JP2010086744A - Packing material for battery outer package - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a packing material for an electro-chemical cell, applicable to an outer package for housing airtightly an electro-chemical cell body such as a lithium ion battery body, a capacitor and an electric double layered capacitor, and excellent in heat resistance, electrolyte solution resistance, anti-gas permeability and moldability. <P>SOLUTION: The packing material for the electro-chemical cell applicable to the outer package for housing airtightly by heat-sealing an peripheral part an electro-chemical cell body containing a cathode made of an cathode active material and a cathode collector, an anode made of an anode active material and an anode collector, and electrolyte filled between the cathode and the anode is formed and composed of at least a base material layer, a metal foil layer with a chemical-treated surface, an acid-denaturated polyolefin layer and a thermal adhesive resin layer, laminated in order. The acid-denaturated polyolefin layer is formed of an acid-denaturated polypropylene of a melting point 145-165°C and the thermal adhesive resin layer is formed of polypropylene. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、安定した耐熱性、耐電解液性、耐ガス透過性、成形性を示す電池化学セル用包装材料に関する。   The present invention relates to a packaging material for battery chemical cells that exhibits stable heat resistance, electrolytic solution resistance, gas permeability resistance, and moldability.

電子機器の小型化、軽量化、薄型化、ポータブル化が進み、近年では、携帯電話、ノート型パソコンなどのモバイル情報機器が普及するに至っている。それに伴って、これらの電子機器の電源として用いられている電池にも、小型化、軽量化、薄型化、高性能化が求められるようになっている。   As electronic devices have become smaller, lighter, thinner, and portable, mobile information devices such as mobile phones and notebook computers have become popular in recent years. Accordingly, batteries used as power sources for these electronic devices are required to be smaller, lighter, thinner, and have higher performance.

電子機器用の電池としては、高エネルギー密度二次電池が適している。そのため、単位重量及び単位体積当たりの放電容量が大きく、かつ高い電圧を可能とする電極活物質の開発が進められ、非水電解質を用いたリチウムイオン二次電池などの非水電解質電池が実用化されるに至っている。リチウムイオン二次電池などの高性能二次電池では、充放電に金属リチウムまたはこれと同等の電位を有する材料を用いるため、水溶液電解質を用いることができず、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した有機電解液などの非水電解質が用いられている。このような非水電解質を用いた高性能二次電池は、非水電解質電池と呼ばれている。   A high energy density secondary battery is suitable as a battery for electronic equipment. For this reason, the development of electrode active materials that have a large discharge capacity per unit weight and unit volume and enable a high voltage has been promoted, and non-aqueous electrolyte batteries such as lithium ion secondary batteries using non-aqueous electrolytes have been put to practical use. Has been done. In high-performance secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, metal lithium or a material having the same potential is used for charging and discharging, so an aqueous electrolyte cannot be used. For example, a lithium salt is dissolved in an organic solvent. Nonaqueous electrolytes such as organic electrolytes are used. Such a high-performance secondary battery using a non-aqueous electrolyte is called a non-aqueous electrolyte battery.

非水電解質電池として代表的なリチウムイオン二次電池は、正極、負極、セパレーター、及び非水電解質を備えており、リチウムイオンの移動により電流を発生する電池である。正極及び負極は、一般に、集電体と呼ばれている金属箔やエクスパンテッドメタルなどの金属基材上に、活物質層が形成された構造を有している。   A typical lithium ion secondary battery as a nonaqueous electrolyte battery includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, and generates a current by movement of lithium ions. The positive electrode and the negative electrode generally have a structure in which an active material layer is formed on a metal substrate such as a metal foil or expanded metal called a current collector.

正極としては、アルミニウム、ニッケルなどから形成された正極集電体上に、金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料などの正極活物質からなる層を形成したものが用いられている。負極としては、銅、ニッケル、ステンレスなどから形成された負極集電体上に、リチウム金属、リチウム合金、カーボンブラック、ポリアクリロニトリル等の高分子負極材料などの負極活物質からなる層を形成したものが用いられている。   As the positive electrode, a layer made of a positive electrode active material such as a polymer positive electrode material such as metal oxide, carbon black, metal sulfide, polyacrylonitrile, etc. is formed on a positive electrode current collector formed of aluminum, nickel, or the like. Is used. As a negative electrode, a negative electrode current collector formed of copper, nickel, stainless steel, or the like, and a layer made of a negative electrode active material such as a polymer negative electrode material such as lithium metal, lithium alloy, carbon black, or polyacrylonitrile is formed. Is used.

セパレーター材料としては、有機電解液を用いたリチウムイオン二次電池ではポリエチレン系微多孔膜が主流である。ポリマー電池用では、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリルなどに電解液を含浸させたゲル化シートが用いられている。非水電解質としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル等のカーボネート系電解液;リチウム塩からなる無機固体電解質;ゲル電解質などが用いられている。   As a separator material, a polyethylene microporous film is mainly used in a lithium ion secondary battery using an organic electrolyte. For polymer batteries, gelled sheets obtained by impregnating polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylate, polyacrylonitrile, or the like with an electrolytic solution are used. As the nonaqueous electrolyte, carbonate-based electrolytes such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate; inorganic solid electrolytes composed of lithium salts; gel electrolytes, and the like are used.

非水電解質電池は、パソコン、携帯端末装置(例えば、携帯電話、PDA)、ビデオカメラ、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、人工衛星等の電源として用いられている。   Nonaqueous electrolyte batteries are used as power sources for personal computers, mobile terminal devices (for example, mobile phones and PDAs), video cameras, electric vehicles, energy storage batteries, robots, and satellites.

非水電解質電池は、正極、負極、セパレーター、及び非水電解質を外装体内に密封したものである。従来、外装体として、金属をプレス加工して円筒状または直方体状の容器に成形した金属製缶が用いられていた。しかし、金属製缶は、小型化、軽量化、薄型化に限界があり、しかも容器外壁がリジッドであるため、電池形状の自由度が小さく、ひいては、該電池を収容する電子機器の形状の自由度が小さくなるという問題があり、近年、金属製缶に替わって多層フィルムが包装材料として用いられる傾向にある。   A nonaqueous electrolyte battery is a battery in which a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte are sealed in an outer package. Conventionally, as an exterior body, a metal can formed by pressing a metal into a cylindrical or rectangular parallelepiped container has been used. However, metal cans are limited in size, weight, and thickness, and because the outer wall of the container is rigid, the degree of freedom of the battery shape is small, and as a result, the shape of the electronic device that houses the battery is free. In recent years, multilayer films tend to be used as packaging materials in place of metal cans.

