JP2017041390A - Laminate exterior material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電デバイスの外装体、食品や医薬品の包装材に用いられるラミネート外装材およびその関連技術に関する。 The present invention relates to an exterior body for an electricity storage device, a laminate exterior material used for packaging materials for foods and pharmaceuticals, and related technologies.
近年、スマートフォンやタブレット端末等の携帯機器の薄型軽量化に伴い、これらに搭載されるリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池の外装材としては、従来の金属缶に代えて金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせたラミネート材が用いられている。また、電気自動車用の電源や蓄電用の大型電池やキャパシタにおいても、外装材としてラミネート材を用いることが検討されている。 In recent years, with the reduction in thickness and weight of mobile devices such as smartphones and tablet terminals, the exterior material of lithium ion secondary batteries and lithium polymer secondary batteries mounted on these devices has been replaced with metal foil on both sides. A laminate material in which a resin film is bonded together is used. In addition, the use of a laminate material as an exterior material has also been studied in power sources for electric vehicles, large batteries for power storage, and capacitors.
一般にラミネート外装材は金属缶に比べて、薄く、軽量で、成形および密封が容易であり扱い易いが、電池ケースとして使用した場合は金属面が外部に露出することがないので、乾電池のように外装そのものを導体として用いることができない。そのため、ケース内から絶縁処理をした正極端子および負極端子を引き出してはんだ付等によって結線し、電池自体は基板や筐体に粘着テープ等で固定されることが多い。また、電池ケース以外の用途においても、ジャムや調理済食品を発熱体に接触させて効率良く加温したり、ジュール加熱によって殺菌出来る容器包装に金属面の露出が望まれている。 In general, laminated outer packaging materials are thinner and lighter than metal cans, are easy to form and seal, and easy to handle, but when used as a battery case, the metal surface is not exposed to the outside, so The exterior itself cannot be used as a conductor. For this reason, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal subjected to insulation treatment are pulled out from the case and connected by soldering or the like, and the battery itself is often fixed to the substrate or the case with an adhesive tape or the like. Also, in applications other than battery cases, it is desired to expose a metal surface to a container package that can be efficiently heated by bringing jam or cooked food into contact with a heating element or sterilized by Joule heating.
ラミネート外装材は層の中心に金属箔が用いられているので、外側の樹脂層を除去することで金属箔を露出させることができれば、これを導体やはんだ付部等として利用できる可能性がある。 Since the laminate outer packaging material uses a metal foil in the center of the layer, if the metal foil can be exposed by removing the outer resin layer, this may be used as a conductor or a soldered part. .
ラミネート外装材の金属箔を切らずに樹脂層のみを切る技術としては、食品や医療器具を密封状態に包装する包装袋において、樹脂層にレーザー加工や金属刃による機械加工によって切れ目を入れることによって片手で開封できるようにした易開封包装袋がある(特許文献1参照)。 As a technology to cut only the resin layer without cutting the metal foil of the laminate exterior material, in a packaging bag that wraps food and medical equipment in a sealed state, the resin layer is cut by laser processing or mechanical processing with a metal blade. There is an easy-open packaging bag that can be opened with one hand (see Patent Document 1).
引用文献1はラミネート外装材を断面方向に切断して包装袋を開封するための技術であって、樹脂層を除去して金属箔を露出させることに適用することはできない。仮に樹脂層にレーザーを照射しても線状の切れ目が形成されるだけであり、樹脂層を面状に除去してはんだ付可能な面積の金属箔を露出させるには至らない。また、レーザーを往復させて樹脂が残らないように樹脂層を面状に焼き切るには大変手間がかかる。
本発明は上述した技術背景に鑑み、金属箔の両面に樹脂層が貼り合わされ、樹脂層の一部を容易に除去できるラミネート外装材の提供を目的とする。 In view of the technical background described above, an object of the present invention is to provide a laminate exterior material in which a resin layer is bonded to both surfaces of a metal foil and a part of the resin layer can be easily removed.
即ち、本発明は下記[1]〜[5]に記載の構成を有する。 That is, this invention has the structure as described in following [1]-[5].
[1]金属箔の第一の面に第一接着剤層を介して耐熱性樹脂層が貼り合わされ、第二の面に第二接着剤を介して熱可塑性樹脂層が貼り合わされ、前記耐熱性樹脂層および熱可塑性樹脂層のうちの少なくとも一方に該樹脂層が切り込まれて形成された切り取り線で囲まれた易剥離部が設けられていること特徴とするラミネート外装材。 [1] A heat-resistant resin layer is bonded to the first surface of the metal foil via a first adhesive layer, and a thermoplastic resin layer is bonded to the second surface via a second adhesive. A laminate exterior material, characterized in that at least one of a resin layer and a thermoplastic resin layer is provided with an easily peelable portion surrounded by a cut line formed by cutting the resin layer.
