TW556366B - Packaging material for battery - Google Patents

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Rikiya Yamashita
Yoichi Mochizuki
Kazuki Yamada
Masataka Okushita
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556366 A7 B7 五、發明説明(1 ) 發明之領域 本發明之電池用包裝材料係關於具有防濕性、耐內容 物性之具有液體或固體有機電解質(高分子聚合物電解臂 )之電池、或燃料電池、電容器等所用之電池用包裝材料 背景技術 本發明之電池係指含有使化學能轉變成電能之元件者 例如鋰離子電池、鋰聚合物電池、燃料電池等,含有液體、 固體陶瓷、有機物等之介電體之液體電容器、固體電容器 、雙層電容器等之電解電容器。 用正極材料用正極材料 電池之用途,例如可用於電腦、攜帶式終端裝置(手 機、P DA等)、攝錄影機、電動汽車、能量儲存用蓄電 池、機械人、衛星等。 又,前記電池之外部封裝體係使用將金屬壓製加工形 成圓筒狀或正方體之容器的金屬罐,或由塑膠薄膜、金屬 箔等之層合所得之複合薄膜所構成之層合體製成袋狀者( 以下稱爲外部封裝體)。 電池之外部封裝體有下述問題。金屬罐時,因容器外 壁屬於硬性外壁,電池本體之形狀被限定。因此,爲了使 硬壁配合電池本體之設計,使用該電池之硬殻的尺寸受電 池所限定,形狀之自由度降低。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 壯衣· -訂 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 ) Α4規格(210Χ297公釐) -4- 556366 A7 B7 五、發明説明(2 ) 因此,傾向於使用前述袋狀之外部封裝體。前述外部封 裝體之材質構成係考慮電池之必要物性、加工性、經濟性 等,至少由基材層、阻隔層、密封層及粘著前述各層之粘著 層所構成,必要時可設置中間層。 由電池之前述構成之層合體形成袋子或至少單面壓製 成形,形成電池之收納部,收納電池本體,袋狀型或壓花型( emboss,披覆蓋體)係將其周緣之必要部分熱封來密封形成 電池。 前述密封層之最內層需具有最內層彼此之熱封性及對 於導線(金屬)具有熱封性。使前述最內層具有金屬粘著 性,例如形成酸變性聚烯烴樹脂可確保與導線之密著性。 A.但是以酸變性聚烯烴樹脂作爲外部封裝體之最內層 進行層合時,其加工性比一般之聚烯烴樹脂差,且成本高,因 此,採用外部封裝體之密封層之最內層爲一般之聚烯烴樹脂 層,且導線部含有可熱粘著最內層與導線之兩者之導線用薄 膜的方法。 具體而言,如圖1G ( a)所示,導線4與層合體10’之密 封層14’之間夾雜對於金屬與外部封裝體之密封層具有熱封 性之導線用薄膜6’,確保導線部之密封性。 前述導線用薄膜可使用由前述不飽和羧酸聚烯烴、金 屬交聯聚乙烯、乙烯或丙烯與丙烯酸、或甲基丙烯酸之共 聚物所構成之薄膜。 但是構成電池之外部封裝體(以下爲外部封裝體)之 層合體之密封層考慮耐熱性、密封性等而使用聚丙烯,但是 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T 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(210X297公釐) -5- 556366 A7 B7 五、發明説明(3) 爲因拾封時之加熱、加壓密封性良好之易損壞之樹脂、即 熔融指數(以下爲MI)較高等級之聚丙烯樹脂。導線用薄 膜係使用酸變性聚丙烯之薄膜。使用這種構成之電池用包 裝材料及導線用薄膜樹脂進行密封熱封時,含導線之部分如 圖1G ( a )所不,以熱封之熱與壓力使外部封裝體之松、封層 ^與導線用薄膜6’一起熔融,又因加壓有時被擠壓至加壓部 之區域外。結果由外部封裝體1(Τ之阻隔層12’之鋁箔與金 屬所構成之導線4’接觸(S)有時造成短路。; 如圖1Η ( a)〜圖1Η ( c)所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之密封層有時產生微小的龜裂 (以下稱爲挖空C)。產生該挖空時,電解液與阻隔層直接 接觸,損壞電池本體、導線之金屬、阻隔層間之絕緣性,產生 電位差,阻隔層因腐鈾形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電 解質之金屬離子的反應物,縮短電池的壽命。) B.以酸變性聚烯烴樹脂作爲外部封裝體之密封層或最 內層進行層合時,其加工性比一般之聚烯烴樹脂差,且成本高 等,因此,採用外部封裝體之密封層或其最內層爲一般之聚烯 烴樹脂層,且導線部夾雜可熱粘著密封層或最內層與導線之 導線用薄膜的方法。 「具體而言,如圖2G ( a)所示,導線4與層合體10’之密 封層14’之間夾雜對於由金屬所構成之導線與外部封裝體之 密封層或其最內層具有熱封性之導線用薄膜6’,確保導線部 之密封性。 •前述導線用薄膜可使用由前述不飽和羧酸聚烯烴、金 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明(4 ) 屬交聯聚乙烯、乙烯或丙烯與丙烯酸、或甲基丙烯酸之共 聚物所構成之薄膜> 但是構成電池之外部封裝體(以下爲外部封裝體)之 層合體之密封層或最內層考慮耐熱性、密封性等而使用聚 丙烯,但是爲因密封時之加熱、加壓密封性良好之易損壞之 樹脂、即熔融指數(以下爲MI )較高等級之聚丙烯樹脂。 導線用薄膜係使用酸變性聚丙烯之薄膜。使用這種構成之 電池用包裝材料及導線用薄膜樹脂進行密封熱封時,含導線 之部分如圖2G ( b )所示,以熱封之熱與壓力使外部封裝體 之密封層與導線用薄膜6’一起熔融,又有時因加壓被擠 壓至加壓部之區域外。結果由外部封裝體10’之阻隔層12, 之鋁箔與金屬所構成之導線4’接觸(S )有時造成短路。 如圖2H ( a )〜圖2H ( c )所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之密封層有時產生微小的龜裂 (以下稱爲挖空C)。產生該挖空時,電解液與阻隔層直接 接觸,損壞電池本體、導線之金屬、阻隔層間之絕緣性,產生 電位差,阻隔層音腐蝕形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電 解質之金屬離子的反應物,縮短電池的壽命。 C.以酸變性聚烯烴樹脂作爲外部封裝體之密封層進行 層合時,其加工性比一般之聚烯烴樹脂差,且成本高等,因此, 採用外部封裝體之密封層爲一般之聚烯烴樹脂層,且導線部 夾雜可熱粘著密封層與導線之導線用薄膜的方法。 電池用包裝材料爲由則述基材層、阻隔層、粘著樹脂 層、密封層所構成之構成中,阻隔層與該密封層之層合之粘 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 !·^ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(5) 著樹脂層係使用酸變性聚丙烯。 但是構成電池之外部封裝體(以下爲外部封裝體)之 層合體之粘著樹脂層使用加工性良好之MI較高之酸變性聚 烯烴,MI較高之酸變性聚烯烴係因密封時之加熱、加壓易 損壞之樹脂。使用由這種粘著樹脂層所成之構成之電池用 包裝材料進行密封熱封時,含導線之部分如圖3G ( b )所示, 以熱封之熱與壓力使外部封裝體之粘著樹脂層、密封層14’ 與導線用薄膜f 一起熔融,又有時因加壓被擠壓至加壓部之 區域外。結果由外部封裝體1(Τ之阻隔層12’之鋁箔與金屬 所構成之導線41妾觸(S)有時造成短路。 如圖3Η ( a)〜圖2Η ( c)所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之粘著樹脂層及密封層有時產 生微小的挖空C。產生該挖空時,電解液與阻隔層直接接觸, 損壞電池本體、導線之金屬、阻隔層間之絕緣性,產生電位 差,阻隔層音腐蝕形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電解質 之金屬離子的反應物,縮短電池的壽命。 D.另外開發一種將層合體作成袋狀以收納電池本體之 小袋形式或,將前述層合體加壓成型形成凹部,並可於該 凹部收納電池本體之壓花形式。壓花形式與小袋形式相比 較時,可得到更簡潔的包裝體。但無論任哪一種形式之包 裝體,皆不能欠缺電池之外部封裝體所需要之防濕性或耐 穿刺性等之強度、絕緣性等。 電池用包裝材料係至少由基材層、阻隔層、密封層所 構成之層合體。前述各層之層間之粘著強度確定不會影響 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
、1T 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -8 - 556366 A7 B7 五、發明説明(6) 電池之外部封裝體之必要的特性。(例如阻隔層與密封層之 間的粘著強度不足時,造成水分由外部侵入的原因,形成電池 之成分中之電解質與前述水分反應生成之氫氟酸腐蝕前述 鋁面,使阻隔層與密封層之間產生離層又作爲前述壓花形 式之外部封裝體時,將前述層合體加壓成型形成凹部,但是 成形時,基材層與阻隔層之間產生離層) 「密封層使用抗拉彈性模數較高之樹脂時,壓花成形中,密 封層產生白化,或其表面產生輕微之龜裂,且成形安定性差, 產生針孔或產生成形皺紋或龜裂
/電池用包裝材料之不可欠缺之性能例如有內容物之塡 充、密封後之密封性。例如包裝材料之密封強度低時,內容 物之塡充密封線之密封需要充分的時間,明顯影響循環之短 縮,生產效率降低J 〔發明之槪要〕 A.本發明之第1形態 (本發明人等得到可提供一種在電池包裝中,將電池本體 插入以聚丙烯系樹脂作爲密封層之外部封裝體中,該以熱封 密封周緣部時,不會因熱封之熱與壓力使外部封裝體之阻隔 層與導線產生短路,密封層不會產生挖空之絕緣性優異,可安 定密封之電池用包裝材料的見解。j 因此,本發明之第1形態的發明係插入電池本體,以熱封 密封周緣部形成電池之外部封裝體之電池用包裝材料爲至 少由基材層、粘著層、阻隔層、乾層合層、密封層所構成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9 556366 A7 B7 五、發明説明(7) 之層合體,至少密封層爲不易被熱封之熱與壓力損壞之低流 動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙烯層所構成,最內層 爲高流動性聚丙烯層爲特徵之電池用包裝材料。 B. 本發明之第2形態 本發明人等得到可提供一種電池包裝中,將電池本體插 入以聚丙烯系樹脂作爲密封層之外部封裝體中,該以熱封密 封周緣部時,不會因熱封之熱與壓力使外部封裝體之阻隔層 與導線產生短路,密封層不會產生挖空之絕緣性優異,可安定 密封之電池用包裝材料的見解。 因此,本發明之第2形態的發明係插入電池本體,以熱封 密封周緣部形成電池之外部封裝體之電池用包裝材料爲至 少由基材層、粘著層、阻隔層、粘著樹脂層、密封層所構 成之層合體,至少密封層爲不易被熱封之熱與壓力損壞之低 流動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙烯層所構成,最內 層爲高流動性聚丙烯層爲特徵之電池用包裝材料。 C. 本發明之第3形態 本發明人等得到可提供一種電池包裝中,將電池本體插 入外部封裝體中,其以熱封密封周緣部時,不會因熱封之熱與 壓力使外部封裝體之阻隔層與導線產生短路,密封層不會產 生挖空之絕緣性優異,可安定密封之電池用包裝材料的見解 〇 因此,本發明之第3形態的發明係插入電池本體,以熱封 ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j 訂 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(210X297公釐) 10 556366 A7 ____B7 五、發明説明(8 ) 密封周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由基 材層、粘著層、鋁、化成處理層、粘著樹脂層、聚丙烯樹 脂系密封層所構成之層合體,粘著樹脂層爲熔融指數5〜 2〇g/10分鐘之範圍的樹脂所形成爲特徵之電池用包裝材料 D.本發明之第4形態 本發明人等得到可提供一種電池本體之保護物性,及在 壓花成形步驟及內容物塡充密封步驟等之生產性優之電池 包裝所使用之材料之電池用包裝材料的製造方法的見解。 因此,本發明之第4形態的發明係插入電池本體,以熱封 密封周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由基 材層、粘著層1、阻隔層、粘著層2、密封層所構成之層合 體,密封層爲至少層合一層以上之含有茂金屬系之線性低密 度聚乙烯之樹脂層爲特徵之電池用包裝材料。 〔圖面之簡單說明〕 圖面 圖1 A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a)爲說 明揭示層構成之電池用包裝材料、導線用薄膜、導線之各 位置關係的斷面圖、(b )爲說明導線部之熱封前之導線與 導線用薄膜與外部封裝體接觸之狀態之斷面圖、(c )爲熱 封後之導線部之模式斷面圖、(d ) 、( e )及(f )係使用 由另外密封層構成所構成之電池用包裝材料之情形之相同 (請先閲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(210X297公釐) -11 . 556366 A7 B7 五、發明説明(9) 說明圖。 圖1 B係顯示形成電池外部封裝體之層合體之層構成例 的斷面圖。 圖1C係說明電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。 圖1D係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視圖。 圖1E係說明壓花形式之成形之(a )斜視圖、(b )壓 花成形之外部封裝體本體、(c)X2-X2部斷面圖、(d) Y1部擴大圖。 圖1F係說明電池用包裝材料與導線之粘著之導線用薄 膜之裝設方法的說明圖。 圖1G係使用以往電池用包裝材料及導線用薄膜,顯示 阻隔層與導線爲短路狀態的斷面圖。 圖1Η係說明將使用以往電池用包裝材料之外部封裝體 之周緣密封時所產生之挖空的圖,(a )電池之斜視圖、(b )X2-X2部之斷面圖、(c ) Y1部之擴大圖。 圖2A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a )爲說 明揭示層構成之電池用包裝材料、導線用薄膜、導線之各 位置關係的斷面圖、(b )爲說明導線部之熱封前之導線與 導線用薄膜與外部封裝體接觸之狀態的斷面圖、(c )爲熱 封後之導線部之模式斷面圖、(d ) 、( e )及(f )係使用 由另外密封層構成所構成之電池用包裝材料之情形之相同 說明圖。 圖2 B係顯不形成電池之外部封裝體之層合體之層構成 例的斷面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲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 -12- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(1Q) 圖2C係說明電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。 圖2D係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視圖。 圖2E係說明壓花形式之成形之(a)斜視圖、(b)壓 花成形之外部封裝體本體、(c) X2-X2部斷面圖、(d) Y1部擴大圖。 圖2F係說明電池用包裝材料與導線之粘著之導線用薄 膜之裝設方法的說明圖。 圖2G係使用以往電池用包裝材料及導線用薄膜,顯示 阻隔層與導線爲短路狀態的斷面圖。 圖2H係顯示將使用以往電池用包裝材料之外部封裝體 之周緣密封時所產生之挖空的圖,(a )電池之斜視圖、(b )X3-X3部之斷面圖、(c ) Y2部之擴大圖。 圖3A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a)爲顯 示電池用包裝材料之層構成的斷面圖、(b )爲顯示電池用 包裝材料之另外之層構成的斷面圖。 圖3B係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a)爲說 明揭示層構成之電池用包裝材料、導線之位置關係的斷面 圖、(b )爲說明導線部之熱封前之導線與外部封裝體接觸 之狀態的斷面圖、(c )爲熱封後之導線部之模式斷面圖、 (d )係說明揭示層構成之電池用包裝材料、導線用薄膜、 導線之各位置關係的斷面圖、(e )爲說明熱封前之導線與 導線用薄膜與外部封裝體接觸之狀態的斷面圖、及(〇係 熱封後之導線部之模式斷面圖。 圖3 C係說明電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明(11) 圖3D係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視圖。 圖3E係說明壓花形式之成形之(a )斜視圖、(b )壓 花成形之外部封裝體本體、(c)X、XI部斷面圖、(d) Y1部擴大圖。 圖3F係說明電池用包裝材料與導線之粘著之導線用薄 膜之裝設方法的說明圖。 圖3G係說明以往組成之粘著樹脂層產生挖空之(a) 電池用包裝材料之斷面圖、(b)Y2部之擴大圖。 