專利名稱：：電池外殼用包裝材料及電池用外殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及例如鋰離子二次電池等電池的外殼用包裝材料。本說(shuō)明書(shū)中，"鋁"的用語(yǔ)是以包含鋁及其合金的意思使用的。
背景技術(shù)：
：鋰離子二次電池，被廣泛用作為例如筆記本電腦、攝^jf幾、便攜電話、電動(dòng)汽車等的電源。作為該鋰離子二次電池，可以使用利用外殼包圍電池本體周圍的結(jié)構(gòu)的電池。作為這種外殼用包裝材料，公知的有例如將由拉伸聚酰胺薄膜構(gòu)成的外層、鋁箔層、由未拉伸聚丙烯薄膜構(gòu)成的內(nèi)層按該順序粘合一體化而成的結(jié)構(gòu)的包裝材料(參照專利文獻(xiàn)l)。這樣的電池外殼用包裝材料，為了成型為任意的電池形狀，要求具有高的拉深成型性。為了賦予高的拉深成型性，過(guò)去一直采用例如下述的包裝材料在外層薄膜的表面涂布脂肪酸酰胺系的潤(rùn)滑性賦予成分，使成型時(shí)材料向模具內(nèi)的滑入良好的包裝材料(參照專利文獻(xiàn)2);和相對(duì)于鋁箔層的厚度增厚外層薄膜厚度的構(gòu)成的包裝材料。專利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2001-6631號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2002-216714號(hào)7^才艮
發(fā)明內(nèi)容然而，采用在外層薄膜的表面涂布脂肪酸酰胺系的潤(rùn)滑性賦予成分的構(gòu)成時(shí)，必須設(shè)置涂布該潤(rùn)滑性賦予成分的工序，存在生產(chǎn)率低的問(wèn)題。此外，電池真空脫氣時(shí)和密封加工時(shí)潤(rùn)滑性賦予成分蒸發(fā)，該蒸發(fā)成分附著在加工設(shè)備上，因此需要除去這些成分的清掃作業(yè)，因此存在生產(chǎn)率進(jìn)一步降低的問(wèn)題。另外，采用相對(duì)于鋁箔層的厚度增厚外層薄膜的厚度的構(gòu)成時(shí)，由于包裝材料的整體厚度增大，因此存在電池的體積容積率降低的問(wèn)題。本發(fā)明是鑒于所述的技術(shù)背景而完成的，其目的在于，提供即使不涂布潤(rùn)滑性賦予成分也可確保優(yōu)異的成型性，同時(shí)可得到充分的體積容積率的電池外殼用包裝材料及電池用外殼。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明者潛心研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)作為包裝材料的外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層的收縮率對(duì)包裝材料的成型性造成影響這一新見(jiàn)解，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明提供以下的方案?！N電池用外殼，是將前項(xiàng)1~5的任一項(xiàng)所述的電池外殼用包裝材料進(jìn)行拉深成型(深拉成型)或凸肚成型而制成的。發(fā)明效果[ll的發(fā)明，由于作為構(gòu)成外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層，使用了收縮率2~20%的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜，因此拉深成型和凸肚成型等的成型性優(yōu)異，可進(jìn)行銳利且成型高度深的形狀的成型。由于即使不這樣地涂布潤(rùn)滑性賦予成分也可確保優(yōu)異的成型性，因此不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置涂布潤(rùn)滑性賦予成分的工序，生產(chǎn)率優(yōu)異。另外，由于不需要象現(xiàn)有技術(shù)那樣相對(duì)于鋁箔層的厚度特別地增厚外層薄膜的厚度，因此可制得充分的體積容積率。[2的發(fā)明，由于作為構(gòu)成外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層，使用了收縮率220%的雙軸拉伸聚酰胺薄膜、收縮率2~20%的雙軸拉伸聚萘二曱酸乙二醇酯薄膜或收縮率2~20%的雙軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜，因此拉深成型和凸肚成型等的成型性特別優(yōu)異，可進(jìn)行更銳利且成型高度深的形狀的成型。即使不這樣地涂布潤(rùn)滑性賦予成分也可確保優(yōu)異的成型性，因此不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣設(shè)置涂布潤(rùn)滑性賦予成分的工序，生產(chǎn)率優(yōu)異。另外，由于不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣相對(duì)于鋁箔層的厚度特別地增厚外層薄膜的厚度，因此可得到充分的體積容積率。[3的發(fā)明，由于拉伸薄膜的收縮率是510%,因此拉深成型和凸肚成型等的成型性進(jìn)一步提高，能進(jìn)行成型高度更深的形狀的成型。[4的發(fā)明，在可充分防止針孔發(fā)生的同時(shí)，可謀求成本降低。[5的發(fā)明，由于耐熱性拉伸薄膜層和鋁箔層利用聚氨酯系粘合劑層粘合，因此可進(jìn)行進(jìn)一步銳利的形狀的成型。[61的發(fā)明，可提供銳利且成型高度深的形狀的電池用外殼。圖l是表示本發(fā)明的電池外殼用包裝材料的一種實(shí)施方式的截面圖。圖2是表示本發(fā)明的電池外殼用包裝材料的一例制造方法的圖。符號(hào)說(shuō)明1電池外殼用包裝材料2外側(cè)層(耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層)3內(nèi)側(cè)層(熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層)4鋁箔層具體實(shí)施例方式將本發(fā)明所述的電池外殼用包裝材料(1)的一種實(shí)施方式示于圖1。該包裝材料是可作為鋰離子二次電池外殼用包裝材料使用的。