[2]前記易剥離部につまみ用タブが取り付けられている前項1に記載のラミネート外装材。
[3]前記易剥離部を有する樹脂層と金属箔との間の接着剤層において、前記易剥離部の直下に接着剤が塗布されていない接着剤未塗布部が設けられている前項1または2項に記載のラミネート外装材。
[4]前記金属箔の第二の面に接着剤未塗布部が形成され、該接着剤未塗布部に活物質が付与されている前項3に記載の蓄電デバイス用ラミネート外装材。
[2] The laminate exterior material according to [1], wherein a tab for a knob is attached to the easily peelable portion.
[3] In the adhesive layer between the resin layer having the easy-peeling part and the metal foil, the adhesive-unapplied part where the adhesive is not applied is provided immediately below the easy-peeling part or
[4] The laminate exterior material for an electricity storage device according to the
[5]正極要素と、負極要素と、これらの間に配置されるセパレーターとを有する電池要素と、
金属箔の第一の面に耐熱性樹脂層が貼り合わされ第二の面に熱可塑性樹脂層が貼り合わされた2つのラミネート外装材が熱可塑性樹脂層を内側にして向かい合い、これらの間に前記電池要素を収納する電池要素室が、前記熱可塑性樹脂層が融着して封止されることにより形成されている外装体とを備え、
前記ラミネート外装材が、前項1〜4のうちのいずれか1項に記載されたラミネート外装材の電池要素室内に臨む易剥離部が除去され、外装体の外面に設けられた易剥離部が除去されずに残っている外装材であり、
前記電池要素室内において、それぞれのラミネート外装材の金属箔と正極要素および負極要素とが導通していることを特徴とする蓄電デバイス。
[5] A battery element having a positive electrode element, a negative electrode element, and a separator disposed therebetween,
Two laminate sheathing materials in which a heat-resistant resin layer is bonded to the first surface of the metal foil and a thermoplastic resin layer is bonded to the second surface face each other with the thermoplastic resin layer inside, and the battery A battery element chamber for housing the element, and an exterior body formed by fusing and sealing the thermoplastic resin layer,
The easy-release part that the laminate exterior material facing the battery element chamber of the laminate exterior material described in any one of the preceding
In the battery element chamber, the metal foil of each laminate exterior material is electrically connected to the positive electrode element and the negative electrode element.
上記[1]に記載のラミネート外装材によれば、樹脂層に形成された切り取り線により易剥離部を容易に除去することができ、その直下の層を露出させることができる。また、直下の層の露出が必要となるまで易剥離部を残しておくことにより、直下の層を保護することができる。 According to the laminate exterior material described in [1] above, the easily peelable portion can be easily removed by the tear line formed in the resin layer, and the layer immediately below can be exposed. In addition, the layer immediately below can be protected by leaving the easy-peeling portion until the layer immediately below needs to be exposed.
上記[2]に記載の蓄電デバイスは、外装体の外面に設けられた易剥離部を簡単に除去することができる。 The electricity storage device according to the above [2] can easily remove the easy peeling portion provided on the outer surface of the exterior body.
上記[3]に記載のラミネート外装材によれば、易剥離部の直下が接着剤未塗布部であるから、易剥離部の除去によって金属箔を露出させることができる。 According to the laminate exterior material described in [3] above, the metal foil can be exposed by removing the easily peelable portion since the portion immediately below the easily peelable portion is the adhesive-uncoated portion.
上記[4]に記載のラミネート外装材によれば、易剥離部の直下が活物質であるから、易剥離部の除去によって活物質を露出させることができる。 According to the laminate packaging material described in [4] above, the active material can be exposed by removing the easily peelable portion because the active material is directly under the easily peelable portion.
