JP2021122016A - Battery packaging material, manufacturing method thereof, and battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池用包装材料、その製造方法及び電池に関する。 The present invention relates to a packaging material for a battery, a method for producing the same, and a battery.
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質等の電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていた。 Conventionally, various types of batteries have been developed, but in all batteries, a packaging material is an indispensable member for sealing a battery element such as an electrode or an electrolyte. Conventionally, metal packaging materials have been widely used for battery packaging.
一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の電池用包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。 On the other hand, in recent years, with the improvement of high performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc., batteries are required to have various shapes, and are required to be thinner and lighter. However, the metal packaging material for batteries, which has been widely used in the past, has a drawback that it is difficult to keep up with the diversification of shapes and there is a limit to weight reduction.
そこで、近年、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材/金属層/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている。 Therefore, in recent years, as a packaging material for batteries that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter, a film-like laminate in which a base material / metal layer / heat-sealing resin layer is sequentially laminated. Has been proposed.
また、このような電池用包装材料においては、一般的に、冷間成形により凹部が形成され、当該凹部によって形成された空間に電極や電解液などの電池素子を配し、熱融着性樹脂層同士を熱溶着させることにより、電池用包装材料の内部に電池素子が収容された電池が得られる。しかしながら、このようなフィルム状の包装材料は、金属製の包装材料に比べて薄く、成形時にピンホールやクラックが生じ易いという欠点がある。電池用包装材料にピンホールやクラックが生じた場合には、電解液が金属層にまで浸透して金属析出物を形成し、その結果、短絡を生じさせることになりかねないため、フィルム状の電池用包装材料には、成形時にピンホールが生じ難い特性、即ち優れた成形性を備えさせることは不可欠となっている。 Further, in such a packaging material for a battery, a recess is generally formed by cold molding, and a battery element such as an electrode or an electrolytic solution is arranged in the space formed by the recess to form a heat-sealing resin. By heat-welding the layers to each other, a battery in which the battery element is housed inside the packaging material for the battery can be obtained. However, such a film-shaped packaging material is thinner than a metal packaging material, and has a drawback that pinholes and cracks are likely to occur during molding. When pinholes or cracks occur in the battery packaging material, the electrolytic solution penetrates into the metal layer to form metal precipitates, which may result in a short circuit. It is indispensable for the packaging material for batteries to have a property that pinholes are unlikely to occur during molding, that is, excellent moldability.
近年、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。しかしながら、電池用包装材料の厚みが薄くなると、金属層についても薄くなる(例えば、40μm以下、さらには35μm以下)ため、成形時に金属層にピンホールやクラックが生じやすくなるという問題がある。そこで、薄型の電池用包装材料の基材層としては、成形性に優れる観点から、ナイロンなどのポリアミドフィルムが広く使用されている(例えば特許文献1を参照)。 In recent years, with the demand for smaller and thinner batteries, further thinning of the packaging material for batteries is required. However, when the thickness of the packaging material for a battery becomes thin, the metal layer also becomes thin (for example, 40 μm or less, further 35 μm or less), so that there is a problem that pinholes and cracks are likely to occur in the metal layer during molding. Therefore, as a base material layer for a thin battery packaging material, a polyamide film such as nylon is widely used from the viewpoint of excellent moldability (see, for example, Patent Document 1).
前述の通り、薄型の電池用包装材料においては、ナイロンなどのポリアミド樹脂を基材層として、成形性を高められている。 As described above, in the thin packaging material for batteries, a polyamide resin such as nylon is used as a base material layer to improve moldability.
一方、電池用包装材料の薄型化に伴い、電池の絶縁性についても低下するという問題がある。ところが、ナイロンなどのポリアミド樹脂を用いた場合には、成形性には優れるものの、絶縁性が不十分になる場合がある。 On the other hand, as the packaging material for batteries becomes thinner, there is a problem that the insulating property of batteries also deteriorates. However, when a polyamide resin such as nylon is used, although the moldability is excellent, the insulating property may be insufficient.
薄型の電池用包装材料の絶縁性を高めるために、本発明者らは、基材層として、ポリエステルを用いることを検討した。ところが、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルは、ナイロンなどに比して、成形性に劣るため、ポリエステルにより基材層を形成した場合、例えば金属層の厚みを非常に薄くする(例えば、40μm以下、さらには35μm以下)と、電池用包装材料の成形時に金属層にピンホールなどが発生しやすいという問題が発生した。 In order to improve the insulating property of the thin battery packaging material, the present inventors have considered using polyester as the base material layer. However, polyester such as polyethylene terephthalate is inferior in moldability to nylon and the like. Therefore, when the base material layer is formed of polyester, for example, the thickness of the metal layer is made very thin (for example, 40 μm or less, and further. (35 μm or less), there was a problem that pinholes and the like were likely to occur in the metal layer during molding of the packaging material for batteries.
このような状況下、本発明の主な目的は、少なくとも、ポリエステルにより形成された基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、優れた絶縁性を備えており、さらに、成形時にピンホールやクラックが生じ難く、優れた成形性を有する電池用包装材料を提供することにある。 Under such circumstances, a main object of the present invention is at least excellent in a battery packaging material composed of a laminate having a base material layer made of polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order. Another object of the present invention is to provide a packaging material for a battery, which has excellent moldability, is less likely to cause pinholes and cracks during molding, and has excellent moldability.
また、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められているが、電池用包装材料の厚みが薄くなると、冷間成形によって電池用包装材料に形成された凹部の周縁部がカール(湾曲)しやすくなる。カールが生じると、電池素子の収容や熱融着性樹脂層の熱溶着を阻害して、電池の生産効率を低下させる場合がある。 Further, with the demand for miniaturization and thinning of batteries, further thinning of the packaging material for batteries is required. However, when the thickness of the packaging material for batteries becomes thin, the batteries are cold-molded. The peripheral edge of the recess formed in the packaging material is likely to curl. When curling occurs, it may hinder the accommodation of the battery element and the heat welding of the heat-weldable resin layer, thereby lowering the production efficiency of the battery.
本発明者が検討を行ったところ、電池用包装材料の外層側に位置する層として、ポリエステルフィルムを用いた場合には、このようなカールの問題が生じやすいことが明らかとなった。特に、自動車用の二次電池など、大型の二次電池に使用される電池用包装材料は、サイズが大きいため、電池の生産性に与えるカールの影響が非常に大きいという問題を有している。 As a result of the study by the present inventor, it has been clarified that such a curl problem is likely to occur when a polyester film is used as the layer located on the outer layer side of the battery packaging material. In particular, battery packaging materials used for large secondary batteries such as secondary batteries for automobiles have a problem that the influence of curl on the productivity of batteries is very large because of their large size. ..
