JP2020027797A - Pouch type secondary battery case with enhanced safety - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パウチ型二次電池ケースに係り、さらに詳しくは、電解質との反応による反応生成物による影響なしに、二次電池の内部の水分やＨＦ（フッ化水素）を有効に取り除き、外部から水分が流れ込むことを遮断するパウチ型二次電池ケースに関する。 The present invention relates to a pouch type secondary battery case, and more specifically, to effectively remove moisture and HF (hydrogen fluoride) inside a secondary battery without being affected by a reaction product due to a reaction with an electrolyte. The present invention relates to a pouch-type secondary battery case that blocks moisture from flowing from the battery.
リチウム二次電池としては、モバイル機器、電気自動車などに対応して、薄肉であり、形状が変形し易く、製造コストが安価である他、重量の小さなパウチ型電池が多用されている。リチウム二次電池は、活物質または電解質の中に微量の水分が存在するか、あるいは、酷い場合は、ケースの外部から水分が流れ込むことがある。このような水分が存在すれば、充電過程の電位エネルギーによって水分と電解質との反応でガスが生じて、電池セルが膨らむというスウェリング現象が起こる。特に、ＬｉＰＦ６リチウム塩は、水分と反応して強酸であるＨＦを形成してしまうが、形成されたＨＦは、電池の外皮の金属箔（例えば、アルミニウム箔）を腐食させて隙間の形成を誘起して水分が流れ込み、流れ込まれた水分が電解質と反応してガスが生じて電池が膨らむ。前記電池が膨らむと、これは、電池の寿命を低下させる原因となり、酷い場合は、発火のリスクがある。この理由から、ケースの内部に存在する水分及びＨＦを取り除くことを余儀なくされる。 As a lithium secondary battery, a pouch type battery which is thin, easily deformed in shape, inexpensive in manufacturing cost, and small in weight is widely used for mobile devices, electric vehicles and the like. In a lithium secondary battery, a small amount of water is present in an active material or an electrolyte, or in a severe case, water may flow from the outside of a case. If such moisture is present, a gas is generated by the reaction between the moisture and the electrolyte due to the potential energy during the charging process, and a swelling phenomenon in which the battery cell expands occurs. In particular, LiPF 6 lithium salt reacts with moisture to form HF which is a strong acid, and the formed HF corrodes the metal foil (eg, aluminum foil) on the outer skin of the battery to reduce the formation of gaps. The water is induced to flow, and the flowed water reacts with the electrolyte to generate gas, and the battery expands. When the battery swells, this causes a reduction in the life of the battery, and in severe cases, there is a risk of fire. For this reason, it is necessary to remove moisture and HF present inside the case.
水分とＨＦを取り除くために、特開２００８−２３５２５６号公報は、水分及びＨＦ吸収物質を含む吸収シートを提示している。特に、同特許の図１２及び図１３を参照すると、ケースの端縁領域に吸収シートが挿入された構造を採択している。ところが、同特許において、前記吸収シートの水分及びＨＦ吸収物質が電解質と反応して生じた反応生成物は、電池の動作不良の原因となる。また、前記電解質は、前記吸収シートと接着層との間の側面に浸透して、前記ケースの貼り合わせられた部分が引き離されることがある。さらに、同特許のように、吸収シートで電池の内部の電極構造体を包み込む場合、吸収シートの厚さに見合う分だけ電極構造体の厚さが減少して、電池の容量が減り、しかも、性能が低下してしまう。なお、リードタブの位置する部分に吸収シートをさらに挿入する場合、リードタブ付き部分とリードタブ無し部分との高さ差が大きいが故に、シールが正常に行われない虞がある。 In order to remove moisture and HF, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-235256 proposes an absorbent sheet containing moisture and an HF absorbent. In particular, referring to FIGS. 12 and 13 of the patent, a structure in which an absorbent sheet is inserted in the edge region of the case is adopted. However, in the patent, a reaction product generated by the reaction of the moisture and the HF-absorbing substance of the absorbing sheet with the electrolyte causes a malfunction of the battery. Further, the electrolyte may penetrate into a side surface between the absorbent sheet and the adhesive layer, and a bonded portion of the case may be separated. Further, when the electrode structure inside the battery is wrapped by the absorbing sheet as in the same patent, the thickness of the electrode structure is reduced by an amount corresponding to the thickness of the absorbing sheet, and the capacity of the battery is reduced. Performance will be reduced. When the absorbent sheet is further inserted into the portion where the lead tab is located, the sealing may not be performed properly because the height difference between the portion with the lead tab and the portion without the lead tab is large.
本発明が解決しようとする課題は、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続け、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、ＨＦ及び外部から流れ込む水分を遮断する安全性が向上したパウチ型二次電池ケースを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to prevent the battery from malfunctioning due to the reaction product generated by the reaction with the electrolyte, keep the case bonded, and affect the thickness of the electrode structure. It is an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery case with improved safety for blocking moisture existing inside the case and HF and moisture flowing from the outside.
本発明の課題を達成するための安全性が向上したパウチ型二次電池ケースは、ケースをなす上及び下ケースは、層構造が互いに対称となる形状を有し、前記層構造は、収納領域及び端縁領域の全体にまたがっており、前記層構造は、第１の貼合層、吸収層及び外皮が積層されてなり、前記吸収層及び前記外皮の間には、第２の貼合層または接着剤層のうちのどちらか一方またはそれらが組み合わせられた層が配置され、前記第１の貼合層は、前記収納領域では電極構造体に臨んでおり、前記端縁領域では貼合部をなし、前記吸収層は、吸水剤または吸水剤／ＨＦ吸収剤のうちのどちらか一方を含む層構造をなす。 In order to achieve the object of the present invention, a pouch-type secondary battery case with improved safety has an upper and lower case forming a case in which the layer structure is symmetrical to each other, and the layer structure has a storage area. And the entire edge region, wherein the layer structure is formed by laminating a first bonding layer, an absorbing layer, and an outer skin, and a second bonding layer is provided between the absorbing layer and the outer skin. Alternatively, one of the adhesive layers or a layer obtained by combining them is disposed, and the first bonding layer faces the electrode structure in the storage region, and the bonding portion in the edge region. And the absorption layer has a layer structure including one of a water absorbing agent and a water absorbing agent / HF absorbent.
本発明のケースにおいて、前記吸収層は、前記吸水剤を含む吸水層の単層または積層、前記吸水層と前記ＨＦ吸収剤を含むＨＦ吸収層との積層、前記吸水剤及び前記ＨＦ吸収剤を両方とも含む複合吸収層の単層または積層、前記複合吸収層と前記吸水層との積層、前記複合吸収層と前記ＨＦ吸収層との積層のうちから選ばれたいずれか一つの層構造をなしてもよい。 In the case of the present invention, the absorbing layer is a single layer or a laminated layer of the water absorbing layer containing the water absorbing agent, a laminated layer of the water absorbing layer and the HF absorbing layer containing the HF absorbing agent, the water absorbing agent and the HF absorbing agent. A single layer structure or a laminated layer of a composite absorbing layer containing both, a laminated structure of the composite absorbing layer and the water absorbing layer, a laminated structure of the composite absorbing layer and the HF absorbing layer is formed. You may.
