JP2016004656A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery.
近年、携帯電話、スマートフォン又は音楽再生機器などの携帯機器やハイブリッド電気自動車又は電気自動車などの自動車の普及が進んでいる。これらの電源や動力源である電気を供給するための電池として、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などに代表される二次電池が用いられている。携帯機器用の二次電池では、軽量化やコンパクト化が求められ、車載用の二次電池では、軽量化やコンパクト化に加え、更に、高エネルギー化又は高出力化に伴う並列又は直列配置による多層化に対応することが求められている。二次電池では、用途や使用環境により金属缶やラミネートフィルム外装材が使い分けられているが、軽量化や形状自由度の観点からラミネートフィルム外装材が注目されている。 In recent years, mobile devices such as mobile phones, smartphones, and music playback devices, and automobiles such as hybrid electric vehicles and electric vehicles have been widely used. Secondary batteries typified by nickel metal hydride batteries and lithium ion batteries are used as batteries for supplying electricity as power sources and power sources. Secondary batteries for portable devices are required to be lighter and more compact, and in-vehicle secondary batteries, in addition to being lighter and more compact, they can also be arranged in parallel or in series with higher energy or higher output. Corresponding to the multilayering is required. In secondary batteries, metal cans and laminate film exterior materials are properly used depending on the application and usage environment, but laminate film exterior materials are attracting attention from the viewpoints of weight reduction and shape flexibility.
このような二次電池では、内部に水分が浸入すると電解質であるリチウム塩の発熱等により所望の電池性能を満たせなくなってしまうことがあり、ラミネートフィルム外装材を用いる場合、水蒸気バリア層としてアルミニウム箔などの金属箔を用いている。金属箔を含む外装材を用いることで、フィルム表面からの水分浸入が好適に抑制される。ところで、電池内部の電池要素から外部へと電力を供給するため、二次電池には金属製のリードが備えられており、このリードは、樹脂フィルムであるタブシーラントを介して外装材間の端部に所定の接着性や密封性をもって接着固定されている。リードを固定するこのタブシーラントは、上述した接着性や密封性といった機能を提供するだけでなく、外装材の端部の剥き出しになった金属箔とリードとの絶縁性を確保する機能も提供する。しかしながら、上述した接着性や絶縁性といった機能を十分に奏するには、リードやタブシーラントを含む金属端子部を厚くする必要があり、厚みのある金属端子部から電池内部に水分が浸入してしまう場合もある。そこで、リード周辺部の膜厚を調整して、金属端子部からの水分の浸入を抑制するといった方法が例えば特許文献1で提案されている。 In such a secondary battery, if moisture penetrates into the inside, the desired battery performance may not be satisfied due to heat generation of the lithium salt that is an electrolyte. When a laminate film exterior material is used, an aluminum foil is used as a water vapor barrier layer. Metal foil such as is used. By using an exterior material including a metal foil, moisture permeation from the film surface is suitably suppressed. By the way, in order to supply electric power from the battery element inside the battery to the outside, the secondary battery is provided with a metal lead, and this lead is connected to the end of the exterior material via a tab sealant that is a resin film. The part is bonded and fixed with a predetermined adhesiveness and sealing property. This tab sealant for fixing the lead not only provides the above-mentioned functions such as adhesiveness and sealing performance, but also provides the function of ensuring the insulation between the metal foil exposed at the end of the exterior material and the lead. . However, in order to sufficiently perform the above-described functions such as adhesion and insulation, it is necessary to increase the thickness of the metal terminal portion including the lead and the tab sealant, and moisture enters the battery from the thick metal terminal portion. In some cases. Therefore, for example, Patent Document 1 proposes a method of adjusting the film thickness in the peripheral portion of the lead to suppress the intrusion of moisture from the metal terminal portion.
しかしながら、特許文献1に記載の方法は、電池内部への水分の浸入を抑制することを目的としたものであり、外装材中の金属箔とリードとの絶縁性を確保するには十分ではなかった。このように従来技術では、タブシーラントの膜厚をある程度厚くすることで水蒸気バリア性の低下を抑止することはできるが、その一方、タブシーラントを薄くしすぎると、外装材中の金属箔とリードとの絶縁性の低下を招いてしまう虞があり、金属端子部からの水分の浸入抑制と、外装材の金属箔とリードとの絶縁性確保とを両立し得ることが難しかった。 However, the method described in Patent Document 1 is intended to suppress the ingress of moisture into the battery, and is not sufficient to ensure the insulation between the metal foil in the exterior material and the lead. It was. As described above, in the conventional technology, it is possible to suppress the deterioration of the water vapor barrier property by increasing the film thickness of the tab sealant to some extent. On the other hand, if the tab sealant is too thin, the metal foil and the lead in the exterior material can be prevented. As a result, it is difficult to achieve both the suppression of moisture permeation from the metal terminal portion and the insulation between the metal foil of the exterior material and the leads.
そこで、本発明では、外装材のバリア層とリードとの短絡を防止して絶縁性を確保すると共に、水蒸気バリア性を更に向上させることのできる二次電池を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a secondary battery that can prevent a short circuit between a barrier layer of an exterior material and a lead to ensure insulation and further improve water vapor barrier properties.
本発明に係る二次電池は、その一側面として、金属箔を含む金属箔バリア層と第1のシーラント層とが少なくとも積層されて形成された金属箔ラミネートフィルムと、非導電性バリア層と第1のシーラント層の少なくとも一部に融着接合する第2のシーラント層とが少なくとも積層されて形成された非導電性ラミネートフィルムと、電解質を含んで構成され、金属箔ラミネートフィルムと非導電性ラミネートフィルムとの間に収容される電池要素と、電池要素から電池外部に向けて延在する正極リード及び負極リードと、正極リード及び負極リードと金属箔ラミネートフィルムとの間に設けられたタブシーラントと、を備えたことを特徴としている。 The secondary battery according to the present invention includes, as one aspect thereof, a metal foil laminate film formed by laminating at least a metal foil barrier layer including a metal foil and a first sealant layer, a non-conductive barrier layer, A non-conductive laminate film formed by laminating at least a second sealant layer that is fusion-bonded to at least a part of one sealant layer, an electrolyte, and a metal foil laminate film and a non-conductive laminate A battery element housed between the film, a positive electrode lead and a negative electrode lead extending from the battery element toward the outside of the battery, and a tab sealant provided between the positive electrode lead, the negative electrode lead and the metal foil laminate film It is characterized by having.
上述した二次電池では、外装材を2枚のラミネートフィルムで構成し、一方を金属箔ラミネートフィルム、他方を非導電性ラミネートフィルムとすることで、金属端子部とラミネートフィルムの間に必要となるタブシーラントを、金属箔ラミネートフィルム側のみ、若しくは非導電性ラミネートフィルム側に極薄のものを設けるといったことが可能となり、タブシーラントの総厚を薄くすることができる。この場合、金属端子部からの水分の浸入を抑制することができ、水蒸気バリア性を向上させることができる。しかも、他方のラミネートフィルムが非導電性ラミネートフィルムであることから、非導電性ラミネートフィルム側にタブシーラントを設けない、若しくは極薄のものを設けたとしても、非導電性である外装材のバリア層とリードとの間では短絡が発生しないため、絶縁性を容易に確保することができる。このように、本発明に係る二次電池によれば、絶縁性の確保と水蒸気バリア性の向上とを両立させることができる。 In the secondary battery described above, the exterior material is composed of two laminate films, one is a metal foil laminate film, and the other is a non-conductive laminate film, which is necessary between the metal terminal portion and the laminate film. The tab sealant can be provided with an extremely thin one only on the metal foil laminate film side or on the non-conductive laminate film side, and the total thickness of the tab sealant can be reduced. In this case, the infiltration of moisture from the metal terminal portion can be suppressed, and the water vapor barrier property can be improved. Moreover, since the other laminate film is a non-conductive laminate film, even if no tab sealant is provided on the non-conductive laminate film side, or an extremely thin film is provided, it is a non-conductive barrier for exterior materials. Since a short circuit does not occur between the layer and the lead, insulation can be easily ensured. As described above, according to the secondary battery of the present invention, it is possible to achieve both insulation and improvement of the water vapor barrier property.
上記の二次電池において、タブシーラントは、正極リード及び負極リードと金属箔ラミネートフィルムとの間にのみ設けられることが好ましい。また、上記の二次電池において、非導電性ラミネートフィルムの第2のシーラント層は正極リード及び負極リードに直接接合していることが好ましい。これらの場合、金属端子部を更に薄くすることができるため、絶縁性を確保しつつ、更に水蒸気バリア性を向上させることができる。 In the above secondary battery, the tab sealant is preferably provided only between the positive electrode lead and the negative electrode lead and the metal foil laminate film. In the above secondary battery, it is preferable that the second sealant layer of the non-conductive laminate film is directly bonded to the positive electrode lead and the negative electrode lead. In these cases, since the metal terminal portion can be made thinner, it is possible to further improve the water vapor barrier property while ensuring insulation.
上記の二次電池において、非導電性ラミネートフィルムの第2のシーラント層は酸変性ポリオレフィン樹脂層であることが好ましい。この場合、タブシーラントを配置することなく、正極リード及び負極リードと非導電性ラミネートフィルムとを、より強固に接着することが可能となる。 In the above secondary battery, the second sealant layer of the non-conductive laminate film is preferably an acid-modified polyolefin resin layer. In this case, the positive electrode lead, the negative electrode lead, and the non-conductive laminate film can be bonded more firmly without arranging the tab sealant.
上記の二次電池において、非導電性バリア層は無機酸化物を含むバリア層であってもよい。この場合、高い水蒸気バリア性を確保することができる。 In the above secondary battery, the nonconductive barrier layer may be a barrier layer containing an inorganic oxide. In this case, a high water vapor barrier property can be ensured.
