專利名稱：電池盒形成片和電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池組件以及用于形成容納電池元件的電池盒的電池盒形成片。
背景技術(shù)：
大多數(shù)用于容納電池元件的傳統(tǒng)電池盒為金屬盒。包括筆記本電腦和可攜帶電話的電子設(shè)備已經(jīng)得到發(fā)展并廣泛應(yīng)用，近年來(lái)已經(jīng)作了努力使上述電子設(shè)備的重量和厚度減小。隨著上述電子設(shè)備的重量和厚度逐漸減小，發(fā)展占較小空間的輕質(zhì)、薄型電池的需要也在增加。
為了滿足這種需要，已經(jīng)進(jìn)行了許多活動(dòng)，用于研究和開發(fā)各種采用聚合材料電極和電解質(zhì)的輕質(zhì)、薄片型電池。然而，還沒(méi)有提供任何用于片型電池的輕質(zhì)、薄型電池盒，這種電池盒滿足于包括強(qiáng)度、不透水和氣性能、密封性能以及與電極和端子粘結(jié)的所有需要特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明根據(jù)上述問(wèn)題而設(shè)計(jì)，于是本發(fā)明的目的是提供一種用于輕質(zhì)、薄型電池盒的輕質(zhì)薄片，該電池盒在強(qiáng)度、耐久性、不透水和氣性能、密封性能和與電極和端子粘結(jié)方面具有極好的特性，本發(fā)明還提供一種電池組件。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；電池盒形成疊片，用于形成容納電池的電池盒，所述電池盒形成疊片包括第一基膜層；及位于第一基膜層內(nèi)側(cè)的熱粘樹脂層，還包括夾在第一基膜層和熱粘樹脂層之間的金屬薄片層，還包括夾在金屬薄片層和熱粘樹脂層之間的第三基膜層；其中，至少第一基膜層或第三基膜層帶有壓力減緩部，該壓力減緩部具有通過(guò)利用激光束照射而形成的切口。
所述壓力減緩部具有在5到10kg/cm2范圍內(nèi)的斷裂強(qiáng)度。
所述壓力減緩部具有一組相交的直的切口。
第一基膜層和第三基膜層均分別在相應(yīng)位置設(shè)有壓力減緩部。
所述壓力減緩部位于電池盒的周圍部，該電池盒通過(guò)對(duì)熱粘樹脂層的周圍部熱封而形成。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；每個(gè)接頭具有帶彼此重疊和接觸的相應(yīng)部位的第一和第二部分，當(dāng)在電池盒中產(chǎn)生氣體時(shí)，每個(gè)接頭的重疊部分離。
每個(gè)接頭的第一和第二部分的重疊部粘結(jié)到電池盒的相對(duì)兩壁。
在電池盒中安裝有用于按壓接頭的第一和第二部分的重疊部的按壓裝置。
按壓裝置包括板簧或盤簧。
按壓裝置包括彈性件。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；電池盒通過(guò)對(duì)具有金屬薄片層的疊片加工而形成，金屬薄片的端部邊緣凹進(jìn)在疊片的一端后面。
對(duì)應(yīng)于接頭的金屬薄片層的端部邊緣的部分凹進(jìn)在疊片的端部后面。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；接頭覆蓋有以一定圖案形成的絕緣罩。
絕緣罩由熱溶樹脂形成，該熱溶樹脂含有作為主要成分的酸改性聚烯烴樹脂?；蛘?，絕緣罩由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和彈性樹脂形成。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；接頭覆蓋有可粘結(jié)到電池盒上的絕緣罩。
電池盒具有聚烯烴樹脂的內(nèi)層。
在電池盒一側(cè)的絕緣罩由酸改性聚烯烴樹脂形成。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；每個(gè)接頭夾在一對(duì)絕緣罩之間，每個(gè)絕緣罩覆蓋電池盒的端部。
絕緣罩為膠帶。絕緣粘性片固定到接頭表面的一部分上。
本發(fā)明還提供了一種電池組件，包括電池；連接到電池上的接頭；及容納電池和接頭的電池盒；其特征在于電池盒的周圍部密封，對(duì)應(yīng)于接頭的密封周圍部的部位設(shè)有開口。
其中，電池盒具有由酸改性聚烯烴樹脂形成的內(nèi)層。


圖1到圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的典型剖面圖；圖6到圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的典型剖面圖；圖10到圖12為本發(fā)明第三實(shí)施例的典型剖面圖；圖13到圖16為本發(fā)明第四實(shí)施例的典型剖面圖；圖17到圖20為本發(fā)明第五實(shí)施例的典型剖面圖；圖21到圖23為本發(fā)明第六實(shí)施例的典型剖面圖；圖24到圖28為本發(fā)明第七實(shí)施例的典型剖面圖；圖29到圖33為本發(fā)明第八實(shí)施例的典型剖面圖；圖34到圖36為本發(fā)明第九實(shí)施例的典型剖面圖；圖37到圖44為本發(fā)明第十實(shí)施例的典型剖面圖；圖45到圖48為本發(fā)明第十一實(shí)施例的典型剖面圖；圖49到圖54為本發(fā)明第十二實(shí)施例的典型剖面圖；圖55到圖57為本發(fā)明第十三實(shí)施例的典型剖面圖；圖58到圖60為本發(fā)明第十四實(shí)施例的典型剖面圖；圖61到圖64為本發(fā)明第十五實(shí)施例的典型剖面圖；圖65到圖69為本發(fā)明第十六實(shí)施例的典型剖面圖；圖70和圖71為本發(fā)明第十七實(shí)施例的典型剖面圖；圖72和圖73為本發(fā)明第十八實(shí)施例的典型剖面圖；圖74和圖75為本發(fā)明第十九實(shí)施例的典型剖面圖；圖76和圖77為本發(fā)明第二十實(shí)施例的典型剖面圖；及圖78為本發(fā)明第二十一實(shí)施例的典型剖面圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例下面參照?qǐng)D1到5來(lái)描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。參照?qǐng)D5來(lái)描述聚合物電池組件50。
聚合物電池組件50包括電池盒51、裝在電池盒51內(nèi)的聚合物電池50a和一對(duì)連接到聚合物電池50a并從電池盒51伸出到外面的接頭59和60。
電池盒51通過(guò)熱封疊片而形成，這將在后面描述。
聚合物電池50a具有含有機(jī)電解質(zhì)的電解凝膠層53、上覆在電解凝膠層53的正極55、在電解凝膠層53下面的負(fù)極56以及分別連接到正極55和負(fù)極56的集電極57和58。連接到正極55上的集電極57由Al制成，而連接到負(fù)極56上的集電極58由Cu制成。
連接到正極55的接頭59為Al或不銹鋼制成的金屬接頭，而連接到負(fù)極56的接頭60為Cu、Ni或不銹鋼制成的金屬接頭。
通過(guò)切割多孔膜而形成的隔離件54埋在含有有機(jī)電解質(zhì)的電解凝膠層53中。隔離件54不必埋在電解凝膠層53中。
聚合物電池50a可以是盤狀結(jié)構(gòu)、疊片結(jié)構(gòu)或是折疊結(jié)構(gòu)。
聚合物電池50a可以是鋰聚合物電池。鋰離子聚合物電池(LIP)和鋰金屬聚合物電池(LP)的成分列表如下。

在圖5中示出的聚合物電池組件50中，在從聚合物電池50a伸出的接頭59和60之間產(chǎn)生了電位差，電能可經(jīng)過(guò)接頭59和60導(dǎo)出。
現(xiàn)在描述電池盒51。電池盒51通過(guò)熱封疊片(電池盒形成片)形成。
在下面(1)到(4)描述的任何一個(gè)疊片用于形成電池盒51。在疊片(1)到(4)中，每個(gè)第一、第二和第三基膜為雙軸取向的聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(后面稱為“PET膜”)或雙軸取向尼龍膜(后面稱為“ON膜”)。
(1)第一基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(2)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(3)第一基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層(4)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層這些電池盒形成片彼此接觸地與熱粘樹脂層疊加在一起，電池盒形成片的側(cè)邊緣部和端邊緣部通過(guò)熱封而粘合在一起，以形成具有一個(gè)開口端的袋子的形狀的電池盒51，包括正極55、負(fù)極56和電解凝膠層53的電池50a的元件放入到電池盒51中，接頭59和60從電池盒51中伸出到外面，開口端的形成片的邊緣部熱粘樹脂層、形成片的邊緣部熱粘樹脂層和接頭59和60通過(guò)熱封而結(jié)合在一起。
由熱粘樹脂形成的形成片的熱粘樹脂層不僅與其本身粘結(jié)，而且也與由導(dǎo)電材料形成的接頭59和60粘結(jié)，該導(dǎo)電材料例如為銅片或鋁片。
金屬薄片層夾在基膜層之間或夾在基膜層和作為水和氣的良好屏障的熱粘樹脂層之間，并由第一、第二和/或第三基膜層和/或熱粘樹脂層來(lái)保護(hù)。于是，金屬薄片不會(huì)裂開以及在金屬薄片層上不會(huì)形成任何針孔，于是金屬薄片層可保持其良好的不透氣特性。
疊加在金屬薄片層的外表面或內(nèi)表面上的第一、第二或第三基膜層保護(hù)著金屬薄片層，增加了強(qiáng)度并避免了各種外界的危險(xiǎn)影響到形成片上，作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層為形成片提供了熱封性能。
至少第一基膜層形成在金屬薄片層的一個(gè)表面上，至少熱粘樹脂形成在金屬薄片層的另一個(gè)表面上。由于第一基膜層和熱封樹脂層為電的非導(dǎo)體，因此電池盒形成片也為不導(dǎo)電片。
疊片的熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂，其中酸的含量范圍為占重量的0.01到10％。
形成熱粘樹脂層的酸性聚烯烴樹脂不僅能很好地與本身粘結(jié)，而且也與銅或鋁的接頭59和60粘結(jié)。于是，類似具有一個(gè)開口的袋狀的電池盒很輕易地通過(guò)熱封來(lái)形成，如銅或鋁片等金屬片制成的接頭59和60可經(jīng)過(guò)開口端延伸，在把電池的元件放置到電池盒中后，該開口端可通過(guò)熱封而良好及密封地封住。
下面描述本發(fā)明的電池盒形成片的材料以及處理該材料的方法。
本發(fā)明的電池盒形成片具有良好的阻水或氣的作為中間層的金屬薄片層，第一、第二和第三基膜層中的一些層壓在金屬薄片層一個(gè)或兩個(gè)表面上，熱粘樹脂層作為最內(nèi)層。
鋁片和銅片為形成作為中間層的不透氣金屬薄片層的適合材料。因?yàn)殇X片便宜，容易處理并且容易與膜結(jié)合，所以鋁片為用于形成金屬薄片層的最佳材料。金屬薄片層的適當(dāng)厚度為在5到25μm范圍之間。
第一、第二和第三基膜層中的每個(gè)例如可以為PET膜、ON膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜或聚碳酸酯膜?？紤]耐久性、穩(wěn)定性、可加工性和經(jīng)濟(jì)性，PET膜和ON膜是特別合適的。
雖然PET膜和ON膜之間在性能上沒(méi)有明顯差別，但是PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗磨損和耐熱方面很好，而ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和耐低溫方面很好。
這些基膜的厚度在5到100μm范圍之間，最好在12到30μm范圍之間。
如上所述，作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層最好不僅對(duì)本身熱粘結(jié)，而且也熱粘結(jié)在形成接頭59和60的金屬上，同時(shí)具有較低的吸濕性能和較低的吸水性，以限制水最小程度地滲漏到聚合物電池50a的電解質(zhì)中。另外最好熱粘樹脂層很穩(wěn)定，不易膨脹，對(duì)電解質(zhì)的腐蝕作用不敏感。
滿足上述需要的熱粘樹脂例如為乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物以及通過(guò)把聚乙烯樹脂與上述共聚物中一個(gè)或一些混合而制備的聚烯烴樹脂和把聚丙烯樹脂與上述共聚物中一個(gè)或一些混合而制備的聚烯烴樹脂。特別地，熱粘樹脂最好為酸改性聚烯烴樹脂，該樹脂由乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和由接枝共聚產(chǎn)生的樹脂進(jìn)行改性而形成，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。
通過(guò)把帶羧基的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
酸改性的聚烯烴樹脂的酸含量最好在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸含量大于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能不好。
熱粘樹脂層的適當(dāng)厚度在10到100μm的范圍內(nèi)。
各個(gè)分層可通過(guò)已知的使用兩組分(two-component)聚氨酯粘結(jié)劑的干壓方法或擠壓的方法(也稱為夾壓方法)來(lái)疊加，擠壓方法擠壓在兩層膜之間的熔化的熱粘樹脂，如聚乙烯樹脂，并壓縮膜層和夾在膜之間的熱粘樹脂層。
最內(nèi)層的熱粘樹脂層可通過(guò)干壓方法或擠壓方法通過(guò)把熱粘樹脂膜固定到其它膜上而形成。如果必要的話，熔化的熱粘樹脂可施加到膜表面，該膜通過(guò)擠壓涂層涂有固定涂覆材料(AC材料，如底漆)。
下面參照附圖更具體地描述本發(fā)明。
圖1、2、3和4為本發(fā)明的用于形成電池盒51的在實(shí)例中的電池盒形成片典型剖面圖。
參見圖1，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。第一基膜層1a為PET膜或ON膜，作為最外層。金屬薄片層2為鋁片。熱粘樹脂層3最好為酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂。
例如為PET膜或ON膜的第一基膜層1a形成電池盒形成片10的最外層，該膜為電池盒形成片10提供了各種機(jī)械強(qiáng)度和各種抵抗性，該機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度；抵抗性包括耐磨性、防水性、耐化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性等。作為中間層的例如為鋁片層的金屬薄片層作為防水和氣的阻礙層。作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層為含量最好在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層，并可提供具有良好隔熱性的電池盒形成片10。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(40μm厚)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(40μm厚)。
參見圖2，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。第一基膜層1a為最外層。
與圖1中所示的形成片10相比，圖2的電池盒形成片10另外帶有第二基膜1b以提高在金屬薄片層2外側(cè)上第一基膜1a的性能，第一基膜層1a和第二基膜層1b形成了雙層基膜。
第一基膜層1a和第二基膜層1b均為PET膜或ON膜。
雖然第一基膜層1a和第二基膜層1b可以是同一類型的膜，但是考慮到使第一基膜層1a和第二基膜層1b的各自性能互補(bǔ)，最好采用不同類型的膜，例如PET膜或ON膜可分別作為第一基膜層1a和第二基膜層1b。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)②ON膜(15μm厚)/PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)。
參見圖3，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖1中所示的電池盒形成片10相比，圖3中的電池盒形成片10另外帶有夾在中間金屬薄片層2和熱粘樹脂層3之間的第三膜1c，以通過(guò)增強(qiáng)金屬薄片層保護(hù)效應(yīng)而提供具有穩(wěn)定阻礙效果的形成片10。
第一基膜層1a和第二基膜層1b均為PET膜或ON膜。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)②PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)。
③ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)。
④ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)。
與圖1所示的電池盒形成片10相比，圖3中的電池盒形成片10另外帶有第三基膜1c，以提供具有各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響能力的形成片10。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間，那么金屬薄片層2可更有效地抵抗外界和內(nèi)部的震動(dòng)、磨損、物理作用和化學(xué)作用，形成片10具有更穩(wěn)定的阻礙作用。
參見圖4，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖2所示的電池盒形成片10相比，圖4的電池盒形成片10另外帶有夾在金屬薄片層2和熱粘樹脂層3之間的第三基膜1c。
第一、第二和第三基膜層1a、1b和1c提供具有各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響的能力。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a、第二基膜層1b和第三基膜層1c的疊層之間，于是起穩(wěn)定阻礙作用的金屬薄片層2更有效地得到保護(hù)。
當(dāng)在圖1到4中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和可加工性以及可高效生產(chǎn)方面良好。
第二實(shí)施例下面參照?qǐng)D6到9來(lái)描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中的電池盒形成片10為下面疊片(1)到(4)中任何一個(gè)。除了第二實(shí)施例中的疊片具有由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成的疊加熱粘樹脂層外，第二實(shí)施例中的疊片在結(jié)構(gòu)上基本上與第一實(shí)施例中的相同。
(1)第一基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(2)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(3)第一基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層(4)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層最內(nèi)層熱粘樹脂層通過(guò)把聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊加而形成，酸改性聚烯烴樹脂的酸含量在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)，熱粘樹脂層疊壓到鄰近層，于是酸改性聚烯烴樹脂層形成了最內(nèi)層表面。由于酸改性聚烯烴樹脂層不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)如銅和鋁等金屬也有熱粘性，于是通過(guò)加工電池盒形成片并使其具有帶一個(gè)開口端的袋子形狀而形成電池盒，端接頭59和60經(jīng)過(guò)所述開口從電池盒內(nèi)向外伸出，該電池盒可通過(guò)良好熱封電池盒的開口端而達(dá)到密封。
由于聚烯烴樹脂層和酸改性樹脂均作為熱粘樹脂層，于是電池盒的熱封部分具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度。酸改性聚烯烴的吸濕性能和吸水性能與例如為聚乙烯和聚丙烯的聚烯烴樹脂相比相對(duì)較高，因此酸改性聚烯烴樹脂易于持水。然而，由于熱粘樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂層可以較小厚度形成，于是熱粘樹脂層的水含量可限制到最小可能的程度，并且可阻止在電解質(zhì)中的熱粘樹脂層中含有水份的影響。
由于至少第一基膜層和熱粘樹脂層分別固定到金屬薄片層的相對(duì)兩側(cè)，并且第一基膜層和熱粘樹脂層均為電的非導(dǎo)體，因此電池盒形成片用作為不導(dǎo)電片。
疊片的第一、第二和第三基膜層為雙軸取向的聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(后面稱為“PET膜”)或雙軸取向尼龍膜(后面稱為“ON膜”)。
由于PET膜和ON膜為柔性的，于是具有良好強(qiáng)度、抵抗性能和疊壓的可加工性與經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗沖壓強(qiáng)度，抵抗性能包括抗磨損、耐熱、抗低溫性和抗化學(xué)性，具有良好性能的電池盒形成片可高效并且低成本地生產(chǎn)。
下面將描述本發(fā)明的電池盒形成片的材料和加工該材料的方法。
本發(fā)明的電池盒形成片具有良好不透水氣的作為中間層的金屬層，在具有各種良好的強(qiáng)度和抵抗不良影響性能方面良好的第一、第二和第三基膜層中一個(gè)或幾個(gè)疊壓在金屬薄片層的一個(gè)或兩個(gè)表面，由聚烯烴樹脂和酸改性聚烯烴樹脂組成的疊壓熱粘樹脂層為最內(nèi)層。
鋁片和銅片是用于制作作為中間層的不透氣金屬薄片層的合適材料。鋁片是用于形成金屬薄片層的最佳材料，因?yàn)殇X片便宜，方便加工并且容易與膜結(jié)合。金屬薄片層的適當(dāng)厚度為5到25μm范圍內(nèi)。
第一、第二和第三基膜層例如可以是PET膜、ON膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜、聚酰亞胺膜或聚碳酸酯膜?？紤]到耐久性、穩(wěn)定性、可加工性和經(jīng)濟(jì)性，PET膜和ON膜特別合適。
雖然PET膜和ON膜之間在性能上沒(méi)有明顯差別，但是PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、抗磨損和耐熱方面很好，而ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗低溫方面很好。
這些基膜的厚度在5到100μm范圍之間，最好在12到30μm范圍之間。
如上所述，作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層最好不僅對(duì)本身熱粘結(jié)，而且也可熱粘結(jié)在金屬接頭上，同時(shí)具有較低的吸濕性能和較低的吸水性，以限制水最小程度地滲漏到聚合物電池的電解質(zhì)中。另外最好熱粘樹脂層很穩(wěn)定，不易膨脹，對(duì)電解質(zhì)的腐蝕作用不敏感。
為了滿足上述需要，本發(fā)明使用由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊壓的熱粘樹脂層，其中酸改性樹脂層中酸的含量范圍為占重量的0.01到10％。
酸改性聚烯烴樹脂層以需要的厚度形成，并疊壓到聚烯烴樹脂層上，以形成最內(nèi)層，于是熱粘樹脂層可較好地?zé)嵴辰Y(jié)到通過(guò)加工金屬薄片而形成的端子上，并限制熱粘樹脂層水含量到最小可能程度。
滿足上述需要的適合于形成熱粘樹脂的聚烯烴樹脂層的聚烯烴樹脂例如為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、上述樹脂的三元共聚物以及通過(guò)把上述某些樹脂混合而制備的樹脂。
酸改性樹脂中酸的含量在熱粘樹脂層的0.01到10％重量比的范圍內(nèi)，用于形成酸改性聚烯烴樹脂層的適當(dāng)樹脂例如為由乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和由接枝共聚產(chǎn)生的樹脂進(jìn)行改性而形成的樹脂，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的樹脂可較好地?zé)嵴辰Y(jié)到金屬上。
通過(guò)把帶羧莖的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
酸改性的聚烯烴樹脂的酸含量最好在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸的含量高于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能較差。
酸改性聚烯烴樹脂相對(duì)金屬具有較高熱粘性，同時(shí)該樹脂具有相對(duì)較高的吸濕性能和相對(duì)較高的吸水性能。
因此，本發(fā)明使用由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成疊片的熱粘樹脂層，以發(fā)揮酸改性聚烯烴樹脂的最大優(yōu)點(diǎn)，使聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層互補(bǔ)，形成了最小可能厚度的酸改性聚烯烴樹脂層的最內(nèi)片層，以最小程度地抑制水分的影響。
熱粘樹脂層的適當(dāng)厚度在10到100μm的范圍內(nèi)。酸改性聚烯烴樹脂層的厚度在1到50μm的范圍內(nèi)，最好在5到25μm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的電池盒形成片可通過(guò)把第一、第二和第三基膜層、金屬薄片層和由聚烯烴樹脂和酸改性聚烯烴樹脂層疊壓而形成的熱粘樹脂層進(jìn)行正確地疊壓而形成。第一到第三基膜層和金屬薄片層可通過(guò)已知的例如利用兩組分聚氨酯粘結(jié)劑的干壓方法或擠壓的方法疊壓，擠壓方法擠壓在兩層膜之間的熔化的熱粘樹脂，如聚乙烯樹脂，并壓縮膜層和夾在膜之間的熱粘樹脂層。
熱粘樹脂層可通過(guò)把預(yù)定厚度的聚烯烴樹脂膜和預(yù)定厚度的酸改性聚烯烴樹脂膜放置在一起，并且把聚烯烴樹脂膜和酸改性聚烯烴樹脂膜采用干壓方法或擠壓方法而疊壓后形成，該預(yù)定厚度通過(guò)多層管狀膜擠壓方法而得到。熱粘樹脂層還可通過(guò)對(duì)基片表面涂有固定涂覆材料(AC材料，如底漆)，并且把預(yù)定厚度的聚烯烴樹脂層和預(yù)定厚度的酸改性聚烯烴樹脂層疊壓到涂有固定涂覆材料基片的表面上而形成，這種疊壓是通過(guò)利用混合擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓進(jìn)行的，而基片是通過(guò)正確地把一些第一到第三基膜層和金屬薄片層進(jìn)行疊壓而形成。
下面參照附圖來(lái)具體描述第二實(shí)施例的例子。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖6到圖9為本發(fā)明的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
參見圖6，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。
第一基膜層1a最好為PET膜或ON膜。金屬薄片層2最好為鋁片。熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層3b為其中酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層。
例如為PET膜或ON膜的第一基膜層1a形成了電池盒形成片10的最外層，為電池盒形成片10提供了各種機(jī)械強(qiáng)度和各種抵抗性能，機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度；抵抗性包括耐磨性、防水性、耐化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性等。例如作為中間層例如為鋁片層的金屬薄片層2作為防水和氣的阻礙層。如上所述，聚烯烴樹脂層3a和酸含量最好在熱粘樹脂層3的0.01到10％重量范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層3b同時(shí)提供了具有良好隔熱性和較低含水量的電池盒形成片10。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。防水蒸氣滲透性可輕易地增強(qiáng)。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)。
參見圖7，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a為最外層。
與圖6中所示的形成片10相比，電池盒形成片10另外帶有第二膜1b以提高在金屬薄片層2外側(cè)上的第一基膜1a的性能，第一基膜層1a和第二基膜層1b形成了雙層基膜。
第一基膜層1a第二基膜層1b均為PET膜或ON膜。
雖然第一基膜層1a和第二基膜層1b可以是同一類型的膜，但是考慮到使第一基膜層1a和第二基膜層1b的各自性能互補(bǔ)，最好采用不同類型的膜，例如PET膜或ON膜可分別作為第一基膜層1a和第二基膜層1b。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)②ON膜(15μm厚)/PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚乙烯層30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)。
這種結(jié)構(gòu)的電池盒形成片10在鋁片外側(cè)的基膜層除了圖6中所示的電池盒形成片10的效果外，還具有PET膜和ON膜的優(yōu)點(diǎn)。這樣，電池盒形成片10的外表面提高了各種機(jī)械強(qiáng)度和抵抗性能，并具有突出的性能。
參見圖8，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖6中所示的電池盒形成片10相比，圖8的電池盒形成片10另外帶有夾在中間金屬薄片層2和熱粘樹脂層3(具體地說(shuō)是聚烯烴樹脂層3a)之間的第三基膜1c，以把金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間通過(guò)增強(qiáng)金屬薄片層保護(hù)效應(yīng)而提供具有穩(wěn)定阻礙效果的形成片10。
第一基膜層1a和第三基膜層1c均為PET膜或ON膜。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)②PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)。
③ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)。
④ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)。
與圖6所示的電池盒形成片10相比，圖8的電池盒形成片10另外帶有第三基膜1c，以提供具有各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響的能力的形成片10。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間，那么金屬薄片層2可更有效地抵抗外界和內(nèi)部的震動(dòng)、磨損、物理作用和化學(xué)作用，形成片10具有更穩(wěn)定的阻礙作用。
參見圖9，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖7所示的電池盒形成片10相比，圖9的電池盒形成片10另外帶有夾在金屬薄片層2和熱粘樹脂層3(具體地說(shuō)是聚烯烴樹脂層3a)之間的第三基膜1c。
于是，如圖9所示，第一基膜層1a和第二基膜層1b疊加到金屬薄片層2的外表面上，第三基膜層1c夾在金屬薄片層2和熱粘樹脂層3之間。
另外帶有第三基膜層1c的電池盒形成片10除了具有圖7中所示的電池盒形成片10的功能和效果外，還具有各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響的能力。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a、第二基膜層1b和第三基膜層1c的疊層之間，于是起穩(wěn)定阻礙作用的金屬薄片層2更有效地得到保護(hù)。
當(dāng)在圖6到9中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供了輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和可加工性以及可高效生產(chǎn)方面良好。
第三實(shí)施例下面參照?qǐng)D10到12來(lái)描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中的電池盒形成片10為下面疊片(1)到(3)中任何一個(gè)。第三實(shí)施例中的疊片在結(jié)構(gòu)上除了下面不同外基本上與第一實(shí)施例中的相同，這些不同是，在第三實(shí)施例的疊片中，第一基膜層和第二基膜層為雙軸取向的聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(后面稱為“PET膜”)、雙軸取向尼龍膜(后面稱為“ON膜”)或雙軸取向聚丙烯膜(后面稱為“OPP膜”)，該P(yáng)ET膜、ON膜和OPP膜均涂有二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜，以及熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者是聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊片的雙層結(jié)構(gòu)。
(1)第一基膜層/熱粘樹脂層(2)第一基膜層/第二基膜層/熱粘樹脂層(3)第一基膜層/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層/第二基膜層/熱粘樹脂層在疊片(1)的電池盒形成片中，第一基膜層通過(guò)對(duì)PET膜、ON膜和OPP膜的表面涂覆二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜而形成。PET膜、ON膜和OPP膜為電池盒形成片提供了各種機(jī)械強(qiáng)度和各種抵抗性能，機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和刺穿強(qiáng)度；抵抗性能包括耐磨性、耐熱性、耐低溫性和耐化學(xué)性等，同時(shí)PET膜、ON膜和OPP膜的二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜涂覆表面作為不透水和氣的阻礙層。
PET膜與ON膜相比具有較低的吸濕性能，而且在硬度、抗拉強(qiáng)度、抗磨損和耐熱方面很好。ON膜與PET膜相比具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗低溫方面很好。OPP膜具有特別低的吸濕性能，具有較好的防水性能、較高的抗拉強(qiáng)度和較高硬度。
熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者是聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊片的雙層結(jié)構(gòu)。如果采用了雙層結(jié)構(gòu)的熱粘樹脂層，那么聚烯烴樹脂層在第一基膜層的一側(cè)，而酸改性樹脂層作為電池盒形成片的最內(nèi)層。在兩種情況下，酸改性聚烯烴樹脂層均為最內(nèi)層。由于酸改性樹脂層不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)如銅和鋁的金屬也有熱粘性，于是通過(guò)對(duì)電池盒形成片進(jìn)行加工并使其具有帶一個(gè)開口端的袋子形狀而形成電池盒，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口端從電池盒向外伸出，通過(guò)對(duì)電池盒的開口端良好地?zé)岱舛蓪?duì)電池盒密封。
酸改性聚烯烴樹脂形成了電池盒形成片的最外層，其吸濕性能和吸水性能與如聚乙烯和聚丙烯的聚烯烴樹脂相比相對(duì)較高，因此酸改性聚烯烴樹脂可吸收含在空氣中的水分。酸改性聚烯烴樹脂的這種吸濕性能對(duì)電解質(zhì)是不良的。
然而，當(dāng)酸改性聚烯烴樹脂層和聚烯烴樹脂層一起使用時(shí)，由于熱粘樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂層可以較小厚度形成，于是含在熱粘樹脂層中的水分含量如果有的話也很少。這樣，水分的作用可限制到最小程度，同時(shí)可保持熱粘性。
疊片(2)的電池盒形成片具有由第一基膜層和第二基膜層組成的雙層結(jié)構(gòu)的基膜層?；永缈梢允荘ET膜和ON膜的結(jié)合，除了有疊片(1)的電池盒形成片的效果外，該膜可使PET膜和ON膜的各自特點(diǎn)得到最大利用。第一和第二基膜層提供增強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響的能力。電池盒形成片具有涂有兩層薄膜的第一和第二基膜層，該薄膜例如為二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜和/或聚偏二氯乙烯薄膜，即使在兩層薄膜中一層損壞時(shí)，另一層仍可作為水和氣的阻礙層。于是，電池盒形成片具有增強(qiáng)的防透水和氣性能。
疊片(3)的電池盒形成片通過(guò)疊片(2)的電池盒形成片的第一和第二基膜層之間另外插入皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層而形成。疊片(3)的電池盒形成片具有更加增強(qiáng)和穩(wěn)定的防透水和氣的性能。
疊片(3)的電池盒形成片具有防透水和氣的三個(gè)阻礙層，除了有疊片(2)的電池盒形成片的作用外，該電池盒形成片還具有較高的、穩(wěn)定的防透水和氣的性能。
如上所述，本發(fā)明的電池盒形成片沒(méi)有利用如鋁片的導(dǎo)電金屬薄片作為阻礙層，疊片的所有分層均由非電的導(dǎo)體材料制成。這樣，即使在從電池盒50中伸出的接頭59和60折彎時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)意外的短路，確保了較高的安全性。
形成酸改性聚烯烴樹脂層的酸改性樹脂中酸的含量在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。
酸改性聚烯烴樹脂層很容易形成并且不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)如銅和鋁的金屬也有熱粘性，通過(guò)對(duì)電池盒形成片進(jìn)行加工并使具有帶一個(gè)開口端的袋子形狀而形成電池盒，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口端從電池盒向外伸出，通過(guò)對(duì)電池盒的開口端良好熱封而可對(duì)電池盒密封。
下面將描述本發(fā)明的電池盒形成片的材料和加工該材料的方法。
第一基膜層和第二基膜層均為其作為防透氣阻礙層的表面涂有二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜的PET膜、ON膜或OPP膜。
二氧化硅、氧化鋁薄膜可通過(guò)真空蒸發(fā)方法或?yàn)R射方法而形成在PET膜、ON膜或OPP膜的表面上。必要時(shí)，在形成二氧化硅薄膜或氧化鋁薄膜之前，在PET膜、ON膜或OPP膜的表面上涂有已知的底漆涂料。
二氧化硅薄膜或氧化鋁薄膜的厚度在150到2000的范圍內(nèi)，最好在300到800的范圍內(nèi)。
聚偏二氯乙烯薄膜可通過(guò)已知的涂覆方法形成在作為基膜層的PET或ON膜上。聚偏二氯乙烯薄膜的適當(dāng)厚度為1到10μm范圍內(nèi)。
皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜用作防透氣的阻礙層?？赏ㄟ^(guò)已知的干壓方法或擠壓方法使皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜形成在基膜層上。
皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜的適當(dāng)厚度在10到40μm范圍內(nèi)。
如上所述，形成電池盒形成片最內(nèi)層的熱粘樹脂層最好不僅滿足對(duì)本身有熱粘性，而且也可熱粘結(jié)在金屬制成的接頭上，同時(shí)具有較低的吸濕性能和較低的吸水性，以限制水最小程度地滲漏到電解質(zhì)中，并且很穩(wěn)定，可抵抗膨脹和電解質(zhì)的腐蝕作用。
熱粘樹脂層可由酸改性聚烯烴樹脂形成。合適的酸改性聚烯烴樹脂為那些由乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和由接枝共聚產(chǎn)生的樹脂進(jìn)行改性而形成，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。
通過(guò)把帶羧基的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
酸改性的聚烯烴樹脂的酸含量最好在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸的含量高于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能較差。
熱粘樹脂層可以為上述酸改性聚烯烴樹脂其中之一的單層結(jié)構(gòu)，或者為由聚烯烴樹脂層和上述其中一種酸改性聚烯烴樹脂層組成的雙層疊片。
疊片的熱粘樹脂層可以由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物或這些樹脂中某些的三元共聚物的聚烯烴樹脂層組成。這些樹脂可單獨(dú)或在把上述樹脂中的某些混合制備的樹脂中應(yīng)用。
熱粘樹脂層的適當(dāng)厚度在10到100μm的范圍內(nèi)。酸改性聚烯烴樹脂層的適當(dāng)厚度在1到50μm的范圍內(nèi)，最好在5到25μm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的電池盒形成片可由這些層來(lái)組成，例如，這些層為第一基膜層、第二基膜層、皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層以及具有酸改性聚烯烴樹脂層或者具有聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層兩者的熱粘樹脂層需要的某些結(jié)合。
這些層可通過(guò)已知的干壓方法、已知的擠壓疊壓方法或擠壓涂覆方法而疊壓。
當(dāng)形成疊片(1)時(shí)，第一基膜層涂有固定涂料(底漆)，接著通過(guò)擠壓方法或多層擠壓方法可在第一基膜層上形成有酸改性聚烯烴樹脂層或聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組。熱粘樹脂層可通過(guò)把預(yù)定厚度的樹脂膜放置在一起，采用干壓方法通過(guò)管狀膜擠壓方法利用例如兩組分聚氨酯粘結(jié)劑而形成，或者通過(guò)擠壓聚乙烯樹脂或樹脂層之間的其它熱粘樹脂并壓縮樹脂層而形成。
疊片(2)的第一和第二基膜層可通過(guò)干壓方法或擠壓方法而疊壓。熱粘樹脂層可通過(guò)在形成疊片(1)中的熱粘樹脂層中使用的方法來(lái)形成。
皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層可通過(guò)以預(yù)定厚度形成皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜，同時(shí)第一基膜層、皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層和第二基膜層可通過(guò)干壓方法或擠壓方法而疊加。熱粘樹脂層可通過(guò)在形成疊片(1)的熱粘樹脂層中使用的方法來(lái)形成。
下面參照附圖來(lái)具體描述第二實(shí)施例的例子。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖10到圖12為本發(fā)明的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
圖10(a)中示出的電池盒形成片10通過(guò)把作為外層的第一基膜層1a、作為熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層疊加而形成。
第一基膜層1a最好為涂有二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜的PET膜或ON膜。熱粘樹脂層3最好固定到第一基膜層1a的涂覆表面上，以阻止通過(guò)磨損或類似情況下而破壞涂有二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜的第一基膜層1a。
酸改性聚烯烴樹脂層3最好由酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂形成。
在該電池盒形成片10中，PET膜、ON膜或OPP膜作為最外層第一基膜層1a，為形成片10提供了包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的機(jī)械強(qiáng)度以及包括耐磨損、防水性、抗化學(xué)性、耐熱性和抗低溫性的抵抗性能。二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜或聚偏二氯乙烯薄膜涂覆的第一基膜層1a為形成片10提供了具有良好的不透水和氣的性能。熱粘樹脂層3為形成片10提供了良好的熱封性。
與聚烯烴樹脂相比，酸改性聚烯烴樹脂在吸濕性能和吸水性能方面相對(duì)較高。然而，當(dāng)通過(guò)加工形成片10形成的電池盒不在高溫高濕度處存放較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層中的含水量較少，某些實(shí)際問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)。
圖10(b)中示出的電池盒形成片10通過(guò)把作為外層的第一基膜層1a和熱粘樹脂層3疊壓而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成，而不是圖10(a)中示出的電池盒形成片10的熱粘樹脂層3。
雖然固定涂料層或用于干壓的粘結(jié)劑的粘結(jié)層在第一基膜層1a和圖10(a)和10(b)中示出的每個(gè)形成片10中的熱粘樹脂層3之間形成，這種固定涂料或粘結(jié)層為輔助部分，因此在圖10、11和12中省略。
圖10(b)中電池盒形成片10的熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層3b形成厚度可比圖10(a)中示出的作為形成片10的熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層的厚度較小。這樣，即使在酸改性聚烯烴樹脂層3b吸水，那么在酸改性聚烯烴樹脂層3b中含水量也較少，因此圖10(b)中示出的形成片10的熱粘樹脂層3具有較低的吸濕性能。
下面為圖10(a)和10(b)中示出的疊片的典型例子。
①PET膜(16μm厚)/二氧化硅薄膜層(500厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(40μm厚)②PET膜(16μm厚)/二氧化硅薄膜層(500厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)③ON膜(16μm厚)/聚偏二氯乙烯薄膜層(30μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)
圖11(a)中示出的電池盒形成片10通過(guò)把第二基膜1b加在圖10(a)中示出的電池盒形成片10上而形成。圖11(a)中示出的形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b和酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層3依次疊加而形成。第一基膜層1a為最外層。
雖然第一基膜層1a和第二基膜層1b可以是同一類型的膜，但是考慮到使第一基膜層1a和第二基膜層1b的各自性能互補(bǔ)，最好采用不同類型的膜，例如PET膜或ON膜可分別作為第一基膜層1a和第二基膜層1b。圖11(a)中示出的電池盒形成片10除了具有圖10(a)中示出的電池盒形成片10的作用外，還具有各種增強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗能力，并由于形成片10帶有二氧化硅薄膜、氧化鋁薄膜和/或聚偏二氯乙烯薄膜的兩層阻礙層，而具有提高的不透水和氣性能。
圖11(b)中示出的電池盒形成片10與圖11(a)中示出的電池盒形成片10的結(jié)構(gòu)相同，并帶有由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成的熱粘樹脂層3，而代替了圖11(a)中示出的電池盒形成片10的酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層3。
圖11(b)中示出的電池盒形成片10的熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層3b可以較小的厚度來(lái)形成。這樣，圖11(b)中示出的電池盒形成片10的熱粘層3具有良好的熱粘性能和較低的吸濕性能。
下面為圖11(a)和11(b)中示出的疊片的典型例子。
①帶二氧化硅薄膜層(500厚)的ON膜(15μm厚)/帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(40μm厚)②帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/帶二氧化硅薄膜層(500厚)的ON膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)圖12(a)中示出的電池盒形成片10通過(guò)在圖11(a)中示出的電池盒形成片10的第一基膜層1a和第二基膜層1b之間另外插入作為阻礙層的皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層9而形成。也就是說(shuō)，圖12(a)中示出的電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層9、第二基膜層1b和酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層3依次疊加而形成。
于是帶有三個(gè)阻礙層的電池盒形成片10的防透水和氣性能比圖11(a)中示出的電池盒形成片10的要好。
圖12(b)中示出的電池盒形成片10在結(jié)構(gòu)上與圖12(a)中示出的電池盒形成片相似，同時(shí)帶有由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成的熱粘樹脂層3，而取代了圖12(a)中示出的電池盒形成片的酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層3。
圖12(b)中示出的電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層9、第二基膜層1b和聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b依次疊加而形成。第一基膜層1a為最外層。
圖12(b)中示出的電池盒形成片10的熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層3b可以較小的厚度形成。這樣，圖12(b)中示出的電池盒形成片10的熱粘樹脂層3具有滿意的熱粘性能和較低的吸濕性能，同時(shí)電池盒形成片10具有更加突出的復(fù)合性能。
下面是圖12(a)和12(b)中示出的疊片的典型例子。
①帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(25μm厚)/帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(40μm厚)②帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(25μm厚)/帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)③帶二氧化硅薄膜層(500厚)的PET膜(12μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(25μm厚)/帶二氧化硅薄膜層(500厚)的ON膜(15μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)當(dāng)在圖10到12中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和可加工性以及可高效生產(chǎn)方面很出色；適合用于形成可良好地密封電池內(nèi)元件的電池盒，并可避免電池元件受水潮的不良影響，同時(shí)阻止即使在從電池盒內(nèi)伸出的導(dǎo)電金屬接頭折彎時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)短路，確保了安全。
第四實(shí)施例下面參照?qǐng)D13到16來(lái)描述本發(fā)明的第四實(shí)施例。在第四實(shí)施例中的電池盒形成片10為下面疊片(1)到(4)中任何一個(gè)。電池盒形成片的第一基膜層、第二基膜層和第三基膜層為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜，電池盒形成片的熱粘樹脂層為酸改性樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者是聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊片的雙層結(jié)構(gòu)。電池盒形成片帶有比其它層較小的金屬薄片層，并具有至少一個(gè)端部邊緣，該邊緣位于另一層相應(yīng)的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，同時(shí)不暴露在電池盒形成片的邊緣。第四實(shí)施例中的電池盒形成片在其它方面與第一實(shí)施例相同。
(1)第一基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(2)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/熱粘樹脂層(3)第一基膜層/金屬薄片層/第二基膜層/熱粘樹脂層(4)第一基膜層/第二基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層電池盒形成片的作為中間層的金屬薄片層比其它層較小，同時(shí)至少一個(gè)端部邊緣位于另一層端部邊緣的內(nèi)側(cè)，同時(shí)不暴露在電池盒形成片的邊緣。電池盒51具有接頭59和60可從電池盒中伸向外面的開口端，在第四實(shí)施例中該電池盒通過(guò)兩個(gè)電池盒形成片而熱封，于是其中金屬薄片層的端部邊緣處于每個(gè)電池盒形成片另一層邊緣內(nèi)側(cè)的端部形成了電池盒51的開口端。金屬薄片層的尺寸是這樣確定的，以使金屬薄片層的端部邊緣不能達(dá)到通過(guò)熱封電池盒51的開口端形成的熱封部。當(dāng)電池盒51這樣形成后，即使接頭59和60折彎時(shí)，接頭59和60不會(huì)被電池盒所短路。金屬薄片層作為防止透水和氣的良好阻礙層。
由于金屬薄片層夾在第一、第二和第三基膜層以及熱粘樹脂層某些中的中間，金屬薄片層可有效地得到保護(hù)，在金屬薄片層上不會(huì)形成裂縫和針孔，因此可保持金屬薄片層良好的不透性。
第一基膜層、第二基膜層和在金屬薄片層相對(duì)兩側(cè)的第三基膜層均為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(后面稱為“PET膜”)、雙軸取向尼龍膜(后面稱為“ON膜”)或雙軸取向聚丙烯膜(后面稱為“OPP膜”)。第一、第二和第三基膜層保護(hù)金屬薄片層，并為電池盒形成片提供強(qiáng)度、功能和各種抵抗不良影響的能力。
作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者是聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊片的雙層結(jié)構(gòu)。帶單層結(jié)構(gòu)或雙層疊片的電池盒形成片的最內(nèi)層為酸改性聚烯烴樹脂層。酸改性樹脂層不僅對(duì)本身有良好的熱粘性，而且對(duì)如銅和鋁的金屬也有熱粘性。因此通過(guò)對(duì)電池盒形成片進(jìn)行加工并使其具有帶一個(gè)開口端的袋子形狀而形成電池盒，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口端從電池盒向外伸出，通過(guò)對(duì)電池盒的開口端良好熱封而可對(duì)電池盒密封。
雖然形成電池盒形成片最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂比如聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂的聚烯烴樹脂在對(duì)金屬熱粘性方面優(yōu)越，但是酸改性聚烯烴樹脂具有相對(duì)較高的吸濕性能和吸水性能，并且在有些時(shí)候，可能吸收含在空氣中的一些水分。
雖然酸改性聚烯烴樹脂層吸水程度不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際問(wèn)題，但是本發(fā)明采用了由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成的熱粘樹脂層，同時(shí)形成的酸改性聚烯烴樹脂層的厚度較小，以提高電池盒形成片的質(zhì)量。
當(dāng)使用這種熱粘樹脂層時(shí)，如果在熱粘樹脂層中含有水分，那么也只有一點(diǎn)。這樣，水分的作用可限制到最小可能的程度，并可保持良好的熱粘性能。
熱粘樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂層的酸含量在0.01到10％范圍內(nèi)。
具有這種性能的酸改性聚烯烴樹脂層建立了膜形成的良好特征，不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)如銅或鋁的金屬有熱粘性。因此，通過(guò)對(duì)電池盒形成片進(jìn)行加工并使其具有帶一個(gè)開口端的袋子形狀而形成電池盒，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口端從電池盒向外伸出，通過(guò)對(duì)電池盒的開口端良好熱封而可對(duì)電池盒密封。
下面將描述本發(fā)明的電池盒形成片的材料和加工該材料的方法。
如上所述，本發(fā)明的電池盒形成片采用不透水氣的作為中間層的金屬層，同時(shí)是通過(guò)下面方法形成的通過(guò)把具有各種良好的強(qiáng)度和抵抗不良影響性能的第一、第二和第三基膜層中一個(gè)或幾個(gè)正確地疊壓在金屬薄片層的外表面或相對(duì)的兩個(gè)表面，并形成作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層，該熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)或聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片，于是金屬薄片層的至少一個(gè)端部邊緣位于另一層相應(yīng)的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，同時(shí)不暴露在電池盒形成片的邊緣。
鋁片和銅片是用于制作作為中間層的不透氣金屬薄片層的合適材料。鋁片是用于形成金屬薄片層的最佳材料，因?yàn)殇X片便宜，方便加工并且容易與膜結(jié)合。金屬薄片層的適當(dāng)厚度為5到25μm范圍內(nèi)。
第一、第二和第三基膜層例如可以是PET膜、ON膜、OPP膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜、聚酰亞胺膜或聚碳酸酯膜?？紤]到耐久性、穩(wěn)定性、可加工性和經(jīng)濟(jì)性，PET膜和ON膜及OPP膜特別合適。
雖然PET膜和ON膜之間在性能上沒(méi)有明顯差別，但是PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、抗磨損和耐熱方面很好，而ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗低溫方面很好。
這些膜的厚度在5到100μm范圍內(nèi)，最好在12到30μm范圍內(nèi)。
如上所述，作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層最好不僅對(duì)本身熱粘結(jié)，而且也熱粘結(jié)在形成接頭59和60的金屬上，同時(shí)具有較低的吸濕性能和較低的吸水性，以限制水最小程度地滲漏到聚合物電池50a的電解質(zhì)中。另外最好熱粘樹脂層很穩(wěn)定，不易膨脹，對(duì)電解質(zhì)的腐蝕作用不敏感。
為滿足上述需要，熱粘樹脂層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)或聚烯烴樹脂層和酸改性樹脂層的雙層疊片。
形成酸改性聚烯烴樹脂層的酸改性樹脂的酸含量在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。
適合形成熱粘樹脂層的聚烯烴樹脂的材料例如為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、上述樹脂的三元共聚物。這些材料可單獨(dú)或在通過(guò)把上述樹脂中的某些相混合而制備的樹脂中應(yīng)用。
用于形成熱粘樹脂的酸改性聚烯烴樹脂層的樹脂為乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物和對(duì)聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂進(jìn)行改性而形成的樹脂、和由接枝共聚產(chǎn)生的樹脂，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。
通過(guò)把帶羧基的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
具有酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂在膜形成特性方面是令人滿意的，并且不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)金屬也有熱粘性。
如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸的含量高于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能較差。
雖然酸改性聚烯烴樹脂具有對(duì)金屬的較高熱粘性，但是同時(shí)該樹脂具有相對(duì)較高的吸濕性能和相對(duì)較高的吸水性能。
因此，取代了酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，本發(fā)明使用由聚烯烴樹脂層和作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片熱粘樹脂層。該酸改性聚烯烴樹脂層以最小可能厚度形成以最小程度地減小水分的影響。
熱粘樹脂層的適當(dāng)厚度在10到100μm的范圍內(nèi)。當(dāng)熱粘樹脂層為雙層疊片時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層的厚度最好在1到50μm的范圍內(nèi)，在5到25m的范圍內(nèi)更好。
本發(fā)明的電池盒形成片通過(guò)把第一到第三基膜層、金屬薄片層和熱粘樹脂層的某些正確疊加而形成，于是作為中間層的金屬薄片層的一個(gè)端部邊緣位于另一層端部邊緣的內(nèi)側(cè)。
當(dāng)形成疊片時(shí)，第一到第三基膜層和金屬薄片層可通過(guò)已知的干壓方法和擠壓方法而疊加，該干壓方法利用已知的例如兩組分聚氨酯粘結(jié)劑，擠壓方法擠壓在兩層膜之間的熔化的熱粘樹脂，如聚乙烯樹脂，并壓縮膜層和夾在膜之間的熱粘樹脂層。
基膜片的表面可涂有固定涂覆材料(AC材料，如底漆)，然后把需要厚度的酸改性聚烯烴樹脂層或需要厚度的聚烯烴樹脂和需要厚度的酸改性聚烯烴樹脂層疊壓到基膜層的涂有固定涂覆材料的表面上，這種疊壓是通過(guò)擠壓方法或多層擠壓方法進(jìn)行的。熱粘樹脂層可通過(guò)把預(yù)定厚度的樹脂膜放置在一起而形成，預(yù)定厚度是通過(guò)干壓方法采用管狀膜擠壓方法來(lái)形成。
不暴露邊緣的具有金屬薄片層的電池盒形成片可通過(guò)把作為第一到第三基膜層之一的基膜和金屬薄片疊加而可以方便地制造，于是金屬薄片層的相對(duì)端邊緣距基膜的相應(yīng)端部邊緣的內(nèi)側(cè)為10到15mm，并且沿距金屬薄片的相對(duì)端部邊緣的外側(cè)1到2mm線把基膜的相對(duì)端邊緣部分剪去。
現(xiàn)在參照附圖來(lái)詳細(xì)描述第四實(shí)施例。
附圖中示出的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖13到圖16為本發(fā)明的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
參見圖13，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。如圖13所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
當(dāng)使用電池盒形成片10并使得其中金屬薄片層的端部邊緣處在其它層邊緣內(nèi)側(cè)的端部邊緣部分對(duì)應(yīng)于電池盒51的開口端時(shí)，即使接頭從電池盒51中伸出的59和60折彎，該接頭59和60也不會(huì)被金屬薄片層2所短路，提高了電池盒51的安全性。
第一基膜層1a最好為PET膜、ON膜或OPP膜。金屬薄片層2最好為鋁片。更優(yōu)選的是，熱粘樹脂層3的酸改性聚烯烴樹脂層3b(形成片的最內(nèi)層)為其中酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層。
第一基膜層1a形成了電池盒形成片10的最外層，為電池盒形成片10提供了具有各種機(jī)械強(qiáng)度和各種抵抗性能，機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度；抵抗性能包括耐磨損性、防水性、抗化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性等。例如作為中間層的金屬薄片層2(例如鋁片層)作為防水和氣的阻礙層。如上所述，熱粘樹脂層3的聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b同時(shí)為電池盒形成片10提供了良好隔熱性和較低含水量。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。防水蒸氣滲透性可輕易地增強(qiáng)。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)②ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)③OPP膜(25μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)參見圖14，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。如圖14所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
與圖13中示出的形成片10相比，電池盒形成片10另外帶有第二基膜1b，以提高在金屬薄片層2的外側(cè)的第一基膜1a的性能，通過(guò)第一基膜層1a和第二基膜層1b形成雙層基膜。
第一基膜層1a和第二基膜層1b均為PET膜、ON膜或OPP膜。雖然第一基膜層1a和第二基膜層1b可以是同一類型的膜，但是考慮到使第一基膜層1a和第二基膜層1b的各自性能互補(bǔ)，最好采用不同類型的膜，例如PET膜或ON膜可分別作為第一基膜層1a和第二基膜層1b。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)②ON膜(15μm厚)/PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)③PET膜(12μm厚)/OPP膜(25μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)④ON膜(15μm厚)/OPP膜(25μm厚)/鋁片層(9μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)在鋁片外側(cè)的這種結(jié)構(gòu)的電池盒形成片10的基膜層具有PET膜和ON膜的優(yōu)點(diǎn)。于是，電池盒形成片10的外表面提供了各種機(jī)械強(qiáng)度和抵抗性，并具有良好的特性。
參見圖15，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖13中示出的電池盒形成片10相比，電池盒形成片10另外帶有夾在中間金屬薄片層2和熱粘樹脂層3(具體地說(shuō)是聚烯烴樹脂層3a)之間的第三基膜1c，以通過(guò)在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間夾有金屬薄片層2，通過(guò)增強(qiáng)保護(hù)金屬薄片層2的作用，而為形成片10帶來(lái)更穩(wěn)定的阻礙效果。
如圖15所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，而不暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
第一基膜層1a和第三基膜層1c均為PET膜、ON膜或OPP膜。
下面為上述疊片的典型例子。
①PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)②PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)③PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/OPP膜(25μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)④ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)⑤ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/OPP膜(25μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(10μm厚)電池盒形成片10另外帶有第三基膜1c，以為形成片10提供各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響能力。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間，那么金屬薄片層2可更有效地抵抗外界和內(nèi)部的震動(dòng)、磨損、物理作用和化學(xué)作用，形成片10具有更穩(wěn)定的阻礙作用。
參見圖16，電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、第二基膜層1b、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。熱粘樹脂層3由聚烯烴樹脂層3a和酸改性樹脂層3b組成。第一基膜層1a作為最外層。
與圖14中示出的電池盒形成片10相比，本電池盒形成片10另外帶有夾在金屬薄片層2和熱粘樹脂層3(具體地說(shuō)為聚烯烴樹脂層3a)之間的第三基膜1c。
如圖16所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的端部邊緣的內(nèi)側(cè)，沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。第一基膜層1a、第二基膜層1b和第三基膜層1c均為PET膜、ON膜或OPP膜。
電池盒形成片10另外帶有第三基膜1c，以為形成片10提供各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗不良影響能力。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間，那么金屬薄片層2可更有效地得到保護(hù)，于是起穩(wěn)定阻礙作用的金屬薄片層2更有效地得到保護(hù)。
當(dāng)在圖13到16中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供了輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和可加工性以及可高效生產(chǎn)方面很出色，并可避免容納在通過(guò)加工電池盒形成片形成的電池盒內(nèi)的元件受水潮的不良影響，同時(shí)阻止電池接頭被金屬薄片層短路，確保了安全和高效地制造。
第五實(shí)施例下面參照?qǐng)D17到20來(lái)描述本發(fā)明的第五實(shí)施例。在第五實(shí)施例中的電池盒形成片10為下面疊片(1)到(4)中任何一個(gè)。電池盒形成片的第一基膜層、第二基膜層和第三基膜層均為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜，作為形成片最內(nèi)層的酸改性樹脂層含有一種或幾種抗阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑。第五實(shí)施例中的電池盒形成片在其它方面基本上與在第二實(shí)施例中的相同。
(1)第一基膜層/金屬薄片層/酸改性聚烯烴樹脂層(最內(nèi)層)(2)第一基膜層/金屬薄片層/聚烯烴樹脂層/酸改性聚烯烴樹脂層(最內(nèi)層)(3)第一基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/酸改性聚烯烴樹脂層(最內(nèi)層)(4)第一基膜層/金屬薄片層/第三基膜層/聚烯烴樹脂層/酸改性樹脂層(最內(nèi)層)
當(dāng)必要時(shí)，在疊片(1)到(4)的鄰近層之間形成有粘結(jié)層(未示出)。
在疊片(1)和(3)每個(gè)中的用于熱封的熱粘樹脂層(密封層)為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，在疊片(2)和(4)每個(gè)中的熱粘樹脂層為由聚烯烴樹脂層和作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片，在下面描述中，雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜分別用PET膜、ON膜和OPP膜來(lái)表示。
作為中間層的金屬薄片層作為防不透水和氣的良好的阻礙層。金屬薄片層通過(guò)例如為PET膜、ON膜和OPP膜之一或幾種的第一和第三基膜層得到保護(hù)，于是在金屬薄片層上不會(huì)有裂縫和針孔，因此疊片具有各種強(qiáng)度和抵抗不良影響的能力。
最內(nèi)密封層為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者為聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片。
在兩種情況下，最內(nèi)層均為酸改性聚烯烴樹脂層。酸改性聚烯烴樹脂層不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)如銅或鋁的金屬也有熱粘性。由于酸改性聚烯烴樹脂層含有一種或幾種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑，電池盒形成片滿足于滑動(dòng)和防阻塞性能。
因此，電池盒形成片中樹脂層帶有一種或幾種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑，電池盒形成片滿足于滑動(dòng)和防阻塞性能。
因此，電池盒形成片可方便地加工，并當(dāng)加工該形成片而形成電池盒時(shí)可良好地進(jìn)行熱封，當(dāng)在電池盒中組裝電池的元部件時(shí)，電池盒的一端可方便地打開，接頭59和60經(jīng)過(guò)伸出的電池盒的開口端可滿意地得到熱封。
由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成的雙層疊片的密封層具有良好的熱粘性。由于具有相對(duì)較高吸濕性能的酸改性聚烯烴樹脂層可以很薄，于是含在酸改性聚烯烴樹脂層中的水分很少，電池的組成材料不會(huì)受到含在酸改性聚烯烴樹脂層中的水分的負(fù)面影響。
由于酸改性聚烯烴樹脂層比較薄，于是酸改性聚烯烴樹脂量和含在酸改性聚烯烴樹脂層中的防阻塞劑、潤(rùn)滑劑量和/或滑動(dòng)劑的量很少，材料的成本也就很低，在經(jīng)濟(jì)性方面具有優(yōu)越性。
形成金屬薄片層，于是該金屬薄片層的至少一個(gè)端部邊緣位于另一層端部的內(nèi)側(cè)，而不暴露在電池盒形成片的端部邊緣。
當(dāng)采用電池盒形成片10使得其中金屬薄片層的端部邊緣所處于其它層邊緣內(nèi)側(cè)的端部邊緣部分對(duì)應(yīng)于電池盒的開口端時(shí)，即使從電池盒中向外伸出的接頭59和60折彎，該接頭59和60也不會(huì)被金屬薄片層2所短路，提高了電池盒的安全性。
下面描述電池盒形成片的材料和電池盒形成片的制造方法。
如上所述，本發(fā)明的電池盒形成片帶有具有良好不透水和氣特性的而作為中間層的金屬薄片層，第一基膜層形成在金屬薄片層的外表面或者第一基膜層和第三基膜層形成在金屬薄片層的相對(duì)兩個(gè)表面上，例如為酸改性聚烯烴樹脂層或酸改性聚烯烴樹脂層和聚烯烴樹脂層組成的疊片的密封層形成在金屬薄片層的內(nèi)表面，作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂層含有防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和/或滑動(dòng)劑。
為中間層的金屬薄片層作為防透氣的阻礙層，該層可以是鋁片或銅片。鋁片最好，因?yàn)殇X片便宜并且可加工性良好。金屬薄片層的適當(dāng)厚度在5到25μm。
第一和第三基膜層例如可以是PET膜、ON膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜、聚酰亞胺膜或聚碳酸酯膜?？紤]到各種強(qiáng)度和抵抗性、包括耐久性、可加工性和經(jīng)濟(jì)性等性能，PET膜、ON和OPP膜特別合適。
具體地說(shuō)，PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐磨損性、耐熱性和防水性方面良好。于是，PET膜具有大體上均衡的性能，而缺點(diǎn)很少。
ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，然而ON膜有柔性，在刺穿強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐低溫性方面良好。
OPP膜在防潮性能、防水性能、防化學(xué)性、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度方面良好。特別地，低成本是OPP膜的最大優(yōu)點(diǎn)。
基膜的厚度在5到100μm、最好在12到30μm范圍內(nèi)。
如上所述，作為最內(nèi)層的密封層最好不僅對(duì)其本身有熱粘性，而且對(duì)金屬制成的接頭也有熱粘性，并具有較低的吸濕性能，以保護(hù)通過(guò)加工電池盒形成片而形成的電池盒中容納的電池材料不受水分的負(fù)面影響。
為了滿足上述要求，本發(fā)明采用了酸改性聚烯烴樹脂層或聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層(最內(nèi)層)的疊層，并在作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂層中添加了防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和/或滑動(dòng)劑，以提高酸改性聚烯烴樹脂層的滑動(dòng)和防阻塞性能。
密封層的聚烯烴樹脂層例如可以由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、這些樹脂的三元共聚物及把這些樹脂中的某些混合而制備的樹脂。
密封層的酸改性聚烯烴樹脂層可以由例如下面之一來(lái)制成乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物和對(duì)聚烯烴樹脂接枝共聚產(chǎn)生的樹脂，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂如聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和這些樹脂的三元共聚物，以及通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐進(jìn)行共聚而得到的改性樹脂，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。具有酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)金屬也有熱粘性，具有滿意的膜形成性能，并且方便使用。
如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸的含量高于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能較差。
通過(guò)把帶羧基的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
密封層的厚度在10到120μm的范圍內(nèi)，最好在20到100μm的范圍內(nèi)。
當(dāng)密封層為由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成雙層疊片時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層可以較薄，厚度最好在1μm或大于1μm。假定密封層的厚度在100μm，酸改性聚烯烴樹脂層的厚度可以在1到50μm的范圍內(nèi)，最好在5到25μm的范圍內(nèi)。
酸改性聚烯烴樹脂層是柔軟的，并具有自我粘結(jié)性。于是，電池盒形成片具有較低的滑動(dòng)性能，通過(guò)加工電池盒形成片而形成的“袋子”的內(nèi)表面彼此粘結(jié)在一起。
本發(fā)明在作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂層中添加了防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和/或滑動(dòng)劑，以解決上述問(wèn)題。
防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和或滑動(dòng)劑可以采用已公知的。適合的防阻塞劑為氧化硅、沸石、滑石粉、硅藻土、二羧酸酰胺和聚乙烯，適合的潤(rùn)滑劑為硬脂酰醇和氟烴彈性體，適合的滑動(dòng)劑為硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺和亞乙基二硬脂(bisstearic)酸酰胺。
這些添加劑的各自含量不能公平地確定。如果只有氧化硅加在了酸改性聚烯烴樹脂中，那么氧化硅和樹脂的適當(dāng)?shù)谋壤秊?.2到0.5份重量氧化硅比100份重量的樹脂。如果采用了如硬脂酸酰胺或油酸酰胺的脂肪硬脂酸酰胺，那么硬脂酸酰胺和樹脂的適當(dāng)比例為0.5到1.0份重量脂肪酸酰胺比100份重量的樹脂。
下面描述用于形成電池盒的疊片的制造方法。
作為中間層的金屬薄片層和第一或第三基膜層可通過(guò)已知的例如利用兩組分聚氨酯粘結(jié)劑的干壓方法或擠壓的方法疊壓，擠壓方法擠壓在待疊加的分層之間熱粘樹脂層中的熔化熱粘樹脂，如聚乙烯樹脂，并壓縮分層的疊片和夾在分層之間的熱粘樹脂層。
密封層形成在由第一基膜層和金屬薄片層組成的疊片的表面；也就是說(shuō)，密封層形成在金屬薄片層的表面上或第二基膜層的表面上。密封層粘結(jié)的表面上涂覆有固定材料(底漆)。含有防阻塞劑和/或其它添加劑的酸改性聚烯烴樹脂通過(guò)擠壓形成需要的厚度，或者聚烯烴樹脂和含有防阻塞劑和/或其它添加劑的酸改性聚烯烴樹脂分別通過(guò)在金屬薄片層或第二基膜層上進(jìn)行混合擠壓而以需要的厚度形成。密封層可通過(guò)管狀膜擠壓方法或多層膜管狀擠壓方法形成需要的厚度，同時(shí)通過(guò)干壓方法或擠壓方法疊加到金屬薄片層或基膜層。
具有不暴露邊緣的金屬薄片層的電池盒形成片可通過(guò)把第一或第三基膜層和金屬薄片疊加而方便地制造，于是金屬薄片層的相對(duì)端邊緣距基膜的相應(yīng)端部邊緣的內(nèi)側(cè)為10mm，并且沿距金屬薄片的相對(duì)端部邊緣的外側(cè)1到2mm線把基膜的相對(duì)端邊緣部分剪去。
下面參照附圖具體地描述第四實(shí)施例。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖17到圖20為本發(fā)明的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
參見圖17，電池盒形成片10通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、熱粘樹脂層5a、金屬薄片層2、熱粘樹脂層5b和作為最內(nèi)層的含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂的密封層3依次疊加而形成。如圖17所示，作為中間層的金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的內(nèi)側(cè)邊緣，而沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
參見圖18，該電池盒形成片10與圖17中所示的電池盒形成片10僅僅不同在于圖18中所示的電池盒形成片10具有作為最內(nèi)層的密封層3，該密封層3由聚烯烴樹脂層3a和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。圖18中示出的電池盒形成片10通過(guò)把第一基膜層1a、熱粘樹脂層5a、金屬薄片層2、熱粘樹脂層5b和由聚烯烴樹脂層3a和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂組成的密封層3依次疊加而形成。
如圖18所示，金屬薄片層的右端邊緣位于其它層的內(nèi)側(cè)邊緣，而沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
參見圖19，除了圖17示出的電池盒形成片10的組成部分外，圖19中的電池盒形成片10具有夾在金屬薄片層2和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂組成的密封層3之間的第三基膜層1c。電池盒形成片10通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、熱粘樹脂層5a、金屬薄片層2、熱粘樹脂層5b、第三基膜層1c和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂的密封層3依次疊加而形成。
如圖19所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的內(nèi)側(cè)邊緣，而沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
參見圖20，該電池盒形成片10與圖19中所示的電池盒形成片10僅僅不同在于圖20中所示的電池盒形成片10具有作為最內(nèi)層的密封層3，該密封層3由聚烯烴樹脂層3a和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂層3b組成。圖20中示出的電池盒形成片10通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、熱粘樹脂層5a、金屬薄片層2、熱粘樹脂層5b、第三基膜層1c、聚烯烴樹脂層3a和含有一種或多種防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑的酸改性聚烯烴樹脂層3b依次疊加而形成。
如圖20所示，金屬薄片層2的右端邊緣位于其它層的內(nèi)側(cè)邊緣，而沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣。
在圖17到20中示出的電池盒形成片10中，第一基膜層1a和第三基膜層1c均最好為PET膜、ON膜或OPP膜，金屬薄片層2為鋁片。
夾在第一基膜層1a和金屬薄片層2之間的熱粘樹脂層5a可使第一基膜層1a和金屬薄片層2良好地粘結(jié)在一起。當(dāng)?shù)谝换?a和金屬薄片層2通過(guò)干壓方法而疊加在一起時(shí)，熱粘層5a為兩組分聚氨酯粘結(jié)劑層，而當(dāng)?shù)谝换?a和金屬薄片層2通過(guò)擠壓方法疊加時(shí)，粘結(jié)層5a為如聚乙烯樹脂的熱粘樹脂層。
當(dāng)采用電池盒形成片10，使得其中金屬薄片層的端部邊緣處在其它層邊緣內(nèi)側(cè)的端部邊緣部分對(duì)應(yīng)于電池盒51的開口端時(shí)，即使從電池盒51中向外伸出的接頭59和60折彎，該接頭59和60也不會(huì)被金屬薄片層2所短路，提高了電池盒51的安全性。
在圖17和18示出的電池盒形成片10中，粘結(jié)層5b形成在密封層3一側(cè)面上的金屬薄片層2的內(nèi)表面上，該粘結(jié)層使密封層3緊密地固定在金屬薄片層2上。當(dāng)通過(guò)擠壓涂覆方法或多層混合擠壓涂覆方法使密封層3形成在金屬薄片層2上時(shí)，固定涂覆層用作粘結(jié)層5b。當(dāng)通過(guò)干壓方法或擠壓方法使膜疊壓在金屬薄片層2上而形成密封層3時(shí)，那么用于干壓的粘結(jié)層或如聚乙烯樹脂的熱粘樹脂層可用作粘結(jié)層5b。
在圖19和20中示出的電池盒形成片10中，粘結(jié)層5b夾在金屬薄片層2和第三基膜層1c之間，以使金屬薄片層2和第三基膜層1c緊密地粘結(jié)在一起。與形成在金屬薄片層2的外表面上的粘結(jié)層5a類似，粘結(jié)層5b通過(guò)干壓方法或多層混合擠壓方法而形成，該粘結(jié)層為用于干壓的粘結(jié)層或例如為聚乙烯樹脂層的熱粘樹脂層。
在上述電池盒形成片10中，密封層3固定在第三基膜層1c的內(nèi)表面，該表面在圖19和20中看為下表面。未示出的粘結(jié)層最好夾在第三基膜層1c和密封層3之間。當(dāng)通過(guò)擠壓涂覆方法或多層混合擠壓涂覆方法形成密封層3時(shí)，形成作為粘結(jié)層的固定層。當(dāng)通過(guò)干壓方法或擠壓方法把密封膜疊壓到第三基膜層1c上而形成密封層3時(shí)，形成例如為聚乙烯樹脂層的用于干壓的粘結(jié)層或熱粘樹脂層。
在圖17中示出的電池盒形成片10中，例如為PET膜、ON膜或OPP膜的最外層第一基膜層1a保護(hù)作為中間層的金屬薄片層2，并為電池盒形成片10提供了各種機(jī)械強(qiáng)度和各種抵抗性，該機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度；抵抗性包括耐磨性、防水性、耐化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性等。作為中間層的例如鋁片的金屬薄層2為電池盒形成片10提供了良好的防透水和氣性能。為含有防阻塞劑、潤(rùn)滑劑和滑動(dòng)劑其中一種或多種的酸改性聚烯烴樹脂層(后面稱“含防阻塞劑的酸改性聚烯烴樹脂層”)的最內(nèi)密封層3為電池盒形成片10提供了良好的熱粘性能和滿意的滑動(dòng)和防阻塞性能。
因此，當(dāng)形成了具有帶一個(gè)開口端的袋子的形狀的電池盒，電池盒形成片可通過(guò)熱封有效地結(jié)合在一起，電池盒的開口端可方便地打開，當(dāng)把電池的組成材料放入到電池盒中并且把開口端關(guān)閉可通過(guò)熱封而方便地關(guān)閉，經(jīng)過(guò)該開口端，接頭59和60可從電池盒中伸出，該電池盒可通過(guò)良好地?zé)岱怆姵睾械拈_口端而得到密封。
由于形成了電池盒形成片10的金屬薄片層2，使其至少一端邊緣位于其它層的邊緣的內(nèi)側(cè)，而沒(méi)有暴露在電池盒形成片10的端部邊緣，當(dāng)使用電池盒形成片10使得金屬薄片層沒(méi)有暴露的端部對(duì)應(yīng)于電池盒的開口端，此時(shí)即使接頭折彎，從電池盒中伸出的接頭也不會(huì)被金屬薄片層2短路，這進(jìn)一步增加了安全性。
圖18中示出的電池盒形成片10帶有密封層3，該密封層3為由聚烯烴樹脂3a和含防阻塞劑的酸改性聚烯烴樹脂層組成的雙層疊片，而不是圖17中示出的電池盒形成片10采用的含防阻塞劑的酸改性聚烯烴樹脂層的密封層3。
這樣，圖18中示出的電池盒形成片10除了圖17中示出的電池盒形成片10的效果外，還具有良好的熱粘性、滑動(dòng)和防阻塞性能，因?yàn)楹蟹雷枞麆┑乃岣男跃巯N樹脂層3b以最小的必要厚度形成，所以即使這種樹脂層3b吸收水分，該樹脂層3b中的含水量也很少，這樣電池的組成材料不會(huì)受含在酸改性聚烯烴樹脂層3b中的水分的負(fù)面影響。
圖19中示出的電池盒形成片10除了具有圖17中示出的該片的部分外，還具有夾在金屬薄片層2和含防阻塞劑的酸改性聚烯烴樹脂的密封層3之間的第三基膜層1c，而圖20中示出的電池盒形成片10除了具有圖18中示出的該片的部分外，還具有夾在金屬薄片層2和密封層3的聚烯烴樹脂層3a之間的第三基膜層1c。
圖19和圖20中示出的電池盒形成片10的附加的第三基膜層1c為該電池盒形成片10提供了比圖17和18中示出的電池盒形成片10的更大的各種強(qiáng)度和抵抗力。由于金屬薄片層2可通過(guò)第一基膜層1a和延伸在其相對(duì)兩側(cè)的第三基膜層1c而得到安全保護(hù)，于是金屬薄片層2可高可靠性地穩(wěn)定地發(fā)揮其良好的防透水和氣性能。
特別地，當(dāng)具有較低吸濕性能和在各種強(qiáng)度和抵抗性特別是耐熱性方面良好的PET膜作為第三基膜層1c來(lái)使用時(shí)，即使該膜暴露在高溫和高壓下，PET膜既不會(huì)破損，也不會(huì)被撕裂，并可靠地保護(hù)金屬薄片層2，于是在形成電池盒時(shí)，電池盒形成片可安全地得到熱封。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁薄片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。很容易地加強(qiáng)了水蒸氣的不透性。
下面為上述圖17到20中示出的疊片的典型例子。
圖17中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(50μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(50μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(50μm厚)(最內(nèi)層)。
圖18中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚烯烴層(35μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(15μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚烯烴層(35μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(15μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/聚烯烴層(35μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(15μm厚)(最內(nèi)層)。
圖19中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(40μm厚)(最內(nèi)層)。
圖20中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚烯烴樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚烯烴樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚烯烴樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
④PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(12μm厚)/聚乙烯層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)當(dāng)在圖17到20中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中可清楚地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片具有基本塑料層，在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和對(duì)由金屬片或類似形成的接頭有熱粘性，可避免接頭的短路、可方便地處理以及可高效地加工，并且?guī)в芯哂休^低吸濕性能和在滑動(dòng)和防阻塞性能方面良好的密封層。
第六實(shí)施例下面參照?qǐng)D21到23來(lái)描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。在第六實(shí)施例中的電池盒形成片10為下面疊片(1)到(3)中任何一個(gè)。第六實(shí)施例中的電池盒形成片基本上與在第一實(shí)施例中的相同，不同之處在于第六實(shí)施例中的電池盒形成片采用厚度在10到100μm范圍內(nèi)的疊加到金屬薄片層的一個(gè)或兩個(gè)表面上的聚烯烴樹脂層。
(1)第一基膜層/金屬薄片層/酸改性聚烯烴樹脂層(最內(nèi)層)(2)第一基膜層/金屬薄片層/聚烯烴樹脂層/第三基膜層/熱粘性樹脂層(最內(nèi)層)(3)第一基膜層/聚烯烴樹脂層/金屬薄片層/第三基膜層/聚烯烴樹脂層/第三基膜層/熱粘性樹脂層(最內(nèi)層)
作為中間層的金屬薄片層為電池盒形成片提供了不透水和氣的性能，第一和第三基膜層為電池盒形成片提供了各種強(qiáng)度和抵抗性，使金屬薄片層避免了在其上產(chǎn)生裂縫和針孔，以使金屬薄片層穩(wěn)定地保持其阻礙性能。
聚烯烴樹脂層以厚度在10到100μm范圍內(nèi)形成在金屬薄片層的一個(gè)或兩個(gè)表面上。制成聚烯烴樹脂層的聚烯烴樹脂具有較高的熱粘性，具有相對(duì)較低的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)，在熱流動(dòng)性方面良好。
于是，當(dāng)對(duì)疊片的端部邊緣進(jìn)行熱封而形成電池盒時(shí)，高溫和高壓特別施加到端部邊緣上，以對(duì)電池盒的開口端進(jìn)行熱封。由于當(dāng)受熱時(shí)，聚烯烴樹脂變成流體，并具有足夠的厚度，聚烯烴樹脂層可受熱軟化，從電池盒的開口端的邊緣中擠出，于是覆蓋住了暴露在開口端邊緣的金屬薄片層。
因此，從電池盒中伸出以在電池盒外面延伸的接頭59和60與金屬薄片層不接觸，即使是在接頭折彎時(shí)，這就提高了電池盒的安全性。
由于電池盒形成片的最內(nèi)層為熱粘樹脂層，在把電池的組成部分材料放入到電池盒后，電池盒形成片的開口端可容易地通過(guò)熱封而密封，該電池盒形成片具有通過(guò)加工電池盒形成片而形成的袋子的形狀。
上述疊片的第一基膜層和第三基膜層均為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜。
在下面描述中，雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜分別用PET膜、ON膜和OPP膜來(lái)表示。
PET膜、ON膜和OPP膜在強(qiáng)度、抵抗性、可印刷性和包括方便疊壓的可加工性方面良好，并很容易得到便宜、經(jīng)濟(jì)性的一般性用途的膜，強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和刺穿強(qiáng)度；抵抗性包括防水性、耐化學(xué)性、抗溶解性、耐磨性、耐熱性和耐低溫性等。
具有一般良好性能的上述結(jié)構(gòu)的電池盒形成片可以較低成本高效地生產(chǎn)。
疊加到金屬薄片層上的聚烯烴樹脂層由酸改性聚烯烴樹脂或通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑共聚后產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物。
酸改性聚烯烴樹脂和通過(guò)利用單位點(diǎn)(single cite)催化劑共聚后產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物具有比例如聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂的聚烯烴樹脂較低的熔化點(diǎn)或軟化點(diǎn)，當(dāng)受熱時(shí)變成流體。這樣，酸改性聚烯烴樹脂和通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑共聚后產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物很容易地?zé)彳浕碾姵睾械拈_口端的邊緣中擠出，覆蓋住了暴露在開口端邊緣的金屬薄片層，當(dāng)形成片端部邊緣被熱封時(shí)。
由于酸改性聚烯烴樹脂在對(duì)金屬的熱粘性方面特別突出，酸改性聚烯烴樹脂層可通過(guò)擠壓方法而緊密地疊壓到金屬薄片層上。由于通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑共聚后產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物具有較窄的分子重量分布和穩(wěn)定的共聚合比例，并且在低溫?zé)岱庑苑矫媪己?，于是通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑共聚后產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物可在熱封時(shí)容易從形成片的端部邊緣中擠出，并可恰當(dāng)?shù)赜糜诟采w住金屬薄片的端部邊緣。
作為疊片最內(nèi)層的熱粘樹脂層可以為酸改性聚烯烴樹脂層的單層結(jié)構(gòu)，或者是聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片。
作為疊片最內(nèi)層的熱粘樹脂層可以由聚乙烯樹脂和聚烯烴樹脂任何一種制成。酸改性聚烯烴樹脂不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)金屬也有熱粘性。
當(dāng)熱粘樹脂層僅為酸改性聚烯烴樹脂層時(shí)，具有通過(guò)加工電池盒形成片而形成的袋子形狀的電池盒開口端可容易通過(guò)熱封而密封，即使有金屬薄片層制成的接頭從“袋子”的開口端伸出。
當(dāng)熱粘樹脂層為聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的雙層疊片時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層可以非常薄。這樣，即使在儲(chǔ)存過(guò)程中，酸改性聚烯烴樹脂層吸收水分，那么在酸改性聚烯烴樹脂層中含有的水分也非常少，因此酸改性聚烯烴樹脂層對(duì)金屬制成的接頭保持良好的熱粘性，同時(shí)容納在電池盒中的電池的組成材料可避免遭受水分的負(fù)面影響。
下面描述本發(fā)明的用于制造電池盒形成片的材料和加工該材料的方法。
根據(jù)本發(fā)明，作為中間層的電池盒形成片具有不透水和氣性能特別好的金屬薄片層，厚度在10到100μm范圍內(nèi)的聚烯烴樹脂層疊加到金屬薄片層的一個(gè)或兩個(gè)表面上，在各種強(qiáng)度和抵抗性方面良好的第一或第三基膜層固定到中間層的相對(duì)兩端，并且熱粘樹脂層作為最內(nèi)層來(lái)形成。
鋁片和銅片為用于形成作為中間層的不透氣金屬薄片層的合適材料。鋁片為用于形成該金屬薄片層的最好材料，因?yàn)殇X片便宜、方便加工并且容易粘結(jié)到膜上。
金屬薄片層的適當(dāng)厚度為在5到25μm范圍內(nèi)。厚度小于5μm的金屬薄片層不需要，因?yàn)樵谀敲幢〉慕饘俦∑先菀仔纬舍樋?，這樣就減小了金屬薄片層的阻礙性能。厚度大于25μm的金屬薄片層也太厚，使塑料容易變形，具有不經(jīng)濟(jì)的缺點(diǎn)。
例如，如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃的溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。金屬薄片層的防水蒸氣滲透性可輕易地增強(qiáng)。
如上所述，當(dāng)形成片的邊緣進(jìn)行熱封時(shí)，鄰接薄片層的聚烯烴樹脂層從電池盒的開口端的邊緣擠出，于是覆蓋了暴露在開口端邊緣的金屬薄片層。于是，聚烯烴樹脂層的最佳厚度在10到100μm范圍內(nèi)。
厚度小于10μm的聚烯烴樹脂層不需要，因?yàn)槠浜茈y經(jīng)過(guò)電池盒的開口端的邊緣中擠出以覆蓋金屬薄片層。厚度大于100μm的的聚烯烴樹脂層又太厚，用于熱封而通過(guò)傳導(dǎo)加熱聚烯烴樹脂層的時(shí)間花費(fèi)太多，減小了可加工性，具有不經(jīng)濟(jì)的缺點(diǎn)。
