CN110315812A - 堆栈膜层 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种堆栈膜层，包括金属层、第一树脂层、第二树脂层以及第一保护层。金属层具有彼此相对的第一表面与第二表面。第一树脂层位于金属层的第一表面上。第二树脂层位于金属层的第二表面上。第一保护层位于金属层与第一树脂层之间，其中第一保护层的材料包括聚硅氮烷。

Description

堆栈膜层

技术领域

本发明涉及一种堆栈膜层，尤其涉及一种作为包装材的堆栈膜层。

背景技术

锂电池被用作笔记本电脑(personal computer)或移动电话等携带装置、混合动力车或电动汽车等的蓄电池。随着可重复充电放电兼具重量轻、高电压值与高能量密度等特点的锂电池的市场需求量与日俱增，对锂电池使用寿命的要求也越来越高。

一般而言，用以包装锂电池的铝塑膜为叠层结构，其中铝塑膜使用的金属铝箔层容易被酸性物质腐蚀，造成缺陷。举例来说，使用铝塑膜包装锂电池时，因锂电池的电解液会产生的酸性物质(例如：氢氟酸(HF))，使叠层结构中的金属铝箔层遭受由电解液产生的酸性物质的侵蚀，导致分层缺陷，进而大幅影响锂电池的使用寿命。

因此，如何改善金属铝箔层因易被酸性物质腐蚀而造成缺陷的问题，以达到目前业界的要求，实为目前此领域技术人员亟欲解决的问题。

发明内容

本发明提供一种堆栈膜层，且特别是有关于一种耐腐蚀的堆栈膜层。

本发明提供一种堆栈膜层，其中堆栈膜层包括金属层、第一树脂层、第二树脂层以及第一保护层。金属层具有彼此相对的第一表面与第二表面。第一树脂层位于金属层的第一表面上。第二树脂层位于金属层的第二表面上。第一保护层位于金属层与第一树脂层之间，其中第一保护层的材料包括聚硅氮烷(polysilazane，PSZ)。

在本发明的一个实施方式中，所述第一保护层的厚度介于0.05微米至1.2微米之间。

在本发明的一个实施方式中，所述第一保护层的表面粗糙度介于0.09微米至0.30微米之间。

在本发明的一个实施方式中，所述第一树脂层的厚度介于20微米至80微米之间。

在本发明的一个实施方式中，所述金属层的厚度为30微米至40微米。

在本发明的一个实施方式中，所述第二树脂层的厚度为15微米至25微米。

在本发明的一个实施方式中，所述堆栈膜层还包括第一黏着层以及第二黏着层，所述第一黏着层位于所述第一树脂层与所述第一保护层之间，其中所述第一黏着层的厚度为3微米至15微米，且所述第二黏着层位于所述金属层与所述第二树脂层之间，其中所述第二黏着层的厚度为3微米至5微米。

在本发明的一个实施方式中，所述堆栈膜层还包括第二保护层，位于所述金属层与所述第二树脂层之间，其中所述第二保护层的材料包括聚硅氮烷。

在本发明的一个实施方式中，所述第二保护层的厚度介于0.05微米至1.2微米之间。

在本发明的一个实施方式中，所述第二保护层的表面粗糙度介于0.09微米至0.30微米之间。

在本发明的一个实施方式中，所述堆栈膜层还包括第一黏着层以及第二黏着层，所述第一黏着层位于所述第一树脂层与所述第一保护层之间，其中所述第一黏着层的厚度为3微米至15微米，且所述第二黏着层位于所述金属层与所述第二保护层之间，其中所述第二黏着层的厚度为3微米至5微米。

基于上述，本发明堆栈膜层中的金属层表面具有(第一/第二)保护层，其为硬质且具有致密结构的保护层，其中本发明的保护层具有耐腐蚀性的效果，故可避免金属层受电解液所生成的酸性物质的侵蚀所导致的分层缺陷，避免电池漏液，进而提升堆栈膜层的使用寿命与安全性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一个实施方式的堆栈膜层的剖面示意图；

图2A至图2C是本发明一个实施方式的堆栈膜层的制作方法流程的剖面示意图；

图3是依照本发明另一个实施方式的堆栈膜层的剖面示意图；

图4A至图4B是本发明的实验组及对照组的测试表面于电解液仿真测试之前的扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)图像；

