JP2016162481A - 電池モジュールの製造方法及び電池モジュール製造用硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工程:(A)電池及び外装部材から選択される第一の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、(B)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を得る工程、及び(C)電池及び外装部材から選択される第二の基材を、工程(B)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して第一の基材と貼り合せる工程を含む、電池モジュールの製造方法である。
【選択図】なし
Description
よって、本発明が解決しようとする課題は、従来の設備での簡便な塗工及びゴミの削減を可能とする、電池及びモジュール外装の接着固定の方法を提供することである。
[1]下記工程:
(A)電池及び外装部材から選択される第一の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(B)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C)電池及び外装部材から選択される第二の基材を、工程(B)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して第一の基材と貼り合せる工程
を含み、第一の基材及び第二の基材が共に外装部材である場合には、更に
(D1)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池に、光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(D2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池表面に光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、並びに
(D3)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体と電池とを、工程(D2)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して貼り合せる工程
を含む、電池モジュールの製造方法。
[2]工程(C)が、
(C1)前記第二の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(C2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第二の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C3)工程(C2)で得られた第二の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物と、工程(B)で得られた第一の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物とを介して、第一の基材と第二の基材とを貼り合せる工程
を含む、前記[1]記載の方法。
[3]第一の基材及び第二の基材が、共に電池である、前記[1]又は[2]記載の方法。
[4]前記[1]〜[3]のいずれか一項記載の方法に使用される、(メタ)アクリレートモノマー及び(メタ)アクリレート変性オリゴマーを含むラジカル反応硬化型樹脂、光開始剤並びに粘着性付与剤を含む、光硬化性樹脂組成物。
[5](メタ)アクリレート変性オリゴマーが、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、ポリイソプレン(メタ)アクリレート、水添ポリブタジエン(メタ)アクリレート、水添ポリイソプレン(メタ)アクリレート及びポリウレタン(メタ)アクリレートから選択される1種以上の(メタ)アクリレート変性オリゴマーを含む、前記[4]記載の光硬化性樹脂組成物。
(A)電池及び外装部材から選択される第一の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(B)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C)電池及び外装部材から選択される第二の基材を、工程(B)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して第一の基材と貼り合せる工程
を含み、第一の基材及び第二の基材が共に外装部材である場合には、更に
(D1)第一の基材及び第二の基材の貼り合せ体及び/又は電池に、光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(D2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材及び第二の基材の貼り合せ体及び/又は電池表面に光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、並びに
(D3)第一の基材及び第二の基材の貼り合せ体と電池とを、工程(D2)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して貼り合せる工程
を含む、電池モジュールの製造方法である。
[工程A]
工程(A)は、電池及び外装部材から選択される第一の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程である。
第一の基材として使用することができる電池は、その種類は特に制限されない。電池の種類の非限定的例としては、マンガン電池、リチウム電池等の一次電池、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池及び燃料電池を含む化学電池、太陽電池、熱電池を含む物理電池等が挙げられる。好ましくは二次電池であり、特に好ましくはリチウムイオン二次電池である。
第一の基材として使用することができる外装部材は、前記電池と組み合わされて電池モジュールを形成する。外装部材の形状は、電池又は他の外装部材と貼り合せることが可能な表面を有していれば、特に制限されず、電池の形状、最終的に得られる電池モジュールの形状等に応じて適宜選択される。電池を収納するために、外装部材の形状は筐体状であることが好ましいが、単一の外装部材のみで電池を収納することは必ずしも必要ではない。例えば蓋及び二組の対向する側壁からなるケースと底板のような複数の部材の組合せにより電池を収納する構成としてもよく、第一の基材はそのうちのいずれか一の部材であってもよい。
光硬化性樹脂組成物は、エネルギー線によって重合、硬化する樹脂を含む組成物である。光硬化性樹脂組成物の種類としては、ラジカル反応硬化型樹脂組成物、カチオン反応硬化型樹脂組成物、アニオン反応硬化型樹脂組成物、重縮合・重付加反応硬化型樹脂組成物等が例示できる。光硬化性樹脂組成物としては、エネルギー線による硬化の速度等の観点から、ラジカル反応硬化型樹脂組成物が好ましい。光硬化性樹脂組成物には、硬化の反応機構が異なる樹脂同士を含む、2種類以上の樹脂を混合して用いてもよい。
光開始剤の量は、光硬化性樹脂組成物100質量部に対して、0.01〜20質量部であることが好ましく、0.1〜15質量部であることがより好ましく、0.5〜10質量部であることが更に好ましい。
光硬化性樹脂組成物を適用する部位は、電池又は外装部材の表面の少なくとも一部であり、表面全面であってもよく、またコの字型のように表面の一部を除いた領域や、ニの字型のように分離した二以上の領域であってもよい。全面に光硬化性樹脂組成物を塗工することで、より良好な接着性を確保することができる。部分的に塗工することで、電池及び電池又は外装部材との間に空間を生じ、電池の放熱性を高めることができる。適切な適用部位は、光硬化性樹脂組成物の適用方法、電池又は外装部材の形状、電池モジュールに要求される特性等により、適宜選択される。
工程(B)は、光硬化性樹脂組成物に光等のエネルギー線を照射し、第一の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程である。光照射装置により照射するエネルギー線としては、電子線、X線、紫外線、低波長領域の可視光等エネルギーの高い電子線又は電磁波が挙げられるが、装置の簡便性及び普及性から紫外線が好ましい。光照射装置には、当業者に公知の装置を用いることができる。
