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TWI712200B - 蓄電裝置用外裝材及蓄電裝置 - Google Patents

蓄電裝置用外裝材及蓄電裝置 Download PDF

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TWI712200B
TWI712200B TW106113329A TW106113329A TWI712200B TW I712200 B TWI712200 B TW I712200B TW 106113329 A TW106113329 A TW 106113329A TW 106113329 A TW106113329 A TW 106113329A TW I712200 B TWI712200 B TW I712200B
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TW
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melting point
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sealing
low melting
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Inventor
永田健祐
Original Assignee
日商昭和電工包裝股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種蓄電裝置用外裝材，其係包含金屬箔層4、及該金屬箔層之一側的面所積層之密封層3的蓄電裝置用外裝材，其特徵係前述密封層3，係包含：第1低熔點層7，由構成金屬箔層側的最外層之熱可塑性樹脂所成；第2低熔點層8，由構成金屬箔層側為相反側的最外層之熱可塑性樹脂所成；及高熔點中間層9，由配置於第1低熔點層7與第2低熔點層8之間之熱可塑性樹脂所成；且高熔點中間層之熔點9，係120℃~180℃；第1及第2低熔點層之熔點，係較高熔點中間層之熔點為低；高熔點中間層9之厚度係20μm以上；高熔點中間層9之厚度為「X」，密封層3之厚度為「Y」時，係滿足0．50Y≦X≦0．99Y之關係之構成。藉此，可抑制在將密封層彼此熱融著時發生之密封層的流出，確保熱密封部具有充分之絶緣性。

Description

蓄電裝置用外裝材及蓄電裝置
本發明，係關於智慧型手機、平板電腦等之攜帶機器所使用之電池抑或電容器、油電混合汽車、電動汽車、風力發電、太陽光發電、夜間電蓄電用所使用之電池或電容器等之蓄電裝置用之外裝材及以該外裝材所外裝之蓄電裝置。
近年來，伴隨智慧型手機、平板電腦終端等之攜帶電機器的薄型化、輕量化，作為此等設備所搭載之鋰離子蓄電池、鋰聚合物蓄電池、鋰離子電容器、雙電層電容器等之蓄電裝置之外裝材，目前正使用耐熱性樹脂層/接著劑層/金屬箔層/接著劑層/熱可塑性樹脂層所成積層體(層壓外裝材)以取代傳統之金屬罐。(參照專利文獻1)。電動汽車等之電源、蓄電用途之大型電源、電容器等由上述構成之積層體(外裝體)所外裝之情形亦逐漸增加。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2007-161310號公報
然而，上述傳統技術(專利文獻1所記載之外裝材)有以下之問題。亦即，在外裝電池等時，雖係將外裝材之密封層彼此熱融著而進行密封，惟若此密封層之表面附著有異物(電極活性物質、電解質等)，則有熱密封部會薄化而導致該熱密封部難以確保充分之絶緣性的一面。特別係接片部分容易絶緣性不充足，有發生短路之虞。
本發明，係鑒於上述之技術背景，目的在於提供一種蓄電裝置用外裝材，其可抑制在將密封層彼此熱融著時發生之密封層的流出，從而可確保熱密封部具有充分之絶緣性，且可確保充分密封強度。
為了達成前述目的，本發明提供以下技術手段。