好適な本発明のケースにおいて、前記吸水層または前記複合吸収層またはそれらが組み合わせられた層は、吸水速度の異なる層が積層されてもよい。前記収納領域側の前記吸水速度は、前記収納領域の反対側の前記吸水速度よりも大きいことが好ましい。同じ材質の吸水剤における前記吸水剤の含量は、前記収納領域側の方が前記収納領域の反対側よりも多い方がよい。前記吸水層は、前記吸水速度を異にする領域に仕切られてもよい。 In a preferred case of the present invention, the water-absorbing layer, the composite absorbing layer, or a combination thereof may be a stack of layers having different water-absorbing rates. It is preferable that the water absorption rate on the storage area side is higher than the water absorption rate on the opposite side of the storage area. It is preferable that the content of the water-absorbing agent in the water-absorbing agent of the same material is larger on the storage area side than on the opposite side of the storage area. The water absorption layer may be partitioned into regions having different water absorption rates.
本発明のケースにおいて、前記第１の貼合層は、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）のうちのいずれか一種またはそれらの共重合体からなってもよい。前記第１の貼合層は、極性の官能基を含有するオレフィンオリゴマー、アイオノマー樹脂、ポリビニールクロリド（ＰＶＣ）、ポリビニールアセテート（ＰＶＡｃ）、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニールアセテート（ＰＶＡｃ）とポリビニールアルコール（ＰＶＡ）との共重合体のうちから選ばれたいずれか一種またはそれらの混合物を含んでいてもよい。 In the case of the present invention, the first bonding layer may be made of any one of unstretched polypropylene (CPP), polypropylene (PP), polyethylene (PE) or a copolymer thereof. The first bonding layer is composed of a polar functional group-containing olefin oligomer, an ionomer resin, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinyl acetate (PVAc). Any one selected from copolymers with polyvinyl alcohol (PVA) or a mixture thereof may be included.
好適な本発明のケースにおいて、前記接着剤層には、前記ケースの内部に起因する水分またはケースの外部から流れ込む水分またはケースの内部に起因するＨＦのうちの少なくともいずれか一つを吸収する吸水剤またはＨＦ吸収剤のうちの少なくともどちらか一方が分散されてもよい。前記外皮を構成する金属箔は、ＨＦによる腐食を防止するためのＨＦ腐食防止層を備えていてもよい。 In a preferable case of the present invention, the adhesive layer absorbs at least one of moisture caused by the inside of the case, moisture flowing from the outside of the case, and HF caused by the inside of the case. At least one of the agent and the HF absorbent may be dispersed. The metal foil constituting the outer skin may include an HF corrosion prevention layer for preventing corrosion by HF.
本発明の安全性が向上したパウチ型二次電池ケースによれば、電解質と直接的に接触することなく水分を吸収する層構造を備えることにより、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続ける。なお、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、ＨＦ及び外部から流れ込む水分を遮断する。 According to the pouch-type secondary battery case with improved safety of the present invention, by providing a layer structure that absorbs moisture without directly contacting the electrolyte, a reaction product generated by a reaction with the electrolyte is provided. Continue to hold the case together without battery malfunction. In addition, without affecting the thickness of the electrode structure, the water existing inside the case and the water flowing from the HF and the outside are shut off.
以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、後述する実施形態は、異なる様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記において詳述される実施形態に限定されることはない。本発明の実施形態は、当分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に知らせるために提供されるものである。一方、図面において、膜（層、パターン）及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されてもよい。なお、膜（層、パターン）が他の膜（層、パターン）の上、上部、下部、一方の面にあると言及された場合、他の膜（層、パターン）に直接的に形成されてもよく、または、これらの間に他の膜（層、パターン）が介在されてもよい。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below can be modified into various different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described in detail below. The embodiments of the present invention are provided to make those skilled in the art completely more aware of the present invention. On the other hand, in the drawings, the thickness of films (layers, patterns) and regions may be exaggerated for clarity. When a film (layer, pattern) is referred to as being on, above, below, or on one side of another film (layer, pattern), it is directly formed on the other film (layer, pattern). Or other films (layers, patterns) may be interposed between them.
本発明の実施形態は、電解質と直接的に接触することなく水分を吸収する層構造を備えることにより、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続け、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、ＨＦ及び外部から流れ込む水分を遮断するパウチ型二次電池ケースを提示する。このために、水分及びＨＦを吸収可能な層構造を有するケースについて具体的に説明し、前記層構造により水分及びＨＦが吸収される過程について詳しく説明する。なお、電解質との反応による反応生成物が収納領域に散布されない過程について詳しく説明する。電池の水分は、電解質との反応でガスが生じ、ＬｉＰＦ６リチウム塩と反応してＨＦを生成する。この理由から、リチウム二次電池は、水分及びＨＦを両方とも取り除くことが好ましい。 The embodiment of the present invention includes a layer structure that absorbs moisture without directly contacting the electrolyte, so that a reaction product generated by a reaction with the electrolyte does not cause a malfunction of the battery, and the Provided is a pouch type secondary battery case that keeps bonding and blocks moisture existing inside the case and HF and moisture flowing from the outside without affecting the thickness of the electrode structure. For this purpose, a case having a layer structure capable of absorbing moisture and HF will be specifically described, and a process of absorbing moisture and HF by the layer structure will be described in detail. The process in which the reaction product by the reaction with the electrolyte is not sprayed to the storage area will be described in detail. The water in the battery generates a gas by reaction with the electrolyte, and reacts with the lithium salt of LiPF 6 to generate HF. For this reason, the lithium secondary battery preferably removes both moisture and HF.
図１は、本発明の実施形態によるパウチ型二次電池ケースを説明するための分解斜視図である。但し、厳密な意味の図面を表現したわけではなく、説明のしやすさのために、図示しない構成要素があり得る。 FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a pouch type secondary battery case according to an embodiment of the present invention. However, the drawings are not shown in a strict sense, and there may be components not shown for ease of explanation.
図１によれば、パウチ型二次電池１００は、上及び下ケース１０ａ、１０ｂからなるケース１０及び電極構造体２０を備える。ケース１０は、電極構造体２０が収納される空間を提供する収納領域Ａ、上及び下ケース１０ａ、１０ｂが貼り合わせられる端縁領域Ｂと、に仕切られる。本発明の実施形態によるケース１０の詳しい構造については、今後、図２に基づいて詳しく説明する。電極構造体２０は、正極、セパレーター及び負極を一つの単位として複数が積層され、電極構造体２０から延びた電極タブ２１は、電極リード２３に溶接やリベット（ｒｉｖｅｔ）などにより結合される。電極タブ２１は、電極リード２３を介して電極構造体２０から引き出されて外部端子と接続される。 According to FIG. 1, the pouch-type secondary battery 100 includes a case 10 including upper and lower cases 10 a and 10 b and an electrode structure 20. The case 10 is partitioned into a storage area A that provides a space in which the electrode structure 20 is stored, and an edge area B where the upper and lower cases 10a and 10b are bonded. The detailed structure of the case 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. A plurality of electrode structures 20 are stacked with a positive electrode, a separator, and a negative electrode as one unit, and the electrode tabs 21 extending from the electrode structure 20 are joined to the electrode leads 23 by welding, rivets, or the like. The electrode tab 21 is drawn out of the electrode structure 20 via the electrode lead 23 and is connected to an external terminal.
