JP2002298796A - 外装材 - Google Patents

外装材

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JP2002298796A
JP2002298796A JP2001098914A JP2001098914A JP2002298796A JP 2002298796 A JP2002298796 A JP 2002298796A JP 2001098914 A JP2001098914 A JP 2001098914A JP 2001098914 A JP2001098914 A JP 2001098914A JP 2002298796 A JP2002298796 A JP 2002298796A
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aluminum foil
sealant layer
exterior material
plastic
boehmite
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JP2001098914A
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Shogo Sasaki
昌吾 佐々木
Kazunori Yamada
山田  和範
Toshiaki Watanabe
利昭 渡辺
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Tokai Aluminum Foil Co Ltd
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Tokai Aluminum Foil Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境汚染等の問題がなくがつアルミニウム箔
とシーラント層の剥離が殆ど生じない電池やキャパシタ
用に適した外装材を提供すること。 【解決手段】 プラスチックの保護層とプラスチックの
シーラント層の間にベーマイト処理されたアルミニウム
箔が積層されてなる外装材。本発明の外装材は耐電解液
性に優れ、剥離が生じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は外装材に関する。さ
らに詳しくは、耐電解液性が優れ、内部のシーラント層
の剥離を起こしにくく、キャパシタ、特に電池二重層キ
ャパシタ、又は二次電池用として好適な電池用外装材に
関する。
【0002】
【従来の技術】携帯電話等の電子機器の軽量化に伴い、
シート状のポリマーリチウム二次電池が広く用いられる
ようになってきている。ポリマー電池は、正極材と正極
集電体、負極材と負極集電体及び隔離材よりなり、これ
を外装材でパッケ−ジしている。外装材には、外部から
の水分侵入を防止するためのバリア性、リード線との密
着性に関係する金属シール性及び耐電解液性が優れてい
ることが要求される。
【0003】外装材としては、多くの場合、外側に保護
層、内側にシーラント層を積層したアルミニウム箔の積
層材が用いられている。保護層としてはナイロン、PE
T等のプラスチックフィルム、シーラント層としてはポ
リプロピレン等のプラスチックフィルムが用いられてい
る。保護層及びシーラント層とアルミニウム箔はウレタ
ン系接着剤を用いて所謂ドライラミネーションにより接
着されるのが普通である。
【0004】しかしながら、このような従来の外装材に
おいては、電池を使用しているうちにアルミニウム箔と
シーラント層が剥離し、液漏れを起こすようになるとい
う問題点があった。この問題の大きな原因の一つとし
て、LiPF6のような二次電池の電解液が関係してい
ることが考えられる。即ち、長期間の電池の使用におい
て、電解液あるいは電解液と微量の水分により発生する
フッ酸がシーラント層に徐々に浸透してアルミニウム箔
との界面に達し、アルミニウム箔表面を腐食させ、アル
ミニウム箔とシーラント層の接着強度を低下させるもの
と考えられる。
【0005】この問題を解決する技術として、特開20
00−357494公報には、表面にクロメート処理被
膜を設けたアルミニウム箔と酸変性ポリオレフィンフィ
ルムよりなる二次電池用外装材が開示されている。この
外装材は耐電解液性においては優れているが、クロメー
ト処理に際してクロム化合物を使用するため、環境問題
の点から好ましくない。
【0006】また、電池用のみならず、キャパシタの外
装材においても耐電解液性の優れた外装材が望まれてい
る。例えば、近年電気二重層キャパシタが電気自動車の
電源として注目されており、この外装材に耐電解液性の
優れた外装材が求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐電
解液性が優れ、アルミニウム箔とシーラント層の剥離が
殆ど生じないアルミニウム箔とプラスチックフィルムの
積層材よりなる外装材を提供することである。本発明の
他の目的は、製造工程等において環境汚染等の問題を生
じない外装材を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題の
解決について鋭意検討の結果、アルミニウム箔のシーラ
ント側表面をベーマイト処理することにより、電解液に
対する耐性が向上し、アルミニウム箔とシーラント層の
剥離が生じなくなることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、アルミニウム箔とプラスチックのシー
ラント層を含む積層材よりなり、アルミニウム箔の少な
くともシーラント側の面がベーマイト処理されてなる外
