JP2010086831A - Packing material for electrochemical cell - Google Patents
Packing material for electrochemical cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010086831A JP2010086831A JP2008255786A JP2008255786A JP2010086831A JP 2010086831 A JP2010086831 A JP 2010086831A JP 2008255786 A JP2008255786 A JP 2008255786A JP 2008255786 A JP2008255786 A JP 2008255786A JP 2010086831 A JP2010086831 A JP 2010086831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- heat
- acid
- resin layer
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000012856 packing Methods 0.000 title abstract 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 119
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 119
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 107
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 95
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 claims abstract description 94
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 claims abstract description 80
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 claims abstract description 80
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract 9
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 claims abstract 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 claims description 130
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 118
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 118
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 35
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 31
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 31
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 24
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 24
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 24
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 22
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 14
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 claims description 13
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 7
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 6
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 abstract 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 431
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 87
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 67
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 67
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 48
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 239000002585 base Substances 0.000 description 21
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920006284 nylon film Polymers 0.000 description 8
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 8
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 6
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 5
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 5
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 5
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 3
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000009820 dry lamination Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N Adipamide Chemical compound NC(=O)CCCCC(N)=O GVNWZKBFMFUVNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101000576320 Homo sapiens Max-binding protein MNT Proteins 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000305 Nylon 6,10 Polymers 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920006121 Polyxylylene adipamide Polymers 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021563 chromium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- WMYWOWFOOVUPFY-UHFFFAOYSA-L dihydroxy(dioxo)chromium;phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O.O[Cr](O)(=O)=O WMYWOWFOOVUPFY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006379 extruded polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical group 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229920003145 methacrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229940117841 methacrylic acid copolymer Drugs 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920000232 polyglycine polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012945 sealing adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000012748 slip agent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
本発明は、安定した耐熱性、水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性を示す電気化学セル用包装材料に関するものである。 The present invention relates to a packaging material for electrochemical cells that exhibits stable heat resistance, water vapor gas barrier properties, moldability, and electrolytic solution resistance.
リチウムイオン電池とは、リチウム二次電池ともいわれ、液状、ゲル状又は高分子ポリマー状の電解質を持ち、正極・負極活物質が高分子ポリマーからなるものを含むものである。このリチウムイオン電池は、充電時には正極活物質であるリチウム遷移金属酸化物中のリチウム原子（Ｌｉ）がリチウムイオン（Ｌｉ+）となって負極の炭素層間に入り込み（インターカレーション）、放電時にはリチウムイオン（Ｌｉ+）が炭素層間から離脱（デインターカレーション）して正極に移動し、元のリチウム化合物となることにより充放電反応が進行する電池であり、ニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池より出力電圧が高く、高エネルギー密度である上、浅い放電と再充電を繰り返すことにより見掛け上の放電容量が低下する、いわゆるメモリー効果がないという優れた特長を有している。 The lithium ion battery is also referred to as a lithium secondary battery, and includes a liquid, gel-like, or polymer polymer electrolyte, and a positive electrode / negative electrode active material made of a polymer polymer. In this lithium ion battery, the lithium atom (Li) in the lithium transition metal oxide, which is the positive electrode active material, is charged as lithium ion (Li + ) during charging and enters the carbon layer of the negative electrode (intercalation). This is a battery in which charge / discharge reaction proceeds when ions (Li + ) are separated from the carbon layer (deintercalation) and move to the positive electrode to become the original lithium compound. From the nickel-cadmium battery and the nickel-hydrogen battery The output voltage is high, the energy density is high, and the apparent discharge capacity is reduced by repeating shallow discharge and recharging, so that there is no so-called memory effect.
また、リチウムイオン電池の構成は、正極集電材／正極活性物質層／電解質層／負極活性物質層／負極集電材及び、これらを包装する外装体からなり、外装体を形成する包装材料として従来、金属をプレス加工し円筒状または直方体状等に容器化した金属製缶が用いられていた。 In addition, the configuration of the lithium ion battery is composed of a positive electrode current collector / positive electrode active material layer / electrolyte layer / negative electrode active material layer / negative electrode current collector and an outer package that wraps these, and as a packaging material for forming the outer package, Metal cans that are made by pressing a metal into a cylindrical shape or a rectangular parallelepiped shape have been used.
しかし、金属製缶は、容器外壁がリジッドであるため、電池自体の形状が限定されてしまい、ハード側を電池に合わせて設計する必要から形状の自由度がないため、近年、金属製缶に替わって多層フィルムが包装材料として用いられる傾向にある。 However, since the outer wall of the container is rigid, the shape of the battery itself is limited, and there is no degree of freedom in shape because it is necessary to design the hardware side to match the battery. Instead, multilayer films tend to be used as packaging materials.
図４は従来の包装材料３０の層構成を示す断面図であり、図４に示すように、従来の包装材料３０は、少なくとも基材層３１、金属箔層３２、熱接着性樹脂層３５で構成され、金属箔層３２と熱接着性樹脂層３５とは接着剤層３４により接着され、基材層３１と金属箔層３２とは接着剤層３７により接着されている。
4 is a cross-sectional view showing a layer structure of a
この包装材料３０を袋状に加工し、内部に電池本体を収納するパウチタイプの電池用外装体、または、包装材料３０をプレス加工して凹部を形成し、凹部内部に電池本体を収納するエンボスタイプの電池用外装体を作製することができる。図５は、パウチタイプの電池用外装体４０を用いたリチウムイオン電池４１の斜視図であり、図６は、図５に示したリチウムイオン電池４１を分解して示す分解斜視図である。図５及び図６に示すように、パウチタイプの電池用外装体４０を用いたリチウムイオン電池４１は最内層の熱接着性樹脂層３５（図４参照）同士を重ね合わせ、外装体４０の周縁部であるヒートシール部４０ａをヒートシールして作製された電池用外装体４０内部に、リチウムイオン電池本体４２を密封収納して構成される。
This
また、図７はエンボスタイプの電池用外装体５０を用いたリチウムイオン電池５１の斜視図であり、図８は図７に示したリチウムイオン電池５１を分解して示す分解斜視図である。図７及び図８に示すように、エンボスタイプの電池用外装体５０を用いたリチウムイオン電池５１はエンボス部が形成されたトレイ５０ｔの内部にリチウムイオン電池本体５２を収納し、トレイ５０ｔとシート５０ｓの熱接着性樹脂層３５（図４参照）同士を重ね合わせヒートシール部５０ａをヒートシールすることにより、電池用外装体５０内部にリチウムイオン電池本体５２を密封収納して構成される。
FIG. 7 is a perspective view of a
なお、リチウムイオン電池本体４２、５２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と（いずれも図示せず）を含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結されるとともに先端が電池用外装体４０、５０の外部に突出する金属端子４４、５４から構成されている。
The lithium
また、図９は従来のエンボスタイプの電池用外装体６０を用いたリチウムイオン電池６１の斜視図であり、図１０は図９に示すリチウムイオン電池６１のＢ−Ｂ’における断面図である。図１０に示すように、外装体６０は最内層の熱接着性樹脂層３５同士を重ね合わせ、外装体周縁部（ヒートシール部６０ａ）を接着して、外装体６０内部にリチウムイオン電池本体６２を密封収納している。しかし、第１領域６０ｂにおいて、リチウムイオン電池６１の長期間の使用又は急速な充電により、リチウムイオン電池本体６２が発熱し、外装体６０の最内層に配された熱接着性樹脂層３５の一部が溶融することがある。このとき、外装体６０内部に充填された電解質が溶融した熱接着性樹脂層３５の一部から金属箔層３２に浸透し、リチウムイオン電池６１が短絡することが問題となっていた。このため、金属箔層３２と熱接着性樹脂層３５とを接着する接着剤層３４にリチウムイオン電池本体６２が発熱した場合にも溶融しない一定以上の耐熱性を有する樹脂を用い、包装材料全体の耐熱性向上を図る必要があった。
FIG. 9 is a perspective view of a
また、図１０に示すように、ヒートシールされた外装体６０端面において、接着剤層３４から水蒸気ガスが外装体６０内部に透過することがある。このとき、外装体６０内部に浸透した水蒸気ガスが、外装体６０内部に充填された電解質と反応し、フッ化水素ガスが発生すると外装体６０が膨張し破裂することが問題となっていた。このため、接着剤層３４に水蒸気ガスが透過しない一定以上の水蒸気ガスバリア性を有する樹脂を用い、包装材料全体の水蒸気ガスバリア性向上を図る必要があった。
Further, as shown in FIG. 10, water vapor gas may permeate from the
また、包装材料をプレス加工しトレイ５０ｔを成形する際、図４に示すように、包装材料を構成する金属箔層３２と熱接着性樹脂層３５とは延伸性が異なるため、接着剤層３４に十分な追従性がない場合、金属箔層３２と熱接着性樹脂層３５とが剥離することが問題となっていた。このため、接着剤層３４には一定以上の追従性、弾力性を有する樹脂を用い、包装材料全体の成形性向上を図る必要があった。
Further, when the packaging material is pressed to form the
また、熱接着性樹脂層３５から浸透した電解質により接着剤層３４が経年劣化し、金属箔層３２と熱接着性樹脂層３５とが剥離することが問題となっていた。このため、接着剤層３４は一定以上の耐電解液性を有する樹脂を用い、包装材料全体の耐電解液性向上を図る必要があった。
In addition, the
従来、上記課題を解決するために接着剤層３４には酸変性ポリオレフィン樹脂や、特許文献１に示されるポリオレフィンポリオールと多官能イソシアネート硬化剤とを必須成分とする樹脂が用いられていた。接着剤層３４に酸変性ポリオレフィン樹脂を用いた場合、酸変性ポリオレフィン樹脂は水蒸気ガスバリア性、追従性、弾力性、耐電解液性に優れるため、上記問題を解決して包装材料全体に安定した水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性を付与することができる。しかし、酸変性ポリオレフィン樹脂の融点は熱接着性樹脂層と融点が同程度であるため、リチウムイオン電池本体が発熱し、外装体最内層側に配された熱接着性樹脂層３５の一部が溶融したとき、酸変性ポリオレフィン樹脂も溶融し、外装体内部に充填された電解質が金属箔層３２に浸透し、リチウムイオン電池が短絡する問題が残った。
Conventionally, in order to solve the above problems, an acid-modified polyolefin resin or a resin having a polyolefin polyol and a polyfunctional isocyanate curing agent disclosed in Patent Document 1 as essential components has been used for the
また、接着剤層３４にポリオレフィンポリオールと多官能イソシアネート硬化剤とを必須成分とする樹脂を用いた場合、ポリオレフィンポリオールと多官能イソシアネート硬化剤とを必須成分とする樹脂は耐熱性に優れるため、リチウムイオン電池本体が発熱し、外装体の最内層に配された熱接着性樹脂層３５の一部が溶融したときでも、ポリオレフィンポリオールと多官能イソシアネート硬化剤とを必須成分とする樹脂は溶融し難い。このため、電解質が金属箔層３２に浸透するのを接着剤層３４が遮断し、リチウムイオン電池が短絡するのを防ぐことができる。しかし、ポリオレフィンポリオールと多官能イソシアネート硬化剤とを必須成分とする樹脂は水蒸気ガスバリア性、耐電解液性に劣るため、包装材料全体に安定した水蒸気ガスバリア性、耐電解液性を付与することができず、上記問題を全て解決することはできなかった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、リチウムイオン電池本体、キャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学セル本体を密封収納する外装体に用いられる電気化学セル用包装材料に求められる、耐熱性、水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性の全てを備える包装材料を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention is required for a packaging material for an electrochemical cell used for an exterior body for hermetically storing an electrochemical cell main body such as a lithium ion battery main body, a capacitor, and an electric double layer capacitor. It aims at providing the packaging material provided with all the water vapor | steam gas barrier property, a moldability, and electrolyte solution resistance.
