TW529202B

TW529202B - Nonaqueous-electrolyte secondary battery

Info

Publication number: TW529202B
Application number: TW088118079A
Authority: TW
Inventors: Tsuyonobu Hatazawa; Kazuhito Hatsuta; Tomitaro Hara
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2003-04-21
Also published as: CN1254193A; EP0996179B1; JP2000133218A; KR20000029239A; EP0996179A1; JP4168498B2; CN1140937C; KR100638775B1; US6316140B1; DE69915767D1; DE69915767T2

Description

529202 A7 B7 五、發明說明（1 ) 發明背景發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明有關一種非水電解質二次電池，該非水電解質二次電池結合藉疊層膜所建構之外殼中所容納之電池元件，且更特別地有關一種用於相互熱熔接電極端引線與該電池外殼之部分中的改良。相關技術說明近年來，含有攝錄機，手提式電話機及手提式電腦之各種手提式電子裝置已上市。在上述情況下，已嘗試減少上述電子裝置之大小及重量。當作該電子裝置之手提式電源的電池，特別是二次電池，且更特別地是非水電解質二次電池（稱爲鋰離子電池者）已有力地硏究及發展以實現具有小的厚度及可予以折疊之電池。作爲該形狀可變化電池之電解質，凝固之電解質溶液之硏究及發展已有力地執行著，尤其，一種具有鋰鹽溶解於凝膠電解質中的結構，其係含有增塑劑之固體電解質之聚合物電解質，已引起注意。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製另一方面，已執行有關一種形式之電池之硏究及發展，該形式之電池係封包於藉相互接合諸塑膠膜或一塑膠膜與金屬薄膜所獲得之疊層膜中而使用上述厚度及重量可減少之形式之電池的優點。而上述形式之電池之重要事實則在於會實現與金屬管一樣好或比金屬管更好之可靠性的密封特性。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 _______________ B7 五、發明說明（2 ) 爲符合上述需求，例如在日本專利公開案號56-7 1 2 7 8中已建議一種嘗試，根據該揭示，塗覆有樹脂之引線係使用從封包電池之片狀薄膜抽出電極端以改善密封特性。在曰本專利公開案號3 — 6 2 4 4 7中，已建議一種改善密封特性之嘗試，其係藉使用以丙烯酸改質之聚乙烯或以丙烯酸改質之聚丙烯當作採用來形成封包薄膜之密封部分的樹脂。另一嘗試已建議於例如日本專利公開案號9 -2 8 8 9 9 8之中，根據該揭示，塗覆有用馬來酸改質之聚烯烴樹脂的引線係使用從封包電池之片狀薄膜抽出電極端，同時，用於封包該電池之片狀薄膜的密封部分亦係由馬來酸改質之聚烯烴樹脂所構成，所以可改善密封特徴。然而，揭示於日本專利公開案號5 6 - 7 1 2 7 8之具有用於封包電池之薄膜係由一種形式之樹脂所構成之結構的方法，會遭遇到透過該樹脂向內滲透水，更糟的是，經濟部智慧財產局員工消費合作社印製法池利整的不導無電專之性會地法之本脂特力望方質日樹封和企述解及該密親不上電 7 有之之被，體 4 具端水間此固 4 ，極與時因之 2 法電，長，成 6 方之外在發組 I 之成善水揮所 3 中製改中及劑號號所之其透溶案 8 屬徵有滲機開 9 金特成之有公 9 由封造液由利 8 與密，溶用專 8 善了果質使本 2 改除結解於日 I 以，，電用於 9 高此強止應示號升因增防地揭案性，地法佳開極構望無較。公個結企 --------------------訂---------線 Φ--------------- ^ t » P (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格m〇 X 297公釐） -5 - 529202 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ _B7 五、發明說明（3 ) 入之問題。發明槪述鑑於上述，本發明之目的在於充分地維持該外殼之熱熔接部分中電極端引線之密封特性而不會在抵抗水分滲透中劣化。本發明之另一目的在於提供一種非水電解質二次 S池，其顯示優異之水分抵抗性及顯示長的壽命時間來對抗充放電循環。