JP2013222555A - Sheath material for lithium-ion battery and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン電池用外装材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a packaging material for a lithium ion battery and a method for producing the same.
パソコン、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラ、衛星、車両等に用いられる電池デバイスとして、超薄型化、小型化が可能なリチウムイオン電池が盛んに開発されている。リチウムイオン電池用外装材(以下、単に「外装材」ということがある。)としては、従来用いられている金属製の缶とは異なり、軽量で、放熱性が高く、形状を自由に選択できるという点から、多層フィルムからなるラミネート型の外装材(例えば基材層/第1接着層/金属箔層/第2接着層/シーラント層のような構成)が注目を集めている。このようなラミネート型の外装材は、金属箔層とシーラント層間の第2接着層の種類によって大きく2種類に分類される。つまり、第2接着層にドライラミネート用接着剤等の熱硬化性樹脂を使用するドライラミネート構成と、第2接着層に酸変性ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性材料を使用する熱ラミネート構成に大きく分類される。ドライラミネート構成の外装材は、成型性、低価格が求められるポータブル機器等の民生用途に広く使用されている。一方、熱ラミネート構成の外装材は、より高い信頼性が求められる電気自動車、電動バイク、電動自転車等の産業用途に広く使用されている。 BACKGROUND ART Lithium ion batteries that can be ultra-thin and miniaturized have been actively developed as battery devices used in personal digital assistants such as personal computers and mobile phones, video cameras, satellites, vehicles, and the like. Lithium-ion battery exterior materials (hereinafter sometimes referred to simply as “exterior materials”) are lightweight, have high heat dissipation, and can be freely selected, unlike conventional metal cans. In view of this, a laminate-type exterior material made of a multilayer film (for example, a structure such as a base material layer / first adhesive layer / metal foil layer / second adhesive layer / sealant layer) has attracted attention. Such laminate-type exterior materials are roughly classified into two types depending on the type of the second adhesive layer between the metal foil layer and the sealant layer. That is, it is roughly classified into a dry laminate configuration using a thermosetting resin such as an adhesive for dry laminate for the second adhesive layer and a thermal laminate configuration using a thermoplastic material such as an acid-modified polyolefin resin for the second adhesive layer. The An exterior material having a dry laminate structure is widely used in consumer applications such as portable devices that require moldability and low cost. On the other hand, exterior materials having a heat laminate configuration are widely used in industrial applications such as electric vehicles, electric motorcycles, and electric bicycles that require higher reliability.
ラミネート型の外装材を使用したリチウムイオン電池の形態としては、正極、セパレータ、負極、電解質を溶解した電解液、並びに、タブリード及びタブシーラントから構成されるタブ等の電池用内容物を封止する形態として、以下の2種類の包装形態が提案されている。
(i)外装材を用いてパウチ状の容器体を形成し、電池用内容物を収納して封止するパウチタイプ。
(ii)外装材を冷間成型して凹部を形成し、該凹部に電池用内容物を収納して封止するエンボスタイプ。
エンボスタイプでは、電池用内容物をより効率的に内包するために、貼り合わせる外装材の両側に凹部を形成し、収納体積を増加させて電池容量を増加させる形態も採用されている。例えば、冷間成型により形成した凹部を有する2枚の外装材を向かい合わせ、それらの凹部内に電池用内容物を収納し、縁部分をヒートシールして封止したリチウムイオン電池が挙げられる。
The lithium ion battery using a laminate-type exterior material is sealed with battery contents such as a positive electrode, a separator, a negative electrode, an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved, and a tab composed of a tab lead and a tab sealant. As forms, the following two types of packaging forms have been proposed.
(I) A pouch type in which a pouch-shaped container body is formed using an exterior material, and the battery contents are stored and sealed.
(Ii) An embossed type in which the exterior material is cold-molded to form a recess, and the battery contents are stored and sealed in the recess.
In the embossed type, in order to enclose the battery contents more efficiently, a form in which concave portions are formed on both sides of the exterior material to be bonded to increase the storage volume and the battery capacity is also adopted. For example, a lithium ion battery in which two exterior materials having recesses formed by cold molding are faced to each other, the battery contents are accommodated in these recesses, and the edge portions are heat sealed and sealed.
ラミネート型の外装材には、封止性や耐薬品性、成型性、水蒸気バリア性、耐熱寒性、絶縁性等の様々な特性が要求されるが、その中でも電池用内容物によって金属箔層が腐食することを抑制する耐薬品性が特に要求される。
具体的には、金属缶はレーザー溶接で封止されるので、外部から電池内部への水分の浸入が充分に抑制される。一方、ラミネート型の外装材は、シーラント層同士を向かい合わせた状態で、シーラント層の融解温度以上の温度で加熱圧着するヒートシールによって封止する。第2接着層及びシーラント層は水分が透過するため、ヒートシールした縁部分において、その側端面から金属箔層間の第2接着層とシーラント層を徐々に透過して水分が電池内部に浸入する。水分が電池内に浸入すると、LiPF6等のフッ素系の電解質と反応し、フッ化水素が発生する。この酸であるフッ化水素は、金属箔層の表面を腐食させるため、第2接着層と金属箔層間の密着性を低下させる。また、ドライラミネート構成の外装材では、第2接着層を形成する接着剤を加水分解させるため、第2接着層内での凝集破壊が起こりやすくなる。このように、フッ酸の発生は第2接着層近傍でのデラミネーションの要因となる。
Laminate-type exterior materials are required to have various properties such as sealing properties, chemical resistance, moldability, water vapor barrier properties, heat resistance and cold resistance, and insulation properties. Among them, the metal foil layer depends on the battery contents. Is particularly required to have chemical resistance to suppress corrosion.
Specifically, since the metal can is sealed by laser welding, the penetration of moisture from the outside into the battery is sufficiently suppressed. On the other hand, the laminate-type exterior material is sealed by heat sealing that is thermocompression bonded at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the sealant layer with the sealant layers facing each other. Since the moisture permeates through the second adhesive layer and the sealant layer, the heat-sealed edge portion gradually permeates through the second adhesive layer and the sealant layer between the metal foil layers from the side end surfaces, and the moisture enters the battery. When moisture enters the battery, it reacts with a fluorine-based electrolyte such as LiPF 6 to generate hydrogen fluoride. Since this hydrogen fluoride which is an acid corrodes the surface of the metal foil layer, it reduces the adhesion between the second adhesive layer and the metal foil layer. Moreover, in the exterior material of a dry laminate structure, the adhesive forming the second adhesive layer is hydrolyzed, so that cohesive failure occurs easily in the second adhesive layer. Thus, the generation of hydrofluoric acid becomes a delamination factor in the vicinity of the second adhesive layer.
そこで、金属箔層と第2接着層の間に腐食防止処理層を形成することが行われている。例えば、基材層、第1接着層、腐食防止処理層、金属箔層、腐食防止処理層、第2接着層及びシーラント層が順次積層され、前記腐食防止処理層が化成処理であるリン酸クロメート処理によって形成された層であり、前記第2接着層が酸変性ポリプロピレン(PPa)で形成された接着樹脂層であり、前記シーラント層がポリプロピレン(PP)で形成された層である外装材が知られている(特許文献1)。該外装材は、接着樹脂層が加水分解されるおそれがなく、また腐食防止処理層によって金属箔層の腐食が抑制されるので、金属箔層の接着樹脂層側でのデラミネーションが抑制される。また、該外装材は、接着樹脂層とシーラント層との密着性を高めてデラミネーションを抑制するために、それらの層を共押出しラミネート法を用いて形成している。具体的には、金属箔層上に形成した腐食防止処理層上に、PPaとPPを共押出しラミネート法によって積層し、サンドイッチラミネート法によりラミネートした後、PPaとPPの軟化点以上の温度で加熱処理することで接着樹脂層とシーラント層を形成している。 Therefore, a corrosion prevention treatment layer is formed between the metal foil layer and the second adhesive layer. For example, a base material layer, a first adhesive layer, a corrosion prevention treatment layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, a second adhesion layer and a sealant layer are sequentially laminated, and the corrosion prevention treatment layer is a chemical conversion treatment. A packaging material is known which is a layer formed by treatment, the second adhesive layer is an adhesive resin layer formed of acid-modified polypropylene (PPa), and the sealant layer is a layer formed of polypropylene (PP). (Patent Document 1). In the exterior material, there is no possibility that the adhesive resin layer is hydrolyzed, and corrosion of the metal foil layer is suppressed by the corrosion prevention treatment layer, so that delamination on the adhesive resin layer side of the metal foil layer is suppressed. . Further, in order to enhance adhesion between the adhesive resin layer and the sealant layer and suppress delamination, the exterior material is formed using a co-extrusion laminating method. Specifically, PPa and PP are laminated on the corrosion prevention treatment layer formed on the metal foil layer by the coextrusion laminating method, laminated by the sandwich laminating method, and then heated at a temperature equal to or higher than the softening point of PPa and PP. The adhesive resin layer and the sealant layer are formed by processing.
しかし、特許文献1の方法で製造した外装材では、耐薬品性、封止性及び成型性が充分に得られないことがある。また、接着樹脂層とシーラント層の厚さが不均一になって外装材の特性が安定しないことがある。
However, the exterior material manufactured by the method of
本発明は、優れた耐薬品性、封止性及び成型性を兼ね備え、かつ接着樹脂層とシーラント層の厚さが均一で安定した特性が得られるリチウムイオン電池用外装材、及び該リチウムイオン電池用外装材の製造方法の提供を目的とする。 The present invention provides an outer packaging material for a lithium ion battery that has excellent chemical resistance, sealing properties, and moldability, and has a uniform and stable thickness of an adhesive resin layer and a sealant layer, and the lithium ion battery It aims at providing the manufacturing method of the exterior material.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
[1]基材層の一方の面側に、少なくとも接着剤層、金属箔層、腐食防止処理層、接着樹脂層及びシーラント層が順次積層されたリチウムイオン電池用外装材の製造方法であって、
前記金属箔層上に前記腐食防止処理層を形成する工程(X1)と、前記金属箔層の前記腐食防止処理層と反対側に、前記接着剤層を介して前記基材層を積層する工程(X2)と、前記腐食防止処理層上に、前記接着樹脂層を介して前記シーラント層を積層する工程(X3)と、を有し、
前記工程(X3)が、
前記腐食防止処理層上に押出ラミネートにより前記接着樹脂層を形成する第1押出ラミネート工程と、
前記接着樹脂層上に押出ラミネートにより前記シーラント層を形成する第2押出ラミネート工程と、
前記第2押出ラミネート工程後に、前記接着樹脂層及び前記シーラント層を、前記接着樹脂層の融解温度以上かつ前記シーラント層の融解温度以上の温度で加熱した後、前記接着樹脂層の結晶化温度以下かつ前記シーラント層の結晶化温度以下の温度で冷却する後熱処理工程と、を有することを特徴とするリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[2]前記第1押出ラミネート工程後に、前記接着樹脂層に表面処理を施す、又は前記接着樹脂層上に中間コーティング層を形成する中間処理工程を有する、[1]に記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[3]前記表面処理が、コロナ処理、オゾン処理、フレーム処理、紫外線照射処理、エキシマー処理及びプラズマ処理からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[2]に記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[4]無機酸化物、カップリング剤、ポリオレフィン、イソシアネート系化合物及びポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む塗液を前記接着樹脂層上に塗工して前記中間コーティング層を形成する、[2]に記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[5]前記後加熱処理工程の加熱温度が140〜220℃、冷却温度が10〜100℃である、[1]〜[4]のいずれかに記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[6]前記腐食防止処理層を非クロム系処理で形成する、[1]〜[5]のいずれかに記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[7]前記第1押出ラミネート工程と前記第2押出ラミネート工程の間に、前記接着樹脂層を、前記接着樹脂層の融解温度以上の温度で加熱し、前記接着樹脂層の結晶化温度以下の温度で冷却する中間熱処理工程を有する、[1]〜[6]のいずれかに記載のリチウムイオン電池用外装材の製造方法。
[8]基材層の一方の面側に、少なくとも接着剤層、金属箔層、腐食防止処理層、接着樹脂層及びシーラント層が順次積層されたリチウムイオン電池用外装材であって、
前記接着樹脂層及び前記シーラント層が、別々に押出ラミネートにより積層され、前記接着樹脂層の融解温度以上かつ前記シーラント層の融解温度以上の温度で加熱された後、前記接着樹脂層の結晶化温度以下かつ前記シーラント層の結晶化温度以下の温度で冷却されて形成された層であることを特徴とするリチウムイオン電池用外装材。
[9]前記接着樹脂層の前記シーラント層側に表面処理が施されているか、又は前記接着樹脂層と前記シーラント層の間に中間コーティング層が形成されている、[8]に記載のリチウムイオン電池用外装材。
[10]前記表面処理が、コロナ処理、オゾン処理、フレーム処理、紫外線照射処理、エキシマー処理及びプラズマ処理からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[9]に記載のリチウムイオン電池用外装材。
[11]前記中間コーティング層が、無機酸化物、カップリング剤、ポリオレフィン、イソシアネート系化合物及びポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む塗液が前記接着樹脂層上に塗工されて形成された層である、[9]に記載のリチウムイオン電池用外装材。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
[1] A method for manufacturing a packaging material for a lithium ion battery, in which at least an adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer are sequentially laminated on one surface side of a base material layer. ,
The step (X1) of forming the corrosion prevention treatment layer on the metal foil layer, and the step of laminating the base material layer via the adhesive layer on the opposite side of the corrosion prevention treatment layer of the metal foil layer (X2) and a step (X3) of laminating the sealant layer on the corrosion prevention treatment layer via the adhesive resin layer,
The step (X3)
A first extrusion laminating step of forming the adhesive resin layer by extrusion lamination on the corrosion prevention treatment layer;
A second extrusion laminating step of forming the sealant layer on the adhesive resin layer by extrusion lamination;
After the second extrusion laminating step, the adhesive resin layer and the sealant layer are heated at a temperature not lower than the melting temperature of the adhesive resin layer and not lower than the melting temperature of the sealant layer, and then not higher than the crystallization temperature of the adhesive resin layer. And a post-heat treatment step of cooling at a temperature lower than the crystallization temperature of the sealant layer.
