JP7234047B2 - 蓄電デバイス用外装材及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン電池等の蓄電デバイス用外装材、その製造方法及び蓄電デバイスに関する。
例えばリチウムイオン電池用の外装材として、最外層とバリア層とシーラント層とを積層状に備えたラミネートフィルムから形成されたものがある。この外装材を用いてリチウムイオン電池を製造する場合、外装材は袋状に形成されたり成形金型を用いた成形加工により容器状に形成され、その内部にリチウムイオン電池内容物(電池セル、電解液等)が収容されて熱封止される。
この外装材が用いられたリチウムイオン電池は、これを使用する際には所定の回路に組み込まれたり所定の取付け場所に取り付けられる。その際に、リチウムイオン電池の位置がずれないようにするため、一般的にリチウムイオン電池は絶縁性粘着テープで固定される。
ところで、外装材の成形性及び滑り性を良くするためやブロッキング対策のため、従来の外装材の表面には滑剤やアンチブロッキング剤が存在していることがある(例えば特許文献1参照)。
特許第5652178号公報
上述のように外装材の表面に滑剤やアンチブロッキング剤が存在している場合、外装体の表面の粘着テープとの密着性が低下し粘着テープでリチウムイオン電池を位置固定する際に粘着テープが外装材の表面から剥がれることがあった。
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、滑り性が高く且つ粘着テープとの密着性も高い表面を有する蓄電デバイス用外装材を提供することにある。
本発明者は、蓄電デバイス用外装材について鋭意研究調査したところ、外装材の最外層が所定のフィルムからなり、更に、最外層の表面の表面性状において、算平均高さSaが所定の範囲であり且つ当該表面に存在する多数の凸部のうち所定の大きさの凸部の1mm当たりの数が所定の範囲であるものであれば、上記目的を達成しうることが判明し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下の手段を提供する。
1) 最外層と、シーラント層と、前記両層間に配置されたバリア層とを積層状に備えた蓄電デバイス用外装材であって、
前記最外層は、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム及びポリオレフィンフィルムからなる群より選択される少なくとも一つからなり、
前記最外層の表面の表面性状において、
算術平均高さSaが0.03~0.20μmの範囲であり、
前記Saの基準面から+0.1μmの高さ位置の断面積が7500μm以上である凸部を山と定義するとき、山の数が1mm当たり5~30個の範囲である蓄電デバイス用外装材。
2) 前記山における前記基準面から+0.1μmの高さ位置の断面の重心位置を前記山の重心位置と定義するとき、1mmに存在する互いに近接する前記山の重心位置間の距離が全て150~700μmの範囲である前項1記載の蓄電デバイス用外装材。
3) 前記最外層と前記バリア層が、これら両層間に配置された接着剤層で接着されており、
前記接着剤層の前記最外層側に向いた面が凹凸状に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。
4) 前記接着剤層の前記最外層側の向いた面に形成された凹凸の箇所と、前記最外層の表面に形成された凹凸の箇所とが略一致している前項3記載の蓄電デバイス用外装材。
5) 前項3又は4記載の蓄電デバイス用外装材の製造方法であって、
外装材における最外層とバリア層の間に配置される接着剤層の接着剤をグラビア塗工法によりバリア層上に塗工する蓄電デバイス用外装材の製造方法。
6) 前項1~4のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材で蓄電デバイス内容物が包装された蓄電デバイス。
本発明は以下の効果を奏する。
前項1では、外装材の最外層がポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム及びポリオレフィンフィルムからなる群から選択される少なくとも一つからなり、最外層の表面の算術平均高さSaが0.03~0.20μmの範囲であり、山の数が1mm当たり5~30個の範囲であることから、最外層の表面である外装材の表面は凹凸部が形成されることで高い滑り性を有するとともに、表面積が拡がることで粘着テープとの接着面積が大きくなり、したがって外装材の表面の粘着テープとの密着性についても高い密着性を有する。
前項2~4では、外装材の表面の滑り性を確実に高めることができるし、外装材の表面の粘着テープとの密着性についても確実に高めることができる。
前項5では、接着剤層の接着剤をグラビア塗工法によりバリア層上に塗工することにより、本発明に係る蓄電デバイス用外装材の最外層の表面について所定の表面性状に確実に実現することができる。
前項6では、粘着テープで強固に位置固定できる蓄電デバイスを提供し得る。
図1は、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイス用外装材の概略断面図である。 図2は、外装材の最外層の表面の表面凹凸像におけるSaの基準面から+0.1μmの高さの等高線を示す概略図である。 図3は、図2に示した概略図において互いに近接する山の重心位置間の距離を説明する図である。
