JP2011086534A - Gasket for nonaqueous electrolyte battery or non-aqueous electric double layer capacitor - Google Patents

Gasket for nonaqueous electrolyte battery or non-aqueous electric double layer capacitor Download PDF

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秀行 田端
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasket which can be used under an environment of high temperature or thermal shock, etc. with no occurrence of problems such as liquid leakage where the electrolyte solution inside the battery leaks outside due to inefficient sealing property in the gasket, a positive electrode can and a negative electrode can caused by unevenness in the sealing agent, and the characteristic deterioration caused when stored, and which does not have reduction in capacity or deterioration in performance in the battery using lithium. <P>SOLUTION: The gasket for nonaqueous electrolyte battery has hydroxyl group introduced to a surface of the gasket body by an oxygen plasma process that carries out plasma processing by using oxygen, has the surface of the gasket body reformed by introduced hydroxyl group and the water imparted to the surface of the gasket body by an interaction between the hydroxyl group and water molecules in the air, and has a coating layer formed on the reformed surface of the gasket body by coating the reformed surface of the gasket body with material that can form the coating layer in the presence of water. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケット、さらに詳しくは、非水電解質電池や非水電気二重層キャパシタにおける正極缶と負極缶との間に介在させ封口するためのガスケットであって、特にリチウム電位が負極に印
加される非水電解質電池等に用いる絶縁用のガスケットに関するものである。
The present invention relates to a gasket for a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor, and more particularly, a gasket for interposing and sealing between a positive electrode can and a negative electrode can in a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor. In particular, the present invention relates to an insulating gasket used for a nonaqueous electrolyte battery or the like in which a lithium potential is applied to a negative electrode.

一般に広く用いられている二次電池として、従前では鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム電池などの水溶液系二次電池が用いられていたが、これらの水溶液系二次電池は、水の分解電位を越える動作電圧を得られないので、エネルギー密度が低いという欠点を有していた。そこで最近では、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池の研究開発が盛んに行われている。この非水電解質電池は、動作電圧が高く、高エネルギー密度を有し、サイクル特性にも優れているので、電気容量が1.5Ah程度の民生用小型電池のみならず、近時の省エネルギーや環境保全の要請と相俟って、電力貯蔵用や電気自動車用の大型電池への展開が期待されている。   In the past, aqueous secondary batteries such as lead-acid batteries and nickel / cadmium batteries were used as secondary batteries that are widely used, but these aqueous secondary batteries operate beyond the decomposition potential of water. Since the voltage could not be obtained, the energy density was low. Therefore, recently, research and development of non-aqueous electrolyte batteries represented by lithium ion secondary batteries have been actively conducted. This non-aqueous electrolyte battery has a high operating voltage, high energy density, and excellent cycle characteristics. Therefore, not only a small consumer battery with an electric capacity of about 1.5 Ah but also a recent energy saving and environment Combined with the demand for maintenance, it is expected to expand to large batteries for power storage and electric vehicles.

ところが、非水電解質電池では、電池内への水分の侵入を厳密に防止する必要があるので、電池の気密性の確保が水溶液系二次電池以上に重要となる。また、電池の安全性の点でも、電極群の一方の極を外部集電端子に導通する導電部材と反対の極性を有する部材との接触・短絡を防止する必要がある。   However, in a non-aqueous electrolyte battery, it is necessary to strictly prevent moisture from entering the battery. Therefore, ensuring the airtightness of the battery is more important than the aqueous secondary battery. In addition, from the viewpoint of battery safety, it is necessary to prevent contact / short circuit with a member having the opposite polarity to the conductive member that conducts one electrode of the electrode group to the external current collecting terminal.

従って、このような電池の気密性、液密性、および正・負極缶の電気絶縁を保つガスケットの材質が極めて重要である。このガスケットの材質としては、耐薬品性、弾力性、耐クリープ性にすぐれ、成形性がよく、安価に作製することのできるポリエチレンやポリプロピレン、及びこれらの共重合体等が用いられている。しかし、これらのポリエチレンやポリプロピレン等は、温度が高くなると軟化して外力に応じて容易に変形するようになり、このような素材で製造したガスケットは高温環境や急激な温度変化の条件に対して変形しやすい欠点がある。このため電池が高温環境や急激な温度変化の条件にさらされるとガスケットが劣化および変形し、封口機能を損ない電池内部の電解液が気化し、漏出する等の問題が生じ、また正極と負極の絶縁がとれず、接触し短絡を起こすという問題も生じる。   Therefore, the material of the gasket that maintains the airtightness, liquid tightness, and electrical insulation of the positive and negative electrode cans is extremely important. As the material of the gasket, polyethylene, polypropylene, copolymers thereof, and the like that are excellent in chemical resistance, elasticity, creep resistance, good moldability, and can be manufactured at low cost are used. However, these polyethylenes and polypropylenes soften and become easily deformed according to external forces when the temperature rises, and gaskets made of such materials are resistant to high temperature environments and conditions of rapid temperature changes. There is a defect that is easy to deform. For this reason, when the battery is exposed to a high temperature environment or a sudden temperature change condition, the gasket deteriorates and deforms, the sealing function is impaired, the electrolyte inside the battery vaporizes and leaks, etc. There is also a problem in that insulation cannot be obtained and a short circuit occurs due to contact.

そこで、これらの問題を解決するために、高温環境や急激な温度変化等の条件で使用しても、劣化および変形が少ない材料として、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)等のフッ素系樹脂をガスケットの材料とした下記特許文献1乃至4のような特許出願がなされている。   Therefore, in order to solve these problems, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA) or the like is used as a material that hardly deteriorates and deforms even when used under conditions such as a high temperature environment and a rapid temperature change. Patent applications such as Patent Documents 1 to 4 below have been filed using the above-mentioned fluorine-based resin as a gasket material.

また、高温環境や急激な温度変化等の条件で使用しても、劣化および変形が少ないガスケットの材料としてフッ素系樹脂を用いることは、上記のような非水電解質電池のみならず、非水電気二重層キャパシタにおいてもなされており、そのような特許出願として、下記特許文献5のような特許出願がなされている。   In addition, it is not only non-aqueous electrolyte batteries as described above but also non-aqueous electric batteries that use a fluorine-based resin as a gasket material that is less likely to deteriorate and deform even when used under conditions such as high temperature environments and sudden temperature changes. This is also applied to double layer capacitors, and as such a patent application, a patent application such as the following Patent Document 5 has been filed.

