当选择即可。例如,为防止压花成形时褶皱或针孔,较理想的是选用对应于成形程度而退火的软质铝。
本发明者们发现通过在阻挡层12铝的表面、背面上实施化学转换处理形成保护层,可实现能满足作为上述包装材料的叠层体。上述化学转换处理具体是指形成磷酸盐、铬酸盐、氟化物、三聚氰酸化合物等的耐酸性覆膜,在上述耐酸性覆膜形成物质中,采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。通过形成上述耐酸性覆膜可得到如下效果:防止压花成形时在铝和基材层之间分层,还能防止电池的电解质和水分反应所生成氟化氢溶解、腐蚀铝表面,特别是防止溶解、腐蚀存在于铝表面上的氧化铝,而且还能提高铝表面的粘接性(润湿性)、防止压花成形热封时的基材层11和铝12的分层、防止因电解质和水分反应所生成的氟化氢而在铝内面侧发生分层。
采用各种物质,在铝面实施化学转换处理,对其效果进行研究发现,在上述耐酸性覆膜形成物质中采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。
另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。
当外装体为袋型时,铝的化学转换处理仅在热封层侧的一侧或基材层侧和热封层侧的两面的任一面均可。当电池的外装体为压花型时,通过在铝的两面实施化学转换处理,可防止压花成形时在铝和基材层之间分层。
本发明电池用包装材料中的密封层如前所述,由低流动性PP和高流动性PP组合而成多层,并以最内层为高流动性PP。作为密封层的总厚度,较理想的是从20μm到200μm。
叠层本发明的电池用包装材料时,设在阻挡层的保护层和密封层的粘接,例如在锂离子电池等中,为了防止电解液和水分反应所产生的氢氟酸等造成的分层,较理想的是进行下述层压及粘接稳定化处理。
本发明者们对显示出稳定粘接强度的叠层方法进行了潜心研究,结果确认到如图2B(c)所示那样,将酸改性聚烯烃的乳状液涂敷到上述化学转换处理层并干燥烧结后(13h),通过热层压法叠层成为密封层的膜也可以获得规定的粘接强度。
另外,还确认到通过下述的层压方法也可以获得稳定的粘接强度。
例如,干层压基材层11和阻挡层12的一面如图2B(a)、2B(b)、2B(e)所示那样,在阻挡层12的其他面(化学转换处理层)上,挤压酸改性聚烯烃13e并夹层层压密封层14而成叠层体后,或共挤压酸改性聚烯烃树脂13和密封层做成叠层体后,通过将所获得的叠层体加热到上述酸改性聚烯烃树脂13e的软化点的温度以上,可做成具有规定粘接强度的叠层体。
作为上述加热的具体方法,有热辊接触式、热风式、近红外线或远红外线等方法,本发明中任意一种加热方法均可,如前所述,粘接树脂只要能加热到软化点温度以上即可。
另外,作为其他方法,上述夹层层压或共挤压层压时,在铝12的密封层侧的表面温度到达酸改性聚烯烃树脂的软化点的条件下进行加热,也可获得粘接强度稳定的叠层体。
在本发明电池用包装材料中,为了提高制膜性、叠层化加工、最终制品二次加工(袋型化、压花成形)的适应性及稳定化,也可在形成外装体的叠层体中的上述各层适当的进行电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等表面活性化处理。
C.本发明的第三种形式
1.具体形式
基于本发明第三种形式的具体例子可如下说明。即,权利要求14中所记载的发明特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、铝、化学转换处理层、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层所构成的叠层体,粘接树脂层由熔融指数在5~20g/10分范围内的树脂形成。权利要求15中所记载的发明特征是,权利要求14中所记载的粘接树脂层由聚丙烯类树脂构成。权利要求16中记载的发明特征是,权利要求14或权利要求15中所记载的粘接树脂层由酸改性聚丙烯构成。权利要求17中记载的发明特征是,权利要求14中所记载的粘接树脂层由向酸改性聚丙烯树脂中至少添加了下述物质中的一种成分的树脂构成:低密度聚乙烯树脂、密度为900kg/m3的低结晶乙烯与丁烯与丙烯的共聚物、非晶性乙烯与丙烯的共聚物、丙烯-α·烯烃共聚物、橡胶类成分。权利要求18中所记载的发明特征是,权利要求14中所记载的粘接树脂层由混合了熔融指数不同的至少2种聚丙烯类树脂的树脂形成。权利要求19中所记载的发明特征是,权利要求18中所记载的形成粘接树脂层的至少2种聚丙烯类树脂的至少其中一种是酸改性聚丙烯树脂。权利要求20中所记载的发明特征是,权利要求14~权利要求19的任意一项所记载的电池用包装材料中,上述叠层体至少由基材层、粘接层、化学转换处理层(1)铝、化学转换处理层(2)、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层构成。权利要求21中所记载的发明是一种电池,电池本体被收纳到由权利要求14~权利要求20的任意一项中所记载的电池用包装材料所形成的外装体内而被密封。
2.发明的实施形式
本发明的电池用包装材料是在至少由基材层、粘接层、铝、化学转换处理层、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层为酸改性聚烯烃层的密封层所构成的电池外装体中,至少通过使形成上述粘接树脂层树脂的熔融指数在5~20g/10分范围之内,起到保证导线和阻挡层间的绝缘性、防止产生根裂的效果。以下,参照附图等进行详细说明。
图3A是本发明电池用包装材料说明图,图3A(a)是电池用包装材料层结构例的剖视图,图3A(b)是电池用包装材料其他层结构例的剖视图。图3B是本发明电池用包装材料说明图,图3B(a)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线的相互位置关系的剖视图,图3B(b)说明是在导线部的、热封前的导线和外装体相接状态的剖视图,图3B(c)是热封后的导线部的示意剖视图,图3B(d)是表示呈层状结构的电池用包装材料、导线用膜、导线的相互位置关系的剖视图,图3B(e)是说明热封前的导线和导线用膜和外装体相接状态的剖视图,图3B(f)是热封后的导线部的示意剖视图。图3C是电池袋型外装体的立体说明图。图3D是电池压花型外装体的立体说明图。图3E是压花型的成形说明图,其中图3E(a)是立体图,图3E(b)是压花成形的外装体本体,图3E(c)是X1-X1处的剖视图,图1E(d)是Y1处的放大图。图3F是电池用包装材料和导线粘接时的导线用膜的安装方法说明图。
要求电池的外装体具有能够长期维持电池本体性能的性能,例如,如图3G(a)所示那样,形成外装体的包装材料10′通过各种层压法将基材层11′、阻挡层12′、密封层14′等叠层而成。特别是,构成电池外装体(以下称外装体)的叠层体的密封层由聚烯烃类树脂等构成时,将电池本体收纳到外装体中,将其周缘封口而密封时,在导线4′存在的部分,例如用酸改性聚烯烃作为导线用膜6′时,由于热封的热量和压力,如图3G(b)所示那样,使上述外装体的密封层14′和导线用膜6′均熔融,且由于加压外装体10′的阻挡层12′与由金属构成的导线4′有时接触并发生短路S。
另外,如图3H(a)~图3H(c)所示,对外装体的周缘进行热封时,有时在封口部的内缘附近的密封层14′产生微小的根裂C。如果产生该根裂C,由于电解液与阻挡层直接接触,电话本体2′、导线4′、阻挡层12′间的绝缘性破坏,产生电位差,有时在阻挡层12′上形成由于腐蚀所造成的贯穿孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子的反应物,因此,电池寿命缩短。
本发明者们对防止上述短路S及防止在封口部附近形成根裂进行了潜心研究,结果发现,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料如图3A(a)所示,在至少由基材层11、粘接层16、阻挡层12、化学转换处理层15、粘接树脂层13、密封层14所构成的叠层体中,或如图3B(b)所示,至少由基材层11、粘接层16、化学转换处理层15(1)、铝12、化学转换处理层(2)、粘接树脂层13、密封层14所构成的叠层体中,通过使粘接树脂层由熔融指数在5~20g/10分范围内的树脂形成,可以解决本课题并由此完成了本发明。
形成本发明中电池用包装材料的粘接树脂层的树脂(以下称粘接树脂)是层压阻挡层和密封层的树脂,是具有与上述各层切实粘接所必要的层压强度的树脂,其熔融指数范围为5~20g/10分。
上述熔融指数(以下称MI)是依据JISK7210所测定的。
本发明中,作为粘接树脂层为单一树脂层时所用的树脂,较理想的是采用酸改性聚乙烯、酸改性聚丙烯等酸改性聚烯烃、金属交联聚乙烯、乙烯与丙烯酸或与甲基丙烯酸衍生物的共聚物、乙烯与醋酸乙烯的共聚物等且其MI均在5~20g/10分范围内。
粘接树脂层为熔融指数(以下称MI)超过20g/10分的树脂形成电池用包装材料的话,在电池包装的热封中,可能在导线部发生短路,另外还可能在封口部附近产生根裂。另外,粘接树脂层为较小的熔融指数(以下称MI)0.3~3g/10分的聚丙烯类树脂的话,夹层层压或共挤压层压的制膜速度会降低、膜厚不均匀而产生厚度不均。
夹层层压或共挤压层压时,为了维持生产性,目前采用熔融指数大的酸改性聚丙烯作为粘接树脂,但是采用由这种粘接树脂层压的叠层体所构成的外装体,收纳电池本体,在190℃、1.0MPa、3sec的通常条件下热封而密封时,如图3H(c)所示那样,在与封口部的合并部所产生的滞留树脂t接近的部分会产生根裂C,由于电解液从该根裂C浸透与阻挡层12直接接触,导线4的金属与阻挡层间的绝缘性破坏,在该处产生电位差,在阻挡层12上有时形成由腐蚀所造成的贯穿孔,有时形成被称为枝晶电解质的金属离子反应物,因此有时电池寿命变短。可以认为上述根裂C是由于,在上述热封中被封口部分的粘接树脂层13和密封层14(合起来为热融接层Mx)有结晶化的倾向,与此相对,非封口部一直是非晶质状态,因此交界处部分树脂容易生成根裂C而成为不稳定的状态。