图5A至图5B是本发明的实验组及对照组的测试表面于电解液仿真测试之后的SEM图像。

附图标号说明：

100、200：堆栈膜层

110：第一树脂层

120：第一黏着层

130A：第一保护层

130B：第二保护层

140：金属层

150：第二黏着层

160：第二树脂层

S1：第一表面

S2：第二表面

具体实施方式

在本文中，由“一数值至另一数值”表示的范围，是一种避免在说明书中一一列举该范围中的所有数值的概要性表示方式。因此，某一特定数值范围的记载，涵盖该数值范围内的任意数值以及由该数值范围内的任意数值界定出的较小数值范围，如同在说明书中明文写出该任意数值和该较小数值范围一样。

图1是依照本发明的一个实施方式的堆栈膜层的剖面示意图。请参照图1，本发明的堆栈膜层100包括第一树脂层110、第一保护层130A、金属层140、第二保护层130B以及第二树脂层160。在另一个实施方式中，本发明的堆栈膜层还包括第一黏着层120以及第二黏着层150。在本实施方式中，以堆栈膜层应用于电池用包装材的铝塑膜为例，以下将对前述各膜层进行详细说明。

请参照图1，金属层140具有彼此相对的第一表面S1与第二表面S2。在一个实施方式中，金属层140的材料例如包括铝或钢。在本实施方式中，金属层140具有防止水汽与阻隔的作用。在一个实施方式中，金属层140的厚度例如是介于30微米至40微米之间，本发明不以此为限。

第一树脂层110作为堆栈膜层的内层，位于金属层140的第一表面S1上。在一个实施方式中，第一树脂层110的材料例如包括聚丙烯(polypropylene，PP)、聚乙烯(polyethylene，PE)或其组合。在其他实施方式中，第一树脂层110的材料更可额外添加包括聚酯弹性体、烯烃系弹性体、聚酰胺系弹性体或其组合等添加物。第一树脂层110是做为隔离层，用于包覆电池内芯，将金属层140与电池内芯隔离开来。在一个实施方式中，第一树脂层110的厚度例如是介于20微米至80微米之间，本发明不以此为限。

第一保护层130A设置在金属层140的第一表面S1上，且位于金属层140与第一树脂层110之间。第一保护层130A可做为金属层140的耐腐蚀层，避免金属层140受电解液所产生的酸性物质腐蚀而造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况发生。在本发明中，第一保护层130A为具有致密结构的硬质涂层，其材料包括具有如下式(I)表示的重复单元的聚硅氮烷：

其中R₁、R₂、R₃各自独立地选自由氢原子(H)、甲基(-CH₃)所组成的族群，本发明不限于此。在一个实施方式中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自其他功能性的官能基，例如可促进反应进行的异氰酸基(-NCO)。在一个实施方式中，式(I)所表示的重复单元中的R₁至R₃为甲基的比例为大于或等于33％，第一保护层130A具有适中的硬度，不易发生破碎和/或龟裂。在另一个实施方式中，式(I)所表示的重复单元中的R₁至R₃为甲基的比例，更佳地，可以例如为大于或等于67％。

在一个实施方式中，第一保护层130A的厚度例如是介于0.05微米至1.2微米之间，较佳是介于0.1微米至0.3微米之间，本发明不以此为限。值得一提的是，若第一保护层130A的厚度太厚(例如大于1.2微米)，会导致第一保护层130A容易破碎和/或龟裂。然而，若第一保护层130A的厚度太薄(例如小于0.05微米)，则无法均匀覆盖金属层140，会导致耐腐蚀效果不佳。在一个实施方式中，第一保护层130A的表面粗糙度例如是介于0.09微米至0.30微米之间，本发明不以此为限。