しかしながら、フッ素系樹脂からなるガスケットを用いた場合には、上記特許文献3の明細書の段落[0007]に記載されているように、フッ素系樹脂が液体シール剤をはじく性質があり、シール剤にむらができガスケットと正極缶、負極缶との気密性が不十分なものとなり、電池内部の電解液が外部にでてしまう漏液や、保存において特性が劣化してしまうという問題点が生じていた。   However, when a gasket made of a fluororesin is used, as described in paragraph [0007] of the specification of Patent Document 3, the fluororesin has a property of repelling a liquid sealant. As a result, the gas tightness between the gasket, the positive electrode can and the negative electrode can becomes inadequate, and the electrolyte inside the battery leaks to the outside, and the characteristics deteriorate during storage. It was.

さらに、フッ素系樹脂からなるガスケットを用いた場合には、上記特許文献2や特許文献4に記載されているように、非水電解質電池として、リチウム電位を負極に用いた場合の問題点がある。すなわち、当該特許文献2の明細書の段落[0006]には、「リチウムあるいはリチウムイオンとフッ素樹脂の化学反応は電気化学的な反応であり、化学反応が起こるためにはフッ素樹脂がリチウムあるいはリチウムイオンと接触すること、かつフッ素樹脂表面に電子が供給されることが必要である。このため、電池内において該化学反応は電子の供給が可能である電池の負極缶とフッ素樹脂との接触面で起こる。」ことが記載され、さらに、当該特許文献4の明細書の段落[0006]には、「電池内部のリチウムとフッ素系樹脂が反応し、電池内部のリチウムが消費され、電池の容量が減少してしまう。」ことが記載されている。   Furthermore, when a gasket made of a fluororesin is used, there is a problem when a lithium potential is used for the negative electrode as a nonaqueous electrolyte battery, as described in Patent Document 2 and Patent Document 4 above. . That is, paragraph [0006] of the specification of Patent Document 2 states that “the chemical reaction between lithium or lithium ions and the fluororesin is an electrochemical reaction, and in order for the chemical reaction to occur, the fluororesin must be lithium or lithium. It is necessary to be in contact with ions and to supply electrons to the surface of the fluororesin, so that the chemical reaction in the battery can supply electrons, and the contact surface between the negative electrode can of the battery and the fluororesin Further, paragraph [0006] of the specification of Patent Document 4 describes that “the lithium in the battery and the fluorine-based resin react to consume the lithium in the battery, and the capacity of the battery. Will be reduced. "

特開2001−185226号公報JP 2001-185226 A 特開2002−56827号公報JP 2002-56827 A 特開2002−56828号公報JP 2002-56828 A 特開2002−198017号公報JP 2002-198017 A 特開2005−64435号公報JP-A-2005-64435

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、高温環境下や熱衝撃等での使用が可能であるとともに、シール剤にむらができガスケットと正極缶、負極缶との気密性が不十分なものとなり、電池内部の電解液が外部にでてしまう漏液や、保存において特性が劣化してしまうという問題が生じるようなこともなく、またリチウムを使用した電池での容量減少や性能劣化を起こさないガスケットを提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve such problems, and can be used in high-temperature environments, thermal shocks, etc., and the sealant can be uneven and the gasket, the positive electrode can, and the negative electrode can Airtightness becomes insufficient, and there is no problem of leakage of electrolyte inside the battery or deterioration of characteristics during storage, and in batteries using lithium. It is an object of the present invention to provide a gasket that does not cause capacity reduction or performance deterioration.

本発明は、このような課題を解決するために、非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサの正極と負極間を絶縁するための、フッ素系樹脂で構成されたガスケットであって、ガスケット本体の表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体の表面に付与される水によって、該ガスケット本体の表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成したことを特徴とする、非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケットを提供するものである。   In order to solve such problems, the present invention is a gasket made of a fluorine-based resin for insulating a positive electrode and a negative electrode of a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor, the gasket main body A hydroxyl group is introduced into the surface of the gasket by an oxygen plasma treatment in which oxygen is used for the plasma treatment, and the introduced hydroxyl group and the water imparted to the surface of the gasket body by the interaction between the hydroxyl group and water molecules in the air. The surface of the gasket body was modified, and a material capable of forming a coating layer in the presence of water was applied to the surface of the modified gasket body to form the coating layer on the surface of the gasket body. A gasket for a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor is provided.

この場合、水の存在下で被覆層を形成しうる素材としては、たとえば水との反応で重合する樹脂のようなものが用いられる。また、水の存在下で重合する樹脂としては、たとえばイソシアネートを硬化剤として用いた2液性ポリウレタン系樹脂のようなものが例示される。   In this case, as a material that can form the coating layer in the presence of water, for example, a resin that is polymerized by reaction with water is used. Examples of the resin that polymerizes in the presence of water include, for example, a two-component polyurethane resin using isocyanate as a curing agent.

本発明は、上述のように、非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサの正極と負極間を絶縁するための、フッ素系樹脂で構成されたガスケットであって、ガスケット本体の表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体の表面に付与される水によって、該ガスケット本体の表面を改質したものであるため、水がガスケット本体の表面近傍に存在する状態となり、そのような状態で、水の存在下で被覆層を形成しうる素材をガスケット本体の表面に塗布することで、その素材が被膜化、硬化等することによって被覆層が形成されることなる。   The present invention, as described above, is a gasket made of a fluorine-based resin for insulating between the positive electrode and the negative electrode of a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor. A hydroxyl group is introduced by oxygen plasma treatment in which plasma treatment is performed using water, and water introduced to the surface of the gasket body by the interaction between the introduced hydroxyl group and the water molecules in the hydroxyl group. Since the surface is modified, water is present in the vicinity of the surface of the gasket body, and in such a state, a material capable of forming a coating layer in the presence of water is applied to the surface of the gasket body. Thus, the coating layer is formed by forming the material into a film, curing, or the like.

たとえば水の存在下で重合するような樹脂のモノマーを付与すれば、その樹脂のモノマーの重合反応が生じ、それによって、重合した樹脂が被覆層としてガスケット本体の表面に塗着されることとなるのである。たとえばイソシアネートを用いた2液性ポリウレタンのようなものを用いれば、ポリウレタン塗料の被膜がガスケット本体の表面に形成されることとなる。   For example, if a resin monomer that polymerizes in the presence of water is added, a polymerization reaction of the resin monomer occurs, whereby the polymerized resin is applied to the surface of the gasket body as a coating layer. It is. For example, if a two-component polyurethane using isocyanate is used, a polyurethane coating film is formed on the surface of the gasket body.

