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蓄電裝置用外裝構(gòu)件和使用了其的蓄電裝置的制作方法

文檔序號:12021068閱讀:200來源:國知局
蓄電裝置用外裝構(gòu)件和使用了其的蓄電裝置的制作方法

本實用新型涉及蓄電裝置用外裝構(gòu)件和使用了其的蓄電裝置。



背景技術(shù):

作為蓄電裝置,已知例如鋰離子電池、鎳氫電池和鉛蓄電池等二次電池、以及雙電層電容器等電化學(xué)電容器。由于便攜設(shè)備的小型化或設(shè)置空間的限制等,要求蓄電裝置的進一步小型化,能量密度高的鋰離子電池受到關(guān)注。作為鋰離子電池中使用的外裝構(gòu)件,以往一直使用金屬制的罐,但已開始使用重量輕、放熱性高、能夠以低成本制作的多層膜。

在將上述多層膜用于外裝構(gòu)件的鋰離子電池中,為了防止水分向內(nèi)部的浸入,采用用含有鋁箔層的外裝構(gòu)件來覆蓋電池內(nèi)容物(正極、隔膜、負極、電解液等)的構(gòu)成。采用了這種構(gòu)成的鋰離子電池被稱作鋁層壓型的鋰離子電池。

鋁層壓型的鋰離子電池例如已知通過下述方法得到的壓花型的鋰離子電池:在外裝構(gòu)件的一部分上通過冷成型而形成凹部,在該凹部內(nèi)收納電池內(nèi)容物,將外裝構(gòu)件的剩余部分折回并通過熱密封將邊緣部分密封(例如參照專利文獻1)。上述的鋰離子電池中,通過冷成型形成的凹部越深,則越能夠收納更多的電池內(nèi)容物,所以能夠進一步提高能量密度。

另外,在專利文獻1中公開了一種外層配置聚酯膜、內(nèi)層配置聚酰胺膜而成的多層構(gòu)成的基材。以往知道,聚酯膜與尼龍等聚酰胺膜相比,由于斷裂伸度和卷曲的問題,所以成型性差,但另一方面電解液耐受性要比聚酰胺膜優(yōu)良,因此使用聚酯膜與聚酰胺膜的多層構(gòu)成。

[專利文獻1]日本特開2013-101765號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

可是,如果按照專利文獻1中記載的材料和制造方法來制作蓄電裝置用外裝構(gòu)件,并想在該外裝構(gòu)件上形成深的凹部,則外裝構(gòu)件有可能發(fā)生斷裂。因此,本實用新型的目的是提供一種深拉深成型性優(yōu)良的蓄電裝置用外裝構(gòu)件、和使用了其的蓄電裝置。

為了實現(xiàn)上述目的,本實用新型提供一種蓄電裝置用外裝構(gòu)件,其具有至少基材層、粘接層、金屬箔層、密封粘接層和密封層按照該順序?qū)盈B而成的結(jié)構(gòu),基材層由聚酯膜構(gòu)成,金屬箔層是在至少一個面上具有防腐蝕處理層的鋁箔,基材層的厚度與金屬箔層的厚度之比(基材層厚/金屬箔層厚)為0.25~1.00。上述的外裝構(gòu)件能夠顯示優(yōu)良的深拉深成型性。

本實用新型中,基材層的厚度與密封層的厚度之比(基材層厚/密封層厚)優(yōu)選為0.10~0.35。通過該比率為上述范圍,除了深拉深成型性優(yōu)良以外,還能夠充分減少外裝構(gòu)件自身的卷曲。

上述蓄電裝置用外裝構(gòu)件優(yōu)選進一步具備設(shè)置于上述基材層與上述粘接層之間的易粘接處理層。由此,能夠進一步提高基材層與粘接層之間的密合性,同時能夠進一步提高深拉深成型性。

上述蓄電裝置用外裝構(gòu)件中,上述易粘接處理層優(yōu)選是含有選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸接枝聚酯樹脂中的至少1種樹脂的層。由此,能夠進一步提高基材層與粘接層之間的密合性,同時能夠進一步提高深拉深成型性。

上述金屬箔層優(yōu)選為在兩面具備防腐蝕處理層的鋁箔。由此,能夠進一步提高基材層與金屬箔層之間的密合性。

上述蓄電裝置用外裝構(gòu)件中,上述防腐蝕處理層優(yōu)選含有稀土類元素氧化物、以及磷酸或磷酸鹽。由此,能夠進一步提高基材層與金屬箔層之間的密合性。

本實用新型還提供一種蓄電裝置,其具備含有電極的電池要素、從上述電極延伸出的引線、以及夾持上述引線并收納上述電池要素的容器,上述容器是由上述本實用新型的蓄電裝置用外裝構(gòu)件按照使上述密封層成為內(nèi)側(cè)的方式形成的。該蓄電裝置由于使用上述本實用新型的蓄電裝置用外裝構(gòu)件作為收納電池要素的容器,所以能夠在容器上形成深的凹部而不會發(fā)生斷裂等。另外,上述蓄電裝置即使外裝構(gòu)件被暴露于熱和/或電解液,也能夠長時間地抑制基材層與金屬箔層之間發(fā)生剝離。

根據(jù)本實用新型,可以提供深拉深成型性優(yōu)良的蓄電裝置用外裝構(gòu)件、和使用了其的蓄電裝置。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個實施方式的蓄電裝置用外裝構(gòu)件的概略截面圖。

圖2(a)是表示使用本實用新型的一個實施方式的蓄電裝置用外裝構(gòu)件得到的壓花型外裝構(gòu)件的立體圖,圖2(b)是沿著圖2(a)所示的壓花型外裝構(gòu)件的b-b線的縱截面圖。

圖3(a)是表示使用本實用新型的一個實施方式的蓄電裝置用外裝構(gòu)件制造二次電池的工序的立體圖的表示準備了蓄電裝置用外裝構(gòu)件的狀態(tài),圖3(b)表示準備了已被加工成壓花型的蓄電裝置用外裝構(gòu)件和電池要素的狀態(tài),圖3(c)表示將蓄電裝置用外裝構(gòu)件的一部分折回后將端部熔融了的狀態(tài),圖3(d)表示將折回部分的兩側(cè)朝著上方折回的狀態(tài)。

符號說明

1電池要素、2引線、10外裝構(gòu)件(蓄電裝置用外裝構(gòu)件)、11基材層、12易粘接處理層、13粘接層、14金屬箔層、15a、15b防腐蝕處理層、16密封粘接層、17密封層、30壓花型外裝構(gòu)件、32成型加工區(qū)域(凹部)、34蓋部、40二次電池。

具體實施方式

以下,參照著附圖對本實用新型的優(yōu)選的實施方式進行詳細說明。此外,附圖中,相同或相當部分用相同符號表示,并省略重復(fù)的說明。

[蓄電裝置用外裝構(gòu)件]

圖1是示意地表示本實用新型的蓄電裝置用外裝構(gòu)件的一個實施方式的截面圖。如圖1所示,本實施方式的外裝構(gòu)件(蓄電裝置用外裝構(gòu)件)10是基材層11、設(shè)置于該基材層11的一面?zhèn)鹊囊渍辰犹幚韺?2、設(shè)置于該易粘接處理層12的與基材層11相反側(cè)的粘接層13、設(shè)置于該粘接層13的與易粘接處理層12相反側(cè)的兩面具有防腐蝕處理層15a、15b的金屬箔層14、設(shè)置于該金屬箔層14的與粘接層13相反側(cè)的密封粘接層16、和設(shè)置于該密封粘接層16的與金屬箔層14相反側(cè)的密封層17依次層疊而成的層疊體。這里,防腐蝕處理層15a設(shè)置于金屬箔層14的靠粘接層13側(cè)的面上,防腐蝕處理層15b設(shè)置于金屬箔層14的靠密封粘接層16側(cè)的面上。外裝構(gòu)件10中,基材層11是最外層,密封層17是最內(nèi)層。即,外裝構(gòu)件10是使基材層11朝著蓄電裝置的外部側(cè)、使密封層17朝著蓄電裝置的內(nèi)部側(cè)來使用。以下,對各層進行說明。

(基材層11)

基材層11是用于對外裝構(gòu)件10賦予制造蓄電裝置時的后述的加壓熱熔融粘合工序中的耐熱性和對從其它蓄電裝置漏出的電解液的耐電解液性、抑制加工或流通時可能引起的針孔發(fā)生的層。在本實施方式中,基材層11是由聚酯膜構(gòu)成的層。

作為構(gòu)成基材層11的聚酯膜的聚酯樹脂,可以沒有特別限制地使用,例如可以列舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、共聚聚酯等。其中,從深拉深成型性優(yōu)良的觀點出發(fā),可以優(yōu)選使用共聚聚酯。

作為聚酯膜,可以列舉出使用逐次雙軸拉伸法、圓筒雙軸拉伸法、同時雙軸拉伸法等雙軸拉伸法得到的聚酯膜。

基材層11的厚度優(yōu)選為6~40μm、更優(yōu)選為10~30μm。通過基材層11的厚度為6μm以上,有能夠提高蓄電裝置用外裝構(gòu)件10的耐針孔性和絕緣性的傾向。基材層11的厚度如果超過40μm,則蓄電裝置用外裝構(gòu)件10的總厚變大,有可能不得不減小電池的電容量,因而不優(yōu)選。

(易粘接處理層12)

易粘接處理層12設(shè)置于基材層11的一面?zhèn)?,配置于基材?1與粘接層13之間。易粘接處理層12是用于提高基材層11與粘接層13之間的密合性、進而提高基材層11與金屬箔層14之間的密合性的層。蓄電裝置用外裝構(gòu)件10中,易粘接處理層12也可以不設(shè)置。此時,為了提高基材層11與粘接層13之間的密合性、進而提高基材層11與金屬箔層14之間的密合性,也可以對基材層11的靠粘接層13側(cè)的面進行電暈處理。