[2] For the lithium ion battery according to [1], including an intermediate treatment step of performing a surface treatment on the adhesive resin layer or forming an intermediate coating layer on the adhesive resin layer after the first extrusion lamination step. A method for manufacturing an exterior material.
[3] The exterior material for a lithium ion battery according to [2], wherein the surface treatment is at least one selected from the group consisting of corona treatment, ozone treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, excimer treatment, and plasma treatment. Manufacturing method.
[4] A coating liquid containing at least one selected from the group consisting of an inorganic oxide, a coupling agent, a polyolefin, an isocyanate compound, and polyethyleneimine is applied onto the adhesive resin layer to form the intermediate coating layer. The manufacturing method of the exterior material for lithium ion batteries as described in [2].
[5] The method for producing an exterior material for a lithium ion battery according to any one of [1] to [4], wherein the heating temperature in the post-heat treatment step is 140 to 220 ° C and the cooling temperature is 10 to 100 ° C.
[6] The method for manufacturing an exterior material for a lithium ion battery according to any one of [1] to [5], wherein the corrosion prevention treatment layer is formed by a non-chromium treatment.
[7] Between the first extrusion laminating step and the second extrusion laminating step, the adhesive resin layer is heated at a temperature equal to or higher than a melting temperature of the adhesive resin layer, and is equal to or lower than a crystallization temperature of the adhesive resin layer. The manufacturing method of the exterior material for lithium ion batteries in any one of [1]-[6] which has the intermediate heat treatment process cooled at temperature.
[8] A lithium ion battery exterior material in which at least an adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer are sequentially laminated on one surface side of the base material layer,
After the adhesive resin layer and the sealant layer are separately laminated by extrusion lamination and heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the adhesive resin layer and equal to or higher than the melting temperature of the sealant layer, the crystallization temperature of the adhesive resin layer An outer packaging material for a lithium ion battery, which is a layer formed by cooling at a temperature below the crystallization temperature of the sealant layer.
[9] The lithium ion according to [8], wherein a surface treatment is applied to the sealant layer side of the adhesive resin layer, or an intermediate coating layer is formed between the adhesive resin layer and the sealant layer. Battery exterior material.
[10] The exterior material for a lithium ion battery according to [9], wherein the surface treatment is at least one selected from the group consisting of corona treatment, ozone treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment, excimer treatment, and plasma treatment. .
[11] The intermediate coating layer is formed by coating a coating liquid containing at least one selected from the group consisting of an inorganic oxide, a coupling agent, a polyolefin, an isocyanate compound, and polyethyleneimine on the adhesive resin layer. The outer packaging material for a lithium ion battery according to [9], wherein the outer layer is a layer formed.
本発明のリチウムイオン電池用外装材は、優れた耐薬品性、封止性及び成型性を兼ね備え、かつ接着樹脂層とシーラント層の厚さが均一で安定した特性が得られる。
本発明のリチウムイオン電池用外装材の製造方法によれば、優れた耐薬品性、封止性及び成型性を兼ね備え、かつ接着樹脂層とシーラント層の厚さが均一で特性が安定したリチウムイオン電池用外装材が得られる。
The outer packaging material for a lithium ion battery according to the present invention has excellent chemical resistance, sealing properties and moldability, and the adhesive resin layer and the sealant layer have uniform thickness and stable characteristics.
According to the method for manufacturing an outer packaging material for a lithium ion battery of the present invention, lithium ions having excellent chemical resistance, sealing properties, and moldability, and having uniform adhesive resin layer and sealant layer thickness and stable characteristics. A battery packaging material is obtained.
<リチウムイオン電池用外装材>
以下、本発明のリチウムイオン電池用外装材の一例を図1に基づいて説明する。
本実施形態のリチウムイオン電池用外装材1(以下、「外装材1」という。)は、図1に示すように、基材層11の一方の面側に、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15及びシーラント層16が順次積層された積層体である。外装材1は、基材層11が最外層、シーラント層16が最内層となるように使用される。
<Exterior materials for lithium-ion batteries>
Hereinafter, an example of the exterior material for a lithium ion battery of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, an
(基材層11)
基材層11は、金属箔層13上に接着剤層12を介して形成される。基材層11は、電池を製造する際のシール工程における耐熱性を付与し、成型加工や流通の際に起こりうるピンホールの発生を抑制する役割を果たす。また、冷間成型時の金属箔層13の破断を抑制したり、金属箔層13と他の金属部材との絶縁性を高めたりする役割を果たす。
基材層11としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等の延伸又は無延伸フィルム等が挙げられる。なかでも、成型性、耐熱性、耐突き刺し性、絶縁性に優れる点から、二軸延伸ポリアミドフィルム、二軸延伸ポリエステルフィルムが好ましい。
(Base material layer 11)
The
Examples of the
基材層11を形成するフィルムは、単一の樹脂層を有する単層フィルムであってもよく、2つ以上の樹脂層を有する多層フィルムであってもよく、2枚以上のフィルムをドライラミネート接着剤で貼り合わせた複合フィルムであってもよい。
前記単層フィルムとしては、二軸延伸ポリアミドフィルム又は二軸延伸ポリエステルフィルムが好ましい。前記多層フィルムとしては、ポリアミド樹脂/ポリエステル系熱可塑性エラストマー/ポリエステル樹脂の多層構成を有する二軸延伸共押出フィルムが好ましい。前記複合フィルムとしては、二軸延伸ポリアミドフィルムと二軸延伸ポリエステルフィルムをポリウレタン系接着剤で貼り合わせた複合フィルムが好ましい。
The film forming the
The monolayer film is preferably a biaxially stretched polyamide film or a biaxially stretched polyester film. As the multilayer film, a biaxially stretched coextruded film having a multilayer structure of polyamide resin / polyester thermoplastic elastomer / polyester resin is preferable. The composite film is preferably a composite film in which a biaxially stretched polyamide film and a biaxially stretched polyester film are bonded together with a polyurethane adhesive.
また、ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ポリウレタン系接着剤に比べてフッ化水素や電解液に対する耐性が高く、電池製造工程等においてそれらの薬品によってより劣化し難い点から、前記複合フィルムよりも前記二軸延伸共押出フィルムの方がより好ましい。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、三菱化学社製のプリマロイ等が挙げられる。
Polyester thermoplastic elastomers are more resistant to hydrogen fluoride and electrolytes than polyurethane adhesives, and are less susceptible to degradation by these chemicals in battery manufacturing processes and the like. An axially stretched coextruded film is more preferred.
Examples of the polyester-based thermoplastic elastomer include Primalloy manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
基材層11は、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、帯電防止剤等の添加剤が内部に分散されるか、又は表面に塗布されていてもよい。
滑剤としては、例えば、脂肪酸アミド(例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド等。)等が挙げられる。
アンチブロッキング剤としては、例えば、シリカ等の各種フィラー系のアンチブロッキング剤が挙げられる。添加剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The
Examples of the lubricant include fatty acid amides (for example, oleic acid amide, erucic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide) and the like.
Examples of the anti-blocking agent include various filler-based anti-blocking agents such as silica. An additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
基材層11の厚さは、耐突き刺し性、絶縁性、成型性等の点から、6〜50μmが好ましく、10〜40μmがより好ましい。
基材層11の表面には、耐擦傷性、滑り性を改善する等のために、凹凸形状を形成してもよい。
The thickness of the
An uneven shape may be formed on the surface of the
(接着剤層12)
接着剤層12は、基材層11と金属箔層13間に形成される。接着剤層12は、基材層11と金属箔層13を強固に接着するのに必要な密着力を有するだけでなく、冷間成型時の金属箔層13の破断を保護するために追随性が求められる。
接着剤層12の材料としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオール等の主剤に、硬化剤として芳香族系又は脂肪族系のイソシアネートを作用させる2液硬化型のポリウレタン系接着剤が好ましい。前記ポリウレタン系接着剤の主剤の水酸基に対する硬化剤のイソシアネート基のモル比(NCO/OH)は、1〜10が好ましく、2〜5がより好ましい。
(Adhesive layer 12)
The
As a material for the
接着剤層12には、接着樹脂層15で説明する熱可塑性エラストマー、粘着付与剤、フィラー、顔料、染料等を添加してもよい。
接着剤層12の厚さは、接着強度や、追随性、加工性の点から、1〜10μmが好ましく、2〜6μmがより好ましい。
The
The thickness of the
(金属箔層13)
金属箔層13は、リチウムイオン電池内に水分が浸入することを防止するために設けられる。また、金属箔層13には、冷間成型のために延展性に優れ、深絞りが可能なことが求められる。
金属箔層13としては、アルミニウム、ステンレス綱等の各種金属箔を使用することができ、質量(比重)、防湿性、延展性等の加工性、コストの面から、アルミニウム箔が好ましい。
(Metal foil layer 13)
The
As the
アルミニウム箔としては、例えば、公知の軟質アルミニウム箔が使用でき、耐ピンホール性、及び成型時の延展性の点から、鉄を含むアルミニウム箔が好ましい。アルミニウム箔(100質量%)中の鉄の含有量は、0.1〜9.0質量%が好ましく、0.5〜2.0質量%がより好ましい。鉄の含有量が下限値以上であれば耐ピンホール性、延展性が向上する。鉄の含有量が上限値以下であれば、柔軟性が向上する。
金属箔層13の厚さは、バリア性、耐ピンホール性、加工性の点から、10〜100μmが好ましく、15〜80μmがより好ましい。
As the aluminum foil, for example, a known soft aluminum foil can be used, and an aluminum foil containing iron is preferable from the viewpoint of pinhole resistance and spreadability at the time of molding. 0.1-9.0 mass% is preferable and, as for content of iron in aluminum foil (100 mass%), 0.5-2.0 mass% is more preferable. If the iron content is at least the lower limit, pinhole resistance and spreadability are improved. If the iron content is less than or equal to the upper limit, flexibility is improved.