このような状況下、本発明は、少なくとも、基材層、接着層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、優れた成形性を備えており、さらに、成形後のカールが効果的に抑制された電池用包装材料を提供することも主な目的とする。 Under such circumstances, the present invention has excellent moldability at least in a battery packaging material composed of a laminate having a base material layer, an adhesive layer, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order. Further, it is also a main object to provide a packaging material for a battery in which curl after molding is effectively suppressed.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、ポリエステルにより形成された基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、金属層として、厚みが40μm以下のものを用いるにもかかわらず、基材層の厚みを15μm以上30μm以下に設定することにより、優れた絶縁性を備えているだけでなく、意外にも、成形性にも優れた電池用包装材料となることを見出した。また、本発明者らは、少なくとも、ポリエステルを含む基材層と、金属層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体からなり、長さ100mm×幅15mmとした前記基材層は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下であり、長さ100mm×幅15mmとした前記積層体は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下である電池用包装材料は、優れた成形性を備えており、さらに、成形後のカールが効果的に抑制されることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。 The present inventors have made diligent studies to solve the above problems. As a result, at least in a battery packaging material composed of a laminate having a base material layer made of polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order, a metal layer having a thickness of 40 μm or less is used. Nevertheless, by setting the thickness of the base material layer to 15 μm or more and 30 μm or less, it becomes a packaging material for batteries that not only has excellent insulating properties but also surprisingly excellent moldability. I found. Further, the present inventors have formed a laminate having at least a base material layer containing polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and the base material layer has a length of 100 mm and a width of 15 mm. Is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and the displacement when a tensile stress of 15 MPa is applied is 5% or less. The packaging material for batteries, which is pulled at a tensile speed of 50 mm / min and has a displacement of 5% or less when a tensile stress of 40 MPa is applied, has excellent moldability and effectively suppresses curling after molding. Found to be done. The present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の電池用包装材料及び電池を提供する。
項1. 少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、
前記金属層の厚みが40μm以下であり、
前記基材層は、ポリエステルにより形成されており、
前記基材層の厚みが、15μm以上30μm以下である、電池用包装材料。
項2. 前記積層体の厚みが、140μm以下である項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記基材層は、ポリエステルにより形成された1層により構成されている、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記基材層は、ポリエステルにより形成された複数の層により構成されている、項1または2に記載の電池用包装材料。
項5. 前記金属層の少なくとも一方の面に耐酸性皮膜層を備える、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記金属層が、アルミニウム箔である、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体を得る工程を備えており、
前記金属層として、厚みが40μm以下のものを用い、
前記基材層として、ポリエステルにより形成されており、厚みが15μm以上30μm以下のものを用いる、電池用包装材料の製造方法。
項8. 少なくとも、ポリエステルを含む基材層と、金属層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体からなり、
長さ100mm×幅15mmとした前記基材層は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下であり、
長さ100mm×幅15mmとした前記積層体は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下である、電池用包装材料。
項9. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体内に収容されている、電池。
That is, the present invention provides a battery packaging material and a battery according to the following aspects.
The thickness of the metal layer is 40 μm or less.
The base material layer is made of polyester and is made of polyester.
A packaging material for a battery in which the thickness of the base material layer is 15 μm or more and 30 μm or less.
As the metal layer, a metal layer having a thickness of 40 μm or less is used.
A method for producing a packaging material for a battery, wherein the base material layer is made of polyester and has a thickness of 15 μm or more and 30 μm or less.
The base material layer having a length of 100 mm and a width of 15 mm is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and the displacement when a tensile stress of 15 MPa is applied is 5% or less.
The laminated body having a length of 100 mm and a width of 15 mm is a packaging material for batteries, which is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C. and has a displacement of 5% or less when a tensile stress of 40 MPa is applied.
本発明によれば、少なくとも、ポリエステルにより形成された基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなる電池用包装材料において、金属層として、厚みが40μm以下のものを用いるにもかかわらず、基材層の厚みを15μm以上30μm以下に設定することにより、優れた絶縁性を備えているだけでなく、成形性にも優れた電池用包装材料を提供することができる。また、本発明によれば、優れた成形性を備えており、さらに、成形後のカールが効果的に抑制された電池用包装材料を提供することもできる。 According to the present invention, in a battery packaging material composed of a laminate having at least a base material layer made of polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order, the thickness of the metal layer is 40 μm or less. By setting the thickness of the base material layer to 15 μm or more and 30 μm or less in spite of using a material, it is possible to provide a packaging material for a battery which not only has excellent insulating properties but also excellent moldability. Can be done. Further, according to the present invention, it is possible to provide a packaging material for a battery which has excellent moldability and further suppresses curl after molding effectively.
本発明の第1の態様の電池用包装材料は、少なくとも、基材層、金属層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体からなり、金属層の厚みが40μm以下であり、基材層は、ポリエステルにより形成されており、基材層の厚みが、15μm以上30μm以下であることを特徴とする。本発明の第1の態様の電池用包装材料は、このような構成を備えていることにより、優れた絶縁性を備えているだけでなく、成形性にも優れる。また、本発明の第2の態様の電池用包装材料は、少なくとも、ポリエステルを含む基材層と、金属層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体からなり、長さ100mm×幅15mmとした前記基材層は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下であり、長さ100mm×幅15mmとした前記積層体は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下であることを特徴とする。本発明の第2の態様の電池用包装材料は、このような構成を備えていることにより、優れた成形性を備えており、さらに、成形後のカールが効果的に抑制される。以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。 The packaging material for a battery according to the first aspect of the present invention is composed of a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and the thickness of the metal layer is 40 μm or less. The material layer is made of polyester, and the thickness of the base material layer is 15 μm or more and 30 μm or less. Since the packaging material for a battery according to the first aspect of the present invention has such a structure, it not only has excellent insulating properties but also excellent moldability. The packaging material for a battery according to a second aspect of the present invention comprises a laminate including at least a base material layer containing polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order, and has a length of 100 mm × The base material layer having a width of 15 mm is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and the displacement when a tensile stress of 15 MPa is applied is 5% or less, and the laminate having a length of 100 mm and a width of 15 mm. The body is characterized in that it is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C. and the displacement when a tensile stress of 40 MPa is applied is 5% or less. The battery packaging material of the second aspect of the present invention has such a structure, so that it has excellent moldability, and further, curl after molding is effectively suppressed. Hereinafter, the packaging material for a battery of the present invention will be described in detail.
なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」の表示は、その左側に付している数値以上且つその右側に付している数値以下であることを示し、例えば数値範囲「X〜Y」の表記はX以上Y以下であることを意味する。 In addition, in this specification, the display of "~" indicating a numerical range indicates that it is equal to or more than the numerical value attached to the left side thereof and less than or equal to the numerical value attached to the right side thereof. "" Means that it is X or more and Y or less.