本发明的电池用包装材料中的粘接树脂层的熔融指数虽然为5~20g/10分,但粘接树脂层不由单一的树脂组成也可以。例如向具有制膜性良好、大MI的酸改性聚丙烯中添加LDPE、密度为900kg/m3以下的低结晶的乙烯和丁烯和丙烯的共聚物、非晶性乙烯和丙烯的共聚物、丙烯-α·烯烃共聚物、丁二烯等橡胶成分,只要后述的表观熔融指数为5~20g/10分即可。
另外,作为本发明电池用包装材料中的粘接树脂层,由具有不同MI的2种以上的同类树脂组成,例如可以混合聚丙烯类树脂。这时,通过至少使任一聚丙烯类树脂为酸改性聚丙烯,可确保与聚丙烯类密封层的粘接强度。这里,可采用均链型聚丙烯、无规型聚丙烯、嵌段型聚丙烯、丙烯和乙烯和丁烯聚合的三元共聚物树脂作为上述聚丙烯类树脂中的聚丙烯。另外,酸改性是指接枝聚合不饱和羧酸。
本发明中,象这样混合2种以上树脂时,被混合的树脂的较理想表观MI范围为5~20g/10分。MI的测定方法可依据JISK7210进行区别。
如上所述,通过使形成粘接树脂层树脂的熔融指数在5~20g/10分范围内,例如,与作为粘接树脂的熔融指数在22~30范围内的树脂相比,能够减少热封树脂的树脂流动并和密封层一起保持热封后的粘接树脂层的层厚。例如,如图3B(a)、图3B(b)及图3B(c)所示那样,热封后,粘接树脂层13及密封层14呈膜状留在阻挡层12和导线4之间维持绝缘性。另外,如图3B(d)、图3B(e)及图3B(f)所示那样,使导线用膜6介于外装体的叠层体10和导线4之间时,热封后导线用膜6即使熔融,粘接树脂层13及密封层14呈膜状留在阻挡层12和导线4之间,也能维持绝缘性。结果能够防止阻挡层12和导线4之间的短路S。
另外,能够防止在封口部内缘附近生成滞留树脂t和在该滞留树脂t的端部产生根裂C。本发明中,通过将粘接树脂层的熔融指数降低为5~20g/10分,即使在与上述相同的热封条件下密封封口,上述热融接层Mx中的粘接树脂层13也不会变薄,从而有不产生上述根裂C的效果。
电池用包装材料是形成包装电池本体的外装体的物质,依据外装体的形式有图3所示那样的袋型、图3D(a)、图3D(b)或图3D(c)所示那样的压花型。上述袋型中有三面封口、四面封口及枕型等形式,图3是枕型的示例。
压花型既可以如图3D(a)所示那样,在一面形成凹部,也可以如图3D(b)所示那样,在两面形成凹部收纳电池本体热封周缘的四面而密封。另外,还有如图3D(c)所示的那样的隔着折弯部在两侧形成凹部,收纳电池热封三边的形式。电池用包装材料为压花型时,如图3E(a)~图3E(d)所示那样,冲压成形已叠层的包装材料10形成凹部7。
本发明的电池用包装材料如图3A(a)所示那样,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、化学转换处理层15、粘接层13d、多层密封层14所构成的叠层体,另外,后述的外装体为压花型时,如图3A(b)所示那样,上述叠层体为基材层11、粘接层16、化学转换处理层15(1)、铝12、化学转换处理层15(2)、粘接层13d、多层密封层14。
本发明中,叠层电池用包装材料时,设在阻挡层上的化学转换处理层和密封层的粘接由采用粘接树脂层的夹层层压法或共挤压层压法完成。这时,为了防止在锂离子电池等中电解液和水分反应所产生的氢氟酸等造成分层,较理想的是进行下述粘接稳定化处理。
例如,如图3A(a)所示那样,将基材层11和阻挡层12的一面进行干层压16,并在阻挡层12的其他面(化学转换处理层15)上挤压酸改性聚烯烃13而夹层层压密封层14时,或共挤压酸改性聚烯烃树脂13和密封层14成为叠层体后,将所获得的叠层体加热到上述酸改性聚丙烯树脂13的软化点温度以上,可做成具有规定粘接强度的叠层体。
阻挡层12的表面化学转换处理层15如图3A(b)所示那样,可以设在阻挡层12的两面。作为上述加热的具体方法,有热辊接触式、热风式、近红外线或远红外线等方法,本发明中任意一种加热方法均可,如前所述,粘接树脂只要能加热到软化点温度以上即可。另外,作为其他方法,上述夹层层压或共挤压层压时,在铝12的密封层侧的表面温度到达酸改性聚丙烯树脂的软化点的条件下进行加热,也可做成粘接强度稳定的叠层体。
作为电池的导线,是由细长的板状或棒状金属构成,作为板状导线,厚度为50~2000μm、宽度为2.5~20mm左右,其材质为ALM、Cu(含镀Ni)、Ni等。
本发明电池用包装材料的密封层对金属没有热粘接性时,如图3B(d)或图3F各图所示那样,在密封封口时,有必要使对于密封层14和导线4双方均具有热封性的导线用膜6介于电池导线4和叠层体10之间。作为导线用膜的介于方法,例如,可以如图3F(a)及图3F(b)所示那样,将导线用膜6置于电池本体2的导线4的密封封口部上下(实际上通过暂接封口固定),插入外装体5中,在挟持导线部的状态下通过热封而密封。作为导线用膜6介于导线4处的方法可以如图3F(d)或图3F(e)所示那样,将导线用膜6的膜卷绕在导线4的规定位置上即可。
具体地说,上述导线用膜6可采用酸改性聚丙烯(不饱和羧酸接枝无规丙烯)、金属交联聚乙烯、乙烯与丙烯酸或与甲基丙烯酸衍生物的共聚物、乙烯与醋酸乙烯的共聚物的单体或混合物等。
该导线用膜6的层厚是所使用的导线4的厚度的1/3以上即可。例如,如果是100μm厚度的导线4,导线用膜6的总厚约30μm以上即可。
电池用包装材料是形成包装电池本体的外装体的物质,依据外装体的形式有图3C所示那样的袋型、图3D(a)、图3D(b)或图3D(c)所示那样的压花型。上述袋型中有三面封口、四面封口及枕型等形式,图3是作为枕型的示例。
压花型既可以如图3D(a)所示那样,在一面形成凹部,也可以如图3D(b)所示那样,在两面形成凹部收纳电池本体热封周缘的四面而密封。另外,还有如图3D(c)所示的那样的隔着折弯部在两侧形成凹部,收纳电池热封三边的形式。电池用包装材料为压花型时,如图3E(a)~图3E(d)所示那样,冲压成形已叠层的包装材料10形成凹部7。
接着,对构成本发明的电池用包装材料的各层进行说明。外装体中的上述基材层11由拉伸的聚酯或尼龙膜构成,这时,作为聚酯树脂可以列举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸丁二酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯等。另外,作为尼龙可以列举出聚酰胺树脂,即尼龙6、尼龙6,6、尼龙6和尼龙6,6的共聚物、尼龙6,10、聚-间-亚二甲苯基已二酰二胺(MXD6)等。
上述基材层11用作电池时,由于是与硬件直接接触的部位,基本上是有绝缘性的树脂层较好。考虑到膜单体上存在的针孔、及加工时产生的针孔,基材层的厚度要为6μm以上,较理想厚度是12~30μm。
为提高耐针孔性及作为电池外装体时的绝缘性,基材层11还可以叠层化。
叠层化基材层时,基材层至少含有一个2层以上的树脂层,各层的层厚为6μm以上、较理想的是12~30μm。作为叠层化基材层的例子,有下述1)~8)。
1)拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
2)拉伸的尼龙/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯。
另外,考虑到包装材料的机械适应性(包装机械、加工机械中的传送稳定性)、表面保护性(耐热性、耐电解质性)、二次加工,将电池用外装体做成压花型时,为了减小压花时的模具和基材层的摩擦阻力或附着电解液时保护基材层,可以将基材层多层化、较理想的是在基材层表面设置氟类树脂层、丙烯酸类树脂层、硅酮类树脂层、聚酯类树脂层或由这些混合物构成的树脂层。例如:
3)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(氟类树脂,膜状或液状涂敷后干燥形成)。
4)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(硅酮类树脂,膜状或液状涂敷后干燥形成)。
5)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
6)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
7)丙烯酸类树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状或液状涂敷后干燥硬化)。
8)丙烯酸类树脂+聚硅氧烷接枝类丙烯酸树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状或液状涂敷后干燥硬化)。
上述阻挡层12是为防止特别是水蒸汽从外部浸入电池内部的层,为稳定化阻挡层单体的针孔、及加工适应性(袋形化、压花成形性)且使其具有耐针孔性,可以蒸附厚15μm以上的铝、镍等金属或无机化合物的膜、例如,氧化硅、氧化铝等,作为阻挡层较理想的是20~80μm厚度的铝。
为进一步改善针孔的产生、及将电池外装体作成压花型时压花成形中不产生裂缝等,本发明者们通过使作为阻挡层使用的铝的材质中的铁含量为0.3~9.0重量%、较理想的是0.7~2.0重量%,与不含铁的铝做比较,发现铝的延展性好,作为叠层体,折弯引起的针孔发生减少,且成形上述压花型外装体时侧壁可容易形成。上述铁含量小于0.3重量%时,看不到防止针孔发生、改善压花成形性等效果,上述铝的铁含量超过9.0重量%时,作为铝的柔软性被阻碍,作为叠层体制袋性恶化。
