JP2016015250A - Sheath material for power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電デバイス用外装材に関する。 The present invention relates to an exterior material for an electricity storage device.
携帯電話、ノート型パソコン等の携帯端末装置、ビデオカメラ、衛星、電気自動車等に用いられる蓄電デバイスとしては、例えば、超薄型化、小型化が可能なリチウムイオン電池が知られている。このような蓄電デバイスでは、正極材、負極材、セパレータ、電解液等の内容物が、蓄電デバイス用外装材(以下、単に「外装材」ということがある。)を所定の形状に成型した外装体内に収納される。外装体としては、従来は金属板等をプレス成型した金属製の缶が使用されていたが、形状の自由度が高く、軽量化が容易なことから、近年ではアルミニウム箔を有するラミネートフィルム(例えば、基材層/第一接着層/アルミニウム箔層/第二接着層/シーラント層のような構成)を冷間成型したラミネートフィルムタイプが広く使用されている。 As power storage devices used for mobile terminal devices such as mobile phones and laptop computers, video cameras, satellites, electric vehicles, etc., for example, lithium ion batteries that can be made ultra-thin and miniaturized are known. In such an electricity storage device, contents such as a positive electrode material, a negative electrode material, a separator, and an electrolyte solution are packaged by molding an electricity storage device exterior material (hereinafter simply referred to as “exterior material”) into a predetermined shape. Stored in the body. Conventionally, a metal can obtained by press-molding a metal plate or the like has been used as the exterior body. However, since the degree of freedom of shape is high and the weight can be easily reduced, a laminate film having an aluminum foil (for example, Laminate film type obtained by cold molding a substrate layer / first adhesive layer / aluminum foil layer / second adhesive layer / sealant layer) is widely used.
外装材としてラミネートフィルムを用いる蓄電デバイスは、ラミネートフィルムを冷間成型により深絞りして凹部を形成し、該凹部内に前記内容物を収容して、周縁部をヒートシールにより熱封絨することで製造される。該蓄電デバイスは、前記凹部を深くするほど内容物の収納量が増加し、エネルギー密度が高くなる。そのため、外装材の基材層には、凹部を深くしてもクラックやピンホールが生じ難い、優れた成型性を有するポリアミドフィルムが好適に使用される。 An electricity storage device using a laminate film as an exterior material is to deep-draw the laminate film by cold forming to form a recess, accommodate the contents in the recess, and heat seal the peripheral edge by heat sealing. Manufactured by. As the concave portion is deepened, the storage capacity of the power storage device increases and the energy density increases. Therefore, for the base material layer of the exterior material, a polyamide film having excellent moldability, which does not easily generate cracks or pinholes even when the recess is deepened, is preferably used.
しかし、ポリアミドフィルムを基材層に使用しても、ポリアミドフィルム表面の滑り性が十分に得られない場合は凹部を深くできないことがある。基材層の表面の滑り性を得るためには、例えば、基材層表面にマットニス層を形成し、基材層上面を所定の表面粗さに加工した外装材が知られている(特許文献1)。 However, even when a polyamide film is used for the base material layer, the concave portion may not be deepened if the surface of the polyamide film is not sufficiently slippery. In order to obtain the slipperiness of the surface of the base material layer, for example, an exterior material in which a mat varnish layer is formed on the surface of the base material layer and the upper surface of the base material layer is processed to a predetermined surface roughness is known (Patent Document). 1).
ところで、特許文献1に開示されているような外装材を用いる場合、蓄電デバイス製造工程において外装材周縁部をヒートシールした後、ヒートシールされた部分を蓄電デバイス本体側に折り曲げて粘着テープで固定をする。該外装材の折り曲げた部分には元の状態へ戻ろうとする応力がかかるため、粘着テープとマットニス層の接着力が低い場合にテープが剥がれる恐れがある。粘着テープが剥がれて固定したヒートシール部が浮くと、蓄電デバイスを精密機器中の定められたスペースに設置することができなくなり問題となる。
By the way, when using an exterior material as disclosed in
本発明は、冷間成型時にクラックやピンホール等の欠陥が生じ難い優れた成形性を有すると共に、さらにヒートシール後に優れたテープ接着性を有する蓄電デバイス用外装材の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide an exterior material for an electricity storage device having excellent moldability in which defects such as cracks and pinholes are unlikely to occur during cold molding, and further having excellent tape adhesion after heat sealing.
本発明の蓄電デバイス用外装材は、基材層と、基材層の一方の面側に順次積層された第一接着層、金属箔層、腐食防止処理層、第二接着層及びシーラント層と、基材層の他方の面側に積層された保護層とを備え、保護層は、水溶性高分子、OH基架橋剤及びフィラーを含有し、フィラーの含有量が、保護層の全質量を基準として10質量%以上45質量%以下であり、保護層の厚みが2μm以上7μm以下である、外装材である。このような外装材であれば、優れた成形性とヒートシール後の優れたテープ接着性とを共に発現することができる。 The packaging material for an electricity storage device of the present invention includes a base material layer, a first adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, a second adhesive layer, and a sealant layer, which are sequentially laminated on one surface side of the base material layer. A protective layer laminated on the other surface side of the base material layer, the protective layer contains a water-soluble polymer, an OH group cross-linking agent and a filler, and the filler content is the total mass of the protective layer. It is an exterior material which is 10 mass% or more and 45 mass% or less as a reference | standard, and the thickness of a protective layer is 2 micrometers or more and 7 micrometers or less. Such an exterior material can exhibit both excellent moldability and excellent tape adhesion after heat sealing.
本発明において、フィラーの平均粒子径が0.01μm以上4μm以下であり、保護層の、基材層とは反対側の面における、ヒートシール前の二乗平均平方根偏差粗さ(Sq)が0.1μm以上3μm以下であり、ヒートシール後の二乗平均平方根偏差粗さが0.05μm以上2μm以下であることが好ましい。これにより、より優れた成形性と、ヒートシール部及び粘着テープの接着力とを確保することができる。 In this invention, the average particle diameter of a filler is 0.01 micrometer or more and 4 micrometers or less, and the root mean square deviation roughness (Sq) before heat sealing in the surface on the opposite side to a base material layer of a protective layer is 0. It is preferably 1 μm or more and 3 μm or less, and the root mean square deviation roughness after heat sealing is preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less. Thereby, the more excellent moldability and the adhesive force of a heat seal part and an adhesive tape are securable.
また、ヒートシール後の二乗平均平方根偏差粗さがヒートシール前の二乗平均平方根偏差粗さの80%以下であることが好ましい。これによりヒートシール部が明確になるため、ヒートシールの痕をガイドとしながら、粘着テープを電池セルの辺に沿ってまっすぐに貼りつけることができる。 The root mean square deviation roughness after heat sealing is preferably 80% or less of the root mean square deviation roughness before heat sealing. As a result, the heat seal portion becomes clear, and the adhesive tape can be applied straight along the side of the battery cell while using the heat seal mark as a guide.