図4は従来の包装材料30の層構成を示す断面図であり、図4に示すように、従来の包装材料30は、少なくとも基材層31、金属箔層32、熱接着性樹脂層35で構成され、金属箔層32表面には化成処理層33が形成されるとともに、金属箔層32と熱接着性樹脂層35とは酸変性ポリオレフィン層34により接着されている。また、基材層31と金属箔層32は接着剤層37により接着されている。また、この包装材料30を袋状に形成し電池本体を収納するパウチタイプ、または、包装材料30をプレス加工して凹部を形成し、凹部に電池本体を収納するエンボスタイプの電池用外装体が形成される。   4 is a cross-sectional view showing a layer structure of a conventional packaging material 30. As shown in FIG. 4, the conventional packaging material 30 includes at least a base material layer 31, a metal foil layer 32, and a thermal adhesive resin layer 35. The chemical conversion treatment layer 33 is formed on the surface of the metal foil layer 32, and the metal foil layer 32 and the heat-adhesive resin layer 35 are bonded by an acid-modified polyolefin layer 34. Further, the base material layer 31 and the metal foil layer 32 are bonded by an adhesive layer 37. Also, there is a pouch type in which the packaging material 30 is formed in a bag shape and the battery body is accommodated, or an embossed type battery exterior body in which the packaging material 30 is pressed to form a recess and the battery body is accommodated in the recess. It is formed.

図5は、従来のパウチタイプのリチウムイオン電池41の斜視図であり、図6は、図5に示したパウチタイプのリチウムイオン電池41を分解して示す分解斜視図である。図5及び図6に示すように、パウチタイプのリチウムイオン電池41は最内層の熱接着性樹脂層35(図4参照)同士を重ね合わせ、外装体40の周縁部であるヒートシール部40aをヒートシールすることによりパウチタイプの外装体40が形成され、外装体40内にリチウムイオン電池本体42を収納し、開口部をヒートシールしてリチウムイオン電池本体42を密封収納する。   FIG. 5 is a perspective view of a conventional pouch-type lithium ion battery 41, and FIG. 6 is an exploded perspective view showing the pouch-type lithium ion battery 41 shown in FIG. 5 in an exploded manner. As shown in FIGS. 5 and 6, the pouch-type lithium ion battery 41 has the innermost heat-adhesive resin layer 35 (see FIG. 4) overlapped with each other, and a heat seal portion 40 a that is a peripheral portion of the exterior body 40. The pouch-type exterior body 40 is formed by heat sealing, the lithium ion battery main body 42 is accommodated in the exterior body 40, the opening is heat sealed, and the lithium ion battery main body 42 is hermetically stored.

また、図7は従来のエンボスタイプのリチウムイオン電池51の斜視図であり、図8は図7に示したエンボスタイプのリチウムイオン電池51を分解して示す分解斜視図である。図7及び図8に示すように、エンボスタイプのリチウムイオン電池51はエンボス部が形成されたトレイ50tの内部にリチウムイオン電池本体52を収納し、トレイ50tとシート50sの熱接着性樹脂層35(図4参照)同士を重ね合わせ外装体50の周縁部であるヒートシール部50aをヒートシールすることにより、トレイ50tとシート50sから構成されるエンボスタイプの外装体50内部にリチウムイオン電池本体52を密封収納する。   FIG. 7 is a perspective view of a conventional embossed lithium ion battery 51, and FIG. 8 is an exploded perspective view of the embossed lithium ion battery 51 shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the embossed type lithium ion battery 51 accommodates a lithium ion battery main body 52 inside a tray 50t in which an embossed portion is formed, and the thermoadhesive resin layer 35 between the tray 50t and the sheet 50s. (Refer to FIG. 4). The heat seal part 50a, which is the peripheral part of the outer package 50, is overlapped with each other and heat-sealed, so that the lithium ion battery main body 52 is placed inside the embossed outer package 50 composed of the tray 50t and the sheet 50s. Store sealed.

なお、リチウムイオン電池本体42、52は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と(いずれも図示せず)を含むセル(蓄電部)と、セル内の正極及び負極に連結されるとともに先端が外装体40、50の外部に突出する金属端子44、54から構成されている。   The lithium ion battery bodies 42 and 52 include a positive electrode made of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode made of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode (both A cell (power storage unit) including a cell (not shown), and metal terminals 44 and 54 that are connected to a positive electrode and a negative electrode in the cell and protrude from the exterior bodies 40 and 50 to the outside.

また、図9は従来のエンボスタイプのリチウムイオン電池61の斜視図であり、図10はリチウムイオン電池61のB−B’における断面図である。図10に示すように、外装体60は最内層の熱接着性樹脂層35同士を重ね合わせ、外装体60の周縁部をヒートシールすることにより外装体周縁部(ヒートシール部60a)を接着し、ヒートシール以外の第1領域60bにリチウムイオン電池本体62を密封収納している。しかし、第1領域60bにおいて、リチウムイオン電池61の長期間の使用又は急速な充電により、リチウムイオン電池本体62が発熱し、外装体60の最内層に配された熱接着性樹脂層35の一部が溶融することがある。このとき、外装体60内部に充填された電解質が溶融した熱接着性樹脂層35の一部から金属箔層32に浸透し、リチウムイオン電池61は短絡を発生することが問題となっていた。   9 is a perspective view of a conventional embossed lithium ion battery 61, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the lithium ion battery 61 taken along the line B-B '. As shown in FIG. 10, the outer package 60 is bonded to the outer peripheral portion (heat seal portion 60 a) by superposing the innermost thermoadhesive resin layers 35 and heat-sealing the peripheral portion of the outer package 60. The lithium ion battery main body 62 is hermetically housed in the first region 60b other than the heat seal. However, in the first region 60 b, the lithium ion battery main body 62 generates heat due to long-term use or rapid charging of the lithium ion battery 61, and one of the thermoadhesive resin layers 35 disposed in the innermost layer of the exterior body 60. The part may melt. At this time, there has been a problem that the electrolyte filled in the exterior body 60 penetrates into the metal foil layer 32 from a part of the molten heat-adhesive resin layer 35 and the lithium ion battery 61 generates a short circuit.

