TWI480160B - 密封膜之製造方法及密封膜 - Google Patents

Description

密封膜之製造方法及密封膜

本發明係關於一種密封袋體所收納之二次電池或電容器等發電元件之電極的密封膜之製造方法及密封膜。

本申請案基於2010年11月11日於日本提出申請之日本專利特願2010-252940號而主張優先權，並將其內容援用至本文中。

近年來，業界正逐步採用例如包含膜之袋體所收納之二次電池或電容器等作為筆記型電腦或行動電話等電子機器之電源或混合動力汽車、燃料電池汽車或電池汽車之電池等。

先前，該等二次電池或電容器係將扁平之發電元件密封於包含將聚烯烴之密封層積層於鋁箔等金屬箔上而成之層壓膜的平袋或拉伸成形之袋體中而構成。於袋體之膜基材上，係使使用於充放電之電極一端突出至外部並進行密封。於密封時，係由袋體之膜基材夾持帶狀之電極並進行熱密封(電極引板)。

該等二次電池等(以下，有稱為「電池組」之情形)電極厚於袋體之密封層，因此於密封時，難以使樹脂無間隙地迴繞於電極之厚度方向之周圍，而於電極之厚度方向之周圍產生間隙。若於電極之周圍產生間隙，則於長期使用、高溫或多濕等嚴酷環境等下，有密封部劣化，或密封部之袋體與電極之接著強度下降，導致電解液自密封部洩漏之可能性。

針對該等問題，近年來使用利用密封膜夾持電極之表背面並與袋體之膜基材進行熱密封之方法。但是，若為了提高袋體與電極之密著性，而嚴格設定密封時之加熱或加壓之條件，則有袋體之金屬箔與電極之間之樹脂變薄，或密封膜變形，而引起短路之可能性。

又，於袋體之膜基材與電極之間夾持密封膜並進行熱密封時，例如專利文獻2所揭示般，使密封膜自袋體之開口端露出數毫米並進行熱密封。藉由上述方式露出密封膜，可確實地防止短路。但是，於熱密封時，由於密封棒接觸或接近該露出部，故而有因高溫之密封棒之接觸或輻射熱而使密封膜熔化或變形之情形。藉此，電極變得容易與袋體之膜基材之金屬箔接觸。

為了解決該等問題，例如專利文獻1中揭示有利用被覆材料被覆端子材料之熱密封部，而防止短路之構成，上述被覆材料係具有利用熱接著性膜夾住包含織布、不織布、或超高分子量聚乙烯之耐熱層而成之積層構造者。

又，專利文獻2中揭示有將經電子束交聯之聚烯烴層與酸改性聚烯烴層積層而成之接著性膜。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭62-61268號公報

[專利文獻2]日本專利特開2001-297748號公報

由於專利文獻1所揭示之被覆材料係利用織布或不織布而確保耐熱性，故而作為織布或不織布需要選擇難以熔融者。但是，由於織布或不織布不熔融，故而難以高密著度地將該等與熱接著性膜積層。因此，有容易形成針孔，密封性不提高之可能性。有密封性反而下降之情況。又，由於超高分子量聚乙烯難以獲得，於成本方面不利。又，超高分子量聚乙烯無法與包含聚丙烯系之樹脂之熱接著性膜積層。因此，無法於袋體之密封層中採用聚丙烯系之樹脂，而難以提高袋體之耐熱性。

專利文獻2所揭示之接著性膜之耐熱性優異。但是，該膜之製造方法係預先使聚烯烴膜電子束交聯並將酸改性聚烯烴層擠出層壓，或藉由共擠出而積層聚烯烴層與酸改性聚烯烴層後進行電子束交聯。因此，採用任一方法均需要電子束交聯之步驟。專利文獻2之段落0013中揭示有如下情況：由於通常之聚丙烯藉由電子束照射而分解，故而需要使用特定之樹脂。又，於藉由共擠出而積層聚烯烴層與酸改性聚烯烴層後進行電子束交聯之情形時，酸改性聚烯烴亦發生交聯而使柔軟性下降，因此變得難以使樹脂無間隙地迴繞於電極之厚度方向之周圍。

鑒於上述背景而完成之本發明係提供一種使用容易獲得之材料，容易地使樹脂無間隙地迴繞於電極之厚度方向之周圍，且可藉由簡單之步驟而以較高接著強度直接積層耐熱層與電極接著層的耐熱性與密封性優異之密封膜之製造方法及藉由該製造方法所製造之密封膜。

本發明之發明者於對耐熱性與密封性優異之密封膜之研究中獲得如下知識見解：接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂之羧基容易與羥基、胺基、環氧基等反應，而可容易地獲得改性。本發明係基於該知識見解而完成者。

