锂离子电池外包装材料制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池用外包装材料，该材料即使不施行铬酸盐处理也具有优良的电解液耐受性，具有优良的深拉成型性，具有高品质并且能够容易地进行制造。本发明专利技术的第一方式的锂离子电池用外包装材料（1），依次层叠有基材层（11）、含有粘接剂的第一粘接层（12）、铝箔层（13）、防腐蚀处理层（14）、含有粘接剂或者粘接性树脂的第二粘接层（15）、以及密封材料层（16），基材层（11）在MD方向或者TD方向中的至少一个方向上具有膜基材（A），该膜基材（A）按照JIS－K7127所测定的达到屈服点的伸长率（α1）与达到断裂点的伸长率（α2）之差（α2－α1）是100%以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种锂离子电池用外包装材料。本申请基于2010年9月8日向日本提出的“特愿2010-201079号”申请、2010年9月8日向日本提出的“特愿2010-201080号”申请、2011年7月20日向日本提出的“特愿2011-158849号”申请而要求优先权，在此，将其内容援引到本申请中。
技术介绍
目前，作为应用于个人计算机、便携电话等便携终端装置、摄像机等中的日常生活用途的二次电池，既有高能量又可超薄型化、小型化的锂离子二次电池(下面也称作“锂离子电池”)正在被人们积极地研究开发中。锂离子电池的外包装材料，以往采用了金属制罐型材料。但是，从分量轻且能够自由选择电池形状的优点出发，近年来已经开始应用一种将多层结构的层压膜(例如，具有耐热性的基材层/铝箔层/密封材料(热熔膜)层等的结构)通过冷成型进行深拉而成的成型品(下面也称作“深拉成型品”)。这种深拉成型品，除了具有上述优点以外，在散热性高、低成本方面也是有利的。目前，对其在环境负荷小的混合动力汽车、电动汽车的蓄电池方面的应用也正在研究之中。使用了前述层压膜的锂离子电池，例如，是通过将电解质层与作为电池主体部分的正极材料、负极材料和隔离件一起装入深拉成型品中然后采用加热密封法进行热封缄而形成的，其中，所述电解质层由在碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等非质子性溶剂中溶解有锂盐的电解液、或浸溃了该电解液的聚合物凝胶所构成。前述电解液相对于由热熔膜构成的密封材料层的渗透性高。当电解液渗透到密封材料层时，存在渗透的电解液会降低铝箔层与密封材料层之间的层压强度从而电解液最终向外部漏出的问题。另外，作为电解质的锂盐，目前使用了锂盐。但是，当水分侵入到深拉成型品内时，该锂盐被水解而产生氢氟酸，会导致金属面腐蚀、多层膜各层间的层压强度降低。如此一来，对诸如层压膜等具有多层结构的锂离子电池用外包装材料而言，要求抑制由电解液引起的金属箔(铝箔)腐蚀以及各层间的层压强度降低的现象。另外，还要求外包装材料具有对电解液、氢氟酸的耐受性。作为提高锂离子电池用外包装材料中铝箔层与基材层之间的粘合性的方法，以往采用了对铝箔层表面使用有六价铬的铬酸盐处理。但是，近年来，如欧洲的Rohs限制指令、REACH限制指令那样，已经对六价铬作为有害环境的物质来进行处理。因此，在铬酸盐处理时，目前倾向于使用三价铬。但是，该方法是使用三价铬作为起始物料来构成六价铬的处理层。从将来可能会有全面废除铬的行动、还有特别是对环境影响有顾虑的电动汽车的应用的角度来考虑，以不用铬化合物进行处理的方式来提高对电解液、氢氟酸的防腐蚀性能的方法是重要的。另一方面，锂离子电池的能量密度高，因此能够达到小型化。锂离子电池的能量密度的高度，取决于如何能够将单元(cell)、电解液内置在一个电池内，其内置量是通过将锂离子电池用外包装材料成型而得到深拉成型品时的成型深度来进行确定。通常使用金属模来施行拉深成型，但若成型深度过深，则在锂离子电池用外包装材料中因成型而拉伸的部分产生裂纹、针孔，作为电池的可靠性丧失。因此，为了使电池兼备可靠性和能量密度，对锂电池用外包装材料要求有优良的深拉成型性。特别是，当在电动汽车上使用锂离子电池时等，希望获取大电流，但另一方面还希望获得优良的长期保存稳定性，因此需要进一步提高深拉成型性。作为提高了深拉成型性的外包装材料，公开有如下内容:(i)一种外包装材料，其中，作为基材层使用了相对于拉伸方向的0°、45°、90°、135°的四个方向上具有特定拉伸强度和伸长率并且机械性质的方向性少的拉伸膜(专利文献I)。(ii) 一种外包装材料，其中，作为基材层使用了冲击强度在30000J/m以上的耐热性树脂膜(专利文献2)。(iii) 一种外包装材料，其中，作为基材层使用了密度在1142 1146kg/cm3的双轴拉伸聚酰胺膜(专利文献3)。(iv)—种外包装材料，其中，作为基材层使用了收缩率为2 20%的耐热性树脂拉伸膜(专利文献4)。另外，对外包装材料要求有优良的成型性。即，从能量密度由如何在锂电池内能够容纳单元、电解液来确定的观点出发，为了增大它们的容纳量，要求在将外包装材料成型为电池形状时能够进一步加深成型深度。