JP6755723B2 - Exterior material for power storage devices - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオンバッテリー、電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an exterior material for a power storage device such as a lithium ion battery and an electric double layer capacitor, and a method for manufacturing the power storage device.
蓄電デバイスとして例えばリチウムイオンバッテリーの製造方法は、図５に示すように、一般に、リチウムイオンバッテリー用外装材１１０からなる外装体１０１の開口をヒートシールにより封止する工程（この工程を「ヒートシール工程」という）を含んでいる（例えば特許文献１）。
As shown in FIG. 5, for example, a method for manufacturing a lithium ion battery as a power storage device is generally a step of sealing an opening of an
このヒートシール工程では、外装体１０１の開口を封止する際に、外装体１０１の封止予定部としての互いに対向する開口端部１０３、１０３同士を、所定のシール温度に加熱された上下一対のヒートシールバー１２０、１２０で挟むように押圧し、これにより、開口端部１０３、１０３同士を熱融着して開口を封止する。その後、両ヒートシールバー１２０、１２０を熱融着された両開口端部１０３、１０３から引き離し方向Ｂに移動させることで、両ヒートシールバー１２０、１２０の間から熱融着された両開口端部１０３、１０３が取り出される。
In this heat sealing step, when sealing the opening of the
このヒートシール工程は、多数の外装体１０１について開口を封止するため繰り返し行われる。
This heat sealing step is repeated to seal the openings of a large number of
同図中の符号「１１５」はタブリードである。外装体１０１の開口端部１０３、１０３同士はタブリード１１５を挟んだ状態で熱融着している。符号「１０７」は、外装体１０１内に収容された、蓄電デバイス要素としてのリチウムイオンバッテリー要素である。
Reference numeral "115" in the figure is a tab lead. The
外装体１０１を形成する外装材１１０において、その内層は開口端部１０３、１０３同士を熱融着し得るようにするため熱融着性樹脂層で形成されており、その外層は例えばポリアミド樹脂層で形成され、その中間層はバリア層としての金属層で形成されている。
In the
而して、リチウムイオンバッテリーの外装体１０１の開口をヒートシールにより封止する際、一般に、外装体１０１の両開口端部１０３、１０３の間にはタブリード１１５が配置される。そして、開口端部１０３、１０３同士がタブリード１１５を挟んだ状態で熱融着される。したがって、リチウムイオンバッテリーの外装体１０１の開口をヒートシールにより封止する場合は、食品用レトルトパウチの開口をヒートシールにより封止する場合に比べて、高いシール温度と高いシール圧力と長いシール時間を要する。そのため、ヒートシール工程を繰り返し行っている途中などにおいて、両ヒートシールバー１２０、１２０で外装体１０１の両開口端部１０３、１０３を押圧した時に両ヒートシールバー１２０、１２０のうち少なくとも一方が開口端部１０３の外面１０３ａに接着し易かった。
Therefore, when the opening of the
このようにヒートシールバー（図５では上ヒートシールバー１２０）が開口端部１０３の外面１０３ａに接着した場合、同図に示すように、ヒートシールバー１２０を熱融着した両開口端部１０３、１０３から引き離し方向Ｂに移動させると、当該ヒートシールバー１２０と一緒に外装体１０１も矢印Ｃの方向に移動してしまい、ヒートシール工程に支障をきたしていた。
When the heat seal bar (upper
なお、このようなヒートシールバー１２０の接着は、外装体１０１の封止予定部である開口端部１０３全体のうちタブリード１１５を挟んだ部分の外面だけではなくその他の部分の外面でも発生する。
It should be noted that such adhesion of the
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ヒートシール時にヒートシールバーが外装体の封止予定部の外面に接着する不具合を抑制しうる蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイスの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned technical background, and an object of the present invention is an exterior material for a power storage device capable of suppressing a problem that the heat seal bar adheres to the outer surface of a planned sealing portion of the exterior body at the time of heat sealing. The purpose is to provide a method for manufacturing a power storage device.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
［１］ 複数の層が積層状に接合一体化されてなり、
前記複数の層は、外層としてのポリアミド樹脂層と、内層としての熱融着性樹脂層と、中間層としての金属層とを含んでおり、
前記ポリアミド樹脂層のカプロラクタムモノマーの抽出量が０．１質量％以下である蓄電デバイス用外装材。
[1] A plurality of layers are joined and integrated in a laminated manner.