爲達成上述目的，根據本發明之一觀點，提供有一種非水電解質二次電池，包含：一外殼，由疊層膜所建構；一電池元件，容納於該外殻中且藉熱熔接法封包於該外殼中；以及電極端引線，導電於暴露在該外殼之外面部分之該等電極，使得該等引線係由熱熔接部分所包圍，其中相對應於該熱熔接部分之至少該等電極端引線之一的一部分係塗覆有一含有鈦酸鹽耦合材料之烯屬烴黏著層及一由相同於形成各該等疊層膜之最內層之樹脂所構成之塗覆層。如上述，相對應於該等熱熔接部分之該等電極端之引線部分係塗覆有含鈦酸鹽耦合材料之烯屬烴黏著層，所以可相當大地改善了該等電極端之金屬引線相對於樹脂之黏著性。該烯屬烴黏著層係僅配置於相對應於該等電極端之引線部分，因此，相對於水之親和力的增強僅發生於很小的地區中，所以，當然可實質地預防水之導入。如上述，該烯屬烴黏著層塗覆有由相同於形成各該等本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----I----- 裝·!----—訂-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 529202 A7 __B7_ 五、發明說明（4 ) 疊層膜之最內層之樹脂所構成之塗覆層，該塗覆層可以與該外殼整合使可更進一步地改善黏著性。此外，該烯屬烴乎合會入導的水之分 β. 咅述上從得使層覆塗述上。有防覆預塗地係求層要所圖附合結文下從將點。 .{明及呈性明特說 ,細的詳目之他例其施之實明佳發較本之述描明說單簡之|式I 凰質解電水非之明發本據根示顯圖視透解分係圖 IX 第質解電水非之明發本據根示顯 ; 圖例視實透的略構槪結係之圖池 2 電第次接熔熱之殻外示顯圖視透及略 ; 槪例開實斷的分構部結係之圖池 3 電第次線引之端極電負示顯圖視面截橫係及圖以 4 ;第分 β, 咅表照對件元要主 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製線線層弓弓著件端端黏元極極烴池殼電電屬電外負正烯層護保層殼覆外塗： • · 1-1 6 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（5) 2 2 :鋁層 23:熱熔接層（疊層之最內層） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 a :熱熔接部分較佳實施例說明現將參照該等圖式描繪根據本發明之非水電解質二次電池。根據本發明之非水電解質電池例如係一固體電解質電池或一凝膠電解質電池。如第1及2圖中所示，一電池元件1含有置於正電極之活性材料層與負電極之活性材料層間之固體電解質或凝膠電解質，該電池元件1係容納於疊層膜所構成之外殼2中，接著，該外殼2之週邊部分係以熱來熔接使該電池元件1被封包。該電池元件1係配置有：一負電極端引線3 ，其係電氣連接於負電極，該負電極建構該電池元件1 ;以及一正電極端引線4，其係電氣連接於正電極，該負電極端引線 3及該正電極端引線4係抽出至該外殼2之外面部分。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製根據本發明之非水電解質二次電池具有一結構，即，該負電極端引線3及該正電極端引線4係藉該外殼2之熱熔接部分所保持，且當該電池元件1藉外殻2所封包時會暴露於該外殼2之外面部分。至少部分之藉該等疊層膜所保持且安排以熱來熔接之負電極端引線3及正電極端引線 4係企圖實現與建構該等端之金屬及與該等疊層膜之最內層之合乎要求的黏著性。爲達成此，各上述部分之該負電 ^8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（6) 牛亟端引線3及該正電極端引線4係塗覆有含鈦酸鹽耦合材料及含有相同於形成該疊層膜之最內層之樹脂的烯屬烴黏 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 著層。上述結構係顯示於第3圖之中，該外殻2係由三層所建構’該三層例如含有一外殼保護層2 1 ，一鋁層2 2及〜熱熔接層（該疊層之最內層）2 3。該外殼之週邊部分係以熱來熔接使得該外殼2之內部部分係密封的。因此，各具有一預定寬度之外殻2的週邊部分當作熱熔接部分 2 a ’在該熱熔接部分2 ^中之熱熔接層2 3係相互以熱來熔接。因此’該負電極端引線3及該正電極端引線4會橫過熱熔接部分2 a ，所以該負電極端引線3及該正電極端引線4會抽出到該外殻2之外面部分。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在本發明中，相對應於熱熔接部分2 a之部分之負電極端引線3及正電極端引線4係塗覆有烯屬烴黏著層5及塗覆層6。第4圖顯示一用於塗覆該負電極端引線3之結構的實例，該負電極端引線3係先塗覆有烯屬烴黏著層5 ’接著，該烯屬烴黏著層5塗覆有由相同於形成建構該外殼2之疊層膜之最內層（熱熔接層2 3 )之樹脂所構成之塗覆層6。