また、フィラーの含有量が、保護層の全質量を基準として20質量%以上40質量%以下であることが好ましい。これにより、本発明の効果をより得やすくなる。 Moreover, it is preferable that content of a filler is 20 to 40 mass% on the basis of the total mass of a protective layer. This makes it easier to obtain the effects of the present invention.
なお、シーラント層がポリオレフィン系樹脂又は酸変性ポリオレフィン系樹脂からなることが好ましい。これによりヒートシール性をより向上することができる。 In addition, it is preferable that a sealant layer consists of polyolefin resin or acid-modified polyolefin resin. Thereby, heat-sealing property can be improved more.
本発明によれば、優れた電解液耐性を有し、また冷間成型時にクラックやピンホール等の欠陥が生じ難い優れた成形性を有し、さらにヒートシール後に優れたテープ接着性を有する蓄電デバイス用外装材を提供することができる。加えて、本発明においては、保護層の表面粗さを適切に調整することにより、ヒートシール部を粘着テープで固定する際に、粘着テープを貼りつける位置が明確になり、粘着テープを電池セルの辺に沿ってまっすぐに貼ることが容易となる。 According to the present invention, the battery has excellent electrolyte resistance, excellent moldability such that cracks, pinholes and the like do not easily occur during cold forming, and excellent tape adhesion after heat sealing. A packaging material for a device can be provided. In addition, in the present invention, by appropriately adjusting the surface roughness of the protective layer, when fixing the heat seal portion with the adhesive tape, the position where the adhesive tape is applied becomes clear, and the adhesive tape is connected to the battery cell. It becomes easy to stick straight along the side.
以下、本発明に係る実施形態について図1を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態の蓄電デバイス用外装材1(以下、「外装材1」という。)は、基材層12と、基材層12の一方の面側に順次積層された第一接着層13、金属箔層14、腐食防止処理層15、第二接着層16及びシーラント層17と、基材層12の他方の面側に積層された保護層11とを備えている。外装材1にて電池内容物を包装する際、保護層11が最外層、シーラント層17が最内層となる。すなわち、外装材1は保護層11を蓄電デバイスの外部側、シーラント層17を蓄電デバイスの内部側にして使用される。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a power storage device exterior material 1 (hereinafter referred to as “
外装材1の厚さは特に限定されないが、良好な成型性と高い電池の体積エネルギー密度を両立させるという観点から、50μm以上180μm以下であることが好ましく、60μm以上160μm以下であることがより好ましい。
Although the thickness of the
[保護層11]
保護層11は、基材層12を保護し、基材層12が電解液によって劣化したり、傷付いたりすることを抑制する役割を果たす。
[Protective layer 11]
The
保護層11は水溶性高分子、OH基架橋剤及びフィラー(具体的には有機フィラー及び無機フィラーからなる群から選ばれる1種以上のフィラー成分)を含有する。これにより、保護層11表面の表面粗さを制御し、保護層11表面の滑り性が向上する。
The
水溶性高分子としては、例えばでんぷん、たんぱく質、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコールなどが挙げられるが、中でも特に結晶性が高く安価に手に入るポリビニルアルコールが好ましい。 Examples of water-soluble polymers include starch, protein, carboxymethyl cellulose, sodium polyacrylate, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, modified polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol, and the like. Alcohol is preferred.
ポリビニルアルコールの重合度は1000以上3500以下が好ましく、1700以上2400以下がより好ましい。ポリビニルアルコールの重合度が下限値以上であれば延伸性が向上し成型性がより良好となり、上限値以下であればフィラーや顔料等の分散性により優れるものとなる。 The degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 1000 or more and 3500 or less, and more preferably 1700 or more and 2400 or less. If the degree of polymerization of polyvinyl alcohol is not less than the lower limit, the stretchability will be improved and the moldability will be better, and if it is not more than the upper limit, the dispersibility of fillers, pigments, etc. will be better.
ポリビニルアルコールのケン化度は80以上が好ましく、95以上がより好ましい。ポリビニルアルコールのケン化度が下限値以上であれば、耐熱性及び耐水性が良好となる。なお、ケン化度が100以上のポリビニルアルコールは製造困難であるため、ケン化度は実質的に100未満が好ましい。 The saponification degree of polyvinyl alcohol is preferably 80 or more, more preferably 95 or more. If the degree of saponification of polyvinyl alcohol is at least the lower limit, the heat resistance and water resistance will be good. In addition, since it is difficult to produce polyvinyl alcohol having a saponification degree of 100 or more, the saponification degree is preferably substantially less than 100.
ポリビニルアルコールとしては、カルボキシル基やカルボニル基などの官能基が導入された変性ポリビニルアルコールを用いてもよい。 As the polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol into which a functional group such as a carboxyl group or a carbonyl group is introduced may be used.
優れた耐電解液性及び耐擦傷性が得られる点から、保護層11の全質量(100質量%)を基準として、水溶性高分子の含有量は、48質量%以上78質量%以下が好ましく、50質量%以上70質量%以下がより好ましい。前記の含有量範囲内であれば、滑剤、エラストマー成分及びフィラー等の他の成分による効果が得られ易い。
The content of the water-soluble polymer is preferably 48% by mass or more and 78% by mass or less based on the total mass (100% by mass) of the
OH基架橋剤としては、例えばジアルデヒド、メチロール化合物、フェノール化合物、イソシアネート、ポリアミドアミンエピクロルヒドリン、ビニルスルホン化合物、有機金属化合物、イソブチレン−無水マレイン酸共重合物及びビニルエーテル−無水マレイン酸共重合物などのポリカルボン酸類が挙げられるが、中でも特にビニルエーテル−無水マレイン酸共重合物が好ましい。 Examples of the OH group crosslinking agent include dialdehyde, methylol compound, phenol compound, isocyanate, polyamidoamine epichlorohydrin, vinyl sulfone compound, organometallic compound, isobutylene-maleic anhydride copolymer and vinyl ether-maleic anhydride copolymer. Polycarboxylic acids are exemplified, and among them, vinyl ether-maleic anhydride copolymer is particularly preferable.