工程(C)は、電池及び外装部材から選択される第二の基材を、工程(B)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して第一の基材と貼り合せる工程である。これにより、第一の基材及び第二の基材の貼り合せ体が得られる。工程(C)においては、貼り合せる際に、硬化した光硬化性樹脂組成物と電池又は外装部材との接触を促進させるために、加圧等の手段を用いてもよい。また、貼り合せた後、光硬化性樹脂組成物が完全には硬化していない場合、更に光照射を行うことにより、光硬化性樹脂組成物を完全に硬化させて、第一の基材及び第二の基材の貼り合せ体を製造することができる。更に光照射を行う工程を含める場合、第一の基材又は第二の基材の少なくとも一方が透明体であることが、光照射が光硬化性樹脂組成物の全面に十分に行われるため好ましい。また、更に光照射を行う代わりに、熱により光硬化性樹脂組成物の硬化を行うこともできる。この場合、光硬化性樹脂組成物は有機過酸化物を含むことが好ましい。有機過酸化物の種類や添加量等は、先に記載したとおりである。
(C1)前記第二の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(C2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第二の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C3)工程(C2)で得られた第二の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物と、工程(B)で得られた第一の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物とを介して、第一の基材と第二の基材とを貼り合せる工程
を含んでいてもよい。工程(C1)、(C2)及び(C3)での基材の選択や光硬化性樹脂組成物の適用方法、硬化方法等は、先に工程(A)、(B)及び(C)について記載したとおりである。工程(C1)で使用される光硬化性樹脂組成物の組成、工程(C2)での光照射方法等は、工程(A)及び(B)で採用されたものと同じであることが操作性や簡便性の観点から好ましいが、工程(C3)で第一の基材及び第二の基材を貼り合せることが可能である限り、工程(A)及び(B)で採用された条件から独立して設定することができる。
1.電池に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、他の電池と貼り合せること。
2.電池に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、あらかじめ光硬化性樹脂組成物を適用し硬化させた層を備えた他の電池と貼り合せること。
3.電池に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、外装部材と貼り合せること。
4.外装部材に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、電池と貼り合せること。
5.外装部材に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、あらかじめ光硬化性樹脂組成物を適用し硬化させた層を備えた電池と貼り合せること。
6.外装部材に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、他の外装部材と貼り合せること。
7.外装部材に光硬化性樹脂組成物を適用、硬化し、あらかじめ光硬化性樹脂組成物を適用し硬化させた層を備えた他の外装部材と貼り合せること。
工程(A)及び(C)で選択された第一の基材及び第二の基材が共に外装部材である場合には、本発明の方法は、更に、
(D1)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池に、光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(D2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池表面に光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、並びに
(D3)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体と電池とを、工程(D2)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して貼り合せる工程を含む。
本発明の方法で得られる電池モジュールは、先に挙げられた貼り合せ体を含むモジュールである。また、本発明の方法で得られる電池モジュールの使用例として、ノートパソコン、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の電子機器用電池、太陽電池や燃料電池を利用した蓄電システム用電源、電気自動車用電源等が挙げられる。
ディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製 SHOT MASTER300、MPP1)を用いて、調製した光硬化性樹脂組成物を50mm×50mmの大きさのガラス基板に塗布して、試験サンプルを作成した。光硬化性樹脂組成物の膜厚は50μm、塗布幅は40mm×40mmとした。
水銀キセノンランプ(HOYA社製、EXECURE4000)を用いて、紫外線照射強度(365nm)300mW/cm2(浜松ホトニクス社製紫外線積算光量計にて測定)で光照射を行い、硬化樹脂層を形成した(照射時間60秒、硬化率98%)。形成した硬化樹脂層に、40mm×40mmの大きさの面を有する扁平型電池を、当該面を貼り合せ面として積載し接着した。
2:光硬化性樹脂組成物層
3:外装部材
Claims (5)
- 下記工程:
(A)電池及び外装部材から選択される第一の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(B)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C)電池及び外装部材から選択される第二の基材を、工程(B)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して第一の基材と貼り合せる工程
を含み、第一の基材及び第二の基材が共に外装部材である場合には、更に
(D1)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池に、光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(D2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第一の基材と第二の基材との貼り合せ体及び/又は電池表面に光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、並びに
(D3)第一の基材と第二の基材との貼り合せ体と電池とを、工程(D2)で得られた光硬化性樹脂組成物の硬化物を介して貼り合せる工程
を含む、電池モジュールの製造方法。 - 工程(C)が、
(C1)前記第二の基材に光硬化性樹脂組成物を適用する工程、
(C2)該光硬化性樹脂組成物に光を照射し、第二の基材表面に該光硬化性樹脂組成物の硬化物を形成する工程、及び
(C3)工程(C2)で得られた第二の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物と、工程(B)で得られた第一の基材表面の光硬化性樹脂組成物の硬化物とを介して、第一の基材と第二の基材とを貼り合せる工程
を含む、請求項1記載の方法。 - 第一の基材及び第二の基材が、共に電池である、請求項1又は2記載の方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項記載の方法に使用される、(メタ)アクリレートモノマー及び(メタ)アクリレート変性オリゴマーを含むラジカル反応硬化型樹脂、光開始剤並びに粘着性付与剤を含む、光硬化性樹脂組成物。
- (メタ)アクリレート変性オリゴマーが、ポリブタジエン(メタ)アクリレート、ポリイソプレン(メタ)アクリレート、水添ポリブタジエン(メタ)アクリレート、水添ポリイソプレン(メタ)アクリレート及びポリウレタン(メタ)アクリレートから選択される1種以上の(メタ)アクリレート変性オリゴマーを含む、請求項4記載の光硬化性樹脂組成物。
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