The thickness of the
金属箔層13には、未処理のアルミニウム箔を使用してもよいが、脱脂処理を施したアルミニウム箔が好ましい。脱脂処理としては、大きく区分するとウェットタイプとドライタイプに分けられる。
ウェットタイプの脱脂処理としては、例えば、酸脱脂やアルカリ脱脂等が挙げられる。酸脱脂に使用する酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸等の無機酸が挙げられる。これらの酸は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、アルミニウム箔のエッチング効果が向上する点から、必要に応じて鉄(III)イオンやセリウム(III)イオン等の供給源となる各種金属塩を配合してもよい。アルカリ脱脂に使用するアルカリとしては、例えば、エッチング効果が高いものとして水酸化ナトリウム等が挙げられる。また、弱アルカリ系や界面活性剤を配合したものが挙げられる。ウェットタイプの脱脂処理は、浸漬法やスプレー法で行われる。
ドライタイプの脱脂処理としては、例えば、アルミニウム箔を焼鈍処理する工程において、その処理時間を長くすることで脱脂処理を行う方法が挙げられる。また、該脱脂処理の他にも、フレーム処理、コロナ処理等が挙げられる。さらに、特定波長の紫外線を照射して発生する活性酸素により、汚染物質を酸化分解及び除去する脱脂処理を採用してもよい。
An untreated aluminum foil may be used for the
Examples of the wet type degreasing treatment include acid degreasing and alkali degreasing. Examples of the acid used for acid degreasing include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and hydrofluoric acid. These acids may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Moreover, you may mix | blend various metal salts used as supply sources, such as an iron (III) ion and a cerium (III) ion, if the etching effect of aluminum foil improves. As an alkali used for alkali degreasing, sodium hydroxide etc. are mentioned as a thing with a high etching effect, for example. Moreover, what mix | blended weak alkali type and surfactant is mentioned. The wet type degreasing treatment is performed by an immersion method or a spray method.
Examples of the dry type degreasing treatment include a method of performing a degreasing treatment by increasing the treatment time in the step of annealing the aluminum foil. In addition to the degreasing treatment, frame treatment, corona treatment and the like can be mentioned. Furthermore, a degreasing process in which contaminants are oxidatively decomposed and removed by active oxygen generated by irradiation with ultraviolet rays having a specific wavelength may be employed.
(腐食防止処理層14)
腐食防止処理層14は、金属箔層13のシーラント層16側に形成される。腐食防止処理層14は、電解質と水分の反応により発生するフッ化水素による金属箔層13表面の腐食を防止する役割を果たす。また、アンカーとしての機能で金属箔層13と接着樹脂層15を強固に密着させる役割も果たす。
腐食防止処理層14としては、例えば、クロム酸塩、リン酸塩、フッ化物と、各種熱硬化性樹脂からなる腐食防止処理剤によるクロメート処理、希土類元素である酸化物(例えば酸化セリウム、酸化ジルコン等。)とリン酸塩と各種熱硬化性樹脂からなる腐食防止処理剤によるセリアゾル処理等により形成された層が挙げられる。また、腐食防止処理層14は、金属箔層13の耐食性が充分に得られる層であればよく、例えば、リン酸塩処理、ベーマイト処理等により形成された層であってもよい。
腐食防止処理層14としては、6価クロムの使用が環境破壊に繋がることから、クロムを使用しない非クロム系処理によって形成された層であることが好ましい。
(Corrosion prevention treatment layer 14)
The corrosion
As the corrosion
Since the use of hexavalent chromium leads to environmental destruction, the corrosion
腐食防止処理層14は、単層であってもよく、複数層であってもよい。
腐食防止処理層14の厚さは、腐食防止機能とアンカーとしての機能の点から、5nm〜1μmが好ましく、10nm〜200nmがより好ましい。
The corrosion
The thickness of the corrosion
(接着樹脂層15)
接着樹脂層15は、シーラント層16と腐食防止処理層14の間に形成される。接着樹脂層15は、酸変性ポリオレフィン樹脂等の熱可塑性接着剤で形成される層が挙げられる。酸変性ポリオレフィン樹脂は、シーラント層16と腐食防止処理層14の両方に強固に密着することができる。また、耐薬品性に優れるので、電解液と水分との反応によって発生したフッ化水素や電解液が存在しても、接着樹脂層15が分解劣化して密着性が低下することを抑制できる。
(Adhesive resin layer 15)
The
酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン樹脂を酸でグラフト変性した樹脂である。酸変性ポリオレフィン樹脂としては、ポリオレフィン樹脂を無水マレイン酸でグラフト変性した無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましい。
ポリオレフィン樹脂としては、低密度、中密度、高密度のポリエチレン;ホモ、ブロック又はランダムポリプロピレン等が挙げられる。また、前記のものにアクリル酸、メタクリル酸等の極性分子を共重合した共重合体、架橋ポリオレフィン等のポリマー等が挙げられ、分散、共重合等を実施した樹脂を採用できる。これらポリオレフィン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
酸変性ポリオレフィン樹脂としては、耐熱性の点から、無水マレイン酸変性ポリエチレンよりも無水マレイン酸変性ポリプロピレンがより好ましい。
The acid-modified polyolefin resin is a resin obtained by graft-modifying a polyolefin resin with an acid. The acid-modified polyolefin resin is preferably a maleic anhydride-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying a polyolefin resin with maleic anhydride.
Examples of the polyolefin resin include low density, medium density, and high density polyethylene; homo, block, and random polypropylene. In addition, a copolymer obtained by copolymerizing polar molecules such as acrylic acid and methacrylic acid, a polymer such as cross-linked polyolefin, and the like can be used, and a resin subjected to dispersion, copolymerization, or the like can be employed. These polyolefin resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
As the acid-modified polyolefin resin, maleic anhydride-modified polypropylene is more preferable than maleic anhydride-modified polyethylene from the viewpoint of heat resistance.
無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおける無水マレイン酸の変性率は、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜5質量%がより好ましい。前記変性率は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン中の無水マレイン酸に由来する部分の質量割合である。
接着樹脂層15は、1種の酸変性ポリオレフィン樹脂を単独で使用してもよく、2種以上の酸変性ポリオレフィン樹脂を併用してもよい。
熱可塑性接着剤の市販品としては、例えば、三井化学社製のアドマー、三菱化学社製のモディック等が挙げられる。
The modification rate of maleic anhydride in the maleic anhydride-modified polypropylene is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 5% by mass. The modification rate is a mass ratio of a portion derived from maleic anhydride in maleic anhydride-modified polypropylene.
For the
Examples of commercially available thermoplastic adhesives include Admer manufactured by Mitsui Chemicals, Modic manufactured by Mitsubishi Chemical, and the like.
接着樹脂層15には、軟質樹脂を配合してもよい。これにより、冷間成型時のクラックによる延伸白化耐性が向上するうえ、濡れ性改善により密着力が向上し、異方性の低減により製膜性等の特性も向上する。該軟質樹脂は、均一に分散していることが好ましい。
The
軟質樹脂としては、熱可塑性エラストマーが挙げられ、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーが好ましい。
オレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、1−ブテン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・1−ブテン・エチレン共重合体、プロピレン・α−オレフィン・エチレン共重合体、プロピレン・α−オレフィン・1−ブテン共重合体、1−ブテン・α−オレフィン・エチレン共重合体等が挙げられる。
スチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体等が挙げられる。
これらオレフィン系エラストマーやオレフィン系エラストマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the soft resin include thermoplastic elastomers, and olefin elastomers and styrene elastomers are preferable.
Examples of olefin elastomers include ethylene / propylene copolymers, ethylene / 1-butene copolymers, ethylene / α-olefin copolymers, propylene / 1-butene copolymers, propylene / α-olefin copolymers. 1-butene / α-olefin copolymer, propylene / 1-butene / ethylene copolymer, propylene / α-olefin / ethylene copolymer, propylene / α-olefin / 1-butene copolymer, 1-butene -An alpha-olefin-ethylene copolymer etc. are mentioned.
Examples of the styrene elastomer include styrene / ethylene / butylene / styrene copolymers and styrene / ethylene / propylene / styrene copolymers.
These olefin elastomers and olefin elastomers may be used alone or in combination of two or more.
軟質樹脂を使用する場合、接着樹脂層15中の軟質樹脂の含有量は、1〜35質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
また、接着樹脂層15中の軟質樹脂の分散径は、1nm〜20μmが好ましく、10nm〜10μmがより好ましい。なお、本発明において、分散径とは、分散相を形成している楕円体の最長軸を意味する。
When using soft resin, 1-35 mass% is preferable and, as for content of soft resin in the
Further, the dispersion diameter of the soft resin in the
軟質樹脂の市販品としては、例えば、旭化成社製のタフテック、クラレ社製のセプトン、三井化学社製のノティオ、タフマー、三菱化学社製のゼラス、サーモラン、住友化学社製のタフセレン、エクセレン、エスプレン、エスポレックス、日本ポリプロ社製のウェルネクス、ニューコン、プライムポリマー社製のプライムTPO、サンアロマー社製のキャタロイ、クオリア等が挙げられる。 Commercially available soft resins include, for example, Asahi Kasei's Tuftec, Kuraray's Septon, Mitsui Chemical's Notio, Toughmer, Mitsubishi Chemical's Zelas, Thermoran, Sumitomo Chemical's Tufselen, Exelen, Esprene. , Espolex, Nippon Polypro's Wellnex, Newcon, Prime Polymer's Prime TPO, Sun Allomer's Catalloy, Qualia and the like.
接着樹脂層15を形成する材料のメルトフローレート(MFR)は、温度230℃、荷重2.16kgfの条件において、3〜30g/10分が好ましい。
接着樹脂層15の厚さは、2〜50μmが好ましい。
The melt flow rate (MFR) of the material forming the
The thickness of the
(シーラント層16)
シーラント層16は、腐食防止処理層14上に接着樹脂層15を介して形成される。接着樹脂層15上にシーラント層16が積層されることで、2枚の外装材のシーラント層16同士を向かい合わせにし、シーラント層16の融解温度以上でヒートシールすることにより、リチウムイオン電池を封止できる。また、シーラント層16の結晶性を制御することで、ヒートシールした縁部分の側端面から電池内部に浸入してくる水分量を低減することができる。また、溶融粘度を調節することで、ヒートシール時に縁部分から押し出された樹脂の流動性を調節することができる。
(Sealant layer 16)
The
シーラント層16の材料としては、ポリオレフィン樹脂が好ましい。ポリオレフィン樹脂としては、例えば、接着樹脂層15の酸変性ポリオレフィン樹脂の説明で挙げたポリオレフィン樹脂が挙げられる。ポリオレフィン樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリオレフィン樹脂としては、耐熱性の点から、ポリエチレンよりもポリプロピレンの方が好ましい。
ポリオレフィン樹脂の市販品としては、例えば、日本ポリプロピレン社製のノバテックFL02A、プライムポリマー社製のプライムポリプロF329RA、サンアロマー社製のサンアロマーPH943B等がある。なかでも、成型性に優れ、冷間成型時にシーラント層16にクラックが生じ難い点から、プライムポリプロF329RAが好ましい。
As a material of the
As the polyolefin resin, polypropylene is preferable to polyethylene from the viewpoint of heat resistance.