圖3H係顯示將使用以往電池用包裝材料之外部封裝體 之周緣密封時所產生之挖空的圖,(a )電池之斜視圖、(b )X3-X3部之斷面圖、(c) Y2部之擴大圖。 圖4A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a )爲顯 示電池用包裝材料之層合體之實施例D的斷面圖、(b)爲 顯示另外之層合體之實施例D的斷面圖。 圖4B係說明密封層之構成的圖,(a )爲單層密封層的 斷面圖、(b)爲2層密封層的斷面圖、(c)爲3層密封 層的斷面圖。 圖4C係理想爲電池用包裝材料以個別層合法表示之斷 面圖,U)乾層合法、(b)熱層合法、(c)夾層層合法、 (d )共擠壓層合法。 圖4D係說明電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。 圖4E係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視圖。 圖4F係說明壓花形式之成形之(a )斜視圖、(b )壓 花成形之外部封裝體本體、(c)X2-X2部斷面圖、(d)Y (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(12) 部擴大圖。 Μ面之符號說明 Α·圖1 Α〜Η S 導線與阻隔層之短路部、Η熱密封熱板、C挖空 部、t 樹脂蓄積部、1電池、2電池本體、3電池(蓄電 部)、4導線(電極)、5外部封裝體、6導線用薄膜、 7凹部、8側壁部、9密封部、10層合體(電池用包裝 材料)、11基材層、12銘(阻隔層)、13乾層合層、14 密封層、14f高流動性PP層、14r低流動性PP層、15保 護層、16基材側乾層合層、20壓製成形部、21公型、22 母型、23模槽 B·圖2A〜Η S 導線與阻隔層之短路部、Η熱密封熱板、C挖空 部、t 樹脂蓄積部、1電池、2電池本體、3電池(蓄電 部)、4導線(電極)、5外部封裝體、6導線用薄膜、 7凹部、8側壁部、9密封部、10層合體(電池用包裝 材料)、11基材層、12鋁(阻隔層)、13粘著樹脂層、 13h酸變性聚烯烴之烘烤層13e酸變性聚烯烴之擠壓層14 密封層、14f高流動性PP層、14r低流動性PP層、15保 護層、16基材側乾層合層、20壓製成形部、21公型、22 母型、23模槽 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝· -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -15- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(13) C. 圖3 A〜Η Η熱密封棒、c挖空、1電池、2電池本體、3電 池(蓄電部)、4導線(電極)、5外部封裝體、6導線 用薄膜、7凹部、8側壁部、9密封部、10層合體(電 池用包裝材料)、11基材層、12鋁(阻隔層)、13粘著 樹脂層、14密封層、Μχ熱熔著層、15化成處理層、16 基材側乾層合層、20壓製成形部、21公型、22母型、23 模槽 D. 圖4Α〜F Η熱密封熱板、1電池、2電池本體、3電池(蓄電 部)、4導線(電極)、5外部封裝體、7凹部、8側壁 部、9密封部、1〇層合體(電池用包裝材料)、丨丨基材 層、12鋁(阻隔層)、13粘著層、13d乾層合層、13h 酸變性聚烯烴之烘烤層1 3es夾層層合法之酸變性聚烯烴之 擠壓層、13ec共擠壓層合法之酸變性聚烯烴之擠壓層14 密封層、S 1密封層之外層、S2密封層之中間層、S3密封層 之內層、15化成處理層、1 6基材側乾層合層、20壓製成 形部、21公型、22母型、23模槽 〔發明之具體說明〕 A.本發明之第1形態 1.具體的形態 本發明之第1形態之發明的具體例如下述說明。換言 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 556366 A7 ___ _B7 五、發明説明(Μ) 之,申請專利範圍第1項之發明係一種電池用包裝材料(其特 徵係插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝 體之包裝材料爲至少由基材層、粘著層、阻隔層、乾層合 層、密封層所構成之層合體,至少密封層爲不易被熱封之熱 與壓力損壞之低流動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙 烯層所構成,最內層爲高流動性聚丙烯層。申請專利範圍第 2項之發明係如申請專利範圍第1項之阻隔層,其係至少該 乾層合層側設置化成處理層。申請專利範圍第3項之發明 係如申請專利範圍第1或2項之密封層爲由低流動性聚丙 烯層與高流動性聚丙烯層之2層所構成,且以高流動性聚丙 烯層爲最內層。申請專利範圍第4項之發明係如申請專利 範圍第1項之密封層爲由高流動性聚丙烯層、低流動性聚 丙烯層、高流動性聚丙烯層之3層所構成。申請專利範圍 第5項之發明係如申請專利範圍第1〜4項中任一項之電池 用包裝材料與電池本體之導線部之間夾雜導線用薄膜。 2.發明之實施形態 藉由以下圖面更詳細說明本發明。 圖1 Α係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a)爲說 明揭示層構成之電池用包裝材料、導線用薄膜、導線之各 位置關係的斷面圖、(b )爲說明導線部之熱封前之導線與 導線用薄膜與外部封裝體接觸之狀態之斷面圖、(c )爲熱 封後之導線部之模式斷面圖。(d ) 、( e )及(f )係使用 由另外密封層構成所構成之電池用包裝材料之情形之相同 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-17- 556366 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(15) 說明圖。圖1B係顯示形成電池外部封裝體之層合體之層構 成例的斷面圖。圖1C係說明電池之袋形式之外部封裝體的 斜視圖。圖1D係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視 圖。圖1E係說明壓花形式之成形之(a )斜視圖、(b )壓 花成形之外部封裝體本體、(c) X2-X2部斷面圖、(d) Y1部擴大圖。圖IF係說明電池用包裝材料與導線之粘著 之導線用薄膜之裝設方法的說明圖。 電池之導線係由細長之板狀或棒狀之金屬所構成,板狀 之導線之厚度爲50〜200(^111、寬度爲2.5〜2011111,其材質 爲 AL、Cu (含鍍 Ni) 、Ni 等。 電池之外部封裝體必須具有長期維持電池本體之性能 的功能,藉由各種層合法層合基材層、阻隔層、熱封層等。 特別是構成電池之外部封裝體(以下稱爲外部封裝體)之 層合體之密封層爲由聚烯烴系樹脂等所構成時,電池本體收 納於外部封裝體內,其周緣以熱封進行密封之際,含導線之部 分例如導線用薄膜使用酸變性聚烯烴時,以熱封之熱與壓力 使前述外部封裝體之密封層與導線用薄膜一起熔融,又因加 壓有時外部封裝體之阻隔層與由金屬所構成之導線接觸產 生短路S。 如圖1H ( a)〜圖1H ( c)所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之密封層有時產生微小的龜裂 (以下稱爲挖空c )。產生該挖空時,電解液與阻隔層直接 接觸,損壞電池本體、導線之金屬、阻隔層間之絕緣性,產生 電位差,阻隔層音腐蝕形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電 (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(210X 297公釐) -18- 556366 A7 ________ B7 五、發明説明(16) 解質之金屬離子的反應物,縮短電池的壽命。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明人等爲了防止前述短路s,精心硏究結果發現藉 由插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝體 之包材料爲至少由基材層、粘著層、阻隔層、乾層合層 、密封層所構成之層合體,至少密封層爲多層,且由不易被熱 封之熱與壓力損壞之低流動性聚丙烯層(以下,稱爲低流動 性PP層或低流動性PP )與易損壞之高流動性聚丙烯層(以 下,稱爲高流動性PP層或高流動性pp )所構成,最內層爲高 流動性PP層,解決上述問題,遂完成本發明。 本發明之電池用包裝材料之多層密封層係藉由熱封將 外部封裝體密封時,前述低流動性pp層即使接受適合密封電 池用包裝材料之熱封條件之熱封之熱與壓力,形成熔融樹脂 之狀態下也爲低流動性,使阻隔層與導線之間含有絕緣層,具 有防止密封部附近之挖空的效果。而高流動性PP層在熔融 時,成爲低黏性,具有段差部之密封效果,同時密封厚度被擠 壓變薄,密封部斷面積變小,具有降低斷面之透溼度的效果。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 前述低流動性PP、高流動性PP之流動性可藉由以 JISK7210所測定之熔融指數(以下爲MI)之數値來區別。 本發明之低流動性PP之MI爲0.5〜3.0g/10min,又高流動性 PP 之 MI 爲 5.0 〜30g/10min 爲佳。 (本發明之電池用包裝材料例如圖1B ( a )所示,至少由 基材層11、鋁12、保護層15、乾層合粘著層13d、多層密 封層14所構成之層合體,多層密封層爲低流動性PP層14r 與高流動性PP層14f之2層。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -(1 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(17) 又,例如圖IB ( a)所示,至少由基材層11、粘著層16、 鋁12、保護層15、乾層合粘著層13d、多層密封層14所構 成之層合體,多層密封層可爲高流動性PP層14f(l)、低 流動性PP層14r、高流動性PP層14f ( 2)之3層。 本發明之電池用包裝材料之密封層之高流動性聚丙烯 層與低流動性聚丙烯層之層厚比理想爲低流動性PP爲高流 動性PP之1.5倍以上,低流動性PP :高流動性PP = 95 : 5〜 60 : 40之範圍。 密封層爲3層時,高流動性PP ( 1 ) /低流動性PP/高流 動性PP ( 2 )中,低流動性PP之厚度爲高流動性PP ( 1 )與 高流動性PP ( 2 )之合計厚度之1.5倍以上爲佳。 換言之,低流動性PP之厚度爲高流動性PP ( 3層之構 成中,外層與內層之合計厚度)之合計厚度之1.5倍未滿時, 藉由熱封不易產生低流動性PP很難損壞的效果,阻隔層與導 線容易短路,無法防止挖空。密封層之總厚度理想爲20μιη〜 200μιη 〇 本發明之密封層所使用之聚丙烯例如可使用均聚聚丙 烯、無規聚丙烯、嵌段聚丙烯。 本發明之電池用包裝材料之密封層之聚丙烯係對於金 屬不具有粘著性,因此,密封時,電池導線部與外部封裝體之 間必須夾雜對於密封層與導線之兩方具有熱封性之導線用 薄膜。例如圖IF ( a)及圖IF ( b)所示,電池本體2之導線 4之密封部上下設置導線用薄膜6,(實際上以粘著密封來固 定)插入外部封裝體5,挾持導線部之狀態,藉由熱封進行密 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -20- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(18) 封。導線用薄膜6存在於導線4內的方法例如有圖IF ( d ) 或圖IF ( e )所示,可將導線用薄膜6之薄膜捲繞於導線4 之所定位置上。 前述導線用薄膜具體上可使用酸變性聚丙烯(不飽和 羧酸接枝無規丙烯)、金屬交聯聚乙烯、乙烯與丙烯酸或 甲基丙烯酸衍生物之共聚物、乙烯與醋酸乙烯之共聚物之 單體、或混合物等。 該導線用薄膜6之層厚爲使用之導線4之厚度之1/3以 上,例如ΙΟΟμηι之厚度之導線4時,導線用薄膜6之總厚度大 槪爲30μιη以上即可。 :使用本發明之電池用包裝材料形成外部封裝體,將電池 本體插入該外部封裝體,周緣以熱封進行密封時,導線部之密 封狀態如圖1Α ( c)或圖1Α ( f)所示,各低流動性ΡΡ層 14r以膜狀殘留,可避免本發明之課題之阻隔層π與導線4 之短路及挖空) 電池用包裝材料係形成包裝電池本體之外部封裝體,依 該外部封裝體之形式有圖1C所示之袋狀形式與圖ID ( a) 、圖ID ( b)或圖ID ( c)所示之壓花形式。前述袋狀形式 有三方密封、四方密封及枕形等之袋形式,圖1C係例示枕 形式。 壓花形式係如圖ID ( a )所示,可在單面上形成凹部,如 圖ID ( b)所示,在兩面上形成凹部,收納電池本體,周緣之四 方以熱封進行密封。挾住如圖ID ( c )所示之摺疊部,在兩 側形成凹部,收納電池,3邊熱封的形式。電池用包裝材料爲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(19) 壓花形式時,如圖IE (a)〜圖lE(d)所示,被層合之包裝 材料10以壓製成形,形成凹部7。 (其次,說明構成本發明之電池用包裝材料之各層。外部 封裝體之前述基材層11係由延伸聚酯或耐隆薄膜所構成, 此時,聚酯樹脂例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二 甲酸丁二醇酯、聚乙烯萘酸酯、聚丁基萘酸酯、共聚聚酯 、聚碳酸酯等。又,耐隆例如有聚醯胺樹脂,即,耐隆6 、耐隆6,6、耐隆6,6與耐隆6之共聚物、耐隆6, 1 0、聚間二甲苯己二醯二胺(MXD6 )等。) 前記基材層11作爲電池使用時,係與硬體直接接觸之 部位,因此,基本上係以具有絕緣性之樹脂層爲佳。在考慮 薄膜單體之針孔、及加工時之針孔之產生等時,基材層需 爲6 //m以上之厚度,較佳之厚度爲12〜30//m。 基材層1 1係爲了提昇耐針孔性及作爲電池之外部封 裝體時之絕緣性,也可進行層合。使基材層形成層合化時 ,基材層爲至少含有1個2層以上之樹脂層,且各層之厚 度以6 // m以上,較佳爲1 2〜30 // m之厚度。基材層形 成層合化之例,例如有下記1 )〜8 )。 1 )延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 2)延伸耐隆/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯 (又,爲了提昇包裝材料之機械適應性(於包裝機器、 加工機器中之運送安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電 解質性),2次加工時,對於電池用之外部封裝體形成壓花 形式時,爲了降低壓花時模具與基材層之摩擦阻力,或電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22- 556366 A7 B7 五、發明説明(2Q) 解液附著時,保護基材層,因此,基材層形成多層化,或基材 層表面設置氟系樹脂層、丙烯酸系樹脂層、聚砂氧院系樹 脂層、聚酯系樹脂層、油酸醯胺、芥酸醯胺、雙油酸醯胺 等之滑劑、或由這些之混合物所構成之樹脂層等爲佳)。例 如, 3 )氟系樹脂/延伸聚對苯二曱酸乙二醇酯(氟系樹 脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者)。 4 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯( 聚矽氧烷系樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所形 成者)。 5 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐 隆 6 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/ 延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 7 )丙烯酸系樹脂/延伸耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀 物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者) 8)丙烯酸系樹脂+聚矽氧烷接枝系丙烯酸樹脂/延伸 耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所 形成者)。 (前記阻隔層12係爲防止特別是水蒸氣由外部侵入電池 內部的層,使阻隔層單體之針孔,及加工適性(小袋化、 壓花成型性)安定化,且爲了具有耐針孔性,因此,蒸鍍厚 度1 5 // m以上之鋁、鎳等金屬,或無機化合物,例如氧 化矽、氧化鋁等之薄膜等,阻隔層較佳爲以厚度20〜80// m 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲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 髮· 、\吞
