[發明專利]電池外殼用層疊體和二次電池

有效

• 申請號: 201280007768.0
• 申請日: 2012-01-24
• 公開（公告）號: CN103348504A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 吉田秀紀;土屋信之;杉田修一;上田耕一郎;佐佐木基寬
• 申請（專利權）人: 日新制鋼株式會社
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;B32B15/085
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種電池外殼用層疊體及使用了該電池外殼用層疊體的二次電池。

背景技術

鎳-鎘電池或鎳-氫電池、鋰離子電池等二次電池廣泛用于移動電話或筆記型個人計算機、攝像機、電動汽車、衛星、社會基礎設備（infrastructure）組件等電子設備、或電子零部件。特別是鋰離子二次電池由于能量密度及輸出特性優異，而大多用于要求小型化及輕量性的手機或移動設備等中。以往，從輕量性、成形性及成本的觀點出發，這些小型電池的包裝構件使用鋁合金。

另外，近年來，二次電池亦用于電動汽車或混合動力汽車、太陽電池用蓄電池等大型設備。這些大型設備用電池中，為了提高輸出容量，而需要增加電解液的量，電池尺寸亦為大型。此種大型電池的包裝構件被要求比小型電池的包裝構件更高的安全性（牢固性、耐久性等）。

以往，用作電池的包裝構件的鋁合金剛性低，因此為了提高對于電池內部的壓力增加的耐壓性，需要增加板厚。另外，鋁合金由于耐屈曲性差，因此在將電池單元彼此捆在一起及固定時，在使用盒體周邊的凸緣部時，需要輔助的捆扎構件。因此，使用鋁合金作為電池的包裝構件時，電池的省空間化及低成本化存在極限。而且，鋁合金由于熱膨脹系數大，因而亦存在通過充放電時的發熱而對包裝構件施加較大的熱沖擊的問題。

作為解決上述問題的方法，提出有將不銹鋼板用于電池的包裝構件（例如參照專利文獻1）。在專利文獻1中記載有如下內容：在將奧氏體系不銹鋼板進行成形加工而得到的盒體構件的內部收納電池構件（正極和負極、分隔件、電解液等），通過接縫熔接將盒體構件彼此接合，從而制造出電池。

由專利文獻1中所記載的不銹鋼板構成的電池外殼用材料，由于強度高且熱膨脹系數較小，因此能夠解決上述問題。然而，在使用專利文獻1中所記載的電池外殼用材料制造電池時，由于在將電池構件收納于盒體內的狀態下進行熔接，因此有因熔接熱而電池構件（特別是樹脂制分隔件）劣化的可能性。另外，并不限于專利文獻1的電池，在使用由不銹鋼板等金屬構成的盒體的電池中，存在使用時容器的內壓過度上升而使容器破裂的可能性。為了防止容器內壓的過度上升，則設置安全閥即可，但由于安全閥采用復雜的結構，因此會導致制造成本升高。

作為解決上述熔接熱及制造成本的問題的方法，提出有將不銹鋼板與熱粘接性樹脂膜的層疊體用于電池的包裝構件（例如參照專利文獻2）。在專利文獻2中記載如下內容：在經鉻酸鹽（chromate）處理的不銹鋼板上層疊酸改性聚烯烴系樹脂膜而成的樹脂涂覆的不銹鋼板。在由該覆蓋樹脂的不銹鋼板構成的盒體構件的內部收納電池構件（正極或負極、分隔件、電解液等），通過熱粘接使盒體構件彼此接合，由此制造電池。在專利文獻2的技術中，由于并非通過熔接而是通過熱粘接將盒體構件接合，因此不會產生因熔接熱所引起的電池構件的劣化。另外，通過熱粘接所得到的接合強度與通過熔接所得到的接合強度相比特別小。因此，即使容器內壓過度上升，盒體構件也會在熱粘接面分離，因此無需安全閥。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004-52100號公報

專利文獻2：日本特開2007-168184號公報

發明內容

發明要解決的問題

專利文獻2所記載的樹脂涂覆的不銹鋼板為了確保熱粘接性樹脂膜的密合性，而形成有鉻酸鹽處理層。使用包含環境負荷較大的六價鉻的處理液而形成此鉻酸鹽處理層。因此，專利文獻2所記載的樹脂涂覆的不銹鋼板存在環境負荷大的問題。

本發明的目的是提供一種可熱粘接的電池外殼用層疊體，其在不銹鋼板上形成熱粘接性樹脂層而成，并且熱粘接性樹脂層的密合性優異，環境負荷小。

本發明人發現，采用含有含羧基樹脂、含惡唑啉基樹脂及堿性磷酸化合物的樹脂組合物，在不銹鋼板的表面形成由該樹脂組合物的硬化物構成的有機無機復合處理層，并在該層之上形成熱粘接性樹脂層，從而不使用六價鉻就能夠提高熱粘接性樹脂層的密合性，基于上述發現并進一步加以研究而完成了本發明。

即，本發明的第一方案涉及以下的電池外殼用層疊體。

[1]一種電池外殼用層疊體，其包含：不銹鋼板，其具有第一面及第二面；有機無機復合處理層，其形成于上述不銹鋼板的第一面，且由樹脂組合物的硬化物構成，上述樹脂組合物含有含羧基樹脂、含惡唑啉基樹脂及堿性磷酸化合物；以及熱粘接性聚烯烴系樹脂層，其形成于上述有機無機復合處理層的表面，且厚度為10～100μm。