第一黏着层120设置在金属层140的第一表面S1上，且位于第一树脂层110与第一保护层130A之间。在一个实施方式中，通过第一黏着层120，将第一树脂层110与第一保护层130A相贴合。在一个实施方式中，第一黏着层120的材料例如包括酸改性聚烯烃(acid-modified polyolefin，mPO)、改质聚丙烯(modified polypropylene，mPP)、改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物(modified styrene-ethylene/butylene block copolymer，mSEBS)、改质聚氨酯(modified polyurethane，mPU)或马来酸酐接枝聚丙烯(maleicanhydride grafting on polypropylene，MA-g-PP)。在其他实施方式中，第一黏着层120的材料更可额外添加包括聚酯弹性体、烯烃系弹性体、聚酰胺系弹性体或其组合等添加物，本发明不以此为限。在一个实施方式中，第一黏着层120的厚度例如是介于3微米至15微米之间，本发明不以此为限。

第二树脂层160位于金属层140的第二表面S2上。在一个实施方式中，第二树脂层160的材料例如包括耐热性树脂。举例来说，第二树脂层160的材料例如包括尼龙(nylon)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine，PEI)或聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral resin，PVB)，且其例如是通过共挤、流延、拉伸等步骤所制成的薄膜。第二树脂层160是做为堆栈膜层的保护膜，用以保持铝塑膜的高耐穿刺性及电池的成型性。在一个实施方式中，第二树脂层160的厚度例如是介于15微米至25微米之间，本发明不以此为限。

第二保护层130B配置于金属层140的第二表面S2上，且位于金属层140与第二树脂层160之间。第二保护层130B可做为金属层140的耐腐蚀层，避免金属层140受电解液所产生的酸性物质腐蚀而造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况发生。在本发明中，第二保护层130B为具有致密结构的硬质涂层，其材料包括具有如下式(I)表示的重复单元的聚硅氮烷：

其中R₁、R₂、R₃各自独立地选自由氢原子(H)、甲基(-CH₃)所组成的族群，本发明不限于此。在一个实施方式中，R₁、R₂、R₃亦可各自独立地选自其他功能性的官能基，例如可促进反应进行的异氰酸基(-NCO)。在一个实施方式中，式(I)所表示的重复单元中的R₁至R₃为甲基的比例例如为大于或等于33％，使第一保护层130A可具有适中的硬度，不易发生破碎和/或龟裂。在另一个实施方式中，式(I)所表示的重复单元中的R₁至R₃为甲基的比例，更佳地，可以例如为大于或等于67％。

在一个实施方式中，第二保护层130B的厚度例如是介于0.05微米至1.2微米之间，较佳是介于0.1微米至0.3微米之间，本发明不以此为限。值得一提的是，若第二保护层130B的厚度太厚(例如大于1.2微米)，会导致第二保护层130B容易破碎和/或龟裂。然而，若第二保护层130B的厚度太薄(例如小于0.05微米)，则无法均匀覆盖金属层140，会导致耐腐蚀效果不佳。在一个实施方式中，第二保护层130B的表面粗糙度例如是介于0.09微米至0.30微米之间，本发明不以此为限。

在一些实施方式中，第一保护层130A与第二保护层130B可于同一道制程步骤形成，但本发明不以此为限。在某些实施方式中，第一保护层130A与第二保护层130B可于不同的制程步骤形成。在一些实施方式中，第二保护层130B的厚度、粗糙度与第一保护层130A的厚度、粗糙度可以是实质上相同，但本发明不以此为限。在其它实施方式中，第二保护层130B的厚度、粗糙度与第一保护层130A的厚度、粗糙度亦可以不相同。

第二黏着层150配置于金属层140的第二表面S2上，且位于第二保护层130B与第二树脂层160之间。通过第二黏着层150，将第二保护层130B与第二树脂层160相贴合。在一个实施方式中，第二黏着层150的材料例如包括改质压克力树脂。在一个实施方式中，第二黏着层150的厚度例如是介于3微米至5微米之间，本发明不以此为限。

本发明通过以聚硅氮烷作为材料在金属层140的表面上所形成的具有致密结构与具有耐腐蚀的薄膜作为保护层(即第一保护层130A/第二保护层130B)，可避免金属层140因受当电解液所产生的酸性物质腐蚀而造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况发生。值得一提的是，本发明的(第一/第二)保护层的制作过程不需使用含有磷或重金属的处理液，不会有优养化或重金属污染等的疑虑。反观磷酸铬处理法、铬酸铬处理法或磷酸锆处理法等金属表面处理技术，因于制程过程中使用含有磷和/或重金属(例如：铬、锆等)等的化学处理液，而对环境造成危害(例如：环境的优养化或环境中的重金属污染)。

