JP2001155697A - 電池外装袋用アルミラミネートフィルム - Google Patents
電池外装袋用アルミラミネートフィルムInfo
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Abstract
フィルムの性能低下を防止する。 【解決手段】 本発明は、電池の外装袋に使用されるア
ルミラミネートフィルムであって、特に、アルミ箔の、
少なくとも製袋時に上記電池の内部側を向く面に、上記
アルミ箔表面の化学変化による表面処理層が形成され、
更にシーラント層が形成されていることを特徴としてい
る。
Description
用されるアルミラミネートフィルムに係り、特に、電解
液による性能低下を防止するためのアルミラミネートフ
ィルムの改良に関する。
応じ、電池の容器として、従来の筐体に換え、袋体が使
用されつつある。また、この袋体の材料には、防水性や
遮光性等に優れた、アルミラミネートフィルムが使用さ
れている。
に有機電解質を使用した、リチウムイオン電池、リチウ
ムポリマー電池、あるいは電気二重層キャパシタ等の場
合、高温等の過酷な環境下では、電解液中のイオンが内
側から袋体の合成樹脂フィルムや接着剤層を透過してア
ルミラミネートフィルム内に浸入し、その結果、アルミ
ラミネートフィルム中のアルミ箔が劣化したり、アルミ
箔と内側の合成樹脂層との間の接着強度が低下し、この
部分で層間剥離を起こす恐れがあった。本発明は上記事
情に鑑みてなされたもので、電解液による、上記のよう
なフィルムの性能低下を防止することを目的としてい
る。
に使用されるアルミラミネートフィルムであって、アル
ミ箔の、少なくとも製袋時に電池の内部側を向く面に、
アルミ箔表面の化学変化による表面処理層が形成され、
更にシーラント層が積層されていることを特徴としてい
る。
和酸化処理し、その結果形成されたアルミニウムの水和
酸化物層を上記表面処理層とする。上記水和酸化物層
と、上記水和酸化物層表面の陽極酸化により形成された
化成処理層とから、上記表面処理層を構成してもよい。
箔表面の陽極酸化により形成された化成処理層とした
り、上記アルミ箔表面のクロメート処理により形成され
た化成処理層としてもよい。
記アルミ箔表面に形成された酸化皮膜を除去する除去処
理を施すことが望ましい。
て説明する。本発明に係るアルミラミネートフィルムの
構造の一例を以下に示す。このアルミラミネートフィル
ムは、電池の外装袋に使用されるもので、ポリエチレン
テレフタレート(PET)フィルム/アルミ箔/シーラ
ント層を、この順序で積層することにより形成されてい
る。
ルムでは、アルミ箔の、シーラント層を向く面(製袋時
に電池の内部側を向く面)に、アルミ箔表面の化学変化
による表面処理層が形成されている。表面処理層を形成
するための具体的な処理には、アルミ箔表面の水和酸化
処理の他、アルミ電解コンデンサ用アルミ箔に使用され
る陽極酸化に代表される、いわゆる化成処理、更には、
リン酸や有機酸を主成分とする非クロム酸系処理や、リ
ン酸クロメートやクロム酸クロメート等のクロム酸系処
理、あるいはリン酸亜鉛系処理等が挙げられる。しかし
ながら、処理工程で6価クロム等の有害物質を使用しな
い点では、水和酸化処理や陽極酸化による表面処理層の
形成が好ましい。
しては、例えば、アルミ箔に純水ボイルや蒸気処理等の
処理を施すことにより、アルミ箔の表面にアルミニウム
の水和酸化物層を形成させる方法が採用される。また、
陽極酸化による表面処理層の形成に際しては、例えば、
ホウ酸系化成液にアルミ箔を浸積し、定電圧化成法や定
電流化成法によりアルミ箔の表面に化成処理層を形成さ
せる方法が採用される。アルミ箔の表面に水和酸化物層
を形成し、その表面に更に陽極酸化による化成処理層を
形成してもよい。
着性向上のためには、表面処理層の形成に先立ち、大気
中の酸素との反応によりアルミ箔表面に形成された酸化