1.電池用包装材料の積層構造
電池用包装材料は、図1に示すように、少なくとも、基材層1、金属層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層4同士が熱溶着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
1. 1. Laminated Structure of Battery Packaging Material As shown in FIG. 1, the battery packaging material is composed of a laminate having at least a
本発明の電池用包装材料は、図2に示すように、基材層1と金属層3との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着剤層2が設けられていてもよい。また、本発明の電池用包装材料は、図3に示すように、金属層3と熱融着性樹脂層4との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, in the packaging material for a battery of the present invention, an
本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みとしては、特に制限されないが、厚みを薄くしつつ、成形性と絶縁性の低下を効果的に抑制する観点からは、好ましくは150μm以下、より好ましくは110μm〜145μm程度が挙げられる。本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みが、例えば150μm以下と非常に薄い場合にも、本発明の第1の態様によれば、成形によるピンホール等の発生を効果的に抑制し、さらには絶縁性の低下も効果的に抑制することができる。また、本発明の第2の態様によれば、成形によるピンホール等の発生を効果的に抑制し、さらには成形後のカールが効果的に抑制される。このため、本発明の電池用包装材料は、電池のエネルギー密度の向上に寄与することができ、電池の生産性も向上させることができる。 The thickness of the laminate constituting the packaging material for a battery of the present invention is not particularly limited, but is preferably 150 μm or less from the viewpoint of effectively suppressing deterioration of moldability and insulation while reducing the thickness. More preferably, it is about 110 μm to 145 μm. According to the first aspect of the present invention, even when the thickness of the laminate constituting the packaging material for a battery of the present invention is very thin, for example, 150 μm or less, the occurrence of pinholes and the like due to molding is effectively suppressed. Furthermore, the decrease in insulating property can be effectively suppressed. Further, according to the second aspect of the present invention, the generation of pinholes and the like due to molding is effectively suppressed, and further, the curl after molding is effectively suppressed. Therefore, the packaging material for a battery of the present invention can contribute to the improvement of the energy density of the battery and can also improve the productivity of the battery.
また、本発明の第2の態様の電池用包装材料を構成している積層体は、長さ100mm×幅15mmとした場合に、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下である。当該変位としては、好ましくは2%〜4%程度が挙げられる。 Further, the laminate constituting the packaging material for a battery according to the second aspect of the present invention is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C. when the length is 100 mm and the width is 15 mm, and the tension is 40 MPa. The displacement when stress is applied is 5% or less. The displacement is preferably about 2% to 4%.
2.電池用包装材料を形成する各層
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は最外層側を形成する層である。基材層1は、ポリエステルにより形成されている。前述の通り、近年、電池の小型化、薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。しかしながら、電池用包装材料の厚みが薄くなると、成形時に金属層にピンホールやクラックが生じやすくなるという問題がある。さらに、絶縁性についても低下しやすくなる。
2. Each layer forming the packaging material for batteries [base material layer 1]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
これに対して、本発明の第1の態様においては、基材層1がポリエステルにより形成されており、かつ、当該基材層1の厚みが、15μm〜30μmの範囲にあることにより、金属層3におけるピンホールやクラックの発生が効果的に抑制され、さらに、ナイロンなどにより形成する場合に比して絶縁性が飛躍的に向上する。電池用包装材料を薄型化すると、成形性が低下するため、従来、ポリエステルのように成形性に劣る樹脂を単独で基材層に使用することは考えられなかった。従って、ポリエステルにより形成された基材層1の厚みを上記特定の範囲に設定することにより、絶縁性だけでなく、成形性にも優れた電池用包装材料になることは、意外なことであった。本発明の電池用包装材料において、ポリエステルを用いているにも関わらず、優れた成形性が発揮される機序の詳細の詳細は明らかではないが、例えば次のように考えることができる。すなわち、本発明においては、ポリエステルにより形成された基材層1の厚みが上記特定の範囲に設定されていることにより、成形時における金属層3の急激な伸びが基材層1によって適切に制御され、結果として、金属層3のピンホール等の発生が抑制されているものと考えられる。
On the other hand, in the first aspect of the present invention, the
ポリエステルとしては、具体的には、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、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル−ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートは、耐電解液性に優れ、電解液の付着に対して白化等が発生し難いという利点があり、基材層1の形成素材として好適に使用される。
Specific examples of the polyester include a copolymerized polyester containing polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and ethylene terephthalate as repeating units, and butylene terephthalate as repeating units. Examples thereof include copolymerized polyester as a main component. Further, as the copolymerized polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit and polymerizing with ethylene isophthalate (hereinafter, polyethylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate) , Polyethylene (terephthalate / decandicarboxylate) and the like. Further, as the copolymerized polyester having butylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester which polymerizes with butylene isophthalate using butylene terephthalate as the main body of the repeating unit (hereinafter, polybutylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / sevacate), polybutylene (terephthalate / decandicarboxylate), polybutylene naphthalate and the like. These polyesters may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyethylene terephthalate has an advantage that it is excellent in electrolytic solution resistance and whitening or the like is unlikely to occur due to adhesion of the electrolytic solution, and is preferably used as a material for forming the
第1の態様において、基材層1の厚みとしては、15μm〜30μmの範囲にあれば特に制限されないが、電池用包装材料をより一層薄型化しつつ、優れた絶縁性と優れた成形性とを担保する観点から、より好ましくは20μm〜25μm程度が挙げられる。なお、後述のように、基材層1が複数の層により構成されており、各層が接着剤などの接着成分により接着されている場合には、当該接着成分の厚みは基材層の1の厚みには含まない。当該接着成分は、電池用包装材料の絶縁性と成形性の向上に実質的に寄与しないためである。
In the first aspect, the thickness of the
基材層1は、ポリエステルにより形成された1層により構成されていてもよいし、ポリエステルにより形成された複数の層により構成されていてもよい。基材層1が複数の層により構成されている場合、ポリエステルにより形成された2層により構成されていることが好ましい。
The
基材層1は、好ましくは、ポリエステルフィルム、特に好ましくはポリエチレンテレフタレートフィルムにより構成することができる。基材層1が複数の層により構成されている場合、特に、ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレートフィルムが積層された2層構成が好ましい。
The
基材層1が複数の層により構成されている場合、各層の間は、接着剤または接着性樹脂などの接着成分を介して積層させればよく、使用される接着成分の種類や量等については、後述する接着剤層2の場合と同様である。2層以上のポリエステルフィルムを積層させる方法としては、特に制限されず、公知方法が採用でき、例えばドライラミネート法、サンドイッチラミネート法などが挙げられ、好ましくはドライラミネート法が挙げられる。ドライラミネート法により積層させる場合には、接着剤層としてウレタン系接着剤を用いることが好ましい。このとき、接着剤層の厚みとしては、例えば2μm〜5μm程度が挙げられる。
When the
本発明の第2の態様において、基材層1は、長さ100mm×幅15mmとした場合に、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下である。当該変位としては、好ましくは2%〜4%程度が挙げられる。本発明の第2の態様においては、前述の積層体の変位が上記所定範囲内にあり、かつ、基材層1の当該変位が5%以下であることにより、成形によるピンホール等の発生を効果的に抑制し、さらには成形後のカールが効果的に抑制される。本発明の第2の態様において、基材層1の厚さとしては、例えば、10μm〜50μm程度、好ましくは12μm〜30μm程度が挙げられる。
In the second aspect of the present invention, when the
基材層1には、成形性を向上させるために低摩擦化させておいてもよい。基材層1を低摩擦化させる場合、その表面の摩擦係数については特に制限されないが、例えば1.0以下が挙げられる。基材層1を低摩擦化するには、例えば、マット処理、滑剤の薄膜層の形成、これらの組み合わせ等が挙げられる。
The
マット処理としては、予め基材層1にマット化剤を添加し表面に凹凸を形成したり、エンボスロールによる加熱や加圧による転写法や、表面を乾式又は湿式ブラスト法やヤスリで機械的に荒らす方法が挙げられる。マット化剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。マット化剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物等が挙げられる。また、マット化剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。マット化剤として、具体的には、タルク,シリカ,グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム,シュウ酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。これらのマット化剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのマット化剤の中でも、分散安定性やコスト等の観点から、好ましくはりシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、マット化剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。
