[发明专利]成形用包装材料和锂二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及用于成形制作电池用外装体等的包装体的成形用包装材料和具备将其成形而成的电池用外装体的锂二次电池。

背景技术

近年来，锂二次电池作为便携电话、笔记本型个人计算机等电子设备的驱动源、电动汽车或混合动力车的车载电源等正被广泛地利用。

作为锂二次电池的电池用外装体（电池壳体），使用将金属压制加工而容器化成为圆筒状或长方体状的金属制罐，或者，将由最外层的耐热性树脂层、金属箔、最内层的热粘结性树脂层构成的叠层体压制成形形成凹部，在上述凹部中收纳电池主体而成的压纹（emboss）型的叠层体。

在金属制罐中，由于容器外壁坚固，因此形状的自由度受到限制，并且罐的薄壁化也存在极限。

另一方面，在压纹型的叠层体（以下简称为叠层体）中，通过选择层叠的材料的组成和厚度，叠层体的薄壁化较容易。因此，通过选择适当的叠层体的材料可获得柔性且材料强度和伸长率优异，并且形状（成形）的自由度高，更小型的电池用外装体。作为这样的叠层体的金属箔，已知强度和伸展性优异的铝合金箔。

锂二次电池的性能主要用体积能量密度和重量能量密度来评价。因此，在要求锂二次电池的薄型和轻量化的便携信息终端器中，多采用形状的自由度高的长方体状的电池用外装体。

最近，智能手机等的搭载了触摸面板的便携信息终端器急剧增加，要求锂二次电池的进一步的薄型和轻量化。伴随着薄型和轻量化，为了在受限的设置空间内获得最大限度的电池容量，要求角（corner）部分为非常尖锐的长方体状的电池用外装体。

为了制成更尖锐的长方体状的电池用外装体，在叠层体材料的压制成形时，将长方体之中材料的壁厚减少最大的角的部分弯曲为接近直角的形状。因此，要求一并具有强度和可耐受压制成形时的弯曲的柔软性的铝合金箔。

为获得提高了成形性的铝合金，提出了各种技术和制造方法。

专利文献1中，公开了作为汽车、船舶、车辆等运输设备、机械、电器制品、结构物、光学设备等部件用的温成形（warm forming）的铝合金板和温成形方法。

在专利文献1中，通过控制6000系（Al-Mg-Si系）合金的组成、平均晶粒粒径，可得到具有良好的温成形性的铝合金板，将平均晶粒粒径设定为10～50μm的范围。

另外，专利文献1是着眼于6000系铝合金（Al-Mg-Si系，挤出材料）单体的材料物性（组成、晶粒）和温成形方法的发明，铝合金的晶粒粒径记载为10～50μm，但并不是涉及如树脂层/金属箔/树脂层那样的叠层体的成形性的发明，铝合金的种类也与Al-Fe系不同。

另外，专利文献2中，公开了二次电池壳体用铝合金板及其制造方法。通过将Cu含量：0.2～1.0重量%、Mn含量：0.5～2.0重量%，其余量由Al和杂质构成的组成的铝合金的平均晶粒粒径设定为150μm以下，可得到强度、成形性优异的铝合金板。

专利文献2是着眼于3000系铝合金（Al-Mn系）单体的材料物性（组成、晶粒）及其制造方法的发明，用途为二次电池壳体，但其为涉及金属罐用材料的成形性的发明。因而，与用于压纹型的（树脂层/金属箔/树脂层）叠层体的铝合金（Al-Fe系）种类不同，平均晶粒粒径也成为150μm以下的宽广区域的晶粒粒径范围。

另外，专利文献3中，公开了食品、甜点用途所使用的容器成形用叠层体。专利文献3的容器成形用叠层体，其特征在于，在平均晶粒粒径为20μm以下的、Al-Fe系铝合金的两面设置了合成树脂层。

该容器成形用叠层体，在厚度为25～40μm的Al-Fe系铝合金箔的内侧层叠有厚度为150～500μm的CPP膜，在外侧层叠有厚度为5～50μm的OPP（拉伸聚丙烯）膜或无拉伸尼龙膜。如上述那样的叠层体构成，可以进行食品用容器等的口径形状为圆形，角R、冲头肩部（punch shoulder）R大的容器的成形，但如角型锂二次电池壳体那样的、角R1～10、冲头肩部R0.5～5等的比较尖锐的形状的角型容器的成形较困难。

另外，专利文献4中，公开了包装糕点、香烟等的在铝箔的一面介由粘结剂将纸叠层一体化的包装材料。专利文献4的包装材料，是在平均晶粒粒径为5～20μm的Al-Fe系铝合金箔的一面介由聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚体等的粘结剂与纸叠层一体化了的铝叠层体。