JP2019061938A - 蓄電デバイス用外装材、蓄電デバイス用外装ケース及び蓄電デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
前記熱融着性樹脂層は、外装材の最内層を形成する第1熱融着性樹脂層と、該第1熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された第2熱融着性樹脂層と、該第2熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された又は前記金属箔層側に配置された第3熱融着性樹脂層と、を含む3層以上の積層体からなり、
前記第1熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体と、滑剤と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第1樹脂組成物からなり、前記第1樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第1樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が1000ppm〜6000ppmの範囲であり、
前記第2熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するブロック共重合体と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第2樹脂組成物からなり、前記第2樹脂組成物における前記ブロック共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第2樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が0ppmを超えて100ppm以下であり、
前記第3熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体を含有する第3樹脂組成物からなり、前記第3樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。
前記熱融着性樹脂層は、外装材の最内層を形成する第1熱融着性樹脂層と、該第1熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された第2熱融着性樹脂層と、該第2熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された又は前記金属箔層側に配置された第3熱融着性樹脂層と、を含む3層以上の積層体からなり、
前記第1熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体と、滑剤と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第1樹脂組成物からなり、前記第1樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第1樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が1000ppm〜6000ppmの範囲であり、
前記第2熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するブロック共重合体を含有し、非相溶粒子を含有しない第2樹脂組成物からなり、前記第2樹脂組成物における前記ブロック共重合体の含有率が50質量%以上であり、
前記第3熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体を含有する第3樹脂組成物からなり、前記第3樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。
前記第1熱融着性樹脂層の厚さは、前記熱融着性樹脂層の全体厚さの5%〜30%である前項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
前項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材および前項7に記載の蓄電デバイス用外装ケースからなる群より選ばれる1種または2種の外装部材とを備え、
前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
1)リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩及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及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、
クロム酸及びクロム(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及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、
クロム酸及びクロム(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、
フッ化物の金属塩及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塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。
厚さ35μmのアルミニウム箔4の両面に、リン酸、ポリアクリル酸(アクリル系樹脂)、クロム(III)塩化合物、水、アルコールからなる化成処理液を塗布した後、180℃で乾燥を行って、化成皮膜を形成した。この化成皮膜のクロム付着量は片面当たり10mg/m2であった。
第1熱融着性樹脂層(最内層)7および第3熱融着性樹脂層9におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを1000ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第1熱融着性樹脂層(最内層)7および第3熱融着性樹脂層9におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを6000ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径3.0μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径4.0μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径0.5μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるエルカ酸アミド含有率1000ppmを6000ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるエルカ酸アミド含有率1000ppmを400ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第1熱融着性樹脂層7および第3熱融着性樹脂層9におけるエルカ酸アミド含有率1000ppmを3000ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第1熱融着性樹脂層7および第3熱融着性樹脂層9におけるエルカ酸アミド含有率1000ppmを50ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第1熱融着性樹脂層7の厚さ4.5μmを1.0μmに変更し、第3熱融着性樹脂層9の厚さ4.5μmを8.