As the matting treatment, a matting agent is added to the
滑剤の薄膜層は、基材層1上に滑剤をブリードアウトにより表面に析出させて薄層を形成させる方法や、基材層1に滑剤を積層することで形成できる。滑剤としては、特に制限されないが、例えば、後述するようなアマイド系滑剤、金属石鹸、親水性シリコーン、シリコーンをグラフトしたアクリル、シリコーンをグラフトしたエポキシ、シリコーンをグラフトしたポリエーテル、シリコーンをグラフトしたポリエステル、ブロック型シリコーンアクリル共重合体、ポリグリセロール変性シリコーン、パラフィン等が挙げられる。これらの滑剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The thin film layer of the lubricant can be formed by a method of precipitating the lubricant on the surface of the
[接着剤層2]
本発明の電池用包装材料において、接着剤層2は、基材層1と金属層3を強固に接着させるために、これらの間に設けられる層である。
[Adhesive layer 2]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
接着剤層2は、基材層1と金属層3とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層2の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤層2の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。
The
接着剤層2の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、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、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステル等のポリエステル系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール樹脂系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミド等のポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム;シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。
Specific examples of the adhesive component that can be used to form the
接着剤層2の厚みについては、接着剤層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、1μm〜10μm程度、好ましくは2μm〜5μm程度が挙げられる。
The thickness of the
[金属層3]
電池用包装材料において、金属層3は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止するためのバリア層として機能する層である。金属層3を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウムが挙げられる。金属層3は、金属箔や金属蒸着などにより形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔により形成することがさらに好ましい。電池用包装材料の製造時に、金属層3にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS H4160 A8021H−O、JIS H4160 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−O)など軟質アルミニウム箔により形成することがより好ましい。
[Metal layer 3]
In the battery packaging material, the
本発明の第1の態様の電池用包装材料において、金属層3の厚みは40μm以下である。これにより、本発明の電池用包装材料においては、薄型のものとすることができる。電池用包装材料をさらに薄型化しつつ、成形性と絶縁性とを両立させる観点からは、金属層3の厚みは、より好ましくは35μm以下、さらに好ましくは10μm〜35μm程度とすることができる。一方、本発明の第2の態様の電池用包装材料において、金属層3の厚みは40μm以下に限定されない。本発明の第2の態様において、金属層3の厚みは、水蒸気などのバリア層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、10μm〜50μm程度、好ましくは10μm〜40μm程度とすることができる。
In the battery packaging material of the first aspect of the present invention, the thickness of the
また、金属層3は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面に、化成処理により形成された耐酸性皮膜層を備えることが好ましい。ここで、化成処理とは、金属層の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム酸化合物を用いたクロム酸クロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸クロメート処理;下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理などが挙げられる。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。
Further, it is preferable that the
一般式(1)〜(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基またはベンジル基を示す。また、R1及びR2は、それぞれ同一または異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1及びR2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基が1個置換された炭素数1〜4の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式(1)〜(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基またはヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、500〜100万であることが好ましく、1000〜2万程度であることがより好ましい。 In the general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. In addition, R 1 and R 2 represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, respectively, which are the same or different. In the general formulas (1) to (4) , examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. Examples thereof include linear or branched alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms such as tert-butyl groups. Examples of the hydroxyalkyl groups represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group and 3-. A linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms in which one hydroxy group such as a hydroxypropyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, or a 4-hydroxybutyl group is substituted. An alkyl group can be mentioned. In the general formulas (1) to (4), the alkyl group and the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be the same or different, respectively. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group. The number average molecular weight of the amination phenol polymer having the repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) is preferably, for example, 5 to 1,000,000, and more preferably about 1,000 to 20,000. preferable.
また、金属層3に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、150℃以上で焼付け処理を行うことにより、金属層3の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフト重合させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンまたはその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Further, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the
化成処理は、1種類の化成処理のみを行ってもよいし、2種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロム酸クロメート処理や、クロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理などが好ましい。 As the chemical conversion treatment, only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion treatments may be combined. Further, these chemical conversion treatments may be carried out by using one kind of compound alone, or by using two or more kinds of compounds in combination. Among the chemical conversion treatments, chromate chromate treatment and chromate treatment in which a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an amination phenol polymer are combined are preferable.
化成処理において金属層3の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、金属層3の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で約0.5mg〜約50mg、好ましくは約1.0mg〜約40mg、リン化合物がリン換算で約0.5mg〜約50mg、好ましくは約1.0mg〜約40mg、及びアミノ化フェノール重合体が約1mg〜約200mg、好ましくは約5.0mg〜150mgの割合で含有されていることが望ましい。
The amount of the acid-resistant film formed on the surface of the
化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、金属層の表面に塗布した後に、金属層の温度が70℃〜200℃程度になるように加熱することにより行われる。また、金属層に化成処理を施す前に、予め金属層を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、金属層の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。 In the chemical conversion treatment, a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the metal layer by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, or the like, and then the temperature of the metal layer is 70. It is carried out by heating to about ° C. to 200 ° C. Further, before the metal layer is subjected to the chemical conversion treatment, the metal layer may be subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method or the like in advance. By performing the degreasing treatment in this way, it becomes possible to more efficiently perform the chemical conversion treatment on the surface of the metal layer.