一方、熱接着性樹脂層35が容易に溶融しないよう、熱接着性樹脂層35に耐熱性に優れた樹脂を使用した場合、ヒートシール時の温度を高く設定する必要があり、外装体60の製造効率が低下するという問題があった。そこで、これらの問題を解決するため、従来、熱接着性樹脂層35と金属箔層32との間に耐熱性に優れた4−メチル−1−ペンテン系樹脂からなる絶縁性樹脂層を介在させることにより、リチウムイオン電池本体62が発熱し、外装体60の最内層に配された熱接着性樹脂層35の一部が溶融した場合でも、絶縁性樹脂層が溶融することなく、外装体60内部に充填された電解液が溶融した熱可塑性樹脂層35の一部から金属箔層32に浸透しリチウムイオン電池61が短絡することを防止した包装材料が提案されている。(例えば、特許文献1)
特開2002−151023号公報
On the other hand, when a resin having excellent heat resistance is used for the heat-adhesive resin layer 35 so that the heat-adhesive resin layer 35 is not easily melted, it is necessary to set a high temperature during heat sealing. There was a problem that the production efficiency was lowered. Therefore, in order to solve these problems, conventionally, an insulating resin layer made of 4-methyl-1-pentene resin having excellent heat resistance is interposed between the thermal adhesive resin layer 35 and the metal foil layer 32. Thus, even when the lithium ion battery main body 62 generates heat and a part of the heat-adhesive resin layer 35 disposed on the innermost layer of the outer package 60 is melted, the insulating resin layer is not melted and the outer package 60 is melted. There has been proposed a packaging material that prevents the lithium ion battery 61 from being short-circuited by penetrating the metal foil layer 32 from a part of the thermoplastic resin layer 35 in which the electrolyte filled therein is melted. (For example, Patent Document 1)
JP 2002-151023 A

しかし、熱接着性樹脂層35と金属箔層32との間に4−メチル−1−ペンテン系樹脂からなる絶縁性樹脂層を介在させた包装材料においては、4−メチル−1−ペンテン系樹脂は、金属箔層及び熱接着性樹脂層として主に用いられるポリオレフィン系樹脂と接着性に低いため、4−メチル−1−ペンテン系樹脂からなる絶縁性樹脂層を熱接着性樹脂層35と金属箔層32との間に介在させた場合、接着剤層としてポリオレフィンポリオールとイソシアネート系硬化剤からなる接着剤を設ける必要があり、この場合、新たに設けた接着剤層は水蒸気ガスバリア性及び耐電解液性に劣るため、包装材料全体に安定した水蒸気ガスバリア性、耐電解液性を付与することができないという問題があった。さらに、4−メチル−1−ペンテン系樹脂からなる絶縁性樹脂層を熱接着性樹脂層35と金属箔層32との間に介在させた場合、包装材料をプレス成形加工しトレイを成形する際、金属箔層32と絶縁性樹脂層とは延伸性が異なり、絶縁性樹脂層に十分な追従性がないため、所定深さに成形できなかったり成形後の稜線部および角部がシャープに成形できない場合が発生しやすくなり、成形性が低下することが問題となっていた。   However, in a packaging material in which an insulating resin layer made of 4-methyl-1-pentene resin is interposed between the thermal adhesive resin layer 35 and the metal foil layer 32, 4-methyl-1-pentene resin is used. Is low in adhesiveness with polyolefin resin mainly used as a metal foil layer and a heat-adhesive resin layer. Therefore, an insulating resin layer made of 4-methyl-1-pentene resin is used as a metal with a heat-adhesive resin layer 35 and a metal. When interposed between the foil layer 32 and the adhesive layer, it is necessary to provide an adhesive comprising a polyolefin polyol and an isocyanate curing agent as an adhesive layer. In this case, the newly provided adhesive layer has a water vapor gas barrier property and electrolysis resistance. Since the liquidity is inferior, there has been a problem that it is impossible to impart stable water vapor gas barrier properties and electrolytic solution resistance to the entire packaging material. Further, when an insulating resin layer made of 4-methyl-1-pentene resin is interposed between the thermal adhesive resin layer 35 and the metal foil layer 32, the packaging material is press-molded to form a tray. The metal foil layer 32 and the insulating resin layer are different in stretchability, and the insulating resin layer does not have sufficient followability. Therefore, the metal foil layer 32 and the insulating resin layer cannot be molded to a predetermined depth, or the ridge and corners after molding are sharply formed. In some cases, this is not easy to occur, and the moldability deteriorates.

また、上記リチウムイオン電池本体42、52,62を外装体40、50、60に収納する場合の他、キャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学セル本体を収納し密封シールした場合にも同様の問題が生じていた。   In addition to the case where the lithium ion battery main body 42, 52, 62 is accommodated in the outer body 40, 50, 60, the same applies to the case where an electrochemical cell main body such as a capacitor or an electric double layer capacitor is accommodated and hermetically sealed. There was a problem.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、リチウムイオン電池本体、キャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学セル本体を密封収納する外装体に用いられ、耐熱性、耐電解液性、水蒸気ガスバリア性、成形性に優れる電気化学セル用包装材料を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above problems, the present invention is used in an exterior body for hermetically storing an electrochemical cell body such as a lithium ion battery body, a capacitor, and an electric double layer capacitor, and has heat resistance, electrolyte resistance, water vapor gas barrier property, It aims at providing the packaging material for electrochemical cells which is excellent in a moldability.

上記課題を解決するため、請求項1記載の電気化学セル用包装材料では、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、前記正極及び前記負極間に充填される電解質と、を含む電気化学セル本体を収納し周縁部をヒートシールすることで前記電気化学セル本体を内部に密封収納する外装体に用いられ、基材層と、表面に化成処理が施された金属箔層と、酸変性ポリオレフィン層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、前記酸変性ポリオレフィン層が融点が145℃〜165℃である酸変性ポリプロピレンにより形成されており、前記熱接着性樹脂層がポリプロピレンにより形成されていることを特徴としている。このように構成することにより、表面に化成処理が施された金属箔層とポリプロピレンからなる熱接着性樹脂層との間に、融点が145℃〜165℃である酸変性ポリプロピレンからなる酸変性ポリオレフィン層が介在しているため、外装体内部で電解質を含む電気化学セル本体が発熱し、最内層の熱接着性樹脂層が溶融した場合でも、耐熱性を有する酸変性ポリオレフィン層が溶融することがなく、金属箔層が表出することが防止できる。このため、溶融した熱接着性樹脂層の一部から金属箔層に浸透しようとする電解質を耐熱性を有する酸変性ポリオレフィン樹脂層が遮断し、電解質と金属箔層との接触を原因とする電気化学セルの短絡を防止することができる。したがって、本構成の電気化学セル用包装材料は優れた耐熱性を有し、本構成の電気化学セル用包装材料を用いて作成された外装体は外装体内部の発熱に対して優れた絶縁性を有する。   In order to solve the above problems, in the packaging material for an electrochemical cell according to claim 1, a positive electrode comprising a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode comprising a negative electrode active material and a negative electrode current collector, the positive electrode and the positive electrode And an electrolyte filled between the negative electrodes, and is used in an exterior body that houses the electrochemical cell body in a sealed manner by heat-sealing the peripheral portion, and a base material layer on the surface. A packaging material for an electrochemical cell comprising a metal foil layer subjected to a chemical conversion treatment, an acid-modified polyolefin layer, and a heat-adhesive resin layer, which are sequentially laminated, wherein the acid-modified polyolefin layer has a melting point. Is made of acid-modified polypropylene having a temperature of 145 ° C. to 165 ° C., and the heat-adhesive resin layer is made of polypropylene. By comprising in this way, the acid-modified polyolefin which consists of acid-modified polypropylene whose melting | fusing point is 145 to 165 degreeC between the metal foil layer by which the chemical conversion treatment was performed on the surface, and the heat-adhesive resin layer which consists of polypropylene Because the layer is interposed, the heat-resistant acid-modified polyolefin layer may melt even when the electrochemical cell body containing the electrolyte generates heat inside the outer package and the innermost thermoadhesive resin layer melts. It is possible to prevent the metal foil layer from being exposed. For this reason, the heat-resistant acid-modified polyolefin resin layer blocks the electrolyte that is about to penetrate into the metal foil layer from a part of the molten heat-adhesive resin layer, and the electric current caused by the contact between the electrolyte and the metal foil layer Short circuit of the chemical cell can be prevented. Therefore, the packaging material for electrochemical cells of this configuration has excellent heat resistance, and the exterior body made using the packaging material for electrochemical cells of this configuration has excellent insulation against the heat generation inside the exterior body. Have