上記の二次電池において、金属箔ラミネートフィルムは、少なくとも一部が凹形状を呈してもよい。ラミネートフィルムに対する成型加工等により、フィルムを凹形状にすることが可能であるが、このような形状に加工することにより、収容する電池要素の容積を増やすことが可能となる。なお、金属箔ラミネートフィルムの場合、延伸性が良好なため、成型加工してもバリア層が破損しにくいことが多い。その結果、より深い成型深さ、つまり内包される電池要素の容積増加を、水蒸気バリア性を損なうことなく、容易に行うことが可能となる。 In the above secondary battery, at least a part of the metal foil laminate film may have a concave shape. Although the film can be formed into a concave shape by molding or the like on the laminate film, the volume of the battery element to be accommodated can be increased by processing into such a shape. In the case of a metal foil laminate film, since the stretchability is good, the barrier layer is often difficult to break even if it is molded. As a result, it is possible to easily increase the depth of molding, that is, increase the volume of the included battery element without impairing the water vapor barrier property.
本発明によれば、外装材のバリア層とリードとの短絡を防止して絶縁性を確保しつつ、水蒸気バリア性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, water vapor | steam barrier property can be improved, preventing the short circuit with the barrier layer of an exterior material, and a lead, and ensuring insulation.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る二次電池の実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いる場合があり、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of a secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals may be used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の一実施形態に係る二次電池を示す斜視図であり、図2は、図1に示す二次電池のII−II線断面図である。図3は、二次電池を構成する金属箔ラミネートフィルムの層構成を示す断面図であり、図4は、二次電池を構成する非導電性ラミネートフィルムの層構成を示す断面図である。二次電池10は、例えばリチウムイオン二次電池であり、図1〜図4に示すように、金属箔層24(金属箔バリア層)及び熱融着樹脂層27(第1のシーラント層)等が積層されて形成される金属箔ラミネートフィルム20と、非導電性バリア層32及び熱融着樹脂層34(第2のシーラント層)等が積層されて形成される非導電性ラミネートフィルム30と、電解質を含んで構成される電池要素40(図4参照)と、電池要素40から電池外部に向けて延在する正極リード及び負極リード42と、正極リード及び負極リード42と金属箔ラミネートフィルム20との間に設けられたタブシーラント44と、を備えて構成されている。 FIG. 1 is a perspective view showing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the secondary battery shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a layer structure of a metal foil laminate film constituting a secondary battery, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a layer structure of a non-conductive laminate film constituting a secondary battery. The secondary battery 10 is, for example, a lithium ion secondary battery, and as shown in FIGS. 1 to 4, a metal foil layer 24 (metal foil barrier layer), a heat-sealing resin layer 27 (first sealant layer), and the like. A non-conductive laminate film 30 formed by laminating a metal foil laminate film 20 formed by laminating a non-conductive barrier layer 32 and a heat-sealing resin layer 34 (second sealant layer), and the like. A battery element 40 including an electrolyte (see FIG. 4), a positive electrode lead and a negative electrode lead 42 extending from the battery element 40 toward the outside of the battery, a positive electrode lead and a negative electrode lead 42, and the metal foil laminate film 20 And a tab sealant 44 provided therebetween.
電池要素40は、正極材及び負極材とその電極同士の接触を防ぐためのセパレータと共に、例えば、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、又は、炭酸エチルメチルなどの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、若しくは該電解液を含浸させたポリマーゲルからなる電解質層を含んで構成されている。電池要素40は、各熱融着樹脂層27,34の面20b,30bを対向させた金属箔ラミネートフィルム20と非導電性ラミネートフィルム30との間に収容される(図5参照)。二次電池10では、電池要素40が収容された金属箔ラミネートフィルム20と非導電性ラミネートフィルム30とがヒートシールにより貼り合わされて、その周端が熱融着される。これにより、電池内部の気密性が確保される。 The battery element 40 is made of, for example, an aprotic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate together with a separator for preventing contact between the positive electrode material and the negative electrode material and the electrodes. And an electrolyte layer made of an electrolyte solution in which an electrolyte (lithium salt) is dissolved or a polymer gel impregnated with the electrolyte solution. The battery element 40 is accommodated between the metal foil laminate film 20 and the non-conductive laminate film 30 in which the surfaces 20b and 30b of the heat sealing resin layers 27 and 34 are opposed to each other (see FIG. 5). In the secondary battery 10, the metal foil laminate film 20 containing the battery element 40 and the nonconductive laminate film 30 are bonded together by heat sealing, and the peripheral ends thereof are heat-sealed. Thereby, the airtightness inside a battery is ensured.
正極リード及び負極リード42は、二次電池10の内部に収容される電池要素40から電池外部に向けて延在する金属製の部材である(図5参照)。正極リード及び負極リード42により、電池要素40から外部へと電力を供給することができる。これら正極リード及び負極リード42の金属箔ラミネートフィルム20(熱融着樹脂層27)側には、図2に示すように、タブシーラント44が配置されており、これらタブシーラント44により、各リード42と金属箔ラミネートフィルム20とがより確実に密着して接着される。一方、二次電池10では、正極リード及び負極リード42の非導電性ラミネートフィルム30側にはタブシーラント44が配置されておらず、非導電性ラミネートフィルム30の熱融着樹脂層34が正極リード及び負極リード42に直接接合されている。なお、本実施形態に示す二次電池10では、タブシーラント44がリード42と金属箔ラミネートフィルム20との間にのみ設けられているが、非導電性ラミネートフィルム30側に極薄のタブシーラントを設けて両者の密着性を向上させてもよい。 The positive electrode lead and the negative electrode lead 42 are metal members extending from the battery element 40 accommodated in the secondary battery 10 toward the outside of the battery (see FIG. 5). The positive electrode lead and the negative electrode lead 42 can supply electric power from the battery element 40 to the outside. As shown in FIG. 2, a tab sealant 44 is disposed on the positive electrode lead and the negative electrode lead 42 on the metal foil laminate film 20 (heat-sealing resin layer 27) side. And the metal foil laminate film 20 are more securely adhered and bonded. On the other hand, in the secondary battery 10, the tab sealant 44 is not disposed on the non-conductive laminate film 30 side of the positive electrode lead and the negative electrode lead 42, and the heat-sealing resin layer 34 of the non-conductive laminate film 30 is the positive electrode lead. And directly bonded to the negative electrode lead 42. In the secondary battery 10 shown in the present embodiment, the tab sealant 44 is provided only between the lead 42 and the metal foil laminate film 20, but an extremely thin tab sealant is provided on the non-conductive laminate film 30 side. It may be provided to improve the adhesion between them.
タブシーラント44としては、リード42と熱融着樹脂層27との接着性/密着性に優れた樹脂であることが好ましく、例えば、ポリオレフィン樹脂に無水マレイン酸などをグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。また、タブシーラント44としては、酸変性ポリオレフィン系樹脂の単層のものを用いてもよいし、酸変性ポリオレフィン系樹脂にPETなどの耐熱樹脂を積層させたものを用いてもよく、タブシーラント44の材料等は所定の密着性等を付与できれば特に限定されるものではない。また、タブシーラント44の総膜厚は、60μm以上150μm以下であることが好ましく、リード42と金属箔ラミネートフィルム20の良好な密着性等を得るためには80μm以上100μm以下であることがより好ましい。 The tab sealant 44 is preferably a resin excellent in adhesion / adhesion between the lead 42 and the heat-sealing resin layer 27. For example, an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying maleic anhydride or the like on a polyolefin resin. Is preferably used. The tab sealant 44 may be a single layer of an acid-modified polyolefin resin, or may be a laminate of a heat-resistant resin such as PET on an acid-modified polyolefin resin. The material is not particularly limited as long as it can provide predetermined adhesion and the like. The total thickness of the tab sealant 44 is preferably 60 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 80 μm or more and 100 μm or less in order to obtain good adhesion between the lead 42 and the metal foil laminate film 20. .
[金属箔ラミネートフィルム20]
ここで、二次電池10を構成する一方の外装材である金属箔ラミネートフィルム20の構成について、図3を参照して、より詳細に説明する。
[Metal foil laminate film 20]
Here, the configuration of the metal foil laminate film 20 which is one exterior material constituting the secondary battery 10 will be described in more detail with reference to FIG.
金属箔ラミネートフィルム20は、シート状をなす金属箔層24の一方の面(図示下方)側に、腐食防止処理層25、接着剤層26及び熱融着樹脂層27が順次積層され、金属箔層24の他方の面(図示上方)側に接着剤層22を介し、基材層21が積層された積層体である。金属箔層24と接着剤層22との間に腐食防止処理層23を更に設けてもよい。このような金属箔ラミネートフィルム20は、基材層21が最外層、熱融着樹脂層27が最内層である。すなわち、金属箔ラミネートフィルム20は、基材層21を二次電池10の外部側、熱融着樹脂層27を二次電池10の内部側にして使用され、金属箔ラミネートフィルム20の表面20aが二次電池10の外表面を構成し、表面20bが二次電池10の内側の面や非導電性ラミネートフィルム30との貼合せ面を構成する。 The metal foil laminate film 20 is formed by sequentially laminating a corrosion prevention treatment layer 25, an adhesive layer 26 and a heat-sealing resin layer 27 on one surface (lower side in the drawing) of the sheet-like metal foil layer 24. This is a laminate in which a base material layer 21 is laminated on the other surface (upper side in the drawing) side of the layer 24 via an adhesive layer 22. A corrosion prevention treatment layer 23 may be further provided between the metal foil layer 24 and the adhesive layer 22. In such a metal foil laminate film 20, the base material layer 21 is the outermost layer and the heat-sealing resin layer 27 is the innermost layer. That is, the metal foil laminate film 20 is used with the base material layer 21 on the outer side of the secondary battery 10 and the heat-sealing resin layer 27 on the inner side of the secondary battery 10, and the surface 20a of the metal foil laminate film 20 is The outer surface of the secondary battery 10 is constituted, and the surface 20 b constitutes the inner surface of the secondary battery 10 and the bonding surface with the nonconductive laminate film 30.