上記目的を達成するために、本発明の第１の構成による電気化学セル用包装材料は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と、を含む電気化学セル本体を収納し周縁部をヒートシールすることで電気化学セル本体を内部に密封収納する外装体に用いられ、基材層と、表面に化成処理が施された金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、金属箔層と、熱接着性樹脂層との間に耐熱性樹脂層が配され、耐熱性樹脂層は酸変性ポリオレフィン層を介して金属箔層及び熱接着性樹脂層と接着していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a packaging material for an electrochemical cell according to the first configuration of the present invention includes a positive electrode comprising a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode comprising a negative electrode active material and a negative electrode current collector, And an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode, and is used in an exterior body that houses the electrochemical cell main body in a sealed manner by heat-sealing the peripheral portion, and includes a base material layer and a surface. A packaging material for an electrochemical cell comprising a metal foil layer subjected to chemical conversion treatment and a heat-adhesive resin layer at least sequentially laminated, the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer A heat-resistant resin layer is disposed between the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer via the acid-modified polyolefin layer.
また、本発明の第２の構成は、上記電気化学セル用包装材料において、前記耐熱性樹脂層は前記酸変性ポリオレフィン層が表面に形成された前記金属箔層において、前記酸変性ポリオレフィン層の上から熱硬化樹脂をコーティングして形成されていることを特徴とする。 Further, a second configuration of the present invention is the above-described electrochemical cell packaging material, wherein the heat-resistant resin layer is formed on the surface of the metal foil layer on which the acid-modified polyolefin layer is formed. It is formed by coating a thermosetting resin.
また、本発明の第３の構成は、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層は、熱接着性樹脂層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層と比較して融点が高いことを特徴とする。 The third configuration of the present invention is the above-described electrochemical cell packaging material, wherein the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer comprises a heat-adhesive resin layer and a heat-resistant resin layer. The melting point is higher than that of the acid-modified polyolefin layer interposed therebetween.
また、本発明の第４の構成は、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層はエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリオレフィン樹脂により構成されていることを特徴とする。 According to a fourth configuration of the present invention, in the above-described electrochemical cell packaging material, the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer is made of an acid-modified polyolefin resin to which an elastomer resin is added. It is configured.
また、本発明の第５の構成は、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層を構成する樹脂はコロナ処理が施されていることを特徴とする。 Further, according to a fifth configuration of the present invention, in the packaging material for an electrochemical cell, the resin constituting the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat resistant resin layer is subjected to corona treatment. It is characterized by that.
また、本発明の第６の構成は、上記電気化学セル用包装材料において、耐熱性樹脂層がエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で構成されていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the packaging material for electrochemical cells, the heat-resistant resin layer is composed of a resin mainly composed of an epoxy resin.
本発明の第１の構成によると、基材層と、表面に化成処理が施された金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される電気化学セル用包装材料の熱接着樹脂層同士を重ね合わせ、その周縁部をヒートシールして外装体を作製し、その外装体内部に正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と、を含む電気化学セル本体を密封収納することができる。 According to the first configuration of the present invention, the packaging material for an electrochemical cell is formed by laminating at least a base material layer, a metal foil layer whose surface is subjected to chemical conversion treatment, and a thermal adhesive resin layer. A heat-adhesive resin layer is overlaid, and the outer peripheral portion is heat-sealed to produce an exterior body. A positive electrode composed of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, and a negative electrode active material and a negative electrode current collector inside the exterior body The electrochemical cell main body containing the negative electrode which consists of, and the electrolyte filled between a positive electrode and a negative electrode can be sealedly accommodated.
また、本構成の電気化学セル用包装材料は金属箔層と熱接着性樹脂層との間に耐熱性樹脂層が配されている。これにより、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体内部に収納した電気化学セル本体が発熱し、外装体の最内層側に配された熱接着性樹脂層の一部が溶融した場合でも、耐熱性樹脂層は容易に溶融しない。このため、溶融した熱接着性樹脂層の一部から金属箔層に浸透しようとする電解質を耐熱性樹脂層が遮断し、電解質と金属箔層との接触を原因とする電気化学セルの短絡を防ぐことができる。したがって、本構成の電気化学セル用包装材料は優れた耐熱性を有し、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体は外装体内部の発熱に対して優れた絶縁性を有する。 Moreover, the packaging material for electrochemical cells of this structure has a heat-resistant resin layer disposed between the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer. As a result, the electrochemical cell main body housed in the exterior body manufactured using the electrochemical cell packaging material of this configuration generates heat, and a part of the thermoadhesive resin layer disposed on the innermost layer side of the exterior body Even when is melted, the heat-resistant resin layer does not melt easily. For this reason, the heat-resistant resin layer blocks the electrolyte that tries to penetrate into the metal foil layer from a part of the molten heat-adhesive resin layer, and short-circuits of the electrochemical cell due to contact between the electrolyte and the metal foil layer are prevented. Can be prevented. Therefore, the packaging material for electrochemical cells of this configuration has excellent heat resistance, and the exterior body made using the packaging material for electrochemical cells of this configuration has excellent insulation against the heat generated inside the exterior body. Have
また、通常、電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体は電気化学セル本体から延出する金属端子を挟持した状態で、その挟持部分を含む周縁部をヒートシールする。このとき、過充電等が原因で外装体内部の温度が上昇したとき、金属端子が発熱し、金属端子の挟持部分において、外装体最内層である熱接着性樹脂層が溶融することがある。しかし、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体は、金属端子の挟持部分において、金属箔層と熱接着性樹脂層との間に耐熱性樹脂層が配されているため、外装体最内層である熱接着性樹脂層が溶融しても、耐熱性樹脂層は溶融せず、金属端子と金属箔層とが接触するのを防ぐことができる。これにより、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体は電気化学セルが短絡するのを防ぐことができる。 Moreover, normally, the outer periphery produced using the packaging material for electrochemical cells heat seals the peripheral part including the clamping part in the state which clamped the metal terminal extended from the electrochemical cell main body. At this time, when the temperature inside the exterior body rises due to overcharge or the like, the metal terminal generates heat, and the thermoadhesive resin layer that is the innermost layer of the exterior body may melt at the sandwiched portion of the metal terminal. However, the exterior body manufactured using the packaging material for electrochemical cells of this configuration has a heat-resistant resin layer disposed between the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer in the sandwiched portion of the metal terminal. Therefore, even if the heat-adhesive resin layer that is the innermost layer of the outer package is melted, the heat-resistant resin layer is not melted, and the metal terminal and the metal foil layer can be prevented from contacting each other. Thereby, the exterior body produced using the packaging material for electrochemical cells of this configuration can prevent the electrochemical cell from being short-circuited.
また、耐熱性樹脂層は金属箔層及び熱接着性樹脂層との間に酸変性ポリオレフィン層を介して接着している。酸変性ポリオレフィン層は金属箔層に対して安定した接着性を示すので、金属箔層と耐熱性樹脂層との接着性が安定する。また、酸変性ポリオレフィン層は熱接着性樹脂層に対しても安定した接着性を示すので、熱接着性樹脂層と耐熱性樹脂層との接着性も安定する。また、酸変性ポリオレフィン層は水蒸気ガスバリア性、追従性、弾力性、耐電解液性にも優れるため、本構成の電気化学セル用包装材料全体に安定した水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性を付与することができる。 Moreover, the heat resistant resin layer is bonded to the metal foil layer and the heat adhesive resin layer through an acid-modified polyolefin layer. Since the acid-modified polyolefin layer exhibits stable adhesion to the metal foil layer, the adhesion between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer is stabilized. Further, since the acid-modified polyolefin layer exhibits stable adhesion to the heat-adhesive resin layer, the adhesion between the heat-adhesive resin layer and the heat-resistant resin layer is also stable. In addition, since the acid-modified polyolefin layer is also excellent in water vapor gas barrier properties, followability, elasticity, and electrolyte solution resistance, the water vapor gas barrier properties, moldability, and electrolyte solution resistance are stable throughout the packaging material for electrochemical cells of this configuration. Can be granted.