この結果、表面層を形成する素材は、上記のように酸素プラズマ処理によってガスケット本体の表面に導入された水酸基、及びその水酸基との相互作用で存在している水が介在することによって、ガスケット本体の表面に強力に接着された状態となる。   As a result, the material forming the surface layer is formed by the presence of the hydroxyl group introduced into the surface of the gasket body by the oxygen plasma treatment as described above, and the water present in the interaction with the hydroxyl group, thereby interposing the gasket body. It is in a state of being strongly adhered to the surface of the.

従って、たとえばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)のように、液体シール剤をはじく性質があるフッ素系樹脂をガスケットの材料として用いたとしても、そのようなガスケットの表面に塗料等の被覆層を好適に形成させることが可能になるという効果がある。   Therefore, even if a fluorine-based resin having a property of repelling a liquid sealant, such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin (PFA), is used as a gasket material, a paint is applied to the surface of such a gasket. There is an effect that it is possible to suitably form a coating layer such as the above.

この結果、シール剤にむらができガスケットと正極缶、負極缶との気密性が不十分なものとなり、電池内部の電解液が外部にでてしまう漏液や、保存において特性が劣化してしまうという従来の問題点を解決することができる。   As a result, the sealing agent becomes uneven and the gasket, the positive electrode can, and the negative electrode can have insufficient airtightness, and the electrolyte inside the battery leaks to the outside, and the characteristics deteriorate during storage. The conventional problem can be solved.

また、上記のような表面層をガスケット本体の表面に形成することのできるので、非水電解質電池としてリチウム電池を用いた場合であっても、電池内部のリチウムとフッ素系樹脂が反応し、電池内部のリチウムが消費され、電池の容量が減少するという問題点も解決することができる。さらに、この反応によって生成した炭素による内部短絡についても防止することができる。   In addition, since the surface layer as described above can be formed on the surface of the gasket body, even when a lithium battery is used as the non-aqueous electrolyte battery, the lithium inside the battery reacts with the fluorine resin, and the battery The problem that the internal lithium is consumed and the battery capacity is reduced can also be solved. Furthermore, an internal short circuit due to carbon generated by this reaction can also be prevented.

さらに、被覆層を形成する素材は、上記のように酸素プラズマ処理によってガスケット本体の表面に導入された水酸基、及びその水酸基との相互作用で存在している水が介在することによって、ガスケット本体の表面に強力に接着された状態となっているので、その被覆層が、ガスケット本体の表面から不用意に剥離するおそれもないという効果がある。   Furthermore, the material for forming the coating layer includes the hydroxyl group introduced into the surface of the gasket body by the oxygen plasma treatment as described above, and the water present in the interaction with the hydroxyl group, thereby interposing the gasket body. Since it is in a state of being strongly bonded to the surface, there is an effect that the coating layer is not likely to be inadvertently peeled off from the surface of the gasket body.

一実施形態としての非水電解質電池の断面図。Sectional drawing of the nonaqueous electrolyte battery as one Embodiment. 図1の非水電解質電池に取り付けられるガスケットの断面図。Sectional drawing of the gasket attached to the nonaqueous electrolyte battery of FIG. 他実施形態としての非水電解質電池の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the nonaqueous electrolyte battery as other embodiment. 図3の非水電解質電池を分解した状態の断面図。Sectional drawing of the state which decomposed | disassembled the nonaqueous electrolyte battery of FIG. 他実施形態としての非水電気二重層コンデンサの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the non-aqueous electric double layer capacitor as other embodiment.

本発明の非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケットは、上述のように、非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサの正極と負極間に介在させて封口するための、フッ素系樹脂で構成されたガスケットであって、ガスケット本体の表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体の表面に付与される水によって、該ガスケット本体の表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成したものである。   As described above, the gasket for a nonaqueous electrolyte battery or nonaqueous electric double layer capacitor of the present invention is a fluorine for interposing and sealing between the positive electrode and the negative electrode of the nonaqueous electrolyte battery or nonaqueous electric double layer capacitor. A gasket made of a resin, wherein hydroxyl groups are introduced into the surface of the gasket body by oxygen plasma treatment using oxygen, and the introduced hydroxyl groups and the hydroxyl groups and water molecules in the air The surface of the gasket body is modified by water applied to the surface of the gasket body by the action, and a material capable of forming a coating layer in the presence of water is applied to the surface of the modified gasket body. A coating layer is formed on the surface of the gasket body.

本発明のガスケットを構成するフッ素系樹脂の種類は特に限定されるものではなく、クロロトリフルオロエチレンエチレン共重合体(ECTFE)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(EPE)、テトラフルオロエチレンエチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリビニルフロオロライド(PVF)等が例示されるが、特にテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を用いることが望ましい。   The kind of the fluorine resin constituting the gasket of the present invention is not particularly limited, and chlorotrifluoroethylene ethylene copolymer (ECTFE), tetrafluoroethylene hexafluoropropylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE), Tetrafluoroethylene ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer (FEP), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polytetrafluoro Examples include ethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluorolide (PVF), etc., especially tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether. It is desirable to use a polymer (PFA).

非水電解質電池のより具体的な構造としては、たとえば、電池の蓋を構成する負極缶と、電池のケースを構成する正極缶と、負極缶内に収容される負極と、正極缶内に収容される正極と、負極と正極とを区画するセパレータとを具備して構成される。ガスケットは、負極缶と正極缶の端部間に介装されることとなり、その端部間が封口されるとともに、負極と正極間が絶縁されることとなる。   As a more specific structure of the nonaqueous electrolyte battery, for example, a negative electrode can constituting a battery lid, a positive electrode can constituting a battery case, a negative electrode accommodated in the negative electrode can, and accommodated in the positive electrode can And a separator that partitions the negative electrode and the positive electrode. The gasket is interposed between the end portions of the negative electrode can and the positive electrode can, the end portions are sealed, and the negative electrode and the positive electrode are insulated.