金属箔ラミネートフィルム20は、公知のドライラミネート法、押出しサンドラミネート法、又は共押出しラミネート法などにより作製することができるが、その工法は特に限定されるものではない。なお、図3に示す金属箔ラミネートフィルム20は、例えばドライラミネート法により作製されたフィルムである。 The metal foil laminate film 20 can be produced by a known dry lamination method, extrusion sand lamination method, co-extrusion lamination method, or the like, but the construction method is not particularly limited. Note that the metal foil laminate film 20 shown in FIG. 3 is a film produced by, for example, a dry lamination method.
次に、金属箔ラミネートフィルム20を構成する各層の詳細について説明する。 Next, the detail of each layer which comprises the metal foil laminated film 20 is demonstrated.
(基材層21)
基材層21は、金属箔層24上に接着剤層22を介して形成される。基材層21は、二次電池10を製造する際のヒートシール工程における耐熱性を金属箔ラミネートフィルム20に付与し、また、加工や流通の際に起こりうるピンホール欠陥の発生を抑制する役割を果たす。また、エンボス成型時の金属箔層24の破断防止や金属箔層24と他の金属との接触を防止する絶縁性などの役割も果たす。基材層21としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、又はポリオレフィン樹脂等の延伸又は未延伸フィルム等を用いることができる。これらの樹脂の中でも、成型性、耐熱性、耐突き刺し性、及び絶縁性を向上させる観点から、基材層21としては2軸延伸ポリアミドフィルムや2軸延伸ポリエステルフィルムを用いることが好ましい。基材層21は1枚のフィルムである単一フィルムから構成されてもよく、また2枚以上のフィルムを貼り合わせた複合フィルムから構成されてもよい。
(Base material layer 21)
The base material layer 21 is formed on the metal foil layer 24 via the adhesive layer 22. The base material layer 21 provides the metal foil laminate film 20 with heat resistance in the heat sealing process when the secondary battery 10 is manufactured, and also suppresses the occurrence of pinhole defects that may occur during processing and distribution. Fulfill. In addition, it plays a role of preventing breakage of the metal foil layer 24 at the time of embossing molding and insulating properties for preventing contact between the metal foil layer 24 and other metals. As the base material layer 21, for example, a stretched or unstretched film such as a polyester resin, a polyamide resin, or a polyolefin resin can be used. Among these resins, it is preferable to use a biaxially stretched polyamide film or a biaxially stretched polyester film as the substrate layer 21 from the viewpoint of improving moldability, heat resistance, puncture resistance, and insulation. The base material layer 21 may be comprised from the single film which is one film, and may be comprised from the composite film which bonded two or more films together.
基材層21には、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤、又は帯電防止剤等の添加剤が内部に分散又は表面に塗布されていてもよい。スリップ剤としては、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、又はエチレンビスエルカ酸アミドなど)などが挙げられる。アンチブロッキング剤としては、シリカなどの各種フィラー系アンチブロッキング剤を用いることが好ましい。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 base material layer 21 may be internally dispersed or coated with an additive such as a flame retardant, slip agent, anti-blocking agent, antioxidant, light stabilizer, tackifier, or antistatic agent. . Examples of the slip agent include fatty acid amides (for example, oleic acid amide, erucic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, ethylene bisoleic acid amide, or ethylene biserucic acid amide). As the antiblocking agent, it is preferable to use various filler-based antiblocking agents such as silica. An additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
基材層21の厚さは、耐突き刺し性や絶縁性の点から6μm以上が好ましく、エンボス加工性などの点から50μm以下が好ましく、10μm以上40μm以下であることがより好ましい。基材層21の表面に、耐擦傷性や滑り性改善などのために、凹凸形状を形成してもよい。 The thickness of the base material layer 21 is preferably 6 μm or more from the viewpoint of puncture resistance and insulation, is preferably 50 μm or less from the viewpoint of embossability, and more preferably is 10 μm or more and 40 μm or less. An uneven shape may be formed on the surface of the base material layer 21 in order to improve scratch resistance and slipperiness.
(接着剤層22)
接着剤層22は、基材層21と金属箔層24との間に形成される。接着剤層22は、基材層21と金属箔層24と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、エンボス成型時の基材層21による金属箔層24の破断を保護するために追随性などを有している。接着剤層22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、又はアクリルポリオールなどを主剤とし、芳香族系や脂肪族系のイソシアネートを硬化剤とした2液硬化型接着剤を使用することができる。接着剤層22には、熱可塑性エラストマーや粘着付与剤、フィラー、顔料又は染料などを添加することができる。接着剤層22の厚さは、接着強度や追随性の点から0.5μm以上が好ましく、加工性などの点から10μm以下が好ましく、1μm以上5μm以下であることがより好ましい。
(Adhesive layer 22)
The adhesive layer 22 is formed between the base material layer 21 and the metal foil layer 24. The adhesive layer 22 not only has an adhesive force necessary to firmly bond the base material layer 21 and the metal foil layer 24, but also protects the metal foil layer 24 from being broken by the base material layer 21 during emboss molding. In order to do so, it has following ability. As the adhesive layer 22, a two-component curable adhesive using a polyester polyol, a polyether polyol, an acrylic polyol, or the like as a main agent and an aromatic or aliphatic isocyanate as a curing agent can be used. A thermoplastic elastomer, a tackifier, a filler, a pigment, a dye, or the like can be added to the adhesive layer 22. The thickness of the adhesive layer 22 is preferably 0.5 μm or more from the viewpoint of adhesive strength or followability, preferably 10 μm or less, more preferably 1 μm or more and 5 μm or less from the viewpoint of workability.
(金属箔層24)
金属箔層24は、接着剤層22と接着剤層26との間に形成される。金属箔層24は、水分(水蒸気)の電池内への浸入を防止するために高い水蒸気バリア性を有しており、しかも、成型をする際の破断等を抑制するために高い延伸性を有している。金属箔層24としては、アルミニウム、ステンレス鋼、又は銅等の各種金属箔を使用することができるが、重量(比重)、防湿性及びコストの面から、アルミニウム箔を用いることが好ましい。金属箔層24として用いるアルミニウム箔としては、公知の軟質アルミニウム箔を使用することができ、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を使用することが好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量は、0.1質量%以上9.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上2.0質量%以下であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であれば、耐ピンホール性及び延伸性が向上し、9.0質量%以下であれば、柔軟性が向上する。金属箔層24の厚さは、バリア性及び耐ピンホール性の点から、10μm以上であることが好ましく、加工性の点から100μm以下であることが好ましく、15μm以上80μm以下であることがより好ましい。
(Metal foil layer 24)
The metal foil layer 24 is formed between the adhesive layer 22 and the adhesive layer 26. The metal foil layer 24 has a high water vapor barrier property in order to prevent moisture (water vapor) from entering the battery, and also has a high stretchability in order to suppress breakage and the like during molding. doing. As the metal foil layer 24, various metal foils such as aluminum, stainless steel, or copper can be used. From the viewpoint of weight (specific gravity), moisture resistance and cost, it is preferable to use an aluminum foil. As the aluminum foil used as the metal foil layer 24, a known soft aluminum foil can be used, and it is preferable to use an aluminum foil containing iron from the viewpoint of pinhole resistance and extensibility at the time of molding. The iron content in the aluminum foil is preferably 0.1% by mass or more and 9.0% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less. When the iron content is 0.1% by mass or more, pinhole resistance and stretchability are improved, and when it is 9.0% by mass or less, flexibility is improved. The thickness of the metal foil layer 24 is preferably 10 μm or more from the viewpoint of barrier properties and pinhole resistance, preferably 100 μm or less from the viewpoint of workability, and more preferably 15 μm or more and 80 μm or less. preferable.
(腐食防止処理層23,25)
腐食防止処理層25は、金属箔層24の熱融着樹脂層27側に形成される。腐食防止処理層25は、例えばリチウムイオン二次電池では、電解質と水分の反応により発生するフッ酸による金属箔層24の表面腐食を防止するため、熱融着樹脂層27側に形成される。電解液付着などにより基材層21側の金属箔層24の表面も腐食する場合があるため、腐食防止処理層23を基材層21側に形成する、即ち金属箔層24の両面に腐食防止処理層23,25を形成することがより好ましい。また、腐食防止処理層23,25は、腐食防止機能だけでなく、接着剤層22,26とのアンカー層としても機能する。腐食防止処理層23,25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の樹脂からなる腐食防止処理剤であるクロメート処理、希土類元素の酸化物である酸化セリウム、リン酸塩と各種熱硬化性樹脂からなる腐食防止処理剤であるセリアゾル処理などを使用することができる。腐食防止処理層23,25は、金属箔層24の耐食性を満たす塗膜であれば、上記処理で形成した塗膜には限定されず、例えば、リン酸塩処理又はベーマイト処理などを使用してもよい。また、腐食防止処理層23,25は、単層であることに限定されず、腐食防止機能をもつ塗膜上にオーバーコート剤として樹脂をコーティングするなど2層以上で耐食性を有する構成を採用してもよい。
(Corrosion prevention treatment layers 23, 25)
The corrosion prevention treatment layer 25 is formed on the heat sealing resin layer 27 side of the metal foil layer 24. For example, in a lithium ion secondary battery, the corrosion prevention treatment layer 25 is formed on the heat sealing resin layer 27 side in order to prevent surface corrosion of the metal foil layer 24 due to hydrofluoric acid generated by the reaction between the electrolyte and moisture. Since the surface of the metal foil layer 24 on the base material layer 21 side may corrode due to adhesion of the electrolytic solution or the like, the corrosion prevention treatment layer 23 is formed on the base material layer 21 side, that is, corrosion prevention is performed on both surfaces of the metal foil layer 24. More preferably, the treatment layers 23 and 25 are formed. The corrosion prevention treatment layers 23 and 25 function not only as a corrosion prevention function but also as an anchor layer with the adhesive layers 22 and 26. As the corrosion prevention treatment layers 23 and 25, for example, chromate treatment which is a corrosion prevention treatment agent composed of chromate, phosphate, fluoride and various thermosetting resins, cerium oxide which is an oxide of rare earth elements, A ceria sol treatment, which is a corrosion prevention treatment agent composed of phosphate and various thermosetting resins, can be used. The corrosion prevention treatment layers 23 and 25 are not limited to the coating film formed by the above treatment as long as the coating satisfies the corrosion resistance of the metal foil layer 24. For example, phosphate treatment or boehmite treatment is used. Also good. Further, the corrosion prevention treatment layers 23 and 25 are not limited to a single layer, and a structure having corrosion resistance with two or more layers such as coating a resin as an overcoat agent on a coating film having a corrosion prevention function is adopted. May be.