シール部２２は、電極リード２３を封止して、電極リード２３を経て電解質やガスが流出されないようにする。電極リード２３は、一般に、板状または棒状であり、電気伝導性を有する金属材質からなる。電極リード２３は、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）及びその合金のうちから選ばれたいずれか一種の金属から形成されてもよい。電極リード２３は、シール部２２との接着力の向上及び腐食の防止のために、クロム化合物、リン化合物などにより表面処理されてもよい。 The seal part 22 seals the electrode lead 23 so that the electrolyte and gas do not flow out through the electrode lead 23. The electrode lead 23 is generally plate-shaped or rod-shaped, and is made of a metal material having electrical conductivity. The electrode lead 23 may be formed of any one metal selected from aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), and an alloy thereof. The electrode lead 23 may be surface-treated with a chromium compound, a phosphorus compound, or the like in order to improve the adhesive strength with the seal portion 22 and prevent corrosion.
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切り取った断面図である。説明のし易さのために、一部は省略されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. Some parts have been omitted for ease of explanation.
図２によれば、ケース１０をなす上及び下ケース１０ａ、１０ｂは、層構造が互いに対称となる形状を有する。上ケース１０ａは、第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４及び外皮３５がこの順に積層されてなる。下ケース１０ｂは、第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４及び外皮３５がこの順に積層されてなる。このとき、上ケース１０ａの第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４及び外皮３５のそれぞれは、下ケース１０ｂの第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４及び外皮３５と同様である。 According to FIG. 2, the upper and lower cases 10a and 10b forming the case 10 have shapes in which the layer structures are symmetric with each other. The upper case 10a is formed by laminating a first bonding layer 30, an absorbing layer 31, a second bonding layer 32, an adhesive layer 33, an HF corrosion preventing layer 34, and a skin 35 in this order. The lower case 10b includes a first bonding layer 30, an absorbing layer 31, a second bonding layer 32, an adhesive layer 33, an HF corrosion preventing layer 34, and a skin 35, which are laminated in this order. At this time, each of the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion prevention layer 34, and the outer cover 35 of the upper case 10a is the first bonding layer of the lower case 10b. This is the same as the bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion preventing layer 34, and the outer skin 35.
第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４のそれぞれの厚さは、製造される二次電池の形状、用途などに応じて自由に定めることができ、本発明がこれに限定されることはないが、０．１〜５０μｍ、好ましくは、５〜１５μｍであってもよい。このとき、吸収層３１は吸収物質を含むため、他の層に比べて相対的に厚くてもよい。 The thickness of each of the first bonding layer 30, the absorption layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, and the HF corrosion prevention layer 34 depends on the shape, application, etc. of the secondary battery to be manufactured. The present invention is not limited to this, but may be 0.1 to 50 μm, preferably 5 to 15 μm. At this time, since the absorbing layer 31 contains an absorbing substance, it may be relatively thicker than other layers.
本発明の実施形態による第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３、ＨＦ腐食防止層３４及び外皮３５は、層構造に積層されて、ケース１０の収納領域Ａ及び端縁領域Ｂの全体にまたがっている。収納領域Ａに満たされている電解質は、第１の貼合層３０に直接的に接触し、吸収層３１とは直接的に接触しない。なぜならば、吸収層３１は、第１の貼合層３０により前記電解質と引き離されるためである。こうなると、電解質が吸収層３１の水分及びＨＦ吸収物質と反応して生成された反応生成物が収納領域Ａに散布されることを防止する。すなわち、前記電解質のＨＦや水分が第１の貼合層３０に浸透して吸収層３１の前記吸収物質と反応するとしても、反応生成物は吸収層３１に存在することになるため、収納領域Ａには存在しない。これにより、本発明の実施形態においては、反応生成物が収納領域Ａに散布して引き起こされる電池の動作不良を遮断することができる。 The first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion preventing layer 34, and the outer skin 35 according to the embodiment of the present invention are laminated in a layer structure, and Of the storage area A and the entire edge area B. The electrolyte filled in the storage area A directly contacts the first bonding layer 30 and does not directly contact the absorption layer 31. This is because the absorption layer 31 is separated from the electrolyte by the first bonding layer 30. In this case, the reaction product generated by the reaction of the electrolyte with the water and the HF absorbing substance in the absorbing layer 31 is prevented from being dispersed in the storage area A. That is, even if HF or moisture of the electrolyte permeates the first bonding layer 30 and reacts with the absorbing substance of the absorbing layer 31, the reaction product is present in the absorbing layer 31, so that the storage region A does not exist. Thereby, in the embodiment of the present invention, it is possible to block the operation failure of the battery caused by the reaction product being sprayed to the storage area A.
外皮３５は、基本的に、保護層及び金属箔を備える。前記保護層は、外部の環境から前記金属箔を保護する役割を果たし、厚さに比べて優れた引っ張り強度と耐候性などが求められる。前記保護層には、ポリエステル、延伸ナイロンフィルムなどが多用されている。前記金属箔は、湿気や空気の出入りを遮断するため、バリア層とも呼ばれる。前記金属箔としては、主としてアルミニウムが用いられ、アルミニウムは、ガスなどに対する遮断特性と薄膜状の加工を可能にする軟性を有し、しかも、安価である。いうまでもなく、前記保護層及び金属箔の材質は、本発明の範囲内において制限なしに適用可能である。外皮３５は、本発明の範囲内において絶縁、剥離などの機能を発揮する別途の層を種々に備えていてもよい。 The outer cover 35 basically includes a protective layer and a metal foil. The protective layer plays a role of protecting the metal foil from an external environment, and is required to have excellent tensile strength and weather resistance as compared with the thickness. For the protective layer, polyester, stretched nylon film and the like are frequently used. The metal foil is also called a barrier layer because it blocks moisture and air from entering and exiting. Aluminum is mainly used as the metal foil, and aluminum has a barrier property against gas and the like, a softness that enables thin film processing, and is inexpensive. It goes without saying that the materials of the protective layer and the metal foil can be applied without limitation within the scope of the present invention. The outer cover 35 may have various additional layers that perform functions such as insulation and peeling within the scope of the present invention.