本発明の第２の構成によると、上記電気化学セル用包装材料において、酸変性ポリオレフィン層が形成された金属箔層表面において、酸変性ポリオレフィン層の上から熱硬化樹脂をコーティングして耐熱性樹脂層を形成することにより、所定の耐熱性を確保しながら耐熱性樹脂層を薄層化することができる。通常、包装材料をプレス加工しエンボス部を成形する際、金属箔層と熱接着性樹脂層との延伸性が異なるため、金属箔層と熱接着性樹脂層間に配された樹脂層に一定の追従性及び弾力性がない場合、金属箔層と熱接着性樹脂層とが剥離することがあるが、本構成の電気化学セル用包装材料は、耐熱性樹脂層をコーティングして形成し薄層化することで、酸変性ポリオレフィン層／耐熱性樹脂層／酸変性ポリオレフィン層から構成される積層部分の追従性及び弾力性が安定する。したがって、本構成の電気化学セル用包装材料全体に安定した成形性を付与することができる。 According to the second configuration of the present invention, in the packaging material for an electrochemical cell, a heat-resistant resin is coated on the surface of the metal foil layer on which the acid-modified polyolefin layer is formed by coating a thermosetting resin on the acid-modified polyolefin layer. By forming the layer, the heat-resistant resin layer can be thinned while ensuring predetermined heat resistance. Normally, when the embossed part is formed by pressing a packaging material, the stretchability of the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer is different, so that the resin layer disposed between the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer has a certain amount. If there is no followability and elasticity, the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer may peel off, but the packaging material for electrochemical cells of this configuration is formed by coating a heat-resistant resin layer. As a result, the followability and elasticity of the laminated portion composed of the acid-modified polyolefin layer / heat-resistant resin layer / acid-modified polyolefin layer are stabilized. Therefore, stable formability can be imparted to the entire packaging material for electrochemical cells of this configuration.
本発明の第３の構成によると、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層が、熱接着性樹脂層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層と比較して融点が高いため、ヒートシール時の熱で熱接着性樹脂層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層が溶融した場合でも、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層が溶融するのを防ぐことができる。このため、本構成の電気化学セル用包装材料はヒートシール時、金属箔層／酸変性ポリオレフィン層／耐熱性樹脂層から構成される積層部分の形状が安定する。このため、ヒートシール後、電気化学セル用包装材料に皺が発生することを防ぎ、金属箔層と耐熱性樹脂層とが剥離するのを防ぐことができる。したがって、本構成の電気化学セル用包装材料全体に安定した成形性を付与することができる。また、ヒートシール部における外装体の端面から耐熱性樹脂層を透過して外装体内部に浸透する水蒸気は耐熱性樹脂層を薄層化することにより減少するため、外装体の水蒸気ガスバリア性を向上させることができる。 According to the third configuration of the present invention, in the packaging material for an electrochemical cell, the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer includes a heat-adhesive resin layer and a heat-resistant resin layer. Since the melting point is higher than the acid-modified polyolefin layer interposed between the heat-adhesive resin layer and the heat-resistant resin layer melted by the heat at the time of heat sealing, It is possible to prevent the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat resistant resin layer from melting. For this reason, when the packaging material for electrochemical cells of this structure is heat-sealed, the shape of the laminated portion composed of the metal foil layer / acid-modified polyolefin layer / heat-resistant resin layer is stabilized. For this reason, after heat sealing, it can prevent that a flaw generate | occur | produces in the packaging material for electrochemical cells, and can prevent that a metal foil layer and a heat resistant resin layer peel. Therefore, stable formability can be imparted to the entire packaging material for electrochemical cells of this configuration. In addition, water vapor that permeates through the heat-resistant resin layer from the end face of the exterior body in the heat seal portion and penetrates into the exterior body is reduced by thinning the heat-resistant resin layer, improving the water vapor gas barrier property of the exterior body Can be made.
本発明の第４の構成によると、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層はエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリオレフィン樹脂により構成されているため、エラストマー樹脂を添加された酸変性ポリオレフィン樹脂自体の追従性、弾力性、水蒸気ガスバリア性、耐電解液性が向上する。これにより、本構成の電気化学セル用包装材料はエラストマーが添加された酸変性ポリオレフィン層が溶融するか否かに関係なく、経年劣化するのを防ぎ、電気化学セルを長期間使用する場合においても高い安全性を確保することができる。そして、ヒートシールした部分を折り曲げても酸変性ポリオレフィン層に白化、亀裂、破断等が発生するのを防ぎ、酸変性ポリオレフィン層と金属箔層とが剥離するのを防ぎ、電気化学セル用包装材料の成形性を向上させることができる。 According to a fourth configuration of the present invention, in the packaging material for an electrochemical cell, the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer is composed of an acid-modified polyolefin resin to which an elastomer resin is added. Therefore, the followability, elasticity, water vapor gas barrier property, and electrolytic solution resistance of the acid-modified polyolefin resin itself to which the elastomer resin is added are improved. As a result, the packaging material for electrochemical cells of this configuration prevents deterioration over time regardless of whether the acid-modified polyolefin layer to which the elastomer is added melts or not, even when the electrochemical cell is used for a long time. High safety can be ensured. And even when the heat-sealed part is bent, the acid-modified polyolefin layer is prevented from whitening, cracking, breaking, etc., and the acid-modified polyolefin layer and the metal foil layer are prevented from peeling off, and the packaging material for electrochemical cells The moldability of can be improved.
本発明の第５の構成によると、上記電気化学セル用包装材料において、金属箔層と耐熱性樹脂層との間に介された酸変性ポリオレフィン層にコロナ処理を施すことにより、耐熱性樹脂層とコロナ処理が施された酸変性ポリオレフィン層との接着性が安定する。これにより、本構成の電気化学セル用包装材料は金属箔層／酸変性ポリオレフィン層／耐熱性樹脂層から構成される積層部分の接着強度が安定し、この積層部分が剥離するのを防ぐことができる。 According to the fifth configuration of the present invention, in the above-described electrochemical cell packaging material, the acid-modified polyolefin layer interposed between the metal foil layer and the heat-resistant resin layer is subjected to corona treatment, whereby the heat-resistant resin layer is obtained. And the acid-modified polyolefin layer subjected to corona treatment are stabilized. As a result, the packaging material for an electrochemical cell of this configuration has a stable adhesive strength of the laminated portion composed of the metal foil layer / acid-modified polyolefin layer / heat resistant resin layer, and prevents the laminated portion from peeling off. it can.
本発明の第６の構成によると、上記電気化学セル用包装材料において、耐熱性樹脂層をエポキシ樹脂を主成分とする樹脂で構成することにより、耐熱性樹脂層の耐熱性を向上させることができる。これにより、本構成の電気化学用包装材料を用いて成形された外装体は外装体内部の発熱に対して優れた絶縁性を有する。 According to the sixth configuration of the present invention, in the packaging material for electrochemical cells, the heat resistance of the heat resistant resin layer can be improved by configuring the heat resistant resin layer with a resin mainly composed of an epoxy resin. it can. Thereby, the exterior body shape | molded using the packaging material for electrochemical structures of this structure has the outstanding insulation with respect to the heat_generation | fever inside an exterior body.
本発明は、耐熱性、耐電解液性、水蒸気ガスバリア性、成形性に優れる電気化学セル用包装材料である。本発明の電気化学セル用包装材料の一実施形態について図等を利用してさらに詳細に説明する。なお、従来例の図４〜図１０と共通する部分は説明を省略する。 The present invention is a packaging material for electrochemical cells that is excellent in heat resistance, electrolytic solution resistance, water vapor gas barrier properties, and moldability. One embodiment of the packaging material for electrochemical cells of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Note that the description of the portions common to FIGS. 4 to 10 in the conventional example is omitted.