[ラミネート外装材]
図1A〜1Cに本発明の一実施形態にかかるラミネート外装材1を示す。
[Laminate exterior material]
1A to 1C show a laminate
前記ラミネート外装材1は、金属箔11の第一の面に第一接着剤層12を介して外側層となる耐熱性樹脂層13が貼り合わされ、前記金属箔11の第二の面に第二接着剤層14を介して内側層となる熱可塑性樹脂層15が貼り合わされた5層材である。
The laminate
前記耐熱性樹脂層13側の面の端部近傍に、切り取り線20で囲まれた細長い長方形の易剥離部21が設けられ、前記熱可塑性樹脂層15側の面の中央から前記易剥離部21と対向する辺側に寄った位置に切り取り線22で囲まれた長方形の易剥離部23が設けられている。前記切り取り線20、22は、それぞれ耐熱性樹脂層13および熱可塑性樹脂層15を貫通する切り込みが点状に連なるミシン目である。
In the vicinity of the end of the surface on the heat
前記第一接着剤層12において、前記易剥離部21の直下に接着剤が塗布されていない接着剤未塗布部12aが設けられている。同様に、前記第二接着剤層14において、前記易剥離部23の直下に接着剤が塗布されていない接着剤未塗布部14aが設けられている。従って、前記易剥離部21、23は金属箔11に接合されていない。
In the first
図2に示すように、前記ラミネート外装材1は、易剥離部21,23を除去することにより、その下の層を簡単に露出させることができる。前記易剥離部21,23の直下は接着剤未塗布部12a、14aであり空隙であるから、前記易剥離部21,23の除去によって金属箔11が露出して金属箔露出部24、25が形成される。前記易剥離部21、23は切り取り線20,22に囲まれかつ金属箔11に接合されていないので、易剥離部21,23を引っ張ることにより容易に切除でき金属箔11を露出させることができる。また、ラミネート外装材1を蓄電デバイスの外装体として使用する場合は、金属箔露出部24、25を導通部として利用するので、金属箔露出部24、25に指の皮脂を付着させないように易剥離部21、23をピンセットでつまんで切除することが好ましい。また、前記易剥離部21、23につまみ用のタブを取り付けておくことも好ましく、タブを引っ張ることで金属箔露出部24、25に触れることなく易剥離部21、23を簡単に切除できる。タブは粘着剤の付いたテープやシールなどを利用して作製できる。
As shown in FIG. 2, the laminate
ラミネート外装材において、耐熱性樹脂層側の面、熱可塑性樹脂層側の面のどちら側に樹脂層が除去された部分が必要であるかは、内容物や外装体の形態によって異なる。従って、本発明のラミネート外装材は、耐熱性樹脂層および熱可塑性樹脂層のうちの少なくとも一方に易剥離部を有することが条件である。また、一方の樹脂層に形成される易剥離部の数も任意であり、形状や寸法も限定されない。 In the laminated exterior material, whether the portion from which the resin layer is removed is required on the heat-resistant resin layer side surface or the thermoplastic resin layer side surface depends on the contents and the form of the exterior body. Therefore, the laminate outer packaging material of the present invention is required to have an easily peelable portion in at least one of the heat resistant resin layer and the thermoplastic resin layer. Moreover, the number of the easy peeling part formed in one resin layer is also arbitrary, and a shape and a dimension are not limited.
上述したように、前記易剥離部21、23は任意時に除去できる。従って、ラミネート外装材1を外装体に加工する工程、あるいは外装体を用いた包装体において、樹脂層除去部分である金属箔露出部24、25が必要となったときに易剥離部21、23を除去すれば良い。前記易剥離部21、23が金属箔露出部24、25の腐食やキズを防ぐ保護層として機能する。しかも、前記易剥離部21、23はラミネート外装材1の構成材料として不可欠な樹脂層であり、かつ後に廃棄する部分であるからコストがからない。
[ラミネート外装材の他の態様]
蓄電デバイスにおいては、ラミネート外装体の金属箔を電極として利用することがある。図3のラミネート外装材2はかかる用途に適したラミネート外装材であり、蓄電デバイスの内側となる熱可塑性樹脂層15側の接着剤未塗布部14aに活物質が付与されて活物質部16が形成されている。前記ラミネート外装材2が正極用部材である場合の活物質部は正極活物質部であり、負極用部材である場合は負極活物質部である。前記活物質部16の周囲は第二接着剤層14によって熱可塑性樹脂層15が貼り合わされている。切り取り線22は活物質部16の対応位置に形成され、易剥離部23を除去することにより、直下の活物質部16が露出する。前記易剥離部23と活物質部16の間に第二接着剤層14が存在せず両者は接触しているにすぎないので易剥離部16は容易に除去できる。また、前記活物質部16を露出させるのは蓄電デバイスの組み立て時であり、それまでの易剥離部23は活物質部16の保護層として機能する。
As described above, the
[Other aspects of laminate exterior material]
In an electricity storage device, a metal foil of a laminate outer package may be used as an electrode. The
なお、図3は前記易剥離部23と活物質部16の寸法および位置が完全に一致した状態を示しているが、これらの完全一致は本発明の要件ではない。前記易剥離部23の除去によって活物質部16を露出させることできれば蓄電デバイス用部材として支障なく使用できるので、易剥離部23除去後に活物質部16の一部分に熱可塑性樹脂層15が被っていても支障はない。図1A〜1Cのラミネート外装材1における易剥離部21、23と接着剤未塗布部との12a、14aとの関係も同様である。
Note that FIG. 3 shows a state in which the dimension and position of the easy-peeling
一方、耐熱性樹脂層13側の接着剤未塗布部12aは金属箔11を露出させて導通部として利用するために空隙となっているので、易剥離部21の除去により金属箔11が露出する。
On the other hand, the adhesive-
[切り取り線]
