二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法以及电池组的制作方法
二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法以及电池组的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及加热时的形状稳定性和粘接性优异、并且还可以确保绝缘性的二次电 池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法、以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜 的电池组。
【背景技术】
[0002] 现有的镍氢、铅蓄电池之类的水系电池因水的电解电压所造成的制约，导致电池 单元的电压其界限为1.2V左右。但是，近年来，需要移动设备小型化及自然发电能量的有 效利用，能够得到更高的电压且能量密度高的锂离子电池的必要性正在增加。作为可用于 这样的锂离子电池的包装材料，目前使用金属制的罐，然而针对制品的薄型化及多样化的 要求，逐渐使用使在可对应低成本的铝箔上层叠树脂薄膜而成的制品成为袋状的复合包装 材料。
[0003] 二次电池用复合包装材料（以下，包装材料）10是由金属箔和树脂构成的层叠体。 该包装材料10如图1所示，一般从内层开始按顺序由内层树脂层11、内层侧粘接剂层12、 防腐蚀处理层13、阻挡层14、防腐蚀处理层13、外层侧粘接剂层15、外层16构成。作为阻 挡层14使用错或不锈钢等，作为外层16使用尼龙或PET(PolyEthyleneTerephtalate) 等单层膜或多层膜。
[0004] 为了从由这种包装材料10构成的锂离子电池供给电力，需要称为接头片（夕7'') 的电极端子。图3(a)、（b)是示意地表示接头片20的构造的截面图。该接头片20由金属 端子（以下，也称为"导片"）27、金属端子被覆树脂薄膜（以下，也称为"密封层"）24构成。
[0005] 正极的导片27使用铝，其表面大多进行防腐蚀表面处理。需要说明的是，在进行 了该防腐蚀表面处理的情况下，在导片27的表面形成有耐腐蚀保护层25。另一方面，负极 的导片27使用镍或铜。
[0006] 密封层24 -般使用单层或多层的树脂薄膜。图2中表示3层结构的密封层24的 一例。密封层24是配置于导片27和包装材料10之间的部件，所以主要要求以下三种性能。
[0007] 第1是具有与导片27和内层树脂（形成内层树脂层11的树脂）两者的粘接性。 对于与导片27的密合，通过使用于密封层24的聚烯烃树脂即聚丙烯或聚乙烯发生酸改性， 导入极性基团，从而使密合性提高。
[0008] 另外，如图3(b)的X所示，使密封层24熔接在导片27上时，需要对导片27的端 部27a填充熔融的密封层树脂。在填充不充分的情况下，导片27和密封层24不密合，有可 能在电池制作时发生漏液或剥离。为了提高密封层24向导片端部27a的填充性，增加密封 层树脂的MFR(MeltFlowRate，熔体流动速率），使得熔接时密封层树脂容易流动是重要 的。对上述的内层树脂而言一般使用聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃系树脂，因此，通过在上述的 密封层树脂中也使用聚烯烃系树脂，可以得到良好的密合性。
[0009] 第2是确保绝缘性。导片27是从电池中导出电流的端子，因此，需要维持和其它 部件的绝缘性。接头片部件中最令人担心绝缘性的部分如图3(b)的Y所示，是导片27的 肩部27b。导片肩部27b在导片27具有毛边（A卩）等的情况下有可能捅破密封层24,在 导片27和密封层24熔接时，在压力?温度条件过强的情况下，密封层24的膜厚有可能变 得过薄。因此，该部分（即导片肩部27b)的密封层树脂的膜厚最易变薄，所以绝缘性容易 降低。为了解决上述问题，需要使用MFR低的树脂，使得熔接时树脂难流动。
[0010] 第3是密封层24的形状维持性。如图3(b)的Z所示，在接头片20中有仅由密封 层树脂构成的部分。该部分根据熔接时的加热?冷却条件，产生起伏?弯曲，或熔接后在自 重作用下朝向下方下垂（在变形的状态下硬化）。
[0011] 为了得到上述的特性，专利文献1、2中提出使用MFR不同的层的3层结构。在熔 接时通过层叠树脂易流动的高流动层、和树脂难流动的低流动层，实现树脂在导片端部27a 的围绕性与通过维持导片肩部27b的膜厚所得的绝缘性的并存。然而，在车载及蓄电等为 代表的大型容量电池的用途中具有导片27的厚度增加的倾向，相对于密封层24的填充性 的要求正变得严格起来。另外，对于这些大型电池，电池容量大，所以对于绝缘性，要求也变 得严格起来，在专利文献1、2这样的构成中，性能变得不充分。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1:日本专利第4498639号公报
[0015] 专利文献2:日本专利第4993054号公报
【发明内容】
[0016] 发明所要解决的问题
[0017] 在此，本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于，提供可以确保导片端部的填 充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性且综合性能优异的二次电池用金属端子被覆树 脂薄膜及其制造方法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 用于解决上述课题的本发明的一种方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连 接的金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，将构成所述树脂 薄膜的至少1层的树脂的恪体流动速率设在0.lg/l〇min以上2. 5g/10min以下的范围内。
[0020] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则至少具备1层MFR在 0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内的层，所以恪接时树脂难流动，可维持绝缘性。
[0021] 另外，本发明的另外的方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端 子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，将所述芯层和所述 表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范围内。
[0022] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层和表层的MFR差在 5g/10min以上30g/10min以下的范围内，所以可明确芯层和表层的作用，可确保芯层的绝 缘性并可确保表层的树脂的围绕性。
[0023] 另外，本发明的另外的方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端 子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，将所述芯层的膜厚 设在20ym以上200ym以下的范围内。
[0024] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层的厚度为20ym以上，所 以即使是熔接时通过热封等加热的情况，也可确保绝缘性。另外，芯层的厚度为200ym以 下，所以膜厚控制较容易，并且不会增加树脂量，可防止成本升高。
[0025]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，也可以将所述树脂薄膜的表 层的至少1层设为酸改性的聚烯烃树脂。
[0026] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则表层的至少1层具有酸改性聚 烯烃的层，所以可提高对金属端子或其它树脂的密合性。
[0027]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，可以将构成所述树脂薄膜的 至少1层的树脂的恪体流动速率设在〇.lg/l〇min以上2. 5g/10min以下的范围内。