556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(21) 之鋁爲基礎,形成下述之保護膜爲佳。) 爲了更進一步改善針孔之發生,使電池之外部封裝體 之形式成爲壓花形式時,爲避免於壓花成形產生龜裂等時 ,;本發明人等發現作爲阻隔層使用之鋁的材質其含鐵量爲 〇 . 3〜9 .0重量%,較佳爲0 . 7〜2 ·〇重量%,與不 含鐵之鋁比較時,鋁之延展性佳,作爲層合體進行摺疊時 降低針孔之發生,且使壓花形式之外部封裝體成型時,亦較 容易形成側壁。前述含鐵量若低於0 . 3重量%時,未能產 生防止針孔之發生,改善壓花成型性等的效果,又,前述 鋁之含鐵量超過9 . 0重量%時,會阻礙鋁的柔軟性,使層 合體之製袋性變差。~ 又,以冷壓延方式製得之鋁因退火(即退火處理)條 件使其柔軟性、彈性之強度、硬度產生變化,但是本發明 所使用之鋁係以經稍微或完全退火處理之軟質傾向之鋁,優 於未經退火處理之硬質處理物。前述鋁之柔軟性、彈性之 強度、硬度之程度、即退火條件可依所需加工適性(小袋 化,壓花成型)來適當選擇。例如,爲了防止壓花成型時 之皺紋或針孔時,使用配合成型程度之退火的軟質鋁爲佳 〇 本發明人等在電池用包裝材料之阻隔層12之鋁表面、 背面設置保護層,例如實施化成處理可形成符合前述電池用 包裝材料之層合體。前述化成處理係指具體而言形成磷酸 鹽、鉻酸鹽、氟化物、三嗪硫醇化合物等之耐酸性皮膜,前 述耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -24 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(22) (3)化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中理想爲含有鉬、鈦、鍩 等之金屬、或金屬鹽之化成處理劑。藉由形成前述耐酸性 皮膜防止壓花成形時之鋁與基材層間之離層,防止電池之電 解質與水分反應所產生之氟化氫,溶解、腐蝕鋁表面,特別 是防止存在於鋁表面之氧化鋁溶解、腐蝕,且可提升鋁表 面的黏著性(濕潤性),可得到壓花成形時,防止熱封時之 基材層11與鋁1 2之離層,防止因電池之電解質與水分反應 所產生之氟化氫造成鋁內面側之離層的效果。 本發明之電池用包裝材料之密封層係如前述,爲組合低 流動性PP與高流動性PP之多層,最內層爲高流動性PP者 。密封層之總厚度理想爲20〜200μιη。 層合本發明之電池用包裝材料時,設置於阻隔層之保護 層與密封層之粘著理想爲乾層合法,以防止鋰離子電池等之 電解液與水分反應生成之氫氟酸等造成離層。 本發明之電池用包裝材料中,形成外部封裝體之層合體 之前述各層爲了適度提高製膜性、層合化加工、最終製品 二次加工(袋狀化、壓花成形)適性、安定化,可進行電暈 處理、噴砂處理、氧化處理、臭氧處理等之表面活化處理 Β.本發明之第二形態 1.具體之形態 本發明之第2形態之發明的具體例如下述說明。換言 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) -25- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 556366 A7 B7_ 五、發明説明(23) 之,申請專利範圍第6項之發明係一種電池用包裝材料,其特 徵係插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝 體之包裝材料爲至少由基材層、粘著層、阻隔層、粘著樹 脂層、密封層所構成之層合體,至少密封層爲不易被熱封之 熱與壓力損壞之低流動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚 丙烯層所構成,最內層爲高流動性聚丙烯層。 申請專利範圍第7項之發明係如申請專利範圍第6項 之阻隔層,其係至少該粘著樹脂層側設置化成處理層。申請 專利範圍第8項之發明係如申請專利範圍第6或7項之密 封層爲由低流動性聚丙烯層與高流動性聚丙烯層之2層所 構成,且以高流動性聚丙烯層爲最內層。申請專利範圍第9 項之發明係如申請專利範圍第6或7項之密封層爲由高流 動性聚丙烯層、低流動性聚丙烯層、高流動性聚丙烯層之3 層所構成。申請專利範圍第10項之發明係如申請專利範圍 第6〜9項中任一項之粘著樹脂層爲酸變性聚烯烴之乳膠之 烘烤層,藉由熱層合法將密封層粘著於該烘烤層。申請專利 範圍第11項之發明係如申請專利範圍第6〜9項中任一項 之粘著樹脂層爲酸變性聚丙烯,藉由挾層層合法將預先製膜 後之密封層進行層合。申請專利範圍第12項之發明係如申 請專利範圍第6〜9項中任一項之粘著樹脂層爲酸變性聚丙 烯,藉由共擠壓層合法層合密封層與粘著樹脂層。申請專利 範圍第13項之發明係如申請專利範圍第6〜12項中任一項 之電池用包裝材料與電池本體之導線部之間夾雜粘著性薄 膜。 (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(210X297公釐) -26- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(24) 2.發明之實施形態 本發明之電池用包裝材料爲至少由基材層、粘著層、 阻隔層、粘著樹脂層、密封層所構成之電池用包裝材料,密 封層爲藉由組合易被熱封之熱與壓力損壞之層與不易損壞 之層,防止密封層產生挖空現象,實現阻隔層與導線無短路之 密封。藉由以下圖面等更詳細說明本發明。 圖2A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a )爲說 明揭示層構成之電池用包裝材料、導線之各位置關係的斷 面圖、(b )爲說明導線部之熱封前之導線與外部封裝體接 觸之狀態之斷面圖、(c )爲熱封後之導線部之模式斷面圖 。(d ) 、( e )及(f )係使用由另外密封層構成所構成之 電池用包裝材料之情形之相同說明圖。圖2B係顯示形成電 池外部封裝體之層合體之層構成例的斷面圖。圖2C係說明 電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。圖2D係說明電池之 壓花形式之外部封裝體的斜視圖。圖2E係說明壓花形式之 成形之(a )斜視圖、(b )壓花成形之外部封裝體本體、 (c) X2-X2部斷面圖、(d) Y1部擴大圖。圖2F係說明電 池用包裝材料與導線之粘著之導線用薄膜之裝設方法的說 明圖。 電池之導線係由細長之板狀或棒狀之金屬所構成,板狀 之導線之厚度爲50〜2000μ m、寬度爲2.5〜20n m,其材質 爲 AL、Cu (含鍍 Ni) 、Ni 等。 電池之外部封裝體必須具有長期維持電池本體之性能 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -27- 556366 A7 B7 五、發明説明(25) 的功能,藉由各種層合法層合基材層、阻隔層、熱封層等。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 特別是構成電池之外部封裝體(以下稱爲外部封裝體)之 層合體之熱封層爲由聚烯烴系樹脂等所構成時,電池本體收 納於外部封裝體內,其周緣以熱封進行密封之際,含導線之部 分例如導線用薄膜使用酸變性聚烯烴時,以熱封之熱與壓力 使前述外部封裝體之密封層與導線用薄膜一起熔融,又因加 壓有時外部封裝體之阻隔層與由金屬所構成之導線接觸產 生短路S。 如圖2H ( a )〜圖2H ( c )所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之密封層有時產生微小的龜裂 (以下稱爲挖空c )。產生該挖空時,電解液與阻隔層直接 接觸,損壞電池本體、導線之金屬、阻隔層間之絕緣性,產生 電位差,阻隔層因腐鈾形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電 解質之金屬離子的反應物,縮短電池的壽命。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明人等爲了防止前述短路S,精心硏究結果發現藉 由插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝體 之包裝材料爲至少由基材層、粘著層、阻隔層、粘著樹脂 層、密封層所構成之層合體,至少密封層爲多層,且由不易被 熱封之熱與壓力損壞之低流動性聚丙烯層(以下,稱爲低流 動性PP層或低流動性PP)與易損壞之高流動性聚丙烯層( 以下,稱爲高流動性PP層或高流動性pp )所構成,最內層爲 高流動性PP層,解決上述問題,遂完成本發明。 本發明之電池用包裝材料之多層密封層係藉由熱封將 外部封裝體密封時,前述低流動性pp層即使接受適合密封電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -28- 556366 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(26) 池用包裝材料之熱封條件之熱封之熱與壓力,形成熔融樹脂 之狀態下也爲低流動性,使阻隔層與導線之間含有絕緣膜,具 有防止密封部附近之挖空的效果。而高流動性pp層在熔融 時,成爲低黏性,具有段差部之密封效果,同時密封厚度被擠 壓變薄,密封部斷面積變小,具有降低斷面之透溼度的效果。 前述低流動性PP、高流動性PP之流動性可藉由以 JISK7210所測定之熔融指數(以下爲MI)之數値來區別。 本發明之低流動性PP之MI爲0.5〜3.0g/10min,又高流 動性PP之MI爲5.0〜30g/10min爲佳。 本發明之電池用包裝材料例如圖2B ( a )或圖2B ( b ) 所示,至少由基材層11、粘著層16、鋁12、保護層15、粘 著樹脂層13d、多層密封層14所構成之層合體,多層密封層 爲低流動性PP層14r與高流動性PP層14f之2層者。 又,例如圖2B ( c)所示,至少由基材層11、粘著層16、 鋁12、保護層15、粘著樹脂層13d、多層密封層14所構成 之層合體,多層密封層可爲高流動性PP層14f ( 1 )、低流 動性PP層14r、高流動性PP層14f ( 2 )之3層。 本發明之電池用包裝材料之密封層之高流動性聚丙烯 層與低流動性聚丙烯層之層厚比理想爲低流動性PP爲高流 動性PP之1·5倍以上,低流動性PP :高流動性PP = 95 : 5〜 60 : 40之範圍。 密封層爲3層時,高流動性PP ( 1 ) /低流動性PP/高流 動性PP ( 2 )中,低流動性PP之厚度爲高流動性PP ( 1 )與 (2)之合計厚度之1·5倍以上爲佳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -29 - 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 五、發明説明(27) 換言之,低流動性PP之厚度爲高流動性PP ( 3層之構 成中,外層與內層之合計厚度)之合計厚度之1.5倍未滿時, 藉由熱封不易產生低流動性PP很難損壞的效果,阻隔層與導 線容易短路,無法防止挖空。密封層之總厚度理想爲20μιη〜 200μιη 〇 本發明之密封層所使用之聚丙烯例如可使用均聚聚丙 烯、無規聚丙烯、嵌段聚丙烯。 本發明之電池用包裝材料之密封層之聚丙烯係對於金 屬不具有粘著性,因此,密封時,電池導線部與外部封裝體之 間必須夾雜對於密封層與導線之兩方具有熱封性之導線用 薄膜。例如圖2F ( a )及圖2F ( b )所示,電池本體2之導線 4之密封部上下設置導線用薄膜6,(實際上以粘著密封來固 定)插入外部封裝體5,挾持導線部之狀態,藉由熱封進行密 封。導線用薄膜6存在於導線4內的方法例如有圖2F ( d ) 或圖2F ( e )所示,可將導線用薄膜6之薄膜捲繞於導線4 之所定位置上。 前述導線用薄膜6具體上可使用酸變性聚丙烯(不飽 和羧酸接枝無規丙烯)、金屬交聯聚乙烯、乙烯與丙烯酸 或甲基丙烯酸衍生物之共聚物、乙烯與醋酸乙烯之共聚物 之單體、或混合物等。 該導線用薄膜6之層厚爲使用之導線4之厚度之1/3以 上,例如ΙΟΟμιη之厚度之導線4時,導線用薄膜6之總厚度大 槪爲30μιη以上即可。 使用本發明之電池用包裝材料形成外部封裝體,將電池 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、?!
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公麓) -30- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(28) 本體插入該外部封裝體,周緣以熱封進行密封時,導線部之密 封狀態如圖2B-A ( c)或圖2B-A ( f)所示,各低流動性PP 層14r以膜狀殘留於阻隔層與導線之間,可避免本發明之課 題之之短路及挖空。 電池用包裝材料係形成包裝電池本體之外部封裝體,依 該外部封裝體之形式有圖2C所示之袋狀形式與圖2D ( a ) 、圖2D ( b )或圖2D ( c )所示之壓花形式。前述袋狀形式 有三方密封、四方密封及枕形式等之袋形式,圖2C係例示 枕形式。 壓花形式係如圖2D ( a )所示,可在單面上形成凹部,如 圖2D ( b)所示,在兩面上形成凹部,收納電池本體,周緣之四 方以熱封進行密封。挾住如圖2D ( c )所示之摺疊部,在兩 側形成凹部,收納電池,3邊熱封的形式。 電池用包裝材料爲壓花形式時,如圖2E ( a)〜圖2E ( d )所示,被層合之包裝材料10以壓製成形,形成凹部7。 其次,說明構成本發明之電池用包裝材料之各層。外部 封裝體之前述基材層11係由延伸聚酯或耐隆薄膜所構成, 此時,聚酯樹脂例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二 甲酸丁二醇酯、聚乙烯萘酸酯、聚丁基萘酸酯、共聚聚酯 、聚碳酸酯等。又,耐隆例如有聚醯胺樹脂,即,耐隆6 、耐隆6, 6、耐隆6, 6與耐隆6之共聚物、耐隆6, 1 0、聚間二甲苯己二醯二胺(MXD6)等。 前記基材層11作爲電池使用時,係與硬體直接接觸之 部位,因此,基本上係以具有絕緣性之樹脂層爲佳。在考慮 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -31 - 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(29) 薄膜單體之針孔、及加工時之針孔之產生等時,基材層需 爲6//m以上之厚度,較佳之厚度爲12〜30/zm。 基材層1 1係爲了提昇耐針孔性及作爲電池之外部封 裝體時之絕緣性,也可進行層合。使基材層形成層合化時 ,基材層爲至少含有1個2層以上之樹脂層,且各層之厚 度以6 //m以上,較佳爲1 2〜30/zm之厚度。基材層形 成層合化之例,例如有下記1 )〜8 )。 1 )延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 2)延伸耐隆/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯 又,爲了提昇包裝材料之機械適應性(於包裝機器、 加工機器中之運送安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電 解質性),2次加工時,對於電池用之外部封裝體形成壓花 形式時,爲了降低壓花時模具與基材層之摩擦阻力,或電 解液附著時,保護基材層,因此,基材層形成多層化,或基材 層表面設置氟系樹脂層、丙烯酸系樹脂層、聚矽氧烷系樹 脂層、聚酯系樹脂層、油酸醯胺、芥酸醯胺、雙油酸醯胺 等之滑劑、或由這些之混合物所構成之樹脂層等爲佳。例 如, 3 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(氟系樹 脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者)。 4 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯( 聚矽氧烷系樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所形 成者)。 5 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝-
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇'〆297公釐) -32- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(3〇) 隆 6 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/ 延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 7 )丙烯酸系樹脂/延伸耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀 物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者/ 8 )丙烯酸系樹脂+聚矽氧烷接枝系丙烯酸樹脂/延伸 耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所 形成者)。 前記阻隔層12係爲防止特別是水蒸氣由外部侵入電池 內部的層,使阻隔層單體之針孔,及加工適性(小袋化、 壓花成型性)安定化,且爲了具有耐針孔性,因此,蒸鍍厚 度1 5 // m以上之鋁、鎳等金屬,或無機化合物,例如氧化 矽、氧化鋁等之薄膜等,阻隔層較佳爲厚度20〜80// m之鋁 〇 爲了更進一步改善針孔之發生,使電池之外部封裝體 之形式爲壓花形式時,爲避免於壓花成形產生龜裂等,本 發明人等發現作爲阻隔層使用之鋁的材質其含鐵量爲〇 . 3〜9 .0重量%,較佳爲0 . 7〜2 .0重量%,與不含鐵 之鋁比較時,鋁之延展性佳,作爲層合體進行摺疊時降低 針孔之發生,且使壓花形式之外部封裝體成型時,亦較容易 形成側壁。前述含鐵量若低於0 . 3重量%時,未能產生防 止針孔之發生,改善壓花成型性等的效果,又,前述鋁之 含鐵量超過9 . 0重量%時,會阻礙鋁的柔軟性,使層合體 之製袋性變差。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 、?!