切り取り線20、22は、耐熱性樹脂層13または熱可塑性樹脂層15を貫通する上記のミシン目に限定されない。他の切り取り線として、樹脂層の厚みの途中まで切り込んだノッチを例示できる。前記ノッチは一本の線であっても良いし、短いノッチを連続させた点線であっても良い。また、易剥離部が完全に切断されていても、静電気などにより金属箔に引き寄せられてラミネート外装材に残っていれば、その切断線は本発明における切り取り線に含まれる。また、切断された易剥離部を直下の層上にとどめておくために粘着テープ等で樹脂層に留めておいてもよい。
[Cut line]
The cut lines 20 and 22 are not limited to the perforations that penetrate the heat-
[ラミネート外装材の製造方法]
図1A〜1Cのラミネート外装材1、即ち空隙の接着剤未塗布部12a、14aを有するラミネート外装材1は、例えば以下の方法により作製できる。
[Manufacturing method of laminate exterior material]
1A to 1C, that is, the laminate
金属箔11と耐熱性樹脂層13を第一接着剤層12により以下の工程で貼り合わせる。
(1)金属箔11の第一の面に第一接着剤層12となる接着剤を塗布する。このとき、表面に凹凸を有するグラビアロールやマスキングなどを用いて接着剤が塗布されない接着剤未塗布部12aを形成しながら塗布した後、
金属箔11と耐熱性樹脂層13とを貼り合わせてエージング処理する。
(2)前記接着剤未塗布部12の周縁に沿って、耐熱性樹脂層13に切り取り線20を形成して易剥離部21を形成する。前記切り取り線20はトムソン刃やピナクル刃等の工具、レーザーカッター、ホットナイフ等により耐熱性樹脂層13に切り込んで形成する。
(3)前記金属箔11の第二の面に、上記と同じ手法により、接着剤未塗布部14aを形成しながら第二接着剤層14となる接着剤を塗布した後、金属箔11と熱可塑性樹脂層15を貼り合わせてエージング処理する。
(4)上記と同じ手法で熱可塑性樹脂層15に切り取り線22を形成して易剥離部23を形成する。
The
(1) An adhesive to be the first
The
(2) A
(3) After applying an adhesive to be the second
(4) The
図2の活物質部16を有するラミネート外装材2は、例えば以下の方法で作製できる。
(1)金属箔11の第二の面に所要位置に、バインダーを塗布し、その上にペースト状に調製した活物質を塗工し、活物質部16を形成する。
(2)活物質部16に影響が出ないよう養生し、外装材1と同じ方法で耐熱樹脂層13を貼り合せてエージング処理する。
(3)外装材1と同じ方法で切り取り線20を形成して易剥離部21を形成する。
(4)(2)の養生をはずし、表面に凹凸を有するグラビアロールやマスキングなどを用いて(1)で形成した活物質部16の周囲に第二接着剤層14となる接着剤を塗布した後、金属箔11と熱可塑性樹脂層15を貼り合わせてエージング処理する。この工程により、実質的に金属箔11に接着剤が塗布されていない接着未塗布部14aが形成され、さらに接着剤未塗布部14aに活物質部16が形成される。
(5)熱可塑性樹脂層15に切り取り線22を形成して易剥離部23を形成する。
The laminate
(1) A binder is applied to the second surface of the
(2) Curing is performed so that the
(3) The easy-to-
(4) The curing of (2) was removed, and an adhesive to be the second
(5) The
本発明のラミネート外装材の製造方法は上記の方法に限定されるものではない。また、切り取り線を貼り合わせ後に形成することにも限定されず、貼り合わせ前の樹脂層に切り取り線を形成しておき、切り取り線を形成した樹脂層と金属箔とを貼り合わせることによっても本発明のラミネート外装材を作製することができる。 The manufacturing method of the laminated exterior material of this invention is not limited to said method. Further, the present invention is not limited to the formation of the cut line after bonding, and the present invention is also realized by forming the cut line on the resin layer before bonding and bonding the resin layer on which the cut line is formed and the metal foil. The laminate outer packaging material of the invention can be produced.
また、前記ラミネート外装材2はラミネート外装1から作製することもできる。即ち、まず、図2に参照されるように、ラミネート外装材1の易剥離部23を剥がして金属箔露出部25を出現させる。そして、この金属箔露出部25に活物質部16として活物質を塗工することによりラミネート外装材2の形態が得られる。
[蓄電デバイス]
図4および図5に、前記ラミネート外装材1、2で外装体30、31を作製した2種類の蓄電デバイス3、4を示す。これらの蓄電デバイス3,4は、ラミネート外装材1,2の金属箔11を電気の導通部として利用して電気の授受を行う、タブリードを持たないデバイスである。
Further, the laminate
[Power storage device]
4 and 5 show two types of
なお、図3および図4はラミネート外装材1、2の第一接着剤層12および第二接着剤層14の図示を省略している。
(第1の蓄電デバイス)
図4の蓄電デバイス3は、外装体30が、凹部を有する本体40とこの本体40に被せるフラットな蓋体50とからなり、それぞれが前記ラミネート外装材1を用いて作製されている。
3 and 4, illustration of the first
(First power storage device)
In the
前記本体40は、フラットシートのラミネート外装材1に張り出し成形や絞り成形等の加工を施すことにより、電池要素室60となる平面視長方形の凹部41を成形し、凹部41の4辺の開口縁から外方にほぼ水平に延びるフランジ42を有している。前記凹部41の底壁の内側、即ち、熱可塑性樹脂層15側の面に金属箔11が露出する第一内側導通部43が形成されている。また、4辺のフランジ42のうちの一つの外面、即ち耐熱性樹脂層13に易剥離部21が設けられている。
The
前記蓋体50は本体40の平面寸法と同寸であり、組み立て時に電池要素室60内において前記第一内側導通部43に対向する位置、即ち熱可塑性樹脂層15側の面に金属箔11が露出する第二内側導通部51が形成されている。また、前記蓋体50の外面である耐熱性樹脂層13側の面に易剥離部21が設けられている。
The
電池要素70は、正極箔71と負極箔72との間にセパレーター73を配置して捲回して積層した積層体である。