また、従来のように、中間層として耐熱性樹脂フィルムを介在させる場合に比べて、金属箔層と熱接着性樹脂層との接着性に与える影響が少ない。このため、本構成の電気化学セル用包装材料はプレス成形性が低下することを防止できる。
以上のように、本発明によれば、表面に化成処理を施した金属箔層と熱接着性樹脂層との間に耐熱性の高い酸変性ポリオレフィン層を介在させることにより、耐熱性、耐電解液性、水蒸気ガスバリア性、成形性に優れた電気化学セル用包装材料を提供することができる。
Moreover, compared with the case where a heat resistant resin film is interposed as an intermediate | middle layer like the past, it has little influence on the adhesiveness of a metal foil layer and a heat bondable resin layer. For this reason, the packaging material for electrochemical cells of this configuration can prevent the press formability from decreasing.
As described above, according to the present invention, an acid-modified polyolefin layer having high heat resistance is interposed between the metal foil layer subjected to chemical conversion treatment on the surface and the heat-adhesive resin layer. It is possible to provide a packaging material for an electrochemical cell excellent in liquidity, water vapor gas barrier property, and moldability.

本発明は、耐熱性、耐ガス透過性、成形性に優れる電気化学用包装材料である。以下に、図面を用いて、本発明の電気化学セル用包装材料について、詳細に説明する。   The present invention is an electrochemical packaging material excellent in heat resistance, gas permeability resistance and moldability. Below, the packaging material for electrochemical cells of this invention is demonstrated in detail using drawing.

図1は、本発明に係る電気化学セル用包装材料10の一部分の層構成を示す断面図であり、図1を用いて本発明の電気化学セル用包装材料10を構成する各層の材料について説明する。本発明の電気化学セル用包装材料10は最外層に基材層11、最内層に熱接着性樹脂層15、その間に金属箔層12が配されたものであり、熱接着性樹脂層15と金属箔層12は酸変性ポリオレフィン層14を介して接着している。また、基材層11と金属箔層12は接着剤層17を介して接着されている。なお、本発明の電気化学セル用包装材料10は上記各層を含むとともに各層間に異なる層を介在させた場合も本発明の技術範囲に含むものとする。
また、図2は本発明の電気化学セル用包装材料10を用いて形成されたパウチ型の外装体20内にリチウムイオン電池本体22(図2中、不図示)を収納したリチウムイオン電池21の斜視図であり、図3は図2中のリチウムイオン電池21のA−A’における断面図である。図2及び図3に示すように、外装体20は金属端子24を挟持した状態で、その挟持部分を含む周縁部がヒートシールされ(以下、ヒートシールされた部分をヒートシール部20aとする)、外装体20内部に電解質を含むリチウムイオン電池本体22を密封収納している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of the layer structure of a packaging material 10 for an electrochemical cell according to the present invention, and the material of each layer constituting the packaging material 10 for an electrochemical cell of the present invention will be described with reference to FIG. To do. The packaging material 10 for an electrochemical cell of the present invention has a base material layer 11 as an outermost layer, a heat-adhesive resin layer 15 as an innermost layer, and a metal foil layer 12 disposed therebetween. The metal foil layer 12 is bonded via the acid-modified polyolefin layer 14. Moreover, the base material layer 11 and the metal foil layer 12 are bonded via an adhesive layer 17. In addition, the packaging material 10 for electrochemical cells of the present invention includes the above-described layers and includes the case where different layers are interposed between the respective layers in the technical scope of the present invention.
2 shows a lithium ion battery 21 in which a lithium ion battery main body 22 (not shown in FIG. 2) is housed in a pouch-type outer package 20 formed using the packaging material 10 for electrochemical cells of the present invention. FIG. 3 is a perspective view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the lithium ion battery 21 in FIG. 2. As shown in FIGS. 2 and 3, the outer body 20 is in a state where the metal terminal 24 is sandwiched, and the peripheral portion including the sandwiched portion is heat-sealed (hereinafter, the heat-sealed portion is referred to as a heat-sealed portion 20 a). The lithium ion battery main body 22 containing the electrolyte is hermetically housed inside the outer package 20.

次に、図1に示した本発明に係る電気化学セル用包装材料10を構成する各層について具体的に説明する。最内層の熱接着性樹脂層15が対向され、リチウムイオン電池本体22の金属端子24(図2参照)介在し外側に突出した状態で挟持しその周縁部において熱接着されることによりリチウムイオン電池本体22を密封されている。なお、図示はしないが、熱接着性樹脂層15と金属端子24との間に、金属接着性を有する金属端子密封用接着性フィルムが介在されている。金属端子密封用接着性フィルムとしては、中間層に耐熱性及び水蒸気ガスバリアー性に優れたポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートを用い、その表裏面に酸変性ポリオレフィン層を積層した3層構成のものを使用することができる。   Next, each layer which comprises the packaging material 10 for electrochemical cells which concerns on this invention shown in FIG. 1 is demonstrated concretely. The innermost heat-adhesive resin layer 15 is opposed to the lithium-ion battery by sandwiching the metal terminal 24 (see FIG. 2) of the lithium-ion battery main body 22 in a protruding state and thermally bonding at the peripheral edge. The main body 22 is sealed. Although not shown, a metal terminal sealing adhesive film having metal adhesion is interposed between the thermal adhesive resin layer 15 and the metal terminal 24. As an adhesive film for sealing metal terminals, a film having a three-layer structure in which polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate having excellent heat resistance and water vapor gas barrier properties is used for the intermediate layer, and acid-modified polyolefin layers are laminated on the front and back surfaces is used. can do.