以下，将对堆栈膜层的制作方法进行详细说明。图2A至图2C是本发明一个实施方式的堆栈膜层的制作方法流程的剖面示意图。

首先，请参照图2A，提供金属层140，并在金属层140具有彼此相对的第一表面S1与第二表面S2上分别形成第一保护层130A与第二保护层130B。在一个实施方式中，金属层140例如包括铝膜或钢膜。在一个实施方式中，金属层140的厚度例如是25微米至40微米。

在一个实施方式中，第一保护层130A与第二保护层130B的厚度例如是介于0.05微米至1.2微米。在一个实施方式中，第一保护层130A与第二保护层130B的表面粗糙度例如是介于0.09微米至0.30微米之间。在本发明中，第一保护层130A与第二保护层130B的材料包括聚硅氮烷，其中聚硅氮烷具有上述式(I)表示的重复单元。举例来说，在一个实施方式中，通过一道涂布制程，将具有上述式(I)表示的重复单元的聚硅氮烷涂布在金属层140的第一表面S1与第二表面S2上后，通过加热与加湿等方式使第一保护层130A与第二保护层130B完全固化成具有致密结构的硬质涂层，以在金属层140的第一表面S1与第二表面S2上分别形成一层耐腐蚀的薄膜。值得说明的是，具有上述式(I)表示的重复单元的聚硅氮烷是以水气及热做为固化的驱动力，在固化过程中形成具有(Si-N)/(Si-O)/(Si-CH₃)/(Si-O-Si)/(Si-N)/(N-H)等的交联网络的薄膜，而在金属层140的表面形成硬质且具有致密结构的保护层。在一个实施方式中，上述的涂布制程包括浸渍涂布(dipping coating)、滚筒式涂布(roll coating)、刮刀涂布(blade coating)、棒式涂布(bar coating)、狭缝式模头挤出涂布(slot die)或喷雾型涂布(spraying coating)。

如图2B所示，提供第一树脂层110，再形成第一黏着层120于第一树脂层110以及第一保护层130A之间，使第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1。在本实施方式中，第一树脂层110的材质例如是包括聚丙烯。在一个实施方式中，第一树脂层110的厚度例如是30微米至80微米。

举例来说，第一黏着层120例如是以涂布制程或淋膜制程来形成。在一个实施方式中，第一黏着层120的厚度例如是3微米至15微米。

在一个实施方式中，当第一黏着层120的材质例如是酸改性聚烯烃(mPO)、改质聚氨酯(mPU)或改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物(mSEBS)时，通过一道涂布制程，将酸改性聚烯烃、改质聚氨酯或是改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物涂布于第一保护层130A远离于金属层140的第一表面S1的表面上，以形成第一黏着层120；再将第一黏着层120远离于金属层140的第一表面S1的表面直接放置在第一树脂层110上后直接加压，使第一树脂层110通过第一黏着层120直接贴合至第一保护层130A，即第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1。在另一个实施方式中，通过一道涂布制程，亦可选择将酸改性聚烯烃、改质聚氨酯或是改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物涂布至第一树脂层110上，以形成第一黏着层120；再将第一黏着层120远离于第一树脂层110的表面直接放置于第一保护层130A上后直接加压，使第一树脂层110直接贴合第一保护层130A，即第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1。所述的涂布制程包括滚筒式涂布(roll coating)、刮刀式涂布(blade coating)、斜板式涂布(slide coating)、挤压式涂布法(slot-die)或线棒式涂布。

然本发明不此以为限，在其它实施方式中，当第一黏着层120的材质例如是酸改性聚丙烯(mPP)或马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)，时，通过一道淋膜制程，将酸改性聚丙烯或马来酸酐接枝聚丙烯涂布于第一保护层130A远离于金属层140的第一表面S1的表面上，以形成第一黏着层120；再将第一黏着层120远离于金属层140的第一表面S1的表面直接放置在第一树脂层110上后，进行升温与升压，以热压合制程，使第一树脂层110通过第一黏着层120直接贴合至第一保护层130A，即第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1。在另一些实施例中，通过一道淋膜制程，亦可选择将酸改性聚丙烯或马来酸酐接枝聚丙烯涂布至第一树脂层110上，以形成第一黏着层120；再将第一黏着层120远离于第一树脂层110的表面直接放置于第一保护层130A上后，进行升温与升压，以热压合制程，使第一树脂层110通过第一黏着层120直接贴合至第一保护层130A，即第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1。

