TW201222933A - Electric component, nonaqueous electrolyte battery, and lead wire used for them, and sealing container - Google Patents

Description

201222933 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用作小型電子設備之電源等之電氣 零件及非水電解質電池、以及構成該等之構件即引線及密 封容器者。 【先前技術】 隨著電子設備之小型化、輕量化，亦對用於該等設備 之電池、電容器等電氣零件要求小型化、輕量化。因此’ 例如採用使用袋體作為密封容器，於其内 質（電解液卜正極、&負極而成之非水電解質二電;; 水電解質，使用於碳酸丙稀醋（propylene earb_te)、碳酸 伸乙酯（ethylene carbonate) '碳酸二甲酯、碳酸乙基甲酯 (ethyl methyl carb〇nate)等溶解有 LipF6、LiBF4 等含有氟之 鋰鹽而成之電解液。 對於密封容器而言，要求防止電解液或氣體之穿透、 來自外部之水分滲入之性質。因&，使用以樹脂被覆鋁落 等金屬層ft成之積層臈（laminate fUm)作為密封容器之材 料，將2片積層膜之端部熱溶接而形成密封容器。 以密封今益之一端為開口部，於其内部密封非水電解 質、正極板、負極板、分隔件（separator)等。進而，以自密 封容器之内部向外部延伸之方式配置一端連接於正極板及 負極板之引線導體，最後熱密封（熱炫接）開口部 關閉密封容器之開口部’並且接著密封容器與弓丨線導體而 密封開口部。將該最後熱熔接之部分稱作密封部。 201222933 此時，密封容器與引線導體經由熱熔接層而接著（熱 熔接）。熱熔接層預先設置於引線導.體之與密封部對應之 邛分，或設置於密封容器之與密封部對應之部分，藉此介 於捃封容器之金屬層與引線導體之間。若熱密封時熱熔接 層之流動性較高，則可提高密封容器與引線導體之接著 力。然而，若熱熔接時流動過度，則金屬層與引線導體會 發生短路。因&，對於密封部而言，要求可維持接著性、 密封性（seal performance)而不產生金屬層與引線導體之 短路之特性。 於專利文獻1揭示有用於此種非水電解質電池之電池 用密封袋及引線。記載有藉由在引線導體之導體正上方設 置順丁烯—酸改質聚烯烴（maleic modified p〇iy〇lefin)層作 為熱熔接層，而提高密封部之密封性。 專利文獻1 :曰本專利第3562129號公報 專利文獻2:日本特開2〇〇9— 99527號公報 【發明内容】 於密封部，必需有密封容器與引線導體之接著性、密 ㈣，但有即便剛密封後之接著性充分，隨著時間流逝接 著力亦漸漸降低，而於與金屬層或引線導體之界面產生剝 離之問題。其原因在於，隨著時間流逝，水分自密封部分 穿透，由於密封於密封容器内部之電解質與水發生反應而 產生氫氟酸，從而腐蝕引線導體（金屬）。特別是用於汽車用 途之電氣零件必需能夠長期使用，使得進一步提高熱熔接 部分之耐電解液性成為課題。特別是於使用為負極之引線 4 201222933 ‘導體之鎳或鍍鎳層之界面容易產生剝離，而要求改善耐電 解液性。 為改口耐電解液性，專利文獻2揭示有於表面為錄之 引線導體之表面及側面形成有胺苯酚聚合物（amin〇phen〇i polymer)、3饧鉻化合物及磷化合物之複合被膜層的電池極 耳（battery tab) »記載有，藉由形成複合被膜層，可防止由 電解質與水分產生之氫氟酸所引起的鎳層之腐蝕，而防止 鎳層之溶出。然而，該方法使用重金屬之鉻，故就環境方 面而言欠佳。 鑒於上述問題，本發明之課題在於提供一種可提高初 始狀態及與電解液之接觸狀態下之接著性、密封性的電氣 零件、非水電解質電池及用於該等之引線、密封容器。” 