JP7136108B2 - 電池用包装材料及び電池 - Google Patents
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Description
本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成したものである。
項1. 少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、
前記積層体の厚さは、50μm以上120μm以下であり、
前記バリア層の厚さは、15μm以上40μm以下であり、
前記積層体の曲げこわさが、0.60gf・cm2/cm以上6.0gf・cm2/cm以下である、電池用包装材料。
項2. 前記バリア層が、アルミニウム合金箔又はステンレス鋼箔により構成されている、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記基材層のバリア層と反対側の面に、添加剤を含有する表面被覆層をさらに備えることを特徴とする項1又は2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記基材層の厚さが、25μm以下である、項1~3のいずれかに記載の電池用包装材料。
項5. JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さが、5N以上55N以下である、項1~4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. JIS K7127:1999の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の積層方向とは垂直方向の引張弾性率が、3.0GPa以上10.0GPa以下である、項1~5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記熱融着性樹脂層は、ポリオレフィンを含んでいる、項1~6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 前記基材層は、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂の少なくとも一方を含んでいる、項1~7のいずれかに記載の電池用包装材料。
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中に収容されている、電池。
本発明の電池用包装材料10は、例えば図1に示すように、少なくとも、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体から構成されている。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層側になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。すなわち、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同士が熱融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。
電池用包装材料を、幅(製膜時の流れ方向に垂直な方向:TD)80mm、長さ(製膜時の流れ方向:MD)100mmの長方形に裁断して試験サンプルを得る。得られた試験サンプルについて、市販の曲げこわさ測定機を用いて、曲げこわさ(gf・cm2/cm)を測定する。測定条件は、曲率変化速度を0.1/cm・秒、クランプ間隔を1cm、最大曲率2.5cm-1、10個の試験サンプルについての曲げこわさの平均値を、電池用包装材料の曲げこわさとする。なお、試験サンプルの幅80mmの端縁がクランプ軸方向と一致するように2本のクランプに固定する。
電池用包装材料を構成する積層体の基材層側からの突刺し強さは、JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定する。具体的には、23±2℃、相対湿度(50±5)%の測定環境において、中央に15mmの開口部を有する直径115mmの台と押さえ板で試験片を固定し、直径1.0mm、先端形状半径0.5mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度で突刺し、針が貫通するまでの最大応力を測定する。試験片の数は5個であり、その平均値を求める。なお、試験片の数が足りず5個測定できない場合は測定可能な数を測定し、その平均値を求める。
電池用包装材料を、幅15mm、長さ100mmの長方形に裁断して、試験サンプルを得る。次に、JIS K7127:1999の規定に準拠して、試験サンプルの長さ方向について、標線間距離を30mm、引張速度を50mm/分の条件で試験サンプルを引っ張り引張弾性率を算出する。なお、試験サンプルの長さは、上記の測定条件で試験ができれば、100mmでなくてもよい。
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は最外層側に位置する層である。基材層1を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層1を形成する素材としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート及びこれらの混合物や共重合物などの樹脂フィルムが挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、より好ましくは2軸延伸ポリエステル樹脂、2軸延伸ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、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、共重合ポリエステルなどが挙げられる。また、ポリアミド樹脂としては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6とナイロン66との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などが挙げられる。
本発明の電池用包装材料10において、接着剤層2は、基材層1とバリア層3を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
電池用包装材料において、バリア層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機能を有する層である。バリア層3は、金属層、すなわち、金属で形成されている層であることが好ましい。バリア層3を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウム合金箔又はステンレス鋼箔が挙げられる。電池用包装材料の製造時に、バリア層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、バリア層は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、JIS H4160:1994 A8079H-O、JIS H4000:2014 A8021P-O、JIS H4000:2014 A8079P-O)など軟質アルミニウム合金箔により形成することがより好ましい。
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融着して電池素子を密封する層である。
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、バリア層3と熱融着性樹脂層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
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のバリア層3とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層6を設けてもよい。表面被覆層6は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
本発明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、特に制限されない。
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質などの電池素子を密封して収容するための包装体に使用される。すなわち、本発明の電池用包装材料によって形成された包装体中に、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を収容して、電池とすることができる。