[0028] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则至少具备1层MFR为 0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内的层，所以恪接时树脂难以流动，可维持绝缘 性。
[0029] 另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，可以将所述芯层和所述表层 的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范围内。
[0030] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层和表层的MFR差为 5g/10min以上30g/10min以下的范围内，所以可明确芯层和表层的作用，可确保芯层的绝 缘性并可确保表层的树脂的围绕性。
[00 31]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，可将所述芯层的膜 厚设在20ym以上200ym以下的范围内。
[0032] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层的厚度为20ym以上，所 以即使是熔接时通过热封等加热的情况，也可确保绝缘性。另外，芯层的厚度为200ym以 下，所以膜厚控制较容易，并且树脂量不会增加，可防止成本升高。
[0033] 另外，本发明的另外的方式是一种电池组，其特征在于，具备上述构成的二次电池 用金属端子被覆树脂薄膜。
[0034] 只要是上述电池组，则具备上述构成的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，所以 可以制作绝缘性?密合性优异的电池组。
[0035] 另外，本发明的另外的方式是一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的制造方 法，其特征在于，通过吹塑成型制造上述构成的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0036] 只要是上述制造方法，则通过使用即使MFR低的树脂也能挤出的吹塑成型法，可 稳定地制作二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0037] 发明效果
[0038] 根据本发明的一种方式，可以提供可以确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、 密封层的形状维持性，且综合性性能优异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方 法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。
[0039] 附图简要说明
[0040]图1是示意地表示锂离子电池用复合包装材料的结构的截面图；
[0041]图2是示意地表示3层接头片密封层的结构的截面图；
[0042] 图3(a)是示意地表示接头片的一般的结构的截面图，（b)是示意地表示接头片详 细的结构的截面图。
【具体实施方式】
[0043] 以下，对本发明实施方式的接头片20进行详细说明。图3(a)、（b)是表示接头片 20的一例的截面图。如图3 (a)、（b)所示，接头片20的3层结构的密封层24和导片金属层 26经由耐腐蚀保护层25粘接。在此，将含有导片金属层26和耐腐蚀保护层25的部件称为 导片27。密封层24从距导片27远的一方起为密封层表层（以下也简称为"表层"）21、密 封层芯层（以下也简称为"芯层"）22、密封层表层（以下也简称为"表层"）23。
[0044](密封层表层21、23)
[0045] 表层21、23要求与导片27和聚烯烃树脂两者的粘接性优异的树脂。关于表层21、 23,优选（例如）用马来酸酐等接枝改性聚烯烃树脂而成的酸改性聚烯烃树脂。和包装材 料10的内层树脂层11 (参照图1)相接的表层21、以及与导片27相接的表层23也可以使 用不同的树脂，但密封层24的表里面的树脂如果不同，则在密封层24的表里面物理性质也 不同，可能会降低生产性。因此，表层21和表层23优选使用相同的树脂。
[0046] 另外，芯层22的MFR在0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内，芯层22和表 层21、23的MFR差在5g/10min以上30g/10min以下的范围内，因此，表层21、23的MFR优选 在5.lg/10min以上32. 5g/10min以下的范围内。表层21、23的MFR与芯层22之差是重要 的，所以不能限定为单一的值，但如果考虑对导片端部27a的填充性，则更优选在7g/10min 以上20g/10min以下的范围内。表层21、23的MFR小于5.lg/10min时，熔融时向导片端部 27a的填充不充分。另外，表层21、23的MFR超过32. 5g/10min的情况下，制膜时粘度过低， 有可能引起针孔的广生等。
[0047] 需要说明的是，芯层22和表层21、23的MFR之差超过30g/10min的情况下，表层 21、23的MFR过大，熔接时树脂过度流动，熔接变得不稳定。另外，芯层22和表层21、23的 MFR之差小于5g/10min时，MFR之差过小，不能发挥芯层22、表层21、23各自的性能。
[0048] 对于表层21、23的膜厚，优选在10ym以上300ym以下的范围内。表层21、23的 膜厚小于10Um时，不能确保为了填充导片端部27a而流入的树脂量，结果填充不足。另外， 表层21、23的膜厚超过300ym的情况下，吹塑成型等挤出时难以进行膜厚控制，另外，因树 脂量增加，所以成为成本增加的主要因素。
[0049] 对于表层21、23的熔点，优选在100°C以上170°C以下的范围内。对于熔点而言， 因为需一并考虑芯层22和包装材料10的内层树脂层11，从而难以仅由表层21、23限定。 例如，在芯层22和内层树脂层11由聚乙烯类的树脂形成的情况下，优选表层21、23也使用 同样的聚乙烯类且熔点在l〇〇°C附近的树脂。另外，在芯层22和内层树脂层11由聚丙烯类 的树脂形成的情况下，优选熔点在130°C以上170°C以下的范围内的树脂。
[0050](密封层芯层22)
[0051] 考虑与表层21、23的粘接性的话，芯层22优选为聚烯烃树脂。对于芯层22的MFR， 在0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内为良好。芯层22的MFR小于0.lg/10min时， 熔融粘度过低，制膜困难。另一方面，芯层22的MFR超过2. 5g/10min的情况下，在接头片 制作时的熔接时、与包装材料10热封时，上述的绝缘性的确保、形状的维持变得困难。从生 产性和前述性能的观点来看，芯层22的MFR更优选在0. 5g/10min以上1. 5g/10min以下的 范围内。
[0052] 对于芯层22的膜厚而言，优选在20ym以上200ym以下的范围内。芯层22的膜 厚小于20ym的情况下，膜厚较薄，在上述的熔接?热封时难以维持形状。另外，在上述熔 接?热封时，因表层21、23的MFR大，树脂大幅流动，导片肩部27b的膜厚可能会降低。在 导片肩部27b中表层21、23的膜厚有可能变得极薄，因此，需要通过芯层22确保导片肩部 27b的膜厚。芯层22的膜厚小于20ym的情况下，导片肩部27b的总厚度降低，因此，绝缘 性降低。另外，芯层22的膜厚超过200ym的情况与表层21、23的情况一样，不光在吹塑成 型等挤出时难以进行膜厚控制，而且由于树脂量增加还成为成本增加的主要因素。
[0053]对于芯层22的熔点而言，基于与表层21、23同样的理由，优选在100°C以上170°C以下的范围内。为了更可靠地确保芯层22的膜厚，芯层22比表层21、23更高的熔点同样 有用。
[0054](导片27)
[0055]材质依赖于二次电池内的集电体的材质。例如，在锂离子电池中，正极的集电体中 使用铝，因此，导片27也同样，优选正极端子使用铝。更详细而言，考虑对电解液的耐腐蚀 性，导片27使用（例如）1N30等纯度97%以上的铝原料，且因为还具有接头片20和包装材 料10的热熔接部弯曲的情况，因此，在附加柔软性的目的下优选使用经充分的退火进行调 质的〇材。另外，在锂离子电池中，负极的集电体使用铜，对于负极端子从耐腐蚀性方面考 虑很少使用未处理的铜，而优选使用进行了镀镍的铜、或镍。
