JP2024019102A - 外装体用シート及びこれを備える蓄電デバイス - Google Patents
外装体用シート及びこれを備える蓄電デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024019102A JP2024019102A JP2023122028A JP2023122028A JP2024019102A JP 2024019102 A JP2024019102 A JP 2024019102A JP 2023122028 A JP2023122028 A JP 2023122028A JP 2023122028 A JP2023122028 A JP 2023122028A JP 2024019102 A JP2024019102 A JP 2024019102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- exterior body
- power storage
- storage device
- exterior
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 47
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 32
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 51
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 51
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 21
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 10
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 6
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 38
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229920006358 Fluon Polymers 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229920006378 biaxially oriented polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011127 biaxially oriented polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000005026 oriented polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
- H01G11/80—Gaskets; Sealings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/121—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
- H01M50/129—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
- H01M50/141—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against humidity
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】蓄電デバイスの膨張を抑制することに適した外装体用シートを提供する。【解決手段】提供される外装体用シートは、蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、無孔の樹脂シートを含み、以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である。－評価法－評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。【選択図】図１
Description
本発明は、外装体用シートと、これを備える蓄電デバイスとに関する。
電池やキャパシタ等の蓄電デバイスは、通常、電極群や電解質等の蓄電要素と、蓄電要素を収容する外装体とを備えている。特許文献１には、金属シートの両面にポリプロピレンシートがラミネートされた多層シートからなるパウチ状の外装体を備えたパウチ型リチウム二次電池が開示されている。ポリプロピレンシートは、ポリプロピレンが示す化学的な反応性の低さと気体透過性の低さとから、蓄電デバイスの外装体に使用されることが多い。金属シートは、ガスバリア層として機能する。
パウチ状の外装体を備える蓄電デバイスでは、比較的硬い外装体を備えた円筒型や角型の蓄電デバイスに比べて、内圧の増加によるデバイスの膨張が問題となりやすい。特に、過充電や過放電によってガスが発生しやすいリチウムイオン電池において、上記問題は顕著である。特許文献１では、電解質の改良による上記問題の解決が試みられている。しかし、蓄電デバイスの膨張の抑制は、未だ不十分である。
本発明は、蓄電デバイスの膨張を抑制することに適した外装体用シートの提供を目的とする。
本発明者らは、蓄電デバイスの膨張を抑制するために、ポリプロピレンシートと金属シートとを含む多層シートとは異なる樹脂シートを外装体に使用することに着目し、この着想に基づいて検討を進め、本発明を完成させた。
本発明は、
蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、
無孔の樹脂シートを含み、
以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である、外装体用シート、
を提供する。
－評価法－
評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。
蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、
無孔の樹脂シートを含み、
以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である、外装体用シート、
を提供する。
－評価法－
評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。
別の側面から、本発明は、
蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、上記本発明の外装体用シートを備える、蓄電デバイス、
を提供する。
蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、上記本発明の外装体用シートを備える、蓄電デバイス、
を提供する。