〔1〕一種蓄電裝置用外裝材，其係包含金屬箔層、及該金屬箔層之一側的面所積層之密封層的蓄電裝置用外裝材，其特徵係前述密封層，係包含：第1低熔點層，由構成該密封層中金屬箔層側的最外層之熱可塑性樹脂所成；第2低熔點層，由構成前述密封層中與金屬箔層側為相反側的最外層之熱可塑性樹脂所成；及高熔點中間層，由配置於前述第1低熔點層與前述第2低熔點層之間之熱可塑性樹脂所成；且前述高熔點中間層之熔點，係120℃~180℃； 前述第1低熔點層之熔點及前述第2低熔點層之熔點，係較前述高熔點中間層之熔點為低；前述高熔點中間層之厚度係20μm以上；前述高熔點中間層之厚度為「X」，前述密封層之厚度為「Y」時，係滿足0．50Y≦X≦0．99Y
之關係者。
〔2〕如前項1所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，前述第1低熔點層之厚度係0．5μm以上，前述第2低熔點層之厚度係1μm以上。
〔3〕如前項1或2所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，前述高熔點中間層之熔點係較前述第1低熔點層之熔點高20℃以上，且前述高熔點中間層之熔點係較前述第2低熔點層之熔點高20℃以上。
〔4〕如前項1~3項中任一項所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，構成前述高熔點中間層之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為200，000~800，000之範圍之乙烯-丙烯嵌段共聚物樹脂；且構成前述第1低熔點層之熱可塑性樹脂及構成前述第2低熔點層之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為10，000~200，000之範圍之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂。
〔5〕如前項1~4中任一項所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，前述金屬箔層之另一側的面係介由外側接著劑層與耐熱性樹脂層積 層。
〔6〕一種蓄電裝置，其特徵係具備蓄電裝置本體部、及前項1~5項中任一項所記載之蓄電裝置用外裝材，且前述蓄電裝置本體部，係由前述外裝材所外裝者。
根據〔1〕之發明，由於高熔點中間層之熔點係120℃~180℃，且高熔點中間層之外側存在有低熔點層，故在將密封層彼此熱融著時，可抑制高熔點中間層從熱密封部流出，且由於高熔點中間層之厚度係20μm以上，且滿足0．50Y≦X≦0．99Y之關係，故可抑制將密封層彼此熱融著時密封層的流出所導致厚度減少，從而可確保熱密封部具有充分之絶緣性，充分防止短路的發生。此外，由於上述高熔點中間層之兩側，係配置具有較高熔點中間層之熔點為低之熔點之第1低熔點層及第2低熔點層，故在將密封層彼此熱融著時高熔點中間層不會熔融，可進行良好之熱密封而以充分之密封強度進行密封接合(可確保熱密封部具有充分之密封強度)。
根據〔2〕之發明，由於第1低熔點層之厚度係0．5μm以上，第2低熔點層之厚度係1μm以上，故在將密封層彼此熱融著時，可以更充分之密封強度而密封接合(可確保熱密封部具有更充分之密封強度)。
根據〔3〕之發明，由於其係高熔點中間層之熔點較第1低 熔點層之熔點高20℃以上，且高熔點中間層之熔點較第2低熔點層之熔點高20℃以上之構成，故在將密封層彼此熱融著時，可充分抑制密封層從熱密封部流出，從而可確保熱密封部具有更充分之絶緣性。
根據〔4〕之發明，由於構成高熔點中間層之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為200，000~800，000之範圍之乙烯-丙烯嵌段共聚物樹脂，故在將密封層彼此熱融著時，可更充分抑制密封層從熱密封部流出，從而進一步提升熱密封部之絶緣性。此外，由於構成前述第1、2低熔點層之熱可塑性樹脂，個別係重量平均分子量為10，000~200，000之範圍之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂，故在將密封層彼此熱融著時，可具有進一步充分之密封強度而密封接合(可確保熱密封部具有更充分之密封強度)。
根據〔5〕之發明，由於金屬箔層之另一側的面係介由外側接著劑層而與耐熱性樹脂層積層，故可充分確保金屬箔層之另一側的面側的絶緣性，提升外裝材之物理性強度及耐衝撃性。