The plurality of layers include a polyamide resin layer as an outer layer, a thermosetting resin layer as an inner layer, and a metal layer as an intermediate layer.
An exterior material for a power storage device in which the extraction amount of caprolactam monomer in the polyamide resin layer is 0.1% by mass or less.
［２］ 前記ポリアミド樹脂層の融点が２１０℃以上である前項１記載の蓄電デバイス用外装材。
[2] The exterior material for a power storage device according to
［３］ 前記ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂フィルムより形成されている前項１又は２記載の蓄電デバイス用外装材。
[3] The exterior material for a power storage device according to
［４］ 前記ポリアミド樹脂層の引張破壊強さが５０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である前項１〜３のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材。
[4] The exterior material for a power storage device according to any one of
［５］ 前記ポリアミド樹脂層の引張破壊伸びが７０％以上である前項１〜４のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材。
[5] The exterior material for a power storage device according to any one of the
［６］ 外装材の引張破壊強さが８０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である前項１〜５のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材。
[6] The exterior material for a power storage device according to any one of
［７］ 外装材の引張破壊伸びが６０％以上である前項１〜６のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材。
[7] The exterior material for a power storage device according to any one of
［８］ 前項１〜７のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材からなる外装体の開口をヒートシールにより封止する工程を含む蓄電デバイスの製造方法。
[8] A method for manufacturing a power storage device, which comprises a step of sealing an opening of an exterior body made of the exterior material for the power storage device according to any one of the
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
前項［１］では、外装材の外層としてのポリアミド樹脂層のカプロラクタムモノマーの抽出量が所定量以下であることにより、ヒートシール時に外装材からなる外装体の封止予定部の外面に滲出するカプロラクタムモノマーの滲出量が少なくなり、これにより、ヒートシール時にヒートシールバーが外装体の封止予定部の外面に接着する不具合を抑制することができる。 In the previous item [1], when the amount of caprolactam monomer extracted from the polyamide resin layer as the outer layer of the exterior material is less than a predetermined amount, caprolactam exudes to the outer surface of the planned sealing portion of the exterior material made of the exterior material during heat sealing. The amount of monomer exuded is reduced, which makes it possible to prevent the heat seal bar from adhering to the outer surface of the planned sealing portion of the exterior body during heat sealing.
前項［２］では、ポリアミド樹脂層の融点が２１０℃以上であることにより、ヒートシールバーの接着を確実に抑制することができる。 In the previous item [2], since the melting point of the polyamide resin layer is 210 ° C. or higher, adhesion of the heat seal bar can be reliably suppressed.
前項［３］では、ポリアミド樹脂層が二軸延伸ポリアミド樹脂フィルムより形成されていることにより、ヒートシールバーの接着を更に確実に抑制することができる。 In the previous item [3], since the polyamide resin layer is formed of the biaxially stretched polyamide resin film, the adhesion of the heat seal bar can be more reliably suppressed.
前項［４］及び［５］では、ポリアミド樹脂層が破れにくくなるので、外装材からなる外装体の封止予定部の外面が荒れにくくなる。そのため、カプロラクタムモノマーの滲出を抑制することができ、これにより、ヒートシールバーの接着を更に一層確実に抑制することができる。 In the above items [4] and [5], since the polyamide resin layer is less likely to be torn, the outer surface of the planned sealing portion of the exterior body made of the exterior material is less likely to be roughened. Therefore, the exudation of the caprolactam monomer can be suppressed, and thereby the adhesion of the heat seal bar can be further suppressed.
前項［６］及び［７］では、外装材からなる外装体の封止予定部の外面においてヒートシール時のストレスを受けにくくなり、そのため、ヒートシールバーの接着を更に一層確実に抑制することができる。 In the preceding paragraphs [6] and [7], the outer surface of the planned sealing portion of the exterior body made of the exterior material is less likely to receive stress during heat sealing, and therefore, the adhesion of the heat sealing bar can be suppressed even more reliably. it can.
前項［８］では、蓄電デバイスの生産性の向上を図ることができる。 In the previous item [8], the productivity of the power storage device can be improved.
次に、本発明の一実施形態について図１〜４Ｂを参照して以下に説明する。 Next, one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4B.
本発明の一実施形態は、蓄電デバイス用外装材がリチウムイオンバッテリー用外装材である場合を示している。 One embodiment of the present invention shows a case where the exterior material for a power storage device is an exterior material for a lithium ion battery.
