CN113825638B - 蓄电装置用外包装材料、其制造方法、蓄电装置和聚酰胺膜 - Google Patents

蓄电装置用外包装材料、其制造方法、蓄电装置和聚酰胺膜 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种蓄电装置用外包装材料,该蓄电装置用外包装材料能够在将被双面胶带等固定于壳体上的蓄电装置从壳体剥离时抑制蓄电装置用外包装材料破损。该蓄电装置用外包装材料由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。

Description

蓄电装置用外包装材料、其制造方法、蓄电装置和聚酰胺膜
技术领域
本发明涉及蓄电装置用外包装材料、其制造方法、蓄电装置和聚酰胺膜。
背景技术
目前,已经开发了各种类型的蓄电装置,在所有的蓄电装置中,为了封装电极、电解质等蓄电装置元件,外包装材料已成为不可或缺的部件。目前,作为蓄电装置用外包装材料,通常使用金属制的外包装材料。
另一方面,近年来,随着电动汽车、混合动力电动汽车、电脑、照相机、手机等的高性能化,对于蓄电装置,要求各种各样的形状,并且要求薄型化、轻质化。然而,利用目前常用的金属制的蓄电装置用外包装材料,难以适应形状的多样化,并且具有轻质化也存在极限这样的缺点。
因此,近年来,作为容易加工成各种各样的形状并且能够实现薄型化和轻质化的蓄电装置用外包装材料,提案了依次叠层有基材层/阻隔层/热熔接性树脂层的膜状的叠层体(例如参照专利文献1)。
在这样的蓄电装置用外包装材料中,通常利用冷轧成型形成凹部,在由该凹部形成的空间内配置电极、电解液等蓄电装置元件,再使热熔接性树脂层热熔接,由此得到在蓄电装置用外包装材料的内部收纳有蓄电装置元件的蓄电装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-287971号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
蓄电装置元件中使用了稀有金属等成分,这些成分的需求急增。因此,在电气设备等各种制品中,更换蓄电装置等时,要求将蓄电装置从制品中取出,回收并再利用蓄电装置元件所含的各种成分。
在电气设备等各种制品中,蓄电装置被双面胶带或粘接剂等牢固地固定于制品的壳体上。因此,在将蓄电装置从制品的壳体上取下时,会对蓄电装置施加大的外力。具体而言,通常使用金属刮刀等,将蓄电装置从壳体上取下,对蓄电装置施加大的外力。取下蓄电装置时,如果对由膜状的叠层体构成的蓄电装置用外包装材料施加大的外力,蓄电装置用外包装材料可能破损。
在这样的状况下,本发明的主要目的在于:提供一种将被双面胶带等固定于壳体上的蓄电装置从壳体剥离时能够抑制蓄电装置用外包装材料破损的蓄电装置用外包装材料。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述技术问题,本发明的发明人进行了精心研究。作为其结果,发现了一种蓄电装置用外包装材料,其由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为规定值以上,将被双面胶带等固定于壳体上的蓄电装置从壳体剥离时,能够抑制蓄电装置用外包装材料破损。
本发明是基于这些知识进一步反复研究而完成的发明。即,本发明提供如下所述的方式的发明。
一种蓄电装置用外包装材料,其由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。
发明效果
利用本发明,能够提供一种在使用金属刮刀等将被双面胶带等固定于壳体上的蓄电装置从壳体剥离时能够抑制蓄电装置用外包装材料破损的蓄电装置用外包装材料。另外,利用本发明,也能够提供该蓄电装置用外包装材料的制造方法和利用该蓄电装置用外包装材料的蓄电装置以及适于用作蓄电装置用外包装材料的基材层的聚酰胺膜。
附图说明
图1是表示本发明的蓄电装置用外包装材料的截面结构的一个例子的示意图。
图2是表示本发明的蓄电装置用外包装材料的截面结构的一个例子的示意图。
图3是表示本发明的蓄电装置用外包装材料的截面结构的一个例子的示意图。
图4是表示本发明的蓄电装置用外包装材料的截面结构的一个例子的示意图。
图5是用于对实施例的蓄电装置的剥离试验所使用的样品的制作方法进行说明的示意图。
图6是实施例的蓄电装置的剥离试验所使用的样品的侧视图(a)和俯视图(b)。
图7是在实施例的蓄电装置的剥离试验所使用的样品上粘贴双面胶带时的侧视图(a)和俯视图(b)。
图8是表示在实施例的蓄电装置的剥离试验中使用金属刮刀将蓄电装置从不锈钢板剥离的情况的示意图。
具体实施方式
本发明的蓄电装置用外包装材料的特征在于:由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。本发明的蓄电装置用外包装材料在将被双面胶带等固定于壳体上的蓄电装置从壳体剥离时,抑制了蓄电装置用外包装材料破损。
以下,对本发明的蓄电装置用外包装材料进行详细叙述。其中,在本说明书中,“~”所示的数值范围是指“以上”、“以下”。例如,2~15mm的表述是指2mm以上15mm以下。
1.蓄电装置用外包装材料的叠层结构和物性
本发明的蓄电装置用外包装材料10例如图1所示,由从外侧依次具有基材层1、阻隔层3和热熔接性树脂层4的叠层体构成。在蓄电装置用外包装材料10中,基材层1是最外层侧,热熔接性树脂层4是最内层。在使用蓄电装置用外包装材料10和蓄电装置元件组装蓄电装置时,以使蓄电装置用外包装材料10的热熔接性树脂层4彼此相对的状态使周缘部热熔接,在由此形成的空间内收纳蓄电装置元件。在构成本发明的蓄电装置用外包装材料10的叠层体中,将阻隔层3作为基准,与阻隔层3相比,热熔接性树脂层4侧为内侧,与阻隔层3相比,基材层1侧为外侧。
蓄电装置用外包装材料10例如图2至图4所示,在基材层1与阻隔层3之间,以提高这些层之间的粘接性等为目的,根据需要可以具有粘接剂层2。另外,例如图3和图4所示,在阻隔层3与热熔接性树脂层4之间,以提高这些层之间的粘接性等为目的,根据需要可以具有粘接层5。另外,如图5所示,在基材层1的外侧(与热熔接性树脂层4侧相反一侧),根据需要也可以设置表面覆盖层6等。
作为构成蓄电装置用外包装材料10的叠层体的厚度,没有特别限制,关于上限,从成本削减、能量密度提高等观点考虑,优选可以列举约180μm以下、约155μm以下、约120μm以下,关于下限,从维持保护蓄电装置元件这样的蓄电装置用外包装材料的功能的观点考虑,优选可以列举约35μm以上、约45μm以上、约60μm以上,关于优选的范围,例如可以列举35~180μm左右、35~155μm左右、35~120μm左右、45~180μm左右、45~155μm左右、45~120μm左右、60~180μm左右、60~155μm左右、60~120μm左右,这些之中特别优选60~120μm。
在蓄电装置用外包装材料10中,相对于构成蓄电装置用外包装材料10的叠层体的厚度(总厚度),基材层1、根据需要设置的粘接剂层2、阻隔层3、根据需要设置的粘接层5、热熔接性树脂层4和根据需要设置的表面覆盖层6的合计厚度的比例优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上。作为具体例,本发明的蓄电装置用外包装材料10包含基材层1、粘接剂层2、阻隔层3、粘接层5和热熔接性树脂层4时,相对于构成蓄电装置用外包装材料10的叠层体的厚度(总厚度),这些各层的合计厚度的比例优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上。
本发明的蓄电装置用外包装材料10的基材层1包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从基材层1的外侧测得的聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。对于本发明的蓄电装置用外包装材料10的基材层1,测定结晶化指数的方法如下所述。
<蓄电装置用外包装材料的基材层的结晶化指数的测定>
将蓄电装置用外包装材料切成100mm×100mm的正方形,制作样品。对于位于所得到的样品的外侧的聚酰胺膜的表面,使用FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定。作为装置,例如可以使用赛默飞世尔科技公司制造:Nicolet iS10。根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶没有关系的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数。其中,在从蓄电装置获取蓄电装置用外包装材料,测定基材层的结晶化指数时,不是从蓄电装置的热熔接部或侧面,而是从顶面或底面获得蓄电装置用外包装材料,制作样品。
(测定条件)
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得。
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
另外,在蓄电装置用外包装材料10的外侧的表面由基材层1的聚酰胺膜构成的情况下,能够将蓄电装置用外包装材料10直接作为结晶化指数的测定对象。另外,基材层1如后所述地具有多层结构,与聚酰胺膜不同的树脂膜(例如聚酯膜)比聚酰胺膜位于更外侧时、或者在基材层1的外侧叠层有后述的表面覆盖层6的情况等、蓄电装置用外包装材料10的外侧的表面不是由基材层1的聚酰胺膜构成的情况下,可以将比聚酰胺膜位于更外侧的层从蓄电装置用外包装材料10中除去,以露出聚酰胺膜的表面的状态测定结晶化指数。
在蓄电装置用外包装材料10中,上述的结晶化指数为1.50以上即可,从在前述的剥离时更有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损的观点考虑,更优选为1.55以上、进一步优选为1.60以上、特别优选为1.65以上。另外,关于上述的结晶化指数的上限,没有特别限制,例如可以列举2.50以下、1.80以下等。作为该结晶化指数的优选的范围,例如可以列举1.50~2.50、1.60~2.50、1.65~2.50、1.50~1.80、1.60~1.80、1.65~1.80等。
作为将蓄电装置用外包装材料10的基材层1所含的聚酰胺膜的结晶化指数提高至1.50以上的方法,可以列举利用聚酰胺膜的制造工序的拉伸倍率、热固定温度、以及后加热的温度和时间等促进结晶化(促进α晶的生成)的方法。
2.形成蓄电装置用外包装材料的各层
[基材层1]
在本发明中,基材层1是以发挥作为蓄电装置用外包装材料的基材的功能等为目的而设置的层。基材层1位于蓄电装置用外包装材料的外层侧。
基材层1包含聚酰胺膜。如上所述,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从基材层1的外侧测得的聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。
作为形成聚酰胺膜的聚酰胺,只要具有α晶即可,具体可以列举尼龙6、尼龙66、尼龙46、尼龙6与尼龙66的共聚物等脂肪族聚酰胺等。这些聚酰胺可以单独使用1种,还可以将2种以上组合使用。聚酰胺膜优选为尼龙膜。
聚酰胺膜可以为未拉伸膜,也可以为拉伸膜。在基材层1包含未拉伸膜的情况下,将蓄电装置用外包装材料10的各层进行叠层时,可以挤出成型形成未拉伸膜,也可以贴合预先准备的未拉伸膜,还可以涂布树脂(聚酰胺)形成未拉伸膜。作为涂布树脂的方法,可以列举辊涂法、凹版涂布法、挤出涂布法等。另外,在基材层1为拉伸膜的情况下,将蓄电装置用外包装材料10的各层进行叠层时,可以贴合预先准备的拉伸膜。作为拉伸膜,可以列举单轴拉伸膜、双轴拉伸膜,优选双轴拉伸膜。作为形成双轴拉伸膜的拉伸方法,例如可以列举逐次双轴拉伸法、吹胀法、同时双轴拉伸法等。
聚酰胺膜特别优选为双轴拉伸尼龙膜。
在本发明的蓄电装置用外包装材料10中,也能够制造利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上的聚酰胺膜而用于基材层1,也能够通过在蓄电装置用外包装材料10的制造过程中对聚酰胺膜施加热,提高结晶化指数,使该结晶化指数成为1.50以上。如后述的“5.聚酰胺膜”的项目所说明的那样,在本发明的蓄电装置用外包装材料10中,优选制造利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上的聚酰胺膜用于基材层1。即,优选将预先调整上述的结晶化指数至1.50以上的聚酰胺膜用于基材层1,与阻隔层3、热熔接性树脂层4等各层进行叠层,由此制造本发明的蓄电装置用外包装材料10。其中,如后述的实施例所示,与应用于蓄电装置用外包装材料10前的聚酰胺膜相比,叠层于蓄电装置用外包装材料10后,能够提高基材层1所含的聚酰胺膜的结晶化指数。
