TW200908416A - Package material for battery case, and case for battery - Google Patents

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TW200908416A TW097118564A TW97118564A TW200908416A TW 200908416 A TW200908416 A TW 200908416A TW 097118564 A TW097118564 A TW 097118564A TW 97118564 A TW97118564 A TW 97118564A TW 200908416 A TW200908416 A TW 200908416A
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Description

200908416 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於例如鋰離子2次電池等的電池的盒用包 材，又在本案專利說明書及申請專利範圍中，所謂「鋁」 的用語，是被使用在鋁及包括其合金的意思。 【先前技術】 鋰離子二次電池，是廣泛地使用作爲如筆記型個人電 腦、攝錄影機、手機、電動汽車等的電源。作爲該鋰離子 二次電池，使用者以盒子包圍電池本體的周圍的構成者。 作爲該盒用包材，公知有例如拉伸聚醯胺薄膜所成的層， 鋁箔層，未拉伸聚丙烯薄膜所成的內層依該順序地被接著 一體化的構成者（參照專利文獻1)。 此種電池盒用包材是被成形成任意的電池形狀之故， 因而被要求須具有高深拉成形性。在以往，爲了作爲帶有 高深拉成形性，採用著例如將脂肪酸醯胺系的帶滑動性成 分塗敷於外層薄膜的表面，俾將成形之際的材料對於金屬 模內的滑入作成優異者（參照專利文獻2)，或是將外層薄 膜的厚度作成比鋁箔層的厚度還厚的構成者。 專利文獻1:日本特開2001-6631號公報 專利文獻2:日本特開2002-216714號公報 然而，在將脂肪酸醯胺基系的帶滑動性成分塗敷於外 層薄膜的表面的構成，則必須設置塗敷該帶滑動性成分的 工程，而有生產性低的問題。又，在電池的真空脫氣時的 -4- 200908416 密封加工時，使得帶滑動成分會蒸發，而爲了該蒸發成分 附著於加工設備，成爲必須有除去這些的清掃作業，因 此，有生產性更降低的問題。 又，在將外層薄膜的厚度作成比鋁箔層的厚度還厚的 構成，因會增加包材的全體厚度，因此有降低電池的體積 容積率的問題。 本發明是鑑於此些技術性背景而做者，其目的在於提 供即使未塗敷帶滑動性成分也可確保優異的成形性，而且 可得到充分的體積容積率的電池盒用包材及電池用盒。 本發明的其他目的，是利用表示於以下的本發明的實 施形態會更加明瞭。 【發明內容】 爲了達成上述目的，本案發明人經專心硏究之結果， 終於發現了構成包材的外側層的拉伸薄膜層的原材料及其 密度會影響至包材的成形性的創新的知識，而完成本發 明。亦即本案發明是提供以下的手段。 (1). 一種電池盒用包材，是包括作爲外側層的雙軸拉 伸聚醯胺薄膜層，及作爲內側層的熱可塑性樹脂未拉伸薄 膜層’及配設於此些兩薄膜層間的鋁箔層的電池盒用包 材’其特徵爲： 作爲上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜，使用密度爲1130〜 1160kg/m3的雙軸拉伸聚醯胺薄膜。 (2).上述第1項所述的電池盒用包材中，上述雙軸拉 200908416 伸聚醯胺薄膜的密度爲1142〜1146kg/m3。 (3 )·上述第1項或第2項所述的電池盒用包材 述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層的厚度爲12〜50 μπι，上 塑性樹脂未拉伸薄膜層的厚度爲20〜80μϊη，上述 的厚度爲5〜50μηι。 (4) .上述第1項至第3項中任一項所述的電池 材中，上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層與上述鋁箔層爲 基甲酸乙酯系接著劑層被積層一體化。 (5) .—種電池用盒，其特徵爲：將前項第1項 項中任一項所述的電池盒用包材予以深拉成形或鼓 所成者。 在（1)的發明中，作爲構成外側層的樹脂拉伸 使用密度爲1 130〜1 l6〇kg/m3的雙軸拉伸聚醯胺 故，因而深拉成形或鼓出成形等的成形性上優異， 爲敏銳且成形高度很深的形狀的成形。如此地，即 敷帶滑動性成分也可確保優異的成形性，因此，不 如習知技術地塗敷帶滑動性成分的工程，而具有優 性，又，也不必如習知技術地將外層薄膜的厚度對 層的厚度特別加厚之故，因而，可得到充分的體 率 〇 在（2)的發明中，雙軸拉伸聚醯胺薄膜的密度】 〜1146kg/m3之故，因而更提昇深拉成形或鼓出成 成形性，可成爲成形高度的更深形狀的成形。 