易粘接處理層12優(yōu)選為含有選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸接枝聚酯樹脂中的至少1種樹脂的層。該易粘接處理層12例如可以通過在基材層11的一個面上涂布涂布劑來形成,所述涂布劑以選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸接枝聚酯樹脂中的至少1種樹脂為主成分。所述易粘接處理層是由選自聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂和丙烯酸接枝聚酯樹脂中的至少1種樹脂形成的層。

<聚酯樹脂>

作為聚酯樹脂,從粘接性的觀點出發(fā),優(yōu)選導(dǎo)入了共聚成分而使玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降了的共聚聚酯。從涂布性的觀點出發(fā),共聚聚酯優(yōu)選具有水溶性或水分散性。作為上述的共聚聚酯,優(yōu)選使用結(jié)合了選自磺酸基或其堿金屬鹽基中的至少1種基團的共聚聚酯(以下稱作“含磺酸基的共聚聚酯”)。

這里,含磺酸基的共聚聚酯是指在二羧酸成分或二醇成分的一部分上結(jié)合了選自磺酸基或其堿金屬鹽基中的至少1種基團的聚酯,其中優(yōu)選的是,以相對于全部酸成分為2~10摩爾%的比例使用含有選自磺酸基或其堿金屬鹽基中的至少1種基團的芳香族二羧酸成分制備的共聚聚酯。

作為上述的二羧酸的例子,優(yōu)選間苯二甲酸5-磺酸鈉。此時,作為其它的二羧酸成分,可以列舉出對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、對β-羥基乙氧基苯甲酸、2,6-萘二羧酸、4,4’-二羧基二苯基、4,4’-二羧基二苯甲酮、雙(4-羧基苯基)乙烷、己二酸、癸二酸、環(huán)己烷-1,4-二羧酸等。

作為用于制造含磺酸基的共聚聚酯的二醇成分,主要使用乙二醇,此外還可以使用丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、環(huán)己烷二甲醇、雙酚A的環(huán)氧乙烷加成物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇等。其中,使用乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、二乙二醇、環(huán)己烷二甲醇等作為共聚成分時,從提高與聚苯乙烯磺酸鹽的相容性的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。

另外,作為聚酯樹脂,也可以使用改性聚酯共聚物,例如用聚酯、氨基甲酸酯、環(huán)氧等改性后的嵌段共聚物、接枝共聚物等。本實施方式中,為了提高易粘接處理層12與基材層11和粘接層13之間的密合性,易粘接處理層12中還可以進一步含有除聚酯樹脂以外的樹脂。作為這樣的樹脂,可以列舉出例如聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂等。

<丙烯酸樹脂>

作為構(gòu)成丙烯酸樹脂的單體成分,可以使用例如丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯(作為烷基,可以列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、2-乙基己基、月桂基、硬脂基、環(huán)己基、苯基、芐基、苯基乙基等);丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基丙酯等含羥基的單體;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基(甲基丙烯酰胺)、N-羥甲基丙烯酰胺、N-羥甲基(甲基丙烯酰胺)、N,N-二羥甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基丙烯酰胺)、N-苯基丙烯酰胺等含酰胺基的單體;N,N-二乙基氨基乙基丙烯酸酯、N,N-二乙基氨基乙基(甲基丙烯酸酯)等含氨基的單體;丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯等含環(huán)氧基的單體;丙烯酸、甲基丙烯酸和它們的鹽(鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽等)等含有羧基或其鹽的單體等。它們可以單獨使用1種,也可以使用2種以上來使其共聚。進而,它們也可以與除上述以外的其它單體并用。

作為其它單體,可以使用例如烯丙基縮水甘油醚等含環(huán)氧基的單體;苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸和它們的鹽(鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等)等含有磺酸基或其鹽的單體;巴豆酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸和它們的鹽(鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、銨鹽等)等含有羧基或其鹽的單體;馬來酸酐、衣康酸酐等含有酸酐的單體;乙烯基異氰酸酯、烯丙基異氰酸酯、苯乙烯、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基三烷氧基硅烷、烷基馬來酸單酯、烷基富馬酸單酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、烷基衣康酸單酯、偏氯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯等。另外,作為丙烯酸樹脂,還可以使用改性丙烯酸共聚物,例如用聚酯、氨基甲酸酯、環(huán)氧等改性后的嵌段共聚物、接枝共聚物等。

本實施方式中使用的丙烯酸樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)沒有特別限定,但優(yōu)選為0~90℃、更優(yōu)選為10~80℃。Tg如果較低,則高溫高濕下的密合性有可能下降,Tg如果較高,則拉伸時有可能發(fā)生裂紋,因此從抑制這些情況的觀點出發(fā),丙烯酸樹脂的Tg優(yōu)選為上述范圍內(nèi)。

另外,本實施方式中使用的丙烯酸樹脂的重均分子量優(yōu)選為10萬以上、更優(yōu)選為30萬以上。重均分子量如果較低,則耐濕熱性有可能下降。本實施方式中,為了提高易粘接處理層12與基材層11和粘接層13之間的密合性,易粘接處理層12中還可以進一步含有除丙烯酸樹脂以外的樹脂。作為這樣的樹脂,可以列舉出例如聚酯樹脂、聚氨酯樹脂等。

<聚氨酯樹脂>

作為聚氨酯樹脂,優(yōu)選水系聚氨酯樹脂。作為水系聚氨酯樹脂,從粒徑小、穩(wěn)定性良好的觀點出發(fā),優(yōu)選自乳化型。水系聚氨酯樹脂的粒徑可以設(shè)定為10~100nm左右。本實施方式中使用的水系聚氨酯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)優(yōu)選為40℃~150℃。Tg為40℃以上時,有涂布后卷繞成卷時能夠充分抑制粘連發(fā)生的傾向。另一方面,與涂布后的干燥溫度相比Tg過高時,難以形成均勻的膜,因此Tg優(yōu)選為150℃以下。

另外,本實施方式中,還可以與水系聚氨酯樹脂一起使用交聯(lián)劑。作為水系聚氨酯的交聯(lián)劑,可以使用水溶性環(huán)氧化合物等常用的水溶性交聯(lián)劑。水溶性環(huán)氧化合物是在水中有溶解性并具有2個以上環(huán)氧基的化合物。作為水溶性環(huán)氧化合物,可以列舉出例如通過乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等二醇類1摩爾與環(huán)氧氯丙烷2摩爾的醚化而得到的聚環(huán)氧化合物、以及通過鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、己二酸、草酸等二羧酸類1摩爾與環(huán)氧氯丙烷2摩爾的酯化而得到的二環(huán)氧化合物等。不過,水溶性環(huán)氧化合物不限于上述化合物。

上述的水溶性交聯(lián)劑會與水系聚氨酯樹脂發(fā)生交聯(lián),提高涂膜的耐水性、耐溶劑性,還有助于易粘接處理層12與基材層11和粘接層13之間的密合性提高。本實施方式中,為了提高易粘接處理層12與基材層11和粘接層13之間的密合性,還可以進一步含有除聚氨酯樹脂以外的樹脂。作為這樣的樹脂,可以列舉出例如聚酯樹脂、丙烯酸樹脂等。

另外,易粘接處理層12例如也可以是含有作為主成分的上述樹脂、和多官能異氰酸酯、多官能縮水甘油基化合物、三聚氰胺系化合物等固化劑的構(gòu)成。這樣,通過含有作為主成分的上述樹脂、和多官能異氰酸酯、多官能縮水甘油基化合物、三聚氰胺系化合物等固化劑,能夠獲得交聯(lián)結(jié)構(gòu),所以能夠構(gòu)成強硬的易粘接處理層12。

用于形成易粘接處理層12的涂布劑可以是溶劑系的,也可以是水系的。使用了水系主劑的分散型的分子量大,分子間凝聚力增加,對于易粘接處理層12與基材層11和粘接層13之間的密合性是有效的。

易粘接處理層12的厚度優(yōu)選為0.02~0.5μm、更優(yōu)選為0.04~0.3μm。易粘接處理層12的厚度為0.02μm以上時,有容易形成均勻的易粘接處理層12、獲得更充分的易粘接效果的傾向。另一方面,易粘接處理層12的厚度為0.5μm 以下時,有能夠進一步提高外裝構(gòu)件10的深拉深成型性的傾向。

(粘接層13)

粘接層13是將基材層11與金屬箔層14粘接的層。粘接層13與基材層11隔著易粘接處理層12而粘接。粘接層13具有牢固地粘接基材層11和金屬箔層14所需的密合力,同時還具有在進行冷成型時用于通過基材層11來抑制金屬箔層14斷裂的追隨性(即使構(gòu)件發(fā)生變形和/或伸縮、也不會剝離而在構(gòu)件上可靠地形成粘接層13的性能)。

作為構(gòu)成粘接層13的粘接劑,可以使用例如含有由聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇等多元醇構(gòu)成的主劑、和由芳香族系、脂肪族系等的異氰酸酯構(gòu)成的固化劑的雙組分固化型的聚氨酯系粘接劑。上述粘接劑中,固化劑的異氰酸酯基與主劑的羥基的摩爾比(=NCO/OH)優(yōu)選為1~10、更優(yōu)選為2~5。

上述聚氨酯系粘接劑在涂布后,例如通過在40℃下進行4天以上的老化,主劑的羥基與固化劑的異氰酸酯基發(fā)生反應(yīng),基材層11與金屬箔層14能夠形成更牢固的粘接。