聚烯烴樹脂層必須具有良好的熱流動(dòng)性和較高的熱粘性，同時(shí)具有適當(dāng)?shù)暮穸?。用于形成聚烯烴樹脂層的合適材料為聚乙烯樹脂、聚乙烯共聚物以及烯烴彈性體的混合物。聚乙烯樹脂最好是那些密度在0.910到0.940g/cm3的范圍內(nèi)、MFI(熔融流動(dòng)指數(shù))在4.0到14.0g/10min的范圍內(nèi)的樹脂。
當(dāng)強(qiáng)調(diào)熱流動(dòng)性和對(duì)金屬的熱粘性的重要性時(shí)，最好制成一些酸改性聚烯烴樹脂和利用單位點(diǎn)催化劑通過(guò)共聚生成的乙烯-α-烯烴共聚物的聚烯烴樹脂層。
例如上述酸改性聚烯烴樹脂為對(duì)乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂以及通過(guò)接枝共聚生成的樹脂進(jìn)行修改產(chǎn)生的樹脂，接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐進(jìn)行共聚而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。
通過(guò)把帶羧基的樹脂交聯(lián)產(chǎn)生的離聚物通過(guò)Na+離子或Zn2+離子而含在樹脂中，這些離聚物是用于形成熱粘樹脂層的合適材料。
這些酸改性聚烯烴樹脂的最佳酸含量在0.01到10％重量比的范圍內(nèi)。如果酸含量小于0.01％重量比，酸改性聚烯烴樹脂對(duì)金屬的熱粘性不足。而酸含量超過(guò)10％重量比的酸改性聚烯烴樹脂在膜形成性能方面較差，因此不是最佳的。
第一和第三基膜層例如可以是PET膜、ON膜、OPP膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜、聚酰亞胺膜或聚碳酸酯膜?？紤]到各種強(qiáng)度和抵抗性、包括耐久性、可加工性和經(jīng)濟(jì)性的特性，PET膜、ON膜及OPP膜是最合適的。
雖然PET膜、ON膜和OPP膜彼此在性能上沒(méi)有特別的差別，但是PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、抗磨損和耐熱方面很好，而ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗低溫方面很好。OPP膜具有非常弱的吸濕性能，而在防潮性能、抗拉強(qiáng)度和抗化學(xué)性方面良好。
這些膜的厚度在5到100μm范圍內(nèi)，最好在12到30μm范圍內(nèi)。
作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層為疊片提供了用于制造電池盒而必要的熱粘性能，該電池盒具有通過(guò)加工疊片而形成的袋子形狀。熱粘樹脂對(duì)本身有熱粘性，最好穩(wěn)定以及對(duì)含在電池盒中的電解質(zhì)的膨脹和腐蝕作用不敏感，具有較低的吸濕性能，可以使包括電解質(zhì)的電池元件不受水分的影響。
考慮上述需要的條件，用于形成熱粘樹脂層的適當(dāng)材料為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯樹脂、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和這些樹脂的三元共聚物。這些材料可單獨(dú)或混合使用。
如上所述，在一些情況下，當(dāng)在電池盒中密封電池的元件時(shí)，接頭59和60在待熱封的電池盒的端部伸出。在這種情況下，熱粘樹脂層必須熱粘結(jié)到接頭59和60上。
在上述的待疊壓到金屬薄片層上的聚烯烴樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂為基本上滿足這些需要的熱粘樹脂。
雖然酸改性聚烯烴樹脂具有對(duì)金屬的加強(qiáng)的熱粘性，該酸改性聚烯烴樹脂具有親水性，而具有相對(duì)較高的吸濕性能。
這樣，如果酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層作為電池盒形成片的最內(nèi)層，那么雖然由電池盒形成片形成并容納有電池的電池盒在潮濕的環(huán)境儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間，該最內(nèi)層也只吸收很少的水分。于是，酸改性聚烯烴樹脂的相對(duì)較高的吸濕性能對(duì)如電解質(zhì)的電池元件材料是有害的。
因此，作為最內(nèi)層最好使用酸改性聚烯烴樹脂層或聚烯烴樹脂層和薄酸改性聚烯烴樹脂層的疊片，以即使當(dāng)酸改性聚烯烴樹脂層吸水時(shí)，也會(huì)使酸改性聚烯烴樹脂層中的含水量很少。
聚烯烴樹脂層由從相對(duì)較多的各種樹脂中選擇的樹脂形成，這些樹脂為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、乙烯-丙烯樹脂、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和這些樹脂的三元共聚物。這些材料可單獨(dú)或混合使用。
熱粘樹脂層的最佳厚度在10到100μm范圍內(nèi)。當(dāng)采用聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的疊片時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層的最佳厚度在1到50μm范圍內(nèi)，最好在5到25μm范圍內(nèi)。
厚度小于1μm的酸改性聚烯烴樹脂層不能給金屬提供充足的熱粘性，而厚度超過(guò)50μm的酸改性聚烯烴樹脂層也不好，因?yàn)檫@么厚的酸改性聚烯烴樹脂層能保持大量的水分。
電池盒形成片的第一和第三基膜層、金屬薄片層、鄰接金屬薄片層的聚烯烴樹脂和熱粘樹脂層可通過(guò)正確利用已知的方法進(jìn)行疊加，這些已知方法例如為擠壓方法、干壓方法、擠壓涂覆方法和多層混合擠壓涂覆方法。
在疊加的方法和疊加的次序上沒(méi)有特別的限制；疊加方法和疊加的次序可以選擇，在考慮疊片的性能、生產(chǎn)力、損耗率等方面可選擇確定。
疊片(1)的電池盒形成片具有第一基膜層/聚烯烴樹脂層/金屬薄片層/第三基膜層/熱粘樹脂層(最內(nèi)層)結(jié)構(gòu)，該疊片是這樣形成的以預(yù)定厚度擠壓熔化聚烯烴樹脂，于是通過(guò)擠壓方法使其夾在第一基膜層和金屬薄片層之間，并且壓縮聚烯烴樹脂層、第一基膜層和金屬薄片層并且把它們疊加，通過(guò)干壓方法把第三基膜層疊加到金屬薄片層的表面上，并通過(guò)擠壓涂覆方法或多層混合擠壓涂覆方法把熱粘樹脂層疊加到第三基膜層上。
如果最內(nèi)層熱粘樹脂層為由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層組成的疊片，那么聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層的疊壓膜可通過(guò)多層管狀膜擠壓方法來(lái)形成，疊壓膜的聚烯烴樹脂層通過(guò)干壓方法固定到第三基膜層上。同樣的方法還在制作下面結(jié)構(gòu)(2)和(3)中采用。
如果必要的話，一起粘結(jié)的表面上可涂覆有固定涂料(一種底漆)，以當(dāng)采用擠壓方法和擠壓涂覆方法時(shí)加強(qiáng)粘結(jié)層之間的粘性。
疊片(2)的電池盒形成片具有第一基膜層/金屬薄片層/聚烯烴樹脂層/第三基膜層/熱粘樹脂層(最內(nèi)層)結(jié)構(gòu)，該疊片是這樣形成的通過(guò)干壓方法把第一基膜層和金屬薄片層粘結(jié)在一起，擠壓熔化的聚烯烴樹脂，以通過(guò)擠壓方法使其夾在金屬薄片層和第三基膜層之間，壓縮聚烯烴樹脂層、金屬薄片層和第三基膜層并且把它們疊加，通過(guò)使用與制作疊片(1)的電池盒形成片中采用相同方法把熱粘樹脂層疊加到第三基膜層上。
疊片(3)的電池盒形成片具有第一基膜層/聚烯烴樹脂層/金屬薄片層/聚烯烴樹脂層/第三基膜層/熱粘樹脂層(最內(nèi)層)的結(jié)構(gòu)，該疊片在結(jié)構(gòu)上與疊片(1)和(2)的電池盒形成片相似，同時(shí)可通過(guò)正確地使用擠壓方法、干壓方法、擠壓涂覆方法和多層混合涂覆方法中某些方法來(lái)制作。
在疊片(1)、(2)和(3)中，疊加到金屬薄片層上的聚烯烴樹脂層可通過(guò)管狀膜擠壓方法或類似方法以預(yù)定厚度預(yù)先形成，同時(shí)通過(guò)干壓方法粘結(jié)到金屬薄片層上。
下面參照附圖具體描述第六實(shí)施例的例子。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖21到圖23為本發(fā)明的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
圖21中示出的電池盒形成片10對(duì)應(yīng)于疊片(1)，通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、聚烯烴樹脂層6a、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。
圖22中示出的電池盒形成片10對(duì)應(yīng)于疊片(2)，通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、金屬薄片層2、聚烯烴樹脂層6a、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。
圖23中示出的電池盒形成片10對(duì)應(yīng)于疊片(3)，通過(guò)把作為最外層的第一基膜層1a、聚烯烴樹脂層6a、金屬薄片層2、聚烯烴樹脂層6b、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。
當(dāng)形成圖21到23中示出的電池盒形成片時(shí)，最好采用PET膜、ON膜或OPP膜，以形成第一基膜層1a和第三基膜層1c。
金屬薄片或類似的接頭59和60在電池盒的開口端伸出，該電池盒具有通過(guò)對(duì)本發(fā)明的電池盒形成片進(jìn)行加工而形成的袋子形狀，并且在嚴(yán)格的熱封條件下對(duì)開口端進(jìn)行熱封。因此，第三基膜層1c必須足夠強(qiáng)固，以抵抗在熱封過(guò)程中作用在其中的接頭59和60的撕裂作用，同時(shí)可靠地保護(hù)作為中間層的金屬薄片層，同時(shí)第三基膜層必須在機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性方面良好?？紤]到上述條件，PET膜最好用于形成第三基膜層1c。
第一基膜層1a和第三基膜層1c可以是相同或不同種類的膜。
鋁片是用于形成金屬薄片層2的最佳材料。聚烯烴樹脂層6a和鄰接金屬薄片層2的聚烯烴樹脂層6b的厚度在10到100μm范圍內(nèi)。
然而熱粘樹脂層3可以是聚烯烴樹脂的單層，但是當(dāng)接頭59和60為裸露金屬薄片時(shí)，最好形成具有對(duì)金屬有較高粘性的酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層3。更好的是，通過(guò)把聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂層疊加以形成熱粘樹脂層3，以限制該熱粘樹脂層3中含水量增加到最小程度，含水量增加是由于酸改性聚烯烴樹脂層吸收的水分而導(dǎo)致的。
下面為圖21到23中示出的上述疊片的典型例子。
圖21中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(50μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(50μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(50μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
圖22中示出的疊片
①PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(50μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(50μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(40μm厚)/聚烯烴樹脂層(35μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
圖23中示出的疊片①PET膜(12μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(30μm厚)/鋁片(9μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(30μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)②ON膜(15μm厚)/通過(guò)利用XXXX催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(30μm厚)/鋁片(9μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(30μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
③OPP膜(20μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(30μm厚)/鋁片(9μm厚)/通過(guò)利用單位點(diǎn)催化劑產(chǎn)生的乙烯-α-烯烴共聚物層(30μm厚)/PET膜(12μm厚)/聚乙烯樹脂層(30μm厚)/酸改性的聚烯烴樹脂層(10μm厚)(最內(nèi)層)。
在這種結(jié)構(gòu)的電池盒形成片10中，作為中間層的金屬薄片層2由鄰接金屬薄片層2的相對(duì)兩個(gè)表面的第一基膜層1a和第三基膜層1c來(lái)保護(hù)。于是，第一基膜層1a和第三基膜層1c為電池盒形成片10提供了良好的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗性能，機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度；抵抗性包括耐磨性、防水性、抗溶解性、耐化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性。例如為鋁薄片層的金屬薄片層作為防透水和氣的可靠阻礙層。作為最內(nèi)層的酸改性聚烯烴樹脂的熱粘樹脂層4不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)金屬也有熱粘性。由聚烯烴樹脂層和酸改性聚烯烴樹脂組成的疊片的熱粘樹脂層4不僅對(duì)本身和金屬有熱粘性，而且可有效地增強(qiáng)電池盒形成片10的防透水性。
由于聚烯烴樹脂層6a夾在金屬薄片層2和第一基膜層1a之間，聚烯烴樹脂6b夾在金屬薄片層和第三基膜層1c之間，或聚烯烴樹脂層6a夾在金屬薄片層2和第一基膜層1a之間，同時(shí)聚烯烴樹脂層6b夾在金屬薄片層和第三基膜層1c之間，聚烯烴樹脂層6a和6b的厚度在10到100μm的范圍，聚烯烴樹脂層6a的一部分、或者聚烯烴樹脂層6a和6b的一部分經(jīng)過(guò)通過(guò)加工電池盒形成片形成的“袋子”開口端的邊緣擠出，以在熱封條件下通過(guò)熱封“袋子”的端部邊緣而覆蓋暴露在開口端邊緣的金屬薄片層2的端部表面。接著，從電池盒中伸出以在電池盒外面延伸的接頭59和60即使折彎也不會(huì)與金屬薄片層接觸，提高了電池的安全性。
當(dāng)在圖21到23中示出的電池盒形成片10的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基膜層的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基膜層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞，同時(shí)具有較好的耐磨性。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、隔熱性和可加工性很出色，并可避免容納在通過(guò)加工電池盒形成片形成的電池盒內(nèi)的元件遭受水潮的不良影響，同時(shí)即使當(dāng)從電池盒中伸出以在電池盒外面延伸的金屬薄片接頭折彎時(shí)，也阻止了接頭和電池盒形成片作為中間層的金屬薄片層之間的偶然接觸，并且可高效加工。
第七實(shí)施例下面參照?qǐng)D24到28來(lái)描述本發(fā)明的第七實(shí)施例。在本發(fā)明第七實(shí)施例中的電池盒形成片基本上與在第一實(shí)施例中的相同，不同之處在于第七實(shí)施例中的電池盒形成片通過(guò)把至少一種基膜層和熱粘樹脂層進(jìn)行疊加而形成，以及熱粘樹脂層以一定圖案形成。
電池盒形成片和形成其內(nèi)表面的熱粘樹脂層彼此接觸地放置在一起，并且例如通過(guò)熱封而粘結(jié)在一起，以形成具有一個(gè)開口端的袋子的形狀。聚合物電池50a的元件材料在電池盒內(nèi)組裝，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口端從電池盒內(nèi)伸出，于是可在外面延伸，于是電池盒的開口端可通過(guò)熱封而密封起來(lái)，以完成電池的加工。
雖然對(duì)熱粘樹脂層的圖案沒(méi)有特別的限制，但是熱粘樹脂層的圖案具有相應(yīng)于沿電池盒形成片的邊緣延伸的熱封寬度的寬度部分。熱粘樹脂層可通過(guò)制備熱粘樹脂的涂料而形成，并通過(guò)凹版印刷、絲網(wǎng)印刷或橡皮版印刷把涂料印制在預(yù)定圖案的熱粘樹脂層上，并把印制好的熱粘樹脂層干燥。
基膜層為電池盒形成片提供各種強(qiáng)度和抵抗性能，以圖案形成的熱粘樹脂層可使熱粘樹脂得到有效的利用，避免了熱粘樹脂的浪費(fèi)，利用熱粘樹脂的最少必要量而實(shí)現(xiàn)了有效的熱封。
由于帶圖案的熱粘樹脂層可通過(guò)印刷的方式形成，同時(shí)熱粘樹脂以滴涂的形式來(lái)使用，可從多種樹脂中選擇最佳熱粘樹脂，帶圖案的熱粘樹脂層可通過(guò)需要量的熱粘樹脂以需要圖案來(lái)形成。
疊片可另外帶有防透水和氣的阻礙層。阻礙層可以是金屬薄片、金屬薄層、無(wú)機(jī)氧化物或如聚偏二氯乙烯樹脂、聚丙烯腈樹脂或皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的樹脂。
具有上述阻礙層的疊片不透水和氣。
當(dāng)形成具有這種阻礙層的疊片時(shí)，最好把阻礙層夾在基膜層之間。這樣夾在基膜層之間的阻礙層免受破壞，并可更有效地發(fā)揮其性能。
在那些阻礙層之間的金屬薄片層具有最大的阻礙性能。具有增強(qiáng)阻礙性能的電池盒形成片可通過(guò)在基膜層之間夾金屬薄片層來(lái)提供。
當(dāng)作為阻礙層的疊片的中間層為無(wú)機(jī)氧化物或如聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈樹脂或皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂的薄膜層，疊片的所有組成層為電的非導(dǎo)體。于是，即使接頭為裸露的金屬薄片，該接頭也不會(huì)被疊片所短路。這樣，提供了在阻礙性能和安全方面良好的電池盒形成片。
基膜層為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜。
在下面描述中，雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜分別用PET膜、ON膜和OPP膜來(lái)表示。
由于上述膜在各種強(qiáng)度和抵抗力、可印刷性和包括能進(jìn)行疊加的可加工性方面良好，并且相對(duì)便宜，很容易地形成了具有滿意性能的經(jīng)濟(jì)型電池盒形成片。
現(xiàn)在結(jié)合實(shí)例來(lái)描述制作本發(fā)明的電池盒形成片的材料和過(guò)程。
如上所述，本發(fā)明的電池盒形成片用于形成容納電池元件材料以形成電池的電池盒。該疊片為通過(guò)對(duì)至少一個(gè)基膜和以圖案形式形成的熱粘樹脂層進(jìn)行疊加而形成的疊片。當(dāng)必要時(shí)，不透水和氣的阻礙層夾在基膜層之間。
基膜層可以是例如PET膜、ON膜、OPP膜、聚乙烯萘二甲酸酯膜、聚酰亞胺膜或聚碳酸酯膜或類似膜。當(dāng)除了考慮到各種強(qiáng)度和抵抗性外，考慮可印刷性、包括疊加的可加工性和經(jīng)濟(jì)性效果方面時(shí)，PET膜、ON膜和OPP膜為特別合適的材料。
具體地說(shuō)，PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、抗彎性能、沖擊性能、抗磨損、耐熱性和防水方面很好。因此，PET膜具有較好的平衡性能而幾乎沒(méi)有缺點(diǎn)。
ON膜雖然吸濕性較高，但是在柔性、刺穿強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗低溫方面很好。
OPP膜在防潮性能、防水性能、抗化學(xué)性、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度良好，而且便宜，這是其明顯的優(yōu)點(diǎn)。
這些基膜層的厚度最好在5到100μm的范圍內(nèi)，在12到30μm范圍內(nèi)更好。
基膜層可以是上述任何一種膜的單層，或者可以是通過(guò)把這些不同種類的膜放置在一起形成的疊片。
如上所述，不透水和氣的阻礙層可以是金屬薄片、金屬薄膜、無(wú)機(jī)氧化物的薄膜層或是如聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈樹脂或皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的樹脂層。
鋁片或銅片是適合的金屬薄片。鋁片是用于形成金屬薄片層的最佳材料，因?yàn)殇X片便宜，容易加工并且容易粘結(jié)到膜上。
金屬薄片層的適當(dāng)厚度在5到25μm范圍內(nèi)。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有小于0.01g/m2·24hr或更低的良好的較低水蒸氣滲透性。防水蒸氣滲透性可輕易地增強(qiáng)。
適于形成阻礙層的金屬為鋁、錫、鎳和類似的金屬。鋁為最佳材料。適于形成阻礙層的無(wú)機(jī)氧化物為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鐵和氧化鎂。二氧化硅和鋁氧是特別適合的材料。
具有阻礙性能的薄膜層可通過(guò)真空蒸發(fā)、濺射方法或類似方法以厚度為100到2000的范圍形成在塑料基膜上。
薄膜層對(duì)基膜的表面的粘性可通過(guò)對(duì)基膜的表面進(jìn)行處理(subjecting)而增強(qiáng)，這些薄膜層其中之一可以公知的預(yù)處理方式而形成在基膜表面上，該預(yù)處理例如為電暈放電處理或等離子處理或用如氨基甲酸乙酯樹脂的底漆涂覆。
如果阻礙層為如聚偏二氯乙烯、聚丙烯腈樹脂或皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的樹脂膜，那么該樹脂可通過(guò)干壓方法或擠壓方法擠出，以?shī)A在基膜之間。聚偏二氯乙烯樹脂可在涂料中制備，聚偏二氯乙烯樹脂的涂料可通過(guò)涂覆工藝在基膜上的膜中擴(kuò)散。皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的樹脂可通過(guò)擠壓工藝在基膜表面上的膜中形成。
這種樹脂的阻礙層的適當(dāng)厚度在5到25μm范圍。
作為中間層的形成圖案的熱粘樹脂層(密封層)可通過(guò)凹版印刷、橡皮版印刷或絲網(wǎng)印刷印刷方式形成。
用于形成熱粘樹脂層的材料根據(jù)使用的工藝方法在溶液、乳濁液或懸浮液中制備。
熱粘樹脂必須不僅對(duì)本身有熱粘性，而且也對(duì)電極表面有熱粘性。滿足上述需要的熱粘樹脂例如為乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物、聚偏二氯乙烯樹脂、氨基甲酸乙酯乙烯氯乙烯乙酸酯共聚物等。這些樹脂可單獨(dú)使用或混合使用。
根據(jù)熱粘樹脂層在待形成的表面的材料、端子表面質(zhì)量和這些樹脂的類似特性而選擇適當(dāng)?shù)臉渲?br> 熱粘樹脂層的每單位面積的適當(dāng)重量在4到10g/m2(固體含量)的范圍。
如果熱粘樹脂層對(duì)基膜的粘性不足，那么基膜的表面可通過(guò)公知的預(yù)處理方法來(lái)進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理方法為電暈放電處理、等離子處理或輝光放電處理或用底漆涂覆。
下面參照附圖對(duì)第七實(shí)施例的實(shí)例進(jìn)行描述。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖24和25為本發(fā)明的電池盒形成片的例子的典型剖面圖。
圖26為帶有熱粘樹脂層并且內(nèi)表面朝上平放的電池盒形成片的平面圖，該熱粘樹脂層在最內(nèi)層形成圖案。
圖27為通過(guò)圖26中示出的本發(fā)明電池盒形成片加工而形成的電池盒的實(shí)例的透視圖。
圖28為通過(guò)利用圖27中的電池盒來(lái)制作的電池的正面視圖。
參照?qǐng)D24，電池盒形成片10通過(guò)在基膜層(第一基膜層1a)的一個(gè)表面(內(nèi)表面)上以圖案形成熱粘樹脂層3而形成。
基膜層1a可以是單層膜或通過(guò)例如干壓方法或擠壓方法的公知方法形成的疊層膜。
下面是疊層膜的代表性例子。下面描述疊層膜，其中省略采用的預(yù)處理工藝和熱粘層的描述。
(1)PET膜(25μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(2)OPP膜(30μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(3)ON膜(25μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(4)PET膜(12μm厚)/OPP膜(20μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(5)PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)圖25中示出的電池盒形成片10具有疊片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)把第一基膜層1a(最外層)、阻礙層12、第三基膜層1c和形成在第三基膜層1c的帶圖案的熱粘樹脂層依次疊加而形成。
基膜層1a和1c可以是單層膜或通過(guò)把一組膜通過(guò)干壓方法或擠壓方法疊加而形成的疊層膜。
下面為疊層膜的代表性例子。下面將描述疊層，其中省略采用的預(yù)處理工藝和粘結(jié)層。
(1)PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(2)ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(3)OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(4)PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/OPP膜(20μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(5)PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(6)PET膜(12μm厚)/二氧化硅薄膜層(600厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(7)ON膜(15μm厚)/二氧化硅薄膜層(600厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(8)OPP膜(20μm厚)/二氧化硅薄膜層(600厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(9)PET膜(20μm厚)/二氧化硅薄膜層(600厚)/OPP膜(20μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(10)PET膜(12μm厚)/二氧化硅薄膜層(600厚)/ON膜(15μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(11)PET膜(12μm厚)/聚偏二氯乙烯薄膜層(3μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(12)ON膜(15μm厚)/聚偏二氯乙烯薄膜層(3μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(13)OPP膜(20μm厚)/聚偏二氯乙烯薄膜層(3μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(14)PET膜(12μm厚)/聚偏二氯乙烯薄膜層(3μm厚)/OPP膜(20μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(15)PET膜(12μm厚)/聚偏二氯乙烯樹脂層(3μm厚)/ON膜(15μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(16)PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(17)ON膜(15μm厚)/OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(18)PET膜(12μm厚)/OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(19)PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(20μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(20)ON膜(15μm厚)/PET膜(12μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(20μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)(21)PET膜(12μm厚)/OPP膜(15μm厚)/皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物層(20μm厚)/PET膜(12μm厚)/帶圖案的熱粘樹脂層(5μm厚)(密封層)圖26為帶有熱粘樹脂層并且內(nèi)表面朝上放置的電池盒形成片的平面圖，該熱粘樹脂層有圖案形成在其最內(nèi)層。
參見圖26，電池盒形成片10帶有熱粘樹脂層3，該樹脂層3以具有沿邊緣延伸的部分的圖案。
電池盒形成片10沿折線16折成兩片，折線16把電池盒形成片10分成兩個(gè)相等的半份，于是熱粘樹脂層3的對(duì)應(yīng)部分彼此接觸，形成在折疊電池盒形成片10的兩個(gè)側(cè)邊緣部分的熱粘樹脂層3的部分被熱封，如圖27所示，以形成具有一個(gè)開口端的電池盒51。
電池盒51具有帶一個(gè)開口端的袋子的形狀，該電池盒可通過(guò)把兩個(gè)呈疊加結(jié)構(gòu)的電池盒形成片10放置在一起以使熱粘樹脂層3的對(duì)應(yīng)部分彼此接觸，并熱封疊加結(jié)構(gòu)的三個(gè)邊緣部而形成。
圖27中示出的電池盒51具有通過(guò)把電池盒形成片、兩個(gè)相對(duì)熱封側(cè)邊緣部17和開口上端18折疊而形成的底部。
電池盒形成片51可通過(guò)把電池盒形成片10沿折疊線16把處于兩片的電池盒形成片10折疊而形成，其中折疊線16把把電池盒形成片10分成兩個(gè)相等的半份，于是熱粘樹脂層3的對(duì)應(yīng)部分可彼此接觸，并且對(duì)形成在折疊電池形成片10的兩個(gè)側(cè)邊緣部的熱粘樹脂層3進(jìn)行熱封，于是形成了熱封邊緣部17。由于熱粘樹脂層3的具有預(yù)定寬度的部分形成在電池盒51的開口上端18的上端邊緣部的內(nèi)表面上，于是電池50a的元件材料可在電池盒51中組裝，接頭59和60可經(jīng)過(guò)開口上端18而從內(nèi)部延伸出，于是可在電池盒51的外面延伸，然后可對(duì)開口上端18熱封。
圖28中示出的聚合物電池組件50通過(guò)在圖27中示出的電池盒51對(duì)電池50a的元件材料進(jìn)行組裝，使接頭59和60經(jīng)過(guò)開口上端18從內(nèi)部伸出，于是該接頭可在電池盒51的外面延伸，并對(duì)上部熱封邊緣部進(jìn)行熱封，其中接頭59和69密封地夾在電池盒51的上端邊緣部。
從上述描述中清楚地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性、在各種機(jī)械強(qiáng)度、抵抗不良影響的能力、不透水和氣、方面均很出色的疊片。由于疊片帶有在其內(nèi)表面上以圖案形成的熱封樹脂層，于是熱粘樹脂層僅形成在疊片的必要部位上，具有袋子形狀的電池盒可有效地形成，而沒(méi)有浪費(fèi)材料。用于制作電池的電池盒形成片可有效地形成，通過(guò)在電池盒內(nèi)對(duì)電池的元件材料進(jìn)行組裝，使接頭經(jīng)過(guò)開口上端從內(nèi)部伸出以使接頭在電池盒的外面進(jìn)行延伸，并對(duì)接頭伸出的電池盒開口端邊緣部進(jìn)行熱封而制造電池。
第八實(shí)施例下面參照?qǐng)D29到33來(lái)描述本發(fā)明的第八實(shí)施例。在本發(fā)明第八實(shí)施例中的電池盒形成片基本上與在第一實(shí)施例中的相同，不同之處在于第八實(shí)施例中的電池盒形成片具有至少由疊加膜形成的部分，該疊加膜通過(guò)把作為中間層的鋁片層夾在合成樹脂層之間而形成，在疊片膜的至少一個(gè)表面上形成有壓力減緩部，該壓力減緩部帶有通過(guò)用激光束照射而形成的切口。
在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“壓力減緩部”(防破裂結(jié)構(gòu))是指通過(guò)對(duì)為中間層的鋁片層一側(cè)的合成樹脂層部分或全部的線性部分進(jìn)行熔化及蒸發(fā)并用激光束進(jìn)行照射而形成的結(jié)構(gòu)。
另外，術(shù)語(yǔ)“防爆裂結(jié)構(gòu)”是指具有減小斷裂強(qiáng)度、具有在疊加膜上以預(yù)定形狀形成的切口并當(dāng)疊加膜爆裂以前，壓力超過(guò)預(yù)定范圍時(shí)可使疊加膜斷裂的結(jié)構(gòu)。
上述結(jié)構(gòu)的電池盒形成疊膜帶有作為中間層的鋁片，具有不能使水和氣透過(guò)的良好的阻礙性能，并具有防爆裂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有通過(guò)在中間層的至少一側(cè)形成切口而形成的減小斷裂強(qiáng)度。當(dāng)加工電池盒形成膜時(shí)，鋁片層不會(huì)被破壞，并可保持其良好的阻礙性能。通過(guò)對(duì)電池盒形成疊加膜改變形狀而形成電池盒，當(dāng)該電池中的壓力增加到預(yù)定水平時(shí)，防爆裂結(jié)構(gòu)破裂以釋放電池盒中的壓力，于是電池盒不會(huì)爆裂。這樣，電池盒在安全方面是良好的。
作為壓力減緩部的防爆裂結(jié)構(gòu)的斷裂強(qiáng)度在5到10kg/cm2的范圍內(nèi)。
由于通過(guò)防爆裂結(jié)構(gòu)可對(duì)電池盒的爆裂強(qiáng)度調(diào)整到適當(dāng)值，于是即使在電池盒中的壓力不正常增加時(shí)，電池盒也不會(huì)爆裂，因?yàn)榉辣呀Y(jié)構(gòu)在電池盒爆裂之前破裂，這樣會(huì)增加電池盒的安全性。
如果防爆裂結(jié)構(gòu)的斷裂強(qiáng)度小于5kg/cm2時(shí)，那么疊加膜的斷裂強(qiáng)度特別低，疊膜可在電池使用過(guò)程中被破壞。如果防爆裂結(jié)構(gòu)的斷裂強(qiáng)度大于10kg/cm2時(shí)，那么電池盒可能要爆裂，產(chǎn)生危險(xiǎn)，同時(shí)防爆裂結(jié)構(gòu)就不起作用了。