ポリプロピレンシートと金属シートとを含む多層シートはガスバリア性に優れており、環境中の水蒸気や酸素が蓄電デバイスの内部に透過することを防止する高い性能を有する。しかし、この多層シートは、蓄電デバイスの内部で発生したガスの排出性能には劣る。本発明の外装体用シートは、ポリプロピレンシートに対する１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを有しており、蓄電デバイスに広く使用されているポリプロピレンシートと組み合わせて外装体に使用することに適している。外装体の少なくとも一部に本発明の外装体用シートを使用すれば、上記多層シートからなる外装体に比べてガスの排出性能を改善できる。また、本発明の外装体用シートが含む樹脂シートは無孔であり、蓄電デバイスの内部への水蒸気や酸素の透過の抑制において多孔シートと比較して有利である。
本発明の第１態様にかかる外装体用シートは、
蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、
無孔の樹脂シートを含み、
以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である。
－評価法－
評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。
蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、
無孔の樹脂シートを含み、
以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である。
－評価法－
評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。
本発明の第２態様において、例えば、第１態様にかかる外装体用シートでは、前記樹脂シートがフッ素樹脂を含む。
本発明の第３態様において、例えば、第２態様にかかる外装体用シートでは、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである。
本発明の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つの態様にかかる外装体用シートは、日本産業規格（以下、ＪＩＳと記載する）Ｂ０６０１：２００１に定められた算術平均粗さＲａにより表示して３０ｎｍ以上の表面粗さを有する主面を有する。
本発明の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つの態様にかかる外装体用シートでは、前記蓄電デバイスがリチウムイオン電池である。
本発明の第６態様において、例えば、第５態様に係る外装体用シートでは、前記リチウムイオン電池がパウチ型である。
本発明の第７態様にかかる蓄電デバイスは、
蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、第１から第６態様のいずれか１つの態様にかかる外装体用シートを備える。
蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、第１から第６態様のいずれか１つの態様にかかる外装体用シートを備える。
本発明の第８態様において、例えば、第７態様にかかる蓄電デバイスでは、
前記外装体は、ポリプロピレン層を含む多層シート、又はポリプロピレンシートと、前記外装体用シートと前記ポリプロピレン層又は前記ポリプロピレンシートとの接合部と、をさらに備える。
前記外装体は、ポリプロピレン層を含む多層シート、又はポリプロピレンシートと、前記外装体用シートと前記ポリプロピレン層又は前記ポリプロピレンシートとの接合部と、をさらに備える。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［外装体用シート］
本発明の外装体用シートの一例を図１に示す。図１に示す外装体用シート１は、蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートである。
本発明の外装体用シートの一例を図１に示す。図１に示す外装体用シート１は、蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートである。
図１の外装体用シート１は、無孔の樹脂シート２の単層構造を有している。外装体用シート１は、金属層を含まない。本明細書において無孔のシートとは、以下の式（１）により求めた空孔率が０．９％未満のシートを意味する。樹脂シート２の空孔率は０．９％未満であり、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２％以下、さらには０．１％以下であってもよい。空孔率の下限は、例えば、０％以上であり、０．０１％以上であってもよい。
空孔率（％）＝（ρ0－ρ1）／ρ0×１００（％） ・・・（１）
式（１）のρ0は、空孔を全く有さないと仮定したときの樹脂シートの密度（単位ｇ／ｃｍ3；例えば、樹脂シートを構成する樹脂の真密度）である。ρ1は、樹脂シートの重量Ｗ（ｇ）と、空孔を含むみかけの体積Ｖ（ｃｍ3）とから求めた密度Ｗ／Ｖ（ｇ／ｃｍ3）である。
空孔率（％）＝（ρ0－ρ1）／ρ0×１００（％） ・・・（１）
式（１）のρ0は、空孔を全く有さないと仮定したときの樹脂シートの密度（単位ｇ／ｃｍ3；例えば、樹脂シートを構成する樹脂の真密度）である。ρ1は、樹脂シートの重量Ｗ（ｇ）と、空孔を含むみかけの体積Ｖ（ｃｍ3）とから求めた密度Ｗ／Ｖ（ｇ／ｃｍ3）である。
図１の外装体用シート１では、主面３Ａの剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である。剥離力Ｆは、ポリプロピレン（以下、ＰＰと記載する）に対する剥離力として、以下の評価法により求めることができる。外装体用シート１は、１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを少なくとも片面に有していればよく、両面（主面３Ａ、及び、主面３Ａとは反対側の主面３Ｂ）に有していてもよい。
－評価法－
評価対象である外装体用シート１とＰＰシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、ＰＰシートから外装体用シート１を剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。ＰＰシートは、外装体用シート１を接合する表面がＰＰにより構成されている限り、ＰＰシートと、ＰＰ以外の他の材料のシートとの積層シートであってもよい。加熱プレスの条件は、通常、温度１７５～１８５℃、圧力１７～１９ＭＰａ、時間２０～４０秒とする。加熱プレスには、公知の加熱プレス装置を利用できる。試験片は、加熱プレスにより作製した外装体用シートとＰＰシートとの接合体を切り出して得てもよい。引きはがし試験において外装体用シート１を引きはがす長さは１００ｍｍ以上とする。引きはがし試験は、温度２５±５℃で実施する。引きはがし試験には、公知の引張試験機を利用できる。１０ｍｍ幅ではない長方形の接合体を試験片に用いて測定した１８０°引きはがし剥離力の幅１０ｍｍあたりの換算値を剥離力Ｆとしてもよい。
