JP2009206101A - リチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 正極および負極の各々に接続された金属端子を外側に突出した状態で挟持して周縁熱接着部で密封した内層に熱接着性を有するポリオレフィン系樹脂と金属箔からなるバリアー層とを少なくとも備えた包装体の前記周縁熱接着部の前記内層と前記金属端子との間に介在させるリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムであって、該リチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム1は二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム2の両面にポリオレフィン層4を有し、該ポリオレフィン層の少なくとも一方が酸変性ポリオレフィン層であることを特徴とするリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明にかかるリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムの代表的な層構成を図解的に示す図、図2はリチウム電池に用いる包装体の基本的な層構成を図解的に示す図、図3はリチウム電池に用いる包装体の一実施例を説明する図、図4はリチウム電池に用いる包装体の他の実施例を説明する図、図5はリチウム電池の金属端子部に用いるリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムの設け方の一例を説明する図であり、図中の1,1’はリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム、2は二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム、3は接着促進剤層、4は酸変性ポリオレフィン層、10はリチウム電池、30はリチウム電池本体、31は金属端子、Aは積層体、A1は基材層、A2は金属箔からなるバリアー層、A3は熱接着性樹脂層をそれぞれ示す。
予め、フェノール樹脂、フッ化クロム(三価)化合物、リン酸の3成分からなる化成処理液で両面を化成処理(リン酸クロメート処理)したアルミニウム箔(40μm厚さ)の一方の面と25μm厚さの二軸延伸ナイロンフィルムとをウレタン系接着剤を介して積層し、前記アルミニウム箔の他方の面と30μm厚さの線状低密度ポリエチレンフィルムとを酸変性ポリエチレン樹脂(不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリエチレン)でサンドイッチラミネーションすると共に、熱風により前記酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱して実施例に供するポリエチレン仕様の積層体を作製した。
線状低密度ポリエチレンフィルムに代えてポリプロピレンフィルム(ランダムコポリマー)を用い、酸変性ポリエチレン樹脂に代えて酸変性ポリプロピレン樹脂(不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレン)を用い、熱風による加熱を前記酸変性ポリプロピレン樹脂の軟化点以上の温度にした以外は上記したポリエチレン仕様と同様に作製して実施例に供するポリプロピレン仕様の積層体を作製した。なお、後述する各種評価試験においては、前記積層体の線状低密度ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルム(ランダムコポリマー)をシーラントフィルムと呼称し、接着性フィルムを構成するポリオレフィン層の樹脂種(ポリエチレン系、ポリプロピレン系)により、ポリエチレン仕様とポリプロピレン仕様の積層体を適宜使い分けて使用した。
PENに代えて12μm厚さのPETを用いた以外は実施例1と同様にして比較例とする接着性フィルムを得た。
PENに代えて9μm厚さのPETを用いた以外は実施例2と同様にして比較例とする接着性フィルムを得た。
PENに代えて6μm厚さのPETを用いた以外は実施例3と同様にして比較例とする接着性フィルムを得た。
70μm厚さのPPaフィルムを接着性フィルムとした。
70μm厚さのPEaフィルムを接着性フィルムとした。
(2)水蒸気バリアー性:上記で作製した包装体となる積層体を裁断して100×120mmの積層体テストサンプルを作製すると共に、接着性フィルムを裁断して15×120mmの接着性フィルムテストサンプルを作製した。前記積層体テストサンプルを前記積層体のシーラントフィルム面同士が対向するように2つ折りすると共に120mm長さの端辺側に2枚の前記接着性フィルムテストサンプルを重ねて挿入し、その後に対向する両端辺および前記接着性フィルムテストサンプルを挿入した端辺を熱板でそれぞれシール(シール条件:190℃、1.0MPa、3秒)して、対向する両端辺にそれぞれ10mm幅の熱接着部を形成すると共に、前記接着性フィルムテストサンプルを挿入した端辺に7mm幅の熱接着部を形成した三方シール包装袋を作製した。なお、包装袋内には3gの混合液〔エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート=1/1/1(容積比)〕を封入した。その後、前記7mm幅の熱接着部を3mm幅となるようにトリミングした包装袋を60℃、90%RHの恒温恒湿槽に10日間保管して、前記混合液の水分増加量を測定し、水分増加量が100ppm未満を水蒸気バリアー性優良として◎印で示し、100ppm以上140ppm未満の水分増加量を水蒸気バリアー性良好として○印で示し、140ppm以上200ppm未満の水分増加量を水蒸気バリアー性において使用可として△印で示した。
(3)耐熱収縮性:上記で作製した包装体となる積層体および接着性フィルムを裁断して60mm角のテストサンプルを作製し、前記積層体のシーラントフィルム面同士を対向して前記積層体を配置すると共に、幅が4mm、長さが80mm、厚さが100μmのニッケル箔(金属端子)を2枚の接着性フィルムの間に挟持した状態で前記接着性フィルムが前記積層体から2mm突出するように前記積層体間に挿入し、この状態で前記ニッケル箔の長さ方向に直交する方向に7mm幅の熱板でシール(シール条件:190℃、1.0MPa、3秒)して、接着性フィルムの突出させた部分の波打ちを目視で評価すると共に金属端子部の接着性フィルムのシール部側への収縮度合いを評価し、接着性フィルムの波打ちがなく1mm未満の熱収縮である場合を耐熱収縮性良好として○印で示し、接着性フィルムの波打ちがあり1mm以上の熱収縮である場合を耐熱収縮性不良として×印で示し、接着性フィルムの波打ちがあるものの1mm未満の収縮である場合を耐熱収縮性では使用可として△印で示した。