用於形成烯屬烴黏著層5之烯屬烯樹脂可爲任一種類之具有商用防水分等級之烯屬烴樹脂材料，諸如聚乙烯，聚丙烯，改質聚乙烯或改質聚丙烯。作爲此替代物，黏著之聚烯烴樹脂可採用Sumitomo化學公司商標名稱爲“ -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) BONDYNE ”及Idemitsu石油化學公司商標名稱爲“ POLYTACK ”之所代表者。須注意的是，可採用兩種或多種形式之上述材料之混合物，所採用之材料係稀釋於諸如甲苯之熔劑中，以便製備溶液，然後利用毛刷或分配器來塗覆該等電極端之引線表面有上述溶液，接著，加熱該等淫的部分以使乾燥而形成烯屬烴黏著層5。接著以足夠量之稍後將例示之鈦酸鹽耦合材料來與該烯屬烴黏著層5混合，所以可進一步可靠地獲得以金屬建構該等端之合乎要求之黏著性及以樹脂建構該疊層膜之最內層之樹脂之合乎要求之黏著性而不會有任何劣化於防水分之特性中。該鈦酸鹽耦合材料係藉一般化學式T i (〇R ) 4 (其中R係碳氫化物）所表示之四烷氧基鈦化合物，諸如二異丙氧基雙（乙醯乙酸乙酯）鈦，四異丙氧基鈦，肆（2 — 乙基己氧基）鈦，四硬脂氧基鈦及四甲氧基鈦，或可獲得自上述化合物與羧酸酐之間反應之醯化物。同時任一上述材料可採用：由一般化學式（ Η Ο Y 0 ) 2 T i (〇R)2 或經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (Η 2 N Y Ο ) 2 Τ i (〇11)2(其中各丫及1^係碳氫化物）所表示之二甲苯甲酸鈦化合物，諸如二異丙氧基雙（乙醯乳酸酯）鈦，異丙氧基（2 —乙基一 1 ，3—己院二酸）鈦，（2 —乙基己氧基）雙（2 —乙基一 1 ，3_己烷二酸）鈦，二正丁氧基雙（三乙醇銨酸酯）鈦，四乙酸乙酯鈦及羥雙（乳酸酯）酞。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 529202 ___ —___B7 五、發明說明（8 ) 作爲此替代物，可採用選取自含有下列材料之族的鈦化合物或烷氧基聚醯化氧鈦所組成之鈦酸鹽耦合材料：鈦酸異丙基三異硬脂醯酯，鈦酸異丙基三正丁二基苯磺醯酯 ’鈦酸異丙基參（焦磷酸二辛酯），鈦酸四異丙基雙（亞磷酸二辛酯），鈦酸四辛基雙（亞磷酸雙十三酯），鈦酸亞磷酸四，2 -二芳氧甲基—1 一丁基）雙（雙十三基），鈦酸雙（焦磷酸二辛酯）氧乙酸酯，鈦酸雙（焦磷酸二辛酯）乙烯，鈦酸異丙基三辛醯酯，鈦酸異丙基二曱基丙烯醯異硬脂醯酯，鈦酸異丙基異硬脂醯二丙烯酯，鈦酸異丙基三（磷酸二辛酯），鈦酸異丙基三異丙苯基苯酯及鈦酸異丙基三（N -胺乙基，胺乙基）。上述材料可單獨採用或可採用上述材料之混合物。可採用上述材料之一或可相互混合兩種或多種材料之混合物以便摻配成烯屬烴黏著層5。使用來塗覆該烯屬烴黏著層5之塗覆層6係由相同於形成疊層膜之最內層之樹脂所構成，可採用任一種類之各具有商用防水分等級之下列烯屬烴樹脂··聚乙烯，聚丙烯，改質聚乙烯及改質聚丙烯。例如接合方法，可使用由上述烯屬烴所構成之膜’隨後藉接觸接合該烯屬烴樹脂膜或藉由熱來熔接其。作爲此替代法’可採用嵌入造模法或類似法。該等電極端引線（負電極端引線3及正電極端引線4 )係連接於相對應之正及負電極。從實現高電位及免於溶解之特性的觀點，較佳地，該正電極端引線4之材料係鋁 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)「11 - --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 529202 A7 B7 五、發明說明（9 ) ’鈦或其混合物；較佳地，該負電極端引線3係由銅，鎳或其合金所構成。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 因爲由鎳或類似物所構成之負電極端引線3偶爾會造成未合乎要求之黏著性之問題，故烯屬烴黏著層5與塗覆層6可僅配置於負電極端引線3。該疊層膜之最內層對於電解質溶液及水分之滲透具有抵抗性’爲符合上述要件，較佳地係採用聚乙烯，聚丙烯或聚乙烯或聚丙烯之改質材料。然而，上述樹脂會遭遇到與形成電極端之金屬不良之黏著性，爲簡單地改善與金屬之黏著性，會適當地採用以丙烯酸或馬來酸改質之樹脂或採用具有由離子單體方法所造成極性之樹脂，若藉上述方法造成極性，同時與水之親和力係不企望地增強時，則在上述例子中，僅會實現初始之黏著性，當時間消逝時，相較於改質之材料，水會大量地導入而使黏著性劣化，結果 ’會不企望地滲透以大量的水，因此，提供上述具有改良極性之烯屬烴樹脂供配置於電極端之引線或疊層膜之最內層樹脂以用於取得與建構電極端之金屬之黏著性係不智的〇經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在本發明中，該烯屬烴黏著層5係形成於建構電極端引線之金屬上，該烯屬烴黏著層5含有以適合量混合之鈦酸鹽耦合材料且具有與金屬之改善的黏著性而不會有防水分特性之劣化，因此可實現合乎要求狀態之黏著性於建構電極端引線之金屬與配置於鈦酸鹽疊層膜之最內層之烯屬烴樹脂間，使水之滲透可有效地防止。