The
前記蓄電デバイス3は、前記本体40の第一内側導通部43に導電性バインダー74を介して電池要素70の正極箔71の端部を接続するとともに、蓋体50の第二内側導通部51に導電性バインダー74を介して負極箔72の端部を接続し、電解質を注入して電池要素室60の周囲を熱封止して熱封止部61を形成することにより作製される。
The
前記蓄電デバイス3は、本体40の易剥離部21を除去することにより金属箔11が露出する第一外側導通部44が形成され、蓋体50の易剥離部21を除去することにより、金属箔11が露出する第二外側導通部52が形成される。
In the
前記蓄電デバイス3は、電池要素室60内においては正極箔71の金属部が第一内側導通部43で本体の40金属箔11に導通し、外装体30の外面においては第一外側導通部44で外部との導通を得る。同様に、電池要素室60内においては負極箔72の金属部が第二内側導通部51で蓋体50の金属箔11に導通し、外装体30の外面においては第二外側導通部52で外部との導通を得る。そして、前記蓄電デバイス1は外装体30に設けられた第一外側導通部44および第二外側導通部52を通じて電気の授受を行う。
In the
前記本体40の第一内側導通部43はラミネート外装材1の熱可塑性樹脂層15に設けた易剥離部23を除去することにより形成された金属箔露出部である。前記本体40は、フラットシートのラミネート外装材1から成形加工で凹部41を形成し、トリミングしてフランジ42の寸法を調えて作製される。前記第一内側導通部43が必要となるのは導電性バインダー74を塗工するときであり、凹部41の成形やトリミングの工程では金属箔11が露出している必要はない。従って、易剥離部23は塗工の直前に除去すれば良く、凹部41の成形やトリミングの工程では易剥離部23を除去せずに残しておくことで金属箔11の露出予定部を保護できる。一方、第一外側導通部44が必要となるのは通電時であり、凹部41の成形やトリミングの工程はもとより、電池要素70の装填時、本体40と蓋体50との組み付け時、熱封部61の形成時にも金属箔11が露出している必要はない。従って、易剥離部21は通電の直前に除去すれば良く、それまでは易剥離部21が第一外側導通部44および第二外側導通部52を覆って金属箔11の露出予定部を保護している。
The first inner conducting
前記蓋体50においても同様であり、第二内側導通部51は導電性バインダー74の塗工時まで易剥離部23を残しておくことで金属箔11の露出予定部を保護し、第二外側導通部52は通電時まで易剥離部21を残しておくことで金属箔11の露出予定部を保護することができる。
(第2の蓄電デバイス)
図5の蓄電デバイス4は、外装体31をフラットな2枚のラミネート外装材2で構成し、かつそれぞれの金属箔11を正極および負極として利用する薄型デバイスである。
The same applies to the
(Second power storage device)
The
2枚のラミネート外装材2は熱可塑性樹脂層15同士を向かい合わせて配置されている。図面において上側に配置されたラミネート外装材2の熱可塑性樹脂層15側の面に活物質部16として正極活物質部76が形成されている。また、耐熱性樹脂層13側の面の一辺の近傍に易剥離部21が設けられている。前記易剥離21を除去することにより金属箔11が露出する第一外側導通部103が形成される。一方、図面において下側に配置されたラミネート外装材2の熱可塑性樹脂層15側の面に活物質部16として負極活物質部77が形成されている。また、耐熱性樹脂層13側の面の前記第一外側導通部103の対向辺の端部近傍に易剥離部21が設けられている。前記易剥離部21を除去することにより金属箔11が露出する第二外側導通部105が形成される。
The two laminate
前記蓄電デバイス4は、上記の2枚のラミネート外装材2の正極活物質部76と負極活物質部77でセパレーター73を挟み、電解質とともに熱可塑性樹脂層15で熱封止することにより作製されている。図5において63は熱封止部を示している。前記正極活物質部76および負極活物質部77が本発明における正極要素および負極要素に対応し、正極活物質部76、負極活物質部77およびセパレーター73が電池要素75である。そして、前記電極要素75が存在する空間が電池要素室62である。
The
前記蓄電デバイス4は外装体31の外面において第一外側導通部103および第二外側導通部105において電気の授受を行う。
The
前記正極活物質部76および負極活物質部77は図3のラミネート外装材2の熱可塑性樹脂層15に設けられた易剥離部23を除去することにより露出する。前記正極活物質部76および負極活物質部77はセパレーター73とともに蓄電デバイス4を組み立てるまでは露出している必要はないので、それまでは易剥離部23を残しておくことで正極活物質部76および負極活物質部77を保護できる。一方、第一外側導通部103および第二外側導通部105が必要となるのは通電時であり、組み立て時にも金属箔11が露出している必要はない。従って、易剥離部21は通電の直前に除去すれば良く、それまでは易剥離部21が金属箔11を覆って金属箔11を保護している。
The positive electrode
以上より、完成した蓄電デバイス3,4において、電池要素室60、62内に臨む易剥離部23は除去されているが、作製工程で導電性バインダー74(図4参照)等の組み立ての準備あるいは組み立てを行うまでは易剥離部23を除去せずに残しておくことによって、金属箔11や正極活物質部76および負極活物質部77をキズや腐食等から保護することができる。一方、外装体30,31の外面において、第一外側導通部44、103および第二外側導通部導通部52、105は通電時まで易剥離部21を除去せずに残しておくことによって金属箔11をキズや腐食等から保護することができる。前記易剥離部21、23は切り取り線20、22で囲まれているので容易に除去することができる。
As described above, in the completed
また、前記蓄電デバイス4はラミネート外装材2を用いて第2の蓄電デバイスを作成した例を示したが、ラミネート外装材1の易剥離部23を剥がし金属箔露出部15を出現させた後、金属露出部15に活物質部16として活物質を塗工することでラミネート外装材2と同等の外装材を作製することができる。
Moreover, although the said
本発明のラミネート外装材の用途は蓄電デバイスに限定されず、また蓄電デバイスは図4および図5に示した形態に限定されない。易剥離部を設ける面や数はラミネート外装材の用途によって異なり、本発明のラミネート外装材は耐熱性樹脂層および熱可塑性樹脂層のうちの少なくとも一方に易剥離部が設けられていることを要件とする。 The use of the laminate exterior material of the present invention is not limited to the electricity storage device, and the electricity storage device is not limited to the form shown in FIGS. The surface and the number of the easily peelable portions vary depending on the use of the laminate sheathing material, and the laminate sheathing material of the present invention requires that at least one of the heat resistant resin layer and the thermoplastic resin layer has the easily peelable portion. And