OH基架橋剤の添加濃度は、水溶性高分子の全質量(100質量%)に対し、5質量%以上40質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。架橋剤の濃度が下限値以上であれば外装材1をヒートシールする際に必要な耐熱性が得られ易く、上限値以下であればヒートシール時、軟化して水溶性高分子中にフィラーが埋没し、適度な平滑性が得られ易い。
The addition concentration of the OH group crosslinking agent is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total mass (100% by mass) of the water-soluble polymer. If the concentration of the cross-linking agent is at least the lower limit, the heat resistance required when heat-sealing the
保護層11は、滑剤が含有されるか、または表面(すなわち、基材層12とは反対側の面)に付与されることが好ましい。これにより、外装材1の成型性、及び巻取り歩留まりをより向上することができる。
The
滑剤としては、例えば、脂肪酸アミド(例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド等)、グリセリン等が挙げられる。これらの滑剤は、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。 Examples of the lubricant include fatty acid amides (for example, oleic acid amide, erucic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide), glycerin and the like. These lubricants may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
保護層11中に滑剤が含有される場合、滑剤の含有量は、保護層11の全質量を基準として、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1%質量以上5質量%以下がより好ましい。このような含有量範囲内であれば、基材層12への密着性を損なわずに成型に必要な滑り性が得られる。一方、保護層11表面に滑剤が付与される場合は、その付与量は0.1g/m2以上5g/m2以下が好ましい。
When a lubricant is contained in the
エラストマー成分としては、例えば、スチレン系、オレフィン系、エステル系、軟質塩ビ系、ウレタン系、アミド系等が挙げられる。これらのエラストマー成分は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the elastomer component include styrene, olefin, ester, soft vinyl, urethane, and amide. These elastomer components may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
保護層11中にエラストマー成分が含有される場合、エラストマー成分の含有量は、保護層11の全質量を基準として、5質量%以上30質量%以下が好ましく、10質量%以上20質量%以下がより好ましい。このような含有量範囲であれば、耐熱性が低下することなく成型に必要な延伸性が得られる。
When the elastomer component is contained in the
有機フィラーとしては、プラスチック粉末や微粒子を用いることができ、プラスチックとしてはアクリル、ウレタン、シリコン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、メラミン等が挙げられる。無機フィラーとしては、カーボン、シリカ、ガラスビーズ、ガラス粉、珪酸アルミニウム、クレー、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、窒化硼素、マイカ等の微粒子等が挙げられる。これらのフィラーは1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 As the organic filler, plastic powder or fine particles can be used. Examples of the plastic include acrylic, urethane, silicone resin, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, vinyl chloride, vinylidene chloride, melamine and the like. Examples of the inorganic filler include fine particles such as carbon, silica, glass beads, glass powder, aluminum silicate, clay, zinc oxide, calcium carbonate, boron nitride, and mica. These fillers may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
保護層11の全質量(100質量%)中のフィラー成分の含有量は、10質量%以上45質量%以下であるが、20質量%以上40質量%以下が好ましい。フィラー成分の含有量が下限値以上であれば、適度な表面粗さが得られ滑り性が良好になる。また、同含有量が上限値以下であればヒートシール時にフィラーが水溶性高分子中に埋没して適度な平滑性が得られ、かつ全てのフィラーが水溶性高分子及びOH基架橋剤により被覆され易くなるため、水溶性高分子及びOH基架橋剤とフィラーとの間に高い密着力が得られる。
The content of the filler component in the total mass (100 mass%) of the
フィラーの平均粒子径は0.01μm以上4μm以下であることが好ましく、0.5μm以上3.5μm以下がより好ましく、1.5μm以上3μm以下がさらに好ましい。フィラーの平均粒子径が下限値以上であれば、適度な表面粗さが得られ滑り性が良好になる。また同粒子径が上限値以下であればヒートシール時にフィラーが水溶性高分子中に埋没して適度な平滑性が得られ、かつフィラーの表面積が大きいために水溶性高分子及びOH基架橋剤とフィラーとの間に強い密着力が得られる。なお、平均粒子径は、例えばMOUNTECH社製粒子径測定ソフト、Mac−ViewVer.4により測定することができる。 The average particle size of the filler is preferably from 0.01 μm to 4 μm, more preferably from 0.5 μm to 3.5 μm, and even more preferably from 1.5 μm to 3 μm. If the average particle diameter of the filler is not less than the lower limit, an appropriate surface roughness can be obtained and the slipperiness can be improved. Also, if the particle size is less than the upper limit value, the filler is buried in the water-soluble polymer during heat sealing to obtain appropriate smoothness, and the filler has a large surface area, so the water-soluble polymer and the OH group crosslinking agent. Strong adhesion between the filler and the filler is obtained. The average particle size is, for example, a particle size measurement software manufactured by MOUNTECH, Mac-ViewVer. 4 can be measured.
保護層11の厚さは、2μm以上7μm以下であるが、3μm以上5μm以下が好ましい。保護層11の厚さが下限値以上であれば、耐擦傷性及び耐電解液性が良好になる。保護層11の厚さが上限値以下であれば、適度な表面粗さが得られ滑り性が良好になる。なお、本実施形態において各層の厚さは、例えば断面SEMを用いて測定することができる。
The thickness of the
本実施形態においては、保護層11の、基材層12とは反対側の面の表面粗さ(二乗平均平方根偏差粗さSq)を所定の範囲に調整することが好ましい。というのも、当該面が粗いと、成形時の滑り性は高く好ましいが、成形後にテープを貼り付ける際の接着力が落ち易くなる。また、逆に当該面が滑らかであると、成形後にテープを貼り付ける際に樹脂のOH基が表面に出るため、粒子に阻害されず密着力を得やすいが、成形時の滑り性が下がり易くなるというトレードオフの関係にあるためである。なお、滑剤を保護層11に添加することで成形時の滑り性は向上するが、テープを貼り付ける際の接着力は低下してしまうため、上記のトレードオフを十分に解消することはできない。
In the present embodiment, it is preferable to adjust the surface roughness (root mean square deviation roughness Sq) of the surface of the
ヒートシール前後の表面粗さは次のようにして測定することができる。本実施形態においては、以下の操作をヒートシール部のランダムに選択した5箇所に対して行い、その平均値をヒートシール前後それぞれのヒートシール部(保護層)の表面粗さとしている。 The surface roughness before and after heat sealing can be measured as follows. In the present embodiment, the following operation is performed on five randomly selected portions of the heat seal portion, and the average value is defined as the surface roughness of each heat seal portion (protective layer) before and after heat sealing.
ヒートシール前のSq:レーザー顕微鏡(例えば、OLYMPAS社製、OLS−4000)にて保護層表面を観察し、Sqの値を測定する。測定には50倍の対物レンズを使用し、走査モードはXYZ高精度とする。スムージングフィルタにはガウシアンフィルタを使用し、カットオフ値はλc=80μm、λs=なし、λf=なしとする。 Sq before heat sealing: The surface of the protective layer is observed with a laser microscope (for example, OLS-4000, manufactured by OLYMPAS), and the value of Sq is measured. A 50 × objective lens is used for measurement, and the scanning mode is XYZ high precision. A Gaussian filter is used as the smoothing filter, and the cutoff values are λc = 80 μm, λs = none, and λf = none.