装材である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の外装材として用いられる
積層材は、アルミニウム箔とプラスチックのシーラント
層よりなる。好ましくはプラスチック又はコーティング
樹脂よりなる保護層とプラスチックのシーラント層の間
にアルミニウム箔が積層されてなるものである。
【0010】アルミニウム箔は空気中の水分等のバリア
層である。その厚さに特に制限はなく、目的に応じて適
宜定めればよいが、通常6〜150μmである。アルミ
ニウム箔の少なくとも内部の側となる面、即ちシーラン
ト層と接着する面はベーマイト処理がなされる。一般的
に、アルミニウムは75℃以上の水または水蒸気に触れ
ると、ベーマイト皮膜が生成するといわれており、例え
ば、脱イオン水や蒸留水を用いて加熱すると、表面にベ
ーマイト皮膜が形成されることは古くから知られてい
る。最近では、脱イオン水や蒸留水にアンモニアやアミ
ン類のようなアルカリ性物質を少量添加して微アルカリ
溶液を調整し、これを用いてベーマイト被膜を形成する
方法が行われている。このベーマイト被膜は、腐食環境
においてある程度耐食性を持つといわれ、風呂釜やラジ
エーターに用いられるアルミニウム製熱交換器に耐食性
処理として施されている。本発明におけるベーマイト処
理は、このような一般的に用いられるベーマイト処理で
差し支えない。ベーマイト処理層の厚さは特に制限はな
いが、通常0.01〜2μmであり、好ましくは0.1
〜0.5μmである。ベーマイト処理は、アルミニウム
箔のシーラント層と接着する面のみでもよく、両面に施
しても差し支えない。
【0011】シーラント層は、電池をパッケージする際
の熱封緘材であり、リード線部分からの液漏れが生じな
いように金属との密着性がよく、且つ耐電解液性が優れ
たプラスチックであることが好ましい。このようなプラ
スチックとしては、酸変性ポリプロピレン、アイオノマ
ー、エチレン・アクリル酸共重合樹脂、エチレン・メタ
アクリル酸共重合樹脂、エチレン・エチルアクリレート
共重合樹脂、エチレンメチルメタアクリレート共重合樹
脂等が例示でき、マレイン酸変性ポリプロピレンが好ま
しい。シーラント層の厚さに特に制限はないが、通常2
0〜200μmである。
【0012】保護層は、外部からの衝撃により、外装材
の破裂、切れ、ピンホールの発生を防ぐものである。ナ
イロン、PET、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐
突き刺し性、成形性のよいプラスチックやコーティング
樹脂が用いられる。保護層の厚さに特に制限はないが、
通常1〜200μmである。保護層に印刷を施したり、
その表面にさらに他のプラスチックフィルムや紙を積層
しても差し支えない。
【0013】本発明の外装材として用いられる積層材
は、アルミニウム箔にシーラント層を積層したものであ
り、好ましくは保護層とアルミニウム箔とシーラント層
を積層したものである。ベーマイト処理したアルミニウ
ム箔とシーラント層の貼り合わせは、熱接着により行う
のが好ましい。ウレタン系の接着剤を用いた所謂ドライ
ラミネートで行うと、接着剤が電解液で膨潤し、アルミ
ニウム箔とシーラント層が剥離することがある。本発明
者はこの点についてさらに検討した結果、接着剤を用い
ずに単に熱接着を行うことにより、耐電解液性が著しく
改善されることを見出したものである。
【0014】アルミニウム箔と保護層との接着法には特
に制限はなく、例えばウレタン系接着剤を用いたドライ
ラミネートで接着して差し支えない。また、押出ラミネ
ートでもよい。あるいは、コーティング樹脂を塗布して
もよい。
【0015】本発明の外装材を用いて、例えば二次電池
を製造するには、一例として次のようにして行う。本発
明の外装材を所定のサイズの長方形に切断し、中心線か
らシーラント層が内側になるように折り返し、両側の辺
をヒートシールして、一辺が開いた長方形の袋とする。
この袋に、正極集電体と正極材、隔離材及び負極集電体
と負極材とを積層し、電解質で含浸して活性化して挿入
する。最後にリード線を袋の外部に出して、残った一辺
をヒートシールする。
【0016】本発明の外装材においてシーラント層の接
着強度が優れている理由は必ずしも明らかではないが、
ベーマイト処理によりアルミニウム箔表面に不活性なA
23・H2O皮膜が形成されることに加え、アルミニ
ウム箔表面に微細な窪みが形成され、アンカー効果によ
りシーラント層との接着力が増大し、特に熱接着したと
きに該アンカー効果が顕著に発揮されるものと推測され
る。
【0017】このように本発明の外装材は耐電解液性が
従来の外装材に比し著しく優れているので、電池の外装
材やキャパシタの外装材として、特に二次電池や電気二
重層キャパシタの外装材として、就中二次電池の外装材
として適したものである。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例で説明するが、本発明
はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【0019】実施例1 95℃の0.3%のアンモニア水に、厚さ50μmのア
ルミニウム箔を約10分浸漬し、ベーマイト処理を行っ
た。ベーマイト皮膜の厚さは約0.3μmであった。こ
のベーマイト処理したアルミニウム箔の片面に、シーラ
ント層として厚さ80μmの無水マレイン酸変性ポリプ
ロピレンフィルムをラミネーターで熱接着した。熱接着
条件は、ラミネーターロール表面温度200℃、圧力
0.4MPa、速度1500mm/minとした。ま
た、他の面にはウレタン系接着剤を塗布量2g/m2
厚さに塗布し、100℃で15秒乾燥させた後、保護層
として厚さ25μmのPETフィルムを貼り合わせ、二