根據〔6〕之發明(蓄電裝置)，可提供一種蓄電裝置，其熱密封部係以充分之密封強度進行接合，且係由熱密封部確保具有充分之絕緣性的外裝材所外裝。
1‧‧‧蓄電裝置用外裝材
2‧‧‧耐熱性樹脂層(外側層)
3‧‧‧密封層(內側層)
4‧‧‧金屬箔層
5‧‧‧外側接著劑層
6‧‧‧內側接著劑層
7‧‧‧第1低熔點層
8‧‧‧第2低熔點層
9‧‧‧高熔點中間層
11‧‧‧成形外殼
19‧‧‧蓄電裝置本體部
20‧‧‧蓄電裝置
【圖1】表示本發明之蓄電裝置用外裝材之一實施型態的斷面圖。
【圖2】表示使用本發明之蓄電裝置用外裝材所構成之蓄電裝置之一 實施型態的斷面圖。
本發明之蓄電裝置用外裝材1之一實施型態以圖1表示。此蓄電裝置用外裝材1，係作為鋰離子蓄電池外殼用而使用者。前述蓄電裝置用外裝材1，例如，可進行深絞伸成形、鼓脹成形等之成形而作為蓄電池的外殼等使用。此外，前述蓄電裝置用外裝材1，亦可作為不進行成形之平面狀之外裝材使用(參照圖2)。
本實施型態中，前述蓄電裝置用外裝材1，其係由金屬箔層4之一側的面介由內側接著劑層6與密封層(內側層)3積層一體化，且前述金屬箔層4之另一側的面介由外側接著劑層5與耐熱性樹脂層(外側層)2積層一體化之構成所成。
前述密封層(熱可塑性樹脂層)(內側層)3，係具備對於使用於鋰離子蓄電池之腐蝕性強的電解液等優異之耐藥品性，同時擔任賦予外裝材熱密封性之角色。
本發明中，前述密封層3，其構成係包含：第1低熔點層7，由構成該密封層3中金屬箔層4側之最外層之熱可塑性樹脂所成；第2低熔點層8，由構成前述密封層3中與金屬箔層側為相反側之最外層之熱可塑性樹脂所成；及高熔點中間層9，由配置於前述第1低熔點層7與前述第2低熔點層8之間之熱可塑性樹脂所成(參照圖1)，且其係前述高熔點中間層9之熔點為120℃~180℃，前述第1低熔點層7之熔點及前述第2低熔點層8之熔點，較前述高熔點中間層9之熔點為低，前述高熔 點中間層之厚度係20μm以上，且前述高熔點中間層9之厚度為「X」，前述密封層3之厚度為「Y」時，係滿足0．50Y≦X≦0．99Y之關係之構成。
又，上述實施型態中，雖前述密封層3，係前述第1低熔點層7/高熔點中間層9/第2低熔點層8之3層積層構成，但並未特別限定為如此之3層積層構成，只要係至少包含前述第1低熔點層7、前述高熔點中間層9、前述第2低熔點層8之構成即可，不論係4層積層構成、5層積層構成、或6層以上之積層構成皆可。
前述高熔點中間層9之熔點，必須係120℃~180℃。若未達120℃時，在將密封層彼此熱融著時熱密封部中高熔點中間層亦容易發生流出，故難以確保熱密封部具有充分之絕緣性。另一方面，若熔點超過180℃，將密封層彼此熱融著之密封溫度必須極高，惟密封溫度高時會有電解液受到熱影響而容易分解之問題產生。其中，高熔點中間層9之熔點，係以150℃~170℃為佳。又，將密封層彼此熱融著時之熱密封溫度，設定在相對於高熔點中間層9之熔點係+10℃~+40℃之範圍為佳。
前述高熔點中間層9之厚度必須係20μm以上。若未達20μm，則熱密封後無法維持(確保)為了確保充分絕緣性之密封層3之厚度。其中，前述高熔點中間層9之厚度係以20μm~30μm為佳。又，前述高熔點中間層9之厚度若過大，有熱密封時之熱傳導降低而無法充分密封接合之可能性，根據此觀點，前述高熔點中間層9之厚度係設定在40μm以下為佳。
再者，前述高熔點中間層9之厚度為「X」，前述密封層3之厚度為「Y」時，係滿足0．50Y≦X≦0．99Y之關係的構成。高熔點中間層9之厚度X，若未達密封層3之厚度Y之50%時，有在將密封層彼此熱融著時，低熔點層會過度流出導致無法充分確保熱密封後絶緣部分之距離的疑慮。此外，高熔點中間層9之厚度X，若係密封層3之厚度Y之99%以上時，則在將密封層彼此熱融著時，有無法以充分之密封強度進行密封接合之問題產生。其中，係滿足0．60Y≦X≦0．90Y之關係之構成為佳。
前述高熔點中間層9之熔點，係較前述第1低熔點層7之熔點高20℃以上，且前述高熔點中間層9之熔點，係較前述第2低熔點層8之熔點高20℃以上之構成為佳。藉由如此之構成，在將密封層彼此熱融著時，可充分抑制密封層3從熱密封部流出。其中，前述高熔點中間層9之熔點，係較前述第1低熔點層7之熔點高25℃~35℃，且前述高熔點中間層9之熔點，係較前述第2低熔點層8之熔點高25℃~35℃之構成為佳。
