[发明专利]扁平型电化学电池用包装材料

说明书

技术领域

本发明涉及具有稳定的密封性、绝缘性、成形性的扁平型电化学电池用包装材料。

背景技术

锂离子电池也称为锂二次电池，具有液状、凝胶状或高分子聚合物状的电解质，包含由高分子聚合物所构成的正极、负极活性物质。该锂离子电池，在充电时正极活性物质即锂过渡金属氧化物中的锂原子(Li)变成锂离子(Li⁺)进入负极的碳层间(嵌入)，放电时锂离子(Li⁺)从碳层间脱离(脱嵌)并移动到正极，变成原有的锂化合物而进行充电、放电反应，该电池与镍·镉电池和镍氢电池相比，输出电压高，能量密度也高，并且不会因不彻底的放电和再充电的反复进行而发生表观放电容量下降的问题，即不具有所谓记忆效应。

另外，锂离子电池由正极集流材料、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集流材料以及包装它们的外包装体而构成，作为形成外包装体的包装材料，以前一直使用将金属压模加工成圆柱状或长方体状等容器的金属罐。

但是，金属罐由于容器外壁是硬的，而限制了电池自身的形状，由于需要配合电池来设计坚硬的一侧所以没有形状的自由，近几年，出现以多层薄膜代替金属罐作为包装材料的趋势。该包装材料至少由基底材料层、金属箔、热熔粘合性树脂层所构成，并形成了将包装材料制成袋状收容电池主体的袋型；或者压模加工包装材料形成凹部分、并在凹部分收容电池主体的压花(Emboss)型的外包装体。例如，作为电池用包装材料，在JP-A-2005-56729中公开了一种包装材料，该包装材料是依次层压厚度大于10μm小于等于60μm的无延伸聚丙烯层；用于粘合金属箔和热熔粘合性树脂层的厚度1～5μm的酸改性聚丙烯层；处理膜附着量为5～30mg/m²的第1化成处理膜层形成在其表面上的厚度10～100μm的铝层；合成树脂层而构成。

图12a是现有的袋型锂离子电池1的侧视图，图12b是分解表示现有的袋型锂离子电池的立体图。如图12a和图12b所示，袋型的锂离子电池1为，锂离子电池主体2被密封收容在形成袋状的外包装体10中。而且，图13a是现有的压花型锂离子电池1的立体图，图13b是分解表示现有的压花型锂离子电池的立体图。如图13a和图13b所示，压花型的锂离子电池1为，使用由形成有压花部分的托盘10t和薄片10s所构成的外包装体10、密封收容锂离子电池主体2。

在任何一个类型中用外包装体10密封锂离子电池主体2时，将分别连接在锂离子电池主体2的正极和负极上的金属端子4突出于外包装体10的外部，同时通过用外包装体10夹住金属端子4进行热密封从而确保密封性。而且，在这里锂离子电池主体2的结构包括，由正极活性物质和正极集流体所构成的正极；由负极活性物质和负极集流体所构成的负极；含有被填充在正极和负极之间的电解质(均未图示)的电池(蓄电部分)；被连接在电池内的正极和负极的同时其尖端突出于外包装体10外部的金属端子4。

另外，实际使用锂离子电池1时，由于仅使用外包装体10有时会因耐冲击性弱、小伤痕而产生断裂，因此锂离子电池1常被收容在塑料盒后使用。

图14a表示现有的锂离子电池1的立体图，图14b表示被收容在虚线所示的塑料盒13中的现有锂离子电池1的立体图。

在考虑锂离子电池1的小型化时，需要弯曲锂离子电池1的外包装体周边密封部分10b并收容在塑料盒13中。图14c是从图14b的箭头x方向、观察收容在塑料盒13中的锂离子电池1的剖视图。

但是，在周边密封部分10b的内边折线即弯曲部分10c上，由于外包装体10的最内层即热熔粘合性树脂层在热密封时已熔化过一次、并结晶，因此弯曲时容易发生断裂。而且，当该断裂发生时，外包装体10内部的电解质将接触到构成外包装体10的金属箔，导致金属箔通电而产生锂离子电池的输出显著下降、电池功能丧失的问题。

另外，在通过压模加工形成外包装体10的压花工序中，当在构成外包装体10的金属箔上使用了类似铝的具有优良延伸性的金属时，外包装体10最内层的热熔粘合性树脂层的延伸追不上铝的延伸，有时铝和热熔粘合性树脂层会剥离、在热熔粘合性树脂层上产生断裂。而且，JP-A-2005-56729所示的电池用包装材料，没有完全解决上述问题。

另外，除了将锂离子电池主体2收容在外包装体10之外，在密封收容电容器、双电荷层电容器时也会出现同样的问题。

发明内容