最后，如图2C所示，提供第二树脂层160，再形成第二黏着层150于第二树脂层160以及第二保护层130B之间，使第二树脂层160贴合至金属层140具有第二保护层130B的第二表面S2。在一个实施方式中，第二树脂层160的材质例如是包括尼龙或聚乙烯亚胺。在一个实施方式中，第二树脂层160的厚度例如是15微米至25微米。

举例来说，第二黏着层150例如是以涂布制程来形成。在一个实施方式中，通过一道涂布制程，将第二黏着层150涂布在第二树脂层160的表面上或在第二保护层130B远离金属层140的第二表面S2的表面上，使第二树脂层160通过第二黏着层150直接贴合于第二保护层130B，即第二树脂层160贴合至金属层140具有第二保护层130B的第二表面S2。在一个实施方式中，第二黏着层150的材质例如是包括改质压克力树脂。在一个实施方式中，第二黏着层150的厚度例如是3微米至5微米。所述涂布制程包括滚筒式涂布、刮刀式涂布、斜板式涂布、挤压式涂布法或线棒式涂布。至此，本发明的堆栈膜层已完成。

此外，上述的制作方法是在金属层140上先形成第一树脂层110后，再形成第二树脂层160为例。但本发明不以此为限，在其它实施方式中，亦可在选择在金属层140上，先形成第二树脂层160后，再形成第一树脂层110。

图3是依照本发明的另一个实施方式的堆栈膜层的剖面示意图。请同时参照图3及图1，图3所示的堆栈膜层200与图1所示的堆栈膜层100相似，因此相似或相同的构件以相似或相同的组件符号表示，且相关说明不再赘述。在一些实施方式中，图3的堆栈膜层200包括第一树脂层110、第一黏着层120、第一保护层130A、金属层140、第二黏着层150以及第二树脂层160。

如图3所示，在堆栈膜层200中，第一树脂层110、第一黏着层120以及第一保护层130A位在金属层140的第一表面S1上，第二黏着层150以及第二树脂层160位在金属层140的第二表面S2上，其中第一表面S1与第二表面S2为金属层140的两个相对的表面。具体来说，金属层140设置在第一树脂层110与第二树脂层160之间，第一保护层130A位在第一树脂层110与金属层140之间，第一黏着层120位在第一树脂层110与第一保护层130A之间，且第二黏着层150位在金属层140与第二树脂层160之间。

具体来说，通过第一黏着层120，第一树脂层110贴合至金属层140具有第一保护层130A的第一表面S1；且，通过第二黏着层150，第二树脂层160直接贴合至金属层140的第二表面S2。在一些实施方式中，将可作为耐腐蚀层的第一保护层130A配置于金属层140的第一表面S1上，可使金属层140与电池内芯隔离开来，进而达到避免金属层140受电解液所产生的酸性物质腐蚀而造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况发生。又，本实施例中的保护层(即第一保护层130A)的制作过程不需使用含有磷或重金属的处理液，不会有优养化或重金属污染等的疑虑。换言之，图3的堆栈膜层200不包括第二保护层130B除了可达到避免金属层140受电解液所产生的酸性物质腐蚀而造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况外，还进一步减少整体膜厚。

以下说明包含本发明的实施例1至实施例7以及作为本发明的对照组的比较例，其中实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层的材料、厚度请参照下方表1。

<实施例>

请参照前文关于堆栈膜层的结构与制造方法。下文将参照实施例1至实施例7，更具体地描述本发明的特征。虽然描述了以下实施例1至实施例7，但是在不逾越本发明范畴的情况下，可适当地改变所用材料、其量及比率、处理细节以及处理流程等等。因此，不应由下文所述的实施例对本发明作出限制性地解释。