[0056] 导片27的膜厚取决于电池的尺寸?容量，但还有小型使用50ym以上，车载?蓄 电用途等使用100um~500ym左右的情况。因为要求导片27的电阻降低，所以还可以进 一步增加导片膜厚。导片厚度增加的情况下，优选密封层厚度也增加。在密封层24中需要 填充这些大型导片的端部，所以如本实施方式，对表层21、23和芯层22进行功能分离，并设 定为最适合的膜厚*MFR是重要的。另外，对导片27进行防腐蚀处理是有效的。在像锂离 子电池这样的二次电池中，在电解液中含有（例如）LiPF6 (六氟磷酸锂）等腐蚀成分，所以 对导片27进行防腐蚀处理是必要的。
[0057](密封层24的制造方法）
[0058]作为密封层24的制造方法，优选3层吹塑成型。作为一般的挤出成型的方法，有T模法、吹塑法等，在T模法中，MFR小的树脂的挤出难易度高 。另一方面，在MFR大的情况 下吹塑法难以维持气泡，薄膜上有可能产生针孔或破裂。相反，MFR小的树脂挤出时，气泡 的形状稳定，可以形成膜厚不均较少的薄膜。
[0059]因此，如本实施方式，在挤出含有低MFR的树脂的薄膜的情况下，优选吹塑法。表 层21和表层23同种的情况下，则为2种3层的挤出成型。
[0060] 优选挤出温度在180 °C以上300 °C以下的温度范围内，特别优选在200 °C以上 250°C以下的范围内。挤出温度小于180°C时，树脂的熔融不充分，因此熔融粘度过高，来自 螺杆的挤出有可能不稳定。另一方面，挤出温度超过300°C的情况下，树脂的氧化及劣化变 得显著，薄膜的品质降低。
[0061]螺杆的转速、吹胀比、卷取速度优选相对于设定膜厚适当选择。另外，3层的膜厚比 可以通过变更各螺杆的转速调整。
[0062](熔接方法）
[0063]就通过上述制造方法制造的密封层24和导片27的粘接而言，芯层22通过加热的 熔融和密封层24和导片27通过加压的密合同时进行，并进行热熔接。为了得到充分的剥 离强度，加热温度必须在芯层22的树脂的熔点温度以上。另外，在密封层24的芯层22和 表层21、23中设有熔点差的情况下，加热温度优选在芯层22的熔点温度以下，在没有芯层 22的情况下，也优选设定为构成包装材料10的外层16的树脂的熔点温度以下的加热温度。 具体而言，加热温度优选为140°C~170°C左右。加热、加压时间也需要考虑剥离强度和生 产性来决定，加压时间优选1sec~60sec左右。但是，在以生产节拍优先的情况下，也可以 以超过170°C的温度进行短时间的热熔接。在上述制造方法中，170°C~200°C左右，3sec~ 20sec左右的条件也可以适用。
[0064](包装材料10)
[0065]包装材料10 -般从内层起按顺序为内层树脂层11、内层侧粘接剂层12、防腐蚀处 理层13、阻挡层14、防腐蚀处理层13、外层侧粘接剂层15、外层16的构成。
[0066]作为构成内层树脂层11的成分，可举出（例如）聚烯烃树脂或用马来酸酐等接枝 改性聚烯烃树脂的酸改性聚烯烃树脂。作为聚烯烃树脂，可举出（例如）低密度、中密度、高 密度的聚乙烯；乙烯-a烯烃共聚物；均聚、嵌段、或无规聚丙烯；丙烯-a烯烃共聚物等。 这些聚烯烃树脂可以单独使用一种也可以组合使用两种以上。
[0067]另外，内层树脂层11既可以是单层薄膜，也可以是使多层层叠的多层薄膜。根据 需要的功能，例如，在赋予防湿性这一点上，可以将插入有乙烯-环状烯烃共聚物或聚甲基 戊烯等树脂的多层薄膜用于内层树脂层11。另外，内层树脂层11也可以配合各种添加剂， 例如阻燃剂、增滑剂、抗结块剂、抗氧化剂、光稳定剂、增粘剂等。内层树脂层11的厚度优选 在10ym以上150ym以下的范围内，更优选在30ym以上80ym以下的范围内。内层树脂 层11的厚度小于10um的情况下，会降低包装材料10彼此的热封密合性、与接头片密封层 24的密合性，而厚度超过150ym的情况下，则成为成本上升的主要因素。
[0068]作为内层侧粘接剂层12,可以使用一般的干式层叠粘接剂或酸改性的热熔接性树 脂等公知的材料。
[0069] 防腐蚀处理层13在性能上优选形成于阻挡层14的表面及里面，但考虑成本方面 也有时仅形成于单面。
[0070]作为阻挡层14,例如使用铝、不锈钢等，但从成本、重量（密度）的观点来看，优选 错。
[0071]作为外层侧粘接剂层15,例如使用以聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇酯为 主剂的聚氨酯类等一般的粘接剂。
[0072]作为外层16,例如使用尼龙或PET等的单膜或多层膜。与内层树脂层11同样，也 可以在外层16中配合各种添加剂，例如阻燃剂、增滑剂、抗结块剂、抗氧化剂、光稳定剂、增 粘剂等。另外，作为漏液时的对策，也可以层压在电解液中不溶的树脂，或涂布在上述的电 解液中不溶的树脂成分。
[0073](和包装材料10的热封方法）
[0074]在制作电池组时，热封包装材料10和接头片（通过熔接接合接头片导片27和接 头片密封层24的接头片）20。接头片部分的热封与仅包装材料部分的热封相比，因夹持有 接头片20,所以需要更多热量。作为热封的温度条件优选在160°C以上210°C以下的温度 范围内。这是因为，小于160°C时，易产生接头片密封层24的熔融不足造成的密合不良，而 超过210°C的情况下，一般用于包装材料10的外层16的尼龙有可能熔解。热封时间优选 在lsec以上lOsec以下的时间范围内。热封时间小于lsec时，容易产生熔融不足造成的 密合不良，而超过lOsec的情况下，生产节拍变长，生产性降低。
[0075]另外，由于接头片部分比其它部分厚，所以有时（例如）在热封时使用的热封杆上 进行锪孔等，从而在仅由接头片部分及其附近的包装材料10热封的部分上施加最适合的 压力。
[0076] 实施例
[0077] 以下示出本发明的实施例，但并不限定于此。以下表示实施例、比较例的共同条 件。
[0078] (1)接头片20的制作
[0079] 作为导片27,使用宽度5mm、长度30mm、厚度100ym的导片。就材质而言，使正极 为铝，负极为镍。正负极都进行非铬系表面处理。
[0080] 密封层24的组成、膜厚等在各实施例中详细表示，作为尺寸使用宽度15mm、长度 10mm的密封层。以密封层24、导片27、密封层24的顺序层叠，在熔接温度150°C、熔接时间 lOsec下进行恪接。
[0081] (2)电池组的制作
[0082] 作为包装材料10,使用从外侧开始为尼龙（厚度25ym)、聚酯多元醇系粘接剂 (厚度5ym)、铝箔（厚度40ym、A8079-0材料）、酸改性聚丙烯（以下也表记为"PPa"，厚 度30ym)、聚丙烯（以下也表记为"PP"，厚度40ym)的构成的材料。在铝箔的两面进行非 铬系表面处理。将包装材料10的尺寸设为50mmX90mm，将长边折叠为二，在宽度成为45mm 的边的一侧对正极?负极一起进行热封。热封在190°C下进行5sec。剩余两个部位的无接 头片的边的热封在190°C、3sec下进行。首先，进行对折的边的相对面的热封，之后填充在 碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯的混合液中添加了LiPF6(六氟磷酸锂）的电解液2ml，最后，进行 接头片20的相对面的热封。由此，制作了未封入集电体等电池元件的用于评价接头片20 的电池组。
[0083](实施例1)
[0084] 表层A和表层B使用相同的成分，通过2种3层的吹塑挤出（以下也称为"吹塑 法"）来制作密封层。在此，表层A、B是与上述的实施方式的表层21、23对应的层。表层A、 B使用MFR15g/10min、熔点140°C的酸改性聚丙烯（PPa)，芯层使用MFR1.0g/10min、熔点 160°C的聚丙烯（PP)。将熔融温度设为210°C、吹胀比设为2. 2,并以膜厚为45/60/45ym(表 层A/芯层/表层B)的总厚度150ym的方式进行制膜。
[0085](实施例2)
[0086]除表层A、B使用MFR10g/10min、熔点 140°C的PPa，芯层使用MFR0? 7g/10min、熔 点155°C的PP以外，与实施例1同样，进行密封层的制作。
[0087](实施例3)
[0088] 除密封层的膜厚为30/40/30ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度100ym以外， 与实施例1同样，进行密封层的制作。
[0089](实施例4)
[0090] 除密封层的膜厚为30/40/30ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度100ym以外， 与实施例2同样，进行密封层的制作。