ヒートシール後のSq:180〜210℃、好ましくは190〜200℃に加熱したヒートシールバーを用いて、面圧力0.3〜1.3MPa、好ましくは0.5〜1.0MPaで、2〜15秒間、好ましくは3〜10秒間かけて外装材1に対しヒートシールを行う。その後、保護層表面においてヒートシールバーが接した場所をレーザー顕微鏡にて観察し、Sqの値を測定する。なお、ヒートシール装置に特に限定はないが、例えばターゲットエンジニアリング社製、TEHS−300を用いることができる。
Sq after heat sealing: 180 to 210 ° C., preferably using a heat seal bar heated to 190 to 200 ° C., with a surface pressure of 0.3 to 1.3 MPa, preferably 0.5 to 1.0 MPa, The
なお、ヒートシール前のSqは、成形性を考慮し、0.1μm以上3μm以下であることが好ましく、0.5μm以上2.5μm以下であることがより好ましい。ヒートシール前のSqが下限値以上であれば良好な滑り性が得られ、上限値以下であればフィラーの脱落を防ぐことができる。 In addition, Sq before heat sealing is preferably 0.1 μm or more and 3 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 2.5 μm or less in consideration of moldability. If Sq before heat sealing is at least the lower limit value, good slipperiness is obtained, and if it is not more than the upper limit value, the filler can be prevented from falling off.
また、ヒートシール後のヒートシール部のSqは、テープの接着性を考慮し0.05μm以上2μm以下であることが好ましく、0.1μm以上1.5μm以下であることがより好ましい。ヒートシール後のSqが下限値以上であれば、現実的な実施可能性を十分に確保できる。というのも、ヒートシール後のSqを下限値より小さくすることは困難であるからである。ヒートシール後のSqが上限値以下であれば、テープと接触する外装材表面に存在する、官能基の豊富な水溶性高分子及びOH基架橋剤の量が増え、かつ粗大な凹凸が減少するため、折り返されたヒートシール部が元に戻ろうとする力に十分耐えうる良好なテープ接着性を得易くなる。 The Sq of the heat seal part after heat sealing is preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 1.5 μm or less in consideration of the adhesiveness of the tape. If Sq after heat sealing is greater than or equal to the lower limit value, it is possible to sufficiently ensure realistic feasibility. This is because it is difficult to make Sq after heat sealing smaller than the lower limit. If Sq after heat sealing is less than or equal to the upper limit, the amount of functional group-rich water-soluble polymer and OH group cross-linking agent present on the surface of the exterior material in contact with the tape increases, and coarse unevenness decreases. Therefore, it becomes easy to obtain good tape adhesiveness that can sufficiently withstand the force of the folded heat seal portion to return.
なお、ヒートシール後のヒートシール部のSqが、ヒートシール前のヒートシール部のSqの80%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。これにより、ヒートシールされた部分とされていない部分の境目を目視で確認できるため、その境目を目安に粘着テープを貼ることができる。そのため、直線状に綺麗にテープを貼ることができ、加工性及び外観を向上することができる。なお、上記Sqの比の下限値は特に限定されないが、Sqの比が低すぎる保護層を形成するには保護層の耐熱性を低下させなくてはならないため、30%以上であることが好ましい。 In addition, it is preferable that Sq of the heat seal part after heat sealing is 80% or less of Sq of the heat seal part before heat sealing, and it is more preferable that it is 60% or less. Thereby, since the boundary of the part which is not made into the heat-sealed part can be confirmed visually, an adhesive tape can be affixed on the basis of the boundary. Therefore, it is possible to apply a tape in a straight line and improve workability and appearance. The lower limit of the Sq ratio is not particularly limited, but the heat resistance of the protective layer must be reduced to form a protective layer having an Sq ratio that is too low. .
[基材層12]
基材層12は、薄肉で、シャープな形状の成型を行うために、強度が高く、伸びが大きく、かつ軟質であるポリアミド(ナイロン)又はポリエステルのフィルムを使用することが好ましい。さらに、突刺強度、衝撃強度に優れる点から二軸延伸ナイロン(ONy)がより好ましい。
[Base material layer 12]
The
基材層12の厚さは、4μm以上30μm以下に設定されていることが好ましく、10μm以上25μm以下に設定されていることがより好ましい。基材層12の厚さが下限値以上であれば成型加工により延伸された箇所の金属箔層14の破断を抑制し易くなるため、より優れた成型性が得られる。一方、当該厚さが上限値以下であれば成型加工により延伸された箇所の基材層12の収縮力はそれほど大きくなく、成型加工後の形状を維持できる。
The thickness of the
[第一接着層13]
第一接着層13は、基材層12と金属箔層14を接着する層である。第一接着層13を構成する接着剤としては、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等の主剤に、硬化剤として2官能以上の芳香族系又は脂肪族系イソシアネート化合物を作用させる2液硬化型のポリウレタン系接着剤が好ましい。なお、ポリウレタン系接着剤は、塗工後、例えば40℃で4日以上のエージングを行うことで、主剤の水酸基と硬化剤のイソシアネート基の反応が進行して強固な接着が可能となる。
[First adhesive layer 13]
The first
第一接着層13の厚さは、接着強度、追随性、加工性などの点から、1μm以上10μm以下に設定されていることが好ましく、3μm以上7μm以下に設定されていることがより好ましい。
The thickness of the first
[金属箔層14]
金属箔層14としては、アルミニウム、ステンレス鋼等からなる各種金属箔を使用することができ、防湿性、延展性等の加工性、コストの面から、アルミニウム箔が好ましい。アルミニウム箔としては、一般の軟質アルミニウム箔を用いることができる。なかでも、耐ピンホール性、及び成形時の延展性に優れる点から、鉄を含むアルミニウム箔が好ましい。
[Metal foil layer 14]
As the
鉄を含むアルミニウム箔(100質量%)中の鉄の含有量は、0.1質量%以上9.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。鉄の含有量が下限値以上であれば、外装材1は耐ピンホール性、延展性により優れるものとなる。鉄の含有量が上限値以下であれば外装材1はより柔軟性に優れるものとなる。
0.1 mass% or more and 9.0 mass% or less are preferable, and, as for content of iron in the aluminum foil (100 mass%) containing iron, 0.5 mass% or more and 2.0 mass% or less are more preferable. If the iron content is equal to or higher than the lower limit value, the
金属箔層14の厚さは、バリア性、耐ピンホール性、加工性の点から、9μm以上200μm以下に設定されていることが好ましく、15μm以上100μm以下に設定されていることがより好ましい。
The thickness of the
[腐食防止処理層15]
腐食防止処理層15は、電解液や、電解液と水分の反応により発生するフッ酸による金属箔層14の腐食を抑制する役割を果たす。また、金属箔層14と第二接着層16との密着力を高める役割を果たす。
[Corrosion prevention treatment layer 15]
The corrosion