－評価法－
評価対象である外装体用シート１とＰＰシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、ＰＰシートから外装体用シート１を剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。ＰＰシートは、外装体用シート１を接合する表面がＰＰにより構成されている限り、ＰＰシートと、ＰＰ以外の他の材料のシートとの積層シートであってもよい。加熱プレスの条件は、通常、温度１７５～１８５℃、圧力１７～１９ＭＰａ、時間２０～４０秒とする。加熱プレスには、公知の加熱プレス装置を利用できる。試験片は、加熱プレスにより作製した外装体用シートとＰＰシートとの接合体を切り出して得てもよい。引きはがし試験において外装体用シート１を引きはがす長さは１００ｍｍ以上とする。引きはがし試験は、温度２５±５℃で実施する。引きはがし試験には、公知の引張試験機を利用できる。１０ｍｍ幅ではない長方形の接合体を試験片に用いて測定した１８０°引きはがし剥離力の幅１０ｍｍあたりの換算値を剥離力Ｆとしてもよい。
剥離力Ｆは、１．７Ｎ／１０ｍｍ以上、２．０Ｎ／１０ｍｍ以上、２．３Ｎ／１０ｍｍ以上、２．５Ｎ／１０ｍｍ以上、３．０Ｎ／１０ｍｍ以上、３．５Ｎ／１０ｍｍ以上、４．０Ｎ／１０ｍｍ以上、４．４Ｎ／１０ｍｍ以上、４．５Ｎ／１０ｍｍ以上、５．０Ｎ／１０ｍｍ以上、さらには５．５Ｎ／１０ｍｍ以上であってもよい。剥離力Ｆの上限は、例えば、５０Ｎ／１０ｍｍ以下である。
樹脂シート２は、１種又は２種以上の樹脂Ａを含む。樹脂Ａは、通常、ＰＰとは異なる樹脂である。換言すれば、樹脂シート２は、通常、ＰＰシートとは異なる。ただし、樹脂シート２は、ＰＰを含んでいてもよく、例えば、ＰＰと他の樹脂との混合樹脂を含んでいてもよい。樹脂Ａは、二酸化炭素（ＣＯ2）及びメタン（ＣＨ4）からなる群から選ばれる少なくとも１種のガスの透過性がＰＰに比べて高い樹脂であってもよい。ＣＯ2及びＣＨ4は、蓄電デバイス、特にリチウムイオン電池、において発生しやすいガスとして知られている。樹脂Ａは、水蒸気（Ｈ2Ｏ）及び酸素（Ｏ2）からなる群から選ばれる少なくとも１種のガスの透過性がＰＰに比べて低い樹脂であってもよい。Ｈ2Ｏ及びＯ2は、環境中から蓄電デバイスの内部に透過すると蓄電デバイスを劣化させうるガスとして知られている。なお、上記各ガスに対するＰＰの透過係数は、典型的には、ＣＯ2：９．２×１０-10（ｃｍ3・ｃｍ）／（ｃｍ2・秒・ｃｍＨｇ）、Ｏ2：２．２×１０-10（ｃｍ3・ｃｍ）／（ｃｍ2・秒・ｃｍＨｇ）、Ｈ2Ｏ：６５×１０-10（ｃｍ3・ｃｍ）／（ｃｍ2・秒・ｃｍＨｇ）である。
樹脂シート２が含みうる樹脂Ａの例は、フッ素樹脂である。フッ素樹脂シートを含む樹脂シート２は、化学的及び熱的に高い安定性を有することから、外装体用シートへの使用に特に適している。化学的に高い安定性は、例えば、電解液等の電解質に対する高い耐性に寄与しうる。また、フッ素樹脂は、通常、ポリプロピレンに比べてＣＯ2の高い透過性を有している。フッ素樹脂の例は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記載する）、変性ＰＴＦＥ、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロアルキルビニルエーテル－テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＦＡ）及びヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ）である。フッ素樹脂は、上記例示する樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であってもよく、ＰＴＦＥであってもよい。ＰＴＦＥを含む樹脂シート２は、無孔であることと相まって、水蒸気の透過の抑制に特に適している。フッ素樹脂は、ＥＴＦＥのように溶融成形が可能な溶融性フッ素樹脂であってもよく、接着性が付与された接着性フッ素樹脂（例えば、ＡＧＣ製、Ｆｌｕｏｎ＋ ＡＤＨＥＳＩＶＥ）であってもよい。なお、変性ＰＴＦＥは、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と変性コモノマーとの共重合体である。変性ＰＴＦＥとして分類されるためには、共重合体におけるＴＦＥ単位の含有率は９９質量％以上が必要とされている。変性ＰＴＦＥは、例えば、ＴＦＥと、エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル及びヘキサフルオロプロピレンから選ばれる少なくとも１種の変性コモノマーとの共重合体である。
外装体用シート１は、無孔のＰＴＦＥシートを含んでいてもよい。
樹脂シート２は、樹脂以外の材料を含んでいてもよい。当該材料の例は、充填剤及び着色剤等の添加剤である。ただし、樹脂シート２の主成分は樹脂であることが好ましい。本明細書において主成分とは、含有率の最も大きな成分を意味する。樹脂シート２における樹脂の含有率は、例えば５０質量％以上であり、６０質量％以上、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、さらには９５質量％以上であってもよい。
図１の外装体用シート１は樹脂シート２の単層構造を有している。ただし、外装体用シート１は、少なくとも一方の主面において１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを有する限り、図１の例に限定されない。本発明の外装体用シートは、２以上の樹脂シート２を含んでいてもよい（図２参照）。図２の外装体用シート１は、第１の樹脂シート２（２Ａ）と第２の樹脂シート２（２Ｂ）の積層構造を有する。第１の樹脂シート２Ａと第２の樹脂シート２Ｂとは、同一であっても互いに異なっていてもよい。本発明の外装体用シートは、樹脂シート２以外の他の層を有していてもよい。ただし、金属層を有さないことが好ましい。上記剥離力Ｆを有する主面は、好ましくは、樹脂シート２により構成される。
外装体用シート１の厚さは、例えば１～２００μｍであり、５～１５０μｍ、１０～１００μｍ、１５～７５μｍ、さらには２０～５０μｍであってもよい。
外装体用シート１において１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを有する表面３Ａの表面粗さは、日本産業規格（以下、ＪＩＳと記載する）Ｂ０６０１：２０１３に定められた算術平均粗さＲａ（以下、表面粗さＲａと記載する）により表示して、３０ｎｍ以上であってもよく、４０ｎｍ以上、さらには５０ｎｍ以上であってもよい。表面粗さＲａの上限は、例えば５００ｎｍ以下であり、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、さらには１５０ｎｍ以下であってもよい。