通常，外包装材料的成型是采用金属模通过深拉成型来进行，此时，若成型深度过深，则会在因成型而拉伸的部分上产生裂纹、针孔，作为电池的可靠性丧失。因此，如何能够以不损害可靠性的方式来加深成型深度变得很重要。特别是,在电动汽车等大型用途方面,从要获取大电流等电池性能的角度出发，有进一步提高能量密度的迫切期望，而另一方面还同时要求特别优良的可靠性、长期保存稳定性。作为使成型性提高的外包装材料，已知有将基材层表面的动摩擦系数、断裂强度、断裂点伸长率、收缩率、冲击强度、密度、折射率的双轴拉伸聚酰胺膜用于基材层的外包装材料等的各种各样的外包装材料(专利文献2、4、5 10)。但是，特别是在大型用途上要求进一步提高外包装材料的成型性。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特许第3567230号公报专利文献2:日本特许第4431822号公报专利文献3:日本特许第4422171号公报专利文献4:日本特开2006-331897号公报专利文献5:日本特开2002-56824号公报专利文献6:日本特开2006-236938号公报专利文献7:日本特开2008-53133号公报专利文献8:日本特开2008-130436号公报专利文献9:日本特许第4422171号公报专利文献10:日本特开2009-59709号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，对外包装材料(i)中使用的机械性质的方向性少的拉伸膜的制造而言，限定于膨胀法，例如，采用浇铸法无法制造，在膜的制造方法上存在制约。另外，对外包装材料( )中使用的耐热性树脂膜而言，例如，市售中的拉伸聚酰胺树脂系膜通常的冲击强度在30000J/m以上，因此，未必使用了具有该冲击强度的膜的外包装材料就会获得优良的深拉成型性。另外，外包装材料(iii)也存在得不到优良的深拉成型性的问题。另外，在外包装材料(iv)中，为了达到优良的深拉成型性，需要耐热性树脂拉伸膜的热收缩率大，有可能在制造电池的烘干处理工序等中进行加热时产生卷曲等问题。本专利技术的目的在于，提供一种锂离子电池用外包装材料，该材料即使不施行铬酸盐处理，也具有充分的电解液耐受性、优良的深拉成型性并且具有高品质，并且能够容易地进行制造、生产效率优良。另外，本专利技术的目的还在于，提供一种具有优良成型性的锂离子电池用外包装材料。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术采用了如下技术方案。[I] 一种锂离子电池用外包装材料，其特征在于，在基材层(SB)的一个侧面上，依次层叠有含有粘接剂的第一粘接层(AD -1)、至少在单面上设置有防腐蚀处理层(CL)的铝箔层(AL)、含有粘接剂或者粘接性树脂的第二粘接层(AD - 2)、以及密封材料层(SL)，前述基材层(SB)具有下述膜基材(A)；膜基材(A)在MD方向或TD方向中的至少一个方向上按照JIS — K7127所测定的达到屈服点的伸长率(α O与达到断裂点的伸长率(α2)之差U2— al)在100%以上。[2]如[I]所述的锂离子电池用外包装材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.08 JP 2010-201080;2010.09.08 JP 2010-201071.种锂离子电池用外包装材料，其特征在于， 在基材层SB的一个侧面上，依次层叠有含有粘接剂的第一粘接层AD - 1、至少在单面上设置有防腐蚀处理层CL的铝箔层AL、含有粘接剂或者粘接性树脂的第二粘接层AD — 2、以及密封材料层SL， 前述基材层SB具有下述膜基材A ； 该膜基材A在MD方向或TD方向中的至少一个方向上按照JIS - K7127所测定的达到屈服点的伸长率α I与达到断裂点的伸长率ct 2之差即α 2 — α I在100%以上。2.权利要求1所述的锂离子电池用外包装材料，其中，所述膜基材A按照JIS-Κ7127所测定的断裂点应力为100MPa以上。3.权利要求1或2所述的锂离子电池用外包装材料，其中，所述膜基材A是由树脂组合物al或者树脂组合物a2构成的双轴拉伸膜基材，该树脂组合物al是在聚酰胺树脂中配合了使马来酸酐共聚而成的乙烯系共聚物树脂来获得，树脂组合物a2是在聚酰胺树脂中配合了脂肪族聚酯来获得。4.权利要求3所述的锂离子电池用外包装材料，其中，所述使马来酸酐共聚而成的乙烯系共聚物是乙烯一 α，β不饱和羧酸烷基酯一马来酸酐共聚物。5.权利要求3所述的锂离子电池用外包装材料，其中，所述脂肪族聚酯是聚己内酯。6.权利要求3 5中任一项所述的锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃田昌由，村木拓也，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：
国别省市：