從獲得所期望的粘接強度、追隨性和加工性等的觀點出發(fā),粘接層13的厚度優(yōu)選為1~10μm、更優(yōu)選為2~6μm。

(金屬箔層14)

本實施方式中,金屬箔層14是防濕性和延展性等加工性、以及成本方面都優(yōu)良的鋁箔。鋁箔可以是一般的軟質(zhì)鋁箔,但從耐針孔性和成型時的延展性優(yōu)良的觀點出發(fā),優(yōu)選為含有鐵的鋁箔。

在含有鐵的鋁箔(100質(zhì)量%)中,鐵的含量優(yōu)選為0.1~9.0質(zhì)量%、更優(yōu)選為0.5~2.0質(zhì)量%。通過鐵的含量為0.1質(zhì)量%以上,可以得到具有更優(yōu)良的耐針孔性和延展性的外裝構(gòu)件10。通過鐵的含量為9.0質(zhì)量%以下,可以得到柔軟性更加優(yōu)良的外裝構(gòu)件10。

另外,作為鋁箔,從能夠賦予所期望的成型時的延展性的觀點出發(fā),實施了退火處理的軟質(zhì)鋁箔(例如以JIS標準計的8021材、8079材構(gòu)成的鋁箔)是更優(yōu)選的。

為了獲得所期望的耐電解液性,用于金屬箔層14的金屬箔例如優(yōu)選實施過脫脂處理。另外,為了使制造工序簡便,作為上述金屬箔,優(yōu)選表面未經(jīng)過刻蝕的金屬箔。作為上述脫脂處理,例如可以使用濕式的脫脂處理或干式的脫脂處理,但從使制造工序簡便的觀點出發(fā),優(yōu)選干式的脫脂處理。

作為上述干式的脫脂處理,可以列舉出例如在對金屬箔進行退火處理的工序中通過延長處理時間來進行脫脂處理的方法。在為了使金屬箔軟質(zhì)化而實施的退火處理的同時進行脫脂處理即能夠獲得充分的耐電解液性。

另外,作為上述干式的脫脂處理,還可以使用作為除上述退火處理以外的處理的火焰處理和電暈處理等處理。進而,作為上述干式的脫脂處理,還可以使用例如下述的脫脂處理:通過對金屬箔照射特定波長的紫外線時所產(chǎn)生的活性氧,來將污染物質(zhì)氧化分解并除去。

作為上述濕式的脫脂處理,可以使用例如酸脫脂處理、堿脫脂處理等處理。作為用于上述酸脫脂處理的酸,可以使用例如硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸等無機酸。這些酸可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。另外,作為用于堿脫脂處理的堿,可以使用例如刻蝕效果高的氫氧化鈉。另外,也可以使用配合了弱堿系的材料和表面活性劑等的材料來進行堿脫脂處理。上述說明的濕式的脫脂處理可以通過例如浸漬法、噴射法來進行。

本實施方式中,基材層11的厚度與金屬箔層14的厚度之比(基材層厚/金屬箔層厚)為0.25~1.00。通過該比率為上述范圍,能夠表現(xiàn)出優(yōu)良的深拉深成型性。

金屬箔層14的厚度在確保與基材層11的厚度的上述比率的前提下,從阻隔性、耐針孔性的觀點出發(fā),優(yōu)選為9μm以上、更優(yōu)選為15μm以上。通過金屬箔層14的厚度為9μm以上,即使因成型加工而施加應(yīng)力,也不易斷裂。另外,通過金屬箔層14的厚度為50μm以下,能夠減少外裝構(gòu)件的質(zhì)量增加,能夠抑制蓄電裝置的重量能量密度下降。

以往,一般的考慮方式是,使基材層的厚度比金屬箔層的厚度厚,利用基材層的柔性來防止成型時的鋁箔的斷裂,但在由聚酯膜單層構(gòu)成基材層的情況下,有容易發(fā)生卷曲的傾向。因此,本實施方式中,通過將基材層的厚度與金屬箔層的厚度之比如上規(guī)定,會抑制卷曲,并且維持良好的成型性。該作用效果在基材層的層厚薄至6~25μm、特別是9~16μm左右、存在卷曲變大的傾向時可顯著地表現(xiàn)出來。

(防腐蝕處理層15a、15b)

防腐蝕處理層15a、15b起到抑制電解液、或因電解液與水分的反應(yīng)而產(chǎn)生的氫氟酸所引起的金屬箔層14的腐蝕的作用。另外,防腐蝕處理層15a起到提高金屬箔層14與粘接層13的密合力的作用。另外,防腐蝕處理層15b起到提高金屬箔層14與密封粘接層16的密合力的作用。防腐蝕處理層15a和防腐蝕處理層15b可以是相同構(gòu)成的層,也可以是不同構(gòu)成的層。此外,圖1中示出了防腐蝕處理層形成于金屬箔層14的兩面上的情況,但防腐蝕處理層也可以形成于金屬箔層14的至少一面上。

防腐蝕處理層15a、15b例如可以通過對作為防腐蝕處理層15a、15b的母材的層實施脫脂處理、熱水改性處理、陽極氧化處理、轉(zhuǎn)化處理、涂布具有防腐蝕性能的涂布劑的涂布式防腐蝕處理或組合了這些處理的防腐蝕處理來形成。

上述的處理中,脫脂處理、熱水改性處理、陽極氧化處理、特別是熱水改性處理和陽極氧化處理是利用處理劑使金屬箔(鋁箔)表面溶解、形成耐腐蝕性優(yōu)良的金屬化合物(鋁化合物(勃姆石、耐酸鋁))的處理。因此,由于得到形成了從金屬箔層14至防腐蝕處理層15a、15b的共連續(xù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu),上述的處理也有包含在轉(zhuǎn)化處理的定義內(nèi)的情況。

作為脫脂處理,可以列舉出酸脫脂、堿脫脂。作為酸脫脂,可以列舉出將上述的硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸等無機酸單獨使用或使用將它們混合得到的酸脫脂的方法等。另外,作為酸脫脂,通過使用將一鈉二氟化銨等含氟化合物用上述無機酸溶解而得到的酸脫脂劑,不僅僅金屬箔層14的脫脂效果,還能夠形成鈍態(tài)的金屬氟化物,在耐氫氟酸性方面是有效的。作為堿脫脂,可以列舉出使用氫氧化鈉等的方法。

作為上述熱水改性處理,可以使用例如通過在添加了三乙醇胺的沸水中將金屬箔層14進行浸漬處理而得到的勃姆石處理。作為上述陽極氧化處理,可以使用例如耐酸鋁處理。另外,作為上述轉(zhuǎn)化處理,可以使用例如鉻酸鹽處理、鋯處理、鈦處理、釩處理、鉬處理、磷酸鈣處理、氫氧化鍶處理、鈰處理、釕處理、或?qū)⑺鼈?種以上組合的處理。上述的熱水改性處理、陽極氧化處理、轉(zhuǎn)化處理優(yōu)選事前實施上述的脫脂處理。

此外,作為上述轉(zhuǎn)化處理,不限于濕式法,例如還可以使用將上述的處理中使用的處理劑與樹脂成分混合并涂布的方法。另外,作為上述防腐蝕處理,從使其效果最大化并考慮廢液處理的觀點出發(fā),優(yōu)選涂布式鉻酸鹽處理。

作為涂布具有防腐蝕性能的涂布劑的涂布式防腐蝕處理中使用的涂布劑,可以列舉出含有選自稀土類元素氧化物溶膠、陰離子性聚合物、陽離子性聚合物中的至少1種的涂布劑。特別是,使用含有稀土類元素氧化物溶膠的涂布劑的方法是優(yōu)選的。

使用含有稀土類元素氧化物溶膠的涂布劑的方法是純粹的涂布式防腐蝕處理,通過使用該方法,用一般的涂布方法就能夠賦予金屬箔層14防腐蝕效果。另外,使用稀土類元素氧化物溶膠形成的防腐蝕處理層是具有金屬箔層14的防腐蝕效果(抑制劑效果)、并且對環(huán)境方面也很好的材料。

在稀土類元素氧化物溶膠中,在液體分散介質(zhì)中分散有稀土類元素氧化物的微粒(例如平均粒徑為100nm以下的粒子)。作為稀土類元素氧化物,可以列舉出氧化鈰、氧化釔、氧化釹、氧化鑭等。其中,優(yōu)選氧化鈰。由此,可以進一步提高與金屬箔層14之間的密合性。作為稀土類元素氧化物溶膠的液體分散介質(zhì),可以使用例如水、醇系溶劑、烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醚系溶劑等各種溶劑。其中,優(yōu)選水。防腐蝕處理層15a、15b中所含的稀土類元素氧化物可以單獨使用1種,也可以組合2種以上使用。

稀土類元素氧化物溶膠中,為了使稀土類元素氧化物粒子的分散變得穩(wěn)定,優(yōu)選含有硝酸、鹽酸、磷酸等無機酸、乙酸、蘋果酸、抗壞血酸、乳酸等有機酸、它們的鹽等作為分散穩(wěn)定劑。上述的分散穩(wěn)定劑中,特別是優(yōu)選使用磷酸或磷酸鹽。由此,不僅可期待稀土類元素氧化物粒子的分散穩(wěn)定化,在鋰離子電池用外裝構(gòu)件的用途中還能夠期待下述效果:利用了磷酸的螯合能力的與金屬箔層14之間的密合性提高、通過捕獲因氫氟酸的影響而溶出的金屬物離子(形成鈍態(tài))來賦予電解液耐受性、即使低溫下也容易發(fā)生磷酸的脫水縮合而帶來的稀土類元素氧化物層的凝聚力提高等效果。作為用作分散穩(wěn)定劑的磷酸或磷酸鹽,可以列舉出例如正磷酸、焦磷酸、偏磷酸、它們的堿金屬鹽、銨鹽等。其中,三偏磷酸、四偏磷酸、六偏磷酸、超偏磷酸等縮合磷酸、或它們的堿金屬鹽和銨鹽在作為鋰離子電池用外裝構(gòu)件的功能體現(xiàn)方面是優(yōu)選的。特別是,當考慮使用含有稀土類元素氧化物溶膠的涂布組合物、利用各種涂布法來形成含有稀土類氧化物的層時的干燥造膜性(干燥能力、熱量)時,優(yōu)選低溫下的反應(yīng)性優(yōu)良的試劑,從低溫下的脫水縮合性優(yōu)良的觀點出發(fā),優(yōu)選鈉鹽。作為磷酸鹽,優(yōu)選水溶性的鹽。防腐蝕處理層15a、15b中所含的磷酸或磷酸鹽可以單獨使用1種,也可以組合2種以上使用。