上及び下ケース１０ａ、１０ｂの第１の貼合層３０は、収納領域Ａでは電極構造体２０に臨んでおり、端縁領域Ｂでは貼合部をなす。前記貼合部は、熱接着（ヒートシール）（ｈｅａｔ ｓｅａｌｉｎｇ）、乾式貼り合わせ（ドライラミネーション）（ｄｒｙ ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）などの公知の方式により互いに貼り合わせられる。第１の貼合層３０には、これに何ら限定されるものではないが、主として、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの低融点樹脂が用いられる。例えば、第１の貼合層３０は、ランダムポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリオレフィン（ＰＯ）及び熱可塑性エラストマー（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）を含んでなってもよい。ここで、ランダムポリプロピレン（ＰＰ）とは、ランダムコポリマー（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）またはランダムターポリマー（ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ）のことをいい、ランダムターポリマーが好適に用いられる。ランダムポリプロピレン（ＰＰ）は、溶融指数（ｇ／１０ｍｉｎ）が０．３〜３０であり、融点が１４５℃以上、好ましくは、１５０℃以上のポリプロピレン系の樹脂であればよい。変性ポリオレフィンは極性基を有するので、接着性シール性に優れた酸変性ポリオレフィンであってもよい。酸変性ポリオレフィンとは、無水マレイン酸などの酸をグラフト変性したポリオレフィンのことである。 The first bonding layer 30 of the upper and lower cases 10a and 10b faces the electrode structure 20 in the storage area A, and forms a bonding portion in the edge area B. The bonding parts are bonded to each other by a known method such as heat bonding (heat sealing) or dry bonding (dry lamination). The first bonding layer 30 is mainly made of, but not limited to, a low-melting resin such as unstretched polypropylene (CPP), polypropylene (PP), and polyethylene (PE). For example, the first bonding layer 30 may include random polypropylene (PP), modified polyolefin (PO), and a thermoplastic elastomer (elastomer). Here, the random polypropylene (PP) means a random copolymer (copolymer) or a random terpolymer, and a random terpolymer is preferably used. The random polypropylene (PP) has a melting index (g / 10 min) of 0.3 to 30 and a melting point of 145 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, as long as it is a polypropylene resin. Since the modified polyolefin has a polar group, it may be an acid-modified polyolefin excellent in adhesive sealability. The acid-modified polyolefin is a polyolefin obtained by graft-modifying an acid such as maleic anhydride.
熱可塑性エラストマーは、典型的な分子構造がトリブロック共重合体であり、特に、オレフィン系の熱可塑性エラストマーは、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂とオレフィン系（例えば：ＥＤＰＭ、エチレンプロピレンジエンモノマー）を主成分として結合した物質である。ポリオレフィン系のエラストマーは、軽質相にポリスチレンやポリプロピレン、軟質相にスチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＤＰＭ）を有する。オレフィン系の熱可塑性エラストマーは、オレフィン系の樹脂の含量に応じて、５０〜１２０℃の広い範囲において融点が調節可能である。 The thermoplastic elastomer has a typical molecular structure of a triblock copolymer. In particular, the olefin-based thermoplastic elastomer includes an olefin-based resin such as polyethylene or polypropylene and an olefin-based (eg, EDPM, ethylene propylene diene monomer). Is a substance bound as a main component. The polyolefin-based elastomer has polystyrene or polypropylene in the light phase and styrene-propylene rubber (EPR) and ethylene-propylene-diene rubber (EDPM) in the soft phase. The melting point of the olefin-based thermoplastic elastomer can be adjusted in a wide range of 50 to 120 ° C. depending on the content of the olefin-based resin.
熱可塑性エラストマーのゲル（ｇｅｌ）分率は、２０〜９０％であることが好ましい。ゲル分率が２０％未満では、架橋の度合いが不十分であり、熱融着するときにエラストマーが溶融する量が多過ぎる。ゲル分率が９０％を超えると、架橋の度合いが大き過ぎて接着性が悪くなる。本発明の第１の貼合層３０は、ランダムポリプロピレンとエラストマーを９５：５〜５０：５０の比率にて含有することが好ましい。エラストマーの含有量が上記の割合よりも低ければ、第１の貼合層３０の弾性率が低下する。エラストマーの含有量が上記の割合よりも多くなると、熱融着するときに流下する樹脂の量が余計に多くなる。ランダムポリプロピレンと熱可塑性エラストマーとの混合比は、８０：２０〜６０：４０であることがさらに好ましい。 The gel fraction of the thermoplastic elastomer is preferably 20 to 90%. If the gel fraction is less than 20%, the degree of crosslinking is insufficient, and the amount of the elastomer that is melted during heat fusion is too large. If the gel fraction exceeds 90%, the degree of crosslinking will be too large and the adhesiveness will be poor. The first bonding layer 30 of the present invention preferably contains random polypropylene and an elastomer at a ratio of 95: 5 to 50:50. If the content of the elastomer is lower than the above ratio, the elastic modulus of the first bonding layer 30 decreases. When the content of the elastomer is larger than the above ratio, the amount of the resin flowing down during the heat fusion becomes excessively large. The mixing ratio between the random polypropylene and the thermoplastic elastomer is more preferably from 80:20 to 60:40.
第１の貼合層３０は、従来とは異なり、吸収シートを挿入しないことから、従来に比べて工程を簡単にすることができる。従来には、吸収シートを挿入する工程が別途に求められていた。例えば、特開２００８−２３５２５６号公報の図１２及び図１３を参照すると、吸収シートをケースに配置する過程が必要である。しかしながら、本発明は、第１の貼合層３０、吸収層３１、第２の貼合層３２、接着剤層３３及び外皮３５の層構造を備える上及び下ケース１０ａ、１０ｂを互いに熱接着などで貼り合わせるので、工程が簡単である。このような熱接着などは、本発明の吸収層３１がない場合にも適用される一般的な方法である。 Since the first bonding layer 30 does not include an absorbent sheet unlike the related art, the process can be simplified as compared with the related art. Conventionally, a step of inserting an absorbent sheet has been separately required. For example, referring to FIGS. 12 and 13 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-235256, a process of disposing an absorbent sheet in a case is required. However, in the present invention, the upper and lower cases 10a and 10b having the layer structure of the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33 and the outer cover 35 are thermally bonded to each other. , The process is simple. Such a thermal bonding is a general method applied even when there is no absorption layer 31 of the present invention.
周知の如く、第１の貼合層３０をなす物質は、電解質に対して安定的な物質である。これにより、第１の貼合層３０は、収納領域Ａ及び端縁領域Ｂの全体にまたがっているが、たとえ電解質に晒されるとしても、第１の貼合層３０は、電解質によりダメージを受けない。なお、第１の貼合層３０を熱接着、ドライラミネーションなどで貼り合わせると、前記電解質がケース１０の外部に漏れ出ない程度の十分な接合力を有する。 As is well known, the material forming the first bonding layer 30 is a stable material with respect to the electrolyte. As a result, the first bonding layer 30 extends over the entire storage region A and the edge region B. However, even if the first bonding layer 30 is exposed to the electrolyte, the first bonding layer 30 is damaged by the electrolyte. Absent. Note that, when the first bonding layer 30 is bonded by heat bonding, dry lamination, or the like, the first bonding layer 30 has a sufficient bonding force such that the electrolyte does not leak out of the case 10.
吸収層３１は、第１の貼合層３０と同じ材質からなり、ケース１０の内部と外部の水分を吸収し、さらに、ＨＦを吸収するための層であって、これについては、今後、図３から図７に基づいて詳しく説明する。第２の貼合層３２は、吸収層３１を保護しながら貼り合わせ可能な物質からなり、第２の貼合層３２の材質は、第１の貼合層３０と同様である。場合によって、吸収層３１の保護が十分に行われている限り、第２の貼合層３２は備えなくても構わない。すなわち、第１の貼合層３０、吸収層３１及び第２の貼合層３２は、同種の材質であり、但し、吸収層３１には、水分またはＨＦまたはこれらを両方とも吸収するための吸収剤が分散されている点で相違点がある。 The absorbing layer 31 is made of the same material as the first bonding layer 30 and is a layer for absorbing moisture inside and outside the case 10 and for absorbing HF. This will be described in detail with reference to FIGS. The second bonding layer 32 is made of a substance that can be bonded while protecting the absorption layer 31. The material of the second bonding layer 32 is the same as that of the first bonding layer 30. In some cases, as long as the absorption layer 31 is sufficiently protected, the second bonding layer 32 may not be provided. That is, the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, and the second bonding layer 32 are made of the same kind of material. However, the absorbing layer 31 has an absorbing property for absorbing moisture, HF, or both. There is a difference in that the agent is dispersed.