負極缶の材質は特に限定されないが、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、タングステン、金、白金、焼成炭素等の他に、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン或いは銀を処理させたもの、Al−Cd合金等が用いられる。さらに、負極缶の電気絶縁層の種類、作成法等も特に限定されるものではなく、たとえば陽極酸化、アルマイト処理等によって形成された化合物層、電気絶縁樹脂の塗布等によって作成される。   The material of the negative electrode can is not particularly limited, but in addition to stainless steel, nickel, copper, titanium, aluminum, tungsten, gold, platinum, baked carbon, etc., the surface of copper or stainless steel is treated with carbon, nickel, titanium or silver. An Al—Cd alloy or the like is used. Further, the type and production method of the electric insulation layer of the negative electrode can are not particularly limited, and it is produced, for example, by a compound layer formed by anodic oxidation, anodizing, etc., application of an electric insulation resin, or the like.

正極缶の材質も特に限定されるものではなく、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、タングステン、金、白金等を用いることができる。   The material of the positive electrode can is not particularly limited, and stainless steel, nickel, copper, titanium, aluminum, tungsten, gold, platinum, or the like can be used.

正極としては、リフローはんだ付けを行わない場合、マンガン酸化物又はリチウム含有マンガン酸化物等を用いることができる。リフローハンダ付けを行う場合は、チタン酸化物、リチウム含有チタン酸化物、モリブデン酸化物、マンガン酸化物、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、リチウム含有マンガン酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有マンガンコバルト酸化物、リチウム含有マンガンニッケル酸化物、リチウム含有コバルトニッケル酸化物、リチウム含有マンガンコバルトニッケル酸化物等を用いることができる。   As the positive electrode, manganese oxide or lithium-containing manganese oxide can be used when reflow soldering is not performed. When performing reflow soldering, titanium oxide, lithium-containing titanium oxide, molybdenum oxide, manganese oxide, vanadium oxide, niobium oxide, lithium-containing manganese oxide, lithium-containing cobalt oxide, lithium-containing nickel oxide Products, lithium-containing manganese cobalt oxide, lithium-containing manganese nickel oxide, lithium-containing cobalt nickel oxide, lithium-containing manganese cobalt nickel oxide, and the like can be used.

負極としては、リフローはんだ付けを行わない場合、リチウム金属、リチウム−アルミニウム等のリチウム合金を用いることができる。リフローはんだ付けを行う場合は、リチウムをドーピングした炭素、リチウムをドーピングした金属酸化物(SiO、WO2、WO3等)、リチウム含有チタン酸化物(Li4Ti512等)、二酸化モリブデン、ニオブ酸化物等を用いることができる。 As the negative electrode, lithium alloy such as lithium metal or lithium-aluminum can be used when reflow soldering is not performed. When performing reflow soldering, lithium-doped carbon, lithium-doped metal oxide (SiO, WO 2 , WO 3 etc.), lithium-containing titanium oxide (Li 4 Ti 5 O 12 etc.), molybdenum dioxide, Niobium oxide or the like can be used.

正負極の組み合わせにより電池電圧が決まるため、正極としても負極としても使える物質もある。リチウム含有チタン酸化物(Li4Ti512等)、二酸化モリブデン、ニオブ酸化物等の比較的電位の高い活物質を負極に用いた場合は、フッ素系樹脂を用いたガスケットとの組み合わせにおいて有効である。負極缶と接触するガスケット面の電位が、リチウム析出電位まで下がらないため、フッ素系樹脂とリチウムの反応が起こりにくいためである。 Since the battery voltage is determined by the combination of the positive and negative electrodes, some materials can be used as both the positive electrode and the negative electrode. Effective when combined with a gasket using a fluororesin when an active material with a relatively high potential, such as lithium-containing titanium oxide (Li 4 Ti 5 O 12 etc.), molybdenum dioxide, niobium oxide, etc. is used for the negative electrode It is. This is because the potential of the gasket surface in contact with the negative electrode can does not drop to the lithium deposition potential, and the reaction between the fluororesin and lithium is unlikely to occur.

電解質の種類も特に限定されるものではなく、一般の非水電解質電池や非水電気二重層コンデンサーに用いられている非水溶媒が用いられる。上記非水溶媒には、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類等が用いられ、具体的には、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、γ−ブチロラクトン(γBL)、2メチル‐γ‐ブチロラクトン、アセチル‐γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,2‐エトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフラン(THF)、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、1,3‐ジオキソラン、アルキル‐1,3‐ジオキソラン、1,4‐ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、無水マレイン酸、スルホラン、3−メチルスルホラン等の非水溶媒及びこれらの誘導体や混合物等が例示される。   The type of the electrolyte is not particularly limited, and a nonaqueous solvent used for a general nonaqueous electrolyte battery or a nonaqueous electric double layer capacitor is used. As the non-aqueous solvent, cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, chain ethers and the like are used. Specifically, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC ), Vinylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), γ-butyrolactone (γBL), 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane (DME) ), 1,2-ethoxyethane, diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, triethylene glycol dialkyl ether, tetraethylene glycol dialkyl ether, dipropyl carbonate, methyl ethyl Carbonate, methylbutyl carbonate, methylpropyl carbonate, ethylbutyl carbonate, ethylpropyl carbonate, butylpropyl carbonate, propionic acid alkyl ester, malonic acid dialkyl ester, acetic acid alkyl ester, tetrahydrofuran (THF), alkyltetrahydrofuran, dialkylalkyltetrahydrofuran, alkoxy Tetrahydrofuran, dialkoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, alkyl-1,3-dioxolane, 1,4-dioxolane, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile , Nitromethane, methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, Propionic acid ethyl phosphotriester, maleic anhydride, sulfolane, 3-methyl sulfolane nonaqueous solvent and derivatives and mixtures of such like.

またセパレーターとしては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち電気絶縁性の膜が用いられる。リフローハンダ付けにおいては、ガラス繊維が最も安定して用いることができるが、熱変形温度が230℃以上のポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。またポリエチレンやポリプロピレンの微孔性フィルムやポリプロピレン製不織布等を用いることもできる。さらにセラミックスの多孔質体を用いることもできる。   As the separator, an electrically insulating film having a high ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. In reflow soldering, glass fibers can be used most stably, but resins such as polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyamide, polyimide having a heat distortion temperature of 230 ° C. or higher can also be used. A microporous film of polyethylene or polypropylene, a nonwoven fabric made of polypropylene, or the like can also be used. Furthermore, a ceramic porous body can also be used.

