CN204706589U - 电化学装置用外装材料及电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种电化学装置用外装材料，其包含：外侧层(10)、作为内侧层的热可塑性树脂未延伸薄膜层(3)、以及配设于所述外侧层(10)与所述内侧层(3)间的金属箔层(4)，其中，所述外侧层(10)包含：该耐热性树脂薄膜层(2)、层叠于该耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的蒸镀层(7)。通过这样的结构，可达到充分的轻量化，能抑制外部来的水分侵入，同时能防止电解液的扩散。

Description

电化学装置用外装材料及电化学装置
技术领域
本实用新型涉及一种薄且轻量的外装材料及由该外装材料所外装的电化学装置，该外装材料用于智能手机、平板计算机等的携带设备所使用的电池、电容器、或用于混合动力车辆、电动车、风力发电、太阳能发电、夜间用电的蓄电用所使用的电池或电容器等的电化学装置。
并且，在该说明书中，“外侧层”并非表示其为外装材料的最外层，而是指配置于比金属箔层更外侧。
此外，在本说明书中，“铝”的含义是包含铝及其合金的含义。
背景技术
伴随着智能手机、平板计算机终端等的移动电子设备的薄型化、轻量化，作为搭载于它们中的锂离子电池、锂聚合物电池、锂离子电容器、双电层电容器等的电化学装置的外装材料，目前正致力于使用将铝箔的两面与塑料薄膜贴合而成的层压外装材料以取代传统的金属罐，并实现轻量化的目的。此外，使用上述构成的层压外装材料所包装的电动车等的电池、蓄电用途的大型电源、电容器等，其应用亦有所增加。
作为上述层压外装材料，一般构成为，成为屏蔽层的铝箔的一侧面与耐热性的延伸薄膜贴合，同时在铝箔的另一侧面上贴合可热封的热粘着性无延伸薄膜，通过这样的结构，即使总厚度100μm左右的外装材料，也具有可防止水分或各种气体侵入内部以及防止电解液的泄漏的功能(参照专利文献1)。并且，专利文献1的实施例1的外装材料的厚度约98μm，实施例2的外装材料的厚度约103μm。
专利文献1：日本特开2002－25511号公报
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题
然而，上述移动电子设备等，近年朝向更薄型化、轻量化前进，作为其中所搭载的电化学装置，也被要求更薄型化、轻量化，据此，电化学装置用的外装材料的薄膜化、轻量化也正为此目的而被开发中。并且，现在已使用不能产生针孔的大于等于30μm的铝箔，构成外装材料。并且，已知在小于30μm的铝箔中会有产生针孔的可能性，厚度越薄，针孔数会越增加。在存在针孔的情况下，铝箔将无法发挥作为屏蔽层的功能，从而就不能防止外部的水分侵入，且也会发生无法防止电解液的扩散、泄露等问题。并且，在铝箔的厚度为大于等于30μm的情况下，将使外装材料的总厚度至少为大于等于80μm，从而难以实现更进一步薄膜化、轻量化。
因此，即使在作为约30mA～500mA左右的小容量的锂离子电池等的小型电化学装置用的外装材料来使用的情况下，实际上也使用与超过500mA容量的大锂离子电池等的大型电化学装置用的外装材料相同的规格，特别是30mA～500mA容量的小型电化学装置用的外装材料的薄膜化、轻量化已成为很大的一个问题。
本实用新型是鉴于所述的技术背景所做的实用新型，其目的在于，提供一种电化学装置用外装材料，其可充分的轻量化，并能抑制水分由外部入侵，同时能防止电解液的扩散。
用于解决问题的技术方案
为达成所述目的，本实用新型提供以下的技术方案。
[1]一种电化学装置用外装材料，包含：外侧层、作为内侧层的热可塑性树脂未延伸薄膜层、以及配设于所述外侧层与所述内侧层间的金属箔层，其特征在于，
所述外侧层包含：耐热性树脂薄膜层、以及层叠于该耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的蒸镀层。
[2]根据前项1所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述金属箔层的厚度为大于等于5μm小于30μm。
[3]根据前项1所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述金属箔层的厚度为大于等于5μm小于20μm。
[4]根据前项1～3中任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述蒸镀层的厚度为为