接着剤層３３は、第２の貼合層３２及び外皮３５を接着剤で接着する。このとき、外皮３５の金属箔には、ＨＦによる前記金属箔の腐食を防止するためのＨＦ腐食防止層３４が存在することがある。前記接着剤は、何ら制限はないが、ホットメルト型接着剤が好適に用いられる。接着剤層３３には、外皮３５の金属箔との接着力を高めるために、接着剤層３３には、極性の官能基を含有するオレフィンオリゴマー（ｏｌｉｇｏｍｅｒ）、アイオノマー（ｉｏｎｏｍｅｒ）樹脂、ポリビニールクロリド（ＰＶＣ）、ポリビニールアセテート（ＰＶＡｃ）、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニールアセテート（ＰＶＡｃ）とポリビニールアルコール（ＰＶＡ）との共重合体のうちから選ばれたいずれか一種またはそれらの混合物を添加してもよい。前記オレフィン系のオリゴマーは、ほとんど炭素及び水素のみの原子の組み合わせからなり、直鎖状若しくは分岐状の重合体のことをいう。前記オレフィン系のオリゴマーに含有される官能基は、オレフィン系のオリゴマーに共有結合でグラフトしたものである。極性を有する官能基の好適な例としては、酸無水物基、水酸基、カルボキシル基、アミド基、ウレタン基、イミド基、マレイミド基、チオール基などが挙げられ、特に好適な例としては、無水マレイン酸基が挙げられる。 The adhesive layer 33 bonds the second bonding layer 32 and the outer cover 35 with an adhesive. At this time, the metal foil of the outer cover 35 may include an HF corrosion prevention layer 34 for preventing corrosion of the metal foil by HF. The adhesive is not particularly limited, but a hot melt adhesive is suitably used. The adhesive layer 33 includes an olefin oligomer, an ionomer resin, and a polyvinyl chloride containing a polar functional group in order to increase the adhesive strength between the outer cover 35 and the metal foil. (PVC), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), any one selected from a copolymer of polyvinyl acetate (PVAc) and polyvinyl alcohol (PVA), or a mixture thereof. It may be added. The olefin-based oligomer is composed of a combination of atoms of almost only carbon and hydrogen, and refers to a linear or branched polymer. The functional group contained in the olefin-based oligomer is obtained by covalently grafting to the olefin-based oligomer. Preferable examples of the polar functional group include an acid anhydride group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a urethane group, an imide group, a maleimide group, and a thiol group.A particularly preferable example is maleic anhydride. Acid groups.
前記アイオノマー樹脂は、エチレン系のアイオノマー樹脂であることが好ましい。エチレン系のアイオノマー樹脂は、エチレンメタクリル酸共重合体若しくはエチレンアクリル酸共重合体などのエチレン共重合体に亜鉛イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、リチウムイオンなどの金属イオンで擬似架橋した樹脂である。エチレン系のアイオノマー樹脂には、分子内にカルボキシル基を有するエチレン共重合体と金属酸化物、金属水酸化物、または金属塩を混合して得られるものも含まれる。カルボキシル基を有するエチレン共重合体と金属塩などを混合すれば、カルボキシル基は金属イオンにより中和されてカルボン酸イオンとなって、金属イオンとの塩を形成する。複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することにより、エチレン共重合体などの種類が擬似架橋されてアイオノマー樹脂となる。 The ionomer resin is preferably an ethylene ionomer resin. Ethylene ionomer resin is a resin obtained by pseudo-crosslinking ethylene copolymer such as ethylene methacrylic acid copolymer or ethylene acrylic acid copolymer with metal ions such as zinc ion, potassium ion, sodium ion, magnesium ion and lithium ion. It is. Ethylene ionomer resins include those obtained by mixing an ethylene copolymer having a carboxyl group in the molecule with a metal oxide, a metal hydroxide, or a metal salt. When an ethylene copolymer having a carboxyl group and a metal salt are mixed, the carboxyl group is neutralized by a metal ion to form a carboxylate ion, thereby forming a salt with the metal ion. By associating a plurality of carboxylate ions with metal ions, a kind of ethylene copolymer or the like is pseudo-crosslinked to form an ionomer resin.
接着剤層３３には、ケース１０の内部に起因する水分及びケースの外部から流れ込む水分を必須的に吸収し、選択的に、ケース１０の内部に起因するＨＦを吸収する吸水剤または吸水剤／ＨＦ吸収剤のうちのどちらか一方が分散されていてもよい。前記ＨＦ吸収剤は、公知のものであれば、制限なしに使用可能であり、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、活性炭、硅藻土、パーライト、ゼオライト、ハイドロタルサイト、焼成ハイドロタルサイト及びハイドロタルサイト酸化物などが挙げられる。 The adhesive layer 33 essentially absorbs the moisture originating inside the case 10 and the moisture flowing from the outside of the case 10, and selectively absorbs the HF originating inside the case 10. Either one of the HF absorbents may be dispersed. The HF absorbent can be used without limitation as long as it is known, and includes lithium carbonate, sodium carbonate, calcium hydroxide, activated carbon, diatomaceous earth, perlite, zeolite, hydrotalcite, calcined hydrotalcite, and Hydrotalcite oxide and the like can be mentioned.
前記吸水剤は、公知の物質であれば、制限なしに使用可能であり、無機物質、有機物質またはそれらが組み合わせられたハイブリッド物質であってもよい。無機物質は、活性炭、ゼオライト、ＢａＴｉＯ３、（ＨｆＯ２）ＳｒＴｉＯ３、ＳｉＯ２、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ソーダ石灰、リチウム−シリカ、一般式ＭＳＯ４またはＭ２ＳＯ４で表わされる硫酸塩（Ｍは、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａのうちのいずれか一種）などが挙げられる。有機物質は、アクリル酸またはアクリルアミド単量体がグラフトされた共重合体を含むアクリレート系の吸水剤、エチレンマレイン酸無水物共重合体、カルボキシメチルセルロース及びポリエチレンオキシドなどが挙げられる。ハイブリッド物質は、ナノ分散工法などにより前記無機物質及び有機物質がハイブリッドされた物質である。 The water-absorbing agent can be used without limitation as long as it is a known substance, and may be an inorganic substance, an organic substance, or a hybrid substance obtained by combining them. Inorganic substances include activated carbon, zeolite, BaTiO 3 , (HfO 2 ) SrTiO 3 , SiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , Soda lime, lithium-silica, a sulfate represented by the general formula MSO 4 or M 2 SO 4 (M is any one of Na, K, Mg, Ca), and the like. Examples of the organic substance include an acrylate-based water-absorbing agent including a copolymer in which acrylic acid or acrylamide monomer is grafted, an ethylene maleic anhydride copolymer, carboxymethyl cellulose, polyethylene oxide, and the like. The hybrid substance is a substance in which the inorganic substance and the organic substance are hybridized by a nano-dispersion method or the like.