さらに、本発明において、上記のように、ガスケット本体の表面に、酸素プラズマ処理を施す場合の酸素プラズマ処理の条件は、用いる装置の種類によっても異なるが、放電出力は0.7〜1.5kWであることが好ましく、また圧力は0.2〜0.5Paであることが好ましい。また、酸素プラズマ処理を行うときの温度や処理時間も特に限定されるものではないが、温度は20〜40℃であることが好ましく、処理時間は20〜40分であることが好ましい。   Furthermore, in the present invention, as described above, the oxygen plasma treatment conditions for performing oxygen plasma treatment on the surface of the gasket main body vary depending on the type of apparatus used, but the discharge output is 0.7 to 1.5 kW. The pressure is preferably 0.2 to 0.5 Pa. Moreover, although the temperature and processing time when performing oxygen plasma processing are not specifically limited, it is preferable that temperature is 20-40 degreeC and it is preferable that processing time is 20-40 minutes.

このような酸素プラズマ処理においては、ガスケット本体の表面に、水酸基が導入される。そして、このようにガスケット本体の表面に水酸基が導入される結果、その水酸基との水素結合等の相互作用によって、水がガスケット本体の表面近傍に存在することとなる。   In such oxygen plasma treatment, hydroxyl groups are introduced on the surface of the gasket body. And as a result of introducing a hydroxyl group into the surface of the gasket body in this way, water is present in the vicinity of the surface of the gasket body due to an interaction such as hydrogen bonding with the hydroxyl group.

この場合、空気中に存在していた水分子が、上記水酸基との水素結合等の相互作用によってガスケット本体の表面近傍に存在することとなり、それによって、ガスケット本体の表面改質がなされることとなる。   In this case, water molecules present in the air are present in the vicinity of the surface of the gasket body due to interaction such as hydrogen bonding with the hydroxyl group, and thereby the surface modification of the gasket body is performed. Become.

被覆層を形成する際には、上記のように水をガスケット本体の表面近傍に付与した状態で、被覆層を形成する素材を塗布することで、その素材と水との相互作用により、その素材からなる被覆層を形成することができる。この場合の「塗布」とは、塗り付ける狭義の塗布の他、たとえば吹き付けによって塗布するような場合も広く含む意味である。   When forming the coating layer, by applying the material for forming the coating layer in a state where water is applied to the vicinity of the surface of the gasket body as described above, the material is caused by the interaction between the material and water. A coating layer made of can be formed. The term “application” in this case is meant to include a wide range of cases where, for example, application is performed by spraying in addition to application in a narrow sense to be applied.

被覆層は、たとえば水の存在下で重合する樹脂のようなもので構成される。この場合の水の存在下で重合する樹脂としては、たとえばイソシアネートを用いた2液性ポリウレタンのようなものが例示される。水の存在下で重合するような樹脂のモノマー等を付与することで、その樹脂のモノマーの重合反応が生じ、それによって、重合した樹脂が塗料や接着剤等としてガスケット本体の表面に塗着され、被覆層が形成されることとなるのである。   The coating layer is made of a resin that polymerizes in the presence of water, for example. Examples of the resin that is polymerized in the presence of water in this case include a two-component polyurethane using isocyanate. By adding a resin monomer that polymerizes in the presence of water, a polymerization reaction of the resin monomer occurs, and as a result, the polymerized resin is applied to the surface of the gasket body as a paint or adhesive. Thus, a coating layer is formed.

たとえば、ポリウレタンの場合は、そのポリウレタンを構成するイソシアネートに対して水が関与する。すなわち、ポリイソシアネートのプレポリマーを得る反応過程で、上記のようにガスケット本体の表面に存在する水が関与することが想定される。   For example, in the case of polyurethane, water is involved in the isocyanate constituting the polyurethane. That is, it is assumed that water present on the surface of the gasket main body is involved in the reaction process for obtaining the polyisocyanate prepolymer as described above.

ポリウレタンを使用する場合、そのポリウレタンの高分子ポリオールとしては、たとえば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリオレフィン系ポリオール、共役ジエン重合体系ポリオール、ひまし油系ポリオール、シリコーン系ポリオール、ビニル重合体系ポリオールなどを用いることができる。これらの高分子ポリオールは1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   When polyurethane is used, examples of the polymer polyol of the polyurethane include polyester polyol, polyether polyol, polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol, polyolefin polyol, conjugated diene polymer polyol, castor oil polyol, silicone polyol, vinyl Polymeric polyols and the like can be used. One type of these polymer polyols may be used, or two or more types may be used in combination.

さらに、ポリウレタンのイソシアネートとしては、たとえばブチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート等を用いることができる。   Furthermore, as the isocyanate of polyurethane, for example, butylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, and the like can be used.

さらに、このような2液性ポリウレタンを用いる場合において、その前処理として、1液性の塗料を薄く塗着させることによって、2液性ポリウレタンの表面活性をより確実に維持できるという利点がある。具体的には、たとえばABS樹脂をシンナー(溶剤)に溶解させたような1液塗料を、20μm以下の厚みでプレコートすることによって表面活性を維持させ、その上側に2液硬化型の塗料が塗布されると、前記溶剤で前処理されたABS樹脂層が溶解し、上側に塗布された2液硬化型の塗料と混成して基材と直接反応結着することとなる。   Furthermore, in the case of using such a two-component polyurethane, there is an advantage that the surface activity of the two-component polyurethane can be more reliably maintained by applying a thin one-component paint as a pretreatment. Specifically, for example, a one-component paint in which an ABS resin is dissolved in a thinner (solvent) is pre-coated with a thickness of 20 μm or less to maintain surface activity, and a two-component curable paint is applied on the upper side. As a result, the ABS resin layer pretreated with the solvent is dissolved and mixed with the two-component curable coating applied on the upper side to directly react with the substrate.

以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面に従って説明する。   Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
本実施形態は、ガスケットを非水電解質電池に取り付けた実施形態である。本実施形態の非水電解質電池は、コイン型のものである。本実施形態においては、図1に示すように、電池の蓋を構成する負極缶1と、電池のケースを構成する正極缶2とが具備されており、該負極缶1内には負極3が収容されているとともに、前記正極缶2内には正極4が収容されている。負極3と正極4とは、セパレータ5で区画されている。
(Embodiment 1)
This embodiment is an embodiment in which a gasket is attached to a nonaqueous electrolyte battery. The nonaqueous electrolyte battery of this embodiment is a coin type. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a negative electrode can 1 constituting a battery lid and a positive electrode can 2 constituting a battery case are provided, and a negative electrode 3 is formed in the negative electrode can 1. A positive electrode 4 is accommodated in the positive electrode can 2 while being accommodated. The negative electrode 3 and the positive electrode 4 are partitioned by a separator 5.

