蓄电装置用封装材料以及使用了该蓄电装置用封装材料的蓄电装置制造方法及图纸

本公开的一个方面涉及的蓄电装置用封装材料是这样的蓄电装置用封装材料：依次至少具备基材层、外层粘接剂层、阻隔层以及密封剂层，基材层在20～150℃的线膨胀系数与阻隔层在20～150℃的线膨胀系数之差在MD方向和TD方向上均为20

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置用封装材料以及使用了该蓄电装置用封装材料的蓄电装置


[0001]本公开涉及蓄电装置用封装材料以及使用了该蓄电装置用封装材料的蓄电装置。

技术介绍

[0002]作为蓄电装置，已知有(例如)锂离子电池、镍氢电池及铅蓄电池等二次电池、以及双电层电容器等电化学电容器。由于便携设备的小型化或设置空间的限制等，要求蓄电装置进一步小型化，因此能量密度高的锂离子电池备受关注。作为锂离子电池所使用的封装材料，以往使用金属制的罐，但是逐渐使用重量轻、散热性高且能够以低成本制作的多层膜。
[0003]将上述多层膜用于封装材料的锂离子电池称为层压型锂离子电池。通过使封装材料覆盖电池内容物(正极、隔板、负极、电解液等)，防止水分向内部渗入。就层压型的锂离子电池而言，例如可以通过以下方法制造：在封装材料的一部分中通过冷成型形成凹部，将电池内容物容纳于该凹部内，并将封装材料的其余部分折回并用热封来密封边缘部分(例如，参照专利文献1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2013
‑
101765号公报

