层合包装材料和使用该材料的电池制造技术

本发明专利技术公开了一种层合包装材料和使用该材料的电池。所述材料包括由树脂膜构成的内层、第一胶粘剂层、金属层、第二胶粘剂层，和由树脂膜构成的外层。第一胶粘剂层或第二胶粘剂层中的至少一层由胶粘剂组合物构成，该组合物包括侧链具有活性氢基团的树脂、多官能异氰酸酯，和多官能胺类化合物作为必要成分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及欲进行成型的层合包装材料。
技术介绍
在诸如食品、医疗和电子元件的领域广泛应用层合包装材料。在成型 时层合包装材料可能遭受诸如针孔、裂缝或分层的破坏。特别在高速和精 确成型的要求中，层合包装材料的性质极大地影响模压加工性(moldability)。二次电池在电子元件领域是知名的。例如，二次电池使用层合包装材 料作为其包装件(packaging member),并通过将电池元件插入该包装件及通 过将包装件的边缘熔接在一起进行密封而形成(例如，特开平03-624473号 公报)。层合包装材料使得二次电池的尺寸变小，重量变轻，和厚度变薄， 从而提高了能量密度。另外，作为对层合包装材料的胶粘剂层关注的实例，已经提出了电池 壳体包装材料，其中在铝层和热塑性树脂内层的结合中使用聚烯烃多元醇 胶粘剂和多官能异氰酸酯固化剂(例如，特开2005-63685号公报)。
技术实现思路
然而，由于层合包装材料相比于传统的金属包装物是薄的，常规层合 包装材料容易受针孔或裂缝影响，另外，因层合可能发生分层。因而，还 有改进的余地。因此，希望提供对于深成型(deeper molding)具有高度可靠性的层合包 装材料，和使用该层合包装材料的电池，该层合包装材料即使长时间包装 高渗透性物质等，不降低金属层和内层或外层之间的粘合强度，也不会分层。本专利技术的专利技术人发现，通过共混多官能胺类化合物和含有多官能异氰 酸酯固化剂的胶粘剂组合物，可以获得以良好的平衡方式赋予了胶粘剂层 柔性和刚性的层合包装材料，并由此完成了本专利技术的实施方案。也就是说， 根据本专利技术的实施方案，提供了层合包装材料，和均使用该层合包装材料的电池包装件(coveringmember)和电池。根据本专利技术的实施方案，提供了层 合包装材料，该层合包装材料包括由树脂膜构成的内层、第一胶粘剂层、 金属层、第二胶粘剂层，和由树脂膜构成的外层。第一胶粘剂层或第二胶 粘剂层中的至少 一层包括胶粘剂组合物，该组合物包含在侧链具有活性氬 基团的树脂、多官能异氰酸酯和多官能胺类化合物作为必要成分。根据该层合包装材料，胶粘剂层的柔性和刚性具有如此良好的平衡， 从而深成型的可靠性高，即使长时间包装高渗透性物质等，金属层和胶粘 剂层之间的粘合强度也不下降，从而也可以抑制分层的发生。附图说明图1是表示本专利技术实施方案的二次电池的构造的展开透视图; 图2是本专利技术实施方案的包装件的构造的剖视图；和 图3是图1所示的电池元件沿m-iii线的构造的剖视图。具体实施方式 <层合包装材料>本专利技术实施方案的层合包装材料的基本构造包括由树脂膜构成的内 层、第一胶粘剂层、金属层、第二胶粘剂层，和由树脂膜构成的外层。 (由树脂膜构成的外层)用作外层的树脂膜的材料可优选是耐热树脂。可以根据欲赋予包装材 料的特性选择树脂的其它性质，如树脂类型、机械性能、厚度和结晶程度。 耐热树脂材料可以包括尼龙如尼龙6、尼龙66和尼龙12,和聚芳酯如聚对 苯二曱酸乙二醇酯和聚对苯二曱酸丁二醇酯。对于通用型应用，聚对苯二 曱酸乙二醇酯特别适合。可以仅使用一种耐热树脂，但作为选择可以使用 两种或更多种耐热树脂。膜厚可以优选为9-50pm。如果厚度小于9pm，在 成型为包装材料时，深度拉伸的膜不能充分拉长，从而引起铝箔缩颈(necking),因此容易产生缺陷成型。此外，如果厚度超过50 fim,对于更好 的模压加工性没有特别贡献，反而降低体积能量密度且成本也会增加。 (金属层)对于金属层，可以使用用作常规层合包装材料的金属箔，其包括A1、 Cu、 SUS和Au。通常，在伸长率、成本和才莫压加工性方面Al是优选的。 