[0091](比较例1)
[0092] 除芯层使用MFR7g/10min、熔点160°C的PP以外，与实施例4同样，进行密封层的 制作。
[0093](比较例2)
[0094] 除表层A、B使用MFR2g/10min 、熔点135°C的PPa以外，与实施例1同样，进行密 封层的制作。
[0095](比较例3)
[0096] 除密封层的膜厚为15/20/15ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度50ym以外，与 实施例1同样，进行密封层的制作。
[0097](比较例4)
[0098] 除密封层的膜厚为15/20/15ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度50ym以外，与 实施例2 -样，进行密封层的制作。
[0099](比较例5)
[0100]除表层A、B使用MFR15g/10min、熔点140°C的PP以外，与实施例1同样，进行密 封层的制作。
[0101] (比较例6)
[0102] 除表层A、B使用MFR10g/10min、熔点140°C的PP以外，与实施例2同样，进行密 封层的制作。
[0103](比较例7)
[0104] 除将密封层的制膜方法变更为熔融温度230°C的T模法以外，与实施例1同样，进 行密封层的制作。
[0105](比较例8)
[0106] 除将密封层的制膜方法变更为熔融温度230°C的T模法以外，与实施例2同样，进 行密封层的制作。
[0107](密封层的评价）
[0108] 通过以下的方法评价制作的接头片及电池组。
[0109](评价1:制膜性）
[0110] 将密封层制膜时无折皱?针孔等制作的膜作为合格品。
[0111] (评价2:形状稳定性）
[0112] 测量上述制成的接头片的密封层部的尺寸变动，将相对于设计值±300ym以内 的作为合格品。
[0113](评价3:导片端部填充性）
[0114] 在上述制成的接头片上通过高浸透性染色液（株式会社夕 < 水一 3-if<制、 MicroCheck)进行染色，导片端部被液体浸透并且被着色的制品为不合格品，导片附近的 填充充分并且导片端部未被液体浸透的制品为合格品。
[0115] (评价4:密合性）
[0116] 测定上述制成的接头片的密封层和导片的密合强度。通过拉伸试验机（岛津制作 所制）以剥离角度180度、剥离速度30mm/min进行测定。正极?负极剥离強度均为2. 5N/5mm 以上的制品为合格品。
[0117] (评价5:绝缘性）
[0118] 用测试器测定上述制作的评价用电池组的负极导片和包装材料的绝缘性。100个 样本中，短路小于10个样本的制品为合格品。
[0119] [表 1]
[0120]
[0121] (评价结果）
[0122] 表1表示评价结果。需要说明的是，表1中"〇"表示为合格品，"X"表示不合格 品，表示不能测定。
[0123] 实施例1~4中，可以稳定地制作在制膜性?形状稳定性?导片端部填充性?密 合性?绝缘性的全部项目合格，形状稳定性优异，导片端部的填充也充分，且密合性?绝缘 性优异的密封层。
[0124] 另一方面，比较例1中，芯层的MFR过大，所以形状稳定性?绝缘性降低。
[0125] 比较例2中，表层A、B的MFR过小，所以导片端部填充性不充分。
[0126] 比较例3、4中，芯层的膜厚过薄，所以绝缘性不充分。
[0127] 比较例5、6中，表层A、B使用PP，所以密合性不充分。
[0128] 比较例7、8中，没有用吹塑法而用T模法进行制膜，所以薄膜上产生折皱，不能制 作良好的薄膜。
[0129] 根据以上的结果，只要是本实施方式的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，就可 以提供能够确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性，且综合性能优 异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0130] 符号说明
[0131] 10 二次电池用复合包装材料
[0132] 11 内层树脂层
[0133] 12 内层侧粘接剂层
[0134] 13 防腐蚀处理层
[0135] 14 阻挡层
[0136] 15 外层侧粘接剂层
[0137] 16 外层
[0138] 20 接头片
[0139] 21 表层
[0140] 22 芯层
[0141] 23 表层
[0142] 24 密封层
[0143] 25 耐腐蚀保护层
[0144] 26 导片金属层
[0145] 27 导片
[0146] 27a 导片端部
[0147] 27b 导片肩部
[0148]X 导片的端部
[0149]Y 导片的肩部
[0150]Z 仅由密封层构成的部分
【主权项】
1. 一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 将构成所述树脂薄膜的至少1层的树脂的熔体流动速率设在0. lg/l〇min以上 2. 5g/10min以下的范围内。2. -种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层和所述表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min 以下的范围内。3. -种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层的膜厚设在20 y m以上200 y m以下的范围内。4. 根据权利要求2或3所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 将所述表层的至少1层设为酸改性的聚烯烃树脂。5. 根据权利要求2至4中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在 于， 将构成所述树脂薄膜的至少1层的树脂的熔体流动速率设在〇. lg/l〇min以上 2. 5g/10min以下的范围内。6. 根据权利要求3至5中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在 于， 将所述芯层和所述表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范 围内。7. 根据权利要求1所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层的膜厚设在20 y m以上200 y m以下的范围内。8. -种电池组，其特征在于， 具备权利要求1至7中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。9. 一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的制造方法，其特征在于， 通过吹塑成型制造权利要求1至7中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄 膜。
【专利摘要】本发明提供一种在用于二次电池用复合型包装材料的接头片中可以确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性，并且综合性性能优异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。本发明的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜(24)是被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端子(26)的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其中将构成该树脂薄膜(24)的至少1层的树脂的熔体流动速率设在0.1g/10min以上2.5g/10min以下的范围内。
【IPC分类】H01M2/06, B32B27/32, H01M2/08
【公开号】CN104885256
【申请号】CN201380069123
【发明人】高田健央