在（3 )的發明中，可充分地防止針孔的發生， 中，上 述熱可 鋁箔層 盒用包 經由氨 至第4 出成形 薄膜， 薄膜之 而可成 使未塗 必設置 異生產 於鋁箔 積容積 I 1142 形等的 而且可 200908416 謀求減低成本。 在（4)的發明中’雙軸拉伸聚醯胺薄膜層與鋁箔層爲 經由氨基甲酸乙酯系接著劑層被接著之故，因而可進行更 敏銳的成形。 在（5)的發明中，可成爲提供敏銳且成形高度深的形 狀的電池用盒。 【實施方式】 將該發明的電池盒用包材1的一實施形態表示於第1 圖。該包材是被使用作爲鋰離子二次電池盒用包材者。上 述電池盒用包材1是在鋁箔層4上面經由第1接著劑層5 被積層一體化有雙軸拉伸聚醯胺薄膜層（外側層）2，而且 在上述鋁箔層4的下面經由第2接著劑層6被積層一體化 有熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層（內側層）3的構成所成。 上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層（外側層）2，是主要負擔 作爲包材確保良好的成形性的作用的構件。亦即，負擔防 止成形時的鋁箔的縮頸現象所致的破裂的作用。在本發明 中，作爲上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層2，必須使用密度爲 1130〜1160kg/m3的雙軸拉伸聚醯胺薄膜。若密度爲不足 1 130kg/m3，則在成形後，在雙軸拉伸聚醯胺薄膜層2與 鋁箔層 4之間產生剝離。另一方，若密度爲超過 1 160kg/m3，則在進行深拉成形或鼓出成形等之成形之 際，產生破裂或裂痕在包材。其中’以使用密度1142〜 1 1 46kg/m3的雙軸拉伸聚醯胺薄膜較佳。 200908416 又，上述「密度」是依據JIS K71 12 坡度管法）而使用密度計所測定的密度。 度」，是將雙軸拉伸聚醯胺薄膜的試驗片 在密度坡度管，利用讀取自投入該試驗片 的標準浮標的重心高度的位置所求出的密 上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜的密度’是 伸加工時的熱固定溫度就可加以控制。又 方法（同時地拉伸縱方向與橫方向的同時 序拉伸縱方向與橫方向的順序雙軸拉伸名 脂的結晶配向也可加以控制。 上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層2的厚 12〜50μιη較佳。 上述熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層（內 在鋰離子二次電池等所使用的腐蝕性強的 優異的耐藥性，而且負擔將熱封性授予包 上述熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層是並 者，惟由聚乙烯、聚丙烯、烯烴系共聚物 物及離聚物所成的群所選擇的至少一種熱 的未拉伸薄膜所構成較佳。 上述熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層3的 20〜80μιη較佳。作成20km以上就可充 發生，而且設定在80^m以下可減低樹脂 成本。其中，上述熱可塑性樹脂未拉伸薄 被設定在30〜50μιη最佳。 -1 9 9 9 D法（密度 亦即，上述「密 (3mmx3mm)投片 經過24小時後 度。 例如利用調整拉 ，藉由選擇拉伸 雙軸拉伸法，順 6等），來變更樹 度，是被設定成 側層）3，是對於 電解液等也具備 材的作用者。 未特別加以限定 ，此些的酸變性 可塑性樹脂所成 厚度是被設定在 分地防止針孔之 使用量而可減低 膜層3的厚度是 200908416 又，上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層2，上述熱可塑性樹 脂未拉伸薄膜層3都是單層也可以，或是複層都可以° 上述鋁箔層4是負擔在包材賦予阻止氧或水分的侵入 的阻擋氣體性的作用者。作爲上述鋁箔層4 ’適用純A1 或Al-Fe系合金所成的厚度5〜50μιη的箱。 作爲上述第1接著劑層5，並未特別加以限定者，惟 例舉有氨基甲酸乙酯系接著劑層、丙烯系接著劑層等。其 中，上述第1接著劑層5是藉由氮基甲酸乙酯系二液反應 型接著劑所形成的氨基甲酸乙酯系接著劑層較佳，藉由 此，成爲可進行更敏銳的成形。 作爲上述第2接著劑層6，並未特別加以限定者，惟 例舉有除了無水馬來酸變性聚乙烯、無水馬來酸變性聚丙 烯等的酸變性聚烯烴以外，還有藉由含有氨基甲酸乙酯系 樹脂、丙烯系樹脂、熱可塑性彈性體所成的樹脂等所形成 的接著劑層。此些第2接著劑層6，是例如在上述熱可塑 性樹脂未拉伸薄膜層3的單面層壓有接著樹脂薄膜（例如 酸變性聚烯烴薄膜等）所形成。 又，在上述實施形態中，採用了設置第1接著劑層5 與第2接著劑層6的構成，惟此些兩層5,6都不是必須的 構成層，也可採用未設置此些的構成。 本發明的電池盒用包材1是適用作爲被要求高體積能 量密度的鋰離子二次電池盒用包材，惟並未特別地限定於 此種用途者。 藉由將本發明的電池盒用包材1予以成形（深拉成 -9- 200908416 形，鼓出成形等）就可得到電池用盒。 