另外,冷轧所制造的铝在退火(所谓的退火处理)条件下,其柔软性·强度·硬度虽然会发生变化,但是本发明中所用的铝与没有经过退火处理的硬质处理品相比,还是多少或完全经过退火处理有软质倾向的铝好。
上述铝的柔软性·强度·硬度的程度,即退火的条件,配合加工适应性(袋型化、压花成形)适当选择即可。例如,为防止压花成形时褶皱或针孔,较理想的是选用对应于成形程度而退火的软质铝。
本发明者们发现通过在阻挡层12铝的表面、背面实施化学转换处理,可实现能满足作为上述包装材料的叠层体。上述化学转换处理具体是指,形成磷酸盐、铬酸盐、氟化物、三聚氰酸化合物等的耐酸性覆膜,在上述耐酸性覆膜形成物质中,采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。通过形成上述耐酸性覆膜可得到如下效果:防止压花成形时在铝和基材层之间分层,还能防止电池的电解质和水分反应所生成的氟化氢溶解、腐蚀铝表面特别是防止溶解、腐蚀存在于铝表面上的氧化铝,而且还能提高铝表面的粘接性(润湿性)、防止压花成形热封时的基材层11和铝12的分层、防止因电解质和水分反应所生成的氟化氢而在铝内面侧发生分层。
采用各种物质,在铝面实施化学转换处理,对其效果进行研究发现,在上述耐酸性覆膜形成物质中采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。
另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。
当外装体为袋型时,铝的化学转换处理仅在热封层侧的一侧或基材层侧和热封层侧的两面的任一面均可。当电池的外装体为压花型时,通过在铝的两面实施化学转换处理,可防止压花成形时在铝和基材层之间分层。
粘接树脂层13如上所述,将阻挡层12和密封层14通过夹层层压法或共挤压层压法粘合时,是熔融态被挤压的树脂,其MI范围为5~20。
可采用聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂等作为本发明的电池用包装材料的密封层。可采用均链型聚丙烯、无规型聚丙烯、嵌段型聚丙烯等作为聚丙烯类树脂。密封层根据需要可以由两层以上的多层构成。密封层的适当总厚度为20μm~200μm。
D.本发明的第四种形式
1.具体形式
基于本发明第四种形式的发明的具体例可进行如下说明。即,权利要求22中记载的发明特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的电池用包装材料是至少由基材层、粘接层1、阻挡层、粘接层2、密封层所构成的叠层体,密封层由至少一层以上的含有金属茂类的线状低密度聚乙烯的树脂层叠层而成。权利要求23中记载的发明特征是,权利要求22中记载的密封层由金属茂类线状低密度聚乙烯树脂形成。权利要求24中记载的发明特征是,权利要求21中记载的密封层由含有10%以上的金属茂类线状低密度聚乙烯的聚乙烯类树脂形成。权利要求25中记载的发明特征是,权利要求22中记载的密封层由多层构成,其中至少含有由金属茂类线状低密度聚乙烯树脂构成的层。权利要求26中记载的发明特征是,权利要求21中记载的密封层由含有聚乙烯类树脂层的多层构成,其中,聚乙烯类树脂层含有10%以上的金属茂类线状低密度聚乙烯。权利要求27中记载的发明特征是,权利要求22中记载的粘接层2是通过干层压法形成的。权利要求28中记载的发明特征是,权利要求22中记载的粘接层2是酸改性聚烯烃的涂敷烧结层。权利要求29中记载的发明特征是,权利要求22中记载的粘接层2是酸改性聚烯烃的挤压层。
2.发明的实施形式
本发明的电池用包装材料是在至少由基材层、粘接层、化学转换处理层1、铝、化学转换处理层2、粘接层、密封层所构成的电池外装体中,通过使密封层至少含有金属茂类线状低密度聚乙烯(以下称金属茂类LLDPE)树脂,能够获得稳定的压花加工性及封口适应性。
另外,通过层压铝和密封层的方法可做成不发生分层的包装材料。以下参照附图等进行详细说明。
图4A是本发明电池用包装材料的说明图,图4A(a)是叠层体实施例的剖视图,图4A(b)是其他叠层体实施例的剖视图。图4B是密封层的构成说明图,图4B(a)是单层密封层剖视图,图4B(b)是2层密封层剖视图,图4B(c)是3层密封层时的剖视图。图4C是本发明电池用包装材料的不同层压方法的剖视图,图4C(a)为干层压法、图4C(b)是热层压法,图4C(c)是夹层层压法,图4C(d)是共挤压层压法。图4D是电池袋型外装体的立体说明图。图4E是电池的压花型外装体是立体说明图。图4F是压花型外装体的立体说明图。图4F(a)是立体图,图4F(b)是压花成形的外装体本体,图4F(c)是X2-X2处的剖视图,图4F(d)是Y1处的放大图。
作为电池用包装材料,是至少由基材层、阻挡层、密封层构成的叠层体。并已确认到上述各层层间的粘接强度会影响作为电池外装体所必要的性质。例如,阻挡层和密封层的粘接强度不充分的话,会成为水分从外部浸入的原因,形成电池成分中的电解质和上述水分反应所生成的氢氟酸会腐蚀上述铝面,在阻挡层和密封层之间发生分层。另外,在形成上述压花型外装体时,冲压成形上述外装体形成凹部,在成形时有时在基材层和阻挡层之间发生分层。
电池用包装材料如图4A(a)所示那样,是至少由基材层11、粘接层16、铝12、化学转换处理层15、粘接层13、密封层14所构成的叠层体,另外,外装体是压花型时,如图4A(b)所示那样,上述叠层体为基材层11、粘接层16、化学转换处理层15(1)、铝12、化学转换处理层15(2)、粘接层13、密封层14。
外装体为压花型时,使用拉伸弹性率高的树脂作为密封层时,在压花成形中,有时密封层乳化,有时在其表面产生轻微裂缝,另外,成形稳定性差,有时产生针孔、成形褶皱或裂缝。
还有,作为电池用包装材料所不可或缺的性能,举例有内容物填充、封口后的密封封口性。例如,包装材料的封口强度低时,要花费充分的时间在内容物填充封口生产线上进行封口,有时会明显阻碍循环缩短、使生产效率恶化。
本发明者们经过潜心研究结果发现,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料如图4A(a)所示那样,叠层体由基材层11、粘接层16、阻挡层12、化学转换处理层15、粘接层13、密封层14构成,通过使该叠层体的密封层14为至少叠层1层以上的含有金属茂类线状低密度聚乙烯的树脂层,可以解决本课题并完成本发明。
上述金属茂类线状低密度聚乙烯是使用金属茂催化剂(单点催化剂)聚合的聚乙烯,与一般的线状低密度聚乙烯相比,支链的分支少,分子量及共聚单体的分布均匀。因此,具有透明性高、熔点低、耐冲击性好等优良特性。
对本发明中的电池用包装材料的密封层进行说明。在密封层中,如图4B(a)所示那样,上述含有金属茂类的线状低密度聚乙烯的树脂层可以是由金属茂类的线状低密度聚乙烯树脂(以下称MLL)形成的单层S或者也可以是混合10重量%以上的MLL聚乙烯类树脂构成的单层S。混合上述MLL聚乙烯类树脂时,MLL的混合比小于10重量%的话,没有作为本发明课题的提高成形性的效果。
另外,本发明中电池用包装材料的密封层如图4B(b)所示那样,由上述MLL所构成的树脂层S3和其他的MLL所构成的树脂层S2构成2层,也可以如图4B(c)所示那样,再加上由其他的MLL所形成的S1构成3层。由上述MLL构成的树脂层S1~S3,可以是混合了MLL的聚乙烯类树脂层,但作为最内层的树脂层S3还是MLL较理想。
在本发明中,如图4B(b)或图4B(c)所示那样,当密封层14是由MLL层S3或含有10重量%以上的MLL树脂的混合树脂层S3与其他层S1、S2构成的多层时,作为形成其他层S1、S2的树脂,可以采用低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯类树脂或用不饱和羧酸将这些树脂接枝的酸改性聚烯烃等。
本发明中,当密封层14是由MLL层或含有10重量%以上的MLL树脂的混合树脂层(以下称MLL混合层)与其他层构成的多层时,上述MLL层或MLL混合层的较理想厚度至少是密封层总厚度的15%以上。MLL层或MLL混合层的厚度小于密封层总厚度的15%时,没有成形性提高的效果。
形成本发明电池用包装材料叠层体时,作为阻挡层和密封层的层压方法,可以采用干层压法、夹层层压法、共挤压层压法、热层压法等。
本发明者们对呈现出稳定粘接强度的叠层方法进行了潜心研究,结果确认到通过如下方法也可以获得规定的粘接强度:至少在层压密封层的面上干层压化学转换处理过的阻挡层12和基材层11后,作为设置在阻挡层上的化学转换处理层和密封层的粘接方法,可以如图4C(a)所示那样,用干层压法层压13d,或如图4C(b)所示那样将酸改性聚丙烯的乳剂涂敷到上述化学转换处理层并干燥、烧结(13h)后,将作为密封层的金属茂类LLDPE膜用热层压法叠层。
另外,确认到采用如下的层压方法也可获得稳定的粘接强度。
即,干层压基材层11和在两面实施了化学转换处理的阻挡层12的一面如图4C(c)所示那样,在阻挡层12的其他面上,挤压酸改性聚乙烯13es,再夹层层压密封层14,或如图4C(d)所示,共挤压酸改性聚乙烯树脂13ec和作为密封层14的金属茂类LLDPE树脂作成叠层体,并将该叠层体加热到上述酸改性聚乙烯树脂的软化点温度以上,这样可以获得具有规定的粘接强度的叠层体。
作为上述加热的具体方法,有热辊接触式、热风式、近红外线或远红外线等方法,本发明中任意一种加热方法均可,如前所述,粘接树脂只要能加热到软化点温度以上即可。
另外,作为其他方法,上述夹层层压或共挤压层压时,在加热到铝12的密封层侧的表面温度到达酸改性聚烯烃树脂的软化点的状态下,通过层压加工也可获得粘接强度稳定的叠层体。另外,也可以采用聚乙烯树脂作为粘接树脂,这时,有效的层压方法是对挤压过的聚乙烯熔融树脂膜的铝侧的层压面边进行臭氧处理边层压。