稀土類元素氧化物溶膠中,作為磷酸或其鹽的配合量,相對于稀土類元素氧化物100質(zhì)量份優(yōu)選為1質(zhì)量份以上、更優(yōu)選為5質(zhì)量份以上。配合量為1質(zhì)量份以上時,溶膠的穩(wěn)定化良好,同時容易滿足作為鋰離子電池用外裝構(gòu)件的功能。相對于稀土類元素氧化物100質(zhì)量份的磷酸或其鹽的配合上限只要是在不會伴隨稀土類元素氧化物溶膠的功能下降的范圍即可,相對于稀土類元素氧化物100質(zhì)量份優(yōu)選為100質(zhì)量份以下、更優(yōu)選為50質(zhì)量份以下、進一步優(yōu)選為20質(zhì)量份以下。

不過,由上述的稀土類元素氧化物溶膠形成的層由于是無機粒子的集合體,所以即使經(jīng)歷干燥固化的工序,其層自身的凝聚力也低。因此,為了補償該層的凝聚力,用陰離子性聚合物使其復(fù)合化是優(yōu)選的。

作為陰離子性聚合物,可以列舉出具有羧基的聚合物,例如可以列舉出聚(甲基)丙烯酸(或其鹽)、或以聚(甲基)丙烯酸為主成分共聚而成的共聚物。作為該共聚物的共聚成分,可以列舉出(甲基)丙烯酸烷基酯系單體(作為烷基,可以列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、2-乙基己基、環(huán)己基等);(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯酰胺(作為烷基,可以列舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、2-乙基己基、環(huán)己基等)、N-烷氧基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二烷氧基(甲基)丙烯酰胺(作為烷氧基,可以列舉出甲氧基、乙氧基、丁氧基、異丁氧基等)、N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺等含酰胺基的單體;(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等含羥基的單體;(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油基醚等含縮水甘油基的單體;(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等含硅烷的單體;(甲基)丙烯酰氧基丙基異氰酸酯等含異氰酸酯基的單體等。另外,還可以列舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、馬來酸、烷基馬來酸單酯、富馬酸、烷基富馬酸單酯、衣康酸、烷基衣康酸單酯、(甲基)丙烯腈、偏氯乙烯、乙烯、丙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丁二烯等。

陰離子性聚合物起到提高使用稀土類元素氧化物溶膠而得到的防腐蝕處理層15a、15b(氧化物層)的穩(wěn)定性的作用。這是通過用丙烯酸系樹脂成分保護硬而脆的氧化物層的效果、和捕捉來自稀土類氧化物溶膠中所含的磷酸鹽的離子污染(特別是鈉離子)的(陽離子捕捉劑)效果來實現(xiàn)的。即,在使用稀土類元素氧化物溶膠而得到的防腐蝕處理層15a、15b中,特別是含有鈉等堿金屬離子或堿土類金屬離子時,防腐蝕處理層15a、15b變得容易以含有該離子的部位為起點發(fā)生劣化。因此,通過用陰離子性聚合物固定稀土類氧化物溶膠中所含的鈉離子等,可提高防腐蝕處理層15a、15b的耐受性。

組合了陰離子系聚合物和稀土類元素氧化物溶膠的防腐蝕處理層15a、15b具有與通過對金屬箔層14實施鉻酸鹽處理而形成的防腐蝕處理層15a、15b同等的防腐蝕性能。陰離子系聚合物優(yōu)選本質(zhì)上是水溶性的聚陰離子系聚合物經(jīng)交聯(lián)而成的結(jié)構(gòu)。作為用于形成該結(jié)構(gòu)的交聯(lián)劑,可以列舉出例如具有異氰酸酯基、縮水甘油基、羧基、噁唑啉基的化合物。進而,還可以使用硅烷偶聯(lián)劑來導(dǎo)入具有硅氧烷鍵的交聯(lián)部位。

作為具有異氰酸酯基的化合物,可以列舉出例如甲苯撐二異氰酸酯、二甲苯撐二異氰酸酯或其氫化物、六亞甲基二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯或其氫化物、異佛爾酮二異氰酸酯等二異氰酸酯類;或使上述的異氰酸酯類與三羥甲基丙烷等多元醇反應(yīng)而得到的加合物、與水反應(yīng)而得到的burette體、或三聚體的異氰脲酸酯體等聚異氰酸酯類;或?qū)⑸鲜龅木郛惽杷狨ヮ愑么碱悺?nèi)酰胺類、肟類等嵌段化而得到的嵌段聚異氰酸酯等。

作為具有縮水甘油基的化合物,可以列舉出例如使乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇等二醇類與環(huán)氧氯丙烷作用而得到的環(huán)氧化合物、使丙三醇、聚丙三醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等多元醇類與環(huán)氧氯丙烷作用而得到的環(huán)氧化合物、使鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、草酸、己二酸酸等二羧酸與環(huán)氧氯丙烷作用而得到的環(huán)氧化合物等。

作為具有羧基的化合物,可以列舉出各種脂肪族或芳香族二羧酸等,進而還可以使用聚(甲基)丙烯酸和聚(甲基)丙烯酸的堿(土類)金屬鹽。

作為具有噁唑啉基的化合物,例如當使用具有2個以上的噁唑啉單元的低分子化合物、或異丙烯基噁唑啉等聚合性單體時,可以列舉出共聚(甲基) 丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸羥基烷基酯等丙烯酸系單體而得到的化合物。

作為硅烷偶聯(lián)劑,可以列舉出γ-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-巰基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-異氰酸酯基丙基三乙氧硅烷,特別考慮到與陰離子性聚合物的反應(yīng)性時,優(yōu)選環(huán)氧硅烷、氨基硅烷、異氰酸酯硅烷。

交聯(lián)劑的配合量是相對于陰離子性聚合物100質(zhì)量份優(yōu)選為1~50質(zhì)量份、更優(yōu)選為10~20質(zhì)量份。交聯(lián)劑的比率如果是相對于陰離子性聚合物100質(zhì)量份為1質(zhì)量份以上,則交聯(lián)結(jié)構(gòu)容易充分形成。交聯(lián)劑的比率如果是相對于陰離子性聚合物100質(zhì)量份為50質(zhì)量份以下,則涂液的適用期提高。

交聯(lián)陰離子性聚合物的方法不限于上述交聯(lián)劑,使用鈦、鋯化合物來形成離子交聯(lián)的方法等也是可以的。另外,上述材料也可以應(yīng)用形成防腐蝕處理層15a的涂布組合物。

以上說明的防腐蝕處理層15a、15b中,對于由以鉻酸鹽處理為代表的轉(zhuǎn)化處理得到的防腐蝕處理層15a、15b來說,為了形成與金屬箔層14的傾斜結(jié)構(gòu),使用特別是配合了氫氟酸、鹽酸、硝酸、硫酸或它們的鹽的轉(zhuǎn)化處理劑來對金屬箔層14實施處理,然后使鉻系或非鉻系的化合物與其作用,在金屬箔層14上形成轉(zhuǎn)化處理層??墒?,上述轉(zhuǎn)化處理由于在轉(zhuǎn)化處理劑中使用了酸,所以會伴有作業(yè)環(huán)境的惡化和涂布裝置的腐蝕。

另一方面,前述的涂布型的防腐蝕處理層15b與以鉻酸鹽處理為代表的轉(zhuǎn)化處理不同,無需形成與金屬箔層14的傾斜結(jié)構(gòu)。因此,涂布劑的性狀不受酸性、堿性、中性等的制約,可以實現(xiàn)良好的作業(yè)環(huán)境。此外,使用鉻化合物的鉻酸鹽處理從環(huán)境衛(wèi)生方面來說需要代替方案,從這個觀點出發(fā)也優(yōu)選涂布型的防腐蝕處理層15a、15b。

防腐蝕處理層15a、15b根據(jù)需要還可以制成進一步層疊了陽離子性聚合物的層疊結(jié)構(gòu)。作為陽離子性聚合物,可以列舉出聚乙烯亞胺、由聚乙烯亞胺和具有羧酸的聚合物構(gòu)成的離子高分子絡(luò)合物、在丙烯酸主骨架上接枝了伯胺的伯胺接枝丙烯酸樹脂、聚烯丙基胺或它們的衍生物、氨基酚醛樹脂等。

作為形成離子高分子絡(luò)合物的“具有羧酸的聚合物”,可以列舉出例如聚羧酸(鹽)、在聚羧酸(鹽)中導(dǎo)入了共聚單體的共聚物、具有羧基的多糖類等。作為聚羧酸(鹽),可以列舉出例如聚丙烯酸或其離子鹽等。作為具有羧基的多糖類,可以列舉出例如羧甲基纖維素或其離子鹽等。作為離子鹽,可以列舉出堿金屬鹽、堿土類金屬鹽等。

