電池用層壓外包裝材料及層壓電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包裝下述電池的主體的層壓外包裝材料、和使用該層壓外包裝材料的 層壓電池，所述電池被用于智能手機(jī)、平板電腦等通訊設(shè)備、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等移動 電子設(shè)備的電源。
[0002] 需要說明的是，在本說明書及權(quán)利要求書中，術(shù)語"鋁"以包含鋁及其合金的含義 來使用。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，隨著移動電子設(shè)備的小型化、輕質(zhì)化，對于搭載于這些設(shè)備的鋰離子電 池、鋰聚合物電池，也通過使用將塑料膜貼合在厚20~100ym左右的鋁箱的兩面而得的層 壓外包裝材料代替以往的金屬罐作為其外包裝材料，來謀求輕質(zhì)化。
[0004] 然而，就上述層壓外包裝材料而言，為了能夠利用加壓成型進(jìn)行模壓而使用經(jīng)退 火軟化的軟質(zhì)鋁箱，因此材料強(qiáng)度變?nèi)?，存在因來自外部的沖擊而破裂或容易產(chǎn)生針孔的 缺點。因此，在使用了以往的層壓外包裝材料的層壓電池中，往往為了彌補(bǔ)外包裝的強(qiáng)度而 被裝填在塑料的注射成型容器中（參見專利文獻(xiàn)1)，但其結(jié)果使得電池單元的重量增加， 并且部件數(shù)量也變多。
[0005] 于是，最近開發(fā)出了一種層壓電池，將在硬質(zhì)鋁箱的一面或兩面粘貼塑料膜而成 的外包裝材料卷繞于電池主體、并且在兩端部嵌入塑料制部件從而提高了外包裝強(qiáng)度（參 見專利文獻(xiàn)2、3)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平11-185728號公報
[0007] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2007-173049號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2007-173050號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 但是，由于上述以往的制品是將鋁箱和基底膜用粘合劑粘貼的結(jié)構(gòu)，所以作為外 包裝材料的總厚度大，重量也相應(yīng)增大，因此，作為要求體積能量密度大、重量能量密度大 的移動設(shè)備用的電池用途，在體積能量密度、重量能量密度方面稍有不足。
[0010] 另外，構(gòu)成外包裝材料的基底膜由于具有厚度（因為是膜，所以無法使其變?。┒?呈現(xiàn)出絕熱性，因此在將外包裝材料熱粘合于電池主體時需要時間。
[0011] 本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)背景而完成的，其目的在于提供一種外包裝材料，所述外 包裝材料不僅可以減小作為外包裝材料的整體厚度、實現(xiàn)輕質(zhì)化，而且在熱粘合時能夠可 靠地與電池主體粘合，即使在使用端部增強(qiáng)用塑料部件的情況下，也能夠與該部件牢固地 粘合。
[0012] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供以下手段。
[0013] [1] -種電池用層壓外包裝材料，其在鋁箱的一面上涂布基體樹脂、層合由基體樹 脂形成的第1涂膜層，在該第1涂膜層的表面形成由熱粘合性樹脂形成的第2涂膜層，所述 熱粘合性樹脂能與電池主體的表面膜熱粘合，且軟化點為160°C以下。
[0014] [2]如前項1所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第2涂膜層的熱粘合性樹 脂為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-(甲基）丙烯酸甲 酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物。
[0015] [3]如前項1或2所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第2涂膜層的厚度為 0. 5um~ 10um〇