本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイス用外装材1は、蓄電デバイスとして例えばリチウムイオン電池用のものであり、従来の外装材と同じように袋状に形成されたり成形金型を用いた成形加工により容器状に形成され、その内部に蓄電デバイス内容物としてのリチウムイオン電池内容物(電池セル、電解液等)が収容されて熱封止されるものである。
図1に示すように、外装材1は、最外層2と、最内層としてのシーラント層4と、両層2、4間に配置されたバリア層3とを積層状に備えたものであって、これらの層2~4が接着一体化されたラミネートフィルムからなる。
外装材1の構成について詳述すると、最外層2とバリア層3は両層2、3間に配置された外側接着剤層5により互いに接着されており、バリア層3とシーラント層4は両層3、4間に配置された内側接着剤層6により互いに接着されている。
最外層2は、外装材1の基材層とも呼ばれており、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム及びポリオレフィンフォルムからなる群より選択される少なくとも一つからなる。
ポリアミドフィルムとしては、二軸延伸ナイロンフィルム(例:二軸延伸6ナイロンフィルム)などが好適に用いられる。
ポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)、ポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム)、ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBTフィルム)などが用いられる。
ポリオレフィンフィルムとしては、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPPフィルム)等のポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどが用いられる。
最外層2の厚さは限定されるものではなく、通常、10~50μmの範囲である。
バリア層3は、通常、金属箔からなる。金属箔としては、アルミニウム(その合金を含む)箔、銅(その合金を含む)箔、ニッケル(その合金を含む)箔、チタン(その合金を含む)箔、ステンレス鋼箔などが用いられ、特にアルミニウム箔が好適に用いられる。また、金属箔はその片面又は両面に化成皮膜などの腐食防止処理層(図示せず)が形成されたものであっても良い。
バリア層3の厚さは限定されるものではなく、通常、5~50μmの範囲であり、特に10~40μmの範囲であることが望ましい。
シーラント層4は、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムなどからなる。ポリプロピレンフィルムとしては無延伸ポリプロピレンフィルム(CPPフィルム)などが用いられる。ポリエチレンフィルムとしては直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPEフィルム)などが用いられる。
外側接着剤層5の接着剤は、最外層2とバリア層3を接着可能なものであれば限定されるものではなく、当該接着剤として特に二液硬化型ウレタン系接着剤が用いられることが望ましい。その理由は、二液硬化型ウレタン系接着剤は高い耐水性、高い耐候性などを有するからである。
外側接着剤層5は、例えば、最外層2と接着される層であるバリア層3(詳述するとバリア層3の最外層2側に向く面)上に外側接着剤層5の接着剤を所定の塗工方法によって塗工することにより形成される。
外側接着剤層5の接着剤の塗工方法(即ち外側接着剤層5の形成方法)としては、グラビア塗工法、スプレー塗工法、ドクターブレード塗工法などが用いられ、特にグラビア塗工法を用いることが望ましい。その理由は次のとおりである。
すなわち、グラビア塗工法では、通常、表面に所定のメッシュ数及び深度の彫刻が施されたグラビアロールを用いてパターン塗工が行われる。したがって、グラビア塗工法によって接着剤をバリア層3上に塗工することにより、図1に示すように外側接着剤層5の最外層2側に向く面5aは規則的に整列した微細な凹凸状に形成される。そして、この面5aに最外層2が接着されると、この面5aに形成された微細な凹凸形状が最外層2の表面2aに反映される。その結果、この面5aに形成された凹凸の箇所と最外層の表面2aに形成される凹凸の箇所とが一致する。これにより、最外層2の表面2aである外装材1の表面について所定の表面性状を確実に実現することができる。
内側接着剤層6の接着剤は、バリア層3とシーラント層4を接着可能なものであれば限定されるものではなく、当該接着剤として熱硬化型酸変性ポリプロピレン接着剤などが用いられる。
内側接着剤層6の接着剤の塗工方法(即ち内側接着剤層6の形成方法)については限定されるものではなく、接着剤の塗工方法として、上述したグラビア塗工法、スプレー塗工法、ドクターブレード塗工法などが用いられる。