[熱融着性樹脂層4]
本発明の電池用包装材料において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
[Heat-sealing resin layer 4]
In the battery packaging material of the present invention, the heat-fusing
熱融着性樹脂層4に使用される樹脂成分については、熱溶着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。
The resin component used in the heat-fusing
前記ポリオレフィンとしては、具体的には、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等のポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー;等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and other polyethylene; homopolypropylene, polypropylene block copolymer (for example, propylene and ethylene block copolymer), and polypropylene. Polypropylene such as random copolymers of propylene and ethylene (eg, random copolymers of propylene and ethylene); ethylene-butene-propylene tarpolymers; and the like. Among these polyolefins, polyethylene and polypropylene are preferable.
前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン、等が挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, isoprene, and the like. Can be mentioned. Examples of the cyclic monomer which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specific examples thereof include cyclic diene such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these polyolefins, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
前記カルボン酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。 The carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer modified by block-polymerizing or graft-polymerizing the polyolefin with a carboxylic acid. Examples of the carboxylic acid used for denaturation include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
前記カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前記酸変性シクロオレフィンコポリマーの変性に使用されるものと同様である。 The carboxylic acid-modified cyclic polyolefin means that a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin is copolymerized in place of α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or α, β with respect to the cyclic polyolefin. -A polymer obtained by block-polymerizing or graft-polymerizing an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof. The same applies to the cyclic polyolefin modified with carboxylic acid. The carboxylic acid used for the modification is the same as that used for the modification of the acid-modified cycloolefin copolymer.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン;更に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Among these resin components, carboxylic acid-modified polyolefin is preferable; and carboxylic acid-modified polypropylene is more preferable.
熱融着性樹脂層4は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、熱融着性樹脂層4は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。
The heat-sealing
また、熱融着性樹脂層4は、必要に応じて滑剤などを含んでいてもよい。熱融着性樹脂層4が滑剤を含む場合、電池用包装材料の成形性を高め得る。滑剤としては、特に制限されず、公知のスリップ剤を用いることができ、例えば、上記の基材層1で例示したものなどが挙げられる。スリップ剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱融着性樹脂層4におけるスリップ剤の含有量としては、特に制限されず、電子包装用材料の成形性及び絶縁性を高める観点からは、好ましくは0.01質量%〜0.2質量%程度、より好ましくは0.05質量%〜0.15質量%程度が挙げられる。
Further, the heat-sealing
熱融着性樹脂層4の厚さとしては、適宜選定することができるが、10μm〜100μm程度、好ましくは15μm〜50μm程度が挙げられる。
The thickness of the heat-sealing
[接着層5]
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、金属層3と熱融着性樹脂層4を強固に接着させために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
[Adhesive layer 5]
In the packaging material for batteries of the present invention, the
接着層5は、金属層3と熱融着性樹脂層4とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、その接着機構、接着剤成分の種類等は、接着剤層2で例示した接着剤と同様のものが使用できる。また、接着層5の形成に使用される樹脂としては、前述の熱融着性樹脂層4で例示したポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂も使用できる。金属層3と熱融着性樹脂層4との密着性に優れる観点から、ポリオレフィンとしては、カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、カルボン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。
The
さらに、電池用包装材料の厚みを薄くしつつ、成形後の形状安定性に優れた電池用包装材料とする観点からは、接着層5は、酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であってもよい。酸変性ポリオレフィンとしては、好ましくは、熱融着性樹脂層4で例示したカルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンと同じものが例示できる。
Further, from the viewpoint of making the battery packaging material excellent in shape stability after molding while reducing the thickness of the battery packaging material, the
また、硬化剤としては、酸変性ポリオレフィンを硬化させるものであれば、特に限定されない。硬化剤としては、例えば、エポキシ系硬化剤、多官能イソシアネート系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、オキサゾリン系硬化剤などが挙げられる。 The curing agent is not particularly limited as long as it cures the acid-modified polyolefin. Examples of the curing agent include an epoxy-based curing agent, a polyfunctional isocyanate-based curing agent, a carbodiimide-based curing agent, and an oxazoline-based curing agent.
エポキシ系硬化剤は、少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されない。エポキシ系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。 The epoxy-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy-based curing agent include epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, novolak glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, and polyglycerin polyglycidyl ether.
多官能イソシアネート系硬化剤は、2つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。 The polyfunctional isocyanate-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups. Specific examples of the polyfunctional isocyanate-based curing agent include isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and those obtained by polymerizing or nurate these. Examples thereof include a mixture and a copolymer with another polymer.
カルボジイミド系硬化剤は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を少なくとも1つ有する化合物であれば、特に限定されない。カルボジイミド系硬化剤としては、カルボジイミド基を少なくとも2つ以上有するポリカルボジイミド化合物が好ましい。 The carbodiimide-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one carbodiimide group (-N = C = N-). As the carbodiimide-based curing agent, a polycarbodiimide compound having at least two or more carbodiimide groups is preferable.
オキサゾリン系硬化剤は、オキサゾリン骨格を有する化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン系硬化剤としては、具体的には、日本触媒社製のエポクロスシリーズなどが挙げられる。 The oxazoline-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having an oxazoline skeleton. Specific examples of the oxazoline-based curing agent include the Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
接着層5による金属層3と熱融着性樹脂層4との密着性を高めるなどの観点から、硬化剤は、2種類以上の化合物により構成されていてもよい。
The curing agent may be composed of two or more kinds of compounds from the viewpoint of enhancing the adhesion between the
接着層5を形成する樹脂組成物における硬化剤の含有量は、0.1質量%〜50質量%の範囲にあることが好ましく、0.1質量%〜30質量%の範囲にあることがより好ましく、0.1質量%〜10質量%の範囲にあることがさらに好ましい。
The content of the curing agent in the resin composition forming the
接着層5の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、接着剤層2で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは2μm〜10μm、より好ましくは2μm〜5μmが挙げられる。また、熱融着性樹脂層4で例示した樹脂を用いる場合であれば、好ましくは2μm〜50μm、より好ましくは10μm〜40μmが挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンと硬化剤との硬化物である場合であれば、好ましくは30μm、より好ましくは0.1μm〜20μm、さらに好ましくは0.5μm〜5μmが挙げられる。なお、接着層5が酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物である場合、当該樹脂組成物を塗布し、加熱等により硬化させることにより、接着層5を形成することができる。
The thickness of the
[表面被覆層]
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1の金属層3とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層(図示しない)を設けてもよい。表面被覆層は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
[Surface coating layer]
In the packaging material for a battery of the present invention, for the purpose of improving designability, electrolytic solution resistance, scratch resistance, moldability, etc., if necessary, on the base material layer 1 (the metal layer of the base material layer 1). A surface coating layer (not shown) may be provided on the side opposite to 3), if necessary. The surface coating layer is a layer located at the outermost layer when the battery is assembled.