又，前述第1低熔點層7之熔點及前述第2低熔點層8之熔點，任一者皆在90℃~140℃之範圍為佳。
形成前述第1低熔點層7、前述第2低熔點層8及前述高熔點中間層9之熱可塑性樹脂，雖無特別限定，但以無延伸薄膜為佳。前述熱可塑性樹脂，雖無特別限定，但使用選自聚乙烯、聚丙烯、烯烴系共聚物，此等之酸變性物及離聚物所成群中至少1種之熱可塑性樹脂為佳。
其中，構成前述高熔點中間層9之熱可塑性樹脂，係重量平 均分子量為200，000~800，000之範圍之乙烯-丙烯嵌段共聚物樹脂為佳。此情形中，在將密封層彼此熱融著時，可充分抑制密封層從熱密封部流出。
此外，構成前述第1低熔點層7之熱可塑性樹脂及構成前述第2低熔點層8之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為10，000~200，000之範圍之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂為佳。此情形中，在將密封層彼此熱融著時，可進一步以充分之密封強度進行密封接合。例如，可將前述第1低熔點層7係由重量平均分子量為100，000之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂形成，前述第2低熔點層8係由重量平均分子量為70，000之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂形成之構成，或前述第1低熔點層7及前述第2低熔點層8，任一者皆係由重量平均分子量為120，000之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂形成之構成等作為例示。
此外，採用前述第1低熔點層7之厚度係0．5μm以上，前述第2低熔點層8之厚度係1μm以上之構成為佳，採用如此之構成之情形，在將密封層彼此熱融著時，可確保更充分之密封強度而密封接合。其中，前述第1低熔點層7之厚度，係1μm~10μm為特佳。此外，前述第2低熔點層8之厚度，係1μm~10μm為特佳。
前述密封層3之厚度(全體厚度)，係設定在21μm~40μm為佳。21μm以上時可充分防止針孔的產生，且設定在40μm以下時可降低樹脂使用量而實現成本減縮。其中，前述密封層3之厚度，係設定在25μm~35μm為特佳。
前述金屬箔層4，係賦予外裝材1阻止氧或水分之侵入之氣 體阻隔性之角色。前述金屬箔層4，並無特別限定，可列舉例如：鋁箔、SUS箔(不鏽鋼箔)、銅箔等，一般係使用鋁箔。前述金屬箔層4之厚度，係10μm~100μm為佳。10μm以上可防止在製造金屬箔中之壓延時之針孔產生，且100μm以下可縮小鼓脹成形、絞深成形等之成形時的應力而提升成形性。其中，前述金屬箔層4之厚度，係20μm~50μm為特佳。
前述金屬箔層4，至少內側之面(內側接著劑層6側之面)係施以化成處理為佳。藉由施以如此之化成處理，可充分防止因內容物(電池之電解液等)所導致之金屬箔表面之腐蝕。例如藉由下述之處理可對於金屬箔施以化成處理。亦即，例如，在進行脫脂處理的金屬箔表面上，藉由塗工下述1)~3)之中任一者之水溶液後、乾燥，從而施加化成處理：1)含有磷酸、鉻酸、及選自氟化物之金屬鹽及氟化物之非金屬鹽所成群中至少1種之化合物的混合物水溶液；2)含有磷酸、選自丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂及苯酚系樹脂所成群中至少1種之樹脂、及選自鉻酸及鉻(III)鹽所成群中至少1種之化合物的混合物之水溶液。3)含有磷酸、選自丙烯酸系樹脂、殼聚醣衍生物樹脂及苯酚系樹脂所成群中至少1種之樹脂、 選自鉻酸及鉻(III)鹽所成群中至少1種之化合物、及選自氟化物之金屬鹽及氟化物之非金屬鹽所成群中至少1種之化合物的混合物之水溶液。
前述化成皮膜，其鉻附著量(單面)為0．1mg/m2~50mg/m2為佳，2mg/m2~20mg/m2為特佳。
本發明中，前述耐熱性樹脂層2，並非係必須之構成層，但採用前述金屬箔層4之另一側的面介由外側接著劑層5與耐熱性樹脂層2積層之構成為佳(參照圖1)。藉由設置如此之耐熱性樹脂層2，可充分確保金屬箔層4之另一側的面側之絶緣性，並可提升外裝材1之物理性強度及耐衝撃性。