外装体用シート１及び樹脂シート２の厚さ方向の通気度は、ＪＩＳ Ｌ１０９６：２０１０に定められた通気性測定Ｂ法（ガーレー形法）に準拠して求めた空気透過度（ガーレー通気度）により表して、１万秒／１００ｍＬ以上であってもよい。
外装体用シート１のＣＯ2透過性は、ＪＩＳ Ｋ７１２６－１：２００６に定められたガスクロマトグラフ法に準拠して測定したＣＯ2透過度により表示して、例えば１．０×１０4ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上であり、３．０×１０4ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上、５．０×１０4ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上、７．０×１０4ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上、９．０×１０4ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上、さらには１．０×１０5ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ）以上であってもよい。上記範囲のＣＯ2透過性を有する外装体用シート１は、ＣＯ2が発生しうる蓄電デバイス、典型的にはリチウムイオン電池、への使用に特に適している。
外装体用シート１が樹脂シート２として含みうるＰＴＦＥシートは、ＰＴＦＥの焼成を経た焼成シートであることが好ましい。なお、本明細書におけるＰＴＦＥの焼成とは、重合により得たＰＴＦＥをその融点（３２７℃）以上の温度、例えば３４０～３８０℃に加熱することを意味する。
外装体用シート１の形状は、例えば、正方形及び長方形を含む多角形、円形、楕円形、並びに帯状である。ただし、外装体用シート１の形状は、これらの例に限定されない。多角形、円形及び楕円形の外装体用シート１は枚葉としての流通が、帯状の外装体用シート１は、巻芯に巻回した巻回体（ロール）としての流通が、それぞれ可能である。
［外装体用シートの製造方法］
外装体用シート１の製造方法の一例を、ＰＴＦＥシートから構成される外装体用シートを例として以下に説明する。ただし、外装体用シート１の製造方法は、以下の例に限定されない。
外装体用シート１の製造方法の一例を、ＰＴＦＥシートから構成される外装体用シートを例として以下に説明する。ただし、外装体用シート１の製造方法は、以下の例に限定されない。
（前駆シートの形成）
最初に、ＰＴＦＥ分散液を表面に塗布する基材シートを準備する。基材シートは、例えば、樹脂、金属、紙、及びこれらの複合材料から構成される。基材シートにおけるＰＴＦＥ分散液を塗布する表面には、基材シートからのＰＴＦＥシートの剥離を容易にするための剥離処理が施されていてもよい。剥離処理には公知の方法を適用できる。次に、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液の塗布膜を形成する。ＰＴＦＥ分散液の塗布には、公知の各種のコーターを使用できる。基材シートをＰＴＦＥ分散液に浸漬することにより、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液を塗布してもよい。次に、基材シートの表面に形成したＰＴＦＥ分散液の塗布膜から、乾燥及び焼成によってＰＴＦＥシートを形成する。次に、形成したＰＴＦＥシートを基材シートから剥離して、ＰＴＦＥのキャストシートである前駆シートが得られる。
最初に、ＰＴＦＥ分散液を表面に塗布する基材シートを準備する。基材シートは、例えば、樹脂、金属、紙、及びこれらの複合材料から構成される。基材シートにおけるＰＴＦＥ分散液を塗布する表面には、基材シートからのＰＴＦＥシートの剥離を容易にするための剥離処理が施されていてもよい。剥離処理には公知の方法を適用できる。次に、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液の塗布膜を形成する。ＰＴＦＥ分散液の塗布には、公知の各種のコーターを使用できる。基材シートをＰＴＦＥ分散液に浸漬することにより、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液を塗布してもよい。次に、基材シートの表面に形成したＰＴＦＥ分散液の塗布膜から、乾燥及び焼成によってＰＴＦＥシートを形成する。次に、形成したＰＴＦＥシートを基材シートから剥離して、ＰＴＦＥのキャストシートである前駆シートが得られる。
ＰＴＦＥシートである前駆シートは、以下の方法によっても形成できる。最初に、ＰＴＦＥ粉末（モールディングパウダー）を金型に導入し、金型内の粉末に対して所定の圧力を所定の時間加えて予備成形する。予備成形は常温で実施できる。金型の内部空間の形状は、後述の切削旋盤による切削を可能とするために円柱状であることが好ましい。この場合、円柱状の予備成形品及びＰＴＦＥブロックを得ることができる。次に、得られた予備成形品を金型から取り出し、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度で所定の時間焼成して、ＰＴＦＥブロックを得る。次に、得られたＰＴＦＥブロックを所定の厚さに切削することで、ＰＴＦＥの切削シート（スカイブシート）である前駆シートが得られる。ＰＴＦＥブロックが円柱状である場合には、ブロックを回転させながら連続的に表面を切削する切削旋盤の利用が可能となり、ＰＴＦＥシートを効率的に形成できる。
ＰＴＦＥシート以外の前駆シートは、溶融押出法等の公知の手法により形成してもよい。
（表面加工）
次に、前駆シートの少なくとも片面に対して表面加工を実施する。表面加工では、１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆをもたらしうる表面形状が前駆シートの加工面に与えられる。表面加工の例は、粗面化された表面を押圧面に有するプレス型を加工面に押し当てるプレス加工である。プレス型として、金属、樹脂、ガラス及びこれらの複合材料により構成されるシートを使用してもよい。プレス型となりうるシートの一例は、銅箔等の金属箔である。プレス型の押圧面における粗面化の程度は、例えば、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に定められた最大高さＲｚにより表示して、０．９μｍ以上１０μｍ以下であり、１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。プレス加工の条件は、前駆シートがＰＴＦＥシートである場合、例えば、温度３６０～４２０℃、圧力１～１０ＭＰａ及び時間１～１０分である。表面加工の前には、スパッタエッチング処理等の粗面化処理を実施してもよい。プレス加工に使用したプレス型は、例えば金属箔のように薄いシートである場合は、エッチング等の手法により前駆シートから除去してもよい。