なお、熱接着性樹脂層15としては耐熱性の点からポリプロピレンが用いられる。ポリプロピレンは、ランダムプロピレン、ホモプロピレン、ブロックプロピレン等各タイプに分けることができる。   Note that polypropylene is used as the heat-adhesive resin layer 15 from the viewpoint of heat resistance. Polypropylene can be divided into random propylene, homopropylene, block propylene, and other types.

また、上記各タイプのポリプロピレン、すなわち、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレンには、低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、エチレンとブテンとプロピレンの3成分共重合体からなるターポリマー、シリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤(AB剤)、脂肪酸アマイド系のスリップ剤等を添加してもよい。   Each of the above types of polypropylene, ie, random polypropylene, homopolypropylene, and block polypropylene, includes a low crystalline ethylene-butene copolymer, a low crystalline propylene-butene copolymer, and a three-component copolymer of ethylene, butene, and propylene. An antiblocking agent (AB agent) such as a polymer terpolymer, silica, zeolite, or acrylic resin beads, a fatty acid amide slip agent, or the like may be added.

また、本発明に係る熱接着性樹脂層15は上記各タイプのポリプロピレン層を適時組み合わせて多層化してもよい。   Further, the heat-adhesive resin layer 15 according to the present invention may be multilayered by combining the above-mentioned types of polypropylene layers as appropriate.

次に酸変性ポリオレフィン層14について説明する。酸変性ポリオレフィン層14は金属箔層12とポリプロピレンからなる熱接着性樹脂層15とを接着するために設ける層であり、ポリプロピレンからなる熱接着性樹脂層15と接着性に優れた酸変性ポリプロピレンが用いられ、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレン、プロピレンとアクリル酸、または、メタクリル酸との共重合体等であり、必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を5%以上添加してもよいものである。なお、酸変性ポリオレフィン層は、融点が145℃〜165℃の酸変性ポリプロピレンが用いられ、融点が145℃未満であると外装体内部で電解質を含む電気化学セル本体が発熱し、最内層のポリプロピレンからなる熱接着性樹脂層が溶融した場合に酸変性ポリオレフィン層も溶融してしまい、また、融点が165℃を超える場合には溶融押出し時の溶融張力が小さく熱安定性に劣り分子切断を起こしやすくサージングが出やすい、ネックインが大きい等の問題があり、熱溶融押出しが困難となったり所定厚みで製膜できない虞があり好ましくない。 Next, the acid-modified polyolefin layer 14 will be described. The acid-modified polyolefin layer 14 is a layer provided for bonding the metal foil layer 12 and the heat-adhesive resin layer 15 made of polypropylene, and the heat-adhesive resin layer 15 made of polypropylene and the acid-modified polypropylene having excellent adhesiveness are used. Polypropylene that is used and graft-modified with unsaturated carboxylic acid, a copolymer of propylene and acrylic acid, or methacrylic acid, and the like, butene component, ethylene-propylene-butene copolymer, propylene-α as necessary -An olefin copolymer etc. may be added 5% or more. As the acid-modified polyolefin layer, an acid-modified polypropylene having a melting point of 145 ° C. to 165 ° C. is used. If the melting point is less than 145 ° C., the electrochemical cell body containing the electrolyte generates heat inside the outer package, and the innermost layer polypropylene. When the heat-adhesive resin layer made of is melted, the acid-modified polyolefin layer is also melted, and when the melting point exceeds 165 ° C., the melt tension at the time of melt extrusion is small, resulting in poor thermal stability and molecular cutting. There are problems such as easy surging, large neck-in, and the like, and there is a possibility that hot melt extrusion becomes difficult and film formation at a predetermined thickness is not preferable.

なお、ポリプロピレンからなる熱接着性樹脂層及び酸変性ポリプロピレンからなる酸変性ポリオレフィンには、冷間成形工程、ヒートシール工程及びヒートシール後の折り曲げ工程での応力により微細なクラックが発生することを防止するため、密度が900kg/m3以下の低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、あるいは、非晶性のエチレンープロピレン共重合体、非晶性のプロピレンーエチレン共重合体やエチレン−ブテン−プロピレン共重合体(ターポリマー)等を添加することができる。   In addition, the heat-adhesive resin layer made of polypropylene and the acid-modified polyolefin made of acid-modified polypropylene prevent fine cracks from occurring in the cold forming process, heat sealing process, and bending process after heat sealing. Therefore, a low crystalline ethylene-butene copolymer having a density of 900 kg / m 3 or less, a low crystalline propylene-butene copolymer, an amorphous ethylene-propylene copolymer, or an amorphous propylene-ethylene A copolymer, an ethylene-butene-propylene copolymer (terpolymer), or the like can be added.

次に基材層11について説明する。基材層11は、一般に、延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなるが、この時、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。またナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等が挙げられる。   Next, the base material layer 11 will be described. The base material layer 11 is generally made of stretched polyester or nylon film. At this time, examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymerized polyester, and polycarbonate. . Examples of nylon include polyamide resin, that is, nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), and the like.

また、基材層11は耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させるために、ポリエステルフィルム又はナイロンフィルムの他、異なる材質のフィルムを積層化することも可能である。基材層11を積層体化する場合、基材層が2層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の厚みが6μm以上、好ましくは、6〜25μmである。基材層を積層化する例としては、図示はしないが次の1)〜7)が挙げられる。
1)延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
2)延伸ナイロン/延伸ポリエチレンテレフタレート
3)フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート(フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成)
4)シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート(シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティング後乾燥で形成)
5)フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
6)シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレート/延伸ナイロン
7)アクリル系樹脂/延伸ナイロン(アクリル系樹脂はフィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化)
In addition, the base material layer 11 can be laminated with films of different materials in addition to a polyester film or nylon film in order to improve pinhole resistance and insulation when used as a battery outer package. When making the base material layer 11 into a laminated body, a base material layer contains at least 1 resin layer of 2 or more layers, and the thickness of each layer is 6 micrometers or more, Preferably, it is 6-25 micrometers. Examples of laminating the base material layer include the following 1) to 7) although not shown.
1) Stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 2) Stretched nylon / stretched polyethylene terephthalate 3) Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is formed into a film or dried after liquid coating)
4) Silicone resin / stretched polyethylene terephthalate (silicone resin is a film or formed by drying after liquid coating)
5) Fluorine-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 6) Silicone-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 7) Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is cured in a film or liquid coating and dried)