構成前述耐熱性樹脂層(外側層)2之耐熱性樹脂，係使用不會因熱密封時之熱密封溫度而溶融之耐熱性樹脂。前述耐熱性樹脂，係使用具有較構成密封層3之高熔點中間層9之熔點高10℃以上之高熔點的耐熱性樹脂為佳，使用具有較高熔點中間層9之熔點高20℃以上之高熔點的耐熱性樹脂為特佳。
前述耐熱性樹脂層(外側層)2，並無特別限定，可列舉例如：尼龍薄膜等之聚醯胺薄膜、聚酯薄膜、聚烯烴薄膜等，可合適地使用此等之延伸薄膜。其中，前述耐熱性樹脂層2，係使用二軸延伸尼龍薄膜等之二軸延伸聚醯胺薄膜、二軸延伸聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)薄膜、二軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、二軸延伸聚萘二甲酸乙醇酯(PEN)薄膜、二軸延伸聚丙烯薄膜為特佳。前述尼龍薄膜，並無特別限定，可列舉例如：6尼龍薄膜、6，6尼龍薄膜、MXD尼龍薄膜等。 又，前述耐熱性樹脂層2，可以單層形成，抑或，例如以聚酯薄膜/聚醯胺薄膜所成複層(PET薄膜/尼龍薄膜所成複層等)形成亦可。前述例示之複層構成中，較佳係將聚酯薄膜配置較聚醯胺薄膜為外側，相同地，較佳係將PET薄膜配置較尼龍薄膜為外側。
前述耐熱性樹脂層2之厚度，係8μm~50μm為佳。藉由設定在上述合適下限值以上可確保作為外裝材具有充分之強度，且藉由設定在上述合適上限值以下可縮小鼓脹成形、絞伸成形等之成形時的應力而提升成形性。其中，前述耐熱性樹脂層2之厚度，係12μm~25μm為特佳。
前述外側接著劑層5，並無特別限定，可列舉例如：聚胺基甲酸酯接著劑層，聚酯聚胺基甲酸酯接著劑層，聚醚聚胺基甲酸酯接著劑層等。前述外側接著劑層5之厚度，係設定在1μm~5μm為佳。其中，根據外裝材之薄膜化、輕量化之觀點，前述外側接著劑層5之厚度，係設定在1μm~3μm為特佳。
前述內側接著劑層6，並無特別限定，例如，可使用作為上述外側接著劑層5所例示者，惟使用因電解液導致之膨潤現象較少之聚烯烴系接著劑為佳。前述內側接著劑層6之厚度，係設定在1μm~5μm為佳。其中，根據外裝材之薄膜化、輕量化之觀點，前述內側接著劑層6之厚度，係設定在1μm~3μm為特佳。
本發明之蓄電裝置用外裝材1之厚度，係設定在60μm~160μm為佳。
藉由將本發明之外裝材1進行成形(深絞伸成形、鼓脹成形 等)，可得到成形外殼(電池外殼等)。又，本發明之外裝材1，亦可不進行成形而直接使用。
使用本發明之外裝材1所構成之蓄電裝置20之一實施型態以圖2表示。此蓄電裝置20，係鋰離子蓄電池。
前述電池20，係具備：裸電池21，由正極活性物質、負極活性物質、隔板、電解質所構成；接片22，個別與正極及負極連接；未進行成形之平面狀之前述外裝材1；及成形外殼11，將前述外裝材1成形所得具有收容凹部11b者(參照圖2)。前述裸電池21及前述接片22構成蓄電裝置本體部19。
於前述成形外殼11之收容凹部11b內收容前述裸電池21及前述接片22之一部分，將前述平面狀之外裝材1配置於該成形外殼11之上，將該外裝材1之周緣部(之內側層3)及前述成形外殼11之密封用周緣部11a(之內側層3)藉由熱密封而接合形成熱密封部(熱密封部)，藉此構成前述蓄電裝置(電池)20。又，前述接片22之先端部，係導出至外部(參照圖2)。
【實施例】
接著，說明本發明之具體實施例，惟本發明並非限定為此等實施例者。
<實施例1>
在厚度35μm之鋁箔(JIS H4160所規定A8021之燒鈍鋁箔)4的兩面，塗佈含有磷酸、聚丙烯酸(丙烯酸系樹脂)、 鉻(III)鹽化合物、水、乙醇所成的化成處理液後，以180℃進行乾燥，從而形成化成皮膜。此化成皮膜之鉻附著量係單面10mg/m2。
接著，在前述完成化成處理之鋁箔4的一側的面，介由2液硬化型之胺基甲酸乙酯系接著劑5，與厚度15μm之二軸延伸6尼龍薄膜(外側層)2乾式層壓(貼合)。
