[發明專利]鋰離子電池用封裝材料以及使用鋰離子電池用封裝材料的鋰離子電池的制造方法

有效

• 申請號: 201380022603.5
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104272491B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 谷口智昭
• 申請（專利權）人: 凸版印刷株式會社
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;B32B15/08
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 丁業平,張蘇娜

技術領域

本發明涉及鋰離子電池用封裝材料以及使用鋰離子電池用封裝材料的鋰離子電池的制造方法。

本申請要求2012年5月10日在日本提出的專利申請2012-108355號的優先權，其內容以引用方式并入本文。

背景技術

作為二次電池，已知的是鎳氫電池、鉛蓄電池，然而，由于便攜機器的小型化或設置空間的限制等，二次電池必須小型化。因此，能量密度高的鋰離子電池備受關注。作為鋰離子電池用封裝材料(下面簡稱為“封裝材料”)，傳統上使用金屬制的罐，但正在采用能滿足輕量、散熱性高、低成本的多層膜。

鋰離子電池的電解液可以由諸如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等非質子溶劑，和電解質構成。另外，作為電解質的鋰鹽，可使用LiPF₆、LiBF₄等鋰鹽。但是，這些鋰鹽與水經過水解反應生成氫氟酸。氫氟酸有時會引起電池部件的金屬面的腐蝕、由多層膜制成的封裝材料的各層之間的層壓強度的降低。

因此，在由多層膜制成的封裝材料中，在內部設置鋁箔層從而抑制水分從該封裝材料表面進入電池內。例如，已知這樣的封裝材料：其中，依次層疊有具有耐熱性的基材層/第1粘接層/鋁箔層/防止氫氟酸引起的腐蝕的防腐蝕處理層/第2粘接層/密封層。使用了所述封裝材料的鋰離子電池稱為鋁層壓型鋰離子電池。

作為鋁層壓型鋰離子電池，例如，已知這樣的壓花(エンボス)型的鋰離子電池：在封裝材料的一部分上通過冷間成型而形成凹部，在所述凹部內容納電池內容物(正極、隔板、負極、電解液等)，將封裝材料的剩余部分折回，并將邊緣部分通過熱封而密封。另外，近年來，為了提高能量密度，還制造了這樣的鋰離子電池：在貼合在一起的兩個封裝材料的兩者上都形成凹部，從而可容納更多的電池內容物。

鋰離子電池的能量密度隨著通過冷間成型形成的凹部加深而變高。但是，隨著所形成的凹部的加深，在成型時封裝材料容易產生針孔或斷裂。因此，在封裝材料的基材層中使用了雙軸拉伸聚酰胺薄膜對金屬箔進行保護。

這里，作為成型性提高的例子，提出了在基材層中采用在0°、45°、90°、135°這四個方向的拉伸試驗中直到斷裂為止的拉伸強度為150MPa、且所述4個方向的伸長率為80％以上的薄膜(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3567230號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，在專利文獻1的技術中，關于成型加工后的扭曲沒有任何考慮。因此存在這樣的問題：在將封裝材料拉伸從而進行成型加工時，由于拉伸過的基材層趨于回復到原始狀態，因此不能改善所產生的扭曲。

本發明的目的在于解決上述問題，并提供鋰離子電池用封裝材料以及使用鋰離子電池用封裝材料的鋰離子電池的制造方法，所述鋰離子電池用封裝材料能夠維持優異的成型性，并且可以降低成型加工后的扭曲量。

解決問題的手段

為了解決上述問題，本發明提出了以下方案。

在本發明的一個方案的鋰離子電池用封裝材料中，具有基材層、和所述基材層的另一面上依次層疊的第1粘接層、金屬箔層、防腐蝕處理層、第2粘接層、以及密封層，并且，在下述拉伸試驗中，作為所述基材層的試樣的MD方向和TD方向中任意一者即第1方向上的拉伸伸長率相對于所述試樣的長度為50％以上不足80％，并且，與所述第1方向垂直的第2方向的拉伸應力為150MPa以上230MPa以下。

拉伸試驗：

在23℃、40％RH的環境下將所述試樣保持24小時后，在23℃、40％RH的環境下，在所述試樣的寬度為15mm、標點間距離為50mm、拉伸速度為100mm/分的條件下進行拉伸試驗，測定所述試樣的拉伸伸長率以及拉伸應力。

在本發明的一個方案中，若基材層的拉伸試驗中MD方向和TD方向中任意一者即第1方向的拉伸伸長率為50％以上，則可以防止由成型時的封裝材料的拉伸引起的基材層斷裂。

另外，若拉伸伸長率不足80％，則可以維持基材層的強度，并可提高成型性。

此外，若拉伸試驗中另一方向(與所述第1方向垂直的第2方向)的拉伸應力為150MPa以上230MPa以下，則可抑制成型加工后的封裝材料的收縮，并且可以減少封裝材料的扭曲。

另外，在本發明的一個方案的鋰離子電池用封裝材料中，所述基材層優選由聚酰胺或者聚酯形成，并且所述基材層的厚度為10μm以上40μm以下。