Examples of commercially available polyolefin resins include Novatec FL02A manufactured by Nippon Polypropylene, Prime Polypro F329RA manufactured by Prime Polymer, and Sun Allomer PH943B manufactured by Sun Allomer. Among these, Prime Polypro F329RA is preferable because it is excellent in moldability and hardly causes cracks in the
シーラント層16には、滑剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、造核剤等の各種添加剤が含有されていてもよい。これらの添加剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
シーラント層16を形成する材料のMFRは、温度230℃、荷重2.16kgfの条件において、3〜30g/10分が好ましい。
シーラント層16の厚さは、10〜80μmが好ましい。
The
The MFR of the material forming the
The thickness of the
シーラント層16には、接着樹脂層15と同様に、軟質樹脂を配合してもよい。これにより、冷間成型時のクラックによる延伸白化耐性が向上するうえ、濡れ性改善により密着力が向上し、異方性の低減により製膜性等の特性も向上する。該軟質樹脂は、均一に分散していることが好ましい。
シーラント層16に配合する軟質樹脂としては、例えば、接着樹脂層15で挙げたものと同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
Similar to the
As a soft resin mix | blended with the
軟質樹脂を使用する場合、シーラント層16中の軟質樹脂の含有量は、1〜35質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。
また、シーラント層16中の軟質樹脂の分散径は、1nm〜20μmが好ましく、10nm〜10μmがより好ましい。
When the soft resin is used, the content of the soft resin in the
Further, the dispersion diameter of the soft resin in the
外装材1は、接着樹脂層15及びシーラント層16が、別々に押出ラミネートにより積層され、接着樹脂層15の融解温度以上かつシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱された後、接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度で冷却されて形成された層であることを特徴とする。すなわち、接着樹脂層15とシーラント層16が順次押出ラミネートにより積層され、接着樹脂層15とシーラント層16が共に融解する温度以上で加熱された後、接着樹脂層15とシーラント層16が共に結晶化する温度以下で冷却されて形成された層であることを特徴とする。なお、本発明における融解温度とは、示差走査熱量測定において、20℃から200℃に10℃/分で昇温し、その後50℃/分で20℃まで冷却した後、再度200℃まで10℃/分で昇温したときのピーク温度として測定される値である。また、結晶化温度とは、示差走査熱量測定において、融解温度以上で融解させた後、25℃で徐冷させたときに、結晶化に伴う発熱ピークが得られる温度である。
接着樹脂層15及びシーラント層16が前記のように形成された層であることで、優れた耐薬品性、封止性及び成型性を兼ね備え、かつ接着樹脂層15とシーラント層16の厚さが均一で安定した特性を有する外装材1が得られる。該効果が得られる要因としては、以下のように考えられる。
The
Since the
特許文献1のような、共押出ラミネートによって接着樹脂層とシーラント層を積層した従来の外装材では、接着樹脂層とシーラント層にポリプロピレン系の同種の樹脂が用いられ、共押出の際にはいずれも溶解しているので、充分なラミネート強度が得られる。一方、腐食防止処理層と接着樹脂層は材料が大きく異なり、接着樹脂層とシーラント層の界面に比べるとラミネート強度が低くなる。また、共押出ラミネートによって積層体を形成した後に、接着樹脂層及びシーラント層の軟化点以上の温度で接着樹脂層とシーラント層を加熱し、それらを密着させているが、それらの層を形成する樹脂が充分に溶解していない。その結果、金属箔層の腐食防止処理層側に対して接着樹脂層を形成する樹脂が充分に濡れているとは言い難い状態となっており、接着樹脂層の表層の一部のみが腐食防止処理層と密着していると考えられる。そのため、充分なラミネート強度及びヒートシール強度を得ることが難しく、外装材の長期間使用において接着樹脂層及びシーラント層が電解液によって膨潤すると、腐食防止処理層と接着樹脂層のラミネート強度が大きく低下し、耐薬品性及び封止性が低下すると考えられる。
また、軟化点以上の温度で加熱したときに、接着樹脂層及びシーラント層内の結晶が部分的に溶解し、結晶の溶融部と非溶融部が混在した状態となっている。そのため、冷却時に、溶融部で均一に結晶が成長する一方、非溶融部では残存していた結晶核を中心に結晶が成長し、接着樹脂層及びシーラント層において結晶状態が不均一になり、クラックが生じやすくなる。接着樹脂層及びシーラント層にクラックが生じると、特に冷間成型時に延伸された部分で白化しやすく、またクラックがリチウムイオンの移動路となって電池特性の低下を招く。
また、共押出ラミネートでは、接着樹脂層とシーラント層の厚さが不均一になりやすく、外装材の特性が充分に安定しないことがある。
In a conventional exterior material such as
Further, when heated at a temperature equal to or higher than the softening point, the crystals in the adhesive resin layer and the sealant layer are partially dissolved, and the melted portion and the non-melted portion of the crystal are mixed. Therefore, during cooling, crystals grow uniformly in the melted part, while in the non-melted part, crystals grow around the remaining crystal nuclei, and the crystalline state becomes uneven in the adhesive resin layer and sealant layer, and cracks occur. Is likely to occur. If cracks occur in the adhesive resin layer and the sealant layer, whitening is likely to occur particularly in the stretched portion during cold molding, and the cracks become a movement path of lithium ions and cause deterioration of battery characteristics.
In the case of coextrusion lamination, the thickness of the adhesive resin layer and the sealant layer tends to be non-uniform, and the characteristics of the exterior material may not be sufficiently stable.
これに対し、本発明では、接着樹脂層15及びシーラント層16が、別々に押出ラミネートにより積層されるので、接着樹脂層15とシーラント層16の厚さが均一になり、外装材1の特性が安定する。また、接着樹脂層15とシーラント層16が、接着樹脂層15及びシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱されるので、接着樹脂層15を形成する樹脂が充分に溶解し、腐食防止処理層14と接着樹脂層15のラミネート強度が高くなり、ヒートシール強度も高くなる。
また、接着樹脂層15とシーラント層16が、接着樹脂層15及びシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱されるので、接着樹脂層15及びシーラント層16内の結晶が充分に溶解され、均一な結晶構造が得られる。また、加熱後に、接着樹脂層15及びシーラント層16の結晶化温度以下の温度で冷却されるので、結晶化が進行しすぎて脆化することが抑制される。そのため、接着樹脂層及びシーラント層にクラックが生じ難く、冷間成型時の白化や電池特性の低下が抑制される。
On the other hand, in the present invention, since the
Further, since the
なお、本発明の外装材は、前記した外装材1には限定されない。例えば、本発明の外装材は、金属箔層の両面に腐食防止処理層を形成してもよい。
また、図2に例示したリチウムイオン電池用外装材2(以下、「外装材2」という。)であってもよい。外装材2における外装材1と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。
外装材2は、図2に示すように、基材層11の一方の面側に、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15及びシーラント層16が順次積層され、基材層11の他方の面側に外側コーティング層17が積層された積層体である。すなわち、外装材2は、基材層11の外側に外側コーティング層17が形成されている以外は外装材1と同じである。
The exterior material of the present invention is not limited to the
Moreover, the exterior material 2 for lithium ion batteries illustrated to FIG. 2 (henceforth "the exterior material 2") may be sufficient. The same parts as those of the
As shown in FIG. 2, the exterior material 2 is formed by sequentially laminating an
(外側コーティング層17)
外側コーティング層17は、基材層11における金属箔層13の反対側の表面に、所望の特性に応じて形成される。外側コーティング層17を形成することで、基材層11に傷等が生じることを抑制する耐擦傷性や、電解液等によって基材層11が溶解することを抑制する耐薬品性を付与することができる。また、最外面の滑り性を高めたり、表面を賦形したりすることによって成型性を高めることもできる。
(Outer coating layer 17)
The
外側コーティング層17としては、例えば、オレフィン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エステル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、シロキサン樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、セルロース樹脂、及び酢酸ビニル樹脂からなる群から選ばれる1種以上を含む塗液を塗工して形成される層等が挙げられる。
また、外側コーティング層17には、フィラー、顔料、染料、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、帯電防止剤等の添加剤を分散させるか、又は表面に塗布してもよい。
外側コーティング層17の厚さは、追随性、加工性等の点から、0.01〜50μmが好ましく、0.1〜30μmがより好ましい。
Examples of the
The
The thickness of the
また、本発明の外装材は、図3に例示したリチウムイオン電池用外装材3(以下、「外装材3」という。)であってもよい。外装材3における外装材1と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。
外装材3は、図3に示すように、基材層11の一方の面側に、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15、中間コーティング層18及びシーラント層16が順次積層された積層体である。すなわち、外装材3は、接着樹脂層15とシーラント層16の間に中間コーティング層18が形成されている以外は外装材1と同じである。
Further, the exterior material of the present invention may be the exterior material 3 for a lithium ion battery illustrated in FIG. 3 (hereinafter referred to as “exterior material 3”). The same portions of the exterior material 3 as the
As shown in FIG. 3, the exterior material 3 has an
(中間コーティング層18)
中間コーティング層18を形成することで、例えば、水蒸気バリア性、電気絶縁性等を向上させることができる。
具体的には、例えば、バリア性の高い無機化合物や、結晶性の高い熱可塑性樹脂を使用して中間コーティング層18を形成し、中間コーティング層18を形成した分だけ接着樹脂層15を薄くする。これにより、中間コーティング層18において水分の浸入が抑制されるので、中間コーティング層18を形成した分だけ、ヒートシールした縁部分の側端面から電池内部に浸入する水分量を低減できる。
また、熱硬化性樹脂を使用して中間コーティング層18を形成すれば、タブリードとタブシーラントからなるタブを縁部分に挟み込んでヒートシールした際に、中間コーティング層18の厚みが変化し難いことで縁部分の厚みが保持されやすくなる。これにより、タブリードと金属箔層13とが接触して短絡することを抑制でき、絶縁性を高めることができる。
(Intermediate coating layer 18)
By forming the
Specifically, for example, the
In addition, if the
中間コーティング層18としては、無機酸化物、カップリング剤、ポリオレフィン、イソシアネート系化合物及びポリエチレンイミンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む塗液が前記接着樹脂層上に塗工されて形成された層が挙げられる。
無機酸化物としては、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム等が挙げられる。カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、塩素化ポリプロピレン、アクリル変性ポリプロピレン、ポリプロピレン系エラストマー等が挙げられる。これらの材料は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The
Examples of the inorganic oxide include silicon oxide and aluminum oxide. Examples of the coupling agent include a silane coupling agent and a titanium coupling agent. Examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, acid-modified polypropylene, chlorinated polypropylene, acrylic-modified polypropylene, and polypropylene-based elastomer. These materials may be used alone or in combination of two or more.