本發明係一種電氣零件，具有具金屬層之密封容器、 與自上述密封容器之内部向外部延伸之引線導體，上述密 封谷益與上述引線導體於密封部熱熔接而成；於上述密封 部之至少局部，在上述金屬層與上述引線導體之間且盥上 述引線導體接觸之部分具有由聚烯丙胺（p〇lyallylamin^構 成之層（本申請案第1發明）。密封容器與引線導體經由 熱熔接層而熱熔接，進而於與引線導體接觸之部分具有由 聚烯丙胺構成之層’藉此提高对電解液性。 聚烯丙胺係1種以上之烯丙胺聚合而成之聚人物 — 使用以烯丙胺與二氧化硫之共聚物之方式於分加右 月木具有 二氧化硫之聚烯丙胺，則可提高對金屬之接荽 牧有刀而較佳（ 申請案第2發明）。 5 201222933 右聚烯丙胺具有二烯丙胺作為聚合成分，則可提 高抗腐银功能而較佳（本中請㈣3發明）。若且有 :胺作為=成分，則可藉由使二級以上之謝:在：聚 合物：而提向抗腐蝕功能。於該情形時，可使用僅使二烯 丙妝聚口而成之二烯丙胺聚合物，亦可使用使二烯丙胺與 其他共聚成分聚合而成之二烯丙胺共聚物。 進而纟發明提供一種非水電解質電池，具有具金屬 :之密封容器、自上述密封容器之内部向外部延伸之引線 蛤體乂及岔封於上述密封容器内部之非水電解質及密封 於上述密封容器内部且與上述引線導體之端部連接之電 極’且上述密封容器與上述引線導體於密封部熱熔接而 成；於上述密封部之至少局部，在上述金屬層與上述引線 導體之間且與上述引線導體接觸之部》，具有由聚烯丙胺 構成之層（本申請案第4發明）。上述構成之非水電解質 電：由於密封部之接著性、密封性較高，m而耐電解液性 ^因此即便於使用狀態下隨時間流逝，亦可維持接著 性、密封性。 又，本發明提供一種引線，係用於上述電氣零件、或 非水電解質電&:具有引線導體、及至少被覆上述引線導 體之與上述密封部對應之部分的熱熔接層，且於該熱熔接 層與上述引線導體之間具有由聚烯丙胺構成之層（本申請 案第5發明）。 所謂引線導體之與密封部對應之部分，係指引線導體 與密封容器（金屬層）接著之部分。若利用熱熔接層被覆 6 201222933 該部分所對應之引線導體之單面或兩面，並且於該熱熔接. 層與引線導體之間設置由聚烯丙胺構成之層，則由聚烯丙 胺構成之層會與引線導體接觸。藉由使用此種構成之引 線，可獲仟也、封部之接著性、密封性較高，進而即便於使 用狀態下隨時間流逝亦獲得可維持接著性、密封性之電氣 零件及非水電解質電池。若引線導體為鎳或於表面鍍敷有 鎳之金屬，則尤其是耐電解液性提高效果變高（本申請案 第6發明）。 又，本發明提供一種密封容器，係用於電氣零件、或 非水電解質電池：具有金屬層、及至少被覆上述金屬層之 與上述在、封。卩對應之部分的.熱熔接層，在與上述引線導體 接觸之部分，於上述熱熔接層之表面具有由聚烯丙胺構成 之層（本申請案第7發明）。 所謂金屬層之與密封部對應之部分，係指引線導體與 密封容器（金屬層）接著之部分。密封容器通常由金屬層 與被覆金屬層之整個面之樹脂層所構成之積層膜而形成。 於對應於密封部之部分之樹脂層的表面設置熱熔接層，進 而於該熱熔接層之表面設置由聚烯丙胺構成之層。或者以 該樹脂之全部或一部分作為熱熔接層，於對應於密封部之 部分之表面設置由聚烯丙胺構成之層。藉由使用此種構成 之密封容器，可獲得密封部之接著性、密封性較高，進而 即便於使用狀態下隨時間流逝亦可維持接著性、密封性之 電氣零件及非水電解質電池。 根據本啦月彳提供一種能夠提高初始狀態及與電解 201222933 液之接觸狀態下之接著性、密封性之電氣零件、非水電解 質電池、及用於該等之引線、密封容器。 【實施方式】 以下，使用圖，對本發明之電氣零件之構造進行說明。 再者，於以下圖式中，相同或相當之部分標註相同之參考 符號，不重複其說明。又，圖式之尺寸比例未必與所說明 者一致。圖1係模式性地表示鋰離子電池等非水電解質電 池之一實施形態的前視圖，圖2係圖i之A_ A，部之局部剖 面圖。該非水電解質電池丨具有大致長方形之密封容器2 與自密封容器2之内部向外部延伸之引線導體3。 