关于聚酰胺膜的厚度,从在前述的剥离时更有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损的观点考虑,优选为约3μm以上,更优选为约10μm以上,并且优选为约50μm以下,更优选为约35μm以下,作为优选的范围,可以列举3~50μm左右、3~35μm左右、10~50μm左右、10~35μm左右,这些之中特别优选10~35μm左右。
基材层1还可以具有与聚酰胺膜不同的树脂膜。作为形成与聚酰胺膜不同的树脂膜的树脂,例如可以列举聚酯、聚烯烃、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛树脂等树脂、这些树脂的改性物。另外,树脂可以为这些树脂的共聚物,也可以为共聚物的改性物。还可以为这些树脂的混合物。这些之中,优选列举聚酯。
作为聚酯,具体可以列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、共聚聚酯等。另外,作为共聚聚酯,可以列举以对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体的共聚聚酯等。具体而言,可以列举以对苯二甲酸乙二醇酯作为重复单元的主体并与间苯二甲酸乙二醇酯聚合而成的共聚物聚酯(以下,简称为聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸/己二酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/磺基间苯二甲酸钠)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸钠)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/苯基-二甲酸)乙二醇酯、聚(对苯二甲酸/癸烷二甲酸)乙二醇酯等。这些聚酯可以单独使用1种,还可以将2种以上组合使用。这些之中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯。
聚酯膜优选为拉伸聚酯膜,更优选为双轴拉伸聚酯膜。
聚酯膜特别优选为双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、双轴拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯膜。
在基材层1还具有与聚酰胺膜不同的树脂膜的情况下,关于其它的树脂膜的厚度,只要不妨碍本发明的效果,就没有特别限制,优选为约3μm以上,更优选为约10μm以上,并且优选为约50μm以下,更优选为约35μm以下,作为优选的范围,可以列举3~50μm左右、3~35μm左右、10~50μm左右、10~35μm左右,这些之中特别优选10~35μm左右。
基材层1包含聚酰胺膜时,可以为单层,可以由2层以上构成,从使蓄电装置用外包装材料10薄型化的观点考虑,优选为聚酰胺膜的单层。
在基材层1由2层以上构成的情况下,基材层1可以为用粘接剂等使树脂膜叠层而成的叠层体,也可以为将树脂共挤出而成2层以上的树脂膜的叠层体。另外,对于将树脂共挤出而成2层以上的树脂膜的叠层体,可以未拉伸而直接形成基材层1,也可以进行单轴拉伸或双轴拉伸后,再形成基材层1。
在基材层1中,作为2层以上的树脂膜的叠层体的具体例,可以列举聚酯膜与尼龙膜的叠层体、2层以上的尼龙膜的叠层体等,优选拉伸尼龙膜与拉伸聚酯膜的叠层体、2层以上的拉伸尼龙膜的叠层体。例如在基材层1为2层的树脂膜的叠层体的情况下,优选聚酰胺树脂膜与聚酰胺树脂膜的叠层体、或聚酯树脂膜与聚酰胺树脂膜的叠层体,更优选尼龙膜与尼龙膜的叠层体、或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与尼龙膜的叠层体。另外,关于聚酯树脂,例如从电解液附着于表面时不易变色等考虑,在基材层1为2层以上的树脂膜的叠层体的情况下,优选聚酯树脂膜位于基材层1的最外层。
在基材层1为2层以上的树脂膜的叠层体的情况下,可以利用粘接剂使2层以上的树脂膜进行叠层。关于优选的粘接剂,可以列举与后述的粘接剂层2中所例示的粘接剂相同的粘接剂。其中,作为使2层以上的树脂膜叠层的方法,没有特别限制,可以采用公知的方法,例如可以列举干式层压法、夹层层压法、挤出层压法、热层压法等,优选可以列举干式层压法。在利用干式层压法进行叠层的情况下,作为粘接剂,优选使用聚氨酯粘接剂。此时,作为粘接剂的厚度,例如可以列举2~5μm左右。另外,还可以形成增粘涂层并使其叠层于树脂膜。增粘涂层可以列举与后述的粘接剂层2中所例示的粘接剂相同的粘接剂。此时,作为增粘涂层的厚度,例如可以列举0.01至1.0μm左右。
另外,也可以在基材层1的表面和内部的至少一者存在润滑剂、阻燃剂、防粘连剂、抗氧化剂、光稳定剂、赋粘剂、抗静电剂等添加剂。添加剂可以只使用1种,也可以将2种以上混合使用。
在本发明中,从提高蓄电装置用外包装材料的成型性的观点考虑,优选在基材层1的表面存在润滑剂。作为润滑剂,没有特别限制,优选可以列举酰胺系润滑剂。作为酰胺系润滑剂的具体例,例如可以列举饱和脂肪酰胺、不饱和脂肪酰胺、取代酰胺、羟甲基酰胺、饱和脂肪双酰胺、不饱和脂肪双酰胺、脂肪酸酯酰胺、芳香族双酰胺等。作为饱和脂肪酰胺的具体例,可以列举月桂酰胺、棕榈酰胺、硬脂酰胺、山萮酰胺、羟基硬脂酰胺等。作为不饱和脂肪酰胺的具体例,可以列举油酸酰胺、芥酸酰胺等。作为取代酰胺的具体例,可以列举N-油基棕榈酰胺、N-硬脂基硬脂酰胺、N-硬脂基油酸酰胺、N-油基硬脂酰胺、N-硬脂基芥酸酰胺等。另外,作为羟甲基酰胺的具体例,可以列举羟甲基硬脂酰胺等。作为饱和脂肪双酰胺的具体例,可以列举亚甲基双硬脂酰胺、亚乙基双癸酰胺、亚乙基双月桂酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双羟基硬脂酰胺、亚乙基双山萮酰胺、六亚甲基双硬脂酰胺、六亚甲基双山萮酰胺、六亚甲基羟基硬脂酰胺、N,N’-二硬脂基己二酰胺、N,N’-二硬脂基癸二酰胺等。作为不饱和脂肪双酰胺的具体例,可以列举亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双芥酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油基己二酰胺、N,N’-二油基癸二酰胺等。作为脂肪酸酯酰胺的具体例,可以列举硬脂酰胺硬脂酸乙酯等。另外,作为芳香族双酰胺的具体例,可以列举间苯二亚甲基双硬脂酰胺、间苯二亚甲基双羟基硬脂酰胺、N,N’-二硬脂基间苯二甲酰胺等。润滑剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在基材层1的表面存在润滑剂的情况下,作为其存在量,没有特别限制,可以列举优选约3mg/m2以上、更优选4~15mg/m2左右、进一步优选5~14mg/m2左右。
关于存在于基材层1的表面的润滑剂,可以是构成基材层1的树脂所含的润滑剂渗出的润滑剂,也可以是在基材层1的表面涂布的润滑剂。
关于基材层1的总厚度,只要能够发挥作为基材的功能,就没有特别限制,例如可以列举3~50μm左右、优选10~35μm左右。
[涂层]
以提高印字性、成型性等为目的,根据需要,本发明的蓄电装置用外包装材料也可以在基材层1上(基材层1的与阻隔层3侧相反一侧)具有涂层(省略图示)。涂层设置为与基材层1接触。作为涂层的厚度,只要能够发挥作为涂层的上述功能,就没有特别限制,例如可以列举0.01~0.40μm左右、优选0.01~0.30μm左右、进一步优选0.1~0.30μm左右。通过厚度为0.01μm以上,能够在基材层1上形成均匀的膜厚的层。作为其结果,本发明的蓄电装置用外包装材料的印字性不会产生不均匀,能够进行均匀印字,并且能够获得均匀的成型性。
作为形成涂层的树脂,例如可以列举聚偏氯乙烯、偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、聚烯烃、酸改性聚烯烃、聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、氟树脂、纤维素酯、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酰胺等各种合成树脂。这些之中,优选聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂。
为了提高光滑性,根据需要,涂层可以含有润滑剂、添加剂。作为润滑剂,可以例示与上述的润滑剂相同的润滑剂。另外,作为添加剂,可以例示与后述的表面覆盖层6中所例示的添加剂相同的添加剂。这些润滑剂或添加剂的含量和粒径可以根据涂层的厚度适当调整。
另外,以提高与基材层邻接的层的粘接性为目的,根据需要,本发明的蓄电装置用外包装材料也可以在基材层1的一个表面(基材层1的阻隔层3侧、基材层1的与阻隔层3相反一侧)或两个表面具有涂层(省略图示)。即,设置于基材层上的涂层可以是以提高印字性、成型性等为目的而设置的层,也可以是以提高基材层的粘接性为目的而设置的层。涂层以提高基材层的粘接性为目的时,作为形成涂层的树脂、厚度,也可以例示与上述涂层的树脂、厚度相同的树脂、厚度。另外,也可以含有上述的润滑剂、添加剂,在涂层的与基材层相反一侧存在与其邻接的层的情况下,优选不含润滑剂、添加剂。
[粘接剂层2]
在本发明的蓄电装置用外包装材料中,粘接剂层2是以提高基材层1和阻隔层3的粘接性为目的而根据需要设置于它们之间的层。
粘接剂层2由能够将基材层1和阻隔层3粘接的粘接剂形成。用于形成粘接剂层2的粘接剂没有限定,化学反应型、溶剂挥发型、热熔融型、热压型等都可以。另外,可以为双液固化型粘接剂(双液性粘接剂),也可以为单液固化型粘接剂(单液性粘接剂),还可以为不伴随固化反应的树脂。另外,粘接剂层2可以为单层,也可以为多层。
作为粘接剂所含的粘接成分,具体而言,可以列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、共聚聚酯等聚酯;聚醚;聚氨酯;环氧树脂;酚醛树脂;尼龙6、尼龙66、尼龙12、共聚聚酰胺等聚酰胺;聚烯烃、环状聚烯烃、酸改性聚烯烃、酸改性环状聚烯烃等聚烯烃系树脂;聚乙酸乙烯酯;纤维素;(甲基)丙烯酸树脂;聚酰亚胺;聚碳酸酯;尿素树脂、三聚氰胺树脂等氨基树脂;氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等橡胶;有机硅树脂等。这些粘接成分可以单独使用1种,还可以将2种以上组合使用。这些粘接成分之中,优选可以列举聚氨酯粘接剂。另外,成为这些粘接成分的树脂合并使用适当的固化剂,能够提高粘接强度。根据粘接成分所具有的官能团,上述固化剂从多异氰酸酯、多官能环氧树脂、含噁唑啉基聚合物、聚胺树脂、酸酐等中适当选择。
作为聚氨酯粘接剂,例如可以列举包含含有多元醇化合物的主剂和含有异氰酸酯化合物的固化剂的聚氨酯粘接剂。优选可以列举以聚酯多元醇、聚醚多元醇和丙烯酸多元醇等多元醇为主剂并且以芳香族系或脂肪族系的多异氰酸酯为固化剂的双液固化型的聚氨酯粘接剂。另外,作为多元醇化合物,优选使用除了重复单元的末端的羟基以外侧链也具有羟基的聚酯多元醇。通过粘接剂层2由聚氨酯粘接剂形成,能够对蓄电装置用外包装材料赋予优异的电解液耐受性,即使侧面附着电解液,也能够抑制基材层1剥离。
另外,只要不阻碍粘接性,粘接剂层2容许添加其它成分,可以含有着色剂、热塑性弹性体、赋粘剂、填料等。通过粘接剂层2含有着色剂,能够使蓄电装置用外包装材料着色。作为着色剂,能够使用颜料、染料等公知的着色剂。另外,着色剂可以只使用1种,也可以将2种以上混合使用。
只要是不损害粘接剂层2的粘接性的范围,颜料的种类就没有特别限定。作为有机颜料,例如可以列举偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、蒽醌系、二噁嗪系、靛蓝-硫靛系、紫环酮-苝系、异假吲哚系、苯并咪唑酮系等颜料;作为无机颜料,可以列举炭黑系、氧化钛系、镉系、铅系、氧化铬系、铁系、铜系等颜料,此外,还可以列举云母(mica)的微粉末、鱼鳞箔等。颜料可以单独使用,也可以将2种以上混合使用,例如可以是有机颜料与无机颜料的混合。
在着色剂之中,例如为了使蓄电装置用外包装材料的外观成为黑色,优选炭黑。
作为颜料的平均粒径,没有特别限制,例如可以列举0.05~5μm左右、优选0.08~2μm左右。其中,颜料的平均粒径是利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置测得的中值粒径。