腐食防止処理層15としては、塗布型、又は浸漬型の耐酸性の腐食防止処理剤によって形成された塗膜が好ましい。前記塗膜は、金属箔層14の酸に対する腐食防止効果に優れる。また、アンカー効果によって金属箔層14と第二接着層16の密着力をより強固にするので、電解液等の内容物に対して優れた耐性が得られる。ただし、腐食防止処理層15は、必要とされる機能に応じて第一接着層13と金属箔層14の間に追加されてもよい。
The corrosion
前記塗膜としては、例えば、酸化セリウム、リン酸塩及び各種熱硬化性樹脂からなる腐食防止処理剤によるセリアゾール処理によって形成される塗膜、クロム酸塩、リン酸塩、フッ化物及び各種熱硬化性樹脂からなる腐食防止処理剤によるクロメート処理により形成される塗膜等が挙げられる。ただし、腐食防止処理層15は、金属箔層14の耐食性が充分に得られる塗膜であれば、前記塗膜には限定されない。例えば、リン酸塩処理、ベーマイト処理等によって形成した塗膜であってもよい。
Examples of the coating film include coating films, chromates, phosphates, fluorides, and various thermosets formed by ceriazol treatment with a corrosion inhibitor treatment agent composed of cerium oxide, phosphate, and various thermosetting resins. For example, a coating film formed by chromate treatment with a corrosion-inhibiting treatment agent made of a conductive resin. However, the corrosion
腐食防止処理層15は、単層であってもよく、複数層であってもよい。また、腐食防止処理層15には、シラン系カップリング剤等の添加剤が添加されてもよい。腐食防止処理層15の厚さは、腐食防止機能、及びアンカーとしての機能の点から、10nm以上5μm以下に設定されていることが好ましく、20nm以上500nm以下に設定されていることがより好ましい。
The corrosion
[第二接着層16]
第二接着層16は、腐食防止処理層15が形成された金属箔層14とシーラント層17を接着する層である。外装材1は、第二接着層16を構成する接着成分によって、熱ラミネート構成とドライラミネート構成に大きく分けられる。
[Second adhesive layer 16]
The second
熱ラミネート構成における第二接着層16を構成する接着成分としては、ポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂が好ましい。酸変性ポリオレフィン系樹脂は、無極性であるポリオレフィン系樹脂の一部に極性基が導入されているものであることから、例えばシーラント層17としてポリオレフィン系樹脂フィルム等で形成した無極性の層を用い、また腐食防止処理層15として極性を有する層を用いた場合、これらの両方の層に強固に密着することができる。また、酸変性ポリオレフィン系樹脂を使用することで、電解液等の内容物に対する耐性が向上し、電池内部でフッ酸が発生しても第二接着層16の劣化による密着力の低下を防止し易い。なお、第二接着層16に使用する酸変性ポリオレフィン系樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
As an adhesive component constituting the second
酸変性ポリオレフィン系樹脂に用いるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度、中密度、高密度のポリエチレン;エチレン−αオレフィン共重合体;ホモ、ブロック又はランダムポリプロピレン;プロピレン−αオレフィン共重合体等が挙げられる。また、前記のものにアクリル酸やメタクリル酸等の極性分子を共重合させた共重合体、架橋ポリオレフィン等の重合体等も使用できる。また、前記ポリオレフィン系樹脂を変性する酸としては、カルボン酸、エポキシ化合物、酸無水物等が挙げられ、中でも無水マレイン酸が好ましい。 Examples of the polyolefin resin used for the acid-modified polyolefin resin include low density, medium density, and high density polyethylene; ethylene-α olefin copolymer; homo, block or random polypropylene; propylene-α olefin copolymer. Can be mentioned. In addition, a copolymer obtained by copolymerizing a polar molecule such as acrylic acid or methacrylic acid with the aforementioned one, a polymer such as a crosslinked polyolefin, and the like can also be used. Examples of the acid that modifies the polyolefin resin include carboxylic acid, epoxy compound, acid anhydride and the like, and maleic anhydride is preferable.
熱ラミネート構成の場合、第二接着層16は前記接着成分を押出し装置で押し出すことで形成できる。
In the case of a thermal laminate configuration, the second
ドライラミネート構成の場合、第二接着層16を構成する接着成分としては、例えば、第一接着層13で挙げたものと同様の2液硬化型のポリウレタン系接着剤が挙げられる。ただしその場合、ドライラミネート構成の第二接着層16は、エステル基やウレタン基等の加水分解性の高い結合部を有することになるので、より高い信頼性が求められる用途には熱ラミネート構成の第二接着層16が好ましい。
In the case of a dry laminate configuration, examples of the adhesive component that constitutes the second
なお、ドライラミネート構成の第二接着層16は、例えば、金属箔層14の第2腐食防止処理層15側に前記接着成分を塗工し、溶媒の揮発温度以上の乾燥炉にて溶媒を飛ばすことで形成できる。
For example, the second
第二接着層16の厚さは、密着強度の確保と膜割れ抑制の点から、1μm以上20μm以下に設定されていることが好ましく、3μm以上10μm以下に設定されていることがより好ましい。
The thickness of the second
[シーラント層17]
シーラント層17は、外装材1においてヒートシールによる封止性を付与する層である。シーラント層17としては、ポリオレフィン系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。
[Sealant layer 17]
The
前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度、中密度、高密度のポリエチレン;エチレン−αオレフィン共重合体;ホモ、ブロック、又はランダムポリプロピレン;プロピレン−αオレフィン共重合体;ポリメチルペンテン等が挙げられる。これらポリオレフィン系樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyolefin resin include low density, medium density, and high density polyethylene; ethylene-α olefin copolymer; homo, block, or random polypropylene; propylene-α olefin copolymer; polymethylpentene, and the like. It is done. These polyolefin resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
ポリオレフィン系樹脂を変性する酸としては、例えば、第二接着層16で挙げたものと同じものが挙げられる。
Examples of the acid that modifies the polyolefin resin include the same acids as those mentioned for the second
シーラント層17は、単層フィルムであってもよく、多層フィルムであってもよく、必要とされる機能に応じて選択すればよい。例えば、防湿性を付与する点では、エチレン−環状オレフィン共重合体やポリメチルペンテン等の樹脂を介在させた多層フィルムが使用できる。
The
また、シーラント層17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、粘着付与剤等の各種添加材が配合されてもよい。
The
シーラント層17の厚さは、10μm以上100μm以下に設定されていることが好ましく、20μm以上60μm以下に設定されていることがより好ましい。
The thickness of the
外装材1としては、ドライラミネーションによってシーラント層17が積層されたものでもよいが、接着性向上の点から、第二接着層16を酸変性ポリオレフィン系樹脂とし、サンドイッチラミネーション又は共押出し法によってシーラント層17が積層されたものであることが好ましい。
The
[外装材1の製造方法]
以下、外装材1の製造方法について説明する。ただし、外装材1の製造方法は以下の方法に限定されない。
[Method for Manufacturing Exterior Material 1]
Hereinafter, the manufacturing method of the
外装材1の製造方法としては、例えば、下記工程(1)〜(4)を有する方法が挙げられる。
工程(1)金属箔層14上に、腐食防止処理層15を形成する工程。