本実施形態では、外装材1は、最外層2の表面2aの表面性状において、算術平均高さSaが0.03~0.20μmの範囲であるという第1要件と、Saの基準面から+0.1μmの高さ位置の断面積が7500μm以上である凸部を山8(図2参照)と定義するとき、山8の数が1mm当たり5~30個の範囲であるという第2要件とを満足する必要がある。なお、表面性状はISO 25178に準拠して測定される。
第1及び第2要件を満足することにより、最外層2の表面2aは高い滑り性を有するとともに、粘着テープとの接触面積が大きいため最外層2の表面2aの粘着テープとの密着性についても高い密着性を有する。したがって、リチウムイオン電池を粘着テープで強固に位置固定することができる。
さらに、山8におけるSaの基準面から+0.1μmの高さ位置の断面の重心位置(図心位置)を山8の重心位置C(図3参照)と定義するとき、外装材1は、1mmに存在する互いに近接する山8の重心位置C間の距離が全て150~700μmの範囲であるという第3要件を満足していることが望ましい。
第3要件を満足することにより、最外層2の表面2aの滑り性を確実に高めることができるし、粘着テープとの接触面積を確実に大きくすることができるため、最外層2の表面2aの粘着テープとの密着性についても確実に高めることができる。したがって、リチウムイオン電池を粘着テープで確実に強固に位置固定することができる。
ここで、第2及び第3要件について図2及び3を参照して説明すると、次のとおりである。
図2は、最外層2の表面2aの表面凹凸像におけるSaの基準面から+0.1μmの高さの等高線を示す概略図である。
第2要件において、Saの基準面とは最外層2の表面2aの測定領域の平均高さの面である。基準面から+0.1μmの高さの断面積とは基準面から+0.1μmの高さの等高線で包囲された面積である。そして、この面積が7500μm以上である凸部が山8と定義されている。また、山8の数を規定する「1mm」とは、測定領域における互いに直交するX方向1mm及びY方向1mmの正方形領域Sである。図2の場合、山8の数は8個である。
なお、1mmの正方形領域Sの外周境界線10に跨がって存在する山については、重心位置Cが外周境界線10の内側又は外周境界線10上に存在している山を1mmに存在する山の数にカウントし、重心位置Cが外周境界線10の外側に存在している山は1mmに存在する山の数にカウントしない。
図3は、図2に示した概略図において互いに近接する山8の重心位置C間の距離を説明する図である。
同図に示した山8の分布状態の場合において、第3要件を満足するとは、測定領域における1mmの正方形領域Sに存在する全ての山8(即ち8個の山8)について互いに近接する山8の重心位置C間の距離d1~d11が全て150~700μmの範囲であることを意味する。
以上で本発明の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。
また、本発明に係る蓄電デバイス用外装材は、リチウムイオン電池用のものであることに限定されるものではなく、その他の蓄電デバイス用のものであっても良く、例えばリチウムイオンキャパシタ用のものであっても良いし電気二重層キャパシタ用のものであっても良い。
本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。ただし、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
最外層2を形成するフィルムとしての二軸延伸6ナイロンフィルム(厚さ25μm)、バリア層3を形成する金属箔としてのアルミニウム箔(厚さ35μm)、及び、シーラント層4を形成するフィルムとしての無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ30μm)を準備した。
アルミニウム箔(バリア層3)の両面にそれぞれ化成皮膜を形成した。その形成方法は次のとおりである。すなわち、リン酸、ポリアクリル酸(アクリル系樹脂)、クロム(III)塩化合物、水及びアルコールを含む化成処理液をアルミニウム箔の両面にそれぞれ塗布し180℃で乾燥し、これにより化成皮膜を形成した。化成皮膜のクロムの付着量は10mg/mであった。
次いで、アルミニウム箔の一方の片面に外側接着剤層5の接着剤としての二液硬化型ウレタン系接着剤をグラビア塗工法により塗工し乾燥した。これにより、アルミニウム箔の一方の片面に外側接着剤層5を形成した。接着剤の乾燥後の塗工量は3.5g/mであった。
上述のグラビア塗工法では、表面にメッシュ数85及び深度120μmの格子型の彫刻が施されたグラビアロールを用いた。
そして、アルミニウム箔と二軸延伸6ナイロンフィルム(最外層2)を外側接着剤層5で仮接着した。
次いで、アルミニウム箔の他方の片面に内側接着剤層6の接着剤としての熱硬化型酸変性ポリプロピレン接着剤を塗布し乾燥した。これにより、アルミニウム箔の他方の片面に内側接着剤層6を形成した。接着剤の乾燥後の塗布量は2.5g/mであった。
そして、アルミニウム箔と無延伸ポリプロピレンフィルム(シーラント層4)を内側接着剤層6で仮接着した。これにより、二軸延伸6ナイロンフィルムからなる最外層2とアルミニウム箔からなるバリア層3と無延伸ポリプロピレンフィルムからなるシーラント層4とを積層状に備えた外装材素材を得た。