図１は、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０の層構成を示す断面図であり、図１を用いて本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を構成する各層について説明する。本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は各層が基材層１１／接着剤層１７／金属箔層１２／化成処理層１３／酸変性ポリオレフィン層１４ａ／コロナ処理層１８／耐熱性樹脂層１６／酸変性ポリオレフィン層１４ｂ／熱接着性樹脂層１５の順に積層されて構成されている。ここで、積層部分最外層には基材層１１、最内層には熱接着性樹脂層１５、その間に金属箔層１２が配され、熱接着性樹脂層１５と金属箔層１２の間には耐熱性樹脂層１６が酸変性ポリオレフィン層１４ａ、１４ｂを介して接着している。以下、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６との間に配された酸変性ポリオレフィン層１４ａを第１酸変性ポリオレフィン層１４ａと呼称し、熱接着性樹脂層１５と耐熱性樹脂層１６との間に配された酸変性ポリオレフィン層１４ｂを第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂと呼称する。なお、本発明の請求項で記載された「前記金属箔層と前記耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層」は本実施形態における第１酸変性ポリオレフィン層１４ａに相当し、「前記熱接着性樹脂層と前記耐熱性樹脂層との間に介される酸変性ポリオレフィン層」は本実施形態における第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂに相当する。なお、本発明の電気化学セル用包装材料１０は上記各層を含むとともに各層間に異なる層を介在させた場合も本発明の技術範囲に含むものとする。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the layer structure of the electrochemical
また、図２は本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を用いて形成されたパウチ型の外装体２０内部にリチウムイオン電池本体２２（図２中、不図示）を密封収納したリチウムイオン電池２１の斜視図であり、図３は図２中のリチウムイオン電池２１のＡ−Ａ’における断面図である。図２及び図３に示すように、外装体２０は金属端子２４を挟持した状態で、熱接着樹脂層１５同士が対向するように電化化学セル用包装材料１０を重ね合わせ、金属端子２４の挟持部分を含む周縁部がヒートシール（以下、ヒートシールされた部分をヒートシール部２０ａとする）して、外装体２０内部に電解質を含むリチウムイオン電池本体２２を封止する。このとき、リチウムイオン電池本体２２とは、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質で構成される。このように、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は複数の層を積層して構成され、電気化学セル用包装材料１０を裁断及び変形させて外装体２０の形状を自由に設計することができる。
FIG. 2 shows a lithium ion battery in which a lithium ion battery body 22 (not shown in FIG. 2) is hermetically housed in a pouch-
また、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５との間に耐熱性樹脂層１６が形成されている。図３に示すように、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を用いて作製された外装体２０内部に収納したリチウムイオン電池本体２２が発熱し、外装体２０の最内層に配された熱接着性樹脂層１５の一部が溶融した場合でも、耐熱性樹脂層１６が容易に溶融しない。これにより、外装体２０内部に充填された電解質が溶融した熱接着性樹脂層１５の一部から金属箔層１２に浸透するのを耐熱性樹脂層１６が遮断し、電解質と金属箔層１２とが接触してリチウムイオン電池２１が短絡するのを防ぐことができる。したがって、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は優れた耐熱性を有し、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作製された外装体２０は外装体内部の発熱に対して優れた絶縁性を有する。
Moreover, the
また、図２に示すように、外装体２０はリチウムイオン電池本体２２から延出する金属端子２４を挟持した状態で、その挟持部分を含む周縁部（ヒートシール部２０ａ）をヒートシールする。したがって、過充電等が原因で外装体２０内部の温度が上昇したとき、金属端子２４が発熱し、外装体２０最内層である熱接着性樹脂層１５の金属端子２４挟持部分が溶融することがある。しかし、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を用いて作製された外装体２０は、金属端子２４の挟持部分において、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６との間に耐熱性樹脂層１６が配されている。このため、金属端子２４挟持部分が溶融した場合でも、耐熱性樹脂層１６は溶融せず、金属端子２４と金属箔層１２とが接触するのを防ぐことができる。これにより、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を用いて作製された外装体２０を用いるリチウムイオン電池２１が短絡するのを防ぐことができ、絶縁性に優れる。
In addition, as shown in FIG. 2, the
また、耐熱性樹脂層１６は金属箔層１２との間で第１酸変性ポリオレフィン層１４ａを介して接着し、熱接着性樹脂層１５との間で第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂを介して接着している。ここで、酸変性ポリオレフィン樹脂は金属箔に対して安定した接着性を示すので、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａにより金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６とを強固に接着することができる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂は熱接着性樹脂層１５に対して安定した接着性を示すので、第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂにより熱接着性樹脂層１５と耐熱性樹脂層１６とを強固に接着することができる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂は水蒸気ガスバリア性、追従性、弾力性、耐電解液性にも優れるため、酸変性ポリオレフィン樹脂で構成される本構成の電気化学セル用包装材料１０全体に安定した水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性を有する。そして、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を用いて作製された外装体２０も水蒸気ガスバリア性、成形性、耐電解液性に優れる。
The heat-
また、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０において、耐熱性樹脂層１６は第１酸変性ポリオレフィン層１４ａの上から熱硬化樹脂をコーティング（塗工）して形成されている。熱硬化樹脂をコーティングすることにより、所定の耐熱性を確保しながら耐熱性樹脂層１６を薄層化することができる。電気化学セル用包装材料１０をプレス加工しエンボス部を成形する際、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５との延伸性が異なるため、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５の間に配される第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂで構成される積層部分に追従性、弾力性がない場合、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５とが剥離することがある。しかし、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は熱硬化樹脂をコーティング（塗工）して耐熱性樹脂層１６が形成されているため、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂで構成される積層部分の追従性及び弾力性が安定する。このため、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は成形性に優れ、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５とが剥離し難い。また、ヒートシール部２０ａにおける外装体２０端面から耐熱性樹脂層１６を透過して外装体２０内部に浸透する水蒸気を耐熱性樹脂層１６を薄層化することにより減少させ、外装体２０の水蒸気ガスバリア性を向上させることができる。
Moreover, in the
ここで、耐熱性樹脂層１６を形成する熱硬化樹脂は、具体的にはエポキシ樹脂を主成分とする樹脂が挙げられ、コーティングされるエポキシ樹脂の厚みは約１μｍ程度となる。また、耐熱性樹脂層１６に用いられる耐熱樹脂はエポキシ系のエポキシ樹脂に限らず、フェノール系、メラミン系、アルキッド系、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、ポリアリレート系、不飽和ポリエステル系、ポリウレタン系、液晶ポリマー系、ポリエーテルエーテルケトン系の樹脂を用いることも可能である。また、エポキシ樹脂にアルミナを添加することにより、エポキシ樹脂の耐熱性を向上させることもできる。
Here, the thermosetting resin that forms the heat-
また、図３に示すように、電気化学セル用包装材料１０をヒートシールするとき、重ね合わせた熱接着性樹脂層１５をヒートシールの熱で溶融させた後に冷却して、熱接着性樹脂層１５同士を接着させるが、ヒートシールの熱で熱接着性樹脂層１５とともに第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂが溶融すると、一端溶融した後、再結晶化した第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂは結晶構造が脆くなり、応力緩和が低下する。このため、電気化学セル用包装材料１０から作製された外装体２０のヒートシール部２０ａを折り曲げたとき、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂに白化、亀裂、破断等が生じ易くなることが問題となっていた。特に、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａは金属材料で構成される金属箔層１２と異素材間で安定した接着性が必要とされる。
As shown in FIG. 3, when the electrochemical
また、ヒートシール時に耐熱性樹脂層１６は溶融しないため、耐熱性樹脂層１６を挟む両面の第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂがヒートシール時の熱で溶融した場合、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂから構成される積層部分の形状に歪みが生じ易く、ヒートシール後、電気化学セル用包装材料１０に皺が発生したり、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６とが剥離することが問題となっていた。
Further, since the heat-
本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６との間に介される第１酸変性ポリオレフィン層１４ａが、熱接着性樹脂層１５と耐熱性樹脂層１６との間に介される第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂと比較して融点が高い。このため、ヒートシール時の熱で第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂが溶融した場合でも、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａを溶融させることなく熱接着性樹脂層１５同士をヒートシールすることができる。このため、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂから構成される積層部分の形状に歪みが発生するのを抑え、ヒートシール後、電気化学セル用包装材料１０に皺が発生したり、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６とが剥離することを防ぐことができる。具体的には、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａを融点１５０℃〜１６５℃の樹脂で構成し、第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂを融点１３０℃〜１４０℃の樹脂で構成することにより、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂの層構成をヒートシール時、安定させることができる。
In the
また、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１５との間に介される第１酸変性ポリオレフィン層１４ａをエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリオレフィン樹脂で構成している。このとき、エラストマー樹脂が添加された酸変性ポリオレフィン樹脂はエラストマー樹脂が添加されていない酸変性ポリオレフィン樹脂と比較して追従性、弾力性、水蒸気ガスバリア性、耐電解液性が向上する。これにより、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａはエラストマーが添加された酸変性ポリオレフィン樹脂がヒートシール時に溶融するか否かに関係なく経年劣化するのを防ぎ、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を外装体２０に用いたリチウムイオン電池２１は長期間使用及び高出力化に対しても高い安全性を確保することができる。また、ヒートシールした部分を折り曲げても第１酸変性ポリオレフィン層１４ａが白化、亀裂、破断等するのを防ぎ、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０の成形性を向上させることができる。
Moreover, the
また、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１５との間に介された第１酸変性ポリオレフィン層１４ａはコロナ処理が施されている。なお、コロナ処理が施された第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ表面をコロナ処理層１８とし、図１で示す。酸変性ポリオレフィン樹脂にコロナ処理を施すことにより、酸変性ポリオレフィン樹脂表面が活性化し、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａと耐熱性樹脂層１５との接着性がより安定化する。これにより、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は金属箔層１２／第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６から構成される積層部分の接着強度が安定し、この積層部分が剥離するのを防ぐことができる。また、図２に示すように、金属箔層１２表面には化成処理層１３（図３中、不図示）が形成されており、化成処理層１３は第１酸変性ポリオレフィン層１４ａと金属箔層１２とを安定的に接着し、金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６との剥離を防止したり、金属箔層１２の腐食を防止する働きを有する。
In addition, in the electrochemical
次に、図１に示した本実施形態の電気化学セル用包装材料１０を構成する各層について具体的に説明する。最内層の熱接着性樹脂層１５は、リチウム電池本体２２の金属端子２４（図２参照）を外側に突出した状態で挟持して熱接着する。このとき、熱接着性樹脂層１５と金属端子２４との間に金属接着性を有する金属端子密封用接着性フィルムを介在させるか否かで熱接着性樹脂層１５を構成するプロピレンの種類は異なる。金属端子密封用接着性フィルムを介在させる場合には、プロピレン系樹脂の単体ないし混合物などからなるフィルムを用いればよいが、金属端子密封用接着性フィルムを介在させない場合、不飽和カルボン酸でグラフト変性した酸変性オレフィン樹脂からなるフィルムを用いる必要がある。
Next, each layer which comprises the
なお、熱接着性樹脂層１５としてはポリプロピレンが好適に用いられるが、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンの単層または多層、または、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンのブレンド樹脂からなる単層または多層からなるフィルムも使用できる。また、ポリプロピレンには、ランダムプロピレン、ホモプロピレン、ブロックプロピレン等各タイプに分けることができる。
Polypropylene is suitably used as the heat-
また、上記各タイプのポリプロピレン、すなわち、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレンには、低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、エチレンとブテンとプロピレンの３成分共重合体からなるターポリマー、シリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤（ＡＢ剤）、脂肪酸アマイド系のスリップ剤等を添加してもよい。 Each of the above types of polypropylene, ie, random polypropylene, homopolypropylene, and block polypropylene, includes a low crystalline ethylene-butene copolymer, a low crystalline propylene-butene copolymer, and a three-component copolymer of ethylene, butene, and propylene. An antiblocking agent (AB agent) such as a polymer terpolymer, silica, zeolite, or acrylic resin beads, a fatty acid amide slip agent, or the like may be added.