工程(2)金属箔層14における腐食防止処理層15を形成した側と反対側に、第一接着層13を介して、基材層12を貼り合わせる工程。
工程(3)金属箔層14の腐食防止処理層15側に、第二接着層16を介してシーラント層17を貼り合わせる工程。
工程(4)基材層12の第一接着層13を形成した側と反対側に、保護層11を形成する工程。
As a manufacturing method of the
Step (1) A step of forming a corrosion
Process (2) The process of bonding the
Step (3) A step of bonding the
Process (4) The process of forming the
(工程(1))
金属箔層14の一方の面に、腐食防止処理剤を塗布、乾燥して腐食防止処理層15を形成する。腐食防止処理剤としては、例えば、前記したセリアゾール処理用の腐食防止処理剤、クロメート処理用の腐食防止処理剤等が挙げられる。腐食防止処理剤の塗布方法は特に限定されず、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、バーコート等、各種方法を採用できる。
(Process (1))
A corrosion prevention treatment agent is applied to one surface of the
(工程(2))
金属箔層14における腐食防止処理層15を形成した側と反対側に、第一接着層13を形成する接着剤を用いて、ドライラミネーション等の手法で基材層12を貼り合わせる。工程(2)では、接着性の促進のため、40℃以上100℃以下の範囲でエージング(養生)処理を行ってもよい。
(Process (2))
The
(工程(3))
基材層12、第一接着層13、金属箔層14及び腐食防止処理層15がこの順に積層された積層体の腐食防止処理層15側に、押出しサンドイッチラミネート法によって第二接着層16を形成し、シーラント層17を形成する樹脂フィルムを貼り合わせる。また、シーラント層17の積層は、第二接着層16とシーラント層17を共に押出し形成する共押出しラミネート法でもよい。
(Process (3))
A
(工程(4))
基材層12の第一接着層13を形成した側と反対側に、水溶性高分子処理剤を塗布、乾燥して保護層11を形成する。水溶性高分子処理剤としては、例えば、前記したフィラーと架橋剤を含有したポリビニルアルコール水溶液が挙げられる。水溶性高分子処理剤の塗布方法は特に限定されず、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、バーコート等、各種方法を採用できる。なお、保護層11表面に滑剤を付与する場合、その付与方法としては、例えばグラビアコートが挙げられる。
(Process (4))
The
以上説明した工程(1)〜(4)により、外装材1が得られる。なお、外装材1の製造方法の工程順序は、前記(1)〜(4)を順次実施する方法に限定されない。例えば、工程(4)を行ってから工程(3)を行ってもよい。
The
[蓄電デバイスの製造方法]
以下、本実施形態の外装材1を用いた蓄電デバイスの製造方法を説明する。
[Method of manufacturing power storage device]
Hereinafter, the manufacturing method of the electrical storage device using the exterior | packing
図2は、本実施形態の外装材1に凹部18が設けられた状態を示す平面図であり、このような状態は具体的には次のようにして得ることができる。まず、本実施形態の外装材1を準備する。そして、例えば矩形状の圧力面を有する押圧部材を用いて、紙面手前(シーラント層17)側から外装材1の一部をその厚み方向に押圧することで凹部18(成型加工エリア)を設けることができる。ここで、押圧する位置、すなわち凹部18は長方形に切り出した外装材1の中央より偏った位置にすることで、成型加工後に押圧されていない領域を凹部18に対する蓋として用いることができる。
FIG. 2 is a plan view showing a state in which the
図3は、本実施形態の外装材1を用いて蓄電デバイスを得るための工程図である。図3(a)は、図2のIII(a)−III(a)における断面図である。
FIG. 3 is a process diagram for obtaining an electricity storage device using the
図3(b)は、電池内容物Xを収納した状態でヒートシールを行った図である。これにより、外装材1を用いて電池内容物Xを密封することができる。密封は、具体的には次のようにして行うことができる。まず、凹部18内に正極、セパレータ、負極等の電池内容物Xを収納し、さらに外装材1を図2でいうところのBB’に沿って折り返す。そしてシーラント層17が向かい合うようにAA’及びCC’同士を重ね合わせ、いずれか二辺をヒートシールバーを用いてヒートシールする。その後、真空状態において、残りの一辺から電解液を注入し、当該残りの一辺をヒートシールして、電池内容物Xを密封する。
FIG. 3B is a diagram in which heat sealing is performed in a state where the battery contents X are stored. Thereby, the battery contents X can be sealed using the
図3(c)は、ヒートシール部19を粘着テープ20で固定した図である。すなわち、ヒートシール後、ヒートシール部19を所定の幅にカットし、電池内容物Xの側面に沿って折り返す。そして、折り返されたヒートシール部19を覆い込むようにして粘着テープ20で固定し、外装材1を用いて電池内容物Xが密封された本実施形態に係る蓄電デバイスを得ることができる。なお、本実施形態において電池内容物Xの厚みは、薄すぎると容量と曲げ耐性等に問題が生じ易く、また厚すぎると深しぼりの成形時に保護層等にクラックが入り易くなる傾向があることから、1〜8mm程度とすることが好ましい。したがって、電池内容物Xの側面に沿って折り返されるヒートシール部19の幅も、1〜8mm程度となるようにカットされることが好ましい。
FIG. 3C is a view in which the
なお、このような製造方法はあくまでも一例に過ぎず、本実施形態の蓄電デバイス用外装材を使用して得られる蓄電デバイスは、前記方法で製造したものには限定されない。 In addition, such a manufacturing method is only an example to the last, and the electrical storage device obtained using the exterior material for electrical storage devices of this embodiment is not limited to what was manufactured by the said method.
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description.
[使用材料]
本実施例で使用した材料を以下に示す。
(保護層11)
[Materials used]
The materials used in this example are shown below.
(Protective layer 11)
塗工膜A−1:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を61質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を9質量%、フィラーとして平均粒子径2μmの根上工業社製、J−4Pを30質量%含有した、塗工厚3μmである塗工膜。
塗工膜A−2:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を57質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を8質量%、フィラーとして平均粒子径1μmのアクリルフィラーを35質量%含有した、塗工厚3μmである塗工膜。
塗工膜A−3:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を48質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を7質量%、フィラーとして平均粒子径2μmの積水化成品工業社製、SSX−102を45質量%含有した、塗工厚3μmである塗工膜。
塗工膜A−4:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を65質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を10質量%、フィラーとして平均粒子径5μmの積水化成品工業社製、SSX−105を25質量%含有した、塗工厚3μmである塗工膜。
塗工膜A−5:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を39質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を6質量%、フィラーとして平均粒子径2μmの積水化成品工業社製、SSX−102を55質量%含有した、塗工厚3μmである塗工膜。
塗工膜A−6:水溶性高分子としてクラレ社製、PVA117を56質量%、OH基架橋剤としてISP社製、GANTREZ AN−119を9質量%、フィラーとして平均粒子径2μmの根上工業社製、J−4Pを35質量%含有した、塗工厚8μmである塗工膜。
Coating film A-1: manufactured by Kuraray as a water-soluble polymer, 61% by mass of PVA117, manufactured by ISP as an OH group crosslinking agent, 9% by mass of GANTREZ AN-119, and an average particle diameter of 2 μm as a filler A coating film having a coating thickness of 3 μm and containing 30% by mass of J-4P.