接著，使用T型將熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度4．5μm之第1低熔點層7；熔點163℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為600，000)所成厚度21μm之高熔點中間層9；熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度4．5μm之第2低熔點層8依序3層積層共押出，從而得到此等3層積層之厚度30μm之密封薄膜(第1低熔點層7/高熔點中間層9/第2低熔點層8)3後，該密封薄膜(內側層)3之第1低熔點層7面，介由2液硬化型之馬來酸變性聚丙烯接著劑(硬化劑為多官能異氰酸酯)6，與前述乾式層壓後之鋁箔4之另一側的面重合，藉由夾入橡膠壓輥及加熱至100℃之層壓輥之間壓著而乾式層壓，之後，藉由以40℃養護5天(加熱)，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
又，說明前述高熔點中間層(乙烯-丙烯嵌段共聚物)之詳細內容，前述高熔點中間層，係由：第1彈性體變性烯烴系樹脂99質量%與第2彈性體變性烯烴系樹脂1質量%之組成之樹脂組成物所形成，且該第1彈性體變性烯烴系樹脂係熔點為163℃、結晶熔解能為58J/g；該第2彈性體變性烯烴系樹脂係熔點為144℃、結晶熔解能為19 J/g。前述第1彈性體變性烯烴系樹脂及前述第2彈性體變性烯烴系樹脂，任一者皆係由彈性體變性均聚丙烯或/及彈性體變性無規共聚物所成。前述彈性體變性無規共聚物，係共聚物成分為含有丙烯及除了丙烯之外的其他之共聚物成分之無規共聚物之彈性體變性體。又，只有高熔點中間層使用SEM觀察(以掃描式電子顯微鏡觀察)時，可確認出高熔點中間層係具備彈性體成分為島狀之海島構造。
上述「熔點」之詞，係意指將JIS K7121-1987作為基準，藉由差示掃描熱量測定(DSC)測定之熔解高峰溫度，「結晶熔解能」之詞，係意指將JIS K7122-1987作為基準，藉由差示掃描熱量測定(DSC)測定之熔解熱(結晶熔解能)。
此外，前述2液硬化型馬來酸變性聚丙烯接著劑，係使用：作為主劑之馬來酸變性聚丙烯(熔點80℃，酸價10mgKOH/g)100質量份；作為硬化劑之六亞甲基二異氰酸酯之異氰脲酸酯體(NCO含有率：20質量%)8質量份；進一步使用混合有溶劑之接著劑溶液，使該接著劑溶液成為固形份塗佈量係2g/m2而塗佈於前述鋁箔4之另一側的面，加熱乾燥後，與前述密封薄膜3之第1低熔點層7面重合。
<實施例2>
除了密封薄膜，係使用熔點115℃之低密度聚乙烯(重量平均分子量為80，000)所成厚度3．75μm之第1低熔點層7；熔點142℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為400，000)所成厚度22．5μm之高熔點中間層9；熔點115℃之低密度聚乙烯(重量平均分子量為80，000)所成厚度3．75μm之第2低熔點層8依 序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
<實施例3>
除了密封薄膜，係使用熔點135℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為120，000)所成厚度1．5μm之第1低熔點層7；熔點161℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為500，000)所成厚度27μm之高熔點中間層9；熔點135℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為120，000)所成厚度1．5μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
<實施例4>
除了密封薄膜，係使用熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度6μm之第1低熔點層7；熔點163℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為600，000)所成厚度21μm之高熔點中間層9；熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度3μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
<實施例5>