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 — B7 五、發明說明（1Q) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，該烯屬烴黏著層係由相同於建構疊層膜之最內層之樹脂（塗覆層6 )所構成，因此，可預防該烯屬烴黏著劑在使用非水電解質二次電池之前吸收水分的問題，所以可藉使用熱來實現尙未改善之具有建構疊層膜之最內層及具有極性之強黏著性。該烯屬烴黏著劑具有一結構，即，該烯屬烴樹脂含有 0 , 3 w t %至2 0 w t %之鈦酸鹽耦合材料，較佳地爲 0 · 5wt% 至 l〇wt%° 若鈦酸鹽耦合材料之量係0 · 3 w t %或更少時，則無法改善黏著性；若該量係2 0 w t %或更大時，則該鈦酸鹽耦合材料之強的凝固作用會抑制強黏著層之形成。爲形成強黏著性，較佳地，該量係0 · 5 w t %或更大；爲完成均勻之材料，較佳地該量爲1 0 w t %或更小。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製當含有鈦酸鹽耦合材料之烯屬烴黏著層5之厚度爲〇.5微米或更小時，則無法改善黏著性；若該厚度爲 1〇0微米或更大時，則無法獲得該黏著層之機械強度；若厚度爲1微米或更小時，則不易於執行形成均勻層之操作；若厚度爲5 0微米或更大時，則過多大量之水會滲透該烯屬烴黏著層5。形成於含鈦酸鹽耦合材料之烯屬烴黏著層5之上及由相同於建構疊層膜之最內層之樹脂所構成之塗覆層6之厚度係不小於1微米或不大於1 0 0微米’較佳地係不小於 5微米或不大於5 0微米；若該厚度爲1微米或更小時，則無法實現保護該烯屬烴黏著層5在使用前所需水分之效 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（11) 應；若該厚度係1 〇〇微米或更大時，則過多大量的水會滲透該塗覆層6。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 可採用熱熔接法來當作形成塗覆層6在烯屬烴黏著層 5上之簡單及可靠的方法。若該塗覆層6之厚度爲5微米或更小時，則在熔接過程之期間，厚度會不企望地改變到大約1微米，因此，較佳地該塗覆層6之厚度爲5微米或更大，該塗覆層6爲烯屬烴黏著層5與疊層膜之最內層之間的中間層，因此，無需過大的厚度。爲防止在熱熔接過程的期間所使用之電力及熱重損耗，較佳地厚度爲5 0微米或更小。當電池元件1係固體電解質電池或凝膠電解質電池時，用於製備固體聚合物電解質之聚合物材料可爲任一下列材料：矽凝膠，丙烯凝膠，丙烯腈凝膠，聚光氣改質聚合物，聚氧乙烯，聚氧丙烯，及其複合聚合物，交聯聚合物，改質聚合物，例如聚（氟化亞乙烯），聚（氟化亞乙烯一共一六氟聚丙烯），聚（氟化亞乙烯一共一四氟乙烯）及聚（氟化亞乙烯-共-三氟乙烯）。同時可使用上述材料之混合材料，當然該聚合物材料並未受限於上述材料。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製現將描述獲得疊層在正電極活性材料層或負電極活性材料層上之固體電解質或凝膠電解質之方法，溶液係製備由聚合物化合物，電解質鹽及溶劑（以及在凝膠電解質之情況中之增塑劑），然後，正電極活性材料層或負電極活性材料層浸漬有上述溶液，接著，去除溶劑以便獲得固體電解質，該正電極活性材料層或該負電極活性材料層係浸 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（12) 漬有一部分之固體電解質，該一部分固體電解質疊層在正電極活性材料層或負電極活性材料層之上，使得上述電解質凝結。當採用交聯型材料時，係使用光或熱來完成交聯，使獲得固體材料。該凝膠電解質係由含有數量不小於2 w t %或不大於 3 0 w t %之鋰鹽及母質聚合物之增塑劑所組成。爲獲得該凝膠電解質，酯類，醚或碳酸酯可單獨使用或作爲該增塑劑之該等成分之一。在用於製備凝膠電解質之過程中用來使碳酸酯凝膠化之母質聚合物可爲使用來構成該凝膠電解質之任一聚合物。鑑於氧化及還原之穩定性，較佳地例如採用聚（氟化亞乙烯）或聚（氟化亞乙烯-共-六氟聚丙烯）之氟聚合物〇含於凝膠電解質或聚合物固體電解質中之鋰鹽可爲使用於電池之一般電解質溶液中之鋰鹽，該鋰化合物（鹽）係由下列材料所例示，注意的是，本發明並未受限於下列材料。