なお、3)〜7)に示すように、包装材料の機械適性(包装機械、加工機械の中での搬送の安定性)、表面保護性(耐熱性、耐電解質性)、2次加工とてリチウムイオン電池用の外装体20をエンボスタイプとする際に、エンボス時の金型と基材層11との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着した場合に基材層11を保護するために、基材層11を多層化、基材層表面にフッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹脂層、ポリエステル系樹脂層、及びこれらのブレンド物層等の保護層(図1中、不図示)を設けることが好ましい。   As shown in 3) to 7), mechanical suitability of packaging materials (stability of conveyance in packaging machines and processing machines), surface protection (heat resistance and electrolyte resistance), secondary processing In order to protect the base material layer 11 when reducing the frictional resistance between the mold and the base material layer 11 at the time of embossing or when an electrolytic solution adheres when the exterior body 20 for a lithium ion battery is made an embossed type. In addition, the base material layer 11 is multilayered, and a protective layer such as a fluorine resin layer, an acrylic resin layer, a silicone resin layer, a polyester resin layer, and a blend layer thereof on the surface of the base material layer (in FIG. 1, (Not shown) is preferably provided.

また、上記延伸ポリエチレンテレフタレートの代わりに延伸ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートを用いた場合にも同様の効果が得られる。また、基材層11は金属箔層12と、ドライラミネーション法等により接着剤層17を介して貼り合わされる。   The same effect can be obtained when stretched polybutylene terephthalate or polyethylene naphthalate is used in place of the stretched polyethylene terephthalate. The base material layer 11 is bonded to the metal foil layer 12 via the adhesive layer 17 by a dry lamination method or the like.

次に金属箔層12について説明する。金属箔層12は、外部からリチウムイオン電池の内部に水蒸気が浸入することを防止するための層で、金属箔層単体のピンホール、及び加工適性(パウチ化、エンボス成形性)を安定化し、かつ耐ピンホール性をもたせるために厚さ15μm以上のアルミニウム、ニッケルなどの金属、又は、無機化合物、例えば、酸化珪素、アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、金属箔層12として好ましくは厚さが20〜80μmのアルミニウムとする。   Next, the metal foil layer 12 will be described. The metal foil layer 12 is a layer for preventing water vapor from entering the inside of the lithium ion battery from the outside, and stabilizes pinholes and processability (pouching, embossing formability) of the metal foil layer alone, In addition, in order to provide pinhole resistance, a metal such as aluminum or nickel having a thickness of 15 μm or more, or a film on which an inorganic compound such as silicon oxide or alumina is vapor-deposited may be mentioned. The aluminum has a thickness of 20 to 80 μm.

また、ピンホールの発生を改善し、リチウムイオン電池の外装体のタイプをエンボスタイプとする場合、エンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、金属箔層12として用いるアルミニウムの材質を、鉄含有量が0.3〜9.0重量%、好ましくは0.7〜2.0重量%とすることが望ましい。   Moreover, in order to improve the generation of pinholes and to make the outer body type of the lithium ion battery an embossed type, the material of aluminum used as the metal foil layer 12 is selected in order to prevent the occurrence of cracks in the embossing molding. It is desirable that the iron content is 0.3 to 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight.

これによって、鉄を含有していないアルミニウムと比較して、アルミニウムの展延性がよく、外装体として折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、包装材料をエンボス成形する時に側壁を容易に形成することができる。なお、鉄含有量が、0.3重量%未満の場合は、ピンホールの発生の防止、エンボス成形性の改善等の効果が認められず、アルミニウムの鉄含有量が9.0重量%を超える場合は、アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、包装材料として製袋性が悪くなる。   As a result, compared with aluminum that does not contain iron, aluminum has good spreadability, and the occurrence of pinholes due to bending as an exterior body is reduced, and the side wall can be easily formed when embossing the packaging material. it can. When the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of pinholes and improvement of embossing formability are not observed, and the iron content of aluminum exceeds 9.0% by weight. In this case, the flexibility as aluminum is hindered, and the bag-making property as a packaging material is deteriorated.

また、冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし(いわゆる焼鈍処理)条件でその柔軟性・腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるアルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、多少または完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。   In addition, aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, waist strength and hardness under annealing (so-called annealing treatment) conditions, but the aluminum used in the present invention is harder than the non-annealed hard-treated product. Aluminum which tends to be soft with some or complete annealing is preferred.

すなわち焼きなましの条件は、加工適性(パウチ化、エンボス成形)に合わせ適宜選定すればよい。たとえば、エンボス成形時のしわやピンホールを防止するためには、成形の程度に応じて焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることができる。   That is, the annealing conditions may be appropriately selected in accordance with processability (pouching, embossing). For example, in order to prevent wrinkles and pinholes during emboss molding, soft aluminum annealed according to the degree of molding can be used.

また、金属箔層12であるアルミニウムの表、裏面に化成処理を施し化成処理層13を形成することによって、接着剤との接着強度を向上させることができる。   Moreover, by performing a chemical conversion treatment on the front and back surfaces of the aluminum that is the metal foil layer 12 to form the chemical conversion treatment layer 13, the adhesive strength with the adhesive can be improved.

次にこの化成処理層13について説明する。図1に示すように、化成処理層13は少なくとも金属箔層12の熱接着性樹脂層15側の面に形成するものである。化成処理層13は酸変性ポリオレフィン層14と金属箔層12とを安定的に接着し、金属箔層12と熱接着性樹脂層15のデラミネーションを防止することができる。また、化成処理層13は金属箔層12の腐食を防止する働きも有る。   Next, the chemical conversion treatment layer 13 will be described. As shown in FIG. 1, the chemical conversion treatment layer 13 is formed on at least the surface of the metal foil layer 12 on the heat-adhesive resin layer 15 side. The chemical conversion treatment layer 13 can stably adhere the acid-modified polyolefin layer 14 and the metal foil layer 12 and prevent delamination of the metal foil layer 12 and the heat-adhesive resin layer 15. The chemical conversion treatment layer 13 also has a function of preventing the metal foil layer 12 from being corroded.