以下，針對於本發明的具體性實施例加以說明，惟本 發明是並未特別地限定於此些實施例者。 (實施例1) 如第2圖所示地’ 一起擠出厚度3 μηι的無水馬來酸 變性聚丙烯層21及厚度12μιη的未變性聚丙烯層22，另 一方面，由圖式左側供應厚度40μηι的鋁箔（ΑΑ8079-Ο 材）4，而由圖式右側供應聚丙烯所構成的厚度30μηι的未 拉伸薄膜3，以一對加熱加壓輥夾入一起被擠出在此些 3,4之間的無水馬來酸變性聚丙烯層2 1及未變性聚丙烯層 2 2並施以熱層壓。 之後’將氨基甲酸乙酯系樹脂接著劑5以凹版輥塗佈 在所得到的積層薄膜的鋁箔4的表面，利用加熱使之乾燥 成某一程度之後，將尼龍所成的厚度 25μιη，密度 11 52kg/m3的雙軸拉伸薄膜2層壓於其接著劑面，而得到 電池盒用包材。 又’上述密度1152kg/m3的雙軸拉伸尼龍2，是使用 同時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的 熱固定溫度設定在2 1 0 °C所得到者。 (實施例2) 代替尼龍所成的厚度25 μιη，密度1 1 52kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度20 μηι，密度1 1 58kg/ -10- 200908416 m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同樣，而得 到電池盒用包材。 又，上述密度1 1 58kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在22(TC所得到者。 (實施例3) 代替尼龍所成的厚度25 μηι，密度1 1 52kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度15μηι，密度 11 42kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又，上述密度1142kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在200 °C所得到者。 (實施例4) 代替尼龍所成的厚度25μηι，密度1152kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度 20μπι，密度 1 144kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又，上述密度1 144kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在203 °C所得到者。 -11 - 200908416 (實施例5 ) 代替尼龍所成的厚度25μηι，密度1152kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度15μηι’密度 1 146kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又，上述密度1 1 46kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在2 〇 5 C所侍到者。 (實施例6) 代替尼龍所成的厚度25μπι，密度U52kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度 15μιη，密度 11 38kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又，上述密度1 138kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在1 98 °C所得到者。 (實施例7) 代替尼龍所成的厚度25μιη,密度1152kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度15μιη’密度 1 132kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣’而得到電池盒用包材。 又’上述密度1132kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用同 -12- 200908416 時雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在1 9 5 °C所得到者。 (比較例1) 代替尼龍所成的厚度25μηι，密度1152kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度 20μπι，密度 11 28kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又’上述密度1 128kg/m3的雙軸拉伸尼龍，是使用順 序雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在1 90°C所得到者。 (比較例2) 代替尼龍所成的厚度25μιη，密度1152kg/m3的雙軸 拉伸薄膜，除了使用尼龍所成的厚度 25μιη，密度 1 1 65kg/m3的雙軸拉伸薄膜以外，是作成與實施例1同 樣，而得到電池盒用包材。 又’上述密度1 1 6 5 k g /m 3的雙軸拉伸尼龍’是使用順 序雙軸拉伸法進行拉伸加工，而藉由將該拉伸加工時的熱 固定溫度設定在230°C所得到者。 -13- 200908416 [表i]