作为粘接剂层2中的颜料的含量,只要蓄电装置用外包装材料能够被着色,就没有特别限制,例如可以列举5~60质量%左右、优选8~40质量%。
只要能够将基材层1和阻隔层3粘接,粘接剂层2的厚度就没有特别限制,关于下限,例如可以列举约1μm以上、约2μm以上,关于上限,可以列举约10μm以下、约5μm以下,关于优选的范围,可以列举1~10μm左右、1~5μm左右、2~10μm左右、2~5μm左右。
[着色层]
着色层是在基材层1与阻隔层3之间根据需要设置的层(省略图示)。在具有粘接剂层2的情况下,可以在基材层1与粘接剂层2之间、粘接剂层2与阻隔层3之间设置着色层。另外,也可以在基材层1的外侧设置着色层。通过设置着色层,能够使蓄电装置用外包装材料着色。
着色层例如能够通过将含有着色剂的油墨涂布于基材层1的表面、粘接剂层2的表面或阻隔层3的表面而形成。作为着色剂,可以使用颜料、染料等公知的着色剂。另外,着色剂可以只使用1种,也可以将2种以上混合使用。
作为着色层所含的着色剂的具体例,可以例示与[粘接剂层2]的栏所例示的着色剂相同的着色剂。
[阻隔层3]
在蓄电装置用外包装材料中,阻隔层3是至少抑止水分浸入的层。
作为阻隔层3,例如可以列举具有阻隔性的金属箔、蒸镀膜、树脂层等。作为蒸镀膜,可以列举金属蒸镀膜、无机氧化物蒸镀膜、含碳无机氧化物蒸镀膜等;作为树脂层,可以列举聚偏氯乙烯、以氯三氟乙烯(CTFE)为主要成分的聚合物类、以四氟乙烯(TFE)为主要成分的聚合物类、具有氟烷基的聚合物和以氟烷基单元为主要成分的聚合物类等含氟树脂、乙烯乙烯醇共聚物等。另外,作为阻隔层3,还可以列举设置有这些蒸镀膜和树脂层中的至少1层的树脂膜等。阻隔层3可以设置多层。阻隔层3优选包含由金属材料构成的层。作为构成阻隔层3的金属材料,具体可以列举铝合金、不锈钢、钛钢、钢板等,作为金属箔使用的情况下,优选包含铝合金箔和不锈钢箔中的至少一者。
关于铝合金箔,从提高蓄电装置用外包装材料的成型性的观点考虑,例如优选为由退火处理后的铝合金等构成的软质铝合金箔;从进一步提高成型性的观点考虑,优选为含有铁的铝合金箔。在含有铁的铝合金箔(100质量%)中,铁的含量优选为0.1~9.0质量%,更优选为0.5~2.0质量%。通过铁的含量为0.1质量%以上,能够得到具有更优异的成型性的蓄电装置用外包装材料。通过铁的含量为9.0质量%以下,能够得到柔软性更优异的蓄电装置用外包装材料。作为软质铝合金箔,例如可以列举具有JIS H4160﹕1994A8021H-O、JIS H4160﹕1994 A8079H-O、JIS H4000﹕2014 A8021P-O或JIS H4000﹕2014A8079P-O所规定的组成的铝合金箔。根据需要,还可以添加硅、镁、铜、锰等。另外,软质化可以通过退火处理等进行。
另外,作为不锈钢箔,可以列举奥氏体系、铁素体系、奥氏体-铁素体系、马氏体系、析出硬化系的不锈钢箔等。进而,从提供成型性优异的蓄电装置用外包装材料的观点考虑,不锈钢箔优选由奥氏体系的不锈钢构成。
作为构成不锈钢箔的奥氏体系的不锈钢的具体例,可以列举SUS304、SUS301、SUS316L等,这些之中,特别优选SUS304。
关于阻隔层3的厚度,在为金属箔时,只要能够发挥至少抑止水分的浸入的作为阻隔层的功能即可,例如可以列举9~200μm左右。关于阻隔层3的厚度,例如,关于上限,可以列举优选约85μm以下、更优选约50μm以下、进一步优选约40μm以下、特别优选约35μm以下,关于下限,可以列举优选约10μm以上、进一步优选约20μm以上、更优选约25μm以上,作为该厚度的优选的范围,可以列举10~85μm左右、10~50μm左右、10~40μm左右、10~35μm左右、20~85μm左右、20~50μm左右、20~40μm左右、20~35μm左右、25~85μm左右、25~50μm左右、25~40μm左右、25~35μm左右,这些之中特别优选25~40μm左右。在阻隔层3由铝合金箔构成的情况下,特别优选上述的范围。另外,特别是在阻隔层3由不锈钢箔构成的情况下,作为不锈钢箔的厚度,关于上限,可以列举优选约60μm以下、更优选约50μm以下、进一步优选约40μm以下、进一步优选约30μm以下、特别优选约25μm以下,关于下限,可以列举优选约10μm以上、更优选约15μm以上,作为优选的厚度的范围,可以列举10~60μm左右、10~50μm左右、10~40μm左右、10~30μm左右、10~25μm左右、15~60μm左右、15~50μm左右、15~40μm左右、15~30μm左右、15~25μm左右。
另外,在阻隔层3为金属箔的情况下,为了防止溶解、腐蚀等,优选至少在与基材层相反一侧的表面具有耐腐蚀性覆膜。阻隔层3也可以在两个表面具有耐腐蚀性覆膜。其中,耐腐蚀性覆膜例如是指对阻隔层的表面进行勃姆石处理等热水改性处理、化学法表面处理、阳极氧化处理、镍或铬等镀敷处理、涂布涂敷剂的防腐蚀处理而使阻隔层具有耐腐蚀性的薄膜。作为形成耐腐蚀性覆膜的处理,可以进行1种,也可以组合2种以上进行。另外,不只是1层,也可以多层化。进一步而言,在这些处理中,热水改性处理和阳极氧化处理是利用处理剂使金属箔表面溶解而形成耐腐蚀性优异的金属化合物的处理。其中,这些处理有时也包含在化学法表面处理的定义内。另外,在阻隔层3具有耐腐蚀性覆膜的情况下,包含耐腐蚀性覆膜在内而成为阻隔层3。
耐腐蚀性覆膜在蓄电装置用外包装材料成型时显示如下的效果:防止阻隔层(例如铝合金箔)与基材层之间的脱层;防止阻隔层表面因电解质与水分反应所生成的氟化氢而溶解、腐蚀,特别是在阻隔层为铝合金箔时,防止存在于阻隔层表面的氧化铝发生溶解、腐蚀;以及提高阻隔层表面的粘接性(润湿性);热封时防止基材层与阻隔层的脱层;成型时防止基材层与阻隔层的脱层。
作为利用化学法表面处理形成的耐腐蚀性覆膜,已知有各种覆膜,主要可以列举含有磷酸盐、铬酸盐、氟化物、三嗪硫醇化合物和稀土氧化物中的至少1种的耐腐蚀性覆膜等。作为使用磷酸盐、铬酸盐的化学法表面处理,例如可以列举铬酸铬酸盐处理、磷酸铬酸盐处理、磷酸-铬酸盐处理、铬酸盐处理等,作为用于这些处理的铬化合物,例如可以列举硝酸铬、氟化铬、硫酸铬、乙酸铬、草酸铬、磷酸二氢铬、铬酸乙酰乙酸盐、氯化铬、硫酸铬钾等。另外,作为用于这些处理的磷化合物,可以列举磷酸钠、磷酸钾、磷酸铵、多磷酸等。另外,作为铬酸盐处理,可以列举蚀刻铬酸盐处理、电解铬酸盐处理、涂布型铬酸盐处理等,优选涂布型铬酸盐处理。该涂布型铬酸盐处理是如下的处理:首先,利用碱浸渍法、电解清洗法、酸清洗法、电解酸清洗法、酸活化法等公知的处理方法对阻隔层(例如铝合金箔)的至少内层侧的表面进行脱脂处理,之后,利用辊涂法、凹版印刷法、浸渍法等公知的涂布方法在脱脂处理面涂布以磷酸Cr(铬)盐、磷酸Ti(钛)盐、磷酸Zr(锆)盐、磷酸Zn(锌)盐等磷酸金属盐和这些金属盐的混合体为主要成分的处理液、或者以磷酸非金属盐和这些非金属盐的混合体为主要成分的处理液、或者由它们与合成树脂等的混合物构成的处理液,再进行干燥。处理液例如能够使用水、醇系溶剂、烃系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、醚系溶剂等各种溶剂,优选水。另外,作为此时所使用的树脂成分,可以列举酚醛系树脂、丙烯酸系树脂等高分子等,可以列举使用具有下述通式(1)~(4)所示的重复单元的氨基化酚醛聚合物的铬酸盐处理等。另外,在该氨基化酚醛聚合物中,下述通式(1)~(4)所示的重复单元可以单独含有1种,也可以为2种以上的任意组合。丙烯酸系树脂优选为聚丙烯酸、丙烯酸甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸马来酸共聚物、丙烯酸苯乙烯共聚物、或它们的钠盐、铵盐、胺盐等衍生物。特别优选聚丙烯酸的铵盐、钠盐或胺盐等聚丙烯酸的衍生物。在本发明中,聚丙烯酸是指丙烯酸的聚合物。另外,丙烯酸系树脂也优选为丙烯酸与二羧酸或二羧酸酐的共聚物,还优选为丙烯酸与二羧酸或二羧酸酐的共聚物的铵盐、钠盐或胺盐。丙烯酸系树脂可以只使用1种,也可以将2种以上混合使用。
在通式(1)~(4)中,X表示氢原子、羟基、烷基、羟基烷基、烯丙基或苄基。另外,R1和R2分别相同或不同,表示羟基、烷基或羟基烷基。在通式(1)~(4)中,作为X、R1和R2所示的烷基,例如可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数1~4的直链或支链状烷基。另外,作为X、R1和R2所示的羟基烷基,例如可以列举羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基丁基、2-羟基丁基、3-羟基丁基、4-羟基丁基等取代有1个羟基的碳原子数1~4的直链或支链状烷基。在通式(1)~(4)中,X、R1和R2所示的烷基和羟基烷基分别可以相同,也可以不同。在通式(1)~(4)中,X优选为氢原子、羟基或羟基烷基。具有通式(1)~(4)所示的重复单元的氨基化酚醛聚合物的数均分子量例如优选为500~100万左右,更优选为1000~2万左右。氨基化酚醛聚合物例如可以按照如下方式制造:使苯酚化合物或萘酚化合物与甲醛缩聚,制造包含上述通式(1)或通式(3)所示的重复单元的聚合物,接着,利用甲醛和胺(R1R2NH)将官能团(-CH2NR1R2)导入上述所得到的聚合物中,由此制造氨基化酚醛聚合物。氨基化酚醛聚合物可以单独使用1种,或者将2种以上混合使用。
作为耐腐蚀性覆膜的其它的例子,可以列举通过涂布含有选自稀土元素氧化物溶胶、阴离子性聚合物、阳离子性聚合物中的至少1种的涂敷剂的涂敷型防腐蚀处理而形成的薄膜。在涂敷剂中还可以含有磷酸或磷酸盐、使聚合物交联的交联剂。稀土元素氧化物溶胶是通过在液体分散介质中分散有稀土元素氧化物的微粒(例如平均粒径100nm以下的颗粒)而得到的。作为稀土元素氧化物,可以列举氧化铈、氧化钇、氧化钕、氧化镧等,从进一步提高密合性的观点考虑,优选氧化铈。耐腐蚀性覆膜所含的稀土元素氧化物可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。作为稀土元素氧化物溶胶的液体分散介质,例如可以使用水、醇系溶剂、烃系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、醚系溶剂等各种溶剂,优选水。作为阳离子性聚合物,例如优选聚乙烯亚胺、由聚乙烯亚胺和具有羧酸的聚合物形成的离子高分子配合物、使伯胺与丙烯酸主骨架接枝聚合而成的伯胺接枝丙烯酸树脂、聚烯丙胺或其衍生物、氨基化苯酚等。另外,作为阴离子性聚合物,优选为聚(甲基)丙烯酸或其盐、或者以(甲基)丙烯酸或其盐为主要成分的共聚物。另外,交联剂优选为选自具有异氰酸酯基、缩水甘油基、羧基、噁唑啉基中的任意种官能团的化合物和硅烷偶联剂中的至少1种。另外,上述磷酸或磷酸盐优选为缩合磷酸或缩合磷酸盐。
作为耐腐蚀性覆膜的一个例子,可以列举:使氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锡等金属氧化物或硫酸钡的微粒分散在磷酸中,将所得到的分散液涂布于阻隔层的表面,以150℃以上进行烧接处理,由此形成的覆膜。
根据需要,耐腐蚀性覆膜还可以形成叠层有阳离子性聚合物和阴离子性聚合物中的至少一者的叠层结构。作为阳离子性聚合物、阴离子性聚合物,可以列举上述的聚合物。
其中,耐腐蚀性覆膜的组成分析例如能够利用飞行时间型二次离子质谱法进行。
对于在化学法表面处理中形成于阻隔层3的表面的耐腐蚀性覆膜的量,没有特别限制,例如在进行涂布型铬酸盐处理的情况下,希望在阻隔层3的每1m2表面上,铬酸化合物的含有比例以铬换算计例如为0.5~50mg左右,优选为1.0~40mg左右;磷化合物的含有比例以磷换算计例如为0.5~50mg左右,优选为1.0~40mg左右;以及氨基化酚醛聚合物的含有比例例如为1.0~200mg左右,优选为5.0~150mg左右。
作为耐腐蚀性覆膜的厚度,没有特别限制,从覆膜的凝聚力、与阻隔层或热熔接性树脂层的密合力的观点考虑,可以列举优选1nm~20μm左右、更优选1nm~100nm左右、进一步优选1nm~50nm左右。其中,耐腐蚀性覆膜的厚度能够通过利用透射电子显微镜的观察进行测定,或者通过利用透射电子显微镜的观察与能量分散型X射线分光法或电子射线能量损失分光法的组合进行测定。通过利用飞行时间型二次离子质谱法的耐腐蚀性覆膜的组成分析,能够检测到来自例如由Ce、P和O构成的二次离子(例如Ce2PO4 +、CePO4 -等中的至少1种)、例如由Cr、P和O构成的二次离子(例如CrPO2 +、CrPO4 -等中的至少1种)的峰。