即，根據本發明之第1態樣，可提供以下之密封膜之製造方法。

(1)一種密封膜之製造方法，其係夾入袋體所收納之發電元件之電極與袋體之邊緣之間的密封膜之製造方法，其具有如下步驟：熔融混練步驟，其係藉由將接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂A與具有可與樹脂A之羧基反應之官能基的樹脂B兩者進行熔融混練，使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基進行化學鍵結而改性為樹脂C；耐熱層製膜步驟，其係將樹脂C成形為層狀而形成耐熱層；接著層製膜步驟，其係將羧酸改性聚烯烴樹脂D成形為層狀而形成接著於電極之電極接著層；積層步驟，其係於樹脂C與樹脂D中之任一者或兩者為熔融狀態時直接積層上述耐熱層與上述電極接著層。

(2)如(1)之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練步驟係於擠出機內進行。

(3)如(1)或(2)之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練步驟與上述耐熱層製膜步驟係連續進行。

(4)如(1)至(3)中任一項之密封膜之製造方法，其中上述積層步驟係與上述耐熱層製膜步驟與上述接著層製膜步驟中之任一者或兩者連續進行。

(5)如(1)至(4)中任一項之密封膜之製造方法，其中上述積層步驟係於共擠出模內進行。

(6)如(1)至(5)中任一項之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練步驟係以相對於樹脂A為99~90而樹脂B成為1~10之重量百分比進行調配而進行。

(7)如(1)至(6)中任一項之密封膜之製造方法，其中使用具有與樹脂A之熔點相同或低於其之熔點之樹脂作為樹脂D。

又，根據本發明之第2態樣，可提供以下之密封膜。

(8)一種密封膜，其係夾入袋體所收納之發電元件之電極與袋體之邊緣之間者，並且具有將包含樹脂C之耐熱層直接積層於包含羧酸改性聚烯烴樹脂D之電極接著層上而成之積層構造，該樹脂C係藉由將接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂A與具有可與樹脂A之羧基反應之官能基之樹脂B兩者進行熔融混練，使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基化學鍵結進行改性而成者。

(9)如(8)之密封膜，其中樹脂B係選自具有羥基、胺基或環氧基之樹脂中之一種或兩種以上。

(10)如(8)或(9)之密封膜，其中樹脂A係使順丁烯二酸酐接枝聚合於聚丙烯上而成之酸改性聚烯烴樹脂。

(11)如(8)至(10)中任一項之密封膜，其中上述積層構造係藉由樹脂C與樹脂D之共擠出而形成。

(12)如(8)至(11)中任一項之密封膜，其係於上述耐熱層上積層有與袋體之最內層熱熔接之密封層者。

本發明之密封膜之製造方法係使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基化學鍵結而改性為樹脂C，因此不需要電子束交聯等交聯步驟。因此，可藉由簡單之步驟而賦予耐熱層耐熱性。

由於僅將樹脂A與樹脂B之兩者熔融混練，故而可於製膜步驟所使用之通常擠出機內改性為樹脂C。

於本發明中，於樹脂C與樹脂D中之任一者或兩者為熔融狀態時，直接積層耐熱層與電極接著層。積層方法係組合擠出機與製膜模頭而形成一個層後，擠出層壓另一層。另一積層方法係將耐熱層與電極接著層共擠出。藉由該等方法，於本發明中，可藉由簡單之步驟而以較高接著強度直接積層耐熱層與電極接著層。藉由該等方法之密封膜於熱密封時，難以產生因高溫之密封棒之接觸或輻射熱而引起之密封膜熔化，或變形。藉此，難以引起電極與袋體之金屬箔之短路。

尤其是耐熱層與電極接著層之共擠出可藉由更為簡單之步驟，而以更高接著強度直接積層耐熱層與電極接著層。

本發明之密封膜之耐熱層具有使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基化學鍵結進行改性而成之熔融流動性較小之樹脂C。藉此，於熱密封時，耐熱層難以變薄，或密封膜難以熱變形。因此，難以引起電極與袋體之金屬箔之短路。

若樹脂B為選自具有羥基、胺基或環氧基之樹脂中之一種或兩種以上，則樹脂A之羧基與樹脂B之官能基容易化學鍵結，而順利地改性為樹脂C。由於藉由將樹脂A與樹脂B熔融混練而改性為樹脂C，故而樹脂A之羧基與樹脂B之官能基容易均勻地化學鍵結。

若樹脂A為使順丁烯二酸酐接枝聚合於聚丙烯上而成之酸改性聚烯烴樹脂，則樹脂A之羧基與樹脂B之官能基容易化學鍵結，變得更順利地改性為樹脂C。

若密封膜之積層構造係藉由樹脂C與樹脂D之共擠出而形成，則積層構造之接著強度較高，於熱密封時密封膜不會熱變形，或難以引起電極與袋體之金屬箔之短路。

若將與袋體之最內層熱熔接之密封層積層於耐熱層上，則可提高袋體之最內層與密封膜之熱熔接強度。又，若將密封層直接積層於耐熱層上，則可防止由電解液引起之接著界面之剝離。

以下，基於實施形態對本發明進行詳細說明。

圖1係表示本發明之密封膜1之概略構成之剖面圖。

圖2係表示將圖1所示之密封膜1插入袋體之層壓膜20與電極11之間並熔接之狀態，且沿電極11之長度方向之剖面圖。

圖3A係表示將圖1所示之密封膜1接著於電極11上而成之附有密封膜之電極10之立體圖。圖3B係表示附有相同密封膜之電極10之與電極11之長度方向正交之方向上之剖面圖。