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的课题
[0008]但是，作为锂离子电池的新一代电池，正在进行被称为全固态电池的蓄电装置的研究开发。全固态电池具有不使用有机电解液而使用固态电解质作为电解物质的特征。锂离子电池不能在高于电解液的沸点温度(80℃左右)的温度条件下使用，与此相对，全固态电池可以在超过100℃的温度条件下使用，并且能够通过在高温条件下(例如100～150℃)工作来提高锂离子的传导率。由于全固态电池可以在这样的高温下使用，因此可以减少用于冷却电池的冷却系统所需的空间和成本。
[0009](第一目的)
[0010]然而，在使用上述那样的多层膜作为封装材料来制造层压型的全固态电池的情况下，当使所得的全固态电池在高温环境下工作时，在封装材料的基材层与金属箔层(阻隔层)之间发生剥离，可能会发生基材层从下层的金属箔层浮起的现象(外层浮起)。特别是，由于封装材料的深冲成型后的部分在成型时被拉伸，因此更容易产生上述的外层浮起。当产生外层浮起时，该部分的强度降低，封装材料可能会发生破裂等。
[0011]另外，不仅限于全固态电池，在锂离子电容器等其他蓄电装置中，也正在开发能够在高温下使用的蓄电装置。因此，要求即使在高温环境下使用蓄电装置时蓄电装置的封装材料也难以产生外层浮起。
[0012]本公开是鉴于上述课题而完成的，其第一目的在于提供即使在高温环境下(例如150℃)也难以产生基材层从阻隔层浮起的蓄电装置用封装材料以及使用了该蓄电装置用封装材料的蓄电装置。
[0013](第二目的)
[0014]当在高温环境下使用或保管蓄电装置时，存在这样的问题：蓄电装置发生变形，即使恢复到常温环境，该变形也无法恢复。变形后的蓄电装置不仅外观差，而且难以正常使用。
[0015]本公开是基于这样的技术情况而完成的，其第二目的在于提供即使在高温环境下长时间使用或保管后也难以发生变形的蓄电装置和该蓄电装置用封装材料。
[0016](第三目的)
[0017]本专利技术人发现了以下问题：在使用上述那样的多层膜作为封装材料来制作层压型的全固态电池的情况下，当所得的全固态电池在高温环境下工作时，封装材料的绝缘性降低，容易因施加电压而产生绝缘破坏。需要说明的是，在现有的锂离子电池中，由于使用电解液的关系而不在高温下使用，因此在高温环境下使用时的封装材料的上述问题迄今为止还未被认识为课题。另外，在全固态电池中，也正在研究通过双极化来提取高电压，因此封装材料的绝缘性的重要性进一步提高。
[0018]另外，不仅限于全固态电池，在锂离子电容器等其他蓄电装置中，也正在开发能够在高温下使用的蓄电装置。因此，要求即使在高温环境下使用蓄电装置时蓄电装置的封装材料也难以产生绝缘破坏。
[0019]本公开是鉴于上述课题而完成的，其第三目的在于提供即使在高温环境下(例如150℃)也难以产生绝缘破坏的蓄电装置用封装材料以及使用了该蓄电装置用封装材料的蓄电装置。
[0020]用于解决课题的方案
[0021]为了实现上述第一目的，本公开提供了一种蓄电装置用封装材料，其依次至少具备：基材层、外层粘接剂层、阻隔层以及密封剂层，上述基材层在20～150℃的线膨胀系数与上述阻隔层在20～150℃的线膨胀系数之差在MD方向和TD方向上均为20
×
10
‑6/℃以下。
[0022]当封装材料暴露于高温环境下时，基材层和阻隔层的热膨胀达到不可忽视的水平。此时，本专利技术人发现：当基材层与阻隔层的热膨胀存在差异时，对粘接基材层和阻隔层的外层粘接剂层施加剪切力，外层粘接剂层发生凝聚破坏或界面剥离，从而基材层与阻隔层之间发生剥离(外层浮起)。然后，本专利技术人发现：通过将基材层与阻隔层的热膨胀指标即线膨胀系数之差控制在特定的范围，可以解决上述问题。即，根据本公开的封装材料，通过使基材层在20～150℃的线膨胀系数与阻隔层在20～150℃的线膨胀系数之差在MD方向和TD方向上均为20
×
10
‑6/℃以下，即使在高温环境下(例如150℃)也能够抑制基材层从阻隔层产生浮起。
[0023]在上述蓄电装置用封装材料中，上述阻隔层可以是铝箔。由此，可以提高封装材料的成型性，并且可以降低材料成本。另外，通过使用铝箔作为阻隔层，容易控制基材层与阻隔层的线膨胀系数之差。
[0024]在上述蓄电装置用封装材料中，上述基材层在20～150℃的线膨胀系数在MD方向和TD方向上可以均为
‑7×
10
‑6/℃以上53
×
10
‑6/℃以下。通过将基材层的线膨胀系数设在
上述范围内，容易减小与阻隔层的线膨胀系数之差，并且容易进一步抑制高温环境下外层浮起的发生。另外，在阻隔层为铝箔的情况下，铝箔的线膨胀系数在23
×
10
‑6/℃附近，因此通过将基材层的线膨胀系数设定在上述范围内，可以减小与铝箔的线膨胀系数之差。
[0025]在上述蓄电装置用封装材料中，上述基材层可以是双轴拉伸后的半芳香族聚酰胺膜。作为蓄电装置用封装材料的基材层，通常使用：为了赋予成型性而被双轴拉伸的尼龙(Ny)膜(线膨胀系数：72～80
×
10
‑6/℃)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(线膨胀系数：65～76
×
10
‑6/℃)、或者将它们层压或共挤出而得的PET/Ny膜。然而，虽然这些膜的成型性良好，但是与金属薄层(例如铝箔)的线膨胀系数之差较大，在高温环境下容易产生外层浮起。与此相对，双轴拉伸后的半芳香族聚酰胺膜可以降低与金属薄层(例如铝箔)的线膨胀系数之差，从而容易抑制高温环境下的外层浮起的发生，并且可以对封装材料赋予良好的成型性。
[0026]在上述蓄电装置用封装材料中，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】1.一种蓄电装置用封装材料，其依次至少具备基材层、外层粘接剂层、阻隔层、以及密封剂层，所述基材层在20～150℃的线膨胀系数与所述阻隔层在20～150℃的线膨胀系数之差在MD方向和TD方向上均为20
×
10
‑6/℃以下。2.根据权利要求1所述的蓄电装置用封装材料，其中，所述基材层在20～150℃的线膨胀系数在MD方向和TD方向上均为
‑7×
10
‑6/℃以上53
×
10
‑6/℃以下。3.一种蓄电装置用封装材料，其依次至少具备基材层、外层粘接剂层、阻隔层、以及密封剂层，所述基材层为单层结构，由该基材层单体制作长度为20mm、宽度为10mm的样品，当在150℃的环境下对该样品进行3个小时的连续施加5N恒重的蠕变试验时，MD方向的伸长量和TD方向的伸长量均为3mm以下。4.根据权利要求3所述的蓄电装置用封装材料，其中，MD方向的所述伸长量与TD方向的所述伸长量之差为2mm以下。5.一种蓄电装置用封装材料，其具有依次至少层叠基材层、外层粘接剂层、阻隔层、密封剂层而成的结构，所述基材层在23℃环境下的体积电阻率与150℃环境下的体积电阻率之比(23℃环境下的体积电阻率/150℃环境下的体积电阻率)为1
×
100～1
×
103。6.根据权利要求5所述的蓄电装置用封装材料，其中，所述基材层在23℃环境下的体积电阻率为1
×
10
13
Ω
...

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