ガスケット6は、上記のような負極缶1と正極缶2の端部間に介装され、その負極缶1と正極缶2の端部間がガスケット6によって封口されるとともに、負極3と正極4間が絶縁されることとなる。また正極4と正極缶2との間には、正極集電体7が介装されている。   The gasket 6 is interposed between the ends of the negative electrode can 1 and the positive electrode can 2 as described above, and the gap between the ends of the negative electrode can 1 and the positive electrode can 2 is sealed by the gasket 6, and the negative electrode 3 and the positive electrode 4. The space is insulated. A positive electrode current collector 7 is interposed between the positive electrode 4 and the positive electrode can 2.

ガスケット6のガスケット本体6aは、図2に示すように、両側が断面略L字状に形成された環状のものであり、図1に示すように、負極缶1と正極缶2の端部間に圧着状態で介装される。圧着状態で介装されるので、弾性部材であるフッ素系樹脂からなるガスケット6は、同図に示すように変形し、それによって負極缶1と正極缶2の端部間は、ガスケット6によって密閉状態で封口されることとなる。   As shown in FIG. 2, the gasket body 6 a of the gasket 6 has an annular shape in which both sides are formed in a substantially L-shaped cross section, and as shown in FIG. 1, between the end portions of the negative electrode can 1 and the positive electrode can 2. Is inserted in a crimped state. Since it is interposed in a crimped state, the gasket 6 made of a fluororesin, which is an elastic member, is deformed as shown in the figure, and the gap between the ends of the negative electrode can 1 and the positive electrode can 2 is sealed by the gasket 6 It will be sealed in the state.

このガスケット6には、上記のように、ガスケット本体6aの表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体6aの表面に付与される水によって、該ガスケット本体6aの表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成した構成からなるものである。   As described above, hydroxyl groups are introduced into the gasket body 6a by oxygen plasma treatment using oxygen to the surface of the gasket body 6a, and the introduced hydroxyl groups and the hydroxyl groups and water molecules in the air are introduced into the gasket 6 as described above. A material capable of modifying the surface of the gasket body 6a with water applied to the surface of the gasket body 6a by interaction, and forming a coating layer on the surface of the modified gasket body in the presence of water. It has a configuration in which a coating layer is formed on the surface of the gasket body by coating.

(実施形態2)
本実施形態は、非水電解質電池の構成が上記実施形態1と相違している。すなわち、本実施形態の非水電解質電池は、上記実施形態1のようなコイン型のものではなく、全体が四角筒形状に形成されたものであり、上面が開口する有底の四角筒形状の電池ケース1内に、電極体及び非水電解液(図示せず)が装填され、電池ケース1の開口上面が封口手段によって塞がれた構成からなる。電池ケース1は、正極側の出力端子を兼ねるものである。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the configuration of the nonaqueous electrolyte battery is different from that of the first embodiment. That is, the nonaqueous electrolyte battery according to the present embodiment is not a coin-type battery as in the first embodiment, but is formed into a square tube shape as a whole, and has a bottomed square tube shape with an open top surface. The battery case 1 has a configuration in which an electrode body and a non-aqueous electrolyte (not shown) are loaded, and the upper surface of the battery case 1 is closed by a sealing means. The battery case 1 also serves as an output terminal on the positive electrode side.

電池ケース1内の電極体は、図示しないが、たとえばコバルト酸リチウム(LiCoO2 )のようなリチウム塩を活物質とする正極と、リチウムイオンを吸蔵・放出できる炭素材料を活物質とする負極と、正極と負極との間に介在するセパレータとを含むものである。非水電解液としては、たとえばエチレンカーボネート(EC)と、メチルエチルカーボネート(MEC)とを混合した溶媒に、LiPF6 を溶解した溶液のようなものを用いることができる。 Although not shown, the electrode body in the battery case 1 includes a positive electrode using a lithium salt such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ) as an active material, and a negative electrode using a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions as an active material. And a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. As the nonaqueous electrolytic solution, for example, a solution obtained by dissolving LiPF 6 in a solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) can be used.

前記封口手段は、電池ケース1の開口上面を塞ぐ蓋7と、蓋7の外面側に配置されるガスケット6と、蓋7の内面側に配置される絶縁板10と、蓋7に対してガスケット6及び絶縁板10を介してかしめ固定される負極側の出力端子(負極端子)11と、絶縁板10の下側に配置される押さえ板12とを含む構成からなる。   The sealing means includes a lid 7 for closing the upper surface of the battery case 1, a gasket 6 disposed on the outer surface side of the lid 7, an insulating plate 10 disposed on the inner surface side of the lid 7, and a gasket for the lid 7. 6 and a negative electrode side output terminal (negative electrode terminal) 11 that is caulked and fixed via an insulating plate 10, and a pressing plate 12 that is disposed below the insulating plate 10.

蓋7には端子取付孔13が穿設され、その端子取付孔13に前記ガスケット6を介して負極端子11が嵌合されている。負極端子11は、蓋7の上面に露出する頭部14と、頭部14の下面側のテーパ部15と、テーパ部15の下方に突設した軸部16とを含み、ガスケット6は、負極端子11の軸部16が挿通する挿通孔17を有する筒部18と、筒部18の上端外周に設けられて負極端子11の頭部14と蓋7との間に介装されるフランジ部19とを備えている。   A terminal mounting hole 13 is formed in the lid 7, and the negative electrode terminal 11 is fitted into the terminal mounting hole 13 through the gasket 6. The negative electrode terminal 11 includes a head portion 14 exposed on the upper surface of the lid 7, a tapered portion 15 on the lower surface side of the head portion 14, and a shaft portion 16 protruding below the tapered portion 15. A cylindrical portion 18 having an insertion hole 17 through which the shaft portion 16 of the terminal 11 is inserted, and a flange portion 19 provided on the outer periphery of the upper end of the cylindrical portion 18 and interposed between the head portion 14 of the negative electrode terminal 11 and the lid 7. And.