[0016] [4]如前項1~3中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第1涂膜層 的基體樹脂包含能與層壓電池的端部增強(qiáng)用塑料部件熱粘合的熱塑性樹脂。
[0017] [5]如前項1~4中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第1涂膜層 的厚度為〇? 5ym~10ym。
[0018] [6]如前項1~5中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，在所述鋁箱的與 所述第1涂膜層形成側(cè)相反的一側(cè)的表面，粘貼厚度為8ym~40ym的拉伸膜。
[0019] [7]如前項1~5中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，在所述鋁箱的與 所述第1涂膜層形成側(cè)相反的一側(cè)的表面，形成厚度為〇. 5ym~5ym的熱固化樹脂層。
[0020] [8]如前項1~7中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述鋁箱為硬質(zhì) 鋁箱。
[0021] [9] -種層壓電池，其中，前項1~8中任一項所述的電池用層壓外包裝材料在所 述第2涂膜層側(cè)與電池主體接觸、進(jìn)行卷繞、熱粘合，并且，端部增強(qiáng)用塑料部件的至少一 部分插嵌至由超出電池主體兩側(cè)的該層壓外包裝材料的剩余部分構(gòu)成的各筒狀部，熱粘合 于該層壓外包裝材料的第1涂膜層。
[0022] [10] -種電池用層壓外包裝材料，其特征在于，在鋁箱的一面上涂布基體樹脂、層 合有由基體樹脂形成的第1涂膜層，在所述第1涂膜層的表面以在該第1涂膜層的寬度方 向的兩端邊緣部殘留有露出邊緣部的狀態(tài)形成有由熱粘合性樹脂形成的第2涂膜層，所述 露出邊緣部露出了第1涂膜層，所述熱粘合性樹脂能與電池主體的表面膜熱粘合，且軟化 點為160°C以下。
[0023] [11]如前項10所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第2涂膜層的熱粘合性 樹脂為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸 甲酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物。
[0024] [12]如前項10或11所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第1涂膜層的基體 樹脂包含能與層壓電池的端部增強(qiáng)用塑料部件熱粘合的熱塑性樹脂。
[0025] [13]如前項10~12中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述第1涂膜 層的厚度為〇? 5ym~10ym。
[0026] [14]如前項10~13中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，在所述鋁箱的 與所述第1涂膜層形成側(cè)相反的一側(cè)的表面，粘貼厚度為8ym~40ym的拉伸膜。
[0027] [15]如前項10~14中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述鋁箱的與 所述第1涂膜層形成側(cè)相反的一側(cè)的表面，形成厚度為〇.5ym~5ym的熱固化樹脂層。
[0028] [16]如前項10~15中任一項所述的電池用層壓外包裝材料，其中，所述鋁箱為硬 質(zhì)鋁箱。
[0029] [17]-種層壓電池，其特征在于，前項10~16中任一項所述的電池用層壓外包裝 材料在所述第2涂膜層側(cè)與電池主體接觸、進(jìn)行卷繞、熱粘合，并且，端部增強(qiáng)用塑料部件 的至少一部分插嵌至由超出電池主體兩側(cè)的該層壓外包裝材料的剩余部分構(gòu)成的各筒狀 部，該端部增強(qiáng)用塑料部件熱粘合于所述筒狀部內(nèi)面的第1涂膜層的露出邊緣部。