接着剤層３３は、外皮３５の金属箔との接着のためのものであるため、第２の貼合層３２がその機能を十分に発揮する限り、接着剤層３３は省略されてもよい。この場合、前記金属箔との接着力を高めるために、接着剤層３３に添加された物質が第２の貼合層３２に添加されてもよい。また、接着剤層３３は、吸収層３１に比べて収納領域Ａから遠く離れているため、収納領域Ａの内部に起因する（内部からの）水分及びＨＦの吸収に対してほとんど寄与しないこともある。これにより、接着剤層３３は、ケース１０の外部から流れ込む水分の吸収を防ぐための吸水剤のみを含んでいてもよい。 Since the adhesive layer 33 is for bonding the outer cover 35 to the metal foil, the adhesive layer 33 may be omitted as long as the second bonding layer 32 sufficiently performs its function. In this case, a substance added to the adhesive layer 33 may be added to the second bonding layer 32 in order to increase the adhesive strength with the metal foil. Further, since the adhesive layer 33 is farther away from the storage area A than the absorption layer 31, it hardly contributes to the absorption of moisture and HF (from inside) due to the inside of the storage area A. is there. Thereby, the adhesive layer 33 may include only a water-absorbing agent for preventing absorption of moisture flowing from the outside of the case 10.
ＨＦ腐食防止層３４は、金や銀またはポリエチレン、テフロン（登録商標）、ナトリウム、カルシウム、ガラスパウダー、ニトロベンゼン、アニリン、アセトアニリド、アミド、塩化ベンゼンなどのＨＦに対して強い耐性を有する材料または不活性化させ得る材料を外皮層にコーティングする方法で外皮３５の金属箔をＨＦから保護するためのものであり、吸収層３１がその機能を十分に発揮する限り、ＨＦ腐食防止層３４は省略されてもよい。 The HF corrosion prevention layer 34 is made of a material having strong resistance to HF such as gold, silver or polyethylene, Teflon (registered trademark), sodium, calcium, glass powder, nitrobenzene, aniline, acetanilide, amide, benzene chloride, or an inert material. This is for protecting the metal foil of the outer cover 35 from HF by coating the outer cover layer with a material that can be converted into an outer cover layer, and the HF corrosion prevention layer 34 is omitted as long as the absorption layer 31 sufficiently performs its function. Is also good.
図３は、本発明の実施形態によるケースに水分及びＨＦが吸収される過程を概説する部分断面図である。このとき、本発明のケースについては、図１及び図２を参照されたい。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view schematically illustrating a process of absorbing moisture and HF into a case according to an embodiment of the present invention. At this time, refer to FIGS. 1 and 2 for the case of the present invention.
図３によれば、吸収層３１には、上述した吸水剤が含まれ、場合によって、前記ＨＦ吸収剤がさらに含まれていてもよい。換言すれば、吸収層３１は、前記吸水剤を必須的に含み、前記ＨＦ吸収剤を選択的に含む。一方、ケース１０においては、欠陥または自然的な拡散路により水分または水分／ＨＦが吸収されたり放出されたりする現象が起こる。収納領域Ａにおける欠陥の例を挙げると、ケース１０を作製する過程において金属箔の変形が起こるため、金属箔に微細なひび割れ（ｃｒａｃｋ）が生じる。なお、端縁領域Ｂにおける欠陥の例を挙げると、第１の貼合層３０間の貼合部（点線にて示す領域）において拡散路が自然に生じることがある。前記吸水剤及び前記ＨＦ吸収剤をまとめて吸収物質Ｐと称する。 According to FIG. 3, the absorbent layer 31 contains the above-mentioned water-absorbing agent, and may further contain the HF absorbent in some cases. In other words, the absorption layer 31 essentially includes the water absorbing agent, and selectively includes the HF absorbing agent. On the other hand, in case 10, a phenomenon occurs in which moisture or moisture / HF is absorbed or released by a defect or a natural diffusion path. As an example of the defect in the storage area A, since the metal foil is deformed in the process of manufacturing the case 10, fine cracks occur in the metal foil. In addition, as an example of the defect in the edge region B, a diffusion path may naturally occur in a bonding portion (a region shown by a dotted line) between the first bonding layers 30. The water absorbing agent and the HF absorbent are collectively referred to as an absorbent P.
収納領域Ａにおいて、外部の水分ＥＷは吸収層３１に拡散されて吸収物質Ｐの吸水剤により吸収される。また、第１の貼合層３０を貫通して流れる内部の水分ＩＷまたは水分／ＨＦ［ＩＷ（Ｆ）］は、吸収層３１に拡散されて吸収物質Ｐの吸水剤または吸水剤／ＨＦ吸収剤により吸収される。こうなると、たとえ収納領域Ａに欠陥（微細なひび割れ、接着不良、拡散炉など）があるとしても、外部の水分ＥＷが収納領域Ａの電極構造体２０に浸透されないようにする。図示はしないが、接着剤層３３には、外部の水分ＥＷを吸収する吸水剤が存在するため、外部の水分ＥＷの浸透をさらに確実に遮断することができる。なお、内部の水分ＩＷまたは水分／ＨＦ［ＩＷ（Ｆ）］は、吸収層３１、さらには、接着剤層３３により吸収されて、収納領域Ａの内部の水分ＩＷまたは水分／ＨＦ［ＩＷ（Ｆ）］の含量を大幅に減らすことができる。 In the storage area A, the external moisture EW is diffused into the absorbing layer 31 and is absorbed by the water absorbing agent of the absorbing substance P. In addition, the internal moisture IW or moisture / HF [IW (F)] flowing through the first bonding layer 30 is diffused into the absorbing layer 31 and absorbs the absorbent P or the absorbent / HF absorbent. Is absorbed by This prevents external moisture EW from penetrating into the electrode structure 20 in the storage area A even if the storage area A has defects (fine cracks, poor adhesion, diffusion furnace, etc.). Although not shown, the adhesive layer 33 contains a water absorbing agent that absorbs the external moisture EW, so that the penetration of the external moisture EW can be more reliably blocked. The moisture IW or moisture / HF [IW (F)] inside is absorbed by the absorbing layer 31 and the adhesive layer 33, and the moisture IW or moisture / HF [IW (F) inside the storage area A is absorbed. )]] Can be significantly reduced.