負極端子11のテーパ部15の上端側の外径寸法は、ガスケット6の挿通孔17の上端開口の内径寸法よりも大きく設定され、それによって、上下方向の圧縮で負極端子11をかしめることで、テーパ部15の外周面が、ガスケット6の挿通孔17の上端開口周縁を斜め下方向に押圧して押し潰した状態となるように密着されることとなる。   The outer diameter dimension of the upper end side of the taper portion 15 of the negative electrode terminal 11 is set larger than the inner diameter dimension of the upper end opening of the insertion hole 17 of the gasket 6, thereby caulking the negative electrode terminal 11 by compression in the vertical direction. The outer peripheral surface of the taper portion 15 is brought into close contact with the peripheral edge of the upper end opening of the insertion hole 17 of the gasket 6 so as to be in a state of being pressed and crushed obliquely downward.

本実施形態のガスケット6も、上記のように、ガスケット本体6aの表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体6aの表面に付与される水によって、該ガスケット本体6aの表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成した構成からなるものである。   As described above, the gasket 6 according to the present embodiment also introduces hydroxyl groups into the surface of the gasket body 6a by oxygen plasma treatment using plasma with oxygen, the introduced hydroxyl groups, and water molecules in the air and the hydroxyl groups. The surface of the gasket body 6a can be modified with water applied to the surface of the gasket body 6a by the interaction with the surface of the gasket, and a coating layer can be formed on the surface of the modified gasket body in the presence of water. A material is applied, and a coating layer is formed on the surface of the gasket body.

(実施形態3)
本実施形態は、ガスケット6をおける非水電気二重層コンデンサに適用した例を示す実施形態である。本実施形態の非水電気二重層コンデンサは、負極20及び正極21の間に電解液を含浸させたセパレータ22を介在させたものを、蓋を構成する負極缶23とケースを構成する正極缶24内に収容し、前記負極20に負極集電体25を介して前記負極缶23に接続させるとともに、前記正極21に正極集電体26を介して前記正極缶24に接続させている。
(Embodiment 3)
This embodiment is an embodiment showing an example in which the gasket 6 is applied to a non-aqueous electric double layer capacitor. In the non-aqueous electric double layer capacitor of this embodiment, a separator 22 impregnated with an electrolytic solution is interposed between a negative electrode 20 and a positive electrode 21, and a negative electrode can 23 constituting a lid and a positive electrode can 24 constituting a case. The negative electrode 20 is connected to the negative electrode can 23 via a negative electrode current collector 25, and the positive electrode 21 is connected to the positive electrode can 24 via a positive electrode current collector 26.

そして、前記負極缶23にガスケット6を介して電気的に絶縁させた状態で、前記正極缶24をかしめて封止させることによって、電気二重層コンデンサが構成されている。   The positive electrode can 24 is caulked and sealed in a state in which the negative electrode can 23 is electrically insulated via the gasket 6 to constitute an electric double layer capacitor.

本実施形態のガスケット6も、上記のように、ガスケット本体6aの表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体6aの表面に付与される水によって、該ガスケット本体6aの表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成した構成からなるものである。   As described above, the gasket 6 according to the present embodiment also introduces hydroxyl groups into the surface of the gasket body 6a by oxygen plasma treatment using plasma with oxygen, the introduced hydroxyl groups, and water molecules in the air and the hydroxyl groups. The surface of the gasket body 6a can be modified with water applied to the surface of the gasket body 6a by the interaction with the surface of the gasket, and a coating layer can be formed on the surface of the modified gasket body in the presence of water. A material is applied, and a coating layer is formed on the surface of the gasket body.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本実施例では、ガスケットの試料としてテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)からなるシート(以下、PFAシートという)を用いた。
Example 1
In this example, a sheet made of tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) (hereinafter referred to as PFA sheet) was used as a gasket sample.

このようにして準備されたPFAシートの表面に、酸素プラズマ処理を施した。この酸素プラズマ処理工程においては、真空蒸着装置(SIP 1600F〔昭和真空株式会社製〕)を用いた。また酸素プラズマ処理工程における放電出力は1kWとし、圧力は0.35Paとした。さらに酸素プラズマ処理時の温度は、30℃で行い、処理時間は30分で行った。   The surface of the PFA sheet prepared in this way was subjected to oxygen plasma treatment. In this oxygen plasma treatment step, a vacuum deposition apparatus (SIP 1600F [manufactured by Showa Vacuum Co., Ltd.]) was used. The discharge output in the oxygen plasma treatment step was 1 kW, and the pressure was 0.35 Pa. Further, the temperature during the oxygen plasma treatment was 30 ° C., and the treatment time was 30 minutes.

このような酸素プラズマ処理によってPFAシートの表面に水酸基が導入され、その導入された水酸基と空気中の水分子との相互作用により、上述のように水をPFAシートの表面に付与できることとなるが、本実施例では、上記のように酸素プラズマ処理したPFAシートを空気中に5分以上暴露させることによって、空気中の水分子が、PFAシートの表面に導入された水酸基と相互作用し、水を付与させることができた。   Such oxygen plasma treatment introduces hydroxyl groups to the surface of the PFA sheet, and the interaction between the introduced hydroxyl groups and water molecules in the air can impart water to the surface of the PFA sheet as described above. In this example, by exposing the PFA sheet treated with oxygen plasma as described above to the air for 5 minutes or more, water molecules in the air interact with hydroxyl groups introduced on the surface of the PFA sheet, Was able to be given.

その後の表面層形成工程において、上記酸素プラズマ処理及びその処理によって導入された水酸基と水分子との相互作用で水が付与されて改質処理されたPFAシートの表面に、ポリエステルウレタン系塗料を塗布した。ポリエステルウレタン系塗料としては、イソシアネート系硬化剤を用いた2液性ポリエステルウレタン系塗料(SF6062A−N 藤倉化成株式会社)を用いた。その結果、ポリエステルウレタン系塗料の塗膜が、PFAシートの表面に好適に塗着された。これは、上記水付与工程で付与された水の存在下でイソシアネートとポリエステルポリオールが重合し、それによって、ポリエステルウレタンの塗膜が塗着されたものと思われる。   In the subsequent surface layer forming step, a polyester urethane coating is applied to the surface of the modified PFA sheet that has been given water by the oxygen plasma treatment and the interaction between the hydroxyl groups introduced by the treatment and water molecules. did. As the polyester urethane coating, a two-component polyester urethane coating (SF6062A-N Fujikura Kasei Co., Ltd.) using an isocyanate curing agent was used. As a result, a coating film of polyester urethane coating was suitably applied to the surface of the PFA sheet. This is probably because the isocyanate and the polyester polyol were polymerized in the presence of the water imparted in the water imparting step, so that the polyester urethane coating was applied.