皮膜を除去する除去処理を施すことが望ましい。除去処
理を施したアルミ箔にシーラント層を積層しただけで
も、除去処理を施さずにアルミ箔にシーラント層を積層
した場合に比して、アルミ箔とシーラント層との接着性
が向上する。具体的な除去処理としては、例えば水酸化
ナトリウムを始めとするアルカリ水溶液によるアルミ箔
表面の洗浄が挙げられる。
には、ウレタン系接着剤やエポキシ系接着剤等によるド
ライラミネートや低密度ポリエチレン等による押出ラミ
ネート等の公知の方法が使用可能である。
融したシーラント樹脂を直接積層する押出ラミネート
や、ウレタン系接着剤等によるドライラミネート等が使
用可能である。ドライラミネート用接着剤としてエポキ
シ系接着剤を使用する場合、クロム化合物が添加された
エポキシ系塗料を接着剤として用いると、良好な接着性
が得られる。また、押出ラミネートやドライラミネート
の他、酸変性ポリオレフィン系接着剤を塗布し、乾燥さ
せた後にシーラント層を熱圧着する方法や、熱接着性樹
脂である酸変性ポリオレフィン系樹脂の層やフィルムを
介してシーラント層を熱圧着する方法等も使用可能であ
る。これらの方法のうち、電解液または電解液中のイオ
ンがシーラント層を透過して接着剤層に影響し、アルミ
箔とシーラント層との接着強度が低下することがあるの
で、シーラント層を、接着剤を使用することなく直接接
着することが望ましい。直接的な接着方法としては、上
記の熱接着の他、押出ラミネートにて接着する場合に
は、ラミネータの冷却ロールに高温の液体を流したり、
アルミ箔とシーラント層の少なくとも一方を加熱しなが
らラミネータに送る等の方法がある。
ィン系接着剤は、エチレンやプロピレンを主鎖に持つ重
合体や、これら及び/または他のモノマーとの共重合体
をカルボン酸等により酸変性させ、必要に応じ溶剤に分
散させてなるもので、具体的には、ポリエチレンやポリ
プロピレンを無水マレイン酸等で変性させた樹脂を高沸
点脂肪族炭化水素に分散させてなる接着剤が使用可能で
ある。このような接着剤は、例えば金属箔と樹脂層との
熱接着に使用されるヒートシール用フィルムやヒートシ
ール剤として公知のもので、医薬品用包装材であるPT
P(プレススルーパック)用のヒートシール剤としても
使用されている。これら接着剤の塗工量は、通常、乾燥
重量で0.1〜5g/m2程度が適当である。一方、熱
圧着に使用する上記熱接着性フィルムには、エチレンや
プロピレンを主鎖に持つ重合体や、これら及び/または
他のモノマーとの共重合体を無水マレイン酸等のカルボ
ン酸により変性させた樹脂をフィルム化したもの等が使
用可能である。
フィン系樹脂が使用される。ポリオレフィン系樹脂に
は、ポリプロピレンやLDPE、LLDPE等のポリエ
チレン、及びこれらにカルボキシル基が導入されたもの
等が使用可能であるが、耐熱性や接着安定性等を考慮す
ると、ポリプロピレンの使用が望ましい。特に、上記し
たように、アルミ箔とシーラント層とを酸変性ポリオレ
フィン系樹脂層による熱圧着にて接着する場合、シーラ
ント層及びポリオレフィン系樹脂の双方が、ポリプロピ
レン系樹脂を含有していると接着強度が向上する。
で、PETフィルムとアルミ箔との間にナイロンシート
を介在させてもよい。この場合、PETフィルムとナイ
ロンシート及びナイロンシートとアルミ箔との接着に際
しては、上記のような公知の接着剤や接着方法が使用可
能である。
ムを電池の外装袋に使用する場合には、アルミ箔に形成
された表面処理層が内部側を向くよう袋体を製袋し、形
成された袋体内に電極や電解質等から構成される電池の
本体を格納後、袋体を閉鎖する。こうして得られた電池
の電解液に有機電解質を使用した場合、高温等の過酷な
環境下では、上記従来の電池と同様、電解液中のイオン
が(ポリオレフィン系樹脂層及び)シーラント層を透過
して袋体内に浸入するが、アルミ箔には表面処理層が形
成されているので、アルミ箔が劣化することはない。