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第1熱融着性樹脂層7の厚さ4.5μmを10μmに変更し、第2熱融着性樹脂層8の厚さ21μmを16μmに変更し、第3熱融着性樹脂層9の厚さ4.5μmを4.0μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率50ppmを75ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率50ppmを25ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率50ppmを0ppmに変更した(非相溶粒子を非含有とした)以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径2.0μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径1.0μmの炭酸バリウム粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径1.0μmのアクリル樹脂ビーズ(粒子)を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
滑剤として、エルカ酸アミドに代えて、ベヘン酸アミドを用いた以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第3熱融着性樹脂層9におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを50ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第3熱融着性樹脂層9におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを0ppmに変更した(非相溶粒子を非含有とした)以外は、実施例1と同様にして、図1に示す構成の蓄電デバイス用外装材1を得た。
第2熱融着性樹脂層8におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率50ppmを150ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
第1熱融着性樹脂層(最内層)7におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを800ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
第1熱融着性樹脂層(最内層)7におけるシリカ粒子(非相溶粒子)の含有率2000ppmを6500ppmに変更した以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
シーラントフィルム3として、エチレン−プロピレンランダム共重合体、1000ppmのエルカ酸アミド(滑剤)、2000ppmのシリカ粒子(平均粒子径1.0μm;非相溶粒子)を含有してなる厚さ30μmの熱融着性樹脂無延伸フィルム(単層)を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
シーラントフィルム3として、エチレン−プロピレンブロック共重合体、1000ppmのエルカ酸アミド(滑剤)、50ppmのシリカ粒子(平均粒子径1.0μm;非相溶粒子)を含有してなる厚さ30μmの熱融着性樹脂無延伸フィルム(単層)を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
第1熱融着性樹脂層7の厚さ4.5μmを10μmに変更し、第2熱融着性樹脂層8の厚さ21μmを10μmに変更し、第3熱融着性樹脂層9の厚さ4.5μmを10μmに変更し、第2熱融着性樹脂層8を構成する樹脂として、エチレン−プロピレンブロック共重合体に代えて、エチレン−プロピレンランダム共重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径0.2μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
非相溶粒子として、平均粒子径1.0μmのシリカ粒子に代えて、平均粒子径5.0μmのシリカ粒子を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
上記のようにして得られた各蓄電デバイス用外装材の第1熱融着性樹脂層(最内層)7の表面7aの算術平均平均高さ(Sa)を次のようにして求めた。即ち、日立ハイテクノロジーズ株式会社製の走査型白色干渉顕微鏡VS1330を用いて、対物レンズ:5倍、中間レンズ:1倍、カメラ:1/3”の条件で5倍単視野(938mm×703mm)で、前記外装材1の最内層7の表面7aの算術平均高さ(Sa)を求めた。
成形深さフリーのストレート金型を用いて外装材に対し下記成形条件で深絞り1段成形を行い、各成形深さ(9.0mm、8.5mm、8.0mm、7.5mm、7.0mm、6.5mm、6.0mm、5.5mm、5.0mm、4.5mm、4.0mm、3.5mm、3.0mm、2.5mm、2.0mm)毎に成形性を評価し、コーナー部にピンホールが全く発生しない良好な成形を行うことができる最大成形深さ(mm)を調べ、下記判定基準に基づいて成形性を評価した。なお、ピンホールの有無は、ピンホールを透過してくる透過光の有無を目視により観察することにより調べた。
(成形条件)
成形型…パンチ:33.3mm×53.9mm、ダイ:80mm×120mm、コーナーR:2mm、パンチR:1.3mm、ダイR:1mm
しわ押さえ圧…ゲージ圧:0.475MPa、実圧(計算値):0.7MPa
材質…SC(炭素鋼)材、パンチRのみクロムメッキ。
(判定基準)
「◎」…ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが7.0mm以上である
「○」…ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが5.0mm以上7.0mm未満である
「×」…ピンホール及び割れが発生しない最大成形深さが5.0mm未満である。
アルミニウム箔4に接着積層する前のシーラントフィルム3単体を準備し、JIS K7136−2000に準拠してヘーズメーター(株式会社村上色彩技術研究所製「HM−150」)を用いてヘーズ率(ヘイズ率)を測定し、下記判定基準に基づいて評価した。
(判定基準)
「◎」…ヘーズ率が3%未満である(デラミネーション等の欠陥有無検査の視認性に優れる)
「○」…ヘーズ率が3%以上10%未満である(デラミネーション等の欠陥有無検査の視認性が良好である)
「×」…ヘーズ率が10%以上である(デラミネーション等の欠陥有無検査の視認性が悪い)。