Coating film A-2: manufactured by Kuraray Co., Ltd. as a water-soluble polymer, 57% by mass of PVA117, manufactured by ISP Co., Ltd. as an OH group crosslinking agent, 8% by mass of GANTREZ AN-119, and an acrylic filler having an average particle diameter of 1 μm as a filler A coating film containing 35% by mass and having a coating thickness of 3 μm.
Coating film A-3: Sekisui Plastics manufactured by Kuraray Co., Ltd. as a water-soluble polymer, 48% by mass of PVA117, manufactured by ISP Co., Ltd., 7% by mass of GANTREZ AN-119, and an average particle diameter of 2 μm as a filler A coating film having a coating thickness of 3 μm, containing 45% by mass of SSX-102 manufactured by Kogyo Co., Ltd.
Coating film A-4: Kuraray Co., Ltd. as a water-soluble polymer, 65% by mass of PVA117, manufactured by ISP as an OH group crosslinking agent, 10% by mass of GANTREZ AN-119, and an average particle diameter of 5 μm as a filler A coating film having a coating thickness of 3 μm containing 25% by mass of SSX-105 manufactured by Kogyo Co., Ltd.
Coating film A-5: Kuraray Co., Ltd. as a water-soluble polymer, 39% by mass of PVA117, manufactured by ISP as an OH group cross-linking agent, 6% by mass of GANTREZ AN-119, and an average particle diameter of 2 μm as a filler A coating film having a coating thickness of 3 μm, containing 55% by mass of SSX-102 manufactured by Kogyo Co., Ltd.
Coating film A-6: manufactured by Kuraray as water-soluble polymer, 56% by mass of PVA117, manufactured by ISP as OH group crosslinking agent, 9% by mass of GANTREZ AN-119, and Negami Industrial Co., Ltd. having an average particle diameter of 2 μm as a filler A coating film having a coating thickness of 8 μm, containing 35% by mass of J-4P.
(基材層12)
基材B−1:二軸延伸ナイロン(ONy)フィルム(厚さ15μm)。
(Base material layer 12)
Base material B-1: Biaxially stretched nylon (ONy) film (
(第一接着層13)
接着剤C−1:ポリエステルウレタン系接着剤(厚さ4μm)。
(First adhesive layer 13)
Adhesive C-1: Polyester urethane adhesive (thickness: 4 μm).
(金属箔層14)
金属箔D−1:軟質アルミニウム箔8079材(東洋アルミニウム社製、厚さ40μm)。
(Metal foil layer 14)
Metal foil D-1: Soft aluminum foil 8079 (Toyo Aluminum Co., Ltd., thickness 40 μm).
(腐食防止処理層15)
処理剤E−1:酸化セリウム、リン酸塩及びアクリル系樹脂を主体とした塗布型セリアゾール処理用の処理剤(厚さ20nm)。
(Corrosion prevention treatment layer 15)
Treatment agent E-1: Treatment agent for coating ceriazole treatment (
(第二接着層16)
接着剤F−1:無水マレイン酸でグラフト変性したポリプロピレン系樹脂(商品名「アドマー」、三井化学社製、厚さ3μm)
(Second adhesive layer 16)
Adhesive F-1: Polypropylene resin graft-modified with maleic anhydride (trade name “Admer”, manufactured by Mitsui Chemicals, thickness 3 μm)
(シーラント層17)
フィルムG−1:腐食防止処理層側の面をコロナ処理した無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ60μm)。
(Sealant layer 17)
Film G-1: An unstretched polypropylene film (thickness: 60 μm) having a corona-treated surface on the corrosion prevention treatment layer side.
[外装材の作製]
金属箔層14となる金属箔D−1の一方の面に処理剤E−1を塗布、乾燥して腐食防止処理層15を形成した。次に、基材層12になる基材B−1を金属箔層14における腐食防止処理層15の反対面に、接着剤C−1を用いたドライラミネート法により貼り合せた。その後、60℃、6日間のエージングを行った。次に、得られた積層体の腐食防止処理層15側に押出し装置にて接着剤F−1を押出して第二接着層16を形成し、フィルムG−1を貼り合わせてサンドイッチラミネーションすることでシーラント層17を形成した。次に、得られた積層体の基材層12の表面に塗工膜A−1〜A−6のいずれかをグラビアコートにて塗工し、保護層11を形成して外装材を作製した。
[Production of exterior materials]
The treatment agent E-1 was applied to one surface of the metal foil D-1 to be the
[外装材の評価]
得られた外装材について下記1)〜3)の評価を行った。評価結果を表1に示す。
[Evaluation of exterior materials]
The obtained exterior materials were evaluated in the following 1) to 3). The evaluation results are shown in Table 1.
1)ヒートシール前後の表面粗さの評価
得られた外装材をそれぞれ60mm×120mmに切り出し、シーラント層が内側となるよう短辺に沿って二つ折りにした。
ヒートシール前の表面粗さ(Sq1):レーザー顕微鏡(OLYMPAS社製、OLS−4000)にて保護層表面を観察し、二乗平均平方根偏差粗さ(Sq1)の値を測定した。測定には50倍の対物レンズを使用し、走査モードはXYZ高精度とした。スムージングフィルタにはガウシアンフィルタを使用し、カットオフ値はλc=80μm、λs=なし、λf=なしとした。
ヒートシール後の表面粗さ(Sq2):190℃に加熱した10mm幅のヒートシールバーを用いて、二つ折りにした外装材を面圧力0.5MPaで3秒間ヒートシールした。その後ヒートシールされた(ヒートシールバーが接した)部分の保護層をレーザー顕微鏡にて観察し、Sq1と同様にして二乗平均平方根偏差粗さ(Sq2)の値を測定した。
Sq比:上記のとおり測定されたSq1及びSq2に基づき、Sq1に対するSq2の比を、Sq2/Sq1×100(%)として算出した。
1) Evaluation of surface roughness before and after heat sealing Each of the obtained exterior materials was cut into 60 mm × 120 mm, and was folded in two along the short side so that the sealant layer was inside.
Surface roughness before heat sealing (Sq1): The surface of the protective layer was observed with a laser microscope (OLS-4000, manufactured by OLYMPAS), and the value of root mean square deviation roughness (Sq1) was measured. A 50 × objective lens was used for the measurement, and the scanning mode was XYZ high precision. A Gaussian filter was used as the smoothing filter, and the cutoff values were λc = 80 μm, λs = none, and λf = none.