[5]根据前项1所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述金属箔层的厚度为5μm～18μm，且所述蒸镀层的厚度为
[6]根据前项1～5中任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述蒸镀层由选自金属、金属氧化物及氟化物所成群中至少一种材料所蒸镀而形成。
[7]根据前项1～6中任一项所记载的电化学装置用外装材料，其特征在于，在所述外侧层的外侧进一步层叠第2外侧层，并且
所述第2层外侧层包含：第2耐热性树脂薄膜层、以及层叠于该第2耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的第2蒸镀层。
[8]根据前项1～7中任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，所述外装材料的厚度为30μm～80μm。
[9]一种电化学装置，其特征为在于，具备：
电化学装置主体部；以及
前项1～8中任一项所记载的电化学装置用外装材料，
所述电化学装置主体部以所述外装材料进行外装。
实用新型效果
在[1]的实用新型中，因其为包含外侧层、耐热性树脂薄膜层，及层叠于该耐热层的内表面或/及外表面的蒸镀层的结构，所以通过该蒸镀层，能抑制水分由外部入侵，同时能抑制电解液向外部扩散、泄露。这样通过蒸镀层的存在，可达成上述各效果的提高，并且，即使将金属箔层的厚度设计成更薄(例如大于等于5μm小于30μm)使其轻量化，也能作为外装材料而抑制水分由外部入侵并同时防止电解液的扩散。从而，根据本实用新型，可实现充分的薄膜化、轻量化，且确保优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。使用这样的薄膜化、轻量化的本实用新型的外装材料所外装的电化学装置，能提高电化学装置的重量能量密度及体积能量密度。并且，在本实用新型中，因为蒸镀层相对于金属薄层为配置在外侧，所以与蒸镀层配置在相对于金属箔层的内侧的结构(与本实用新型不同的结构)相比较，具有能充分提升抑制水分由外部入侵的水分屏蔽性的优点。即，在为实现充分轻量化而将金属箔层的厚度设定在小于30μm的情况下，虽有在金属箔中产生针孔的可能性，但本实用新型中，因为在相对于该金属箔层的外侧上配置蒸镀层，所以可更进一步得到可靠地抑制水分由外部入侵等有利的效果。
在[2]的实用新型中，因金属箔层的厚度为大于等于5μm小于30μm，所以能确保其优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性，同时更进一步实现薄膜化、轻量化。
在[3]的实用新型中，因金属箔层的厚度为大于等于5μm小于20μm，所以能确保其优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性，同时能更进一步实现薄膜化、轻量化。
在[4]的实用新型中，因蒸镀层的厚度为所以能达到充分的薄膜化、轻量化，同时能确保优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。
在[5]的实用新型中，因金属箔层的厚度为5μm～18μm，蒸镀层的厚度为所以能确保其优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性，同时能充分地实现薄膜化、轻量化。
在[6]的实用新型中，因蒸镀层为由选自金属、金属氧化物及氟化物所构成的群中至少一种材料所蒸镀而形成，所以能确保更优异的水分屏蔽性及更优异的电解液扩散防止性。
在[7]的实用新型中，因为是在所述外侧层的外侧进一步层叠第2外侧层，并且所述第2层外侧层包含：第2耐热性树脂薄膜层、层叠于该第2耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的第2蒸镀层的结构，所以能确保更优异的水分屏蔽性及更优异的电解液扩散防止性(通过将后述的实施例5与实施例2的结果对比，是显而易见的)。
在[8]的实用新型中，因外装材料的厚度为30μm～80μm，所以使用该外装材料外装的电化学装置，能更进一步提高电化学装置的重量能量密度及体积能量密度。
在[9]的实用新型(电化学装置)中，通过外装材料，可提供一种电化学装置，其能确保优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性，同时提高电化学装置的重量能量密度及体积能量密度。
附图说明
图1是表示本实用新型的电化学装置用外装材料的一实施方式(第1实施方式)的剖面图。