还有一种方法是干层压基材层11和在两面实施了化学转换处理的阻挡层12的一面,如图4C(c)所示那样,在阻挡层12的其他面上,仅挤压酸改性聚乙烯13es作为中间叠层体,将该中间叠层体加热到上述酸改性聚乙烯树脂的软化点的温度以上,挤压作为密封层14的金属茂类LLDPE树脂而做成叠层体。上述两次挤压,既可以使用串联机串联进行,也可以使用一般的挤压机非串联进行。
加热虽然也可以在挤压金属茂类LLDPE树脂后进行,但是象上述那样在挤压酸改性聚乙烯13es之后(挤压金属茂类LLDPE树脂前)进行,由于不会损坏叠层体密封层14的滑动性,所以压花加工时的成形性更好。
如上所述,本发明通过采用上述方法,可以防止阻挡层和密封层(或粘接树脂层)的分层,另外,通过使密封层由金属茂类LLDPE或含有金属茂类LLDPE的树脂构成,可以防止压花成形工序中的褶皱和针孔。另外,使用上述密封层与一般的LLDPE相比,由于能获得大的封口强度,因此在提高密封性或缩短填充封口工序中的循环、成形品质及提高生产性方面发挥了极显著的效果。
电池用包装材料是形成包装电池本体的外装体的材料,依据外装体的形式有图4D所示的袋型、和图4E(a)、图4E(b)、图4E(c)所示的压花型。上述袋型中有三面封口、四面封口及枕型等,图4D是枕型的示例。
压花型既可以如图4E(a)所示那样,在一面形成凹部,也可以如图4E(b)所示那样,在两面形成凹部收纳电池本体热封周缘的四面而密封。另外,还有如图4E(c)所示的那样的隔着折弯部在两侧形成凹部,收纳电池热封三边的形式。电池用包装材料为压花型时,如图4F(a)~图4F(d)所示那样,冲压成形已叠层的包装材料10形成凹部7。
接着对构成本发明的电池用包装材料的各层进行说明。
外装体中的上述基材层11由拉伸的聚酯或尼龙膜构成,这时,作为聚酯树脂可以列举出聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯二甲酸乙二酯、聚苯二甲酸丁二酯、聚酯共聚物、聚碳酸酯等。另外,作为尼龙可以列举出聚酰胺树脂,即尼龙6、尼龙6,6、尼龙6和尼龙6,6的共聚物、尼龙6,10、聚-间-亚二甲苯基已二酰二胺(MXD6)等。
上述基材层11用作电池时,由于是与硬件直接接触的部位,基本上是有绝缘性的树脂层较好。考虑到膜单体上存在的针孔、及加工时产生的针孔等,基材层的厚度要为6μm以上,较理想厚度是12~30μm。
为提高耐针孔性及作为电池外装体时的绝缘性,基材层11还可以叠层化。
叠层化基材层时,基材层至少含有一个2层以上的树脂层,各层的层厚为6μm以上、较理想的是12~30μm。作为叠层化基材层的例子,有下述1)~8)。
1)拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
2)拉伸的尼龙/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯,另外,考虑到包装材料的机械适应性(包装机械、加工机械中的传送稳定性)、表面保护性(耐热性、耐电解质性)、二次加工,将电池用外装体做成压花型时,为了减小压花时的模具和基材层的摩擦阻力或附着电解液时保护基材层,可以将基材层多层化、较理想的是在基材层表面设置氟类树脂层、丙烯酸类树脂层、硅酮类树脂层、聚酯类树脂层、油酸酰胺、芥酸酰胺、双油酸酰胺等增滑剂或由这些混合物构成的树脂层。例如:
3)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(氟类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
4)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(硅酮类树脂,膜状物或液状涂敷后干燥形成)。
5)氟类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
6)硅酮类树脂/拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯/拉伸的尼龙。
7)丙烯酸类树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状或液状涂敷后干燥硬化)。
8)丙烯酸类树脂+聚硅氧烷接枝类丙烯酸树脂/拉伸的尼龙(丙烯酸类树脂,膜状或液状涂敷后干燥硬化)。
上述阻挡层12是为防止特别是水蒸汽从外部浸入电池内部的层,为稳定化阻挡层单体的针孔、及加工适应性(袋形化、压花成形性)且使其具有耐针孔性,可以蒸附厚15μm以上的铝、镍等金属或无机化合物的膜、例如,氧化硅、氧化铝等,作为阻挡层较理想的是以20~80μm较佳厚度的铝为底基形成后述的保护层。
为进一步改善针孔的产生、及将电池外装体作成压花型时压花成形中不产生裂缝等,本发明者们通过使作为阻挡层使用的铝的材质中的铁含量为0.3~9.0重量%、较理想的是0.7~2.0重量%,与不含铁的铝做比较,发现铝的延展性好,作为叠层体,折弯所引起的针孔发生减少,且成形上述压花型外装体时侧壁可容易形成。上述铁含量小于0.3重量%时,看不到防止针孔发生、改善压花成形性等效果,上述铝的铁含量超过9.0重量%时,作为铝的柔软性被阻碍,作为叠层体制袋性恶化。
另外,冷轧所制造的铝在退火(所谓的退火处理)条件下,其柔软性·强度·硬度虽然会发生变化,但是本发明中所用的铝与没有经过退火处理的硬质处理品相比,还是多少或完全经过退火处理有软质倾向的铝好。
本发明者们发现通过在阻挡层12铝的表面、背面形成保护层实施化学转换处理,可实现能满足作为上述包装材料的叠层体。上述化学转换处理具体是指,形成磷酸盐、铬酸盐、氟化物、三聚氰酸化合物等的耐酸性覆膜,在上述耐酸性覆膜形成物质中,采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。通过形成上述耐酸性覆膜可得到如下效果:防止压花成形时在铝和基材层之间分层,还能防止电池的电解质和水分反应所生成氟化氢溶解、腐蚀铝表面特别是防止溶解、腐蚀存在于铝表面上的氧化铝,而且还能提高铝表面的粘接性(润湿性)、防止压花成形热封时的基材层11和铝12的分层、防止因电解质和水分反应所生成的氟化氢而在铝内面侧发生分层。
采用各种物质,在铝面上实施化学转换处理,对其效果进行研究发现,在上述耐酸性覆膜形成物质中采用由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸三种成分构成的磷酸铬酸盐光泽处理较好。
另外,至少在含有苯酚树脂的树脂成分中有含有钼、钛、锆石等金属或金属盐的化学转换处理剂较好。
当外装体为袋型时,铝的化学转换处理仅在热封层侧的一侧或基材层侧和热封层侧的两面的任一面均可。当电池的外装体为压花型时,通过在铝的两面实施化学转换处理,可防止压花成形时在铝和基材层之间分层。
本发明的电池用包装材料中,作为利用夹层层压法或共挤压层压法叠层阻挡层和密封层时的粘接树脂层,较好的是采用酸改性聚乙烯。酸改性聚乙烯是接枝不饱和羧酸聚合的聚乙烯,与阻挡层的化学转换处理层的面和密封层的层压面树脂均有良好的粘接性。
本发明的电池用包装材料中的密封层如上所述,是由金属茂类PE树脂构成的单层,或是由混合了金属茂类PE的树脂构成的单层,或者由至少含有上述单层的多层构成。
在本发明电池用包装材料中,为了提高制膜性、叠层化加工、最终制品二次加工(袋型化、压花成形)的适应性及稳定化,也可在形成外装体的叠层体中的上述各层适当地进行电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等表面活性化处理。
实施例
A.本发明的第一种形式
基于本发明第一种形式的电池用包装材料,通过实施例进一步具体说明。
共同条件A
实施例A与比较例A的共同条件如下:
(1)外装体
在以下的实施例A与比较例A中,作为袋型外装体,尺寸为宽30mm、长50mm(均为内面尺寸)。另外,为压花型外装体时,均为单面压花型,将成形模的凹部(型腔)冲压成形为30mm×50mm、深3.5mm的形状,然后评价成形性。
(2)密封层的总厚度
都为30μm。
(3)化学转换处理
在外装体的阻挡层实施化学转换处理时,实施例A与比较例A均以由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸构成的水溶液为处理液,用滚动涂敷法涂敷,并在180℃以上的覆膜温度下烧结。铬的涂敷量为2mg/m2(干燥重量)。
(4)导线及导线用膜
实施例A与比较例A的导线均为厚100μm、宽6mm、长25mm。作为导线用膜均是将30μm的酸改性聚丙烯膜卷绕在导线的规定位置后,将电池本体插入各自的外装体。
(5)热封条件
热封的条件为190℃、1Mpa、3sec。
但,只在评价短路时的热封条件为190℃、2Mpa、5sec。
实施例A1
在20μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚12μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体作为外装体形成枕形袋。
密封层为低流动性PP<6>/高流动性PP(内面侧)<4>的2层,各PP如下。<>内数值表示共挤压多层的层厚比,以下的实施例A、比较例A也一样。
低流动性PP,MI0.59/10min,熔点147℃
高流动性PP,MI20g/10min,MP160℃
将电池本体插入到上述外装体内,通过热封密封做成检测样品实施例A1。
实施例A2
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为低流动性PP<9>/高流动性PP(内面侧)<1>的2层,各PP如下。