また、本発明に係る熱接着性樹脂層１５は上記各タイプのポリプロピレン層を適時組み合わせて多層化してもよい。
Further, the heat-
次に基材層１１について説明する。基材層１１は、一般に、延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなるが、この時、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。またナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６との共重合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）等が挙げられる。
Next, the
また、基材層１１は耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させるために、ポリエステルフィルム又はナイロンフィルムの他、異なる材質のフィルムを積層化することも可能である。基材層１１を積層体化する場合、基材層が２層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の厚みが６μｍ以上、好ましくは、６〜２５μｍである。基材層を積層化する例としては、図示はしないが次の１）〜７）が挙げられる。
１）延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
２）延伸ナイロン／延伸ポリエチレンテレフタレート
３）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート（フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成）
４）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート（シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成）
５）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
６）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン
７）アクリル系樹脂／延伸ナイロン（アクリル系樹脂はフィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化）
In addition, the
1) Stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 2) Stretched nylon / stretched polyethylene terephthalate 3) Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is formed into a film or dried after liquid coating)
4) Silicone resin / stretched polyethylene terephthalate (silicone resin is a film or formed by drying after liquid coating)
5) Fluorine-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 6) Silicone-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 7) Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is cured in a film or liquid coating and dried)
なお、３）〜７）に示すように、包装材料の機械適性（包装機械、加工機械の中での搬送の安定性）、表面保護性（耐熱性、耐電解質性）、２次加工とてリチウムイオン電池用の外装体２０をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と基材層１１との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着した場合に基材層１１を保護するために、基材層１１を多層化、基材層表面にフッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層、ポリエステル系樹脂層、及びこれらのブレンド物層等の保護層（図１中、不図示）を設けることが好ましい。
As shown in 3) to 7), mechanical suitability of packaging materials (stability of conveyance in packaging machines and processing machines), surface protection (heat resistance and electrolyte resistance), secondary processing In order to protect the
また、上記延伸ポリエチレンテレフタレートの代わりに延伸ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートを用いた場合にも同様の効果が得られる。また、基材層１１は金属箔層１２と、ドライラミネーション法等により接着剤層１７を介して貼り合わされる。
The same effect can be obtained when stretched polybutylene terephthalate or polyethylene naphthalate is used in place of the stretched polyethylene terephthalate. The
次に金属箔層１２について説明する。金属箔層１２は、外部からリチウムイオン電池の内部に水蒸気が浸入することを防止するための層で、金属箔層単体のピンホール、及び加工適性（パウチ化、エンボス成形性）を安定化し、かつ耐ピンホール性をもたせるために厚さ１５μｍ以上のアルミニウム、ニッケルなどの金属、又は、無機化合物、例えば、酸化珪素、アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、金属箔層１２として好ましくは厚さが２０〜１００μｍのアルミニウムとする。
Next, the
また、ピンホールの発生を改善し、リチウムイオン電池の外装体のタイプをエンボスタイプとする場合、エンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、金属箔層１２として用いるアルミニウムの材質を、鉄含有量が０．３〜９．０重量％、好ましくは０．７〜２．０重量％とすることが望ましい。
Moreover, in order to improve the generation of pinholes and to make the outer body type of the lithium ion battery an embossed type, the material of aluminum used as the
これによって、鉄を含有していないアルミニウムと比較して、アルミニウムの展延性がよく、外装体として折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、包装材料をエンボス成形する時に側壁を容易に形成することができる。なお、鉄含有量が、０．３重量％未満の場合は、ピンホールの発生の防止、エンボス成形性の改善等の効果が認められず、アルミニウムの鉄含有量が９．０重量％を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、包装材料として製袋性が悪くなる。 As a result, compared with aluminum that does not contain iron, aluminum has good spreadability, and the occurrence of pinholes due to bending as an exterior body is reduced, and the side wall can be easily formed when embossing the packaging material. it can. When the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of pinholes and improvement of embossing formability are not observed, and the iron content of aluminum exceeds 9.0% by weight. In this case, the flexibility as aluminum is hindered, and the bag-making property as a packaging material is deteriorated.
また、冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるアルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、多少または完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。 In addition, aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, waist strength and hardness under annealing (so-called annealing treatment) conditions, but the aluminum used in the present invention is harder than the non-annealed hard-treated product. Aluminum which tends to be soft with some or complete annealing is preferred.
すなわち焼きなましの条件は、加工適性（パウチ化、エンボス成形）に合わせ適宜選定すればよい。たとえば、エンボス成形時のしわやピンホールを防止するためには、成形の程度に応じて焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることができる。 That is, the annealing conditions may be appropriately selected in accordance with processability (pouching, embossing). For example, in order to prevent wrinkles and pinholes during emboss molding, soft aluminum annealed according to the degree of molding can be used.
また、金属箔層１２であるアルミニウムの表、裏面に化成処理を施し化成処理層１３を形成することによって、接着剤との接着強度を向上させることができる。
Moreover, by performing a chemical conversion treatment on the front and back surfaces of the aluminum that is the
次にこの化成処理層１３について説明する。図１に示すように、化成処理層１３は少なくとも金属箔層１２の熱接着性樹脂層１５側の面に形成するものである。化成処理層１３は酸変性ポリオレフィン層１４と金属箔層１２とを安定的に接着し、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５のデラミネーションを防止することができる。また、化成処理層１３は金属箔層１２の腐食を防止する働きも有る。
Next, the chemical
具体的には、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成することによってエンボス成形時の金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６との間のデラミネーション防止と、リチウムイオン電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶解、腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム表面の接着性を向上させることができる。
Specifically, prevention of delamination between the
化成処理層１３は、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理等のクロム系化成処理、あるいは、ジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等の非クロム系（塗布型）化成処理等により金属箔層１２面に形成されるものであるが、連続処理が可能であると共に水洗工程が不要で処理コストを安価にすることができるという点などから塗布型化成処理、特にアミノ化フェノール重合体、３価クロム化合物、リン化合物、を含有する処理液で処理するのが最も好ましい。
The chemical
また、化成処理層１３の形成方法としては、処理液をバーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等の周知の塗布法を選択して成形すればよい。また、化成処理層１３を形成する前に金属箔層１２表面に、予め、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が、化成処理層１３の機能を最大限に発現させるとともに、長期間維持することができる点から好ましい。
In addition, as a method for forming the chemical
次に第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂについて説明する。第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂはそれぞれ金属箔層１２と耐熱性樹脂層１６及び熱接着性樹脂層１５と耐熱性樹脂層１６とを接着するために設ける層であり、第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂは熱接着性樹脂層１５に用いる樹脂種により適宜選択して用いる必要がある。第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂには、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることができ、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリオレフィン樹脂、エチレンないしプロピレンとアクリル酸、または、メタクリル酸との共重合体、あるいは、金属架橋ポリオレフィン樹脂等であり、必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非晶質のエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を５％以上添加してもよいものである。
Next, the first acid-modified
また、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ及び第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂは酸変性ポリプロピレンを用いることで、耐電解質性、接着強度に優れた外装体２０を提供することができる。
Moreover, the 1st acid-modified
酸変性ポリプロピレンを用いる場合、
（１）ビガット軟化点１１５℃以上、融点１５０℃以上のホモタイプ、
（２）ビガット軟化点１０５℃以上、融点１３０℃以上のエチレンープロピレンとの共重合体（ランダム共重合タイプ）
（３）融点１１０℃以上である不飽和カルボン酸を用い酸変性重合した単体又はブレンド物等を用いることができる。
When using acid-modified polypropylene,
(1) A homotype having a bigat softening point of 115 ° C or higher and a melting point of 150 ° C or higher,
(2) A copolymer of ethylene-propylene having a bigat softening point of 105 ° C or higher and a melting point of 130 ° C or higher (random copolymer type)
(3) A simple substance or a blended product obtained by acid-modified polymerization using an unsaturated carboxylic acid having a melting point of 110 ° C. or higher can be used.
また、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａは上記各タイプの酸変性ポリオレフィン樹脂にエラストマー樹脂が添加して構成することにより、第１酸変性ポリオレフィン層１４ａの融点を上昇させたり、追従性、弾力性、水蒸気ガスバリア性、耐電解液性を向上させ、上記した効果を得ることができる。なお、熱接着性樹脂層１５を構成する樹脂にエラストマー樹脂を添加した樹脂を用いて、これらの効果を得ることもできる。
The first acid-modified
また、前記の各層には、適宜、製膜性、積層化加工、最終製品２次加工（パウチ化、エンボス成形）適性を向上、安定化する目的のために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。 In addition, for each of the above layers, corona treatment, blast treatment, and oxidation treatment are appropriately performed for the purpose of improving and stabilizing film forming properties, lamination processing, and final product secondary processing (pouching, embossing). Surface activation treatment such as ozone treatment may be performed.
次に、本実施形態の電気化学セル用包装材料１０の積層方法について具体的に説明する。例えば、図１に示される本実施形態の電気化学セル用包装材料１０は、まず金属箔層１２であるアルミニウムの片面に化成処理を施し化成処理層１３を形成し、化成処理層１３が形成されていない面にドライラミネート法により接着剤（接着剤層１７）を用いて基材層１１となる延伸ポリエステルフィルムを積層する。次に化成処理層１３表面にエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂（第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ）を溶融押出しする。次に、溶融押出した酸変性ポリプロピレン樹脂を後過熱して表面にコロナ処理を施す（コロナ処理層１８の成形）。次にコロナ処理を施した酸変性ポリプロピレン樹脂の上からエポキシ樹脂をコーティング（塗工）して耐熱性樹脂層１６を形成する。次に、コーティングして形成されたエポキシ樹脂（耐熱性樹脂層１６）の上から酸変性ポリプロピレン樹脂（第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂ）を溶融押出しする。次に、溶融押出した酸変性ポリプロピレン樹脂（第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂ）を後加熱してポリプロピレンフィルムを貼り合わせ熱接着性樹脂層１５を形成する。なお、熱接着性樹脂層１５はポリプロピレンフィルムを貼り合わせる以外にも滑剤が添加されたポリプロピレン樹脂を第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂ上に溶融押出して形成することもできる。上記積層方法によると、金属箔層１２と熱接着性樹脂層１５の間に第１酸変性ポリオレフィン層１４ａ／耐熱性樹脂層１６／第２酸変性ポリオレフィン層１４ｂから構成される積層部分を配し、これら各層を安定して積層することができる。そして、耐熱性、耐電解液性、水蒸気ガスバリア性、成形性に優れる電気化学セル用包装材料を作製することができる。
Next, the lamination | stacking method of the
以下、本発明の作用及び効果について、実施例を用いて具体的に説明する。実施例１は、電気化学セル用包装材料の耐電解液シール強度、耐電解液ラミ強度、ヒートシール時の短絡発生について評価したものである。 Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be specifically described with reference to examples. Example 1 evaluates the electrolyte solution seal strength, the electrolyte solution laminate strength, and the occurrence of a short circuit during heat sealing of the packaging material for electrochemical cells.
