JP2014182872A - Sheath material for batteries, and aluminum foil - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sheath material for batteries which is superior in heat sealability, hard to cause the exfoliation, and capable of being preferably adapted to various kinds of electrolyte, and which has good electrolyte resistance, and suitably serves as a sheath material for various batteries including lithium ion batteries, especially sheet-like slim lithium ion batteries; and an aluminum foil for such a sheath material for batteries.SOLUTION: A sheath material for batteries comprises a sealant layer, an adhesion layer, and aluminum foil. The aluminum foil has an oxide surface film formed on a surface thereof by an electrolytic process. The oxide surface film has a barrier type oxide surface film layer, and a porous oxide surface film layer. The porous oxide surface film layer has a thickness of 20-500 nm, and small holes which are formed in a surface thereof and have a diameter of 25-120 nm.

Description

本発明は、リチウムイオン電池等の電池用の外装材に関し、ヒートシール性に優れ、剥離が起こりにくく、耐電解液特性に優れ、各種電解液に好適に対応し得、シート状で薄型のリチウムイオン電池等の各種電池用外装材として好適な電池用外装材及び該電池用外装材に用いるアルミニウム箔に関する。   The present invention relates to an outer packaging material for a battery such as a lithium ion battery, and is excellent in heat sealability, hardly peeled off, excellent in electrolytic solution resistance, can be suitably applied to various electrolytic solutions, and is a sheet-like thin lithium. The present invention relates to a battery exterior material suitable as an exterior material for various batteries such as an ion battery, and an aluminum foil used for the battery exterior material.

リチウムイオン二次電池や携帯用蓄電池は、電池の内容物として正極材、負極材と共に、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルなどの浸透力を有する非プロトン性の溶媒に、電解質(リチウム塩)を溶解した電解液、もしくは該電解液を含浸させたポリマーゲルを外装材に封入して製造されている。   Lithium-ion secondary batteries and portable storage batteries are used as a battery with positive and negative electrode materials, as well as an aprotic solvent with penetrating power such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. In addition, an electrolyte solution in which an electrolyte (lithium salt) is dissolved or a polymer gel impregnated with the electrolyte solution is enclosed in an exterior material.

ここで、外装材としては、従来から金属、特にアルミニウムを適宜な形状にプレス加工したものが用いられているが、軽量で電池の形状を自由に選択できるという利点から、アルミニウム箔の表面にCPP等のフィルムを貼着したものを袋状に接合する所謂ラミネートタイプの外装材も用いられるようになっている。   Here, as the exterior material, conventionally, a metal, particularly aluminum, pressed into an appropriate shape has been used. However, because of the advantage that the shape of the battery can be freely selected, CPP is applied to the surface of the aluminum foil. A so-called laminate type exterior material is also used in which a film having a film attached thereto is joined in a bag shape.

しかしながら、電解質のリチウム塩にはLiPF6、LiBF4などが用いられ、これらは水分との加水分解反応によりフッ酸を発生させるので、金属面の腐食や多層フィルムの各層間のラミネート強度の低下を引き起こす原因になる。ラミネートタイプの外装材は、電解液の浸透でアルミニウム箔とフィルム層間の密着強度が低下し、電解液が漏れ出す問題が懸念されている。また、多層フィルムをヒートシールによって貼り合わせた構造の外装材は、シーラントとなるCPP等の熱融着性フィルム層のシール部端面から水分が進入する可能性があり、上記リチウム塩の加水分解が懸念されている。   However, LiPF6, LiBF4, etc. are used for the lithium salt of the electrolyte, and these generate hydrofluoric acid by hydrolysis reaction with moisture, which causes the corrosion of the metal surface and the decrease in the laminate strength between the layers of the multilayer film. become. There is a concern that the laminate type exterior material has a problem in that the adhesion strength between the aluminum foil and the film layer decreases due to permeation of the electrolytic solution, and the electrolytic solution leaks out. In addition, the exterior material having a structure in which multilayer films are bonded together by heat sealing may cause moisture to enter from the end face of the seal part of the heat-fusible film layer such as CPP serving as a sealant. There are concerns.

一方、リチウムイオン電池は携帯型のモバイル用などの小型化の用途だけでなく、自動車などの大型化への用途開発も進んでおり、特に自動車用途となると従来以上の安全性能向上が求められている。従って、ラミネートタイプの外装材に対しても、アルミニウム箔と接着剤及び多層フィルムとの層間密着強度を強め、耐電解液特性を持たせることが必要である。   On the other hand, lithium-ion batteries are being developed not only for miniaturization applications such as portable mobile devices, but also for applications such as automobiles, and especially for automotive applications, there is a need for higher safety performance than before. Yes. Accordingly, it is necessary to increase the interlayer adhesion strength between the aluminum foil, the adhesive, and the multilayer film, and to have an electrolyte resistance characteristic, even for a laminate type exterior material.

これらの耐性を付与させる最も効果的な方法として、アルミニウム箔に化成処理を施す方法が知られており、化成処理の一例としてクロメート処理が挙げられる。例えば、特許文献1には、塗布型クロメート処理や、浸漬法によるクロメート処理など、多くのクロメート処理が開示されている。   As the most effective method for imparting these resistances, a method of subjecting an aluminum foil to a chemical conversion treatment is known, and an example of the chemical conversion treatment is a chromate treatment. For example, Patent Document 1 discloses many chromate treatments such as a coating type chromate treatment and a chromate treatment by an immersion method.

特開2002−144479号公報JP 2002-144479 A

しかしながら、特許文献1に記載のようなクロメート処理において、6価クロムを主成分として用いる材料は環境有害物質として指定されており、環境面的に好ましくない。そのため3価クロムが用いられるようになってきたが、6価クロムと同等の耐性が得られにくい上、また、クロムを用いている以上、環境面的に好ましくないといった課題も解消できていない。   However, in the chromate treatment as described in Patent Document 1, a material using hexavalent chromium as a main component is designated as an environmentally hazardous substance, which is not environmentally preferable. For this reason, trivalent chromium has come to be used, but it is difficult to obtain the same resistance as hexavalent chromium, and the problem of being unfavorable from the environmental viewpoint as long as chromium is used has not been solved.

本発明者は、上記事情に鑑み鋭意検討を行った結果、外装材の下地処理として環境に負荷を与えない処理方法を採用すべく、クロム等の重金属塩類を含有した下地処理剤を使用せずに、アルミニウム箔表面に電解処理を行い、前記アルミニウム箔表面に極めて薄い酸化皮膜を形成することで、耐食性を向上させ、かつ接着剤層との密着性を飛躍的に向上させることができる上、耐電解液特性に優れ、成形加工時の密着性に優れた電池用外装材及び電池用外装材用アルミニウム箔が提供できることを知見し、本発明をなすに至った。   As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventor did not use a ground treatment agent containing heavy metal salts such as chromium in order to adopt a treatment method that does not give an environmental load as a ground treatment of the exterior material. In addition, by performing electrolytic treatment on the surface of the aluminum foil and forming an extremely thin oxide film on the surface of the aluminum foil, the corrosion resistance can be improved and the adhesiveness with the adhesive layer can be dramatically improved. The present inventors have found that it is possible to provide an outer packaging material for a battery and an aluminum foil for an outer packaging material for a battery that have excellent electrolytic solution resistance and excellent adhesion during molding.