腐食防止処理層23,25の厚さは、特に制限はされないが、例えば、5nm以上11μm以下が好ましく、10nm以上200nm以下がより好ましい。5nm未満の場合には、腐食防止機能が低下する虞があり、11μmを超える場合には、凝集力が低下し、リチウムイオン電池用の包材とした際の強度物性を低下させる虞がある。 The thickness of the corrosion prevention treatment layers 23 and 25 is not particularly limited, but is preferably 5 nm to 11 μm, for example, and more preferably 10 nm to 200 nm. When the thickness is less than 5 nm, the corrosion prevention function may be lowered. When the thickness exceeds 11 μm, the cohesive force is lowered, and there is a possibility that strength properties when used as a packaging material for a lithium ion battery are lowered.
(接着剤層26)
接着剤層26は、熱融着樹脂層27と腐食防止処理層25との間に形成される。接着剤層26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又はポレオレフィンなどを主剤とし、芳香族系や脂肪族系のイソシアネートを硬化剤とした2液硬化型接着剤を使用することができる。接着剤層26の膜厚は、1μm以上5μm以下であることが好ましい。接着剤層26の膜厚が1μm未満では、密着力が低下するため、所定のラミネート強度を得ることができない。一方、接着剤層26の膜厚が5μmを越える場合では、膜が厚くなることで、膜割れが発生する場合がある。
(Adhesive layer 26)
The adhesive layer 26 is formed between the heat sealing resin layer 27 and the corrosion prevention treatment layer 25. As the adhesive layer 26, a two-component curable adhesive having a polyester polyol, a polyether polyol, an acrylic polyol, a polyolefin or the like as a main agent and an aromatic or aliphatic isocyanate as a curing agent can be used. . The film thickness of the adhesive layer 26 is preferably 1 μm or more and 5 μm or less. When the film thickness of the adhesive layer 26 is less than 1 μm, the adhesive strength is reduced, and thus a predetermined laminate strength cannot be obtained. On the other hand, in the case where the film thickness of the adhesive layer 26 exceeds 5 μm, the film becomes thick, and film cracking may occur.
(熱融着樹脂層27)
熱融着樹脂層27は、腐食防止処理層25上に接着剤層26を介して形成される。接着剤層26上に熱融着樹脂層27が積層されることで、金属箔ラミネートフィルム20の熱融着樹脂層27と非導電性ラミネートフィルム30の熱融着樹脂層34とを対向させ、熱融着樹脂層27と熱融着樹脂層34の融解温度以上でヒートシールすることにより、両者を密閉することができる。熱融着樹脂層27としては、ポリオレフィン樹脂を用いることができる。このポリオレフィン樹脂としては、低密度、中密度又は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などが挙げられる。また、前述した樹脂にアクリル酸やメタクリル酸などの極性分子を共重合した共重合体、架橋ポリオレフィンなどのポリマーなどが挙げられ、分散又は共重合などを実施した樹脂を採用することができる。これらポリオレフィン樹脂は、単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。熱融着樹脂層27は、耐熱性の観点から、使用するポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレンよりもポリプロピレンが好ましい。熱融着樹脂層27には、スリップ剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、造核剤、顔料又は染料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、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Heat-fusion resin layer 27)
The heat sealing resin layer 27 is formed on the corrosion prevention treatment layer 25 via the adhesive layer 26. By laminating the heat fusion resin layer 27 on the adhesive layer 26, the heat fusion resin layer 27 of the metal foil laminate film 20 and the heat fusion resin layer 34 of the non-conductive laminate film 30 are opposed to each other. By heat-sealing at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the heat-sealing resin layer 27 and the heat-sealing resin layer 34, both can be sealed. As the heat sealing resin layer 27, a polyolefin resin can be used. Examples of the polyolefin resin include low density, medium density or high density polyethylene, homo, block or random polypropylene. In addition, a copolymer obtained by copolymerizing a polar molecule such as acrylic acid or methacrylic acid with the above-described resin, a polymer such as a crosslinked polyolefin, and the like can be used. These polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of heat resistance, the heat sealing resin layer 27 is preferably polypropylene rather than polyethylene as the polyolefin resin to be used. The heat-sealing resin layer 27 may contain various additives such as a slip agent, an anti-blocking agent, an antistatic agent, a nucleating agent, a pigment or a dye. These additives may be used alone or in combination of two or more.
熱融着樹脂層27の厚さは、20μm以上90μm以下であることが好しい。熱融着樹脂層27の厚さが20μm未満の場合には、ヒートシール性や絶縁性が低下する虞があり、また熱融着樹脂層27の厚さが90μmを超える場合には、リチウムイオン電池用の包材とした際、端部での水分バリア性が低下する虞がある。 The thickness of the heat-sealing resin layer 27 is preferably 20 μm or more and 90 μm or less. When the thickness of the heat-sealing resin layer 27 is less than 20 μm, there is a possibility that the heat sealability and insulation properties may be lowered, and when the thickness of the heat-sealing resin layer 27 exceeds 90 μm, lithium ion When a packaging material for a battery is used, the moisture barrier property at the end may be lowered.
次に、金属箔ラミネートフィルム20の製造方法について、実施形態の一例を示して説明する。金属箔ラミネートフィルム20の製造方法としては、例えば、下記工程(I)から(III)の方法が挙げられる。
(I)金属箔層24上の両面に、腐食防止処理層23,25をグラビアコートで形成する。
(II)続いて、金属箔層24の腐食防止処理層23の面に接着剤層22を介して基材層21をドライラミネート法を使用して貼り合せ、基材層21、接着剤層22、腐食防止処理層23、金属箔層24及び腐食防止処理層25からなる積層体を形成する。
(III)(II)で形成された積層体の金属箔層24の基材層21とは反対側の面に、接着剤層26を介して熱融着樹脂層27を、ドライラミネート法を使用して貼り合せ、金属箔ラミネートフィルム20を形成する。
Next, a method for manufacturing the metal foil laminate film 20 will be described by showing an example of the embodiment. Examples of the method for producing the metal foil laminate film 20 include the following steps (I) to (III).
(I) Corrosion prevention treatment layers 23 and 25 are formed on both surfaces of the metal foil layer 24 by gravure coating.
(II) Subsequently, the base material layer 21 is bonded to the surface of the corrosion prevention treatment layer 23 of the metal foil layer 24 via the adhesive layer 22 using the dry lamination method, and the base material layer 21 and the adhesive layer 22 are bonded. Then, a laminate including the corrosion prevention treatment layer 23, the metal foil layer 24, and the corrosion prevention treatment layer 25 is formed.
(III) On the surface opposite to the base material layer 21 of the metal foil layer 24 of the laminate formed in (II), a heat-sealing resin layer 27 is used via an adhesive layer 26, and a dry lamination method is used. To form a metal foil laminate film 20.
なお、上記の金属箔ラミネートフィルム20の製造方法の一例では、ドライラミネート法による製造方法を示したが、それ以外の製造方法、例えば押出しサンドラミネート法、又は、共押出しラミネート法などの公知の方法によって形成することもでき、またそれぞれの方法の組み合わせによって形成してもよく、その方法は特に限定されるものではない。 In addition, in the example of the manufacturing method of the metal foil laminate film 20 described above, the manufacturing method by the dry laminating method is shown. However, other manufacturing methods such as an extrusion sand laminating method or a coextrusion laminating method are known methods. It may also be formed by a combination of methods, and the method is not particularly limited.
[非導電性ラミネートフィルム30]
次に、二次電池10を構成する他方の外装材である非導電性ラミネートフィルム30の構成について、図4を参照して説明する。
[Non-conductive laminate film 30]
Next, the configuration of the non-conductive laminate film 30 which is the other exterior material constituting the secondary battery 10 will be described with reference to FIG.
非導電性ラミネートフィルム30は、図4に示すように、基材層31の一方の面(図示下方)に非導電性バリア層32を積層し、接着剤層33、熱融着樹脂層34が順に積層された積層体である。非導電性ラミネートフィルム30は、基材層31が最外層、熱融着樹脂層34が最内層である。すなわち、非導電性ラミネートフィルム30は、基材層31を二次電池10の外部側、熱融着樹脂層34を二次電池10の内部側にして使用され、非導電性ラミネートフィルム30の表面30aが二次電池10の外表面を構成し、表面30bが二次電池10の内側の面や金属箔ラミネートフィルム20との貼合せ面を構成する。なお、基材層31の外側の表面には、所望の特性に応じてコーティング層を更に追加してもよい。 As shown in FIG. 4, the nonconductive laminate film 30 is formed by laminating a nonconductive barrier layer 32 on one surface (lower side in the drawing) of the base material layer 31, and an adhesive layer 33 and a heat-sealing resin layer 34 are formed. It is the laminated body laminated | stacked in order. In the non-conductive laminate film 30, the base material layer 31 is the outermost layer, and the heat-sealing resin layer 34 is the innermost layer. That is, the nonconductive laminate film 30 is used with the base material layer 31 on the outer side of the secondary battery 10 and the heat sealing resin layer 34 on the inner side of the secondary battery 10, and the surface of the nonconductive laminate film 30 is used. 30a constitutes the outer surface of the secondary battery 10, and the surface 30b constitutes the inner surface of the secondary battery 10 and the bonding surface with the metal foil laminate film 20. A coating layer may be further added to the outer surface of the base material layer 31 according to desired characteristics.