上述電池外殼用包裝材料(1)包括下述構(gòu)成在鋁箔層(4)的上面通過(guò)第1粘合劑層(5)層疊耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(外側(cè)層)(2)而進(jìn)行一體化，同時(shí)在上述鋁箔層(4)的下面通過(guò)第2粘合劑層(6)層疊熱塑性未拉伸薄膜層(內(nèi)側(cè)層)(3)而進(jìn)行一體化。上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(外側(cè)層)(2)，是主要起到作為包裝材料確保良好成型性的作用的構(gòu)件，即，M到防止成型時(shí)由鋁箔縮幅而引起的斷裂的作用的。本發(fā)明中，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2)，必須使用收縮率為220%的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜。當(dāng)收縮率小于2%時(shí)，進(jìn)行拉深成型、凸肚成型等的成型時(shí)，包裝材料產(chǎn)生斷裂、裂紋。而收縮率大于20%時(shí)，進(jìn)行拉深成型、凸肚成型等的成型后，在耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2)與鋁箔層(4)之間產(chǎn)生剝離。其中，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜，優(yōu)選使用收縮率為5~10%的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜。此外，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2),優(yōu)選使用收縮率2~20%的雙軸拉伸聚酰胺薄膜、收縮率2~20%的雙軸拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜或收縮率2~20%的雙軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。該場(chǎng)合可以進(jìn)一步提高拉深成型、外凸肚型等的成型性，能進(jìn)行更銳利且成型高度深的形狀的成型。再者，上述"收縮率"是將耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜(2)的試片(10cmx10cm)在90X:的熱水中浸漬30分鐘時(shí)的浸漬前后的試片在拉伸方向上的尺寸變化率，按下式求出。收縮率(％)={(X-Y)/X}x100X:浸漬處理前的拉伸方向的尺寸；Y:浸漬處理后的拉伸方向的尺寸。再者，采用雙軸拉伸薄膜場(chǎng)合的薄膜收縮率是在2個(gè)拉伸方向上的尺寸變化率的平均值。上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜(2)的收縮率，例如可通過(guò)調(diào)節(jié)拉伸加工時(shí)的熱定型溫度來(lái)進(jìn)行控制。上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2)的厚度，優(yōu)選設(shè)定在12-50)am。上述熱塑性未拉伸薄膜層(內(nèi)側(cè)層)(3)，是對(duì)鋰離子二次電池等所使用的腐蝕性強(qiáng)的電解液等也具有優(yōu)異的耐化學(xué)性，同時(shí)起到對(duì)包裝材料賦予熱封性的作用的薄膜層。上述熱塑性未拉伸薄膜層(3)沒(méi)有特殊限制，但優(yōu)選采用由選自聚乙烯、聚丙烯、烯烴系共聚物、它們的酸改性物及離聚物中的至少1種熱塑性樹(shù)脂形成的未拉伸薄膜構(gòu)成。上述熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層(3)的厚度，優(yōu)選設(shè)定在2080pm。通過(guò)使之為20pm以上，可充分防止針孔發(fā)生，同時(shí)通過(guò)i殳定在80|im以下，可降低樹(shù)脂使用量，可謀求成本降低。其中，上述熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層(3)的厚度特別優(yōu)選設(shè)定在3050nm。此外，上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2)、上述熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層(3)均既可以為單層，又可以為多層。上述鋁箔層(4)M到對(duì)包裝材料賦予阻止氧和水分侵入的氣體阻隔性的作用的層。作為上述鋁箔(4),優(yōu)選使用由純Al或Al-Fe系合金構(gòu)成的厚度為5~50iam的箔。作為上述第1粘合劑層(5)，沒(méi)有特殊限制，例如可舉出聚氨酯系粘合劑層、丙烯酸系粘合劑層。其中，上述第1粘合劑層(5)優(yōu)選是由聚氨酯系雙液反應(yīng)型粘合劑形成的聚氨酯系粘合劑層，由此可進(jìn)行更銳利的形狀的成型。作為上述第2粘合劑層(6),沒(méi)有特殊限定，例如，除了可舉出由馬來(lái)酸酐改性聚乙烯、馬來(lái)酸酐改性聚丙烯等的酸改性聚烯烴形成的粘合劑層以外，還可舉出由聚氨酯系樹(shù)脂、丙烯酸系樹(shù)脂、含有熱塑性彈性體而成的樹(shù)脂等形成的粘合劑層。這些第2粘合劑層(6)，例如在上述熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層(3)的一面上層疊粘合樹(shù)脂薄膜(例如酸改性聚烯烴薄膜等)而形成。此外，上述實(shí)施方式中，雖然采用了設(shè)置第1粘合劑層(5)和第2粘合劑層(6)的構(gòu)成，但這兩層(5)、(6)均不是必需的構(gòu)成層，也可采用不設(shè)置這些層的構(gòu)成。本發(fā)明的電池外殼用包裝材料(1)，可合適地用作為要求高的體積能量密度的鋰離子二次電池外殼用包裝材料，但并不特別地限于這樣的用途。通過(guò)將本發(fā)明的電池外殼用包裝材料(1)進(jìn)行成型(拉深成型、凸肚成型等)，可制得電池用外殼。實(shí)施例以下，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不特別地限于這些實(shí)施例。