本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、以下の(1)〜(4)からなる。
(1)シーラント層と、接着層と、アルミニウム箔とを具備する電池用外装材であって、前記アルミニウム箔が表面に電解処理によって形成された酸化皮膜を有し、前記酸化皮膜がバリア型酸化皮膜層、多孔性酸化皮膜層とを有し、前記多孔性酸化皮膜層の厚みが20〜500nmであり、かつ表面に直径25〜120nmの小孔が形成されていることを特徴とする電池用外装材。
(2)前記バリア型酸化皮膜層は厚みが3〜30nmである請求項1記載の電池用外装材。
(3)前記アルミニウム箔が、アルカリ性水溶液の電解溶液中で交流電解処理されたものである請求項1又は2に記載の電池用外装材。
(4)請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池用外装材用アルミニウム箔。
The present invention has been made to achieve the above object, and comprises the following (1) to (4).
(1) A battery exterior material comprising a sealant layer, an adhesive layer, and an aluminum foil, wherein the aluminum foil has an oxide film formed by electrolytic treatment on the surface, and the oxide film is a barrier type oxidation A battery layer comprising a coating layer and a porous oxide coating layer, wherein the porous oxide coating layer has a thickness of 20 to 500 nm, and a small hole having a diameter of 25 to 120 nm is formed on the surface. Exterior material.
(2) The battery packaging material according to claim 1, wherein the barrier-type oxide film layer has a thickness of 3 to 30 nm.
(3) The battery packaging material according to claim 1 or 2, wherein the aluminum foil is subjected to alternating current electrolysis in an alkaline aqueous electrolytic solution.
(4) The aluminum foil for battery outer packaging materials according to any one of claims 1 to 3.

本発明の外装材及び電池用外装材用アルミニウム箔は、環境問題に対応し、リチウムイオン電池等の二次電池用の外装材として、ヒートシール性に優れ、剥離が起こりにくく、耐電解液特性に優れ、各種電解液に好適に対応し、シート状で薄型のリチウムイオン電池の外装材として好適に使用し得るものである。   The exterior material of the present invention and the aluminum foil for an exterior material for a battery are environmentally friendly, and as an exterior material for a secondary battery such as a lithium ion battery, are excellent in heat sealability, hardly peeled off, and have anti-electrolytic properties. It can be suitably used as an exterior material for a sheet-like thin lithium ion battery.

以下、本発明を各要素に分けて詳述する。
<アルミニウム箔>
本発明の二次電池用外装材は、電解処理を行いアルミニウム箔表面に酸化皮膜が設けられたものである。ここで、酸化皮膜が形成されるアルミニウム箔としては、電池内部への湿気、ガス、酸素などの侵入を遮断する基材層として、アルミニウム合金箔、特に引張り強度及び伸び率が高いため軟質アルミニウム箔を用いることが好ましく、公知の方法で製造でき、例えば、JIS規格の8000系合金や1000系合金のものを使用することが好ましい。なお、前記の合金は使用される合金の一例であり、本発明は合金組成に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail for each element.
<Aluminum foil>
The packaging material for a secondary battery of the present invention is an electrolytic treatment and an oxide film is provided on the surface of the aluminum foil. Here, the aluminum foil on which the oxide film is formed is an aluminum alloy foil, particularly a soft aluminum foil because of its high tensile strength and elongation rate, as a base material layer that blocks moisture, gas, oxygen and the like from entering the battery. Can be produced by a known method. For example, it is preferable to use a JIS standard 8000 series alloy or 1000 series alloy. In addition, the said alloy is an example of the alloy used, and this invention is not limited to an alloy composition.

本発明のアルミニウム箔の厚さは、外装材として成形加工する際のバリア性、耐ピンホール性、加工性を考慮して9〜200μmであることが好ましく、特に15〜100μmであることがより好ましい。厚さが9μm未満だとプレス成形時にアルミニウム箔の破断が起きやすくなり、また破断しない時でもピンホール等が発生しやすいため、酸素や水分が透過する場合があり、200μmを超えると、成形時の破断の改善効果やピンホール発生防止効果の改善が見られず、単に外装材の総厚を厚くし、重量を増すだけで、軽量化が達成できず、コストアップの要因となる場合がある。   The thickness of the aluminum foil of the present invention is preferably 9 to 200 μm, and more preferably 15 to 100 μm, taking into consideration barrier properties, pinhole resistance, and workability when being molded as an exterior material. preferable. If the thickness is less than 9 μm, the aluminum foil is likely to break during press molding, and even if it does not break, pinholes etc. are likely to occur. Oxygen and moisture may be transmitted, and if it exceeds 200 μm, There is no improvement in the breakage and prevention of pinhole occurrence, and simply increasing the total thickness of the exterior material and increasing the weight may not achieve weight reduction, which may increase costs. .

<アルミニウム酸化皮膜層>
本発明のアルミニウム箔は、表面に電解処理によって形成された酸化皮膜が形成されるものであり、この酸化皮膜は、箔側からバリア型酸化皮膜、多孔性酸化皮膜という構成になっている。このように、酸化皮膜層は、多孔性酸化皮膜層とバリア型酸化皮膜層の2層によって構成されることにより、多孔性酸化皮膜層によって接着剤層に対する密着性と加工性が確保され、バリア型酸化皮膜層によって、酸化皮膜層全体とアルミニウム箔素地が強固に結合するので、電池の外装材として用いることにより、ヒートシール性に優れ、剥離が起こりにくく、耐電解液特性に優れた性質を付与することができる。
<Aluminum oxide film layer>
The aluminum foil of the present invention has an oxide film formed on the surface by electrolytic treatment, and this oxide film has a structure of a barrier type oxide film and a porous oxide film from the foil side. Thus, the oxide film layer is composed of two layers of the porous oxide film layer and the barrier type oxide film layer, whereby the adhesion and workability to the adhesive layer are ensured by the porous oxide film layer, and the barrier Because the entire oxide film layer and the aluminum foil substrate are firmly bonded together by the mold oxide film layer, by using it as a battery exterior material, it has excellent heat-sealability, hardly peels off, and has excellent electrolyte solution characteristics. Can be granted.

<バリア型酸化皮膜層>
本発明のバリア型酸化皮膜層の厚さは、3〜30nmであることが好ましい。3nm未満では、介在層として多孔性酸化皮膜層とアルミニウム素地との結合に十分な結合力を付与することができず、特に、高温・多湿等の過酷環境における結合力が不十分となり、後述する接着剤層と酸化皮膜層全体との密着性が確保できない場合がある。また、皮膜が薄すぎるために耐食性に劣り、耐電解液特性も担保できない場合がある。一方、30nmを超えると、アルミニウム箔を成形加工する際において、バリア型酸化皮膜層が破壊し易くなり、成形加工後に接着剤層が剥離するなどの不具合が生じる場合がある。
<Barrier type oxide film layer>
The thickness of the barrier oxide film layer of the present invention is preferably 3 to 30 nm. If the thickness is less than 3 nm, sufficient bonding force cannot be imparted to the bonding between the porous oxide film layer and the aluminum substrate as an intervening layer, and particularly the bonding force in a harsh environment such as high temperature and high humidity becomes insufficient, which will be described later. Adhesion between the adhesive layer and the entire oxide film layer may not be ensured. Moreover, since the film is too thin, the corrosion resistance is inferior and the electrolytic solution resistance may not be secured. On the other hand, if the thickness exceeds 30 nm, the barrier-type oxide film layer is likely to be broken when the aluminum foil is molded, and problems such as peeling of the adhesive layer after the molding process may occur.