中間コーティング層18には、フィラー、顔料、粘着付与剤等の添加剤が分散されていてもよい。
中間コーティング層18の厚さは、追随性、加工性等の点から、0.01〜10μmが好ましく、0.1〜5μmがより好ましい。
In the
The thickness of the
また、本発明の外装材は、接着樹脂層15のシーラント層16側に表面処理が施されたものでもよい。表面処理によって、接着樹脂層15とシーラント層16のラミネート強度を調節することで、外装材の縁部分をヒートシールして封止したときのヒートシール強度を高めることができる。
外装材のシーラント層同士がヒートシールされた部分が剥離されるときの強度であるヒートシール強度は、初期剥離におけるバースト強度と、初期剥離後に剥離強度が安定する領域のシール強度とからなる。具体的には、接着樹脂層15とシーラント層16の層間に沿って剥離が進行する際のシール強度が、接着樹脂層15内を剥離が進行する際のシール強度よりも小さく、かつ腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間を剥離が進行する際のシール強度よりも大きくなるように、接着樹脂層15とシーラント層16のラミネート強度を調節する。
前記のようなラミネート強度の調節を実施していない場合、シーラント層間で剥離が生じた後、生じた亀裂が腐食防止処理層と接着樹脂層の間まで進み、それらの層間に沿って剥離が進行しやすい。これは、接着樹脂層内又はシーラント層内や、接着樹脂層とシーラント層の層間に比べて、腐食防止処理層と接着樹脂層の層間におけるシール強度が小さいためである。しかし、前記のようなラミネート強度の調節を実施すれば、接着樹脂層15内を亀裂が進行して腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間へと達した後に、腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間に沿って剥離が進行するよりも、接着樹脂層15とシーラント層16の層間に沿って剥離が進みやすくなる。腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間、又は接着樹脂層15とシーラント層16の層間を亀裂が進む距離は、接着樹脂層15内を亀裂が進む距離に比べて長い。そのため、腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間におけるシール強度よりも高いシール強度の腐食防止処理層14と接着樹脂層15の層間で剥離が進行するように誘導する方が、全体としてヒートシール強度が高くなる。
Further, the exterior material of the present invention may be one in which a surface treatment is applied to the
The heat seal strength, which is the strength when the heat-sealed portions of the sealant layers of the exterior material are peeled, is composed of the burst strength in the initial peel and the seal strength in a region where the peel strength is stable after the initial peel. Specifically, the seal strength when peeling progresses along the interlayer between the
When the adjustment of the laminate strength as described above is not performed, after the peeling occurs between the sealant layers, the generated crack advances to between the corrosion prevention treatment layer and the adhesive resin layer, and the peeling progresses along these layers. It's easy to do. This is because the sealing strength between the corrosion prevention treatment layer and the adhesive resin layer is lower than that in the adhesive resin layer or the sealant layer or between the adhesive resin layer and the sealant layer. However, if the adjustment of the laminate strength as described above is performed, after the crack progresses in the
接着樹脂層15のシーラント層16側に施す表面処理としては、コロナ処理、オゾン処理、フレーム処理、紫外線照射処理、エキシマー処理及びプラズマ処理からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
The surface treatment applied to the
<リチウムイオン電池用外装材の製造方法>
以下、リチウムイオン電池用外装材の製造方法の一例として、前記した外装材1の製造方法について基づいて説明する。
外装材1の製造方法は、下記工程(X1)〜(X3)を有する。
(X1)金属箔層13上に腐食防止処理層14を形成する工程。
(X2)金属箔層13の腐食防止処理層14と反対側に、接着剤層12を介して基材層11を積層する工程。
(X3)腐食防止処理層14上に、接着樹脂層15を介してシーラント層16を積層する工程。
<Method for manufacturing exterior material for lithium ion battery>
Hereinafter, as an example of a method for manufacturing the exterior material for a lithium ion battery, a method for manufacturing the
The manufacturing method of the
(X1) A step of forming the corrosion
(X2) A step of laminating the
(X3) A step of laminating the
(工程(X1))
例えば、金属箔層13の一方の面に、腐食防止処理剤を塗工し、焼付けを行って腐食防止処理層14を形成する。
腐食防止処理剤の塗工方法は特に限定されず、例えば、グラビアコート、グラビアリバースコート、ロールコート、リバースロールコート、ダイコート、バーコート、キスコート、コンマコート等が挙げられる。
(Process (X1))
For example, a corrosion prevention treatment agent is applied to one surface of the
The coating method of the corrosion inhibitor is not particularly limited, and examples thereof include gravure coating, gravure reverse coating, roll coating, reverse roll coating, die coating, bar coating, kiss coating, and comma coating.
(工程(X2))
金属箔層13における腐食防止処理層14を形成した側と反対側に、接着剤層12を形成する接着剤を用いて基材層11を貼り合わせる。接着剤の塗工方法は、例えば、前記工程(X1)で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。
基材層11を貼り合わせる方法としては、ドライラミネーション、ノンソルベントラミネーション、ウェットラミネーション等が挙げられる。
工程(X2)では、接着性の促進のため、室温〜100℃の範囲でエージング処理を行ってもよい。
(Process (X2))
The
Examples of the method for attaching the
In the step (X2), an aging treatment may be performed in the range of room temperature to 100 ° C. to promote adhesion.
(工程(X3))
腐食防止処理層14上に接着樹脂層15を介してシーラント層16を貼り合わせる。本実施形態では、工程(X3)が、下記の第1押出ラミネート工程、第2押出ラミネート工程及び後熱処理工程を有することを特徴とする。
第1押出ラミネート工程:腐食防止処理層14上に押出ラミネートにより接着樹脂層15を形成する工程。
第2押出ラミネート工程:接着樹脂層15上に押出ラミネートによりシーラント層16を形成する工程。
後熱処理工程:前記第2押出ラミネート工程後に、接着樹脂層15及びシーラント層16を、接着樹脂層15の融解温度以上かつシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱した後、接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度で冷却する工程。
(Process (X3))
A
First extrusion laminating step: a step of forming the
Second extrusion laminating step: a step of forming the
Post-heat treatment step: After the second extrusion laminating step, the
第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程:
図4に示すように、基材層11、接着剤層12、金属箔層13及び腐食防止処理層14からなる積層体20を、送り出しロール41から送り出し、その積層体20の腐食防止処理層14上に、押出機42から接着樹脂層15を形成する材料を押し出し、ニップロール43と冷却ロール44によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14及び接着樹脂層15からなる積層体21を得る。
さらに、積層体21を搬送ロール45にて搬送しつつ、押出機46からシーラント層16を形成する材料を押し出し、ニップロール47と冷却ロール48によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15及びシーラント層16からなる積層体22を巻取りロール49に巻き取る。
First extrusion lamination step and second extrusion lamination step:
As shown in FIG. 4, a laminate 20 composed of a
Furthermore, while conveying the
このように、第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程において接着樹脂層15とシーラント層16を別々に形成する方法は、接着樹脂層15及びシーラント層16の形成に用いるそれぞれの樹脂材料の特性に合わせて、押出機42と押出機46において押出温度、回転数等を別々に設定できる点で有利である。また、共押出しでは、2層の溶融樹脂の流動性の違いによって包み込み現象が生じ、厚みが不均一になったり、層間の界面が乱れて密着不良が生じたりする等の不具合が生じることがあるが、これらの問題も回避でき、品質が安定する。
Thus, the method of separately forming the
第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程では、押出機42と押出機46から押し出す樹脂材料の表面が空冷によって固化し、接着樹脂層15やシーラント層16の密着力が充分には得られない。しかし、後述の後熱処理工程で密着力を高めるので、第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程では、接着樹脂層15やシーラント層16は仮着している程度の密着力が得られていればよい。
第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程では、押出機42と押出機46から押し出す樹脂材料の表面をオゾン処理してもよい。これにより、腐食防止処理層14と接着樹脂層15、及び接着樹脂層15とシーラント層16のラミネート強度が高まる。
In the first extrusion laminating process and the second extruding laminating process, the surfaces of the resin materials extruded from the
In the first extrusion lamination process and the second extrusion lamination process, the surface of the resin material extruded from the
後熱処理工程:
図5に示すように、巻取りロール49から積層体22を送り出し、加熱手段50によって、接着樹脂層15及びシーラント層16を、接着樹脂層15の融解温度以上かつシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱した後、ニップロール51と冷却ロール52によって、接着樹脂層15及びシーラント層16を、接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度で加圧しながら冷却して外装材1を形成し、巻取りロール53に巻き取る。
加熱手段50による加熱方法としては、例えば、熱オーブン、熱ロール等を使用する方法が挙げられる。
Post heat treatment process:
As shown in FIG. 5, the laminate 22 is sent out from the take-
Examples of the heating method by the heating means 50 include a method using a heat oven, a heat roll, or the like.
加熱手段50における加熱温度は、接着樹脂層15の融解温度以上かつシーラント層16の融解温度以上の温度であればよく、140〜220℃が好ましく、150〜210℃がより好ましい。
前記加熱温度が前記下限値以上であれば、接着樹脂層15が充分に溶解し、金属箔層13の腐食防止処理層14側に対して接着樹脂層15が充分に濡れた状態となり、腐食防止処理層14と接着樹脂層15が充分に密着し、ラミネート強度が高くなり、ヒートシールした際のヒートシール強度も高くなる。また、接着樹脂層15及びシーラント層16内の結晶が充分に溶解し、溶融部と非溶融部に分かれることが抑制されるので、冷却時に結晶が均一に成長して、冷間成型時にクラックが生じ難くなる。そのため、接着樹脂層15及びシーラント層16に白化が生じたり、クラックが電解質の移動路となって電池特性が低下したりすることが抑制される。前記加熱温度が前記上限値以下であれば、基材層11が溶解することを抑制しやすく、基材層11の機械特性を保持しやすい。
The heating temperature in the heating means 50 should just be the temperature more than the melting temperature of the
If the heating temperature is equal to or higher than the lower limit value, the
冷却ロール52による冷却温度は、接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度であればよく、10〜100℃が好ましく、20〜90℃がより好ましい。
前記冷却温度が前記下限値以上であれば、冷却ロール52が結露し難く、結露した水滴がシーラント層16表面に付着して外観が低下することを抑制しやすい。前記冷却温度が前記上限値以下であれば、接着樹脂層15とシーラント層16内で結晶化の進行を抑制できるので、接着樹脂層15とシーラント層16が脆化してクラックが生じやすくなることを抑制しやすい。
The cooling temperature by the cooling
When the cooling temperature is equal to or higher than the lower limit value, the
接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度による冷却は、接着樹脂層15とシーラント層16の結晶化前であることが好ましい。すなわち、接着樹脂層15とシーラント層16を、接着樹脂層15の融解温度以上かつシーラント層16の融解温度以上の温度で加熱した後、接着樹脂層15の結晶化温度以下かつシーラント層16の結晶化温度以下の温度で急冷することが好ましい。これにより、柔軟性及び透明性に優れた結晶構造(擬六方晶)が得られ、冷間成型時の延伸や、折り曲げ等に対する耐性が高まる。
なお、「接着樹脂層15とシーラント層16の結晶化前」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、接着樹脂層15とシーラント層16をそれらの融解温度以上で融解させた後、25℃で徐冷させたときに、結晶化に伴う発熱ピークが得られるよりも前を意味する。
It is preferable that the cooling at a temperature below the crystallization temperature of the
“Before crystallization of the
以上説明した工程(X1)〜(X3)により、外装材1が得られる。
なお、外装材1の製造方法は、前記した方法には限定されない。例えば、工程(X3)を行った後に工程(X2)を行ってもよい。また、図6に示すように、積層体22を巻取りロール49に巻き取らずに、そのまま連続的に加熱手段50で加熱して、冷却ロール52で冷却するようにしてもよい。図6における図4及び図5と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
The
In addition, the manufacturing method of the
外装材2の製造方法としては、例えば、工程(X2)において金属箔層13の外側に接着剤層12を介して基材層11を積層した後に、基材層11上に、外側コーティング層17を形成する樹脂材料を含む塗液を塗工し、焼き付ける方法が挙げられる。
塗工方法としては、例えば、工程(X1)で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。
As a manufacturing method of the exterior material 2, for example, after the
As a coating method, the same method as the method quoted at the process (X1) is mentioned, for example.
外装材3の製造方法としては、第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間に、中間コーティング層18を形成する材料を含む塗液を塗工し、焼き付けて中間コーティング層18を形成する中間処理工程を有する以外は、前記した外装材1の製造方法と同じ方法が挙げられる。
具体的には、例えば、図7に示すように、積層体20の腐食防止処理層14側に、押出機42から接着樹脂層15を形成する材料を押し出し、ニップロール43と冷却ロール44によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14及び接着樹脂層15からなる積層体21を得る。その後、グラビアロール54とニップロール55によって、中間コーティング層18を形成する材料を積層体21の接着樹脂層15上に塗工し、加熱手段56によって加熱して焼き付け、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15及び中間コーティング層18からなる積層体23を得る。さらに、積層体23の中間コーティング層18上に、押出機46からシーラント層16を形成する材料を押し出し、ニップロール47と冷却ロール48によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15、中間コーティング層18及びシーラント層16からなる積層体24を巻取りロール49に巻き取る。
積層体24に対して前記した後熱処理工程を実施することにより、外装材3が得られる。
なお、図7における図4及び図5と同じ部分は、同符号を付して説明を省略する。加熱手段56としては、例えば、加熱手段50で挙げたものが挙げられる。
As a manufacturing method of the exterior material 3, a coating liquid containing a material for forming the
Specifically, for example, as shown in FIG. 7, the material for forming the
The exterior material 3 is obtained by performing the post-heat treatment step described above on the
7 that are the same as those in FIG. 4 and FIG. As the heating means 56, for example, those mentioned in the heating means 50 can be cited.