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(31) 又,以冷壓延方式製得之鋁因退火(即退火處理)條 件使其柔軟性、彈性之強度、硬度產生變化,但是本發明 所使用之鋁係以經稍微適當或完全退火處理之軟質傾向之 鋁,優於未經退火處理之硬質處理物。 前述鋁之柔軟性、彈性之強度、硬度之程度、即退火 條件可依所需加工適性(小袋化,壓花成型)來適當選擇 。例如,爲了防止壓花成型時之皺紋或針孔時,使用配合 成型之退火後的軟質鋁爲佳。 本發明人等在電池用包裝材料之阻隔層1 2之鋁表面、 背面設置保護層,例如實施化成處理可形成符合前述電池用 包裝材料之層合體。前述化成處理係指具體而言形成磷酸 鹽、鉻酸鹽、氟化物、三1硫醇化合物等之耐酸性皮膜,前 述耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻 (3 )化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中理想爲含有鉬、鈦、锆 等之金屬、或金屬鹽之化成處理劑。藉由形成前述耐酸性 皮膜防止壓花成形時之鋁與基材層間之離層,防止電池之電 解質與水分反應所產生之氟化氫溶解、腐蝕鋁表面,特別是 防止存在於鋁表面之氧化鋁溶解、腐蝕,且可提升鋁表面 的黏著性(濕潤性),可得到壓花成形時,防止熱封時之基 材層11與鋁12之離層,防止因電池之電解質與水分反應所 產生之氟化氫造成鋁內面側之離層的效果。 使用各種物質在鋁面實施化成處理,經硏究的結果,前述 耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻(3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -34- 556366 A 7 B7 五、發明説明(32) )化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中含有鉬、鈦、銷等 之金屬、或金屬鹽之化成處理劑爲佳。 當外部封裝體爲袋形式時,銘之化成處理僅在熱封層側 之單側或基材層側與熱封層側之兩面。當電池之外部封裝 體爲壓花形式時,銘之兩面施予化成處理可防止壓花成形時 鋁與基材層之間之離層。 本發明之電池用包裝材料之密封層係如前述,爲組合低 流動性PP與高流動性PP之多層,最內層爲高流動性PP者 。密封層之總厚度理想爲20〜200μηι。 層合本發明之電池用包裝材料時,設置於阻隔層之保護 層與密封層之粘著理想爲進行下述之層合法及粘著安定化 處理,以防止鋰離子電池等之電解液與水分反應生成之氫氟 酸等造成離層。 本發明人等精心硏究具有安定粘著強度之層合方法,結 果如圖2Β ( c )所示,將酸變性聚烯烴之乳膠塗佈於化成處 理層,經乾燥烘烤後(13h),將成爲密封層之薄膜以熱層合 法層合,可得到所定之粘著強度。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 即使以下述之層合法也可得到安定之粘著強度。 例如乾層合基材層11與阻隔層12之單面,如圖2 B ( a )、2 B ( b )及2 B ( e )所示,將酸變性聚烯烴13e擠壓於 阻隔層12之另一面(化成處理層)上,將密封層14進行夾 層層合形成層合體後,或將酸變性聚烯烴樹脂13與密封層共 擠壓形成層合體後,將製得化點以上之條件,可形成具有所定 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35- 556366 A7 B7 五、發明説明(33) 粘著強度之層合體。 前述加熱之具體的方法例如有熱輥接觸式、熱風式、 近或遠紅外線等之方法,但是本發明可用各種加熱方法,如前 述只要能將粘著樹脂加熱至軟化點溫度以上即可。 另外的方法例如前述夾層層合或共擠壓層合時,銘12之 密封層側之表面溫度加熱至到達酸變性聚烯烴樹脂之軟化 點之條件,也可形成粘著強度之安定的層合體。 本發明之電池用包裝材料中,形成外部封裝體之層合體 之前述各層爲了適度提高製膜性、層合化加工、最終製品 二次加工(袋狀化、壓花成形)適性、安定化,可進行電暈 處理、噴砂處理、氧化處理、臭氧處理等之表面活化處理 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
、1T C·本發明之第三形態 1.具體之形態 本發明之第3形態之發明的具體例如下述說明。換言 之,申請專利範圍第14項之發明係一種電池用包裝材料,其 特徵係插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封 裝體之包裝材料爲至少由基材層、粘著層、鋁、化成處理 層、粘著樹脂層、聚丙烯樹脂系密封層所構成之層合體,粘 著樹脂層爲熔融指數5〜20g/分鐘之樹脂所形成。申請專利 範圍第1 5項之發明係如申請專利範圍第14項之粘著樹脂 層爲聚丙烯系樹脂所構成。申請專利範圍第16項之發明係 如申請專利範圍第14或15項之粘著樹脂層爲酸變性聚丙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -36- 556366 A7 B7 五、發明説明(34) 烯所構成。申請專利範圍第1 7項之發明係如申請專利範圍 第14項之粘著樹脂層爲由在酸變性聚乙烯樹脂中添加低密 度聚丙烯、密度爲900kg/m3之低結晶之乙烯-丁烯-丙烯之 共聚物、非結晶性之乙烯與丙烯之共聚物、丙烯-α ·烯烴 共聚物、橡膠系成分中之至少一種成分之樹脂所構成。申 請專利範圍第1 8項之發明係如申請專利範圍第14項之粘 著樹脂層爲由混合至少2種熔融指數不同之聚丙烯系樹脂 之樹脂所形成。申請專利範圍第19項之發明係形成如申請 專利範圍第1 8項之粘著樹脂層之至少2種聚丙烯系樹脂之 至少其中之一爲酸變性聚丙烯樹脂。申請專利範圍第20項 之發明係,其中層合體爲至少由基材層、粘著層、化成處理 層(1 )、鋁、化成處理層(2 )、粘著樹脂層、聚丙烯樹 脂系密封層所構成爲特徵之申請專利範圍第14〜1 9項中任 一項之電池用包裝材料。申請專利範圍第21項之發明,其中 電池本體爲被收納於藉由如申請專利範圍第14〜20項中任 一項之電池用包裝材料所形成之外部封裝體內,經密封之電 池所構成。 2.發明之實施形態 本發明之電池用包裝材料係爲至少由基材層、粘著層 、鋁、化成處理層、粘著樹脂層、以聚丙烯樹脂系密封層 作爲酸變性聚烯烴之密封層所構成之電池之外部封裝體中, 至少形成前述粘著樹脂層之樹脂之熔融指數爲5〜20g/分鐘 之範圍,確保導線與阻隔層間之絕緣性,有效防止產生挖空的 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) (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 -37- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7五、發明説明(35) 效果。藉由以下圖面等更詳細說明本發明。 圖3A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a )爲揭 示電池用包裝材料之層構成例的斷面圖、(b )爲揭示電池 用包裝材料之另外之層構成例的斷面圖。圖3B係說明本發 明之電池用包裝材料的圖,(a )爲說明揭示層構成之電池用 包裝材料、導線之位置關係的斷面圖、(b )爲說明導線部 之熱封前之導線與外部封裝體接觸之狀態的斷面圖、(c ) 爲熱封後之導線部之模式斷面圖。(d )係說明揭示層構成 之電池用包裝材料、導線用薄膜、導線之各位置關係的斷 面圖、(e )爲說明熱封前之導線與導線用薄膜與外部封裝 體接觸之狀態的斷面圖、(f )係熱封後之導線部之模式斷 面圖。圖3C係說明電池之袋形式之外部封裝體的斜視圖。 圖3D係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視圖。圖 3E係說明壓花形式之成形之(a)斜視圖、(b)壓花成形 之外部封裝體本體、(c)X卜XI部斷面圖、(d)Yl部擴 大圖。 圖3F係說明電池用包裝材料與導線之粘著之導線用薄 膜之裝設方法的說明圖。 電池之外部封裝體必須具有長期維持電池本體之性能 的功能,例如圖3G ( a )所示,組成物外部封裝體之包裝材料 10’係藉由各種層合法層合基材層11’、阻隔層12’、熱封層 14’等。特別是構成電池之外部封裝體(以下稱爲外部封裝 體)之層合體之熱封層爲由聚烯烴系樹脂等所構成時,電池 本體收納於外部封裝體內,其周緣以熱封進行密封之際,含導 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38 - 556366 A7 B7_ 五、發明説明(36) 線4’之部分例如導線用薄膜6’使用酸變性聚烯烴時,以熱封 之熱與壓力如圖3G ( b )所示,使前述外部封裝體之密封層 K與導線用薄膜f 一起熔融,又因加壓有時外部封裝體10’ 之阻隔層12’與由金屬所構成之導線4’接觸產生短路S。 如圖3H ( a )〜圖3H ( c )所示,將外部封裝體之周緣 部熱封時,密封部之內緣附近之密封層14’有時產生微小的挖 空C。產生該挖空C時,電解液與阻隔層直接接觸,損壞電池 本體2’、導線4’、阻隔層12’間之絕緣性,產生電位差,阻隔 層12’因腐蝕形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電解質之金 屬離子的反應物,縮短電池的壽命。 本發明人等爲了防止前述短路S,精心硏究結果發現藉 由插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝體 之包裝材料爲如圖3A ( a)所示,至少由基材層11、粘著層 16、阻隔層12、化成處理層15、粘著樹脂層13、密封層14 所構成之層合體,或如圖3B ( b )所示,至少由基材層11、粘 著層16、化成處理層15(1)、鋁12、化成處理層(2)、 粘著樹脂層13、密封層14所構成之層合體中,粘著樹脂層 爲熔融指數爲5〜20g/分鐘之樹脂所形成,可解決上述問題, 遂完成本發明。 形成本發明之電池用包裝材料之粘著樹脂層之樹脂( 以下爲粘著樹脂)係層合阻隔層與密封層的樹脂,且具有確 實對於前述各層之粘著所需之強度的樹脂,其熔融指數爲5 〜20g/分鐘的範圍。 前述熔融指數(以下爲MI)係藉由JISK7210所測定者 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (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 -39- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(37) 〇 本發明中,粘著樹脂層作爲單一之樹脂層時所使用之樹 脂例如有酸變性聚乙烯、酸變性聚丙烯等之酸變性聚烯烴 、金屬交聯聚乙烯、乙烯與丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物之 共聚物、乙烯與醋酸乙烯之共聚物等,不論如何使用MI爲 5.0〜20g/10min之範圍者較佳。 粘著樹脂層爲熔融指數(以下爲MI)超過20g/10min 之樹脂形成電池用包裝材料時,電池包裝時之熱封,在導線部 會產生短路,或密封部附近產生挖空。粘著樹脂層爲熔融指 數(以下爲ΜΙ) 0·3〜3g/10min之低的聚丙烯系樹脂會發生 夾層層合或共擠壓層合之製膜速度降低的問題或膜厚不均 之局部較厚的問題。 以往夾層層合或共擠壓層合時,爲了維持生產性,以熔融 指數較高之酸變性聚丙烯作爲粘著樹脂,但是使用以這種粘 著樹脂層合之層合體所構成之外部封裝體,收納電池本體,以 190°C、l.OMPa、3sec的一般條件熱封進行密封時,如圖3H (c )所示,在接近密封對準部所產生之樹脂滯留t的部分產 生挖空C,電解液由該挖空C侵入,直接與阻隔層12接觸,損 壞導線4之金屬與阻隔層間之絕緣性,產生電位差,阻隔層12 因腐蝕形成貫穿孔,或形成被稱爲樹枝石之電解質之金屬離 子的反應物,縮短電池的壽命。該挖空C在熱封時,密封之部 分之粘著樹脂層13與密封層14 (統稱爲熱熔著層Mx)係 具有結晶化之傾向,而非密封部保持非晶質的狀態,其界面部 分之樹脂易產生挖空C,形成不安定的狀態。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(38) 本發明之電池用包裝材料之粘著樹脂層爲熔融指數5.〇 〜20g/10min,但是粘著樹脂層也可爲非單一之樹脂組成。例 如也可在製膜性良好、具有較高MI之酸變性聚丙烯上添加 LDPE、密度爲900kg/m3以下之低結晶之乙烯與丁烯與丙烯 之共聚物、非結晶性之乙烯與丙烯之共聚物、丙烯—α ·烯 烴共聚物、丁二烯等之橡膠系成分等,形成如後述之表觀熔 融指數爲5〜20g/10min。 本發明之電池用包裝材料之粘著樹脂層之組成爲具有 不同MI之2個以上之同系的樹脂,例如可混合聚丙烯系樹 脂。此時至少使聚丙烯系樹脂成爲酸變性聚丙烯,確保與聚 丙烯系密封層之粘著強度。前述聚丙烯系樹脂之聚丙烯例 如可使用均聚聚丙烯、無規聚丙烯、嵌段聚丙烯、丙烯與 乙烯與丁烯之共聚物之三元共聚物樹脂。酸變性係指不飽 和羧酸接枝聚合。 本發明中,如上述混合2個以上之樹脂時,混合之樹脂之 表觀熔融指數理想爲5〜20g/10min之範圍。MI之測定方法 係依據JISK7210所測定者。 如前述形成粘著樹脂層之樹脂脂之熔融指數設定爲5〜 20g/10min,例如比以熔融指數爲22〜30g/10min之樹脂爲粘 著樹脂層比較時,熱封樹脂之流動降低,可保持密封層與熱封 後之粘著樹脂層的層厚。如圖3B ( a)、圖3B ( b)及圖 3B ( c)所示,熱封後,粘著樹脂層13及密封層14以膜狀殘 留於阻隔層12與導線4之間,維持絕緣性。又如圖3B ( d ) 、圖3B(e)及圖3B(f)所示,在外部封裝體之層合體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 556366 A7 B7 五、發明説明(39) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 與導線4之間夾雜導線用薄膜6時,熱封後,導線用薄膜6即 使產生熔融,但是粘著樹脂層13及密封層14以膜狀殘留於 阻隔層12與導線4之間,維持絕緣性。結果可防止阻隔層 1 2與導線4之間之短路S。 可防止密封部之內緣附近所生成之樹脂蓄積t與該樹脂 蓄積t之端部所產生之挖空C。本發明中,粘著樹脂層之熔 融指數設定爲5〜20g/10min,即使使用前述相同之熱封條件, 前述熱熔著層Mx中之粘著樹脂層13不會變薄,具有不會產 生前述挖空C的效果。 電池用包裝材料係形成包裝電池本體之外部封裝體,依 該外部封裝體之形式有如圖3所示之袋狀形式與圖3D ( a ) 、圖3D ( b )或圖3D ( c )所示之壓花形式。前述袋狀形式 有三方密封、四方密封及枕形式等之袋形式,圖3C係例示 枕形式。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 壓花形式係如圖3D ( a )所示,可在單面上形成凹部,如 圖3D ( b)所示,在兩面上形成凹部,收納電池本體,周緣之四 方以熱封進行密封。挾住如圖3D ( c )所示之摺疊部,在兩 側形成凹部,收納電池,3邊熱封的形式。電池用包裝材料爲 壓花形式時,如圖3E (a)〜圖3E(d)所示,被層合之包裝 材料10以壓製成形,形成凹部7。 本發明之包裝材料爲如圖3A ( a )所示,至少由基材層 11、粘著層16、鋁12、化成處理層15、粘著樹脂層13d、 多層密封層14所構成之層合體,或後述之外部封裝體爲壓花 形式時,如圖3A ( b )所示,前述層合體理想爲由基材層丨i、
556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7五、發明説明(40) 粘著層16、化成處理層15(1)、鋁12、化成處理層(2) 、粘著樹脂層13d、多層密封層14所構成。 本發明中,層合電池用包裝材料時,阻隔層所設置之化成 處理層與密封層之粘著係使用粘著樹脂層之夾層層合法或 共擠壓層合法。此時爲了防止因鋰離子電池等之電解液與 水分反應所產生之氟化氫等造成離層,進行下述粘著安定化 處理爲佳。 例如如圖3 A ( a )所示,基材層11與阻隔層1 2之單面 進行乾層合16,將酸變性聚烯烴13擠壓於阻隔層12之另一 面(化成處理層15)上,將密封層14進行夾層層合或,或將 酸變性聚烯烴樹脂13與密封層14共擠壓形成層合體後,將 製得之層合體加熱至前述酸變性聚丙烯13之軟化點以上之 條件,可形成具有所定粘著強度之層合體。 阻隔層1 2之表面之化成處理層1 5係如圖3 A ( B )所 示,可設置於阻隔層12之兩面。前述加熱之具體的方法例如 有熱輥接觸式、熱風式、近或遠紅外線等之方法,但是本發 明可用其中之各種加熱方法,如前述只要能將粘著樹脂加熱 至軟化點溫度以上即可。另外的方法例如前述夾層層合或 共擠壓層合時,銘12之密封層側之表面溫度加熱至到達酸變 性聚烯烴樹脂之軟化點之條件,也可形成粘著強度之安定的 層合體。 電池之導線係由細長之板狀或棒狀之金屬所構成,板狀 之導線之厚度爲50〜2000μ m、寬度爲2.5〜20n m,其材質 爲 AL、Cu (含鍍 Ni) 、Ni 等。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -43- 556366 A7 B7 五、發明説明(41) 本發明之電池用包裝材料之密封層之聚丙烯係對於金 屬不具有粘著性時,如圖3B ( d)或圖3F之各圖所示,密封 時,電池導線4與層合體10之間必須夾雜對於密封層14與 導線4之兩方具有熱封性之導線用薄膜6。導線用薄膜之夾 雜的方法例如圖3F ( a )及圖3F ( b )所示,電池本體2之導 線4之密封部上下設置導線用薄膜6,(實際上以粘著密封 來固定)插入外部封裝體5,挾持導線部之狀態,藉由熱封進 行密封。導線用薄膜6存在於導線4內的方法例如有圖3F (d)或圖3F ( e)所示,可將導線用薄膜6之薄膜捲繞於導 線4之所定位置上。 前述導線用薄膜6具體上可使用酸變性聚丙烯(不飽 和羧酸接枝無規丙烯)、金屬交聯聚乙烯、乙烯與丙烯酸 或曱基丙烯酸衍生物之共聚物、乙烯與醋酸乙烯之共聚物 之單體、或混合物等。 該導線用薄膜6之層厚爲使用之導線4之厚度之1/3以 上,例如ΙΟΟμιη之厚度之導線4時,導線用薄膜6之總厚度大 槪爲3 0 μ m以上即可。 電池用包裝材料係形成包裝電池本體之外部封裝體,依 該外部封裝體之形式有如圖3C所示之袋狀形式與圖3D ( a )、圖3D (b)或圖3D (c)所示之壓花形式。前述袋狀形 式有三方密封、四方密封及枕形式等之袋形式,圖3C係例 示枕形式。 壓花形式係如圖3D ( a )所示,可在單面上形成凹部,如 圖3D ( b)所示,在兩面上形成凹部,收納電池本體,周緣之四 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲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 -44- 556366 A7 B7 五、發明説明(42) 方以熱封進行密封。挾住如圖3D ( c )所示之摺疊部,在兩 側形成凹部,收納電池,3邊熱封的形式。電池用包裝材料爲 壓花形式時,如圖3E (a)〜圖3E(d)所示,被層合之包裝 材料10以壓製成形,形成凹部7。 其次,說明構成本發明之電池用包裝材料之各層。外部 封裝體之前述基材層11係由延伸聚酯或耐隆薄膜所構成, 此時,聚酯樹脂例如,聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二 甲酸丁二醇酯、聚乙烯萘酸酯、聚丁基萘酸酯、共聚聚酯 、聚碳酸酯等。又,耐隆例如有聚醯胺樹脂,即,耐隆6 、耐隆6,6、耐隆6,6與耐隆6之共聚物、耐隆6, 1 0、聚間二甲苯己二醯二胺(MXD6)等。 前記基材層11作爲電池使用時,係與硬體直接接觸之 部位,因此,基本上係以具有絕緣性之樹脂層爲佳。在考慮 薄膜單體之針孔、及加工時之針孔之產生等時,基材層需 爲6 //m以上之厚度,較佳之厚度爲12〜30//m。 基材層1 1係爲了提昇耐針孔性及作爲電池之外部封 裝體時之絕緣性,也可進行層合。使基材層形成層合化時 ,基材層爲至少含有1個2層以上之樹脂層,且各層之厚 度以6 // m以上,較佳爲1 2〜30 // m之厚度。基材層形 成層合化之例,例如有下記1 )〜8 )。 