JP2012164680A - ポリマー電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】最外層/バリア層/最内層、または、最外層/バリア層/中間層/最内層からなる積層体において、最内層が、最内層同士が熱接着可能な樹脂層を含む少なくとも共押出法によって形成された2層以上の層である積層体からなるポリマー電池用包装材料であって、前記最内層が金属に対して熱接着性可能な樹脂が酸変性ポリオレフィン、酸変性ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、アイオノマーのいずれかであり、前記金属に対して熱接着性を有しないが、最内層同士は熱接着可能な樹脂がポリオレフィンである。
【選択図】 図1
Description
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
また、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次加工としてポリマー電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と最外層との摩擦抵抗を小さくする目的で、最外層を多層化、最外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等を設けることが好ましい。例えば、
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とする。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する。
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(アクリル樹脂はフィルム状物、または液状コーティング後乾燥で硬化)
(1)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィン
(2)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/エチレンとアクリル酸誘導体、または、エチレンとメタクリル酸誘導体共重合物
(3)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/金属イオン架橋ポリエチレン、金属イオン架橋ポリプロピレン
等の構成の最内層とすることである。前記、代表的なオレフィン系樹脂としては
a)ポリプロピレン系としては、
1)ホモタイプポリプロピレン(融点150℃以上、ビカット軟化点140℃以上)
2)エチレン−プロピレン共重合体(融点110℃以上、ビカット軟化点100℃以上のランダムタイププロピレンまたはグラフトタイププロピレン)
b)ポリエチレン系としては、
3)融点90℃以上、ビカット軟化点80℃以上の低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンージエン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体また、酸変性ポリオレフィン(融点90℃以上、ビカット軟化点80℃以上)としては
イ)エチレン−酢酸ビニル共重合体
ロ)金属イオン架橋ポリエチレン、金属イオン架橋ポリプロピレン
ハ)不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン、不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン、不飽和カルボン酸グラフトポリメチルペンテン等の不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンおよびこれらの変性物。
ニ)エチレンまたはプロピレンとアクリル酸誘導体、またはメタクリル酸誘導体とのの共重合物として、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン・メタクリル酸エチル(EMA)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMAA)、エチレン−アクリル酸エチル(EEA)、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、プロピレン−メタクリル酸エチル(PMA)、プロピレン−アクリル酸エチル(PAA)等を挙げることができる。
(1)低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレン/エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸誘導体との共重合物
(2)エチレンープロピレン共重合体体/プロピレンとメタクリル酸またはアクリル酸誘導体との共重合物
(3)低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレン/金属架橋ポリエチレン
(4)エチレンープロピレン共重合体/金属架橋ポリプロピレン
(5)ランダムプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトホモタイププロピレン
(6)グラフトプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトホモタイププロピレン
(7)ホモプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトランダムタイプ、またはグラフトタイププロピレン
(8)ランダムまたはグラフトプロピレン系/ホモプロピレン系
(9)エチレンープロピレン共重合体/ポリエチレン/エチレンープロピレン共重合体
(10)エチレンープロピレン共重合体/ポリエチレン/不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン
1)第1基材として、最外層/バリア層の積層体と最内層からなる第2基材積層体をそれぞれ準備し熱ラミネーションする
2)第1基材として最外層/バリア層、第2基材として最内層を準備し押出しラミネーション(共押出しを含む)する方法、この場合必要に応じ、再度熱ラミネーション工程を施す
3)すべてをドライラミネーションで貼りあわせるのいずれの方法を用いてもよい。
1)第1基材として、最外層/バリア層の積層体と中間層/最内層からなる第2基材積層体をそれぞれ準備し熱ラミネーションする
2)第1基材として最外層/バリア層、第2基材として中間層の一部/最内層の積層体、または最内層のみを準備し中間層により押出しラミネーション(共押出しを含む)する、この場合必要に応じ、再度熱ラミネーション工程を施す
3)すべてをドライラミネーションで貼りあわせるのいずれの方法を用いてもよい。
DL−1:ポリエーテルを主成分とした接着剤、タケラックA−969V/A−5(武田薬品工業株式会社製 商品名)
DL−2:成分構成は、主剤としては、ポリエステルポリウレタン樹脂がセバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸からなるカルボン酸とエチレングリコール、ヘキサンジオールからなるグリコール、イソシアネート(IPDI)およびビスフェノールAからなるエポキシ樹脂からなり、また、硬化剤としては、トリメチロールプロパン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、1,3−ブタンジオールからなるグリコール、イソシアネート(TDI)、他(TDA)からなるものを用いた。
二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)とアルミニウム(20μm)とを接着剤DL−1を用いてドライラミネーション法により貼り合わせてラミネートAとし、別に、ランダムタイプポリプロピレンと不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレンとを共押出し法により製膜し、前記ラミネートAのアルミニウム面と二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)、前記共押出し法により製膜されたランダムタイプポリプロピレン面とを接着剤DL−2を用いてドライラミネーション法により貼り合わせて積層体(1)を得た。
(1).PET(12)/DL−1/AL(20)/DL−2/PET(12)/DL−2/RAM−PP(30)//PPa(20)
二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)とアルミニウム(20μm)とを接着剤DL−1を用いてドライラミネーション法により積層しラミネートAとし、不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン(20μm)と二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)と、ランダムタイプポリプロピレンと不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレンとを共押出し法により製膜された共押出しフィルムのランダムタイプポリプロピレン面とを接着剤DL−2を用いドライラミネーション法により積層しラミネートBとし、前記ラミネートAのアルミニウム面とラミネートBの不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン(20μm)面を温度250℃、圧力0.6Mpa、ライン速度20メートル/分の条件により熱ラミネーション法により貼り合わせて積層体(2)を得た。
(2).PET(12)/DL−1/AL(20)/TL/PPa(20)/DL−2/PET(12)/DL−2/RAM−PP(25)//PPa(25)
アルミニウム(20μm)をリン酸塩処理により耐酸性改質皮膜を形成した後、二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)と前記アルミニウムとを接着剤DL−1を用いてドライラミネーション法により貼り合わせてラミネートAとし、別に、ランダムタイプポリプロピレンとホモタイプポリプロピレンとを共押出し法により製膜し、前記ラミネートAのアルミニウム面と前記共押出し法により製膜されたランダムタイプポリプロピレン面とを接着剤DL−2を用いてドライラミネーション法により貼り合わせて積層体(3)を得た。
(3).PET(12)/DL−1/AL(20)/Tr−Ac/DL−2/RAM−PP(5)//HOMO−PP(25)
(実施例4)
二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)、二軸延伸ナイロンフィルム(15μm)、アルミニウム(50μm)を接着剤DL−1を用いて、順次ドライラミネーション法により貼り合わせてラミネートAとし、別に、ポリエチレンと不飽和カルボン酸グラフトポリエチレンとを共押出し法により製膜し、前記ラミネートAのアルミニウム面と、ポリエステルフィルム(16μm)、前記共押出し法により製膜されたポリエチレン面とを接着剤DL−2を用いて、順次ドライラミネーション法により貼り合わせて積層体(4)を得た。
(4).PET(12)/DL−1/Ny(15)/DL−1/AL(50)/DL−2/PET(16)/DL−2/PE(30)//PEa(20)
二軸延伸ポリエステルフィルム(12μm)、二軸延伸ナイロンフィルム(15μm)、アルミニウム(50μm)とを接着剤DL−1を用いたドライラミネーション法により積層しラミネートAとし、不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン(20μm)と二軸延伸共重合ポリエステルフィルム(16μm)と共押出し法で製膜したポリエチレンと不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン(50μm)のポリエチレン面側とを接着剤DL−2を用いドライラミネーション法により積層しラミネートBとし、前記ラミネートAのアルミニウム面とラミネーションBの不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン(20μm)を温度200〜250℃、圧力0.6Mpa、ライン速度25メートル/分の条件により熱ラミネーション法により貼り合わせて積層体(5)を得た。