以下の手順により、実施例1~11、及び比較例1~4の各電池用包装材料を製造した。各電池用包装材料の積層構成については、下記表1に記載のとおりである。表1において、「SC」は表面被覆層、「PET」はポリエチレンテレフタレートフィルム、「ONy」は延伸ナイロンフィルム、「DL」はドライラミネート法により形成された接着剤層又は接着層、「SUS」はステンレス鋼箔、「ALM」はアルミニウム合金箔、「Ti」はチタン箔、「PPa」は無水マレイン酸変性ポリプロピレン、「PP」はランダムポリプロピレン、「CPP」は未延伸ポリプロピレンフィルムを意味している。また、各層の後ろの数値は、層の厚さ(μm)を意味しており、例えば、「SUS20」とは、「厚さ20μmのステンレス鋼箔」を意味している。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ9μm)、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304、厚さ20μm)を用意した。次に、ステンレス鋼箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、化成処理が施してある。ステンレス鋼箔の化成処理は、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(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりステンレス鋼箔の両面に塗布し、焼付けすることにより行った。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、樹脂組成物(ポリエステルポリオール、イソシアネート基を有する硬化剤としての芳香族ジイソシアネート硬化剤であるトルエンジイソシアネート(TDI)、メチルエチルケトン及びフィラー(平均粒子径1.0μmのシリカ粒子))を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ9μm)、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304、厚さ20μm)を用意した。次に、ステンレス鋼箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、実施例1と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(ONy)フィルム(厚さ10μm)、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304、厚さ20μm)を用意した。次に、ステンレス鋼箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、実施例1と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ4μm)、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304、厚さ15μm)を用意した。次に、ステンレス鋼箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、実施例1と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ4μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ35μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、化成処理が施してある。アルミニウム合金箔の化成処理は、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(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム合金箔の両面に塗布し、焼付けすることにより行った。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させて、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ4μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ30μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ4μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ35μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ20μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ15μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ30μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(ONy)フィルム(厚さ15μm)、バリア層として、ステンレス鋼箔(SUS304、厚さ40μm)を用意した。次に、ステンレス鋼箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。ステンレス鋼箔の両面には、実施例1と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層し、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ25μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ40μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ23μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ22μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層し、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ15μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ35μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ20μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ15μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ12μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ25μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させた。次に、得られた積層体の基材層の表面に、実施例1同様の2液硬化型樹脂を厚さ3μmとなるようにコーティングすることにより、表面被覆層を形成して、表面被覆層/基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ15μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ20μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させて、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(厚さ12μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O(厚さ20μm))を用意した。次に、アルミニウム合金箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。アルミニウム合金箔の両面には、実施例5と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、接着層(厚さ14μm)としての無水マレイン酸変性ポリプロピレンと、熱融着性樹脂層(厚さ10μm)としてのランダムポリプロピレンとを共押出しすることにより、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層させて、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
