JP2014110114A - 電気化学素子用外装体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、片面側のシーラント層が高分子化合物によって構成された2枚の外装フィルム11が互いのシーラント層を対向させた状態で積層されるとともに、その積層状の外装フィルム11の外周縁部が封止されるようにしたラミネート型の電気化学素子用外装体を対象とする。多孔質金属シート21によって構成される内圧上昇防止用の安全弁2の一端側が内部に配置されるとともに、他端側が外部に配置されるようにして、安全弁2が積層状の2枚の外装フィルム11における対応する外側縁部間に介在された状態で、安全弁2が外装フィルム11のシーラント層に、高分子化合物を含む接着層3を介して固定されている。
【選択図】図1
Description
多孔質金属シートによって構成される内圧上昇防止用の安全弁の一端側が内部に配置されるとともに、他端側が外部に配置されるようにして、前記安全弁が積層状の2枚の前記外装フィルムにおける対応する外側縁部間に介在された状態で、前記安全弁が前記外装フィルムのシーラント層に、高分子化合物を含む接着層を介して固定されていることを特徴とする電気化学素子用外装体。
前記外装体に電気化学素子本体が収容されていることを特徴とする電気化学素子。
前記外装体の内部に電池本体である発電要素が収容されていることを特徴とする電池。
多孔質金属シートによって構成される内圧上昇防止用の安全弁を準備する準備工程と、
前記安全弁の一端側が前記外装体の内部に配置されるとともに、他端側が前記外装体の外部に配置されるようにして、前記安全弁を積層状の2枚の前記外装フィルムにおける対応する外側縁部間に介在した状態で、前記安全弁を前記外装フィルムのシーラント層に、高分子化合物を含む接着層を介して固定する接着工程とを含むことを特徴とする電気化学素子用外装体の製造方法。
前記接着層は、前記安全弁および前記外装フィルム間に配置され、かつポリオレフィン系高分子化合物を含む接着用フィルムによって構成されている前項8または9に記載の電気化学素子用外装体の製造方法。
外装体1を構成する外装フィルム11として、シーラント層が延伸ポリプロピレンからなり、中間層がアルミニウム箔からなり、外面層が6ナイロンからなる厚さ0.1mmの3層の積層体を準備した。この外装フィルム11のサイズは、長さ100mm、幅100mmである。
こうして得られた実施例1のサンプル(電池用外装体1)に対し、多孔質Niシート21と、外装フィルム11との間の層間接着強度(初期の層間接着強度)について評価した。
上記実施例1と同様に電池用外装体1を作製した。この場合、外装体1の内部に、電池本体(発電要素)である電解液が封入されるように、外装フィルム11,11の全周をヒートシールした。なお、外装体1の内部には、電解液として、1MのLiPF6溶液(EC:DEC=1:1)を5ml注入した。
上記封止性評価の試験を行った後(上記と同様の条件で保管した後)、実施例1のサンプルに対し、上記の初期接着性評価と同様に、サンプル切出片を切り出して、上記と同様に、多孔質Niシート21と外装フィルム11との間の層間接着強度を測定した。その結果を表2に示す。
実施例1と同様に、外装フィルム11および多孔質Niシート21とを接着した後、表1に示すように、PP接着剤31のエージングを行って、外装体1を作製し、実施例2のサンプルとした。エージングの条件は、圧力0.1MPa〜0.3MPa、温度30℃〜50℃、期間2日〜9日である。
変性ポリオレフィン系フィルム32として、東亜合成株式会社製のホットメルト接着剤「アロンメルト(商標)PPET2102」のブロックを21cm×29cmの2枚のテフロン(登録商標)製の板(厚さ2mm)で挟み、190℃のホットプレスで1分間加熱溶融し、その後脱気し、3Mpaで加圧、冷却して得られた厚さ105μmの接着用フィルムを準備した。
表1に示すように、上記実施例1と同様の多孔質Niシート21に対し、下地処理として、塗布型クロメート処理を行った。塗布型クロメート処理は、リン酸クロム(III )2%とキトサン系樹脂2%を分散した原液と、純水と、IPA(イソプロピルアルコール)とを1:2:0.5の組成で調合した液に、多孔質Niシート21を浸漬した後、引き上げて、150℃〜250℃、10秒〜10分の条件で乾燥を行うものである。
表1に示すように、上記と同様の多孔質Niシート21に対し、下地処理として塗布型クロメート処理を行った。その後、そのシート21に実施例3と同様に、変性ポリオレフィン系フィルム32を溶着した後、外装フィルム11,11を溶着して、外装体1を作製し、実施例5のサンプルとした。
