[发明专利]电池外壳用层叠体及其制造方法以及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及具有耐电解液性的电池外壳用层叠体及其制造方法、以及具有该电池外壳用层叠体的二次电池。

背景技术

镍-镉电池或镍-氢电池、锂离子电池等二次电池广泛地用于移动电话或笔记本型个人计算机、数码相机、便携音乐播放器等电子设备。特别是，锂离子电池由于能量密度及输出特性优异，而大多用于要求小型化及轻量性的手机或移动设备等中。

另外，近年来，二次电池也用于电动汽车或混合动力汽车、太阳能电池用蓄电池等大型设备。这些大型设备用的二次电池中，为了提高输出容量，需要增加电解液的容量，则二次电池的尺寸也随之变大。这种大型二次电池的包装构件被要求为小型二次电池的包装构件以上的安全性（牢固性、耐久性等）。

作为这种包装构件的材料，提出了具有金属板、以及在金属板的表面形成的聚丙烯层的层叠体。该层叠体通过深拉加工（deep drawing）或撑压加工，而自平板状态形成为一定的形状来用作包装构件。

这种金属板和聚丙烯层的层叠体有如下问题：实施深拉加工、撑压加工等后，在聚丙烯层的加工部分产生裂痕（龟裂）。作为解决该问题的方法，提出了在对金属板和聚丙烯层进行了热熔接之后快速地进行冷却的方案（例如，参照专利文献1和专利文献2）。众所周知，聚丙烯在热熔接后的冷却速度慢时将会结晶。并且，通过这样对具有结晶度高的聚丙烯层的层叠体进行成形加工，因而产生裂痕。另一方面，若将热熔接后的层叠体快速冷却，则能够抑制聚丙烯层的结晶，最终能够抑制裂痕的产生。

在专利文献1记载了包含金属板、酸改性聚丙烯层和聚丙烯层的、用于罐（例如18L罐或气溶胶罐等）的层叠体。在专利文献1中记载的层叠体通过如下方法制造，即：在金属板上层叠酸改性聚丙烯层和聚丙烯层，进行了热熔接之后，以20℃/秒以上（优选100℃/秒以上）的速度冷却至55℃以下（优选30℃以下）的温度为止。由此，酸改性聚丙烯层和聚丙烯层的结晶度被抑制在55％以下。

另外，在专利文献2也记载了包含金属板、酸改性聚丙烯层和聚丙烯层的罐用层叠体。专利文献2所记载的层叠体通过如下方法制造，即：在金属板上层叠酸改性聚丙烯和聚丙烯，经过热熔接之后，以200℃/秒以上的速度冷却至室温（room temperature）为止。由此，说明了酸改性聚丙烯层和聚丙烯层的结晶被部分抑制或完全不产生。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开平06-008368号公报

【专利文献2】日本特表平02-501642号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明人使用以专利文献1和专利文献2记载的方法制作出的层叠体而制造出了电池外壳。具体而言，首先，在实施了磷酸铬酸盐法化学转化处理的100μm厚的不锈钢板上，层叠酸改性聚丙烯和聚丙烯而制造出层叠体。接着，利用薄板成形试验机对得到的层叠体进行撑压成形加工而达到8mm的深度，从而制造出电池外壳。然后，使用该电池外壳制造出二次电池（锂离子电池）时，制造出的二次电池的电池外壳（层叠体）的耐电解液性差，并且其金属板（不锈钢板）和树脂层相剥离。

因此，本发明人为了明确金属板与树脂层剥离的原因，而利用显微镜观察成形加工后的层叠体的树脂侧表面。其结果是，得知了在成形加工后的层叠体的树脂侧表面没有产生较大的裂痕，但产生了可成为耐电解液性低下的原因的微细的裂痕。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在成形加工后也具有优异的耐电解液性的电池外壳用层叠体及其制造方法。另外，本发明的目的在于提供一种具有该电池外壳用层叠体的二次电池。

解决问题的方案

本发明人发现，不仅使聚丙烯层中的结晶度降低，还抑制聚丙烯层中的球晶的产生和生长，从而能够防止成形加工时的微细裂痕的产生，本发明人进一步加以研究，从而完成了本发明。

即，本发明涉及以下的电池外壳用层叠体。

[1]一种电池外壳用层叠体，包括：金属板；配置在所述金属板上的酸改性聚丙烯层；以及配置在所述酸改性聚丙烯层上的聚丙烯层，在利用电子束选择性地蚀刻所述聚丙烯层的非晶质部后，利用扫描型电子显微镜观察所述聚丙烯层表面时，所露出的球晶的外径小于1μm。

[2]如[1]所述的电池外壳用层叠体，其中，所述金属板的厚度处于15～600μm的范围内。

[3]如[1]或[2]所述的电池外壳用层叠体，其中，所述金属板为不锈钢板。

另外，本发明涉及以下的电池外壳用层叠体的制造方法。