如圖2所示，密封容器2由金屬層5、被覆金屬層5之 樹脂層6、樹脂層7構成之3層積層膜8所構成。金屬層$ 由鋁箔等金屬形成。位於密封容器之外側之樹脂層6，可使 用6,6—尼龍、6—尼龍等聚醯胺樹脂或聚酯樹脂、聚醯亞 胺樹脂等。又’就位於密封容器2之内部之樹脂層7而言， 較佳為使用不溶解於非水電解質並且加熱而熔融之絕緣性 曰可例示聚稀烴糸樹脂（p〇ly〇lefin resin)、酸改質聚稀 ^系樹脂、酸改質苯乙烯系彈性體。密封容器2係疊合2 片_，層膜8 ’將引線導體所貫通之邊以外之3邊熱密封而進

—製作於抢封容器之外周部，2個金屬層5經由樹脂戶7 而接著。 S 六始封。P 9中，引線導體3經由熱熔接層4而與密封 备益（積層膜8)接著（熱溶接）。於熱熔接層4之内側與 引線導體3接觸之部分設置由聚烯丙胺構成之層14。 8 201222933 於非水電解質電池之内部進而密封與引線導體之端部 連接之正極集電器10及負極集電器11、非水電解質13、 以及分隔件12。 於構成熱熔接層4之材料，可使用藉由熱密封時之熱 進行炫融而可接著密封容器與引線導體之任意樹脂。例如 可使用聚烯烴系樹脂、酸改質聚烯烴樹脂、酸改質苯乙稀 系彈性體等。於熱熔接層，除該等樹脂以外，亦可混合難 燃劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、熱穩定劑、潤滑劑、著 色劑等各種添加劑。使用開口滚筒、加壓捏合機、單軸混 合機、雙軸混合機等已知之混合裝置將該等樹脂材料及添 加劑加以混合後’藉由擠出成形等製作膜狀之熱炼接戶。 熱炼接層之厚度依存於引線導體之厚度，較佳為3〇以爪〜 200 # m 〇 熱炼接層亦可藉由加速電子束或7射線等電離輕射 (ionizing radiation)之照射進行交聯而使用。藉由交聯，可 提高耐熱性，防止使用時之溫度上升之情形時接著力下降 或引線導體與金屬層之短路◊可使熱熔接層整體交聯，亦 可將熱熔接層設為多層結構，積層非交聯層與經交聯之層。 由聚烯丙胺構成之層係例如於熱熔接層之表面塗佈將 聚烯丙胺溶解於溶劑而成之液後，進行乾燥而形成。溶劑 可使用水、甲8|、乙醇、丙二醇單甲醚等。由聚烯丙胺構 成之層較佳為設為1 〇nm以上、〇. 1 A m以下。 聚烯丙胺係1種以上之烯丙胺聚合而成之聚合物。可 使用烯丙胺之均聚物、二烯丙胺之均聚物、烯丙胺與二烯 201222933 丙胺之共聚物、、嫌％ g亡+ __ ^ 月或二烯丙胺與二氧化硫、順丁烯二 酸之共聚物等作為聚婦 。^ ^ ^ ^ 收入，妝部分亦可使用如乙酸 鹽、鹽酸鹽般經中和者。 熱熔接層4及由㈣丙胺構成之層14可以被覆引線導 體一3之與密封部對應之部分之方式預先設置。將此種構造 者疋義為引線。圖ά：»丨/a 及圖3B為引線之概略剖面圖。由聚 烯丙胺構成之層14與熱熔接層4被覆引線之兩面。由聚稀 丙胺構成之層14可如圖3A般僅設置於熱炫接層之表面， 亦可如圖3B般以被覆引線導體整體之方式而設置。例如， 圖3A之構成之引線可藉由在熱熔接層4之表面塗佈聚婦丙 胺之溶液而形成由聚烯丙胺構成之層14後，將由聚烯丙胺 構成之層α與引線導體接觸《方式貼合於引線導體而製 成 圖3 Α之構成之引線可藉由將聚烯丙胺之溶液塗佈 於引線導體之表面而形成由聚稀丙胺構成之層卩後，與熱 熔接層貼合而製成。再者’引線有時亦稱為極耳(tab lead” 引線導體3，可使用鋁、鎳、銅、鍍錄銅 。 離子電池之情形時，正極較多使用銘，負極較多^用錄或 鐘錄銅。 熱熔接層4及由聚烯丙胺構成之層14亦可預先設置於 密封容器側。於該情形時，利用熱熔接層4至少被覆積層 膜之與密封部對應之部分，進而，於熱熔接層之表面設置 由聚烯丙胺構成之層。此種密封容器，可例示：於樹脂層.7 之内部設置熱熔接層4及由聚烯丙胺構成之層14之形態 (圖4)，或將絕緣樹脂層7全部置換為熱熔接層4 ,於對 10 201222933 應於密封部之部分在埶熔 之層之开彡化r固、、、 曰之表面5又置由聚烯丙胺構成 死/怨（圖5 )，及將絕续姑 + a。 