图2是表示本实用新型的电化学装置用外装材料的其它实施方式(第2实施方式)的剖面图。
图3是表示本实用新型的电化学装置用外装材料的另一其它实施方式(第3实施方式)的剖面图。
图4是表示本实用新型的电化学装置用外装材料的另一其它实施方式(第4实施方式剖面图。
图5是表示本实用新型的电化学装置的一实施方式的剖面图。
图6是表示构成图5的电化学装置的外装材料(平面形状)、电化学装置主体部及外装材料(形成为立体形状)进行热封前的分离状态的立体图。
具体实施方式
本实用新型所涉及的电化学装置用外装材料1的一实施方式，如图1所示。该电化学装置用外装材料1，在金属箔层4的一侧面上隔着第1粘接剂层5与外侧层10层叠一体化，同时在所述金属箔层4的另一侧面上隔着第2粘接剂层6与热可塑性树脂未延伸薄膜层(内侧层)3层叠一体化而构成。
在本实用新型中，所述外侧层10包含：耐热性树脂薄膜层2、及层叠于该耐热性树脂薄膜层2的内表面或/及外表面的蒸镀层7。在图1所示的实施方式中，所述外侧层10由所述耐热性树脂薄膜层2、及层叠(蒸镀)于该耐热性树脂薄膜层2的外表面的蒸镀层7构成。如图2所示，所述外侧层10也可采用由所述耐热性树脂薄膜层2、及层叠(蒸镀)于该耐热性树脂薄膜层2的内表面的蒸镀层7构成的结构。或者，所述外侧层10也可采用由所述耐热性树脂薄膜层2、层叠(蒸镀)于该耐热性树脂薄膜层2的外表面的蒸镀层7、及层叠(蒸镀)于所述该耐热性树脂薄膜层2的内表面的蒸镀层7构成的结构。
在上述电化学装置用外装材料1中，由于外侧层10是包含耐热性树脂薄膜层2、及层叠于该耐热性树脂薄膜层2的内表面或/及外表面的蒸镀层7的结构，因此，通过该蒸镀层7，可抑制水分由外部入侵，同时也能抑制电解液向外部的扩散、泄露。因为像这样通过蒸镀层7的存在可达到上述各效果的提高，并且，即使将金属箔层4的厚度设计更薄(例如大于等于5μm小于30μm)使轻量化，也能作为外装材料1而抑制水分由外部入侵并同时防止电解液的扩散。因此，根据本实用新型，能实现充分的薄膜化、轻量化，并且能确保优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。像这样使用薄膜化、轻量化的本实用新型的外装材料1进行外装的电化学装置30，能提高电化学装置30的重量能量密度及体积能量密度。
进而，在本实用新型中，优选采用如图3、4所示的结构。在该结构中，在图1的外装材料的蒸镀层7的外表面，进一步层叠第2外侧层20，且该第2外侧层20包含：第2耐热性树脂薄膜层22、及层叠于该第2耐热性树脂薄膜层22的内表面或/及外表面的第2蒸镀层23。
即，在图3所示的实施方式中，外装材料1在金属箔层4的一侧面上隔着第1粘接剂层5与第1外侧层10层叠一体化，同时在所述金属箔层4的另一侧面上隔着第2粘接剂层6与热可塑性树脂未延伸薄膜层(内侧层)3层叠一体化，所述第1外侧层10由第1耐热性树脂薄膜层2、及层叠于该第1耐热性树脂薄膜层2的外表面的第1蒸镀层7构成，其为在所述第1蒸镀层7的外表面，隔着第3粘接剂层21由第2外侧层20所层叠而构成，所述第2外侧层20由第2耐热性树脂薄膜层22、及层叠于第2耐热性树脂薄膜层22的外表面的第2蒸镀层23构成。
此外，在图4所示的实施方式中，外装材料1为在金属箔层4的一侧面上隔着第1粘接剂层5与第1外侧层10层叠一体化，同时在所述金属箔层4的另一侧面上隔着第2粘接剂层6与热可塑性树脂未延伸薄膜层(内侧层)3层叠一体化，所述第1外侧层10由第1耐热性树脂薄膜层2、与层叠于该第1耐热性树脂薄膜层2的外表面的第1蒸镀层7构成，并且在所述第1蒸镀层7的外表面，隔着第3粘接剂层21，由第2外侧层20层叠所形成的构成，所述第2外侧层20，由第2耐热性树脂薄膜层22、及层叠于该第2耐热性树脂薄膜层22的内表面的第2蒸镀层23构成。
在图3、4所示的层叠结构中，由于为使屏蔽层的功能得以发挥，存在金属箔层4、第1蒸镀层7、第2蒸镀层23的3层屏蔽层，所以与图1、2所示的层叠结构相比较，其具有能确保更优异的水分屏蔽性及更优异的电解液扩散防止性的优点。
并且，本实用新型中，在为实现充分的轻量化而将所述金属箔层4的厚度设定为小于30μm的情况下，有在金属箔中产生针孔的可能性，另一方面，虽无法否认蒸镀层(第1蒸镀层)7、第2蒸镀层23会因为应力变化等而产生极少数一部分剥离的可能性，然而，在图1、2的结构(设有金属箔层4及蒸镀层7的二重屏蔽层的结构)中，由于所述金属箔层4的针孔的位置(特定点)与所述金属镀层7的剥离点位置(特定点)重合的可能性实际上并不会发生，因此能确保优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。