［包装材料のサンプル作製］
金属箔層となるアルミニウムの両面に化成処理を施し、一方の化成処理面に、基材層となる延伸ナイロンフィルムを２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次にもう一方の化成処理面にエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出しする。次に、この酸変性ポリプロピレン樹脂の上から耐熱性樹脂層となるエポキシ樹脂をコーティング（塗工）する。次に、エポキシ樹脂の上から酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出するとともに、熱接着性樹脂層となる滑剤が添加されたポリプロピレン樹脂を酸変性ポリプロピレン上に溶融押出して、延伸ナイロンフィルム／接着剤／両面化成処理が施されたアルミニウム／エラストマーが添加された酸変性ポリプロピレン樹脂／エポキシ樹脂／酸変性ポリプロピレン樹脂／ポリプロピレン樹脂から構成される本発明１にかかる電気化学セル用包装材料を得た。なお、エラストマーが添加された酸変性ポリプロピレン樹脂の融点は１６０℃であり、エポキシ樹脂とポリプロピレン樹脂の間に配された樹脂の融点は１４０℃であった。
[Sample preparation of packaging materials]
A chemical conversion treatment was performed on both surfaces of aluminum to be a metal foil layer, and a stretched nylon film to be a base material layer was bonded to one of the chemical conversion treatment surfaces by a dry lamination method through a two-component curable polyurethane adhesive. Next, an acid-modified polypropylene resin having an elastomer resin added to the other chemical conversion treatment surface is melt-extruded. Next, an epoxy resin to be a heat resistant resin layer is coated (coated) on the acid-modified polypropylene resin. Next, the acid-modified polypropylene resin is melt-extruded from above the epoxy resin, and the polypropylene resin to which the lubricant that becomes the heat-adhesive resin layer is added is melt-extruded onto the acid-modified polypropylene, and stretched nylon film / adhesive / both sides A packaging material for an electrochemical cell according to the first aspect of the present invention was obtained, which was composed of a chemically treated aluminum / acid-modified polypropylene resin / epoxy resin / acid-modified polypropylene resin / polypropylene resin to which an elastomer was added. The melting point of the acid-modified polypropylene resin to which the elastomer was added was 160 ° C., and the melting point of the resin disposed between the epoxy resin and the polypropylene resin was 140 ° C.
なお、本実施例において、延伸ナイロンフィルムは厚さ２５μｍ、アルミニウムは厚さ４０μｍであり、化成処理層には、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる処理液をロールコート法により塗布し、皮膜温度が９０℃以上となる条件において焼付けた。ここで、クロムの塗布量は１０ｍｇ/ｍ2（乾燥重量）とした。 In this example, the stretched nylon film has a thickness of 25 μm and the aluminum has a thickness of 40 μm. The chemical conversion treatment layer is coated with a treatment liquid composed of a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid by a roll coating method. The film was baked under conditions where the film temperature was 90 ° C. or higher. Here, the coating amount of chromium was 10 mg / m 2 (dry weight).
次に、上記本発明１で得られた包装材料の積層方法において、エラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂及びエポキシ樹脂を設けず、化成処理が施されたアルミニウムの上から酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出するとともに、熱接着性樹脂層となる滑剤が添加されたポリプロピレン樹脂を酸変性ポリプロピレン上に溶融押出して、延伸ナイロンフィルム／接着剤／両面化成処理が施されたアルミニウム／酸変性ポリプロピレン樹脂／ポリプロピレン樹脂から構成される比較例１にかかる電気化学セル用包装材料を得た。 Next, in the method for laminating the packaging material obtained in the first aspect of the invention, the acid-modified polypropylene resin is applied from above the aluminum subjected to the chemical conversion treatment without providing the acid-modified polypropylene resin and the epoxy resin to which the elastomer resin is added. A melt-extruded polypropylene resin to which a lubricant to be a heat-adhesive resin layer is added is melt-extruded onto acid-modified polypropylene, and stretched nylon film / adhesive / double-sided formed aluminum / acid-modified polypropylene resin / A packaging material for an electrochemical cell according to Comparative Example 1 composed of polypropylene resin was obtained.
次に、上記本発明１で得られた包装材料の積層方法において、エラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂及びエポキシ樹脂を設けず、化成処理が施されたアルミニウムの上から２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により熱接着性樹脂層となるポリプロピレンフィルムを貼り合わせ、延伸ナイロンフィルム／接着剤／両面化成処理が施されたアルミニウム／接着剤／ポリプロピレンフィルムから構成される比較例２にかかる電気化学セル用包装材料を得た。 Next, in the method for laminating the packaging material obtained in the first aspect of the invention, a two-component curable polyurethane is formed on the aluminum subjected to the chemical conversion treatment without providing the acid-modified polypropylene resin and the epoxy resin to which the elastomer resin is added. Example composed of stretched nylon film / adhesive / double-sided aluminum / adhesive / polypropylene film by bonding a polypropylene film that becomes a heat-adhesive resin layer by a dry laminating method through a base adhesive The packaging material for electrochemical cells according to 2 was obtained.
次に、上記本発明１で得られた包装材料の積層方法において、エラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂の代わりにエラストマー樹脂が添加されていない酸変性ポリプロピレン樹脂を化成処理が施されたアルミニウムの上に溶融押出し、酸変性ポリプロピレン樹脂の上から耐熱性樹脂層となるエポキシ樹脂をコーティング（塗工）する。次に、エポキシ樹脂の上から酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出するとともに、熱接着性樹脂層となる滑剤が添加されたポリプロピレン樹脂を酸変性ポリプロピレン上に溶融押出して、延伸ナイロンフィルム／接着剤／両面化成処理が施されたアルミニウム／エラストマーが添加されていない酸変性ポリプロピレン樹脂／エポキシ樹脂／酸変性ポリプロピレン樹脂／ポリプロピレン樹脂から構成される比較例３にかかる電気化学セル用包装材料を得た。なお、エラストマーが添加されていない酸変性ポリプロピレン樹脂の融点は１６０℃であり、エポキシ樹脂とポリプロピレン樹脂の間に配された樹脂の融点は１４０℃であった。 Next, in the method for laminating the packaging material obtained in the first aspect of the invention, an aluminum obtained by subjecting an acid-modified polypropylene resin not added with an elastomer resin to a chemical conversion treatment instead of the acid-modified polypropylene resin added with an elastomer resin. The resin is melt-extruded and coated with an epoxy resin to be a heat-resistant resin layer on the acid-modified polypropylene resin. Next, the acid-modified polypropylene resin is melt-extruded from above the epoxy resin, and the polypropylene resin to which the lubricant that becomes the heat-adhesive resin layer is added is melt-extruded onto the acid-modified polypropylene, and stretched nylon film / adhesive / both sides A packaging material for an electrochemical cell according to Comparative Example 3 was obtained, which was composed of aluminum subjected to chemical conversion treatment / acid-modified polypropylene resin not added with an elastomer / epoxy resin / acid-modified polypropylene resin / polypropylene resin. The melting point of the acid-modified polypropylene resin to which no elastomer was added was 160 ° C., and the melting point of the resin disposed between the epoxy resin and the polypropylene resin was 140 ° C.
次に、上記本発明１で得られた包装材料の積層方法において、アルミニウムにエラストマー樹脂が添加された酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出しせずに、アルミニウム上に耐熱性樹脂層となるエポキシ樹脂をコーティング（塗工）し、次に、エポキシ樹脂の上から酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出するとともに、熱接着性樹脂層となる滑剤が添加されたポリプロピレン樹脂を酸変性ポリプロピレン上に溶融押出して、延伸ナイロンフィルム／接着剤／両面化成処理が施されたアルミニウム／エポキシ樹脂／酸変性ポリプロピレン樹脂／ポリプロピレン樹脂から構成される比較例４にかかる電気化学セル用包装材料を得た。なお、エポキシ樹脂とポリプロピレン樹脂の間に配された樹脂の融点は１４０℃であった。 Next, in the method for laminating the packaging material obtained in the first aspect of the present invention, an epoxy resin that becomes a heat-resistant resin layer is coated on aluminum without melting and extruding an acid-modified polypropylene resin in which an elastomer resin is added to aluminum. Next, melt-extrude the acid-modified polypropylene resin from the top of the epoxy resin, and melt-extrude the polypropylene resin to which the lubricant for forming the heat-adhesive resin layer is added onto the acid-modified polypropylene, and draw nylon. A packaging material for an electrochemical cell according to Comparative Example 4 composed of film / adhesive / aluminum / epoxy resin / acid-modified polypropylene resin / polypropylene resin subjected to double-side chemical conversion treatment was obtained. The melting point of the resin disposed between the epoxy resin and the polypropylene resin was 140 ° C.
［耐電解液シール強度の測定による評価］
次に、上記作製した各包装材料を６０ｍｍ（ＭＤ方向）×１５０ｍｍ（ＴＤ方向）に裁断しＴＤ方向に２つ折りにし、対向する２辺を加熱及び加圧により熱接着し（シール条件：シール温度１９０℃、面圧１．０ＭＰａ、シール時間３秒）、折り返し辺と対向する辺が開口するパウチを形成した。次に、開口部から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の容積比で混合した溶液）に溶解し、１ｍｏｌ／Ｌの６フッ化リン酸リチウム溶液としたもの）を注入し、開口部を７ｍｍ幅で熱接着（シール条件：シール温度１９０℃、面圧１．０ＭＰａ、シール時間３秒）した。次に開口部を上向きにして６０℃の恒温槽に２４時間保存した。
[Evaluation by Measurement of Electrolytic Solution Seal Strength]
Next, each of the produced packaging materials is cut into 60 mm (MD direction) × 150 mm (TD direction), folded in two in the TD direction, and two opposite sides are thermally bonded by heating and pressurization (seal condition: seal temperature) 190 ° C., surface pressure of 1.0 MPa, sealing time of 3 seconds), and a pouch having a side opposite to the folded side opened was formed. Next, 3 g of electrolytic solution (lithium hexafluorophosphate mixed in a mixed solution (a solution in which ethylene carbonate: diethyl carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1: 1 is mixed by volume ratio)) is dissolved from the opening to 1 mol / L. And the opening was thermally bonded with a width of 7 mm (sealing conditions: seal temperature 190 ° C., surface pressure 1.0 MPa, seal time 3 seconds). Next, it preserve | saved for 24 hours in a 60 degreeC thermostat with the opening part facing up.