該鋰化合物（鹽）可藉下列材料所例示：氯化鋰，溴化錐’職化錐’氯酸錐’局氯酸錐，漠酸鋰，碘酸鋰，硝酸鋰，四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，醋酸鋰，雙（三氟甲基磺化物）亞氨基鋰，L iAsF6，L i CF3S〇3， LiC(S〇2CF3)3，LiAlCl4 或 LiSiF6 ο 可單獨使用上述鋰化合物或可混合複數之鋰化合物。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- -----------裝--------訂---------線一 m (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 529202 A7 B7_____ 五、發明說明（13 ) 鑑於氧化及還原之穩定性，較佳地係採用L丨P F 6或 L i B F 4 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在凝膠電解質之例中，該鋰鹽係以〇 · 1莫爾至 3 · 0莫爾之濃度溶解於增塑劑之中，較佳地係每公升增塑劑0.5至2.0莫爾。根據本發明之電池可以藉一相類似於建構習知鋰離子電池之方法來建構，除了其中係採用含上述碳酸酯之凝膠電解質或固體電解質之本發明構造之外。鋰離子電池之負電極之材料可爲一種能摻雜/去摻雜鋰之材料，該負電極之上述材料可爲諸如非石墨化之碳或石墨材料之碳材料，特定地，可採用下列碳材料：焦碳；焦炭（瀝青焦，針狀焦或石油焦）；石墨；玻璃態碳，一種燒結緊密之有機聚合物化合物（一種藉燒結酚樹脂或呋喃樹脂於適當溫度處以便碳化之材料）；碳纖維；以及活性碳。當作替代物於此，能摻雜/去摻雜鋰之材料可爲諸如聚乙炔或聚吡咯之聚合物材料，或諸如S η 0 2之氧化物。當負電極係由任一上述材料製造時，可添加熟知之結合劑及類似物。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製正電極可利用金屬氧化物，金屬硫化物或特定之聚合物予以製造以相對應於所需電池之形式。當製造鋰離子電池時’正電極之活性材料可爲任一下列材料：不含鋰之金屬硫化物或氧化物，例如丁 i S 2，Μ 〇 S 2，N b S e 2 ，V 2〇5 ;或主要由L i χ Μ〇2所組成之複合鋰氧化物（其中Μ係一或多種形式之過渡金屬，及根據電池充/放電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） -16- 529202 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（14) 狀態變化之X通常不小於0 · 0 5或不大於1 · 1 〇 )。較佳地，構成複合鋰氧化物之過渡金屬]y [爲C 〇，N i ， Μ η，或類似物。該複合鋰氧化物可藉l i C 〇〇 2， LiNi〇2, LiNiyC〇i_y〇2 (其中〇<y<i )及L i Μ η 2〇4予以例示。上述複合鋰氧化物係用於正電極之活性材料，能產生高電壓及顯示合乎要求之能量密度。複數形式之上述活性材料可含於正電極之中。當採用活性材料來製造正電極時’可添加熟知之導電性材料及結合劑。實例現將根據實驗結果描述本發明之實例與比較性實例。樣品電池之製浩首先，製造負電極如下：作爲結合劑之9 0分重量之石墨粉狀物及1 0分重量之聚（氟化亞乙烯-共-六氟丙烯）係相互混合，以便製備用於負電極之混合物，接著，分散該用於負電極之混合物於Ν -甲基- 2 -吡咯啶酮中，使獲得漿料，該漿料係均勻地施加於細長銅箔之各面，該細長銅箔係用於負電極之集流器具其具有1 〇微米之厚度，接著使該溼的漿料乾燥及藉操作輥壓機來執行壓模過程，因而，製造該負電極〇另一方面，製造正電極如下： -----------裝--------訂---------線 ^ 樣 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- 529202 A7 B7 五、發明說明（15) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲獲得正電極活性材料（L i C ◦ 〇 2 )，碳酸鋰與碳酸鈷係以0 · 5莫爾：1莫爾之比例相互混合’接著在 9 0 0 °C之空氣中烘乾該混合物5小時’ 9 1分重量之所取得之L i C 〇〇2，6分重量之作爲導電丨生材料之石墨及 1 0分重量之聚（氟化亞乙烯-共一六氟聚丙烯）係相互混合，以便製備用於正電極之混合物，接著，分散該用於正電極之混合物於N -甲基- 2 -吡咯啶酮中，使獲得漿料，該漿料係均勻地施加於細長鋁箔’該細長鋁箔係正電極之集流器且其具有2 〇微米之厚度’接著使該溼的漿料乾燥及藉操作輥壓機來執行壓模過程，因而，製造該正電極。