实施例1

在室温下，将具有式(I)表示的重复单元的聚硅氮烷(PSZ)涂布至作为金属层的铝膜(aluminium film)的两个相对表面上后，在具有水气的环境下进行加热，使涂布在铝膜的表面上聚硅氮烷完全固化，以形成第一保护层与第二保护层，其中铝膜具有约40微米的膜厚，第一保护层与第二保护层分别具有约为1.2微米的膜厚。接着，将改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物(mSEBS)涂布至在作为内层的聚丙烯膜(PP film)的一个表面上，再把聚丙烯膜具有改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物的表面放置在铝膜的第一保护层上后，进行加压贴合，使聚丙烯膜通过改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物而与第一保护层相贴合，其中以改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物作为第一黏着层具有约为3微米至5微米的膜厚，且聚丙烯膜具有约40微米的膜厚。最后，将改质压克力树脂涂布至在作为外层的尼龙膜的一个表面上，再把尼龙膜具有改质压克力树脂的表面放置在铝膜的第二保护层上后，进行加压贴合，使尼龙膜通过改质压克力树脂而与第二保护层相贴合，其中以改质压克力树脂作为第二黏着层具有约为3微米至5微米的膜厚，且尼龙膜具有约25微米的膜厚。经由上述步骤完成本发明的堆栈膜层，其中堆栈膜层由内层(靠近电池内芯)至外层依序为第一树脂层、第一黏着层、第一保护层、金属层、第二保护层、第二黏着层以及第二树脂层。

另外，在上述步骤中，使用原子力显微镜(atomic force microscopy，AFM)对堆栈膜层中的金属层、第一保护层与第二保护层分别进行表面粗糙度测试，量测结果示于表1中。

实施例2～实施例5

实施例2至实施例5的堆栈膜层是以与实施例1相同的步骤来制备。相异之处在于：改变第一保护膜与第二保护膜的膜厚(如表1所示)。

实施例6

实施例6的堆栈膜层是以与实施例1相同的步骤来制备。相异之处在于：将第一黏着层的材料以改质聚氨酯(mPU)代替，并改变第一保护膜与第二保护膜的膜厚(如表1所示)。

实施例7

实施例7的堆栈膜层是以与实施例1相同的步骤来制备。相异之处在于：将第一黏着层的材料以马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)代替，并改变第一树脂层、第一黏着层、第一保护膜与第二保护膜的膜厚(如表1所示)。

比较例

在室温下，将改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物涂布至在作为内层的聚丙烯膜的一个表面上，再把聚丙烯膜具有改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物的表面放置在作为金属层的铝膜的一个表面上后，进行加压贴合，使聚丙烯膜通过改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物而与铝膜相贴合。铝膜具有约40微米的膜厚，以改质苯乙烯-乙烯/丁烯嵌段共聚合物作为第一黏着层具有约为3微米至5微米的膜厚，且聚丙烯膜具有约40微米的膜厚。接着，将改质压克力树脂涂布至在作为外层的尼龙膜的一个表面上，再把尼龙膜具有改质压克力树脂的表面放置在铝膜相对于第一黏着层的另一表面上后，进行加压贴合，使尼龙膜通过改质压克力树脂而与铝膜相贴合，其中以改质压克力树脂作为第二黏着层具有约为3微米至5微米的膜厚，且尼龙膜具有约25微米的膜厚。经由上述步骤完成比较例的堆栈膜层，其由内层(靠近电池内芯)至外层依序为第一树脂层、第一黏着层、金属层、第二黏着层以及第二树脂层。即，比较例的堆栈膜层不具有第一与第二保护层。

在上述步骤中，使用原子力显微镜(AFM)对比较例的堆栈膜层中的金属层进行表面粗糙度测试，量测结果示于表1中。

表1

接着，分别对实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层进行剥离强度测试、冲深测试、抗电解液测试以及热封特性测试，所述项目以下述方式来进行量测，且量测结果分别示于表2中。