耐熱性樹脂層のみに易剥離部を設けるラミネート外装材の用途として食品容器を例示できる。食品容器の外面である耐熱性樹脂層に金属箔露出部を形成し、この金属箔露出部に発熱体を接触させて食品・液体等の内容物を加温したり、食品・液体等の内容物を介して直接電気を流してジュール熱による殺菌が行え、これらが可能な食品容器を作製できる。外装体の外面のみに金属箔露出部を設けた蓄電デバイス、即ちラミネート外装材の金属箔を導体として利用しない外装体では基板や筐体へのはんだ付部として利用できる。 A food container can be illustrated as an application of a laminate outer material in which an easily peelable portion is provided only on a heat resistant resin layer. A metal foil exposed part is formed on the heat-resistant resin layer on the outer surface of the food container, and a heating element is brought into contact with this metal foil exposed part to heat the contents such as food and liquid, or the contents of food and liquid, etc. It is possible to sterilize by Joule heat by passing electricity directly through the object, and to produce a food container capable of these. In an electricity storage device in which a metal foil exposed portion is provided only on the outer surface of the outer package, that is, an outer package that does not use the metal foil of the laminate outer package as a conductor, it can be used as a soldered portion to a substrate or a casing.
また、ラミネート外装材の金属箔を蓄電デバイスの導通部として利用する場合、外装体の外面の導通部が耐熱性樹脂層側の面に設けられていることにも限定されない。2枚のラミネート外装材の端部をずらして重ねると熱可塑性樹脂層が外装体の外面に露出するので、熱可塑性樹脂層側の面に外側導通部を設けることができる。一方、電池要素室内に臨む内側導通部は熱可塑性樹脂層側の面に設けなければならない。従って、タブリードのない蓄電デバイスの外装体に使用するラミネート外装材は、耐熱性樹脂層側の面および熱可塑性樹脂層側の面の両方に易剥離部が設けられているか、熱可塑性樹脂側の面に複数の易剥離部が設けられていることが条件になる。
[ラミネート外装材および蓄電デバイスの構成材料]
本発明はラミネート外装材の材料を限定するものではないが、好ましい材料として以下の材料を挙げることができる。
(金属箔)
前記金属箔11は、ラミネート外装材1、2に酸素や水分の侵入を阻止するガスバリア性を付与する役割を担うものである。また、金属箔11を導通部としてとして利用する場合は、導電性の良い金属箔を使用する。例えば、アルミニウム箔、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔、あるいはこれのクラッド箔、これらの焼鈍箔または未焼鈍箔等が挙げられる。また、ニッケル、錫、銅、クロム等の導電性金属でめっきした金属箔、たとえばめっきしたアルミニウム箔を用いることも好ましい。また、前記金属箔11の厚さは7〜150μmが好ましい。
Moreover, when utilizing the metal foil of a laminate exterior material as a conduction | electrical_connection part of an electrical storage device, it is not limited to the conduction | electrical_connection part of the outer surface of an exterior body being provided in the surface at the side of a heat resistant resin layer. Since the thermoplastic resin layer is exposed on the outer surface of the exterior body when the end portions of the two laminated exterior materials are shifted and overlapped, the outer conductive portion can be provided on the surface on the thermoplastic resin layer side. On the other hand, the inner conductive portion facing the battery element chamber must be provided on the surface on the thermoplastic resin layer side. Therefore, the laminate exterior material used for the exterior body of the electricity storage device without tab leads is provided with an easily peelable portion on both the heat-resistant resin layer side surface and the thermoplastic resin layer side surface, or on the thermoplastic resin side surface. The condition is that a plurality of easily peelable portions are provided on the surface.