次に、前駆シートの少なくとも片面に対して表面加工を実施する。表面加工では、１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆをもたらしうる表面形状が前駆シートの加工面に与えられる。表面加工の例は、粗面化された表面を押圧面に有するプレス型を加工面に押し当てるプレス加工である。プレス型として、金属、樹脂、ガラス及びこれらの複合材料により構成されるシートを使用してもよい。プレス型となりうるシートの一例は、銅箔等の金属箔である。プレス型の押圧面における粗面化の程度は、例えば、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に定められた最大高さＲｚにより表示して、０．９μｍ以上１０μｍ以下であり、１μｍ以上５μｍ以下であってもよい。プレス加工の条件は、前駆シートがＰＴＦＥシートである場合、例えば、温度３６０～４２０℃、圧力１～１０ＭＰａ及び時間１～１０分である。表面加工の前には、スパッタエッチング処理等の粗面化処理を実施してもよい。プレス加工に使用したプレス型は、例えば金属箔のように薄いシートである場合は、エッチング等の手法により前駆シートから除去してもよい。
［外装体用シートの使用］
外装体用シート１の使用の一例を図３に示す。図３には、蓄電デバイスの一種であるリチウムイオン電池１１が示されている。リチウムイオン電池１１は、蓄電要素である電極群１３及び非水電解質１４と、蓄電要素を収容した外装体１２とを備える。外装体１２は、外装体用シート１と多層シート１８とを備える。多層シート１８は、ＰＰ層１２１、アルミ層１２２及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層１２３がこの順に積層された多層構造を有する。リチウムイオン電池１１の内部には、ＰＰ層１２１が面している。外装体１２は、ＰＰ層１２１を含む多層シート１８と、外装体用シート１との接合部１７をさらに備えている。外装体用シート１は、多層シート１８におけるリチウムイオン電池１１の内部側の表面１６、換言すればＰＰ層１２１、に接合されている。より具体的には、図３の外装体１２は開口１５を有しており、外装体用シート１は、開口１５を覆うようにＰＰ層１２１に接合されている。外装体用シート１は、開口１５の内面を覆い、多層シート１８に対してリチウムイオン電池１１の内部側に位置している。開口１５は、外装体１２の内部の圧力が異常に増大した場合に外部に圧力を逃がす圧力開放口、あるいは、蓄電要素（電極群１３及び／又は非水電解質１４）から発生するガスを外部に放出する通気口等として機能しうる。外装体用シート１は、開口１５を封止すると共に、蓄電要素から発生するガスを外部に透過可能な封止シートとして機能しうる。
外装体用シート１の使用の一例を図３に示す。図３には、蓄電デバイスの一種であるリチウムイオン電池１１が示されている。リチウムイオン電池１１は、蓄電要素である電極群１３及び非水電解質１４と、蓄電要素を収容した外装体１２とを備える。外装体１２は、外装体用シート１と多層シート１８とを備える。多層シート１８は、ＰＰ層１２１、アルミ層１２２及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層１２３がこの順に積層された多層構造を有する。リチウムイオン電池１１の内部には、ＰＰ層１２１が面している。外装体１２は、ＰＰ層１２１を含む多層シート１８と、外装体用シート１との接合部１７をさらに備えている。外装体用シート１は、多層シート１８におけるリチウムイオン電池１１の内部側の表面１６、換言すればＰＰ層１２１、に接合されている。より具体的には、図３の外装体１２は開口１５を有しており、外装体用シート１は、開口１５を覆うようにＰＰ層１２１に接合されている。外装体用シート１は、開口１５の内面を覆い、多層シート１８に対してリチウムイオン電池１１の内部側に位置している。開口１５は、外装体１２の内部の圧力が異常に増大した場合に外部に圧力を逃がす圧力開放口、あるいは、蓄電要素（電極群１３及び／又は非水電解質１４）から発生するガスを外部に放出する通気口等として機能しうる。外装体用シート１は、開口１５を封止すると共に、蓄電要素から発生するガスを外部に透過可能な封止シートとして機能しうる。
外装体用シート１の使用の別の一例を図４に示す。図４には、蓄電デバイスの一種であるリチウムイオン電池１１が示されている。図４のリチウムイオン電池１１の外装体１２が備える多層シート１８は、ＰＰ層１２１、アルミ層１２２及びＰＰ層１２１がこの順に積層された多層構造を有する。外装体用シート１は、リチウムイオン電池１１の外部側に位置するＰＰ層１２１に接合されている。外装体用シート１は、開口１５の外面を覆い、多層シート１８に対してリチウムイオン電池１１の外部側に位置している。図４の例においても外装体用シート１は、開口１５を封止すると共に、蓄電要素から発生するガスを外部に透過可能な封止シートとして機能しうる。
外装体用シート１は、例えば、熱溶着によりＰＰ層１２１に接合されている。熱溶着は、例えば、外装体用シート１と多層シート１８（ＰＰ層１２１）とを加熱プレスして実施できる。ＰＴＦＥシートを含む外装体用シート１について加熱プレスの条件は、例えば、温度１６０～２５０℃、圧力１．０～３０．０ＭＰａ及び時間１～６０秒であり、剥離力Ｆを評価する試験片（接合体）を形成する際の加熱プレスの条件と同じであってもよい。
接合部１７の形状は、例えば、ＰＰ層１２１の主面に垂直に見て、開口１５を囲む形状である。接合部１７の形状は、外装体用シート１の主面に垂直に見て、外装体用シート１の周縁部の形状であってもよい。ただし、接合部１７の形状は、上記例に限定されない。
接合部１７では、外装体用シート１とＰＰ層１２１との良好な接合を達成しうる。接合性は、例えば、耐水圧、耐液圧、又は気体の漏れ圧力により評価することが可能である。耐水圧及び耐液圧は、例えば、接合部１７を備える外装体１２に水又は非水電解質１４等の液体を収容した状態で当該液体に圧力を加えたときに接合部１７から当該液体が漏れ始める圧力として評価できる。気体の漏れ圧力は、例えば、接合部１７を備える外装体１２に評価用の気体を収容した状態で当該気体に圧力を加えたときに接合部１７から当該気体が漏れ始める圧力として評価できる。気体は、例えば空気である。
リチウムイオン電池１１の非水電解質１４は、一般に、有機材料を溶解しやすい。このため、粘着剤や接着剤によって外装体用シート１を多層シート１８に接合することは困難である。したがって、蓄電デバイスがリチウムイオン電池１１である場合に、外装体用シート１の使用は特に有利となる。上記観点からは、外装体用シート１は、リチウムイオン電池用のシートであってもよい。
図３のリチウムイオン電池１１はパウチ型である。固定部材と組み合わせることなく１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを確保可能な外装体用シート１は、内部のスペースが限られたパウチ型のリチウムイオン電池への使用に特に適している。上記観点からは、外装体用シート１は、パウチ型蓄電デバイス用のシートであってもよい。
外装体１２は、多層シート１８の代わりに、又は多層シート１８に加えて、ＰＰシートを備えていてもよい。このとき、外装体１２は、ＰＰシートと外装体用シート１との接合部１７をさらに備えうる。