外側 層（2 軸拉伸薄 膜）的構成 成形件 姐 樹脂 種類 厚度 (μηι) 密度 (kg/m3) (6mm加工） 剝離 實 施 例 1 尼 龍 25 1152 〇 Arrr JnE > » NS 實 施 例 2 尼 龍 20 1158 〇 >fnT- 實 施 例 3 尼 龍 15 1 142 ◎ Tttr jw\ 實 施 例 4 尼 龍 20 1144 ◎ Aat ΤΤΓΓ j\w 實 施 例 5 尼 龍 15 1146 ◎ 4ttt. Tttr 實 施 例 6 尼 龍 15 1138 〇 >fnr. ntn jw\ 實 施 例 7 尼 龍 15 1132 〇 JILL 比 較 例 1 尼 龍 20 1128 〇 有 比 較 例 2 尼 龍 25 1165 X 4tnl JltC 對於如上述所得到的各電池盒用包材依據下述評價法 來進行性能評價。 (成形性評價法） 將包材作成110x1 80mm的坯料形狀，以成形高6mm 的光面金屬模進行深拉1段成形，進行評價成形性。將從 未發生裂痕者作爲「◎」，將極少部分發生裂痕惟幾乎沒 有者作爲「〇」，將裂痕發生在相當部分作爲「△」，而 將裂痕幾乎全面地發生者作爲「X」。又，所使用的金屬 模的凸模形狀是長邊60mm，短邊45mm，隅角R: 1〜 2mm，凸模凸出部R: 1〜2mm、陰模凸出部R: 0.5mm。 <有無外面剝離的評價> 將利用上述深拉1段成形所得到的成形品在乾燥機內 -14- 200908416 以80 °C放置3小時之後，進行目視觀察外面層是否發生 剝離。 由表可知，本發明的實施例1〜7的電池盒用包材， 是成形性優異，可進行更敏銳且成形高度深的形狀的成 形，而且也不會發生外面層的剝離。尤其是實施例3〜5 的電池盒用包材，是成形性更優異者。 相對於此，在外側層的拉伸聚醯胺薄膜的密度爲不足 1 1 3 Okg/m3的比較例1，發生外面層的剝離。又，在外側 層的拉伸聚醯亞胺薄膜的密度超過11 60kg/m3的比較例 2，成形性不充分。 在此所用的用語及說明，是爲了說明本發明的實施形 態所使用者，本發明是並不被限定於此者。若本發明是在 申請專利範圍內者，在未超過其精神者，當可容許任何設 計性變更者。 本發明的電池盒用包材，是例如使用作爲鋰離子2次 電池等的電池的盒用包材。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明的電池盒用包材的一實施形態的 斷面圖。 第2圖是表示本發明的電池盒用包材的一製造方法的 一例的圖示。 【主要元件符號說明】 -15- 200908416 1 :電池盒用包材 2:雙軸拉伸聚醯胺薄膜層 3 :熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層 4 :鋁箔層 5 :第1接著劑層 6 :第2接著劑層 2 1 :無水馬來酸變性聚丙烯層 2 2 :無水馬來酸未變性聚丙烯層 -16-

Claims (1)

  1. 200908416 十、申請專利範圍 1 · 一種電池盒用包材’是包括作爲外側層的雙軸拉 伸聚醯胺薄膜層，及作爲內側層的熱可塑性樹脂未拉伸薄 膜層，及配設於此些兩薄膜層間的鋁箔層的電池盒用包 材，其特徵爲： 作爲上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜，使用密度爲1130〜 1160kg/m3的雙軸拉伸聚醯胺薄膜。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的電池盒用包材，其 中，上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜的密度爲 Π42〜 114 6kg/m3。 3. 如申請專利範圍第1項所述的電池盒用包材，其 中，上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層的厚度爲12〜50μιη，上 述熱可塑性樹脂未拉伸薄膜層的厚度爲20〜80 μιη，上述 銘箔層的厚度爲5〜50μιη。 4. 如申請專利範圍第1項所述的電池盒用包材，其 中，上述雙軸拉伸聚醯胺薄膜層與上述鋁箔層爲經由氨基 甲酸乙酯系接著劑層被積層一體化。 5. 一種電池用盒，其特徵爲：將申請專利範圍第1 項至第4項中任一項所述的電池盒用包材予以深拉成形或 鼓出成形所成者。 -17-
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