(基材層31)
基材層31は、特に限定されるものでなく公知の材料を使用することができ、例えば、ポリエステル系フィルム(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド系フィルム(ナイロン−6、ナイロン−66等)、ポリスチレン系フィルム、ポリ塩化ビニル系フィルム、ポリイミド系フィルム、ポリカーボネート系フィルム、ポリエーテルスルホン系フィルム、アクリル系フィルム、又は、セルロース系フィルム(トリアセチルセルロース又はジアセチルセルロース等)などを用いることができる。基材層31は、材料は特に限定されないが、熱収縮率が低いフィルムであることが好ましく、その中でも耐薬液性に優れたフィルムが好ましい。基材層31としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド類、又はポリエーテルスルホンなどガスバリア性が高い材料を用いることが好ましい。また、基材層31のフィルム厚さは特に限定されるものではない。なお、基材層31には、バリア性を損なわない範囲で、コロナ処理、プラズマ処理、又はフレーム処理などの各種前処理を施してもよいし、易接着層やアンカーコート層などの各種コート層を設けてもよい。
(Base material layer 31)
The base material layer 31 is not particularly limited, and a known material can be used. For example, a polyester film (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), a polyamide film (nylon-6, nylon-66, etc.). ), Polystyrene film, polyvinyl chloride film, polyimide film, polycarbonate film, polyethersulfone film, acrylic film, cellulose film (triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, etc.), and the like. . The material of the base material layer 31 is not particularly limited, but is preferably a film having a low thermal shrinkage, and among them, a film excellent in chemical resistance is preferable. As the base material layer 31, it is preferable to use a material having high gas barrier properties such as polyethylene terephthalate, polyimides, or polyethersulfone. Moreover, the film thickness of the base material layer 31 is not specifically limited. The base material layer 31 may be subjected to various pretreatments such as corona treatment, plasma treatment, or frame treatment as long as the barrier property is not impaired, and various coating layers such as an easy adhesion layer and an anchor coating layer. May be provided.
(非導電性バリア層32)
非導電性バリア層32としては、バリア性の高い材料として酸化アルミニウム(AlOx)、酸化珪素(SiOx)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化マグネシウム(MgO)、又はインジウム−スズ酸化物(ITO)などを用いることができ、蒸着法により形成することができる。非導電性バリア層32としては、材料コスト、バリア性能及び透明性の点から無機酸化物である酸化アルミニウム又は酸化珪素を用いることが好ましい。バリア性の向上や耐擦傷性の向上の目的で蒸着薄膜層上にガスバリア性層を塗工してもよく、耐薬品性の向上を目的に腐食防止処理を施してもよい。非導電性バリア層32の厚みは、10nm未満では薄膜の連続性に問題が生じる場合があり、また300nmを超えるとカールやクラックが発生しやすくバリア性に悪影響を与え、かつ可撓性が低下してしまう場合がある。このため、非導電性バリア層32の厚みは、10nm以上300nm以下であることが好ましく、20nm以上200nm以下であることがより好ましい。
(Non-conductive barrier layer 32)
As the non-conductive barrier layer 32, aluminum oxide (AlO x ), silicon oxide (SiO x ), magnesium fluoride (MgF 2 ), magnesium oxide (MgO), or indium-tin oxide ( ITO) or the like can be used and can be formed by vapor deposition. As the nonconductive barrier layer 32, it is preferable to use aluminum oxide or silicon oxide which is an inorganic oxide from the viewpoint of material cost, barrier performance and transparency. A gas barrier layer may be coated on the vapor-deposited thin film layer for the purpose of improving barrier properties and scratch resistance, and may be subjected to corrosion prevention treatment for the purpose of improving chemical resistance. If the thickness of the non-conductive barrier layer 32 is less than 10 nm, there may be a problem in the continuity of the thin film. If the thickness exceeds 300 nm, curling and cracks are likely to occur, adversely affecting the barrier properties, and flexibility is reduced. May end up. For this reason, the thickness of the non-conductive barrier layer 32 is preferably 10 nm or more and 300 nm or less, and more preferably 20 nm or more and 200 nm or less.
非導電性バリア層32の成膜は、バリア性能や膜均一性の観点から真空成膜が好ましい。非導電性バリア層32を成膜する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、又は化学的気相成長法(CVD法)などの公知の方法が適用できるが、成膜速度が早く生産性が高いことから真空蒸着法を用いることが好ましく、特に成膜材料の電子ビーム加熱による成膜手段を用いることが好ましい。 The non-conductive barrier layer 32 is preferably formed by vacuum from the viewpoint of barrier performance and film uniformity. As a method for forming the non-conductive barrier layer 32, a known method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method (CVD method) can be applied. Since it is high, it is preferable to use a vacuum vapor deposition method, and it is particularly preferable to use a film forming means by electron beam heating of a film forming material.
(接着剤層33)
接着剤層33は、非導電性バリア層32を介して基材層31と熱融着樹脂層34とを接着するための層であり、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、又は、これらの樹脂の共重合体樹脂からなる任意の接着剤を用いることができる。接着剤層33は、いわゆる周知のドライラミネート法やノンソルベントラミネート法などの公知の方法によって基材層31と熱融着樹脂層34とを貼り合せることが可能である。接着剤層33による接着強度が十分であれば、接着剤層33は特にその工法を限定されるものではない。
(Adhesive layer 33)
The adhesive layer 33 is a layer for adhering the base material layer 31 and the heat-sealing resin layer 34 via the non-conductive barrier layer 32, and is a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, or an epoxy resin. Any adhesive made of a resin, a polyolefin-based resin, or a copolymer resin of these resins can be used. The adhesive layer 33 can be bonded to the base material layer 31 and the heat-sealing resin layer 34 by a known method such as a so-called known dry lamination method or non-solvent lamination method. As long as the adhesive strength by the adhesive layer 33 is sufficient, the adhesive layer 33 is not particularly limited in its construction method.
接着剤層33の膜厚は、1μm以上5μm以下であることが好ましい。接着剤層33の膜厚が1μm未満の場合、密着力が低下するため、必要なラミネート強度を得ることが難しくなる。一方、接着剤層33の膜厚が5μmを越える場合では、膜が厚くなるので、バリア層の膜割れが発生しやすくなることがある。 The film thickness of the adhesive layer 33 is preferably 1 μm or more and 5 μm or less. When the film thickness of the adhesive layer 33 is less than 1 μm, the adhesive strength is reduced, so that it is difficult to obtain a required laminate strength. On the other hand, when the film thickness of the adhesive layer 33 exceeds 5 μm, the film becomes thick, so that the film cracking of the barrier layer is likely to occur.
(熱融着樹脂層34)
熱融着樹脂層34は、非導電性バリア層32上に接着剤層33を介して形成される。接着剤層33上に熱融着樹脂層34が積層されることで、金属箔ラミネートフィルム20の熱融着樹脂層27と非導電性ラミネートフィルム30の熱融着樹脂層34とを対向させ、熱融着樹脂層27と熱融着樹脂層34の融解温度以上でヒートシールをすることにより、両フィルム20,30を密閉封止することができる。熱融着樹脂層34としては、ポリオレフィン樹脂を用いることができ、このポリオレフィン樹脂としては、低密度、中密度又は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などを挙げることができる。また、熱融着樹脂層34としては、これらポリオレフィン樹脂にアクリル酸又はメタクリル酸などの極性分子を共重合した共重合体や架橋ポリオレフィンなどのポリマーなどが挙げられ、分散又は共重合などを実施した樹脂を適用することができる。これらポリオレフィン樹脂は、1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
(Heat-fusion resin layer 34)
The heat sealing resin layer 34 is formed on the non-conductive barrier layer 32 via the adhesive layer 33. By laminating the heat fusion resin layer 34 on the adhesive layer 33, the heat fusion resin layer 27 of the metal foil laminate film 20 and the heat fusion resin layer 34 of the non-conductive laminate film 30 are opposed to each other. By performing heat sealing at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the heat-sealing resin layer 27 and the heat-sealing resin layer 34, both the films 20 and 30 can be hermetically sealed. As the heat sealing resin layer 34, a polyolefin resin can be used. Examples of the polyolefin resin include low density, medium density, or high density polyethylene, homo, block, or random polypropylene. Examples of the heat-sealing resin layer 34 include a copolymer obtained by copolymerizing a polar molecule such as acrylic acid or methacrylic acid with these polyolefin resins, a polymer such as a crosslinked polyolefin, and the like, and dispersion or copolymerization was performed. Resin can be applied. These polyolefin resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
熱融着樹脂層34に用いられるポリオレフィン樹脂は、耐熱性の観点からポリエチレンよりもポリプロピレンが好ましい。また、後述するリード42との接着性をより強固にするため、ポリオレフィン樹脂を無水マレイン酸などでグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン樹脂を熱融着樹脂層34として用いることがより好ましい。熱融着樹脂層34には、スリップ剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、造核剤、顔料、又は染料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。 The polyolefin resin used for the heat-sealing resin layer 34 is preferably polypropylene rather than polyethylene from the viewpoint of heat resistance. In order to further strengthen the adhesion to the lead 42 described later, it is more preferable to use an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying a polyolefin resin with maleic anhydride or the like as the heat-sealing resin layer 34. The heat-sealing resin layer 34 may contain various additives such as a slip agent, an antiblocking agent, an antistatic agent, a nucleating agent, a pigment, or a dye. These additives may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
次に、非導電性ラミネートフィルム30の製造方法について、実施形態の一例を示して説明する。非導電性ラミネートフィルム30の製造方法としては、例えば、下記工程(I)から(III)の方法が挙げられる。
(I)基材層31の一方の面に真空成膜により蒸着薄膜層(非導電性バリア層32)を成膜する。真空成膜には、真空蒸着法、スパッタリング法又は化学的気相成長法(CVD法)などの公知の方法があるが、成膜速度が早く生産性が高いことから真空蒸着法が好ましく、特に成膜材料の電子ビーム加熱による成膜手段がより好ましい。
(II)蒸着薄膜層(非導電性バリア層32)上に、接着剤層33を介して熱融着樹脂層34をドライラミネート法を使用して貼り合せ、非導電性ラミネートフィルム30を製造する。
Next, a method for manufacturing the non-conductive laminate film 30 will be described by showing an example of the embodiment. As a manufacturing method of the nonelectroconductive laminate film 30, the method of the following process (I) to (III) is mentioned, for example.