进而，在图3、4的结构中，由于设有金属箔层4、第1蒸镀层7及第2蒸镀层23的三重屏蔽层，所述金属箔层4的针孔位置(特定点)与所述第1蒸镀层7的剥离点(特定点)及所述第2蒸镀层23的剥离点(特定点)这3个皆为相同位置并重合的可能性实际上并不会发生，因此在这些设有三重屏蔽层的结构(图3、4的结构)中，与图1、2的结构(设置二重屏蔽层的结构)相比较，能确保更优异的水分屏蔽性及更优异的电解液扩散防止性。
在本实用新型中，所述耐热性树脂薄膜层(第1耐热性树脂薄膜层)2、所述第2耐热性树脂薄膜层22是起到确保作为外装材料具有良好成形性的作用的主要部件，即，是起到防止成形时的金属箔因缩颈而断裂的作用的部件。
所述耐热性树脂薄膜层2、22，虽无特别限定，但优先使用例如：延伸聚酰胺薄膜(延伸尼龙薄膜等)、延伸聚酯薄膜。其中，作为所述耐热性树脂薄膜层2、22，优先使用二轴延伸聚酰胺薄膜(二轴延伸尼龙薄膜等)、二轴延伸聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)膜、二轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、或二轴延伸聚萘二甲酸(PEN)膜。作为所述尼龙，虽无特别限定，但可列举例如，6尼龙、6，6尼龙、MXD尼龙等。并且，所述耐热性树脂薄膜层2、22，可由单层(单一的延伸薄膜)形成，或也可由例如延伸聚酯薄膜/延伸聚酰胺薄膜所成的复合层(由二轴延伸PET薄膜/二轴延伸尼龙薄膜构成的复合层等)形成。
其中，所述耐热性树脂薄膜层2、22优选含有配置于外方侧的二轴延伸聚酯薄膜和配置于第1粘接剂层5侧的二轴延伸聚酰胺薄膜的复合层结构。进而，所述耐热性树脂薄膜层2、22更优选为含有配置于外方侧的二轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯和配置于第1粘接剂层5侧的二轴延伸尼龙薄膜的复合层的结构。
并且，所述耐热性树脂薄膜层2、22，也可以由聚碳酸酯未延伸薄膜、聚酰亚胺未延伸薄膜等的耐热性树脂未延伸薄膜来构成。
所述耐热性树脂薄膜层2、22的厚度优选设定于12μm～50μm。
所述蒸镀层(第1蒸镀层)7、所述第2蒸镀层23优选为，选自金属、金属氧化物及氟化物所构成的群中的至少1种材料构成的结构。作为所述金属，虽无特别限定，但可列举例如，铝、铬、锌、镍、金、银、铂等。此外，作为所述金属氧化物，虽无特别限定，但可列举例如：氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化锆等。作为所述氟化物，虽无特别限定，但可列举例如：氟化镁等。其中，形成所述蒸镀层7、所述第2蒸镀层23的材料(蒸镀材料)优选为，选自铝、氧化铝及二氧化硅所成群中至少1种的材料。
所述蒸镀层(第1蒸镀层)7的厚度(T、T1)优选设定于 虽然在所述金属箔层4的厚度在小于30μm时金属箔中有发生针孔的可能性，但通过配合金属箔的厚度，来增减调整蒸镀层(第1蒸镀层)7的厚度，能确保作为外装材料1整体具有优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。其中，所述蒸镀层(第1蒸镀层)7的厚度(T、T1)优选设定于的范围，特别优选设定于的范围(参照图1～4)。
所述第2蒸镀层23的厚度(T2)优选设定于虽然所述金属箔层4的厚度在小于30μm时，金属箔中有发生针孔的可能性，但通过配合该金属箔的厚度，增减调整第2蒸镀层23的厚度，能确保外装材料1整体具有优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。其中，所述第2蒸镀层23的厚度(T2)，优选设定于的范围，特别优选设定于 的范围(参照图3、4)。
所述蒸镀层(第1蒸镀层)7优选在所述耐热性树脂薄膜(第1耐热性树脂薄膜)2的至少一侧面上蒸镀上述蒸镀材料来形成。此外，所述第2蒸镀层23优选在所述第2耐热性树脂薄膜22的至少一侧面上蒸镀上述蒸镀材料来形成。作为所述蒸镀方法，虽无特别限定，但可列举例如，真空蒸镀法、PE－CVD法等。
所述热可塑性树脂未延伸薄膜层(内侧层)3为，即使对于在锂离子二次电池等使用的腐蚀性强的电解液等，也具备优异的耐化学性，同时起到对于外装材料赋予热密封性的作用。