本実施形態に係るリチウムイオンバッテリー８の製造方法は、図１〜３に示すように、本実施形態に係る外装材１０からなる外装体１の開口２をヒートシールにより封止する工程（以下ではこの工程を「ヒートシール工程」という）を含んでいる。外装体１は略容器状に形成されており、その内部には蓄電デバイス要素としてのリチウムイオンバッテリー要素７が収容配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the method for manufacturing the
図１中の符号「２０」「２０」は、外装体１の封止予定部としての互いに対向する開口端部３、３同士を熱融着するための一対のヒートシールバーである。本実施形態では両ヒートシールバー２０、２０は上下に対向して配置されている。また符号「１５」はタブリードである。タブリード１５はリチウムイオンバッテリー要素７に接続部材（図示せず）を介して電気的に接続されている。
Reference numerals "20" and "20" in FIG. 1 are a pair of heat seal bars for heat-sealing the
本実施形態のヒートシール工程では、図１に示すように、外装体１の両開口端部３、３の間にタブリード１５が配置される。そしてこの状態で、図２に示すように、所定のシール温度に加熱された両ヒートシールバー２０、２０によって開口端部３、３同士が密着する方向に両開口端部３、３をその両外面３ａ、３ａ側から両開口端部３、３間でタブリード１５を挟むように押圧する（図４Ａ参照）。そして、開口端部３、３同士がタブリード１５を挟んだ状態で熱融着して外装体１の開口２が封止されたら、図３に示すように両ヒートシールバー２０、２０を両開口端部３、３から引き離す方向Ｂにそれぞれ移動させる。これにより、ヒートシール工程が終了する。図３中の符号「４」は、外装体１の開口端部３、３同士が熱融着された熱融着部である。
In the heat sealing step of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
外装体１を形成する外装材１０は、図４Ａに示すように、複数の層が積層状に接合一体化されたラミネートフィルムからなるものである。
As shown in FIG. 4A, the
すなわち、同図に示すように、外装材１０における上述した複数の層は、外層としてのポリアミド樹脂層１１と、内層としての熱融着性樹脂層１３と、外層と内層との間に配置された中間層としての金属層１２とを含んでいる。
That is, as shown in the figure, the plurality of layers described above in the
本実施形態では、ポリアミド樹脂層１１と金属層１２は両者１１、１２の間に介在された接着剤（図示せず）により接合されており、金属層１２と熱融着性樹脂層１３は両者１２、１３の間に介在された接着剤（図示せず）により接合されており、これにより、これらの層１１、１２、１３が積層状に接合一体化されている。
In the present embodiment, the
熱融着性樹脂層（内層）１３は、外装体１の開口端部３、３同士を熱融着し得るようにするためのシーラント層であり、熱可塑性樹脂からなり、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも１種の熱可塑性樹脂からなる無延伸フィルムにより形成されるのが好ましい。
The thermosetting resin layer (inner layer) 13 is a sealant layer for allowing the
金属層（中間層）１２は、バリア層として機能するものであり、例えば金属箔（アルミニウム箔、ＳＵＳ箔など）からなる。 The metal layer (intermediate layer) 12 functions as a barrier layer, and is made of, for example, a metal foil (aluminum foil, SUS foil, etc.).