(I) A vapor-deposited thin film layer (non-conductive barrier layer 32) is formed on one surface of the base material layer 31 by vacuum film formation. For vacuum film formation, there are known methods such as vacuum vapor deposition, sputtering, or chemical vapor deposition (CVD), but vacuum vapor deposition is preferred because the film formation rate is high and productivity is high. A film forming means by electron beam heating of the film forming material is more preferable.
(II) On the vapor-deposited thin film layer (non-conductive barrier layer 32), a heat-sealing resin layer 34 is bonded using an adhesive layer 33 using a dry laminating method to produce a non-conductive laminate film 30. .
なお、非導電性ラミネートフィルム30の製造方法の上記の例では、ドライラミネート法による製造方法を示したが、それ以外の製造方法、例えば押出しサンドラミネート法、又は共押出しラミネート法などの公知の方法により形成してもよく、又それぞれの方法の組み合わせにより形成してもよく、その方法は特に限定されない。 In the above example of the method for producing the non-conductive laminate film 30, the production method by the dry lamination method is shown, but other production methods such as an extrusion sand lamination method or a co-extrusion lamination method are known methods. Or may be formed by a combination of methods, and the method is not particularly limited.
次に、図5を参照して、二次電池10の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the secondary battery 10 will be described with reference to FIG.
まず、上述した構成を備える金属箔ラミネートフィルム20と非導電性ラミネートフィルム30を準備する。また、電池要素40を構成する部材40a(例えば正極材や負極材、セパレータ等)や電解質、正極及び負極リード42、及び、一対のタブシーラント44等を準備する。 First, a metal foil laminate film 20 and a nonconductive laminate film 30 having the above-described configuration are prepared. In addition, a member 40a (for example, a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, or the like) that constitutes the battery element 40, an electrolyte, a positive electrode and negative electrode lead 42, a pair of tab sealants 44, and the like are prepared.
続いて、二次電池10を構成する一方の外装材である金属箔ラミネートフィルム20に、冷間成型等により、電池要素40を収容できる成型凹部20cをその中央部に形成する。その後、この成型凹部20cに電池要素40を構成する部材40aを収容させる。この収容の際、正極リード及び負極リード42それぞれと金属箔ラミネートフィルム20(面20b)との間に各タブシーラント44が位置するように、金属箔ラミネートフィルム20、正極タブ及び負極リード42及びタブシーラント44を配置する。 Subsequently, a molding recess 20c that can accommodate the battery element 40 is formed in the central portion of the metal foil laminate film 20 that is one of the exterior materials constituting the secondary battery 10 by cold molding or the like. Then, the member 40a which comprises the battery element 40 is accommodated in this shaping | molding recessed part 20c. In this accommodation, the metal foil laminate film 20, the positive electrode tab, the negative electrode lead 42, and the tab are arranged so that each tab sealant 44 is positioned between the positive electrode lead and the negative electrode lead 42 and the metal foil laminate film 20 (surface 20b). A sealant 44 is disposed.
続いて、電池要素40を構成する部材40aが収容された金属箔ラミネートフィルム20(面20b)に対して、非導電性ラミネートフィルム30の面30bが対向するようにして、金属箔ラミネートフィルム20と非導電性ラミネートフィルム30とを位置合わせする。その後、重ね合された両フィルム20,30の3辺を所定の幅でヒートシールし、密封する。このヒートシールする3辺の1つには、リード42とタブシーラント等が配置された辺も含まれるが、他の2辺と同様にヒートシールされ、密封される。 Subsequently, the metal foil laminate film 20 and the metal foil laminate film 20 are arranged so that the surface 30b of the non-conductive laminate film 30 faces the metal foil laminate film 20 (surface 20b) in which the member 40a constituting the battery element 40 is accommodated. The non-conductive laminate film 30 is aligned. Thereafter, the three sides of the overlapped films 20 and 30 are heat-sealed with a predetermined width and sealed. One of the three sides to be heat-sealed includes the side where the lead 42 and the tab sealant are disposed, but is heat-sealed and sealed in the same manner as the other two sides.
その後、ヒートシールをしていない残りの一辺から電池内部に電解液(電解質)を注液する。そして、ヒートシールされていない残りの1辺でも同様にヒートシールを行い、これにより、二次電池10が完成する。 Thereafter, an electrolytic solution (electrolyte) is injected into the battery from the remaining one side that is not heat-sealed. Then, the remaining one side that is not heat-sealed is similarly heat-sealed, whereby the secondary battery 10 is completed.
このように、本実施形態に係る二次電池10では、外装材の一方を金属箔ラミネートフィルム20、他方を非導電性ラミネートフィルム30とすることで、リード42とラミネートフィルムの間に必要となるタブシーラント44を、金属箔ラミネートフィルム20側にのみ設けるといった構成としている。このため、タブシーラントを含む金属端子部の総厚を薄くすることができ、金属端子部からの水分の浸入を抑制することができ、二次電池10の水蒸気バリア性を向上させることができる。しかも、他方のラミネートフィルムが非導電性ラミネートフィルム30であることから、非導電性ラミネートフィルム30側にタブシーラントを設けなくても、非導電性である外装材のバリア層とリードとの間では短絡が発生しないため、絶縁性を容易に確保することもできる。このように、二次電池10によれば、絶縁性の確保と水蒸気バリア性の向上とを両立させることができる。 Thus, in the secondary battery 10 according to the present embodiment, one of the exterior materials is the metal foil laminate film 20 and the other is the non-conductive laminate film 30, which is necessary between the lead 42 and the laminate film. The tab sealant 44 is provided only on the metal foil laminate film 20 side. For this reason, the total thickness of the metal terminal portion including the tab sealant can be reduced, the intrusion of moisture from the metal terminal portion can be suppressed, and the water vapor barrier property of the secondary battery 10 can be improved. In addition, since the other laminate film is the non-conductive laminate film 30, even if no tab sealant is provided on the non-conductive laminate film 30 side, between the barrier layer and the lead of the non-conductive exterior material. Since a short circuit does not occur, insulation can be easily ensured. As described above, according to the secondary battery 10, it is possible to achieve both insulation and improvement of the water vapor barrier property.
また、二次電池10では、非導電性ラミネートフィルム30の熱融着樹脂層34が酸変性ポリオレフィン樹脂層であってもよい。この場合、タブシーラント44を非導電性ラミネートフィルム30側に配置することなく、正極リード及び負極リード42と非導電性ラミネートフィルム30とを、より強固に接着することが可能となる。 In the secondary battery 10, the heat-sealing resin layer 34 of the nonconductive laminate film 30 may be an acid-modified polyolefin resin layer. In this case, the positive and negative electrode leads 42 and the non-conductive laminate film 30 can be bonded more firmly without disposing the tab sealant 44 on the non-conductive laminate film 30 side.
また、二次電池10では、非導電性バリア層は無機酸化物を含むバリア層であってもよい。この場合、高い水蒸気バリア性を確保することができる。 In the secondary battery 10, the non-conductive barrier layer may be a barrier layer containing an inorganic oxide. In this case, a high water vapor barrier property can be ensured.
また、二次電池10では、金属箔ラミネートフィルム20は、成型加工等により、中央部が凹形状を呈している。二次電池10は、このような成型凹部20cを有していることにより、収容する電池要素の容積を増やすことが可能となる。なお、金属箔ラミネートフィルム20の場合、延伸性が良好なため、成型加工しても金属箔層24が破損しにくいことが多い。その結果、より深い成型深さ、つまり内包される電池要素の容積増加を、水蒸気バリア性を損なうことなく、容易に行うことが可能となる。 In the secondary battery 10, the metal foil laminate film 20 has a concave shape at the center due to molding or the like. Since the secondary battery 10 has such a molded recess 20c, the volume of the battery element to be accommodated can be increased. In the case of the metal foil laminate film 20, since the stretchability is good, the metal foil layer 24 is often difficult to be damaged even if it is molded. As a result, it is possible to easily increase the depth of molding, that is, increase the volume of the included battery element without impairing the water vapor barrier property.
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変形することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
まず、最初に以下の外装材A−1〜A−4を準備した。外装材A−1は、アルミラミネートフィルムであり、外装材A−2〜A−4は、非導電性ラミネートフィルムであった。 First, the following exterior materials A-1 to A-4 were prepared. The packaging material A-1 was an aluminum laminate film, and the packaging materials A-2 to A-4 were non-conductive laminate films.
外装材A−1:アルミラミネートフィルム
外装材A−1の層構成は、図3に示す積層体における基材層21、接着剤層22、金属箔層24、腐食防止処理層25、接着剤層26、熱融着樹脂層27に対応しており、以下の順に積層されていた。なお、括弧内は各層の厚みであり、以下同様である。
ナイロンフィルム(25μm)/ウレタン系接着剤(3μm)/アルミニウム箔(40μm)/腐食防止処理膜/ポリオレフィン系接着剤(3μm)/ポリプロピレンフィルム(40μm)
Exterior Material A-1: Aluminum Laminate Film The layer structure of the exterior material A-1 is the base material layer 21, the adhesive layer 22, the metal foil layer 24, the corrosion prevention treatment layer 25, and the adhesive layer in the laminate shown in FIG. 26, corresponding to the heat-sealing resin layer 27, and laminated in the following order. The values in parentheses are the thickness of each layer, and so on.