作为构成所述热可塑性树脂未延伸薄膜层3的树脂，虽无特别限定，但可列举例如，聚乙烯、聚丙烯、离聚物、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)、乙烯丙烯酸甲酯(EAA)、乙烯甲基丙烯酸甲酯树脂(EMMA)、乙烯乙酸乙烯酯共聚树脂(EVA)、马来酸酐变性聚丙烯、马来酸酐变性的聚乙烯等。
所述热可塑性树脂未延伸薄膜层3的厚度优选设定于20μm～80μm。通过设定在大于等于20μm，可充分地防止针孔的产生，同时，通过设定在80μm以下，可降低树脂使用量从而达到降低成本的目的。其中，所述热可塑性树脂未延伸薄膜层3的厚度优选设定于30μm～50μm。并且，所述热可塑性树脂未延伸薄膜层3可为单层也可为复合层。
所述金属箔层4起到阻止氧气或水分入侵外装材料1，并赋予其阻气性的作用。所述金属箔层4的厚度优选大于等于5μm小于30μm。通过设定在该厚度范围内，可实现薄膜化、轻量化，同时通过增减调整所述蒸镀层7、23的厚度，能确保外装材料1整体具有优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性。其中，所述金属箔层4的厚度优选大于等于5μm小于20μm，并且特别优选5μm～18μm。作为所述金属箔，虽无特别限定，但可列举例如，铝箔、不锈钢箔、镍箔、铜箔、钛箔等。其中，基于轻量化的观点优选使用铝箔。
外装材料1的外侧的耐热性树脂薄膜层2、22及内侧层(热可塑性树脂未延伸薄膜层)3是由树脂构成的层，这些树脂层虽极微量，但有从外壳的外部，侵入光、氧气、液体的可能性，也有从内部的内容物(电池的电解液、食品、医药品等)渗入的可能性。这些侵入物到达金属箔层4会成为金属箔层的腐蚀原因。在本实用新型中，优选在所述金属箔中至少所述热可塑性树脂层3侧的面形成化成皮膜，在这种情况下，能提高金属箔层4的耐腐蚀性。其中，特别优选采用在所述金属箔的两面形成了化成皮膜的结构，在这种情况下，能充分地提升金属箔层4的耐腐蚀性。
所述化成皮膜是通过在金属箔的表面施行化学转化处理而形成的皮膜，例如，对金属箔施行铬酸盐处理、使用了锆化合物的非铬型化成处理，皆可形成。例如，在铬酸盐处理时，可在进行了脱脂处理的金属箔的表面上，涂敷下述1)～3)中任一混合物的水溶液后，使其干燥。
1)含有选自磷酸、铬酸、氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐所构成的群中的至少1种化合物的混合物的水溶液
2)含有选自磷酸、丙烯酸为树脂、壳聚醣衍生物树脂(Chitosan derivative resins)及苯酚为树脂所构成的群中至少1种树脂，及选自铬酸及铬(III)盐所成群中至少1种化合物的混合物的水溶液
3)含有选自磷酸、丙烯酸为树脂、壳聚醣衍生物树脂及苯酚为树脂所成群中至少1种树脂，及选自铬酸及铬(III)盐所构成的群中至少1种化合物，及选自氟化物的金属盐及氟化物的非金属盐所构成的群中至少1种化合物的混合物的水溶液。
所述化成皮膜，其铬附着量(单面)优选0.1mg/m2～50mg/m2，特别优选2mg/m2～20mg/m2。
作为所述第1粘接剂层5，虽无特别限定，但可列举例如，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。所述第1粘接剂层5的厚度优选设定在1μm～5μm。其中，根据外装材料的薄膜化、轻量化的观点，所述第1粘接剂层5的厚度优选设定在1μm～3μm。
作为所述第2粘接剂层6，虽无特别限定，但可使用例如上述第1粘接剂层5所例举的化学物质，优选使用较不因电解液而膨胀的聚烯烃为粘接剂层。所述第2粘接剂层6的厚度优选设定在1μm～5μm。其中，根据外装材料的薄膜化、轻量化的观点，所述第2粘接剂层6的厚度特别优选设定在1μm～3μm。
作为所述第3粘接剂层21，虽无特别限定，但可列举例如，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。所述第3粘接剂层21的厚度优选设定在1μm～5μm。其中，根据外装材料的薄膜化、轻量化的观点，所述第3粘接剂层21的厚度特别优选设定在1μm～3μm。
所述金属箔层4与所述耐热性树脂薄膜层2的贴合方法，虽无特别限定，但能推荐称为干式层压的方法。具体而言，在金属箔层4的上表面或耐热性树脂薄膜层2的下表面，或是这些两侧的表面上，涂敷调制的第1粘接剂，并使溶剂蒸发干燥为皮膜后，将金属箔层4与耐热性树脂薄膜层2贴合。然后，依照第1粘接剂的硬化条件使其硬化。因此，金属箔层4与耐热性树脂薄膜层2可隔着第1粘接剂层5接合。并且，作为第1粘接剂的涂敷方法，可例示为凹版涂敷法、逆辊涂敷法、唇辊涂法等。