ポリアミド樹脂層（外層）１１は、その外面がシートシール時にヒートシールバー２０と直接接触する層であり、６ナイロン系樹脂からなるか、あるいは６ナイロン系樹脂を含むブレンド樹脂からなる。ポリアミド樹脂層１１の外面とは即ち外装体１（外装材１０）及びその開口端部３の外面３ａである。
The polyamide resin layer (outer layer) 11 is a layer whose outer surface is in direct contact with the
本実施形態では、ポリアミド樹脂層１１は、当該ポリアミド樹脂層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量が０．１質量％以下に規定（制限）されているものでなければならない。その理由は次のとおりである。
In the present embodiment, the
本発明者は、ヒートシール時にヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａ（即ちポリアミド樹脂層１１の外面）に接着する原因について調査したところ、次のことが判明した。
The present inventor investigated the cause of the
外装材１０を構成する複数の層のうちヒートシールバー２０と直接接触する層であるポリアミド樹脂層１１において、当該ポリアミド樹脂層１１に含まれる、融点が低く且つ小さな分子量の化合物であるカプロラクタムモノマーが、ヒートシール時にヒートシールバー２０から熱及び押圧力を受けることでポリアミド樹脂層１１の外面（即ち開口端部３の外面３ａ）に滲出（析出）してヒートシールバー２０に付着堆積する。このカプロラクタムモノマーのヒートシールバー２０への堆積量は、ヒートシール工程の回数が増えるのに従って増加する。そして、この堆積量が所定の量を超えるとヒートシールバー２０が開口端部３の外面３ａに接着するようになる。すなわち、本発明者は、ポリアミド樹脂層１１に含まれその外面に滲出するカプロラクタムモノマーが、ヒートシールバー２０を外装体１の開口端部３の外面３ａに接着させる接着物質として作用していることを発見した。
In the
したがって、ヒートシール時にヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着する不具合を抑制するため、ポリアミド樹脂層１１に含まれるカプロラクタムモノマーの量は極力少ない方が望ましい。そこで本発明者は、ヒートシールバー２０の接着を抑制しうるカプロラクタムモノマーの量を調べたところ、ポリアミド樹脂層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量が０．２質量％以下のときヒートシールバー２０の接着の抑制効果が見られ、当該抽出量が０．１質量％以下のときヒートシールバー２０の接着の抑制効果が十分に得られることが分かった。このような理由により、本実施形態の外装体１０では、ポリアミド樹脂層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量を０．１質量％以下に規定（制限）している。
Therefore, it is desirable that the amount of caprolactam monomer contained in the
ここで、本発明者は、ヒートシールバー２０の接着を抑制するため、外装材１０のポリアミド樹脂層１１の外面にポリエステル樹脂層を貼り合わせたりポリエステル樹脂をコーティングしたりすることを試みた。しかしこの場合、リチウムイオンバッテリー８の製造コストが高くなるし、外装材の成形性が低下するという問題があった。
Here, in order to suppress the adhesion of the
さらに、本発明者は、ヒートシールバー２０の接着を抑制するため、ヒートシールバー２０の表面にテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂をコーティングすることも試みた。しかしこの場合、ヒートシールバー２０の熱伝導性が低下してシール時間が長くなるし、ヒートシールバー２０の温度を高く設定しなければならないという問題があった。
Furthermore, the present inventor has also attempted to coat the surface of the
さらに、本発明者は、ヒートシールバー２０の接着を抑制するため、熱融着性樹脂層１３を融点の低い樹脂で形成することでシール温度を下げることも試みた。しかしこの場合、ヒートシール後において熱融着性樹脂層の厚みが薄くなりすぎてしまい外装体１の電気絶縁性が低下するという問題があった。
Furthermore, the present inventor has also attempted to lower the sealing temperature by forming the
これに対し、本実施形態の外装材１０のように、ポリアミド樹脂層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量を０．１質量％以下に規定（制限）するにより、ヒートシールバー２０の接着を抑制することができるし、更に、上述した問題も回避することができる。また、ヒートシールバー２０に堆積したカプロラクタムモノマーの堆積物を除去するための清掃頻度を少なくすることができ、これによりリチウムイオンバッテリー８（蓄電デバイス）の生産性の向上を図ることができる。
On the other hand, as in the
ポリアミド樹脂層１１の融点は２１０℃以上であることが望ましい。ポリアミド樹脂層１１の融点が２１０℃以上である場合、ポリアミド樹脂層１１は優れた耐熱性を有し、ポリアミド樹脂層１１の融点とシール温度（通常１９５〜２０５℃）との差が大きくなるため、ポリアミド樹脂層１１の外面へのカプロラクタムモノマーの滲出が抑制されるし、更に、ポリアミド樹脂層１１自体が溶融することによるヒートシールバー２０の接着についても抑制される。そのため、ヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着する不具合を確実に抑制することができる。
The melting point of the
ポリアミド樹脂層１１の融点を２１０℃以上に設定する場合、ポリアミド樹脂層１１のポリアミド樹脂として６ナイロン系樹脂（例：６ナイロン樹脂）を用いるか、あるいは６ナイロン系樹脂と６ナイロン系樹脂よりも高い融点を持つナイロン樹脂とのブレンド樹脂を用いることが望ましい。その理由は次のとおりである。
When the melting point of the
すなわち、６ナイロン系樹脂の融点は約２２０℃であるから、ポリアミド樹脂として６ナイロン系樹脂を用いることにより、ポリアミド樹脂層１１の融点を２１０℃以上に確実に設定することができる。また、ナイロン系樹脂のうち例えば１２ナイロン樹脂及び１１ナイロン樹脂の融点は１８０℃前後であることから、６ナイロン系樹脂と１２ナイロン樹脂や１１ナイロン樹脂とのブレンド樹脂をポリアミド樹脂として用いると、ポリアミド樹脂層１１の融点が２１０℃未満になる虞がある。したがって、６ナイロン系樹脂と６ナイロン系樹脂よりも高い融点を持つナイロン樹脂とのブレンド樹脂をポリアミド樹脂として用いることが望ましく、この場合、ポリアミド樹脂層１１の融点を２１０℃以上に確実に設定することができる。
That is, since the melting point of the 6-nylon resin is about 220 ° C., the melting point of the
ここで、ポリアミド樹脂が６ナイロン系樹脂である場合、６ナイロン系樹脂に含まれるモノマー成分がカプロラクタムモノマーであり、このカプロラクタムモノマーは、ε−カプロラクタムを６ナイロン系樹脂の原料として用いて生成した６ナイロン系樹脂の残成分として６ナイロン系樹脂に存在している。 Here, when the polyamide resin is a 6-nylon resin, the monomer component contained in the 6-nylon resin is a caprolactam monomer, and this caprolactam monomer is produced by using ε-caprolactam as a raw material of the 6-nylon resin. It is present in 6 nylon-based resins as a residual component of nylon-based resins.