電極群１３は、典型的には、正極、負極、及び正極と負極とを隔離するセパレータを備える。非水電解質１４は、溶液であってもゲル等の固体電解質であってもよい。外装体用シート１を備える以外は、リチウムイオン電池１１は公知の構成を有しうる。
外装体用シート１の使用態様は、上記例に限定されない。例えば、外装体用シート１は、多層シート１８又はＰＰシートに対してリチウムイオン電池１１の内部側に位置していても外部側に位置していてもよい。また、外装体用シート１は、多層シート１８又はＰＰシートに設けられた開口を覆う以外の態様で使用してもよい。外装体用シート１は、多層シート１８及びＰＰシート以外のシートと組み合わせて使用してもよい。外装体としての要件が満たされる限り、任意の態様で使用できる。
外装体用シート１を使用しうる蓄電デバイスは、上記例に限定されない。蓄電デバイスは、パウチ型以外のリチウムイオン電池、例えば角型や円筒型のリチウムイオン電池、であってもよい。また、蓄電デバイスは、リチウムイオン電池以外の電池や電気二重層キャパシタであってもよい。蓄電デバイスは、車載用デバイスであってもよい。車載用デバイスは、車両内の配置スペースが限られることから小型化への要求が強い。固定部材と組み合わせることなく１．５Ｎ／１０ｍｍ以上の剥離力Ｆを確保可能な外装体用シート１は、車載用デバイスへの使用に特に適している。
［蓄電デバイス］
本発明の蓄電デバイスの一例は、図３に示されている。図３の蓄電デバイス（リチウムイオン電池１１）は、蓄電要素である電極群１３及び非水電解質１４と、蓄電要素を収容する外装体１２とを備える。外装体１２は、外装体用シート１を備えている。本発明の蓄電デバイスがとりうる態様は、図３に示された蓄電デバイスがとりうる態様と同じである。
本発明の蓄電デバイスの一例は、図３に示されている。図３の蓄電デバイス（リチウムイオン電池１１）は、蓄電要素である電極群１３及び非水電解質１４と、蓄電要素を収容する外装体１２とを備える。外装体１２は、外装体用シート１を備えている。本発明の蓄電デバイスがとりうる態様は、図３に示された蓄電デバイスがとりうる態様と同じである。
図３の蓄電デバイスは、リチウムイオン電池セルである。本発明の蓄電デバイスは、当該セルの集合体を備えたリチウムイオン電池モジュール、あるいは当該モジュールの集合体を備えたリチウムイオン電池パックであってもよい。
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
最初に、本実施例において作製した外装体用シートの評価方法を示す。
［空孔率］
外装体用シートの空孔率は、以下の式（１）により算出した。
空孔率（％）＝（ρ0－ρ1）／ρ0×１００（％） ・・・（１）
式（１）のρ0には、ＰＴＦＥの真密度（２．２ｇ／ｃｍ3）を用いた。ρ1は、外装体用シートの重量Ｗ（ｇ）と空孔を含むみかけの体積Ｖ（ｃｍ3）とから、式ρ1＝Ｗ／Ｖにより算出した。
外装体用シートの空孔率は、以下の式（１）により算出した。
空孔率（％）＝（ρ0－ρ1）／ρ0×１００（％） ・・・（１）
式（１）のρ0には、ＰＴＦＥの真密度（２．２ｇ／ｃｍ3）を用いた。ρ1は、外装体用シートの重量Ｗ（ｇ）と空孔を含むみかけの体積Ｖ（ｃｍ3）とから、式ρ1＝Ｗ／Ｖにより算出した。
［剥離力Ｆ］
外装体用シートの剥離力Ｆは、上述の方法により評価した。ただし、ＰＰシートには、二軸延伸ポリプロピレンシート（ＯＰＰ；東レ製、トレファン２５００Ｈ、厚さ６０μｍ）を使用した。試験片は、温度１８０℃、圧力１８ＭＰａ、時間３０秒の加熱プレスによって外装体用シート及びＰＰシートの接合体を形成し、これを幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切り出すことで作製した。加熱プレスは、外装体用シート及びＰＰシートに対して両面から熱を印加する両面加熱とした。比較例１を除く外装体用シートは、表面加工面とＰＰシートとが接するように接合した。比較例１の外装体用シートは、一方の主面とＰＰシートとが接するように接合した。試験片に対する１８０°引きはがし試験は、以下のように実施した（図５参照）。
外装体用シートの剥離力Ｆは、上述の方法により評価した。ただし、ＰＰシートには、二軸延伸ポリプロピレンシート（ＯＰＰ；東レ製、トレファン２５００Ｈ、厚さ６０μｍ）を使用した。試験片は、温度１８０℃、圧力１８ＭＰａ、時間３０秒の加熱プレスによって外装体用シート及びＰＰシートの接合体を形成し、これを幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍに切り出すことで作製した。加熱プレスは、外装体用シート及びＰＰシートに対して両面から熱を印加する両面加熱とした。比較例１を除く外装体用シートは、表面加工面とＰＰシートとが接するように接合した。比較例１の外装体用シートは、一方の主面とＰＰシートとが接するように接合した。試験片に対する１８０°引きはがし試験は、以下のように実施した（図５参照）。
試験片２３と同じ幅及び長さを有する両面粘着テープ２４を準備し、長手方向の二辺を互いに一致させながら試験片２３と貼り合わせた。両面粘着テープ２４には、日東電工製、Ｎｏ．５０００ＮＳを使用した。次に、試験片２３及び両面粘着テープ２４に比べて大きな長さ及び幅を有すると共に、試験中に変形しない十分な厚さを有するステンレス（ＳＵＳ４０３）製の固定板２５に対して、両面粘着テープ２４により試験片２３を貼り合わせた。貼り合わせは、両面粘着テープ２４の露出面の全体が固定板２５に接合するように実施した。Ｎｏ．５０００ＮＳは、固定板２５と試験片２３とが試験中に剥離しないだけの十分な粘着力を有していた。次に、引張試験装置の上部チャックに固定板２５の端部２７を固定すると共に、外装体用シート２１の上端部２６をＰＰフィルム２２から剥離して１８０°折り返し、引張試験装置の下部チャックに固定した。この状態から、外装体用シート２１をＰＰフィルム２２から１８０°方向に引きはがす１８０°引きはがし試験（剥離速度３００ｍｍ／分）を実施して、剥離力Ｆを評価した。引張試験機には、島津製作所製、ＡＧ－１を用いた。引きはがし試験は、２３℃の雰囲気で実施した。
［表面粗さＲａ］
外装体用シートにおける剥離力Ｆの評価面の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３の規定に準拠した測定が可能である原子間力顕微鏡（日立ハイテクサイエンス製、ＡＦＭ５３００）により評価した。測定モードはダイナミックフォース（ＤＦＭ）モードとし、カンチレバーにはシリコン製プローブ（オリンパス製ＡＣ１６０ＴＳ、バネ定数４０Ｎ／ｍ相当品）を使用した。測定範囲は３０μｍ四方とし、測定雰囲気は大気とした。
外装体用シートにおける剥離力Ｆの評価面の表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３の規定に準拠した測定が可能である原子間力顕微鏡（日立ハイテクサイエンス製、ＡＦＭ５３００）により評価した。測定モードはダイナミックフォース（ＤＦＭ）モードとし、カンチレバーにはシリコン製プローブ（オリンパス製ＡＣ１６０ＴＳ、バネ定数４０Ｎ／ｍ相当品）を使用した。測定範囲は３０μｍ四方とし、測定雰囲気は大気とした。