<實(shí)施例1〉如圖2所示，共擠出厚度3nm的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯層(21)和厚度12iam的未改性聚丙烯層(22)，另一方面，一邊從附圖左側(cè)供給厚度40pm的鋁箔(AA8079-O材料)(4)，一邊從附圖右側(cè)供給由聚丙烯形成的厚度30pm的未拉伸薄膜(3)，使用一對(duì)加熱加壓輥將所共擠出的馬來(lái)酸酐改性聚丙烯層(21)和未改性聚丙烯層(22)夾入上述(3)、(4)之間，進(jìn)行熱層壓。接著，在制得的疊層薄膜的鋁箔(4)的表面上采用凹版輥涂布聚氨酯系樹(shù)脂粘合劑(5)，通過(guò)加熱使之干燥某種程度后，在其粘合劑面上層疊由尼龍制成的厚度25pm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜(2)，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例2>除了使用由尼龍制成的厚度15Hm、收縮率15%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25jam、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例3>除了使用由尼龍制成的厚度15jum、收縮率7%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25pm、收縮率10。/。的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例1>除了使用由尼龍制成的厚度25jum、收縮率1%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25nm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例2>除了使用由尼龍制成的厚度25jum、收縮率25°/。的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25jum、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例4>除了使用由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的厚度12jam、收縮率18%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25jam、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外用包裝材料。<實(shí)施例5>除了使用由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的厚度20nm、收縮率5%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25)Jm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例6〉除了使用由聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(PET)制成的厚度12pm、收縮率8%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25|im、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例3>除了使用由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的厚度12jam、收縮率1%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25nm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例4>除了使用由聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(PET)制成的厚度12ium、收縮率25。/。的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25mm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例7〉除了使用由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成的厚度25um、收縮率10。/。的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25ium、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例8〉除了使用由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成的厚度15jnm、收縮率15。/。的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25jLim、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<實(shí)施例9>除了使用由聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)制成的厚度15um、收縮率7%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25ym、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例5>除了使用由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)制成的厚度25/am、收縮率1%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25um、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。<比較例6〉除了使用由聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)制成的厚度25iam、收縮率25%的雙軸拉伸薄膜來(lái)代替由尼龍制成的厚度25mm、收縮率10%的雙軸拉伸薄膜以外，與實(shí)施例l同樣地進(jìn)行，制得電池外殼用包裝材料。