<多孔性酸化皮膜層>
本発明において、多孔性酸化皮膜層の厚さは、20〜500nmであることが必要である。20nm未満では厚さが十分でなく、アルミニウム箔の変形時に多孔性酸化皮膜層が破壊され接着剤層が剥離する。一方、500nmを超えると、多孔性酸化皮膜層自体が破壊し易くなり、やはり同様に接着剤層が剥離する。
<Porous oxide film layer>
In the present invention, the thickness of the porous oxide film layer needs to be 20 to 500 nm. If the thickness is less than 20 nm, the thickness is not sufficient, and the porous oxide film layer is destroyed and the adhesive layer is peeled off when the aluminum foil is deformed. On the other hand, when it exceeds 500 nm, the porous oxide film layer itself is easily broken, and the adhesive layer is peeled in the same manner.

本発明の多孔性酸化皮膜層は、その表面から深さ方向に向かう小孔を備え、後述する接着剤層の形成に寄与し、アルミニウム箔と接着剤層とをアンカー効果によって強固に接合する。本発明において、表面に形成される小孔の直径は25〜120nmであルことが必要で、この直径の規定は他の酸化皮膜を形成する場合と異なり、成形加工時にアルミニウム箔だけでなく酸化皮膜自体も加工変形に応じて変形し、良好な成形性が付与される。小孔の直径が25nm未満であると、接着剤層が小孔内に十分に取り込まれず、十分な密着性が得られない。一方、小孔の直径が120nmを超えると、多孔性酸化皮膜層全体が脆くなって破壊を生じ易く、接着剤層が剥離する。   The porous oxide film layer of the present invention has small holes extending in the depth direction from the surface thereof, contributes to the formation of an adhesive layer described later, and firmly bonds the aluminum foil and the adhesive layer by an anchor effect. In the present invention, the diameter of the small holes formed on the surface needs to be 25 to 120 nm, and the definition of this diameter is different from the case of forming other oxide films, and not only the aluminum foil but also the oxidation during the forming process. The film itself is also deformed according to the processing deformation, and good moldability is imparted. When the diameter of the small holes is less than 25 nm, the adhesive layer is not sufficiently taken into the small holes, and sufficient adhesion cannot be obtained. On the other hand, if the diameter of the small holes exceeds 120 nm, the entire porous oxide film layer becomes brittle and easily breaks, and the adhesive layer peels off.

<アルミニウム箔への酸化皮膜形成方法>
本発明において、アルミニウム箔に上記酸化皮膜を形成するための方法としては、アルミニウム箔を、アルカリ性水溶液の電解溶液中で交流電解処理する方法を好適に採用することができ、具体的には、以下の工程(イ)、(ロ)を含む方法が挙げられる。
(イ)pH9〜13で液温35〜80℃のアルカリ性水溶液を電解溶液とし、周波数20〜100Hz、電流密度4〜50A/dm2及び電解時間5〜60秒間の条件で交流電解処理する工程。
(ロ)アルミニウム箔を電解溶液中に引き続き3〜60秒間浸漬する工程。
<Method for forming oxide film on aluminum foil>
In the present invention, as a method for forming the oxide film on the aluminum foil, a method in which the aluminum foil is subjected to alternating current electrolysis treatment in an electrolytic solution of an alkaline aqueous solution can be suitably employed. A method including the steps (a) and (b).
(A) A step of carrying out an alternating current electrolytic treatment under the conditions of pH 9 to 13 and an alkaline aqueous solution having a liquid temperature of 35 to 80 ° C. as an electrolytic solution and a frequency of 20 to 100 Hz, a current density of 4 to 50 A / dm 2 and an electrolysis time of 5 to 60 seconds.
(B) A step of immersing the aluminum foil in the electrolytic solution for 3 to 60 seconds.

ここで、上記(イ)の工程は、対電極に対面するようにアルミニウム箔の片面を電極の代わりに載置し、上記アルカリ電解液中で、交流電解処理を行う。後述する(ロ)の工程と併せた条件の適正化により、電解処理を行いアルミニウム表面外側に厚さ20〜500nmの多孔性酸化皮膜層、アルミニウム素地側に厚さ3〜30nmのバリア型酸化皮膜層をそれぞれ形成する。なお、上記はアルミニウム箔の一方の面だけ酸化皮膜を形成する場合であるが、本発明においては、アルミニウム箔の両面に酸化皮膜を設けてもよい。上記処理面と他方の面においても、多孔性酸化皮膜層とバリア型酸化皮膜層を形成するには、例えば、他方面側にも対電極を配置し、上記と同様に電解処理を行えばよく、交流電解処理を行うに未処理のアルミニウム箔を電極で挟むように配置をすれば、両面に同時に皮膜を形成できるので、工数削減ができ工業的に有利である。   Here, in the step (a), one side of the aluminum foil is placed instead of the electrode so as to face the counter electrode, and an alternating current electrolysis treatment is performed in the alkaline electrolyte. By optimizing the conditions combined with the step (b) described later, electrolytic treatment is performed to form a porous oxide film layer having a thickness of 20 to 500 nm on the outer surface of the aluminum, and a barrier type oxide film having a thickness of 3 to 30 nm on the aluminum substrate side. Each layer is formed. In addition, although the above is a case where an oxide film is formed only on one surface of the aluminum foil, an oxide film may be provided on both surfaces of the aluminum foil in the present invention. In order to form a porous oxide film layer and a barrier-type oxide film layer on the treated surface and the other surface, for example, a counter electrode may be disposed on the other surface side and electrolytic treatment may be performed in the same manner as described above. If an untreated aluminum foil is sandwiched between electrodes when performing AC electrolytic treatment, a film can be simultaneously formed on both surfaces, which is industrially advantageous because the number of steps can be reduced.

上記(イ)の交流電解処理工程においては、他方の電極として黒鉛電極等の電極が用いられるが、特に制限されるものではない。また、電解溶液として用いるアルカリ性水溶液は、りん酸ナトリウム、りん酸水素カリウム、ピロりん酸ナトリウム、ピロりん酸カリウム及びメタりん酸ナトリウム等のりん酸塩や;水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物や;水酸化アンモニウム溶液;或いは、これらの混合物の水溶液を用いることができる。後述するように電解溶液のpHを特定の範囲に保つ必要があることから、バッファー効果の期待できるりん酸塩系物質を含有するアルカリ水溶液を用いるのが好ましい。また、アルカリ成分の濃度は、電解溶液のpHが所望の値になるように調整されるが、通常、1×10−4〜1モル/リットルである。なお、これらのアルカリ性水溶液には、汚れ成分に対する除去能力の向上のために界面活性剤を添加してもよい。   In the AC electrolytic treatment step (a), an electrode such as a graphite electrode is used as the other electrode, but it is not particularly limited. In addition, alkaline aqueous solutions used as electrolytic solutions include phosphates such as sodium phosphate, potassium hydrogen phosphate, sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate and sodium metaphosphate; alkalis such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. A metal hydroxide, an ammonium hydroxide solution, or an aqueous solution of a mixture thereof can be used. Since it is necessary to keep the pH of the electrolytic solution in a specific range as will be described later, it is preferable to use an alkaline aqueous solution containing a phosphate-based substance that can be expected to have a buffer effect. Moreover, although the density | concentration of an alkali component is adjusted so that pH of electrolyte solution may become a desired value, it is 1 * 10 <-4> -1 mol / liter normally. In addition, you may add surfactant to these alkaline aqueous solution for the improvement of the removal capability with respect to a soil component.