金属箔的厚度优选为20-100 (im,或者更优选为25-55 (im。如果铝箔薄于 20pm，在成型时铝箔可能断裂或者可能出现针孔，从而使得氧和水分很可 能进入其中。另外，如果铝箔厚于100 )im,则是不优选的，因为对于防止 成型时发生断裂或出现针孔没有特别贡献，除此之外，包装材料的总厚度 增加，重量增加，而体积能量密度降低。此外，为了改进粘合力和耐腐性， 该金属层可以进行化学转化处理，例如使用硅烷偶联剂的底涂层处理。通 常，可以使用纯铝如JIS IN30或8000-系列合金作为铝箔。(由树脂膜构成的内层)内层充当密封层，通过使包装材料的外边缘粘合而气密密封包装材料。 因此，内层优选由热塑性树脂材料组成。因此，可以熔接内层，从而气密 密封该包装材料。另外，从可熔接性和可操作性的角度看，树脂表面的动 磨擦系数优选不大于0.2。此外，另一物理性质，即熔体流动速率(MFR)优 选不小于0.5且不大于20.0 g/10min。热塑性材料包括聚烯烃树脂，如聚乙 烯、聚丙烯、改性聚乙烯、或改性聚丙烯。改性聚乙烯包括具有羰基的马 来酸改性聚乙烯，改性聚丙烯包括具有羰基的马来酸改性聚丙烯。可以仅 仅使用一种热塑性材料，但作为选择可以使用两种或更多种。内层的厚度 优选不大于50)im,更优选不小于3pm,或者最优选在15-30pm的范围内。 如果内层厚于50(im,则大量水分可能进入内层，而如果内层薄于3)am， 则可熔接性下降。为了赋予包装材料其它性质如强度，在需要时可以采用在外层和金属 层之间或在内层和金属层之间增加中间树脂层的结构。此外，形成外层和 内层的树脂层各自可以由单层或多层构成。(胶粘剂层)本专利技术实施方案的层合包装材料包括金属层和内层之间的第 一胶粘剂 层，以及包括金属层和外层之间的第二胶粘剂层。第一胶粘剂层或第二胶 粘剂层(这些层在适用时可简称为"胶粘剂层")中的至少一层是由包含侧链具有活性氢基团的树脂、多官能异氰酸酯和多官能胺类化合物的胶粘剂组 合物构成。侧链具有活性氢基团的树脂充当胶粘剂(主要试剂)。树脂中的活性氢基 团和后面描述的多官能异氰酸酯中的异氰酸酯基团或异硫氰酸酯基团反 应，以赋予树脂上胶粘性。活性氢基团的实例包括羟基、氨基和巯基。在此，为了获得基于加入多官能胺类化合物得到的优势，要求粘合剂 中的活性氢基团和后面描述的多官能胺类化合物的反应，胜过它们和多官 能异氰酸酯的反应。根据此观点，为了得到与多官能胺类化合物的反应性 的差异，优选胶粘剂树脂中的活性氢基团与多官能异氰酸酯的反应性低于 与多官能胺类化合物的反应性。如果活性氢基团是氨基，取决于该基团是 芳族胺基或是脂族胺基，反应性变化很大。而且，反应性很大程度受氨基之间的pKa(酸碱解离常数)差异的影响。为此，控制作为主要试剂的氨基和 多官能胺类化合物的反应性有时可能是困难的。当氨基用作活性氢基团时， 需要反映适当反应性的分子设计。因此，胶粘剂树脂中的活性氢基团期望 是羟基或疏基，该基团与多官能胺类化合物的反应性和它们与多官能异氰 酸酯的反应性表现出明显差异。侧链具有活性氢基团的树脂的实例包括通过将侧链具有活性氢基团的 共聚单体加入聚烯烃(例如聚乙蜂、聚丙烯和聚苯乙歸)得到的那些树脂，和侧链具有活性氢基团且可以通过后面描述的异氰酸酯固化剂固化的那些结 构，如聚氨酯胶粘剂、环氧胶粘剂和聚酯胶粘剂。特别是，侧链具有活性 氢基团的聚丙烯树脂是优选的。对于胶粘剂组合物，除了上述胶粘剂，包含多官能异氰酸酯和多官能 胺类化合物作为必要成分。包含多官能异本文档来自技高网...

【技术保护点】
层合包装材料，包括：　　　　由树脂膜构成的内层；　　　　第一胶粘剂层；　　　　金属层；　　　　第二胶粘剂层；和　　　　由树脂膜构成的外层，　　　　其中第一胶粘剂层或第二胶粘剂层中的至少一层由胶粘剂组合物构成，该组合物包含侧链具有活性氢基团的树脂、多官能异氰酸酯，和多官能胺类化合物作为必要成分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清野博史，山田弘幸，山本文将，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]