いると、電解液が浸入してもアルミ箔とシーラント層と
の間の接着強度が低下せず、よって層間剥離も起こらな
い。すなわち、上記構成を有するアルミラミネートフィ
ルムを電池の外装袋に使用することにより、電解液に有
機電解質を使用した場合でも、電解液によるフィルムの
性能低下が防止される。
説明する。実施例及び比較例として、PETフィルム
(厚さ12μm)/ウレタン系接着剤層(厚さ3μm)
/アルミ箔(厚さ40μm)/イ層(表面処理層)/ロ
層(接着剤層、厚さ3μm)/キャストポリプロピレン
(CPP)フィルム(シーラント層、厚さ50μm)か
らなる計13種のアルミラミネートフィルムを形成し
た。ここで、個々のアルミラミネートフィルムにおける
上記イ層及びロ層の組成(並びにイ層における表面処理
方法)は、下記の表1に示す通りである。
ィルムを使用し、CPPフィルムを最内層とする内寸4
0mm×50mmの三方袋を製袋し、個々の袋体内に電
解液(エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの
混合液にLiPF6の電解塩が混合されたもの。商品
名:三菱化学(株)製ソルライト)約2gを封入した
後、80℃のオーブン内に300時間放置した。そし
て、加熱処理前後のアルミラミネートフィルムのヒート
シール部をそれぞれ15mm幅に裁断し、引っ張り強度
試験機にて、速度300mm/分における引っ張り強度
を調査するとともに、加熱処理後における層間剥離の有
無を調査した。
体に対する調査結果を表1に示す。
すアルミラミネートフィルムを使用した場合には、加熱
処理による引っ張り強度の低下は少なく、かつ層間剥離
も観察されなかったのに対し、比較例に示すアルミラミ
ネートフィルムを使用した場合には、加熱処理後により
引っ張り強度が著しく低下し、かつ層間剥離が生じてい
ることがわかる。
ラミネートフィルムを電池の外装袋に使用することによ
り、電解液が浸入してもアルミ箔が劣化せず、かつアル
ミ箔と内側のシーラント層との間の接着強度の低下も少
ないため、層間剥離が起こりにくくなる。従って、本発
明に係るアルミラミネートフィルムを電池の外装袋に使
用することにより、電解液に有機電解質を使用した場合
でも、電解液によるフィルムの性能低下が防止される。
Claims (6)
- 【請求項1】 電池の外装袋に使用されるアルミラミネ
ートフィルムであって、 アルミ箔の、少なくとも製袋時に上記電池の内部側を向
く面に、上記アルミ箔表面の化学変化による表面処理層
が形成され、更にシーラント層が積層されていることを
特徴とする電池外装袋用アルミラミネートフィルム。 - 【請求項2】 上記表面処理層が、上記アルミ箔表面の
水和酸化処理により形成されたアルミニウムの水和酸化
物層であることを特徴とする請求項1に記載の電池外装
袋用アルミラミネートフィルム。 - 【請求項3】 上記表面処理層が、上記アルミ箔表面の
水和酸化処理により形成されたアルミニウムの水和酸化
物層と、この水和酸化物層表面の陽極酸化により形成さ
れた化成処理層とから構成されていることを特徴とする
請求項1に記載の電池外装袋用アルミラミネートフィル
ム。 - 【請求項4】 上記表面処理層が、上記アルミ箔表面の
陽極酸化により形成された化成処理層であることを特徴
とする請求項1に記載の電池外装袋用アルミラミネート
フィルム。 - 【請求項5】 上記表面処理層が、上記アルミ箔表面の
クロメート処理により形成された化成処理層であること
を特徴とする請求項1に記載の電池外装袋用アルミラミ
ネートフィルム。 - 【請求項6】 上記表面処理層の形成に先立ち、上記ア
ルミ箔表面に形成された酸化皮膜を除去する除去処理が
施されていることを特徴とする請求項1ないし5のいず
れか1項に記載の電池外装袋用アルミラミネートフィル
ム。
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