Nylon film (25 μm) / Urethane adhesive (3 μm) / Aluminum foil (40 μm) / Corrosion prevention film / Polyolefin adhesive (3 μm) / Polypropylene film (40 μm)
外装材A−2:非導電性ラミネートフィルム
外装材A−2の層構成は、図4に示す積層体における基材層31、非導電性バリア層32、接着剤層33、熱融着樹脂層34に対応しており、以下の順に積層されていた。
PET(25μm)/アルミナ蒸着膜(60nm)/ポリオレフィン系接着剤(3μm)/酸変性ポリプロピレンフィルム(80μm)
Exterior Material A-2: Non-conductive Laminate Film The layer structure of the exterior material A-2 is the base material layer 31, the non-conductive barrier layer 32, the adhesive layer 33, and the heat-sealing resin layer in the laminate shown in FIG. 34, and were laminated in the following order.
PET (25 μm) / alumina deposited film (60 nm) / polyolefin adhesive (3 μm) / acid-modified polypropylene film (80 μm)
外装材A−3:非導電性ラミネートフィルム
外装材A−3の層構成は、図4に示す積層体における基材層31、非導電性バリア層32、接着剤層33、熱融着樹脂層34に対応しており、以下の順に積層されていた。
PET(25μm)/ポリ塩化ビニリデン(1μm)/ポリオレフィン系接着剤(3μm)/酸変性ポリプロピレンフィルム(80μm)
Exterior Material A-3: Non-conductive Laminate Film The layer structure of the exterior material A-3 is the base material layer 31, the non-conductive barrier layer 32, the adhesive layer 33, and the heat-sealing resin layer in the laminate shown in FIG. 34, and were laminated in the following order.
PET (25 μm) / polyvinylidene chloride (1 μm) / polyolefin adhesive (3 μm) / acid-modified polypropylene film (80 μm)
外装材A−4:非導電性ラミネートフィルム
外装材A−4の層構成は、図4に示す積層体における基材層31、非導電性バリア層32、接着剤層33、熱融着樹脂層34に対応しており、以下の順に積層されていた。
PET(25μm)/アルミナ蒸着膜(60nm)/ポリオレフィン系接着剤(3μm)/ポリプロピレンフィルム(80μm)
Exterior Material A-4: Non-conductive Laminate Film The layer structure of the exterior material A-4 is the base material layer 31, the non-conductive barrier layer 32, the adhesive layer 33, and the heat-sealing resin layer in the laminate shown in FIG. 34, and were laminated in the following order.
PET (25 μm) / Alumina deposited film (60 nm) / Polyolefin adhesive (3 μm) / Polypropylene film (80 μm)
また、リードとタブシーラントとを準備した。正極用リードとしては、アルミニウムから構成され、負極用リードとしてはニッケルから構成され、その厚みは100μmであった。また、タブシーラントは、酸変性ポリオレフィン樹脂から構成され、その厚みは100μmであった。 Also, a lead and a tab sealant were prepared. The positive electrode lead was made of aluminum, the negative electrode lead was made of nickel, and the thickness was 100 μm. The tab sealant was composed of an acid-modified polyolefin resin and had a thickness of 100 μm.
続いて、実施例1に係る二次電池として、図1に示す二次電池10と同様の構成の二次電池を作製した。具体的には、まず、二次電池を構成する一方のラミネートタイプのフィルム外装材S1として、外装材A−1を150mm×190mmのブランク形状に切り取り、露点温度−35℃(温度23℃)の成型環境下で成型深さが5mmとなるように成型加工を行った。これにより、電池要素を収容するための深さ5mmの凹部が形成された。なお、成型加工に用いるパンチとしては、形状が100mm×150mm、パンチコーナーR(RCP)が1.5mm、パンチ肩R(RP)が0.75mm、ダイ肩R(RD)が0.75mmのものを使用した。 Subsequently, as a secondary battery according to Example 1, a secondary battery having the same configuration as that of the secondary battery 10 illustrated in FIG. 1 was produced. Specifically, first, as one laminate type film exterior material S1 constituting the secondary battery, the exterior material A-1 is cut into a blank shape of 150 mm × 190 mm, and the dew point temperature is −35 ° C. (temperature 23 ° C.). The molding process was performed so that the molding depth was 5 mm under the molding environment. As a result, a recess having a depth of 5 mm for accommodating the battery element was formed. In addition, as a punch used for molding, the shape is 100 mm × 150 mm, the punch corner R (RCP) is 1.5 mm, the punch shoulder R (RP) is 0.75 mm, and the die shoulder R (RD) is 0.75 mm. It was used.
続いて、成型加工したフィルム外装材S1(外装材A−1)を110mm×160mmに更に切り出し、成型加工部に電極部材(電池要素)を収容し、片面にタブシーラントを熱圧着したリードを、フィルム外装材S1とタブシーラントとが接するように配置した。つまり、フィルム外装材S1とリードとの間にタブシーラントが位置するように配置した。その後、110mm×160mmに切り出したラミネートタイプのフィルム外装材S2(外装材A−2)の熱融着樹脂層とフィルム外装材S1とを重ね合わせて、リードを有する辺を含む3辺を5mm巾でヒートシールした。なお、フィルム外装材S2とリードとの間にはタブシーラントを配置せずに上記のヒートシールを実施した。その後、ヒートシールをしていない残りの一辺から電解液を注液し、5mm巾でヒートシールすることで二次電池10を得た。 Subsequently, the molded film exterior material S1 (exterior material A-1) is further cut out to 110 mm × 160 mm, an electrode member (battery element) is accommodated in the molded portion, and a tab sealant is thermocompression-bonded on one side, It arrange | positioned so that film exterior material S1 and tub sealant may contact | connect. That is, it arrange | positioned so that a tab sealant might be located between film exterior material S1 and a lead | read | reed. Thereafter, the heat-sealing resin layer of the laminate-type film exterior material S2 (exterior material A-2) cut out to 110 mm × 160 mm and the film exterior material S1 are overlapped, and 3 sides including the side having the lead are 5 mm wide. And heat sealed. In addition, said heat sealing was implemented without arrange | positioning a tab sealant between film exterior material S2 and a lead | read | reed. Then, the electrolyte solution was poured from the remaining one side which was not heat-sealed, and the secondary battery 10 was obtained by heat-sealing with a width of 5 mm.
続いて、実施例1と同様にして、実施例2に係る二次電池を作製した。実施例2に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−1を用い、フィルム外装材S2として外装材A−3を用いた。また、実施例2に係る二次電池では、実施例1と同様に、フィルム外装材S1側にはタブシーラントを配置するものの、フィルム外装材S2側にはタブシーラントを配置せずにヒートシールを行った。 Subsequently, a secondary battery according to Example 2 was produced in the same manner as Example 1. In the secondary battery according to Example 2, the exterior material A-1 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-3 was used as the film exterior material S2. Further, in the secondary battery according to Example 2, as in Example 1, although the tab sealant is disposed on the film exterior material S1 side, heat sealing is performed without the tab sealant disposed on the film exterior material S2 side. went.
また、実施例1等と同様にして、比較例1〜5に係る二次電池も作製した。比較例1に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−1を用い、フィルム外装材S2として外装材A−2を用いた。また、比較例1に係る二次電池では、実施例1と異なり、フィルム外装材S1側及びフィルム外装材S2側の両方にタブシーラントを配置してヒートシールを行った。 Moreover, the secondary battery which concerns on Comparative Examples 1-5 was also produced like Example 1 grade | etc.,. In the secondary battery according to Comparative Example 1, the exterior material A-1 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-2 was used as the film exterior material S2. Also, in the secondary battery according to Comparative Example 1, unlike Example 1, heat sealing was performed by arranging tab sealants on both the film exterior material S1 side and the film exterior material S2 side.
比較例2に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−1を用い、フィルム外装材S2として外装材A−1を用いた。また、比較例2に係る二次電池では、比較例1と同様に、フィルム外装材S1側及びフィルム外装材S2側の両方にタブシーラントを配置してヒートシールを行った。 In the secondary battery according to Comparative Example 2, the exterior material A-1 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-1 was used as the film exterior material S2. In the secondary battery according to Comparative Example 2, similarly to Comparative Example 1, heat sealing was performed by arranging tab sealants on both the film exterior material S1 side and the film exterior material S2 side.
比較例3に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−1を用い、フィルム外装材S2として外装材A−4を用いた。また、比較例3に係る二次電池では、実施例1と同様に、フィルム外装材S1側にはタブシーラントを配置するものの、フィルム外装材S2側にはタブシーラントを配置せずにヒートシールを行った。 In the secondary battery according to Comparative Example 3, the exterior material A-1 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-4 was used as the film exterior material S2. Further, in the secondary battery according to Comparative Example 3, as in Example 1, although the tab sealant is disposed on the film exterior material S1 side, heat sealing is performed without the tab sealant disposed on the film exterior material S2 side. went.
比較例4に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−2を用い、フィルム外装材S2として外装材A−2を用いた。また、比較例4に係る二次電池では、比較例3と同様に、フィルム外装材S1側にはタブシーラントを配置するものの、フィルム外装材S2側にはタブシーラントを配置せずにヒートシールを行った。 In the secondary battery according to Comparative Example 4, the exterior material A-2 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-2 was used as the film exterior material S2. Further, in the secondary battery according to Comparative Example 4, as in Comparative Example 3, although the tab sealant is disposed on the film exterior material S1 side, heat sealing is performed without the tab sealant disposed on the film exterior material S2 side. went.
比較例5に係る二次電池では、フィルム外装材S1として外装材A−1を用い、フィルム外装材S2として外装材A−2を用いた。また、比較例5に係る二次電池では、実施例1等と異なり、フィルム外装材S1側及びフィルム外装材S2側の何れにもタブシーラントを配置せずにヒートシールを行った。 In the secondary battery according to Comparative Example 5, the exterior material A-1 was used as the film exterior material S1, and the exterior material A-2 was used as the film exterior material S2. Further, in the secondary battery according to Comparative Example 5, unlike Example 1 and the like, heat sealing was performed without arranging the tab sealant on either the film exterior material S1 side or the film exterior material S2 side.