壓力減緩部可帶有相互交叉或在某一點(diǎn)相遇的直線切口。
這種直線切口可以方便調(diào)整壓力減緩部斷裂強(qiáng)度的最低限，減小了斷裂強(qiáng)度與需要值的偏差，形成了穩(wěn)定的防爆裂結(jié)構(gòu)。
疊膜可帶有形成在其兩個(gè)表面上的壓力減緩部，以使彼此吻合。
疊膜可設(shè)置作為防爆裂結(jié)構(gòu)的壓力減緩部的斷裂強(qiáng)度以另外的減小值，這種形成在疊膜上的兩個(gè)表面上的壓力減緩部減小了斷裂強(qiáng)度與需要值的偏差，并確保了另外安全防爆裂結(jié)構(gòu)的變形。
電池盒是通過(guò)對(duì)疊片加工形成的袋子形狀，對(duì)該“袋子”的周圍部位進(jìn)行熱封，并在周圍部位設(shè)有壓力減緩部。
這種結(jié)構(gòu)的電池盒可僅由有疊膜來(lái)形成。這樣，電池盒為薄型、輕質(zhì)并很便宜。由于電池盒在其周圍部位帶有壓力減緩部，于是受到的力可通過(guò)電池盒的壓力而容易隱含在壓力減緩部中。于是更加強(qiáng)了防爆裂結(jié)構(gòu)的可靠性。
下面描述本發(fā)明帶防爆裂結(jié)構(gòu)的電池盒材料實(shí)例以及制造這種電池盒的方法。
如上所述，本發(fā)明的帶防爆裂結(jié)構(gòu)的電池盒用于通過(guò)在電池盒內(nèi)組裝電池元件材料來(lái)制造電池。電池盒至少具有由通過(guò)把作為中間層的鋁片層夾在合成樹脂層之間而形成的疊膜而形成的部分，作為防爆裂結(jié)構(gòu)的壓力減緩部帶有利用激光束照射而形成的切口，該防爆裂結(jié)構(gòu)形成在疊膜的至少一個(gè)表面上。
雖然最好是使電池盒通過(guò)使帶防爆裂結(jié)構(gòu)的疊膜形成袋子形狀來(lái)僅由疊膜來(lái)形成，但是電池盒可通過(guò)把帶為壁件的防爆裂結(jié)構(gòu)的疊片固定到由模制塑料形成的框架上。
疊膜通過(guò)把分別作為電池盒外壁和內(nèi)壁的人工合成樹脂層疊加到鋁片層的相對(duì)兩個(gè)表面上而形成，該鋁片層作為阻礙層、激光阻截層和中間層。
外合成樹脂層具有各種強(qiáng)度和抵抗性，具有切口的壓力減緩部通過(guò)利用激光束照射而形成在樹脂層上。于是外合成樹脂層必須吸收激光束，同時(shí)必須在吸收激光束后產(chǎn)生熱、熔化及蒸發(fā)。最好是外合成樹脂層是可印刷的和可疊加及類似的可加工性。用于形成外合成樹脂層的合適材料例如為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂膜、雙軸取向尼龍樹脂膜、雙軸取向聚乙烯苯二甲酸鹽樹脂膜或雙軸取向聚丙烯樹脂膜。外合成樹脂層可以是這些膜之一，或可以是把這些膜的一些疊加而形成的疊膜。
在后面描述中，雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜、雙軸取向尼龍膜或雙軸取向聚丙烯膜分別用PET膜、ON膜和OPP膜來(lái)表示。
具體地說(shuō)，PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐磨損性、耐熱性和防水性方面良好。由于PET膜具有較好的平衡性能，并且具有相對(duì)便宜和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)，PET膜為合適材料。
雖然與PET膜相比，ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，然而ON膜在柔性、刺穿強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和耐低溫性方面良好。當(dāng)這些性能重要時(shí)，采用ON膜是合適的。
OPP膜在防潮性能、防水性能、防化學(xué)性、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度方面良好，并且便宜，這是OPP膜的明顯優(yōu)點(diǎn)。
外合成樹脂層可通過(guò)把上述膜通過(guò)干壓或類似方法疊加到作為中間層的鋁片上而形成。
作為外合成樹脂層的塑料膜的厚度最好在8到80μm的范圍內(nèi)，在12到30μm范圍內(nèi)更好。
疊膜的內(nèi)合成樹脂層必須能加強(qiáng)疊膜，能保護(hù)中間鋁片層，能用激光束來(lái)加工，不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)接頭的表面也有熱粘性，使疊膜形成為袋子形狀，并使“袋子”的開口端具有良好的熱封。
由于形成滿足上述樹脂層(膜)的需要的單層內(nèi)合成樹脂層很困難，于是最好形成有至少兩層的疊片的內(nèi)合成樹脂層。
例如，內(nèi)合成樹脂層可以是由與形成外合成樹脂層類似的塑料膜層和熱粘樹脂層(密封層)組成的雙層結(jié)構(gòu)。內(nèi)合成樹脂層可以疊加到中間鋁片層的內(nèi)表面上，以作為最內(nèi)層。
用于形成熱粘樹脂層的適當(dāng)材料為聚乙烯樹脂、乙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基異丁烯酸共聚物、酸改性聚烯烴樹脂和離聚物。這些材料可單獨(dú)或混合使用。
根據(jù)接頭(涂覆的或未涂覆的)的表面質(zhì)量可從這些樹脂中選擇適當(dāng)?shù)臉渲?br> 用于形成內(nèi)合成樹脂層的塑料膜不需要很厚；塑料膜的適當(dāng)厚度在大約8到30μm的范圍內(nèi)。
最內(nèi)層熱粘樹脂層的厚度優(yōu)選在85到100μm范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在30到80μm范圍內(nèi)。
中間鋁片層的厚度最好在5到25μm的范圍內(nèi)，在7到25μm的范圍內(nèi)更好。
厚度小于5μm的鋁片層是不需要的，因?yàn)樵谶@么薄的鋁片層上可能形成有許多針孔，減小了使水和氣不能穿過(guò)鋁片層的阻礙性能。厚度大于25μm的鋁片層也是不需要的，因?yàn)檫@么厚的鋁片層具有特別高的阻礙能力，并且為壓力減緩部提供了額外高的斷裂強(qiáng)度。
例如，如果9μm厚的鋁片用于形成中間層，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，該中間層具有小于0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。于是中間層的防水滲透性可輕易地增強(qiáng)。
根據(jù)本發(fā)明，由上述材料形成的疊膜的一部分可利用激光照射，通過(guò)熔化和蒸發(fā)鋁片層的相對(duì)兩側(cè)上的部分或所有合成樹脂層的直線部以形成壓力減緩部。壓力減緩部用作減小斷裂強(qiáng)度在5到10kg/cm2范圍內(nèi)的防爆裂結(jié)構(gòu)。
用于形成壓力減緩部的切口可通過(guò)已公知的激光投射裝置來(lái)形成。帶有二氧化碳?xì)怏w激光器的激光投射裝置特別適用。
二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)射10.6m波長(zhǎng)的激光。適合于形成疊膜合成樹脂層的上述材料PET膜、ON膜和OPP膜在吸收上述由二氧化碳激光器發(fā)射的波長(zhǎng)的激光后發(fā)熱，因此帶切口的壓力減緩部可方便地在這些膜上形成。
通常用作熱粘樹脂的低密度聚乙烯樹脂很少吸收該波長(zhǎng)的激光束，而把該激光束傳輸。這樣，當(dāng)用該波長(zhǎng)的激光束照射時(shí)，低密度的聚乙烯樹脂不能發(fā)熱，因此不能用激光束來(lái)加工。然而低密度聚乙烯樹脂膜可和PET膜、ON膜和OPP膜結(jié)合使用，并且因?yàn)樵谟眉す馐丈鋾r(shí)，PET膜、ON膜和OPP膜發(fā)熱，低密度聚乙烯樹脂膜由于受熱而熔化，所以在低密度聚乙烯樹脂膜上形成有切口。
因此，如果疊膜的內(nèi)合成樹脂層為由PET膜、ON膜或OPP膜與低密度聚乙烯樹脂的熱粘樹脂層組成的雙層疊片，那么帶有直線切口圖案的壓力減緩部可通過(guò)例如如下方法形成去除內(nèi)合成樹脂層的兩個(gè)組成層的一部分，臨時(shí)熔化低密度聚乙烯樹脂層的部分，并使該聚乙烯樹脂層的熔化部分通過(guò)正確確定內(nèi)合成樹脂的兩個(gè)組成層膜的相應(yīng)厚度并正確調(diào)整用激光束照射的條件去修補(bǔ)最初的形狀而形成，其中帶直線空腔的壓力減緩部的形狀為通過(guò)僅去除PET膜、ON膜或OPP膜的部分而形成的。
下面參照附圖將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明不限于附圖中示出的實(shí)例。
圖29為本發(fā)明的用于形成帶防爆裂結(jié)構(gòu)的電池盒疊膜的典型剖面圖。
圖30(a)、30(b)、30(c)和30(d)為通過(guò)利用激光束照射形成在疊膜上的直線切口的代表性圖案。
圖31(a)和31(b)為形成在疊膜上的壓力減緩部實(shí)例的典型剖面圖。
圖32為本發(fā)明的帶防爆裂結(jié)構(gòu)并具有帶三個(gè)被熱封側(cè)邊的袋子圖案的電池盒的展開圖。
圖33為采用圖32中展開圖中示出的電池盒的電池的正視圖。
參見圖29，疊片10具有作為中間層的鋁片層(金屬薄片層)2、疊加到鋁片層2的外表面(在圖29中看為上表面)上的外合成樹脂層(第一基膜層)1a和疊加到鋁片層2的內(nèi)表面(在圖29中看為下表面)上的內(nèi)合成樹脂層(第三基膜層)1c。
具體地說(shuō)，外合成樹脂層1a為PET膜、ON膜或OPP膜，同時(shí)內(nèi)合成樹脂層1c也為PET膜、ON膜或OPP膜。最內(nèi)層的熱粘樹脂層3疊加到內(nèi)合成樹脂層1c上。
外合成樹脂層1a和內(nèi)合成樹脂層1c均為PET膜、ON膜或OPP膜之一或由PET膜、ON膜和OPP膜及另外的膜之一或幾個(gè)組成的疊膜。
最內(nèi)層熱粘樹脂層3可以是單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
雖然最好把為PET膜、ON膜或OPP膜的第一基膜層1a和第三基膜層1c通過(guò)利用粘劑的公知干壓方法而疊加到中間鋁片層2上，也可通過(guò)利用熱粘樹脂的擠壓方法疊加到鋁片層2上。
雖然通過(guò)擠壓涂覆方法很容易和簡(jiǎn)單地形成最內(nèi)層熱粘樹脂層3，熱粘樹脂層3可通過(guò)利用干壓方法或擠壓方法把熱粘樹脂膜疊加到第三基膜層1c上。
下面是疊膜的代表性實(shí)例。在下面描述中，省略了預(yù)處理工藝和在形成疊膜中使用的粘結(jié)層。
(1)PET膜(16μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(2)ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(3)OPP膜(20μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(4)PET膜(16μm厚)/鋁片(9μm厚)/OPP膜(20μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(5))PET膜(16μm厚)/鋁片(9μm厚)/ON膜(15μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(6)ON膜(15μm厚)/PET膜(12μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(7)PET膜(12μm厚)/ON膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)(8)PET膜(12μm厚)/OPP膜(15μm厚)/鋁片(9μm厚)/PET膜(12μm厚)/熱粘樹脂層(40μm厚)(密封層)根據(jù)本發(fā)明，切口通過(guò)利用激光束照射上述疊膜以一定的圖案形成，以形成具有范圍在5到10kg/cm2斷裂強(qiáng)度的防爆裂結(jié)構(gòu)。
對(duì)切口的圖案沒(méi)有特別的限制，考慮到疊膜的合成樹脂的質(zhì)量和厚度，該切口可以任選的圖案形成。
圖30(a)到30(d)中示出的切口的圖案在對(duì)于形成壓力減緩部20是適合的。
圖30(a)到30(d)中所有用于形成壓力減緩部20的圖案是從中心點(diǎn)徑向延伸的切口形成的。
圖30(a)中示出的圖案通過(guò)從中心點(diǎn)以120°角度間隔徑向延伸三個(gè)直切口而形成。圖30(b)中示出的圖案是通過(guò)從中心點(diǎn)以90°角度間隔徑向延伸四個(gè)直切口而形成。圖30(c)中示出的圖案是通過(guò)從中心點(diǎn)以60°角度間隔徑向延伸六個(gè)直切口而形成。圖30(d)中示出的圖案是通過(guò)從中心點(diǎn)以45°角度間隔徑向延伸八個(gè)直切口而形成。
帶大量切口圖案的壓力減緩部20具有較低的斷裂強(qiáng)度?？紤]到疊膜片的結(jié)構(gòu)而選擇圖30(a)到30(d)中示出的壓力減緩部20中適當(dāng)一個(gè)。雖然對(duì)圖案的尺寸沒(méi)有特別的限制，但是直切口的適當(dāng)長(zhǎng)度在大約10到15mm的范圍內(nèi)，因此圖案的外接園的適當(dāng)直徑在大約20到30mm范圍內(nèi)。
雖然具有上述切口圖案的壓力減緩部20可僅形成在疊膜的一側(cè)，但是當(dāng)壓力減緩部20形成在兩個(gè)合成樹脂層上以彼此吻合時(shí)，疊膜的斷裂強(qiáng)度可進(jìn)一步減小。
圖31(a)和圖31(b)為分別形成在疊膜的兩個(gè)相對(duì)合成樹脂層上的壓力減緩部20的典型剖面圖，該疊膜均由PET膜(最外層)1a、鋁片層2、PET膜層1c和聚烯烴樹脂層(密封層)3疊加而形成。
根據(jù)內(nèi)合成樹脂層1c厚度和用激光束照射的條件，當(dāng)最內(nèi)層聚烯烴樹脂層3為例如低密度聚乙烯樹脂的不吸收激光的樹脂層時(shí)，該合成樹脂層1c可采取圖31(a)示出的樣式或采取圖31(b)中示出的樣式。
圖31(a)中示出的壓力減緩部20通過(guò)把合成樹脂層1a和1c及密封層3的直線部去除而形成。如果聚烯烴樹脂層的厚度為40μm或更多，同時(shí)激光束的能量調(diào)整到某一固定水平時(shí)，那么為PET膜層的內(nèi)合成樹脂層1c和聚烯烴樹脂層熔化并破損，如圖31(b)所示，為聚烯烴樹脂層的密封層3可在內(nèi)合成樹脂層1c上修補(bǔ)最初形狀以形成直線空腔。
圖32為本發(fā)明的帶防爆裂結(jié)構(gòu)并具有三側(cè)邊熱封袋子的形狀的電池盒51展開圖。
在該展開圖中示出的電池盒通過(guò)對(duì)圖29中示出的疊片進(jìn)行成型而形成。該疊片10為具有預(yù)定尺寸的矩形形狀，帶有均具有四個(gè)直切口的壓力減緩部20，切口從中心點(diǎn)以90°角度間隔在兩個(gè)相對(duì)表面徑向延伸，以在折線16附近的位置彼此對(duì)應(yīng)，折線16把疊片10分成兩個(gè)相等的半份，該疊片10還在側(cè)邊緣部帶有側(cè)邊密封部17a、17b、17c和17d，在端部邊緣部帶有端部密封部18a和18b。
電池盒具有矩形袋子的形狀并具有帶端部密封部18a和18b的開口端，可通過(guò)把疊片10沿折線16折疊成兩片而形成，于是熱粘樹脂層可彼此接觸，并通過(guò)熱封使側(cè)邊密封部17a和17b、側(cè)邊密封部17c和17d粘結(jié)在一起。
如圖33所示，聚合物電池盒50帶有具有壓力減緩部20的防爆裂結(jié)構(gòu)，該電池盒通過(guò)如下來(lái)形成在具有袋子形狀的電池盒50中對(duì)電池元件材料進(jìn)行組裝，使接頭59和60經(jīng)過(guò)開口上端18從內(nèi)部伸出以使其在電池盒51外面延伸，并且通過(guò)把密封地夾在電池盒51的上端邊緣部之間的接頭59和60熱封而使熱粘樹脂層粘結(jié)在一起最終使開口上端密封。
圖33為在電池盒51中使用的電池組件50的正視圖，該電池盒通過(guò)對(duì)圖32中示出的處于展開圖的疊片10進(jìn)行成型而形成。電池盒51通過(guò)把疊片10折疊成兩片并且把側(cè)邊密封部17a和17b、側(cè)邊密封部17c和17d通過(guò)熱封粘結(jié)在一起而形成。電池的元件材料經(jīng)過(guò)開口上端放置到電池盒51中，接頭59和60經(jīng)過(guò)開口上端從電池盒51內(nèi)部伸出，于是可在電池盒外面延伸，開口上端通過(guò)把端部18a和18b利用熱封而粘結(jié)在一起。電池盒51在其底部帶有具有壓力減緩部20的防爆裂結(jié)構(gòu)。
從上述描述中清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明，電池盒通過(guò)對(duì)疊膜進(jìn)行加工而形成，該疊膜是通過(guò)使中間鋁片層夾在合成樹脂層之間而制成的，電池盒為輕質(zhì)、薄型、柔性、在各種強(qiáng)度和抵抗性、防止透水和氣的阻礙性能以及熱封性能方面均很出色，該電池盒還帶有防爆裂結(jié)構(gòu)，在如果由于電池組件不正確使用而發(fā)熱，從而壓力增加到預(yù)定上限時(shí)，那么該結(jié)構(gòu)減緩電池盒中的壓力，并能確保高度安全和有效地制造。
第九實(shí)施例下面參照?qǐng)D34到36來(lái)描述本發(fā)明的第九實(shí)施例的電池盒形成片。第九實(shí)施例中的電池盒形成片為聚合物電池盒形成片。電池盒形成片為疊片結(jié)構(gòu)第一基層/金屬薄片層/粘性樹脂層/第三基層/熱粘樹脂層。金屬薄片層和第三基膜層，第三基膜層和熱粘樹脂層通過(guò)夾壓方法或擠壓涂覆方法而疊加。粘性樹脂層和/或熱粘樹脂層由酸改性聚烯烴樹脂制成。酸改性聚烯烴樹脂具有100℃或更高的熔點(diǎn)。在第九實(shí)施例中的電池盒形成片在其它方面與在第一實(shí)施例中的基本上相同。
圖34為第九實(shí)施例中電池盒形成片的典型剖面圖；圖35為第九實(shí)施例中的另一個(gè)電池盒形成片的典型剖面圖；圖36(a)為本發(fā)明的聚合物電池組件的透視圖以及圖36(b)為沿圖36(a)中X-X線的剖面圖。
參見圖36，本發(fā)明的聚合物電池組件具有電池50a、接頭59和60以及把電池50a、接頭59和60密封在其中的電池盒51。接頭59和60從電池盒51的內(nèi)部伸出，以使其在電池盒51的外面延伸，接頭59和60的一部分在電池盒51的密封部17通過(guò)粘結(jié)而固定到電池盒的內(nèi)層。
上述結(jié)構(gòu)的電池盒形成片和與其互相接觸的熱粘樹脂層放置在一起，電池盒形成片的周圍邊緣部通過(guò)熱封而粘結(jié)在一起，以形成具有袋子形狀和開口端部的電池盒51。包括正極和負(fù)極以及電解質(zhì)的電池50a的元件材料放入到電池盒51內(nèi)，接頭59和60從電池盒51的內(nèi)部伸出，以使其在電池盒51的外面延伸，開口上端通過(guò)把熱粘樹脂層，以及熱粘樹脂層和接頭59和60通過(guò)熱封而粘結(jié)在一起，以完成電池組件的加工。
于是，熱粘樹脂層由熱粘樹脂形成，該熱粘樹脂不僅對(duì)本身有熱粘性，而且對(duì)由如銅片或鋁片的導(dǎo)電材料制成的接頭59和60也有熱粘性。
用于聚合物電池組件的電池盒形成片為疊片，該疊片由外基層、作為阻礙層的金屬薄片層和熱粘樹脂層組成。一般地，第三基膜層夾在金屬薄片層和熱粘樹脂層之間，以阻止由于金屬薄片層的彎曲或刺穿而導(dǎo)致的金屬薄片層上針孔擴(kuò)展和破裂。在這種結(jié)構(gòu)的電池盒形成片上，中間金屬薄片層提供了良好的不透水氣的阻礙性能，形成在金屬薄片層的一個(gè)表面上的基層以及形成在金屬薄片層另一個(gè)表面上的基層或熱粘樹脂層保護(hù)金屬薄片層，于是避免了裂縫和針孔的擴(kuò)展，保持了良好的阻礙性能。
形成在金屬薄片層的外表面或內(nèi)表面的基層保護(hù)著金屬薄片層，同時(shí)為疊片提供了強(qiáng)度和需要的性能。最內(nèi)層熱粘樹脂層為疊片提供了熱封性能。
由于金屬薄片層夾在至少不導(dǎo)電的第一基層和不導(dǎo)電的第三基層之間，于是電池盒形成片起到不導(dǎo)電疊片的作用。
經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池盒形成片為通過(guò)把阻礙層夾在外第一基層和內(nèi)第三基層之間而形成的疊片時(shí)，密封在對(duì)電池盒形成片進(jìn)行成型而形成的電池盒中的電池可避免受到外界和內(nèi)部的震動(dòng)或刺穿作用。
具有袋子形狀的電池盒通過(guò)熱封把疊片粘結(jié)在一起。這樣，每個(gè)疊片的最內(nèi)層為熱粘樹脂層。熱粘樹脂層由熱粘結(jié)到金屬制成的接頭T上的酸改性聚烯烴樹脂形成。
形成熱粘樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂不僅對(duì)本身有良好的粘性，而且對(duì)如銅或鋁的金屬也有熱粘性。這樣，電池盒的開口端可被熱封。
疊片一般由公知的干壓方法形成，當(dāng)使用通過(guò)加工疊片而形成的電池盒時(shí)，由于在存儲(chǔ)過(guò)程中因老化導(dǎo)致而破損，疊片有時(shí)脫層。通過(guò)對(duì)脫層原因分析發(fā)現(xiàn)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)是有機(jī)的碳酸鹽溶劑，并且粘劑在該有機(jī)溶劑中是可溶的，所以在長(zhǎng)期存儲(chǔ)中用于干壓方法的粘劑在聚合物電池的電解質(zhì)中溶解了。這樣，作為電池元件的電解質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間滲透到電池盒的樹脂層中，并達(dá)到樹脂層和粘結(jié)層之間的交界面，溶解了粘劑，導(dǎo)致疊片的最后脫層。
有時(shí)電池組件在高溫環(huán)境下使用或放置。如果電池盒不是耐熱的，那么當(dāng)電池盒暴露在高溫環(huán)境下時(shí)，電池盒的熱封部就有可能不密封，電解質(zhì)泄露。例如，電池組件需要經(jīng)受稱為“儀表盤測(cè)試”的測(cè)試，其中裝有電池組件的電子裝置放置在汽車中。更具體地說(shuō)，當(dāng)電池組件放置在100℃的環(huán)境4小時(shí)后，要求不能有任何液體從電池組件中泄露出來(lái)。
經(jīng)過(guò)對(duì)各種疊片的結(jié)構(gòu)和疊片的材料研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)下面結(jié)構(gòu)的疊片可解決上述問(wèn)題，同時(shí)用于聚合物電池的電池盒的必要條件可滿足，在獲得研究的結(jié)果后設(shè)計(jì)出本發(fā)明。
作為疊片的基本元件的第一基層必須強(qiáng)度足夠高，并且當(dāng)制造疊片時(shí)要滿足良好的印刷、疊加及類似的可加工性，同時(shí)必須具有包括耐磨性和作為電池組件表面層類似必要的各種性能。
包括聚合物電池的電池盒體必須具有使水和氣不能透過(guò)的阻礙性能。本發(fā)明采用金屬薄片作為阻礙層。第三基層粘結(jié)到金屬薄片的內(nèi)表面上，以保護(hù)阻礙層并加強(qiáng)電池盒。最內(nèi)層由熱粘樹脂形成。這樣，本發(fā)明的疊片包括的必需元件為作為阻礙層的金屬薄片、基層和熱粘樹脂層。
金屬薄片層和第三基層通過(guò)利用粘結(jié)樹脂的夾壓方法而粘結(jié)在一起。在該疊片中，熱粘樹脂層由可耐100℃或更高的溫度的酸改性聚烯烴樹脂形成。
下面描述本發(fā)明的聚合物電池盒51。
根據(jù)本發(fā)明，在有機(jī)溶劑中不可溶的溶劑可溶解的粘劑的粘結(jié)層在形成內(nèi)疊片中的阻礙層的內(nèi)側(cè)中不使用，內(nèi)疊片層通過(guò)利用粘劑樹脂的夾壓方法而疊加，內(nèi)疊片的最內(nèi)層熱粘樹脂層通過(guò)擠壓涂覆方法來(lái)形成。
在金屬薄片層的外側(cè)的外疊片的組成層可通過(guò)上述干壓方法而疊加。
由于在金屬薄片層的內(nèi)側(cè)的內(nèi)疊片在沒(méi)有使用任何溶劑溶解粘結(jié)層的情況下建立，于是不可能產(chǎn)生由于電解質(zhì)進(jìn)入到粘結(jié)交界面并由電解質(zhì)對(duì)粘結(jié)層溶解而使內(nèi)疊片分層。
下面描述用于形成聚合物電池的本發(fā)明的形成電池盒形成片的疊片的各層。
如上所述，本發(fā)明的電池盒形成片具有作為中間層并具有不讓水和氣透過(guò)的阻礙性能的金屬薄片層，在各種強(qiáng)度和抵抗性方面良好的第一、第三和另一個(gè)第三基層正確地布置在金屬薄片層的外表面和內(nèi)表面，熱粘樹脂層作為最內(nèi)層。
用于形成具有阻氣性能的中間金屬層的適當(dāng)材料為鋁片、銅片或類似金屬薄片。鋁片是形成金屬薄片層的最佳材料，因?yàn)殇X片便宜、容易加工并容易粘結(jié)到膜上。金屬薄片層的適當(dāng)厚度在5到25μm范圍內(nèi)。
用于形成基層的適當(dāng)材料例如為雙軸聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂膜(后面稱為“PET膜”或“PETs”)、雙軸取向尼龍樹脂膜(后面稱為“ON膜”或“ON”)、雙軸取向聚丙烯樹脂膜(后面稱為“OPP膜”或“OPP”)、聚乙烯萘二甲酸酯樹脂膜、聚酰亞胺樹脂膜、聚碳酸酯樹脂膜及其類似膜。考慮到包括耐久性、可加工性和經(jīng)濟(jì)效果等方面的性能，PET膜和ON膜特別合適。
雖然PET膜和ON膜之間在性能上沒(méi)有明顯差別，但是PET膜具有較低的吸濕性能，而在硬度、抗磨損和耐熱方面很好，而ON膜具有相對(duì)較高的吸濕性能，在柔性、刺穿強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和耐低溫方面很好。
這些基膜的厚度在5到100μm范圍之間，最好在12到30μm范圍之間。
如上所述，作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層最好不僅對(duì)本身熱粘結(jié)，而且也熱粘結(jié)在金屬制成的接頭上，同時(shí)具有較低的吸濕性能和較低的吸水性，以限制水滲漏到電解質(zhì)中。另外最好熱粘樹脂層很穩(wěn)定，不易膨脹，對(duì)電解質(zhì)的腐蝕作用不敏感。
考慮到上述需要的條件，用于形成熱粘樹脂的合適材料為乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物以及通過(guò)把聚乙烯樹脂或聚丙烯樹脂與上述共聚物中一個(gè)或一些混合而制備的聚烯烴樹脂。特別地，熱粘樹脂最好為乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-異丁烯酸共聚物、通過(guò)對(duì)聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂和接枝共聚產(chǎn)生的樹脂改性的樹脂，這些接枝共聚產(chǎn)生的樹脂包括乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和通過(guò)不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐而得到的這些樹脂的三元共聚物，這些不飽和羧酸和不飽和羧酸的酸酐例如為丙烯酸、異丁烯酸、馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、檸康酸酐、衣康酸和衣康酸酐。
在上述樹脂中具有100℃或更高的熔點(diǎn)的某些樹脂可用于形成具有良好耐熱性的電池盒。如果形成熱粘樹脂層的酸改性聚烯烴樹脂的熔點(diǎn)低于100℃，那么當(dāng)電池組件暴露在高溫下時(shí)，電池盒的密封部可能不密封，而電解質(zhì)泄露出來(lái)。
當(dāng)由在電池盒內(nèi)裝有電池而形成的電池組件暴露在高溫下時(shí)，電池盒不密封，電解質(zhì)泄露出。
酸改性聚烯烴樹脂的酸含量最好在0.01到10％的重量比范圍內(nèi)。如果酸含量小于0.01％重量比，那么樹脂不足以熱粘結(jié)在金屬上，而如果酸的含量高于10％重量比，那么樹脂的膜形成性能較差。
熱粘樹脂層的適當(dāng)厚度在10到100μm的范圍內(nèi)。
各個(gè)分層可通過(guò)已知的夾壓方法疊加到金屬薄片層的內(nèi)側(cè)，夾壓方法擠壓在待疊加的兩層膜之間熔化的熱粘樹脂，并壓縮層膜和夾在膜之間的熱粘樹脂層。
上述酸改性聚烯烴樹脂可作為粘性樹脂來(lái)使用。
最內(nèi)層熱粘樹脂層可通過(guò)把熔化的酸改性聚烯烴樹脂直接擠出在第三基膜層上。當(dāng)使本發(fā)明的疊片作為形成聚合物電池盒的疊片時(shí)，鑒于在金屬薄片層內(nèi)側(cè)的疊層可通過(guò)使用作為粘性樹脂的酸改性聚烯烴樹脂的干壓方法而形成，而不是通過(guò)使用有機(jī)粘劑的干壓方法，于是在金屬薄片層的外側(cè)的疊層可通過(guò)干壓方法來(lái)形成。
現(xiàn)在參照附圖來(lái)更具體地描述本發(fā)明。
圖中所示的例子是示意性的，而不是限定性的。在所有附圖中類似或相應(yīng)的部分用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖34和圖35為本發(fā)明用于形成電池盒51的電池盒形成片例子的典型剖面圖。
參見圖34，電池盒形成片10通過(guò)把第一基層(第一基膜層)1a、粘性樹脂層5、金屬薄片層2、粘性樹脂層4、第三基層(第三基膜層)1c和熱粘樹脂層3依次疊加而形成。
第一基層1a為PET膜或ON膜。金屬薄片層2例如為鋁片。粘性樹脂層和熱粘樹脂層3均由其中酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層組成。
例如為PET膜或ON膜的第一基膜層1a形成了電池盒形成片10的最外層，為電池盒形成片10提供了機(jī)械強(qiáng)度和抵抗性能，機(jī)械強(qiáng)度包括抗拉強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度；抵抗性能包括耐磨損性、防水性、抗化學(xué)性、耐熱性和耐低溫性等。例如作為中間層的為鋁片層的金屬薄片層作為防水和氣的阻礙層。作為最內(nèi)層的熱粘樹脂層3為酸含量在0.01到10％重量比范圍內(nèi)的酸改性聚烯烴樹脂層，它為電池盒形成片10提供了良好的熱封性能。
如果金屬薄片層為9μm厚的鋁片，那么在40℃溫度和90％的相對(duì)濕度下，金屬薄片具有0.01g/m2·24hr或更低的水蒸氣滲透性。防水蒸氣滲透性可輕易地增強(qiáng)。
下面為上述疊片的典型例子。
(1)PET(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(15μm厚)/PET(12μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(30μm厚)(2)PET膜(12μm厚)/鋁片層(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(15μm厚)/ON膜(15μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(30μm厚)(3)ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(15μm厚)/PET(12μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(30μm厚)(4)ON膜(15μm厚)/鋁片層(9μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(15μm厚)/ON膜(15μm厚)/酸改性聚烯烴樹脂層(30μm厚)電池盒形成片10帶有另外的第三基層1c，以提高各種機(jī)械強(qiáng)度和抵抗性。由于金屬薄片層2夾在第一基層1a和第三基層1c之間，于是金屬薄片層2更安全地免受外界和內(nèi)部沖擊、磨損、物理和化學(xué)作用，并提供了更穩(wěn)定的阻礙作用。
參見圖35，電池盒形成片10通過(guò)把第一基層1a、金屬薄片層2、粘性樹脂層5、第三基層1c、熱粘樹脂層4、附加第三基膜層1d和熱粘樹脂層3依次疊加而形成，第一基膜層1a為最外層。
電池盒形成片10帶有附加第三基層1d，以提高在中間金屬薄片層3的內(nèi)側(cè)上的第三基層1c的性能，同時(shí)電池盒形成片10具有增強(qiáng)的強(qiáng)度。第一基層1a和第三基層1c及附加第三基層1d為PET膜或ON膜。
雖然所有的基層可以是相同種類的膜，但是考慮到使第一基層1a和第三基層1c或附加第三基膜層1d彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)并發(fā)揮出最大的優(yōu)點(diǎn)，最好采用不同類型的膜，例如PET膜或ON膜可分別作為第一基層1a和第三基層1c或附加第三基膜層1c。
圖35中示出的電池盒形成片10在中間金屬薄片層2的內(nèi)側(cè)上具有兩層基層，該電池盒形成片10比圖34中示出的電池盒形成片10具有更高的強(qiáng)度。在這些疊片中，鑒于與第一基層1a和金屬薄片層2結(jié)合的粘性樹脂層5既可通過(guò)干壓方法也可通過(guò)夾壓方法來(lái)形成，于是在金屬薄片層2內(nèi)側(cè)的疊層通過(guò)利用粘性樹脂4的夾壓方法而結(jié)合在一起，這些疊層例如為金屬薄片層2和第三基層1c，第三基層1c和附加第三基層1d，熱粘樹脂層3通過(guò)擠壓涂覆方法形成。在干壓方法中的粘性樹脂和用于形成熱粘樹脂層的樹脂為酸改性聚烯烴樹脂。
第三基層1c和附加第三基層1d的表面可通過(guò)公知的表面處理方法來(lái)完成，以提高酸改性聚烯烴樹脂對(duì)表面的粘性，這些處理方法例如為電暈放電處理、火焰處理或等離子體處理。疊片可在把組成層膜疊加以加強(qiáng)金屬薄片層或基層與熱粘樹脂之間的粘性后被壓縮和受熱(在加熱后)。
如圖35所示，第一基層1a形成在金屬薄片層2和粘性樹脂層4的外側(cè)，第三基層1c、粘性樹脂層4、附加第三基層1d和熱粘性樹脂層3按上述次序形成在金屬薄片層的內(nèi)側(cè)。熱粘樹脂層3為通過(guò)擠壓方法形成的最內(nèi)層。金屬薄片層2和第三基層1c，第三基層1c和附加第三基層1d通過(guò)利用酸改性聚烯烴樹脂的夾壓方法結(jié)合在一起。在該疊片中，需要使用用于形成第三基層1c和附加第三基層1d的ON膜。
在本發(fā)明的電池盒形成片中，基層1a、1c和1d提供了各種提高的機(jī)械強(qiáng)度和抵抗力，金屬薄片層2夾在第一基層1a和第三基層1c之間，附加的第三基層1d疊加到第三基層1c上，以通過(guò)使金屬薄片層2免受內(nèi)部的沖壓作用而為電池盒形成片提供改進(jìn)的阻礙性能。
當(dāng)在圖34和圖35中示出的每個(gè)電池盒形成片10中的表面上印制字母和圖畫的圖案時(shí)，圖案印制在待粘結(jié)到相鄰層表面上的第一基層1a的內(nèi)表面上，用于第二次表面裝飾，接著第一基層疊加到相鄰層。這樣即使形成片10的表面磨損，印制的圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供了輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、不透水和氣性、隔熱性和可加工性以及可高效生產(chǎn)方面非常出色。
由于在金屬薄片層內(nèi)側(cè)的內(nèi)疊層的形成沒(méi)有利用溶劑可溶解粘劑的粘性層，于是內(nèi)疊層不會(huì)由于電池的電解質(zhì)而脫層。
由于粘性樹脂和熱粘性樹脂層是由熔點(diǎn)為100℃的酸改性聚烯烴樹脂形成的，于是當(dāng)電池組件暴露在高溫下時(shí)，電池盒的密封部不會(huì)不密封，電解質(zhì)不會(huì)泄露。
第十實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D37到44來(lái)描述本發(fā)明的第十實(shí)施例中的電池組件。在利用電池盒的第十實(shí)施例中的電池組件的特征是接頭覆蓋有絕緣片，該絕緣片帶有至少一個(gè)用于使每個(gè)接頭在電池盒的外面延伸的開口。絕緣片的外表面通過(guò)熱封與電池盒的內(nèi)表面結(jié)合，絕緣片具有至少一個(gè)帶可粘結(jié)到接頭上的層膜，絕緣片具有聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂、聚酰亞胺樹脂或聚碳酸酯樹脂，并且電池盒和/或絕緣片印制有圖案。第十實(shí)施例在其它方面與第一實(shí)施例基本上相同。