具体的には、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成することによってエンボス成形時の金属箔層12と熱接着性樹脂層15との間のデラミネーション防止と、リチウムイオン電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶解、腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム表面の接着性(濡れ性)を向上させることができる。   Specifically, delamination between the metal foil layer 12 and the heat-adhesive resin layer 15 during embossing by forming an acid-resistant film such as phosphate, chromate, fluoride, triazine thiol compound, etc. And hydrogen fluoride produced by the reaction between the electrolyte and water in the lithium ion battery prevents the aluminum surface from being dissolved and corroded, especially the aluminum oxide present on the aluminum surface from being dissolved and corroded. Surface adhesion (wetting) can be improved.

化成処理層13は、クロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、塗布型クロメート処理等のクロム系化成処理、あるいは、ジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等の非クロム系(塗布型)化成処理等により金属箔層12面に形成されるものであるが、フッ素系樹脂と強固に接着するという点、また、連続処理が可能であると共に水洗工程が不要で処理コストを安価にすることができるという点などから塗布型化成処理、特にアミノ化フェノール重合体、3価クロム化合物、リン化合物、を含有する処理液で処理するのが最も好ましい。   The chemical conversion treatment layer 13 is made of a metal by chromium conversion treatment such as chromate chromate treatment, phosphoric acid chromate treatment, coating chromate treatment, or non-chromium (coating type) chemical conversion treatment such as zirconium, titanium, and zinc phosphate. Although it is formed on the surface of the foil layer 12, it is firmly bonded to the fluororesin, the point that it can be continuously processed and the water washing step is unnecessary, and the processing cost can be reduced. It is most preferable to treat with a treatment solution containing a coating type chemical conversion treatment, particularly an aminated phenol polymer, a trivalent chromium compound, and a phosphorus compound.

また、化成処理層13の形成方法としては、処理液をバーコード法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等の周知の塗布法を選択して成形すればよい。また、化成処理層13を形成する前に金属箔層12表面に、予め、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が、化成処理層13の機能を最大限に発現させるとともに、長期間維持することができる点から好ましい。   Moreover, as a formation method of the chemical conversion treatment layer 13, what is necessary is just to select and shape | mold a process liquid, selecting well-known coating methods, such as a barcode method, a roll coat method, a gravure coat method, and an immersion method. Moreover, before forming the chemical conversion treatment layer 13, the surface of the metal foil layer 12 is previously treated by a known degreasing treatment method such as an alkali dipping method, an electrolytic washing method, an acid washing method, an acid activation method, or the like. However, it is preferable because the function of the chemical conversion treatment layer 13 can be expressed to the maximum and can be maintained for a long time.

また、前記の各層には、適宜、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性を向上、安定化する目的のために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。   In addition, for each of the above layers, corona treatment, blast treatment, and oxidation treatment are appropriately performed for the purpose of improving and stabilizing film forming properties, lamination processing, and final product secondary processing (pouching, embossing). Surface activation treatment such as ozone treatment may be performed.

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope.

以下、本発明の作用及び効果について、実施例を用いて具体的に説明する。実施例1は、金属箔層と熱接着性樹脂層との間に、融点150℃の酸変性ポリプロピレンからなる酸変性ポリオレフィン層を積層した電気化学セル用包装材における耐熱性及び絶縁性について評価したものである。   Hereinafter, the operation and effect of the present invention will be specifically described with reference to examples. Example 1 evaluated the heat resistance and insulation in a packaging material for an electrochemical cell in which an acid-modified polyolefin layer made of acid-modified polypropylene having a melting point of 150 ° C. was laminated between a metal foil layer and a heat-adhesive resin layer. Is.

本実施例で用いる電気化学セル用包装材料の製造方法は、まず、アルミニウムの一方の面に化成処理を施し、化成処理を施していない面に、延伸ナイロンフィルムを2液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、化成処理を施した面に以下に示す酸変性ポリプロピレン(以下酸変性PPと略す)を溶融押出しポリプロピレンフィルム(以下PPフィルムと略す、厚さ23μm)をサンドイッチラミネート法により積層して実施例1の電気化学セル用包装材料を得た。   The manufacturing method of the packaging material for electrochemical cells used in the present example is as follows. First, one surface of aluminum is subjected to chemical conversion treatment, and a stretched nylon film is applied to the surface not subjected to chemical conversion treatment with a two-component curable polyurethane adhesive. And bonded together by a dry laminating method. Next, an acid-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as acid-modified PP) shown below is melt-extruded on the surface subjected to chemical conversion treatment, and a polypropylene film (hereinafter abbreviated as PP film, thickness 23 μm) is laminated by a sandwich lamination method. 1 packaging material for an electrochemical cell was obtained.

なお、本実施例において、基材層は延伸ナイロンフィルム(厚さ25μm)、金属箔層はアルミニウム(厚さ40μm)を用い、化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる処理液をアルミ二ウム表面にロールコート法により塗布し、皮膜温度が90℃以上となる条件において焼付けた。ここで、クロムの塗布量は10mg/m2(乾燥重量)であり、酸変性PPは、30μmとなるように溶融押出し法により積層した。 In this example, the base layer is made of stretched nylon film (thickness 25 μm), the metal foil layer is made of aluminum (thickness 40 μm), and the chemical conversion treatment is a treatment comprising a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid. The liquid was applied to the aluminum surface by a roll coating method, and baked under the condition that the film temperature was 90 ° C. or higher. Here, the coating amount of chromium was 10 mg / m 2 (dry weight), and the acid-modified PP was laminated by a melt extrusion method so as to be 30 μm.

次に、上記実施例1の酸変性ポリプロピレンに替えて、以下の融点を有する酸変性ポリプロピレンを溶融押出し法により30μmした以外は実施例1と同様とし、実施例2〜5及び比較例1、2の電気化学セル包装材料を得た。

Figure 2010086744
Next, in place of the acid-modified polypropylene of Example 1 above, the same procedure as in Example 1 was conducted except that acid-modified polypropylene having the following melting points was 30 μm by the melt extrusion method. Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 The electrochemical cell packaging material was obtained.

Figure 2010086744

次に、正極端子をニッケルタブにセットし、負極端子を上記電気化学セル用包装材料を構成するアルミニウムにセットして、電圧25Vを印加し、ニッケルタブを挟持した部分を含み7mm幅でシール温度170℃、シール圧0.5MPaでシールを行い、抵抗値が1000MΩ以下になる時間(以下、絶縁破壊時間とする)をそれぞれ測定した。本評価法においては、実施例1〜4及び比較例1、比較例2のサンプルを各2つずつ用意し、電気化学セル用包装材料として上記評価方法により各評価を行なった。その結果を表1に示す。 Next, a positive electrode terminal is set on a nickel tab, a negative electrode terminal is set on aluminum constituting the packaging material for electrochemical cells, a voltage of 25 V is applied, and the seal temperature is 7 mm wide including a portion sandwiching the nickel tab. Sealing was performed at 170 ° C. and a sealing pressure of 0.5 MPa, and the time during which the resistance value was 1000 MΩ or less (hereinafter referred to as dielectric breakdown time) was measured. In this evaluation method, two samples each of Examples 1 to 4, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were prepared, and each evaluation was performed by the above evaluation method as a packaging material for an electrochemical cell. The results are shown in Table 1.