次いで、外装材素材を40℃の環境下に9日間静置するという条件で加熱エージング処理することにより、外側接着剤層5と内側接着剤層6を同時に硬化させた。これにより、最外層2とバリア層3を外側接着剤層5で本接着するとともに、バリア層3とシーラント層4を内側接着剤層6で本接着した。
以上の方法によりリチウムイオン電池用外装材1を得た。
<実施例2~7、比較例1~4>
最外層(二軸延伸6ナイロンフィルム)2の厚さ、グラビアロールの表面に施されるメッシュ数及び深度を様々に変更して上記実施例1と同様に外装材1を得た。
上記の実施例1~7及び比較例1~4のそれぞれの外装材1について、最外層2の表面2aの表面性状を測定し、また最外層2の表面2aの粘着テープとの密着性を調べ、また最外層2の表面2aの滑り性を評価するために最外層2の表面2aの動摩擦係数を測定した。その結果を表1にまとめて示す。
Figure 0007234047000001
表1中の「最外層」の「材質」欄において、「Ny」は二軸延伸6ナイロンフィルムを意味している。
表面性状の測定、粘着テープとの密着性の評価、及び、動摩擦係数(滑り性)の測定はそれぞれ次のようにして行った。
<<表面性状>>
外装材1の最外層2の表面2aについてISO 25178に準拠して表面性状として算術平均高さSaを測定するとともに、1mm当たりの山8の数、及び、1mmに存在する互いに近接する山8の重心位置C間の距離を測定した。このときの測定条件及び測定方法は次のとおりである。
外装材1から縦10mm×横10mmの正方形の試料を切り出した。この試料の表面について任意の箇所で表面性状を走査型白色干渉顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製「VS1330」)を用いて測定した。この測定に用いたレンズは二光束干渉対物レンズ5×、波長フィルターは520nmであった。
表1中の「最小距離dmin」欄及び「最大距離dmax」欄の数値は、それぞれ、1mmに存在する互いに近接する山8の重心位置C間の距離についての最小距離dmin及び最大距離dmaxを意味している。
<<粘着テープとの密着性>>
最外層2の表面2aの粘着テープとの密着性を次の条件及び方法で調べた。
外装材1から幅15mm×長さ150mmの試験片を切り出した。この試験片の表面にその長さ方向に沿って粘着力13N/cmの粘着テープ(tesa 70415)を貼り付けた。粘着テープの幅は5mm、その長さは80mm以上であった。そして、この粘着テープ上に重さ2kgfのハンドロールを5往復走行させ、その後、常温で1時間静置した。
次いで、引張試験機として島津製作所製ストログラフ(AGS-5kNX)を用い、その一方のチャックで試験片の端部を挟着固定するとともに、他方のチャックで粘着テープの端部を掴んだ。そして、JIS K6854-3(1999)に準拠して300mm/minの剥離速度で180°剥離させた時の剥離強度を測定し、この測定値が安定したところの値を最外層2の表面2aの粘着テープとの密着力(その単位:N/5mm)とした。
そして、最外層2の表面2aの粘着テープとの密着性についての評価基準として、粘着テープとの密着力が6N/5mm以上である場合を「◎(非常に高い)」、5N/5mm以上6N/5mm未満である場合を「○(高い)」、及び、5N/5mm未満である場合を「×(低い)」とした。
<<動摩擦係数(滑り性)>>
最外層2の表面2aの滑り性を評価するため、最外層2の表面2aの動摩擦係数をJIS K7125(1999)に準拠して測定した。
表1に示すように、実施例1~7の外装材1の最外層2の表面2aは動摩擦係数が小さく、滑り性が良好であった。さらに、実施例1~7の外装材1の最外層2の表面2aは粘着テープとの密着性が高く、特に実施例1~6の外装材1の最外層2の表面2aは粘着テープとの密着性が非常に高かった。
本発明は、蓄電デバイス(例:リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ)用外装材に利用可能である。
1:外装材
2:最外層
3:バリア層
4:シーラント層
5:外側接着剤層
6:内側接着剤層
8:山
C:山の重心位置

Claims (6)

  1. 最外層と、シーラント層と、前記両層間に配置されたバリア層とを積層状に備えた蓄電デバイス用外装材であって、
    前記最外層は、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム及びポリオレフィンフィルムからなる群より選択される少なくとも一つからなり、
    前記最外層の表面の表面性状において、
    算術平均高さSaが0.03~0.20μmの範囲であり、
    前記Saの基準面から+0.1μmの高さ位置の断面積が7500μm以上である凸部を山と定義するとき、山の数が1mm当たり5~30個の範囲である蓄電デバイス用外装材。
  2. 前記山における前記基準面から+0.1μmの高さ位置の断面の重心位置を前記山の重心位置と定義するとき、1mmに存在する互いに近接する前記山の重心位置間の距離が全て150~700μmの範囲である請求項1記載の蓄電デバイス用外装材。
  3. 前記最外層と前記バリア層が、これら両層間に配置された接着剤層で接着されており、
    前記接着剤層の前記最外層側に向いた面が凹凸状に形成されている請求項1又は2記載の蓄電デバイス用外装材。