次に、上記保存後の各サンプルを恒温層から取り出して電解液を捨てた後、開口部における熱接着部を１５ｍｍ巾の短冊状に切り取り、電気化学セル用包装材料の最内層である熱接着性樹脂層同士が接着した７ｍｍ×１５ｍｍの接着部を引張り機（島津製作所製、ＡＧＳ−５０Ｄ（商品名））で３００ｍｍ／分の速度で引張り、接着部のシール強度を測定してこの値を耐電解液シール強度とした。なお、単位はＮ／１５ｍｍ巾である。以上、本発明１及び比較例１〜４の電気化学セル用包装材料について測定した耐電解液シール強度を表１に示す。 Next, after removing each sample after the storage from the thermostatic layer and discarding the electrolytic solution, the thermal bonding part at the opening is cut into a 15 mm wide strip, and the thermal bonding which is the innermost layer of the packaging material for electrochemical cells The 7 mm x 15 mm bonded portion where the adhesive resin layers are bonded to each other is pulled at a speed of 300 mm / min with a tension machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AGS-50D (trade name)), and the seal strength of the bonded portion is measured to obtain this value. Electrolytic solution seal strength was used. The unit is N / 15 mm width. The electrolytic solution seal strength measured for the packaging material for electrochemical cells of the present invention 1 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in Table 1 above.
［表１］
表１から明らかなように本発明１にかかる電気化学セル用包装材料は比較例４に係る電気化学セル用包装材料と比較して耐電解液シール強度が高いことから、アルミニウムと酸変性ポリプロピレン樹脂の間に耐熱性樹脂層であるエポキシ樹脂を介す場合、アルミニウムとエポキシ樹脂の間に酸変性ポリプロピレン樹脂を配することにより、耐電解液シール強度を高めることができることがわかった。また、本発明１にかかる電気化学セル用包装材料は比較例２に係る電気化学セル用包装材料と比較して耐電解液シール強度が高いことから、２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により熱接着性樹脂層となるポリプロピレンフィルムを貼り合わせた場合、溶融押出した酸変性ポリプロピレン樹脂上に熱接着性樹脂層となるポリプロピレン樹脂を積層した場合と比較して耐電解液シール強度が低いことがわかった。 As is apparent from Table 1, the packaging material for electrochemical cells according to the present invention 1 has higher anti-electrolytic solution seal strength than the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 4, and therefore aluminum and acid-modified polypropylene resin are used. When an epoxy resin which is a heat-resistant resin layer is interposed between the two, an electrolytic solution sealing strength can be increased by arranging an acid-modified polypropylene resin between aluminum and the epoxy resin. In addition, since the packaging material for electrochemical cells according to the first aspect of the present invention has higher anti-electrolytic solution sealing strength than the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 2, a two-component curable polyurethane adhesive is used. When a polypropylene film that becomes a heat-adhesive resin layer is pasted together by the dry laminating method, the electrolytic solution seal strength is higher than when a polypropylene resin that becomes a heat-adhesive resin layer is laminated on a melt-extruded acid-modified polypropylene resin. Was found to be low.
［耐電解液ラミネート強度の測定による評価］
次に、上記作製した各包装材料を６０ｍｍ（ＭＤ方向）×１５０ｍｍ（ＴＤ方向）に裁断しＴＤ方向に２つ折りにし、対向する２辺を加熱及び加圧により熱接着し（シール条件：シール温度１９０℃、面圧１．０ＭＰａ、シール時間３秒）、折り返し辺と対向する辺が開口するパウチを形成した。次に、開口部から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の容積比で混合した溶液）に溶解し、１ｍｏｌ／Ｌの６フッ化リン酸リチウム溶液としたもの）を注入し、開口部を７ｍｍ幅で熱接着（シール条件：シール温度１９０℃、面圧１．０ＭＰａ、シール時間３秒）した。次に開口部を上向きにして６０℃の恒温槽に２４時間保存した。
[Evaluation by measurement of anti-electrolytic solution laminate strength]
Next, each of the produced packaging materials is cut into 60 mm (MD direction) × 150 mm (TD direction), folded in two in the TD direction, and two opposite sides are thermally bonded by heating and pressurization (seal condition: seal temperature) 190 ° C., surface pressure of 1.0 MPa, sealing time of 3 seconds), and a pouch having a side opposite to the folded side opened was formed. Next, 3 g of electrolytic solution (lithium hexafluorophosphate mixed in a mixed solution (a solution in which ethylene carbonate: diethyl carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1: 1 is mixed by volume ratio)) is dissolved from the opening to 1 mol / L. And the opening was thermally bonded with a width of 7 mm (sealing conditions: seal temperature 190 ° C., surface pressure 1.0 MPa, seal time 3 seconds). Next, it preserve | saved for 24 hours in a 60 degreeC thermostat with the opening part facing up.
次に、上記保存後の各サンプルを恒温層から取り出して電解液を捨てた後、折り返し部を１５ｍｍ巾の短冊状に切り取り、積層された電気化学セル用包装材料の最内層である熱接着性樹脂層とアルミニウム間を引張り機（島津製作所製、ＡＧＳ−５０Ｄ（商品名））で５０ｍｍ／分の速度で引張り、ラミネート強度を測定しこの値を耐電解液ラミネート強度とした。なお、単位はＮ／１５ｍｍ巾である。以上、本発明１及び比較例１〜４の電気化学セル用包装材料について測定した耐電解液ラミネート強度を表２に示す。 Next, after taking out each sample after the above storage from the thermostatic layer and discarding the electrolyte, the folded portion is cut into a strip of 15 mm width, and the thermal adhesiveness which is the innermost layer of the laminated packaging material for electrochemical cells The resin layer and aluminum were pulled at a rate of 50 mm / min with a tension machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AGS-50D (trade name)), the laminate strength was measured, and this value was defined as the anti-electrolytic solution laminate strength. The unit is N / 15 mm width. The electrolytic solution laminate strength measured for the packaging materials for electrochemical cells of Invention 1 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in Table 2 above.
［表２］
表２から明らかなように本発明１にかかる電気化学セル用包装材料は比較例４に係る電気化学セル用包装材料と比較して耐電解液ラミネート強度が高いことから、アルミニウムと酸変性ポリプロピレン樹脂の間に耐熱性樹脂層であるエポキシ樹脂を介す場合、アルミニウムとエポキシ樹脂の間に酸変性ポリプロピレン樹脂を配した方が、アルミニウムと熱接着性樹脂層であるポリプロピレン樹脂間の耐電解液ラミネート強度を高めることができることがわかった。また、本発明１にかかる電気化学セル用包装材料は比較例２に係る電気化学セル用包装材料と比較して耐電解液ラミネート強度が高いことから、２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により熱接着性樹脂層となるポリプロピレンフィルムを貼り合わせた場合、溶融押出した酸変性ポリプロピレン樹脂上に熱接着性樹脂層となるポリプロピレン樹脂を積層した場合と比較して耐電解液ラミネート強度が低いことがわかった。
［ヒートシール時の短絡発生の評価］
次に、上記作製した各包装材料を６０ｍｍ（ＭＤ方向）×１５０ｍｍ（ＴＤ方向）に裁断しＴＤ方向に２つ折りにし、ニッケルタブ（幅４ｍｍ×長さ８０ｍｍ×厚さ１００μｍ）を挟持した。次に、テスターの正極端子をニッケルタブにセットし、負極端子を包装材を構成するアルミニウムにセットした。次に、正極端子および負極端子間に電圧２５Ｖを印加し、ニッケルタブを挟持した部分を含み、ニッケルタブの長さ方向と垂直な方向に７ｍｍ幅でシール温度１６０℃又は１９０℃、シール圧１.０ＭＰａでそれぞれシールを行い、ニッケルタブとアルミニウム間の絶縁性が低下し短絡が発生する抵抗値が１０００ＭΩ以下になる時間（以下、絶縁性破壊時間（秒）とする）をそれぞれ測定し、下記の表３にまとめた。
As is apparent from Table 2, the packaging material for electrochemical cells according to the present invention 1 has higher resistance to electrolyte laminate than the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 4, so that aluminum and an acid-modified polypropylene resin are used. When an epoxy resin that is a heat-resistant resin layer is interposed between the aluminum resin and the epoxy resin, an acid-resistant polypropylene resin is laminated between the aluminum resin and the polypropylene resin that is a heat-adhesive resin layer. It was found that the strength can be increased. Moreover, since the packaging material for electrochemical cells according to the present invention 1 has a higher anti-electrolytic solution laminate strength than the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 2, the two-component curable polyurethane adhesive is used. When laminating a polypropylene film that becomes a heat-adhesive resin layer by the dry laminating method, compared to the case where a polypropylene resin that becomes a heat-adhesive resin layer is laminated on a melt-extruded acid-modified polypropylene resin, the electrolyte-resistant laminate strength Was found to be low.
[Evaluation of occurrence of short circuit during heat sealing]
Next, each of the produced packaging materials was cut into 60 mm (MD direction) × 150 mm (TD direction) and folded in the TD direction, and a nickel tab (width 4 mm × length 80 mm × thickness 100 μm) was sandwiched. Next, the positive terminal of the tester was set on a nickel tab, and the negative terminal was set on aluminum constituting the packaging material. Next, a voltage of 25 V is applied between the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, the portion including the nickel tab is sandwiched, the width is 7 mm in the direction perpendicular to the length direction of the nickel tab, the seal temperature is 160 ° C. or 190 ° C., and the seal pressure is 1 Sealing was performed at 0.0 MPa, and the time during which the insulation value between the nickel tab and the aluminum decreased and the resistance value causing a short circuit was 1000 MΩ or less (hereinafter referred to as the dielectric breakdown time (seconds)) was measured. Table 3 below.