(5).PET(12)/DL−1/Ny(15)/DL−1/AL(50)/TL/PPa(20)/DL−2/PET(16)/DL−2/PE(25)//PEa(25)
最外層面にアクリル樹脂(3μm)をコーティング法により形成した二軸延伸ナイロンフィルム(15μm)のナイロン側と、炭酸カルシウム添加リン酸クロム酸処理をほどこしたアルミニウム(50μm)を積層体DL−1を用いて順次ドライラミネーション法により貼り合わせてラミネートAとし、別に、ランダムタイプポリプロピレンとホモタイプポリプロピレンとを共押出し法により製膜し、前記ラミネートAのアルミニウム面と、前記共押出し法により製膜されたランダムタイプポリプロピレン面とを接着剤DL−2を用いてドライラミネーション法により貼り合わせて積層体(6)を得た。
(6).AC/DL−1/Ny(15)/DL−1/AL(50)/Tr−Co−Ac−cr/DL−2/RAM−PP(5)//HOMO−PP(25)
前記エンボスタイプのPET(16μm)はいずれも共重合タイプのポリエステルを用いる。また、前記DL−1に用いる接着剤は、特に限定しないが、DL−2においては、前記本発明において記載した組成の接着剤を用いるものとする。前記積層体(1)〜(6)を用いて、ポリマー電池用包装材料として、ポリマー電池本体を密封し、各種のテストを実施したが、ポリマー電池外装体として求められている性能を充たす積層体であった。
本発明の積層体をポリマー電池の外装体を構成する包装材料として用いる場合の前記外装体の形態は、パウチタイプまたはエンボスタイプが挙げられる。前記パウチタイプは、前述のピロータイプの他、図5(a)に示す三方シールタイプ、図5(b)に示す四方シールタイプのような形態がある。いずれの形態においても、シール端部にタブ(電極)の一部を含む密封シールとし、タブの一部が外装体の外部に露出するものである。また、前記タブ3は、図5(c)、図5(d)、図5(e)に示すように外装体のシール部の任意の位置から外部に露出させてもよい。
2 ポリマー電池本体
3 電極
4 外装体
5 ヒートシール部
5f 背シール部
6 底材
7 蓋材
8 エンボス部
9 フランジ部
10 積層体(包装材料)
11 最外層
12 バリア層
13 中間層
14,14’ 最内層
15 保護層
16 熱接着性タブ材
DL ドライラミネート層
TL 熱ラミネート層
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
また、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次加工としてポリマー電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と最外層との摩擦抵抗を小さくする目的で、最外層を多層化、最外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等を設けることが好ましい。例えば、
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とする。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する。
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(アクリル樹脂はフィルム状物、または液状コーティング後乾燥で硬化)
(1)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィン
(2)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/エチレンとアクリル酸誘導体、または、エチレンとメタクリル酸誘導体共重合物
(3)オレフィン系樹脂およびこれらの変性物/金属イオン架橋ポリエチレン、金属イオン架橋ポリプロピレン
等の構成の内層とすることである。前記、代表的なオレフィン系樹脂としては
a)ポリプロピレン系としては、
1)ホモタイプポリプロピレン(融点150℃以上、ビカット軟化点140℃以上)
2)エチレン−プロピレン共重合体(融点110℃以上、ビカット軟化点100℃以上のランダムタイププロピレンまたはグラフトタイププロピレン)
b)ポリエチレン系としては、
3)融点90℃以上、ビカット軟化点80℃以上の低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンージエン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、シングルサイト系触媒を用いて重合したエチレン−α・オレフィン共重合体また、酸変性ポリオレフィン(融点90℃以上、ビカット軟化点80℃以上)としては
イ)エチレン−酢酸ビニル共重合体
ロ)金属イオン架橋ポリエチレン、金属イオン架橋ポリプロピレン
ハ)不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン、不飽和カルボン酸グラフトポリプロピレン、不飽和カルボン酸グラフトポリメチルペンテン等の不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンおよびこれらの変性物。
ニ)エチレンまたはプロピレンとアクリル酸誘導体、またはメタクリル酸誘導体との共重合物として、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン・メタクリル酸エチル(EMA)、エチレン−アクリル酸メチル共重合体(EMAA)、エチレン−アクリル酸エチル(EEA)、エチレン・アクリル酸共重合体(EAA)、プロピレン−メタクリル酸エチル(PMA)、プロピレン−アクリル酸エチル(PAA)等を挙げることができる。