本發明之密封膜1係夾入袋體所收納之發電元件之電極與袋體之邊緣之間。該膜之基本層構成如圖1及圖2所示，具有由電極接著層2與耐熱層3積層而成之包含至少2層之積層構造。本形態例之密封膜1係於基本層構成之耐熱層3上進而直接積層與袋體之最內層之密封層22熱熔接之密封層4。

本發明之密封膜1之厚度較佳為50 μm~300 μm。若密封膜1之厚度小於該範圍，則有絕緣性降低之情況。再者，密封膜1之厚度亦可大於該範圍。但是，無法期待絕緣性之進一步提高，而且反而變得難以進行熱密封。

耐熱層3包含樹脂C，該樹脂C係藉由將接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂A與具有可與樹脂A之羧基反應之官能基之樹脂B兩者進行熔融混練，使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基進行化學鍵結而改性者。

此時之樹脂之調配比例較佳為相對於99~90重量%之樹脂A，樹脂B為1~10重量%。若樹脂B之調配比例低於該範圍，則有樹脂C之改性效果較小，而變得缺乏密封膜1之耐熱性之情況。若樹脂B之調配比例高於該範圍，則耐熱層3容易變脆。因此，於裝有電池組時，有因電極11之彎折而於耐熱層3上產生裂痕之情況。

耐熱層3確保袋體之層壓膜20之金屬箔21與電極11之絕緣性。耐熱層3防止於熱熔接時密封膜1之熱變形，只要可確保絕緣性，則較佳為較薄。耐熱層3之厚度較佳為30 μm~150 μm。若耐熱層3之厚度未達50 μm，則有時密封膜1會發生熱變形，或於熱熔接時變薄，而變得缺乏絕緣性。再者，耐熱層3之厚度亦可超過150 μm。但是，無法期待絕緣性之進一步提高。構成耐熱層3之樹脂與樹脂A相比，樹脂B僅化學鍵結於樹脂A上之部分與樹脂A相比高分子化，相對較硬而熔融流動性較低。因此，若耐熱層3變厚為必需以上，則於將電極11夾入兩片密封膜1、1之間時，由電極11之厚度之階差所產生之間隙於熱熔接時難以填滿。藉此，有時於密封膜1、1之間產生針孔。

酸改性聚烯烴樹脂A係藉由將使伸烷基單體、例如乙烯、丙烯等之1種或2種以上聚合而成之聚烯烴作為基礎樹脂，接枝聚合不飽和羧酸或其衍生物而獲得。

作為聚烯烴，例如使用聚丙烯或聚乙烯之均聚物及共聚物。作為共聚物，使用丙烯與1~5重量%之乙烯之無規共聚物(無規PP)或嵌段共聚物(嵌段PP)、乙烯與1~10重量%之丙烯之無規或嵌段共聚物、丙烯或乙烯與1~10重量%之碳數為4以上之α-烯烴之共聚物、及該等之混合物等。

為了將袋體之層壓膜20之密封層22設為聚乙烯系樹脂，而於密封膜1之耐熱層3中使用聚乙烯系樹脂作為樹脂A之基礎樹脂之情形時，較佳為使用熔點為130~140℃左右之直鏈狀低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。

酸改性聚烯烴樹脂A之基礎樹脂較佳為使用熔融流動速率(MFR)為0.5~30 g/10 min，尤其是5~15 g/10 min之均聚丙烯及丙烯-乙烯無規共聚物或，MFR為0.3~30 g/10 min之聚乙烯及乙烯-α烯烴共聚物。

形成耐熱層3之樹脂C之MFR較佳為0.5 g/10 min~3 g/10 min之範圍。若MFR小於該範圍，則有難以成形之情況。若MFR大於該範圍，則有於熱熔接時，耐熱層3會變形，或變薄，而導致絕緣性下降之情況。

對於耐熱層3，謀求於將本發明之密封膜1熱熔接於電極11上時難以熔融或軟化。因此，形成其之樹脂C之熔點越高越好。具體而言，於包含聚丙烯系樹脂之密封膜之情形時，較佳為藉由JIS K6921-2 DSC法所測得之熔點為130~170℃之樹脂。

為了獲得此種樹脂C，較佳使用以聚丙烯(PP)之均聚物、乙烯與丙烯之無規共聚物或嵌段共聚物或該等之聚合物合金作為基礎樹脂的酸改性聚烯烴樹脂作為樹脂A。PP系樹脂通常於低溫環境下容易變脆。由於乙烯與丙烯之嵌段共聚物即便熔點較高柔軟性亦優異，且於低溫環境下亦不變脆(耐寒性)，故而較佳。

作為接枝聚合於酸改性聚烯烴樹脂A之基礎樹脂上之不飽和羧酸，例如可列舉：丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、檸康酸、該等之酸酐、及該等之酯、醯胺、醯亞胺、金屬鹽等衍生物。該等不飽和羧酸中，較佳為順丁烯二酸，最佳為順丁烯二酸酐。又，為了促進聚烯烴與該等不飽和羧酸之反應，例如較佳為使用過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯等有機過氧化物或偶氮二異丁腈等自由基聚合起始劑。