［二酸化炭素透過性］
外装体用シートの二酸化炭素透過性は、ＪＩＳ Ｋ７１２６－１：２００６に定められたガスクロマトグラフ法に準拠した測定が可能であるＧＴＲテック製、ＧＴＲ－３０ＸＡＣＫにより評価した。ただし、試験ガスには二酸化炭素を使用し、試験片の形状は直径７０ｍｍの円形とし、ガスの透過領域は直径４４ｍｍの円形（透過面積１５．２ｃｍ2）とした。測定条件は、湿度０％ＲＨとした。
外装体用シートの二酸化炭素透過性は、ＪＩＳ Ｋ７１２６－１：２００６に定められたガスクロマトグラフ法に準拠した測定が可能であるＧＴＲテック製、ＧＴＲ－３０ＸＡＣＫにより評価した。ただし、試験ガスには二酸化炭素を使用し、試験片の形状は直径７０ｍｍの円形とし、ガスの透過領域は直径４４ｍｍの円形（透過面積１５．２ｃｍ2）とした。測定条件は、湿度０％ＲＨとした。
（実施例１）
ＰＴＦＥディスパージョン（ＰＴＦＥ粉末の濃度４０質量％、ＰＴＦＥ粉末の平均粒径０．２μｍ、ノニオン性界面活性剤をＰＴＦＥ１００質量部に対して６質量部含有）に対して、フッ素系界面活性剤（ＤＩＣ製、メガファックＦ－１４２Ｄ）をＰＴＦＥ１００質量部に対して１質量部添加した。次に、長尺のポリイミドフィルム（厚さ１２５μｍ）をＰＴＦＥディスパージョンに浸漬して引き上げ、ポリイミドフィルム上にＰＴＦＥディスパージョンの塗布膜を形成した。塗布膜の厚さは、計量バーにより、２０μｍとした。次に、全体を１００℃で１分間、続いて３９０℃で１分間加熱することで、塗布膜に含まれる水を除去すると共にＰＴＦＥ粉末同士を互いに結着させてフィルム状とした。上記浸漬及び加熱をさらに６回繰り返した後、ポリイミドフィルムから剥離して、前駆シートであるＰＴＦＥのキャストフィルム（厚さ５５μｍ）を得た。次に、得られたキャストフィルムの片面に対してスパッタエッチング処理を実施した。スパッタエッチング処理の条件は、処理圧力３．０Ｐａ、Ａｒ雰囲気、エネルギー量０．７Ｊ／ｃｍ2とした。次に、スパッタエッチング処理面に銅箔（三井金属製、３ＥＣ－III、押圧面の最大高さＲｚ＝５μｍ）を配置し、温度３８０℃、圧力６ＭＰａ、時間５分の条件にてプレス加工による表面加工を実施した。次に、塩化第二鉄水溶液からなる処理液を用いたエッチング処理により銅箔を除去して、銅箔の除去面を表面加工面とする実施例１の外装体用シートを得た。
ＰＴＦＥディスパージョン（ＰＴＦＥ粉末の濃度４０質量％、ＰＴＦＥ粉末の平均粒径０．２μｍ、ノニオン性界面活性剤をＰＴＦＥ１００質量部に対して６質量部含有）に対して、フッ素系界面活性剤（ＤＩＣ製、メガファックＦ－１４２Ｄ）をＰＴＦＥ１００質量部に対して１質量部添加した。次に、長尺のポリイミドフィルム（厚さ１２５μｍ）をＰＴＦＥディスパージョンに浸漬して引き上げ、ポリイミドフィルム上にＰＴＦＥディスパージョンの塗布膜を形成した。塗布膜の厚さは、計量バーにより、２０μｍとした。次に、全体を１００℃で１分間、続いて３９０℃で１分間加熱することで、塗布膜に含まれる水を除去すると共にＰＴＦＥ粉末同士を互いに結着させてフィルム状とした。上記浸漬及び加熱をさらに６回繰り返した後、ポリイミドフィルムから剥離して、前駆シートであるＰＴＦＥのキャストフィルム（厚さ５５μｍ）を得た。次に、得られたキャストフィルムの片面に対してスパッタエッチング処理を実施した。スパッタエッチング処理の条件は、処理圧力３．０Ｐａ、Ａｒ雰囲気、エネルギー量０．７Ｊ／ｃｍ2とした。次に、スパッタエッチング処理面に銅箔（三井金属製、３ＥＣ－III、押圧面の最大高さＲｚ＝５μｍ）を配置し、温度３８０℃、圧力６ＭＰａ、時間５分の条件にてプレス加工による表面加工を実施した。次に、塩化第二鉄水溶液からなる処理液を用いたエッチング処理により銅箔を除去して、銅箔の除去面を表面加工面とする実施例１の外装体用シートを得た。
（実施例２）
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｖ９Ｓ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝１．５μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された実施例２の外装体用シートを得た。
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｖ９Ｓ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝１．５μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された実施例２の外装体用シートを得た。
（実施例３）
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｔ４Ｘ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝１．０μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された実施例３の外装体用シートを得た。
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｔ４Ｘ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝１．０μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された実施例３の外装体用シートを得た。
（比較例１）
実施例１で作製したＰＴＦＥのキャストフィルム（厚さ５５μｍ）を、スパッタエッチング処理及び表面加工を実施することなく、比較例１の外装体用シートとした。
実施例１で作製したＰＴＦＥのキャストフィルム（厚さ５５μｍ）を、スパッタエッチング処理及び表面加工を実施することなく、比較例１の外装体用シートとした。
（比較例２）
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｔ９ＤＡ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝０．８５μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された比較例２の外装体用シートを得た。
表面加工に用いた銅箔を福田金属箔製、ＣＦ－Ｔ９ＤＡ－ＳＶ（押圧面の最大高さＲｚ＝０．８５μｍ）に変更した以外は実施例１と同様にして、片面が表面加工された比較例２の外装体用シートを得た。
実施例及び比較例の各外装体用シートに対する評価結果を以下の表１に示す。
実施例及び比較例に使用したＰＴＦＥキャストフィルムの二酸化炭素透過度は、スパッタエッチング処理及び表面加工を実施する前の状態において、１．０１×１０5（ｃｍ3／（ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ））であった。