本發(fā)明的電池組件為通過(guò)把電池密封在電池盒中而形成，扁平接頭從電池中伸出，接頭覆有絕緣膜，開口形成在絕緣膜的預(yù)定部位上，以使電池與待用電池通電的裝置連接。
圖37(a)為電池組件的透視圖，圖37(b)為帶覆蓋有保護(hù)膜的接頭的電池透視圖，圖37(c)為沿圖37(a)中X1-X1(X2-X2)線的剖面圖。
圖38(a)和38(b)為幫助解釋在電極上覆蓋絕緣膜的方法的透視圖，該圖分別示出了在覆蓋前的狀態(tài)和覆蓋后的狀態(tài)。圖39(a)為本發(fā)明的在最佳實(shí)施例中的電池盒的透視圖，該電池盒處于密封電池前的狀態(tài)，而圖39(b)為沿圖39(a)中的(X2-X2)線的剖面圖。圖40為具有與上述實(shí)施例中電池盒結(jié)構(gòu)的電極相似的電極的電池盒的俯視圖。圖41(a)為沿圖40中的X3-X3(X4-X4)線的剖面圖，圖41(b)為在圖41(a)中的部位W的放大圖，圖42(a)為沿圖40中的線Y1-Y1的剖面圖，圖42(b)為沿圖42(a)中線Y2-Y2的剖面圖，圖43(a)、圖43(b)和圖43(c)為幫助解釋本發(fā)明的電極保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)的典型剖面圖，圖44(a)為現(xiàn)有技術(shù)電池盒的典型剖面圖，圖44(b)為現(xiàn)有技術(shù)的電池組件，及圖44(c)為沿箭頭Z方向的放大圖。
參見圖44(a)和44(c)，當(dāng)制作電池盒51的柔性包裝片10帶有如金屬薄片的導(dǎo)電層2時(shí)，包裝片10的導(dǎo)電層2在電池盒51的端面10a露出，如果接頭59和60為如金屬薄片的柔性片時(shí)，那么就可能在接頭59和60與暴露在端面10a的導(dǎo)電層2的邊緣之間發(fā)生偶然接觸。片10通過(guò)利用粘性層5a和5b把第一基膜層1a、金屬薄片層2、第三基膜層1c、熱粘樹脂層3疊加而形成。
如果發(fā)生了上述偶然接觸，那么由于放電，電池的電動(dòng)勢(shì)減小或減小到零。如果這種偶然接觸發(fā)生在裝有電池的裝置中時(shí)，那么該裝置可能失靈或損壞。
本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研究以解決上述問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)制成下面結(jié)構(gòu)的電極來(lái)解決問(wèn)題。
在圖37中可以看出，條形接頭59和60的暴露部分從電池盒51的端部向外伸出，該接頭覆蓋有絕緣電極保護(hù)膜61以避免意外的接觸。
對(duì)用電極保護(hù)膜61的覆蓋接頭59和60的方法沒(méi)有特別的限制，但是除了下面描述的以外接頭59和60不應(yīng)該完全地被覆蓋，至少與將要用電池組件供電的裝置的輸入接頭接觸的接頭59和60的接觸部分(后面稱為“接觸部”)必須暴露出來(lái)。
更具體地說(shuō)，開口62在電極保護(hù)膜61上形成，電極保護(hù)膜61套入接頭59和60上，于是可覆蓋接頭59和60的兩個(gè)表面。在這種狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)于開口62的接頭59和60的接觸部可暴露，以用于與裝置的輸入接頭連接。
電極保護(hù)膜61必須通過(guò)粘劑嚴(yán)密地附著在接頭59和60上，于是不會(huì)使接觸部覆蓋有粘劑的絕緣膜。
雖然需要使用用于形成本發(fā)明的電池盒51的熱封方法，但是也可采用使用粘劑的方法，而代替熱封方法，可形成滿足本發(fā)明的電池盒51和電極結(jié)構(gòu)。
用于形成電池盒51的材料必須能形成密封結(jié)構(gòu)，并且有可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持不能使水和氣透過(guò)電池盒51的良好阻礙性能，同時(shí)具有作為基本熱學(xué)條件的耐熱性和耐低溫性。形成電池盒的最外層和最內(nèi)層的材料必須是電的的非導(dǎo)體。
具有上述需要的物理性能的電池盒形成片10可由各種材料形成。需要的話，電池盒形成片為由柔性膜和金屬薄片疊加而形成的疊片。這種疊片可使膜和金屬薄片發(fā)揮最好的物理性能，使膜和金屬薄片相互補(bǔ)充。
電池盒51可通過(guò)任何一種適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)形成，該方法包括利用粘劑的方法、利用超聲波的方法、利用高頻波的方法和利用熱和壓力的熱封方法。
根據(jù)本發(fā)明，用于形成電池盒51的疊片的內(nèi)層需要由熱粘材料制成，電池盒由對(duì)疊片的必要部位熱封而形成。
現(xiàn)在具體描述本發(fā)明的電池盒形成疊片10。
圖37(d)示出了疊片的實(shí)例。疊片的結(jié)構(gòu)為最外層1a/阻礙層2/加強(qiáng)層1c/密封層3(最內(nèi)層)這些層通過(guò)干壓或夾壓方法來(lái)疊加。
疊片的厚度最好在50到200μm范圍內(nèi)。厚度小于50μm的疊片在防透水和氣性能方面較差，可能使水進(jìn)入到電解質(zhì)中。厚度超過(guò)200μm的疊片不符合提供重量和尺寸盡可能小的聚合物電池組件的基本思想，這么大厚度的疊片的不透水和氣的效果并不隨著其厚度增加而增大。
疊片層的材料可根據(jù)疊片的需要的物理性能而可選擇地確定。
疊片的具體結(jié)構(gòu)是
PET(最外層)/AL/PET(或Ny)/密封層(最內(nèi)層)PET聚乙烯對(duì)苯二酸鹽；AL鋁(薄片)；Ny尼龍最外層(第一基膜層)1a為電池盒的外表面層。于是，最外層1a必須是不導(dǎo)電的，必須是平滑的表面，必須有足夠的抵抗化學(xué)和磨損的能力，必須具有足夠高的抗拉強(qiáng)度和刺穿強(qiáng)度以及必須使電池免受外界有害的破壞、物理和化學(xué)作用。特別是雙軸取向PET樹脂膜的雙軸取向樹脂膜是用于制作最外層1a的最佳材料。
最外層1a的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。如果最外層1a的厚度小于5μm，那么最外層1a的刺穿強(qiáng)度不夠，針孔很可能形成在最外層1a上。如果最外層1a的厚度大于30μm，那么最外層1a將對(duì)疊片的熱封產(chǎn)生不良影響。
最好挨著最外層1a形成阻礙層(金屬薄片層)。阻礙層2具有防止水和氣透過(guò)電池盒的阻礙性能。用于形成阻礙層2的適當(dāng)材料為乙烯乙烯醇共聚物及其類似共聚物，通過(guò)蒸發(fā)在聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜及其類似膜上涂覆金屬、二氧化硅和無(wú)機(jī)氧化物的涂覆膜以及在膜上涂覆帶聚偏二氯乙烯樹脂的阻礙涂覆劑而產(chǎn)生的涂覆膜。最好是用如鋁片的金屬薄片作為阻礙層2。形成阻礙層2的鋁片的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。厚度小于5μm的鋁片有許多針孔而在阻礙性能方面較差。厚度大于30μm的鋁片在形成電池盒時(shí)對(duì)疊片的熱封產(chǎn)生不良影響。
最好在阻礙層2的內(nèi)表面上形成加強(qiáng)層(第三基膜層)1c，以提高加工疊片而形成的電池盒的強(qiáng)度。特別需要使電池盒防鋒利突出物的刮傷和刺穿作用。加強(qiáng)層1c可以是雙軸取向的樹脂膜，最好是雙軸取向的PET膜或Ny膜。加強(qiáng)層1c具有的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。加強(qiáng)層1c對(duì)裝在電池盒內(nèi)的電池的抵抗刺穿作用方面較差，針孔容易在加強(qiáng)層1c上形成，如果加強(qiáng)層的厚度小于5μm時(shí)，那么電解質(zhì)可能泄露以及疊片可能脫層。如果厚度大于30μm，那么加強(qiáng)層1c會(huì)對(duì)疊片的密封性形成不良影響。
在形成電池盒21時(shí)，疊片的密封層(熱粘樹脂層3)的必要部分通過(guò)熱封結(jié)合在一起。如上所述，考慮到操作的便利和密封性能，需要通過(guò)熱封方法對(duì)疊片加工而形成電池盒。當(dāng)疊片的密封層的必要部分通過(guò)熱封方法而結(jié)合在一起時(shí)，密封層由熱粘樹脂材料制成。熱粘樹脂材料必須對(duì)接頭59和60或者對(duì)電極保護(hù)膜61有熱粘性。
密封層3由對(duì)其本身和金屬薄片制成的接頭或者電極保護(hù)膜有熱粘性的材料形成。適合形成密封層3的材料例如為乙烯丙烯酸樹脂(EAA)、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
密封層3既可通過(guò)把上述樹脂其中之一的膜疊加到加強(qiáng)層1c上形成，也可通過(guò)對(duì)上述樹脂其中之一熔化并通過(guò)擠壓器擠出到加強(qiáng)層1c的表面上而形成。
密封層3的需要厚度在10到100μm的范圍。如果密封層3的厚度小于10μm，那么密封層3的刺穿強(qiáng)度不夠，針孔很有可能形成在密封層3上，電解質(zhì)可能泄露并且疊片可能脫層。如果密封層的厚度大于100μm，由密封層3吸收的水量較大，則水可能穿過(guò)密封層3。
如上所述，最外層1a、阻礙層2、加強(qiáng)層1c和密封層3可通過(guò)利用聚氨酯粘劑的干壓方法疊加，或通過(guò)在鄰近層之間擠出粘性樹脂的夾壓方法來(lái)疊加。
下面描述和本發(fā)明有關(guān)的端子。接頭59和60為金屬薄片或類似的扁平端子。如上所述，接頭59和60除了要與電池組件將供電的裝置的輸入端子接觸的接觸部外，其暴露部覆蓋有絕緣電極保護(hù)膜61。特別地，對(duì)應(yīng)于電池51的端部邊緣10a的接頭59和60的部分被安全地覆蓋了，以避免不必要的麻煩，該不必要麻煩是由于在接頭59和60與暴露在電池盒51的端部邊緣10a的導(dǎo)電層2之間的意外接觸產(chǎn)生的。
參見圖38(a)，開口62形成在電極保護(hù)膜61的預(yù)定部位上，電極保護(hù)膜61折疊成兩片。開口62是這樣形成的，當(dāng)電極保護(hù)膜61折疊成兩片時(shí)，以使其對(duì)應(yīng)于接頭59和60的接觸部。接頭59和60位于折疊電極保護(hù)膜61的兩片之間，電極保護(hù)膜61的兩片通過(guò)熱封或類似方法而結(jié)合在一起，于是可夾在接頭59和60之間。
接頭59和60可通過(guò)下面方法而覆蓋有電極保護(hù)膜61通過(guò)在覆蓋有電極保護(hù)膜61的內(nèi)表面上涂覆有粘劑，并把電極保護(hù)膜61折疊成兩片，于是夾在接頭59和60之間，并壓縮折疊電極保護(hù)膜61與接頭59和60以預(yù)定時(shí)間。
雖然接頭59和60可能在電池盒51內(nèi)的電池50a附近帶有未覆蓋的部分67，特別地，位于電池盒51端部邊緣10a的部分被安全地覆蓋了，以免發(fā)生因接頭59、60的彎折而引起與電池盒51端部邊緣10a的導(dǎo)電層(金屬薄片層)接觸的故障。
下面描述覆蓋接頭59和60的電極保護(hù)膜61。電極保護(hù)膜可以是任何一種，只要該膜是不導(dǎo)電的，并且可通過(guò)熱封粘結(jié)到接頭59和60上。電極保護(hù)膜61可以是如圖43(a)中所示的膜(粘結(jié)層71)、如圖43(b)中所示的由支持層72和粘結(jié)層71組成的兩層膜或如圖43(c)所示的由粘結(jié)層71、外層73和夾在粘結(jié)層71和外層73之間的支持層72組成的三層膜。
如上所述，最好通過(guò)與用熱封方法形成電池盒類似的熱封方法來(lái)對(duì)端子覆蓋電極保護(hù)膜。
粘結(jié)層71和電極保護(hù)膜61的外層73由可熱粘結(jié)到金屬薄片制成的端子的材料形成，如乙烯丙烯酸樹脂(EAA)、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
支持層72由當(dāng)受熱時(shí)尺寸不變的膜來(lái)形成，并具有較高的抗拉強(qiáng)度。用于形成支持層72的最佳材料為聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂的雙軸取向膜。
電極為導(dǎo)電材料的平條。用于形成電極的適當(dāng)材料為包括鋁、銅和錫的金屬薄片以及這些金屬的某些合金。
下面描述在本發(fā)明中使用的電極保護(hù)膜61。接頭59和60除了要與電池組件將供電的裝置的輸入端子接觸的接觸部外，其暴露部覆蓋有絕緣電極保護(hù)膜61。雖然接頭59和60的其它部位可被覆蓋或不覆蓋，但是需要對(duì)接頭59和60除了接觸部外的盡可能最大部位上覆蓋有電極保護(hù)膜61，因?yàn)閺碾姵睾猩斐龅碾姌O是柔性的，在電池組件使用之前或使用過(guò)程中接頭可能變形，電池不能正確地連接到裝置上。
如圖38所示，開口62形成在電極保護(hù)膜61的預(yù)定部位上，電極保護(hù)膜61折疊成兩片。開口62是這樣形成的，當(dāng)電極保護(hù)膜61折疊成兩片時(shí)它可對(duì)應(yīng)于接頭59和60的接觸部并可套入接頭59和60。該折疊的電極保護(hù)膜61套在接頭59和60上，于是可覆蓋接頭59和60的兩個(gè)表面，并可在接頭59和60的外端外面延伸。
這樣接頭59和60的接觸部暴露在開口62里，作為電池的接線端子。開口可僅在接頭59和60的一側(cè)或在兩側(cè)而形成在電極保護(hù)膜61中。還可能這樣形成開口，使得當(dāng)接頭59和60覆蓋有電極保護(hù)膜61時(shí)，可使接頭59和60的端部邊緣部或接頭的相應(yīng)的外側(cè)邊緣部暴露。
接頭59和60必須覆蓋有電極保護(hù)膜61，于是可暴露接觸部的表面。至少與電極保護(hù)膜61的接頭59和60結(jié)合的層是由與接頭59和60熱粘結(jié)的材料形成的。開口62形成在電極保護(hù)膜61中，接著電極保護(hù)膜61通過(guò)熱封而與接頭59和60結(jié)合。當(dāng)粘劑涂在電極保護(hù)膜61的表面上，以使電極保護(hù)膜61與接頭59和60結(jié)合時(shí)，開口62首先形成在電極保護(hù)膜61上，接著電極保護(hù)膜61的表面除了對(duì)應(yīng)開口62的區(qū)域外均涂有粘劑。然后，電極保護(hù)膜61可與接頭59和60粘結(jié)。
更好的是，電極保護(hù)膜61具有至少可在一側(cè)熱粘結(jié)到接頭59和60上的熱粘性材料層，并帶有開口62，該電極保護(hù)膜61折疊成兩片，以使接頭59和60夾在熱粘層的兩部分之間，對(duì)電極保護(hù)膜61與接頭59和60一起加熱并壓縮，使接頭59和60覆蓋有電極保護(hù)膜61。
由于從電池盒外面伸出的電極被這樣覆蓋，于是避免了故障，該故障是由于在接頭59和60與暴露在電池盒51端部邊緣10a中的導(dǎo)電層2之間的意外接觸而導(dǎo)致的，同時(shí)加強(qiáng)了從電池盒51向外面伸出的接頭59和60一部分。
本發(fā)明的電池盒51通過(guò)加工疊片而形成。最外層1a可以是透明膜及廠商名稱，同時(shí)可在透明膜上印制有關(guān)于使用或警告的說(shuō)明。必要時(shí)，一些信息可印刷在電極保護(hù)膜61上。當(dāng)信息需要印刷在電極保護(hù)膜61上時(shí)，通過(guò)把在其內(nèi)表面上印制有信息的支持層72、粘結(jié)層71和/或外層72疊加而形成的疊膜可用作電極保護(hù)膜61。由于這樣形成的印刷層可通過(guò)在另外層之間反面印刷而形成，于是印刷層不會(huì)磨損，同時(shí)可通過(guò)印上不是特別防磨損的普通印刷墨水而形成。
實(shí)例通過(guò)下面的過(guò)程形成用于形成電池盒51的疊片10。作為中間阻礙層2的15μm厚的鋁片(可從Mitsubishi Aluminum Co.購(gòu)買)可用兩組分聚氨酯粘結(jié)劑疊加到作為最外層的12μm厚聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(“RUMIRA”，可從Toray Industries，Inc.購(gòu)買)上。
聚氨酯粘結(jié)劑具有作為主要組分的異氰酸酯(“TAKERAKKUA511”，可從Takeda Chemical Industries，Ltd.購(gòu)買)和聚烯烴(“POLYOL A50”，可從Takeda Chemical Industries，Ltd.購(gòu)買)。兩組聚氨酯粘劑的每單位面積的涂覆重量在3到5g/m2范圍內(nèi)。
作為加強(qiáng)層1c的12μm厚雙軸取向尼龍膜(“ENBUREMU”，可從Yunichika K.K.購(gòu)買)通過(guò)利用相同的聚氨酯粘劑的干壓方法疊加到鋁片表面上，接著50μm厚的乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)(“NYUKURERU”，可從Mitsui Porikemikaru K.K.購(gòu)買)層作為密封層3通過(guò)擠壓方法形成在尼龍膜的表面上。
用作電極保護(hù)膜61的膜通過(guò)下面的過(guò)程形成。兩個(gè)20μm厚的乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)(“NYUKURERU”，可從Mitsui PorikemikaruK.K.購(gòu)買)層通過(guò)擠壓方法形成在12μm厚的聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜(“RUMIRA”，可從Toray Industries，Inc.購(gòu)買)的兩個(gè)表面上。
接著，如圖39(a)所示的具有密封部65和開口端66的電池盒51通過(guò)對(duì)疊片10加工而制作。從電池50a伸出的接頭59和60為厚度40μm、寬度為15mm和長(zhǎng)度為30mm的銅片條。開口62形成在電極保護(hù)膜上，接頭59和60通過(guò)參照?qǐng)D38的前面描述的方法覆蓋有電極保護(hù)膜。
接頭59和60從電池50a中伸出并覆蓋有電極保護(hù)膜61，帶有接頭59和60的電池50a經(jīng)過(guò)開口端66插入到電池51中，開口端66被熱封，以使覆蓋有電極保護(hù)膜61的接頭59和60夾在電池盒51開口端66的邊緣部之間，以完成如圖40所示的聚合物電池組件50。
在該實(shí)例中，開口62(和接頭59和60的接觸部)是橢圓形的，接頭59和60的接觸部的兩個(gè)表面暴露著。
如圖41和42中所示，在聚合物電池組件50的電池盒51的電極結(jié)構(gòu)中，電極保護(hù)膜61的開口62(接頭59和60的接觸部)形成在靠近接頭59和60的末端的位置，靠近電池盒51的端部邊緣10a的部分接頭59和60覆蓋有絕緣電極保護(hù)膜61。這樣，由于短路造成的故障根本不可能產(chǎn)生。
在覆蓋有電極保護(hù)膜61的電池盒50的電極結(jié)構(gòu)中，即使在接頭59和60彎曲時(shí)，該接頭59和60不會(huì)短路，電極很難彎曲，同時(shí)接頭59和60也被加強(qiáng)了。
電極絕對(duì)不會(huì)被形成電池盒的疊片的金屬薄片所短路，確保了電池盒和電極的穩(wěn)定性能。
由于電極覆蓋有絕緣片，加強(qiáng)了從電池盒的端部邊緣伸出的端子部分的硬度，當(dāng)使用電池時(shí)，端子從來(lái)不會(huì)折彎，提高了端子的穩(wěn)定性。
第十一實(shí)施例下面參照?qǐng)D45到48來(lái)描述本發(fā)明的第十一實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
現(xiàn)在參照附圖來(lái)描述當(dāng)有氣體產(chǎn)生時(shí)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和功能。
圖45(a)為第十一實(shí)施例的聚合物電池組件的俯視圖；圖45(b)為沿圖45(a)中X1-X1線的剖面圖，其中聚合物電池組件處于打開狀態(tài)；圖45(c)為沿圖45(a)中X1-X1線的剖面圖，其中聚合物電池組件處于關(guān)閉狀態(tài)；圖45(d)為圖45(b)中的部位Y1的放大圖；以及圖45(e)為圖(c)中部位Y2的放大圖。圖46(a)為本發(fā)明的使用板簧的按壓裝置的透視圖；圖46(b)為本發(fā)明的使用盤簧的按壓裝置的透視圖；圖46(c)為沿圖46(a)中X2-X2線的剖面圖；以及圖46(d)為沿圖46(b)中X3-X3線的剖面圖。圖47為安裝到即將由聚合物電池組件供電的裝置上的按壓裝置的示意剖面圖，圖48為本發(fā)明的用于形成聚合物電池組件的電池盒的疊片的典型剖面圖。
本發(fā)明包括當(dāng)在聚合物電池組件的電池盒中產(chǎn)生氣體時(shí)關(guān)閉該聚合物電池組件的電池的機(jī)構(gòu)，其中并沒(méi)有改變聚合物電池組件的基本結(jié)構(gòu)。
用于形成聚合物電池組件的電池盒的疊片具有各種強(qiáng)度和抵抗性、不透水和氣的阻礙性能及熱封性能。接頭中的一個(gè)或兩個(gè)具有第一部分和第二部分，該第一部分從電池延伸到電池和電池盒密封端之間的中間位置，第二部分從中間位置經(jīng)過(guò)電池盒密封端伸出到電池盒外面，接頭的第一部分和第二部分的對(duì)應(yīng)端部重疊，于是可電連接，以形成重疊的接觸部。
參見圖45(a)和45(b)，該圖示出了本發(fā)明第十一實(shí)施例中聚合物電池組件，電池盒51具有帶四個(gè)密封側(cè)部的袋子形狀，電池50a密封在電池盒51中。接頭59和60經(jīng)過(guò)電池盒51的密封端78從電池50a中伸出。接頭59具有第一部分59a和第二部分59b，該第一部分59a在電池50a和略微超出電池50a與密封部78之間的中間位置的位置之間延伸；第二部分59b從中間位置略微靠后的位置經(jīng)過(guò)密封部78而延伸到電池盒51的外面，于是第一部分59a和第二部分59b的對(duì)應(yīng)端部相互重疊，以形成重疊接觸部77。接頭60具有第一部分60a和第二部分60b，該第一部分60a在電池50a和略微超出電池50a與密封部78之間的中間位置的位置之間延伸；第二部分60b從中間位置略微靠后的位置經(jīng)過(guò)密封部78而延伸到電池盒51外面，于是第一部分60a和第二部分60b的對(duì)應(yīng)端部相互重疊，以形成重疊接觸部77。
當(dāng)接頭59和60處于圖45(b)中的狀態(tài)時(shí)，電池50a可提供電源。
聚合物電池50可通過(guò)把電池元件材料在電池盒51內(nèi)組裝、對(duì)電池盒抽真空及對(duì)電池盒51密封而制造，上述元件材料包括電解質(zhì)、浸漬有電解質(zhì)的電解質(zhì)載體、正極、負(fù)極和接頭。在正常狀態(tài)下，重疊的接觸部77保持聯(lián)接狀態(tài)，如圖45(b)或(d)所示，因?yàn)殡姵睾?1由氣壓所壓縮，同時(shí)接頭59(60)的第一部分59a(60a)和第二部分59b(60b)相互保持接觸狀態(tài)。
如果在聚合物電池組件50的電池盒51中產(chǎn)生氣體時(shí)，那么電池盒51中的壓力增加，如圖45(d)中箭頭所示，在重疊接觸部77周圍的電池盒的一部分膨脹，當(dāng)電池盒51中的壓力進(jìn)一步增加時(shí)，電池盒51的重疊接觸部77也會(huì)進(jìn)一步膨脹到圖45(e)中所示的狀態(tài)。接著，接頭59(60)的第一部分59a(60a)和第二部分59b(60b)相互分開，然后，聚合物電池組件關(guān)斷。從圖45(e)很明顯地看出，如果接頭59(60)通過(guò)粘劑固定到電池盒51的內(nèi)表面上時(shí)，那么重疊接觸部77更肯定會(huì)分開。
如果第一部分59a(60a)固定到電池盒51的下壁，第二部分59b(60b)固定到電池盒51的上壁，那么當(dāng)在電池盒51中產(chǎn)生氣體時(shí)，重疊接觸部77更肯定會(huì)分開。
考慮到方便操作及免受外界壓力干擾，本發(fā)明的聚合物電池組件50可裝在由硬材料制成的外電池盒51a中。當(dāng)聚合物電池組件50裝在這種硬材料制成的外電池盒51a中時(shí)，按壓裝置可裝在外電池盒51a中，以可靠地按壓重疊接觸部。
按壓裝置可通過(guò)適當(dāng)方法按壓重疊接觸部，只要按壓裝置允許重疊接觸部77分開，以在聚合物電池組件50中產(chǎn)生氣體并且聚合物電池組件50的電池盒中壓力增加時(shí)阻斷電流。
例如，如圖46(a)所示，按壓裝置可帶有位于外電池盒51a內(nèi)部的板簧76P，或者如圖46(b)所示可帶有位于外電池盒51a內(nèi)部的盤簧76S。
雖然圖46中示出的按壓裝置為利用彈簧典型的一種，但是對(duì)按壓裝置的材料和結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何限制，按壓裝置可由氣體壓力從重疊接觸部中釋放壓力。
例如，重疊接觸部77可通過(guò)未示出的彈性件來(lái)按壓，可設(shè)置于可在用于壓下重疊接觸部77的位置給外電池盒51a的邊上施加壓縮力的高度處。
雖然按壓裝置固定在本發(fā)明聚合物電池組件50中的外電池盒51a的內(nèi)表面上，但是按壓裝置也可安裝在將由聚合物電池組件50供電的裝置79的電池腔內(nèi)。
如上所述，本發(fā)明的電池盒51由柔性疊加材料形成，該疊加材料具有可為電池盒51提供需要功能的性能。疊片的形狀象袋子，電池放置在“袋子”中，“袋子”被密封以完成聚合物電池組件50的制造。
如圖48所示，疊片主要由第一基膜層1a、金屬薄片層2、第三基膜層1c和熱粘樹脂層3組成。
下面描述用于形成本發(fā)明聚合物電池組件50的材料和形成電池盒51的疊片結(jié)構(gòu)。在多數(shù)情況下，本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)的接頭59和60是如鋁片或銅片等金屬薄片，電池盒51是由柔性疊片制成的。
裝有聚合物電池組件50a的電池盒51由不透水和腐蝕氣體的疊片制成，該疊片并可使聚合物電池50a免受在運(yùn)輸和使用過(guò)程中由于刺穿和磨損造成的破壞。
可使用如圖48所述的結(jié)構(gòu)中的疊片10。
(外側(cè))最外層/阻礙層/加強(qiáng)層/密封層(內(nèi)側(cè))這些層可通過(guò)干壓或夾壓方法而疊加。
疊片10的厚度最好在50到400μm范圍內(nèi)。厚度小于50μm的疊片在不透水能力和強(qiáng)度方面較差，可能使水穿過(guò)進(jìn)入到電解質(zhì)中。厚度超過(guò)400μm的疊片在熱封性能方面較差，增加了電池的重量，電池盒沒(méi)有遵守提供最少重量的聚合物電池組件的基本思想。厚度超過(guò)400μm疊片的阻礙水和氣通過(guò)的效果并不隨著其厚度增加而增大。疊片層的材料可根據(jù)疊片需要的物理性能而可選擇地確定。下面是疊片的材料和結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
(最外層)PET/AL/PET(或Ny)/EMAA(內(nèi)層)其中PET為聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂，AL為鋁(薄片)，Ny為尼龍樹脂以及EMAA為乙烯-異丁烯酸共聚物。
最外層(第一基膜層)1a為電池盒的外層。這樣，最外層1a必須是不導(dǎo)電的，必須具有平滑的表面，必須有足夠的抵抗化學(xué)和磨損的能力，必須具有足夠高的抗拉強(qiáng)度和刺穿強(qiáng)度以及必須使電池免受外界有害的破壞、物理和化學(xué)作用。特別是雙軸取向PET樹脂膜的雙軸取向樹脂膜是用于制作最外層1a的最佳材料。最外層1a的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。如果最外層1a的厚度小于5μm，那么最外層1a的刺穿強(qiáng)度不夠，氣孔很可能形成在最外層1a上。如果最外層1a的厚度大于30μm，那么最外層1a將對(duì)疊片的熱封產(chǎn)生不良影響，同時(shí)將減少生產(chǎn)效率。
最好挨著最外層1a形成阻礙層(金屬薄片層)2。阻礙層2具有防止水和氣透過(guò)電池盒的阻礙性能。最好使用例如為鋁片的金屬薄片作為阻礙層2。用于形成阻礙層2的鋁片的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。厚度小于5μm的鋁片具有許多針孔，在阻礙性能方面較差。厚度大于30μm的鋁片對(duì)電池盒的生產(chǎn)有負(fù)作用。當(dāng)電池盒由帶如鋁片的金屬薄片的疊片形成時(shí)，接頭T可能被導(dǎo)電的暴露邊緣而短路。雖然如果阻礙層2由不導(dǎo)電材料形成，那么包括短路的故障可避免，但是使用這種材料不可避免地在疊片的阻礙性能方面減小。
需要在阻礙層2的內(nèi)表面上形成加強(qiáng)層(第三基膜層)1c，以加強(qiáng)由加工疊片而形成的電池盒51的強(qiáng)度。特別需要使電池盒加強(qiáng)抵抗鋒利突出物的破壞作用的能力。加強(qiáng)層1c為雙軸取向樹脂膜，最好為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽或尼龍膜。加強(qiáng)層1c具有在5到30μm范圍內(nèi)的厚度。加強(qiáng)層1c在抵抗裝在電池盒內(nèi)的電池50a的刺穿作用方面較差，如果厚度小于5μm，那么針孔可能形成在加強(qiáng)層1c上。如果厚度大于30μm，那么加強(qiáng)層1c可能對(duì)疊片的密封能力形成負(fù)影響。
形成電池51的疊片10的最內(nèi)層為熱粘樹脂層3。當(dāng)形成電池盒51時(shí)，熱粘樹脂層3的必要部分通過(guò)熱封而結(jié)合在一起。如上所述，考慮到操作的方便和密封能力，需要通過(guò)熱封方法通過(guò)對(duì)疊片的加工形成電池盒。當(dāng)通過(guò)熱封方法形成電池盒51時(shí)，熱粘樹脂層3由熱粘性材料制成。熱粘性材料必須是對(duì)其本身和金屬薄片形成的接頭T有熱粘性。用于形成熱粘性層3的需要材料為聚烯烴共聚物，該共聚物包括乙烯丙烯酸樹脂(EAA)、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
熱粘樹脂層3既可通過(guò)把上述樹脂其中之一的膜疊加到加強(qiáng)層1c上形成，也可通過(guò)對(duì)上述樹脂其中之一熔化并通過(guò)擠壓器擠出到加強(qiáng)層1c的表面上而形成。熱粘樹脂層3的需要厚度在10到100μm的范圍。如果熱粘樹脂層3的厚度小于10μm，那么熱粘樹脂層3的刺穿強(qiáng)度不夠，針孔很有可能形成在熱粘樹脂層3上。如果熱粘樹脂層3的厚度大于100μm，那么用于形成電池盒51的熱封操作花費(fèi)很多時(shí)間，減小了生產(chǎn)效率。
如上所述，最外層1a、阻礙層2、加強(qiáng)層1c和熱粘樹脂層3可通過(guò)利用聚氨酯粘劑的干壓方法疊加，或通過(guò)在鄰近層之間擠出粘性樹脂的夾壓方法來(lái)疊加。
裝有本發(fā)明的聚合物電池組件50的硬外電池盒51a由通常為硬塑料材料的硬材料制成，為由注模方法形成的扁平形狀。用于形成硬外電池盒51a的適當(dāng)塑料材料為聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂和聚氨酯樹脂。
從上面描述中清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明，聚合物電池組件可在沒(méi)有破壞電池51時(shí)關(guān)閉，因此內(nèi)容物不會(huì)雜散。
任選地，按壓裝置的操作壓力可通過(guò)利用能移動(dòng)的彈簧而確定，于是當(dāng)在電池盒中的壓力增加時(shí)，從重疊基礎(chǔ)部上去除壓力，聚合物電池組件具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并可有效地生產(chǎn)。
用于聚合物電池組件的傳統(tǒng)安全裝置的主要目的是氣體凈化，而本發(fā)明的聚合物電池組件的電池盒不允許在其中產(chǎn)生的氣體泄露。
實(shí)例制作具有下面電池盒的試驗(yàn)薄型聚合物電池組件和接頭結(jié)構(gòu)，同時(shí)評(píng)估其性能。
聚合物電池組件電池盒帶三個(gè)密封側(cè)邊，其外部尺寸為60mm×95mm的袋子形狀重疊接觸部帶有長(zhǎng)度為5mm重疊接觸部的寬度為5mm的正極接頭。
形成電池盒的疊片PET(12μm厚)/AL(15μm厚)/DL/ON(15μm厚)/酸改性聚烯烴*1(40μm厚)注ON雙軸取向尼龍膜*1ADOMA NF0060，可從Mitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K.K.購(gòu)買)接頭可通過(guò)類似于點(diǎn)焊的點(diǎn)熱封而固定到電池盒的內(nèi)表面上。
電池盒通過(guò)真空包裝機(jī)械來(lái)密封。把將空氣吹到聚合物電池組件的電池盒中的橡皮閥固定到電池盒上。聚合物電池組件裝在裝置上。當(dāng)電源從聚合物電池組件提供時(shí)，當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)橡皮閥進(jìn)入到電池盒中，則電源中斷。
聚合物電池組件容納在由ABS樹脂制成的外盒體內(nèi)，重疊接觸部由面積為3mm2的盤壓下。
容納在外盒體內(nèi)的聚合物電池組件裝到裝置上。當(dāng)電源從聚合物電池組件提供時(shí)，如果空氣被吹入到電池盒中，電源被中斷。
當(dāng)氣體在電池盒內(nèi)產(chǎn)生時(shí)，在沒(méi)有破壞電池盒的情況下，本發(fā)明的聚合物電池組件可關(guān)斷。這樣，電池盒的內(nèi)容物將不會(huì)雜散。
通過(guò)電池盒內(nèi)的壓力作用在可移動(dòng)彈簧上，中斷電源提供，因此按壓裝置的操作壓力可在不考慮溫度和容量的情況下可選擇地確定。
“袋子”的強(qiáng)度不需要減小，同時(shí)按壓裝置可在非常低的壓力下穩(wěn)定地操作。
第十二實(shí)施例下面參照?qǐng)D49到54來(lái)描述本發(fā)明的第十二實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
圖49(a)為本發(fā)明的帶接頭的電池組件透視圖，圖49(b)為圖49(a)中G1部位的放大圖，圖49(c)為沿圖49(b)中X1-X1線的放大剖面圖，以及圖49(d)為示出了折彎接頭的局部典型剖面圖。圖50(a)為本發(fā)明的帶接頭的另一個(gè)電池組件的透視圖，圖50(b)為在圖50(a)中G2部位的放大視圖，圖50(c)為沿圖50(b)中X2-X2線的放大剖面圖以及圖50(d)為示出了折彎接頭的局部典型剖面圖。圖51為用于幫助解釋把本發(fā)明的電池放入到電池盒中過(guò)程的透視圖。圖52(a)、52(b)和52(c)為本發(fā)明的電池盒的平面圖，以及圖52(d)、52(e)和52(f)分別為圖52(a)、52(b)和52(c)中示出的電池盒的剖面圖。圖53為本發(fā)明的用于形成電池盒的疊片的典型剖面圖。圖54(a)和54(b)分別為未在卷軸上纏繞疊片的坯料平面圖，以及圖54(c)和54(d)為空電池盒的透視圖。
本發(fā)明的疊片10包括導(dǎo)電層(金屬薄片層)2。柔性接頭59和60從容納在柔性電池盒51中的電池中伸出，該接頭并從電池盒51中伸出。
疊片10具有如圖53中所示的結(jié)構(gòu)。在下面描述中，假定疊片10具有如圖53中示出的結(jié)構(gòu)。
(外側(cè))最外層/阻礙層/加強(qiáng)層/熱粘樹脂層(內(nèi)側(cè))例如為鋁片的金屬薄片作為截?cái)嗨蜌馔ㄟ^(guò)疊片10通道的阻礙層2。
疊片10可通過(guò)干壓方法或夾壓方法把組成層疊加而形成。
一般地，電池盒51通過(guò)用于形成袋囊的熱封方法對(duì)疊片10加工而形成，這些將在后面詳細(xì)描述。
容納電池50a的本發(fā)明的電池盒51形成為具有側(cè)邊密封部83或后密封部84的袋子形狀，例如是具有如圖52(a)和52(d)所示的三邊密封部的袋子、如圖42(b)和52(e)所示的具有四邊密封部的袋子或如圖52(c)和52(f)所示的枕頭狀袋子。
本發(fā)明的電池盒可以是這些“袋子”的任何一種。