作為接枝聚合之不飽和羧酸之量，通常相對於單體之總重量為0.5~5重量%。

於聚烯烴上接枝聚合不飽和羧酸之方法例如有如下方法：於熔融狀態下使聚烯烴與不飽和羧酸反應之方法；於漿料狀態下使聚烯烴與不飽和羧酸反應之方法；於氣相狀態下使聚烯烴與不飽和羧酸反應之方法等。該等方法中，於熔融狀態下反應之方法由於操作容易，故而較佳。具體而言，利用滾筒、亨舍爾混合機等充分混合上述所示之聚烯烴、不飽和羧酸、有機過氧化物等聚合起始劑。其後，熔融混練而進行接枝化反應。

熔融混練之方法並無特別限制，例如可使用螺旋擠出機、班伯裏混煉機、混煉輥等進行。該等方法中，螺旋擠出機由於操作簡便，故而可較佳地使用。螺旋擠出機可為單軸、雙軸、或其以上之多軸螺旋。熔融混練之溫度較佳為所使用之聚烯烴之熔點以上且所使用之有機過氧化物之分解溫度以下。具體之溫度及時間通常為於160~280℃下0.3~30分鐘，較佳為於170~250℃下1~10分鐘。

將於酸改性聚烯烴樹脂A中熔融混練樹脂B而改性之樹脂C成形為層狀，而形成賦予密封膜耐熱性之耐熱層3。形成耐熱層3之方法可列舉：將樹脂C於複數個輥間進行壓延之壓光法；利用T模或環模將熔融之樹脂C擠出之擠出法。該等方法中，擠出法由於可利用改性步驟所使用之擠出機而將熔融混練而成之樹脂C直接擠出，故而較佳。

於向樹脂C之改性步驟之前階段，較佳為增加將聚烯烴與不飽和羧酸類投入擠出機中進行熔融混練，而改性為酸改性聚烯烴樹脂A之步驟。其後，較佳為進而將樹脂B投入此擠出機中，將樹脂A改性為樹脂C。

再者，將不飽和羧酸接枝聚合而成之酸改性聚烯烴樹脂在市面上有售，因此亦可使用市售品。

與不飽和羧酸接枝聚合而成之PP系聚合物包括利用金屬氫氧化物、氧化物、低級脂肪酸鹽等中和羧基而成之離子聚合物。

作為樹脂B所具有之可與樹脂A之羧基反應的官能基，可列舉羥基、胺基、羧基、甲醯基、環氧基等。作為具有該等官能基之樹脂B，並無特別限制，較佳為容易獲得之通用樹脂。作為此種通用樹脂，可列舉：乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH，ethylene vinyl alcohol)、聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcohol)、尼龍6或尼龍66等聚醯胺(PA，polyamide)、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物(E-GMA，ethylene-glycidyl methacrylate)等含環氧基樹脂等。因此，作為可與樹脂A之羧基反應之較佳官能基，可列舉羥基、胺基、環氧基。

於使用EVOH作為樹脂B之情形時，就與樹脂A之相溶性或加工性之觀點而言，MFR較佳為1~30 g/10 min(230℃)。MFR更佳為1~20 g/10 min、尤佳為3~16 g/10 min。作為EVOH中之乙烯含量，乙烯較佳為20~60莫耳%，更佳為25~50莫耳%。

於使用聚醯胺作為樹脂B之情形時，就為了實現穩定化而封阻末端胺基從而減少末端胺基量之聚醯胺而言，較佳為使用末端胺基量與末端羧基量相同之聚醯胺，或末端羧基相對於末端胺基之莫耳比為2以上且末端胺基量為8.0×10^-5 莫耳/g以上之聚醯胺。此種聚醯胺可提高樹脂C之熔融黏度之剪切速率依賴性。聚醯胺之熔點在通用樹脂中相對較高，因此所獲得之樹脂C之針對熱變形之耐性提高。

於使用含環氧基樹脂作為樹脂B之情形時，就與樹脂B之相溶性或加工性之觀點而言，較佳為將乙烯單體共聚合而成者。樹脂A之羧基將含環氧基樹脂之環氧基開環，而將由開環所生成之羥基酯化。該酯化反覆進行。結果樹脂C之分子構造成為交聯構造，而使針對熱變形之耐性提高。

電極接著層2係將密封膜1於電極11上加熱加壓進行熱熔接而成之層。電極接著層2包含與金屬之接著性優異之羧酸改性聚烯烴樹脂D。

樹脂D係使烷烯單體、例如乙烯、丙烯等之1種或2種以上與不飽和羧酸或其衍生物之1種或2種以上共聚合而成之樹脂。作為共聚物，可列舉嵌段共聚物、接枝共聚物或無規共聚物。於使用接枝共聚物之情形時，可將與樹脂A相同之聚烯烴和與樹脂A相同之不飽和羧酸接枝聚合而製成羧酸改性聚烯烴樹脂D。