【申请人】凸版印刷株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】US20150311483, WO2014106887A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及加热时的形状稳定性和粘接性优异、并且还可以确保绝缘性的二次电 池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法、以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜 的电池组。
【背景技术】
[0002] 现有的镍氢、铅蓄电池之类的水系电池因水的电解电压所造成的制约，导致电池 单元的电压其界限为1.2V左右。但是，近年来，需要移动设备小型化及自然发电能量的有 效利用，能够得到更高的电压且能量密度高的锂离子电池的必要性正在增加。作为可用于 这样的锂离子电池的包装材料，目前使用金属制的罐，然而针对制品的薄型化及多样化的 要求，逐渐使用使在可对应低成本的铝箔上层叠树脂薄膜而成的制品成为袋状的复合包装 材料。
[0003] 二次电池用复合包装材料（以下，包装材料）10是由金属箔和树脂构成的层叠体。 该包装材料10如图1所示，一般从内层开始按顺序由内层树脂层11、内层侧粘接剂层12、 防腐蚀处理层13、阻挡层14、防腐蚀处理层13、外层侧粘接剂层15、外层16构成。作为阻 挡层14使用错或不锈钢等，作为外层16使用尼龙或PET(PolyEthyleneTerephtalate) 等单层膜或多层膜。
[0004] 为了从由这种包装材料10构成的锂离子电池供给电力，需要称为接头片（夕7'') 的电极端子。图3(a)、（b)是示意地表示接头片20的构造的截面图。该接头片20由金属 端子（以下，也称为"导片"）27、金属端子被覆树脂薄膜（以下，也称为"密封层"）24构成。
[0005] 正极的导片27使用铝，其表面大多进行防腐蚀表面处理。需要说明的是，在进行 了该防腐蚀表面处理的情况下，在导片27的表面形成有耐腐蚀保护层25。另一方面，负极 的导片27使用镍或铜。
[0006] 密封层24 -般使用单层或多层的树脂薄膜。图2中表示3层结构的密封层24的 一例。密封层24是配置于导片27和包装材料10之间的部件，所以主要要求以下三种性能。
[0007] 第1是具有与导片27和内层树脂（形成内层树脂层11的树脂）两者的粘接性。 对于与导片27的密合，通过使用于密封层24的聚烯烃树脂即聚丙烯或聚乙烯发生酸改性， 导入极性基团，从而使密合性提高。
[0008] 另外，如图3(b)的X所示，使密封层24熔接在导片27上时，需要对导片27的端 部27a填充熔融的密封层树脂。在填充不充分的情况下，导片27和密封层24不密合，有可 能在电池制作时发生漏液或剥离。为了提高密封层24向导片端部27a的填充性，增加密封 层树脂的MFR(MeltFlowRate，熔体流动速率），使得熔接时密封层树脂容易流动是重要 的。对上述的内层树脂而言一般使用聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃系树脂，因此，通过在上述的 密封层树脂中也使用聚烯烃系树脂，可以得到良好的密合性。
[0009] 第2是确保绝缘性。导片27是从电池中导出电流的端子，因此，需要维持和其它 部件的绝缘性。接头片部件中最令人担心绝缘性的部分如图3(b)的Y所示，是导片27的 肩部27b。导片肩部27b在导片27具有毛边（A卩）等的情况下有可能捅破密封层24,在 导片27和密封层24熔接时，在压力?温度条件过强的情况下，密封层24的膜厚有可能变 得过薄。因此，该部分（即导片肩部27b)的密封层树脂的膜厚最易变薄，所以绝缘性容易 降低。为了解决上述问题，需要使用MFR低的树脂，使得熔接时树脂难流动。
[0010] 第3是密封层24的形状维持性。如图3(b)的Z所示，在接头片20中有仅由密封 层树脂构成的部分。该部分根据熔接时的加热?冷却条件，产生起伏?弯曲，或熔接后在自 重作用下朝向下方下垂（在变形的状态下硬化）。
[0011] 为了得到上述的特性，专利文献1、2中提出使用MFR不同的层的3层结构。在熔 接时通过层叠树脂易流动的高流动层、和树脂难流动的低流动层，实现树脂在导片端部27a 的围绕性与通过维持导片肩部27b的膜厚所得的绝缘性的并存。然而，在车载及蓄电等为 代表的大型容量电池的用途中具有导片27的厚度增加的倾向，相对于密封层24的填充性 的要求正变得严格起来。另外，对于这些大型电池，电池容量大，所以对于绝缘性，要求也变 得严格起来，在专利文献1、2这样的构成中，性能变得不充分。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1:日本专利第4498639号公报
[0015] 专利文献2:日本专利第4993054号公报
【发明内容】
[0016] 发明所要解决的问题
[0017] 在此，本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于，提供可以确保导片端部的填 充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性且综合性能优异的二次电池用金属端子被覆树 脂薄膜及其制造方法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 用于解决上述课题的本发明的一种方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连 接的金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，将构成所述树脂 薄膜的至少1层的树脂的恪体流动速率设在0.lg/l〇min以上2. 5g/10min以下的范围内。
[0020] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则至少具备1层MFR在 0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内的层，所以恪接时树脂难流动，可维持绝缘性。
[0021] 另外，本发明的另外的方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端 子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，将所述芯层和所述 表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范围内。
[0022] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层和表层的MFR差在 5g/10min以上30g/10min以下的范围内，所以可明确芯层和表层的作用，可确保芯层的绝 缘性并可确保表层的树脂的围绕性。
[0023] 另外，本发明的另外的方式是，一种被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端 子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，将所述芯层的膜厚 设在20ym以上200ym以下的范围内。
[0024] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层的厚度为20ym以上，所 以即使是熔接时通过热封等加热的情况，也可确保绝缘性。另外，芯层的厚度为200ym以 下，所以膜厚控制较容易，并且不会增加树脂量，可防止成本升高。
[0025]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，也可以将所述树脂薄膜的表 层的至少1层设为酸改性的聚烯烃树脂。
[0026] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则表层的至少1层具有酸改性聚 烯烃的层，所以可提高对金属端子或其它树脂的密合性。
[0027]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，可以将构成所述树脂薄膜的 至少1层的树脂的恪体流动速率设在〇.lg/l〇min以上2. 5g/10min以下的范围内。
[0028] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则至少具备1层MFR为 0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内的层，所以恪接时树脂难以流动，可维持绝缘 性。