[Constituent materials for laminate exterior materials and electricity storage devices]
Although this invention does not limit the material of a laminate exterior material, the following materials can be mentioned as a preferable material.
(Metal foil)
The
また、前記金属箔11には化成皮膜が形成されているのが好ましい。前記化成皮膜は、金属箔の表面に化成処理を施すことによって形成される皮膜であり、このような化成処理が施されていることによって、内容物(電解液等)による金属箔表面の腐食を十分に防止できる。例えば、次のような処理を行うことによって、金属箔に化成処理を施す。即ち、脱脂処理を行った金属箔の表面に、
1)リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
2)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸およびクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
3)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂およびフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸およびクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
フッ化物の金属塩およびフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
上記1)〜3)のうちのいずれかの水溶液を金属箔の表面に塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。
The
1) phosphoric acid;
Chromic acid,
An aqueous solution of a mixture comprising at least one compound selected from the group consisting of a metal salt of fluoride and a non-metal salt of fluoride; 2) phosphoric acid;
At least one resin selected from the group consisting of acrylic resins, chitosan derivative resins and phenolic resins;
An aqueous solution of a mixture comprising at least one compound selected from the group consisting of chromic acid and a chromium (III) salt, 3) phosphoric acid,
At least one resin selected from the group consisting of acrylic resins, chitosan derivative resins and phenolic resins;
At least one compound selected from the group consisting of chromic acid and a chromium (III) salt;
An aqueous solution of a mixture comprising at least one compound selected from the group consisting of a metal salt of fluoride and a nonmetal salt of fluoride, and coating the surface of the metal foil with any one of the above aqueous solutions 1) to 3) After the process, chemical conversion treatment is performed by drying.
前記化成皮膜は、クロム付着量(片面当たり)として0.1mg/m2〜50mg/m2が好ましく、特に2mg/m2〜20mg/m2が好ましい。
(耐熱性樹脂層)
耐熱性樹脂層13を構成する耐熱性樹脂としては、熱封止する際の熱封止温度で溶融しない耐熱性樹脂を用いる。前記耐熱性樹脂としては、前記熱可塑性樹脂層15を構成する熱可塑性樹脂の融点より10℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、熱可塑性樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。例えば、延伸ポリアミドフィルム(延伸ナイロンフィルム等)または延伸ポリエステルフィルムを用いるのが好ましい。中でも、二軸延伸ポリアミドフィルム(二軸延伸ナイロンフィルム等)、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムまたは二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルムを用いるのが特に好ましい。なお、前記耐熱性樹脂層13は単層で形成されていても良いし、或いは、例えば延伸ポリエステルフィルム/延伸ポリアミドフィルムからなる複層(延伸PETフィルム/延伸ナイロンフィルムからなる複層等)で形成されていても良い。前記耐熱性樹脂層13の厚さは20μm〜100μmが好ましい。
The conversion coating, chromium coating weight preferably is 0.1mg / m 2 ~50mg / m 2 as a (per one surface), in particular 2mg / m 2 ~20mg / m 2 preferred.