1 )延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 2 )延伸耐隆/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯 又,爲了提昇包裝材料之機械適應性(於包裝機器、 加工機器中之運送安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (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 -45- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(43) 解質性),2次加工時,對於電池用之外部封裝體形成壓花 形式時,爲了降低壓花時模具與基材層之摩擦阻力,或電 解液附著時,保護基材層,因此,基材層形成多層化,或基材 層表面設置氟系樹脂層、丙烯酸系樹脂層、聚矽氧烷系樹 脂層、聚酯系樹脂層、或由這些之混合物所構成之樹脂層 等爲佳。例如, 3 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(氟系樹 脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者)。 4 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯( 聚矽氧烷系樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所形 成者)。 5 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐 隆 6 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/ 延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 7 )丙烯酸系樹脂/延伸耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀 物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者) 8 )丙烯酸系樹脂+聚矽氧烷接枝系丙烯酸樹脂/延伸 耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所 形成者)。 前記阻隔層12係爲了防止特別是水蒸氣由外部侵入電 池內部的層,使阻隔層單體之針孔,及加工適性(小袋化 、壓花成型性)安定化,且爲了具有耐針孔性,因此,蒸鍍 厚度15//m以上之鋁、鎳等金屬,或無機化合物,例如氧 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -46- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7_五、發明説明(44) 化矽、氧化鋁等之薄膜等,阻隔層較佳爲厚度20〜80// m之 爲了更進一步改善針孔之發生,使電池之外部封裝體 之形式爲壓花形式時,爲避免於壓花成形產生龜裂等,本 發明人等發現作爲阻隔層使用之鋁的材質其含鐵量爲〇 . 3〜9 .0重量%,較佳爲0 . 7〜2 ·0重量%,與不含鐵 之鋁比較時,鋁之延展性佳,作爲層合體進行摺疊時降低 針孔之發生,且使壓花形式之外部封裝體成型時,亦較容易 形成側壁。前述含鐵量若低於0 · 3重量%時,未能防止針 孔之發生,改善壓花成型性等的效果,又,前述鋁之含鐵 量超過9 . 0重量%時,會阻礙鋁的柔軟性,使層合體之製 袋性變差。 又,以冷壓延方式製得之鋁因退火(即退火處理)條 件使其柔軟性、彈性之強度、硬度產生變化,但是本發明 所使用之鋁係以經稍微或完全退火處理之軟質傾向之鋁,優 於未經退火處理之硬質處理物。 前述鋁之柔軟性、彈性之強度、硬度之程度、即退火 條件可依所需加工適性(小袋化,壓花成型)來適當選擇 。例如,爲了防止壓花成型時之皺紋或針孔時,使用配合 成型之退火後的軟質鋁爲佳。 本發明人等在電池用包裝材料之阻隔層12之鋁表面、 背面設置保護層,例如實施化成處理可形成符合前述電池用 包裝材料之層合體。前述化成處理係指具體而言形成磷酸 鹽、鉻酸鹽、氟化物、三1硫醇化合物等之耐酸性皮膜,前 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -47- 556366 A7 B7 五、發明説明(45) 述耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻 (3 )化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中理想爲含有鉬、鈦、鍩 等之金屬、或金屬鹽之化成處理劑。藉由形成前述耐酸性 皮膜防止壓花成形時之鋁與基材層間之離層,防止電池之電 解質與水分反應所產生之氟化氫溶解、腐鈾鋁表面,特別是 防止存在於鋁表面之氧化鋁溶解、腐蝕,且可提升鋁表面 的黏著性(濕潤性),可得到壓花成形時,防止熱封時之基 材層11與鋁12之離層,防止因電池之電解質與水分反應所 產生之氟化氫造成鋁內面側之離層的效果。 使用各種物質在鋁面實施化成處理,經硏究的結果,前述 耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中含有鉬、鈦、鉻等 之金屬、或金屬鹽之化成處理劑爲佳。 當外部封裝體爲袋形式時,錦之化成處理僅在熱封層側 之單側或基材層側與熱封層側之兩面。當電池之外部封裝 體爲壓花形式時,錦之兩面施予化成處理可防止壓花成形時 鋁與基材層之間之離層。 粘著樹脂層1 3如前述,以夾層層合或共擠壓層合法貼合 阻隔層12與密封層14時被熔融擠壓的樹脂,,爲了維持生產 性,以熔融指數較高之酸變性聚丙烯作爲粘著樹脂,其之MI 爲5〜20g/10min的範圍。 本發明之電池用包裝材料之密封層可使用聚乙烯系樹 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -48- 556366 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(46) 脂、聚丙烯系樹脂等。聚丙烯系樹脂例如有可使用均聚聚 丙烯、無規聚丙烯、嵌段聚丙烯等。密封層必要時可爲兩 層以上之多層構成。密封層之總厚度理想爲20μιη〜200μιη 〇 D·本發明之第四形態 1.具體之形態 本發明之第四形態之發明的具體例如下述說明。換言 之,申請專利範圍第22項之發明係一種電池用包裝材料,其 特徵係插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封 裝體之包裝材料爲至少由基材層、粘著層1、阻隔層、粘箸 層2、密封層所構成之層合體,密封層爲至少層合一層以上 含有茂金屬系之線性低密度聚乙烯之樹脂層爲特徵。申請 專利範圍第23項之發明係如申請專利範圍第22項之密封 層爲由茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂所形成。申請專 利範圍第24項之發明係如申請專利範圍第2 1項之密封層 爲由含有茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂1 〇%以上之聚 乙烯系樹脂所形成。申請專利範圍第25項之發明係如申請 專利範圍第22項之密封層爲至少由含有茂金屬系之線性低 密度聚乙烯樹脂所構成之層之多層構成。申請專利範圍第 26項之發明係如申請專利範圍第21項之密封層爲由含有含 茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂10%以上之聚乙烯系樹 脂層之多層構成。申請專利範圍第27項之發明係如申請專 利範圍第22項之粘著層2爲乾層合法所形成。申請專利範 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -49- 556366 A7 B7 五、發明説明(47) 圍第28項之發明係如申請專利範圍第22項之粘著層2爲 酸變性聚烯烴之塗佈烘烤層。申請專利範圍第29項之發明 係如申請專利範圍第22項之粘著層2爲酸變性聚烯烴之擠 壓層。 2.發明之實施形態 本發明之電池用包裝材料係爲至少由基材層、粘著層 、鋁、化成處理層1、鋁、化成處理層2、粘著層、密封層 所構成之電池之外部封裝體中,至少形成含有茂金屬系之線 性低密度聚乙烯(以下稱爲LLDPE )樹脂之密封層,可得到 安定之壓花加工性及密封性。 又,錦與密封層藉由層合可形成無離層之包裝材料。參 照圖面等更詳細說明本發明。 圖4A係說明本發明之電池用包裝材料的圖,(a )爲揭 示電池用包裝材料之層構成例的斷面圖、(b )爲揭示另外 之層合體之實施例的斷面圖。圖4B係說明本發明之密封層 之構成的圖,(a )爲單層密封層的斷面圖、(b )爲2層密 封層的斷面圖、(c )爲3層密封層的斷面圖。圖4C係以 層合法來揭示本發明之電池用包裝材料的斷面圖,(a)爲 乾層合法、(b)爲熱層合法、(c)夾層層合法、(d)共 擠壓層合法。圖4D係說明電池之袋狀形式之外部封裝體的 斜視圖。圖4E係說明電池之壓花形式之外部封裝體的斜視 圖。圖4F係說明壓花形式之成形之(a )斜視圖、(b )壓 花成形之外部封裝體本體、(c ) X2-X2部斷面圖、(d) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (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 -50- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(48) γ 1部擴大圖。 電池用包裝材料係至少由基材層、阻隔層、密封層所 構成之層合體。前述各層之層間之粘著強度確定不會影響 電池之外部封裝體之必要的特性。例如阻隔層與密封層之 間的粘著強度不足時,造成水分由外部侵入的原因,形成電池 之成分中之電解質與前述水分反應生成之氫氟酸腐鈾前述 鋁面,使阻隔層與密封層之間產生離層。又作爲前述壓花形 式之外部封裝體時,將前述層合體加壓成型形成凹部,但是 成形時,基材層與阻隔層之間有時產生離層。 電池用包裝材料如圖4A ( a )所示,至少由基材層11、 粘著層16、鋁12、化成處理層15、粘著層13、密封層14 所構成之層合體,又外部封裝體爲壓花形式時,如圖4A ( b) 所示,至少由基材層11、粘著層16、化成處理層1 5 ( 1 )、 鋁12、化成處理層(2 )、粘著層13、密封層14所構成爲 佳。 外部封裝體爲壓花形式時,密封層使用抗拉彈性模數較 高之樹脂時,壓花成形中,密封層產生白化,或其表面產生輕 微之龜裂,且成形安定性差,產生針孔或產生成形皺紋或龜裂 〇 電池用包裝材料之不可欠缺之性能例如有內容物之塡 充、密封後之密封性。例如包裝材料之密封強度低時,內容 物之塡充密封線之密封需要充分的時間,明顯影響循環之短 縮,生產效率降低。 本發明人等精心硏究結果發現藉由插入電池本體,以熱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 、τ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇χ297公董) -51 - 556366 Α7 Β7 五、發明説明(49) 封密封周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲如圖4A (a)所不,至少由基材層11、粘著層16、阻隔層12、化成 處理層15、粘著樹脂層13、密封層14所構成之層合體之 密封層14爲至少層合一層以上之含有茂金屬系之線性低密 度聚乙烯之樹脂層,可解決上述問題,遂完成本發明。 茂金屬系線性低密度聚乙烯係指使用茂金屬觸媒(里^ 面觸媒)聚合之聚乙烯,側鏈之分枝比一般之線性低密度聚 乙烯少,且分子量、共聚單體之分布較均勻。因此,具有透明 性高、低熔點、耐衝擊性強等之優異的特性。 說明本發明之電池用包裝材料之密封層。密封層如圖 4 B ( a )所示,含有前述茂金屬系之線性低密度聚乙烯之樹月旨 層可爲由茂金屬系之線性低密度聚乙烯之樹脂層(以下爲 MLL )所構成之單層S或由至少混合MLL10重量%以上之 聚乙烯系樹脂所構成之單層S。混合前述MLL之聚乙烯系 樹脂時,混合MLL之混合比爲10重量%以下時,無法發揮提 高本發明之成形性的效果。 本發明之電池用包裝材料之密封層如圖4B ( b )所示, 可爲由前述MLL所構成之樹脂層S3與其他之MLL所構成 之樹脂層S2之2層或如圖4B ( c)所示,可進一步與其他之 MLL所構成之層S1之3層所構成。由前述MLL所構成之 S1〜S3可爲混合MLL之聚乙烯系樹脂層,但是其最內層之 樹脂層S3理想爲MLL。 本發明中,如圖4B ( b )或圖4B ( c )所示,密封層14爲 MLL層S3或由含有MLL10重量!以上之混合樹脂層S3與 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝·
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -52- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(50) 其他層SI、S2之多層構成時,形成其他層SI、S2之樹脂例 如可使用低密度聚乙烯樹脂、中密度聚乙烯樹脂、高密度 聚乙烯樹脂、聚丙烯系樹脂或這些樹脂以不飽和羧酸接枝 之酸變性聚烯烴等。 本發明中,密封層14爲MLL層或含有MLL樹脂10重 量%以上之混合樹脂層(以下爲MLL混合層)與其他層之 多層構成時,MLL層或MLL混合層之厚度理想爲至少爲密 封層總厚度之15%以上。MLL層或MLL混合層之厚度爲密 封層總厚度之1 5%以下時,無法發揮提高成形性的效果。 形成本發明之電池用包裝材料之層合體時之阻隔層與 密封層之層合方法例如有乾層合法、夾層層合法、共擠壓 層合法、熱層合法等。 本發明人等精心硏究具有安定之粘著強度之層合方法, 結果至少於層合密封層之面上乾層合化成處理後之阻隔層 12與基材層11後,設置於阻隔層之化成處理層與密封層之 粘著法如圖4C (a)所75,藉由乾層合法層合13d或如圖4C (b )所示,在化成處理層上將酸變性聚烯烴之乳膠塗佈於化 成處理層,經乾燥烘烤後(13h),將成爲密封層之茂金屬系 LLDPE薄膜以熱層合法層合,可得到所定之粘著強度。 即使以下述之層合法也可得到安定之粘著強度。 換言之,乾層合基材層11與兩面化成處理之阻隔層12 之單面,如圖4C ( c )所示,將酸變性聚乙烯13es擠壓於阻隔 層12之另一面上,將密封層14進行夾層層合,或如圖4C ( d )所示,將酸變性聚乙烯樹脂13ec與密封層14之茂金屬系 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂
-53- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(51) LLDPE樹脂共擠壓形成層合體後,將製得之層合體加熱至酸 變性聚乙烯樹脂之軟化點以上之條件,可形成具有所定粘著 強度之層合體。 前述加熱之具體的方法例如有熱輥接觸式、熱風式、 近或遠紅外線等之方法,但是本發明可用各種加熱方法,如前 述只要能將粘著樹脂加熱至軟化點溫度以上即可。 另外的方法例如前述夾層層会1或共擠壓層合時,銘12之 密封層側之表面溫度加熱至到達酸變性聚烯烴樹脂1 3e之 軟化點之條件的狀態,進行層合加工也可形成粘著強度之安 定的層合體。聚乙烯樹脂也可作爲粘著樹脂使用,此時可以 臭氧處理擠壓後之聚乙烯之熔融樹脂膜之鋁側之層合面的 狀態下,進行層合。 其他之方法例如乾層合基材層11與兩面化成處理之阻 隔層12之單面,如圖4C ( c)所示,僅將酸變性聚乙烯13es 擠壓於阻隔層12之另一面上,將中間層合體加熱至前述酸變 性聚乙烯樹脂之軟化點以上之條件後,將成爲密封層14之茂 金屬系LLDPE樹脂擠壓形成層合體的方法。上述兩次擠壓 係使用串聯機在線上擠壓或以一般擠壓機在線外進行擠壓 〇 加熱可在茂金屬系LLDPE樹脂擠壓後進行,但是如上述 擠壓酸變性聚乙烯13es後(茂金屬系LLDPE樹脂擠壓前) 進行加熱不會影響層合體之密封層14之滑性,因此壓花加工 之成形性更佳。 如上述本發明係藉由該層合方法可防止阻隔層與密封 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) •54- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明説明(52) 層(或粘著樹脂層)之離層,又密封層爲茂金屬系LLDPE或 含茂金屬系LLDPE樹脂構成,在壓花成形步驟中,可防止皺 紋或針孔。使用上述密封層可得到比一般之LLDPE更強之 密封強度,因此,密封性之提昇或縮短塡充密封步驟之週期等 ,明顯提高成形品質及生產性的效果。 電池用包裝材料係形成包裝電池本體之外部封裝體,依 該外部封裝體之形式有如圖4D所示之袋狀形式與圖4E ( a )、圖4E(b)或圖4E(c)所示之壓花形式。前述袋狀形 式有三方密封、四方密封及枕形式等之袋形式,圖4D係例 示枕形式。 壓花形式係如圖4E ( a )所示,可在單面上形成凹部,如 圖4E ( b)所示,在兩面上形成凹部,收納電池本體,周緣之四 方以熱封進行密封。挾住如圖4E ( c )所示之摺疊部,在兩 側形成凹部,收納電池,3邊熱封的形式。電池用包裝材料爲 壓花形式時,如圖4F ( a)〜圖4F ( d)所示,被層合之包裝 材料10以壓製成形,形成凹部7。 其次,說明構成本發明之電池用包裝材料之各層。外部 封裝體之前述基材層11係由延伸聚酯或耐隆薄膜所構成, 此時,聚酯樹脂例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二曱 酸丁二醇酯、聚乙烯萘酸酯、聚丁基萘酸酯、共聚聚酯、 聚碳酸酯等。又,耐隆例如有聚醯胺樹脂,即,耐隆6、 耐隆6, 6、耐隆6, 6與耐隆6之共聚物、耐隆6, 1 0、聚間二甲苯己二醯二胺(MXD6)等。 前述基材層11作爲電池使用時,係與硬體直接接觸之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -55 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(53) 部位,因此,基本上係以具有絕緣性之樹脂層爲佳。在考慮 薄膜單體之針孔、及加工時之針孔之產生等時,基材層需 爲6 //m以上之厚度,較佳之厚度爲12〜30/zm。 基材層1 1係爲了提昇耐針孔性及作爲電池之外部封 裝體時之絕緣性,也可進行層合。使基材層形成層合化時 ,基材層爲至少含有1個2層以上之樹脂層,且各層之厚 度以6 //m以上,較佳爲1 2〜30//m之厚度。基材層形 成層合化之例,例如有下記1 )〜8 )。 1 )延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 2 )延伸耐隆/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯 又,爲了提昇包裝材料之機械適應性(於包裝機器、 加工機器中之運送安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電 解質性),2次加工時,對於電池用之外部封裝體形成壓花 形式時,爲了降低壓花時模具與基材層之摩擦阻力,或電 解液附著時,保護基材層,因此,基材層形成多層化,或基材 層表面設置氟系樹脂層、丙烯酸系樹脂層、聚矽氧烷系樹 脂層、聚酯系樹脂層、或由這些之混合物所構成之樹脂層 等爲佳。例如, 3 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯(氟系樹 脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者)。 4 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯( 聚矽氧烷系樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所形 成者)。 