表面被覆層は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層には、マット化剤を配合してもよい。 The surface coating layer can be formed of, for example, polyvinylidene chloride, a polyester resin, a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like. Among these, the surface coating layer is preferably formed of a two-component curable resin. Examples of the two-component curable resin forming the surface coating layer include a two-component curable urethane resin, a two-component curable polyester resin, and a two-component curable epoxy resin. Moreover, you may mix the matting agent in the surface coating layer.
マット化剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。マット化剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物等が挙げられる。また、マット化剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。マット化剤として、具体的には、タルク,シリカ,グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム,シュウ酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。これらのマット化剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのマット化剤の中でも、分散安定性やコスト等の観点から、好ましくはりシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、マット化剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the matting agent include fine particles having a particle size of about 0.5 nm to 5 μm. The material of the matting agent is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. The shape of the matting agent is also not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fibrous shape, a plate shape, an amorphous shape, and a balloon shape. Specific examples of the matting agent include talc, silica, graphite, kaolin, montmoriloid, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, and aluminum oxide. , Neodium oxide, Antimon oxide, Titanium oxide, Cerium oxide, Calcium sulfate, Barium sulfate, Calcium carbonate, Calcium silicate, Lithium carbonate, Calcium benzoate, Calcium silicate, Magnesium stearate, Alumina, Carbon black, Carbon nanotubes, Examples thereof include refractory nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper and nickel. These matting agents may be used alone or in combination of two or more. Among these matting agents, preferably silica, barium sulfate, and titanium oxide are mentioned from the viewpoint of dispersion stability and cost. Further, the matting agent may be subjected to various surface treatments such as an insulating treatment and a highly dispersible treatment on the surface.
表面被覆層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂を基材層1の一方の表面上に塗布する方法が挙げられる。マット化剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂にマット化剤を添加して混合した後、塗布すればよい。
The method for forming the surface coating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a two-component curable resin for forming the surface coating layer on one surface of the
表面被覆層の厚みとしては、表面被覆層としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5μm〜10μm程度、好ましくは1μm〜5μm程度が挙げられる。 The thickness of the surface coating layer is not particularly limited as long as it exhibits the above-mentioned function as the surface coating layer, and examples thereof include about 0.5 μm to 10 μm, preferably about 1 μm to 5 μm.
3.電池用包装材料の製造方法
本発明の第1の態様の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、少なくとも、基材層1、金属層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体を得る工程を備えており、金属層3として、厚みが40μm以下のものを用い、基材層1として、ポリエステルにより形成されており、厚みが15μm〜30μmのものを用いる。また、本発明の第2の態様の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、少なくとも、基材層1、金属層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体を得る工程を備えており、基材層1として、長さ100mm×幅15mmとした前記基材層は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下のものを用い、得られる積層体を、長さ100mm×幅15mmとした場合に、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位を5%以下とする。
すなわち、基材層1として、「2.電池用包装材料を形成する各層」の欄で説明した基材層1を用いて、各層を積層することにより、本発明の電池用包装材料を製造することができる。
3. 3. Method for Producing Packaging Material for Batteries The method for producing a packaging material for batteries according to the first aspect of the present invention is not particularly limited as long as a laminate in which each layer having a predetermined composition is laminated can be obtained, and at least a base material is used. A step of obtaining a laminate having a
That is, the battery packaging material of the present invention is produced by laminating each layer using the
本発明の電池用包装材料の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、基材層1、接着剤層2、金属層3をこの順に備える積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層1上又は必要に応じて表面が化成処理された金属層3に接着剤層2の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該金属層3又は基材層1を積層させて接着剤層2を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。
An example of the method for producing the packaging material for a battery of the present invention is as follows. First, a laminate having the
次いで、積層体Aの金属層3上に、熱融着性樹脂層4を積層させる。金属層3上に熱融着性樹脂層4を直接積層させる場合には、積層体Aの金属層3上に、熱融着性樹脂層4を構成する樹脂成分をグラビアコート法、ロールコート法等の方法により塗布すればよい。また、金属層3と熱融着性樹脂層4の間に接着層5を設ける場合には、例えば、(1)積層体Aの金属層3上に、接着層5及び熱融着性樹脂層4を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネーション法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層4が積層した積層体を形成し、これを積層体Aの金属層3上に熱ラミネーション法により積層する方法、(3)積層体Aの金属層3上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法等により積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4をサーマルラミネーション法により積層する方法、(4)積層体Aの金属層3と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層4との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層4を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)等が挙げられる。
Next, the heat-sealing
表面被覆層を設ける場合には、基材層1の金属層3とは反対側の表面に、表面被覆層を積層する。表面被覆層は、例えば表面被覆層を形成する上記の樹脂を基材層1の表面に塗布することに形成することができる。なお、基材層1の表面に金属層3を積層する工程と、基材層1の表面に表面被覆層を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、基材層1の表面に表面被覆層を形成した後、基材層1の表面被覆層とは反対側の表面に金属層3を形成してもよい。
When the surface coating layer is provided, the surface coating layer is laminated on the surface of the
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層/基材層1/接着剤層2/必要に応じて表面が化成処理された金属層3/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層4からなる積層体が形成されるが、接着剤層2及び必要に応じて設けられる接着層5の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式等の加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150℃〜250℃で1分間〜5分間が挙げられる。
As described above, a surface coating layer provided as needed / a
本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、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)適性等を向上又は安定化するために、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施していてもよい。 In the packaging material for batteries of the present invention, each layer constituting the laminated body improves or stabilizes film forming property, laminating process, suitability for secondary processing (pouching, embossing) of the final product, etc., as necessary. Therefore, surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
4.電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
4. Applications of Battery Packaging Materials The battery packaging materials of the present invention are used as packaging materials for sealing and accommodating battery elements such as positive electrodes, negative electrodes, and electrolytes.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(熱融着性樹脂層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料を用いて電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料のシーラント部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして用いられる。 Specifically, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is used in the battery packaging material of the present invention, with metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode projecting outward. A battery is formed by covering the peripheral edge of an element so that a flange portion (a region where the heat-sealing resin layers come into contact with each other) can be formed, and heat-sealing and sealing the heat-sealing resin layers of the flange portion. Batteries using packaging materials for use are provided. When the battery element is housed using the battery packaging material of the present invention, the sealant portion of the battery packaging material of the present invention is used so as to be inside (the surface in contact with the battery element).