伯胺接枝丙烯酸樹脂是在丙烯酸主骨架上接枝了伯胺的樹脂。作為該丙烯酸主骨架,可以列舉出(甲基)丙烯酸等在上述的丙烯酸多元醇酯中使用的各種單體。作為在該丙烯酸主骨架上接枝的伯胺,可以列舉出亞乙基亞胺等。

作為聚烯丙基胺或其衍生物,可以使用烯丙基胺、烯丙基胺酰胺硫酸鹽、二烯丙基胺、二甲基烯丙基胺等均聚物或共聚物,進而,這些胺可以使用游離胺,也可以使用利用乙酸或鹽酸得到的穩(wěn)定化物。另外,作為共聚物成分,還可以使用馬來酸、二氧化硫等。進而,也可以使用通過使伯胺發(fā)生部分甲氧基化而賦予了熱交聯(lián)性的類型。上述的陽離子性聚合物可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。作為陽離子性聚合物,上述中優(yōu)選選自聚烯丙基胺及其衍生物中的至少1種。

陽離子性聚合物優(yōu)選與具有羧基、縮水甘油基等能夠與胺/亞胺反應(yīng)的官能團的交聯(lián)劑并用。作為與陽離子性聚合物并用的交聯(lián)劑,還可以使用與聚乙烯亞胺形成離子高分子絡(luò)合物的具有羧酸的聚合物,例如可以列舉出聚丙烯酸或其離子鹽等聚羧酸(鹽)、或在其中導(dǎo)入了共聚單體的共聚物、羧甲基纖維素或其離子鹽等具有羧基的多糖類等。

本實施方式中,陽離子性聚合物也作為構(gòu)成防腐蝕處理層15a、15b的一個構(gòu)成要素而記載。其理由是,為了賦予鋰離子電池用外裝構(gòu)件所要求的耐電解液性、耐氫氟酸性,使用各種化合物進行了深入研究,結(jié)果判明,陽離子性聚合物自身就是可賦予耐電解液性、耐氫氟酸性的化合物。其要因推測是因為通過用陽離子性基團捕捉氟離子(陰離子捕捉劑),抑制了金屬箔層14受損。另外,陽離子性聚合物在提高防腐蝕處理層15b與密封粘接層16的粘接性方面也是非常優(yōu)選的。另外,陽離子性聚合物由于與前述的陰離子性聚合物同樣是水溶性的,所以通過使用上述交聯(lián)劑來形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),能夠提高耐水性。這樣,由于即使使用陽離子性聚合物也能夠形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),所以在形成防腐蝕處理層15a、15b時使用了稀土類氧化物溶膠的情況下,作為其保護層,也可以使用陽離子性聚合物來代替陰離子性聚合物。

由以上的內(nèi)容可知,作為上述的涂布型的防腐蝕處理的組合的實例,可以列舉出(1)僅僅稀土類氧化物溶膠、(2)僅僅陰離子性聚合物、(3)僅僅陽離子性聚合物、(4)稀土類氧化物溶膠+陰離子性聚合物(層疊復(fù)合化)、(5)稀土類氧化物溶膠+陽離子性聚合物(層疊復(fù)合化)、(6)(稀土類氧化物溶膠+陰離子性聚合物:層疊復(fù)合化)/陽離子性聚合物(多層化)、(7)(稀土類氧化物溶膠+陽離子性聚合物:層疊復(fù)合化)/陰離子性聚合物(多層化)等。其中,優(yōu)選(1)和(4)~(7)、更優(yōu)選(4)~(7)。另外,如果是防腐蝕處理層15a的情況,由于能夠進一步實現(xiàn)防腐蝕效果和錨定效果(密合性提高效果)而特別優(yōu)選(6)。另外,如果是防腐蝕處理層15b的情況,由于可以更容易保持密封層17側(cè)的耐電解液性而特別優(yōu)選(6)和(7)。不過,本實施方式并不限于上述組合。例如作為防腐蝕處理的選擇的實例,陽離子性聚合物由于與在后述的密封粘接層16的說明中所列舉的改性聚烯烴樹脂的粘接性良好,在這點上也是非常優(yōu)選的材料,所以在由改性聚烯烴樹脂構(gòu)成密封粘接層16的情況下,在與密封粘接層16接觸的面上設(shè)置陽離子性聚合物(例如構(gòu)成(5)和(6)等構(gòu)成)的設(shè)計是可以的。

不過,防腐蝕處理層15a、15b不限定于上述的層。例如也可以如作為公知技術(shù)的涂布型鉻酸鹽那樣使用在樹脂粘合劑(氨基酚醛樹脂等)中配合了磷酸和鉻化合物的處理劑來形成。如果使用該處理劑,則能夠形成兼具防腐蝕功能和密合性這兩者的層。另外,對于上述的轉(zhuǎn)化處理層(通過脫脂處理、熱水改性處理、陽極氧化處理、轉(zhuǎn)化處理、或這些處理的組合而形成的層),為了提高密合性,還可以使用上述的陽離子性聚合物和/或陰離子性聚合物來實施復(fù)合的處理、或?qū)@些處理的組合層疊陽離子性聚合物和/或陰離子性聚合物制成多層結(jié)構(gòu)。另外,有必要考慮涂液的穩(wěn)定性,可以使用將上述的稀土類氧化物溶膠和陽離子性聚合物或陰離子性聚合物在事前進行單液化而得到的涂布劑來制成兼具防腐蝕功能和密合性這兩者的層。

防腐蝕處理層15a、15b的每單位面積的質(zhì)量優(yōu)選為0.005~0.200g/m2的范圍內(nèi)、更優(yōu)選為0.010~0.100g/m2的范圍內(nèi)。如果為0.005g/m2以上,則容易賦予金屬箔層14防腐蝕功能。另外,上述每單位面積的質(zhì)量即使超過0.200g/m2,防腐蝕功能也達到飽和而不太變化。另一方面,使用稀土類氧化物溶膠時,涂膜如果厚的話,利用干燥時的熱進行的固化變得不充分,有可能伴隨凝聚力的下降。此外,上述內(nèi)容是按照每單位面積的質(zhì)量來記載的,如果知道比重,則由此也能夠換算出厚度。

防腐蝕處理層15a、15b的厚度從防腐蝕功能和作為錨定劑的功能的觀點出發(fā),例如優(yōu)選為10nm~5μm、更優(yōu)選為20~500nm。

(密封粘接層16)

密封粘接層16是粘接形成有防腐蝕處理層15b的金屬箔層14和密封層17的層。外裝構(gòu)件10根據(jù)形成密封粘接層16的粘接成分的不同,大致分為熱層壓構(gòu)成和干式層壓構(gòu)成。

形成熱層壓構(gòu)成中的密封粘接層16的粘接成分優(yōu)選為用酸接枝改性聚烯烴系樹脂而得到的酸改性聚烯烴系樹脂。酸改性聚烯烴系樹脂由于在無極性的聚烯烴系樹脂的一部分上導(dǎo)入了極性基,所以可以將由無極性的聚烯烴系樹脂膜等構(gòu)成時的密封層17與大多具有極性的防腐蝕處理層15b這兩者牢固地密合。另外,通過使用酸改性聚烯烴系樹脂,可以提高外裝構(gòu)件10對電解液等內(nèi)容物的耐受性,電池內(nèi)部即使產(chǎn)生氫氟酸,也容易防止因密封粘接層16的劣化而引起的密合力下降。

作為酸改性聚烯烴系樹脂的聚烯烴系樹脂,可以列舉出例如低密度、中密度和高密度的聚乙烯;乙烯-α烯烴共聚物;聚丙烯;以及丙烯-α烯烴共聚物等。共聚物情況下的聚烯烴樹脂可以是嵌段共聚物,也可以是無規(guī)共聚物。另外,作為聚烯烴樹脂,還可以使用在上述的物質(zhì)中共聚了丙烯酸或甲基丙烯酸等極性分子的共聚物、或交聯(lián)聚烯烴等聚合物等。作為改性聚烯烴系樹脂的酸,可以列舉出羧酸、環(huán)氧化合物和酸酐等,優(yōu)選馬來酸酐。用于密封粘接層16的酸改性聚烯烴系樹脂可以是1種,也可以是2種以上。

熱層壓構(gòu)成的密封粘接層16可以通過用擠出裝置擠出上述粘接成分來形成。熱層壓構(gòu)成的密封粘接層16的厚度優(yōu)選為2~50μm。

作為形成干式層壓構(gòu)成的密封粘接層16的粘接成分,可以列舉出例如與在粘接層13中所列舉的粘接劑同樣的粘接劑。此時,為了抑制電解液引起的溶脹和氫氟酸引起的水解,優(yōu)選按照使主劑為難以水解的骨架的主劑、并且是能夠提高交聯(lián)密度的組成的方式來設(shè)計粘接劑的組成。

提高交聯(lián)密度時,宜在粘接劑中添加例如二聚脂肪酸、二聚脂肪酸的酯或氫化物、二聚脂肪酸的還原二醇、二聚脂肪酸的酯或氫化物的還原二醇。上述二聚脂肪酸是使各種不飽和脂肪酸二聚而得到的酸,作為其結(jié)構(gòu),可以列舉出非環(huán)型、單環(huán)型、多環(huán)型、芳香環(huán)型。

二聚脂肪酸的起始物質(zhì)即脂肪酸沒有特別限定。另外,也可以以上述的二聚脂肪酸為必要成分,導(dǎo)入通常的聚酯多元醇中使用的二元酸。作為針對構(gòu)成密封粘接層16的主劑的固化劑,可以使用例如也可以作為聚酯多元醇的鏈增長劑使用的異氰酸酯化合物。由此,粘接劑涂膜的交聯(lián)密度提高,使得溶解性和溶脹性提高的同時,由于氨基甲酸酯基濃度增加而還能夠期待基材密合性的提高。