5 )氟系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -56- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ _B7五、發明説明(54) 隆 6 )聚矽氧烷系樹脂/延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/ 延伸聚對苯二甲酸乙二醇酯/延伸耐隆 7 )丙烯酸系樹脂/延伸耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀 物,或液狀塗覆層經乾燥後所形成者) 8 )丙烯酸系樹脂+聚矽氧烷接枝系丙烯酸樹脂/延伸 耐隆(丙烯酸樹脂爲薄膜狀物,或液狀塗覆後經乾燥後所 形成者)。 前記阻隔層12係爲了防止特別是水蒸氣由外部侵入電 池內部的層,使阻隔層單體之針孔,及加工適性(小袋化 、壓花成型性)安定化,且爲了具有耐針孔性,因此,蒸鍍 厚度15//m以上之鋁、鎳等金屬,或無機化合物,例如氧 化矽、氧化鋁等之薄膜等,阻隔層較佳爲厚度20〜80// m之 爲了更進一步改善針孔之發生,使電池之外部封裝體 之形式爲壓花形式時,爲避免於壓花成形產生龜裂等,本 發明人等發現作爲阻隔層使用之鋁的材質其含鐵量爲0 . 3 〜9 . 0重量%,較佳爲0 . 7〜2 . 0重量%,與不含鐵之鋁 比較時,鋁之延展性佳,作爲層合體進行摺疊時降低針孔 之發生,且使壓花形式之外部封裝體成型時,亦較容易形成 側壁。前述含鐵量若低於〇 · 3重量%時,未能防止針孔之 發生,改善壓花成型性等的效果,又,前述鋁之含鐵量超 過9 . 0重量%時,會阻礙鋁的柔軟性,使層合體之製袋性 變差。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ:297公釐) -57- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(55) 又,以冷壓延方式製得之鋁因退火(即退火處理)條 件使其柔軟性、彈性之強度、硬度產生變化,但是本發明 所使用之鋁係以經稍微或完全退火處理之軟質傾向之鋁,優 於未經退火處理之硬質處理物。 本發明人等在電池用包裝材料之阻隔層1 2之鋁表面、 背面實施化成處理,可形成符合前述包裝材料之層合體。前 述化成處理係指具體而言形成磷酸鹽、鉻酸鹽、氟化物、 三嗪硫醇化合物等之耐酸性皮膜,前述耐酸性皮膜形成物質 中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、磷酸之3 成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。或至少含有苯酚樹脂之 樹脂成分中理想爲含有鉬、鈦、鉻等之金屬、或金屬鹽之 化成處理劑。藉由形成前述耐酸性皮膜防止壓花成形時之 鋁與基材層間之離層,防止電池之電解質與水分反應所產生 之氟化氫溶解、腐蝕鋁表面,特別是防止存在於鋁表面之氧 化鋁溶解、腐鈾,且可提升鋁表面的黏著性(濕潤性), 可得到壓花成形時,防止熱封時之基材層11與鋁1 2之離層, 防止因電池之電解質與水分反應所產生之氟化氫造成鋁內 面側之離層的效果。 使用各種物質在鋁面實施化成處理,經硏究的結果,前述 耐酸性皮膜形成物質中理想爲使用由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、磷酸之3成分所構成者之磷酸鉻酸鹽處理。 或至少含有苯酚樹脂之樹脂成分中含有鉬、鈦、銷等 之金屬、或金屬鹽之化成處理劑爲佳。 當外部封裝體爲袋形式時,錦之化成處理僅在熱封層側 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 、11
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -58- 556366 A7 B7 五、發明説明(56) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 之單側或基材層側與熱封層側之兩面。當電池之外部封裝 體爲壓花形式時,錦之兩面施予化成處理可防止壓花成形時 鋁與基材層之間之離層。 本發明之電池用包裝材料中,以夾層層合或共擠壓層合 法層合阻隔層與密封層時之粘著樹脂層可使用酸變性聚乙 烯。酸變性聚乙烯係不飽和羧酸接枝聚合之聚乙烯,阻隔層 之化成處理層之面與密封層之層合面樹脂皆具有良好之粘 著性。 本發明之電池用包裝材料之密封層如前述爲由茂金屬 系PE樹脂所構成之單層或混合茂金屬系PE之樹脂所構成 之單層或至少含有前述單層之多層構成。 本發明之電池用包裝材料中,形成外部封裝體之層合體 之前述各層爲了適度提高製膜性、層合化加工、最終製品 二次加工(袋狀化、壓花成形)適性、安定化,可進行電暈 處理、噴砂處理、氧化處理、臭氧處理等之表面活化處理 〔實施例〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A.本發明之第1形態 藉由實施例具體說明本發明之第1形態之電池用包裝 材料。 <共同條件A > 實施例A、比較例A之共同條件如下述。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -59- 556366 A7 B7 五、發明説明(57) (1 )外部封裝體 以下之實施例A及比較例A中,袋形式之外部封裝體爲 寬30mm、長50mm (內部尺寸),壓花形式之外部封裝體皆 爲單面壓花形式,以成形模之凹部(凹模)之形狀爲30mmx 50mm、深度爲3.5mm進行壓製成形,評價成形性。 (2 )密封層之總厚度 皆爲30μ m。 (3 )化成處理 外部封裝體之阻隔層實施化成處理時,實施例A及比較 例A藉由輥塗佈法塗佈由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、 磷酸所構成之水溶液之處理液,皮膜溫度爲180°C之條件下 烘烤。鉻之塗佈量爲2mg/m2 (乾燥重量)。 (4 )導線及導線用薄膜 實施例A及比較例A之導線皆爲厚100μ m,寬6mm、 長25mm者。將導線用薄膜之酸變性聚丙烯薄膜30μ m捲繞 於電池本體之導線之所定位置後,將電池本體插入各外部封 裝體中。 (5 )熱封條件 熱封條件係190°C、IMPa、3sec。但是只有短路之評價 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -60- 556366 A7 B7 五、發明説明(5δ) 的熱封條件爲190°C、2MPa、5sec。 〔實施例A1〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 鋁20μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 使用製得之層合體形成枕形式之袋狀外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 6 > /高流動性PP (內面側)< 4>之2層,各PP如下述。<> 內數値係表示共擠壓多層之 層厚比,以下之實施例A及比較例A皆相同。
低流動性 PP、MI 0.5g/10min、熔點 147°C 高流動性 PP、MI 20g/10min、MP160°C 將電池本體插入前述外部封裝體內,以熱封進行密封形 成試樣實施例A1。 〔實施例A2〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 使用製得之層合體藉由壓花成形形成托盤。未成形之層合 體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 9 > /高流動性PP (內面側)< 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -61 - 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _B7_五、發明説明(59) 1 >之2層,各PP如下述。 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 147°C 高流動性 PP、MI 7g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例A2。 〔實施例A3〕 鋁40μπι之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 使用製得之層合體藉由壓花成形形成托盤。未成形之層合 體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係低流動性PP ( 1 ) < 1 > /高流動性PP < 8 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 1 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1 ) 、MI 10g/10min、MP147°C 低流動性 PP、MI lg/10min、熔點 160°C 高流動性 PP ( 2 ) 、MI 10g/10min、MP147QC 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例A3。 〔實施例A4〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -62- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(60) 使用製得之層合體藉由壓花成形形成托盤。未成形之層合 體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係高流動性PP ( 1 ) < 1 > /低流動性PP < 6 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 3 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1 ) 、MI 20g/10min、MP147°C 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 160°C 高流動性 PP ( 2) 、MI 8g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例A4。 〔比較例A 1〕 鋁20μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 使用製得之層合體形成枕形式之袋狀外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 2 > /高流動性PP (內面側)< 8>之2層,各PP如下述。 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 147t: 高流動性 PP、MI 7g/10min、MP147°C 將電池本體插入前述外部封裝體內,以熱封進行密封形 成試樣比較例A1。 〔比較例A2〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 (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(210X297公釐) -63- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(61) 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上。 使用製得之層合體藉由壓花成形形成托盤。未成形之層合 體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係高流動性PP之單層。 高流動性 PP、MI 20g/10min、MP16CTC 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣比較例A2。 〔比較例A3〕 鋁40μ m未實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐龍薄 膜(25μ m厚)貼合於鋁之其中一面上,接著藉由乾層合法 將密封層貼合於鋁的另一面上。使用製得之層合體藉由壓 花成形托盤。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部 封裝體。 密封層係高流動性PP ( 1 ) < 1 > /低流動性PP < 8 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 1 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1) 、MI 10g/10min、MP147°C 低流動性 PP、MI lg/10min、熔點 160°C 高流動性 PP ( 2) 、MI 10g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣比較例A3 ° <評價方法A > (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -64- 556366 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(% (1 )導線與外部封裝體之阻隔層有無短路 將導線部之熱封部裁斷以斷面相片確認導線與外部封 裝體之阻隔層之短路狀態,對於導線與外部封裝體之阻隔層 有可能短路者,以測試器接觸確認,利用斷面相片在導線與外 部封裝體之阻隔層之間,未發現皮膜者爲短路前,其中,以測 試器確認短路之試樣爲短路數目。 (2 )絕緣性 各試樣之一邊形成開口狀態之外部封裝體,由該開口部 注入電解液,以該電解液與外部封裝體之阻隔層(使阻隔層 露出於外部封裝體面,接觸電極)之電阻確認絕緣性。電阻 値爲無限大(〇〇)時,表示無因挖空所造成之龜裂。 內容物:電解液lMLiPFe之乙烯碳酸酯、二乙基碳酸 酯、二甲基碳酸酯(1 : 1 : 1 )之混合液 3g。 (3 )外漏與離層之確認 熱封品以80°C保存24小時,確認由導線部之內容物之 外漏及內容物側之層合體的離層。 內容物:電解液lMLiPF6之乙烯碳酸酯、二乙基碳酸 酯、二甲基碳酸酯(1 : 1 : 1 )之混合液 3g。 (4 )熱封部之殘留厚度 熱封部之斷面中,熱封前之密封層(2層)之厚度爲 100,熱封後之上下之阻隔層間之密封層之厚度爲殘留厚度( (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(210X 297公釐) -65- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(63) 殘留率)。 <結果A > 實施例A 實施例A1〜實施例A4皆未發現導線部之短路、挖空 及內容物之外漏,也無層合體之離層。熱封部之殘留厚度如 下。 實施例A1 50 實施例A2 45 實施例A3 60 實施例A4 45 比較例A 比較例A1雖未發現短路、離層,但是絕緣性爲〇.1Mq, 斷面相片中發現龜裂。但是未發現離層。 比較例Α2發現短路且絕緣性爲〇· 1Μ Ω,斷面相片中發 現龜裂。但是未發現離層。 比較例A3雖無短路,且絕緣性之電阻値爲無限大(〇〇 ),無龜裂,但是發現離層。熱封部之殘留厚度如下。 比較例A 1 40 比較例A 2 30 比較例A 3 60 <效果A > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝· -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -66- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(64) 由以上結果得知本發明之電池用包裝材料之至少密封 層爲不易被熱封之熱與壓力損壞之低流動性聚丙烯層與易 損壞之高流動性聚丙烯層所構成,最內層爲高流動性聚丙焴 層,電池本體收納於外部封裝體之袋狀或壓花成形部,其周 緣以熱封進行密封之際,交聯之密封層具有絕緣層的功能,因 此,外部封裝體之阻隔層與導線不可能接觸(短路),成爲熱 封部附近無挖空之安定的電池用包裝材料。藉由乾層合法 貼合密封層可防止因電池之電解質與水分反應所產生之氟 化氫造成鋁內面側之腐鈾,得到可防止鋁與內容物側層之離 層的外部封裝體。 B.本發明之第2形態 藉由實施例具體說明本發明之第2形態之電池用包裝 材料。 <共同條件B > 實施例B、比較例B之共同條件如下述。 (1)外部封裝體 以下之實施例B及比較例B中,袋形式之外部封裝體爲 寬30mm、長50mm (內部尺寸),壓花形式之外部封裝體皆 爲單面壓花形式,以成形模之凹部(凹模)之形狀爲30mmx 50mm、深度爲3.5mm進行壓製成形,評價成形性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X 297公釐) -67- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(65) (2 )密封層之總厚度 全部爲3 Ο μ m。 (3 )化成處理 外部封裝體之阻隔層實施化成處理時,實施例B及比較 例B藉由輥塗佈法塗佈由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、 磷酸所構成之水溶液之處理液,皮膜溫度爲180°C之條件下 烘烤。鉻之塗佈量爲2mg/m2 (乾燥重量)。 (4 )導線及導線用薄膜 實施例B及比較例B之導線皆爲厚1〇〇μ m,寬6mm、 長25 mm者。將導線用薄膜之酸變性聚丙烯薄膜30μ m捲繞 於電池本體之導線之所定位置後,將電池本體插入各外部封 裝體中。 (5 )熱封條件 熱封條件係190°C、IMPa、3sec。但是只有短路之評價 的熱封條件爲190°C、2MPa、5sec。 〔實施例B 1〕 鋁20μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著化 成處理後之鋁的另一面加熱至成爲粘著樹脂層之酸變性聚 丙烯(以下爲PPa )之軟化點以上之溫度,擠壓PPa藉由夾 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -68- 556366 A7 B7 五、發明説明(66) 層層合法貼合密封層之多層薄膜所得之層合體,使用製得之 層合體形成枕形式之袋狀外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 6 > /高流動性PP (內面側)< 4>之2層,各PP如下述。< > 內數値係表示共擠壓多層之 層厚比,以下之實施例B及比較例B皆相同。 低流動性 PP、MI 0.5g/10min、熔點 160°C 高流動性 PP、MI 30g/10min、MP160°C 將電池本體插入前述外部封裝體內,以熱封進行密封形 成試樣實施例B 1。 〔實施例B2〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之一面上,接著將酸 變性聚丙烯之乳膠液塗佈於化成處理後之鋁的另一面上,乾 燥後以1 8(TC之溫度烘烤後,以熱層合法將密封層貼合於該 烘烤層之面上。使用製得之層合體藉由壓花成形形成托盤 。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 9 > /高流動性PP (內面側)< 1>之2層,各PP如下述。 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 147°C 高流動性 PP、MI 7g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例B2。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲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 -69- 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7__五、發明説明(67) 〔實施例B3〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由夾層層合法以酸變性聚丙烯爲粘著樹脂,將密封層貼合於 化成處理後之鋁的另一面上。