圖52(d)、52(e)和52(f)分別為沿圖52(a)的X3-X3線、圖52(b)的X4-X4線和圖52(c)的X5-X5線的剖面圖。
經(jīng)過(guò)對(duì)尋找可避免在暴露在電池盒的端部表面的導(dǎo)電層2的邊緣和折彎接頭T之間的接觸的方法研究后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)電層2的邊緣凹進(jìn)到形成電池盒51的疊片的端部邊緣后面時(shí)，其中接頭59和60突起延伸在電池盒51的外面，由于上述短路造成的故障可絕不發(fā)生(在后面稱為“邊緣凹進(jìn)”)。導(dǎo)電層2的邊緣可完全地凹進(jìn)或只有對(duì)應(yīng)于接頭59和60的導(dǎo)電層2邊緣的一部分凹進(jìn)。
具有上述邊緣凹口的電池盒可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬?。下面為形成電池盒的方法的?shí)例。最外層(一般的為雙軸取向塑料膜)被印刷，阻礙層(金屬薄片)通過(guò)預(yù)定的方法疊加到最外層上。用于形成最外層的塑料膜的坯料和用于形成阻礙層的金屬薄片的坯料分別從膜的卷軸和金屬薄片卷軸上提供，塑料膜的坯料和金屬薄片的坯料疊加成初級(jí)疊片的坯料，初級(jí)疊片的坯料纏繞在卷軸上。
初級(jí)疊片的卷軸被旋轉(zhuǎn)的沖壓剪裁機(jī)沖壓成預(yù)定形狀和預(yù)定尺寸以形成如圖54(a)和54(b)所示的切口(邊緣凹口82)，被沖壓的初級(jí)疊片的坯料纏繞在卷軸上。
當(dāng)需要沿邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度形成邊緣凹口時(shí)，形成切口82，于是該切口可在如圖54(a)所示的初級(jí)疊片坯料的移動(dòng)方向上延伸，于是不可能破壞初級(jí)疊片的坯料。
當(dāng)需要僅在對(duì)應(yīng)于接頭的邊緣部位上形成邊緣凹口時(shí)，形成切口82使該切口可如圖54(b)所示垂直于初級(jí)疊片的坯料方向上延伸。
接著，帶有切口82的初級(jí)疊片的坯料從卷軸上解繞，然后加強(qiáng)層1c和熱粘樹脂層3依次疊加到阻礙層2上，從而完成了疊片的制作。
切口82通過(guò)沖壓剪裁成適宜形成邊緣凹口的形狀和尺寸。
圖54(a)中所示的疊片具有用于形成帶有三個(gè)密封端電池盒的沿一個(gè)縱向列排列的區(qū)域。圖54(a)中所示的疊片的每個(gè)區(qū)域沿折線M折疊，以形成具有三個(gè)密封端的電池盒。圖54(b)中所示的疊片具有用于形成枕頭形電池盒的沿兩個(gè)縱向列排列的區(qū)域，例如一列由切線BC3和BC4來(lái)界定，另一列由切線BC5和BC6來(lái)界定。
如圖49(b)或50(b)所示，這樣形成的疊片具有通過(guò)去除最外層和阻礙層的部分來(lái)形成的部位，在對(duì)應(yīng)于接頭59和60的位置帶有邊緣凹口的電池盒可通過(guò)加工疊片來(lái)形成。
當(dāng)電池盒51通過(guò)加工疊片來(lái)形成時(shí)，邊緣凹口的形狀取決于切口82的形狀。邊緣凹口可沿邊緣的整個(gè)長(zhǎng)度上形成，或該邊緣凹口可僅在對(duì)應(yīng)于接頭59和60的邊緣位置形成。
這樣，對(duì)于電池盒就沒(méi)有可能使接頭59和60由疊片10的導(dǎo)電層2所短路。
當(dāng)使用電池組件時(shí)，如圖49(d)或50(d)所示，即使接頭59和60折彎時(shí)，也幾乎不可能使接頭59和60與阻礙層2的凹進(jìn)邊緣接觸。
下面描述用于形成電池盒疊片的材料和疊片的結(jié)構(gòu)。
在多數(shù)情況下，接頭59和60是由例如鋁片或銅片等金屬薄片形成的。如上所述，接頭59和60是柔性而容易歪曲。聚合物電池組件50的電池盒51通過(guò)對(duì)帶導(dǎo)電層的柔性疊片加工而形成。
容納電池50a的電池盒51可由不透水和氣的疊片10來(lái)制成，該電池盒可使電池免遭破壞，該破壞可能是在運(yùn)輸和使用過(guò)程中由刺穿和磨損及類似原因引起的。
可使用形成如圖53中示出的結(jié)構(gòu)的疊片10。
(外側(cè))最外層/阻礙層/加強(qiáng)層/熱粘樹脂層(內(nèi)側(cè))通過(guò)干壓或夾壓對(duì)這些層疊加。
疊片10的厚度最好在50到400μm范圍內(nèi)。厚度小于50μm的疊片在不透水能力和強(qiáng)度方面較差，可能使水穿過(guò)進(jìn)入到電解質(zhì)中。厚度超過(guò)400μm的疊片在熱封性能方面較差，增加了電池的重量，沒(méi)有遵守提供最少重量的聚合物電池組件的基本思想。厚度超過(guò)400μm疊片的阻礙水和氣通過(guò)的效果并不隨著其厚度增加而增大。
疊片層的材料可根據(jù)疊片需要的物理性能而可選擇地確定。下面是疊片的材料和結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
(最外層)PET/AL/PET(或Ny)/EMAA(內(nèi)層)其中PET為聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂，AL為鋁(薄片)，Ny為尼龍樹脂以及EMAA為乙烯-異丁烯酸共聚物。
最外層(第一基膜層)1a為電池盒的外表面層。這樣，最外層1a必須是不導(dǎo)電的，必須具有平滑的表面，必須有足夠的抵抗化學(xué)和磨損的能力，必須具有足夠高的抗拉強(qiáng)度和沖壓強(qiáng)度以及必須使裝置免受外界有害的破壞、物理和化學(xué)作用。特別是雙軸取向PET樹脂膜的雙軸取向樹脂膜是用于制作最外層1a的最佳材料。最外層1a的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。如果最外層1a的厚度小于5μm，那么最外層1a的刺穿強(qiáng)度不夠，針孔很可能形成在最外層1a上。如果最外層1a的厚度大于30μm，那么最外層1a將對(duì)疊片的熱封產(chǎn)生不良影響，同時(shí)將減小生產(chǎn)效率。
最好挨著最外層1a形成阻礙層(金屬薄片層)2。阻礙層2具有防止水和氣透過(guò)電池盒的阻礙性能。最好使用例如為鋁片的金屬薄片作為阻礙層2。用于形成阻礙層2的鋁片的需要厚度在5到30μm范圍內(nèi)。厚度小于5μm的鋁片具有許多針孔，在阻礙性能方面較差。厚度大于30μm的鋁片對(duì)電池盒的生產(chǎn)有負(fù)作用。當(dāng)電池盒由帶如鋁片的金屬薄片的疊片形成時(shí)，接頭59和60可能被導(dǎo)電的暴露邊緣而短路。雖然如果阻礙層2由不導(dǎo)電材料形成，那么包括短路的故障可避免，但是使用這種材料不可避免地在疊片的阻礙性能方面減小。
需要在阻礙層2的內(nèi)表面上形成加強(qiáng)層(第三基膜層)1c，以加強(qiáng)由加工疊片而形成的電池盒51的強(qiáng)度。特別需要使電池盒加強(qiáng)抵抗鋒利突出物的破壞作用的能力。加強(qiáng)層1c為雙軸取向樹脂膜，最好為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽或尼龍膜。加強(qiáng)層1c具有在5到30μm范圍內(nèi)的厚度。加強(qiáng)層1c在抵抗裝在電池盒內(nèi)的電池50a的刺穿作用方面較差，如果厚度小于5μm，那么針孔可能形成在加強(qiáng)層1c上。如果厚度大于30μm，那么加強(qiáng)層1c可能對(duì)疊片的密封能力形成不利影響。
形成電池51的疊片10的最內(nèi)層為熱粘樹脂層3。當(dāng)形成電池盒51時(shí)，熱粘樹脂層3的必要部分通過(guò)熱封而結(jié)合在一起。如上所述，考慮到操作的方便和密封能力，需要通過(guò)熱封方法通過(guò)對(duì)疊片的加工形成電池盒。當(dāng)通過(guò)熱封方法形成電池盒51時(shí)，熱粘樹脂層3由熱粘性材料制成。熱粘性材料必須是對(duì)其本身和金屬薄片形成的接頭59和60有熱粘性。用于形成熱粘性層3的需要材料為聚烯烴共聚物，該共聚物包括乙烯丙烯酸樹脂(EAA)、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
熱粘樹脂層3既可通過(guò)把上述樹脂其中之一的膜疊加到加強(qiáng)層1c上形成，也可通過(guò)對(duì)上述樹脂其中之一熔化并通過(guò)擠壓器擠出到加強(qiáng)層1c的表面上而形成。
熱粘樹脂層3的需要厚度在10到100μm的范圍。如果熱粘樹脂層3的厚度小于10μm，那么熱粘樹脂層3的刺穿強(qiáng)度不夠，針孔很有可能形成在熱粘樹脂層3上。如果熱粘樹脂層3的厚度大于100μm，那么用于形成電池盒51的熱封操作花費(fèi)很多時(shí)間，減小了生產(chǎn)效率。
如上所述，最外層1a、阻礙層2、加強(qiáng)層1c和熱粘樹脂層3可通過(guò)利用聚氨酯粘劑的干壓方法疊加，或通過(guò)在鄰近層之間擠出粘性樹脂的夾壓方法來(lái)疊加。
實(shí)例制造本發(fā)明的薄型電池組件(電子器件)。
接頭鋁片(50μm厚)盒體枕頭型袋子狀疊片最外層雙軸取向聚酯膜(12μm厚)阻礙層鋁片(12μm厚)
加強(qiáng)層雙軸取向尼龍膜(20μm厚)熱粘樹脂層乙烯-丙烯酸酯(EMA)(60μm厚)最外層、阻礙層、加強(qiáng)層和熱粘樹脂層通過(guò)利用兩組粘劑的干壓方法來(lái)疊加。
邊緣凹口(1)整個(gè)邊緣，2mm凹口(2)部分邊緣3mm凹口接頭7mm寬(邊緣凹口寬度10mm)為短路測(cè)試而把在電池盒外面延伸的接頭折彎。接頭根本不可能和電池盒的導(dǎo)電層的邊緣接觸。
可避免接頭和導(dǎo)電層之間接觸的本發(fā)明的電池盒可用于容納各種電子器件。
第十三實(shí)施例下面參照?qǐng)D55到57來(lái)描述本發(fā)明的第十三實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
圖55(a)為本發(fā)明的電池組件的透視圖，圖55(b)為圖55(a)中G1部位的放大圖，圖55(c)為沿圖55(b)中X1-X1線的放大剖面圖，圖56為用于幫助解釋把本發(fā)明的電池放入到電池盒中過(guò)程的透視圖。圖57(a)和57(b)分別為以不同方式涂有絕緣膜層的接頭的透視圖。
本發(fā)明的電池組件包括電池50a和柔性盒51，該電池帶有從其中伸出的柔性接頭59和60，柔性盒51由帶導(dǎo)電層2的疊片10形成并容納電池51a，于是接頭59和60可經(jīng)過(guò)熱封部94伸出。電池盒51具有可避免接頭59和60被疊片10的導(dǎo)電層2所短路的結(jié)構(gòu)。
在多數(shù)情況下，接頭59和60是由例如銅片的金屬薄片形成的，呈柔性并易于彎曲。電池組件50的電池盒51是柔性的并具有導(dǎo)電層。在傳統(tǒng)的電池組件50中，接頭59和60特別靠近電池盒51的端部邊緣。于是當(dāng)接頭59和60折彎時(shí)，該接頭59和60可能和形成電池盒51的疊片10中導(dǎo)電層的暴露邊緣接觸。如果接頭59和60與導(dǎo)電層的邊緣接觸，那么電池組件50不會(huì)正常工作，就可能發(fā)生故障。裝在電池組件中的電池可能放電，同時(shí)減小了存儲(chǔ)在其中的電能，并且在最壞的情況下，電池?fù)p壞而不能使用。
本發(fā)明的發(fā)明人作了認(rèn)真的研究以解決上述問(wèn)題，同時(shí)發(fā)現(xiàn)如圖55所示，當(dāng)除了接觸部93外的接頭59和60均涂有絕緣膜92時(shí)，由于上述短路產(chǎn)生的故障絕不會(huì)發(fā)生。更具體地說(shuō)，如圖57(a)或57(b)所示，本發(fā)明的電池組件的每個(gè)接頭59和60以需要形狀覆蓋有絕緣膜92。用于形成絕緣膜92的適當(dāng)材料為含有作為主要成分的酸改性聚烯烴樹脂的熱熔樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和合成橡膠。
因?yàn)榻宇^非?？拷B片的導(dǎo)電層的邊緣，同時(shí)有柔性和易彎曲，所以會(huì)發(fā)生由傳統(tǒng)疊片形成的電池盒部件造成的電極短路。在發(fā)現(xiàn)上述短路故障可通過(guò)對(duì)每個(gè)接頭的預(yù)定部位涂覆而避免后的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了本發(fā)明，所述的預(yù)定部位包括電池盒的端部邊緣和帶預(yù)定形狀絕緣膜的接頭之間的邊界區(qū)。
絕緣膜92需要具有1013Ω或更多的絕緣電阻。
研究了用于形成上述絕緣膜的各種材料后，發(fā)現(xiàn)形成上述絕緣膜的適當(dāng)材料為含有作為主要成分的酸改性聚烯烴樹脂的熱熔酸改性聚烯烴樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和合成橡膠。
更具體地說(shuō)，熱溶酸改性聚烯烴涂覆材料為乙烯丙烯酸樹脂(EAA)、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
接頭可通過(guò)下面方法涂有熱熔酸改性聚烯烴涂覆材料的絕緣膜，該方法為噴嘴(nozzle)涂覆方法、輥筒(roller)涂覆方法、縫隙(slot)涂覆方法、噴涂方法、熔化(melt-down)涂覆方法、轉(zhuǎn)輪(wheel)涂覆方法或屏蔽(screen)涂覆方法。絕緣膜可在把接頭固定到電池50a上后形成在接頭上，在金屬薄片沖壓或切成接頭之前形成在金屬薄片上。絕緣膜可在電池50a放入電池盒之前，利用熱溶施加器通過(guò)把熱溶酸改性聚烯烴樹脂施加在接頭59和60的預(yù)定部位而形成。
熱熔酸改性聚烯烴樹脂可通過(guò)凹板涂覆方法或輥筒涂覆方法施加到用于形成接頭59和60的金屬薄片的坯料預(yù)定部位上，坯料可切割或沖壓成預(yù)定尺寸的接頭59和60，同時(shí)接頭59和60還可與主要部位C結(jié)合。
絕緣膜92形成在延伸在電池盒51端部邊緣的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的部分接頭59(60)部位上，接頭59(60)經(jīng)過(guò)該電池盒51延伸到外面。
假定圖57中示出的邊界線M與電池盒51的端部邊緣對(duì)應(yīng)，絕緣膜92形成以在邊界線M的相對(duì)兩側(cè)預(yù)定長(zhǎng)度上延伸。長(zhǎng)度不小于疊片10的厚度，并且可以是足夠大的長(zhǎng)度，以即使在接頭59和60彎曲時(shí)避免短路。
形成絕緣膜92，使其覆蓋接頭59和60的兩個(gè)表面。如果必要的話，如圖57(b)所示，接頭59和60的側(cè)面與兩個(gè)表面均涂有絕緣膜92。
電池50a插入到電池盒51中，如圖57(a)和57(b)所示，電池盒51的對(duì)應(yīng)于邊界線M的部位被密封。電池盒51的該部位最好通過(guò)熱封方法密封，于是作為形成電池盒51的疊片10的最內(nèi)層密封層3與部分涂在接頭59和60上的絕緣膜92和沒(méi)有涂上絕緣膜的接頭59和60部分粘結(jié)。
涂覆在接頭59和60上的絕緣膜92可以是那些熱熔酸改性聚烯烴涂覆材料、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和合成橡膠。
用于形成絕緣膜92的環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和合成橡膠可通過(guò)下面方法施加到形成接頭59和60的材料坯料的預(yù)定部位上，該方法為凹板印刷法、凹板膠印法、凸版印刷法、膠印法或絲網(wǎng)印刷法。
由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和合成橡膠形成的絕緣膜92的位置和面積可以與由熱熔酸改性聚烯烴樹脂形成的絕緣膜92相同。
實(shí)例實(shí)例1器件扁平電池組件盒體枕頭型袋子狀疊片PET/AL/ON/LLDPE接頭鋁片(50μm厚)絕緣膜酸改性聚烯烴樹脂(PURIMAKORU可從Dau KemikaruNippon K.K.購(gòu)買)通過(guò)熱熔施加器涂覆30μm厚絕緣膜的形狀形成長(zhǎng)度為16mm的絕緣膜，于是覆蓋了每個(gè)接頭的長(zhǎng)度為8mm部分的兩個(gè)表面，該部分接頭從電池盒的端部邊緣延伸到電池盒外面，同時(shí)覆蓋了接頭的另一長(zhǎng)度為8mm部分的兩個(gè)表面，該部分接頭從電池盒的端部邊緣延伸到電池盒內(nèi)部。
涂覆方法在接頭固定到器件的主要部分上后，該接頭通過(guò)熱熔施加器涂有絕緣膜。
扁平電池組件進(jìn)行短路測(cè)試，其中在該測(cè)試中接頭從電池盒的端部邊緣中伸出，被強(qiáng)迫折彎，以使接頭與暴露在電池盒的端部邊緣的導(dǎo)電層邊緣接觸。短路沒(méi)有發(fā)生，證實(shí)了絕緣膜的可靠性能。
順便地說(shuō)，在比較實(shí)例中的扁平電池組件在與上述實(shí)例制造的條件相同的條件制造，所不同的是，接頭不涂有絕緣膜，在比較實(shí)例中的扁平電池同樣進(jìn)行短路測(cè)試。在比較實(shí)例中的扁平電池組件發(fā)生短路。
本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)減小了接頭與電池盒的導(dǎo)電層接觸的可能性。本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)用于各種器件的接頭。
第十四實(shí)施例下面參照?qǐng)D58到60來(lái)描述本發(fā)明的第十四實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
這里描述的本發(fā)明的聚合物電池組件是示意性而不是限定性的，在不脫離本發(fā)明的范圍情況下，可進(jìn)行許多變化。
圖58(a)為本發(fā)明的電池組件的透視圖，圖58(b)為圖58(a)中G1部位的放大圖，圖58(c)為沿圖58(b)中X1-X1線的放大剖面圖。圖59為用于幫助解釋把本發(fā)明的電池放入到電池盒中過(guò)程的透視圖。
圖60(a)和60(b)和60(c)分別為以不同方式涂有絕緣膜層的接頭的透視圖。
參見圖58(a)、58(b)和58(c)，電池組件50具有柔性盒51，該柔性盒51由具有由導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電層2的疊片10(圖53)、容納在電池盒51中的電池50a和作為電極的柔性接頭59和60形成，該接頭從容納在電池盒51中的電池50a中伸出。每個(gè)接頭59和60的除了接觸部93以外在電池盒51外面延伸的部分覆蓋有熱粘性純緣膜(絕緣覆蓋物)92，以避免接頭59和60與疊片10的導(dǎo)電層2接觸而短路。電池盒51通過(guò)下列方法而形成，把疊片10在圓筒結(jié)構(gòu)上滾壓，在端部熱封部94對(duì)圓筒結(jié)構(gòu)的相對(duì)端部和在后熱封部95的疊片10側(cè)邊緣部的連接處熱封。
在多數(shù)情況下，本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)的接頭59和60由例如銅片的金屬薄片形成，具有柔性而容易折彎。電池盒51由加工包括如金屬薄片的導(dǎo)電層2的柔性疊片10而形成。接頭59和60在電池盒51外面延伸的部分非?？拷纬呻姵睾?1的疊片10的導(dǎo)電層2。于是，當(dāng)接頭59后60折彎時(shí)，該接頭59和60可能和疊片10的導(dǎo)電層2的暴露邊緣接觸。如果接頭59和60與導(dǎo)電層2的邊緣接觸，那么電池組件50不能正常地工作，就可能出現(xiàn)故障。電池組件50的電池可能發(fā)生放電，減小了存儲(chǔ)在那里的電能，在最壞的情況下，電池報(bào)廢而不能使用。
本發(fā)明的發(fā)明人作了認(rèn)真的研究以解決上述問(wèn)題，同時(shí)發(fā)現(xiàn)如圖58所示，當(dāng)在接頭59和60的在電池盒51外面延伸并靠近電池盒51端部邊緣的部分均涂有絕緣膜92時(shí)，由于上述短路產(chǎn)生的故障絕不會(huì)發(fā)生。
本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)的接頭59和60為銅、鋁、錫、金、銀或這些金屬的合金制成的柔性薄片。
對(duì)在電池盒51外面延伸的接頭59和60的預(yù)定區(qū)域并包括在電池盒51端部邊緣和帶絕緣膜92的接頭59和60之間的邊界進(jìn)行涂覆，通過(guò)進(jìn)行該涂覆可避免上述短路故障，本發(fā)明在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)。接頭59和60的預(yù)定區(qū)域是那些可能與電池盒51的導(dǎo)電層2暴露邊緣接觸的、在對(duì)應(yīng)于電池盒51的端部邊緣的邊界線M處向電池盒51外面和里面延伸大約5mm到20mm長(zhǎng)度的預(yù)定區(qū)域。在考慮到形成電池盒51的疊片10的厚度與接頭59和60的柔性后，可正確確定接頭59和60的預(yù)定區(qū)域。如圖58(a)所示，接頭的自由端部和靠近自由端部的部分沒(méi)有涂有絕緣膜，以使該部分作為接觸部93。
接觸部93不需要以矩形形成，每個(gè)接頭59和60在電池盒外面延伸的部分可完全涂有絕緣片92，該絕緣片92在對(duì)應(yīng)于每個(gè)接頭59和60的端部帶有沖壓圓孔，每個(gè)接頭59和60的暴露在圓孔中的部分可作為接觸部。
現(xiàn)在描述用于本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)的粘性絕緣膜。
用于本發(fā)明電極結(jié)構(gòu)的粘性絕緣膜92通過(guò)熱封粘結(jié)到接頭59和60與電池盒51的最內(nèi)層3上。當(dāng)把粘性絕緣膜92圍繞挨著電池盒51的端部邊緣的接頭59(60)包裝并通過(guò)熱封粘結(jié)到其中時(shí)，粘性絕緣膜92可粘結(jié)到接頭59(60)和電池盒51的最內(nèi)層3上。于是，電池50a可良好地密封在電池盒51中。滿足上述要求的形成絕緣膜92的適當(dāng)材料為包括乙烯丙烯酸樹脂(EAA)的酸改性聚烯烴樹脂、乙烯-異丁烯酸樹脂(EMAA)、乙烯-乙基丙烯酸酯樹脂(EEA)和離聚物。
當(dāng)接頭59(60)連接到電池盒50(a)上時(shí)，如圖60(a)所示，通過(guò)把絕緣膜92放置在接頭59(60)的兩個(gè)表面上，并對(duì)絕緣膜92施加壓力和熱，而使接頭59(60)的預(yù)定區(qū)域涂有絕緣膜92。于是各自從對(duì)應(yīng)于電池盒51端部邊緣的邊界線M兩側(cè)延伸的接頭59(60)部分可涂覆有絕緣膜92。
電池50a插入到電池盒51中，同時(shí)電池盒51的端部邊緣被熱封，于是使接頭59和60夾在電池盒51的兩壁之間。
如圖60(b)所示，接頭59和60的必要部位的側(cè)面和該接頭的兩個(gè)正面可涂覆有絕緣膜62，或者如圖60(c)所示，接頭59和60的必要部位夾在長(zhǎng)度比接頭59和60寬的絕緣膜92之間。圖60(e)、60(f)和60(g)分別為沿圖60(a)、60(b)和60(c)中X2-X2線、X3-X3線和X4-X4線的剖面圖。
還可能把絕緣帶粘結(jié)到從卷軸上解繞的金屬薄片坯料上，把坯料切成如圖60(a)所示的接頭，并把接頭連接到電池上。于是帶有接頭的電池50a可插入到電池盒51中，并且電池盒51的開口端被熱封而使電池50a密封在電池盒51中。
如上所述，絕緣膜92由可牢固地粘結(jié)到金屬薄片或類似薄片制成的接頭59和60上的酸改性聚烯烴樹脂和例如聚乙烯樹脂的防水和氣性能好的聚烯烴樹脂形成。一般地，當(dāng)只考慮牢固地?zé)嵴辰Y(jié)到金屬薄片或類似薄片上時(shí)，電池盒51的最內(nèi)層3由酸改性樹脂形成。根據(jù)本發(fā)明，接頭59和60與絕緣片92均可牢固地粘結(jié)到電池盒51的最內(nèi)層3上，當(dāng)絕緣膜92僅由酸改性聚烯烴樹脂形成，以及聚烯烴樹脂密封層占據(jù)了端面的大部分時(shí)，酸改性聚烯烴樹脂層的端面僅在電池盒端面部分暴露出，該部分對(duì)應(yīng)于從電池盒伸出的接頭59和60。因此，電池盒具有提高的防水性能，并能長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)保持該電子器件的性能。
實(shí)例器件電池組件盒體枕頭型袋子狀疊片PET(12μm厚)/AL(40μm厚)/ON(25μm厚)/CPP(70μm厚)
粘性絕緣膜EMAA(30μm厚)接頭銅片(50μm厚)鋁片(50μm厚)扁平電池組件進(jìn)行短路測(cè)試，其中在該測(cè)試中接頭從電池盒的端部邊緣中伸出，被強(qiáng)迫折彎，以使接頭與暴露在電池盒的端部邊緣的導(dǎo)電層邊緣接觸。短路沒(méi)有發(fā)生，證實(shí)了絕緣膜的可靠性能。
順便地說(shuō)，在比較實(shí)例中的扁平電池組件在與上述實(shí)例制造的條件相同的條件制造，所不同的是，接頭不涂有絕緣膜，在比較實(shí)例中的扁平電池同樣進(jìn)行短路測(cè)試。在比較實(shí)例中的扁平電池組件發(fā)生了短路。
本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)減小了接頭與電池盒的導(dǎo)電層接觸的可能性。本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)用于各種器件的接頭。
當(dāng)絕緣膜由酸改性聚烯烴樹脂制成時(shí)，電池盒的最內(nèi)層可由聚烯烴樹脂制成。于是用于電子器件的電池盒具有提高的防水性能，該電池盒不透水，避免了電子器件的性能降低。
第十五實(shí)施例下面參照?qǐng)D61到64來(lái)描述本發(fā)明的第十五實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
本發(fā)明的電池組件具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可避免從容納在軟電池盒中電池伸出的接頭與疊片的導(dǎo)電材料接觸，并可避免由導(dǎo)電材料造成的短路，該軟電池盒由帶導(dǎo)電材料的疊片形成。
圖61(a)為本發(fā)明的電池組件的透視圖，圖61(b)為電池和容納電池的電池盒的透視圖，以及圖61(c)為電池盒的展開圖。圖62(a)為沿圖61中(a)X1-X1線的剖面圖以及圖62(b)為沿圖61(a)中X2-X2線的剖面圖。圖64(a)、圖64(b)和圖64(c)為本發(fā)明的平面圖，以及圖64(d)、64(e)和64(f)分別為沿圖64(a)、64(b)和64(c)的X2-X2、X3-X3、X4-X4線中示出的電池盒的剖面圖。
參見圖61，電池組件具有在預(yù)定位置帶有開口96的電池盒51以及密封在該電池盒51中的電池50a。暴露在開口96中的接頭59和60的部分作為接觸部。在后面將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中不限于下面具體描述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍情況下可進(jìn)行各種變化。
在多數(shù)情況下，本發(fā)明電池組件的電池盒51由不同材料的疊加層制成的疊片10形成。疊片10可帶有導(dǎo)電材料層，以保護(hù)器件不受沖壓和磨損作用以及避免由水和腐蝕氣體產(chǎn)生的化學(xué)變化。
在多數(shù)情況下，本發(fā)明的電池盒51如圖53所示通過(guò)熱封方法對(duì)疊片10加工而形成，其形狀為具有密封端面密封部94和后密封部95的袋子，更具體地說(shuō)，電池盒51為如圖52(a)和52(d)所示的帶三個(gè)密封端的“袋子”、如圖52(b)和52(e)所示的帶四個(gè)密封端的“袋子”或者是如圖52(c)和52(f)所示的枕頭型“袋子”。在下面描述中，電池盒51假定為枕頭型的“袋子”。
本發(fā)明的電池組件50通過(guò)把帶接頭59和60的電池50a插入到電池盒51中，并對(duì)電池盒51的開口端部熱封而形成。容納有電池盒50a的電池盒51設(shè)有預(yù)定尺寸的開口96，該開口96設(shè)在對(duì)應(yīng)于連接電池50a的接頭59和60的位置。當(dāng)電池盒51的開口端部密封時(shí)，開口96分別對(duì)應(yīng)于接頭59和60接觸部，開口96可在疊片10的兩個(gè)位置上形成，以分別在接頭59的一側(cè)和接頭60的一側(cè)形成兩個(gè)接觸部，或如圖61(b)和61(c)所示形成在疊片10的四個(gè)位置上，以分別在接頭59的兩側(cè)和接頭60的兩側(cè)形成四個(gè)接觸部和兩個(gè)接觸部。電池50a插入到電池盒51中，對(duì)接頭59和69經(jīng)過(guò)而伸出在外面的電池盒51開口端部密封，以完成電池組件50。在對(duì)電池盒51抽氣或?qū)﹄姵睾?1中減壓以使該電池盒51與電池盒50a緊密接觸后，對(duì)電池盒51的開口端部密封，從而使電池組件50方便使用。如上所述，包括在形成電池盒51的疊片10中的酸改性聚烯烴樹脂密封層粘結(jié)到接頭59和60上。于是，水和氣不能經(jīng)過(guò)接觸部的邊緣而進(jìn)入到電池盒51中，因此電池盒50a可長(zhǎng)期保持良好狀態(tài)。
電池盒51的開口96最好在對(duì)開口成型之前通過(guò)沖孔機(jī)利用成套沖模在疊片10中形成。本發(fā)明的電池組件50通過(guò)利用打包成型機(jī)的打包成型過(guò)程對(duì)電池盒51成型而制成，或通過(guò)把電池50a插入到電池盒51中，并通過(guò)自動(dòng)包裝系統(tǒng)的一個(gè)過(guò)程對(duì)電池盒51成型而形成。在另一種情況下，疊片10以從疊片10的線軸上解繞的坯料而提供。當(dāng)在疊片10的坯料上印制必要圖案時(shí)，抗蝕標(biāo)記(resister mark)(可視標(biāo)記)(eyemark)印制在疊片10的坯料上，該可視標(biāo)記可通過(guò)光電裝置探測(cè)到，控制坯料的張力以使開口96形成在正確的位置上。
形成電池盒51的疊片10中的酸改性聚烯烴樹脂密封層通過(guò)熱封可確保與電池盒51內(nèi)表面粘結(jié)，以及電池盒51對(duì)接頭59和60的粘結(jié)。因此，接頭59和60可固定在電池盒51上，于是接頭59和60不易折彎，該接頭59和60也就不可能與暴露在電池盒51端部邊緣的導(dǎo)電層接觸。
如圖63所示，本發(fā)明的電池組件50的部分接頭59和60暴露出，使接觸部5與使用電池組件50的器件的電極接觸。由于形成電池盒51的疊片10通過(guò)熱封粘結(jié)到接頭59和60上，于是可完全地覆蓋除了接觸部的接頭59和60，覆蓋有疊片10的接頭59和60與裸露金屬薄片形成的接頭59和60相比較硬，接頭59和60不易彎曲，接頭59和60不可能與疊片10中導(dǎo)電層2的暴露邊緣接觸。
實(shí)例電池組件通過(guò)把帶300μm厚銅片接頭的扁平電池插入到電池盒并密封而制成。
扁平電池50m×500mm×2mm接頭100mm寬、20mm長(zhǎng)、200μm厚，從電池一端伸出的兩個(gè)接頭盒體疊片(外側(cè))PET(12μm厚)/AL(40μm厚)ON(25μm厚)/EAA(70μm厚)(內(nèi)側(cè))枕頭型袋子寬度為75mm，長(zhǎng)度為130mm，帶熱封端部和寬度為7mm的熱封后部在對(duì)疊片形成袋子之前在疊片中形成四個(gè)開口，以在每個(gè)接頭的兩個(gè)表面上形成接觸部。
組裝扁平電池插入到電池盒中，電池盒的開口端部用加熱到210℃的熱板熱壓兩秒，使電池盒熱封并粘結(jié)到接頭上，于是除了接觸部外的接頭完全覆蓋上電池盒。
為了進(jìn)行短路測(cè)試，強(qiáng)迫折彎覆蓋有電池盒的接頭。接頭不與暴露在電池盒邊緣的鋁片邊緣接觸。
在本發(fā)明的電池組件中，接頭不可能被電池盒的導(dǎo)電層短路。由于除了接觸部的接頭完全覆蓋形成電池盒的疊片，于是被覆蓋的接頭是堅(jiān)硬的而可作為穩(wěn)定的電極。
第十六實(shí)施例下面參照?qǐng)D65到69來(lái)描述本發(fā)明的第十六實(shí)施例，其中與第一實(shí)施例中相似或?qū)?yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示，其中對(duì)它們的描述將省略。
圖65(a)為本發(fā)明的電池組件的透視圖，圖65(b)為沿圖65(a)中箭頭G1方向的放大圖，圖65(c)為沿圖65(b)X1-X1線的剖面放大圖。圖66(a)為電池和具有容納電池開口端部的電池盒透視圖，以及圖66(b)為沿圖66(a)中X2-X2線的剖面圖。圖67為本發(fā)明電池盒的透視圖，以及圖68為本發(fā)明另一個(gè)電池盒的透視圖。
參見圖65(a)、圖65(b)和圖65(c)，電池50a插入到由加工疊片10(圖53)而形成的柔性盒51中，其中疊片10具有由導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電層，從電池50a伸出的柔性接頭59和60在電池盒51的外面延伸。接頭59和60經(jīng)過(guò)而在外面伸出的電池盒51的端部邊緣部分覆蓋有薄層102，以避免接頭59和60被疊片10的導(dǎo)電層2短路。
在多數(shù)情況下，接頭59和60由例如為銅片的金屬薄片來(lái)形成，因此具有柔性而容易彎曲。電池盒51通過(guò)把具有金屬薄片或類似薄片制成的導(dǎo)電層2的疊片10折疊，并通過(guò)形成熱封部94和后熱封部95而制成。從電池盒51延伸到外面的接頭59和60特別靠近形成電池盒51的疊片10的導(dǎo)電層2邊緣。于是，如果接頭59和60彎曲時(shí)，那么該接頭59和60可能與暴露在電池盒51端部邊緣的疊片10的導(dǎo)電層2邊緣接觸。如果接頭59和60與導(dǎo)電層2的邊緣接觸，那么電池組件50不能正常地工作，而可能發(fā)生故障。于是電池組件的電池很可能發(fā)生放電而減少存儲(chǔ)的電能，在最壞情況下，電池?fù)p壞而不能使用。
本發(fā)明的發(fā)明人作了認(rèn)真的研究以解決上述問(wèn)題，同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)接頭59和60經(jīng)過(guò)而在外面延伸的電池盒51的端部邊緣覆蓋有覆蓋薄層102時(shí)，由于上述短路產(chǎn)生的任何故障絕不會(huì)發(fā)生，在上述發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了本發(fā)明。
現(xiàn)在將描述電池組件50的電池的形狀和形成電池盒的疊片。
電池組件50的電池盒51具有通過(guò)熱封方法加工疊片10而形成的袋子形狀。
現(xiàn)在將描述絕緣覆蓋薄層102，該絕緣薄層102用于覆蓋通過(guò)熱封開口端部98而形成的電池盒51的端部邊緣部分。
如圖67所示，分別對(duì)應(yīng)于接頭59和60的電池盒51端部邊緣部分單獨(dú)覆蓋有覆蓋薄層102，該薄層102的寬度基本上等于接頭59和60的寬度，或者如圖68所示，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)接頭59和60的電池盒51每個(gè)端部邊緣部分覆蓋有單個(gè)覆蓋薄層102，該薄層102的寬度對(duì)應(yīng)于相應(yīng)于兩個(gè)接頭59和60端部邊緣部分的寬度。
覆蓋薄層102具有至少由不導(dǎo)電材料制成的外層和由可粘結(jié)到電池盒51上并且長(zhǎng)時(shí)間不脫落的材料形成的內(nèi)層。覆蓋薄層102可用粘結(jié)劑或熱封方法粘結(jié)到電池盒51上。如上所述，用通常的方法形成制成電池盒51的疊片10的最外層膜1a，該膜很少具有熱封性，例如為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜，因此電池盒必須在其外表面帶有熱粘層，以通過(guò)熱封方法把覆蓋薄片102粘結(jié)到電池盒51上。通過(guò)用粘性樹脂涂覆絕緣基膜形成的帶條(后面稱為“膠條”)作為本發(fā)明的覆蓋薄層102。
作為覆蓋薄層102的疊片的膠帶帶有具有良好彈性的絕緣基層102a。用于形成覆蓋薄層102的基層的適當(dāng)材料為聚乙烯對(duì)苯二酸鹽雙軸取向膜以及尼龍樹脂膜、聚碳酸酯樹脂膜、聚乙烯樹脂膜、聚丙烯樹脂膜、聚氯乙烯樹脂膜、聚偏二氯乙烯樹脂膜、聚四氟乙烯樹脂膜及類似樹脂膜。這些材料的單軸或雙軸取向膜更好(圖69)。