关于化学法表面处理,利用如下的方式进行:利用棒涂法、辊涂法、凹版涂布法、浸渍法等,将含有用于形成耐腐蚀性覆膜的化合物的溶液涂布于阻隔层的表面后,将阻隔层的温度加热至70~200℃左右,由此进行化学法表面处理。另外,在对阻隔层实施化学法表面处理之前,也可以预先将阻隔层供于利用碱浸渍法、电解清洗法、酸清洗法、电解酸清洗法等的脱脂处理。通过如此地进行脱脂处理,能够更有效地对阻隔层的表面进行化学法表面处理。另外,通过在脱脂处理中使用使含氟化合物溶解在无机酸中而得到的酸脱脂剂,不仅是金属箔的脱脂效果,还能够形成钝态的金属氟化物,在这种情况下,也可以只进行脱脂处理。
[热熔接性树脂层4]
在本发明的蓄电装置用外包装材料中,热熔接性树脂层4相当于最内层,是在组装蓄电装置时发挥热熔接性树脂层彼此热熔接而密封蓄电装置元件的功能的层(密封层)。
对于构成热熔接性树脂层4的树脂,只要能够热熔接,就没有特别限制,优选聚烯烃、酸改性聚烯烃等包含聚烯烃骨架的树脂。构成热熔接性树脂层4的树脂包含聚烯烃骨架,例如可以利用红外分光法、气相色谱质谱法等进行分析。另外,利用红外分光法对构成热熔接性树脂层4的树脂进行分析时,优选检测到来自马来酸酐的峰。例如在利用红外分光法对马来酸酐改性聚烯烃进行测定时,在波数1760cm-1附近和波数1780cm-1附近检测到来自马来酸酐的峰。在热熔接性树脂层4为由马来酸酐改性聚烯烃构成的层的情况下,利用红外分光法进行测定时,检测到来自马来酸酐的峰。其中,酸改性度低时,有时峰变小而无法检出。此时,可以利用核磁共振分光法进行分析。
作为聚烯烃,具体而言,可以列举:低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状低密度聚乙烯等聚乙烯;乙烯-α烯烃共聚物;均聚丙烯、聚丙烯的嵌段共聚物(例如丙烯与乙烯的嵌段共聚物)、聚丙烯的无规共聚物(例如丙烯与乙烯的无规共聚物)等聚丙烯;丙烯-α烯烃共聚物;乙烯-丁烯-丙烯的三元共聚物等。这些之中,优选聚丙烯。为共聚物时,聚烯烃树脂可以为嵌段共聚物,也可以为无规共聚物。这些聚烯烃系树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
另外,聚烯烃也可以为环状聚烯烃。环状聚烯烃为烯烃与环状单体的共聚物,作为上述环状聚烯烃的构成单体的烯烃,例如可以列举乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯、苯乙烯、丁二烯、异戊二烯等。另外,作为环状聚烯烃的构成单体的环状单体,例如可以列举降冰片烯等环状烯烃;环戊二烯、二环戊二烯、环己二烯、降冰片二烯等环状二烯等。这些之中,可以列举优选环状烯烃、进一步优选降冰片烯。
酸改性聚烯烃是利用酸成分使聚烯烃嵌段聚合或接枝聚合而改性得到的聚合物。作为被酸改性的聚烯烃,也能够使用上述的聚烯烃、使丙烯酸或甲基丙烯酸等极性分子与上述的聚烯烃共聚而成的共聚物、或交联聚烯烃等聚合物等。另外,作为酸改性所使用的酸成分,例如可以列举马来酸、丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸酐、衣康酸酐等羧酸或其酸酐。
酸改性聚烯烃可以为酸改性环状聚烯烃。酸改性环状聚烯烃是通过将构成环状聚烯烃的单体的一部分置换成酸成分并共聚、或者通过使酸成分与环状聚烯烃嵌段聚合或接枝聚合而得到的聚合物。关于被酸改性的环状聚烯烃,与上述相同。另外,作为酸改性所使用的酸成分,与上述的聚烯烃的改性所使用的酸成分相同。
作为优选的酸改性聚烯烃,可以列举被羧酸或其酸酐改性后的聚烯烃、被羧酸或其酸酐改性后的聚丙烯、马来酸酐改性聚烯烃、马来酸酐改性聚丙烯。
热熔接性树脂层4可以由1种树脂单独形成,还可以由组合2种以上的树脂而成的掺混聚合物形成。另外,热熔接性树脂层4可以只形成1层,也可以利用相同或不同的树脂形成2层以上。
另外,根据需要,热熔接性树脂层4还可以含有润滑剂等。在热熔接性树脂层4含有润滑剂的情况下,能够提高蓄电装置用外包装材料的成型性。作为润滑剂,没有特别限制,可以使用公知的润滑剂。润滑剂可以单独使用1种,还可以将2种以上组合使用。
作为润滑剂,没有特别限制,优选可以列举酰胺系润滑剂。作为润滑剂的具体例,可以列举在基材层1中所例示的润滑剂。润滑剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在热熔接性树脂层4的表面存在润滑剂的情况下,作为其存在量,没有特别限制,从提高蓄电装置用外包装材料的成型性的观点考虑,可以列举优选10~50mg/m2左右、进一步优选15~40mg/m2左右。
关于存在于热熔接性树脂层4的表面的润滑剂,可以是构成热熔接性树脂层4的树脂所含的润滑剂渗出的润滑剂,也可以是在热熔接性树脂层4的表面涂布的润滑剂。
另外,作为热熔接性树脂层4的厚度,只要能够发挥热熔接性树脂层彼此热熔接而将蓄电装置元件密封的功能,就没有特别限制,例如可以列举约100μm以下、优选约85μm以下、更优选15~85μm左右。另外,例如在后述的粘接层5的厚度为10μm以上的情况下,作为热熔接性树脂层4的厚度,可以列举优选约85μm以下、更优选15~45μm左右,例如在后述的粘接层5的厚度小于10μm的情况下或者不设置粘接层5的情况下,作为热熔接性树脂层4的厚度,可以列举优选约20μm以上、更优选35~85μm左右。
[粘接层5]
在本发明的蓄电装置用外包装材料中,粘接层5是为了将阻隔层3(或耐腐蚀性覆膜)与热熔接性树脂层4牢固粘接而根据需要设置于它们之间的层。
粘接层5由能够将阻隔层3与热熔接性树脂层4粘接的树脂形成。作为用于形成粘接层5的树脂,例如可以使用与在粘接剂层2中所例示的粘接剂相同的粘接剂。另外,作为用于形成粘接层5的树脂,优选包含聚烯烃骨架,可以列举在前述的热熔接性树脂层4中所例示的聚烯烃、酸改性聚烯烃。构成粘接层5的树脂包含聚烯烃骨架,例如可以利用红外分光法、气相色谱质谱法等进行分析,分析方法没有特别限定。另外,利用红外分光法对构成粘接层5的树脂进行分析时,优选检测到来自马来酸酐的峰。例如在利用红外分光法对马来酸酐改性聚烯烃进行测定时,在波数1760cm-1附近和波数1780cm-1附近检测到来自马来酸酐的峰。其中,酸改性度低时,有时峰变小而无法检出。此时,可以利用核磁共振分光法进行分析。
从将阻隔层3与热熔接性树脂层4牢固粘接的观点考虑,粘接层5优选含有酸改性聚烯烃。作为酸改性聚烯烃,特别优选被羧酸或其酐改性后的聚烯烃、被羧酸或其酐改性后的聚丙烯、马来酸酐改性聚烯烃、马来酸酐改性聚丙烯。
而且,从使蓄电装置用外包装材料的厚度变薄并且成为成型后的形状稳定性优异的蓄电装置用外包装材料的观点考虑,粘接层5更优选为含有酸改性聚烯烃和固化剂的树脂组合物的固化物。作为酸改性聚烯烃,优选可以例示上述的化合物。
另外,粘接层5优选为含有酸改性聚烯烃和选自具有异氰酸酯基的化合物、具有噁唑啉基的化合物和具有环氧基的化合物中的至少1种的树脂组合物的固化物,特别优选为含有酸改性聚烯烃和选自具有异氰酸酯基的化合物和具有环氧基的化合物中的至少1种的树脂组合物的固化物。另外,粘接层5优选含有选自聚氨酯、聚酯和环氧树脂中的至少1种,更优选含有聚氨酯和环氧树脂。作为聚酯,例如优选酰胺酯树脂。酰胺酯树脂通常通过羧基与噁唑啉基的反应而生成。粘接层5更优选为含有这些树脂中的至少1种和上述酸改性聚烯烃的树脂组合物的固化物。其中,在粘接层5中残留有具有异氰酸酯基的化合物、具有噁唑啉基的化合物、环氧树脂等固化剂的未反应物的情况下,未反应物的存在例如能够利用选自红外分光法、拉曼分光法、飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)等中的方法进行确认。
另外,从进一步提高阻隔层3与粘接层5的密合性的观点考虑,粘接层5优选为含有具有选自氧原子、杂环、C=N键和C-O-C键中的至少1种的固化剂的树脂组合物的固化物。作为具有杂环的固化剂,例如可以列举具有噁唑啉基的固化剂、具有环氧基的固化剂等。另外,作为具有C=N键的固化剂,可以列举具有噁唑啉基的固化剂、具有异氰酸酯基的固化剂等。另外,作为具有C-O-C键的固化剂,可以列举具有噁唑啉基的固化剂、具有环氧基的固化剂、聚氨酯等。粘接层5为含有这些固化剂的树脂组合物的固化物,例如能够利用气相色谱质谱(GCMS)、红外分光法(IR)、飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)、X射线光电子分光法(XPS)等方法进行确认。
作为具有异氰酸酯基的化合物,没有特别限制,从有效地提高阻隔层3与粘接层5的密合性的观点考虑,优选可以列举多官能异氰酸酯化合物。多官能异氰酸酯化合物只要是具有2个以上的异氰酸酯基的化合物,就没有特别限定。作为多官能异氰酸酯系固化剂的具体例,可以列举戊烷二异氰酸酯(PDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、使它们聚合物化或脲酸酯化而成的化合物、它们的混合物或与其它聚合物的共聚物等。另外,还可以列举加合物体、缩二脲体、异氰脲酸酯体等。
作为粘接层5中的具有异氰酸酯基的化合物的含量,在构成粘接层5的树脂组合物中,优选处于0.1~50质量%的范围内,更优选处于0.5~40质量%的范围内。由此,能够有效地提高阻隔层3与粘接层5的密合性。
具有噁唑啉基的化合物只要是具有噁唑啉骨架的化合物,就没有特别限定。作为具有噁唑啉基的化合物的具体例,可以列举具有聚苯乙烯主链的化合物、具有丙烯酸主链的化合物等。另外,作为市售品,例如可以列举日本触媒社制造的Epocros系列等。
作为粘接层5中的具有噁唑啉基的化合物的比例,在构成粘接层5的树脂组合物中,优选处于0.1~50质量%的范围内,更优选处于0.5~40质量%的范围内。由此,能够有效地提高阻隔层3与粘接层5的密合性。
作为具有环氧基的化合物,例如可以列举环氧树脂。作为环氧树脂,只要是能够利用分子内所存在的环氧基形成交联结构的树脂,就没有特别限制,能够使用公知的环氧树脂。作为环氧树脂的重均分子量,可以列举优选50~2000左右、更优选100~1000左右、进一步优选200~800左右。其中,在第一发明中,环氧树脂的重均分子量是在使用聚苯乙烯作为标准样品的条件下利用凝胶渗透色谱(GPC)测得的值。
作为环氧树脂的具体例,可以列举三羟甲基丙烷的缩水甘油醚衍生物、双酚A二缩水甘油醚、改性双酚A二缩水甘油醚、酚醛清漆缩水甘油醚、甘油多缩水甘油醚、聚甘油多缩水甘油醚等。环氧树脂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为粘接层5中的环氧树脂的比例,在构成粘接层5的树脂组合物中,优选处于0.1~50质量%的范围内,更优选处于0.5~40质量%的范围内。由此,能够有效地提高阻隔层3与粘接层5的密合性。
作为聚氨酯,没有特别限制,能够使用公知的聚氨酯。粘接层5例如可以为双液固化型聚氨酯的固化物。
作为粘接层5中的聚氨酯的比例,在构成粘接层5的树脂组合物中,优选处于0.1~50质量%的范围内,更优选处于0.5~40质量%的范围内。由此,能够有效地提高阻隔层3与粘接层5在存在电解液等诱发阻隔层腐蚀的成分的气氛中的密合性。
另外,在粘接层5为含有选自具有异氰酸酯基的化合物、具有噁唑啉基的化合物和环氧树脂中的至少1种和上述酸改性聚烯烃的树脂组合物的固化物的情况下,酸改性聚烯烃作为主剂发挥功能,具有异氰酸酯基的化合物、具有噁唑啉基的化合物和具有环氧基的化合物分别作为固化剂发挥功能。
关于粘接层5的厚度,关于上限,优选可以列举约50μm以下、约40μm以下、约30μm以下、约20μm以下、约5μm以下,关于下限,优选可以列举约0.1μm以上、约0.5μm以上,作为该厚度的范围,优选可以列举0.1~50μm左右、0.1~40μm左右、0.1~30μm左右、0.1~20μm左右、0.1~5μm左右、0.5~50μm左右、0.5~40μm左右、0.5~30μm左右、0.5~20μm左右、0.5~5μm左右。更具体而言,在为粘接剂层2中所例示的粘接剂、酸改性聚烯烃与硬化剂的固化物的情况下,可以列举优选1~10μm左右、更优选1~5μm左右。另外,如果是使用在热熔接性树脂层4中所例示的树脂的情况下,可以列举优选2~50μm左右、更优选10~40μm左右。其中,粘接层5为在粘接剂层2中所例示的粘接剂、含有酸改性聚烯烃和硬化剂的树脂组合物的固化物的情况下,例如通过涂布该树脂组合物并利用加热等使其固化,能够形成粘接层5。另外,在使用在热熔接性树脂层4中所例示的树脂的情况下,例如能够利用热熔接性树脂层4与粘接层5的挤出成型而形成。
[表面覆盖层6]
以提高外观设计性、耐电解液性、耐伤性、成型性等中的至少一个为目的,根据需要,本发明的蓄电装置用外包装材料可以在基材层1上(基材层1的与阻隔层3相反一侧)具有表面覆盖层6。表面覆盖层6是在使用蓄电装置用外包装材料组装蓄电装置时位于蓄电装置用外包装材料的最外层侧的层。
表面覆盖层6例如能够由聚偏氯乙烯、聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂形成。