製得之層合體加熱至酸變性 聚丙烯之軟化點以上之溫度後,使用此層合體藉由壓花成形 形成托盤。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部封 裝體。 密封層係高流動性PP ( 1 ) < 1 > /低流動性PP < 8 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 1 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1 ) 、MI 10g/10min、ΜΡ147Ϊ 低流動性 PP、MI lg/10min、熔點 160°C 高流動性 PP ( 2 ) 、MI 10g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例B3。 〔實施例B4〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由共擠壓層合法以酸變性聚丙烯爲粘著樹脂,將密封層貼合 於化成處理後之鋁的另一面上。製得之層合體加熱至酸變 性聚丙烯之軟化點以上之溫度後,使用此層合體藉由壓花成 形形成托盤。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部 封裝體。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_ 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -70- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(68) 密封層係高流動性pp ( 1 ) < 1 > /低流動性PP < 6 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 3 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1) 、MI 20g/10min、MP147°C 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 160°C 高流動性 PP ( 2 ) 、MI 8g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣實施例B4。 〔比較例B1〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著將 酸變性聚丙烯之乳膠液塗佈於化成處理後之鋁的另一面上, 乾燥後以1 80°C之溫度烘烤後,以熱層合法將密封層貼合於 該烘烤層之面上。使用製得之層合體藉由壓花成形形成托 盤。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 藉由乾層合法將密封層貼合於化成處理後之鋁的另一面上 。使用製得之層合體形成枕形式之袋狀外部封裝體。 密封層係低流動性PP < 2 > /高流動性PP (內面側)< 8>之2層,各PP如下述。 低流動性 PP、MI 3g/10min、熔點 147°C 高流動性 PP、MI 7g/10min、MP147°C 將電池本體插入前述外部封裝體內,以熱封進行密封形 成試樣比較例B1。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 1·邊 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2!0X297公釐) -71 - 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
五、發明説明(69) 〔比較例B2〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之另一面上,接著藉 由夾層層合法以酸變性聚丙烯爲粘著樹脂,將密封層貼合於 化成處理後之鋁的另一面上。製得之層合體加熱至酸變性 聚丙烯之軟化點以上之溫度後,使用此層合體藉由壓花成形 形成托盤。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部封 裝體。 密封層係高流動性PP之單層。 高流動性 PP、MI 20g/10min、MP160QC 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣比較例B2。 〔比較例B3〕 鋁40μ m未實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐龍薄 膜(25μ m厚)貼合於鋁之其中一面上,接著藉由共擠壓層 合法以酸變性聚丙烯爲粘著樹脂,將密封層貼合於化成處理 後之鋁的另一面上。製得之層合體加熱至酸變性聚丙烯之 軟化點以上之溫度後,使用此層合體藉由壓花成形形成托盤 。未成形之層合體爲蓋體,得到壓花形式之外部封裝體。 密封層係高流動性PP ( 1 ) < 1 > /低流動性PP < 8 > /高 流動性PP (內面側)(2 ) < 1 >之3層,各PP如下述。 高流動性 PP ( 1 ) 、MI 10g/10min、MP147t: 低流動性 PP、MI lg/10min、熔點 160°C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-
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本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210><297公釐) -72- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 556366 A7 B7 五、發明説明(7Q)
高流動性 PP ( 2 ) 、MI 10g/10min、MP147°C 將電池本體載置於前述外部封裝體之拖盤內,被覆蓋體, 托盤之周緣以熱封進行密封形成試樣比較例B3。 <評價方法B > (1 )導線與外部封裝體之阻隔層有無短路 將導線部之熱封部裁斷以斷面相片確認導線與外部封 裝體之阻隔層之短路狀態,對於導線與外部封裝體之阻隔層 有可能短路者,以測試器接觸確認,利用斷面相片在導線與外 部封裝體之阻隔層之間,未發現皮膜者爲短路前,其中,以測 試器確認短路之試樣爲短路數目。 (2 )絕緣性 各試樣之一邊形成開口狀態之外部封裝體,由該開口部 注入電解液,以該電解液與外部封裝體之阻隔層(使阻隔層 露出於外部封裝體面,接觸電極)之電阻確認絕緣性。電阻 値爲無限大(〇〇)時,表示無因挖空所造成之龜裂。 內容物:電解液lMLiPF6之乙烯碳酸酯、二乙基碳酸 酯、二甲基碳酸酯(1 : 1 : 1 )之混合液 3g。 (3 )外漏與離層之確認 熱封品以80°C保存24小時,確認由導線部之內容物之 外漏及內容物側之層合體的離層。 內容物··電解液lMLiPF6之乙烯碳酸酯、二乙基碳酸 (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(210X297公釐) -73- 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(71 ) 酯、二甲基碳酸酯(1 : 1 : 1 )之混合液 3g。 (4 )熱封部之殘留厚度 熱封部之斷面中,熱封前之密封層(2層)之厚度爲 1〇〇,熱封後之上下之阻隔層間之密封層之厚度爲殘留厚度( 殘留率)。 <結果B > 實施例B 1〜實施例B4皆未發現導線部之短路、挖空 及內容物之外漏,也無層合體之離層。熱封部之殘留厚度如 下。 實施例B 1 52 實施例B2 45 實施例B3 60 實施例B4 45 比較例B1雖未發現短路、離層,但是絕緣性爲0.1ΜΩ, 斷面相片中發現龜裂。比較例B2發現短路且絕緣性爲0.1Μ Ω,斷面相片中發現龜裂。但是未發現離層。比較例Β3雖 無短路,且絕緣性之電阻値爲無限大(〜),無龜裂,但是發 現離層。熱封部之殘留厚度如下。 比較例Β 1 40 比較例Β 2 30 比較例Β 3 60 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -74- 556366 A7 B7 五、發明説明(72) <效果B > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由以上結果得知本發明之第2形態之電池用包裝材料 之插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝體 的包裝材料爲至少由基材層、粘著層、阻隔層、粘著樹脂 層、密封層所構成之層合體,至少密封層爲不易被熱封之熱 與壓力損壞之低流動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙 烯層所構成,最內層爲高流動性聚丙烯層,而電池本體收納於 外部封裝體之袋狀或壓花成形部,其周緣以熱封進行密封之 際,具有低流動性聚丙烯層絕緣層的功能,因此,外部封裝體 之阻隔層與導線不可能接觸(短路),熱封部附近不會產生 挖空。 經由粘著樹脂層,以夾層層合法或共擠壓層合法形成密 封層,藉由層合體之形成時的熱、或層合體形成後之加熱,可 防止因電池之電解質與水分反應所產生之氟化氫造成鋁內 面側之腐蝕,得到可防止鋁與內容物側層之離層的外部封裝
My#i 體。 C.本發明之第3形態 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 藉由實施例具體說明本發明之第3形態之電池用包裝 材料。 <共同條件C > (1)電池用包裝材料之構成 實施例C與比較例C之袋形式、壓花形式之基本構成 -75- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(73) 爲以下之構成,粘著樹脂層之組成、層合方法等係如實施例 C、比較例C之各條件所記載。 (袋形式) PET12/DL3/ALM20/化成處理/粘著樹脂層15/密封層30 (壓花形式) 〇Ν25μ m/DL3p m/ALM40p m/化成處理/粘著樹脂層 15μ m/密封層30μ m [PET :雙軸延伸聚酯薄膜、ON :雙軸延伸耐龍薄膜、ALM :鋁、DL :乾層合、ALM :鋁] 酸變性聚丙烯係不飽和羧酸接枝無規丙烯,密封層爲無 規聚丙烯樹脂所構成之薄膜或擠壓層。實施例C及比較例 C所說明之混合粘著樹脂時之混合比例爲重量份。 (2 )化成處理 外部封裝體之阻隔層實施化成處理時,實施例C及比較 例C藉由輥塗佈法塗佈由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、 磷酸所構成之水溶液之處理液,皮膜溫度爲180°C之條件下 烘烤。鉻之塗佈量爲1 mg/m2 (乾燥重量)。 (3 )外部封裝體 袋形式係以寬30mm、長50mm (內部尺寸)之枕形式 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) $ 、τ
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 76- 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(74) 來評價。,壓花形式係單面壓花形式,以成形模之凹部(凹模 )之形狀爲30mmx 50mm、深度爲3.5mm進行壓製成形來評 價。壓花形式之例中皆以壓花之層合體之未成者形作爲蓋 體使用。 (4 )熱封條件 190〇C、l.OMPa、3sec 〔實施例c 1〕 鋁20μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於未化成處理之面上,接著化成處 理後之鋁的另一面以遠紅外線與熱風加熱至粘著樹脂之聚 丙烯系樹脂之軟化點以上的狀態,濟壓後述之粘著樹脂15 μ m,藉由夾層層合密封層之聚丙烯薄膜30μιη形成層合體。 粘著樹脂係混合MI 26g/10min之聚丙烯60重量份與 MI 1.0g/10min之酸變性聚丙烯40重量份的樹脂。混合樹脂 之MI爲5g/10miri。使用製得之層合體形成袋形式之外部封 裝體。 〔實施例C2〕 鋁20μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(12μ m厚)貼合於未化成處理之面上,接著化成處 理後之鋁的另一面共擠壓層合後述之粘著樹脂(15μ m )與 密封層之聚丙烯樹脂(30μιη)後,製得之層合體加熱至粘著 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、1Τ
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -77- 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(75) 樹脂之軟化點以上的溫度。 粘著樹脂係混合高MI之酸變性聚丙烯90重量份與低 密度聚乙烯10重量份,粘著樹脂之MI爲18g/10min。使用製 得之層合體形成袋形式之外部封裝體。 〔實施例C3〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之一面上,接著化成 處理後之鋁的另一面以遠紅外線與熱風加熱至粘著樹脂之 聚丙烯系樹脂之軟化點以上的狀態,擠壓後述之粘著樹脂 15μιη,藉由夾層層合密封層之聚丙烯薄膜30μιη形成層合體 〇 粘著樹脂係混合MI 26g/10min之聚丙烯74重量份與 MI 1.0g/10min之酸變性聚丙烯26重量份的樹脂。混合樹脂 之MI爲5g/10min。使用製得之層合體以壓花成形形成托盤 ,未成形之層合體爲蓋體,形成外部封裝體。 〔實施例C4〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸聚 酯薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理後之一面上,接著化成 處理後之鋁的另一面上擠壓後述之粘著樹脂15μ m,夾層層 合密封層之聚丙烯薄膜30μιη後,加熱至粘著樹脂之軟化點 以上的溫度。 粘著樹脂係混合酸變性聚丙烯80重量份、LDPE 10重 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、1Τ
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -78- 556366 A7 B7 五、發明説明(76) 量份、丁二烯10重量份、丁二烯10重量份,粘著樹脂之MI 爲 9g/10min。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用製得之層合體以壓花成形形成托盤,未成形之層合 體爲蓋體,形成外部封裝體。 〔實施例C5〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理之一面上,接著化成處 理後之鋁的另一面以遠紅外線與熱風加熱至粘著樹脂之聚 丙烯系樹脂之軟化點以上的狀態,共擠壓層合後述之粘著樹 脂(15μπι)與密封層之聚丙烯樹脂(30μιη)。 粘著樹脂係混合酸變性聚丙烯80重量份、LDPE 10重 量份、丁二烯5重量份、乙烯與丙烯之共聚物5重量份,粘 著樹脂之ΜΙ爲12g/10miri。製得之層合體以壓花成形形成 托盤,未成形之層合體爲蓋體,形成外部封裝體。 〔比較例C1〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μιη厚)貼合於化成處理之一面上,接著化成處 理後之鋁的另一面以遠紅外線與熱風加熱至粘著樹脂之聚 丙烯系樹脂之軟化點以上的狀態,擠壓後述之粘著樹脂15μ m,夾層層合密封層之聚丙烯薄膜30μιη。 粘著樹脂係MI 0.1g/10min之酸變性聚丙烯。製得之層 合體以壓花成形形成托盤,未成形之層合體爲蓋體,形成外部 -79- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 556366 A7 B7 五、發明説明(77) 封裝體。 〔比較例C2〕 鋁40μ m之兩面實施化成處理,藉由乾層合法將延伸耐 龍薄膜(25μ m厚)貼合於化成處理之一面上,接著化成處 理後之鋁的另一面上擠壓後述之粘著樹脂15μ m,夾層層合 密封層之聚丙烯薄膜30μιη後,加熱至粘著樹脂之軟化點以 上的溫度。 粘著樹脂係混合酸變性聚丙烯90重量份與LDPE 10重 量份,形成粘著樹脂之ΜΙ爲25。 使用製得之層合體以壓花 成形形成托盤,未成形之層合體爲蓋體,形成外部封裝體。 〔比較例C3〕 未實施化成處理之鋁40μ m之一面上,藉由乾層合法貼 合延伸耐龍薄膜(25μ m厚),接著鋁的另一面上夾層層合 後述之粘著樹脂15μ m,密封層之聚丙烯薄膜30μιη後,加熱 至粘著樹脂之軟化點以上的溫度。 粘著樹脂係混合酸變性聚丙烯80重量份、LDPE 1〇亀 量份、丁二燒10重量份形成粘著樹脂之ΜΙ爲9g/10min。 使用製得之層合體以壓花成形形成托盤,未成形之餍合 體爲蓋體,形成外部封裝體。 <評價項目C > 1 )密封部挖空 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) :8〇_ (請先閲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杜印製 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(78) 外部封裝體內收納電池本體,密封後,以顯微鏡觀察密封 部及連接密封部之非密封部的斷面,觀察粘著樹脂層部分有 無挖空。 2 )熱熔著層(粘著樹脂層與密封層)之厚度殘留率 3)離層 塡充乙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯(1: 1 : 1 )之混合液3g成爲lMLiPF6,以85t:保持7曰後,以目 視確認ALM與粘著樹脂層之間之離層。 <結果C > 實施例C 實施例C1〜C5未發現密封部之挖空、ALM與粘著樹脂 層之間之離層(試樣各100)。熱熔著層之厚度殘留率如下 〇 實施例C1 60% 實施例C2 32% 實施例C3 10% 實施例C4 60% 實施例C5 55°/〇 比較例C 比較例C 1雖未發現密封部之挖空、ALM與粘著樹脂層 之間之離層(試樣各1〇〇)。但是壓花成形中,100試樣中 25試樣產生ALM之龜裂。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -81 - 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(79) 比較例C2因熱封,熱熔著層變薄,1〇〇試樣中3試樣產 生挖空。未發現ALM與粘著樹脂層之間之離層。比較例C3 雖無挖空,但是100試樣中54試樣產生ALM與粘著樹脂層 之間之離層。比較例C之熱熔著層之厚度殘留率如下。 比較例C1 75% 比較例C2 22% 比較例C3 60% <效果C > 插入電池本體,以熱封密封周緣部形成電池之外部封裝 體的包裝材料爲至少由基材層、粘著層、鋁、化成處理層 、粘著樹脂層、聚丙烯樹脂系密封層所構成之層合體,粘著 樹脂層爲熔融指數5〜20g/10min之範圍的樹脂,可防止阻隔 層與導線間之短路的效果。又可防止密封部之內緣附近所 生成之樹脂積留與該樹脂積留之端部產生挖空。 D.本發明之第4形態 藉由實施例具體說明本發明之第4形態之電池用包裝 材料。 <共同條件D > 實施例D及比較例D之共同條件如下述。 (1 )外部封裝體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -裝· -訂-