低流动性PP,MI3g/10min,熔点147℃
高流动性PP,MI7g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例A2。
实施例A3
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP①<1>/低流动性PP<8>/高流动性PP(内面侧)②<1>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI10g/10min,熔点147℃
低流动性PP,MI1g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI10g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例A3。
实施例A4
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP①<1>/低流动性PP<6>/高流动性PP(内面侧)②<3>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI20g/10min,熔点147℃
低流动性PP,MI3g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI8,MP147
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例A4。
比较例A1
在20μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚12μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体作为外装体形成枕形袋。
密封层为低流动性PP<2>/高流动性PP(内面侧)<8>的2层,各PP如下。
低流动性PP,MI3g/10min,熔点147℃
高流动性PP,MI7g/10min,熔点147℃
将电池本体插入到上述外装体内,通过热封密封做成检测样品比较例A1。
比较例A2
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP单层。
高流动性PP,MI20g/10min,熔点160℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品比较例A2。
比较例A3
在40μm的铝面上不实施化学转换处理,在一个铝面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在另一个铝面上用干层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP①<1>/低流动性PP<8>/高流动性PP(内面侧)②<1>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI10g/10min,熔点147℃
低流动性PP,MI1g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI10,MP147
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品比较例A3。
评价方法A
(1)导线与外装体阻挡层短路的有无
裁开导线部的热封部,通过截面照片确认导线部和外装体的短路状态,对有短路可能的导线和外装体的阻挡层,用万用表确认接触与否,通过截面照片,在导线和外装体的阻挡层之间看不到覆膜的为短路前,其中用万用表确认为短路的检测样品记为短路数。
(2)绝缘性
各检测样品形成一端开口状态的外装体,从该开口部注入电解液,通过该电解液中和外装体的阻挡层(使阻挡层露到外装体外面接触电极)处的电阻值来确认绝缘性。电阻值无限大(∞)的话,为不存在根裂引起的裂缝。
内容物:3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6。
(3)泄漏和分层的确认
将热封品在80℃下保存24小时,确认内容物从导线部的泄漏和内容物侧的叠层体的分层。
内容物:3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6。
(4)热封部的剩余厚度
在热封部的截面上,设热封前的密封层(2层)的厚度为100,热封后的上下阻挡层间的密封层的厚度为剩余厚度(剩余率)。
结果A
实施例A
实施例A1~实施例A4在导线部均没有短路,也没有根裂及内容物的泄漏。另外,也没有叠层体的分层。还有,热封部的剩余厚度如下:
实施例A1 50
实施例A2 45
实施例A3 60
实施例A4 45
比较例A
在比较例A1中,虽然没看到短路、分层,但作为绝缘性,有0.1MΩ,在截面照片中也确认到存在裂缝。只是没看到分层。
在比较例A2中,看到了短路,且作为绝缘性,有0.1MΩ,在截面照片中也确认到存在裂缝。只是没看到分层。
在比较例A3中,没有短路,绝缘性也是电阻值无限大(∞),没看到存在裂缝但产生了分层。另外剩余厚度如下:
比较例A1 40
比较例A2 30
比较例A3 60
效果A
从以上结果可知,通过使本发明电池用包装材料的密封层至少由在热封下的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层,将电池本体收纳到外装体的袋中或压花成形部热封其周缘而密封时,已交联的密封层由于具有绝缘层的功能,因此不用担心外装体的阻挡层和导线的接触(短路),且在热封部附近没有根裂发生,形成稳定的电池用包装材料。另外,通过将密封层用干层压法粘合,由于能防止电池的电解质与水分反应所产生的氟化氢腐蚀铝面,因此可做成能防止铝与内容物侧层的分层的外装体。
B.本发明的第二种形式
基于本发明第二种形式的电池用包装材料,通过实施例进一步具体说明。
共同条件B
实施例B与比较例B的共同条件如下:
(1)外装体
在以下的实施例B与比较例B中,作为袋型外装体,尺寸为宽30mm、长50mm(均为内面尺寸)。另外,为压花型外装体时,均为单面压花型,将成形模的凹部(型腔)冲压成形为30mm×50mm、深3.5mm的形状,然后评价成形性。
(2)密封层的总厚度
都为30μm。
(3)化学转换处理
在外装体的阻挡层实施化学转换处理时,实施例B与比较例B均以由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸构成的水溶液为处理液,用滚动涂敷法涂敷,并在180℃以上的覆膜温度下烧结。铬的涂敷量为2mg/m2(干燥重量)。
(4)导线及导线用膜
实施例B与比较例B的导线均为厚100μm、宽6mm、长25mm。作为导线用膜均是将30μm的酸改性聚丙烯膜卷绕在导线的规定位置后,将电池本体插入各自的外装体。
(5)热封条件
热封的条件为190℃、1MPa、3sec。
但,只在评价短路时的热封条件为190℃、2MPa、5sec。
实施例B1
在20μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚12μm),接着,加热化学转换处理过的铝的另一个面,直到温度达到成为粘接树脂层的酸改性聚丙烯(以下称为PPa)的软化点以上,挤压Ppa,用夹层层压法粘合成为密封层的多层膜,采用由此所得到的叠层体作为外装体形成枕形袋。
密封层为低流动性PP<6>/高流动性PP(内面侧)<4>的2层,各PP如下。<>内数值表示共挤压多层的层厚比,以下的实施例B、比较例B也一样。
低流动性PP,MI0.5/10min,熔点160℃
高流动性PP,MI30g/10min,熔点160℃
将电池本体插入到上述外装体内,通过热封密封做成检测样品实施例B1。
实施例B2
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上涂敷酸改性聚丙烯的乳剂并干燥,并且在180℃的温度下烧结后,在该烧结层的面上用热层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为低流动性PP<9>/高流动性PP(内面侧)<1>的2层,各PP如下。
低流动性PP,MI3g/10min,熔点147℃
高流动性PP,MI7g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例B2。
实施例B3
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上,以酸改性聚丙烯为粘接树脂,用夹层层压法粘合密封层。将所获得的叠层体加热到酸改性聚丙烯软化点的温度以上后,将该叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP①<1>/低流动性PP<8>/高流动性PP(内面侧)②<1>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI10g/10min,熔点147℃
低流动性PP,MI1g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI10g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例B3。
实施例B4
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上,以酸改性聚丙烯为粘接树脂,用共挤压层压法粘合密封层。将所获得的叠层体加热到酸改性聚丙烯软化点温度以上后,将该叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP①<1>/低流动性PP<6>/高流动性PP(内面侧)②<3>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI20g/10min,熔点160℃