所述金属箔层4与所述热可塑性树脂未延伸薄膜层3的贴合方法，虽无特别限定，但可与上述金属箔层4与耐热性树脂薄膜层2的贴合相同，可例示如在涂敷第2粘接剂并使其干燥后，贴合金属箔层4与热可塑性树脂未延伸薄膜层3的干式层压法。
在所述热可塑性树脂层3及所述耐热性树脂薄膜层2中，也可添有添加剂。作为像这样的添加剂，虽无特别限定，但可列举例如，防粘连剂(二氧化硅、滑石、高岭土、丙烯酸树脂珠等)、润滑剂(脂肪酸酰胺、蜡等)、抗氧化剂(受阻酚等)等。
本实用新型的外装材料1的厚度优选设定在30μm～80μm。设定为80μm以下能提高使用该外装材料1外装的电化学装置30的重量能量密度及体积能量密度。其中，所述外装材料1的厚度优选设定在30μm～65μm。
本实用新型的外装材料1，在图1～4所示的层叠构造上并无特别限定，也能进一步追加层以提升作为外装材料的功能。例如，为提升外装材料的外表面的物理耐久性(防止划伤等)，可在如图1所示的结构中，对蒸镀层7的表面(外表面)进行表面处理。此外，相同地，也可在图3所示的结构中，在第2蒸镀层23的表面(外表面)进行表面处理。
作为像这样的表面处理，可列举例如，化学转化处理等。作为所述化学转化处理，可列举例如，除了铬酸盐处理的外，使用了锆化合物的无铬型化学转化处理等。
此外，在上述实施方式中，虽是采用设有第1粘接剂层5与第2粘接剂层6的结构，但这两层5、6，均不是必要的结构层，也可采用未设置这些层的结构。此外，所述第3粘接剂层21也不是必要的结构层，可采用未设置该层的结构。
通过成形(深引伸成形、鼓胀成形等)本实用新型的外装材料1，从而得到电化学装置用成形外壳(电池外壳等)。
然后，图5、6表示本实用新型的电化学装置30的一实施方式。如图5、6所示，在成形本实用新型的外装材料1所得到的成形外壳1A的收纳凹部内，收纳有大致直方体形状的电化学装置主体部(电化学元件)31，在该电化学装置主体部31的上方，配置本实用新型的外装材料1于其内侧层3侧的内方(下侧)，通过将该平面状外装材料1的内侧层3的周边部分，与所述成形外壳1A的凸缘部(密封用周边部分)29的内侧层3，以热封接合而将其密封于内，从而构成本实用新型的电化学装置30。
在图5中，39是所述外装材料1的周边部分，与所述成形外壳1A的凸缘部(密封用周缘部)29接合(熔敷)而形成的热封部。
作为所述电化学装置主体部31，虽无特别限定，但可列举例如，电池主体部、电容器主体部、蓄电器主体部等。
所述热封部39的宽度优选设定在大于等于0.5mm。通过设定为大于等于0.5mm可靠地进行密封。其中，所述热封部39的宽度优选设定在3mm～15mm。
实施例
接着，对本实用新型的具体实施例进行说明，但本实用新型并无特别限定于这些实施例。
＜实施例1＞
通过在厚度15μm的软性铝箔(JISA8079所规定的软性铝合金箔)的两面，涂敷磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸为树脂)、铬(III)盐化合物、水、醇类所成的化成处理液后，进行150℃干燥，从而准备在两面形成有化成皮膜的铝箔。该化成皮膜的铬附着量单面为5mg/m2。
然后，在所述两面形成有化成皮膜的铝箔4的一侧的面，涂敷二液硬化型聚酯－氨酯类树脂粘接剂并干燥形成第1粘接剂层5，在该第1粘接剂层5的表面，与单面通过真空蒸镀法而蒸镀有厚度为的铝蒸镀层7的厚度12μm的2轴延伸聚酯薄膜2的非蒸镀面进行贴合，同时在所述铝箔4的另一侧的面涂敷二液硬化型粘接剂(以酸改性聚丙烯为主剂，以六亚甲基二异氰酸酯为硬化剂的二液硬化型粘接剂)并干燥形成第2粘接剂层6，在该第2粘接剂层6的表面，贴合厚度为25μm的未延伸聚丙烯薄膜3。通过将该层叠体在40℃环境下放置3天(进行保护)，从而得到如图1所示的电化学装置用外装材料1。
＜实施例2＞
除了使用厚度7μm的软性铝合金箔取代厚度15μm的软性铝合金箔以外，与实施例1相同，得到如图1所示的电化学装置用外装材料1。
＜实施例3＞
除了使用厚度的氧化铝蒸镀层7取代厚度的铝蒸镀层7以外，与实施例1相同，得到如图1所示的电化学装置用外装材料1。
＜实施例4＞
除了将铝蒸镀层7的厚度变更为以外，与实施例1相同，得到如图1所示的电化学装置用外装材料1。
＜实施例5＞
在实施例2所得的外装材料中在其蒸镀层(第1蒸镀层)7的外表面，隔着设定为厚度3μm的涂敷量的二液硬化型聚酯－氨酯类粘接剂(第3粘接剂)21，与单面蒸镀有厚度的铝蒸镀层(第2蒸镀层)23的厚度12μm的2轴延伸聚酯薄膜(第2耐热性树脂延伸薄膜层)22的非蒸镀面贴合，得到如图3所示的电化学装置用外装材料1。
＜比较例1＞
