JP2015106528A - 電池用包装材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
少なくとも、基材層、接着層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
前記基材層がポリエステルフィルムを含み、
前記金属層が、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が55〜140N/mm2であるアルミニウム箔である、電池用包装材料。
【選択図】なし
Description
項1. 少なくとも、基材層、接着層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
前記基材層がポリエステルフィルムを含み、
前記金属層が、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が55〜140N/mm2であるアルミニウム箔である、電池用包装材料。
項2. 前記基材層が、ポリエステルフィルムとポリアミドフィルムとの積層体を含む、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記積層体が、2軸延伸ポリエステルフィルムと2軸延伸ポリアミドフィルムとの積層体である、項2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記積層体が、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂との共押出積層体である、項2に記載の電池用包装材料。
項5. 前記アルミニウム箔が、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が65〜90N/mm2である、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記アルミニウム箔の厚みが、20〜55μmである、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記金属層の少なくとも一方の面に化成処理が施されている、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 二次電池用の包装材料である、項1〜7のいずれかに記載の電池用包装材料。
項9. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
電池用包装材料は、図1に示すように、少なくとも、基材層1、接着層2、金属層3、及びシーラント層4が順次積層された積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、基材層1が最外層になり、シーラント層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置するシーラント層4同士が熱溶着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
[基材層1]
本発明の電池用包装材料において、基材層1は最外層を形成する層であり、絶縁性を備える。本発明において、基材層1は、ポリエステルフィルムを含む。ポリエステルフィルムを構成するポリエステル樹脂としては、具体的には、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。電池用包装材料に対して、優れた成形性及び耐電解液性を付与する観点からは、ポリエステルフィルムは、2軸延伸ポリエステルフィルムであることが好ましく、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの2軸延伸ポリエステルフィルムは公知であり、その製造方法についても公知である。具体的には、2軸延伸ポリエステルフィルムは、例えば、ポリエステルを含む原料からなる未延伸原反フィルムに対して、流れ方向(MD)及び垂直方向(TD)のそれぞれの延伸倍率が2.0〜6.0倍となる条件で二軸延伸した後、210〜230℃で熱処理することによって得ることができる。二軸延伸方法としては、チューブラー方式やテンター方式による同時二軸延伸又は逐次二軸延伸を採用できる。
本発明の電池用包装材料において、接着層2は、基材層1と金属層3を強固に接着させために、これらの間に設けられる層である。
本発明の電池用包装材料において、金属層3は、包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入するのを防止するためのバリア層として機能する層である。本発明の電池用包装材料において、金属層3は、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が55〜140N/mm2であるアルミニウム箔によって形成される。このように耐力が高いアルミニウム箔を金属層3として使用することによって、本発明の電池用包装材料に優れた成形性を備えさえることができる。
本発明の電池用包装材料において、シーラント層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時にシーラント層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、金属層3とシーラント層4を強固に接着させために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されないが、例えば、以下の方法が例示される。
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
基材層1/接着層2/金属層3が順に積層された積層体に対して、サーマルラミネート法で接着層5及びシーラント層4を積層させることにより、基材層1/接着層2/金属層3/接着層5/シーラント層4が順に積層された積層体からなる電池用包装材料を製造した。電池用包装材料の製造条件の詳細は、以下に示す通りである。
実施例1〜4及び比較例1〜2では、基材層1を構成する樹脂フィルムとして、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み12μm)を用いた。2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは、ポリエチレンテレフタレートを含む原料からなる未延伸原反フィルムに対して、流れ方向(MD)及び幅方向(TD)のそれぞれの延伸倍率が2.0〜6.0倍となる条件でテンター法による逐次二軸延伸した後、210〜230℃で熱処理することで製造したものである。
実施例1〜4及び比較例1〜2で用いた2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み12μm)のコロナ処理面にポリエステル系の主剤とイソシア系の硬化剤の2液型ウレタン接着剤からなる接着層を厚み3μmとなるようにして形成し、接着層を2軸延伸ナイロンフィルム(厚み15μm)と加圧加熱貼合して、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと2軸延伸ナイロンフィルムの積層体を得た。次に、得られた積層体の2軸延伸ナイロンフィルム側に同様の2液型ウレタン接着剤からなる接着層を厚み3μmとなるようにして形成し、金属層として後述のアルミニウム箔を用い、金属層の化成処理面と加圧加熱貼合して、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム/接着層/2軸延伸ナイロンフィルム/接着層/アルミニウム箔が順に積層された積層体を作製した。
2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの代わりに、2軸延伸ナイロンフィルムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして、基材層1(2軸延伸ナイロンフィルム)/接着層2/金属層3/接着層5/シーラント層4が順に積層された積層体を得た。得られた積層体を一旦冷却した後に、180℃になるまで加熱し、1分間その温度を保持して熱処理を施すことにより、電池用包装材料を得た。
実施例1〜8及び比較例1〜5で得られた電池用包装材料を裁断し、120mm×80mmの短冊片を作製して、これを試験サンプルとした。30×50mmの成形金型を用い、成形深さ5mmまたは6mmとなるように冷間成形した。なお、深さ5mmの試験は、実施例1〜4及び比較例1、2、5で実施し、深さ6mmの試験は、実施例5〜8及び比較例3〜5で実施した。成形された電池包装材料における金属層のピンホール及びクラック発生の有無を確認し、発生率(%)を算出した。ピンホール及びクラックの発生率は、1か所でも発生が認められるものを不良と判断し、30個のサンプルにて実施した。結果を表3及び表4に示す。
実施例1〜8及び比較例1〜5で得られた電池用包装材料の基材層表面に電解液(電解液の組成:1MのLiPF6を含む、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート(容積比で1:1:1)の混合液)を滴下し、5分後、30分後、1時間後において、それぞれ電解液を拭き取った後の表面状態を観察した。評価基準は以下の通りである。
◎…1時間後に白化なし
○…30分後に白化なし
△…5分後に白化なし
×…5分後に白化あり
2 接着層
3 金属層
4 シーラント層
5 接着層
Claims (9)
- 少なくとも、基材層、接着層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
前記基材層がポリエステルフィルムを含み、
前記金属層が、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が55〜140N/mm2であるアルミニウム箔である、電池用包装材料。 - 前記基材層が、ポリエステルフィルムとポリアミドフィルムとの積層体を含む、請求項1に記載の電池用包装材料。
- 前記積層体が、2軸延伸ポリエステルフィルムと2軸延伸ポリアミドフィルムとの積層体である、請求項2に記載の電池用包装材料。
- 前記積層体が、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂との共押出積層体である、請求項2に記載の電池用包装材料。
- 前記アルミニウム箔が、圧延方向に対して平行方向の引張試験を行った時の0.2%耐力が65〜90N/mm2である、請求項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記アルミニウム箔の厚みが、20〜55μmである、請求項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記金属層の少なくとも一方の面に化成処理が施されている、請求項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 二次電池用の包装材料である、請求項1〜7のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、請求項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
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