電極接著層2只要確保與電極11之熱熔接，則較佳為較薄。通常電極接著層2之厚度為20 μm~60 μm。若電極接著層2之厚度小於該範圍，則有電極接著層2與電極11之接著強度降低之情況。若電極接著層2之厚度大於該範圍，則有變得缺乏密封膜1之耐熱性之情況。

形成電極接著層2之樹脂D之熔點較佳為低於形成耐熱層3之樹脂C之熔點。於包含聚丙烯系樹脂之密封膜1之情形時，樹脂D之熔點較佳為130℃~150℃。若樹脂D之熔點低於該範圍，則有變得缺乏密封膜1之耐熱性之情況。若樹脂D之熔點高於該範圍，則難以增大與形成耐熱層3之樹脂C之熔點差。若樹脂D與樹脂C之熔點差為10℃以上，則熱熔接時之溫度管理變得容易，故而較佳。

樹脂D之熔點較佳為等於或低於樹脂A之熔點。若將樹脂A改性為樹脂C，則樹脂B之分子鍵結於樹脂A之分子上，而使樹脂C之分子量增大，從而使樹脂C之熔點變得高於樹脂A。藉此，變得容易使樹脂D與樹脂C之熔點差成為10℃以上。若將樹脂D與樹脂A採用相同之樹脂，則樹脂之管理變得容易。

形成電極接著層2之方法可列舉使用擠出機將熔融之樹脂D自T模或環模擠出之擠出法。使用接枝共聚物作為樹脂D之情形時，以與樹脂A相同之方式利用擠出機擠出時，可使聚烯烴與不飽和羧酸類接枝聚合。

為了製成包含聚乙烯系樹脂之密封膜，於電極接著層2中採用酸改性聚乙烯之情形時，較佳為熔點為90~120℃左右之順丁烯二酸酐接枝共聚合聚乙烯。酸改性聚乙烯包含將羧基中和而成之離子聚合物。

形成電極接著層2之酸改性聚烯烴樹脂D之MFR較佳為3 g/10 min~30 g/10 min之範圍。MFR更佳為5 g/10 min~10 g/10 min之範圍。若MFR小於該等範圍，則於熱熔接時，酸改性聚烯烴難以充分迴繞於電極11之周圍。若MFR大於該等範圍，則電極接著層2變薄，而使接著強度不足。

本發明中，MFR係依據JIS K7210，於聚丙烯系樹脂之情形時均於230℃下進行測定，於聚乙烯系樹脂之情形時均於190℃下進行測定。

再者，羧酸改性聚烯烴樹脂在市面上有售，因此亦可使用市售品。

電極接著層2與耐熱層3係直接積層，並非於層間經由接著劑層或增黏劑層進行積層。藉此，可防止由電解液向積層界面之侵入所引起之剝離及密封膜1之柔軟性之下降。於密封膜1中，不僅電極接著層2，耐熱層3之向電極11周圍之迴繞亦重要。只要不影響柔軟性或與電解液之相互作用，亦可使用接著劑進行乾式層壓。又，於進行擠出層壓之情形時，亦可使用增黏劑。

作為直接積層之方法，可列舉：將所成形之電極接著層2與耐熱層3重疊並進行加熱熔接之熱層壓；預先成形電極接著層2與耐熱層3中之任一者，一面自T模將另一者以熔融狀態擠出，一面進行積層之擠出層壓法；於電極接著層2與耐熱層3兩者為熔融狀態時，一面自共擠出模擠出，一面進行積層之共擠出層壓法。該等方法中，共擠出層壓法係藉由將一面進行熔融混練而改性為樹脂C一面擠出樹脂C之擠出機、與擠出樹脂D之另一擠出機連接於共擠出模上，而於共擠出模內進行直接積層。藉此，可使向樹脂C之改性、耐熱層3之形成、電極接著層2之形成、電極接著層2與耐熱層3之積層於一個步驟中進行，故而較佳。

於本形態例中，將密封層4積層於耐熱層3之與電極接著層2相反面上。密封層4係與袋體之層壓膜20之密封層22進行加熱加壓而熔接之層。

作為積層方法，基於與電極接著層2與耐熱層3之積層相同之原因而採用相同之方法。該等方法中，可將電極接著層2與耐熱層3與密封層4一次性積層，因此較佳為利用共擠出層壓法進行積層。

密封層4只要確保與袋體之密封層22之熔接，則較佳為較薄。通常密封層4之厚度為20 μm~40 μm。若密封層4之厚度小於該等範圍，則密封層4與袋體之密封層22之熔接強度降低。若密封層4之厚度大於該範圍，則變得缺乏密封膜1之耐熱性。

就容易與袋體之層壓膜20之密封層22熔接之情況而言，形成密封層4之樹脂(以下，稱為樹脂E)較佳為與構成密封層22之樹脂同種或相同之樹脂。通常就耐熱性優異方面而言，密封膜1係由PP系樹脂所構成。

於密封膜1由PP系樹脂所構成之情形時，樹脂E可列舉：PP之均聚物、乙烯與丙烯之無規共聚物或嵌段共聚物或該等之混合物、或該等之聚合物合金等。該等之中，就柔軟性優異方面而言，較佳為乙烯與丙烯之無規共聚物。