除了使用厚度12μm的2轴延伸聚酯薄膜(未蒸镀者)取代在单面蒸镀有厚度的铝箔蒸镀层的厚度12μm的2轴延伸聚酯薄膜之外，与实施例1相同，得到电化学装置用外装材料。
＜比较例2＞
除了使用厚度40μm的软性铝合金箔取代厚度15μm的软性铝合金箔之外，与比较例1相同，得到电化学装置用外装材料。
【表1】
【表2】
【表3】
使用上述所得的各电化学装置用外装材料作成如下述的电池(模拟电池)。首先，将外装材料裁切为纵120mm×横100mm的大小，对于该裁切的外装材料，使用可动型和固定型所成模具进行压花成形，使其上侧开放，并为纵100mm×横80mm×深2mm的大致直方体形状，且在周围具有凸缘部29的成形外壳1A(参照图6)。并且，该压花成形是使上面开放的大致直方体形状的底面的内表面是未延伸聚丙烯薄膜(内侧层)3。另一方面，也作成不实施压花成形，大小为纵120mm×横100mm的外装材料1的裁切品(以下，称为「平面状外装材料」)(参照图6)。
将厚度30μm的软质铝箔、厚度100μm的聚丙烯薄膜、厚度30μm的软质铜箔进行层状重合，并冲压作成大小为纵95mm×横75mm的模拟电极，将10张该模拟电极进行层叠，得到电化学装置主体部(仿真品)31(参照图6)。
并且，如图5所示，将所述电化学装置主体部31，装填到所述成形外壳1A的上面开放的大致直方体形状的压花部中之后，使所述成形外壳1A与所述平面状外装材料1，以相互的彼此内侧层3相向的方式重合，将所述平面状外装材料1的内侧层3的周边部分与所述成形外壳1A的凸缘部29的内侧层3，其4边中的3边加热至200℃，再以金属制热板实施3秒0.3MPa的压力进行热封接合，形成热封部39后，将其放置于露点为－60℃的干燥室内24小时。
接着，在露点为－60℃的干燥室内，通过所述热封接合体中未接合的1边的开放部，使用注射器将电解液(将碳酸乙烯酯：碳酸二甲酯：二甲基碳酸酯的混合体积比率为1：1：1所混合的混合碳酸酯中，添加LiPF6后所得的LiPF6浓度为1摩尔/L的电解液)10mL向内部注入滴下后，在0.086MPa的减压状态下，将所述热封接合体的未接合的1边部，以加热为200℃的金属制热板实施3秒0.3MPa的压力进行热封接合，密封完成后，得到如图5所示的电池(模拟电池)30。
将上述所得的电池(模拟电池)，根据下述评估试验法，进行模拟电池内部的电解液中的水分量测定而得到水分屏蔽性评估，以及，进行电解液扩散防止性评估，所得到的结果如表2、3所示。
＜水分屏蔽性的评估试验法＞
将各实施例、各比较例分别准备9个样品(模拟电池)，在40℃、湿度90％的第1恒温恒湿槽、60℃、湿度90％的第2恒温恒湿槽、80℃、湿度90％的第3恒温恒湿槽内，分别配置3个后，经过1周取出1个，经过2周取出1个，经过3周取出1个，各自使用注射器将电池内部的电解液取出1mL，并使用卡尔费休水分测定仪(平沼产业股份有限公司制「AQ2250」)测定电解液中的水分量。
表2的结果中，虽与初期的(试验开始前的)水分量比较，经过1周后的水分量，任一样品都有明显增加，但这个可认为是模拟电池或外装材料的聚丙烯薄膜所含有的微量水分溶出于电解液中。与比较例1的结果(经过1、2、3周后的水分量)比较，使用实施例1～5的外装材料所构成的模拟电池，并无极端的(实质的)水分增加，由此可确认本实用新型的外装材料具有优异的水分屏蔽性效果。
＜电解液扩散防止性的评估试验法＞
将各实施例、各比较例分别准备3个样品(模拟电池)，使用电子天平测定各自的质量(以下，称为「初期质量」)。然后，将各样品分别放入聚丙烯制的盘中，在40℃的第1恒温恒湿槽、60℃的第2恒温恒湿槽、80℃的第3恒温恒湿槽内分别配置1个后，各自经过1周后取出再进行质量测定，并迅速放回该恒温槽。经过2周后、经过3周后也同样地进行质量测定。此时，电解液扩散渗出部分将使质量减少，电解液无渗出时质量不变。
X＝{(一周后的质量)－(初期质量)}÷(初期质量)×100
Y＝{(两周后的质量)－(初期质量)}÷(初期质量)×100
Z＝{(三周后的质量)－(初期质量)}÷(初期质量)×100
经过1周后的质量变化率X(％)、经过2周后的质量变化率Y(％)、经过3周后的质量变化率Z(％)，分别由上述公式算出。
如表中所示，使用本实用新型的实施例1～5的电化学装置用外装材料所构成的电池(模拟电池)，与未设置蒸镀层的比较例1的外装材料比较，即使外装材料的厚度相同(已进行轻量化)，本实用新型具有优异的水分屏蔽性，且同时具有优异的电解液的扩散防止性。即，使用本实用新型的实施例1～5的电化学装置用外装材料所构成的电池(模拟电池)，可同时完整具有优异的水分屏蔽性、优异的电解液扩散防止性、充分的轻量化的三个优点。