結果として、ポリエステルウレタンの塗膜は、不用意に剥離するようなことがないような強固な状態でPFAシートに塗着されていた。   As a result, the polyester urethane coating was applied to the PFA sheet in such a strong state that it would not be inadvertently peeled off.

(試験例1)
本試験例では、上記実施例1のようにPFAシートに塗膜を形成して得られたPFAシートの試料と、リチウム片との反応性について試験した。
(Test Example 1)
In this test example, the reactivity of the sample of the PFA sheet obtained by forming a coating film on the PFA sheet as in Example 1 and the lithium piece was tested.

上記実施例1のようにして作成したPFAシートであって、塗膜の膜厚が異なる4種類(1μm、5μm、10μm、20μm)の試料を準備した。この4種類のPFAシートの試料を、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との混合溶媒に電解質としてLiPF6を1mol/lの濃度に溶解した電解液中で金属リチウムと接触させ、常温で48時間放置したときの変化を観察した。一方、塗膜を形成していないPFAシートを比較例として準備し、同様に上記電解液中で金属リチウムと接触させ、常温で48時間放置したときの変化を観察した。その結果を表1に示す。 Four types (1 μm, 5 μm, 10 μm, 20 μm) of samples having different coating film thicknesses were prepared as in Example 1 above. These four types of PFA sheet samples were brought into contact with metallic lithium in an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l as an electrolyte in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). The change when left for 48 hours was observed. On the other hand, a PFA sheet on which no coating film was formed was prepared as a comparative example. Similarly, changes were observed when the plate was contacted with metallic lithium in the electrolytic solution and allowed to stand at room temperature for 48 hours. The results are shown in Table 1.

Figure 2011086534
Figure 2011086534

表1からも明らかなように、塗膜を形成していないPFAシートでは、そのPFAシートとリチウム金属との反応で生成する炭素によるものと思われる黒変が見られた。これに対して塗膜を形成したPFAシートでは、4種類のいずれの厚みのものについても、それらの塗膜が電解液に侵されることなくPFAシートとリチウム金属を隔離したものと認められ、それらの反応で生成する炭素による黒変は見られなかった。   As is clear from Table 1, in the PFA sheet in which the coating film was not formed, the blackening considered to be caused by carbon generated by the reaction between the PFA sheet and lithium metal was observed. On the other hand, in the PFA sheet with the coating film formed, it was recognized that the PFA sheet and lithium metal were separated from each other without being affected by the electrolyte solution for any of the four types of thickness. No blackening due to the carbon produced in the reaction was observed.

(試験例2)
本試験例では、上記試験例1で用いた膜厚の異なる4種類の塗膜形成PFAシートのぬれ性について評価した。
(Test Example 2)
In this test example, the wettability of the four types of coating film-formed PFA sheets having different film thicknesses used in Test Example 1 was evaluated.

上記PFAシートの試料を、10%アスファルト液(溶媒/トルエン)に浸漬してアスファルトを表面に付着させ、これを金網上で乾燥させた。その結果を表2に示す。表2からも明らかなように、シール剤として用いたアスファルトは均一に分布する必要があるが、塗膜を形成していないPFAシートでは、PFAによるハジキ現象で付着したアスファルトは露状に付着するだけで均一なシール層を形成しなかった。これに対し、塗膜を形成したPFAシートでは、4種類のいずれの厚みのものについても、均一なシール層を形成した。   The sample of the PFA sheet was immersed in a 10% asphalt solution (solvent / toluene) to attach the asphalt to the surface and dried on a wire mesh. The results are shown in Table 2. As is clear from Table 2, the asphalt used as the sealant must be uniformly distributed, but in the PFA sheet that does not form a coating film, the asphalt that adheres due to the repelling phenomenon due to PFA adheres in a dew-like manner. Only a uniform seal layer was not formed. In contrast, in the PFA sheet on which the coating film was formed, a uniform sealing layer was formed for any of the four types of thickness.

Figure 2011086534
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3 ガスケット 3 Gasket

Claims (3)

非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサの正極と負極間を絶縁するための、フッ素系樹脂で構成された絶縁用のガスケットであって、ガスケット本体の表面に、酸素を用いてプラズマ処理する酸素プラズマ処理によって水酸基を導入し、導入された水酸基、及び該水酸基と空気中の水分子との相互作用により前記ガスケット本体の表面に付与される水によって、該ガスケット本体の表面を改質し、改質されたガスケット本体の表面に、水の存在下で被覆層を形成しうる素材を塗布して、前記ガスケット本体の表面に被覆層を形成したことを特徴とする、非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケット。   An insulating gasket composed of a fluorine-based resin for insulating a positive electrode and a negative electrode of a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double layer capacitor, and the surface of the gasket body is subjected to plasma treatment using oxygen. Hydroxyl group is introduced by oxygen plasma treatment, and the surface of the gasket body is modified by water introduced to the surface of the gasket body by the interaction between the introduced hydroxyl group and water molecules in the hydroxyl group and air, A non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electrolyte battery, wherein a material capable of forming a coating layer in the presence of water is applied to the surface of the modified gasket body to form a coating layer on the surface of the gasket body. Gasket for hydroelectric double layer capacitor. 水の存在下で被覆層を形成しうる素材が、水と反応して重合する樹脂である請求項1記載の非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケット。   The gasket for a non-aqueous electrolyte battery or a non-aqueous electric double-layer capacitor according to claim 1, wherein the material capable of forming a coating layer in the presence of water is a resin that polymerizes by reacting with water. 水と反応して重合する樹脂が、イソシアネートを硬化剤として用いた2液性ポリウレタン系樹脂である請求項2記載の非水電解質電池又は非水電気二重層コンデンサ用のガスケット。   The gasket for a non-aqueous electrolyte battery or non-aqueous electric double layer capacitor according to claim 2, wherein the resin that reacts with water and polymerizes is a two-component polyurethane resin using isocyanate as a curing agent.
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