低流动性PP,MI3g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI8g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品实施例B4。
比较例B1
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上涂敷酸改性聚丙烯的乳剂并干燥,并且在180℃的温度下烧结后,在该烧结层的面上用热层压法粘合密封层。用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为低流动性PP<2>/高流动性PP(内面侧)<8>的2层,各PP如下。
低流动性PP,MI3g/10min,熔点147℃
高流动性PP,MI7g/10min,熔点147℃
将电池本体插入到上述外装体内,通过热封密封做成检测样品比较例B1。
比较例B2
在40μm的铝的两面实施化学转换处理,在化学转换处理过的一个面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一个面上,以酸改性聚丙烯为粘接树脂,用夹层层压法粘合密封层。将所获得的叠层体加热到酸改性聚丙烯软化点温度以上后,将该叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层为高流动性PP单层。
高流动性PP,MI20g/10min,熔点160℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品比较例B2。
比较例B3
在40μm的铝的两面不实施化学转换处理,在一个铝面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在铝的另一个面上,以酸改性聚丙烯为粘接树脂,用共挤压层压法粘合密封层。将所得到的叠层体加热到聚丙烯的软化点以上的温度后,将该叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到压花型外装体。
密封层可为高流动性PP单层,也可为高流动性PP①<1>/低流动性PP<8>/高流动性PP(内面侧)②<1>的3层,各PP如下。
高流动性PP①,MI10g/10min,熔点147℃
低流动性PP,MI1g/10min,熔点160℃
高流动性PP②,MI10g/10min,熔点147℃
将电池本体载置到上述外装体的托盘内,被覆盖体,热封托盘的周缘而密封做成检测样品比较例B3。
评价方法B
(1)导线与外装体阻挡层短路的有无
裁开导线部的热封部,通过截面照片确认导线部和外装体的短路状态,对有短路可能的导线和外装体的阻挡层,用万用表确认接触与否,通过截面照片,在导线和外装体的阻挡层之间看不到覆膜的为短路前,其中用万用表确认为短路的检测样品记为短路数。
(2)绝缘性
各检测样品形成一端开口状态的外装体,从该开口部注入电解液,通过该电解液中和外装体的阻挡层(使阻挡层露到外装体外面接触电极)处的电阻值来确认绝缘性。电阻值无限大(∞)的话,为不存在根裂引起的裂缝。
内容物:3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6。
(3)泄漏和分层的确认
将热封品在80℃下保存24小时,确认内容物从导线部的泄漏和内容物侧的叠层体的分层。
内容物:3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6。
(4)热封部的剩余厚度
在热封部的截面上,设热封前的密封层(2层)的厚度为100,热封后的上下阻挡层间的密封层的厚度为剩余厚度(剩余率)。
结果B
实施例B1~实施例B4在导线部均没有短路,也没有根裂及内容物的泄漏。另外,也没有叠层体的分层。还有,热封部的剩余厚度如下:
实施例B1 52
实施例B2 45
实施例B3 60
实施例B4 45
在比较例B1中,虽然没看到短路、分层,但作为绝缘性,有0.1MΩ,在截面照片中也确认到存在裂缝。在比较例B2中,看到了短路且作为绝缘性,有0.1MΩ,在截面照片中也确认到存在裂缝。只是没看到分层。在比较例B3中,没有短路,绝缘性也是电阻值无限大(∞),没看到存在裂缝但产生了分层。剩余厚度如下:
比较例B1 40
比较例B2 30
比较例B3 60
效果B
从以上结果可知,基于本发明第二种形式的电池用包装材料的、插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的叠层体,至少密封层由在热封下的热量和加压下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层,将电池本体收纳到外装体的袋中或压花成形部,热封其周缘而密封时,由于低流动性聚丙烯层具有绝缘层的功能,因此不用担心外装体的阻挡层和导线的接触(短路),且形成在热封部附近没有根裂的电池用包装材料。
另外,通过用介有粘接树脂层的夹层层压法或共挤压层压法形成密封层,能够防止因在叠层体形成时加热或在叠层体形成后加热,电池的电解质与水分反应所产生的氟化氢腐蚀铝面,因此可做成能防止铝与内容物侧层分层的外装体。
C.本发明的第三种形式
基于本发明第三种形式的电池用包装材料,通过实施例进一步具体说明。
共同条件C
(1)电池用包装材料的构成
实施例C与比较例C的袋型、压花型的基本构成均为如下构成,粘接树脂层的组成、层压方法等均记载在实施例C、比较例C的各不同条件中。
袋型
PET12/DL3/ALM20/化学转换处理/粘接树脂层15/密封层30
压花型
ON25μm/DL3μm/化学转换处理/ALM40μm/化学转换处理/粘接树脂层15μm/密封层:30μm
(缩写PET:2轴拉伸的聚酯膜,ON:2轴拉伸的尼龙膜,ALM:铝,DL:干层压,ALM:铝)
酸改性聚丙烯为不饱和羧酸接枝无规丙烯,密封层均为由无规聚丙烯树脂构成的膜或挤压层。实施例C及比较例C中说明的以粘接树脂为混合树脂时的混合比例是重量比例。
(2)化学转换处理
在外装体的阻挡层上实施化学转换处理时,实施例C与比较例C均以由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸构成的水溶液为处理液,用滚动涂敷法涂敷,并在180℃以上的覆膜温度下烧结。铬的涂敷量为1mg/m2(干燥重量)。
(3)外装体的种类
袋型时,以具有宽30mm、长50mm(均为内面尺寸)的枕型袋为评价对象,压花型时,均为单面压花型,将成形模的凹部(型腔)冲压成形为30mm×50mm、深3.5mm的形状,然后评价其成形性。还有,在压花型的例中均采用已压花的叠层体的未成形部分做盖体。
(4)热封条件
190℃、1.0Mpa、3sec。
实施例C1
在20μm的铝的一面实施化学转换处理,在未实施化学转换处理的面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚12μm),接着,将化学转换处理过的铝面用远红外线和热风加热到作为粘接树脂的聚丙烯类树脂的软化点温度以上,并在此状态下,挤压后述的15μm的粘接树脂,用夹层层压法层压已成为密封层的30μm的聚丙烯膜做成叠层体。
粘接树脂是MI26g/10分的聚丙烯60份和MI1.0g/10分的酸改性聚丙烯40份的混合树脂,混合树脂的MI是5g/10分。用所得到的叠层体形成袋型外装体。
实施例C2
在20μm的铝的一面实施化学转换处理,在未实施化学转换处理的面上用干层压法粘合拉伸的聚酯膜(厚12μm),接着,在化学转换处理过的铝面上,用共挤压层压法层压成为后述的粘接树脂(15μm)和密封层的聚丙烯树脂(30μm)后,将所得到的叠层体加热到粘接树脂的软化点的温度以上。
粘接树脂,由高MI的酸改性聚丙烯90份和低密度聚乙烯10份混合而成,作为粘接树脂的MI为18g/10分。
用所得到的叠层体形成袋型外装体。
实施例C3
在40μm的铝的两面上实施化学转换处理,在化学转换处理过的一面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,将化学转换处理过的铝的另一面用远红外线和热风加热到作为粘接树脂的聚丙烯类树脂的软化点温度以上,并在此状态下,挤压后述的15μm的粘接树脂,用夹层层压法层压已成为密封层的30μm的聚丙烯膜做成叠层体。
粘接树脂是MI26g/10分的聚丙烯74份和MI1.0g/10分的酸改性聚丙烯26份的混合树脂,混合树脂的MI是5g/10分。
用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖材料得到压花型外装体。
实施例C4
在40μm的铝的两面上实施化学转换处理,在化学转换处理过的一面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一面上,挤压后述的15μm的粘接树脂,用夹层层压法层压作为密封层的30μm的聚丙烯膜后,将所得到的叠层体加热到粘接树脂的软化点的温度以上。
粘接树脂由酸改性聚丙烯80份、LDPE10份、丁二烯10份、丁二烯10份混合而成,粘接树脂的MI为9g/10分。
用所得到的叠层体通过压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖材料得到压花型外装体。
实施例C5