＜剥离强度测试＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层裁切成宽度为15mm的测试样品。接着，使用万能试验机(岛津科学仪器股份有限公司(SHIMADZU)制造；设备名：AG-1S)对各个测试样品中的第一树脂层(内层)与金属层以50mm/min的剥离速度进行角度为180度的剥离强度测试，将该些测试样品拉伸至拉伸长度为50mm。其中，拉伸长度是取6个测试样品的中间值。根据一般业界设定的标准，通常针对第一树脂层(内层)与金属层的测试，其剥离强度至少需大于5N/15mm。因此，在本剥离强度测试中，若第一树脂层(内层)与金属层的剥离强度大于5N/15mm，于表2中标记为“○”；若第一树脂层(内层)与金属层的剥离强度小于或等于5N/15mm，则于表2中标记为“×”。

＜冲深测试1＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层分别制作成长宽尺寸为8cm×10cm的测试样品。接着，对各个测试样品以6千克的压力进行冷冲壳测试，将该些测试样品冲深至冲深长度大于5mm。在冷冲壳测试后，观察测试样品是否有破孔或分层等现象。在本冲深测试中，若测试样品未发生破孔或分层，于表2中标记为“○”；若测试样品发生破孔或分层，则于表2中标记为“×”。

＜冲深测试2＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层分别制作成长宽尺寸为8cm×10cm的测试样品。接着，对各个测试样品以6千克的压力进行冷冲壳测试，将该些测试样品冲深至冲深长度大于5mm。在冷冲壳测试后，以SEM观察测试样品的金属层表面涂层是否有龟裂、脱落等现象。在本冲深测试中，若测试样品未发生龟裂、脱落，于表2中标记为“○”；若测试样品发生龟裂但未脱落，则于表2中标记为“△”；若测试样品发生龟裂并脱落，则于表2中标记为“×”。

＜抗电解液测试1＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层分别制作成长宽尺寸为10cm×10cm的测试样品。接着，将各个测试样品的第一树脂层(内层)浸泡至温度为摄氏85度的电解液(DEC/EMC/EC＝1/1/1(wt％)+LiPF₆)中，并静置1天。接着，对上述测试样品的第一树脂层(内层)与金属层进行剥离强度的测试。在本剥离强度测试中，若第一树脂层(内层)与金属层的剥离强度大于3N/15mm，于表2中标记为“○”；若第一树脂层(内层)与金属层的剥离强度介于2N/15mm至3N/15mm之间，则于表2中标记为“△”；若第一树脂层(内层)与金属层的剥离强度小于2N/15mm，则于表2中标记为“×”。

＜抗电解液测试2＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层分别制作成长宽尺寸为10cm×10cm的测试样品。接着，将各个测试样品的第一树脂层(内层)浸泡至温度为摄氏75度的电解液(DEC/EMC/EC＝1/1/1(wt％)+LiPF₆)中，并静置7天。接着，观察测试样品的第一树脂层(内层)有无脱层现象。在本抗电解液测试中，若第一树脂层(内层)无脱层现象，于表2中标记为“○”；若第一树脂层(内层)有些许脱层现象，则于表2中标记为“△”；若第一树脂层(内层)有严重脱层现象，则于表2中标记为“×”。

＜热封特性测试＞

将实施例1至实施例7及比较例的堆栈膜层裁切成宽度为15mm的测试样品。接着，在高温与高压的环境下，分别对该些测试样品进行热封程序，使该些测试样品的第一树脂层(内层)各自接合，也就是说，利用高热与高压力使单一测试样品的第一树脂层(内层)彼此熔接。使用万能试验机(岛津科学仪器股份有限公司(SHIMADZU)制造；设备名：AG-1S)对各个测试样品中进行热封的第一树脂层(内层)-第一树脂层(内层)接口处，以50mm/min的剥离速度进行角度为180度的剥离强度测试，将该些测试样品拉伸至拉伸长度为50mm。若第一树脂层(内层)-第一树脂层(内层)的剥离强度大于50N/15mm，于表2中标记为“○”；若第一树脂层(内层)-第一树脂层(内层)的剥离强度小于或等于50N/15mm，则于表2中标记为“×”。

表2

*：无表面涂层(即：不具有第一保护层或第二保护层)，故比较例无法进行冲深测试2的测试。

由表2可知，相较于比较例，实施例1-7同样在剥离强度测试、冲深测试1、热封特性测试等测试中保持良好的表现，此表示实施例1-7的堆栈膜层具有良好的接着强度以及成型性。此外，由表2更可以得知，相较于比较例，实施例1-7在冲深测试2以及抗电解液测试1-2等测试中具有更好的表现，此表示实施例1-7的堆栈膜层具有良好的耐化性。