於包含PP系樹脂之密封膜之情形時，形成密封層4之樹脂E之熔點較佳為130℃~170℃。若樹脂E之熔點低於該範圍，則有變得缺乏密封膜1之耐熱性之情況。若形成密封層4之樹脂E之熔點高於該範圍，則難以增大與形成耐熱層3之樹脂C之熔點差。若樹脂E之熔點與樹脂C之熔點之差為10℃以上，則向袋體熔接層壓膜20時之溫度管理變得容易，故而較佳。

於將密封膜1製成聚乙烯系樹脂而於密封層4中採用聚乙烯系樹脂之情形時，較佳為使用熔點為100~120℃左右之低密度聚乙烯或直鏈狀低密度聚乙烯。

於包含PP系樹脂之密封膜之情形時，形成密封層4之樹脂E之MFR較佳為3 g/10 min~30 g/10 min之範圍，更佳為5 g/10 min~10 g/10 min之範圍。若樹脂E之MFR小於該等範圍，則難以利用擠出層壓或共擠出層壓進行積層。若樹脂E之MFR大於該等範圍，則難以利用共擠出環模進行成形。

再者，密封層4為任意之層，於確保耐熱層3與袋體之密封層22之熔接之情形時，亦可不設置密封層4。

將本發明之密封膜1熔接於袋體之密封層22與電極11之間。熔接密封膜1時，如圖2所示，使特定寬度之密封膜1自層壓膜20之端部露出並進行熔接。此時，為了使密封膜1之定位變得容易，較佳為預先著色2片密封膜1中之至少1片。著色之方法可使用對構成密封膜1之層之至少一層進行印刷、染色、染料或顏料等著色劑之捏合等方法。該等方法中，因著色劑之捏合簡便，故而較佳。著色之層亦可用於確認與袋體之密封層22之熔接是否良好。因此，著色之層較佳為於熔接時無變形或熔融之耐熱層3。

本形態例之密封膜於熔接時為了實現密封膜1之定位與使樹脂無間隙地迴繞於電極之厚度方向之周圍，而如圖3A所示，較佳為預先使用密封膜1之電極接著層2而將本發明之密封膜1熱熔接於電極11之至少1面，較佳為兩面。藉此，可使用密封膜1之密封層4或耐熱層3，容易且確實地向袋體之密封層22進行熔接。此時，若將密封膜1著色，則於將密封膜與袋體之最內層熔接而成之電極引板之熱熔接時，可於自動化之熔接組裝線中使用感光器而將電極引板與密封膜1進行正確定位。

於密封膜1與電極11之熱熔接中，可使用熱封機或瞬間封口機等，並利用密封棒加熱而進行壓接。又，於密封膜1之加熱時，若使用電磁感應加熱或通電加熱而直接加熱電極11，則抑制由密封層4或耐熱層3之外側部分之熔融所引起之流動，並促進耐熱層3之內側部分或電極接著層2之軟化或熔融，故而較佳。

電極11之形狀可例示帶狀或圓棒等。電極11之大小並無特別限制，例如若為帶狀，則厚度為50 μm~500 μm，寬度為5 mm~100 mm，長度為40 mm~100 mm左右。帶狀之電極11亦可將其稜線(角緣部)變圓。又，雖然其表面亦可為經壓延加工之加工面之狀態，但較佳為藉由噴砂或蝕刻等表面處理進行粗面化。藉由進行粗面化，密封膜1之接著強度會提高。又，亦可實施化成處理等底層處理。

作為電極11之材質，例如可使用鋁、銅、鎳、鉄、金、鉑或各種合金等金屬。該等之中，就導電性優異，且對成本亦有利之方面而言，較佳為使用鋁或銅。其中，鋁或銅存在如下情況：於電池組中，對於擔憂會於電解液中產生之氟化氫(氫氟酸)的耐性不充分。又，若PP系樹脂與銅接觸，則有促進樹脂劣化之可能性。因此，較佳為將導電性較高且對氫氟酸之耐性優異之鎳鍍敷於鋁或銅之底層金屬上。

熔接有本發明之密封膜1之袋體之層壓膜20例如可列舉如圖2所示，於金屬箔21之一面上積層密封層22，並於另一面上積層膜基材23而成之積層膜等。層壓膜20亦可積層其他層。

袋體之層壓膜20係成形為經拉伸成形之袋或平袋等。作為金屬箔21，可列舉鋁箔、不鏽鋼箔、銅箔、鐵箔等。金屬箔21亦可實施化成處理等底層處理。

形成袋體之層壓膜20之密封層22的樹脂係選擇可與密封膜1之密封層4熔接之樹脂。作為此種樹脂，例如於密封膜1之密封層4為PP系樹脂之情形時，可使用PP之均聚物或PP與乙烯之共聚物等。於聚乙烯系樹脂之情形時，可使用低密度聚乙烯或直鏈狀低密度聚乙烯等。構成膜基材23之樹脂並無特別限制，較佳為使用強度較大之聚醯胺、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或PP等。若將該等樹脂延伸而形成膜，則可獲得較高之物理強度。該等膜亦可積層複數層。