以下の表1に、実施例1〜2及び比較例1〜5の二次電池のフィルム構成及びタブシーラントの配置の有無についてまとめたものを示す。
続いて、このようにして得られた実施例1〜2及び比較例1〜5に係る二次電池に対して、絶縁性及び水分透過量の評価を行った。具体的な評価方法及び評価基準は次のとおりであった。 Subsequently, the secondary battery according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 obtained in this way were evaluated for insulation and moisture permeation. Specific evaluation methods and evaluation criteria were as follows.
[絶縁性の評価方法]
得られた二次電池の対向する辺の端部をテスター(菊水電子工業株式会社製、「耐圧試験機用電極(SPEC 80216)」)に接続し、電気抵抗値の測定を行った。その際、電圧25Vを5秒間印加して抵抗を測定し、下記基準にて絶縁性評価を行った。
「◎」:99.9GΩ以上。
「×」:99.9GΩ未満。
[Insulation evaluation method]
The ends of the opposite sides of the obtained secondary battery were connected to a tester (manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd., “electrode for pressure tester (SPEC 80216)”), and the electrical resistance value was measured. At that time, a voltage of 25 V was applied for 5 seconds to measure the resistance, and the insulation was evaluated according to the following criteria.
“◎”: 99.9 GΩ or more.
“X”: Less than 99.9 GΩ.
[水分透過量の評価方法]
得られた二次電池を60℃、95%RHの環境下に4週間保存し、保存後の電解液に含まれる水分量をカールフィッシャー水分計(平沼産業株式会社製、「平沼微量水分測定装置(AQ−2100)」)にて測定し、この測定値を二次電池の電池内部への水分透過量の評価とした。評価基準は、以下に従って行った。
「◎」:水分透過量が10−2g/day・m2以下。
「○」:水分透過量が10−1g/day・m2以下。
「×」:水分透過量が10−1g/day・m2より大きい。
[Evaluation method of moisture permeation]
The obtained secondary battery was stored in an environment of 60 ° C. and 95% RH for 4 weeks, and the water content contained in the electrolyte after storage was measured by Karl Fischer moisture meter (Hiranuma Sangyo Co., Ltd. (AQ-2100) ”), and this measured value was used as an evaluation of the amount of moisture permeation into the battery of the secondary battery. Evaluation criteria were performed according to the following.
“◎”: Water permeation amount is 10 −2 g / day · m 2 or less.
“◯”: Water permeation amount is 10 −1 g / day · m 2 or less.
“X”: The moisture permeation amount is larger than 10 −1 g / day · m 2 .
[評価結果]
実施例1〜2に係る二次電池及び比較例1〜5に係る二次電池における絶縁性及び水分透過量の評価結果を以下の表2に示す。
[Evaluation results]
Table 2 below shows the evaluation results of the insulation and the moisture permeation amount in the secondary batteries according to Examples 1 and 2 and the secondary batteries according to Comparative Examples 1 to 5.
上記の表2に示すように、フィルム外装材S1がアルミラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2が非導電性ラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2側にタブシーラントを設けない実施例1では、タブシーラントを含む金属端子部の膜厚が薄いにも関わらず優れた絶縁性を示すと共に、優れた水分バリア性を示した。また、表2に示すように、フィルム外装材S2に用いる非導電性ラミネートフィルムのバリア層をポリ塩化ビニリデンに変更した実施例2に係る二次電池では、実施例1と比較して、水分バリア性はやや低下したが、依然として良好な水分バリア性と優れた絶縁性を示した。 As shown in Table 2 above, the film exterior material S1 is an aluminum laminate film, the film exterior material S2 is a non-conductive laminate film, and the tab sealant is not provided on the film exterior material S2 side. Despite the thin film thickness of the metal terminal part containing the sealant, it showed excellent insulation and excellent moisture barrier properties. Further, as shown in Table 2, in the secondary battery according to Example 2 in which the barrier layer of the non-conductive laminate film used for the film exterior material S2 was changed to polyvinylidene chloride, the moisture barrier was compared with Example 1. Although the performance was slightly reduced, it still showed good moisture barrier properties and excellent insulating properties.
一方、フィルム外装材S1がアルミラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2が非導電性ラミネートフィルムであるが、タブシーラントをフィルム外装材S1側及びフィルム外装材S2側のリード両面に設けた比較例1に係る二次電池では、優れた絶縁性を示したものの、端部からの水分透過が増加し、水分バリア性が低下した。また、フィルム外装材S1とフィルム外装材S2とを共にアルミラミネートフィルムにし、タブシーラントをフィルム外装材S1側及びフィルム外装材S2側のリード両面に設けた比較例2では、比較例1と同様に、優れた絶縁性を示したものの水分がタブシーラントを通過するため、水分バリア性が低下した。 On the other hand, the film exterior material S1 is an aluminum laminate film, and the film exterior material S2 is a non-conductive laminate film, but the tab sealant is provided on both the lead surfaces on the film exterior material S1 side and the film exterior material S2 side. In the secondary battery according to the present invention, although excellent insulation was exhibited, moisture permeation from the end portion was increased and moisture barrier properties were decreased. Further, in Comparative Example 2 in which the film exterior material S1 and the film exterior material S2 are both made of an aluminum laminate film and the tab sealant is provided on both the lead surfaces on the film exterior material S1 side and the film exterior material S2 side, as in Comparative Example 1. Although it showed excellent insulating properties, moisture passed through the tub sealant, resulting in reduced moisture barrier properties.
また、フィルム外装材S1がアルミラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2が非導電性ラミネートフィルムであるが、フィルム外装材S2の熱融着樹脂を酸変性してないポリプロピレンフィルムにし、フィルム外装材S2側にタブシーラントを設けない比較例3では、リードとフィルム外装材S2の熱融着樹脂層の接着力が不十分となったため、端部からの水分透過が増加し、実施例1と比較して、水分バリア性が低下した。 Further, the film exterior material S1 is an aluminum laminate film, and the film exterior material S2 is a non-conductive laminate film. However, the film exterior material S2 is a non-acid-modified polypropylene film, and the film exterior material S2 In Comparative Example 3 in which no tab sealant is provided on the side, the adhesive force between the lead and the heat-sealing resin layer of the film exterior material S2 becomes insufficient, so that moisture permeation from the end portion increases, which is compared with Example 1. As a result, the moisture barrier property decreased.
また、フィルム外装材S1とフィルム外装材S2を共に非導電性ラミネートフィルムにした比較例4に係る二次電池では、優れた絶縁性を示したものの、フィルム外装材S1のバリア層に成型加工により割れが生じ、水分バリア性が低下した。また、フィルム外装材S1がアルミラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2が非導電性ラミネートフィルムであるが、リード両面の何れにもタブシーラントを設けない比較例5に係る二次電池では、リードとフィルム外装材S1の熱融着樹脂層の接着力が不十分となったため、端部からの水分透過が増加し、実施例1と比較して、水分バリア性が低下した。また、フィルム外装材S1のアルミニウム箔とリードとの絶縁性が低下した。 Further, in the secondary battery according to Comparative Example 4 in which the film exterior material S1 and the film exterior material S2 are both non-conductive laminate films, although excellent insulation was exhibited, the barrier layer of the film exterior material S1 was formed by molding. Cracking occurred and the moisture barrier property was lowered. In the secondary battery according to Comparative Example 5 in which the film sheathing material S1 is an aluminum laminate film and the film sheathing material S2 is a non-conductive laminate film, but no tab sealant is provided on either side of the lead, Since the adhesive force of the heat sealing resin layer of the film exterior material S1 became insufficient, the moisture permeation from the end portion increased, and the moisture barrier property was lowered as compared with Example 1. Further, the insulation between the aluminum foil of the film exterior material S1 and the leads was lowered.
以上から、フィルム外装材S1がアルミラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2が非導電性ラミネートフィルムであり、フィルム外装材S2側にタブシーラントを設けないことで、絶縁性を確保しつつ、優れた水分バリア性を有する二次電池を得られることが分かった。 From the above, the film exterior material S1 is an aluminum laminate film, the film exterior material S2 is a non-conductive laminate film, and no tab sealant is provided on the film exterior material S2 side, thereby ensuring excellent insulation. It was found that a secondary battery having a moisture barrier property can be obtained.
10…二次電池、20…金属箔ラミネートフィルム、24…金属箔層、27…熱融着樹脂層、30…非導電性ラミネートフィルム、32…非導電性バリア層、34…熱融着樹脂層、40…電池要素、42…リード、44…タブシーラント。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Secondary battery, 20 ... Metal foil laminated film, 24 ... Metal foil layer, 27 ... Heat-fusion resin layer, 30 ... Non-conductive laminate film, 32 ... Non-conductive barrier layer, 34 ... Heat-fusion resin layer 40 ... Battery element, 42 ... Lead, 44 ... Tab sealant.
Claims (6)
非導電性バリア層と前記第1のシーラント層の少なくとも一部に融着接合する第2のシーラント層とが少なくとも積層されて形成された非導電性ラミネートフィルムと、
電解質を含んで構成され、前記金属箔ラミネートフィルムと前記非導電性ラミネートフィルムとの間に収容される電池要素と、
前記電池要素から電池外部に向けて延在する正極リード及び負極リードと、
前記正極リード及び負極リードと前記金属箔ラミネートフィルムとの間に設けられたタブシーラントと、
を備えたことを特徴とする、二次電池。 A metal foil laminate film formed by laminating at least a metal foil barrier layer containing a metal foil and a first sealant layer;
A non-conductive laminate film formed by laminating at least a non-conductive barrier layer and a second sealant layer fused and bonded to at least a part of the first sealant layer;
A battery element configured to contain an electrolyte and accommodated between the metal foil laminate film and the non-conductive laminate film;
A positive electrode lead and a negative electrode lead extending from the battery element toward the outside of the battery;
A tab sealant provided between the positive electrode lead and the negative electrode lead and the metal foil laminate film;
A secondary battery comprising:
The secondary battery according to claim 1, wherein at least a part of the metal foil laminate film has a concave shape.
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- 2014-06-16 JP JP2014123488A patent/JP2016004656A/en active Pending
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