電解溶液のpHは9〜13とすることが推奨され、9.5〜12とするのがより好ましい。pHが9未満の場合には、多孔性酸化皮膜層の多孔質構造が不完全となる場合があり、pHが13を超えると、多孔性酸化皮膜層が成長し難くなり、所望の厚さになりにくい上、バリア型酸化皮膜層の形成も阻害される場合がある。   The pH of the electrolytic solution is recommended to be 9 to 13, and more preferably 9.5 to 12. When the pH is less than 9, the porous structure of the porous oxide film layer may be incomplete, and when the pH exceeds 13, the porous oxide film layer is difficult to grow and has a desired thickness. In addition, the formation of a barrier-type oxide film layer may be hindered.

(イ)の工程において、電解溶液温度は35〜80℃とすることが推奨され、40〜70℃とするのがより好ましい。電解溶液温度が35℃未満では、多孔性酸化皮膜層の多孔質構造が不完全となる場合があり、80℃を超えると、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層ともに成長が阻害される場合がある。   In the step (a), it is recommended that the electrolytic solution temperature be 35 to 80 ° C, and more preferably 40 to 70 ° C. When the electrolytic solution temperature is less than 35 ° C., the porous structure of the porous oxide film layer may be incomplete, and when it exceeds 80 ° C., growth of both the porous oxide film layer and the barrier oxide film layer is inhibited. There is a case.

また、アルカリ交流電解においては、多孔性酸化皮膜層とバリア型酸化皮膜層を含めた酸化皮膜全体の厚さは電気量、すなわち電流密度と電解時間の積によって制御され、基本的に電気量が多いほど酸化膜全体の厚さが増加する。多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層の電解条件は以下の通りに調整することが推奨される。   In alkaline AC electrolysis, the thickness of the entire oxide film including the porous oxide film layer and the barrier oxide film layer is controlled by the quantity of electricity, that is, the product of the current density and the electrolysis time. As the number increases, the thickness of the entire oxide film increases. It is recommended that the electrolytic conditions of the porous oxide film layer and the barrier oxide film layer be adjusted as follows.

更に、周波数は20〜100Hzであることが推奨される。20Hz未満では、多孔性酸化皮膜層の多孔質構造の形成が進行せず、緻密構造となってしまう場合がある。一方、100Hzを超えると、酸化皮膜全体の形成が極端に遅くなり、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層ともに、所定の厚さを得るには極めて長時間を要し、工業的に不利になる場合がある。   Furthermore, it is recommended that the frequency be 20-100 Hz. If it is less than 20 Hz, the formation of the porous structure of the porous oxide film layer does not proceed and a dense structure may be obtained. On the other hand, if it exceeds 100 Hz, the formation of the entire oxide film becomes extremely slow, and both the porous oxide film layer and the barrier type oxide film layer require a very long time to obtain a predetermined thickness, which is industrially disadvantageous. It may become.

また、電流密度は4〜50A/dm2とすることが好ましい。電流密度が4A/dm2未満では、バリア型酸化皮膜層のみが優先的に形成されるために多孔性酸化皮膜層が得られない場合がある。一方、50A/dm2を超えると、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層の厚さ制御が困難となり、所望の皮膜が得られない。   The current density is preferably 4 to 50 A / dm2. When the current density is less than 4 A / dm 2, only the barrier type oxide film layer is preferentially formed, and therefore the porous oxide film layer may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 50 A / dm 2, it becomes difficult to control the thickness of the porous oxide film layer and the barrier oxide film layer, and a desired film cannot be obtained.

(イ)の工程において電解処理時間は5〜60秒とすることが好ましい。5秒未満の処理時間では、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層の形成が急激過ぎるため、いずれの酸化皮膜層も十分に形成されず、不定形のアルミニウム酸化物から構成される酸化皮膜となる場合がある。一方、60秒を超えると、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層が厚くなり過ぎたり、再溶解するおそれがある上、生産性が低下する場合がある。   In the step (a), the electrolytic treatment time is preferably 5 to 60 seconds. If the treatment time is less than 5 seconds, the formation of the porous oxide film layer and the barrier type oxide film layer is too rapid, so that neither oxide film layer is sufficiently formed, and the oxide film is composed of amorphous aluminum oxide. It may become. On the other hand, if it exceeds 60 seconds, the porous oxide film layer and the barrier oxide film layer may become too thick or redissolved, and the productivity may decrease.

次に、(ロ)工程は、(イ)工程で用いた電解溶液中に処理後のアルミニウム箔を3〜60秒浸漬し続けることが好ましい。これにより、多孔性酸化皮膜層の小孔の直径を適切に制御することができる。本発明者らの知見によれば、上記の電解溶液及び電解条件を用いた交流電解処理によって得られる小孔の直径は、約5〜20nmになっている場合が多いが、このアルミニウム箔を電解溶液中に3〜60秒浸漬し続けると、直径25〜120nmの所望の小孔が得られる。浸漬時間が3秒未満では、小孔の直径は小さいままであり、一方、60秒を超えると小孔の直径は大きくなり過ぎる場合がある。   Next, in the step (b), it is preferable to continue immersing the treated aluminum foil in the electrolytic solution used in the step (a) for 3 to 60 seconds. Thereby, the diameter of the small hole of a porous oxide-film layer can be controlled appropriately. According to the knowledge of the present inventors, the diameter of the small holes obtained by the AC electrolytic treatment using the above electrolytic solution and electrolytic conditions is often about 5 to 20 nm. If it is kept immersed in the solution for 3 to 60 seconds, a desired small hole having a diameter of 25 to 120 nm is obtained. If the immersion time is less than 3 seconds, the diameter of the small holes remains small, whereas if the time exceeds 60 seconds, the diameter of the small holes may become too large.

ところで、従来技術において人為的に酸化皮膜層を形成させる方法として、直流陽極酸化処理(いわゆるアルマイト処理またはアノード酸化処理)が挙げられる。これは、主に酸性電解溶液を用いるとともに、被処理アルミニウム材を陽極として直流電気分解する手法であるが、この手法を用いる限りにおいては、本発明の所定の要件を満たす酸化皮膜を形成することは極めて困難である。すなわち、従来技術の陽極酸化処理における酸化皮膜層厚さは、数μm以上であり、オーダーが全く異なる。本発明における多孔性酸化皮膜層(20nm〜500nm)及びバリア型酸化皮膜層(3〜30nm)のような薄い膜厚の制御は困難である。加えて、アルミニウム箔素地と多孔質酸化皮膜との界面にバリア型酸化皮膜層を形成することは不可能に近い。   Incidentally, as a method for artificially forming an oxide film layer in the prior art, direct current anodizing treatment (so-called alumite treatment or anodizing treatment) can be mentioned. This is a technique in which an acidic electrolytic solution is mainly used, and direct current electrolysis is performed using an aluminum material to be treated as an anode. Is extremely difficult. That is, the thickness of the oxide film layer in the prior art anodic oxidation treatment is several μm or more, and the order is completely different. It is difficult to control thin film thicknesses such as the porous oxide film layer (20 nm to 500 nm) and the barrier oxide film layer (3 to 30 nm) in the present invention. In addition, it is almost impossible to form a barrier-type oxide film layer at the interface between the aluminum foil substrate and the porous oxide film.