(1)低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレン/エチレンとメタクリル酸またはアクリル酸誘導体との共重合物
(2)エチレンープロピレン共重合体体/プロピレンとメタクリル酸またはアクリル酸誘導体との共重合物
(3)低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレン/金属架橋ポリエチレン
(4)エチレンープロピレン共重合体/金属架橋ポリプロピレン
(5)ランダムプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトホモタイププロピレン
(6)グラフトプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトホモタイププロピレン
(7)ホモプロピレン系/不飽和カルボン酸グラフトランダムタイプ、またはグラフトタイププロピレン
(8)ランダムまたはグラフトプロピレン系/ホモプロピレン系
(9)エチレンープロピレン共重合体/ポリエチレン/エチレンープロピレン共重合体
(10)エチレンープロピレン共重合体/ポリエチレン/不飽和カルボン酸グラフトポリエチレン
1)第1基材として、外層/バリア層の積層体と内層からなる第2基材積層体をそれぞれ準備し熱ラミネーションする
2)第1基材として外層/バリア層、第2基材として内層を準備し押出しラミネーション(共押出しを含む)する方法、この場合必要に応じ、再度熱ラミネーション工程を施す
3)すべてをドライラミネーションで貼りあわせるのいずれの方法を用いてもよい。
1)第1基材として、外層/バリア層の積層体と中間層/内層からなる第2基材積層体をそれぞれ準備し熱ラミネーションする
2)第1基材として外層/バリア層、第2基材として中間層の一部/内層の積層体、または内層のみを準備し中間層により押出しラミネーション(共押出しを含む)する、この場合必要に応じ、再度熱ラミネーション工程を施す
3)すべてをドライラミネーションで貼りあわせるのいずれの方法を用いてもよい。
2 ポリマー電池本体
3 電極(タブ)
4 外装体
5 ヒートシール部
5f 背シール部
6 底材
7 蓋材
8 エンボス部
9 フランジ部
10 積層体(包装材料)
11 外層
12 バリア層
13 中間層
14 内層
15 保護層
16 熱接着性タブ材
DL ドライラミネート層
TL 熱ラミネート層
Claims (7)
- 最外層/バリア層/最内層、または、最外層/バリア層/中間層/最内層からなる積層体タイプのポリマー電池用包装材料であって、最内層が、金属に対して熱接着可能な樹脂層を含む共押出法によって形成された少なくとも2層以上の共押出し樹脂層からなることを特徴とする積層体。
- 最外層/バリア層/最内層、または、最外層/バリア層/中間層/最内層からなる積層体タイプのポリマー電池用包装材料であって、最内層が金属に対しては熱接着はないが、最内層同士では熱接着しうる樹脂層を含む共押出法によって形成された少なくとも2層以上の共押出し樹脂層からなることを特徴とする積層体。
- 前記金属に対して熱接着性可能な樹脂が、酸変性ポリオレフィン、酸変性ポリエチレン、エチレン・アクリル酸共重合体、金属イオン架橋ポリエチレン、エチレンまたはプロピレンとアクリル酸誘導体、またはメタクリル酸誘導体との共重合物およびこれらの変性物の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項1に記載の積層体。
- 前記バリア層が、厚さ15μm以上のアルミニウムからなることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の積層体。
- 前記中間層が、厚さ10μm以上のポリエステル系、ポリオレフィン系、フッ素樹脂系、エチレン・酢酸ビニル共重合体ケン化物系の樹脂、または、これらの変性物および混合物から形成される樹脂の少なくとも1層含むものであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の積層体。
- バリア層の最内層面側の表面に、エポキシ系、フェノール系、メラミン系、アルキッド系、ポリイミド系、不飽和ポリエステル系、ポリウレタン系、不飽和カルボン酸グラフトポリマー系、ポリエチレンテレフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート共重合体系などのなどの共重合体ポリエステル系、金属イオン架橋ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体系、エチレンとアクリル酸およびメタクリル酸との共重合体系、ポリエーテルウレタン系等の樹脂、およびこれらの変性物の少なくとも一つを30%以上含む樹脂層からなる保護層が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の積層体。
- 前記請求項1〜請求項6のいずれかに記載の積層体を用いたポリマー電池用包装材料。
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-
2012
- 2012-05-29 JP JP2012121653A patent/JP5609920B2/ja not_active Expired - Lifetime
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US11400917B2 (en) | 2019-04-24 | 2022-08-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Power supply system for vehicle |
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