＜耐电解液腐蚀测试＞

图4A至图4B与图5A至图5B是本发明的实验组及对照组的测试表面于电解液模拟测试之前后的SEM图像，用以证明本发明的保护层的耐腐蚀性。具体来说，本发明的实验组为两层结构的膜层，其具有作为金属层的铝膜其在其表面上形成的保护层(见表1，实施例3的金属层与第一/第二保护层)，且本发明的对照组为单层结构的膜层，其仅具有作为金属层的铝膜(见表1，比较例的金属层)。

首先，在耐电解液腐蚀测试之前，通过SEM对本发明的实验组及对照组的膜层的测试表面进行观察，并分别示于图4A与图4B。由图4A的SEM图像明显可见，本发明的实验组中位于铝膜上的保护层具有致密结构(图4A的右上角附图为其局部放大SEM图像，上层为保护层且下层为金属层)且平坦的表面。

接着，将实验组及对照组浸置于模拟电解液的环境中(电解液(DEC/EMC/EC＝1/1/1(wt％)+LiPF₆)+20％RO水)，静置4天后，使用SEM观察本发明的实验组及对照组的膜层的测试表面情况，并分别示于图5A与图5B。同时参照图4A与5A可知，实验组的膜层的测试表面仅有些微蚀刻，即微量保护层脱落；由此可知，本发明的保护层确实具有耐腐蚀性。另一方面，同时参照图4B与5B可知，对照组的膜层的测试表面被严重蚀刻，造成铝膜破孔(图5B的右上角附图为其局部放大SEM图像)。

综上所述，由于本发明的堆栈结构通过至少在金属层(靠近电池内芯)的表面上形成一层具有致密结构且耐腐蚀性的硬质保护层，可有效地避免金属层受电解液所产生的酸性物质腐蚀所造成堆栈膜层间的分层以及电池漏液等情况，进而提升堆栈膜层的使用寿命与安全性。除此之外，由于本发明的硬质保护层的制程不需使用含有磷或重金属的处理液，不会有优养化或重金属污染等的疑虑，因此相较于现有的堆栈结构的制作工序，本发明的堆栈膜层具有更为环境友善的制程。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种堆栈膜层，其特征在于，包括：

金属层，具有彼此相对的第一表面与第二表面；

第一树脂层，位于所述金属层的所述第一表面上；

第二树脂层，位于所述金属层的所述第二表面上；以及

第一保护层，位于所述金属层与所述第一树脂层之间，其中所述第一保护层的材料包括聚硅氮烷。

2.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第一保护层的厚度介于0.05微米至1.2微米之间。

3.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第一保护层的表面粗糙度介于0.09微米至0.30微米之间。

4.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第一树脂层的厚度介于20微米至80微米之间。

5.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，所述金属层的厚度为30微米至40微米。

6.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第二树脂层的厚度为15微米至25微米。

7.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，还包括：

第一黏着层，位于所述第一树脂层与所述第一保护层之间，其中所述第一黏着层的厚度为3微米至15微米；以及

第二黏着层，位于所述金属层与所述第二树脂层之间，其中所述第二黏着层的厚度为3微米至5微米。

8.根据权利要求1所述的堆栈膜层，其特征在于，还包括：

第二保护层，位于所述金属层与所述第二树脂层之间，其中所述第二保护层的材料包括聚硅氮烷。

9.根据权利要求8所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第二保护层的厚度介于0.05微米至1.2微米之间。

10.根据权利要求8所述的堆栈膜层，其特征在于，所述第二保护层的表面粗糙度介于0.09微米至0.30微米之间。

11.根据权利要求8所述的堆栈膜层，其特征在于，还包括：

第一黏着层，位于所述第一树脂层与所述第一保护层之间，其中所述第一黏着层的厚度为3微米至15微米；以及

第二黏着层，位于所述第二树脂层与所述第二保护层之间，其中所述第二黏着层的厚度为3微米至5微米。