また、従来技術の陽極酸化処理を行い、アルミニウム材表面に形成された酸化皮膜は、その電解条件によって生成される皮膜の形態が異なる場合がある。直流電気分解する手法で形成された皮膜は、大きく分けてバリア型酸化皮膜とポーラス型酸化皮膜の2つに大別される。その中で、ポーラス型酸化皮膜は、六角形の形状を有する六角セル構造であり、その中央部に穴が空いている。通常、酸化皮膜の耐食性向上のためにこの穴を塞ぐ処理が施される。これは封孔処理と呼ばれるもので、沸騰蒸留水や酢酸ニッケルか酢酸コバルトの水浴液中に酸化皮膜を形成したアルミニウム材を浸漬、または加圧水蒸気環境下に酸化皮膜を形成したアルミニウム材を保持させる事で、酸化皮膜を水和させて水酸化物を生成し、その孔壁を塞ぐ。しかし、この手法は陽極酸化処理によって生成された酸化皮膜の穴を塞ぐ処理のため、本発明の要請事項の達成の障害となりうる。すなわち、本発明の電解処理を用いて生成された多孔性酸化皮膜の上部を水酸化物で覆ってしまうため、多孔性酸化皮膜層内に接着剤を取り込む事が出来ず、密着性を向上させることが困難になる。   Moreover, the form of the film | membrane produced | generated by the electrolytic condition may differ from the oxide film formed in the aluminum material surface by performing the anodizing process of a prior art. Films formed by direct current electrolysis are roughly divided into two types: barrier type oxide films and porous type oxide films. Among them, the porous oxide film has a hexagonal cell structure having a hexagonal shape, and has a hole in the center thereof. Usually, a treatment for closing the hole is performed to improve the corrosion resistance of the oxide film. This is called sealing treatment, so that an aluminum material with an oxide film formed is immersed in boiling water or a water bath solution of nickel acetate or cobalt acetate, or an aluminum material with an oxide film formed in a pressurized steam environment is retained. In this way, the oxide film is hydrated to form a hydroxide, which closes the pore wall. However, this method can obstruct the achievement of the requirements of the present invention because the method closes the hole in the oxide film generated by the anodizing treatment. That is, since the upper portion of the porous oxide film generated by using the electrolytic treatment of the present invention is covered with hydroxide, the adhesive cannot be taken into the porous oxide film layer, and the adhesion is improved. It becomes difficult.

<電池用外装材>
本発明の電池用外装材は、電解液に接触する側から、シーラント層/接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔層からなる積層構造で構成することができ、上記所定の酸化皮膜層を介してシーラント層、接着層がアルミニウム箔に接着していればよく、構成においても特に制限されるものではなく、例えば、シーラント層/接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔層/酸化皮膜層/接着層/基材層の積層構造でも良い。
<Battery exterior material>
The battery outer packaging material of the present invention can be composed of a laminated structure consisting of a sealant layer / adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil layer from the side in contact with the electrolyte solution, with the predetermined oxide film layer interposed therebetween. The sealant layer and the adhesive layer only have to be bonded to the aluminum foil, and the configuration is not particularly limited. For example, sealant layer / adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil layer / oxide film layer / adhesion layer / A laminated structure of base layers may be used.

<シーラント層(電解液接触側フィルム層)>
上記シーラント層にはポリオレフィン系フィルム層を用いることができ、ポリオレフィン系フィルムは、公知の方法で圧着することによってラミネートされる。ここで、ポリオレフィン系フィルムは、公知のものを使用することができるが、少なくとも酸変性ポリオレフィンを含有するものであることが推奨され、酸変性ポリオレフィンフィルム単独でもよいし、酸変性ポリオレフィンフィルムと他のポリオレフィンフィルムとが共押出によって貼合された2層構造フィルムでもよい。また、酸変性ポリオレフィンフィルムとポリアミドフィルムやポリエステルフィルムとが貼合された2層構造フィルムであっても良い。フィルム層としての構造は特に制限されるものではなく、所望により3層構造や4層構造であっても良い。ポリオレフィン系フィルム中の酸変性ポリオレフィンフィルムは、オルガノゾル中の酸変性ポリオレフィンと同種のものが用いられる。従って、オルガノゾル中の酸変性ポリオレフィンとして、無水マレイン酸変性ポリプロピレンを用いた場合には、ポリオレフィンフィルム中の酸変性ポリオレフィンフィルムとして無水マレイン酸変性ポリプロピレンを用いることができる。
<Sealant layer (electrolyte contact side film layer)>
A polyolefin film layer can be used as the sealant layer, and the polyolefin film is laminated by pressure bonding by a known method. Here, as the polyolefin-based film, a known film can be used, but it is recommended that the film contains at least an acid-modified polyolefin. The acid-modified polyolefin film may be used alone, or the acid-modified polyolefin film and other films may be used. It may be a two-layer structure film in which a polyolefin film is bonded by coextrusion. Further, it may be a two-layer structure film in which an acid-modified polyolefin film and a polyamide film or a polyester film are bonded. The structure as the film layer is not particularly limited, and may be a three-layer structure or a four-layer structure as desired. As the acid-modified polyolefin film in the polyolefin-based film, the same type as the acid-modified polyolefin in the organosol is used. Therefore, when maleic anhydride-modified polypropylene is used as the acid-modified polyolefin in the organosol, maleic anhydride-modified polypropylene can be used as the acid-modified polyolefin film in the polyolefin film.

シーラント層をラミネートする方法は、特に制限されるものではなく、例えば、熱溶融ラミネートを行う場合、予め酸化皮膜の上に接着層が形成されたアルミニウム箔の接着層とポリオレフィン系フィルムの酸変性ポリオレフィンフィルム面又は適宜ポリオレフィン形フィルムが活性化された処理面とを当接し、圧着することにより、ラミネートが完了する。このラミネートは、一般的に加熱下で行うことができ、加熱条件は、160〜240℃程度で行われる。また、ラミネート条件は、圧力0.5〜2kg/cm2であり、時間0.5〜3秒程度であるが、これらの条件は特に制限されるものではない。   The method of laminating the sealant layer is not particularly limited. For example, when performing hot melt lamination, an adhesive layer of an aluminum foil in which an adhesive layer is formed on an oxide film in advance and an acid-modified polyolefin of a polyolefin film. Lamination is completed by abutting the film surface or a treatment surface on which the polyolefin-type film is appropriately activated and press-bonding. This lamination can generally be performed under heating, and the heating condition is performed at about 160 to 240 ° C. The lamination conditions are a pressure of 0.5 to 2 kg / cm <2> and a time of about 0.5 to 3 seconds, but these conditions are not particularly limited.