端縁領域Ｂにおいて、外部の水分ＥＷは貼合部に拡散されて、収納領域Ａに達すると、ほとんどの外部の水分ＥＷは吸収層３１の吸水剤に吸収される。具体的に、外部の水分ＥＷは、前記貼り合わせ領域に触れるところで最大限に吸収され、収納領域Ａの近くには外部の水分ＥＷが存在しなくなる。第１の貼合層３０に沿って流れる内部の水分ＩＷまたは水分／ＨＦ［ＩＷ（Ｆ）］は、吸収層３１に拡散されて吸収物質Ｐの吸水剤または吸水剤／ＨＦ吸収剤により吸収される。これにより、収納領域Ａの内部の水分ＩＷまたは水分／ＨＦ［ＩＷ（Ｆ）］の含量を大幅に減らすことができる。 In the edge region B, the external moisture EW is diffused to the bonding portion and reaches the storage region A, and most of the external moisture EW is absorbed by the water absorbing agent of the absorbent layer 31. Specifically, the external moisture EW is absorbed to the maximum at the point where the external moisture EW touches the bonding area, and the external moisture EW does not exist near the storage area A. The internal moisture IW or moisture / HF [IW (F)] flowing along the first bonding layer 30 is diffused to the absorbing layer 31 and absorbed by the water absorbing agent of the absorbing substance P or the water absorbing agent / HF absorbing agent. You. Thereby, the content of moisture IW or moisture / HF [IW (F)] inside the storage area A can be significantly reduced.
図４から図７は、本発明の実施形態によるケース１０の吸収層３１に対する事例を示す断面図である。それぞれの事例には、説明のし易さのために、それぞれ参照符号４０、４１、４２及び４３を付する。このとき、パウチ型二次電池１００については、図１及び図２を参照されたい。ここで、第１の事例は、吸水剤のみを含む層は３１Ｗと示し、ＨＦ吸収剤のみを含む層は３１Ｆと示し、且つ、吸水剤／ＨＦ吸収剤を含む層は３１ＷＦと示す。 FIGS. 4 to 7 are cross-sectional views illustrating examples of the absorption layer 31 of the case 10 according to the embodiment of the present invention. Each case is given a reference number 40, 41, 42 and 43 for ease of explanation. At this time, refer to FIGS. 1 and 2 for the pouch type secondary battery 100. Here, in the first case, a layer containing only a water absorbing agent is shown as 31W, a layer containing only an HF absorbent is shown as 31F, and a layer containing a water absorbing agent / HF absorbent is shown as 31WF.
図４によれば、第１の事例４０の第１の吸収層３１ａは、収納領域Ａ及び端縁領域Ｂの全体にまたがっている。第１の事例４０の第１の吸収層３１ａは、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗ及び第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗが単層として存在するか、または、積層されたものである。換言すれば、第１の事例４０の第１の吸収層３１ａは、ＨＦ吸収剤を含んでいない。ここで、単層とは、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗ及び第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗのうちのどちらか一方の層のことをいう。積層の場合、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗは、収納領域Ａの電極構造体２０を向いていて、ケース１０の内部からの水分を吸収する。なお、第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗは、ケース１０の外部からの水分を吸収する。前記第１及び第２の吸水剤は、上述した吸水剤と同様である。 According to FIG. 4, the first absorption layer 31a of the first case 40 extends over the entire storage area A and the edge area B. The first absorbing layer 31a of the first case 40 is a single absorbing layer or a laminated layer of the absorbing layer 31W including the first absorbing agent and the absorbing layer 31W including the second absorbing agent. is there. In other words, the first absorption layer 31a of the first case 40 does not include the HF absorbent. Here, the single layer refers to one of the water absorbing layer 31W including the first water absorbing agent and the water absorbing layer 31W including the second water absorbing agent. In the case of lamination, the water-absorbing layer 31W containing the first water-absorbing agent faces the electrode structure 20 in the storage area A and absorbs water from inside the case 10. The water-absorbing layer 31W including the second water-absorbing agent absorbs moisture from outside the case 10. The first and second water absorbing agents are the same as those described above.
第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗにおける水分を吸収する速度は、第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗにおける水分を吸収する速度に比べて大きいことが好ましい。二次電池の製造過程中に電極構造体２０に水分が含まれていてもよく、電極構造体２０の収納過程において水分が流れ込む可能性があるため、収納領域Ａに存在する水分は速やかに取り除かなければならない。これにより、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗが水分を吸収する速度を高めて、二次電池の性能を保つことができる。これに対し、ケース１０の外部から流れ込む水分は、第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗに沿って徐々に吸収されるため、水分を吸収する速度が相対的に遅くても構わない。 It is preferable that the speed of absorbing moisture in the water absorbing layer 31W including the first water absorbing agent is higher than the speed of absorbing moisture in the water absorbing layer 31W including the second water absorbing agent. Water may be contained in the electrode structure 20 during the manufacturing process of the secondary battery, and there is a possibility that water may flow in the storage process of the electrode structure 20. Therefore, the water existing in the storage area A is promptly removed. There must be. Thus, the speed at which the water absorbing layer 31W containing the first water absorbing agent absorbs moisture can be increased, and the performance of the secondary battery can be maintained. On the other hand, the water flowing from the outside of the case 10 is gradually absorbed along the water-absorbing layer 31W containing the second water-absorbing agent, so that the speed of absorbing the water may be relatively slow.
一方、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗ及び第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗにおける吸水速度は、吸水剤の含量及び種類などに応じて調節される。例えば、同じ材質の吸水剤であるとしたとき、吸水剤の含量が大きければ、吸水速度は大きい。含量という観点からみたとき、第１の吸水剤を含む吸水層３１Ｗにおける吸水剤の含量は、第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗにおける吸水剤の含量よりも大きい。 On the other hand, the water absorption rates of the water absorbing layer 31W containing the first water absorbing agent and the water absorbing layer 31W containing the second water absorbing agent are adjusted according to the content and type of the water absorbing agent. For example, assuming that the water absorbing agent is made of the same material, if the content of the water absorbing agent is large, the water absorbing speed is high. From the viewpoint of the content, the content of the water absorbing agent in the water absorbing layer 31W including the first water absorbing agent is larger than the content of the water absorbing agent in the water absorbing layer 31W including the second water absorbing agent.
本発明の吸水剤による吸水速度は、第２の吸水剤を含む吸水層３１Ｗの特性を考慮した技術的な思想に基づく。これにより、前記吸水速度の差は、前記技術的思想を考慮することなく、吸水のための繰り返し実験を通して得られないものである。なお、前記吸水速度の差は、本発明の実施形態によるパウチ型二次電池の容量、電解質の種類、大きさ、形状、吸水剤の種類などを考慮して調節可能である。 The rate of water absorption by the water absorbing agent of the present invention is based on a technical idea in consideration of the characteristics of the water absorbing layer 31W including the second water absorbing agent. As a result, the difference in water absorption rate cannot be obtained through repeated experiments for water absorption without considering the technical idea. The difference in the water absorption rate can be adjusted in consideration of the capacity, the type, size, and shape of the electrolyte, the type of the water absorbing agent, and the like of the pouch type secondary battery according to the embodiment of the present invention.