干式層壓構(gòu)成的密封粘接層16由于具有酯基和氨基甲酸酯基等水解性較高的結(jié)合部,所以在要求更高的可靠性的用途中,作為密封粘接層16,優(yōu)選使用熱層壓構(gòu)成的粘接成分。例如將酸改性聚烯烴樹脂溶解或分散于甲苯、甲基環(huán)己烷(MCH)等溶劑中而得到涂液,在該涂液中配合上述的各種固化劑,進行涂布、干燥而形成密封粘接層16。

在通過擠出成型而形成密封粘接層16時,因擠出成型時發(fā)生的應(yīng)力等,粘接樹脂容易朝著MD方向(擠出方向)取向。此時,為了緩和密封粘接層16的各向異性,可以在密封粘接層16中配合彈性體。作為密封粘接層16中配合的彈性體,可以使用例如烯烴系彈性體、苯乙烯系彈性體等。

上述彈性體的平均粒徑優(yōu)選為能夠提高彈性體與粘接樹脂的相容性、而且能夠提高對密封粘接層16的各向異性的緩和的效果的粒徑。具體地,上述彈性體的平均粒徑例如優(yōu)選為200nm以下。

此外,彈性體的平均粒徑例如可以如下求出:用電子顯微鏡拍攝將彈性體組合物的截面放大了的照片,然后通過圖像解析來測定分散了的交聯(lián)橡膠成分的平均粒徑。上述彈性體可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。

在密封粘接層16中配合彈性體時,密封粘接層16(100質(zhì)量%)中添加的彈性體的配合量例如優(yōu)選為1~25質(zhì)量%、更優(yōu)選為10~20質(zhì)量%。通過將彈性體的配合量設(shè)為1質(zhì)量%以上,有與粘接樹脂的相溶性提高、同時對密封粘接層16的各向異性的緩和的效果提高的傾向。另外,通過將彈性體的配合量設(shè)為25質(zhì)量%以下,有抑制密封粘接層16因電解液而溶脹的效果提高的傾向。

作為密封粘接層16,還可以使用例如將粘接樹脂分散于有機溶劑中而得到的分散型的粘接樹脂液。

密封粘接層16的厚度在熱層壓構(gòu)成的情況下優(yōu)選為2~50μm、更優(yōu)選為20~40μm。通過密封粘接層16的厚度為8μm以上,容易獲得金屬箔層14與密封層17的充分的粘接強度,通過厚度為50μm以下,能夠易于減少從外裝構(gòu)件端面浸入到內(nèi)部的電池要素的水分量。另外,密封粘接層16的厚度在干式層壓構(gòu)成的情況下優(yōu)選為1~5μm。通過密封粘接層16的厚度為1μm以上,容易獲得金屬箔層14與密封層17的充分的粘接強度,通過厚度為5μm以下,能夠抑制密封粘接層16的裂紋的發(fā)生。

(密封層17)

密封層17是對外裝構(gòu)件10利用熱密封而賦予密封性的層,是在蓄電裝置的組裝時配置于內(nèi)側(cè)并被熱熔融粘合的層。作為密封層17,可以列舉出由聚烯烴系樹脂、或在聚烯烴系樹脂上接枝改性了馬來酸酐等酸的酸改性聚烯烴系樹脂構(gòu)成的樹脂膜。其中,優(yōu)選可提高水蒸氣的阻隔性、在不會因熱密封而過度擠壓的情況下能夠構(gòu)成蓄電裝置的形態(tài)的聚烯烴系樹脂,特別優(yōu)選聚丙烯。

作為聚烯烴系樹脂,可以列舉出例如低密度、中密度和高密度的聚乙烯;乙烯-α烯烴共聚物;聚丙烯;以及丙烯-α烯烴共聚物等。共聚物情況下的聚烯烴樹脂可以是嵌段共聚物,也可以是無規(guī)共聚物。上述聚烯烴系樹脂可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。

另外,上述各類型的聚丙烯、即無規(guī)聚丙烯、均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯中還可以添加低結(jié)晶性的乙烯-丁烯共聚物、低結(jié)晶性的丙烯-丁烯共聚物、由乙烯和丁烯和丙烯的3成分共聚物構(gòu)成的三聚物、二氧化硅、沸石、丙烯酸樹脂珠粒等防粘連劑(AB劑)、脂肪酸酰胺系的增滑劑等。

作為酸改性聚烯烴系樹脂,可以列舉出例如與在密封粘接層16中所列舉的樹脂相同的樹脂。

密封層17可以是單層膜,也可以是多層膜,根據(jù)所需要的功能選擇即可。例如,從賦予防濕性的觀點出發(fā),可以使用夾入了乙烯-環(huán)狀烯烴共聚物和聚甲基戊烯等樹脂的多層膜。

另外,密封層17還可以含有阻燃劑、增滑劑、防粘連劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑和粘著賦予劑等各種添加材料。

作為密封層17,使用通過擠出成型而形成的熱熔融粘合性膜時,有朝著該熱熔融粘合性膜的擠出方向取向的傾向。因此,從緩和取向引起的密封層17的各向異性的觀點出發(fā),還可以在熱熔融粘合性膜中配合彈性體。由此,在冷成型蓄電裝置用外裝構(gòu)件10而形成凹部時,能夠抑制密封層17發(fā)生白化。

作為構(gòu)成密封層17的彈性體,可以使用例如與作為構(gòu)成密封粘接層16的彈性體而列舉的材料相同的材料。當密封層17是多層膜構(gòu)成時,可以是構(gòu)成多層膜構(gòu)成的多層中至少1層含有彈性體的構(gòu)成。例如,作為密封層17,如果是由層疊的無規(guī)聚丙烯層/嵌段聚丙烯層/無規(guī)聚丙烯層構(gòu)成的3層層疊結(jié)構(gòu)時,彈性體可以僅配合于嵌段聚丙烯層中,也可以僅配合于無規(guī)聚丙烯層中,也可以配合于無規(guī)聚丙烯層和嵌段聚丙烯層這兩者中。

另外,為了賦予密封層17光滑性,還可以使其含有潤滑劑。這樣,通過使密封層17含有潤滑劑,則在蓄電裝置用外裝構(gòu)件10上通過冷成型而形成凹部時,可以抑制蓄電裝置用外裝構(gòu)件10上成為拉伸率高的凹部的邊或角的部分被施以必要程度以上的拉伸。由此,可以抑制金屬箔層14與密封粘接層16之間發(fā)生剝離,抑制在密封層17和密封粘接層16上因裂紋而發(fā)生斷裂和白化。

在使密封層17含有潤滑劑的情況下,密封層17(100質(zhì)量%)中的潤滑劑的含量優(yōu)選為0.001質(zhì)量%~0.5質(zhì)量%。潤滑劑的含量如果為0.001質(zhì)量%以上,則有冷成型時能夠抑制密封層17發(fā)生白化的傾向。另外,潤滑劑的含量如果為0.5質(zhì)量%以下,則有能夠抑制與和密封層17的面接觸的其它層的面之間的密合強度下降的傾向。

在本實施方式中,基材層11的厚度與密封層17的厚度之比(基材層厚/密封層厚)優(yōu)選為0.10~0.35。通過該比率為該范圍,除了優(yōu)良的深拉深成型性以外,還能夠充分降低外裝構(gòu)件自身的卷曲。

密封層17的厚度在優(yōu)選地確保與基材層11的厚度的上述比率的前提下,優(yōu)選為10~100μm、更優(yōu)選為20~60μm。通過密封層17的厚度為10μm以上,能夠獲得充分的熱密封強度,通過厚度為100μm以下,能夠減少水蒸氣從外裝構(gòu)件端部的浸入量。

具有以上的基材層11至密封層17的各層的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10的厚度(總厚)沒有特別限定,可以設(shè)為50~160μm。

[外裝構(gòu)件的制造方法]

下面,對外裝構(gòu)件10的制造方法進行說明。此外,外裝構(gòu)件10的制造方法不限于以下的方法。

作為外裝構(gòu)件10的制造方法,例如可以列舉出具有下述工序S11~S14的方法。

工序S11:在金屬箔層14的一個面上形成防腐蝕處理層15a,在金屬箔層14的另一個面上形成防腐蝕處理層15b的工序。

工序S12:在基材層11的一個面上形成易粘接處理層12而得到層疊體的工序。

工序S13:將防腐蝕處理層15a的與金屬箔層14相反側(cè)的面、和上述層疊體的易粘接處理層12側(cè)的面隔著粘接層13貼合的工序。

工序S14:在防腐蝕處理層15b的與金屬箔層14相反側(cè)的面上隔著密封粘接層16形成密封層17的工序。

(工序S11)

在工序S11中,在金屬箔層14的一個面上形成防腐蝕處理層15a,在金屬箔層14的另一個面上形成防腐蝕處理層15b。防腐蝕處理層15a和15b可以分別地形成,也可以兩者一次性地形成。具體地例如在金屬箔層14的兩個面上涂布防腐蝕處理劑(防腐蝕處理層的母材),然后依次進行干燥、固化、燒結(jié),從而一次性地形成防腐蝕處理層15a和15b。另外,也可以在金屬箔層14的一個面上涂布防腐蝕處理劑,依次進行干燥、固化、燒結(jié)而形成防腐蝕處理層15a之后,在金屬箔層14的另一個面上同樣地形成防腐蝕處理層15b。防腐蝕處理層15a和15b的形成順序沒有特別限制。另外,防腐蝕處理劑可以是防腐蝕處理層15a和防腐蝕處理層15b使用不同的防腐蝕處理劑,也可以使用相同的防腐蝕處理劑。作為上述防腐蝕處理劑,可以使用例如涂布型鉻酸鹽處理用的防腐蝕處理劑等。防腐蝕處理劑的涂布方法沒有特別限定,可以使用例如凹版涂布、凹版逆向涂布、輥涂法、逆向輥涂法、模涂法、棒涂法、接觸涂布法、逗號涂布法等方法。此外,作為金屬箔層14,可以使用未處理的金屬箔層,也可以使用通過濕式的脫脂處理或干式的脫脂處理而實施了脫脂處理的金屬箔層。