また、接着樹脂層15のシーラント層16側を表面処理する場合は、第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間において、接着樹脂層15の表面に対して表面処理を施す中間処理工程を設ければよい。
具体的には、例えば、図8に示すように、積層体20の腐食防止処理層14側に、押出機42から接着樹脂層15を形成する材料を押し出し、ニップロール43と冷却ロール44によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14及び接着樹脂層15からなる積層体21を得る。その後、表面処理手段57によって接着樹脂層15表面に表面処理を施し、さらに積層体21を搬送ロール45にて搬送しつつ、押出機46からシーラント層16を形成する材料を押し出し、ニップロール47と冷却ロール48によって加圧しつつ冷却して、基材層11、接着剤層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着樹脂層15及びシーラント層16からなる積層体22を巻取りロール49に巻き取る。
得られた積層体22に対して前記した後熱処理工程を実施することにより、接着樹脂層15のシーラント層16側に表面処理を施した外装材が得られる。この例の表面処理手段57は、電極58と誘電体ロール59とを備えたコロナ処理を施す装置である。
なお、図8における図4及び図5と同じ部分は、同符号を付して説明を省略する。
Moreover, when surface-treating the
Specifically, for example, as shown in FIG. 8, a material for forming the
By performing the post-heat treatment step described above on the obtained
In FIG. 8, the same parts as those in FIG. 4 and FIG.
また、本発明のリチウムイオン電池用外装材の製造方法では、工程(X3)における第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間に、接着樹脂層15を、接着樹脂層15の融解温度以上の温度で加熱し、接着樹脂層15の結晶化温度以下の温度で冷却する中間熱処理工程を有していてもよい。これにより、金属箔層13の腐食防止処理層14側に対する接着樹脂層15の濡れ性がさらに向上するので、腐食防止処理層14と接着樹脂層15のラミネート強度がより高くなる。中間熱処理工程における加熱温度と冷却温度の好ましい態様は、後加熱処理工程における好ましい態様と同じである。
具体的には、例えば、加熱手段50、ニップロール51及び冷却ロール52と同様の加熱手段及び冷却手段を、図4における冷却ロール44による冷却と、押出機46による押し出しの間に設けて、第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間に加熱処理を行う態様が挙げられる。
Moreover, in the manufacturing method of the exterior material for lithium ion batteries of this invention, it is more than the melting temperature of the
Specifically, for example, heating means and cooling means similar to the heating means 50, the
本発明の外装材は、様々な形態のリチウムイオン電池に採用できる。例えば、本発明の外装材を用いたリチウムイオン電池としては、図9に例示したリチウムイオン電池100が挙げられる。リチウムイオン電池100は、外装材1により形成される封止された容器体110と、容器体110内にタブ114の一部が外部に出るようにして収容される電池部材112を有する。
容器体110は、矩形状の外装材1がシーラント層16を内側にして二つ折りにされた第1容器部110aと第2容器部110bとを有しており、第1容器部110aに、冷間成型によって、シーラント層16側から基材層11側に突き出すような凹状の電池部材収容部116が設けられることで容器形状となっている。第1容器部110aと第2容器部110bにおける折り返し部110cの反対側に位置するシーラント層16同士が接触している先端縁部分118は、タブ114の一部を挟み込んだ状態でヒートシールされている。また、電池部材収容部116の両側の各々の側縁部分120,122もヒートシールされている。容器体110は、このように先端縁部分118と両方の側縁部分120,122がヒートシールされていることで封止されている。また、容器体110は、電池部材収容部116内に電池部材112と共に電解液が収容された状態で封止される。
両方の側縁部分120,122は、図10に示すように、電池部材収容部116側に折り返される。
The exterior material of the present invention can be used in various forms of lithium ion batteries. For example, as a lithium ion battery using the exterior material of the present invention, the
The
Both
電池部材112は、図9に示すように、正極、セパレータ及び負極を有する電池部材本体部124と、電池部材本体部124が有する正極と負極にそれぞれ接続されるタブ114,114とを有する。タブ114,114は、正極と負極にそれぞれ接合されたリード126,126と、リード126,126に巻き付けられ、先端縁部分118のシーラント層16と溶着されるタブシーラント128,128を有する。タブ114,114は、リード126の基端側が正極及び負極にそれぞれ接合され、先端側が容器体110の外部に出るように設置される。
As shown in FIG. 9, the
リチウムイオン電池100は、下記の工程(Y1)〜(Y4)を有する製造方法により得ることができる。
(Y1)図11に示すように、矩形状の外装材1における第1容器部110aとなる部分に電池部材収容部116を形成する工程。
(Y2)第1容器部110aの電池部材収容部116内に電池部材112を配置し、外装材1の第2容器部110bとなる部分を折り返し、折り返し部110cと反対側の先端縁部分118をタブ114の一部が外部に出るようにしてヒートシールする工程。
(Y3)電池部材収容部116の一方の側の側縁部分120をヒートシールし、残る側縁部分122側の開口から電池部材収容部116内に電解液を注入した後、真空状態で残る側縁部分122をヒートシールして封止する工程。
(Y4)側縁部分120,122の側端側の一部を切除して折り返す工程。
The
(Y1) The process of forming the battery
(Y2) The
(Y3) The
(Y4) A step of cutting and turning back a part of the
(工程(Y1))
外装材1のシーラント層16側から基材層11側に、リバウンド量を考慮して所望の成型深さになるように金型で冷間成型し、第1容器部110aとなる部分に電池部材収容部116を形成する。
冷間成型時には、例えば滑剤等を利用して外装材1の表面の摩擦係数を低くしておくことで、金型と外装材1間の摩擦が低下し、金型のフィルム押さえから成型部分に外装材1が流れ込みやすくなる。これにより、クラックやピンホールを生じさせずに、より深い電池部材収容部116を形成することができる。
(Process (Y1))
From the
At the time of cold molding, for example, by using a lubricant or the like to reduce the friction coefficient of the surface of the
(工程(Y2))
工程(Y1)で形成した電池部材収容部116内に電池部材112を収容し、外装材1の第2容器部110bとなる部分を折り返し、折り返し部110cの反対側の先端縁部分118を、タブ114を挟んでその一部が外部に出るようにしてヒートシールする。このとき、タブ114のタブシーラント128は、外装材1における第1容器部110a側のシーラント層16と第2容器部110b側のシーラント層16の両方に溶着させる。
ヒートシールは、ヒートシールバーの温度、シール時の面圧、シール時間の3条件を調節することで制御でき、接着樹脂層15とシーラント層16の融解温度以上の温度、かつ適度な圧力で、ポリ球と呼ばれる溶融樹脂溜り部が縁部分の側端面に形成されないように行う。
(Process (Y2))
The
The heat seal can be controlled by adjusting three conditions of the temperature of the heat seal bar, the surface pressure at the time of sealing, and the sealing time, at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the
(工程(Y3))
電池部材収容部116の一方の側の側縁部分120をヒートシールし、残る側縁部分122側の開口から、電解質を溶解させた電解液を電池部材収容部116内に注入する。その後、エージングでのデガス工程を経た後、空気が電池内部に入らないように、真空状態で残る側縁部分122をヒートシールして封止することで、リチウムイオン電池100を得る。
(Process (Y3))
The
(工程(Y4))
多くの場合、側縁部分120,122の側端面には、ヒートシール時に溶融したシーラント層16を形成する樹脂がはみ出しているので、側縁部分120,122の側端面側の一部を所定の幅を残して切除する。その後、側縁部分120,122を電池部材収容部116側に折り返す。
(Process (Y4))
In many cases, since the resin forming the
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
[使用材料]
本実施例で使用した材料を以下に示す。
(基材層11)
フィルムA−1:ポリアミド樹脂(ナイロン6)/ポリエステル系熱可塑性エラストマー(商品名「プリマロイAP」、三菱化学社製)/ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート)からなる二軸延伸共押出フィルム(厚さ25μm)。
(接着剤層12)
接着剤B−1:2液硬化型ポリウレタン系接着剤(厚さ4μm)。
(金属箔層13)
金属箔C−1:軟質アルミニウム箔(O8079材、厚さ40μm)。
(腐食防止処理層14)
処理剤D−1:溶媒として蒸留水を使用し、固形分濃度10質量%に調整した「ポリリン酸ナトリウム安定化酸化セリウムゾル」。酸化セリウム100質量部に対して、リン酸塩は10質量部とした。
処理剤D−2:溶媒として蒸留水を使用し、固形分濃度5質量%に調整した、「ポリアクリル酸アンモニウム塩(東亞合成製)」90質量%と、「アクリル−イソプロペニルオキサゾリン共重合体(日本触媒製)」10質量%からなる組成物。
(接着樹脂層15)
接着樹脂E−1:無水マレイン酸変性ポリプロピレン(融解温度140℃、ビガット軟化点123℃、結晶化温度109℃、メルトフローレート(230℃、2.16kgf)5g/10分)。
(シーラント層16)
シーラント樹脂F−1:ポリプロピレン(融解温度137℃、ビガット軟化点125℃、結晶化温度102℃、メルトフローレート(230℃、2.16kgf)20g/10分)。
(中間コーティング層18)
塗液G−1:結晶化度57の無水マレイン酸変性ポリプロピレンを、固形分濃度18質量%となるようにトルエン/メチルエチルケトン(1:1)の混合溶液に溶解した塗液。なお、結晶化度は、X線回折法で規定した値である。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[Materials used]
The materials used in this example are shown below.
(Base material layer 11)
Film A-1: Biaxially stretched coextruded film (thickness 25 μm) made of polyamide resin (nylon 6) / polyester thermoplastic elastomer (trade name “Primalloy AP”, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) / polyester resin (polyethylene terephthalate) .
(Adhesive layer 12)
Adhesive B-1: A two-component curable polyurethane adhesive (thickness 4 μm).
(Metal foil layer 13)
Metal foil C-1: Soft aluminum foil (O8079 material, thickness 40 μm).
(Corrosion prevention treatment layer 14)
Treatment agent D-1: “Sodium polyphosphate-stabilized cerium oxide sol” adjusted to a solid content of 10% by mass using distilled water as a solvent. The phosphate was 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cerium oxide.
Treatment agent D-2: 90% by mass of “polyacrylic acid ammonium salt (manufactured by Toagosei Co., Ltd.)” adjusted to a solid content concentration of 5% by mass using distilled water as a solvent, and “acrylic-isopropenyl oxazoline copolymer” (Nippon Shokubai Co., Ltd.) A composition comprising 10% by mass.
(Adhesive resin layer 15)
Adhesive resin E-1: Maleic anhydride-modified polypropylene (melting temperature 140 ° C., Bigat softening point 123 ° C., crystallization temperature 109 ° C., melt flow rate (230 ° C., 2.16 kgf) 5 g / 10 min).
(Sealant layer 16)
Sealant resin F-1: Polypropylene (melting temperature 137 ° C., bigat softening point 125 ° C., crystallization temperature 102 ° C., melt flow rate (230 ° C., 2.16 kgf) 20 g / 10 min).
(Intermediate coating layer 18)
Coating solution G-1: A coating solution obtained by dissolving maleic anhydride-modified polypropylene having a crystallinity of 57 in a mixed solution of toluene / methyl ethyl ketone (1: 1) so as to have a solid concentration of 18% by mass. The crystallinity is a value defined by the X-ray diffraction method.