ポリアミド樹脂層１１は二軸延伸ポリアミド樹脂フィルム（例：二軸延伸ナイロンフィルム）より形成されていることが望ましい。二軸延伸フィルムは無延伸フィルムに比べて耐熱性が高いので、ポリアミド樹脂層１１が二軸延伸ポリアミド樹脂フィルムより形成されている場合、ポリアミド樹脂層１１の外面へのカプロラクタムモノマーの滲出が抑制される。そのため、ヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着する不具合を確実に抑制することができる。
It is desirable that the
なお、カプロラクタムモノマーの抽出量が０．１質量％以下の二軸延伸ポリアミド樹脂フィルム自体は、国際公開第ＷＯ２００８／０７５４６１号に開示されており公知である。しかるに、同文献に開示された発明の目的は、その段落［００１２］の記載によれば、被包装物や内容物を変質させる惧れがなく、輸液バッグ等の医療用容器等に用いるのに好適なポリアミド樹脂製包装・容器体に使用しうる、二軸延伸ポリアミド樹脂フィルム及びその製造方法を提供することにあり、本発明の目的とは相異している。 The biaxially stretched polyamide resin film itself in which the extraction amount of caprolactam monomer is 0.1% by mass or less is disclosed in International Publication No. WO2008 / 075461 and is known. However, the purpose of the invention disclosed in the same document is that, according to the description in the paragraph [0012], there is no risk of deteriorating the packaged object or the contents, and the invention is used for a medical container such as an infusion bag. It is an object of the present invention to provide a biaxially stretched polyamide resin film and a method for producing the same, which can be used for a suitable polyamide resin packaging / container body.
ポリアミド樹脂層１１の引張破壊強さは５０Ｎ／１５ｍｍ幅以上であることが望ましい。その理由は次のとおりである。
It is desirable that the tensile fracture strength of the
すなわち、一般に、図４Ａに示すように両ヒートシールバー２０、２０によって外装体１の両開口端部３、３を押圧した状態では、図４Ｂに示すように外装体１の開口端部３の外面３ａにおけるヒートシールバー２０との接触部が局部的に凹むことで開口端部３の外面３ａにストレスが加わる。このとき、ポリアミド樹脂層１１の引張破壊強さが小さい場合、開口端部３の外面３ａ（即ちポリアミド樹脂層１１の外面）が荒れてポリアミド樹脂層１１中のカプロラクタムモノマーが外面３ａに滲出し易くなる。
That is, generally, in a state where both opening ends 3 and 3 of the
これに対し、ポリアミド樹脂層１１の引張破壊強さが５０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である場合には、ポリアミド樹脂層１１が破れにくくなるので、ヒートシール時に外装体１の開口端部３の外面３ａにストレスが加わった場合でも開口端部３の外面３ａが荒れにくくなる。そのため、カプロラクタムモノマーの滲出を確実に抑制することができ、これにより、ヒートシールバー２０の接着を更に確実に抑制することができる。
On the other hand, when the tensile fracture strength of the
ポリアミド樹脂層１１の特に望ましい引張破壊強さは６０Ｎ／１５ｍｍ幅以上であり、更に望ましい引張破壊強さは９０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である。なお、ポリアミド樹脂層１１の引張破壊強さの上限は限定されるものではなく、例えば１２０Ｎ／１５ｍｍ幅である。
The particularly desirable tensile fracture strength of the
ポリアミド樹脂層１１の引張破壊伸びは７０％以上であることが望ましい。その理由は上記と同じである。
It is desirable that the tensile fracture elongation of the
すなわち、ポリアミド樹脂層１１の引張破壊伸びが７０％以上である場合には、ポリアミド樹脂層１１が破れにくくなるので、ヒートシール時に外装体１の開口端部３の外面３ａにストレスが加わった場合でも開口端部３の外面３ａが荒れにくくなる。そのため、カプロラクタムモノマーの滲出を確実に抑制することができ、これにより、ヒートシールバー２０の接着を更に確実に抑制することができる。
That is, when the tensile fracture elongation of the
ポリアミド樹脂層１１の特に望ましい引張破壊伸びは８０％以上であり、更に望ましい引張破壊伸びは１２０％以上である。なお、ポリアミド樹脂層１１の引張破壊伸びの上限は限定されるものではなく、例えば１３０％である。
A particularly desirable tensile fracture elongation of the