以上，雖然基於較佳之實施形態對本發明進行說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變更。

例如密封膜1為了提高各樹脂層間之接著性、物理性強度或絕緣性等，亦可進而含有樹脂層等其他層。於該情形時，其他層較佳為於熱熔接時難以熔融且柔軟性較高之層。又，亦可將各層間之層壓強度控制為適當範圍，而對密封膜1賦予於袋體內之溫度或壓力異常上升之情形時具備之安全閥之功能。

[實施例]

使用以下所示之樹脂而製作表1所示之密封膜1之實施例及比較例。

樹脂A：將順丁烯二酸酐接枝聚合於無規PP上而成之順丁烯二酸酐改性PP(MFR 2.4 g/10 min(230℃)、熔點143℃)

樹脂B

樹脂B-1：乙烯比率48 mol%之EVOH(MFR 15 g/10 min(230℃)、熔點160℃)

樹脂B-2：乙烯比率32 mol%之EVOH(MFR 3.6 g/10 min(230℃)、熔點183℃)

樹脂B-3：尼龍6(相對黏度3.37、熔點220℃)

樹脂B-4：尼龍6(相對黏度4.08、熔點220℃)

樹脂B-5：甲基丙烯酸縮水甘油酯含有率6 wt%之E-GMA共聚物(MFR 3 g/10 min(190℃)、熔點105℃)

樹脂D

樹脂D-1：將順丁烯二酸酐接枝聚合於無規PP上而成之順丁烯二酸酐改性PP(MFR 7.5 g/10 min(230℃)、熔點135℃)

樹脂D-2：將順丁烯二酸酐接枝聚合於無規PP上而成之順丁烯二酸酐改性PP(MFR 7.0 g/10 min(230℃)、熔點140℃)

樹脂E：嵌段PP(MFR 2.3 g(230℃)/10 min、熔點163℃)

<實施例1~15>

將樹脂A與樹脂B以表1所示之調配比添加至擠出機之料斗中，一面以表1所示之擠出溫度使之改性為樹脂C一面擠出，並於共擠出T模內與自另一擠出機擠出之樹脂D進行積層，而澆鑄成形密封膜1之實施例1~15。

於表1之層構成之欄為3層之實施例中，於共擠出澆鑄成形時，進而自另一擠出機擠出樹脂E而進行共擠出積層。又，於表1之著色劑之欄為3份之實施例中，於調配樹脂A與樹脂B之情形時添加3重量份之PP基礎之顏料母料。

樹脂D與樹脂E之擠出溫度均設為240℃。

以上述之方式成形將包含40 μm之電極接著層2與表1之耐熱層之欄所示之厚度之耐熱層3的2層構造之積層膜、與20 μm之密封層4積層而成之3層構造之積層膜。將該積層膜切割成25 mm之寬度，而製作密封膜1之實施例1~15。

<比較例1>

於240℃下分別擠出樹脂D-1與樹脂E，並於共擠出T模內進行積層，而成形包含20 μm之電極接著層2與80 μm之密封層4之2層構造的積層膜澆鑄。將該積層膜切割成25 mm之寬度，而製作比較例1之密封膜1。

再者，表1中之「份」均指「重量份」。

<電極接著強度之測定>

使用厚度50 μm、寬度50 mm、長度50 mm之正方形之鋁箔作為電極11。分別將密封膜1之實施例1~15及比較例1切斷成60 mm之長度。以密封膜1之電極接著層2為內側而重疊於電極11上。使用熱封機，於200℃、0.2 MPa、3秒鐘之條件下自鋁箔側進行加熱，於一端殘留未熔接部，並熱熔接另一端。

使用Instron型拉伸試驗機對各密封膜1之電極接著層2與電極11之剝離強度進行測定。於剝離強度之測定時，將未熔接於電極11上之密封膜1之端部與電極11之端部固定於拉伸試驗機之兩個夾頭上，並以300 mm/min之速度進行拉伸，而對180度剝離強度進行測定。各密封膜1之電極接著層2與電極11係以27.5~32.8 N/25 mm之密封強度進行熱密封。

<層壓膜熔接強度之測定>

藉由乾式層壓將作為膜基材23之厚度12 μm之雙軸延伸PET膜、作為金屬箔21之厚度40 μm之鋁箔及作為密封層22之厚度40 μm之乙烯與丙烯之無規共聚物膜進行積層。將所得之積層膜切割成邊長為100 mm之正方形，而製作2片之袋體之層壓膜20。

分別將密封膜1之實施例1~15及比較例1切割成60 mm之長度。使2片之袋體之層壓膜20之密封層22彼此相對，並於其之間夾入密封膜1。於挾入密封膜1時，使密封膜1自層壓膜20之端部露出5 mm。

於與電極接著強度之測定相同之條件下自2片之袋體之層壓膜20之兩側進行加熱，並將密封膜1露出之側之一端進行熔接。另一端作為未熔接部而殘留。於密封膜1之熔接時，使密封膜1之露出部分之根部約2 mm與密封棒接觸。