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -82- 556366 A7 B7 五、發明説明(8Q) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 皆爲壓花形式,而延伸耐龍25μ m/粘著層(1) /化成處 理層/ ΑίΜ40μ m /化成處理層/粘著層(2 ) /密封層30μ m之 實施例D、比較例D所使用之層合體的製造方法無特別記 載時,爲如以下之層合。 鋁(厚度40μ m )之兩面設置鉻酸鹽處理之化成處理 層,其中一面上乾層合延伸耐龍薄膜(25μ m厚)形成粘著 層(1)、另一面形成粘著層(2),層合密封層(厚度30μηι )形成層合體。 前述鉻酸鹽處理之實施例D、比較例D係藉由輥塗佈 法塗佈由苯酚樹脂、氟化鉻(3 )化合物、磷酸所構成之水 溶液之處理液,在皮膜溫度爲180°C以上之條件下烘烤。鉻 之塗佈量爲2mg/m2 (乾燥重量)。 製得之層合體以壓花成形形成托盤。未成形之層合體 爲蓋體,形成外部封裝體。 (2 )外部封裝體之形式 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 皆爲單面壓花形式,前述托盤之壓花成形模之凹部(凹 模)形狀爲30mmx 50mm、成形深度係藉由凸部之押入量以 0.5mm刻度來調整。 (3 )簡稱 以下說所使用之簡稱如下。 主要樹脂 ON :延伸耐龍薄膜 -83- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇>< 297公釐) 556366 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明(81) ALM :鋁箔 LL :密度爲0·95之一般線性低密度聚乙烯 MLL1 :密度爲0.92之茂金屬系LLDPE MLL2·松、度爲0.90之戊金屬系LLDPE MD :密度爲0.93之中密度聚乙烯 LD :密度爲0.90之低密度聚乙烯 PEa :酸變性聚乙烯 PEaH :酸變性聚乙烯乳膠 〔實施例D 1〕 ALM (厚度40μ m)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上乾層合 密封層之薄膜,形成實施例D 1之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲LL (厚度25μ m )、內面側 爲MLL1 (厚度5μιη)之2層構成。 〔實施例D2〕 ALM (厚度40 μ m)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上乾層合 密封層之薄膜,形成實施例D2之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲MLL1 (厚度30μ m )之單層 構成。 〔實施例D3〕 (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(210X297公釐) -84- 556366 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(82) ALM (厚度40μιη)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上擠壓 15μιη厚之粘著樹脂PEa,夾層層合密封層薄膜30μιη,製得之 層合體加熱至PEa之軟化點以上之溫度,形成實施例D3之 層合體。 密封層之薄膜係層合側爲LL (厚度25μιη)、內面側 爲MLL1 (厚度5μιη)之2層構成。 〔實施例D4〕 ALM (厚度40μηι)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面加熱至PEa 之軟化點以上之溫度,擠壓15μιη厚之粘著樹脂PEa,夾層層 合密封層薄膜30μιη,形成實施例D4之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲MD (厚度1 〇μ m )、內面側 爲MLL2與MD之混合樹脂(厚度20μ m )(混合比爲重量 比MLL2 : MD = 9 : 1 )之2層構成。 〔實施例D5〕 ALM (厚度40μπι)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面加熱至PEa 之軟化點以上之溫度,擠壓15μηι厚之粘著樹脂PEa,夾層層 合密封層薄膜30 μιη,形成實施例D5之層合體。 密封層之薄膜係MLL1之單層構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝- 、-?·口
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -85- 556366 A 7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(83) 〔實施例D6〕 ALM (厚度40μ m)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面共擠壓層 合粘著樹脂PEa ( 15μιη)與密封層樹脂(30μιη),製得之層 合體加熱至PEa之軟化點以上之溫度,形成實施例D6之層 合體。 密封層樹脂係MLL1與LD之混合樹脂(混合比爲重量 比 MLL1 ·· LD = 7 ·· 3 )。 〔實施例D7〕 ALM (厚度40μπι)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面擠壓粘著 樹脂PEa,接著擠壓密封層樹脂(30μιη),製得之層合體加熱 至PEa之軟化點以上之溫度,形成實施例D7之層合體。 密封層樹脂係MLL1與LD之混合樹脂(混合比爲重量 比 MLL1 : LD = 7 ·· 3 ) 0 〔實施例D8〕 ALM (厚度40μ m )之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上擠壓粘 著樹脂PEa後,製得之中間層合體加熱至PEa之軟化點以上 之溫度,接著擠壓密封層樹脂(30μιη),形成實施例D8之層 合體。 密封層樹脂係MLL 1與LL之混合樹脂(混合比爲重量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -86- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(84) 比 MLLl : LL = 8 : 2 )。 〔實施例D9〕 ALM (厚度40μιη)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上使用輥 塗佈PEaH,經乾燥,加熱烘烤,將密封層之薄膜熱層合於該烘 烤層上,形成實施例D9之層合體。 密封層之薄膜爲MLL1 ( 30μιη )。 〔比較例D1〕 ALM (厚度40 μ m)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν (25μίη厚),ALM之另一面上乾層合密封層之 薄膜,形成比較例D1之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲LL (厚度30μ m )之單層構 成。 〔比較例D2〕 ALM (厚度40 μ m)之兩面未實施化成處理,其中一面 上乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一面上乾層合密封層 之薄膜,形成比較例D2之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲MLL1 (厚度30μ m )之單層 〔比較例D3〕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -87- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11 556366 Α7 Β7 五、發明説明(85) ALM (厚度40μιη)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合ΟΝ ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上擠壓 15μιη厚之粘著樹脂PEa,夾層層合密封層薄膜30μιη,製得之 層合體加熱至PEa之軟化點以上之溫度,形成比較例D3之 層合體。 密封層之薄膜係LL (厚度30μπι)。 〔比較例D4〕 ALM (厚度40μπι)未實施化成處理,其中一面上乾層 合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一面上擠壓15μιη厚之粘著樹 脂PEa,夾層層合密封層薄膜30μιη,製得之層合體加熱至PEa 之軟化點以上之溫度,形成比較例D4之層合體。 密封層之薄膜係層合側爲LL (厚度25 μ m )、內面側 爲MLL1 (厚度5μπι)之2層構成。 〔比較例D 5〕 ALM (厚度40μιη)之兩面實施化成處理,其中一面上 乾層合〇Ν ( 25μ m厚),ALM之另一化成處理面上使用輥 塗佈PEaH,經乾燥,加熱烘烤,將密封層之薄膜熱層合於該烘 烤層上,形成比較例D5之層合體。 密封層之薄膜爲LL (厚度30μιη)。 <評價方法D > (1 )離層 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2ΐ〇Χ 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 襞· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -88- 556366 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(86) 使用各層合體形成之外部封裝體中塡充電解液後,乾層 合之層合體以60°C之條件保存24小時,以粘著樹脂之擠壓 層合之層合體係以8 5 °C之條件保存2 4小時,確認各保存時 之鋁(化成處理層)與粘著樹脂層有無離層。 電解液:乙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯 (容積比1 : 1 : 1 )之混合液3g成爲lMLiPF6。 (2 )成形性 實施例D及比較例D各成形50個,可得到安定無針孔 、皺紋、白化之托盤之成形押入量(mm )。 (3 )密封強度 以190°C、l.OMPa、3.0sec之條件進行密封後,測定密封 部之剝離強度。單位:N/15mm。 <結果D〉 實施例D 實施例D1〜9皆未發生離層,且成形性良好未發生針孔 、皺紋等。熱封部之密封也顯示安定之強度。實施例D之 成形性、密封強度如下述。 成形性 密封強度 實施例D1 5.0 12 實施例D2 5.5 12 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210x297公釐) -89 - 五、發明説明(87) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 556366 A7 B7
實施例D3 4.5 13 實施例D4 4‘0 11 實施例D5 5.0 13 實施例D 6 4.5 11 實施例D7 4.5 11 實施例D8 5.0 12 實施例D9 5.0 12 比較例D 比較例D 1未發生離層,且成形性良好,但密封強度低。 比較例D 2及比較例D 4之成形1生' 密封強度良好1,但是: 產生離層。 比較例D 3及比較例D 5未發生離層,且成形性良好,但是 密封強度低。 比較例D之成形性、密封強度如下述。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
成形性 密封強度 比較例D 1 4.5 9 比較例D2 5.5 12 比較例D3 4.0 9 比較例D4 4.5 13 實施例D 5 5.0 8 <效果D > 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 90 _ 556366 A7 ___B7_ 五、發明説明(88) 電池用包裝材料中,至少密封層或其最內層爲茂金屬系 LLDPE樹月旨或 混合茂金屬系LLDPE之樹脂時,相較於一般LLDPE可 提高壓花成形之成形性,可防止皺紋或針孔。也可得到比一 般LLDPE更高之密封強度。又藉由外部封裝體之鋁之兩面 所實施之化成處理,可防止壓花成形時,及熱封時之基材層與 鋁之間之離層,又以乾層合法、熱層合法、夾層層合法或共 擠壓層合法形成密封層時,藉由層合體之形成時的熱、或層 合體形成後之加熱,可防止因電池之電解質與水分反應所產 生之氟化氫造成鋁面之腐鈾,得到可防止鋁與內容物側層之 離層的外部封裝體。 (請先閲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 一準 一標 ί家 I國 一國 中 一用 一適 一汲 尺一張 紙一本 I釐 公 91

Claims (1)

  1. 5562ήέ. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 第91 1 1 3301號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國92年8月8日修正 1 ·一種電池用包裝材料,其係插入電池本體,以熱封密封 周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由基材· jf 、粘著層、阻隔層、乾層合層、密封層所構成之層合體,其 特徵係至少密封層爲不易被熱封之熱與加壓損壞之低流重力 性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙烯層所構成,且胃$ M 爲高流動性聚丙烯層。 2·如申請專利範圍第1項之電池用包裝材料,其中阻隔 層係至少在該乾層合層側設置化成處理層。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電池用包裝材料,其中 密封層爲由低流動性聚丙烯層與高流動性聚丙烯層之2層 所構成,且以高流動性聚丙烯層爲最內層。 4. 如申請專利範圍第1或2項之電池用包裝材料,其中 密封層爲由高流動性聚丙烯層、低流動性聚丙烯層、高流 動性聚丙烯層之3層所構成。 5如申請專利範圍第1或2項之電池用包裝材料,其中 電池之外部封裝體與電池本體之導線部之間夾雜導線用薄 膜。 6.—種電池用包裝材料,其係插入電池本體,以熱封密封 周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由基材層 、粘著層、阻隔層、粘著樹脂層、密封層所構成之層合體, 其特徵係至少密封層爲不易被熱封之熱與加壓損壞之低流 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
    556366 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 2 動性聚丙烯層與易損壞之高流動性聚丙烯層所構成,最內層 爲高流動性聚丙烯層。 7. 如申請專利範圍第6項之電池用包裝材料,其中阻隔 層係至少在該粘著樹脂層側設置化成處理層。 8. 如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料,其中 密封層爲由低流動性聚丙烯層與高流動性聚丙烯層之2 jf 所構成,且以高流動性聚丙烯層爲最內層。 9. 如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料,其φ 密封層爲由高流動性聚丙烯層、低流動性聚丙烯層、高流 動性聚丙烯層之3層所構成。 10. 如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料,其中 粘著樹脂層爲酸變性聚烯烴之乳膠之烘烤層,藉由熱層合^去 將密封層粘著於該烘烤層上。 11 ·如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料,其中 粘著樹脂層爲酸變性聚丙烯,藉由夾層層合法層合預先_月莫 後之密封層。 12·如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料,其中 粘著樹脂層爲酸變性聚丙烯,藉由共擠壓層合法層合密@胃 與粘著樹脂層。 13. 如申請專利範圍第6或7項之電池用包裝材料ψ 電池之外部封裝體與電池本體之導線部之間夾雜粘著丨生_ 膜。 14. 一種電池用包裝材料,其係插入電池本體,以熱封密 封周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由_才才 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -2 - 556366 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 層' 粘著層、鋁、化成處理層、粘著樹脂層、聚丙烯樹脂 系密封層所構成之層合體,其特徵係粘著樹脂層爲由熔融指 數5〜20g/10min之樹脂所形成。 15·如申請專利範圍第14項之電池用包裝材料,其中粘 著樹脂層爲聚丙烯系樹脂所構成。 16·如申請專利範圍第14項之電池用包裝材料,其中粘 著樹脂層爲酸變性聚丙烯所構成。 17.如申請專利範圍第14項之電池用包裝材料,其中粘 著樹脂層爲由在酸變性聚乙烯樹脂中添加低密度聚乙稀樹 月旨、密度爲900kg/m3之低結晶之乙烯-丁烯-丙靖之共聚物 、非結晶性之乙儲與丙燒之共聚物、丙嫌-α ·燦烴共聚物 、橡膠系成分中之至少一種成分之樹脂所構成。 1 8 ·如申請專利範圍第14項之電池用包裝材料,其中粘 著樹脂層爲由混合至少2種不同熔融指數之聚丙烯系樹脂 之樹脂所形成。 19·如申請專利範圍第18項之電池用包裝材料,其中形 成粘著樹脂層之至少2種聚丙烯系樹脂之至少其中之一爲 酸變性聚丙烯樹脂。 20·如申請專利範圍第14〜19項中任一項之電池用包裝 材料,其中該層合體爲至少由基材層、粘著層、化成處理層 (1)、鋁、化成處理層(2 )、粘著樹脂層、聚丙烯系密 封層所構成。 21.—種電池,其特徵係電池本體被收納於以如申請專利 範圍第14〜20項中任一項之電池用包裝材料所形成之外部 (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 訂 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 ) Α4規格(210Χ297公釐) -3- 556366 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 封裝體內,然後密封。 -- C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 22. —種電池用包裝材料,其係插入電池本體,以熱封密 封周緣部形成電池之外部封裝體之包裝材料爲至少由基材 層、粘著層1、阻隔層、粘著層2、密封層所構成之層合體 其特徵係密封層爲至少層合一層以上之含有茂金屬系之線 性低密度聚乙烯之樹脂層。 23·如申請專利範圍第22項之電池用包裝材料,其中密 封層爲由茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂所形成。 24.如申請專利範圍第22項之電池用包裝材料,其中密 封層爲由含有茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂丨〇%以上 之聚乙烯系樹脂所形成。 •訂* 25·如申請專利範圍第22項之電池用包裝材料,其中密 封層爲由至少含有由茂金屬系之線性低密度聚乙烯樹脂所 構成之層之多層構成所構成。 26. 如申請專利範圍第22項之電池用包裝材料,其中密 封層爲由含有含茂金屬系線性低密度聚乙烯樹脂丨〇%以上 之聚乙烯系樹脂層之多層構成所構成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 27. 如申請專利範圍第22〜26項中任一項之電池用包裝 材料,其中粘著層2爲以乾層合法所形成。 2 8 ·如申請專利範圍第2 2〜2 6項中任一項之電池用包裝 材料,其中粘著層2爲酸變性聚烯烴之塗佈烘烤層。 29.如申請專利範圍第22〜26項中任一項之電池用包裝 材料,其中粘著層2爲酸變性聚烯烴之擠壓層。 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _4
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