JP2016194971A - 電池用包装材料 - Google Patents
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Abstract
耐電解液性と、優れたインキの印刷特性とを兼ね備えた電池用包装材料を提供する。
【解決手段】
少なくとも、保護層と、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された積層体からなり、
前記保護層が、ノニオン界面活性剤を含有する、電池包装材料。
【選択図】なし
Description
このような状況下、本発明は、耐電解液性と、優れたインキの印刷特性とを兼ね備えた電池用包装材料を提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該電池用包装材料を用いた電池を提供することも目的とする。
項1. 少なくとも、保護層と、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された積層体からなり、
前記保護層が、ノニオン界面活性剤を含有する、電池用包装材料。
項2. 前記ノニオン界面活性剤のHLB値が、5〜18である、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記ノニオン界面活性剤の含有量が、前記保護層中1〜10質量%である、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記保護層が、マット化剤をさらに含む、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
項5. 前記保護層側の表面の少なくとも一部に、インキを印刷して使用される、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記保護層側の表面の少なくとも一部に、インキが印刷されている、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記基材層と前記金属層との間に接着層が積層されてなる、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 前記金属層と前記シーラント層との間に接着層が積層されてなる、項1〜7のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
項9. 前記保護層が、ノニオン界面活性剤を含有する2液硬化型樹脂により形成されている、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料。
項10. 前記金属層が、アルミニウム箔により形成されている、項1〜9のいずれかに記載の電池用包装材料。
項11. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜10のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
項12. 少なくとも、保護層と、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された積層体を得る積層工程を備えており、
前記積層工程において、ノニオン界面活性剤を含有する前記保護層を、前記基材層の上に積層する工程を有する、電池用包装材料の製造方法。
本発明の電池用包装材料は、図1に示すように、少なくとも、保護層6、基材層1、金属層3、及びシーラント層4が順次積層された積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、保護層6が最外層になり、シーラント層4は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置するシーラント層4同士が熱溶着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。一方、保護層6が最外層となるため、本発明の電池用包装材料は、保護層側の表面の少なくとも一部に、インキを印刷して使用される。
[基材層1]
電池用包装材料において、基材層1は、電池用包装材料の基材となる層である。基材層1を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層1を形成する素材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、及びこれらの混合物や共重合物等が挙げられる。
本発明の電池用包装材料において、接着層2は、基材層1と金属層3とを接着させるために、必要に応じて設けられる層である。
本発明の電池用包装材料において、金属層3は、包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入するのを防止するためのバリア層として機能する層である。金属層3を形成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属箔が挙げられる。これらの中でも、アルミニウムが好適に使用される。包装材料の製造時にしわやピンホールを防止するために、本発明において金属層3として、軟質アルミニウム、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS A8021P−O)又は(JIS A8079P−O)等を用いることが好ましい。
本発明の電池用包装材料において、シーラント層4は、最内層に該当し、電池の組み立て時にシーラント層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、金属層3とシーラント層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
本発明の電池用包装材料は、基材層1の外側(基材層1の金属層3とは反対側)に、保護層6を有する。保護層6は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
ノニオン界面活性剤としては、特に限定されず、公知のノニオン界面活性剤を用いることができる。ノニオン界面活性剤の具体例としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンジアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル、ポリオキシアルキレンアルキルジエステル、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル、グリセリン脂肪酸エステル又はそのエチレンオキサイド付加物、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、高級脂肪酸アルカノールアミド、アルキルグリコシド、アルキルアミンオキサイド、ポリエチレングリコールモノステアレート等が挙げられる。これらの中でも、保護層6に優れた耐電解液性とインキの印刷特性を付与する観点から、好ましくはポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコールモノステアレートが挙げられる。ノニオン界面活性剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されないが、例えば、以下の方法が例示される。
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
<電池用包装材料の製造>
基材層1/接着層2/金属層3が順に積層された積層体に対して、サーマルラミネート法で接着層5及びシーラント層4を積層させ、次いで、基材層1の接着層2と反対側の表面上に保護層6を形成することにより、保護層6/基材層1/接着層2/金属層3/接着層5/シーラント層4が順に積層された積層体からなる電池用包装材料を製造した。電池用包装材料の具体的な製造条件は、以下に示す通りである。
アクリロイル基の官能基数が5以上の多官能ウレタンアクリレートの固形分を100質量%とした場合、光重合開始剤3質量%と、ノニオン界面活性剤(ポリエチレングリコールモノステアレート、HLB8.0)を表1に記載の含有量となるようにして混合し、樹脂組成物を調製した。これらの含有量を表1に示す。なお、比較例1においては、ノニオン界面活性剤を添加しなかった。
実施例1−5及び比較例1の各電池用包装材料の保護層側の表面にパッド印刷を施して、インキの印刷特性を評価した。パッド印刷機は、ミシマ株式会社製SPACE PAD 6GXを使用した。また、インキは、ナビタス株式会社製のUVインキPJU−A黒色を使用した。保護層側の表面に印刷したインキは、アズワン製のハンディーUVランプ SUV−4で紫外線波長:254nmにて10cmの距離からUVを30秒間照射して硬化させた。硬化後の印刷面を光学顕微鏡で観察し、以下の基準に従ってインキの印刷特性を評価した。なお、インキの印刷は、24℃で相対湿度50%の環境下に行った。結果を表1に示す。
○:印刷の抜けが印刷柄全体の5%以内
×:印刷の抜けが印刷柄全体の5%よりも多い
3M社製600−1−18Cのテープ(18mm×40mm)を、各電池用包装材料の保護層に貼り付けた後、テープを角度90°で剥離し、以下の基準に従って、テープにインキがどれだけ転移しているかを確認した。結果を表1に示す。
○:転移量が10%以内
△:転移量が10%より多く50%未満
×:転移量が50%以上
上記で得られた各電池用包装材料の保護層側表面に、水1000ppmを添加した電解液(エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1:1の液に1molの6フッ化リン酸リチウムを添加)を3cc滴下し、30分経過後イソプロピレンアルコール(IPA)を染み込ませたワイプで滴下した電解液をふき取った後、電池用包装材料の保護層側の表面が白化しているか否かを目視により観察し、下記の基準にて評価した。結果を表1に示す。
○:白化が観察されなかった。
×:白化が観察された。
2 接着層
3 金属層
4 シーラント層
5 接着層
6 保護層
Claims (12)
- 少なくとも、保護層と、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された積層体からなり、
前記保護層が、ノニオン界面活性剤を含有する、電池用包装材料。 - 前記ノニオン界面活性剤のHLB値が、5〜18である、請求項1に記載の電池用包装材料。
- 前記ノニオン界面活性剤の含有量が、前記保護層中1〜10質量%である、請求項1または2に記載の電池用包装材料。
- 前記保護層が、マット化剤をさらに含む、請求項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記保護層側の表面の少なくとも一部に、インキを印刷して使用される、請求項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記保護層側の表面の少なくとも一部に、インキが印刷されている、請求項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記基材層と前記金属層との間に接着層が積層されてなる、請求項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記金属層と前記シーラント層との間に接着層が積層されてなる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
- 前記保護層が、ノニオン界面活性剤を含有する2液硬化型樹脂により形成されている、請求項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 前記金属層が、アルミニウム箔により形成されている、請求項1〜9のいずれかに記載の電池用包装材料。
- 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、請求項1〜10のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
- 少なくとも、保護層と、基材層と、金属層と、シーラント層とが順次積層された積層体を得る積層工程を備えており、
前記積層工程において、ノニオン界面活性剤を含有する前記保護層を、前記基材層の上に積層する工程を有する、電池用包装材料の製造方法。
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