[実施例1]
(工程(X1)及び工程(X2))
金属箔C−1上に、処理剤D−1をバーコーターにより塗工し、乾燥ユニットにおいて200℃で焼付け処理を施し、乾燥厚さ50μmの酸化セリウム層を形成した。さらに、該酸化セリウム層上に処理剤D−2をバーコーターにより塗工し、乾燥ユニットにおいて150℃で焼付け処理を施し、乾燥厚さ50nmのアクリル樹脂層を形成し、酸化セリウム層とアクリル樹脂層が積層された腐食防止処理層14を得た。次いで、金属箔層13における腐食防止処理層14と反対側に、接着剤B−1を用いたドライラミネート法によりフィルムA−1を貼り合わせた後、40℃7日間のエージング処理を行って熱架橋させ、接着剤層12(乾燥厚さ4μm)を介して基材層11を積層した。フィルムA−1は、ポリアミド樹脂側が金属箔層13側に向くように貼り合わせて積層体20を得た。
[Example 1]
(Step (X1) and Step (X2))
On metal foil C-1, the processing agent D-1 was applied with a bar coater, and baked at 200 ° C. in a drying unit to form a cerium oxide layer having a dry thickness of 50 μm. Further, the treatment agent D-2 is applied onto the cerium oxide layer with a bar coater, and is baked at 150 ° C. in a drying unit to form an acrylic resin layer having a dry thickness of 50 nm. The cerium oxide layer and the acrylic resin The corrosion
(工程(X3))
第1押出ラミネート工程及び第2押出ラミネート工程:
次に、図4に示すように、積層体20の腐食防止処理層14側に、押出機42から250℃で接着樹脂E−1を押し出し、20℃の冷却ロール44で冷却して厚さ40μmの接着樹脂層15を形成し、積層体21を得た。さらに、押出機46から230℃でシーラント樹脂F−1を押し出し、20℃の冷却ロール48で冷却して厚さ40μmのシーラント層16を形成し、積層体22を得た。
後熱処理工程:
次に、図5に示すように、加熱手段50(熱オーブン)によって、接着樹脂層15及びシーラント層16の融解温度以上である190℃で加熱し、接着樹脂層15及びシーラント層16の結晶化温度以下である20℃の冷却ロール52によって、結晶化前に加圧しながら冷却して外装材1を得た。
(Process (X3))
First extrusion lamination step and second extrusion lamination step:
Next, as shown in FIG. 4, the adhesive resin E-1 is extruded at 250 ° C. from the
Post heat treatment process:
Next, as shown in FIG. 5, the heating means 50 (heat oven) is heated at 190 ° C. which is equal to or higher than the melting temperature of the
[実施例2]
工程(X3)において、図8に示すように、第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間でコロナ処理(50W・min/m2)を行った以外は、実施例1と同様にして外装材を得た。
[Example 2]
In step (X3), as shown in FIG. 8, the same procedure as in Example 1 was performed except that corona treatment (50 W · min / m 2 ) was performed between the first extrusion lamination step and the second extrusion lamination step. An exterior material was obtained.
[実施例3]
実施例1の工程(X1)、工程(X2)と同様にして、積層体20を得た。次に、図7に示すように、押出機42から250℃で接着樹脂E−1を押し出し、20℃の冷却ロール44で冷却して厚さ36μmの接着樹脂層15を形成し、積層体21を得た。次に、積層体21の接着樹脂層15上に、グラビアロール54によって塗液G−1を塗工し、加熱手段56(熱オーブン)において180℃で焼付け、乾燥厚さ4μmの中間コーティング層18を形成して積層体23を得た。次に、積層体23の中間コーティング層18上に、押出機46から230℃でシーラント樹脂F−1を押し出し、20℃の冷却ロール48で冷却して厚さ40μmのシーラント層16を形成し、積層体24を得た。積層体24に対して、実施例1と同様にして後熱処理工程を実施し、外装材3を得た。
[Example 3]
The
[実施例4]
第1押出ラミネート工程と第2押出ラミネート工程の間に、接着樹脂層15の融解温度以上である190℃で接着樹脂層15を加熱し、接着樹脂層15の結晶化温度以下である20℃で接着樹脂層15を冷却する中間熱処理工程を実施した以外は、実施例1と同様にして外装材を得た。
[Example 4]
Between the first extrusion laminating process and the second extrusion laminating process, the
[比較例1]
後熱処理工程において、接着樹脂層15及びシーラント層16を、それらのビガット軟化点以上かつ融解温度未満の130℃で加熱し、それらの結晶化温度以下の20℃の冷却ロールで冷却した以外は、実施例1と同様にして外装材を得た。
[Comparative Example 1]
In the post heat treatment step, the
[比較例2]
後熱処理工程において、接着樹脂層15及びシーラント層16を、それらの融解温度以上の190℃で加熱し、それらの結晶化温度を超える120℃の冷却ロールで冷却した以外は、実施例1と同様にして外装材を得た。
[Comparative Example 2]
In the post-heat treatment step, the
[比較例3]
実施例1と同様にして工程(X1)及び工程(X2)を行い、積層体20を得た。次に、積層体20の腐食防止処理層14側に、共押出し用の押出機によって、接着樹脂E−1とシーラント樹脂F−1を共押出ラミネートにより230℃で押し出して積層し、20℃の冷却ロールにより冷却して、基材層/接着剤層/金属箔層/腐食防止処理層/接着樹脂層/シーラント層の積層体を得た。得られた積層体に対して、実施例1と同様にして後熱処理工程を実施し、外装材を得た。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 1, the step (X1) and the step (X2) were performed to obtain the stacked
[評価方法]
(耐薬品性の評価)
エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネートを質量比1:1:1で混合し、LiPF6を1mol/Lとなるように溶解し、LiPF6に対して1000質量ppmの水を添加した電解液(85℃)中に、各例で得た外装材から100mm×150mmのサイズで切り出したサンプルを浸漬して4週間保管した。その後、25℃において、サンプルの金属箔層と接着樹脂層の間のラミネート強度を、引張速度100mm/分、T型剥離で測定した。また、電解液に浸漬する前の初期のラミネート強度も同様にして測定した。耐薬品性の評価は以下の基準で行った。
「○(良好)」:浸漬後のラミネート強度が10N/15mm以上である。
「×(不良)」:浸漬後のラミネート強度が10N/15mm未満である。
[Evaluation method]
(Evaluation of chemical resistance)
An electrolytic solution in which ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate are mixed at a mass ratio of 1: 1: 1, LiPF 6 is dissolved at 1 mol / L, and 1000 mass ppm of water is added to LiPF 6 (85 C.), a sample cut out in a size of 100 mm × 150 mm from the exterior material obtained in each example was immersed and stored for 4 weeks. Thereafter, at 25 ° C., the laminate strength between the metal foil layer and the adhesive resin layer of the sample was measured by T-type peeling at a tensile rate of 100 mm / min. Further, the initial laminate strength before dipping in the electrolytic solution was measured in the same manner. Chemical resistance was evaluated according to the following criteria.
“◯ (good)”: The laminate strength after immersion is 10 N / 15 mm or more.
“X (defect)”: The laminate strength after immersion is less than 10 N / 15 mm.
(封止性の評価)
各例で得た外装材を60mm×100mmのサイズに切り出し、そのサンプルを長辺の中間で折り返して60mm×50mmとし、60mm辺の縁部分を幅10mmでヒートシール(温度190℃、面圧0.5MPa、シール時間3秒)した。その後、50mm辺の縁部分の一方を前記と同条件で幅5mmでヒートシールし、前記耐薬品性の評価で用いた電解液と同じ電解液を残った1辺から注入し、さらに残りの1辺の縁部分を前記と同様にヒートシールにより封止してパウチサンプルを得た。該パウチサンプルを60℃で4週間保管した後、25℃において、ヒートシールされた60mm辺側から幅15mm×長さ50mmのサンプル片を切り出し、引張速度100mm/分、T型剥離でヒートシール強度を測定した。また、内部に電解液を注入していないパウチサンプルから切り出したサンプル片についても、同様にしてヒートシール強度を測定した。封止性の評価は以下の基準で行った。
「○(良好)」:電解液を注入して保管した後のヒートシール強度が100N/15mm以上である。
「×(不良)」:電解液を注入して保管した後のヒートシール強度が100N/15mm未満である。
(Evaluation of sealing performance)
The exterior material obtained in each example was cut into a size of 60 mm × 100 mm, the sample was folded back at the middle of the long side to 60 mm × 50 mm, and the edge of the 60 mm side was heat sealed with a width of 10 mm (temperature 190 ° C., surface pressure 0 0.5 MPa, sealing time 3 seconds). Thereafter, one of the edge portions of the 50 mm side is heat-sealed with a width of 5 mm under the same conditions as described above, and the same electrolyte as that used in the evaluation of chemical resistance is injected from the remaining one side, and the remaining 1 The edge portion of the side was sealed by heat sealing in the same manner as described above to obtain a pouch sample. After storing the pouch sample at 60 ° C. for 4 weeks, at 25 ° C., a heat-sealed strength is obtained by cutting a heat-sealed sample piece having a width of 15 mm × a length of 50 mm from the side of 60 mm, with a tensile speed of 100 mm / min, and T-type peeling. Was measured. The heat seal strength was also measured in the same manner for a sample piece cut out from a pouch sample into which no electrolyte was injected. The sealing property was evaluated according to the following criteria.
“◯ (good)”: The heat seal strength after injecting and storing the electrolyte is 100 N / 15 mm or more.
“X (defect)”: The heat seal strength after injecting and storing the electrolyte is less than 100 N / 15 mm.
(成型性の評価)
各例で得られた外装材を200mm×100mmのサイズに切り出し、そのサンプルの中央に、冷間成型用装置によって、ヘッドスピード10mm/秒の条件で、縦100mm×横50mmの矩形状で深さ5mmの冷間成型を行い、白化の有無を評価した。成型性の評価は以下の基準で行った。
「○(良好)」:成型で延伸された部分に白化が見られない。
「×(不良)」:成型で延伸された部分に白化が見られる。
(Evaluation of moldability)
The outer packaging material obtained in each example was cut into a size of 200 mm × 100 mm, and in the center of the sample, using a cold molding apparatus, a rectangular shape of 100 mm length × 50 mm width at a head speed of 10 mm / second was used. Cold molding of 5 mm was performed and the presence or absence of whitening was evaluated. The moldability was evaluated according to the following criteria.
“◯ (good)”: no whitening is observed in the stretched part.
“X (defect)”: Whitening is observed in a portion stretched by molding.
(水蒸気バリア性の評価)
実施例1及び3で得られた外装材から、240mm×70mmのサイズでサンプル片を切り出し、長辺の中央で折り返して120mm×70mmとし、120mm辺の両方を幅3mmでヒートシール(温度190℃、面圧0.5MPa、シール時間3秒)した。エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びジエチルカーボネートを質量比1:1:1で混合し、水分含有量を20質量ppmとした電解液3mgを残りの1辺から注入し、残りの1辺を前記と同様に幅3mmでヒートシールして封止した。得られたサンプルを、温度60℃、湿度90%の環境下で4週間保管した後、サンプル中の電解液に含まれる水分量をカールフィッシャー試験機で測定した。測定値から初期値(20質量ppm)を差し引いた値を、ヒートシールした縁部分の側端面から浸入した水分量とし、実施例1の外装材を用いた場合を100としたときの、実施例3の外装材を用いた場合の水分量を求めた。
(Evaluation of water vapor barrier properties)
Sample pieces were cut out in a size of 240 mm × 70 mm from the exterior materials obtained in Examples 1 and 3, folded back at the center of the long side to 120 mm × 70 mm, and both sides of the 120 mm side were heat-sealed with a width of 3 mm (temperature 190 ° C. Surface pressure 0.5 MPa, sealing time 3 seconds). Ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate were mixed at a mass ratio of 1: 1: 1, and 3 mg of an electrolytic solution having a water content of 20 mass ppm was injected from the remaining one side, and the remaining one side was the same as described above. Heat sealed with a width of 3 mm and sealed. The obtained sample was stored for 4 weeks in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90%, and then the amount of water contained in the electrolyte in the sample was measured with a Karl Fischer tester. Example in which the value obtained by subtracting the initial value (20 ppm by mass) from the measured value is the amount of moisture infiltrated from the side end face of the heat-sealed edge portion, and the case where the exterior material of Example 1 is used is 100 The amount of moisture in the case of using the exterior packaging material 3 was determined.
