[發(fā)明專利]具有薄膜密封的原電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980109970.2
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101978529A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·韋爾勒;C·克拉格勒;R·弗蘭茨;J·雷貝格;J·邁爾;H·斯特爾茨希
• 申請（專利權(quán)）人: 瓦爾達微電池有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;盧江

本發(fā)明的對象是一種具有封裝至少一個正電極和至少一個負電極的金屬薄膜殼體的原電池、一種具有這種原電池的電子芯片卡、以及一種多層復(fù)合膜、和將該多層復(fù)合膜作為密封原電池殼體的密封材料的應(yīng)用。

鋰離子電池、尤其是鋰聚合物電池(初級的和次級的)可以制成為很薄的柔性的扁電池，并且因此很好地適合于作為芯片卡的儲能器，尤其是適用于諸如所謂的“Active?Smart?Card(有源智能卡)”的電子芯片卡的儲能器。在這樣的電子芯片卡中需要儲能器來對IC芯片或其它的部件-例如集成的微型傳感器或發(fā)射應(yīng)答器-供電。

電子芯片卡由實際的卡體、諸如所述IC芯片的不同的電子部件、以及儲能器組成，并且必須在其整體上與DIN-ISO?7816-1和DIN-ISO/IEC?10373是ISO一致的。適合于作為電子芯片卡的儲能器的鋰離子電池或鋰聚合物電池通常具有封裝電極并且防止環(huán)境影響和潮濕的金屬殼體。這種殼體通常由兩個通過密封層相互連接的半殼體組成。密封層將這兩個半殼體相互絕緣，并且除此之外尤其是也具有密封的功能。乙烯醋酯乙烯酯(EVA)例如很好地適合于作為密封材料。因此，EVA具有相對高的耐熱性和良好的耐老化性。但是，EVA的粘附性能不是總是令人滿意的，這尤其是在過去由銅制成的薄膜殼體的情況下經(jīng)常導(dǎo)致問題。

本發(fā)明所基于的任務(wù)在于找到一種可替代EVA的薄膜材料，該薄膜材料如EVA那樣具有高的耐熱性和良好的耐老化性，但是其相對于金屬的、尤其是相對于銅的粘附性能而言卻具有改善的性能。利用該新的密封材料將提供具有改善的密封性的原電池，這些原電池尤其是也適用于在電子芯片卡中的使用。

通過具有權(quán)利要求1所述特征的原電池、具有權(quán)利要求14所述特征的多層復(fù)合膜、以及具有權(quán)利要求16所述特征的應(yīng)用來解決這些任務(wù)。具有權(quán)利要求17所述特征的芯片卡也是本發(fā)明的一部分。在權(quán)利要求2至13中定義根據(jù)本發(fā)明的原電池的優(yōu)選實施形式。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合膜的優(yōu)選實施形式在從屬權(quán)利要求15中。就此通過引用使所有權(quán)利要求的用語成為本說明書的內(nèi)容。

根據(jù)本發(fā)明的原電池具有優(yōu)選多件式的金屬的薄膜殼體，該薄膜殼體封裝至少一個正電極和至少一個負電極。根據(jù)本發(fā)明的原電池優(yōu)選具有恰好一個正電極和恰好一個負電極。根據(jù)本發(fā)明的薄膜殼體的特點在于，該薄膜殼體借助至少部分地由聚合物制成的塑料薄膜來密封，該聚合物具有酸基和/或酸酐基和/或從它們中導(dǎo)出的基。

塑料薄膜將薄膜殼體的部件相互絕緣。塑料薄膜同時充當電絕緣體以及阻止潮濕侵入薄膜殼體內(nèi)部或根據(jù)本發(fā)明的電池內(nèi)部的密封裝置。塑料薄膜構(gòu)成密封層。金屬的薄膜殼體本身優(yōu)選除了其作為單純的殼體的功能之外，也履行集流器的功能。

在特別優(yōu)選的實施形式中，薄膜殼體由兩個半殼體部件組成，其中一個半殼體部件與至少一個正電極優(yōu)選處于直接接觸中，而另一個半殼體部件與至少一個負電極優(yōu)選處于直接接觸中。因此，這些半殼體部件于是形成根據(jù)本發(fā)明原電池的可在其上實現(xiàn)電流汲取的極。所述塑料薄膜優(yōu)選作為環(huán)繞的條帶布置在兩個半殼體部件之間。

令人驚訝地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有一定份額如下聚合物的塑料薄膜相對于金屬、尤其是相對于銅具有卓越的粘附性能并且同時在原電池中出現(xiàn)電化學(xué)負荷的情況下也是穩(wěn)定的：所述聚合物具有酸基和/或酸酐基和/或從它們中導(dǎo)出的基。根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的塑料薄膜的反應(yīng)的酸基和/或酸酐基和/或從它們中導(dǎo)出的基對電化學(xué)流程的干擾效應(yīng)也曾是不能先驗地排除的，但是也不能觀察到。除此之外，根據(jù)本發(fā)明所使用的薄膜曾形成對于潮濕侵入的非常良好的阻擋層。

所述塑料薄膜優(yōu)選是多層復(fù)合膜，其中，復(fù)合膜的至少一個層由具有酸基和/或酸酐基和/或從它們中導(dǎo)出的基的聚合物制成。

具有酸基和/或酸酐基和/或從它們中導(dǎo)出的基的聚合物尤其是基于丙烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物。通過非極化的單體與極化的單體的共聚作用所獲取的聚合物已證明為特別適合的。作為對此的示例，應(yīng)提及乙烯-甲基丙烯酸-共聚物(簡稱EMAA，例如杜邦公司的)或乙烯-丙烯酸-共聚物(簡稱EAA)。極化的單體的份額在這些聚合物中優(yōu)選處于1％至15％，優(yōu)選在5％至10％之間。

應(yīng)將從酸基中和/或從酸酐基中導(dǎo)出的基尤其是理解為來自這些基中的離子基或鹽型基，尤其是羧酸鹽基。

在其它優(yōu)選的實施形式中，所述復(fù)合膜具有由優(yōu)選未經(jīng)改變的、尤其是純的和非極化的聚烯烴制成的至少一個層。該聚烯烴優(yōu)選是聚丙烯(PP)。