図５によれば、第２の事例４１の第２の吸収層３１ｂは、収納領域Ａ及び端縁領域Ｂの全体にまたがっている。第２の事例４１の第２の吸収層３１ｂは、吸水剤のみを含む吸水層３１Ｗ及びＨＦ吸収剤のみを含むＨＦ吸収層３１Ｆが積層されている。このとき、吸水層３１Ｗ及びＨＦ吸収層３１Ｆの数、厚さなどは、本発明の二次電池の大きさ、電解質の特性を考慮して定められる。このとき、前記吸水剤及びＨＦ吸収剤は、上述したものと同様である。なお、吸水層３１Ｗは、図４に基づいて説明したように、吸水速度が異なるように設計されてもよい。 According to FIG. 5, the second absorption layer 31b of the second case 41 extends over the entire storage area A and the edge area B. In the second absorption layer 31b of the second case 41, a water absorption layer 31W containing only a water absorbent and an HF absorption layer 31F containing only an HF absorbent are laminated. At this time, the number, thickness, and the like of the water absorbing layer 31W and the HF absorbing layer 31F are determined in consideration of the size of the secondary battery of the present invention and the characteristics of the electrolyte. At this time, the water absorbing agent and the HF absorbing agent are the same as those described above. Note that the water absorbing layer 31W may be designed to have a different water absorbing speed as described with reference to FIG.
図６によれば、第３の事例４２の第３の吸収層３１ｃは、収納領域Ａ及び端縁領域Ｂの全体にまたがっている。第３の事例４２の第３の吸収層３１ｃは、水分及びＨＦを両方とも吸収する複合吸収層３１ＷＦが単層として存在するか、または、積層されたものである。換言すれば、第３の事例４２の第３の吸収層３１ｃは、吸水剤及びＨＦ吸収剤を両方とも含む。このとき、前記吸水剤及びＨＦ吸収剤は、上述したものと同様である。なお、吸水層３１Ｗは、図４に基づいて説明したように、吸水速度が異なるように設計されてもよい。 According to FIG. 6, the third absorbing layer 31c of the third case 42 covers the entire storage area A and the edge area B. The third absorption layer 31c of the third case 42 has a single absorption layer or a composite absorption layer 31WF that absorbs both moisture and HF. In other words, the third absorbing layer 31c of the third case 42 includes both the water absorbing agent and the HF absorbing agent. At this time, the water absorbing agent and the HF absorbing agent are the same as those described above. Note that the water absorbing layer 31W may be designed to have a different water absorbing speed as described with reference to FIG.
図７によれば、第４の事例４３の第４の吸収層３１ｄは、端縁領域Ｂには吸水剤を含む吸水層３１Ｗ及びＨＦ吸収剤を含むＨＦ吸収層３１Ｆが積層され、吸水層３１Ｗは、吸水速度の異なる第１の領域ａ及び第２の領域ｂに仕切られる。第１の領域ａは、ケース１０の外部からの水分を吸収し、第２の領域ｂは、ケース１０の内部からの水分を吸収する。このために、第１の領域ａは、第２の領域ｂよりもケース１０の外側に位置する。なお、第１の領域ａの吸水は相対的に遅くし、第２の領域ｂの吸水は相対的に速くしてもよい。収納領域Ｂには端縁領域Ｂの第２の領域ｂが延びて、ケース１０の内部からの水分を吸収する。 According to FIG. 7, the fourth absorption layer 31 d of the fourth case 43 has an edge region B in which a water absorption layer 31 W containing a water absorption agent and an HF absorption layer 31 F containing an HF absorber are laminated, and the water absorption layer 31 W Are partitioned into a first region a and a second region b having different water absorption speeds. The first region a absorbs moisture from outside the case 10, and the second region b absorbs moisture from inside the case 10. For this reason, the first region a is located outside the case 10 than the second region b. In addition, the water absorption of the first region a may be relatively slow, and the water absorption of the second region b may be relatively fast. A second area b of the edge area B extends into the storage area B to absorb moisture from inside the case 10.
本発明の実施形態による吸収層３１は、吸水剤を必須的に含み、ＨＦ吸収剤を選択的に含む層構造をなす。具体的に、吸水層３１Ｗの単層または積層、吸水層３１ＷとＨＦ吸収層３１Ｆとの積層、複合吸収層３１ＷＦの単層または積層、複合吸収層３１ＷＦと吸水層３１Ｗとの積層、複合吸収層３１ＷＦとＨＦ吸収層３１Ｆとの積層などにより実現されてもよい。なお、吸水剤を含む吸水層３１Ｗ及び複合吸収層３１ＷＦの吸水速度をそれぞれ異ならせてもよい。さらに、吸水層３１Ｗ内には、吸水速度を異にするように領域を仕切ってもよい。 The absorbing layer 31 according to the embodiment of the present invention includes a water absorbing agent, and has a layer structure that selectively includes an HF absorbing agent. Specifically, a single layer or lamination of the water absorption layer 31W, a lamination of the water absorption layer 31W and the HF absorption layer 31F, a single layer or lamination of the composite absorption layer 31WF, a lamination of the composite absorption layer 31WF and the water absorption layer 31W, a composite absorption layer It may be realized by laminating the 31WF and the HF absorption layer 31F. The water absorbing speed of the water absorbing layer 31W containing the water absorbing agent and the water absorbing speed of the composite absorbing layer 31WF may be different from each other. Further, regions may be partitioned in the water absorbing layer 31W so as to have different water absorbing speeds.
以上、本発明について、好適な実施形態を挙げて詳しく説明したが、本発明は、上記の実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当分野において通常の知識を有する者により種々に変形可能である。 As described above, the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments at all, and is within the scope of the technical idea of the present invention. Can be variously modified by those having ordinary knowledge.
１０ ケース
１０ａ、１０ｂ 上及び下ケース
２０ 電極構造体
２１ 電極タブ
２２ シール部
２３ 電極リード
３０ 第１の貼合層
３１ 吸収層
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ 第１乃至第４の吸収層
３１Ｗ 吸水層
３１Ｆ ＨＦ吸収層
３１ＷＦ 複合吸収層
３２ 第２の貼合層
３３ 接着剤層
３４ ＨＦ腐食防止層
３５ 外皮
ａ、ｂ 第１及び第２の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case 10a, 10b Upper and lower case 20 Electrode structure 21 Electrode tab 22 Seal part 23 Electrode lead 30 1st bonding layer 31 Absorption layer 31a, 31b, 31c, 31d 1st-4th absorption layer 31W Water absorption layer 31F HF absorption layer 31WF composite absorption layer 32 Second bonding layer 33 Adhesive layer 34 HF corrosion prevention layer 35 Skin a, b First and second regions
Claims (10)
前記層構造は、
第１の貼合層、吸収層及び外皮が積層されてなり、前記吸収層及び前記外皮の間には、第２の貼合層または接着剤層のうちのどちらか一方またはそれらが組み合わせられた層が配置され、前記第１の貼合層は、前記収納領域では電極構造体に臨んでおり、前記端縁領域では貼合部をなし、前記吸収層は、吸水剤または吸水剤／ＨＦ吸収剤のうちのどちらか一方を含む層構造をなすことを特徴とする安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The upper and lower cases forming the case have a shape in which the layer structure is symmetrical to each other, and the layer structure extends over the entire storage region and the edge region,
The layer structure is
A first bonding layer, an absorbent layer and an outer skin are laminated, and between the absorbing layer and the outer skin, either one of the second bonding layer or the adhesive layer or a combination thereof is provided. A layer is disposed, the first bonding layer faces the electrode structure in the storage region, forms a bonding portion in the edge region, and the absorbing layer includes a water absorbing agent or a water absorbing agent / HF absorbing member. A pouch-type secondary battery case with improved safety, characterized in that it has a layer structure containing one of the agents.
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