除了密封薄膜，係使用熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度3μm之第1低熔點層7；熔點163℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為600，00 0)所成厚度21μm之高熔點中間層9；熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度6μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
<參考例>
除了密封薄膜，係使用熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度4．5μm之第1低熔點層7；熔點152℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為400，000)所成厚度21μm之高熔點中間層9；熔點137℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為150，000)所成厚度4．5μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到圖1所示構成之厚度86μm之蓄電裝置用外裝材1。
<比較例1>
除了密封薄膜，係使用熔點140℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為140，000)所成厚度10．5μm之第1低熔點層7；熔點163℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為600，000)所成厚度9μm之高熔點中間層9；熔點140℃之乙烯-丙烯無規共聚物(重量平均分子量為140，000)所成厚度10．5μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到厚度86μm之蓄電裝置用外裝材。
<比較例2>
除了密封薄膜，係使用熔點140℃之乙烯-丙烯無規共聚 物(重量平均分子量為140，000)所成厚度15μm之第1低熔點層；熔點156℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為450，000)所成厚度15μm之高熔點中間層，依序積層之厚度30μm之密封薄膜以外，其他皆與實施例1相同，得到厚度86μm之蓄電裝置用外裝材。又，所得蓄電裝置用外裝材中，第1低熔點層，係構成密封層中金屬箔層側之最外層。
<比較例3>
除了密封薄膜，係使用熔點115℃之低密度聚乙烯(重量平均分子量為80，000)所成厚度10．5μm之第1低熔點層7；熔點142℃之乙烯-丙烯嵌段共聚物(重量平均分子量為400，000)所成厚度9μm之高熔點中間層9；熔點115℃之低密度聚乙烯(重量平均分子量為80，000)所成厚度10．5μm之第2低熔點層8依序積層之厚度30μm之密封薄膜3以外，其他皆與實施例1相同，得到厚度86μm之蓄電裝置用外裝材。
Figure 106113329-A0305-02-0021-1
基於下述測定法對於上述所得之各蓄電裝置用外裝材進行評估。其結果以表1表示。又，表1中，X/Y，係意指(高熔點中間層之厚度)÷(密封層之厚度)。此外，表1中，絕緣阻抗值之「>200MΩ」之表記，係表示絕緣阻抗值較200MΩ大之值。
<絕緣阻抗值測定法>
將所得之蓄電裝置用外裝材裁切為縱100mm×橫15mm之大小的矩形狀之試驗片2張。將此等一對之試驗片彼此之密封層接觸而重合，使用兩面加熱式之熱密封器，以密封幅5mm，0．15MPa之條件進行2秒密封層彼此之熱融著。又，實施例1、3~6、比較例1、2，熱密封溫度係設定為180℃，實施例2及比較例3之熱密封溫度則係設定為160℃(參照表1)。
接著，在試驗片之長方向的兩端部個別貼附導電性之兩面膠帶，確保與鋁箔層之導通。將絶緣阻抗測定裝置(日置電機社製；品號HIOKI3154)之端子與前述試驗片之長方向的兩端部之兩面膠帶一同結線而形成電路後，以25V、5秒之條件進行電壓施加，測定絕緣阻抗值。
<密封強度測定法>