[0030] 需要說明的是，硬質(zhì)鋁箱是指實施加工（壓延）從而使其加工硬化的狀態(tài)的鋁 箱，例如，可以舉出加工硬化后的箱、在加工硬化后實施了適度的熱處理的箱等，通?？膳e 出JIS標(biāo)準(zhǔn)（JISH0001)中使用的狀態(tài)代號（temperdesignation)為HX1、HX2、HX3、HX4、 HX5、HX6、HX7、HX8、HX9的箱（其中，X為1~3)。與之相對，軟質(zhì)鋁箱是指上述硬質(zhì)鋁箱 以外的鋁箱，例如，可以舉出經(jīng)完全退火而使其軟化的狀態(tài)的箱等，通?？膳e出在JIS標(biāo)準(zhǔn) (JISH0001)中被稱為0材的箱。
[0031] 就[1]的發(fā)明（第1發(fā)明）的電池用層壓外包裝材料而言，由于其自身具備能與 電池主體的表面膜熱粘合的第2涂膜層，所以在向電池主體安裝時，能夠不另外使用粘貼 膠帶、熱熔粘合劑而直接容易地?zé)嵴澈嫌谠撾姵刂黧w，從而可以相應(yīng)減少層壓電池的部件 數(shù)量，同時能夠?qū)㈦姵厣a(chǎn)線簡化。并且，由于第2涂膜層是由軟化點為160°C以下的熱粘 合性樹脂形成的，所以，在將層壓外包裝材料以該第2涂膜層側(cè)與電池主體接觸的方式卷 繞于電池主體的狀態(tài)下，能夠通過160°C以下的低溫加熱進(jìn)行粘合固定，從而可以避免電池 主體內(nèi)的隔膜熔化、電解液分解等熱劣化，能夠維持高的電池性能。
[0032] 另外，由于在鋁箱的一面上涂布基體樹脂、層合有由基體樹脂形成的第1涂膜層， 所以與以往的結(jié)構(gòu)（在鋁箱的一面上經(jīng)由粘合劑層粘貼基底膜而成的結(jié)構(gòu)）相比，可以大 幅度減小厚度，能夠?qū)崿F(xiàn)輕質(zhì)化，由此，能夠提供體積能量密度、重量能量密度高的層壓電 池。
[0033] 此外，由于第1涂膜層是在鋁箱上涂布基體樹脂而形成的"涂膜"（不是以往那樣 的在鋁箱上粘貼有基底"膜"的結(jié)構(gòu)），所以能夠?qū)⒃摰?涂膜層與端部增強(qiáng)用塑料部件牢 固粘合，即使在經(jīng)過振動試驗后，也維持著充分的牢固粘合狀態(tài)（獲得粘合力的耐久性優(yōu) 異的有利效果）。需要說明的是，通過對比后述實施例1與比較例1的評價結(jié)果（參見表 1)，可以確認(rèn)上述效果。
[0034] 另外，由于第2涂膜層是由軟化點為160°C以下的熱粘合性樹脂形成的，所以，在 使用端部增強(qiáng)用塑料部件的情況下，通過以高溫對該塑料部件和層壓外包裝材料進(jìn)行熱壓 接，將已熔融的第2涂膜層的熱粘合性樹脂從該壓接部位排除，從而使得第1涂膜層（基體 樹脂）與塑料部件粘合。
[0035] 就[2]的發(fā)明而言，由于第2涂膜層的熱粘合性樹脂為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、 乙烯_(甲基）丙烯酸乙酯共聚物、乙烯_(甲基）丙烯酸甲酯共聚物或乙烯_(甲基）丙烯 酸甲酯-馬來酸酐共聚物，所以在對電池主體的表面膜發(fā)揮優(yōu)異的熱粘合性的同時，在高 溫下粘度降低，顯示出高的熱流動性，因此，在使用端部增強(qiáng)用塑料部件的情況下，通過在 高溫下對該塑料部件和層壓外包裝材料進(jìn)行熱壓接，將已熔融的第2涂膜層的熱粘合性樹 脂充分地從該壓接部位排除，從而使得第1涂膜層（基體樹脂）與塑料部件牢固粘合。
[0036] 就[3]的發(fā)明而言，由于第2涂膜層的厚度為0. 5ym~10ym，所以，可以在低溫 下于短時間內(nèi)進(jìn)行與電池主體的熱粘合。另一方面，在與端部增強(qiáng)用塑料部件的熱壓接中， 變得容易使第2涂膜層從壓接部位流走。
[0037] 就[4]的發(fā)明而言，由于為下述結(jié)構(gòu)，即第1涂膜層的基體樹脂包含能與層壓電池 的端部增強(qiáng)用塑料部件熱粘合的熱塑性樹脂，所以，通過在遠(yuǎn)離電池主體的部位進(jìn)行高溫 壓接，該第1涂膜層（基體樹脂）能夠與塑料部件牢固粘合。另外，即使在經(jīng)過振動試驗后， 該牢固粘合狀態(tài)也被更充分地維持（粘合力的耐久性更優(yōu)異）。
[0038] 就[5]的發(fā)明而言，由于第1涂膜層的厚度為0? 5ym~10ym，所以，不僅可以通 過形成這樣的薄膜來實現(xiàn)輕質(zhì)化，而且第1涂膜層（基體樹脂）與塑料部件充分地粘合。
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