また、シーラント層としてのポリオレフィン系フィルムの厚さは特に制限されるものではないが、通常5μm以上の厚さが必要であり、好ましい厚さとしては10〜100μmである。厚さが薄すぎると、ヒートシール時に熱伝導率が高過ぎて、フィルムが溶融してしまい、ヒートシール部に欠陥が発生する可能性がある。厚すぎると、熱溶融ラミネートした時、熱伝導率が小さいため、熱がアルミニウム箔全体に伝わり難く、接着剤が十分溶融しないため、密着性に劣る場合がある。   Moreover, the thickness of the polyolefin film as the sealant layer is not particularly limited, but usually a thickness of 5 μm or more is necessary, and a preferable thickness is 10 to 100 μm. If the thickness is too thin, the thermal conductivity is too high during heat sealing, the film may melt, and defects may occur in the heat sealing portion. If the thickness is too thick, the heat conductivity is low when the laminate is hot melted, so that heat is hardly transmitted to the entire aluminum foil, and the adhesive is not sufficiently melted.

<接着層>
本発明の電池用外装材は、上記シーラント層と酸化皮膜との間に接着層を設けるものである。この接着層を設けることにより、上記優れた酸化皮膜に強固に密着し、シーラント層を安定的に保持できる。接着層は接着剤として酸変性ポリオレフィンを固形分とするオルガノゾルを塗布して形成することができる。
<Adhesive layer>
The battery exterior material of the present invention is provided with an adhesive layer between the sealant layer and the oxide film. By providing this adhesive layer, it is possible to firmly adhere to the excellent oxide film and stably hold the sealant layer. The adhesive layer can be formed by applying an organosol having an acid-modified polyolefin as a solid content as an adhesive.

ここで、酸変性ポリオレフィンとしては、ポリエチレンまたはポリプロピレンの側鎖にジカルボン酸を付加したものであり、一般的にはポリプロピレンの側鎖にマレイン酸または無水マレイン酸を付加させたものであることが好ましい。また酸変性ポリオレフィンを固形分とするオルガノゾルとは、有機液体中に酸変性ポリオレフィンがコロイド状で分散しているコロイド溶液のことをいう。有機液体としては、炭化水素系の液体が用いられ、主としてトルエンを用いることができる。また、オルガノゾルの固形分濃度は5〜50質量%程度を用いることができる。多孔性酸化皮膜層表面にオルガノゾルが塗布された後、乾燥工程に導入し、オルガノゾルを乾燥する。乾燥条件は、温度150〜220℃、時間5〜40秒程度である。この乾燥工程により、オルガノゾルは固化し接着層となる。オルガノゾルは酸変性ポリオレフィンがコロイド状となって分散しているので、多孔性酸化皮膜層表面に比較的均一に塗布され、均一な接着層が得られる。該接着層を多孔性酸化皮膜層表面に設けることにより、接着性がないフィルムを接着させることが可能となる。   Here, the acid-modified polyolefin is obtained by adding a dicarboxylic acid to the side chain of polyethylene or polypropylene, and is generally preferably obtained by adding maleic acid or maleic anhydride to the side chain of polypropylene. . An organosol having an acid-modified polyolefin as a solid content refers to a colloid solution in which an acid-modified polyolefin is colloidally dispersed in an organic liquid. As the organic liquid, a hydrocarbon-based liquid is used, and toluene can be mainly used. Moreover, about 5-50 mass% can be used for solid content concentration of organosol. After the organosol is applied to the surface of the porous oxide film layer, the organosol is introduced into a drying step and dried. Drying conditions are a temperature of 150 to 220 ° C. and a time of about 5 to 40 seconds. By this drying step, the organosol is solidified and becomes an adhesive layer. In the organosol, since the acid-modified polyolefin is dispersed in a colloidal form, it is applied relatively uniformly on the surface of the porous oxide film layer, and a uniform adhesive layer is obtained. By providing the adhesive layer on the surface of the porous oxide film layer, it becomes possible to adhere a film having no adhesiveness.

<アルミニウム箔の反対の面>
本発明の電池用外装材は、上記シーラント層が設けられた面と反対の面に後述する基材層フィルムを接着してもよく、この基材層フィルムは公知の接着剤や方法でアルミニウム箔に接着することができる。
<Opposite surface of aluminum foil>
The battery exterior material of the present invention may be bonded to a substrate layer film described later on the surface opposite to the surface on which the sealant layer is provided, and this substrate layer film is made of an aluminum foil by a known adhesive or method. Can be glued to.

<基材層フィルム用接着剤>
基材層フィルムに用いる接着剤としては、例えば、2液硬化型ウレタン系接着剤、ポリエーテルウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリエステルポリオール系接着剤、ポリエステルポリウレタンポリオール系接着剤等を用いたドライラミネーション、共押出し、押出しコート、アンカーコート剤を用いた熱ラミネーション等による方法を採用できるが、特にドライラミネーション法が好ましい。特にウレタン樹脂を含む接着剤を用いてドライラミネート法により積層するのが好ましく、さらに好ましくはエポキシ含有ウレタン樹脂を含む接着剤を用いてドライラミネート法により積層するのがよい。なお、接着材によって形成される接着層の厚さは特に制限されるものではないが、通常、1〜10μmであることが好ましく、特に3〜7μmであることがより好ましい。厚さが薄すぎると、被塗布層の表面凹凸に接着層が追従できず、層の形成にムラが発生し、接着時に接着不良が発生する可能性がある。厚すぎると、接着層の乾燥に時間が掛かり、且つラミネート時に積層端部から接着剤の余剰分がはみ出す可能性がある。またアルミニウム箔とフィルム単に外装材総厚を厚くし、重量を増すだけで、コストアップ要因となる場合がある。
<Adhesive for base layer film>
As the adhesive used for the base layer film, for example, a two-component curable urethane adhesive, a polyether urethane adhesive, a polyester adhesive, a polyester polyol adhesive, a polyester polyurethane polyol adhesive, or the like was used. Methods such as dry lamination, coextrusion, extrusion coating, thermal lamination using an anchor coating agent, and the like can be adopted, but the dry lamination method is particularly preferable. In particular, it is preferable to laminate by a dry laminating method using an adhesive containing a urethane resin, and more preferably, laminating by an dry laminating method using an adhesive containing an epoxy-containing urethane resin. In addition, although the thickness of the contact bonding layer formed with an adhesive material is not restrict | limited in particular, Usually, it is preferable that it is 1-10 micrometers, and it is more preferable that it is especially 3-7 micrometers. If the thickness is too thin, the adhesive layer cannot follow the surface irregularities of the layer to be coated, resulting in uneven formation of the layer and possible adhesion failure during bonding. If it is too thick, it takes time to dry the adhesive layer, and excess adhesive may protrude from the end of the laminate during lamination. Also, simply increasing the total thickness of the aluminum foil and film and increasing the weight may increase the cost.

<基材層フィルム>
本発明の任意の構成である基材層フィルムは、種類として、例えば、フィルム延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムから製造することが好ましい。ここでのポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。またナイロンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等が挙げられる。前記フィルムは、リチウムイオン電池として用いられる場合、基本的に絶縁性を有するフィルムがよい。
<Base material layer film>
It is preferable to manufacture the base material layer film which is the arbitrary structure of this invention as a kind, for example from a film extending | stretching polyester or a nylon film. Examples of the polyester resin here include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymerized polyester, and polycarbonate. Examples of nylon include polyamide resin, that is, nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), and the like. When the film is used as a lithium ion battery, a film having insulating properties is basically preferable.