穷封邱Μ、、 及將騎料層7之—部分（對應於 在封4之部分）置換為埶 …烙筏層4，進而於熱熔接層4之表 '聚烯丙胺構成之層之形態（圖6)等。又，於 (熱熔接）引線導體與密 ' 釕备益時，亦可將於熱熔接層之 衣曲叹置由聚烯丙胺構成層 體與密封容器之間。 成的接㈣件央入引線導 ^亥實施形態中，以鐘離子電池為例進行了說明，作 本=之電氣零件及非水電解質電池並不限於該形狀。繼 Γ二：Γ例進一步對本發明進行詳細說明。實施例並 非限疋本發明之範圍者。 (實施例1〜5 ) :備厚度0_lmm、寬度2〇_、長度4〇_之錢錄銅為 負極用之引線導體。將引線導體浸潰於表丨所示種類之聚 烯丙胺溶液後，於戰進行乾燥，而於引線導體之表面形 成由聚烯丙月女構成之層。對順丁烯二酸酐改質聚丙烯進行 擠出加卫’製作厚度⑽心之熱熔接層，將其被覆於上述 引線導體之兩面後，於18(rc加壓5秒進行接著，而製作引 線0 (實施例6〜7 ) 準備厚度0.1mm、寬度20mm、長度4〇mm之鍍鎳鋼為 負木用之引線導體。對順丁烯二酸酐改質聚丙烯進行擠出 加製作厚度100 # m之熱熔接層，於所得熱熔接層之表 面塗佈表1所示種類之聚稀丙胺溶液後，⑨⑽。C進行乾 11 201222933 燥，獲得於熱熔接層之表面形成由聚烯丙胺構成之層而成 之絕緣膜。將絕緣膜以由聚烯丙胺構成之層與導體接觸之 方式被覆於引線導體之兩面後，於1 80。(：加壓5秒進行接 著，而製作引線。 (比較例1 ) 準備厚度0.1mm、寬度20mm、長度40mm之鐘鎳銅為 負極用之引線導體。對順丁烯二酸酐改質聚丙烯進行擠出 加工，製作厚度100 # m之熱熔接層，將其被覆於上述引線 導體之兩面後’於180。(：加壓5秒進行接著，而製作引線。 以1 : 1 : 1之體積比率混合碳酸伸乙酯（EC )、碳酸 二乙酯（DEC )、碳酸二曱酯（DMC )，準備將六氟磷酸 鐘（LiPFe )以成為1 ·〇 moi/丨之方式溶解於其中而成之電解 液作為電解質。於該電解液浸潰實施例1〜7及比較例1之 引線’以電解液之含水率成為1〇〇〜2〇〇ρριη之方式進行調 整’於65。(：之恆溫槽内放置2週及4週。其後，以目視觀 察有無熱熔接層與引線導體之剝離，並且以1 8〇它剝離測試 評價接著力。將結果示於表丨。再者，所謂「材料破裂」， 係私由於接著力非常尚，所剝離之熱炫接層遭到破壞，故 而無法測定接著力者。 12 201222933 [表l]

實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 比較例 溶液 處理液1 處理液2 處理液3 處理液4 處理液5 處理液1 處理液3 未處理 處理對象 導體 導體 導體 導體 導體 熱炼接層 熱炫接層 熱熔接層 2週後 接著力 (N/cm) 16 8 材料破裂 3 4 10 13 — 2週後 外觀 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X 4週後 接著力 (N/cm) 5 8 材料破裂 1 4 4 11 — 4週後 外觀 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 X (註腳） (* 1 )部分尿素化烯丙胺聚合物（曰東紡織（NITTO BOSEKI)股份有限公司製造，PAA— N5000 ) 水/曱醇溶液（濃度1.5%) (*2 )二烯丙胺聚合物（曰東紡織股份有限公司製造， PAS- 21 ) 水/丙二醇單曱醚溶液（濃度2.5%) (*3 )二烯丙胺乙酸鹽二氧化硫共聚物（日東紡織股 份有限公司製造，PAS — 92A ) 水/丙二醇單曱醚溶液（濃度1 〇% ) (*4 )烯丙胺聚合物（曰東纺織股份有限公司製造， PAA- 03 ) 水/甲醇溶液（濃度2%) (*5 )二烯丙基二曱基氣化銨共聚物（日東紡織股份 有限公司製造，PAS — H — 5L) 13 201222933 水/甲醇溶液（濃度3%) 於與導體接觸之部分形成有由聚烯丙胺構成之層的實 施例1〜7於電解液浸潰4週後亦無剝離，耐電解液浸潰性 良好。