安全弁2を構成する多孔質金属シート21として、電析法を用いて作製した多孔質銅系合金(Cu系合金)シートを準備した。このシートは、厚さが0.05mm、長さが30 mm、幅が30mmである。さらにこのシートは、直径1μmφの細孔が、100個/cm2の密度で形成された多孔質のものである。
安全弁2を構成する多孔質金属シート21として、電析法を用いて作製した多孔質パラジウム系合金(Pd系合金)シートを準備した。このシートは、厚さが0.05mm、長さが30mm、幅が30mmである。さらにこのシートは、直径1μmφの細孔が、100個/cm2の密度で形成された多孔質のものである。
表3に示すように、多孔質Niシート21に対し下地処理として塗布型クロメート処理を行った以外は、上記比較例1と同様にして、外装体1を作製し、比較例2のサンプルとした。
表2および表4から明らかなように、比較例1,2のサンプルに対し、実施例1〜7のサンプルは、良好な結果が得られた。
11:外装フィルム
2:安全弁
21:多孔質金属シート
3:接着層
31:接着剤
32:接着用フィルム
4:リード端子
Claims (12)
- 片面側のシーラント層が高分子化合物によって構成された2枚の外装フィルムが互いのシーラント層を対向させた状態で積層されるとともに、その積層状の外装フィルムの外周縁部が封止されるようにしたラミネート型の電気化学素子用外装体であって、
多孔質金属シートによって構成される内圧上昇防止用の安全弁の一端側が内部に配置されるとともに、他端側が外部に配置されるようにして、前記安全弁が積層状の2枚の前記外装フィルムにおける対応する外側縁部間に介在された状態で、前記安全弁が前記外装フィルムのシーラント層に、高分子化合物を含む接着層を介して固定されていることを特徴とする電気化学素子用外装体。 - 前記接着層がポリオレフィン系高分子化合物を含んでいる請求項1に記載の電気化学素子用外装体。
- 前記安全弁としての多孔質金属シートが、多孔質ニッケルシートである請求項1または2に記載の電気化学素子用外装体。
- 前記安全弁は、表面が化成処理された多孔質金属シートである請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気化学素子用外装体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載された外装体を備え、
前記外装体に電気化学素子本体が収容されていることを特徴とする電気化学素子。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載された外装体を備え、
前記外装体の内部に電池本体である発電要素が収容されていることを特徴とする電池。 - 前記安全弁が、リード端子を兼用している請求項6に記載の電池。
- 片面側のシーラント層が高分子化合物によって構成された2枚の外装フィルムを互いのシーラント層を対向させた状態で積層するとともに、その積層状の外装フィルムの外周縁部を封止するようにしたラミネート型の電気化学素子用外装体の製造方法であって、
多孔質金属シートによって構成される内圧上昇防止用の安全弁を準備する準備工程と、
前記安全弁の一端側が前記外装体の内部に配置されるとともに、他端側が前記外装体の外部に配置されるようにして、前記安全弁を積層状の2枚の前記外装フィルムにおける対応する外側縁部間に介在した状態で、前記安全弁を前記外装フィルムのシーラント層に、高分子化合物を含む接着層を介して固定する接着工程とを含むことを特徴とする電気化学素子用外装体の製造方法。 - 前記接着工程を行う前に、前記安全弁としての多孔質金属シートの表面に化成処理を行うようにした請求項8に記載の電気化学素子用外装体の製造方法。
- 前記接着層は、前記安全弁および前記外装フィルム間に塗布され、かつポリオレフィン系高分子化合物を含む接着剤によって構成されている請求項8または9に記載の電気化学素子用外装体の製造方法。
- 前記接着工程は、前記接着剤をエージングするエージング工程を含んでいる請求項10に記載の電気化学素子用外装体の製造方法。
- 前記接着層は、前記安全弁および前記外装フィルム間に配置され、かつポリオレフィン系高分子化合物を含む接着用フィルムによって構成されている請求項8または9に記載の電気化学素子用外装体の製造方法。
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