各蓄電デバイス用外装材から縦600mm×横100mmの矩形状の試験片を切り出した後、得られた試験片を内側層3面(即ち最内層の表面7a)を上側にして試験台の上に載置し、この試験片の上面に、黒色のウェスが巻き付けられて表面が黒色を呈しているSUS製錘(質量1.3kg、接地面の大きさが55mm×50mm)を載せた状態で、該錘を試験片の上面と平行な水平方向に引張速度4cm/秒で引っ張ることによって錘を試験片の上面に接触状態で長さ400mmにわたって引張移動させた。引張移動後の錘の接触面のウェス(黒色)を目視で観察し、ウェス(黒色)の表面に白粉が顕著に生じていたものを「×」とし、白粉が僅かに生じていたに過ぎないものを「○」とし、白粉が殆どないか又は白粉が認められなかったものを「◎」とした。なお、上記黒色のウェスとしては、TRUSCO社製「静電気除去シートS SD2525 3100」を使用した。
・リチウム2次電池(リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)などの蓄電デバイス
・リチウムイオンキャパシタ
・電気2重層コンデンサ
等の各種蓄電デバイスの外装材として用いられる。また、本発明に係る蓄電デバイスは、上記例示した蓄電デバイスの他、全固体電池も含む。
2…基材層(外側層)
3…熱融着性樹脂層(内側層)
4…金属箔層
7…第1熱融着性樹脂層(最内層)
8…第2熱融着性樹脂層
9…第3熱融着性樹脂層
10…外装ケース
15…外装部材
30…蓄電デバイス
31…蓄電デバイス本体部
Claims (8)
- 外側層としての基材層と、内側層としての熱融着性樹脂層と、これら両層間に配置された金属箔層と、を含む蓄電デバイス用外装材であって、
前記熱融着性樹脂層は、外装材の最内層を形成する第1熱融着性樹脂層と、該第1熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された第2熱融着性樹脂層と、該第2熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された又は前記金属箔層側に配置された第3熱融着性樹脂層と、を含む3層以上の積層体からなり、
前記第1熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体と、滑剤と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第1樹脂組成物からなり、前記第1樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第1樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が1000ppm〜6000ppmの範囲であり、
前記第2熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するブロック共重合体と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第2樹脂組成物からなり、前記第2樹脂組成物における前記ブロック共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第2樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が0ppmを超えて100ppm以下であり、
前記第3熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体を含有する第3樹脂組成物からなり、前記第3樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。 - 外側層としての基材層と、内側層としての熱融着性樹脂層と、これら両層間に配置された金属箔層と、を含む蓄電デバイス用外装材であって、
前記熱融着性樹脂層は、外装材の最内層を形成する第1熱融着性樹脂層と、該第1熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された第2熱融着性樹脂層と、該第2熱融着性樹脂層における前記金属箔層側の面に積層された又は前記金属箔層側に配置された第3熱融着性樹脂層と、を含む3層以上の積層体からなり、
前記第1熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体と、滑剤と、平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子と、を含有する第1樹脂組成物からなり、前記第1樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であり、前記第1樹脂組成物における前記非相溶粒子の含有率が1000ppm〜6000ppmの範囲であり、
前記第2熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するブロック共重合体を含有し、非相溶粒子を含有しない第2樹脂組成物からなり、前記第2樹脂組成物における前記ブロック共重合体の含有率が50質量%以上であり、
前記第3熱融着性樹脂層は、共重合成分としてプロピレン及びプロピレンを除く他の共重合成分を含有するランダム共重合体を含有する第3樹脂組成物からなり、前記第3樹脂組成物における前記ランダム共重合体の含有率が50質量%以上であることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。 - 前記第3樹脂組成物は、非相溶粒子を含有しない組成である、又は平均粒子径が0.5μm〜4μmの非相溶粒子を0ppmを超えて6000ppm以下含有する組成である請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記第1熱融着性樹脂層の内側の表面の算術平均高さ(Sa)が50nm〜200nmである請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記第1樹脂組成物における前記滑剤の含有率が100ppm〜2000ppmであり、前記第2樹脂組成物は、さらに滑剤を含有し、該第2樹脂組成物における滑剤の含有率が500ppm〜5000ppmである請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記熱融着性樹脂層は、前記第1熱融着性樹脂層、前記第2熱融着性樹脂層および前記第3熱融着性樹脂層からなり、
前記第1熱融着性樹脂層の厚さは、前記熱融着性樹脂層の全体厚さの5%〜30%である請求項1〜5のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材の成形体からなる蓄電デバイス用外装ケース。
- 蓄電デバイス本体部と、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材および請求項7に記載の蓄電デバイス用外装ケースからなる群より選ばれる1種または2種の外装部材とを備え、
前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
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