該凝膠電解質係取得如下：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製各負電極及正電極係均勻地塗覆有溶液且浸漬於該溶液，該溶液係取得如下：1 0分重量之具有 600，000平均分子量Mw之聚（氟化亞乙烯一共一六氟聚丙烯）及6 0分重量之碳酸二乙酯係混合及溶解於 3 ◦分重量之增塑劑中，該增塑劑係由4 2 · 5分重量之碳酸乙烯（EC) ，42 .5分重量之聚碳酸丙烯（PC )及1 5分重量之L i P F 6所組成，接著，使該負電極與正電極置於室溫8小時，接著，蒸發及去除碳酸二甲酯使獲得凝膠電解質。塗覆有凝膠電解質之負電極與正電極係彼此相抵壓合著，使該等凝膠電解質部分彼此面對，結果，製造出具有 2·5公分X4·0公分大小及0·4微米厚度之扁平凝 •18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（16) 膠電解質電池。由鋁所製成之正電極端引線及由鎳所製成之負電極端引線係溶接於未施加活性材料層之各電極部分上（正電極之鋁箔部分及負電極之銅箔部分）。接著，將電池元件插入於由疊層膜所建構之封包介質中，然後，在2 0 〇 °C及 1 0秒之條件下，以熱來熔接疊層膜，使密封之寬度爲5 毫米。因而，製造出測試之電池。實例與比較性實例如第1表中所示，材料之組成，鈦酸鹽耦合材料之含量，端引線上之黏著層的厚度，施加於黏著層之烯屬烴樹脂（塗覆層）之厚度及接受該過程之端係藉上述製造測試之電池的方法變化以製造樣品電池。當僅一正電極或負電極接受該製程時，黏著劑並未施加於另一電極，類似於該疊層膜之最內層，僅樹脂膜係先以熱來熔接。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 B7 五、發明說明（17 ) 第1表經濟部智慧財產局員工消費合作社印製材料之組成稱合材料之含量（w t %) 在端引線上之黏著層之厚度（微米）樣品1 A — a 3 15 樣品2 樣品3 樣品4 A — b 7 3 樣品5 樣品6 樣品7 A — c 5 1〇樣品8 樣品9 樣品1 0 B — a 5 10 樣品1 1 樣品1 2 樣品1 3 B - b 8 1〇樣品1 4 樣品1 5 樣品1 6 B - c 4 15 樣品1 7 樣品1 8 --------------------訂---------線 *·Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 529202 A7 B7 五、發明說明（18 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製樣品1 9 C 一 a 4 15 樣品2〇樣品2 1 樣品2 2 C - b 7 7 樣品2 3 樣品2 4 樣品2 5 C — c 2 10 樣品2 6 樣品2 7 比較性實例1 A — a 3 15 比較性實例2 比較性實例3 A - b 7 0 . 3 比較性實例4 12 0 比較性實例5 0.7 比較性實例6 A — c 0 . 1 10 比較性實例7 0 . 4 比較性實例8 12 比較性實例9 D-d \ \ 比較性實例1 0 E — e 比較性實例11 F - f -------------------訂---------線· ·-·- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） _ 21 - 529202

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（19) 施加於黏著層之烯屬烴的厚度（微米）接受製程之端 --Ϊ品1 15 僅鋁（A1)用於正電極〜隻品2 僅鎳（Ni)用於負電極 __免品3 正及負電極二者均有 __良品4 3 0 僅鋁（A1)用於正電極 __复品5 僅鎳（Ni)用於負電極品6 正及負電極二者均有 __瘗品7 2 0 僅鋁（A1)用於正電極 —_里品8 僅鎳（ΝΠ用於負電極樣品9 正及負電極二者均有樣品1 0 15 僅鋁（A1)用於正電極樣品1 1 僅鎳（Ni)用於負電極樣品1 2 正及負電極二者均有樣品1 3 2 0 僅鋁（A1)用於正電極樣品1 4 僅鎳（Ni)用於負電極樣品1 5 正及負電極二者均有樣品1 6 2 0 僅鋁（A1)用於正電極樣品1 7 僅鎳（Ni)用於負電極樣品1 8 正及負電極二者均有 -------------------訂---------線· **· (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 529202 A7 B7 五、發明說明（2Q) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製樣品1 9 2〇僅鋁（A1)用於正電極樣品2 0 僅鎳（ND用於負電極樣品2 1 正及負電極二者均有樣品2 