本発明の基材フィルムは、耐ピンホール性及び電池の外装材とした時の絶縁性を向上させるために、更に積層化することも可能である。基材フィルムを外装材の構成要素にする場合、基材フィルムが2層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、各層の厚みが6μm以上、好ましくは、12〜25μmである。厚さが薄いと水蒸気及びその他のガスのバリア性が劣り、且つ外部からの加圧による耐突刺し性に劣る場合がある。厚すぎると単に外装材の総厚を厚くし、重量を増すだけで、コストアップ要因になる場合がある。   The base film of the present invention can be further laminated in order to improve pinhole resistance and insulation when used as a battery exterior material. When the base film is used as a component of the exterior material, the base film includes at least one resin layer of two or more layers, and the thickness of each layer is 6 μm or more, preferably 12 to 25 μm. If the thickness is small, the barrier property of water vapor and other gases may be inferior, and the puncture resistance due to external pressurization may be inferior. If it is too thick, simply increasing the total thickness of the exterior material and increasing the weight may increase costs.

<コロナ処理>
本発明において、アルミニウム箔と酸化皮膜以外の外装材の構成において、これら外装材の各層の互いの密着性を向上させるために、必要に応じて各層に、予め所望の表面処理を行うことができる。表面処理法として例えば、コロナ処理、オゾン処理、酸素ガスもしくは窒素ガス等を用いた低温プラズマ処理、グロー放電処理、化学薬品等を用いて処理する酸化処理等を任意で施す。これにより各層間の密着性が向上する。
<Corona treatment>
In the present invention, in the configuration of the exterior material other than the aluminum foil and the oxide film, in order to improve the mutual adhesion of each layer of the exterior material, a desired surface treatment can be performed in advance on each layer as necessary. . As the surface treatment method, for example, corona treatment, ozone treatment, low-temperature plasma treatment using oxygen gas or nitrogen gas, glow discharge treatment, oxidation treatment using chemicals, etc. are optionally performed. Thereby, the adhesiveness between each layer improves.

本発明の外装材の積層構造は、電解液に接触する側から、シーラント層/接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔層であればよく、任意にシーラント層/接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔層/酸化皮膜層/接着層/基材層フィルムとすることもできる。シーラント層は電解液に対する密封性及び断面方向からの水蒸気透過抑制を担保する。酸化皮膜層は接着剤層との密着性及び耐電解液特性を担保する。アルミニウム箔は電池内部への湿気、ガス、酸素などの侵入を防ぐバリア性と外装材自体の成形性および剛性を担保する。基材層フィルムは本発明では任意の構成であるが、外部からの金属箔保護性や対突き刺し性および耐熱性を担保する。そして接着剤層は各層の密着性向上に寄与する。このような積層構造は、本発明の酸化皮膜層を除くと一般的な構成であるが、本発明の所定の構造の酸化皮膜をアルミニウム箔表面に設けることにより、アルミニウム箔と接着層との密着性向上によるシーラント層/接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔層の外装材全体の更なる成形性の向上と、耐電解液特性の向上に寄与させることができる。   The laminated structure of the exterior material of the present invention may be a sealant layer / adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil layer from the side in contact with the electrolytic solution, and optionally a sealant layer / adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil. Layer / oxide film layer / adhesion layer / base material layer film. The sealant layer ensures sealing performance against the electrolytic solution and suppression of water vapor permeation from the cross-sectional direction. The oxide film layer ensures adhesion with the adhesive layer and electrolyte solution characteristics. The aluminum foil ensures the barrier property to prevent moisture, gas, oxygen and the like from entering the inside of the battery and the moldability and rigidity of the exterior material itself. Although a base material layer film is arbitrary structures in this invention, the metal foil protection from the outside, piercing property, and heat resistance are ensured. And an adhesive bond layer contributes to the adhesive improvement of each layer. Such a laminated structure is a general structure except for the oxide film layer of the present invention, but by providing the oxide film of the predetermined structure of the present invention on the surface of the aluminum foil, the aluminum foil and the adhesive layer are adhered to each other. It is possible to contribute to further improving the formability of the entire exterior material of the sealant layer / adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil layer and improving the electrolytic solution resistance.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to the following Example.

厚さ40μmのアルミニウム箔(8000系合金)を準備した。このアルミニウム箔を電極とする作用極とし、対極には黒鉛電極を用いた。アルミニウム箔の片面を対電極に対面させ、この対面した片面表層に、表面側の多孔性酸化皮膜層と素地側のバリア型酸化皮膜層が形成されるように、両電極を配置した。ピロりん酸ナトリウムを主成分とするアルカリ水溶液を、電解溶液として用いた。これらのアルカリ成分の濃度は、0.5モル/リットルとするとともに、塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液(いずれも濃度0.1モル/リットル)によってpHの調製を行なった。表1に示す電解条件にて、交流電解処理を実施して多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層を形成した。   An aluminum foil (8000 series alloy) having a thickness of 40 μm was prepared. A working electrode having this aluminum foil as an electrode was used, and a graphite electrode was used as a counter electrode. One side of the aluminum foil was made to face the counter electrode, and both electrodes were arranged so that a porous oxide film layer on the surface side and a barrier type oxide film layer on the substrate side were formed on the surface layer on the one side facing the aluminum foil. An alkaline aqueous solution mainly composed of sodium pyrophosphate was used as the electrolytic solution. The concentration of these alkali components was 0.5 mol / liter, and the pH was adjusted with hydrochloric acid and a sodium hydroxide aqueous solution (both concentrations were 0.1 mol / liter). Under the electrolysis conditions shown in Table 1, alternating current electrolysis was performed to form a porous oxide film layer and a barrier oxide film layer.

以上のようにして作製したアルミニウム箔に対し、SEM及びTEMにより調査を実施した。具体的には、多孔性酸化皮膜層及びバリア型酸化皮膜層の厚さ、多孔性酸化皮膜層の小孔の直径は、ウルトラミクロトームにより作製した薄片試料のTEM観察を行い、観察視野(1μm×1μm)における任意10点の測定結果の平均値を記録した。調査結果を表1に示す。   The aluminum foil produced as described above was examined by SEM and TEM. Specifically, the thickness of the porous oxide film layer and the barrier-type oxide film layer, and the diameter of the small holes in the porous oxide film layer were measured by TEM observation of a thin sample prepared by an ultramicrotome, and an observation field (1 μm × The average value of the measurement results at 10 arbitrary points in 1 μm) was recorded. The survey results are shown in Table 1.

Figure 2014182872
Figure 2014182872

次に、上記で得られた酸化皮膜層に対し、更に、変性ポリオレフィンから成る接着剤をバーコーターにて均一に塗布し、200℃、20secで乾燥焼付けを行い、目付け量1.0±0.5g/m2の接着層を形成させた。この接着層にコロナ処理を施し、厚さ60μmのCPPフィルムのコロナ処理面を形成させ、前記接着層側に貼り合わせ、熱溶融ラミネートを温度110℃、1m/minで行った。以上のようにして、(熱封緘層)/CPPフィルム/変性ポリオレフィン接着層/酸化皮膜層/アルミニウム箔の順で積層した電池用外装材料(以下、サンプルという)を得た。   Next, an adhesive made of modified polyolefin is further uniformly applied to the oxide film layer obtained above with a bar coater, and dried and baked at 200 ° C. for 20 seconds. The basis weight is 1.0 ± 0.00. An adhesive layer of 5 g / m 2 was formed. This adhesive layer was subjected to corona treatment to form a corona-treated surface of a CPP film having a thickness of 60 μm, and bonded to the adhesive layer side, and hot melt lamination was performed at a temperature of 110 ° C. and 1 m / min. As described above, a battery exterior material (hereinafter referred to as a sample) was laminated in the order of (heat sealing layer) / CPP film / modified polyolefin adhesive layer / oxide film layer / aluminum foil.