次電池用外装材を得た。
【0020】比較例1 アルミニウム箔に、下地処理として燐酸クロメート(C
r塗布量20g/m2)処理を施し、実施例1と同様の
方法で、二次電池用外装材を得た. 比較例2 アルミニウム箔に、下地処理としてアンモニウムジルコ
ニウムカーボネートとポリアクリル酸を主成分とする水
溶液(ジルコニウム処理液)を塗布(Zr塗布量=20
mg/m2)し、ジルコニウム処理を行い、他は実施例
1と同様の方法で、二次電池用外装材を得た. 比較例3 アルミニウム箔に、下地処理として塗布型エポキシ樹胞
を塗布(塗布量=2g/m2)、180℃で20秒焼付
けを行い、他は実施例と同様の方法で、二次電池用外装
材を得た. 比転例4 アルミニウム箔に下地処理を施さず、直接無水マレイン
酸変性ポリプロピレンフィルムを熱接着で貼り合わせ、
他は実施例1と同様の方法で、二次電池用外装材を得
た。
【0021】評価例1 実施例1及び仕較例1〜4で作成した二次電池用外装材
から、12cm×12cmの正方形片を切り出した。各
々の長方形片中央から、シーラント層が内側となるよう
に折り曲げ、両側の辺を巾10mmでヒートシールし
て、長方形状袋を得た。ヒートシールの条件は、温度2
00℃、圧力0.3MPa、時間1秒間とした。この袋
の口から、EC(エチレンカーボネート)/DMC(ジ
メチルカーボネート)=1/2(容積比)にLiPF6
(六弗化燐酸リチウム)を1モル/リットルになるよう
に溶解した電解液を注入した。最後に袋の口を、前の条
件と同一条件でヒートシールし、試験体を得た。なおこ
のような試験体を、実施例及び各比較例につき2個ずつ
準備した。
【0022】各試験体を温度60℃、湿度90%RHの
雰囲気下で放置し、放置24時間後、及び10日後の試
験体から、巾15mmの短冊片を裁断し、アルミニウム
箔と無水マレイン酸変性ポリプロビレンフィルム単層間
の剥離強度を測定した。その結果を表1の剥離強度(N
/15mm)として示す。剥離試験条件は、10mm/
min、T字Peelである。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】実施例1及び比較例1〜4を対比すれば
明らかなとおり、ベーマイト処理よってベーマイト皮膜
を設けたアルミニウム箔を用いれば、処理を施していな
いアルミニウム箔、ジルコニウム化成処理皮膜を設けた
アルミニウム箔、及びエポキシでコーティングをしたア
ルミニウム箔に比べて、六弗化燐酸リチウムを含む電解
液と接触しても、シーラントフィルム層とアルミニウム
箔とが剥離しにくいことが分かる。また、同効果が燐酸
クロメート処理にも見られるが、クロムを使用する処理
の為、環境に対する不可が大きい。しかし、ベーマイト
処理ならば環境に優しく、且つ比較例2〜4に係わるも
のを用いた場合に比べて、使用中等に電解液の漏れが生
じにくい二次電池用外装材が得られることが分かる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年12月11日(2001.12.
11)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】 電池用又はキャパシタ用である請求項1
又は2の外装材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 利昭 神奈川県足柄下郡湯河原町吉浜1994−26 Fターム(参考) 4F100 AB10A AB33A AK01B AK01C AK07 AK42 AL06 BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B BA10C CB00 EH23 EH46C GB41 JB01 JL11 5H011 AA17 BB04 CC02 CC06 CC10 DD09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム箔とプラスチックのシーラ
    ント層を含む積層材よりなり、アルミニウム箔の少なく
    ともシーラント側の面がベーマイト処理されてなる外装
    材。
  2. 【請求項2】 積層材はプラスチック又はコーティング
    樹脂よりなる保護層とプラスチックのシーラント層の間
    にアルミニウム箔が積層されてなる請求項1の電池用外
    装材。
  3. 【請求項3】 アルミニウム箔とシーラント層が熱接着
    により貼り合わされて積層されてなる請求項1または2
    の外装材。
  4. 【請求項4】 電池用又はキャパシタ用である請求項
    1,2又は3の外装材。
JP2001098914A 2001-03-30 2001-03-30 外装材 Pending JP2002298796A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014175121A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 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
JP2017076532A (ja) * 2015-10-15 2017-04-20 凸版印刷株式会社 蓄電装置用外装材、及びそれを用いた蓄電装置
JP2017126490A (ja) * 2016-01-14 2017-07-20 凸版印刷株式会社 蓄電装置用外装材、及びそれを用いた蓄電装置
CN108140749A (zh) * 2015-10-15 2018-06-08 凸版印刷株式会社 蓄电装置用封装材料、及使用其的蓄电装置

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