  4. 前記接着剤層の前記最外層側の向いた面に形成された凹凸の箇所と、前記最外層の表面に形成された凹凸の箇所とが略一致している請求項3記載の蓄電デバイス用外装材。
  5. 請求項3又は4記載の蓄電デバイス用外装材の製造方法であって、
    外装材における最外層とバリア層の間に配置される接着剤層の接着剤をグラビア塗工法によりバリア層上に塗工する蓄電デバイス用外装材の製造方法。
  6. 請求項1~4のいずれかに記載の蓄電デバイス用外装材で蓄電デバイス内容物が包装された蓄電デバイス。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012113843A (ja) 2010-11-19 2012-06-14 Sony Corp 電池およびその製造方法、バッテリユニット、ならびにバッテリモジュール
JP2013006412A (ja) 2011-05-24 2013-01-10 Toray Ind Inc 積層体
JP2013101764A (ja) 2011-11-07 2013-05-23 Toppan Printing Co Ltd 二次電池用外装材及び二次電池
JP2014026778A (ja) 2012-07-25 2014-02-06 Yuka Denshi Co Ltd 電池外装用ラミネートフィルム及びその製造方法
JP2014044806A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Sun A Kaken Co Ltd 電池ケース用包材
JP2020011483A (ja) 2018-07-20 2020-01-23 昭和電工パッケージング株式会社 ラミネート材

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5652178A (en) 1979-09-25 1981-05-11 Hiroshi Okuyama Providing bore or cut in thin plate of metal or brittle material such as glass or quartz
JP2004306493A (ja) * 2003-04-09 2004-11-04 Toppan Printing Co Ltd 化粧シートおよびその製造方法
JP5519895B2 (ja) * 2005-05-27 2014-06-11 昭和電工パッケージング株式会社 電池ケース用包材及び電池用ケース
JP6426895B2 (ja) * 2013-05-31 2018-11-21 昭和電工パッケージング株式会社 電池用外装材及び電池
JP6389096B2 (ja) * 2014-10-22 2018-09-12 昭和電工パッケージング株式会社 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス
JP6819578B2 (ja) * 2015-05-14 2021-01-27 凸版印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、及び当該外装材を用いた蓄電デバイス
JP6930065B2 (ja) * 2016-01-14 2021-09-01 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材、及びそれを用いたリチウムイオン電池
EP3364478B1 (en) * 2015-10-15 2020-03-25 Toppan Printing Co., Ltd. Outer package material for electricity storage devices, and electricity storage device using same
JP6738205B2 (ja) * 2016-06-06 2020-08-12 昭和電工パッケージング株式会社 ラミネート材
CN109661420B (zh) * 2016-06-15 2022-02-25 尤尼吉可股份有限公司 聚酰胺系膜及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012113843A (ja) 2010-11-19 2012-06-14 Sony Corp 電池およびその製造方法、バッテリユニット、ならびにバッテリモジュール
JP2013006412A (ja) 2011-05-24 2013-01-10 Toray Ind Inc 積層体
JP2013101764A (ja) 2011-11-07 2013-05-23 Toppan Printing Co Ltd 二次電池用外装材及び二次電池
JP2014026778A (ja) 2012-07-25 2014-02-06 Yuka Denshi Co Ltd 電池外装用ラミネートフィルム及びその製造方法
JP2014044806A (ja) 2012-08-24 2014-03-13 Sun A Kaken Co Ltd 電池ケース用包材
JP2020011483A (ja) 2018-07-20 2020-01-23 昭和電工パッケージング株式会社 ラミネート材

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