[0029] 另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，可以将所述芯层和所述表层 的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范围内。
[0030] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层和表层的MFR差为 5g/10min以上30g/10min以下的范围内，所以可明确芯层和表层的作用，可确保芯层的绝 缘性并可确保表层的树脂的围绕性。
[00 31]另外，在上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜中，在将所述树脂薄膜设为3层 构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为表层的情况下，可将所述芯层的膜 厚设在20ym以上200ym以下的范围内。
[0032] 只要是上述二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，则芯层的厚度为20ym以上，所 以即使是熔接时通过热封等加热的情况，也可确保绝缘性。另外，芯层的厚度为200ym以 下，所以膜厚控制较容易，并且树脂量不会增加，可防止成本升高。
[0033] 另外，本发明的另外的方式是一种电池组，其特征在于，具备上述构成的二次电池 用金属端子被覆树脂薄膜。
[0034] 只要是上述电池组，则具备上述构成的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，所以 可以制作绝缘性?密合性优异的电池组。
[0035] 另外，本发明的另外的方式是一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的制造方 法，其特征在于，通过吹塑成型制造上述构成的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0036] 只要是上述制造方法，则通过使用即使MFR低的树脂也能挤出的吹塑成型法，可 稳定地制作二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0037] 发明效果
[0038] 根据本发明的一种方式，可以提供可以确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、 密封层的形状维持性，且综合性性能优异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方 法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。
[0039] 附图简要说明
[0040]图1是示意地表示锂离子电池用复合包装材料的结构的截面图；
[0041]图2是示意地表示3层接头片密封层的结构的截面图；
[0042] 图3(a)是示意地表示接头片的一般的结构的截面图，（b)是示意地表示接头片详 细的结构的截面图。
【具体实施方式】
[0043] 以下，对本发明实施方式的接头片20进行详细说明。图3(a)、（b)是表示接头片 20的一例的截面图。如图3 (a)、（b)所示，接头片20的3层结构的密封层24和导片金属层 26经由耐腐蚀保护层25粘接。在此，将含有导片金属层26和耐腐蚀保护层25的部件称为 导片27。密封层24从距导片27远的一方起为密封层表层（以下也简称为"表层"）21、密 封层芯层（以下也简称为"芯层"）22、密封层表层（以下也简称为"表层"）23。
[0044](密封层表层21、23)
[0045] 表层21、23要求与导片27和聚烯烃树脂两者的粘接性优异的树脂。关于表层21、 23,优选（例如）用马来酸酐等接枝改性聚烯烃树脂而成的酸改性聚烯烃树脂。和包装材 料10的内层树脂层11 (参照图1)相接的表层21、以及与导片27相接的表层23也可以使 用不同的树脂，但密封层24的表里面的树脂如果不同，则在密封层24的表里面物理性质也 不同，可能会降低生产性。因此，表层21和表层23优选使用相同的树脂。
[0046] 另外，芯层22的MFR在0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内，芯层22和表 层21、23的MFR差在5g/10min以上30g/10min以下的范围内，因此，表层21、23的MFR优选 在5.lg/10min以上32. 5g/10min以下的范围内。表层21、23的MFR与芯层22之差是重要 的，所以不能限定为单一的值，但如果考虑对导片端部27a的填充性，则更优选在7g/10min 以上20g/10min以下的范围内。表层21、23的MFR小于5.lg/10min时，熔融时向导片端部 27a的填充不充分。另外，表层21、23的MFR超过32. 5g/10min的情况下，制膜时粘度过低， 有可能引起针孔的广生等。
[0047] 需要说明的是，芯层22和表层21、23的MFR之差超过30g/10min的情况下，表层 21、23的MFR过大，熔接时树脂过度流动，熔接变得不稳定。另外，芯层22和表层21、23的 MFR之差小于5g/10min时，MFR之差过小，不能发挥芯层22、表层21、23各自的性能。
[0048] 对于表层21、23的膜厚，优选在10ym以上300ym以下的范围内。表层21、23的 膜厚小于10Um时，不能确保为了填充导片端部27a而流入的树脂量，结果填充不足。另外， 表层21、23的膜厚超过300ym的情况下，吹塑成型等挤出时难以进行膜厚控制，另外，因树 脂量增加，所以成为成本增加的主要因素。
[0049] 对于表层21、23的熔点，优选在100°C以上170°C以下的范围内。对于熔点而言， 因为需一并考虑芯层22和包装材料10的内层树脂层11，从而难以仅由表层21、23限定。 例如，在芯层22和内层树脂层11由聚乙烯类的树脂形成的情况下，优选表层21、23也使用 同样的聚乙烯类且熔点在l〇〇°C附近的树脂。另外，在芯层22和内层树脂层11由聚丙烯类 的树脂形成的情况下，优选熔点在130°C以上170°C以下的范围内的树脂。
[0050](密封层芯层22)
[0051] 考虑与表层21、23的粘接性的话，芯层22优选为聚烯烃树脂。对于芯层22的MFR， 在0.lg/10min以上2. 5g/10min以下的范围内为良好。芯层22的MFR小于0.lg/10min时， 熔融粘度过低，制膜困难。另一方面，芯层22的MFR超过2. 5g/10min的情况下，在接头片 制作时的熔接时、与包装材料10热封时，上述的绝缘性的确保、形状的维持变得困难。从生 产性和前述性能的观点来看，芯层22的MFR更优选在0. 5g/10min以上1. 5g/10min以下的 范围内。
[0052] 对于芯层22的膜厚而言，优选在20ym以上200ym以下的范围内。芯层22的膜 厚小于20ym的情况下，膜厚较薄，在上述的熔接?热封时难以维持形状。另外，在上述熔 接?热封时，因表层21、23的MFR大，树脂大幅流动，导片肩部27b的膜厚可能会降低。在 导片肩部27b中表层21、23的膜厚有可能变得极薄，因此，需要通过芯层22确保导片肩部 27b的膜厚。芯层22的膜厚小于20ym的情况下，导片肩部27b的总厚度降低，因此，绝缘 性降低。另外，芯层22的膜厚超过200ym的情况与表层21、23的情况一样，不光在吹塑成 型等挤出时难以进行膜厚控制，而且由于树脂量增加还成为成本增加的主要因素。
[0053]对于芯层22的熔点而言，基于与表层21、23同样的理由，优选在100°C以上170°C以下的范围内。为了更可靠地确保芯层22的膜厚，芯层22比表层21、23更高的熔点同样 有用。
[0054](导片27)
[0055]材质依赖于二次电池内的集电体的材质。例如，在锂离子电池中，正极的集电体中 使用铝，因此，导片27也同样，优选正极端子使用铝。更详细而言，考虑对电解液的耐腐蚀 性，导片27使用（例如）1N30等纯度97%以上的铝原料，且因为还具有接头片20和包装材 料10的热熔接部弯曲的情况，因此，在附加柔软性的目的下优选使用经充分的退火进行调 质的〇材。另外，在锂离子电池中，负极的集电体使用铜，对于负极端子从耐腐蚀性方面考 虑很少使用未处理的铜，而优选使用进行了镀镍的铜、或镍。