以與電極接著強度之測定相同之方式，將密封膜1之未熔接部之端部與層壓膜20之端部固定於拉伸試驗機之兩個夾頭上，於與電極接著強度之測定相同之條件下，對各密封膜1之密封層4或耐熱層3與層壓膜20之熱密封強度進行測定。各密封膜1與層壓膜20係以124.2~143.3 N/25 mm之密封強度進行熱密封。

又，任一實施例中之密封膜1之自層壓膜20露出之部分未見熱變形或熔融之跡象。另一方面，於比較例中，自層壓膜20露出之部分根部稍有縮小。

<混練品之MFR>

將95重量份之樹脂A與5重量份之樹脂B-1之熔融混練品(樹脂C-1)、95重量份之樹脂A與5重量份之樹脂B-3之熔融混練品(樹脂C-3)分別單獨擠出，並測定230℃下之MFR。原始之樹脂A之MFR為2.4。樹脂C-1之MFR為1.9，與樹脂A相比MFR下降。再者，樹脂C-3之MFR為2.5，與樹脂A相比MFR上升。由此推測，於本發明中密封膜1之耐熱性提高之原因不僅在於因樹脂A之羧基與樹脂B之官能基之化學鍵結而使分子量變大，亦受到部分交聯影響。

[產業上之可利用性]

本發明可廣泛應用於密封袋體所收納之二次電池或電容器等發電元件之電極之密封膜的製造方法及密封膜。

1．．．密封膜

2．．．電極接著層

3．．．耐熱層

4．．．密封層

10．．．附有密封膜之電極

11．．．電極

20．．．袋體之層壓膜

21．．．層壓膜之金屬箔

22．．．層壓膜之密封層

23．．．層壓膜之膜基材

圖1係表示本發明之密封膜之一例之剖面圖。

圖2係表示使用圖1所示密封膜而接合袋體之層壓膜與電極之狀態之剖面圖。

圖3A係表示將圖1所示密封膜接著於電極上而成之附有密封膜之電極的立體圖。

圖3B係表示將圖1所示密封膜接著於電極上而成之附有密封膜之電極的剖面圖。

1．．．密封膜

2．．．電極接著層

3．．．耐熱層

4．．．密封層

10．．．附有密封膜之電極

11．．．電極

20．．．袋體之層壓膜

21．．．層壓膜之金屬箔

22．．．層壓膜之密封層

23．．．層壓膜之膜基材

Claims (12)

1. 一種密封膜之製造方法，其係夾入袋體所收納之發電元件之電極與袋體之邊緣之間的密封膜之製造方法，其具有如下步驟：熔融混練步驟，其係藉由將接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂A與具有可與樹脂A之羧基反應之官能基的樹脂B兩者進行熔融混練，使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基進行化學鍵結而改性為樹脂C；耐熱層製膜步驟，其係將樹脂C成形為層狀而形成耐熱層；接著層製膜步驟，其係將羧酸改性聚烯烴樹脂D成形為層狀而形成接著於電極之電極接著層；積層步驟，其係於樹脂C與樹脂D中之任一者或兩者為熔融狀態時直接積層上述耐熱層與上述電極接著層。
2. 如請求項1之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練步驟係於擠出機內進行。
3. 如請求項1或2之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練步驟與上述耐熱層製膜步驟係連續進行。
4. 如請求項1或2之密封膜之製造方法，其中上述積層步驟係與上述耐熱層製膜步驟與上述接著層製膜步驟中之任一者或兩者連續進行。
5. 如請求項1或2之密封膜之製造方法，其中上述積層步驟係於共擠出模內進行。
6. 如請求項1或2之密封膜之製造方法，其中上述熔融混練 步驟係以相對於樹脂A為99~90而樹脂B成為1~10之重量百分比進行調配而進行。
7. 如請求項1或2之密封膜之製造方法，其中使用具有與樹脂A之熔點相同或低於其之熔點之樹脂作為樹脂D。
8. 一種密封膜，其係夾入袋體所收納之發電元件之電極與袋體之邊緣之間者，並且具有於下述樹脂C與羧酸改性聚烯烴樹脂D中之任一者或兩者為熔融狀態時，將包含該樹脂C之耐熱層直接積層於包含該樹脂D之電極接著層上而成之積層構造，該樹脂C係藉由將接枝聚合有羧酸之酸改性聚烯烴樹脂A與具有可與樹脂A之羧基反應之官能基之樹脂B兩者進行熔融混練，使樹脂A之羧基與樹脂B之官能基化學鍵結進行改性而成者。
9. 如請求項8之密封膜，其中樹脂B係選自具有羥基、胺基或環氧基之樹脂中之一種或兩種以上。
10. 如請求項8或9之密封膜，其中樹脂A係使順丁烯二酸酐接枝聚合於聚丙烯上而成之酸改性聚烯烴樹脂。
11. 如請求項8或9之密封膜，其中上述積層構造係藉由樹脂C與樹脂D之共擠出而形成。
12. 如請求項8或9之密封膜，其係於上述耐熱層上積層與袋體之最內層熱熔接之密封層者。