与此相对，未设置蒸镀层的比较例1的外装材料，虽有轻量化，但水分屏蔽性低劣，电解液扩散防止性也低劣。此外，比较例2的外装材料，虽然具有优异的水分屏蔽性及优异的电解液扩散防止性，但无法达到轻量化。像这样，比较例1、2无法同时完整具有优异的水分屏蔽性、优异的电解液扩散防止性、充分的轻量化这三个优点。
并且，使用在实施例2的外装材料中的蒸镀层7的外表面，再设置第2外侧层20(第2耐热性树脂薄膜层22+第2蒸镀层23)的实施例5的电化学装置用外装材料(参照图3)所构成的电池(模拟电池)中，除不具有第2外侧层以外，如与同样结构的实施例2的相比，可知更能提高水分屏蔽性，同时也更能提高电解液扩散防止性。与设置如此的第2外侧层20相关的重要点，为将金属箔的厚度薄至相当于7μm，而其结果可以充分地轻量化的结构，而得到更优异的水分屏蔽性及更优异的电解液扩散防止性的技术特征。
产业上利用的可能性
本实用新型所涉及的电化学装置用外装材料，例如，适合作为电池用外装材料、电容器用外装材料使用，但并未特别限定于该用途。其中，本实用新型的电化学装置用外装材料，适合作为30mA～500mA容量的小型电化学装置用的外装材料。
本实用新型的电化学装置，适合作为，例如：
1)智能手机、平板计算机等携带设备所使用的锂聚合物电池、锂离子电池、锂离子电容器、双电层电容器
2)混合动力车辆、电动车等的电源
3)风力发电、太阳能发电、夜间用电的蓄电用所使用的电池或电容器等，但并非限制于该用途。
本申请，是伴随着在2014年3月13日提出申请的日本专利申请特愿2014－50138号的优先权主张，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，是用以说明本实用新型所涉及的实施方式而使用，但本实用新型并不限定于此。如果在本实用新型的权利要求内，允许在本实用新型所请求的权利要求内的各种变形。
附图标记的说明
1…电化学装置用外装材料
2…耐热性树脂薄膜层(第1耐热性树脂薄膜层)
3…热可塑性树脂未延伸薄膜层(内侧层)
4…金属箔层
5…第1粘接剂层
6…第2粘接剂层
7…蒸镀层(第1蒸镀层)
10…外侧层(第1外侧层)
20…第2外侧层
21…第3粘接剂层
22…第2耐热性树脂薄膜层
23…第2蒸镀层
30…电化学装置
31…电化学装置主体部(电化学元件)
T、T1、T2…各蒸镀层的厚度。

Claims (9)

1.一种电化学装置用外装材料，包含：外侧层、作为内侧层的热可塑性树脂未延伸薄膜层、以及配设于所述外侧层与所述内侧层间的金属箔层，
其特征在于，
所述外侧层包含：耐热性树脂薄膜层、以及层叠于该耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的蒸镀层。
2.根据权利要求1所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述金属箔层的厚度为大于等于5μm小于30μm。
3.根据权利要求1所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述金属箔层的厚度为大于等于5μm小于20μm。
4.根据权利要求1所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述金属箔层的厚度为5μm～18μm，且所述蒸镀层的厚度为
5.根据权利要求1～3中的任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述蒸镀层的厚度为
6.根据权利要求1～4中的任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述蒸镀层由选自金属、金属氧化物及氟化物所构成的群中至少一种材料蒸镀而形成。
7.根据权利要求1～4中的任一项所记载的电化学装置用外装材料，其特征在于，
在所述外侧层的外侧，进一步层叠第2外侧层，并且
所述第2外侧层包含：第2耐热性树脂薄膜层、以及层叠于该第2耐热性树脂薄膜层的内表面或/及外表面的第2蒸镀层。
8.根据权利要求1～4中的任一项所记载的电化学装置用外装材料，其中，
所述外装材料的厚度为30μm～80μm。
9.一种电化学装置，其特征在于，具备：
电化学装置主体部；以及
权利要求1～8中的任一项所记载的电化学装置用外装材料，
所述电化学装置主体部以所述外装材料进行外装。
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