基材層として、延伸ナイロンフィルム(ONy)フィルム(厚さ25μm)、バリア層として、アルミニウム合金箔16μmとチタン箔34μmからなるクラッド箔(厚さ50μm)を用意した。次に、クラッド箔の一方面に、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、バリア層上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と基材層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、基材層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。クラッド箔の両面には、実施例1と同様にして化成処理が施してある。次に、上記で得られた各積層体のバリア層の上に、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、バリア層上に接着層(厚さ2μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着層と、熱融着性樹脂層としての未延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ23μm)をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施して、バリア層の上に接着層/熱融着性樹脂層とを積層し、基材層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された電池用包装材料を得た。
上記で得られた各電池用包装材料の厚さ(積層方向の厚さ)を、厚み測定器(MITUTOYO 547-401)を用いて測定した。電池用包装材料の厚さの測定結果を表2に示す。
上記で得られた各電池用包装材料を、幅(製膜時の流れ方向に垂直な方向:TD)80mm、長さ(製膜時の流れ方向:MD)100mmの長方形に裁断して試験サンプルを得た。得られた試験サンプルについて、曲げこわさ測定機(エスエムテー/JTC-911BT)を用いて、曲げこわさ(gf・cm2/cm)を測定した。測定条件は、曲率変化速度0.1/cm・秒、クランプ間隔を1cm、最大曲率2.5cm-1とし、10個の試験サンプルについての曲げこわさの平均値を、上記で得られた各電池用包装材料の曲げこわさとした。なお、試験サンプルの幅80mmの端縁がクランプ軸方向と一致するように2本のクランプに固定した。曲げこわさの測定結果を表2に示す。
上記で得られた各電池用包装材料を、幅80mm、長さ120mmの長方形に裁断して、試験サンプルを得た。得られた試験サンプルについて、JIS Z1707:1997に準拠した方法により、基材層側から突刺し強さを測定した。具体的には、23±2℃、相対湿度(50±5)%の測定環境において、中央に15mmの開口部を有する直径115mmの台と押さえ板で試験片を固定し、直径1.0mm、先端形状半径0.5mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度で突刺し、針が貫通するまでの最大応力を測定した。試験片の数は5個であり、その平均値を求めた。なお、突刺し強さの測定装置としては、イマダ社製のZTS-500N(フォースゲージ)とMX-500N(測定スタンド)を用いた。突刺し強さの測定結果を表2に示す。
上記で得られた各電池用包装材料を、幅15mm、長さ100mmの長方形に裁断して、試験サンプルを得た。次に、JIS K7127:1999の規定に準拠して、試験サンプルの長さ方向について、標線間距離を30mm、引張速度を50mm/分の条件で試験サンプルを引っ張り引張弾性率を算出した。引張弾性率の測定結果を表2に示す。
上記で得られた各電池用包装材料を、幅90mm、長さ150mmの長方形に裁断して、試験サンプルを得た。次に、温度24℃、相対湿度50%の環境において、30mm×50mmの口径を有する雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え圧0.9MPaで0.5mmの成形深さから0.5mm単位で成形深さを増加させて成形を行い、電池用包装材料にピンホールが発生した際の成形深さよりも0.5mm浅い成形深さを、そのサンプルの限界成形深さとした。成形においては、雄型を熱融着性樹脂層側に配置して行い、熱融着性樹脂層側に凹部、基材層側に凸部が形成されるようにした。雄型と雌型のクリアランスは、0.3mmとした。また、雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が1.6μmである。限界成形深さの測定結果を表2に示す。
温度24℃、相対湿度50%の環境において、雌型及び雄型を用い、押え圧0.9MPaで、上記で得られた各電池用包装材料を成形して、下記の電池サイズ1,2の凹部を形成した。成形においては、雄型を熱融着性樹脂層側に配置して行い、熱融着性樹脂層側に凹部、基材層側に凸部が形成されるようにして成形部を設けた。雄型と雌型のクリアランスは、0.3mmとした。また、雌型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が3.2μmである。雄型の表面は、JIS B 0659-1:2002附属書1(参考) 比較用表面粗さ標準片の表2に規定される、最大高さ粗さ(Rzの呼び値)が1.6μmである。
電池サイズ1:凹部の幅30mm、長さ90mm、成形深さ3mm
電池サイズ2:凹部の幅94mm、長さ128mm、成形深さ3mm
なお、実施例4においては、電池サイズ1、電池サイズ2の成形深さをそれぞれ2mmとし、比較例4においては、電池サイズ1、電池サイズ2の成形深さをそれぞれ1.5mmとした。
A:成形部がテープに追従しなかったことから、表面に皺が形成されておらず、テープが電池用包装材料の表面から適切に剥離されている。
C:成形部がテープに追従し、表面に皺が形成されている。
2…接着剤層
3…バリア層
4…熱融着性樹脂層
5…接着層
6…表面被覆層
10…電池用包装材料
10a…電池用包装材料の成形部の凸部側の表面
20…アクリル板
30…両面テープ
40…アルミニウム合金箔
Claims (8)
- 少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、
前記バリア層は、ステンレス鋼箔により構成されており、
前記積層体の厚さは、50μm以上120μm以下であり、
前記バリア層の厚さは、15μm以上40μm以下であり、
前記積層体の曲げこわさが、0.60gf・cm2/cm以上6.0gf・cm2/cm以下である、電池用包装材料。 - 前記基材層のバリア層と反対側の面に、添加剤を含有する表面被覆層をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の電池用包装材料。
- 前記基材層の厚さが、25μm以下である、請求項1または2に記載の電池用包装材料。
- JIS Z1707:1997の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の前記基材層側から突き刺した場合の突刺し強さが、5N以上55N以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の電池用包装材料。
- JIS K7127:1999の規定に準拠した方法により測定された、前記積層体の積層方向とは垂直方向の引張弾性率が、3.0GPa以上10.0GPa以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の電池用包装材料。
- 前記熱融着性樹脂層は、ポリオレフィンを含んでいる、請求項1~5のいずれか1項に記載の電池用包装材料。
- 前記基材層は、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂の少なくとも一方を含んでいる、請求項1~6のいずれか1項に記載の電池用包装材料。
- 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、請求項1~7のいずれか1項に記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
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