在40μm的铝的两面上实施化学转换处理,在化学转换处理过的一面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,将化学转换处理过的另一面用远红外线和热风加热到作为粘接树脂的聚丙烯类树脂的软化点温度以上,并在此状态下,将后述的15μm的粘接树脂和已成为密封层的30μm的聚丙烯树脂进行共挤压层压。
粘接树脂由酸改性聚丙烯80份、LDPE10份、丁二烯5份、乙烯与丙烯的共聚物5份混合而成,混合树脂的MI是12g/10分。将所得到的叠层体压花成形为托盘,以不成形的叠层体为盖材料得到外装体。
比较例C1
在40μm的铝的两面上实施化学转换处理,在实施化学转换处理的一面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,将化学转换处理过的铝的另一面用远红外线和热风加热到作为粘接树脂的聚丙烯类树脂的软化点温度以上,并在此状态下,挤压后述的15μm的粘接树脂,夹层层压已成为密封层的30μm的聚丙烯膜。
粘接树脂为MI0.1g/10分的酸改性聚丙烯。
将所得到的叠层体压花成形为托盘,以不成形的叠层体为盖材料得到外装体。
比较例C2
在40μm的铝的两面上实施化学转换处理,在实施化学转换处理的一面上用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在化学转换处理过的铝的另一面上挤压后述的15μm的粘接树脂,夹层层压作为密封层的30μm的聚丙烯膜后,将其加热到粘接树脂的软化点温度以上。
粘接树脂由酸改性聚丙烯90份和LDPE10份混合而成,作为粘接树脂的MI为25。
用所得到的叠层体压花成形形成托盘,以不成形的叠层体为盖材料得到外装体。
比较例C3
在未实施化学转换处理的40μm的铝的一面上,用干层压法粘合拉伸的尼龙膜(厚25μm),接着,在铝的另一面上,以后述的树脂为15μm的粘接树脂,夹层层压作为密封层的30μm的聚丙烯膜后,将其加热到粘接树脂的软化点温度以上。
粘接树脂由酸改性聚丙烯80份、LDPE10份、丁二烯10份混合而成,作为粘接树脂的MI为9g/10分。
用所得到的叠层体压花成形形成托盘,以不成形的叠层体为盖材料得到外装体。
评价项目C
1)封口部根裂
将电池本体收纳到外装体内,密封封口后,用显微镜观察在封口部及与封口部连续的非封口部的截面,确认在粘接树脂层部分是否发生根裂。
2)热熔敷层(粘接树脂层和密封层)的厚度剩余率
测定热封后的热熔敷层的厚度,算出相对于热封前的热熔敷层的总厚度的比例。
3)分层
填充3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6,在85℃的温度下保持7天后,目视确认ALM和粘接树脂层间的分层。
结果C
实施例C
在实施例C1~C5中,没有封口部的根裂,也没有ALM和粘接树脂层间的分层(检测样品各100)
另外,热熔敷层的厚度剩余率如下:
实施例C1 60%
实施例C2 32%
实施例C3 70%
实施例C4 60%
实施例C5 55%
比较例C
比较例C1中虽然没有封口部的根裂、也没有铝和粘接树脂层间的分层(检测样品各100),但在压花成形中,100个检测样品中有25个产生了ALM的裂缝。
比较例C2,由于热封,热熔敷层变薄,100个检测样品中有3个产生了根裂。没有ALM和粘接树脂层间的分层。
比较例C3,虽然没有根裂,但100个检测样品中有54个在ALM与粘接树脂层之间发生了分层。另外,比较例C中的热熔敷层的厚度剩余率如下:
比较例C1 75%
比较例C2 22%
比较例C3 60%
效果C
由于使插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料至少是由基材层、粘接层、铝、化学转换处理层、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层所构成的叠层体,粘接树脂层为熔融指数在5~20g/10分的范围内的树脂,能有效的防止阻挡层和导线间的短路。而且能够防止在封口部的内缘附近生成滞留树脂和在该滞留树脂的端部产生根裂。
D.本发明的第四种形式
基于本发明第四种形式的电池用包装材料,用实施例进一步具体说明。
共同条件D
实施例D及比较例D中共同条件如下。
(1)外装体
均为压花型,结构为拉伸的尼龙25μm/粘接层(1)/化学转换处理层/ALM40μm/化学转换处理层/粘接层(2)/密封层30μm。实施例D、比较例D中用到的叠层体的制造方法如果没有特别记载,按如下叠层。
在铝(厚40μm)的两面上设置铬酸盐光泽处理的化学转换处理层,在其中的一个面上干层压拉伸的尼龙膜(厚25μm)形成粘接层(1),在另一个面上用不同的方法形成粘接层(2),层压密封层(厚30μm)做成叠层体。
另外,实施例D、比较例D均以由苯酚树脂、氟化铬(3)化合物、磷酸构成的水溶液为上述铬酸盐光泽处理的处理液,用滚动涂敷法涂敷,并在180℃以上的覆膜温度下烧结。铬的涂敷量为2mg/m2(干燥重量)。
然后,将所获得的叠层体压花成形形成托盘。以不成形的叠层体为盖体得到外装体。
(2)外装体的类型
均为单面压花型,上述托盘的压花成形模,其凹部(型腔)的形状为30mm×50mm,成形深度通过凸部的压入量以0.5mm的刻度进行调整。
(3)简称
以下的说明中用到的简称如下:
主要树脂
ON:拉伸的尼龙膜
ALM:铝箔
LL:密度为0.925的一般线状低密度聚乙烯
MLL1:密度为0.92的金属茂类LLDPE
MLL2:密度为0.90的金属茂类LLDPE
MD:密度为0.93的中密度聚乙烯
LD:密度为0.90的低密度聚乙烯
PEa:酸改性聚乙烯
PEaH:酸改性聚乙烯乳剂
实施例D1
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上干层压作为密封层的膜做成实施例D1的叠层体。
作为密封层的膜是层压侧为LL(厚25μm)和内面侧为MLL1(厚5μm)的2层结构。
实施例D2
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上干层压作为密封层的膜做成实施例D2的叠层体。
作为密封层的膜是MLL1(厚30μm)的单层。
实施例D3
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上挤压作为粘接树脂的15μm的PEa,夹层层压30μm的密封层膜,将所得到的叠层体加热到PEa的软化点温度以上,做成实施例D3的叠层体。
作为密封层的膜是层压侧为LL(厚25μm)和内面侧为MLL1(厚5μm)的2层结构。
实施例D4
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),将ALM的另一个化学转换处理面加热到PEa的软化点温度以上,挤压作为粘接树脂的15μm的PEa,夹层层压30μm的密封层膜,做成实施例D4的叠层体。
作为密封层的膜是层压侧为MD(厚10μm)和内面侧为MLL2和MD的混合树脂(厚20μm)(混合比为重量比,MLL2∶MD=9∶1)的2层结构。
实施例D5
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),将ALM的另一个化学转换处理面加热到PEa的软化点温度以上,挤压作为粘接树脂的15μm的PEa,夹层层压30μm的密封层膜,做成实施例D5的叠层体。
作为密封层的膜是MLL1(厚30μm)的单层。
实施例D6
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上共挤压层压作为粘接树脂的PEa(15μm)和密封层膜(30μm),将所得到的叠层体加热到PEa的软化点温度以上,做成实施例D6的叠层体。
密封层树脂是MLL1和LD的混合树脂(混合比为重量比,MLL1∶LD=7∶3)
实施例D7
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上挤压粘接树脂的PEa,接着挤压密封层树脂(30μm),将所得到的叠层体加热到PEa的软化点温度以上,做成实施例D7的叠层体。
密封层树脂是MLL1和LD的混合树脂(混合比为重量比,MLL1∶LD=7∶3)
实施例D8
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上挤压粘接树脂的PEa后,将所得到的中间叠层体加热到PEa的软化点温度以上,挤压密封层树脂(30μm),做成实施例D8的叠层体。
密封层树脂是MLL1和LL的混合树脂(混合比为重量比,MLL1∶LL=8∶2)
实施例D9
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上用滚动涂敷法涂敷干燥PEa,并加热烧结,在该烧结层上热层压作为密封层的膜,做成实施例D9的叠层体。
作为密封层的膜为MLL1(厚30μm)。
比较例D1
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上干层压作为密封层的膜做成比较例D1的叠层体。
作为密封层的膜是LL(厚30μm)的单层。
比较例D2
在ALM(厚40μm)的两面上不实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个面上干层压作为密封层的膜做成比较例D2的叠层体。
作为密封层的膜是MLL1(厚30μm)的单层。
比较例D3
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上挤压作为粘接树脂的15μm的PEa,夹层层压30μm的密封层膜,将所得到的叠层体加热到PEa的软化点温度以上,做成比较例D3的叠层体。
作为密封层的膜为LL(厚30μm)。
比较例D4