外装材１０の引張破壊強さは８０Ｎ／１５ｍｍ幅以上であることが望ましい。外装材１０の引張破壊強さが８０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である場合、外装体１の開口端部３の外面３ａにおいてヒートシール時にストレスを受けにくくなり、そのため、カプロラクタムモノマーの滲出を確実に抑制することができ、これにより、ヒートシールバー２０の接着を更に確実に抑制することができる。
It is desirable that the tensile fracture strength of the
外装材１０の特に望ましい引張破壊強さは１００Ｎ／１５ｍｍ幅以上であり、更に望ましい引張破壊強さは１１０Ｎ／１５ｍｍ幅以上である。
A particularly desirable tensile fracture strength of the
外装材１０の引張破壊伸びは６０％以上であることが望ましい。外装材１０の引張破壊伸びが６０％である場合、外装体１の開口端部３の外面３ａにおいてヒートシール時にストレスを受けにくくなり、そのため、カプロラクタムモノマーの滲出を確実に抑制することができ、これにより、ヒートシールバー２０の接着を更に確実に抑制することができる。
It is desirable that the tensile fracture elongation of the
外装材１０の特に望ましい引張破壊伸びは８０％以上であり、更に望ましい引張破壊伸びは９０％以上である。
A particularly desirable tensile fracture elongation of the
ポリアミド樹脂層１１のポリアミド樹脂の原料の平均分子量は限定されるものではないが、ヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着する不具合を確実に抑制しうるようにするため、１００００〜３００００の範囲であることが望ましく、特に２２０００〜２４０００の範囲であることが良い。
The average molecular weight of the raw material of the polyamide resin of the
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々に変更可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
例えば、本発明に係る蓄電デバイス用外装材は、上記実施形態に示したリチウムイオンバッテリー用外装材であることに限定されるものではなく、その他に例えば電気二重層キャパシタ用外装材であっても良い。 For example, the exterior material for a power storage device according to the present invention is not limited to the exterior material for a lithium ion battery shown in the above embodiment, and may be, for example, an exterior material for an electric double layer capacitor. good.
さらに、本発明に係る蓄電デバイスの製造方法は、上記実施形態に示したリチウムイオンバッテリーの製造方法であることに限定されるものではなく、その他に例えば電気二重層キャパシタの製造方法であっても良い。 Further, the method for manufacturing the power storage device according to the present invention is not limited to the method for manufacturing the lithium ion battery shown in the above embodiment, and may be, for example, a method for manufacturing an electric double layer capacitor. good.
また、本発明に係る蓄電デバイス用外装材を構成する層の数は、上記実施形態に示した外層（ポリアミド樹脂層）と中間層（金属層）と内層（熱融着性樹脂層）との三層であることに限定されるものではなく、その他に例えばこれらの三層を含んだ四層であっても良い。 The number of layers constituting the exterior material for the power storage device according to the present invention is the outer layer (polyamide resin layer), the intermediate layer (metal layer), and the inner layer (thermosetting resin layer) shown in the above embodiment. The number of layers is not limited to three, and may be four layers including these three layers, for example.
次に、本発明の具体的実施例及び比較例を以下に示す。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples and comparative examples of the present invention are shown below. The present invention is not limited to the following examples.