(工序S12)

在工序S12中,在基材層11的一個面上形成易粘接處理層12。這里,作為易粘接處理層12的形成方法的一例,對在線式涂布(inlinecoat)法進行說明。首先,準備含有分散體的水性涂布液,所述分散體是用分散劑使作為易粘接處理層12的主成分的上述樹脂分散而得到的。然后,在結(jié)晶取向結(jié)束前的熱塑性樹脂膜(基材層11的母材)的一個面上涂布上述水性涂布液。然后,使涂布的上述水性涂布液干燥,然后使熱塑性樹脂膜沿至少單軸方向拉伸。

然后,通過熱處理完成熱塑性樹脂膜的取向,從而得到在基材層11的一個面上形成了易粘接處理層12的層疊體。通過使用上述的在線式涂布法來形成易粘接處理層12,可以提高基材層11與易粘接處理層12之間的密合性。此外,易粘接處理層12的形成方法不限于上述方法,什么樣的方法都可以使用。另外,形成易粘接處理層12的時機不限于本實施方式。

(工序S13)

在工序S13中,使用形成粘接層13的粘接劑,用干式層壓等方法將防腐蝕處理層15a的與金屬箔層14相反側(cè)的面、和上述層疊體的易粘接處理層12側(cè)的面貼合。在工序S13中,為了促進粘接性,也可以在室溫~100℃的范圍進行老化(養(yǎng)護)處理。老化時間例如為1~10天。

(工序S14)

工序S13后,在基材層11、易粘接處理層12、粘接層13、防腐蝕處理層15a、金屬箔層14和防腐蝕處理層15b按照該順序?qū)盈B而成的層疊體的防腐蝕處理層15b的與金屬箔層14相反側(cè)的面上,隔著密封粘接層16形成密封層17。密封層17可以通過干式層壓法和夾心層壓法等來層疊,也可以通過與密封粘接層16一起共擠出的方法來層疊。從提高粘接性的觀點出發(fā),密封層17優(yōu)選例如通過夾心層壓法來層疊、或與密封粘接層16一起共擠出的方法來層疊,更優(yōu)選通過夾心層壓法來層疊。

通過以上說明的工序S11~S14,得到外裝構(gòu)件10。此外,外裝構(gòu)件10的制造方法的工序順序不限于依次實施上述工序S11~S14的方法。例如也可以在進行了工序S12之后進行工序S11等,可以適當變更實施工序的順序。

[蓄電裝置]

下面,對具有外裝構(gòu)件10作為容器的蓄電裝置進行說明。蓄電裝置具有:含有電極的電池要素1、從上述電極延伸出的引線2、和夾持引線2并收納電池要素1的容器,上述容器由蓄電裝置用外裝構(gòu)件10按照使密封層17成為內(nèi)側(cè)的方式來形成。上述容器也可以通過將2個外裝構(gòu)件按照使密封層17彼此相向的方式重疊、并將重疊的外裝構(gòu)件10的周邊部進行熱熔融粘合來獲得,另外,也可以通過將1個外裝構(gòu)件折回后重疊、并同樣地將外裝構(gòu)件10的周邊部進行熱熔融粘合來獲得。另外,蓄電裝置也可以具有外裝構(gòu)件20作為容器。作為蓄電裝置,可以列舉出例如鋰離子電池、鎳氫電池和鉛蓄電池等二次電池、以及雙電層電容器等電化學(xué)電容器。

引線2被以密封層17為內(nèi)側(cè)而形成容器的外裝構(gòu)件10夾持并密封。引線2也可以隔著極耳密封層被外裝構(gòu)件10夾持。

[蓄電裝置的制造方法]

下面,對使用上述的外裝構(gòu)件10來制造蓄電裝置的方法進行說明。此外,這里以使用壓花型外裝構(gòu)件30來制造二次電池40的情況為例進行說明。圖2(a)、圖2(b)是表示上述壓花型外裝構(gòu)件30的圖。圖3(a)~圖3(d)是表示使用了外裝構(gòu)件10的單側(cè)成型加工電池的制造工序的立體圖。作為二次電池40,也可以是用下述方法制造的兩側(cè)成型加工電池:設(shè)置2個像壓花型外裝構(gòu)件30那樣的外裝構(gòu)件,將上述的外裝構(gòu)件兩者一邊調(diào)整校準一邊貼合。另外,壓花型外裝構(gòu)件30也可以使用外裝構(gòu)件20來形成。

作為單側(cè)成型加工電池的二次電池40例如可以通過以下的工序S21~S25來制造。

工序S21:準備外裝構(gòu)件10、含有電極的電池要素1、和從上述電極延伸出的引線2的工序。

工序S22:在外裝構(gòu)件10的單面上形成用于配置電池要素1的凹部32的工序(參照圖3(a)和圖3(b))。

工序S23:在壓花型外裝構(gòu)件30的成型加工區(qū)域(凹部32)中配置電池要素1,按照使蓋部34覆蓋凹部32的方式將壓花型外裝構(gòu)件30折回后重疊,以夾持從電池要素1延伸出的引線2的方式將壓花型外裝構(gòu)件30的一邊進行加壓熱熔融粘合的工序(參照圖3(b)和圖3(c))。

工序S24:留下夾持引線2的邊以外的一邊,將其它的邊進行加壓熱熔融粘合,然后從留下的一邊注入電解液,在真空狀態(tài)下將留下的一邊進行加壓熱熔融粘合的工序(參照圖3(c))。

工序S25:將夾持引線2的邊以外的加壓熱熔融粘合邊端部切掉并彎折到成型加工區(qū)域(凹部32)側(cè)的工序(參照圖3(d))。

(工序S21)

在工序S21中,準備外裝構(gòu)件10、含有電極的電池要素1、和從上述電極延伸出的引線2。外裝構(gòu)件10根據(jù)上述的實施方式來準備。作為電池要素1和引線2,沒有特別限制,可以使用公知的電池要素1和引線2。

(工序S22)

在工序S22中,在外裝構(gòu)件10的密封層17側(cè)形成用于配置電池要素1的凹部32。凹部32的俯視形狀設(shè)置成適合于電池要素1的形狀的形狀、例如俯視矩形。凹部32可以通過將例如具有矩形的壓力面的擠壓構(gòu)件對著外裝構(gòu)件10的一部分、沿其厚度方向進行擠壓而形成。另外,擠壓的位置、即凹部32在比切成長方形的外裝構(gòu)件10的中央更靠外裝構(gòu)件10的長度方向的一個端部的位置上形成。由此,成型加工后可以將未形成凹部32的另一個端部側(cè)折回而作為蓋(蓋部34)。

作為形成凹部32的方法,更具體地可以列舉出使用模具的成型加工(深拉深成型)。作為成型方法,可以列舉出使用按照具有外裝構(gòu)件10的厚度以上的間隙的方式配置的陰模和陽模的模具,將陽模的模具與外裝構(gòu)件10一起壓入陰模的模具的方法。通過調(diào)整陽模的模具的壓入量,可以將凹部32的深度(深拉深量)調(diào)整為所期望的量。通過在外裝構(gòu)件10上形成凹部32,得到壓花型外裝構(gòu)件30。該壓花型外裝構(gòu)件30具有例如圖2(a)、圖2(b)所示的形狀。這里,圖2(a)是壓花型外裝構(gòu)件30的立體圖,圖2(b)是圖2(a)所示的壓花型外裝構(gòu)件30的沿著b-b線的縱截面圖。

(工序S23)

在工序S23中,在壓花型外裝構(gòu)件30的成型加工區(qū)域(凹部32)內(nèi)配置由正極、隔膜和負極等構(gòu)成的電池要素1。另外,從電池要素1延伸出并分別與正極和負極接合的引線2從成型加工區(qū)域(凹部32)向外部引出。然后,壓花型外裝構(gòu)件30在長度方向的大致中央處被折回,按照使密封層17彼此成為內(nèi)側(cè)的方式重疊,夾持壓花型外裝構(gòu)件30的引線2的一邊被加壓熱熔融粘合。加壓熱熔融粘合用溫度、壓力和時間這3個條件來控制和適當設(shè)定。加壓熱熔融粘合的溫度優(yōu)選為熔解密封層17的溫度以上。

此外,密封層17的熱熔融粘合前的厚度與引線2的厚度優(yōu)選為40%~80%。通過密封層17的厚度為上述下限值以上,熱熔融粘合樹脂有能夠充分填充引線2端部的傾向,通過厚度為上述上限值以下,可以適度抑制二次電池40的外裝構(gòu)件10端部的厚度,可以減少水分從外裝構(gòu)件10端部的浸入量。

(工序S24)

在工序S24中,留下夾持引線2的邊以外的一邊,進行其它的邊的加壓熱熔融粘合。然后,從留下的一邊注入電解液,留下的一邊在真空狀態(tài)下被加壓熱熔融粘合。加壓熱熔融粘合的條件與工序S23相同。

(工序S25)

夾持引線2的邊以外的周邊加壓熱熔融粘合邊端部被切掉,從端部露出的密封層17被除去。然后,將周邊加壓熱熔融粘合部折回至成型加工區(qū)域32側(cè),形成折回部42,由此得到二次電池40。