本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The packaging material for a battery of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of secondary battery to which the packaging material for a battery of the present invention is applied is not particularly limited, and for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead livestock battery, a nickel / hydrogen livestock battery, and a nickel / cadmium livestock battery. , Nickel / iron livestock battery, nickel / zinc livestock battery, silver oxide / zinc livestock battery, metal air battery, polyvalent cation battery, condenser, capacitor and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries can be mentioned as suitable application targets of the battery packaging material of the present invention.
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1A−5A及び比較例1A−6A
<電池用包装材料の製造>
基材層の上に、両面に化成処理を施したアルミニウム箔からなる金属層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、金属層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、金属層上の接着剤層と基材層を積層した後、40℃で24時間のエージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/金属層の積層体を作製した。なお、金属層として使用したアルミニウム箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥重量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件で20秒間焼付けすることにより行った。次に積層体の金属層の上に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、金属層上に接着層を形成した。次いで、熱融着性樹脂層としてのランダムポリプロピレンフィルムを(最内層)接着層の上に貼り付けることにより、金属層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させて、各電池用包装材料を得た。基材層、金属層、接着層、熱融着性樹脂層の厚みは、それぞれ、表1Aに記載の通りである。なお、表1Aにおいて、PET/PETは、ポリエチレンテレフタレート層が、接着剤層(2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物、厚み3μm)を介して接着された2層構造を有している。同様に、PET/ナイロンは、ポリエチレンテレフタレート層とナイロン層が、接着剤層(2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物、厚み3μm)を介して接着された2層構造を有している。基材層が2層構造を有している場合、基材層の厚みには接着剤層の厚みは含まれていない。
Example 1A-5A and Comparative Example 1A-6A
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
A metal layer made of aluminum foil having undergone chemical conversion treatment on both sides was laminated on the base material layer by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum foil to form an adhesive layer (
<成形性の評価>
上記で得られた各電池用包装材料を80mm×120mmの長方形に断裁してサンプルを作製した。このサンプルを32×55mmの口径を有する成形金型(雌型)と、これに対応した成形金型(雄型)を用いて、押さえ面圧0.1MPa〜0.2MPaで0.5mmの成形深さから0.5mm単位で成形深さを変えて、それぞれ20個のサンプルについて冷間成形を行った。冷間成形後のサンプルについて、シワやアルミニウム箔にピンホール、クラックが20個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さを、そのサンプルの限界成形深さとした。結果を表1Aに示す。
<Evaluation of moldability>
Each battery packaging material obtained above was cut into a rectangle of 80 mm × 120 mm to prepare a sample. This sample is molded to 0.5 mm at a pressing surface pressure of 0.1 MPa to 0.2 MPa using a molding die (female mold) having a diameter of 32 x 55 mm and a corresponding molding die (male mold). Cold molding was performed on each of 20 samples by changing the molding depth in 0.5 mm increments from the depth. For the sample after cold forming, the deepest forming depth at which no wrinkles or pinholes or cracks were generated in all 20 samples was defined as the limit forming depth of the sample. The results are shown in Table 1A.
<絶縁破壊電圧の測定>
実施例及び比較例で得られた各電池用包装材料の絶縁破壊電圧を、JIS C 2110−2(直流電圧印加による試験)の規定に準拠した方法により測定した。測定条件は、昇圧速度:0.5kV/s、周囲媒質:大気(23℃)、試験電極:φ25円柱/φ25円柱、試験装置:HAT−300−100RHOとした。結果を表1Aに示す。
<Measurement of dielectric breakdown voltage>
The breakdown voltage of each battery packaging material obtained in Examples and Comparative Examples was measured by a method in accordance with JIS C 2110-2 (test by applying DC voltage). The measurement conditions were a boosting speed: 0.5 kV / s, an ambient medium: the atmosphere (23 ° C.), a test electrode: φ25 cylinder / φ25 cylinder, and a test device: HAT-300-100RHO. The results are shown in Table 1A.
表1Aに示されるように、金属層の厚みが40μm以下であり、かつ、基材層がPETにより形成されているにも関わらず、基材層の厚みが15μm〜30μmの範囲内にある実施例1A〜5Aの電池用包装材料においては、成形性及び絶縁性に優れることが分かる。一方、PETにより形成された基材層の厚みが9μm〜12μmと、実施例よりも薄い比較例1A〜6Aにおいては、実施例1A〜5Aに比して、成形性及び絶縁性が劣っていた。 As shown in Table 1A, the thickness of the base material layer is in the range of 15 μm to 30 μm even though the thickness of the metal layer is 40 μm or less and the base material layer is formed by PET. It can be seen that the battery packaging materials of Examples 1A to 5A are excellent in moldability and insulation. On the other hand, in Comparative Examples 1A to 6A in which the thickness of the base material layer formed by PET was 9 μm to 12 μm, which was thinner than in Examples, the moldability and the insulating property were inferior to those in Examples 1A to 5A. ..
実施例1B−6B及び比較例1B−5B
<電池用包装材料の製造>
後述の引っ張りによる変位が表1Bの値となる各基材層を準備した。次に、各基材層の上に、両面に化成処理を施したアルミニウム箔からなる金属層をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、金属層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、金属層上の接着剤層と基材層を積層した後、40℃で24時間のエージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/金属層の積層体を作製した。なお、金属層として使用したアルミニウム箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥重量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件で20秒間焼付けすることにより行った。接着層としてのカルボン酸変性ポリプロピレン(金属層側に配置)と熱融着性樹脂層としてのランダムポリプロピレンフィルムを(最内層)を共押し出し、金属層上に接着層/熱融着性樹脂層を積層させて、各電池用包装材料を得た。積層体の具体的な層構成は、表1Bに記載のとおりである。なお、表1Bにおいて、PET/PETは、ポリエチレンテレフタレート層が、接着剤層(2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物、厚み3μm)を介して接着された2層構造を有している。同様に、PET/ナイロンは、ポリエチレンテレフタレート層とナイロン層が、接着剤層(2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物、厚み3μm)を介して接着された2層構造を有している。基材層が2層構造を有している場合、基材層の厚みには接着剤層の厚みは含まれていない。
Example 1B-6B and Comparative Example 1B-5B
<Manufacturing of packaging materials for batteries>
Each base material layer having a displacement due to tension, which will be described later, having the values shown in Table 1B was prepared. Next, a metal layer made of aluminum foil having undergone chemical conversion treatment on both sides was laminated on each base material layer by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) was applied to one surface of the aluminum foil to form an adhesive layer (
<基材層の引っ張りによる変位の測定>
実施例1B−5B及び比較例1B−6Bの電池用包装材料に使用した各基材層を、それぞれ、長さ100mm×幅15mmの長方形に裁断して試験片とした。各試験片を、それぞれ、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力を測定した。引っ張りには、オートグラフ(SHIMAZU AUTOGRAPH AG−X Plus)を用いた。また、チャック間距離は30mmとした。結果を表1Bに示す。また、実施例1B,2B,6B及び比較例1B,4B,5Bの電池用包装材料で使用した基材層から作製した試験片について、この時の引張応力(MPa)と変位(%)の関係を示すグラフを図6,7に示す。
<Measurement of displacement due to tension of the base material layer>
Each base material layer used for the battery packaging material of Example 1B-5B and Comparative Example 1B-6B was cut into a rectangle having a length of 100 mm and a width of 15 mm to obtain a test piece. Each test piece was pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and a tensile stress of 15 MPa was measured. An autograph (SHIMAZU AUTOGRAPH AG-X Plus) was used for pulling. The distance between the chucks was set to 30 mm. The results are shown in Table 1B. Further, with respect to the test pieces prepared from the base material layers used in the battery packaging materials of Examples 1B, 2B, 6B and Comparative Examples 1B, 4B, 5B, the relationship between the tensile stress (MPa) and the displacement (%) at this time. The graphs showing the above are shown in FIGS. 6 and 7.