表１に示した外層、中間層及び内層が積層状に接合一体化されたラミネートフィルムからなる外装材１０を準備した。各層の厚さを表１中の「外装材の各層の厚さ」欄に示した。外層、中間層及び内層はそれぞれ以下のとおりである。
An
・外層 ：ＯＮｙ層（ポリアミド樹脂層１１として）
・中間層：Ａｌ層（金属層１２として）
・内層 ：ＣＰＰ層（熱融着性樹脂層１３として）。
-Outer layer: ONy layer (as polyamide resin layer 11)
-Mesosphere: Al layer (as metal layer 12)
-Inner layer: CPP layer (as a thermosetting resin layer 13).
ＯＮｙ層１１とは、二軸延伸ナイロンフィルムより形成されたナイロンフィルム層である。使用した二軸延伸ナイロンフィルムの種類は同表の「ＯＮｙの種類」欄に記載のとおり４種類Ａ〜Ｄである。
The
また、ＯＮｙ層１１の融点はいずれも２１５〜２２５℃の範囲であった。なお、ＯＮｙ層１１の融点は、ＯＮｙ層１１を形成する二軸延伸ナイロンフィルムの融点をＪＩＳ Ｋ７１２１−１９８７に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）法にて測定した値である。
The melting point of the
また、ＯＮｙ層１１の引張破壊強さはいずれも６５〜１１５Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲であった。なお、ＯＮｙ層１１の引張破壊強さは、ＯＮｙ層１１を形成する二軸延伸ナイロンフィルムの引張破壊強さをＪＩＳ Ｋ７１２７−１９９９に準拠して、試験片タイプ２（試料幅１５ｍｍ）、つかみ具間距離１００ｍｍ、標線間距離５０ｍｍ、及び引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて測定した値である。
The tensile fracture strength of the
また、ＯＮｙ層１１の引張破壊伸びはいずれも１１０〜１２０％の範囲であった。なお、ＯＮｙ層１１の引張破壊伸びは、ＯＮｙ層１１を形成する二軸延伸ナイロンフィルムの引張破壊伸びをＪＩＳ Ｋ７１２７−１９９９に準拠して、試験片タイプ２（試料幅１５ｍｍ）、つかみ具間距離１００ｍｍ、標線間距離５０ｍｍ、及び引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて測定した値である。
In addition, the tensile fracture elongation of the
Ａｌ層１２とは、アルミニウム箔より形成されたアルミニウム箔層である。アルミニウム箔の内層側の片面には下地処理が施されている。
The
ＣＰＰ層１３とは、無延伸ポリプロピレンフィルムより形成されたポリプロピレンフィルム層である。
The
ＯＮｙ層１１とＡｌ層１２、及び、Ａｌ層１２とＣＰＰ層１３はそれぞれ接着剤により接着されている。
The
外装材１０の引張破壊強さはいずれも９０〜１４０Ｎ／１５ｍｍ幅の範囲であった。なお、外装材１０の引張破壊強さは、上述した二軸延伸ナイロンフィルムの引張破壊強さの測定方法と同じ方法で測定した。
The tensile fracture strength of the
外装材１０の引張破壊伸びはいずれも６５〜９５％の範囲であった。なお、外装材１０の引張破壊伸びは、上述した二軸延伸ナイロンフィルムの引張破壊伸びの測定方法と同じ方法で測定した。
The tensile fracture elongation of the
次いで、外装材１０より上記実施形態のリチウムイオンバッテリー用外装体１を製作した。そして、図１〜３に示すように、外装体１における互いに対向する開口端部３、３同士を上下一対のヒートシールバー２０、２０によって次のヒートシール条件で熱融着した。
Next, the
ヒートシール条件は、シール温度が２００℃、シール圧力が０．２ＭＰａ、シール時間が３ｓである。 The heat sealing conditions are a sealing temperature of 200 ° C., a sealing pressure of 0.2 MPa, and a sealing time of 3 s.
このヒートシール工程を両ヒートシールバー２０、２０の少なくとも一方が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着するまで繰り返し行い、ヒートシールバー２０が開口端部３の外面３ａに接着した時のヒートシール回数「Ｎ」を調べた。その結果を表１中の「評価」欄に示した。同「評価」欄中の符号の意味は次のとおりである。
This heat sealing step is repeated until at least one of both heat sealing bars 20 and 20 adheres to the
○：１００００≦Ｎ
△：１０００≦Ｎ＜１００００
×：Ｎ＜１０００。
◯: 10000 ≦ N
Δ: 1000 ≦ N <10000
X: N <1000.