2 3 0 僅鋁（A1)用於正電極樣品2 3 僅鎳（N〇用於負電極樣品2 4 正及負電極二者均有樣品2 5 15 僅銘（A1)用於正電極樣品2 6 僅鎳（Ni)用於負電極樣品2 7 正及負電極二者均有比較性實例1 15 0 正及負電極二者均有比較性實例2 1 比較性實例3 3〇正及負電極二者均有比較性實例4 比較性實例5 比較性實例6 2 0 正及負電極二者均有比較性實例7 比較性實例8 比較性實例9 1〇〇正及負電極二者均有比較性實例1 0 比較性實例11 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23^ 529202 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（21) 在表中使用於形成該疊層膜之最內層之樹脂係如下： A : C P P (澆注聚丙烯） B : PE (聚乙烯）改質之CPP C : L L D P E (直鏈低密度聚乙烯）

D:用馬來酸改質之LLDEP E :用馬來酸改質之C P P F :用丙烯酸改質之P E 形成於電極端引線上之黏著層之組成係如下： a:由20wt%之EPR (聚丙烯乙烯橡膠）， 4 0 w t %之甲苯及4 0 w t %之二甲苯所組成之材料混合及溶解於6 0 °C，接著添加二異丙氧基雙（乙醯乙酸乙酯）鈦，以此一方式來添加，即，實現第1表中所示之組成。在施加之後，所施加之溶液於1 5 0 °C乾燥1小時。 b ··由20wt%之用PE改質之CPP ，10wt %之十氫化萘及7 0 w t %之甲苯所組成之材料混合及溶解於4 0 °C，接著添加四異丙氧基鈦，以此一方式來添，加，即，實現第1表中所示之組成。在施加之後，所施加之溶液於1 5 0 °C乾燥1小時。 c :由l〇wt%之EPR， l〇wt%之用PE改質之CPP，l〇wt%之十氫化萘及70wt%之甲苯所組成之材料混合及溶解於4 0 °C，接著添加四正丁氧基鈦，以此一方式來添加，即，實現第1表中所示之組成。在施加之後，所施加之溶液於1 5 0 °C乾燥1小時。 d :由馬來酸改質之L L C E P所製成之膜且各具有本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- --------------------訂---------線 ^ · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 529202 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22) 1〇0微米厚度係熔接於電極之上方及下方表面，使該等膜相互面對。 e :由馬來酸改質之CPP所製成之膜且各具有 1 〇〇微米厚度係熔接於電極之上方及下方表面，使該等膜相互面對。 f :由丙烯酸改質之P E所製成之膜且各具有1 〇〇微米厚度係熔接於電極之上方及下方表面，使該等膜相互面對。評估根據實例1至2 7及比較性實例1至1 1之測試之電池引進一設定爲7 0 °C及9 0 %相對溼度之熱測溼計之槽內，在7 2 0小時過去之後，水之濃度係藉卡爾菲索之方法（karl Fisher’s method )予以測量。根據實例1至2 7及比較實例1至1 1之測試之電池引進一設定爲4 0 °C及相對溼度6 5 %之熱測溼計之槽內以執行充電/放電循環測試於2小時放電（1 / 2 C )之理論性容量，使該充電及放電執行5 0 0次，因而測試該放電容量之保留比例。結果顯示於第2表之中。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------------訂---------線 >- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 529202 A7 五、發明說明（23 ) 第2表經濟部智慧財產局員工消費合作社印製水之濃度（p p m) 放電容量保留比例（％) 實例1 3 9 0 實例2 3 9 0 實例3 2 9 3 實例4 5 9 0 實例5 3 9 0 實例6 1 9 5 實例7 4 8 9 實例8 3 9 1 實例9 2 9 7 實例1 0 5 9〇實例1 1 3 9〇實例1 2 1 9 6 實例1 3 3 9 1 實例1 4 3 9 1 實例1 5 1 9 6 實例1 6 2 9 1 實例1 7 4 9〇實例1 8 2 9 3 實例1 9 3 9 2 實例2〇 2 9 2 實例2 1 1 9 5 --------------------訂---------線 ^ t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 529202 A7 t 五、發明說明（24 ) 實例2 2 4 9 