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>基于下述評(píng)價(jià)法對(duì)上述那樣制得的各電池外殼用包裝材料進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。<成型性評(píng)價(jià)法>將包裝材料加工成110x180mm的坯形狀，使用成型高度自由的直型模具進(jìn)行拉深單段成型，按各成型高度(6mm、5mm、4mm、3mm)評(píng)價(jià)成型性。完全不發(fā)生裂紋的包裝材料評(píng)價(jià)為"O",極小部分地產(chǎn)生裂紋、基本上沒(méi)有裂紋的包裝材料評(píng)價(jià)為"△"，大致在整個(gè)面上產(chǎn)生了裂紋的包裝材料評(píng)價(jià)為"x"。再者，使用的模具的沖頭形狀，是長(zhǎng)邊60mm、短邊45mm、角部R:l2mm、沖頭肩部R:l2mm、沖才莫肩部R:0.5mm。<外面有無(wú)剝離的評(píng)價(jià)>將通過(guò)上述拉深單段成型而制得的成型品(成型高度為3mm的加工品)在干燥機(jī)內(nèi)、80。C下放置3小時(shí)后，目視觀察外面層是否產(chǎn)生脫層(剝離)。由表明確看出，本發(fā)明的實(shí)施例1~9的電池外殼用包裝材料，其成型性優(yōu)異，可以進(jìn)行更銳利且成型高度深的形狀的成型，同時(shí)也不產(chǎn)生外面層的剝離。與此相對(duì)，外側(cè)層的拉伸薄膜的收縮率小于2%的比較例1、3、5，其成型性不充分。另夕卜，外側(cè)層的拉伸薄膜的收縮率大于20%的比較例2、4、6，產(chǎn)生了外側(cè)層的脫層(剝離)。本申請(qǐng)要求在2005年5月27日申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)卦?005-154883號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其所7>開(kāi)的內(nèi)容原樣地直接構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。這里所使用的用語(yǔ)及說(shuō)明是為了說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式而使用的，但本發(fā)明不受此限定。本發(fā)明在發(fā)明方案請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)，只要不脫離其精神，是容許進(jìn)行任何的設(shè)計(jì)變更的。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的電池外殼用包裝材料，可作為例如鋰離子二次電池等電池的外殼用包裝材料使用。本發(fā)明中表示數(shù)值范圍的"以上"和"以下，，均包括本數(shù)。權(quán)利要求1.一種電池外殼用包裝材料，包含作為外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層、和作為內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層、及配設(shè)在這兩種薄膜層之間的鋁箔層，其特征在于，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜，使用收縮率為2～20％的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜。2.—種電池外殼用包裝材料，包含作為外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層、和作為內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層、及配設(shè)在這兩種薄膜層之間的鋁箔層，其特征在于，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層，使用收縮率為2~20%的雙軸拉伸聚酰胺薄膜、收縮率為2~20%的雙軸拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜或收縮率為2~20%的雙軸拉伸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜。3.如權(quán)利要求1或2所述的電池外殼用包裝材料，其中，上述拉伸薄膜的收縮率為5~10%。4.如權(quán)利要求1或2所述的電池外殼用包裝材料，其中，上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層的厚度為12-50pm，上述熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層的厚度為2080jum，上述鋁箔層的厚度為550jam。5.如權(quán)利要求1或2所述的電池外殼用包裝材料，其中，上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層和上述鋁箔層通過(guò)聚氨酯系粘合劑層被疊層一體化。6.—種電池用外殼，是將權(quán)利要求1或2所述的電池外殼用包裝材料進(jìn)行拉深成型或凸肚成型而制成的。全文摘要本發(fā)明的電池外殼用包裝材料，包含作為外側(cè)層的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜層(2)、作為內(nèi)側(cè)層的熱塑性樹(shù)脂未拉伸薄膜層(3)、和配設(shè)在這兩種薄膜層之間的鋁箔層(4)，其特征在于，作為上述耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜，使用收縮率為2～20％的耐熱性樹(shù)脂拉伸薄膜。該包裝材料即使不涂布潤(rùn)滑性賦予成分也可確保優(yōu)異的成型性，同時(shí)可得到充分的體積容積率。文檔編號(hào)H01M2/02GK101185180SQ20068001829公開(kāi)日2008年5月21日申請(qǐng)日期2006年4月28日優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日發(fā)明者浩畑申請(qǐng)人:昭和電工包裝株式會(huì)社