JP2015185277A - 電池用包装材料 - Google Patents
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Abstract
Description
このような状況下、本発明は、意匠性または識別性を有する電池用包装材料であって、成形後の隠蔽性及び密着性に優れ、かつ、耐電解液性及び表面絶縁性にも優れた電池用包装材料を提供することを主な目的とする。
項1. 少なくとも、装飾層、基材層、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、
前記装飾層は、前記基材層側から順に、少なくとも第1装飾層及び第2装飾層を有しており、
前記装飾層が、着色剤及びマット化剤を含み、
前記第1装飾層及び第2装飾層は、それぞれ、樹脂の割合が60質量%以上である、電池用包装材料。
項2. 前記第1装飾層における前記マット化剤の割合が1〜30質量%である、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記第1装飾層が、着色剤として顔料を1〜30質量%含む、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記第1装飾層における前記樹脂の割合が65質量%以上である、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
項5. 前記第2装飾層における前記マット化剤の割合が1〜30質量%である、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記第2装飾層が、着色剤として顔料を1〜30質量%含む、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記第2装飾層における前記樹脂の割合が65質量%以上である、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 前記装飾層を形成する前記樹脂が、2液硬化型樹脂である、項1〜7のいずれかに記載の電池用包装材料。
項9. 前記着色剤が、黒色顔料である、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料。
項10. 前記金属層が、アルミニウム箔により形成されている、項1〜9のいずれかに記載の電池用包装材料。
項11. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜10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、装飾層5、基材層1、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。装飾層5は、基材層1側から順に、少なくとも第1装飾層5a及び第2装飾層5bを有する。本発明の電池用包装材料において、装飾層5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、最外層に位置する装飾層5の内側に位置する基材となる層である。基材層1を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層1を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。
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とを接着させるために、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。金属層3を形成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属箔が挙げられる。これらの中でも、アルミニウムが好適に使用される。包装材料の製造時にしわやピンホールを防止するために、本発明において金属層3として、軟質アルミニウム、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS A8021P−O)又は(JIS A8079P−O)等を用いることが好ましい。
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、装飾層5は、電池用包装材料に意匠性、識別性などの装飾性を付与すること、及び、耐電解液性を付与することを目的として設けられる層であり、電池を組み立てた時に、基材層1の外側(最外層)に位置する層である。
本発明の電池用包装材料において、接着層6は、金属層3とシーラント層4を強固に接着させるために、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。
<電池用包装材料の製造>
アルミニウム箔(厚さ30μm)の両面に化成処理を施し、一方の化成処理面に、延伸ナイロンフィルム(厚さ15μm)を接着剤層の厚さが約3μmとなるようにポリエステル系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、他方の化成処理面に酸変性ポリプロピレン(厚さ15μm)/ポリプロピレン(厚さ15μm)を溶融押出して、延伸ナイロンフィルム/ポリエステル系接着剤/両面化成処理が施されたアルミニウム/酸変性ポリプロピレン/ポリプロピレンから構成される積層体を得た。化成処理は、いずれも、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる水溶液を用い、ロールコート法により塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件において焼付けた。また、クロムの塗布量は10mg/m2(乾燥重量)とした。
実施例1〜4及び比較例1〜43で得られた電池用包装材料を一軸方向に100%延伸した後、第2装飾層側から観察して、下地の露出の有無を目視で確認した。下地が露出していた場合を隠蔽性が低い(×)、下地が露出していなかった場合を隠蔽性が高い(○)と評価した。結果を表1に示す。
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた電池用包装材料を一軸方向に100%延伸した後、第2装飾層及び第1装飾層における剥がれ、浮き、クラックなどの有無を目視で確認した。剥がれ、浮き、クラックなどが生じていた場合を密着性が低い(×)、生じていなかった場合を密着性が高い(○)と評価した。結果を表1に示す。
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた電池用包装材料の最外層に位置する第2装飾層の表面抵抗値を、ハイレスタUP「三菱化学社製、商品名」を用いて、22℃、相対湿度が40%の条件で測定した。評価基準は以下の通りである。
○:表面抵抗値が106Ω/sq以上であり、表面絶縁性が高い。
△:表面抵抗値が104Ω/sq以上106Ω/sq未満であり、表面絶縁性がやや低い。
×:表面抵抗値が104Ω/sq未満であり、表面絶縁性が低い。
実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた電池用包装材料の第2装飾層表面に電解液(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、25℃、湿度50%の環境下で1時間放置した後、エタノールを含ませたウエスで電解液を拭き取った後の表面状態を観察した。表面に変化があった場合を耐電解液性が低い(×)、表面に変化が無かった場合を耐電解液性が高い(○)と評価した。結果を表1に示す。
黒色顔料:カーボンブラック(粒径約0.3〜0.4μm)
マット化剤:シリカ粒子(粒径約0.1〜3.0μm)
樹脂:ポリエステルポリオール(80質量%)、イソシアネート系硬化剤(20質量%)
2 接着層
3 金属層
4 シーラント層
5 装飾層
5a 第1装飾層
5b 第2装飾層
6 接着層
Claims (11)
- 少なくとも、装飾層、基材層、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、
前記装飾層は、前記基材層側から順に、少なくとも第1装飾層及び第2装飾層を有しており、
前記装飾層が、着色剤及びマット化剤を含み、
前記第1装飾層及び第2装飾層は、それぞれ、樹脂の割合が60質量%以上である、電池用包装材料。 - 前記第1装飾層における前記マット化剤の割合が1〜30質量%である、請求項1に記載の電池用包装材料。
- 前記第1装飾層が、着色剤として顔料を1〜30質量%含む、請求項1または2に記載の電池用包装材料。
- 前記第1装飾層における前記樹脂の割合が65質量%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記第2装飾層における前記前記マット化剤の割合が1〜30質量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記第2装飾層が、着色剤として顔料を1〜30質量%含む、請求項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記第2装飾層における前記樹脂の割合が65質量%以上である、請求項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記装飾層を形成する前記樹脂が、2液硬化型樹脂である、請求項1〜7のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記着色剤が、黒色顔料である、請求項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記金属層が、アルミニウム箔により形成されている、請求項1〜9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1〜10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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