[0056] 导片27的膜厚取决于电池的尺寸?容量，但还有小型使用50ym以上，车载?蓄 电用途等使用100um~500ym左右的情况。因为要求导片27的电阻降低，所以还可以进 一步增加导片膜厚。导片厚度增加的情况下，优选密封层厚度也增加。在密封层24中需要 填充这些大型导片的端部，所以如本实施方式，对表层21、23和芯层22进行功能分离，并设 定为最适合的膜厚*MFR是重要的。另外，对导片27进行防腐蚀处理是有效的。在像锂离 子电池这样的二次电池中，在电解液中含有（例如）LiPF6 (六氟磷酸锂）等腐蚀成分，所以 对导片27进行防腐蚀处理是必要的。
[0057](密封层24的制造方法）
[0058]作为密封层24的制造方法，优选3层吹塑成型。作为一般的挤出成型的方法，有T模法、吹塑法等，在T模法中，MFR小的树脂的挤出难易度高 。另一方面，在MFR大的情况 下吹塑法难以维持气泡，薄膜上有可能产生针孔或破裂。相反，MFR小的树脂挤出时，气泡 的形状稳定，可以形成膜厚不均较少的薄膜。
[0059]因此，如本实施方式，在挤出含有低MFR的树脂的薄膜的情况下，优选吹塑法。表 层21和表层23同种的情况下，则为2种3层的挤出成型。
[0060] 优选挤出温度在180 °C以上300 °C以下的温度范围内，特别优选在200 °C以上 250°C以下的范围内。挤出温度小于180°C时，树脂的熔融不充分，因此熔融粘度过高，来自 螺杆的挤出有可能不稳定。另一方面，挤出温度超过300°C的情况下，树脂的氧化及劣化变 得显著，薄膜的品质降低。
[0061]螺杆的转速、吹胀比、卷取速度优选相对于设定膜厚适当选择。另外，3层的膜厚比 可以通过变更各螺杆的转速调整。
[0062](熔接方法）
[0063]就通过上述制造方法制造的密封层24和导片27的粘接而言，芯层22通过加热的 熔融和密封层24和导片27通过加压的密合同时进行，并进行热熔接。为了得到充分的剥 离强度，加热温度必须在芯层22的树脂的熔点温度以上。另外，在密封层24的芯层22和 表层21、23中设有熔点差的情况下，加热温度优选在芯层22的熔点温度以下，在没有芯层 22的情况下，也优选设定为构成包装材料10的外层16的树脂的熔点温度以下的加热温度。 具体而言，加热温度优选为140°C~170°C左右。加热、加压时间也需要考虑剥离强度和生 产性来决定，加压时间优选1sec~60sec左右。但是，在以生产节拍优先的情况下，也可以 以超过170°C的温度进行短时间的热熔接。在上述制造方法中，170°C~200°C左右，3sec~ 20sec左右的条件也可以适用。
[0064](包装材料10)
[0065]包装材料10 -般从内层起按顺序为内层树脂层11、内层侧粘接剂层12、防腐蚀处 理层13、阻挡层14、防腐蚀处理层13、外层侧粘接剂层15、外层16的构成。
[0066]作为构成内层树脂层11的成分，可举出（例如）聚烯烃树脂或用马来酸酐等接枝 改性聚烯烃树脂的酸改性聚烯烃树脂。作为聚烯烃树脂，可举出（例如）低密度、中密度、高 密度的聚乙烯；乙烯-a烯烃共聚物；均聚、嵌段、或无规聚丙烯；丙烯-a烯烃共聚物等。 这些聚烯烃树脂可以单独使用一种也可以组合使用两种以上。
[0067]另外，内层树脂层11既可以是单层薄膜，也可以是使多层层叠的多层薄膜。根据 需要的功能，例如，在赋予防湿性这一点上，可以将插入有乙烯-环状烯烃共聚物或聚甲基 戊烯等树脂的多层薄膜用于内层树脂层11。另外，内层树脂层11也可以配合各种添加剂， 例如阻燃剂、增滑剂、抗结块剂、抗氧化剂、光稳定剂、增粘剂等。内层树脂层11的厚度优选 在10ym以上150ym以下的范围内，更优选在30ym以上80ym以下的范围内。内层树脂 层11的厚度小于10um的情况下，会降低包装材料10彼此的热封密合性、与接头片密封层 24的密合性，而厚度超过150ym的情况下，则成为成本上升的主要因素。
[0068]作为内层侧粘接剂层12,可以使用一般的干式层叠粘接剂或酸改性的热熔接性树 脂等公知的材料。
[0069] 防腐蚀处理层13在性能上优选形成于阻挡层14的表面及里面，但考虑成本方面 也有时仅形成于单面。
[0070]作为阻挡层14,例如使用铝、不锈钢等，但从成本、重量（密度）的观点来看，优选 错。
[0071]作为外层侧粘接剂层15,例如使用以聚酯多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇酯为 主剂的聚氨酯类等一般的粘接剂。
[0072]作为外层16,例如使用尼龙或PET等的单膜或多层膜。与内层树脂层11同样，也 可以在外层16中配合各种添加剂，例如阻燃剂、增滑剂、抗结块剂、抗氧化剂、光稳定剂、增 粘剂等。另外，作为漏液时的对策，也可以层压在电解液中不溶的树脂，或涂布在上述的电 解液中不溶的树脂成分。
[0073](和包装材料10的热封方法）
[0074]在制作电池组时，热封包装材料10和接头片（通过熔接接合接头片导片27和接 头片密封层24的接头片）20。接头片部分的热封与仅包装材料部分的热封相比，因夹持有 接头片20,所以需要更多热量。作为热封的温度条件优选在160°C以上210°C以下的温度 范围内。这是因为，小于160°C时，易产生接头片密封层24的熔融不足造成的密合不良，而 超过210°C的情况下，一般用于包装材料10的外层16的尼龙有可能熔解。热封时间优选 在lsec以上lOsec以下的时间范围内。热封时间小于lsec时，容易产生熔融不足造成的 密合不良，而超过lOsec的情况下，生产节拍变长，生产性降低。
[0075]另外，由于接头片部分比其它部分厚，所以有时（例如）在热封时使用的热封杆上 进行锪孔等，从而在仅由接头片部分及其附近的包装材料10热封的部分上施加最适合的 压力。
[0076] 实施例
[0077] 以下示出本发明的实施例，但并不限定于此。以下表示实施例、比较例的共同条 件。
[0078] (1)接头片20的制作
[0079] 作为导片27,使用宽度5mm、长度30mm、厚度100ym的导片。就材质而言，使正极 为铝，负极为镍。正负极都进行非铬系表面处理。
[0080] 密封层24的组成、膜厚等在各实施例中详细表示，作为尺寸使用宽度15mm、长度 10mm的密封层。以密封层24、导片27、密封层24的顺序层叠，在熔接温度150°C、熔接时间 lOsec下进行恪接。
[0081] (2)电池组的制作
[0082] 作为包装材料10,使用从外侧开始为尼龙（厚度25ym)、聚酯多元醇系粘接剂 (厚度5ym)、铝箔（厚度40ym、A8079-0材料）、酸改性聚丙烯（以下也表记为"PPa"，厚 度30ym)、聚丙烯（以下也表记为"PP"，厚度40ym)的构成的材料。在铝箔的两面进行非 铬系表面处理。将包装材料10的尺寸设为50mmX90mm，将长边折叠为二，在宽度成为45mm 的边的一侧对正极?负极一起进行热封。热封在190°C下进行5sec。剩余两个部位的无接 头片的边的热封在190°C、3sec下进行。首先，进行对折的边的相对面的热封，之后填充在 碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯的混合液中添加了LiPF6(六氟磷酸锂）的电解液2ml，最后，进行 接头片20的相对面的热封。由此，制作了未封入集电体等电池元件的用于评价接头片20 的电池组。
[0083](实施例1)
[0084] 表层A和表层B使用相同的成分，通过2种3层的吹塑挤出（以下也称为"吹塑 法"）来制作密封层。在此，表层A、B是与上述的实施方式的表层21、23对应的层。表层A、 B使用MFR15g/10min、熔点140°C的酸改性聚丙烯（PPa)，芯层使用MFR1.0g/10min、熔点 160°C的聚丙烯（PP)。将熔融温度设为210°C、吹胀比设为2. 2,并以膜厚为45/60/45ym(表 层A/芯层/表层B)的总厚度150ym的方式进行制膜。
[0085](实施例2)
[0086]除表层A、B使用MFR10g/10min、熔点 140°C的PPa，芯层使用MFR0? 7g/10min、熔 点155°C的PP以外，与实施例1同样，进行密封层的制作。
[0087](实施例3)
[0088] 除密封层的膜厚为30/40/30ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度100ym以外， 与实施例1同样，进行密封层的制作。
[0089](实施例4)
[0090] 除密封层的膜厚为30/40/30ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度100ym以外， 与实施例2同样，进行密封层的制作。