(接着樹脂層及びシーラント層の厚み評価)
各例で得られた外装材について、ミクロトームを用いてTD方向の中央部と端部の断面出し(MD方向に対して垂直に切断)を行い、光学顕微鏡で接着樹脂層及びシーラント層の厚みを測定した。接着樹脂層及びシーラント層の厚み評価は、以下の基準に従って行った。
「○(良好)」:中央部と端部で接着樹脂層とシーラント層の膜厚差が10%以内である。
「×(不良)」:中央部と端部で接着樹脂層とシーラント層の膜厚差が10%を超える。
(Evaluation of thickness of adhesive resin layer and sealant layer)
About the exterior material obtained in each example, the cross-section (cut perpendicularly to the MD direction) of the center part and the end part in the TD direction is performed using a microtome, and the thickness of the adhesive resin layer and the sealant layer is measured with an optical microscope. It was measured. The thickness evaluation of the adhesive resin layer and the sealant layer was performed according to the following criteria.
“◯ (good)”: The film thickness difference between the adhesive resin layer and the sealant layer is within 10% between the center and the end.
“X (defect)”: The film thickness difference between the adhesive resin layer and the sealant layer exceeds 10% at the center and the end.
(特性安定性の評価)
各例の外装材におけるTD方向の中央部と端部から、それぞれ100mm×150mmのサイズで切り出したサンプル片に対し、金属箔層と接着樹脂層の間のラミネート強度を引張速度100mm/分、T型剥離で測定した。また、各例の外装材におけるTD方向の中央部同士又は端部同士を幅10mmでヒートシール(温度190℃、面圧0.5MPa、シール時間3秒)したサンプルを作成し、それぞれのサンプルから幅15mm×長さ50mmのサンプル片を切り出し、引張速度100mm/分、T型剥離でヒートシール強度を測定した。特性安定性の評価は、以下の基準に従って行った。
「○(良好)」:中央部と端部におけるラミネート強度の差およびヒートシール強度の差がともに5%未満である。
「×(不良)」:中央部と端部におけるラミネート強度の差とヒートシール強度の差のいずれかが5%以上である。
(Evaluation of characteristic stability)
For each sample piece cut out in a size of 100 mm × 150 mm from the center part and the end part in the TD direction in the packaging material of each example, the laminate strength between the metal foil layer and the adhesive resin layer is set to a tensile rate of 100 mm / min, T Measured by mold release. Moreover, the sample which carried out the heat sealing (temperature 190 degreeC, surface pressure 0.5MPa, sealing time 3 seconds) with the width | variety 10mm in the center part or edge part of the TD direction in the exterior material of each example was created, and from each sample A sample piece having a width of 15 mm and a length of 50 mm was cut out, and the heat seal strength was measured by T-type peeling at a tensile rate of 100 mm / min. Evaluation of characteristic stability was performed according to the following criteria.
“◯ (good)”: The difference in laminate strength and the difference in heat seal strength between the central portion and the end portion are both less than 5%.
“X (defect)”: Either the difference in laminate strength or the difference in heat seal strength between the center portion and the end portion is 5% or more.
(総合評価)
総合評価は、耐薬品性、封止性、成型性、厚み評価及び特性安定性の評価全てにおいて「○」であったものを「○(良好)」、耐薬品性、封止性、成型性、厚み評価又は特性安定性のいずれか1つでも評価が「×」であったものを「×(不良)」とした。
実施例1〜4及び比較例1〜3における耐薬品性、封止性、成型性、水蒸気バリア性、厚み評価及び特性安定性の評価結果を表1に示す。
(Comprehensive evaluation)
Comprehensive evaluation is "Good" for chemical resistance, sealing property, moldability, thickness evaluation and property stability evaluation, "Good", chemical resistance, sealing property, moldability In addition, any evaluation of “x” in any one of thickness evaluation and characteristic stability was defined as “x (defect)”.
Table 1 shows the evaluation results of chemical resistance, sealing properties, moldability, water vapor barrier properties, thickness evaluation, and characteristic stability in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
表1に示すように、本発明の外装材である実施例1〜4では、優れた耐薬品性、封止性、成型性を兼ね備えており、かつ接着樹脂層及びシーラント層の厚さが均一で特性が安定していた。また、接着樹脂層とシーラント層の間に中間コーティング層を形成した実施例3の外装材は、中間コーティング層を形成していない以外は同じ構成の実施例1の外装材に比べて、ヒートシールした縁部分の側端面から浸入した水分量が少なく、水蒸気バリア性に優れていた。
一方、後熱処理工程において、接着樹脂層及びシーラント層をそれらのビガット軟化点以上かつ融解温度未満の130℃で加熱した比較例1の外装材は、電解液に浸漬後のラミネート強度が4N/15mmと低下し、充分な耐薬品性が得られなかった。これは、後熱処理工程において接着樹脂層が充分に溶解せず、接着樹脂層が表層の一部のみでしか腐食防止処理層に密着していないためであると考えられる。また、ヒートシール強度も同様に80N/15mmと低下しており、充分な封止性が得られなかった。また、剥離界面を確認したところ、実施例1〜4の外装材における剥離がシーラント層内での凝集破壊になっていたのに対し、比較例1では腐食防止処理層と接着樹脂層の界面剥離となっており、ラミネート強度の低下がヒートシール強度の低下に影響したと考えられる。また、比較例1の外装材では、接着樹脂層及びシーラント層内におけるクラックによる白化が確認され、充分な成型性が得られなかった。これは、後熱処理工程において、接着樹脂層及びシーラント層を形成する樹脂が充分に溶解せず、不均一な結晶構造が形成されて密度差が生じたためであると考えられる。
比較例2の外装材は、接着樹脂層及びシーラント層内におけるクラックによる白化が確認され、充分な成型性が得られなかった。これは、後熱処理工程の冷却温度が接着樹脂層及びシーラント層の結晶化温度よりも高かったため、接着樹脂層及びシーラント層が急冷されず、結晶化が進行しすぎたためであると考えられる。
比較例3の外装材は、接着樹脂層及びシーラント層を共押出しによって形成しているため、接着樹脂層及びシーラント層の厚さが不均一になっており、特性が不安定になっていた。このように接着樹脂層及びシーラント層の厚さが不均一になると、外装材の特性が安定し難い。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 4 which are the exterior materials of the present invention, they have excellent chemical resistance, sealing properties and moldability, and the thicknesses of the adhesive resin layer and the sealant layer are uniform. The characteristics were stable. Moreover, the exterior material of Example 3 in which the intermediate coating layer was formed between the adhesive resin layer and the sealant layer was heat sealed compared to the exterior material of Example 1 having the same configuration except that the intermediate coating layer was not formed. The amount of moisture that entered from the side end face of the edge portion was small, and the water vapor barrier property was excellent.
On the other hand, in the post-heat treatment process, the exterior packaging material of Comparative Example 1 in which the adhesive resin layer and the sealant layer were heated at 130 ° C. above their bigat softening point and below the melting temperature had a laminate strength of 4 N / 15 mm after being immersed in the electrolyte. As a result, sufficient chemical resistance could not be obtained. This is considered to be because the adhesive resin layer is not sufficiently dissolved in the post-heat treatment step, and the adhesive resin layer is in close contact with the corrosion prevention treatment layer only at a part of the surface layer. Further, the heat seal strength was similarly reduced to 80 N / 15 mm, and sufficient sealing performance was not obtained. Moreover, when the peeling interface was confirmed, peeling in the exterior materials of Examples 1 to 4 was cohesive failure in the sealant layer, whereas in Comparative Example 1, the peeling between the corrosion prevention treatment layer and the adhesive resin layer was performed. It is considered that the decrease in the laminate strength affected the decrease in the heat seal strength. Moreover, in the exterior material of the comparative example 1, the whitening by the crack in an adhesive resin layer and a sealant layer was confirmed, and sufficient moldability was not obtained. This is presumably because the resin forming the adhesive resin layer and the sealant layer was not sufficiently dissolved in the post-heat treatment step, and a non-uniform crystal structure was formed, resulting in a density difference.
In the exterior material of Comparative Example 2, whitening due to cracks in the adhesive resin layer and the sealant layer was confirmed, and sufficient moldability was not obtained. This is presumably because the cooling temperature in the post-heat treatment step was higher than the crystallization temperature of the adhesive resin layer and the sealant layer, so that the adhesive resin layer and the sealant layer were not rapidly cooled and crystallization progressed too much.
In the exterior material of Comparative Example 3, since the adhesive resin layer and the sealant layer were formed by coextrusion, the thicknesses of the adhesive resin layer and the sealant layer were not uniform, and the characteristics were unstable. As described above, when the thickness of the adhesive resin layer and the sealant layer is not uniform, it is difficult to stabilize the characteristics of the exterior material.
1〜3・・・リチウムイオン電池用外装材、11・・・基材層、12・・・接着剤層、13・・・金属箔層、14・・・腐食防止処理層、15・・・接着樹脂層、16・・・シーラント層、17・・・外側コーティング層、18・・・中間コーティング層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-3 ... Exterior material for lithium ion batteries, 11 ... Base material layer, 12 ... Adhesive layer, 13 ... Metal foil layer, 14 ... Corrosion prevention processing layer, 15 ... Adhesive resin layer, 16 ... sealant layer, 17 ... outer coating layer, 18 ... intermediate coating layer.
Claims (11)
前記金属箔層上に前記腐食防止処理層を形成する工程(X1)と、前記金属箔層の前記腐食防止処理層と反対側に、前記接着剤層を介して前記基材層を積層する工程(X2)と、前記腐食防止処理層上に、前記接着樹脂層を介して前記シーラント層を積層する工程(X3)と、を有し、
前記工程(X3)が、
前記腐食防止処理層上に押出ラミネートにより前記接着樹脂層を形成する第1押出ラミネート工程と、
前記接着樹脂層上に押出ラミネートにより前記シーラント層を形成する第2押出ラミネート工程と、
前記第2押出ラミネート工程後に、前記接着樹脂層及び前記シーラント層を、前記接着樹脂層の融解温度以上かつ前記シーラント層の融解温度以上の温度で加熱した後、前記接着樹脂層の結晶化温度以下かつ前記シーラント層の結晶化温度以下の温度で冷却する後熱処理工程と、を有することを特徴とするリチウムイオン電池用外装材の製造方法。 A method for producing an exterior material for a lithium ion battery in which at least an adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer are sequentially laminated on one surface side of a base material layer,
The step (X1) of forming the corrosion prevention treatment layer on the metal foil layer, and the step of laminating the base material layer via the adhesive layer on the opposite side of the corrosion prevention treatment layer of the metal foil layer (X2) and a step (X3) of laminating the sealant layer on the corrosion prevention treatment layer via the adhesive resin layer,
The step (X3)
A first extrusion laminating step of forming the adhesive resin layer by extrusion lamination on the corrosion prevention treatment layer;
A second extrusion laminating step of forming the sealant layer on the adhesive resin layer by extrusion lamination;
After the second extrusion laminating step, the adhesive resin layer and the sealant layer are heated at a temperature not lower than the melting temperature of the adhesive resin layer and not lower than the melting temperature of the sealant layer, and then not higher than the crystallization temperature of the adhesive resin layer. And a post-heat treatment step of cooling at a temperature lower than the crystallization temperature of the sealant layer.
前記接着樹脂層及び前記シーラント層が、別々に押出ラミネートにより積層され、前記接着樹脂層の融解温度以上かつ前記シーラント層の融解温度以上の温度で加熱された後、前記接着樹脂層の結晶化温度以下かつ前記シーラント層の結晶化温度以下の温度で冷却されて形成された層であることを特徴とするリチウムイオン電池用外装材。 A lithium ion battery exterior material in which at least an adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, an adhesive resin layer and a sealant layer are sequentially laminated on one surface side of the base material layer,
After the adhesive resin layer and the sealant layer are separately laminated by extrusion lamination and heated at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the adhesive resin layer and equal to or higher than the melting temperature of the sealant layer, the crystallization temperature of the adhesive resin layer An outer packaging material for a lithium ion battery, which is a layer formed by cooling at a temperature below the crystallization temperature of the sealant layer.
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