ＯＮｙ層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量の測定方法は次のとおりである。
The method for measuring the extraction amount of caprolactam monomer in the
ＯＮｙ層１１を形成する二軸延伸ナイロンフィルムを抽出試料として０．５ｇ精秤し、当該抽出試料とイオン交換水１０ｍｌをヘッドスペースバイアル（容量１０ｍｌ）に入れ密閉し、ドライバスで抽出温度１００℃及び抽出時間２時間の抽出条件で熱水抽出した。得られた抽出液について高速液体クロマトグラフィーを用いてカプロラクタムモノマーを検量線法により定量した。
0.5 g of the biaxially stretched nylon film forming the
カプロラクタムモノマーの抽出量Ｚの算出方法は次のとおりである。 The method for calculating the extraction amount Z of caprolactam monomer is as follows.
Ｚ＝Ｙ／Ｘ×１００（％）
ただし、Ｘは抽出試料の質量、Ｙは定量されたカプロラクタムモノマーの質量である。
Z = Y / X × 100 (%)
However, X is the mass of the extracted sample, and Y is the mass of the quantified caprolactam monomer.
表１中の「評価」欄に示すように、外層としてのＯＮｙ層１１のカプロラクタムモノマーの抽出量が０．１質量％以下である場合（実施例１〜４）は、ヒートシールバー２０が外装体１の開口端部３の外面３ａに接着する不具合を抑制できることを確認し得た。
As shown in the "evaluation" column in Table 1, when the extraction amount of caprolactam monomer in the
本発明は、リチウムイオンバッテリー、電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイスの製造方法に利用可能である。 The present invention can be used for manufacturing exterior materials for power storage devices such as lithium ion batteries and electric double layer capacitors, and methods for manufacturing power storage devices.
１：外装体
２：開口
３：開口端部（封止予定部）
３ａ：開口端部の外面（封止予定部の外面）
１０：外装材
１１：ポリアミド樹脂層
１２：金属層
１３：熱融着性樹脂
２０：ヒートシールバー
1: Exterior body 2: Opening 3: Opening end (planned sealing part)
3a: Outer surface of the opening end (outer surface of the planned sealing part)
10: Exterior material 11: Polyamide resin layer 12: Metal layer 13: Thermosetting resin 20: Heat seal bar
Claims (8)
前記複数の層は、外層としてのポリアミド樹脂層と、内層としての熱融着性樹脂層と、中間層としての金属層とを含んでおり、
前記ポリアミド樹脂層のカプロラクタムモノマーの抽出量Ｚが０．１質量％以下であり、
前記カプロラクタムモノマーの抽出量Ｚは、
前記ポリアミド樹脂層を形成するポリアミド樹脂フィルムを抽出試料として０．５ｇ精秤し、当該抽出試料とイオン交換水１０ｍｌをヘッドスペースバイアル（容量１０ｍｌ）に入れ密閉し、ドライバスで抽出温度１００℃及び抽出時間２時間の抽出条件で熱水抽出し、得られた抽出液について高速液体クロマトグラフィーを用いてカプロラクタムモノマーを検量線法により定量し、定量されたカプロラクタムモノマーの質量をＹ、抽出試料の質量をＸとしたとき、Ｚ＝Ｙ／Ｘ×１００（％）で求められる、蓄電デバイス用外装材。 Multiple layers are joined and integrated in a laminated manner,
The plurality of layers include a polyamide resin layer as an outer layer, a thermosetting resin layer as an inner layer, and a metal layer as an intermediate layer.
Ri extraction amount Z of 0.1% by mass or less of caprolactam monomer of the polyamide resin layer,
The extraction amount Z of the caprolactam monomer is
0.5 g of the polyamide resin film forming the polyamide resin layer is precisely weighed as an extraction sample, the extracted sample and 10 ml of ion-exchanged water are placed in a headspace vial (capacity 10 ml), sealed, and extracted with a dry bath at an extraction temperature of 100 ° C. Hot water extraction was performed under extraction conditions with an extraction time of 2 hours, and the obtained extract was quantified by a calibration linear method using high performance liquid chromatography, and the mass of the quantified caprolactam monomer was Y, and the mass of the extracted sample. Is X, and Z = Y / X × 100 (%), which is an exterior material for a power storage device.
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