このようにして作製した各試験片の特性を、以下の(a)〜(c)の試験により評価した。
(a)ヒートシール強度
サンプルを200mm×10mmに切断し、100mm×10mmの面積で、CPP面を重ね合わせ、10mm×15mmの範囲を安田精機製作所製ヒートシーラーにて、ヒートシールした。シーリング条件は温度180℃、圧力2.4kg/G圧、時間2sec。ヒートシール後、引張試験機にて剥離速度50mm/min、剥離角度180°でシール強度を測定した。測定後、レトルトパウチの封緘強度のJAS規格値(農林規格第10条)参考に分類した。
○:15.3N/cm以上
×:15.3N/cm未満
○を合格とし、×を不合格とした。
The characteristics of the test pieces thus prepared were evaluated by the following tests (a) to (c).
(A) Heat seal strength The sample was cut into 200 mm × 10 mm, the CPP surface was overlapped with an area of 100 mm × 10 mm, and the range of 10 mm × 15 mm was heat sealed with a heat sealer manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho. Sealing conditions were a temperature of 180 ° C., a pressure of 2.4 kg / G pressure, and a time of 2 seconds. After heat sealing, the sealing strength was measured with a tensile tester at a peeling speed of 50 mm / min and a peeling angle of 180 °. After the measurement, the retort pouch was classified according to the JAS standard value (Article 10) of the sealing strength of the retort pouch.
○: 15.3 N / cm or more ×: less than 15.3 N / cm ○ was accepted and x was rejected.

(b)剥離モード評価
ヒートシール強度測定後のサンプルの剥離面を目視にて確認し、下記基準にて分類した。
○:フィルム/フィルム凝集破壊
×:接着剤層/アルミ箔界面剥離
○を合格とし、×を不合格とした。
(B) Peeling mode evaluation The peeled surface of the sample after heat seal strength measurement was visually confirmed and classified according to the following criteria.
○: Film / film cohesive failure ×: Adhesive layer / aluminum foil interface peeling ○ was accepted and x was rejected.

(c)耐電解液特性試験
サンプルから縦90mmで横50mmの大きさの四辺形状片2枚裁断し、熱封緘層同士が当接するようにして、2枚の四辺形状片を積層し、3方の端部を巾5mmで熱封緘し、四辺形状袋を作成した。熱封緘の条件は、温度200℃、圧力2kg/cm2、時間1secとした。電解液として、1mol/L LiPF6/EC:EMC(3:7)を液量0.27ml調製する。グローブボックス内(露点−80℃以下)にて、袋の口から電解液を注入した。最後に袋の口を、前の条件と同一の条件で熱封緘し、四辺形状袋を得た。85℃で、1日、3日、7日保持した後、解体し、純水で洗浄後、取り出したサンプルの外観を確認する。剥離の有無にて、フィルム及びアルミ箔の密着性及び下地処理の耐食性評価を行う。
○:7日後剥離なし。
×:7日後剥離。
○を合格とし、×を不合格とした。
(C) Electrolytic solution property test Two quadrilateral pieces 90 mm long and 50 mm wide are cut from the sample, and the two quadrilateral pieces are laminated so that the heat sealing layers are in contact with each other. Was sealed with a width of 5 mm to prepare a quadrilateral bag. The heat sealing conditions were a temperature of 200 ° C., a pressure of 2 kg / cm 2 and a time of 1 sec. As an electrolyte, 0.27 ml of 1 mol / L LiPF6 / EC: EMC (3: 7) is prepared. In the glove box (dew point −80 ° C. or lower), an electrolyte solution was injected from the mouth of the bag. Finally, the bag mouth was heat sealed under the same conditions as the previous conditions to obtain a quadrilateral bag. After holding at 85 ° C. for 1 day, 3 days, and 7 days, the sample is disassembled, washed with pure water, and the appearance of the sample taken out is confirmed. Based on the presence or absence of peeling, the adhesion of the film and the aluminum foil and the corrosion resistance of the ground treatment are evaluated.
○: No peeling after 7 days.
X: Peeling after 7 days.
○ was accepted and x was rejected.

評価結果を表2に示す。 The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2014182872
Figure 2014182872

表2に示すように、実施例1〜23は本発明の規定要件を満たすため、ヒートシール強度及び剥離モード評価及び耐電解液特性がすべて良好であった。   As shown in Table 2, since Examples 1 to 23 satisfied the specified requirements of the present invention, the heat seal strength, the peeling mode evaluation, and the electrolytic solution resistance were all good.

これに対し、比較例1では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例2では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例3では、ヒートシール強度、剥離モード評価及び電解液特性が不合格となった。
比較例4では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例5では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例6では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例7では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例8では、ヒートシール強度、剥離モード評価及び電解液特性が不合格となった。
比較例9では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例10では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例11では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
比較例12では、ヒートシール強度及び剥離モード評価が不合格となった。
On the other hand, in Comparative Example 1, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 2, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 3, the heat seal strength, the peeling mode evaluation, and the electrolytic solution characteristics failed.
In Comparative Example 4, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 5, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 6, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 7, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 8, the heat seal strength, the peeling mode evaluation, and the electrolytic solution characteristics failed.
In Comparative Example 9, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 10, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 11, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.
In Comparative Example 12, the heat seal strength and the peeling mode evaluation failed.

Claims (4)

シーラント層と、接着層と、アルミニウム箔とを具備する電池用外装材であって、前記アルミニウム箔が表面に電解処理によって形成された酸化皮膜を有し、前記酸化皮膜がバリア型酸化皮膜層、多孔性酸化皮膜層とを有し、前記多孔性酸化皮膜層の厚みが20〜500nmであり、かつ表面に直径25〜120nmの小孔が形成されていることを特徴とする電池用外装材。   A battery exterior material comprising a sealant layer, an adhesive layer, and an aluminum foil, wherein the aluminum foil has an oxide film formed on the surface by electrolytic treatment, and the oxide film is a barrier-type oxide film layer, What is claimed is: 1. A battery exterior material comprising a porous oxide film layer, wherein the porous oxide film layer has a thickness of 20 to 500 nm, and small pores having a diameter of 25 to 120 nm are formed on the surface. 前記バリア型酸化皮膜層は厚みが3〜30nmである請求項1記載の電池用外装材。   2. The battery packaging material according to claim 1, wherein the barrier oxide film layer has a thickness of 3 to 30 nm. 前記アルミニウム箔が、アルカリ性水溶液の電解溶液中で交流電解処理されたものである請求項1又は2に記載の電池用外装材。   3. The battery packaging material according to claim 1, wherein the aluminum foil is subjected to alternating current electrolysis in an alkaline aqueous electrolytic solution. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池用外装材用アルミニウム箔。   The aluminum foil for battery exterior materials of any one of Claims 1-3.
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