考慮到粘結(jié)到電池盒的粘性，用于形成膠帶的粘結(jié)層102b的粘劑可從橡膠、合成橡膠和硅橡膠中選擇?；鶎拥谋砻婵赏ㄟ^(guò)利用聚硅銅或類似物質(zhì)的防水修面來(lái)修面。
覆蓋薄層102可固定到形成為袋子形狀的電池盒51上，于是在對(duì)電池盒51的開口端部98密封之前，覆蓋電池盒51的端部邊緣部分，該部分對(duì)應(yīng)于接頭59和60，覆蓋薄層102或者可固定到疊片10的一部分上，該部分對(duì)應(yīng)于電池盒51的接頭59和60經(jīng)過(guò)而伸出的部位，然后疊片10可成型為電池盒51。
覆蓋薄層102必須具有比接頭59和60寬度較大的寬度。考慮到減小接頭59和60與電池盒51的導(dǎo)電層之間接觸的可能性，最好使用寬度對(duì)應(yīng)于帶有兩個(gè)接頭59和60電池盒的端部邊緣區(qū)域的覆蓋薄層102。
覆蓋薄層102具有位于電池盒51內(nèi)表面的長(zhǎng)度為n1的內(nèi)部和位于電池盒的外表面的長(zhǎng)度為n2的外部。如果覆蓋薄層102不從電池盒51上脫落，那么長(zhǎng)度n1和n2足夠大。覆蓋薄層102長(zhǎng)度為n1的內(nèi)部基本上不需要完全地粘結(jié)到接頭59和60上。長(zhǎng)度n1必須比熱封部94的寬度小。
實(shí)例器件50mm×100mm×3.5mm的扁平電池組件電池盒PET(12μm厚)/AL(40μm厚)/ONy(25μm厚)/EAA(70μm厚)接頭30μm厚、14mm寬、45mm長(zhǎng)的銅片，兩個(gè)接頭從電池組件的主要部分端部伸出覆蓋薄層聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂膜(25μm厚)和氨基甲酸乙酯粘性層(20μm厚)。
在該電池組件中，接頭不可能與電池盒的導(dǎo)電層接觸。該電池組件的結(jié)構(gòu)用于各種器件中。
第十七實(shí)施例下面參照?qǐng)D70和71來(lái)描述本發(fā)明的第十七實(shí)施例。參見圖70和圖71，粘結(jié)片112沿折疊線117折疊成兩頁(yè)，接頭59和60夾在粘結(jié)片112的兩頁(yè)之間。如圖71(a)所示，粘結(jié)片112沿折疊線117折疊成兩個(gè)對(duì)稱部分。粘結(jié)片112在對(duì)應(yīng)于接頭59和60接觸部的位置設(shè)有開口113。如圖70(b)所示，接頭59和60夾在折疊的粘結(jié)片112兩頁(yè)之間，除了對(duì)應(yīng)于接頭59和60外的粘結(jié)片112的兩頁(yè)粘結(jié)表面部分粘結(jié)在一起。如圖70(a)所示，電池50a插入到電池盒51中，電池盒51的開口端部在密封部94密封，從而完成了電池組件50的制作。
如圖71(b)所示，粘結(jié)片112包括基層112a和粘結(jié)層112b?；鶎?12a為適于粘結(jié)的不導(dǎo)電材料膜，例如為聚乙烯對(duì)苯二酸鹽、尼龍樹脂、氯乙烯樹脂、乙烯叉二氯樹脂、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚四氟乙烯及類似樹脂中之一的取向膜或非取向膜。
如上所述，當(dāng)制作本發(fā)明的電池組件時(shí)，電池盒的開口端部用粘結(jié)片112來(lái)密封，該粘結(jié)片112夾在電池盒51的相對(duì)兩壁的端部邊緣部之間。形成電池盒51的疊片10的密封層3需要焊接到粘結(jié)片112的基層112a上。如果粘結(jié)片112的基層112a為雙軸取向的聚乙烯對(duì)苯二酸鹽膜，那么很難使形成電池盒51疊片10的密封層3和粘結(jié)片112通過(guò)熱封而粘結(jié)在一起。第二粘結(jié)層112c可容易粘結(jié)到形成電池盒51的疊片10的密封層3上，如圖71(c)所示，第二粘結(jié)層112c形成在粘結(jié)片112的表面層112a上。第二粘結(jié)層112c由與形成電池盒51密封層3相同種類的樹脂形成。粘結(jié)片112的粘結(jié)層112b由高度耐熱性材料形成，該耐熱材料可緊緊地粘結(jié)到接頭59和60上，并可避免粘結(jié)片112從接頭59和60上脫落下來(lái)，所述的高度耐熱材料例如為充油丁苯橡膠、氫化樹脂的甘油酯或石油烴。
第十八實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D72和73來(lái)描述本發(fā)明第十八實(shí)施例。第十八實(shí)施例中的電池組件51通過(guò)在具有提高阻礙性能的密封周圍部位115處對(duì)一對(duì)疊片10的周圍部位進(jìn)行熱封而形成。
如果氧氣和水對(duì)電池盒51的內(nèi)容物是有害的，那么形成電池盒51的疊片10應(yīng)帶有具有高度阻礙性能層。
粘結(jié)層在疊片的可粘性結(jié)合處使用以形成例如為袋子形狀的包裝盒，一般地說(shuō)，該粘結(jié)層不具有任何阻礙性能，因此氧氣和水可穿過(guò)粘結(jié)層進(jìn)入到包裝盒中，從而對(duì)包裝盒內(nèi)容物有負(fù)面影響。
這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)形成具有阻礙性能的樹脂粘結(jié)層而解決。然而，目前還不能得到既具有形成粘結(jié)層的足夠粘結(jié)強(qiáng)度又具有良好阻礙性能的樹脂。
如圖73(a)所示，粘結(jié)層的阻礙性能可通過(guò)減少粘結(jié)層(熱粘樹脂層3)的厚度而提高。如果粘結(jié)層特別薄，那么粘結(jié)層可熱變質(zhì)，粘結(jié)層的強(qiáng)度減小，電池盒損壞。
通過(guò)把一對(duì)疊片10的周圍部分粘結(jié)到一起而形成密封周圍部115，如圖73(b)所示，該密封周圍部115折彎成剖面波浪狀。然而，當(dāng)密封邊緣部折彎時(shí)，粘結(jié)層的強(qiáng)度減小，在某些情況下，電池盒損壞。
在研究了在不減小粘結(jié)層的粘結(jié)強(qiáng)度情況下提高密封邊緣部的阻礙性能后，發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題可通過(guò)使形成電池盒前壁和后壁的疊片的相應(yīng)阻礙層彼此靠近或接觸來(lái)解決。
下面參照附圖來(lái)描述實(shí)例中的電池盒。
每個(gè)具有阻礙層2和粘結(jié)層3的一對(duì)疊片10的周圍部分粘結(jié)在一起而形成密封周圍部115。如圖72(a)所示，在疊片10對(duì)的周圍部分中包括有阻礙層2的一部分，該阻礙層2的一部分可通過(guò)對(duì)該對(duì)疊片10中的兩個(gè)均加壓以彼此靠近或接觸，從而在該對(duì)疊片10的兩個(gè)中均形成凹槽116，以把粘結(jié)層3對(duì)應(yīng)于凹槽116的部分?jǐn)D到旁邊。
如圖72(b)所示，該對(duì)疊片10之一的阻礙層2一部分通過(guò)對(duì)該疊片10加壓可與另一個(gè)疊片10的阻礙層2靠近或接觸，以在前者的疊片10中形成凹槽116。
圖72(c)示出了通過(guò)把一對(duì)疊片10的周圍部粘結(jié)在一起形成的密封周圍部115，該密封周圍部115還帶有通過(guò)把密封周圍部115的邊緣部加壓而形成的收縮邊緣部，于是把粘結(jié)層3擠在旁邊，使該對(duì)疊片10的阻礙層2彼此靠近或接觸。
在圖72(c)中所示的密封周圍部115的改型中，疊片10對(duì)之一的周圍部的阻擋層2一部分可通過(guò)僅對(duì)該疊片10的邊緣部加壓而與另一個(gè)疊片10的阻礙層2靠近或接觸。
該對(duì)疊片10的在密封周圍部的兩個(gè)阻礙層2一部分可彼此靠近或接觸，于是通過(guò)利用熱板或超聲波方法把粘結(jié)層擠到旁邊。
在把疊片對(duì)粘結(jié)一起形成電池盒的密封過(guò)程之前、之后或之中，形成電池盒前壁或后壁的疊片可進(jìn)行加工以形成凹槽。
阻礙層2和粘結(jié)層3是疊片的必要組成層膜。疊片可帶有包括加強(qiáng)層的附加層。
形成阻礙層2的適當(dāng)材料為例如鋁片的金屬薄片；涂有例如通過(guò)真空蒸發(fā)形成鋁膜的金屬膜的樹脂膜或樹脂片；具有阻礙性能的樹脂膜或樹脂片，例如皂化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺樹脂，例如MXD尼龍6、聚丙烯腈樹脂和聚偏二氯乙烯；以及通過(guò)真空蒸發(fā)涂有無(wú)機(jī)氧化物膜的樹脂膜或樹脂片，該無(wú)機(jī)氧化物例如為二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(AL2O3)或氧化鎂(MgO)。
上述無(wú)機(jī)氧化物之一的膜可通過(guò)化學(xué)氣相淀積方法(CVD)形成在樹脂膜或樹脂片上，該化學(xué)真空鍍膜方法例如為等離子體化學(xué)氣相淀積方法或物理氣相淀積方法(PVD方法)，如真空蒸發(fā)方法。
通過(guò)真空淀積形成的無(wú)機(jī)氧化物膜可以是如二氧化硅、氧化鋁及類似氧化物之一的無(wú)機(jī)氧化物單層膜，也可以是具有一組這些無(wú)機(jī)氧化物中某些層的疊片。
多層膜可通過(guò)利用化學(xué)氣相淀積方法或物理氣相淀積方法組合來(lái)形成。通過(guò)蒸發(fā)形成這些膜在順序上沒(méi)有任何限制。
例如，可以先形成二氧化硅膜，接著形成鋁膜。順序可以顛倒。
無(wú)機(jī)氧化物膜和具有阻礙性能的阻礙膜的復(fù)合膜可通過(guò)利用真空蒸發(fā)在無(wú)機(jī)氧化物膜上涂有具有阻礙性能的樹脂而形成。
第十九實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D74和75來(lái)描述本發(fā)明的第十九實(shí)施例。形成電池盒的疊片通過(guò)通常使用的干壓方法制造，由于電池盒長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)而老化，該疊片可能沿包含在疊片中的金屬薄片層和內(nèi)層之間的疊片平面而脫層。經(jīng)過(guò)對(duì)脫層原因研究可以發(fā)現(xiàn)，由于電解質(zhì)為有機(jī)碳酸鹽溶劑，于是在干壓方法中使用的溶劑膠長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可在作為聚合物電池組成部分的電解質(zhì)中溶解。電解質(zhì)逐漸滲透到電池盒的樹脂層中，到達(dá)樹脂層和粘結(jié)層之間的交接面，最終疊片沿粘結(jié)層脫層。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)等離子體弧處理對(duì)粘結(jié)到金屬薄片上的內(nèi)層表面加工可避免由于電解質(zhì)作用導(dǎo)致的疊片脫層，以及如果通過(guò)等離子體弧處理對(duì)具有待粘結(jié)到金屬薄片上的內(nèi)層表面修面，那么通過(guò)利用干壓方法或熱壓方法可制作出可阻止電解質(zhì)溶解作用的電池盒形成疊片。
通過(guò)等離子體弧處理可對(duì)待粘結(jié)到金屬薄片上的內(nèi)層表面修面。假定疊片10具有如圖74所示結(jié)構(gòu)第一基膜層1a(PET)/LMD125(干壓)/鋁片層2/第三基膜層1c(ON)/熱粘樹脂層3(通過(guò)擠壓涂覆形成的酸改性聚烯烴樹脂層)。接著，在鋁片層2一側(cè)為ON膜層的第三基膜層1c的表面通過(guò)等離子體弧處理來(lái)形成等離子體弧處理層126。
當(dāng)疊片10具有如圖75所示結(jié)構(gòu)時(shí)第一基膜層1a(PET)/LMD 125/鋁片層2/熱粘樹脂片127(熱壓)/第三基膜層1c(ON)/LMD 125/附加第三基膜層1d(EVOH)/熱粘樹脂層3(通過(guò)擠壓涂覆形成酸改性聚烯烴樹脂層)，在鋁片層2一側(cè)的熱粘性片127表面可通過(guò)等離子體弧處理進(jìn)行修面，以形成等離子體弧處理層126。圖74和75中所示的每個(gè)疊片具有外疊加結(jié)構(gòu)122、內(nèi)疊加結(jié)構(gòu)和熱粘樹脂層3。
當(dāng)通過(guò)等離子體弧處理加工膜后，需要的話，膜放置在一個(gè)腔室內(nèi)，該腔室抽成真空，例如為通過(guò)使稀有氣體透過(guò)含有官能團(tuán)的溶液或者通過(guò)把含官能團(tuán)氣體和稀有氣體混合而獲得的含官能團(tuán)氣體的源氣體排放到該上述腔室中，通過(guò)離子發(fā)生器在腔室產(chǎn)生等離子體，從而對(duì)膜的表面用等離子體來(lái)處理。
稀有氣體包括Ar、He、Kr、Xe或Rn。最好使用Ar。和稀有氣體混合的氣體或稀有氣體經(jīng)過(guò)的溶液為酸、甲酮、乙醇、氟化氫、碳化氟、四氟化硅、氟化氮、碳?xì)浠衔铩⒎枷阕寤衔?、二異氰酸鹽、丙烯酸單體、水蒸氣、氮?dú)狻錃?、鹵素及這些物質(zhì)的混合物。
膜的處理是通過(guò)在其連續(xù)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行空氣壓力輝光放電等離子體弧處理來(lái)代替通過(guò)利用真空腔室進(jìn)行等離子體弧處理。
根據(jù)本發(fā)明，需要通過(guò)可高效加工膜的空氣壓力輝光放電等離子體弧處理來(lái)對(duì)膜表面連續(xù)地進(jìn)行加工。
當(dāng)通過(guò)等離子體弧處理加工膜時(shí)，膜放置在容器中第一和第二電極之間，源氣體排入到該容器中，經(jīng)過(guò)第一和第二電極提供有射頻電壓，以在第一和第二電極之間產(chǎn)生輝光放電區(qū)，同時(shí)膜穿過(guò)輝光放電區(qū)移動(dòng)，以連續(xù)地進(jìn)行等離子體弧處理。
內(nèi)疊片層結(jié)構(gòu)123具有等離子體弧加工層126，通過(guò)把該層123粘結(jié)到外疊片結(jié)構(gòu)122的金屬薄片層2上而獲得疊片10，加工疊片10形成電池盒，當(dāng)通過(guò)利用該電池盒形成的電池組件在嚴(yán)格測(cè)試條件下進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)壽命測(cè)試時(shí)，疊片10不會(huì)脫層。
本發(fā)明的疊片的特征在于具有待粘結(jié)到金屬薄片層2上的內(nèi)疊片結(jié)構(gòu)123的等離子體弧加工層。疊片的其它組成層表面不需要通過(guò)等離子體弧處理來(lái)修面。
例如，待粘結(jié)到金屬薄片層2上的第一基膜層1a的表面不需要通過(guò)等離子體弧處理來(lái)進(jìn)行修面，因?yàn)殡m然電池的電解質(zhì)透過(guò)熱粘樹脂層3和第三基膜層1c而到達(dá)金屬薄片層2的表面，并溶解粘性層而產(chǎn)生脫層，但是電解質(zhì)不能滲透到金屬薄片層?？梢宰C明第三基膜層1c和熱粘樹脂層3彼此不分離，即使是要結(jié)合在一起的第三基膜層1c和熱粘樹脂層3相應(yīng)表面不通過(guò)等離子體弧處理來(lái)進(jìn)行修面，這被認(rèn)為第三基膜層1c和熱粘樹脂層3是不分離的，并且在金屬薄片層和粘結(jié)到金屬薄片層的層膜之間的交界面上發(fā)生脫層，因?yàn)殡娊赓|(zhì)透過(guò)而不在使第三基膜層1c和熱粘樹脂層3粘結(jié)在一起的粘性層上聚集，既不能使熱粘樹脂溶解，又不能使該熱粘樹脂層腐蝕，溶解粘結(jié)到金屬薄片層上的粘結(jié)層而產(chǎn)生脫層。
實(shí)例下面描述本發(fā)明的實(shí)例。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中并不限于下面描述的實(shí)例。
制造使用作為聚合物電解質(zhì)的鋰離子聚合物和碳件的電池50a。接頭59和60分別連接到收集極電極57和58的端部。接頭59和60的自由端部從電池盒51伸出到外面。接頭59和60分別是由銅(正極)和鋁(負(fù)極)制成的。電池50a密封在通過(guò)利用下面疊片形成的電池盒內(nèi)，以形成電池組件，同時(shí)電池組件進(jìn)行性能測(cè)試。
實(shí)例1PET(12μm厚)/LMD/AL/(15μm厚)/P·TON/(15μm厚)/HS/(50μm厚)PET雙軸取向聚酯膜LMD由干壓形成的兩組聚氨酯粘劑層P·T等離子體弧處理ON雙軸取向尼龍樹脂膜HS通過(guò)擠壓涂覆形成的酸改性聚烯烴樹脂*1的熱粘結(jié)層*1ADOMA，可從Mitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K.K.購(gòu)買實(shí)例2PET(12μm厚)/LMD/AL/(15μm厚)/LMD/P·T ADF/(40μm厚)/ON/(15μm厚)/HS(50μm厚)ADF熱粘性片VE300(可從Tosero K.K.購(gòu)買)Al和ON通過(guò)利用熱粘性片而熱壓粘結(jié)在一起，緊挨著AL的熱粘性片表面通過(guò)等離子體弧處理來(lái)修面。實(shí)例2在其它方面和實(shí)例1相同。
比較實(shí)例1PET(12μm厚)/LMD/AL/(15μm厚)/LMD/ON/(15μm厚)/HS(50μm厚)比較實(shí)例1除了其中的ON膜沒(méi)有任何經(jīng)過(guò)等離子體弧處理的表面外而與實(shí)例1相同，比較實(shí)例2PET(12μm厚)/LMD/AL/(15μm厚)/LDM/ADF(40μm厚)/LMD/ON/(15μm厚)/HS(50μm厚)比較實(shí)例2除了其中的ADF沒(méi)有任何經(jīng)過(guò)等離子體弧處理的表面外而與實(shí)例2相同。
存儲(chǔ)壽命測(cè)試通過(guò)利用實(shí)例1和2和比較實(shí)例1和2的疊片制造的十個(gè)樣品電池組件存儲(chǔ)在40℃和90％的溫濕條件下六個(gè)月，接著測(cè)試樣品電池組件的性能。
結(jié)果實(shí)例1在所有樣品中沒(méi)有性能發(fā)生惡化。
實(shí)例2在所有樣品中沒(méi)有性能發(fā)生惡化。
比較實(shí)例1在所有樣品中出現(xiàn)脫層。
比較實(shí)例2在十個(gè)樣品中有三個(gè)出現(xiàn)脫層。
當(dāng)需要在圖74和75中所示的疊片10的表面上印制字母和圖案時(shí)，該字母和圖案印制在作為最外層的第一基膜層內(nèi)表面上，該第一基膜層將與鄰近層表面結(jié)合，用于第二次表面刻蝕，然后第一基膜層疊加到鄰近層上。于是即使電池盒形成片的表面磨損時(shí)，印制的字母和圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、不透水和氣、隔熱性和可加工性以及可高效加工方面很出色。待粘結(jié)到金屬薄片層上的層膜表面的等離子體弧處理避免了形成電池組件的電池盒疊片當(dāng)電池組件長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)的脫層。
粘性樹脂層和由酸改性聚烯烴樹脂形成的熱粘樹脂層具有100℃的熔點(diǎn)，即使當(dāng)電池組件在高溫環(huán)境下存儲(chǔ)時(shí)，也可保證電池盒的密封部的密封，最終避免了電解質(zhì)的泄露。
第二十實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D76和77來(lái)描述本發(fā)明的第二十實(shí)施例。
傳統(tǒng)疊片利用尼龍膜作為第三基膜層，因?yàn)槟猃埬ぞ哂辛己玫牡挚闺姵卦黄鸫檀┳饔玫拇檀?qiáng)度以及具有相對(duì)于形成熱粘性層的酸改性聚烯烴樹脂較高的粘性，該傳統(tǒng)疊片在加熱和加壓時(shí)不能變薄，并且用于熱封通過(guò)對(duì)電池盒的開口端部加熱和加壓而使熱粘樹脂層的厚度減小，在對(duì)加工疊片而形成的電池盒的開口端部密封時(shí)能避免疊片中的金屬薄片層與端子接觸。
參見圖76和77，疊片122具有外疊片結(jié)構(gòu)122、內(nèi)疊片結(jié)構(gòu)123和熱粘樹脂層3。
當(dāng)通過(guò)對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的疊片加工形成電池盒，并把電池密封在電池盒中，從而制造的電池組件在具有恒定溫度和濕度的環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)，水就可能透過(guò)該電池盒。
經(jīng)過(guò)對(duì)滲水原因仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，水經(jīng)過(guò)電池盒51的端面，透過(guò)作為第三基膜層1c的尼龍膜，如圖77中箭頭所示，并透過(guò)電池盒51中的熱粘樹脂層3。
傳統(tǒng)疊片使用如尼龍6或尼龍66的常態(tài)鏈?zhǔn)街咀寰埘０贰?br> 常態(tài)鏈?zhǔn)街咀寰埘０肥俏鼭竦?。電池盒形成?0可使用具有較低吸濕性能材料的膜，如取向的聚酯樹脂膜。本發(fā)明的疊片使用可具有穩(wěn)定粘結(jié)強(qiáng)度而粘結(jié)到熱粘樹脂層上。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)芳香族的聚酰胺樹脂具有較低吸濕性能，滿足用于第三基膜層1c需要的條件。
然而，芳香族聚酰胺樹脂膜堅(jiān)硬并且具有應(yīng)力開裂的缺點(diǎn)?？梢园l(fā)現(xiàn)芳香族聚酰胺樹脂和常態(tài)鏈?zhǔn)街咀寰埘０坊旌峡尚纬煞€(wěn)定層。
實(shí)例下面描述本發(fā)明的實(shí)例制造使用作為聚合物電解質(zhì)的鋰離子聚合物和碳件的電池。接頭59和60分別連接到集電極的電極57和58的端部。接頭59和60的自由端部從電池盒51伸出到外面。接頭59和60分別是由銅(正極)和鋁(負(fù)極)制成的。
實(shí)例1PET(12μm厚)/LMD/AL(15μm厚)/ADF(40μm厚)/ON-A(15μm厚)/HS(50μm厚)PET雙軸取向聚酯膜LMD由干壓形成的兩組聚氨酯粘劑層Al鋁片ADF由熱壓形成的酸改性聚烯烴樹脂膜ON-A雙軸取向芳香族尼龍樹脂膜(NOBAMIDDO X21，可從Mitsubishi Enginiyaringu Prastikku K.K.購(gòu)買)HS通過(guò)擠壓涂覆形成的酸改性聚烯烴樹脂的熱粘結(jié)層實(shí)例2PET(12μm厚)/LMD/AL/(15μm厚)/ADF/(40μm厚)/ON-B/(15μm厚)/HS(50μm厚)ON-B100份重量芳香族尼龍樹脂和10份重量脂肪族尼龍樹脂混合的雙軸取向尼龍膜。
實(shí)例2中的疊片使用了NO-B作為其第三基膜層，在其它方面和實(shí)例1中的疊片相同。
比較實(shí)例1PET(12μm厚)/LMD/AL(15μm厚)/ADF(40μm厚)/ON-C/(15μm厚)HS(50μm厚)比較實(shí)例1除了該實(shí)例使用ON-C作為第三基膜層外，其疊片和實(shí)例1中的相同。
實(shí)例2除了該實(shí)例使用尼龍膜6作為第三基膜層外和實(shí)例1相同。
存儲(chǔ)壽命測(cè)試通過(guò)利用實(shí)例1和2和比較實(shí)例1和2的疊片制造的十個(gè)樣品電池組件存儲(chǔ)在40℃溫度和90％的溫濕條件下三個(gè)月，接著測(cè)試樣品電池組件的性能。
結(jié)果實(shí)例1和實(shí)例2中的所有樣品中沒(méi)有性能發(fā)生惡化。在比較實(shí)例1中十個(gè)樣品中有三個(gè)發(fā)生性能惡化。
實(shí)例2在所有樣品中沒(méi)有性能發(fā)生惡化。
當(dāng)?shù)谌邮怯煞枷阕迥猃垬渲せ蛴煞枷阕鍢渲椭咀迥猃垬渲旌夏ば纬蓵r(shí)，電池盒形成疊片可以形成不能使水經(jīng)過(guò)端面而透過(guò)的電池盒。
當(dāng)需要在圖76中所示的電池盒形成疊片10的表面上印制字母和圖案時(shí)，該字母和圖案印制在作為最外層的第一基膜層內(nèi)表面上，該第一基膜層將與外疊片結(jié)構(gòu)122的鄰近層表面結(jié)合，用于第二次表面刻蝕。然后第一基膜層疊加到鄰近層上。于是即使電池盒形成片的表面磨損時(shí)，印制的字母和圖案也不會(huì)被破壞。
從上面的描述中很明顯地看出，本發(fā)明的電池盒形成疊片包括至少四個(gè)疊片層，即第一基膜層、金屬薄片層、第二基膜層和熱粘樹脂層，并使用芳香族或脂肪族樹脂作為第二基膜層，本發(fā)明提供輕質(zhì)、薄型、柔性的電池盒形成片，該形成片在各種機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、不透水和氣方面良好。即使在使用該電池盒的電池組件長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)時(shí)，本發(fā)明的疊片也可避免水經(jīng)過(guò)電池盒而透過(guò)。
第二十一實(shí)施例現(xiàn)在參照?qǐng)D78來(lái)描述本發(fā)明的第二十一實(shí)施例。
圖78(a)、78(b)、78(c)和78(d)示出了疊片10。在疊片10中，金屬薄片層2通過(guò)熱壓方法利用熱粘樹脂層127粘結(jié)到內(nèi)疊加結(jié)構(gòu)123上。
實(shí)例1圖78(a)中所示的疊片10具有下面的結(jié)構(gòu)。
PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)/ADF(50μm厚)/ON(15μm厚)/HS(50μm厚)在該結(jié)構(gòu)中，PET表示雙軸取向聚酯樹脂膜(第一基膜層1a)，LMD表示通過(guò)干壓形成的粘性層，AL表示鋁片(金屬薄片層2)，ADF表示可從Tosero K.K.購(gòu)買的VE300的粘性層(熱粘性樹脂層127)，ON表示雙軸取向尼龍膜(ENBURUMU，可從Yunichika K.K.購(gòu)買)(第三基膜層1c)以及HS表示可從Mitsui Sekiyu Kagaku Kogyo K.K.的ADOMA熱粘性層(熱粘樹脂層4)熱壓條件使用高頻焊接方法。ADF夾在ON和PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)疊加結(jié)構(gòu)的AL之間，以形成層結(jié)構(gòu)，壓力施加到層結(jié)構(gòu)上，并通過(guò)19KHz的高頻電源把電流提供到層結(jié)構(gòu)上。
實(shí)例2圖78(b)所示的疊片10具有下面的結(jié)構(gòu)。
PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)/ADF(50μm厚)/ON(15μm厚)/LMD/EVOH/(20μm厚)/LMD/HS(40μm厚)在該結(jié)構(gòu)中，EVOH表示可從Kuraray Co.，Ltd.購(gòu)買的EVARU膜(附加第三基膜層1d)。
熱壓條件采用熱壓膠合方法。ADF夾在ON和PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)疊加結(jié)構(gòu)的AL之間，以形成層結(jié)構(gòu)，壓力和160℃的熱施加到層結(jié)構(gòu)1秒鐘。
比較實(shí)例1圖78(c)中所示的疊片10具有下面的結(jié)構(gòu)。
PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)/SL(15μm厚)/ON/(15μm厚)/HS(40μm厚)在該結(jié)構(gòu)中，SL表示用于夾壓的粘性樹脂層128。作為粘性樹脂層的SL通過(guò)夾壓夾在ON和PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)疊加結(jié)構(gòu)的AL之間以形成將AL和ON粘在一起的疊層結(jié)構(gòu)。
比較實(shí)例2圖78(d)所示的疊片10具有下面的結(jié)構(gòu)。
PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)/LMD/ON/(15μm厚)/LMD/EVOH(20μm厚)/HS(40μm厚)疊加的條件ON和PET(12μm厚)/LMD/AL(12μm厚)疊加結(jié)構(gòu)的AL通過(guò)利用雙組聚氨酯粘劑而粘結(jié)在一起。
結(jié)果通過(guò)利用這些疊片來(lái)制造電池盒，利用有機(jī)碳酸鹽溶劑的電解質(zhì)的電池分別密封在電池盒中，以形成樣品電池組件，對(duì)該樣品電池組件進(jìn)行存儲(chǔ)壽命測(cè)試。
存儲(chǔ)壽命測(cè)試樣品電池組件存儲(chǔ)在40℃溫度和90％RH的溫濕條件下三個(gè)月，接著研究樣品電池組件的電池盒，觀察在形成電池盒的疊片中，金屬薄片層和粘結(jié)到該金屬薄片層上的內(nèi)層是否發(fā)生分離。研究的結(jié)果用比率來(lái)表示(發(fā)生分離的電池盒數(shù))/(樣品數(shù)(十個(gè)樣品))實(shí)例10/10實(shí)例20/10比較實(shí)例110/10比較實(shí)例22/10本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)避免了金屬薄片層2和內(nèi)疊加結(jié)構(gòu)123由于電解質(zhì)的作用的分離。第一基膜層1a和第三基膜層1c，或者第一基膜層1a、第三基膜層1c和附加第三基膜層1d提供了具有各種機(jī)械強(qiáng)度和抵抗力的疊片。由于金屬薄片層2夾在第一基膜層1a和第三基膜層1c之間，以及附加第三基膜層1d粘結(jié)到第三基膜層1c上，于是疊片具有較高的刺穿強(qiáng)度，特別是抵抗內(nèi)側(cè)的刺穿，金屬薄片層得到了保護(hù)，因此電池盒形成疊片具有穩(wěn)定的阻礙性能。
當(dāng)需要在電池盒形成疊片10的表面上印制字母和圖案時(shí)，該字母和圖案印制在作為最外層的第一基膜層內(nèi)表面上，該第一基膜層將與鄰近層表面結(jié)合，用于第二次表面刻蝕，然后第一基膜層疊加到鄰近層上。于是即使電池盒形成片的表面磨損時(shí)，印制的字母和圖案也不會(huì)被破壞。
權(quán)利要求
1.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；電池盒形成疊片，用于形成容納電池的電池盒，所述電池盒形成疊片包括第一基膜層；及位于第一基膜層內(nèi)側(cè)的熱粘樹脂層，還包括夾在第一基膜層和熱粘樹脂層之間的金屬薄片層，還包括夾在金屬薄片層和熱粘樹脂層之間的第三基膜層；其中，至少第一基膜層或第三基膜層帶有壓力減緩部，該壓力減緩部具有通過(guò)利用激光束照射而形成的切口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1述的電池盒形成疊片，其特征在于壓力減緩部具有在5到10kg/cm2范圍內(nèi)的斷裂強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池盒形成疊片，其特征在于壓力減緩部具有一組相交的直的切口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池盒形成疊片，其特征在于第一基膜層和第三基膜層均分別在相應(yīng)位置設(shè)有壓力減緩部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池盒形成疊片，其特征在于壓力減緩部位于電池盒的周圍部，該電池盒通過(guò)對(duì)熱粘樹脂層的周圍部熱封而形成。
6.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；每個(gè)接頭具有帶彼此重疊和接觸的相應(yīng)部位的第一和第二部分，當(dāng)在電池盒中產(chǎn)生氣體時(shí)，每個(gè)接頭的重疊部分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其特征在于每個(gè)接頭的第一和第二部分的重疊部粘結(jié)到電池盒的相對(duì)兩壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其特征在于在電池盒中安裝有用于按壓接頭的第一和第二部分的重疊部的按壓裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組件，其特征在于按壓裝置包括板簧或盤簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組件，其特征在于按壓裝置包括彈性件。
11.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；電池盒通過(guò)對(duì)具有金屬薄片層的疊片加工而形成，金屬薄片的端部邊緣凹進(jìn)在疊片的一端后面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池組件，其特征在于對(duì)應(yīng)于接頭的金屬薄片層的端部邊緣的部分凹進(jìn)在疊片的端部后面。
13.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；接頭覆蓋有以一定圖案形成的絕緣罩。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組件，其特征在于絕緣罩由熱溶樹脂形成，該熱溶樹脂含有作為主要成分的酸改性聚烯烴樹脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組件，其特征在于絕緣罩由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、活性丙烯酸樹脂和彈性樹脂形成。
16.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；接頭覆蓋有可粘結(jié)到電池盒上的絕緣罩。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組件，其特征在于電池盒具有聚烯烴樹脂的內(nèi)層。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組件，其特征在于在電池盒一側(cè)的絕緣罩由酸改性聚烯烴樹脂形成。
19.一種電池組件，包括電池；容納電池的電池盒；及連接到電池并從電池盒向外伸出的接頭；每個(gè)接頭夾在一對(duì)絕緣罩之間，每個(gè)絕緣罩覆蓋電池盒的端部。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電池組件，其特征在于絕緣罩為膠帶。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池組件，其特征在于絕緣粘性片固定到接頭表面的一部分上。
22.一種電池組件，包括電池；連接到電池上的接頭；及容納電池和接頭的電池盒；其特征在于電池盒的周圍部密封，對(duì)應(yīng)于接頭的密封周圍部的部位設(shè)有開口。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電池組件，其特征在于電池盒具有由酸改性聚烯烴樹脂形成的內(nèi)層。
全文摘要
電池組件(50)包括通過(guò)加工電池盒形成疊片(10)而形成的電池盒(51)、容納在該電池盒(51)中的電池50a和從電池盒(51)伸向外面的接頭(59，60)。電池盒形成疊片(10)通過(guò)對(duì)作為最外層的第一基膜層(1a)、金屬薄片層(2)和熱粘樹脂層(3)依次疊加而形成。第一基膜層(1a)為雙軸取向聚乙烯對(duì)苯二酸鹽樹脂膜或雙軸取向尼龍樹脂膜。金屬薄片層(2)由鋁或銅片制成。熱粘樹脂層(3)由聚烯烴樹脂制成，最好由酸改性聚烯烴樹脂制成。
文檔編號(hào)H01M2/04GK1549359SQ200410045658
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期1999年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月5日
發(fā)明者山崎拓也, 二, 小口清, 一郎, 清水孝二, 樹, 須藤健一郎, 吉中努, 浩, 黑川英樹, 關(guān)野均, 吉川正浩, 宮間洋, 林克彥, 福田淳 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社