(4)洩れの有無:上記で作製した包装体となる積層体を裁断して60×160mmの積層体テストサンプルを作製すると共に、接着性フィルムを裁断して15×60mmの接着性フィルムテストサンプルを作製した。前記積層体テストサンプルを前記積層体のシーラントフィルム面同士が対向するように2つ折りすると共に60mm長さの端辺側に幅が4mm、長さが20mm、厚さが100μmのニッケル箔(金属端子)と同寸法のリン酸クロメート処理を施したアルミニウム箔(金属端子)とを接触しないように離した状態で平行に2枚の接着性フィルムの間に挟持した状態で挿入し、3つの端辺を熱板でシール(シール条件:190℃、1.0MPa、3秒)して、7mm幅の熱接着部を有する三方シール包装袋を作製した。なお、包装袋内には、3gの電解液〔6フッ化リン酸リチウムを混合液〔エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート=1/1/1(容積比)に溶解し、1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液としたもの〕を封入した。その後、この包装袋を80℃恒温槽に24時間保管して、金属端子および接着性フィルムからの電解液の洩れの有無を目視で評価した。
(6)耐電解液ラミネート強度:接着性フィルムを30×70mmの矩形状に裁断し、これを上記した電解液(1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液)に7日間ドブ漬けした後に取出して両端を7.5mmずつトリミングして15×70mmとしたものを上記した初期ラミネート強度と同様に部分剥離して後、テンシロンにて引張り速度50mm/分で測定し、その時の平均強度を測定値とした。
2 二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム
3 接着促進剤層
4 酸変性ポリオレフィン層
10 リチウム電池
30 リチウム電池本体
31 金属端子
A 積層体
A1 基材層
A2 金属箔からなるバリアー層
A3 熱接着性樹脂層
Claims (10)
- 正極および負極の各々に接続された金属端子を外側に突出した状態で挟持して周縁熱接着部で密封した内層に熱接着性を有するポリオレフィン系樹脂と金属箔からなるバリアー層とを少なくとも備えた包装体の前記周縁熱接着部の前記内層と前記金属端子との間に介在させるリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムであって、該リチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムは二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムの両面にポリオレフィン層を有し、該ポリオレフィン層の少なくとも一方が酸変性ポリオレフィン層であることを特徴とするリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムの両面の前記ポリオレフィン層が同一樹脂および同一厚さの酸変性ポリオレフィン層であることを特徴とする請求項1記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記酸変性ポリオレフィン層が不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリエチレンで形成されていることを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記酸変性ポリオレフィン層が不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレンで形成されていることを特徴とする請求項1、2のいずれかに記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記ポリオレフィン層の前記少なくとも一方の酸変性ポリオレフィン層が充填剤を含有した充填剤含有層であることを特徴とする請求項1記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムの両面に接着促進剤層を形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記接着促進剤層がイソシアネート成分からなる接着促進剤により形成されていることを特徴とする請求項6記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記イソシアネート成分がポリメリックMDI、トリイソシアネートモノマーから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項7記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 前記接着促進剤層がアミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する接着促進剤により形成されていることを特徴とする請求項6記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルム。
- 正極と負極と電解質とを収納し、前記正極および負極の各々に接続された金属端子を突出するように挟持して周縁熱接着部で密封した内層に熱接着性を有するポリオレフィン系樹脂と金属箔からなるバリアー層とを少なくとも備えた包装体からなるリチウム電池において、前記包装体の前記周縁熱接着部の前記内層と前記金属端子との間に請求項1〜9のいずれかに記載のリチウム電池金属端子部密封用接着性フィルムを介在させたことを特徴とするリチウム電池。
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