Surface roughness after heat sealing (Sq2): Using a 10 mm-wide heat seal bar heated to 190 ° C., the folded exterior material was heat sealed at a surface pressure of 0.5 MPa for 3 seconds. Thereafter, the heat-sealed portion of the protective layer (in contact with the heat seal bar) was observed with a laser microscope, and the root mean square deviation roughness (Sq2) was measured in the same manner as Sq1.
Sq ratio: Based on Sq1 and Sq2 measured as described above, the ratio of Sq2 to Sq1 was calculated as Sq2 / Sq1 × 100 (%).
2)テープ密着力の評価
上記1)にて、ヒートシールバーと接した部分の保護層表面に5mm×100mmにカットしたポリイミドテープ(日東電工製、No.360A、53μm厚)を接着し、100℃のロールで熱圧着させた。その後、引張試験機にてポリイミドテープのT字剥離テストを行い、テープ密着力を評価した。試験片は幅6mmのダンベル型、チャック間距離は50mm、引張速度は300mm/minとした。評価基準は以下のとおりとした。
「A」:密着力が3N/mm2以上
「B」:密着力が3N/mm2未満
2) Evaluation of Tape Adhesive Strength In 1) above, a polyimide tape (Nitto Denko, No. 360A, 53 μm thickness) cut to 5 mm × 100 mm was adhered to the surface of the protective layer in contact with the heat seal bar. Thermocompression bonding was performed with a roll at 0 ° C. Thereafter, a T-peeling test of the polyimide tape was performed with a tensile tester, and the tape adhesion was evaluated. The test piece was a dumbbell type having a width of 6 mm, the distance between chucks was 50 mm, and the tensile speed was 300 mm / min. The evaluation criteria were as follows.
“A”: Adhesive strength of 3 N / mm 2 or more “B”: Adhesive strength of less than 3 N / mm 2
3)成型性(成形深さ)の評価
得られた外装材を、150mm×190mmのブランク形状に切り取り、室温23℃、露点温度−35℃の成型環境下で成型深さを変化させながら冷間成型し、成型性を評価した。成形用のパンチとしては、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。評価基準は以下のとおりとした。
「A」:破断、クラックを生じさせずに、成型深さ6mm以上の深絞り成型が可能である。
「B」:破断、クラックを生じさせずに、成型深さ4mm以上6mm未満の深絞り成型が可能である。
「C」:成型深さ4mm未満の深絞り成型で破断、クラックが生じる。
3) Evaluation of moldability (molding depth) The obtained exterior material is cut into a blank shape of 150 mm × 190 mm, and cold while changing the molding depth in a molding environment of room temperature 23 ° C. and dew point temperature −35 ° C. Molded and evaluated for moldability. A punch having a shape of 100 mm × 150 mm, a punch corner R (RCP) of 1.5 mm, a punch shoulder R (RP) of 0.75 mm, and a die shoulder R (RD) of 0.75 mm was used as a molding punch. . The evaluation criteria were as follows.
“A”: Deep drawing with a molding depth of 6 mm or more is possible without causing breakage and cracks.
“B”: Deep drawing with a molding depth of 4 mm or more and less than 6 mm is possible without causing breakage or cracks.
“C”: Breaking and cracking occur in deep drawing with a molding depth of less than 4 mm.
4)テープ貼り付け性の評価
得られた外装材を1)の方法でヒートシールし、20mm×60mmに切り出した粘着テープ(468MP 200MP/3M社製)でヒートシールした部分を覆い隠すように山折で貼りつけた。粘着テープが外装材1端部に対しずれなく貼り付けられているかを確認するべく、貼りつけた粘着テープの長手方向の両端において、粘着テープの幅の差をスケールで測定した。評価基準は以下のとおりとした。
「A」:両端の粘着テープの幅の差が1mm未満である。
「B」:両端の粘着テープの幅の差が1mm以上3mm未満である。
4) Evaluation of tape sticking property The obtained exterior material was heat-sealed by the method of 1), and the mountain-fold was made so as to cover the heat-sealed portion with an adhesive tape (468MP 200MP / 3M) cut into 20 mm × 60 mm. I pasted it. In order to confirm whether or not the adhesive tape was applied to the end of the
“A”: The difference in width of the adhesive tape at both ends is less than 1 mm.
“B”: The width difference between the adhesive tapes at both ends is 1 mm or more and less than 3 mm.
表1に示すように、実施例1、2及び3では所期の課題を達成することができた。 As shown in Table 1, Examples 1, 2, and 3 were able to achieve the intended task.
実施例4においても所期の課題を達成することができたが、フィラーが4μmより大きくヒートシール後の表面粗さ(二乗平均平方根偏差粗さ)がヒートシール前の表面粗さ(二乗平均平方根偏差粗さ)の80%以下ではないため、テープ貼り付け性が若干劣る結果となった。 In Example 4, the intended problem could be achieved, but the filler was larger than 4 μm and the surface roughness after heat sealing (root mean square deviation roughness) was the surface roughness before heat sealing (root mean square). Since the deviation roughness was not less than 80%, the tape sticking property was slightly inferior.
一方で比較例1は、フィラーの含有量が多すぎるために所期の課題を達成できなかった。 On the other hand, Comparative Example 1 could not achieve the intended problem because the filler content was too high.
また比較例2は保護層の膜厚が厚すぎるために所期の課題を達成できなかった。 In Comparative Example 2, the intended problem could not be achieved because the protective layer was too thick.
1…蓄電デバイス用外装材、11…保護層、12…基材層、13…第一接着層、14…金属箔層、15…腐食防止処理層、16…第二接着層、17…シーラント層、18…凹部、19…ヒートシール部、20…粘着テープ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記保護層は、水溶性高分子、OH基架橋剤及びフィラーを含有し、
前記フィラーの含有量が、前記保護層の全質量を基準として10質量%以上45質量%以下であり、
前記保護層の厚みが2μm以上7μm以下である蓄電デバイス用外装材。 A base material layer, a first adhesive layer, a metal foil layer, a corrosion prevention treatment layer, a second adhesive layer and a sealant layer, which are sequentially laminated on one surface side of the base material layer, and the other surface of the base material layer A protective layer laminated on the side,
The protective layer contains a water-soluble polymer, an OH group crosslinking agent and a filler,
The filler content is 10% by mass or more and 45% by mass or less based on the total mass of the protective layer,
An exterior material for an electricity storage device, wherein the protective layer has a thickness of 2 µm to 7 µm.
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---|---|---|---|---|
JP2018060765A (en) * | 2016-09-29 | 2018-04-12 | ユニチカ株式会社 | Lithium ion secondary battery exterior packaging material |
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- 2014-07-02 JP JP2014136851A patent/JP2016015250A/en active Pending
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