在ALM(厚40μm)的两面上不实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个面上挤压作为粘接树脂的15μm厚的PEa,夹层层压30μm的密封层膜,将所获得的叠层体加热到PEa的软化点温度以上,做成比较例D4的叠层体。
作为密封层的膜是层压侧为LL(厚25μm)和内面侧为MLL1(厚5μm)的2层结构。
比较例D5
在ALM(厚40μm)的两面上实施化学转换处理,在一个面上干层压ON(厚25μm),在ALM的另一个化学转换处理面上用滚动涂敷法涂敷干燥PEa,并加热烧结,在该烧结层上热层压作为密封层的膜,做成比较例D5的叠层体。
作为密封层的膜为LL(厚30μm)。
评价方法D
(1)分层的确认
向用不同的叠层体所形成的外装体内填充电解液后,通过干层压法获得的叠层体在60℃下保存24小时,通过粘接树脂的挤压层压法获得的叠层体在85℃下保存24小时,分别确认保存时的铝(化学转换处理层)和粘接层分层的有无。
电解液:3g由碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯(容积比1∶1∶1)的混合液所形成的电解液1MLiPF6。
(2)成形性
实施例D及比较例D均成形50个,记录能获得稳定的不发生针孔、褶皱、乳化的托盘的成形压入量(mm)。
(3)封口强度
在190℃、1MPa、3.0秒的条件下密封封口后,测定封口部的剥离强度。单位:N/15mm。
结果D
实施例D
实施例D1~D9均不发生分层,也没有针孔、褶皱等产生,成形性良好。热封部的封口也呈现出稳定的强度。另外,实施例D中的成形性、封口强度如下。
成形深度 封口强度
实施例D1 5.0 12
实施例D2 5.5 12
实施例D3 4.5 13
实施例D4 4.0 11
实施例D5 5.0 13
实施例D6 4.5 11
实施例D7 4.5 11
实施例D8 5.0 12
实施例D9 5.0 12
比较例D
比较例D1中,没发生分层,成形性也良好,但封口强度低。
实施例D2及实施例D4中,成形性、封口强度均没问题,但发生了分层。
实施例D3及实施例D5中,没发生分层,成形性也良好,但封口强度低。
另外,比较例D中的成形性、封口强度如下。
成形深度 封口强度
比较例D1 4.5 9
比较例D2 5.5 12
比较例D3 4.0 9
比较例D4 4.5 13
比较例D5 5.0 8
效果D
电池用包装材料中,通过使至少密封层或其最内层为金属茂类LLDPE树脂或为混合了金属茂类LLDPE的树脂,与一般的LLDPE相比,成形中的成形性提高,能够防止产生褶皱、针孔。而且,封口强度上与一般的LLDPE相比,能获得大的封口强度。另外,通过在外装体的铝的两面实施化学转换处理,能够防止压花成形时、及热封时在基材层和铝之间产生分层,还能够防止在用干层压法、热层压法、夹层层压法、或共挤压层压法形成密封层时,由于叠层体形成时的加热或叠层体形成后的加热,电池的电解质与水分反应产生的氟化氢腐蚀铝面,并由此防止铝和内容物侧的层之间的分层。
Claims (29)
1.一种电池用包装材料,其特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、干层压层、密封层所构成的叠层体,
至少密封层由在热封的热量、压力下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层。
2.依据权利要求1中所记载的电池用包装材料,其特征是,阻挡层至少在其干层压层一侧设有化学转换处理层。
3.依据权利要求1或2中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由低流动性聚丙烯层和高流动性聚丙烯层2层构成、并以高流动性聚丙烯层为最内层。
4.依据权利要求1或2中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由高流动性聚丙烯层、低流动性聚丙烯层、高流动性聚丙烯层3层构成。
5.依据权利要求1~4任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,使导线用膜介于电池的外装体和电池本体的导线部之间。
6.一种电池用包装材料,其特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、阻挡层、粘接树脂层、密封层所构成的叠层体,
至少密封层由在热封的热量、压力下不易破碎的低流动性聚丙烯层和易破碎的高流动性聚丙烯层构成,且最内层为高流动性聚丙烯层。
7.依据权利要求6中所记载的电池用包装材料,其特征是,阻挡层至少在其粘接树脂层一侧设有化学转换处理层。
8.依据权利要求6或7中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由低流动性聚丙烯层和高流动性聚丙烯层2层构成,并以高流动性聚丙烯层为最内层。
9.依据权利要求6或7中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由高流动性聚丙烯层、低流动性聚丙烯层、高流动性聚丙烯层3层构成。
10.依据权利要求6~9任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层是酸改性聚烯烃的乳剂烧结层,密封层通过热层压法被粘接到该烧结层上。
11.依据权利要求6~10任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层是酸改性聚丙烯,用夹层层压法叠层已预先制膜的密封层。
12.依据权利要求6~10任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层是酸改性聚丙烯,用共挤压层压法叠层密封层和粘接树脂层。
13.依据权利要求6~12任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,使粘接性膜介于电池的外装体和电池本体的导线部之间。
14.一种电池用包装材料,其特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层、铝、化学转换处理层、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层所构成的叠层体,
粘接树脂层由熔融指数在5~20g/10分范围内的树脂形成。
15.依据权利要求14中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层由聚丙烯类树脂构成。
16.依据权利要求14或15中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层由酸改性聚丙烯构成。
17.依据权利要求14中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层由向酸改性聚丙烯树脂中至少添加了下述物质中的一种成分的树脂构成:低密度聚乙烯树脂、密度为900kg/m3的低结晶乙烯与丁烯与丙烯的共聚物、非晶性乙烯与丙烯的共聚物、丙烯-α·烯烃共聚物、橡胶类成分。
18.依据权利要求14中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接树脂层由混合了熔融指数不同的至少2种聚丙烯类树脂的树脂形成。
19.依据权利要求18中所记载的电池用包装材料,其特征是,形成粘接树脂层的至少2种聚丙烯类树脂的至少其中一种是酸改性聚丙烯树脂。
20.依据权利要求14~19任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,上述叠层体至少由基材层、粘接层、化学转换处理层(1)铝、化学转换处理层(2)、粘接树脂层、聚丙烯树脂类密封层构成。
21.一种电池,其特征是,电池本体被收藏到由权利要求14~20的任意一项中所记载的电池用包装材料所形成的外装体内而被密封。
22.一种电池用包装材料,其特征是,插入电池本体、通过热封周缘部而形成密封的电池外装体的包装材料是至少由基材层、粘接层1、阻挡层、粘接层2、密封层所构成的叠层体,
密封层由至少一层以上的含有金属茂类的线状低密度聚乙烯的树脂层叠层而成。
23.依据权利要求22中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由金属茂类线状低密度聚乙烯树脂形成。
24.依据权利要求22中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由含有10%以上的金属茂类线状低密度聚乙烯树脂的聚乙烯类树脂形成。
25.依据权利要求22中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由多层构成,其中至少含有由金属茂类线状低密度聚乙烯树脂构成的层。
26.依据权利要求22中所记载的电池用包装材料,其特征是,密封层由含有聚乙烯类树脂层的多层构成,其中,聚乙烯类树脂层含有10%以上的金属茂类线状低密度聚乙烯。
27.依据权利要求22~26任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接层2由干层压法形成。
28.依据权利要求22~27任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接层2是酸改性聚烯烃的涂敷烧结层。
29.依据权利要求22~27任意一项中所记载的电池用包装材料,其特征是,粘接层2是酸改性聚烯烃的挤压层。
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