次に、正極端子をニッケルタブにセットし、負極端子を上記電気化学セル用包装材料を構成するアルミニウムにセットし、電圧25Vを印加し抵抗値が1000MΩ以下になる時間(以下、絶縁破壊時間とする)をそれぞれ測定した。本評価法においては、比較例1及び本発明1、2のサンプルを各2つずつ用意し、電気化学セル用包装材料として上記評価方法により各評価を行なった。その結果を表1に示す。

Figure 2010086744
Next, the positive electrode terminal is set on the nickel tab, the negative electrode terminal is set on the aluminum constituting the packaging material for electrochemical cells, and the time when the voltage is 25 V and the resistance value is 1000 MΩ or less (hereinafter referred to as dielectric breakdown time and Measured). In this evaluation method, two samples each of Comparative Example 1 and Inventions 1 and 2 were prepared, and each evaluation was performed by the above evaluation method as a packaging material for an electrochemical cell. The results are shown in Table 1.
Figure 2010086744

表2に示すように、融点が145℃〜165℃の酸変性ポリプロピレンを酸変性ポリオレフィン層として用いた実施例1〜4に係る電気化学セル用包装材料は、融点140℃の酸変性ポリプロピレンを用いた比較例1、融点120℃の酸変性ポリプロピレンを用いた比較例2に係る電気化学セル用包装材料と比較して絶縁性に優れることがわかった。   As shown in Table 2, the packaging material for electrochemical cells according to Examples 1 to 4 using acid-modified polypropylene having a melting point of 145 ° C. to 165 ° C. as the acid-modified polyolefin layer uses acid-modified polypropylene having a melting point of 140 ° C. It was found that the insulating material was superior in insulation property as compared with the packaging material for electrochemical cells according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2 using acid-modified polypropylene having a melting point of 120 ° C.

このことから、融点が145℃〜165℃の酸変性ポリプロピレンを酸変性ポリオレフィン層として用いた電気化学セル用包装材料を用いて作成した外装体は耐熱性に優れると考えられる。   From this, it is thought that the exterior body produced using the packaging material for electrochemical cells using the acid-modified polypropylene having a melting point of 145 ° C. to 165 ° C. as the acid-modified polyolefin layer is excellent in heat resistance.

本発明の電気化学セル用包装材料の層構造を示す断面図Sectional drawing which shows the layer structure of the packaging material for electrochemical cells of this invention 本発明の電気化学セル用包装材料を外装体に用いたリチウムイオン電池の斜視図The perspective view of the lithium ion battery which used the packaging material for electrochemical cells of this invention for the exterior body 図2で示したリチウムイオン電池のA−A’における断面図Sectional drawing in A-A 'of the lithium ion battery shown in FIG. 従来の電気化学セル用包装材料の層構造を示す断面図Sectional drawing which shows the layer structure of the conventional packaging material for electrochemical cells 従来の電気化学セル用包装材料を外装体に用いたリチウムイオン電池の斜視図A perspective view of a lithium ion battery using a conventional packaging material for electrochemical cells as an exterior body 図5で示したリチウムイオン電池の分解斜視図FIG. 5 is an exploded perspective view of the lithium ion battery shown in FIG. 従来の電気化学セル用包装材料を外装体に用いたリチウムイオン電池の斜視図A perspective view of a lithium ion battery using a conventional packaging material for electrochemical cells as an exterior body 図7で示したリチウムイオン電池の分解斜視図FIG. 7 is an exploded perspective view of the lithium ion battery shown in FIG. 従来の電気化学セル用包装材料を外装体に用いたリチウムイオン電池の斜視図A perspective view of a lithium ion battery using a conventional packaging material for electrochemical cells as an exterior body 図9で示したリチウムイオン電池のB−B’における断面図Sectional drawing in B-B 'of the lithium ion battery shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10、30 電気化学セル用包装材料
11、31 基材層
12、32 金属箔層
13、33 化成処理層
14、34 酸変性ポリオレフィン層
15、35 熱接着性樹脂層
17、37 接着剤層
20、40、50、60 外装体
20a、40a、50a、60a ヒートシール部
20b、60b 第1領域
20c 第2領域
21、41、51、61 リチウムイオン電池
22、42、52、62 リチウムイオン電池本体
24、44、54、64 金属端子(タブ)
10, 30 Electrochemical cell packaging material 11, 31 Base layer 12, 32 Metal foil layer 13, 33 Chemical conversion layer 14, 34 Acid-modified polyolefin layer 15, 35 Thermal adhesive resin layer 17, 37 Adhesive layer 20, 40, 50, 60 Exterior body 20a, 40a, 50a, 60a Heat seal portion 20b, 60b First region 20c Second region 21, 41, 51, 61 Lithium ion battery 22, 42, 52, 62 Lithium ion battery body 24, 44, 54, 64 Metal terminal (tab)

Claims (1)

正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、前記正極及び前記負極間に充填される電解質と、を含む電気化学セル本体を収納し周縁部をヒートシールすることで前記電気化学セル本体を内部に密封収納する外装体に用いられ、基材層と、表面に化成処理が施された金属箔層と、酸変性ポリオレフィン層と、熱接着性樹脂層とを、少なくとも順次積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、
前記酸変性ポリオレフィン層が、融点が145℃〜165℃である酸変性ポリプロピレンにより形成されており、前記熱接着性樹脂層が、ポリプロピレンにより形成されていることを特徴とする電気化学セル用包装材料。
A peripheral portion containing an electrochemical cell body including a positive electrode made of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode made of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode Is used for an exterior body that hermetically seals and stores the electrochemical cell body therein, a base material layer, a metal foil layer subjected to chemical conversion treatment on the surface, an acid-modified polyolefin layer, and thermal adhesiveness A packaging material for an electrochemical cell constituted by laminating at least a resin layer sequentially,
The packaging material for an electrochemical cell, wherein the acid-modified polyolefin layer is formed of an acid-modified polypropylene having a melting point of 145 ° C to 165 ° C, and the thermal adhesive resin layer is formed of polypropylene. .
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