<電池用包装材料の引っ張りによる変位の測定>
実施例1B−5B及び比較例1B−6Bの電池用包装材料を、それぞれ、長さ100mm×幅15mmの長方形に裁断して試験片とした。各試験片を、それぞれ、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力を測定した。引っ張りには、オートグラフ(SHIMAZU AUTOGRAPH AG−X Plus)を用いた。また、チャック間距離は30mmとした。結果を表1Bに示す。また、実施例1B,2B,6B及び比較例1B,4B,5Bの電池用包装材料から作製した試験片について、この時の引張応力(MPa)と変位(%)の関係を示すグラフを図8,9に示す。
<Measurement of displacement due to pulling of battery packaging material>
The battery packaging materials of Example 1B-5B and Comparative Example 1B-6B were cut into rectangles having a length of 100 mm and a width of 15 mm, respectively, to obtain test pieces. Each test piece was pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and a tensile stress of 40 MPa was measured. An autograph (SHIMAZU AUTOGRAPH AG-X Plus) was used for pulling. The distance between the chucks was set to 30 mm. The results are shown in Table 1B. Further, FIG. 8 is a graph showing the relationship between the tensile stress (MPa) and the displacement (%) of the test pieces prepared from the battery packaging materials of Examples 1B, 2B, 6B and Comparative Examples 1B, 4B, 5B. , 9 shows.
<成形性の評価>
実施例1A−5A及び比較例1A−6Aの電池用包装材料の成形性の評価と同様にして、実施例1B−6B及び比較例1B−5Bの電池用包装材料の成形性の評価を行った。結果を表1Bに示す。
<Evaluation of moldability>
The moldability of the battery packaging materials of Examples 1B-6B and Comparative Example 1B-5B was evaluated in the same manner as the evaluation of the moldability of the battery packaging materials of Examples 1A-5A and Comparative Examples 1A-6A. .. The results are shown in Table 1B.
<成形カールの評価>
実施例1B−6B及び比較例1B−5B裁断して、長さ(z方向)150mm×幅(x方向)100mmの短冊片を作製し、これを試験サンプルとした。30mm×50mmの矩形状の雄型とこの雄型とのクリアランスが0.5mmの雌型からなるストレート金型を用い、雄型側に熱融着性樹脂層4側が位置するように雌型上に上記試験サンプルを載置し、成形深さ6mmとなるように当該試験サンプルを0.1MPaの押え圧(面圧)で押えて、冷間成形(引き込み1段成形)した。成形を行った位置の詳細は、図4に示される通りである。図5に示されるように、矩形状の成形部Mと電池用包装材料10の端部Pとの最短距離d=25mmとなる位置で成形した。次に、成形後の電池用包装材料10を、図に示すようにして水平面20におき、水平面20から端部Pまでの垂直方向yの距離の最大値tをカールしている部分の最大高さ(成形カール(mm))とした。結果を表1Bに示す。
<Evaluation of molding curl>
Example 1B-6B and Comparative Example 1B-5B were cut to prepare strips having a length (z direction) of 150 mm and a width (x direction) of 100 mm, which were used as test samples. A straight mold consisting of a 30 mm × 50 mm rectangular male mold and a female mold with a clearance of 0.5 mm between the male mold is used, and the heat-sealing
なお、表1Bにおいて、括弧内の数値は、厚み(μm)を意味する。また、積層体の層構成において、基材層が2層積層体である場合の接着剤層(3μm)と、基材層と金属層との間に位置している接着剤層(3μm)の記載は省略している。 In Table 1B, the numerical value in parentheses means the thickness (μm). Further, in the layer structure of the laminated body, the adhesive layer (3 μm) when the base material layer is a two-layer laminated body and the adhesive layer (3 μm) located between the base material layer and the metal layer. The description is omitted.
1 基材層
2 接剤着層
3 金属層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
10 電池用包装材料
20 水平面
M 成形部
P 端部
1
Claims (9)
前記金属層の厚みが40μm以下であり、
前記基材層は、ポリエステルにより形成されており、
前記基材層の厚みが、15μm以上30μm以下である、電池用包装材料。 It is composed of a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
The thickness of the metal layer is 40 μm or less.
The base material layer is made of polyester and is made of polyester.
A packaging material for a battery in which the thickness of the base material layer is 15 μm or more and 30 μm or less.
前記金属層として、厚みが40μm以下のものを用い、
前記基材層として、ポリエステルにより形成されており、厚みが15μm以上30μm以下のものを用いる、電池用包装材料の製造方法。 It is provided with a step of obtaining a laminate having at least a base material layer, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
As the metal layer, a metal layer having a thickness of 40 μm or less is used.
A method for producing a packaging material for a battery, wherein the base material layer is made of polyester and has a thickness of 15 μm or more and 30 μm or less.
長さ100mm×幅15mmとした前記基材層は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、15MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下であり、
長さ100mm×幅15mmとした前記積層体は、25℃下において、引張速度50mm/分で引張り、40MPaの引張応力が加わった際の変位が5%以下である、電池用包装材料。 It is composed of a laminate including at least a base material layer containing polyester, a metal layer, and a heat-sealing resin layer in this order.
The base material layer having a length of 100 mm and a width of 15 mm is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C., and the displacement when a tensile stress of 15 MPa is applied is 5% or less.
The laminated body having a length of 100 mm and a width of 15 mm is a packaging material for batteries, which is pulled at a tensile speed of 50 mm / min at 25 ° C. and has a displacement of 5% or less when a tensile stress of 40 MPa is applied.
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