以上對本實用新型的蓄電裝置用外裝構(gòu)件和蓄電裝置的制造方法的優(yōu)選實施方式進行了詳述,但本實用新型不受上述的特定的實施方式的限定,在權(quán)利要求書記載的本實用新型的要旨的范圍內(nèi)可以進行各種變形和變更。

[實施例]

以下,根據(jù)實施例來更具體地說明本實用新型,但本實用新型不受以下實施例的限定。

(實驗1)

在實驗1中,制作表1所示構(gòu)成的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10。具體地,首先,作為金屬箔層14,準備厚度為25~35μm的軟質(zhì)鋁箔8079材(東洋Aluminum株式會社制)。然后,在金屬箔層14的兩面上利用凹版涂布涂布聚磷酸鈉穩(wěn)定化氧化鈰溶膠(防腐蝕處理劑),該溶膠中使用蒸餾水作為溶劑,并且固體成分濃度調(diào)整為10質(zhì)量%。此時,相對于氧化鈰100質(zhì)量份,磷酸為10質(zhì)量份。

然后,使涂布的聚磷酸鈉穩(wěn)定化氧化鈰溶膠干燥后,依次進行燒結(jié)處理,從而在金屬箔層14的一個面上形成防腐蝕處理層15a,在另一個面上形成防腐蝕處理層15b。此時,作為燒結(jié)條件,溫度設(shè)定為150℃,處理時間設(shè)定為30秒。

接著,作為基材層11,使用由雙軸拉伸法制造的層厚為6~25μm的共聚聚酯膜,將基材層11的單面進行電暈處理。

然后,在金屬箔層14的與防腐蝕處理層15a的金屬箔層14相反側(cè)的面上涂布聚氨酯系粘接劑制成粘接層13。接著,使用干式層壓法,隔著粘接層13使金屬箔層14與基材層11的電暈處理過的面粘接。然后,將由基材層11、粘接層13、防腐蝕處理層15a、金屬箔層14和防腐蝕處理層15b構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體在溫度為60℃的氣氛中放置6天,進行老化處理。

接著,在防腐蝕處理層15b的與金屬箔層14相反側(cè)的面上形成密封粘接層16。此時,密封粘接層16是通過擠出作為密封粘接層16的母材的馬來酸酐改性聚丙烯(三井化學(xué)公司制、商品名:Admer)而形成的。此時,密封粘接層16的厚度設(shè)為20μm。然后,使用夾心層壓法,隔著密封粘接層16在防腐蝕處理層15b上、于180℃下粘接(加熱壓粘)作為密封層17的厚度為25~80μm的聚烯烴膜(將未拉伸聚丙烯膜的密封粘接層16側(cè)的面進行了電暈處理的膜)。由此,制作蓄電裝置用外裝構(gòu)件10。

表1

*基材層:PET;金屬箔層:Al;密封層:PP

<成型深度的評價>

對各實施例和比較例中制作的蓄電裝置用外裝構(gòu)件,用以下的方法評價深拉深成型能夠達到的成型深度。首先,將蓄電裝置用外裝構(gòu)件10按照使密封層17朝向上方的方式配置于成型裝置內(nèi)。將成型裝置的成型深度以0.25mm的間隔設(shè)定在1.0~4.0mm,在室溫23℃、露點溫度-35℃的環(huán)境下進行冷成型。此外,沖模使用具有70mm×80mm的長方形的橫截面、底面具有1.00mm的沖模圓角(RP)、側(cè)面具有1.00mm的沖模圓弧半徑(RCP)的沖模。另外,口模使用在開口部上表面具有1.00mm的口模圓角(RD)的口模。對外裝構(gòu)件10一邊照射光一邊目視確認進行了冷成型的部分有無斷裂和針孔,求出在斷裂和針孔均不會發(fā)生的情況下實現(xiàn)的深拉深成型的成型深度的最大值。將結(jié)果示于表2中。

表2

從該結(jié)果可知,如果是實施例的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10,能夠表現(xiàn)出優(yōu)良的深拉深成型性。

<卷曲評價>

對得到了良好的成型深度的各實施例的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10進行成型后的卷曲評價。具體地,首先,將蓄電裝置用外裝構(gòu)件10按照使密封層17朝向上方的方式配置于成型裝置內(nèi)。將成型裝置的成型深度設(shè)定為2.0mm,在室溫23℃、露點溫度-35℃的環(huán)境下進行冷成型。此外,沖模使用具有69mm×50mm的長方形的橫截面、底面具有1.00mm的沖模圓角(RP)、側(cè)面具有1.00mm的沖模圓弧半徑(RCP)的沖模。另外,口模使用在開口部上表面具有1.00mm的口模圓角(RD)的口模。然后,對進行了冷成型的部分以外的4角,按照以下的評價基準進行卷曲(翹曲、打卷)評價。將結(jié)果示于表3中。

A:4角均未發(fā)生90°以上的翹曲(打卷)。

B:4角中1個~3個地方發(fā)生了90°以上的翹曲(打卷)。

C:4角全部發(fā)生了90°以上的翹曲(打卷)。

表3

由該結(jié)果可知,實施例的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10中,特別是具有規(guī)定的基材層厚/密封層厚的蓄電裝置用外裝構(gòu)件,除了優(yōu)良的深拉深成型性以外,還能夠充分降低外裝構(gòu)件的成型后卷曲。

<密合性的評價>

對各實施例和比較例中制作的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10,用以下的方法評價基材層11與金屬箔層14之間的密合性。首先,將蓄電裝置用外裝構(gòu)件10按照使密封層17朝向上方的方式配置于成型裝置內(nèi)。將成型裝置的成型深度設(shè)定為5mm,在室溫23℃、露點溫度-35℃的環(huán)境下進行冷成型。此外,沖模使用具有70mm×80mm的長方形的橫截面、底面具有1.00mm的沖模圓角(RP)、側(cè)面具有1.00mm的沖模圓弧半徑(RCP)的沖模。另外,口模使用在開口部上表面具有1.00mm的口模圓角(RD)的口模。

然后,將冷成型后的外裝構(gòu)件10放入裝有1M六氟磷酸鋰溶液(溶劑體積比=碳酸乙酯:碳酸二甲酯:碳酸二乙酯=1:1:1)30mL的100mL容量的燒杯中。接著,將裝有外裝構(gòu)件10的燒杯封入至18升罐內(nèi),在40℃的溫度環(huán)境下放置2小時,由此將外裝構(gòu)件10暴露于電解液。然后,從18升罐內(nèi)的燒杯中取出外裝構(gòu)件10,放入至110℃的烘箱內(nèi)、溫度60℃濕度95%的環(huán)境下、或50℃的溫水中。然后,在1周后、2周后、3周后、4周后和9周后,用目視確認外裝構(gòu)件10的基材層11與金屬箔層14之間有無剝離,求出基材層11與金屬箔層14之間未確認到剝離的期間的最大值(單位:周)。根據(jù)其結(jié)果,按照以下的評價基準評價基材層11與金屬箔層14之間的密合性。如果是B以上的評價,則可認為基材層11與金屬箔層14之間的密合性良好。

A:9周后也未確認到剝離。

B:雖然4周后未確認到剝離,但9周后發(fā)生了剝離。

實驗1中,對于各實施例和比較例,無論哪個條件下都是A評價。

(實驗2)

在實驗2中,代替對基材層11的單面進行電暈處理,在基材層11的粘接層13側(cè)的面上形成了易粘接處理層12,除此以外,與實驗1同樣地制作表4所示構(gòu)成的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10。易粘接處理層12是如下形成的:使用在線涂布法,在基材層11的單面上按照以固體成分計為0.1g/m2的量涂布作為易粘接處理層12的母材的易粘接處理層形成用涂布劑,使其干燥,由此形成厚度約為0.1μm的易粘接處理層12。此外,該涂布劑使用如下制備的涂布劑。

(易粘接處理層形成用涂布劑的制備)

作為易粘接處理層形成用涂布劑,制備下述組成的涂布劑。

涂布劑:在東亞合成株式會社制的水溶性聚酯“ARON MELT PES-1000”中,按照95/5/0.5的配比(質(zhì)量比)加入日本Polyurethane工業(yè)株式會社制的自乳化型聚異氰酸酯“Aquanate 100”和日本觸媒化學(xué)工業(yè)株式會社制的正球狀二氧化硅微?!癝eahostar KE-P30”(平均粒徑為0.3μm),用水稀釋。

表4

<各種評價>

與實驗1同樣地進行成型深度、卷曲和密合性的評價。將結(jié)果示于表5 和6中。此外,密合性對于各實施例來說,無論在哪個條件下都是A評價。

表5

表6

由上述的結(jié)果可知,通過設(shè)置易粘接處理層12來代替對基材層11的單面進行電暈處理,成型深度變得更加良好。

(實驗3)

在實驗3中,代替使用聚磷酸鈉穩(wěn)定化氧化鈰溶膠來形成防腐蝕處理層15a和15b,在金屬箔層14的兩面上涂布由酚醛樹脂、氟化鉻化合物和磷酸構(gòu)成的處理液來形成皮膜,通過燒結(jié)進行鉻酸鹽處理,形成防腐蝕處理層15a和15b。除此以外,與實施例1同樣地制作表7所示構(gòu)成的蓄電裝置用外裝構(gòu)件10。

表7

<各種評價>

與實驗1同樣地進行成型深度、卷曲和密合性的評價。將結(jié)果示于表8~10中。

表8

表9

表10

由上述的結(jié)果可知,在代替使用了聚磷酸鈉穩(wěn)定化氧化鈰溶膠的處理而通過鉻酸鹽處理形成了防腐蝕處理層的情況下,密合性評價的一部分條件下,評價稍差。

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