[0091](比较例1)
[0092] 除芯层使用MFR7g/10min、熔点160°C的PP以外，与实施例4同样，进行密封层的 制作。
[0093](比较例2)
[0094] 除表层A、B使用MFR2g/10min 、熔点135°C的PPa以外，与实施例1同样，进行密 封层的制作。
[0095](比较例3)
[0096] 除密封层的膜厚为15/20/15ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度50ym以外，与 实施例1同样，进行密封层的制作。
[0097](比较例4)
[0098] 除密封层的膜厚为15/20/15ym(表层A/芯层/表层B)的总厚度50ym以外，与 实施例2 -样，进行密封层的制作。
[0099](比较例5)
[0100]除表层A、B使用MFR15g/10min、熔点140°C的PP以外，与实施例1同样，进行密 封层的制作。
[0101] (比较例6)
[0102] 除表层A、B使用MFR10g/10min、熔点140°C的PP以外，与实施例2同样，进行密 封层的制作。
[0103](比较例7)
[0104] 除将密封层的制膜方法变更为熔融温度230°C的T模法以外，与实施例1同样，进 行密封层的制作。
[0105](比较例8)
[0106] 除将密封层的制膜方法变更为熔融温度230°C的T模法以外，与实施例2同样，进 行密封层的制作。
[0107](密封层的评价）
[0108] 通过以下的方法评价制作的接头片及电池组。
[0109](评价1:制膜性）
[0110] 将密封层制膜时无折皱?针孔等制作的膜作为合格品。
[0111] (评价2:形状稳定性）
[0112] 测量上述制成的接头片的密封层部的尺寸变动，将相对于设计值±300ym以内 的作为合格品。
[0113](评价3:导片端部填充性）
[0114] 在上述制成的接头片上通过高浸透性染色液（株式会社夕 < 水一 3-if<制、 MicroCheck)进行染色，导片端部被液体浸透并且被着色的制品为不合格品，导片附近的 填充充分并且导片端部未被液体浸透的制品为合格品。
[0115] (评价4:密合性）
[0116] 测定上述制成的接头片的密封层和导片的密合强度。通过拉伸试验机（岛津制作 所制）以剥离角度180度、剥离速度30mm/min进行测定。正极?负极剥离強度均为2. 5N/5mm 以上的制品为合格品。
[0117] (评价5:绝缘性）
[0118] 用测试器测定上述制作的评价用电池组的负极导片和包装材料的绝缘性。100个 样本中，短路小于10个样本的制品为合格品。
[0119] [表 1]
[0120]
[0121] (评价结果）
[0122] 表1表示评价结果。需要说明的是，表1中"〇"表示为合格品，"X"表示不合格 品，表示不能测定。
[0123] 实施例1~4中，可以稳定地制作在制膜性?形状稳定性?导片端部填充性?密 合性?绝缘性的全部项目合格，形状稳定性优异，导片端部的填充也充分，且密合性?绝缘 性优异的密封层。
[0124] 另一方面，比较例1中，芯层的MFR过大，所以形状稳定性?绝缘性降低。
[0125] 比较例2中，表层A、B的MFR过小，所以导片端部填充性不充分。
[0126] 比较例3、4中，芯层的膜厚过薄，所以绝缘性不充分。
[0127] 比较例5、6中，表层A、B使用PP，所以密合性不充分。
[0128] 比较例7、8中，没有用吹塑法而用T模法进行制膜，所以薄膜上产生折皱，不能制 作良好的薄膜。
[0129] 根据以上的结果，只要是本实施方式的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，就可 以提供能够确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性，且综合性能优 异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。
[0130] 符号说明
[0131] 10 二次电池用复合包装材料
[0132] 11 内层树脂层
[0133] 12 内层侧粘接剂层
[0134] 13 防腐蚀处理层
[0135] 14 阻挡层
[0136] 15 外层侧粘接剂层
[0137] 16 外层
[0138] 20 接头片
[0139] 21 表层
[0140] 22 芯层
[0141] 23 表层
[0142] 24 密封层
[0143] 25 耐腐蚀保护层
[0144] 26 导片金属层
[0145] 27 导片
[0146] 27a 导片端部
[0147] 27b 导片肩部
[0148]X 导片的端部
[0149]Y 导片的肩部
[0150]Z 仅由密封层构成的部分
【主权项】
1. 一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 将构成所述树脂薄膜的至少1层的树脂的熔体流动速率设在0. lg/l〇min以上 2. 5g/10min以下的范围内。2. -种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层和所述表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min 以下的范围内。3. -种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其为被覆与二次电池的正极或负极连接的 金属端子的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层的膜厚设在20 y m以上200 y m以下的范围内。4. 根据权利要求2或3所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 将所述表层的至少1层设为酸改性的聚烯烃树脂。5. 根据权利要求2至4中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在 于， 将构成所述树脂薄膜的至少1层的树脂的熔体流动速率设在〇. lg/l〇min以上 2. 5g/10min以下的范围内。6. 根据权利要求3至5中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在 于， 将所述芯层和所述表层的熔体流动速率之差设在5g/10min以上30g/10min以下的范 围内。7. 根据权利要求1所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其特征在于， 在将所述树脂薄膜设为3层构成，并将该树脂薄膜的中间层设为芯层，其它的层设为 表层的情况下，将所述芯层的膜厚设在20 y m以上200 y m以下的范围内。8. -种电池组，其特征在于， 具备权利要求1至7中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜。9. 一种二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的制造方法，其特征在于， 通过吹塑成型制造权利要求1至7中任一项所述的二次电池用金属端子被覆树脂薄 膜。
【专利摘要】本发明提供一种在用于二次电池用复合型包装材料的接头片中可以确保导片端部的填充性、密合性、绝缘性、密封层的形状维持性，并且综合性性能优异的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜及其制造方法以及使用该二次电池用金属端子被覆树脂薄膜的电池组。本发明的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜(24)是被覆与二次电池的正极或负极连接的金属端子(26)的层叠的二次电池用金属端子被覆树脂薄膜，其中将构成该树脂薄膜(24)的至少1层的树脂的熔体流动速率设在0.1g/10min以上2.5g/10min以下的范围内。
【IPC分类】H01M2/06, B32B27/32, H01M2/08
【公开号】CN104885256
【申请号】CN201380069123
【发明人】高田健央
【申请人】凸版印刷株式会社
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】US20150311483, WO2014106887A1
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