相對於此，未使用聚浠丙胺之比較例1於電解液中 浸潰後約1週便產生剝離。 於實施例3及實施例7，將二烯丙胺乙酸鹽與二氧化硫 之共聚物用於處理液。該等在電解液浸潰2週後與4週後， 與導體之接著力皆非常高’接著力及耐電解液性非常優 異。又’可知若與將烯丙胺聚合物用於處理液之實施例4 相比’則使用其他處理液之實施例1〜3、5〜7無論2週後 接著力亦或4週後接著力皆較高，接著力及耐電解液性較 高。 根據如上所述之本發明，可提供一種電氣零件、非水 電解質電池及用於該等之引線及密封容器，於具有具有金 屬層之密封容器、自密封容器之内部向外部延伸之引線導 體，且於密封部將密封容器與上述引線導體熱熔接而成的 電氣零件之密封部之至少一部分中’在金屬層與引線導體 之間且與引線導體接觸之部分具有由聚烯丙胺構成之層， 藉此可提高初始狀態及與電解液之接觸狀態下之接著性、 密封性。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之一實施形態之非水電解質電池之前視 圖。 圖2係本發明之—實施形態之非水電解質電池之局部 14 201222933 剖面圖。 圖3 A係將由聚烯丙胺構成之層僅設置於熱熔接層之表 面的本發明之一實施形態之引線之局部剖面圖。 圖3B係以被覆引線導體整體之方式設置由聚缔丙胺構 成之層的本發明之一實施形態之引線之局部剖面圖。 圖4係本發明之一實施形態之密封容器之局部剖面。

圖5係本發明之一 圖6係本發明之一 【主要元件符號說明J 1 非水電解質電池 2 密封容器 3 引線導體 4 熱熔接層 5 金屬層 6 樹脂層 7 樹脂層 8 積層膜 9 密封部 10 正極集電器 11 負極集電器 12 分隔件 13 非水電解質 14 由聚烯丙胺構成之層 15

Claims (1)

1. 201222933 七、申請專利範圍： 1_ 一種電氣零件，具有具金屬層之密封容器與自該密封 容器之内部向外部延伸之引線導體，該密封容器與該引線 導體於密封部熱熔接而成； 於該密封部之至少局部，在該金屬層與該引線導體之 間且與該引線導體接觸之部分具有由聚烯丙胺 (polyallylamine)構成之層。 2_如申明專利範圍第1項之電氣零件，其中，該聚稀丙 胺於分子骨架具有二氧化硫。 3. 如申凊專利範圍第1項之電氣零件，其中，該聚婦丙 月*具有一稀丙胺作為聚合成分。 4. 如申請專利範圍第2項之電氣零件，其中，該聚烯丙 胺具有二烯丙胺作為聚合成分。 5. 種非水電解質電池，具有具金屬層之密封容器、自 该密封容器之内部向外部延伸之引線導體、以及密封於該 密封容器内部之非水電解質及密封於該密封容器内部且與 。玄引線導體之端部連接之電極，該密封容器與該引線導體 於密封部熱熔接而成； 岔封部之至少局部，在該金屬 -1 ，你钱赏屬尽代故Ή等體^ 且與μ線導體接觸之部分m㈣丙胺構成之層 6·一㈣線，制於中請專利範圍第 9 項之電氣零件、或巾#直心“ ^ 4項中右 池 A甲叫專利範圍第5項夕此， ： 貝之非水電解質f 具有引線導體 及至少被覆該引線導 體之與該 密封部 201222933 對應之部分的熱熔接層，於該熱熔接層與該引線導體之間 具有由聚婦丙胺構成之層。 7. 如申請專利範圍帛6項之引線，其中，該引線導體由 鎳或於表面鍍敷有鎳之金屬構成。 8. —種岔封容器，係用於申請專利範圍第丨項至第4項 中任-項之電氣零件、或中請專利範圍第5項之非水 質電池： 具有金屬層、及至少被覆該金屬層之與該密 之部分的熱熔接層’在與該引線導體接觸之部> :P對應 熔接層之表面具有由聚烯丙胺構成之層。 於《亥，，’、 17