在形成表面覆盖层6的树脂为固化型的树脂的情况下,该树脂可以为单液硬化型和双液固化型中的任意种,优选为双液固化型。作为双液固化型树脂,例如可以列举双液固化型聚氨酯、双液固化型聚酯、双液固化型环氧树脂等。这些之中,优选双液固化型聚氨酯。
作为双液固化型聚氨酯,例如可以列举包含含有多元醇化合物的主剂和含有异氰酸酯化合物的固化剂的聚氨酯。优选可以列举以聚酯多元醇、聚醚多元醇和丙烯酸多元醇等多元醇为主剂并且以芳香族系或脂肪族系的多异氰酸酯为固化剂的双液固化型的聚氨酯。另外,作为多元醇化合物,优选使用除了重复单元的末端的羟基以外侧链也具有羟基的聚酯多元醇。通过表面覆盖层6由聚氨酯形成,能够对蓄电装置用外包装材料赋予优异的电解液耐受性。
就表面覆盖层6而言,根据该表面覆盖层6或其表面应该具有的功能性等,根据需要,在表面覆盖层6的表面和内部的至少一者也可以含有前述的润滑剂、防粘连剂、消光剂、阻燃剂、抗氧化剂、赋粘剂、抗静电剂等添加剂。作为添加剂,例如可以列举平均粒径为0.5nm~5μm左右的微粒。添加剂的平均粒径是利用激光衍射/散射式粒径分布测定装置测得的中值粒径。
添加剂可以为无机物和有机物中的任意种。另外,对于添加剂的形状,也没有特别限制,例如可以列举球状、纤维状、板状、无定形、鳞片状等。
作为添加剂的具体例,可以列举滑石、二氧化硅、石墨、高岭土、蒙脱石、云母、水滑石、硅胶、沸石、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化钕、氧化锑、氧化钛、氧化铈、硫酸钙、硫酸钡、碳酸钙、硅酸钙、碳酸锂、苯甲酸钙、草酸钙、硬脂酸镁、氧化铝、炭黑、碳纳米管、高熔点尼龙、丙烯酸酯树脂、交联丙烯酸、交联苯乙烯、交联聚乙烯、苯并胍胺、金、铝、铜、镍等。添加剂可以单独使用1种,还可以将2种以上组合使用。这些添加剂中,从分散稳定性、成本等观点考虑,优选可以列举二氧化硅、硫酸钡、氧化钛。另外,也可以对添加剂的表面实施绝缘处理、高分散性处理等各种表面处理。
作为形成表面覆盖层6的方法,没有特别限制,例如可以列举涂布形成表面覆盖层6的树脂的方法。在表面覆盖层6中配合添加剂的情况下,涂布混合有添加剂的树脂即可。
作为表面覆盖层6的厚度,只要能够发挥作为表面覆盖层6的上述的功能,就没有特别限制,例如可以列举0.5~10μm左右、优选1~5μm左右。
3.蓄电装置用外包装材料的制造方法
对于蓄电装置用外包装材料的制造方法,只要能够得到叠层有本发明的蓄电装置用外包装材料所具有的各层的叠层体,就没有特别限制,可以列举包括从外侧依次至少叠层基材层1、阻隔层3和热熔接性树脂层4的工序的方法。具体而言,本发明的蓄电装置用外包装材料的制造方法包括得到从外侧依次至少叠层有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体的工序,上述基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。
作为本发明的蓄电装置用外包装材料的制造方法的一个例子,如下所述。首先,形成依次叠层有基材层1、粘接剂层2、阻隔层3的叠层体(以下,有时也标记为“叠层体A”)。叠层体A的形成具体能够利用如下的干式层压法进行:利用凹版涂布法、辊涂法等涂布方法在基材层1上或根据需要对表面进行了化学法表面处理的阻隔层3上涂布用于形成粘接剂层2的粘接剂并将其干燥后,叠层该阻隔层3或基材层1,再使粘接剂层2固化。
接着,在叠层体A的阻隔层3上叠层热熔接性树脂层4。在阻隔层3上直接叠层热熔接性树脂层4的情况下,只要利用热层压法、挤出层压法等方法在叠层体A的阻隔层3上叠层热熔接性树脂层4即可。另外,在阻隔层3与热熔接性树脂层4之间设置粘接层5的情况下,例如可以列举如下的方法:(1)通过将粘接层5和热熔接性树脂层4挤出在叠层体A的阻隔层3上而叠层的方法(共挤出层压法、串联层压法);(2)另外形成叠层有粘接层5和热熔接性树脂层4的叠层体,利用热层压法将其叠层在叠层体A的阻隔层3上的方法,或者形成在叠层体A的阻隔层3上叠层有粘接层5的叠层体,利用热层压法将其与热熔接性树脂层4叠层的方法;(3)在叠层体A的阻隔层3与预先制成片状的热熔接性树脂层4之间,一边流入熔融的粘接层5,一边利用粘接层5使叠层体A与热熔接性树脂层4贴合的方法(夹层层压法);(4)利用溶液涂布并干燥的方法或进一步烧接的方法等,在叠层体A的阻隔层3上叠层用于形成粘接层5的粘接剂,在该粘接层5上叠层预先制成片状的热熔接性树脂层4的方法等。
在设置表面覆盖层6的情况下,在基材层1的与阻隔层3相反一侧的表面叠层表面覆盖层6。表面覆盖层6例如能够通过将形成表面覆盖层6的上述树脂涂布于基材层1的表面而形成。其中,在基材层1的表面叠层阻隔层3的工序和在基材层1的表面叠层表面覆盖层6的工序的顺序没有特别限制。例如可以在基材层1的表面形成表面覆盖层6之后,在基材层1的与表面覆盖层6相反一侧的表面形成阻隔层3。
如上所述,能够形成从外侧依次具有根据需要设置的表面覆盖层6/基材层1/根据需要设置的粘接剂层2/阻隔层3/根据需要设置的粘接层5/热熔接性树脂层4的叠层体,为了使根据需要设置的粘接剂层2和粘接层5的粘接性变得牢固,还可以供于加热处理。
在蓄电装置用外包装材料中,根据需要对构成叠层体的各层实施电晕处理、喷砂处理、氧化处理、臭氧处理等表面活性化处理,由此可以提高加工适应性。例如通过对基材层1的与阻隔层3相反一侧的表面实施电晕处理,能够提高油墨对基材层1表面的印刷适应性。
4.蓄电装置用外包装材料的用途
本发明的蓄电装置用外包装材料在用于密封并收纳正极、负极、电解质等蓄电装置元件的包装体中使用。即,能够在由本发明的蓄电装置用外包装材料形成的包装体中收纳至少具有正极、负极和电解质的蓄电装置元件,形成蓄电装置。
具体而言,利用本发明的蓄电装置用外包装材料,在使分别连接下述正极和负极的金属端子向外侧突出的状态下,以能够在蓄电装置元件的周缘形成凸缘部(热熔接性树脂层彼此接触的区域)的方式覆盖至少具有正极、负极和电解质的蓄电装置元件,使上述凸缘部的热熔接性树脂层彼此热封而密封,由此提供使用了蓄电装置用外包装材料的蓄电装置。其中,在由本发明的蓄电装置用外包装材料形成的包装体中收纳蓄电装置元件的情况下,本发明的蓄电装置用外包装材料的热熔接性树脂部分成为内侧(与蓄电装置元件接触的面),形成包装体。
本发明的蓄电装置用外包装材料能够适用于电池(包括电容器(condenser)、电容器(capacitor)等)等蓄电装置。另外,本发明的蓄电装置用外包装材料在一次电池、二次电池中均可使用,优选为二次电池。对于本发明的蓄电装置用外包装材料所适用的二次电池的种类,没有特别限制,例如可以列举锂离子电池、锂离子聚合物电池、全固体电池、铅蓄电池、镍-氢蓄电池、镍-镉蓄电池、镍-铁蓄电池、镍-锌蓄电池、氧化银-锌蓄电池、金属空气电池、多价阳离子电池、电容器(condenser)、电容器(capacitor)等。在这些二次电池中,作为本发明的蓄电装置用外包装材料的优选适用对象,可以列举锂离子电池和锂离子聚合物电池。
蓄电装置通常利用双面胶带或粘接剂固定在各种制品的壳体上。即,本发明的蓄电装置用外包装材料10利用双面胶带或粘接剂固定在各种制品的壳体上。作为壳体的材质,根据制品的种类有各种各样的,例如涉及不锈钢、铝合金、镍合金等金属、聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯等塑料、玻璃等多种。
另外,关于蓄电装置与壳体的粘接强度,例如调整至能够将蓄电装置从壳体剥离的程度。关于蓄电装置与壳体的剥离强度,例如优选使用在后述的(双面胶带的剥离强度的测定)中所测得的相对于不锈钢板的剥离强度为5~15N/7.5mm左右的双面胶带进行固定。对于被相对于壳体的剥离强度为5~15N/7.5mm左右的双面胶带固定在壳体上的蓄电装置,能够合适地使用蓄电装置用外包装材料10。
5.聚酰胺膜
本发明的聚酰胺膜是用于由至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成的蓄电装置用外包装材料的基材层的聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上。关于蓄电装置用外包装材料10的详细内容,如上所述。
通过将本发明的聚酰胺膜用于蓄电装置用外包装材料的基材层1,对于蓄电装置用外包装材料10的基材层1的聚酰胺膜,能够将结晶化指数合适地设定为1.50以上,在前述的剥离时能够有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损。即,优选将上述的结晶化指数被预先调整至1.50以上的本发明的聚酰胺膜用于基材层1,与阻隔层3、热熔接性树脂层4等的各层进行叠层,由此制造本发明的蓄电装置用外包装材料10。如上所述,与应用于蓄电装置用外包装材料10之前的聚酰胺膜相比,叠层于蓄电装置用外包装材料10后,能够提高基材层1所含的聚酰胺膜的结晶化指数。具体而言,通过在蓄电装置用外包装材料10的制造过程中对聚酰胺膜施加热,也能够提高结晶化指数。
关于本发明的聚酰胺膜,测定结晶化指数的方法如下所述。
<聚酰胺膜的结晶化指数的测定>
将聚酰胺膜切成100mm×100mm的正方形,制作样品。对于所得到的样品的表面,使用FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定。作为装置,例如能够使用赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific)制造的NicoletiS10。根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶无关的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数。
(测定条件)
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得。
吸收峰强度Y1200:波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
在本发明的聚酰胺膜中,上述的结晶化指数为1.50以上即可,从在前述的剥离时更有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损的观点考虑,更优选为1.55以上,进一步优选为1.60以上,特别优选为1.65以上。另外,对于上述的结晶化指数的上限,没有特别限制,例如可以列举2.50以下、1.80以下等。作为该结晶化指数的优选的范围,例如可以列举1.50~2.50、1.60~2.50、1.65~2.50、1.50~1.80、1.60~1.80、1.65~1.80等。
作为形成聚酰胺膜的聚酰胺的具体例,如在蓄电装置用外包装材料10的基材层1的项目中所说明。聚酰胺膜可以为未拉伸膜,也可以为拉伸膜。作为拉伸膜,可以列举单轴拉伸膜、双轴拉伸膜,优选双轴拉伸膜。作为形成双轴拉伸膜的拉伸方法,例如可以列举逐次双轴拉伸法、吹胀法、同时双轴拉伸法等。作为涂布树脂的方法,可以列举辊涂法、凹版涂布法、挤出涂布法等。
聚酰胺膜特别优选为双轴拉伸尼龙膜。
关于聚酰胺膜的厚度,从在前述的剥离时更有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损的观点考虑,优选为约3μm以上,更优选为约10μm以上,并且优选为约50μm以下,更优选为约35μm以下,作为优选的范围,可以列举3~50μm左右、3~35μm左右、10~50μm左右、10~35μm左右,这些之中特别优选10~35μm左右。
在聚酰胺膜的表面和内部的至少一者可以存在润滑剂、阻燃剂、防粘连剂、抗氧化剂、光稳定剂、赋粘剂、抗静电剂等添加剂。添加剂可以只使用1种,也可以将2种以上混合使用。关于添加剂的详细内容,如在蓄电装置用外包装材料10的基材层1的项目中所说明。
实施例
以下,例示实施例和比较例对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限定于实施例。
<蓄电装置用外包装材料的制造>
实施例1-3和比较例1-2
作为基材层,分别准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度25μm)。如后所述,对于实施例1-3和比较例1-2中所使用的拉伸尼龙膜,分别改变拉伸倍率、热固定温度,将结晶化指数调整为表1所记载的值。在拉伸尼龙膜上涂布芥酸酰胺作为润滑剂。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994 A8021H-O(厚度40μm))。接着,在铝合金箔的一个表面上涂布粘接剂(双液型聚氨酯粘接剂),使其干燥。接着,利用干式层压法将阻隔层上的粘接剂与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度25μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度40μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面上涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度23μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度23μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度25μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(23μm)/热熔接性树脂层(23μm)的叠层体(总厚度114μm)。
实施例4
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。如后所述,对于实施例4中所使用的拉伸尼龙膜,改变拉伸倍率、热固定温度,将结晶化指数调整为表1所记载的值。拉伸尼龙膜在与阻隔层相反一侧的表面具有涂层(以300nm以下的厚度涂布含有润滑剂的聚酯聚氨酯而得到的涂层),并且在阻隔层侧的表面具有涂层(以300nm以下的厚度涂布聚酯聚氨酯而得到的涂层)。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994 A8021H-O(厚度35μm))。接着,在铝合金箔的一个表面涂布粘接剂(双液型聚氨酯粘接剂)并干燥。接着,利用干式层压法将阻隔层上的粘接剂与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度35μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度15μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度15μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(35μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体(总厚度88μm)。
实施例5
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例5中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的相同。拉伸尼龙膜在与阻隔层相反一侧的表面具有涂层(以300nm以下的厚度涂布含有润滑剂的聚酯聚氨酯而得到的涂层),并且在阻隔层侧的表面具有涂层(以300nm以下的厚度涂布聚酯聚氨酯而得到的涂层)。作为阻隔层,准备铝合金箔(JISH4160﹕1994 A8021H-O(厚度30μm))。接着,在铝合金箔的一个表面涂布粘接剂(双液型聚氨酯粘接剂)并干燥。接着,利用干式层压法将阻隔层上的粘接剂与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度30μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度14μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度10μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(30μm)/粘接层(14μm)/热熔接性树脂层(10μm)的叠层体(总厚度77μm)。
实施例6
除了使用在阻隔层侧的表面具有涂层(以300nm以下的厚度涂布聚酯聚氨酯而得到的涂层)的拉伸尼龙(ONy)膜作为基材层以外,与实施例1同样操作,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度25μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(23μm)/热熔接性树脂层(23μm)的叠层体(总厚度114μm)。
实施例7
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例7中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的拉伸尼龙膜相同。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994A8021H-O(厚度35μm))。接着,使用粘接剂(含有炭黑的双液型聚氨酯粘接剂),利用干式层压法将阻隔层与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度35μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理通过如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度15μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度15μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层,得到依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(35μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体。接着,以厚度为3μm的方式,在所得到的叠层体的拉伸尼龙膜的表面涂布用于形成作为表面覆盖层的粗糙层的树脂(含有二氧化硅颗粒、树脂珠的双液型聚氨酯树脂)后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有表面覆盖层(厚度3μm)/基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(35μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体(总厚度91μm)。
实施例8
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例8中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的拉伸尼龙膜相同。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994A8021H-O(厚度40μm))。接着,在铝合金箔的一个表面涂布粘接剂(双液型聚氨酯粘接剂)并干燥。接着,利用干式层压法将阻隔层上的粘接剂与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度40μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度14μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度10μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(14μm)/热熔接性树脂层(10μm)的叠层体(总厚度87μm)。
实施例9
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例9中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的拉伸尼龙膜相同。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994A8021H-O(厚度40μm))。接着,使用粘接剂(含有炭黑的双液型聚氨酯粘接剂),利用干式层压法将阻隔层与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度40μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度14μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度10μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层,得到依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(14μm)/热熔接性树脂层(10μm)的叠层体。接着,以厚度为3μm的方式,在所得到的叠层体的拉伸尼龙膜的表面涂布用于形成作为表面覆盖层的粗糙层的树脂(含有二氧化硅颗粒、树脂珠的双液型聚氨酯树脂)后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有表面覆盖层(厚度3μm)/基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(14μm)/热熔接性树脂层(10μm)的叠层体(总厚度90μm)。
实施例10
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例10中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的拉伸尼龙膜相同。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994A8021H-O(厚度40μm))。接着,在铝合金箔的一个表面涂布粘接剂(双液型聚氨酯粘接剂)并干燥。接着,利用干式层压法将阻隔层上的粘接剂与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度40μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)的方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度15μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度15μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体(总厚度93μm)。
实施例11
作为基材层,准备拉伸尼龙(ONy)膜(厚度20μm)。实施例11中所使用的拉伸尼龙膜与实施例4中所使用的拉伸尼龙膜相同。作为阻隔层,准备铝合金箔(JIS H4160﹕1994A8021H-O(厚度40μm))。接着,使用粘接剂(含有炭黑的双液型聚氨酯粘接剂),利用干式层压法将阻隔层与基材层叠层后,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm)/粘接剂层(固化后的厚度3μm)/阻隔层(厚度40μm)的叠层体。对铝合金箔的两个表面实施了化学法表面处理。铝合金箔的化学法表面处理按照如下方法进行:以铬的涂布量为10mg/m2(干燥质量)方式,利用辊涂法在铝合金箔的两个表面涂布包含酚醛树脂、氟化铬化合物和磷酸的处理液后,进行烧接,从而进行了铝合金箔的化学法表面处理。
接着,将作为粘接层(厚度14μm)的马来酸酐改性聚丙烯和作为热熔接性树脂层(厚度10μm)的无规聚丙烯共挤出在上述所得到的各叠层体的阻隔层上,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层,得到依次叠层有基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体。接着,以厚度为3μm的方式,在所得到的叠层体的拉伸尼龙膜的表面涂布用于形成作为表面覆盖层的粗糙层的树脂(含有二氧化硅颗粒、树脂珠的双液型聚氨酯树脂)后,进行熟化,得到从外侧依次叠层有表面覆盖层(厚度3μm)/基材层(厚度20μm)/粘接剂层(3μm)/阻隔层(40μm)/粘接层(15μm)/热熔接性树脂层(15μm)的叠层体(总厚度96μm)。
<蓄电装置用外包装材料的基材层的结晶化指数的测定>
将蓄电装置用外包装材料裁切成100mm×100mm的正方形,制作样品。对于位于所得到的样品的外侧的拉伸尼龙膜的表面,使用赛默飞世尔科技公司制造的Nicolet iS10FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定。根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶无关的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数。对于实施例7、9、11,在涂布表面覆盖层之前进行测定。将结果示于表1。
(测定条件)
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得。
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
<拉伸尼龙膜的结晶化指数的测定>
将蓄电装置用外包装材料的基材层所使用的拉伸尼龙膜裁切成100mm×100mm的正方形,制作样品。对于所得到的样品的表面,使用赛默飞世尔科技公司制造的NicoletiS10 FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定。根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶无关的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数。将结果示于表1。
(测定条件)
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得。
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
<蓄电装置的剥离试验>
利用以下的方法进行蓄电装置的剥离试验。参照图5至图8进行说明。首先,参照图5对用于蓄电装置的剥离试验的样品的制作方法进行说明。如图5a所示,将蓄电装置用外包装材料裁切成纵(MD)200mm、横(TD)90mm的矩形状。接着,使用纵55mm(MD)×横32mm(TD)的口径的成型模具(阴模)和与其相对应的成型模具(阳模),在距离蓄电装置用外包装材料的短边15mm的位置,从热熔接性树脂层侧以5.0mm的深度进行冷轧成型,形成凹部M(图5a的用虚线所围成的区域)。接着,将长度55mm、宽度32mm、厚度5mm的丙烯酸板插入凹部M(图5b、c)。接着,以凹部M为内侧的方式,将成型后的蓄电装置用外包装材料在折痕P的位置(沿着凹部M的短边的位置)在TD方向上对折(图5d)。接着,沿着凹部M的周缘,对于热熔接性树脂层彼此重合的部分,沿着MD、TD热封3个部位(190℃、3秒、面压1MPa),密封凹部M(图5e)。在图5e中,被着色的区域S是被热封的部分。接着,如图5f所示,沿着凹部M,修整成纵(MD)60mm、横(TD)37mm的尺寸,制作用于蓄电装置的剥离试验的样品12。图6表示样品12的侧视图(图6a)和俯视图(图6b)。
接着,如图7的示意图所示,在样品12的俯视侧的表面(与形成凹部M的面相反一侧的面),沿着纵向(MD)在两端和中央的位置粘贴3根双面胶带(宽度7.5mm、长度55mm)。其中,关于双面胶带相对于被对象物的剥离强度,利用后述的方法进行测定。
接着,将粘贴有双面胶带的样品12粘贴在不锈钢板上,在60℃环境中养护24小时。其中,不锈钢板视为利用双面胶带固定蓄电装置的壳体。接着,如图8的示意图所示,使用金属刮刀,将样品12从不锈钢板上小心剥离,利用目测确认剥离后的样品12有无孔,对于3个样品的各个,按照以下的基准进行蓄电装置的剥离试验的评价。如图8所示,蓄电装置的剥离通过从样品12的横向(TD)施加力而进行。将结果示于表1。
A:3个样品都没有开孔。
B:1个或2个样品开了孔。
C:3个样品都开了孔。
[表1]
实施例1~11的蓄电装置用外包装材料由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层包含聚酰胺膜,利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。另外,实施例1~11的蓄电装置用外包装材料的基材层所使用的聚酰胺膜利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上。可知实施例1~11的蓄电装置用外包装材料在将被双面胶带等固定的蓄电装置从壳体剥离时能够有效地抑制蓄电装置用外包装材料破损。
一般认为,对蓄电装置用外包装材料的基材层进行测定而得到的结晶化指数与对拉伸尼龙膜进行测定而得到的结晶化指数的值的差异,受到蓄电装置用外包装材料的熟化的影响。比较例1、2中所使用的拉伸尼龙膜的结晶化指数的值比实施例1~11小很多,制成蓄电装置用外包装材料的基材层之后所测得的值比以拉伸尼龙膜的状态测得的值大很多。然而,在比较例1、2中,从基材层的外侧测得的聚酰胺膜的结晶化指数,没有因蓄电装置用外包装材料的熟化高至1.50以上,蓄电装置的剥离试验评价比实施例1~11差。
(双面胶带的剥离强度的测定)
准备实施例1~11的蓄电装置用外包装材料(纵15mm×横70mm)、<蓄电装置的剥离试验>中所使用的双面胶带(纵7.5mm×横60mm)、铝箔(厚度35μm×纵15mm×横150mm)、固定用双面粘合带(纵5mm×横60mm)和丙烯酸板(厚度3mm×纵50mm×横70mm)。首先,使蓄电装置用外包装材料的拉伸尼龙膜侧的表面(对于实施例4、5而言,为拉伸尼龙膜上的涂层的表面,对于实施例7、9、11而言,为拉伸尼龙膜上的表面覆盖层的表面)和双面胶带的一个表面贴合,再在双面胶带的另一个表面上贴合铝箔,从铝箔的上方使2kg的辊往复一次,得到叠层体P。另外,使丙烯酸板和固定用双面粘合带的一个表面贴合,得到叠层体Q。然后,在叠层体Q的固定用双面粘合带的另一个表面上贴合叠层体P的蓄电装置用外包装材料的热熔接性树脂层表面,用手按压,由此得到依次叠层有丙烯酸板、固定用双面粘合带、蓄电装置用外包装材料、双面胶带、铝箔的叠层体R,并将其作为试验样品M。将试验样品M在温度60℃的环境中保管24小时。接着,将蓄电装置用外包装材料的拉伸尼龙膜表面和双面胶带的端部剥离1mm左右,设置测定剥离强度的起始部分。接着,将试验样品M的丙烯酸板固定,使用拉伸试验机(岛津制作所制造、AG-Xplus(商品名)),以拉伸角度180°、剥离速度300mm/min、剥离距离50mm以上的条件牵拉铝箔,使其与蓄电装置用外包装材料的拉伸尼龙膜表面在双面胶带的界面(从上述的起始部分)剥离,算出剥离距离10mm、20mm、30mm、40mm时的剥离强度和10~40mm间的最大剥离强度的合计5个剥离强度的平均,作为剥离强度(双面胶带相对于拉伸尼龙膜的剥离强度(N/7.5mm))。将结果示于表2。
接着,准备<蓄电装置的剥离试验>中所使用的不锈钢板(厚度3mm×纵50mm×横70mm)和双面胶带(纵7.5mm×横60mm)以及上述的铝箔(厚度35μm×纵15mm×横150mm)。使不锈钢板的表面和双面胶带的一个表面贴合,再在双面胶带的另一个表面贴合铝箔,从铝箔的上方使2kg的辊往复一次,得到叠层体,将其作为试验样品N。将试验样品N在温度60℃的环境中保管24小时。接着,将不锈钢板表面和双面胶带的端部剥离1mm左右,设置测定剥离强度的起始部分。接着,将试验样品N的不锈钢板固定,使用拉伸试验机(岛津制作所制造、AG-Xplus(商品名)),以拉伸角度180°、剥离速度300mm/min、剥离距离50mm以上的条件牵拉铝箔,使其与不锈钢板表面在双面胶带的界面(从上述的起始部分)剥离,算出剥离距离10mm、20mm、30mm、40mm时的剥离强度和10~40mm间的最大剥离强度的合计5个剥离强度的平均,作为剥离强度(双面胶带相对于不锈钢板的剥离强度(N/7.5mm))。将结果示于表2。
[表2]
如根据表2所示的结果所明确的那样,<蓄电装置的剥离试验>中所使用的双面胶带的剥离强度相对于拉伸尼龙膜、不锈钢板为同等程度。
如上所述,本发明提供以下所示的方式的发明。
项1.一种蓄电装置用外包装材料,其由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
上述基材层包含聚酰胺膜,
利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。
项2.如项1所述的蓄电装置用外包装材料,其中,在上述基材层与上述阻隔层之间具有粘接剂层。
项3.如项1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其中,在上述阻隔层与上述热熔接性树脂层之间具有粘接层。
项4.一种蓄电装置用外包装材料的制造方法,其包括得到从外侧依次至少叠层有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体的工序,
上述基材层包含聚酰胺膜,
利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从上述基材层的外侧测得的上述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上。
项5.一种蓄电装置,其在由项1~3中任一项所述的蓄电装置用外包装材料形成的包装体中收纳有至少具有正极、负极和电解质的蓄电装置元件。
项6.一种聚酰胺膜,其用于由至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成的蓄电装置用外包装材料的上述基材层中,上述聚酰胺膜利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上。
符号说明
1基材层,2粘接剂层,3阻隔层,4热熔接性树脂层,5粘接层,6表面覆盖层,10蓄电装置用外包装材料。

Claims (22)

1.一种蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
由从外侧依次至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
所述基材层包含聚酰胺膜,
利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从所述基材层的外侧以露出聚酰胺膜的表面的状态测得的所述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上,
测定所述结晶化指数的方法为:
将蓄电装置用外包装材料切成100mm×100mm的正方形,制作样品;对于位于所得到的样品的外侧的聚酰胺膜的表面,使用FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定;作为装置,使用赛默飞世尔科技公司(Thermo FisherScientific)制造的NicoletiS10;根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶没有关系的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数,
测定条件是:
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得;
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
2.如权利要求1所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
在所述基材层与所述阻隔层之间具有粘接剂层。
3.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
在所述阻隔层与所述热熔接性树脂层之间具有粘接层。
4.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述基材层的表面和内部的至少一者存在润滑剂。
5.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述基材层的表面和内部的至少一者存在2种以上的润滑剂。
6.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述热熔接性树脂层的表面和内部的至少一者存在润滑剂。
7.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述热熔接性树脂层的表面和内部的至少一者存在2种以上的润滑剂。
8.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:所述热熔接性树脂层利用相同或不同的树脂形成2层以上。
9.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从所述基材层的外侧测得的所述聚酰胺膜的结晶化指数为1.65以上。
10.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述基材层的表面和内部的至少一者存在2种以上的润滑剂。
11.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述基材层的表面和内部的至少一者存在选自饱和脂肪酰胺、不饱和脂肪酰胺、取代酰胺、羟甲基酰胺、饱和脂肪双酰胺、不饱和脂肪双酰胺、脂肪酸酯酰胺和芳香族双酰胺中的至少2种以上。
12.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
在所述基材层的表面存在润滑剂,
所述润滑剂的存在量为3mg/m2以上。
13.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:所述热熔接性树脂层利用相同或不同的树脂形成2层以上。
14.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述热熔接性树脂层的表面和内部的至少一者存在2种以上的润滑剂。
15.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:在所述热熔接性树脂层的表面和内部的至少一者存在选自饱和脂肪酰胺、不饱和脂肪酰胺、取代酰胺、羟甲基酰胺、饱和脂肪双酰胺、不饱和脂肪双酰胺、脂肪酸酯酰胺和芳香族双酰胺中的至少2种以上。
16.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
在所述热熔接性树脂层的表面存在润滑剂,
所述润滑剂的存在量为10mg/m2以上。
17.如权利要求1或2所述的蓄电装置用外包装材料,其特征在于:
在所述基材层的与所述阻隔层侧相反一侧具有表面覆盖层。
18.一种蓄电装置用外包装材料的制造方法,其特征在于:
包括得到从外侧依次至少叠层有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体的工序,
所述基材层包含聚酰胺膜,
利用傅里叶变换红外分光法的ATR法,从所述基材层的外侧以露出聚酰胺膜的表面的状态测得的所述聚酰胺膜的结晶化指数为1.50以上,
测定所述结晶化指数的方法为:
将蓄电装置用外包装材料切成100mm×100mm的正方形,制作样品;对于位于所得到的样品的外侧的聚酰胺膜的表面,使用FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定;作为装置,使用赛默飞世尔科技公司(Thermo FisherScientific)制造的NicoletiS10;根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶没有关系的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数,
测定条件是:
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得;
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
19.如权利要求18所述的蓄电装置用外包装材料的制造方法,其特征在于:
在所述阻隔层与所述热熔接性树脂层之间具有粘接层,
所述粘接层和所述热熔接性树脂层,通过共挤出层压法、串联层压法、热层压法、夹层层压法、或者利用溶液涂布将用于形成所述粘接层的粘接剂涂布于所述阻隔层上且在所述粘接层上叠层预先制成片状的所述热熔接性树脂层的方法来形成,
所述共挤出层压法和所述串联层压法是:形成依次叠层有基材层、粘接剂层、阻隔层的叠层体之后,通过将粘接层和热熔接性树脂层挤出在所述叠层体的阻隔层上而叠层的方法,
所述夹层层压法是:形成依次叠层有基材层、粘接剂层、阻隔层的叠层体之后,在该叠层体的阻隔层与预先制成片状的热熔接性树脂层之间,一边流入熔融的粘接层,一边利用粘接层使叠层体与热熔接性树脂层贴合的方法。
20.一种蓄电装置,其特征在于:
在由权利要求1~17中任一项所述的蓄电装置用外包装材料形成的包装体中收纳有至少具有正极、负极和电解质的蓄电装置元件。
21.一种聚酰胺膜,其特征在于:
其用于由至少具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成的蓄电装置用外包装材料的所述基材层,
所述聚酰胺膜利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.50以上,
测定所述结晶化指数的方法为:
将蓄电装置用外包装材料切成100mm×100mm的正方形,制作样品;对于位于所得到的样品的外侧的聚酰胺膜的表面,使用FT-IR的ATR测定模式,在温度25℃、相对湿度50%的环境下实施红外吸收光谱测定;作为装置,使用赛默飞世尔科技公司(Thermo FisherScientific)制造的NicoletiS10;根据所得到的吸收光谱,测定来自尼龙的α晶的吸收的1200cm-1附近的峰强度P和来自与结晶没有关系的吸收的1370cm-1附近的峰强度Q,算出峰强度P相对于峰强度Q的强度比X=P/Q作为结晶化指数,
测定条件是:
方法:macroATR法;
波数分辨率:8cm-1
累计次数:32次;
检测器:DTGS检测器;
ATR棱镜:Ge;
入射角:45°;
基线:在波数1100cm-1至1400cm-1之间以直线近似的方式求得;
吸收峰强度Y1200:从波数1195cm-1至1205cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值;
吸收峰强度Y1370:从波数1365cm-1至1375cm-1的范围内的峰强度的最大值减去基线的值而得到的值。
22.如权利要求21所述的聚酰胺膜,其特征在于:
所述聚酰胺膜利用傅里叶变换红外分光法的ATR法测得的结晶化指数为1.65以上。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7234794B2 (ja) * 2019-05-17 2023-03-08 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、蓄電デバイス、及びポリアミドフィルム
WO2022114024A1 (ja) * 2020-11-25 2022-06-02 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス
US20230344041A1 (en) * 2020-11-25 2023-10-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Power storage device packaging material, method for producing same, and power storage device
WO2023136360A1 (ja) * 2022-01-17 2023-07-20 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、樹脂組成物、及び蓄電デバイス

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5639544A (en) * 1993-03-31 1997-06-17 Toray Industries, Inc. Resin-impregnated fabric sheet
JP2003103729A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Showa Denko Plastic Products Co Ltd 積層体、シーラントフィルム及び容器
JP2012033394A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujimori Kogyo Co Ltd 電池外装用積層体
JP2015051528A (ja) * 2013-09-05 2015-03-19 出光ユニテック株式会社 二軸延伸ナイロンフィルム、ラミネートフィルム、ラミネート包材、電池および二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法
CN105246793A (zh) * 2013-05-28 2016-01-13 凸版印刷株式会社 阻气性包装材料
CN105453299A (zh) * 2014-03-20 2016-03-30 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、电池、及它们的制造方法
JP2017154321A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 藤森工業株式会社 樹脂被覆金属積層体、電池外装体及び電池
JP2017224618A (ja) * 2017-07-25 2017-12-21 藤森工業株式会社 電池外装用積層体
CN108701778A (zh) * 2016-10-05 2018-10-23 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、其制造方法和电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3152002B2 (ja) * 1993-03-31 2001-04-03 東レ株式会社 樹脂含浸繊維シート
JP2009234131A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Unitika Ltd 二軸延伸ポリアミド樹脂フィルムの製造方法
JP2014124947A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Idemitsu Unitech Co Ltd 二軸延伸ナイロンフィルム、ラミネートフィルム、ラミネート包材および二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法
US10396316B2 (en) * 2015-03-25 2019-08-27 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Cell packaging material and cell

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5639544A (en) * 1993-03-31 1997-06-17 Toray Industries, Inc. Resin-impregnated fabric sheet
JP2003103729A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Showa Denko Plastic Products Co Ltd 積層体、シーラントフィルム及び容器
JP2012033394A (ja) * 2010-07-30 2012-02-16 Fujimori Kogyo Co Ltd 電池外装用積層体
CN105246793A (zh) * 2013-05-28 2016-01-13 凸版印刷株式会社 阻气性包装材料
JP2015051528A (ja) * 2013-09-05 2015-03-19 出光ユニテック株式会社 二軸延伸ナイロンフィルム、ラミネートフィルム、ラミネート包材、電池および二軸延伸ナイロンフィルムの製造方法
CN105453299A (zh) * 2014-03-20 2016-03-30 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、电池、及它们的制造方法
JP2017154321A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 藤森工業株式会社 樹脂被覆金属積層体、電池外装体及び電池
CN108701778A (zh) * 2016-10-05 2018-10-23 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、其制造方法和电池
JP2017224618A (ja) * 2017-07-25 2017-12-21 藤森工業株式会社 電池外装用積層体

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