(Heat resistant resin layer)
As the heat resistant resin constituting the heat
また、前記耐熱性樹脂層13を貼り合わせる第一接着剤層12を構成する接着剤は、ポリエステルウレタン系接着剤およびポリエーテルウレタン系接着剤からなる群より選ばれる少なくとも1種の接着剤を用いるのが好ましい。前記第一接着剤層12の厚さは、0.5μm〜5μmに設定されるのが好ましい。
(熱可塑性樹脂層)
熱可塑性樹脂層15を構成する熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも1種の熱可塑性樹脂からなる未延伸フィルムにより構成されるのが好ましい。前記熱可塑性樹脂層15の厚さは20μm〜150μmに設定されるのが好ましい。
Moreover, the adhesive which comprises the 1st
(Thermoplastic resin layer)
The thermoplastic resin constituting the
また、前記熱可塑性樹脂層15を貼り合わせる第二接着剤層14を構成する接着剤は、フィン系接着剤により形成された層であるのが好ましい。2液硬化型のオレフィン系接着剤を用いた場合には、電解液による膨潤で接着性が低下するのを十分に防止できる。前記第二接着剤層14の厚さは、0.5μm〜5μmに設定されるのが好ましい。
(電池要素)
前記電池要素70において、正極側金属箔71は厚さ7〜50μmの硬質または軟質のアルミニウム箔が好ましく用いられ、負極側金属箔72は厚さ7〜50μmの銅箔が好ましく用いられ、他にアルミニウム箔やチタン箔、ステンレス箔を使用することができる。また、セパレーター73としては、ポリエチレン製セパレーター、ポリプロピレン製セパレーター、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとからなる複層フィルムで形成されるセパレーター、あるいはこれの樹脂製セパレーターにセラミック等の耐熱無機物を塗布した湿式または乾式の多孔質フィルムで構成されるセパレーター等が挙げられる。前記セパレーター73の厚さは、5μm〜50μmに設定されるのが好ましい。
Moreover, it is preferable that the adhesive which comprises the 2nd
(Battery element)
In the
前記電池要素75において、正極活物質部76は、例えば、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、SBR(スチレンブタジエンゴム)、CMC(カルボキシメチルセルロースナトリウム塩など)、PAN(ポリアクリロニトリル)等のバインダーに、塩(例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム等)を添加した混合組成物などで形成される。前記正極活物質部76の厚さは、2μm〜300μmに設定されるのが好ましい。さらに、前記正極活物質部76には、カーボンブラック、CNT(カーボンナノチューブ)等の導電補助剤を含有させてもよい。また、負極活物質部77として、例えば、PVDF、SBR、CMC、PAN等のバインダーに、添加物(例えば、黒鉛、チタン酸リチウム、Si系合金、スズ系合金等)を添加した混合組成物等で形成される。前記負極活物質部77の厚さは、1μm〜300μmに設定されるのが好ましい。さらに、前記負極活物質部77には、カーボンブラック、CNT(カーボンナノチューブ)等の導電補助剤を含有させてもよい。
In the
また、いずれのタイプの電池要素70、75においても、セパレーター73としては、ポリエチレン製セパレーター、ポリプロピレン製セパレーター、ポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとからなる複層フィルムで形成されるセパレーター、あるいはこれの樹脂製セパレーターにセラミック等の耐熱無機物を塗布した湿式または乾式の多孔質フィルムで構成されるセパレーター等を好ましく使用できる。
In any type of
本発明はのラミネート外装材は、樹脂層の一部を除去して金属箔を露出する外装体材料として好適に使用できる。 The laminate exterior material of the present invention can be suitably used as an exterior body material in which a part of the resin layer is removed to expose the metal foil.
1、2…ラミネート外装材
3、4…蓄電デバイス
11…金属箔
12…第一接着剤層
12a、14a…接着剤未塗布部
13…耐熱性樹脂層
14…第二接着剤層
15…熱可塑性樹脂層
16…活物質部
20、22…切り取り線
21、23…易剥離部
24、25…金属箔露出部
30、31…外装体
40…本体(ラミネート外装材)
43、100…第一内側導通部
44、103…第一外側導通部
50…蓋体(ラミネート外装材)
51、101…第二内側導通部
52、105…第二外側導通部
60、62…電池要素室
61、63…熱封止部
70、75…電池要素
71…正極箔(正極要素)
72…負極箔(負極要素)
73…セパレーター
76…正極活物質部(正極要素)
77…負極活物質部(負極要素)
DESCRIPTION OF
43, 100 ... first inner conducting
51, 101 ... second inner conducting
72 ... Negative electrode foil (negative electrode element)
73 ...
77 ... Negative electrode active material part (negative electrode element)
Claims (5)
金属箔の第一の面に耐熱性樹脂層が貼り合わされ第二の面に熱可塑性樹脂層が貼り合わされた2つのラミネート外装材が熱可塑性樹脂層を内側にして向かい合い、これらの間に前記電池要素を収納する電池要素室が、前記熱可塑性樹脂層が融着して封止されることにより形成されている外装体とを備え、
前記ラミネート外装材が、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載されたラミネート外装材の電池要素室内に臨む易剥離部が除去され、外装体の外面に設けられた易剥離部が除去されずに残っている外装材であり、
前記電池要素室内において、それぞれのラミネート外装材の金属箔と正極要素および負極要素とが導通していることを特徴とする蓄電デバイス。
A battery element having a positive electrode element, a negative electrode element, and a separator disposed therebetween,
Two laminate sheathing materials in which a heat-resistant resin layer is bonded to the first surface of the metal foil and a thermoplastic resin layer is bonded to the second surface face each other with the thermoplastic resin layer inside, and the battery A battery element chamber for housing the element, and an exterior body formed by fusing and sealing the thermoplastic resin layer,
The easily peelable portion provided on the outer surface of the exterior body is removed by removing the easily peelable portion facing the battery element chamber of the laminate exterior material according to any one of claims 1 to 4. It is the exterior material that remains without being removed,
In the battery element chamber, the metal foil of each laminate exterior material is electrically connected to the positive electrode element and the negative electrode element.
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