0 實例2 3 2 9 1 實例2 4 1 9 6 實例2 5 3 9 0 實例2 6 2 9 1 實例2 7 1 9 5 比較性實例1 12 7 0 比較性實例2 7 7 8 比較性實例3 9 7 5 比較性實例4 9 7 7 比較性實例5 8 7 5 比較性實例6 9 8 0 比較性實例7 7 7 8 比較性實例8 7 7 7 比較性實例9 15 6 8 比較性實例10 15 7 0 比較性實例11 9 7 3 0 -----------ΦΚ,--------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27^ 529202 A7 B7 五、發明說明（25) 例如從第2表可理解的是，建構使得電極端引線之黏著性改善而不會相依於烯屬烴樹脂之極性中之改善以及使得黏著層及形成在黏著層上之烯屬烴樹脂層造成具有最佳厚度以預防厚度過度放大之實例1及2 7能合乎要求於預防水之導入，因此，證實了合乎要求之循環的抵抗性特徴。相較於該等實例，比較性實例1至8會造成未合乎要求之防水分特徵，因爲該等層之厚度並非最佳且耦合劑之量並未適當地設定，而且因爲所採用之樹脂之水分吸收，比較性實例9至1 1會造成不合乎要求之結果。例如從上述說明可理解的是，本發明能維持電極端之黏著性於該外殼之熱熔接部分中而不會在防水性特徵中劣化，結果，可提供一種顯現優異防水性特徵及長時間壽命於對抗充電/放電循環。雖然本發明已以具某種程度之特殊性的較佳形式及結構予以描述，應理解的是，較佳形式之本揭示可在結構之細節中及部件之組合及設置中改變而不會背離如下文中之申請專利範圍所述之本發明精神及範疇。 --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -28^

Claims

529202 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種非水電解質二次電池，包含：一外殼，由疊層膜所構成；一電池元件，容納於該外殻之內且藉熱熔接法封包於該外殼之內；以及電極端引線，導電於該等電極，暴露於該外殼之外面部分，使得該等引線由熱熔接部分所包圍，其中相對應於該熱熔接部分之該等引線端引線之至少之一的一部分係塗覆有含鈦酸鹽耦合材料之烯屬烴黏著層及一由相同於形成各該等疊層膜之最內層之樹脂所構成之塗覆層。 2 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中塗覆層有含該鈦酸鹽耦合材料之該烯屬烴黏著層及由相同於形成該等疊層膜之最內層之樹脂的該塗覆層之該電極端引線係用於負電極之電極端引線。 3 ·如申請專利範圍第2項之非水電解質二次電池，其中用於該負電極之該電極端引線係由鎳所製成。 4 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中該烯屬烴黏著層中之該鈦酸鹽耦合材料的含量爲〇 · 3wt% 至 20wt%。 5 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中該烯屬烴黏著層之厚度爲〇 · 5微米至i 〇〇微米。 6 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中該塗覆層之厚度爲1微米至1 〇〇微米。 7 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210x 297 ^7 --------------------^---------^ J Ψ (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 29 529202 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍其中建構該電池元件之電解質係含有母質聚合物及鋰鹽之凝膠電解質及固體電解質。 8 ·如申請專利範圍第7項之非水電解質二次電池，其中該母質聚合物係聚氟化亞乙烯及/或氟化亞乙烯與六氟丙烯之共聚合物。 9 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中建構該電池元件之該負電極係含有能摻雜/去摻雜鋰之材料的負電極。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之非水電解質二次電池，其中能摻雜/去摻雜鋰之該材料爲碳材料。 1 1 ·如申請專利範圍第1項之非水電解質二次電池，其中建構該電池元件之該正電極係含有鋰與過渡金屬之複合氧化物之正電極。 --------------------訂---------線 J'J (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）