［表３］
表３から明らかなようにエラストマー樹脂が添加されて融点の高い酸変性ポリプロピレン／エポキシ樹脂／酸変性ポリプロピレンから構成される積層部分を含む本発明１にかかる電気化学セル用包装材料は、エポキシ樹脂を含まない比較例２にかかる電気化学セル用包装材料および、エラストマー樹脂が添加されるが融点の高い酸変性ポリプロピレンを含まない比較例３にかかる電気化学セル用包装材料および、アルミニウムとエポキシ樹脂の間に酸変性ポリプロピレンを介さない比較例４にかかる電気化学セル用包装材料と比較して、ヒートシール時に短絡が発生し難いことがわかった。 As is apparent from Table 3, the packaging material for an electrochemical cell according to the first aspect of the present invention including a laminated portion composed of an acid-modified polypropylene / epoxy resin / acid-modified polypropylene having a high melting point to which an elastomer resin is added includes an epoxy resin. Electrochemical cell packaging material according to Comparative Example 2 not including, and electrochemical cell packaging material according to Comparative Example 3 to which an elastomer resin is added but no acid-modified polypropylene having a high melting point is included, and between aluminum and epoxy resin Compared with the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 4 that does not involve acid-modified polypropylene, it was found that short-circuiting hardly occurs during heat sealing.
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope.
１０、３０ 電気化学セル用包装材料
１１、３１ 基材層
１２、３２ 金属箔層
１３、３３ 化成処理層
３４ 接着剤層
１４ａ 第１酸変性ポリオレフィン層
１４ｂ 第２酸変性ポリオレフィン層
１５、３５ 熱接着性樹脂層
１６ 耐熱性樹脂層
１７、３７ 接着剤層
２０、４０ 外装体
２０ａ、４０ａ ヒートシール部
２１、４１ リチウムイオン電池
２２、４２ リチウムイオン電池本体
２４、４４ 金属端子（タブ）
10, 30 Electrochemical
34
Claims (6)
基材層と、表面に化成処理が施された金属箔層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、
前記金属箔層と前記熱接着性樹脂層との間に耐熱性樹脂層が配され、
前記耐熱性樹脂層は酸変性ポリオレフィン層を介して前記金属箔層及び前記熱接着性樹脂層と接着していることを特徴とする電気化学セル用包装材料。 A peripheral portion containing an electrochemical cell body including a positive electrode made of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode made of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode It is used for the exterior body that seals and stores the electrochemical cell body inside by heat sealing,
A packaging material for an electrochemical cell configured by laminating at least a base material layer, a metal foil layer subjected to chemical conversion treatment on the surface, and a thermal adhesive resin layer,
A heat-resistant resin layer is disposed between the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer,
The packaging material for an electrochemical cell, wherein the heat-resistant resin layer is bonded to the metal foil layer and the heat-adhesive resin layer through an acid-modified polyolefin layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008255786A JP5347411B2 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Packaging materials for electrochemical cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008255786A JP5347411B2 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Packaging materials for electrochemical cells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010086831A true JP2010086831A (en) | 2010-04-15 |
| JP5347411B2 JP5347411B2 (en) | 2013-11-20 |
Family
ID=42250591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008255786A Active JP5347411B2 (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Packaging materials for electrochemical cells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5347411B2 (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012033394A (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Fujimori Kogyo Co Ltd | Laminate for battery exterior package |
| JP2012216351A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for electrochemical cell |
| JP2014063679A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Okura Ind Co Ltd | Terminal adhesive tape and method for manufacturing the tape |
| WO2014091542A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | 藤森工業株式会社 | Laminated body for battery outer housing |
| WO2014091544A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | 藤森工業株式会社 | Electrode lead wire member for nonaqueous batteries |
| CN103907219A (en) * | 2011-10-25 | 2014-07-02 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for electrochemical cell |
| JP2015144133A (en) * | 2015-03-18 | 2015-08-06 | 大日本印刷株式会社 | packaging material for electrochemical cell |
| CN105122496A (en) * | 2013-03-25 | 2015-12-02 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for batteries |
| JP5862564B2 (en) * | 2010-07-12 | 2016-02-16 | 大日本印刷株式会社 | Packaging materials for electrochemical cells |
| WO2016153060A1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 大日本印刷株式会社 | Battery packaging material |
| JP2017010941A (en) * | 2011-12-28 | 2017-01-12 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for electrochemical cell |
| US10483503B2 (en) | 2013-03-25 | 2019-11-19 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Battery packaging material |
| US10673030B2 (en) | 2011-11-11 | 2020-06-02 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Electrochemical cell packaging material |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102175453B1 (en) * | 2016-09-01 | 2020-11-06 | 주식회사 엘지화학 | Battery Cell Including Polymer Resin Having Melting Point or Glass Transition Point of Specific Temperature |
| KR102440680B1 (en) | 2017-05-24 | 2022-09-05 | 현대자동차주식회사 | Method for manufacturing all solid state battery |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001172779A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-26 | Dainippon Printing Co Ltd | Production of packaging material for polymer battery |
| JP2001176465A (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Dainippon Printing Co Ltd | Laminated film for battery and battery case using the same |
| JP2005063685A (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Toagosei Co Ltd | Packing material for battery case and battery case molded with packing material |
| WO2006046615A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Multilayer body and secondary battery |
| JP2007157615A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Outer package for battery and battery using above |
| JP2007273398A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for battery |
-
2008
- 2008-09-30 JP JP2008255786A patent/JP5347411B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001172779A (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-26 | Dainippon Printing Co Ltd | Production of packaging material for polymer battery |
| JP2001176465A (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Dainippon Printing Co Ltd | Laminated film for battery and battery case using the same |
| JP2005063685A (en) * | 2003-08-11 | 2005-03-10 | Toagosei Co Ltd | Packing material for battery case and battery case molded with packing material |
| WO2006046615A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Multilayer body and secondary battery |
| JP2007157615A (en) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Outer package for battery and battery using above |
| JP2007273398A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for battery |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5862564B2 (en) * | 2010-07-12 | 2016-02-16 | 大日本印刷株式会社 | Packaging materials for electrochemical cells |
| JP2012033394A (en) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Fujimori Kogyo Co Ltd | Laminate for battery exterior package |
| JP2012216351A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for electrochemical cell |
| US10614962B2 (en) | 2011-10-25 | 2020-04-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Packaging material for electrochemical cell |
| EP3154102A1 (en) * | 2011-10-25 | 2017-04-12 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Packaging material for electrochemical cell |
| CN103907219A (en) * | 2011-10-25 | 2014-07-02 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for electrochemical cell |
| US20140255765A1 (en) * | 2011-10-25 | 2014-09-11 | Dai Nippon Printings Co., Ltd. | Packaging material for electrochemical cell |
| EP2772958A4 (en) * | 2011-10-25 | 2015-06-17 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for electrochemical cell |
| US10673030B2 (en) | 2011-11-11 | 2020-06-02 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Electrochemical cell packaging material |
| JP2017010941A (en) * | 2011-12-28 | 2017-01-12 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for electrochemical cell |
| JP2014063679A (en) * | 2012-09-24 | 2014-04-10 | Okura Ind Co Ltd | Terminal adhesive tape and method for manufacturing the tape |
| KR20150095608A (en) * | 2012-12-10 | 2015-08-21 | 후지모리 고교 가부시키가이샤 | Electrode lead wire member for nonaqueous batteries |
| KR101657202B1 (en) | 2012-12-10 | 2016-09-19 | 후지모리 고교 가부시키가이샤 | Electrode lead wire member for nonaqueous batteries |
| WO2014091544A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | 藤森工業株式会社 | Electrode lead wire member for nonaqueous batteries |
| WO2014091542A1 (en) * | 2012-12-10 | 2014-06-19 | 藤森工業株式会社 | Laminated body for battery outer housing |
| CN105122496A (en) * | 2013-03-25 | 2015-12-02 | 大日本印刷株式会社 | Packaging material for batteries |
| EP2996170A4 (en) * | 2013-03-25 | 2016-11-30 | Dainippon Printing Co Ltd | Packaging material for batteries |
| US9570718B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-02-14 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Packaging material for batteries |
| US10483503B2 (en) | 2013-03-25 | 2019-11-19 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Battery packaging material |
| JP2015144133A (en) * | 2015-03-18 | 2015-08-06 | 大日本印刷株式会社 | packaging material for electrochemical cell |
| WO2016153060A1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 大日本印刷株式会社 | Battery packaging material |
| JPWO2016153060A1 (en) * | 2015-03-26 | 2018-02-15 | 大日本印刷株式会社 | Battery packaging materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5347411B2 (en) | 2013-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5347411B2 (en) | Packaging materials for electrochemical cells | |
| JP5266628B2 (en) | Battery packaging material | |
| JP5114260B2 (en) | Packaging material for flat electrochemical cells | |
| JP5211461B2 (en) | Battery packaging materials | |
| JP5369583B2 (en) | Battery packaging material | |
| JP5287104B2 (en) | Electrochemical cell | |
| JP4620202B2 (en) | Method for producing polymer battery packaging material | |
| JP2007273398A (en) | Packaging material for battery | |
| JP2008251342A (en) | Lithium ion battery and battery pack having the same | |
| JP5320717B2 (en) | Flat electrochemical cell | |
| JP5899880B2 (en) | Electrochemical cell packaging material and electrochemical cell using the same | |
| JP2009087750A (en) | Flat type electrochemical cell | |
| JP5194922B2 (en) | Packaging materials for electrochemical cells | |
| JP5668785B2 (en) | Battery packaging materials | |
| JP5521710B2 (en) | Packaging materials for electrochemical cells | |
| JP2002343313A (en) | Packaging material for battery | |
| JP2009245680A (en) | Wrapping material for electrochemical cell | |
| JP2008041403A (en) | Manufacturing method of flat electrochemical cell | |
| JP2002245984A (en) | Wrapping method of lithium ion battery | |
| JP2002216719A (en) | Adhesive film used at tab part of lithium battery | |
| JP2010086833A (en) | Packing material for electrochemical cell | |
| JP5825389B2 (en) | Packaging materials for electrochemical cells | |
| JP2003036823A (en) | Packaging material for battery | |
| JP5879722B2 (en) | Packaging materials for electrochemical cells | |
| JP2002319381A (en) | Packaging material for battery, and battery using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110819 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130507 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130702 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130723 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130805 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5347411 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |