CN115443577A - 蓄电器件用外包装材料、其制造方法和蓄电器件 - Google Patents
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Abstract
本发明的蓄电器件用外包装材料由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内。[测定方法]使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向的方式配置上述基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电器件用外包装材料、其制造方法和蓄电器件。
背景技术
目前,已开发了各种类型的蓄电器件,在所有的蓄电器件中,为了封装电极和电解质等蓄电器件元件,包装材料(外包装材料)已成为不可或缺的部件。目前,作为蓄电器件用外包装材料,大多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、个人电脑、照相机、手机等的高性能化,对于蓄电器件,要求各种各样的形状,并且要求薄型化和轻质化。然而,利用目前大多使用的金属制的蓄电器件用外包装材料,难以应对形状的多样化,还存在轻质化也有极限的缺点。
因此,目前,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器件用外包装材料,提出了将基材/铝箔层/热熔接性树脂层依次叠层而成的膜状的外包装材料(例如参照专利文献1)。
在这样的膜状的外包装材料中,通常通过冷轧成型形成凹部,在由该凹部形成的空间内配置电极和电解液等蓄电器件元件,再使热熔接性树脂层彼此热熔接,由此能够得到在外包装材料的内部收纳有蓄电器件元件的蓄电器件。
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
近年来,对于膜状的外包装材料,要求进一步薄型化。另外,从进一步提高蓄电器件的能量密度的观点等考虑,也要求外包装材料更深地形成凹部。
但是,在将膜状的蓄电器件用外包装材料成型而形成收纳蓄电器件元件的凹部的情况下,存在容易产生裂纹或针孔这样的问题。
本发明的主要目的在于提供一种成型性优异的蓄电器件用外包装材料,该蓄电器件用外包装材料由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成。
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,发现了一种由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成的蓄电器件用外包装材料,上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内,该蓄电器件用外包装材料具有优异的成型性。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以测定装置的照相机、蓄电器件用外包装材料的基材层和测定装置的光源位于一条直线上的方式,将基材层配置在照相机与光源之间,并以基材层的TD方向为0°方向、基材层的MD方向为90°方向的方式配置基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
为了提高蓄电器件用外包装材料的成型性,有时基于基材层所使用的膜的拉伸断裂强度(MPa)选定基材层。然而,特别是在基材层的厚度变薄时,基材层的拉伸力(N)的差减小,难以在基材层的拉伸断裂强度与蓄电器件用外包装材料的成型性之间发现明确的相关关系。对此,本发明的发明人进行了研究,即使在那样的情况下,如果基材层的主轴方位在上述规定的范围内,就能够在基材层的该物性与蓄电器件用外包装材料的成型性之间发现明确的相关性。另外,拉伸断裂强度的测定试验是破坏性试验,但主轴方位的测定试验是非破坏性试验,因而具有能够在不破坏基材层的前提下选定基材层的优点。
本发明是基于这些见解进一步反复研究而完成的。即,本发明提供如下所述的方式的发明。
一种蓄电器件用外包装材料,其由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向的方式配置基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
发明效果
利用本发明,能够提供一种由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成的蓄电器件用外包装材料,该蓄电器件用外包装材料的成型性优异。另外,利用本发明,也能够提供蓄电器件用外包装材料的制造方法和蓄电器件。
附图说明
图1是表示本发明的蓄电器件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器件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器件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器件用外包装材料的截面结构的一个例子的示意图。
图5是用于说明在由本发明的蓄电器件用外包装材料形成的包装体中收纳蓄电器件元件的方法的示意图。
图6是用于说明主轴方位的测定方法的示意图(立体图)。
图7是用于说明主轴方位的测定方法的示意图(侧视图)。
图8是用于说明主轴方位的测定方法的示意图(俯视图)。
具体实施方式
本发明的蓄电器件用外包装材料的特征在于:其由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内。本发明的蓄电器件用外包装材料通过具有这样的构成而具有优异的成型性。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向的方式配置基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
以下,对本发明的蓄电器件用外包装材料进行详细说明。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。
其中,在蓄电器件用外包装材料中,对于后述的阻隔层3,通常可以判断其制造过程中的MD(纵向、Machine Direction)和TD(横向、Transverse Direction)。例如在阻隔层3由铝合金箔或不锈钢箔等金属箔构成的情况下,在金属箔的压延方向(RD:RollingDirection)上,在金属箔的表面形成了所谓的被称为压延痕的线状的筋。由于压延痕沿着压延方向延伸,因此通过观察金属箔的表面,能够掌握金属箔的压延方向。另外,在叠层体的制造过程中,通常叠层体的MD与金属箔的RD一致,因此通过观察叠层体的金属箔的表面并确定金属箔的压延方向(RD),能够确定叠层体的MD。另外,叠层体的TD是与叠层体的MD垂直的方向,因此也能够确定叠层体的TD。
另外,在无法利用铝合金箔或不锈钢箔等金属箔的压延痕确定蓄电器件用外包装材料的MD的情况下,可以通过以下的方法进行确定。作为蓄电器件用外包装材料的MD的确认方法,有利用电子显微镜观察蓄电器件用外包装材料的热熔接性树脂层的截面并确认海岛结构的方法。在该方法中,可以将与如下的截面平行的方向判断为MD,该截面是与热熔接性树脂层的厚度方向垂直的方向的岛的形状的直径平均值最大的截面。具体而言,对于热熔接性树脂层的长度方向的截面、和从与该长度方向的截面平行的方向起每隔10度改变角度至与长度方向的截面垂直的方向的各截面(合计10个截面),分别利用电子显微镜照片进行观察,确认海岛结构。接着,在各截面上,分别观察各个岛的形状。关于各个岛的形状,将连接与热熔接性树脂层的厚度方向垂直的方向的最左端和该垂直方向的最右端的直线距离设为直径y。在各截面上,按照岛的形状的该直径y从大到小的顺序,算出前20个直径y的平均值。将与岛的形状的该直径y的平均值最大的截面平行的方向判断为MD。
1.蓄电器件用外包装材料的叠层结构
例如图1所示,本发明的蓄电器件用外包装材料10由依次具有基材层1、阻隔层3和热熔接性树脂层4的叠层体构成。在蓄电器件用外包装材料10中,基材层1为最外层侧,热熔接性树脂层4为最内层。在使用蓄电器件用外包装材料10和蓄电器件元件组装蓄电器件时,在使蓄电器件用外包装材料10的热熔接性树脂层4彼此相对的状态下,使周缘部热熔接,在由此形成的空间内收纳蓄电器件元件。在构成本发明的蓄电器件用外包装材料10的叠层体中,将阻隔层3作为基准,热熔接性树脂层4侧比阻隔层3靠内侧,基材层1侧比阻隔层3靠外侧。
蓄电器件用外包装材料10例如图2至图4所示,在基材层1与阻隔层3之间,为了提高这些层间的粘接性等,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,为了提高这些层间的粘接性等,根据需要也可以具有粘接层5。另外,如图4所示,在基材层1的外侧(与热熔接性树脂层4侧相反的一侧),根据需要还可以设置表面覆盖层6等。
作为构成蓄电器件用外包装材料10的叠层体的厚度,没有特别限制,从削减成本、提高能量密度等观点考虑,例如可以列举约190μm以下,优选列举约180μm以下、约155μm以下、约120μm以下、约100μm以下。另外,作为构成蓄电器件用外包装材料10的叠层体的厚度,从维持保护蓄电器件元件这样的蓄电器件用外包装材料的功能的观点考虑,优选列举约35μm以上、约45μm以上、约60μm以上。另外,关于构成蓄电器件用外包装材料10的叠层体的优选范围,例如可以列举35~190μm左右、35~180μm左右、35~155μm左右、35~120μm左右、35~100μm、45~190μm左右、45~180μm左右、45~155μm左右、45~120μm左右、45~100μm左右、60~190μm左右、60~180μm左右、60~155μm左右、60~120μm左右、60~100μm左右,特别优选60~100μm左右。
在蓄电器件用外包装材料10中,相对于构成蓄电器件用外包装材料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,在本发明的蓄电器件用外包装材料10包括基材层1、粘接剂层2、阻隔层3、粘接层5和热熔接性树脂层4的情况下,相对于构成蓄电器件用外包装材料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。另外,在本发明的蓄电器件用外包装材料10为包括基材层1、粘接剂层2、阻隔层3和热熔接性树脂层4的叠层体的情况下,相对于构成蓄电器件用外包装材料10的叠层体的厚度(总厚度),这些各层的合计厚度的比例例如可以为80%以上,优选为90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上。
2.形成蓄电器件用外包装材料的各层
[基材层1]
在本发明中,基材层1是为了能够发挥作为蓄电器件用外包装材料的基材的功能等而设置的层。基材层1位于蓄电器件用外包装材料的外层侧。基材层1可以为最外层(构成外表面的层),例如在设置后述的表面覆盖层6的情况下,表面覆盖层6可以为最外层(构成外表面的层)。
在本发明中,基材层1的特征在于:规定的主轴方位在90°±30°的范围内。即,如图6至图8的示意图所示,以主轴方位的测定装置的照相机C、蓄电器件用外包装材料的基材层1和主轴方位的测定装置的光源LS位于一条直线上的方式,将基材层1配置在照相机C与光源LS之间,并以基材层1的TD方向为0°方向、基材层1的MD方向为90°方向的方式配置基材层1时,向基材层1的厚度方向(z方向)照射光源LS的光L,测得的基材层1的主轴方位在90°±30°的范围内(即60~120°)。从更适当地实现本发明的发明效果的观点考虑,基材层1的该主轴方位优选在90°±25°的范围内(即65~115°),更优选在90°±20°的范围内(即70~110°),进一步优选在90°±15°的范围内(即75~105°),进一步优选在90°±10°的范围内(即80~100°),进一步优选在90°±5°的范围内(即85~95°)。基材层1的主轴方位的测定方法如下所述。
<主轴方位的测定>
对于基材层(构成基材层的树脂膜),分别如图6至图8的示意图所示,使用具有照相机C和光源LS的主轴方位的测定装置,以测定装置的照相机C、基材层1和光源LS位于一条直线上的方式,将基材层1配置在照相机C与光源LS之间,并以基材层1的TD方向为0°方向、以基材层1的MD方向为90°方向,向基材层1的厚度方向D照射光源LS的光L进行测定。如图6和图7的示意图所示,在测定中,从配置于基材层1的背面侧的光源向基材层1的厚度方向(z方向)照射光L。在基材层1之上(照相机C侧)配置透明的玻璃板G,以基材层1的表面不形成褶皱的方式进行测定。另外,在图6至图8中省略了图示,但在向基材层1照射光的位置设有开口的板上,依次配置基材层1和玻璃板G,光L通过板的开口透过基材层1和玻璃板G实施测定。具体的测定条件如下所述。其中,在从蓄电器件或蓄电器件用外包装材料获取基材层(构成基材层的树脂膜),测定基材层1的主轴方位时,不是从蓄电器件的热熔接部或侧面,而是从顶面或底面获取蓄电器件用外包装材料制作样品。其中,在本发明中,基材层的主轴方位为进相轴。
(测定条件)
测定装置:例如株式会社活图隆制造的偏光高速成像装置(CRYSTA PI-5);
分析软件:例如KAMAKIRI离线基础软件Ver:1.5.0.1;
测定样品:将基材层裁切成例如A4尺寸(TD210mm×MD300mm)进行制备。
测定波长(照相机侧):520~570nm(透过膜进行接收的照相机检测波长520~570nm的光);
光源:白色LED灯(关于光源(灯)、基材层和照相机的位置关系,以光源的延长线与基材层的厚度方向一致的方式配置测定样品,在光源的延长线上配置照相机。)
通过基材层1的规定的主轴方位在90°±30°的范围内,使得蓄电器件用外包装材料10的成型性提高的机理可以如下考虑。即,蓄电器件用外包装材料的成型通常通过使用模具的冷轧成型,对具有与MD方向平行的边的长方形的成型部(凹部)进行赋形。其中,在成型部的棱线部的一周内,延展的面积多的是长方形的边部分,角部分(45°附近)的延展面积少。可以认为在基材层的主轴方位为90°±30°时,基材层沿着MD方向分子取向比较一致。因此,可以认为在蓄电器件用外包装材料的成型时,针对延展的面积多的长方形的边部分的棱线部分的延展,阻力变强,因而不易形成针孔。另一方面,可以认为在基材层的主轴方位超过90°±30°时,基材层在相对于MD方向倾斜45°的方向上分子取向比较一致。因此,可以推断在蓄电器件用外包装材料的成型时,只针对延展的面积少的角部分的棱线部分的延展,阻力变强,因而针对长方形的边部分的棱线部分的延展,成为阻力弱的状态,容易形成针孔。
另外,在基材层1的主轴方位的测定中,也能够测定基材层1的相位差。从更适当地实现本发明的发明效果的观点考虑,基材层1的相位差优选为约210nm以下,更优选为约200nm以下,进一步优选为约150nm以下,进一步优选为约100nm以下,进一步优选为约80nm以下。另外,基材层1的相位差例如为约30nm以上、约50nm以上等。关于基材层1的相位差的优选范围,为30~210nm左右、30~200nm左右、30~150nm左右、30~100nm左右、30~80nm左右、50~210nm左右、50~200nm左右、50~150nm左右、50~100nm左右、50~80nm左右。
为了将基材层1的主轴方位或相位差设定为上述的值,例如调整基材层1的材料、厚度、各种物性,或者在由树脂膜形成基材层1时,调整树脂膜的拉伸方法(例如吹胀法、拉幅法等)、拉伸倍率、拉伸速度、冷却温度、热固定温度等的制造条件。这些调整基于公知技术进行即可。例如,因为基材层1的主轴方位相当于树脂的结晶性高的方向,所以在将利用规定的拉伸方法制造的树脂膜切成规定尺寸后作为基材层利用时,选择从树脂膜切取的位置,采用结晶取向一致的膜作为基材层1,也可以说是有效的。
关于形成基材层1的原材料,只要具有作为基材的功能、即至少具有绝缘性,并且满足上述的主轴方位,就没有特别限制。基材层1例如可以利用树脂形成,树脂中也可以含有后述的添加剂。
基材层1例如可以为由树脂形成的树脂膜,也可以涂布树脂而形成。树脂膜可以为未拉伸膜,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。
作为形成基材层1的树脂,例如可以列举聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、丙烯酸树脂、氟树脂、聚氨酯、硅树脂、酚醛树脂等的树脂、或这些树脂的改性物。另外,形成基材层1的树脂可以为这些树脂的共聚物,也可以为共聚物的改性物。还可以为树脂的混合物。
作为形成基材层1的树脂,这些之中,优选列举聚酯、聚酰胺,特别优选为聚酰胺。
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。具体可以列举:以对苯二甲酸乙二醇酯为重复单元的主体并与间苯二甲酸乙二醇酯聚合的共聚物聚酯(以下仿照聚(对苯二甲酸/间苯二甲酸)乙二醇酯简写)、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。
另外,作为聚酰胺,具体可以列举:尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙12、尼龙46、尼龙6与尼龙66的共聚物等脂肪族聚酰胺;包含来自对苯二甲酸和/或间苯二甲酸的结构单位的尼龙6I、尼龙6T、尼龙6IT、尼龙6I6T(I表示间苯二甲酸,T表示对苯二甲酸)等六亚甲基二胺-间苯二甲酸-对苯二甲酸共聚聚酰胺、聚酰胺MXD6(聚间二甲苯己二酰胺)等的包含芳香族的聚酰胺;聚酰胺PACM6(聚双(4-氨基环己基)甲烷己二酰胺)等脂环式聚酰胺;以及使内酰胺成分、或4,4′-二苯基甲烷-二异氰酸酯等异氰酸酯成分共聚而成的聚酰胺、作为共聚聚酰胺与聚酯或聚亚烷基醚二醇的共聚物的聚酯酰胺共聚物或聚醚酯酰胺共聚物;它们的共聚物等聚酰胺。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。
基材层1优选包含聚酯膜、聚酰胺膜和聚烯烃膜中的至少1种,优选包含拉伸聚酯膜、拉伸聚酰胺膜和拉伸聚烯烃膜中的至少1种,进一步优选包含拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、拉伸聚对苯二甲酸丁二醇酯膜、拉伸尼龙膜、拉伸聚丙烯膜中的至少1种,进一步优选包含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、双轴拉伸尼龙膜、双轴拉伸聚丙烯膜中的至少1种。从更适当地实现本发明的发明效果的观点考虑,基材层1特别优选由双轴拉伸尼龙膜构成。
基材层1可以为单层,也可以由2层以上构成。在基材层1由2层以上构成的情况下,基材层1可以为利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形成2层以上的树脂膜的叠层体。另外,对于将树脂共挤出而形成2层以上的树脂膜的叠层体,可以未拉伸而直接作为基材层1,也可以进行单轴拉伸或双轴拉伸后作为基材层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、2层以上的聚酯膜的叠层体等,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、2层以上的拉伸聚酯膜的叠层体。例如在基材层1为2层树脂膜的叠层体的情况下,优选聚酯树脂膜与聚酯树脂膜的叠层体、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,更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯膜与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的叠层体、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,聚酯树脂在例如电解液附着于表面时不易变色等,因此在基材层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,2层以上的树脂膜可以利用粘接剂进行叠层。在基材层1为2层以上的树脂膜的叠层体的情况下,只要至少1层具有上述的主轴方位即可。关于优选的粘接剂,可以列举与后述的粘接剂层2所例示的粘接剂相同的粘接剂。另外,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,优选列举干式层压法。利用干式层压法进行叠层时,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,还可以在树脂膜上形成增粘涂层使其叠层。关于增粘涂层,可以列举与后述的粘接剂层2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,基材层1的表面和内部的至少一方可以存在润滑剂、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。
在本发明中,从提高蓄电器件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,可以列举油酰胺、芥酰胺等。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-硬脂基油酰胺、N-油基硬脂酰胺、N-硬脂基芥酰胺等。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酰胺、亚乙基双芥酰胺、六亚甲基双油酰胺、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,优选列举约3mg/m2以上,更优选4~15mg/m2左右,进一步优选5~14mg/m2左右。
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,也可以是在基材层1的表面涂布的润滑剂。
关于基材层1的厚度,只要能够发挥作为基材的功能,就没有特别限制,从更适当地实现本发明的发明效果的观点考虑,优选为约10μm以上,更优选为约15μm以上。从相同的观点考虑,优选为约50μm以下,更优选为约40μm以下,进一步优选为约30μm以下,进一步优选为约25μm以下,进一步优选为约20μm以下。作为基材层1的厚度的优选范围,可以列举10~50μm左右、10~40μm左右、10~30μm左右、10~25μm左右、10~20μm左右、15~50μm左右、15~40μm左右、15~30μm左右、15~25μm左右、15~20μm左右。在基材层1为2层以上的树脂膜的叠层体的情况下,作为构成各层的树脂膜的厚度,分别优选列举2~25μm左右。
[粘接剂层2]
在本发明的蓄电器件用外包装材料中,粘接剂层2是为了提高基材层1与阻隔层3的粘接性的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与阻隔层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、热压型等均可。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。这些粘接成分中,优选列举聚氨酯粘接剂。另外,这些作为粘接成分的树脂可以并用适当的固化剂以提高粘接强度。关于上述固化剂,根据粘接成分所具有的官能团,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、酸酐等中选择适当的物质。
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第一剂和含有异氰酸酯化合物的第二剂的聚氨酯粘接剂。优选列举以聚酯型多元醇、聚醚型多元醇和丙烯酸多元醇等多元醇为第一剂并以芳香族系或脂肪族系多异氰酸酯为第二剂的双液固化型的聚氨酯粘接剂。另外,作为聚氨酯粘接剂,例如可以列举含有预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物、和异氰酸酯化合物的聚氨酯粘接剂。另外,作为聚氨酯粘接剂,例如可以列举含有预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物、和多元醇化合物的聚氨酯粘接剂。另外,作为聚氨酯粘接剂,例如可以列举预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物与空气中等的水分反应而固化得到的聚氨酯粘接剂。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型多元醇。作为第二剂,可以列举脂肪族、脂环式、芳香族、芳香脂肪族的异氰酸酯系化合物。作为异氰酸酯系化合物,例如可以列举六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化XDI(H6XDI)、氢化MDI(H12MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)等。还可以列举源自这些二异氰酸酯的1种或2种以上的多官能异氰酸酯改性体等。另外,作为多异氰酸酯化合物,也可以使用多聚体(例如三聚体)。这样的多聚体可以列举加合物、缩二脲体、脲酸酯(nurate)体等。通过粘接剂层2由聚氨酯粘接剂形成,能够对蓄电器件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,只要不妨碍粘接性,粘接剂层2容许添加其他成分,可以含有着色剂或热塑性弹性体、赋粘剂、填料等。通过粘接剂层2含有着色剂,能够使蓄电器件用外包装材料着色。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。
只要在不损害粘接剂层2的粘接性的范围内,颜料的种类没有特别限定。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、铁系等颜料,此外,还可以列举云母(mica)的微粉末、鱼鳞箔等。
着色剂中,例如为了使蓄电器件用外包装材料的外观呈黑色,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,只要蓄电器件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10~40质量%。
只要能够将基材层1与阻隔层3粘接,粘接剂层2的厚度就没有特别限制,例如为约1μm以上、约2μm以上。另外,粘接剂层2的厚度例如为约10μm以下、约5μm以下。另外,关于粘接剂层2的厚度的优选范围,可以列举1~10μm左右、1~5μm左右、2~10μm左右、2~5μm左右。
[着色层]
着色层是根据需要设置于基材层1与阻隔层3之间的层(省略图示)。具有粘接剂层2时,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,能够使蓄电器件用外包装材料着色。
着色层例如可以通过将含有着色剂的油墨涂布在基材层1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]一项所例示的着色剂相同的着色剂。
[阻隔层3]
在蓄电器件用外包装材料中,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、具有氟代烷基的聚合物和以氟代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,也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,以金属箔的方式使用时,优选包含铝合金箔和不锈钢箔中的至少一方。
关于铝合金箔,从提高蓄电器件用外包装材料的成型性的观点考虑,例如更优选由经过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器件用外包装材料。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器件用外包装材料。作为软质铝合金箔,例如可以列举具有JIS H4160:1994A8021H-O、JIS H4160:1994A8079H-O、JIS H4000:2014A8021P-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。软质化还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。另外,从提供成型性优异的蓄电器件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,只要能够发挥作为至少抑止水分浸入的阻隔层的功能即可,例如可以列举9~200μm左右。阻隔层3的厚度优选为约85μm以下,更优选为约50μm以下,进一步优选为约40μm以下,特别优选为约35μm以下。另外,阻隔层3的厚度优选为约10μm以上,进一步优选约为20μm以上,更优选为约25μm以上。另外,作为阻隔层3的厚度的优选范围,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。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,不锈钢箔的厚度优选为约60μm以下,更优选为约50μm以下,进一步优选为约40μm以下,进一步优选为约30μm以下,特别优选为约25μm以下。另外,不锈钢箔的厚度优选为约10μm以上,更优选为约15μm以上。另外,作为不锈钢箔的厚度的优选范围,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,为了防止溶解或腐蚀等,优选至少在与基材层相反一侧的表面具有耐腐蚀性被膜。阻隔层3也可以在两个表面具有耐腐蚀性被膜。其中,耐腐蚀性被膜例如是指对阻隔层的表面进行勃姆膜处理等热水变质处理、化学法表面处理、阳极氧化处理、镍或铬等的镀敷处理、涂敷涂布剂的防腐蚀处理而使阻隔层具有耐腐蚀性(例如耐酸性、耐碱性等)的薄膜。耐腐蚀性被膜具体是指使阻隔层的耐酸性提高的被膜(耐酸性被膜)、使阻隔层的耐碱性提高的被膜(耐碱性被膜)等。作为形成耐腐蚀性被膜的处理,可以进行1种,也可以将2种以上组合进行。另外,也可以不只是1层而进行多层化。另外,在这些处理中,热水变质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,这些处理有时也包括在化学法表面处理的定义中。另外,在阻隔层3具有耐腐蚀性被膜的情况下,包含耐腐蚀性被膜在内形成阻隔层3。
耐腐蚀性被膜在蓄电器件用外包装材料成型时表现如下的效果: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的反应所生成的氟化氢而发生溶解、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,并且提高阻隔层表面的粘接性(润湿性),防止热封时基材层与阻隔层的脱层,防止成型时基材层与阻隔层的脱层。
作为通过化学法表面处理而形成的耐腐蚀性被膜,已知有各种被膜,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种的耐腐蚀性被膜等。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;作为这些处理所使用的铬化合物,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,作为这些处理所使用的磷化合物,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)盐等磷酸金属盐以及这些金属盐的混合物为主要成分的处理液、或者以磷酸非金属盐以及这些非金属盐的混合物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。另外,作为此时所使用的树脂成分,可以列举酚醛系树脂或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。其中,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包含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、钠盐或胺盐等的聚丙烯酸的衍生物。在本发明中,聚丙烯酸意指丙烯酸的聚合物。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彼此相同或不同,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-羟基丁基等的取代有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彼此可以相同,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。例如,使苯酚化合物或萘酚化合物与甲醛缩聚,制造由上述通式(1)或通式(3)所示的重复单元构成的聚合物,接着,使用甲醛和胺(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。
作为耐腐蚀性被膜的其他例子,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种的涂敷剂的涂布型的防腐蚀处理而形成的薄膜。涂敷剂还可以包含磷酸或磷酸盐、使聚合物交联的交联剂。稀土元素氧化物溶胶通过将稀土元素氧化物的微粒(例如平均粒径100nm以下的颗粒)分散在液体分散介质中而得到。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。耐腐蚀性被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构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。
作为耐腐蚀性被膜的一个例子,可以列举在阻隔层的表面涂布在磷酸中分散有氧化铝、氧化钛、氧化铈、氧化锡等金属氧化物或硫酸钡的微粒的分散液,并以150℃以上进行烘烤处理而形成的被膜。
根据需要,耐腐蚀性被膜也可以形成为进一步叠层阳离子性聚合物和阴离子性聚合物中的至少一方而成的叠层结构。作为阳离子性聚合物、阴离子性聚合物,可以列举上述化合物。
其中,耐腐蚀性被膜的组成分析例如可以利用飞行时间型二次离子质谱法进行。
在化学法表面处理中,关于在阻隔层3的表面形成的耐腐蚀性被膜的量,没有特别限制,例如在进行涂布型铬酸盐处理的情况下,优选在阻隔层3的每1m2表面,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;并且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。
作为耐腐蚀性被膜的厚度,没有特别限制,从被膜的凝聚力、和与阻隔层或热熔接性树脂层的密合力的观点考虑,优选列举1nm~20μm左右,更优选1nm~100nm左右,进一步优选1nm~50nm左右。其中,耐腐蚀性被膜的厚度可以通过利用透射电子显微镜的观察或者利用透射电子显微镜的观察与能量分散型X射线能谱法或电子射线损失能谱法的组合进行测定。通过利用飞行时间型二次离子质谱法的耐腐蚀性被膜的组成分析,能够检出来自例如由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。
化学法表面处理可以通过如下方式进行: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被膜的化合物的溶液涂布于阻隔层的表面后,进行加热使阻隔层的温度达到70~200℃左右。另外,也可以在对阻隔层实施化学法表面处理之前,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利用无机酸溶解含氟化合物而得到的酸脱脂剂,不只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]
在本发明的蓄电器件用外包装材料中,热熔接性树脂层4相当于最内层,是发挥在组装蓄电器件时热熔接性树脂层彼此热熔接而将蓄电器件元件密封的功能的层(密封层)。
关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光谱法、气相色谱质谱法等分析。另外,在利用红外光谱法对构成热熔接性树脂层4的树脂进行分析时,优选检出来自马来酸酐的峰。例如在利用红外光谱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附近检测出来自马来酸酐的峰。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,在利用红外光谱法进行测定时,检测出来自马来酸酐的峰。但是,在酸改性度低时,有时峰变小而检测不到。此时,可以利用核磁共振波谱法进行分析。
作为聚烯烃,具体可以列举: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-丙烯的三元聚合物等。这些之中,优选聚丙烯。共聚物时的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。环状聚烯烃是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,优选列举环状烯烃,进一步优选降冰片烯。
酸改性聚烯烃是通过利用酸成分将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,也可以使用上述的聚烯烃、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得到的共聚物、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。
酸改性聚烯烃也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一部分单体替换为酸成分进行共聚而得到的聚合物,或者通过将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。被酸改性的环状聚烯烃同上。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,可以列举利用羧酸或其酸酐改性后的聚烯烃、利用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可以只由1层形成,也可以利用相同或不同的树脂由2层以上形成。
另外,根据需要,热熔接性树脂层4也可以含有润滑剂等。在热熔接性树脂层4含有润滑剂的情况下,能够提高蓄电器件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,优选列举酰胺系润滑剂。作为润滑剂的具体例,可以列举基材层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,从提高蓄电器件用外包装材料的成型性的观点考虑,优选列举10~50mg/m2左右,进一步优选15~40mg/m2左右。
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,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器件元件密封的功能,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,优选列举约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,优选列举约20μm以上,更优选35~85μm左右。
[粘接层5]
在本发明的蓄电器件用外包装材料中,粘接层5是为了将阻隔层3(或耐腐蚀性被膜)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,例如可以使用与粘接剂层2中所例示的粘接剂相同的物质。另外,从将粘接层5与热熔接性树脂层4牢固粘接的观点考虑,作为用于形成粘接层5的树脂,优选包含聚烯烃骨架,可以列举上述的热熔接性树脂层4中所例示的聚烯烃、酸改性聚烯烃。另一方面,从将阻隔层3与粘接层5牢固粘接的观点考虑,粘接层5优选包含酸改性聚烯烃。作为酸改性成分,可以列举马来酸、衣康酸、琥珀酸、己二酸等二羧酸和它们的酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸等,从改性的容易性和通用性等观点考虑,最优选马来酸酐。另外,从蓄电器件用外包装材料的耐热性的观点考虑,烯烃成分优选为聚丙烯系树脂,粘接层5最优选含有马来酸酐改性聚丙烯。
构成粘接层5的树脂包含聚烯烃骨架例如可以利用红外光谱法、气相色谱质谱法等进行分析,分析方法没有特别限定。另外,构成粘接层5的树脂包含酸改性聚烯烃时,例如在利用红外光谱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附近检测出来自马来酸酐的峰。但是,在酸改性度低时,有时峰变小而检测不到。此时,可以利用核磁共振波谱法进行分析。
另外,从蓄电器件用外包装材料的耐热性和耐内容物性等耐久性、和使厚度变薄并确保成型性的观点考虑,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、以及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、以及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,例如优选通过环氧基与马来酸酐基的反应而生成的酯树脂、通过噁唑啉基与马来酸酐基的反应而生成的酰胺酯树脂。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、环氧树脂等的固化剂的未反应物的情况下,未反应物的存在例如可以利用选自红外光谱法、拉曼光谱法、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,例如可以利用气相色谱质谱(GCMS)、红外光谱法(IR)、飞行时间型二次离子质谱法(TOF-SIMS)、X射线光电子能谱法(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)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、将它们聚合物化或脲酸酯化而成的物质、它们的混合物或与其他聚合物的共聚物等。另外,可以列举加合物、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,优选在0.1~50质量%的范围内,更优选在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株式会社制造的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,优选在0.1~50质量%的范围内,更优选在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,可以使用公知的环氧树脂。作为环氧树脂的重均分子量,优选列举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、双酚F型缩水甘油醚、酚醛清漆缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚、聚甘油聚缩水甘油醚等。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,优选在0.1~50质量%的范围内,更优选在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,可以使用公知的聚氨酯。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,优选在0.1~50质量%的范围内,更优选在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在存在电解液等引发阻隔层腐蚀的成分的气氛中的密合性。
其中,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、以及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。
粘接层5中也可以含有具有碳二亚胺基的改性剂。
粘接层5的厚度优选为约50μm以下、约40μm以下、约30μm以下、约20μm以下、约5μm以下。另外,粘接层5的厚度优选为约0.1μm以上、约0.5μm以上。另外,作为粘接层5的厚度的范围,优选列举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、或酸改性聚烯烃与固化剂的固化物的情况下,优选列举1~10μm左右,更优选1~5μm左右。另外,在使用热熔接性树脂层4中所例示的树脂的情况下,优选列举2~50μm左右,更优选10~40μm左右。此外,在粘接层5为粘接剂层2中所例示的粘接剂、或含有酸改性聚烯烃和固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,在使用热熔接性树脂层4中所例示的树脂的情况下,例如可以通过热熔接性树脂层4和粘接层5的挤出成型而形成。
[表面覆盖层6]
本发明的蓄电器件用外包装材料中,为了提高设计性、耐电解液性、耐划伤性、成型性等的至少一个的目的,根据需要,可以在基材层1之上(基材层1的与阻隔层3相反的一侧)具有表面覆盖层6。表面覆盖层6是在使用蓄电器件用外包装材料组装蓄电器件时位于蓄电器件用外包装材料的最外层侧的层。
表面覆盖层6例如可以由聚偏氯乙烯、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,该树脂可以为单液固化型和双液固化型中的任一种,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第一剂和含有异氰酸酯化合物的第二剂的聚氨酯。优选列举以聚酯型多元醇、聚醚型多元醇和丙烯酸多元醇等多元醇为第一剂并以芳香族系或脂肪族系多异氰酸酯为第二剂的双液固化型的聚氨酯。另外,作为聚氨酯,例如可以列举含有预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物、和异氰酸酯化合物的聚氨酯。作为聚氨酯,例如可以列举含有预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物、和多元醇化合物的聚氨酯。作为聚氨酯,例如可以列举预先使多元醇化合物与异氰酸酯化合物反应而成的聚氨酯化合物与空气中等的水分反应而固化得到的聚氨酯。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型多元醇。作为第二剂,可以列举脂肪族、脂环式、芳香族、芳香脂肪族的异氰酸酯系化合物。作为异氰酸酯系化合物,例如可以列举六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、氢化XDI(H6XDI)、氢化MDI(H12MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘二异氰酸酯(NDI)等。还可以列举源自这些二异氰酸酯的1种或2种以上的多官能异氰酸酯改性体等。另外,作为多异氰酸酯化合物,也可以使用多聚体(例如三聚体)。这样的多聚体可以列举加合物、缩二脲体、脲酸酯体等。其中,脂肪族异氰酸酯系化合物是指具有脂肪族基而不具有芳香环的异氰酸酯,脂环式异氰酸酯系化合物是指具有脂环式烃基的异氰酸酯,芳香族异氰酸酯系化合物是指具有芳香环的异氰酸酯。通过表面覆盖层6由聚氨酯形成,能够对蓄电器件用外包装材料赋予优异的电解液耐受性。
关于表面覆盖层6,在表面覆盖层6的表面和内部的至少一方,根据该表面覆盖层6或其表面所应具备的功能性等,可以根据需要含有上述的润滑剂或防粘连剂、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,关于添加剂的形状,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,也可以将2种以上组合使用。在这些添加剂中,从分散稳定性和成本等的观点考虑,优选列举二氧化硅、硫酸钡、氧化钛。另外,也可以利用添加剂对表面实施绝缘处理、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.蓄电器件用外包装材料的制造方法
关于蓄电器件用外包装材料的制造方法,只要能够得到使本发明的蓄电器件用外包装材料所具有的各层叠层而成的叠层体,就没有特别限制,可以列举包括至少依次叠层基材层1、阻隔层3和热熔接性树脂层4的工序的方法。即,本发明的蓄电器件用外包装材料10的制造方法包括至少依次叠层基材层1、阻隔层3和热熔接性树脂层4而得到叠层体的工序,使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以测定装置的照相机的方向与基材层1的MD方向一致的方式,将基材层配置在照相机与光源之间,向基材层的厚度方向照射光源的光,测得的基材层1的主轴方位在90°±30°的范围内。
作为本发明的蓄电器件用外包装材料的制造方法的一个例子,如下所述。首先,形成基材层1、粘接剂层2、阻隔层3依次叠层而成的叠层体(以下有时也记作“叠层体A”)。具体而言,叠层体A的形成可以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,干燥后,将该阻隔层3或基材层1叠层,并使粘接剂层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:(1)在叠层体A的阻隔层3上将粘接层5和热熔接性树脂层4挤出而叠层的方法(共挤出层压法、串联层压法);(2)另外形成粘接层5和热熔接性树脂层4叠层而成的叠层体,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与预先制膜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)在叠层体A的阻隔层3上,利用涂布用于形成粘接层5的粘接剂的溶液并进行干燥的方法、或进一步进行烘烤的方法等进行叠层,在该粘接层5上叠层预先制膜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相反的一侧的表面叠层表面覆盖层6。表面覆盖层6例如可以通过将形成表面覆盖层6的上述的树脂涂布在基材层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相反的一侧的表面形成阻隔层3。
按照上述操作,形成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的粘接性牢固,还可以进一步供于加热处理。
在蓄电器件用外包装材料中,通过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、臭氧处理等表面活化处理,可以提高加工适应性。例如通过对基材层1的与阻隔层3相反的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.蓄电器件用外包装材料的用途
本发明的蓄电器件用外包装材料能够在用于密封并收纳正极、负极、电解质等蓄电器件元件的包装体中使用。即,在由本发明的蓄电器件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器件元件,能够制成蓄电器件。
具体而言,在使上述正极和负极各自所连接的金属端子向外侧突出的状态下,以能够在蓄电器件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,利用本发明的蓄电器件用外包装材料覆盖至少具有正极、负极和电解质的蓄电器件元件,使上述凸缘部的热熔接性树脂层彼此热封进行密封,由此能够提供使用了蓄电器件用外包装材料的蓄电器件。另外,在由本发明的蓄电器件用外包装材料形成的包装体中收纳蓄电器件元件的情况下,以本发明的蓄电器件用外包装材料的热熔接性树脂部分成为内侧(与蓄电器件元件接触的面)的方式形成包装体。可以使2个蓄电器件用外包装材料的热熔接性树脂层彼此相对并重叠,将重叠后的蓄电器件用外包装材料的周缘部热熔接而形成包装体,还可以如图5所示的例子那样,将1个蓄电器件用外包装材料折返并重叠,将周缘部热熔接而形成包装体。在进行折返并重叠的情况下,可以如图5所示的例子那样,将折返后的边以外的边热熔接,通过三边密封而形成包装体,也可以以能够形成凸缘部的方式进行折返而进行四边密封。另外,在蓄电器件用外包装材料中,用于收纳蓄电器件元件的凹部也可以通过深拉深成型或鼓凸成型而形成。如图5所示的例子那样,可以一个蓄电器件用外包装材料设置凹部,另一个蓄电器件用外包装材料不设置凹部,也可以另一个蓄电器件用外包装材料也设置凹部。
本发明的蓄电器件用外包装材料合适用于电池(包括电容器(condenser)、电容器(capacitor)等)等蓄电器件。另外,本发明的蓄电器件用外包装材料可以用于一次电池、二次电池的任一种,优选用于二次电池。关于本发明的蓄电器件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,作为本发明的蓄电器件用外包装材料的优选的适用对象,可以列举锂离子电池和锂离子聚合物电池。
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。
<蓄电器件用外包装材料的制造>
实施例1、2、5、6、8和比较例1
准备作为基材层的双轴拉伸尼龙膜(Ny、表1所记载的厚度20μm或15μm)和在两个表面形成有耐腐蚀性被膜的作为阻隔层的铝箔(JIS H4160:1994A8021H-O、厚度35μm)。实施例1、2、5、6、8和比较例1中使用的基材层分别使用具有表1所记载的主轴方位的基材层。基材层的主轴方位是利用后述的方法测得的值。接着,使用双液固化型聚氨酯粘接剂(多元醇化合物与芳香族异氰酸酯化合物),利用干式层压法叠层基材层和阻隔层,实施熟化处理,由此制作基材层(厚度20μm或15μm)/粘接剂层(固化后的厚度为3μm)/阻隔层(厚度35μm)的叠层体。
接着,在所得到的叠层体的阻隔层上,将作为粘接层的马来酸酐改性聚丙烯(PPa、厚度15μm)和作为热熔接性树脂层的聚丙烯(PP、厚度15μm)共挤出,由此在阻隔层上叠层粘接层/热熔接性树脂层。接着,将所得到的叠层体熟化、加热,由此得到依次叠层有双轴拉伸尼龙膜/粘接剂层/阻隔层/粘接层/热熔接性树脂层的蓄电器件用外包装材料(表1所记载的厚度)。
实施例3
使阻隔层的厚度为30μm,使粘接层的厚度为14μm,并且使热熔接性树脂层的厚度为10μm,除此以外,与实施例2同样操作,得到依次叠层有双轴拉伸尼龙膜/粘接剂层/阻隔层/粘接层/热熔接性树脂层的蓄电器件用外包装材料(表1所记载的厚度)。
实施例4
使用双液固化型聚氨酯树脂(含有二氧化硅颗粒(粗糙化剂)、多元醇化合物、芳香族异氰酸酯化合物),在基材层的表面形成作为蓄电器件用外包装材料的最外层的表面覆盖层(厚度3μm),使用含有炭黑的双液固化型聚氨酯粘接剂(含有炭黑、多元醇化合物、芳香族异氰酸酯化合物),在基材层与阻隔层之间形成粘接剂层,除此以外,与实施例3同样操作,得到依次叠层有表面覆盖层/双轴拉伸尼龙膜/粘接剂层/阻隔层/粘接层/热熔接性树脂层的蓄电器件用外包装材料(表1所记载的厚度)。
实施例7
使用双液固化型聚氨酯树脂(含有二氧化硅颗粒(粗糙化剂)、多元醇化合物、芳香族异氰酸酯化合物),在基材层的表面形成作为蓄电器件用外包装材料的最外层的表面覆盖层(厚度3μm),使用含有炭黑的双液固化型聚氨酯粘接剂(含有炭黑、多元醇化合物、芳香族异氰酸酯化合物),在基材层与阻隔层之间形成粘接剂层,使粘接层的厚度为14μm,并且使热熔接性树脂层的厚度为10μm,除此以外,与实施例6同样操作,得到依次叠层有表面覆盖层/双轴拉伸尼龙膜/粘接剂层/阻隔层/粘接层/热熔接性树脂层的蓄电器件用外包装材料(表1所记载的厚度)。
另外,在各蓄电器件用外包装材料的基材层的外侧表面分别涂布作为润滑剂的芥酰胺。
<主轴方位的测定>
对于在各实施例和比较例中作为基材层使用的双轴拉伸尼龙膜,分别如图6至图8的示意图所示,使用具有照相机C和光源LS的主轴方位的测定装置,以测定装置的照相机C、基材层1和光源LS位于一条直线上的方式,将基材层1配置在照相机C与光源LS之间,并以基材层1的TD方向为0°方向、基材层1的MD方向为90°方向的方式,向基材层1的厚度方向D照射光源LS的光L,进行测定。如图6和图7的示意图所示,在测定中,从配置于双轴拉伸尼龙膜(基材层1)的背面侧(与照相机C侧相反的一侧)的光源向双轴拉伸尼龙膜的厚度方向照射光。在基材层1上(照相机C侧)配置透明的玻璃板G,以基材层1的表面不形成褶皱的方式进行测定。另外,在图6至图8中省略了图示,但在向基材层1照射光的位置设有开口的板上依次配置基材层1和玻璃板G,以光L通过板的开口透过基材层1和玻璃板G的方式实施测定。将测定结果示于表1。具体的测定条件如下所述。
(测定条件)
测定装置:株式会社活图隆制造的偏光高速成像装置(CRYSTA PI-5);
分析软件:KAMAKIRI离线基础软件Ver:1.5.0.1;
测定样品:将双轴拉伸尼龙膜裁切成A4尺寸(TD210mm×MD300mm)而制备。
测定波长(照相机侧):520~570nm(透过膜进行接收的照相机检测波长520~570nm的光);
光源:白色LED灯(关于光源(灯)、基材层和照相机的位置关系,以光源的延长线与基材层的厚度方向一致的方式配置测定样品,在光源的延长线上配置照相机。)
<成型性的评价>
将蓄电器件用外包装材料裁切成长度(MD(Machine Direction)的方向)90mm×宽度(TD(Transverse Direction)的方向)150mm的长方形,制成试验样品。对于该样品,使用具有31.6mm(MD的方向)×54.5mm(TD的方向)的口径的矩形的成型模具(阴模,表面的JIS B0659-1:2002附录1(参考)比较用表面粗糙度标准片的表2所规定的最大高度粗糙度(Rz的公称值)为3.2μm。角R 2.0mm、棱线R1.0mm)和与其相对应的成型模具(阳模,表面的JIS B0659-1:2002附录1(参考)比较用表面粗糙度标准片的表2所规定的最大高度粗糙度(Rz的公称值)为1.6μm。角R 2.0mm、棱线R1.0mm),从0.5mm的成型深度开始以0.5mm单位改变成型深度,以按压压力(面压)0.25MPa分别对10个样品进行冷轧成型(导入1段成型)。此时,以热熔接性树脂层侧位于阳模侧的方式,将上述试验样品载置在阴模上进行成型。另外,阳模和阴模的间隙为0.3mm。对于冷轧成型后的样品,在暗室中利用钢笔手电筒照射光,利用光的透过确认铝合金箔是否产生了针孔或裂纹。将全部10个样品中铝合金箔均不产生针孔、裂纹的最深的成型深度设为Amm,将铝合金箔产生了针孔等的最浅的成型深度时产生了针孔等的样品的数量设为B个,将利用以下式算出的值四舍五入至小数点后第二位,作为蓄电器件用外包装材料的极限成型深度。分成基材层的厚度为20μm的情况和15μm的情况,分别如下所述将深度的基准判定为4级。将结果示于表1。
极限成型深度=Amm+(0.5mm/10个)×(10个-B个)
(基材层的厚度为20μm时的成型性评价基准)
A1:极限成型深度为7.5mm以上;
B1:极限成型深度为7.0mm以上且小于7.5mm;
C1:极限成型深度为6.5mm以上且小于7.0mm;
D1:极限成型深度小于6.5mm。
(基材层的厚度为15μm时的成型性评价基准)
A2:极限成型深度为6.5mm以上;
B2:极限成型深度为6.0mm以上且小于6.5mm;
C2:极限成型深度为5.5mm以上且小于6.0mm;
D2:极限成型深度小于5.5mm。
[表1]
关于实施例1~8的蓄电器件用外包装材料,可知基材层的上述规定的主轴方位在90°±30°的范围内,成型性优异。
另外,在上述的主轴方位的测定中,对基材层的相位差也进行了测定,可知实施例1的相位差为72.9nm、实施例2的相位差为196.4nm,实施例5的相位差为205.1nm,实施例6的相位差为49.8nm,实施例8的相位差为123.7nm,比较例1的相位差为228.7nm,即使相位差为210nm以下,蓄电器件用外包装材料的成型性也优异。
另外,为了参考,对于实施例1和比较例1中作为基材层使用的双轴拉伸尼龙膜,分别测定了拉伸断裂强度(MPa),实施例1的拉伸断裂强度在MD方向为270MPa,在TD方向为300MPa,与之相对,比较例1的拉伸断裂强度在MD方向为284MPa,在TD方向为320MPa。虽然比较例1的基材层的拉伸断裂强度的值比实施例1的基材层大,但比较例1的蓄电器件用外包装材料的成型性比实施例1差。
如上所述,本发明提供以下所示的方式的发明。
项1.一种蓄电器件用外包装材料,其由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向的方式配置上述基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
项2.如项1所述的蓄电器件用外包装材料,其中,上述基材层的厚度为10μm以上30μm以下。
项3.如项1或2所述的蓄电器件用外包装材料,其中,上述基材层包含聚酰胺膜和聚酯膜中的至少一方。
项4.如项1~3中任一项所述的蓄电器件用外包装材料,其中,上述叠层体的厚度为100μm以下。
项5.一种在由项1~4中任一项所述的蓄电器件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器件元件的蓄电器件。
项6.一种蓄电器件用外包装材料的制造方法,其包括至少依次叠层基材层、阻隔层和热熔接性树脂层而得到叠层体的工序,
上述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的主轴方位。
项7.一种蓄电器件用外包装材料,其由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
上述基材层的利用以下的测定方法测得的相位差为210nm以下。
[测定方法]
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以上述测定装置的上述照相机、上述基材层和上述光源位于一条直线上的方式,将上述基材层配置在上述照相机与上述光源之间,并以上述基材层的TD方向为0°方向、上述基材层的MD方向为90°方向的方式配置上述基材层时,向上述基材层的厚度方向照射上述光源的光,测定上述基材层的相位差。
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:蓄电器件用外包装材料。
Claims (6)
1.一种蓄电器件用外包装材料,其特征在于:
由至少依次具有基材层、阻隔层和热熔接性树脂层的叠层体构成,
所述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内,
测定方法:
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以所述测定装置的所述照相机、所述基材层和所述光源位于一条直线上的方式,将所述基材层配置在所述照相机与所述光源之间,并以所述基材层的TD方向为0°方向、所述基材层的MD方向为90°方向的方式配置所述基材层时,向所述基材层的厚度方向照射所述光源的光,测定所述基材层的主轴方位。
2.如权利要求1所述的蓄电器件用外包装材料,其特征在于:
所述基材层的厚度为10μm以上30μm以下。
3.如权利要求1或2所述的蓄电器件用外包装材料,其特征在于:
所述基材层包含聚酰胺膜和聚酯膜中的至少一方。
4.如权利要求1~3中任一项所述的蓄电器件用外包装材料,其特征在于:
所述叠层体的厚度为100μm以下。
5.一种蓄电器件,其特征在于:
在由权利要求1~4中任一项所述的蓄电器件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器件元件。
6.一种蓄电器件用外包装材料的制造方法,其特征在于:
包括至少依次叠层基材层、阻隔层和热熔接性树脂层而得到叠层体的工序,
所述基材层的利用以下的测定方法测得的主轴方位在90°±30°的范围内,
测定方法:
使用具有照相机和光源的主轴方位的测定装置,以所述测定装置的所述照相机、所述基材层和所述光源位于一条直线上的方式,将所述基材层配置在所述照相机与所述光源之间,并以所述基材层的TD方向为0°方向、所述基材层的MD方向为90°方向的方式配置所述基材层时,向所述基材层的厚度方向照射所述光源的光,测定所述基材层的主轴方位。
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