將外裝材裁切為寬15mm×長100mm之短冊狀，得到試驗片。準備2張前述試驗片，將此等2張試驗片互相之內側層成為內側而重合後，橫渡幅15mm進行全面之熱密封形成熱密封部(熱密封部)。前述熱密封，係使用測試器產業股份有限公司製之熱密封裝置(TP-701-A)，以密封壓0．2MPa(儀表表示壓)單面加熱2秒而進行。 又，實施例1、3~6，比較例1、2之試驗片，熱密封溫度係設定為180℃，實施例2及比較例3之試驗片，熱密封溫度係設定為160℃，進行熱密封。
接著，將JIS Z0238-1998作為基準，對於前述熱密封完成之2張試驗片測定其剝離強度。前述熱密封完成之2張試驗片，固定其個別未密封部所成之兩端部並以引張速度(夾住移動速度)100mm/分進行T字剥離(90度剝離)，從而測定剝離強度，將此作為密封強度(N/15mm幅)。
由表1可明確得知，本發明之實施例1~6之蓄電裝置用外裝材，絕緣阻抗值係較大值，可確保熱密封部具有充分之絶緣性。
相對於此，X/Y脫離本發明之規定範圍的比較例1、3、及未具備第2低熔點層之比較例2，任一者之絶緣阻抗值皆較小，無法確保充分之絶緣性。
【產業利用性】
本發明之蓄電裝置用外裝材，作為具體例，係可用於例如：
‧鋰蓄電池(鋰離子電池、鋰聚物電池等)等之蓄電裝置
‧鋰離子電容器
‧雙電層電容器
等之各種蓄電裝置之外裝材。此外，本發明之蓄電裝置，除了上述例示之蓄電裝置以外，亦包含全固體電池。
本申請案，係伴隨著在2016年4月21日提出申請的日 本專利申請案的特願2016-85436號的優先權主張，其揭示內容直接構成本申請案的一部分。
在此所使用的用語及說明，係用以說明本發明的實施形態所使用，但本發明並不限定於此。在本發明所揭示且敘述的特徵事項的任何均等物皆不應被排除，且在本發明所請求的範圍內的各種變形亦應被理解為係可被接受的。
1‧‧‧蓄電裝置用外裝材
2‧‧‧耐熱性樹脂層(外側層)
3‧‧‧密封層(內側層)
4‧‧‧金屬箔層
5‧‧‧外側接著劑層
6‧‧‧內側接著劑層
7‧‧‧第1低熔點層
8‧‧‧第2低熔點層
9‧‧‧高熔點中間層

Claims (5)

  1. 一種蓄電裝置用外裝材，其係包含金屬箔層、及該金屬箔層之一側的面所積層之密封層的蓄電裝置用外裝材，其特徵係前述密封層，係包含：第1低熔點層，由構成該密封層中金屬箔層側的最外層之熱可塑性樹脂所成；第2低熔點層，由構成前述密封層中與金屬箔層側為相反側的最外層之熱可塑性樹脂所成；及高熔點中間層，由配置於前述第1低熔點層與前述第2低熔點層之間之熱可塑性樹脂所成；且前述高熔點中間層之熔點，係120℃~180℃；前述第1低熔點層之熔點及前述第2低熔點層之熔點，係較前述高熔點中間層之熔點為低；前述高熔點中間層之厚度係20μm以上；前述高熔點中間層之厚度為「X」，前述密封層之厚度為「Y」時，係滿足0．50Y≦X≦0．99Y之關係者；前述高熔點中間層之熔點係較前述第1低熔點層之熔點高25℃~35℃，且前述高熔點中間層之熔點係較前述第2低熔點層之熔點高25℃~35℃。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，前述第1低熔點層之厚度係0．5μm以上，前述第2低熔點層之厚度係1μm以上。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，構成前述高熔點中間層之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為200，000~800，000之範圍之乙烯-丙烯嵌段共聚物樹脂；且構成前述第1低熔點層之熱可塑性樹脂及構成前述第2低熔點層之熱可塑性樹脂，係重量平均分子量為10，000~200，000之範圍之乙烯-丙烯無規共聚物樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所記載之蓄電裝置用外裝材，其中，前述金屬箔層之另一側的面係介由外側接著劑層與耐熱性樹脂層積層。
  5. 一種蓄電裝置，其特徵係具備蓄電裝置本體部、及申請專利範圍第1~4項中任一項所記載之蓄電裝置用外裝材，且前述蓄電裝置本體部，係由前述外裝材所外裝者。
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