本発明の外装体用シートは、蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートとして使用できる。
１ 外装体用シート
２ 樹脂シート
３Ａ，３Ｂ 表面
１１ リチウムイオン電池（蓄電デバイス）
１２ 外装体
１３ 電極群（蓄電要素）
１４ 非水電解質（蓄電要素）
１７ 接合部
１８ 多層シート
１２１ ポリプロピレン層
２ 樹脂シート
３Ａ，３Ｂ 表面
１１ リチウムイオン電池（蓄電デバイス）
１２ 外装体
１３ 電極群（蓄電要素）
１４ 非水電解質（蓄電要素）
１７ 接合部
１８ 多層シート
１２１ ポリプロピレン層
Claims (8)
- 蓄電デバイスにおいて蓄電要素を収容する外装体用のシートであって、
無孔の樹脂シートを含み、
以下の評価法により求めた剥離力Ｆが１．５Ｎ／１０ｍｍ以上である、外装体用シート。
－評価法－
評価対象である前記外装体用シートとポリプロピレンシートとを加熱プレスにより接合して得られる幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍ以上の長方形の試験片に対して、前記ポリプロピレンシートから前記外装体用シートを剥離速度３００ｍｍ／分で１８０°に引きはがす引きはがし試験を実施し、測定された１８０°引きはがし剥離力を前記剥離力Ｆとする。 - 前記樹脂シートがフッ素樹脂を含む、請求項１に記載の外装体用シート。
- 前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである、請求項２に記載の外装体用シート。
- ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に定められた算術平均粗さＲａにより表示して、３０ｎｍ以上の表面粗さを有する主面を有する、請求項１に記載の外装体用シート。
- 前記蓄電デバイスがリチウムイオン電池である、請求項１に記載の外装体用シート。
- 前記リチウムイオン電池がパウチ型である、請求項５に記載の外装体用シート。
- 蓄電要素と、前記蓄電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、請求項１から６のいずれか１項に記載の外装体用シートを備える、蓄電デバイス。 - 前記外装体は、ポリプロピレン層を含む多層シート、又はポリプロピレンシートと、前記外装体用シートと前記ポリプロピレン層又は前記ポリプロピレンシートとの接合部と、をさらに備える、請求項７に記載の蓄電デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022122188 | 2022-07-29 | ||
| JP2022122188 | 2022-07-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024019102A true JP2024019102A (ja) | 2024-02-08 |
Family
ID=89706504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023122028A Pending JP2024019102A (ja) | 2022-07-29 | 2023-07-26 | 外装体用シート及びこれを備える蓄電デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024019102A (ja) |
| WO (1) | WO2024024863A1 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4451215B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2010-04-14 | 大日本印刷株式会社 | 二次電池用積層体 |
| JP2011108433A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 蓄電装置 |
| JP2012190639A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Sony Corp | 非水電解質電池、電池パック及び電子機器 |
| WO2018110067A1 (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 株式会社村田製作所 | 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
-
2023
- 2023-07-26 JP JP2023122028A patent/JP2024019102A/ja active Pending
- 2023-07-26 WO PCT/JP2023/027460 patent/WO2024024863A1/ja unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024024863A1 (ja) | 2024-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101762087B1 (ko) | 비수 이차 전지용 세퍼레이터, 적층체, 적층체의 제조 방법, 및 비수 이차 전지 | |
| CN107925034B (zh) | 电池用隔膜及其制造方法 | |
| RU2434754C2 (ru) | Многослойная, микропористая полиэтиленовая мембрана, разделитель аккумулятора, изготовленный из нее, и аккумулятор | |
| CN107528026B (zh) | 层叠体 | |
| CN108352484B (zh) | 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池 | |
| EP3919269B1 (en) | Separator for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery | |
| US20050014063A1 (en) | High melt integrity battery separator for lithium ion batteries | |
| JPWO2007010878A1 (ja) | ポリオレフィン多層微多孔膜及び電池用セパレータ | |
| JP6458835B2 (ja) | 多孔質フィルムの製造方法 | |
| JP2017103045A (ja) | 非水電解液二次電池用セパレータ、非水電解液二次電池用積層セパレータ、非水電解液二次電池用部材および非水電解液二次電池 | |
| JP2005523566A (ja) | 電気化学装置の合わせフィルム | |
| CN114556678A (zh) | 具有改进的气体与湿气渗透率比的电池 | |
| KR20190137708A (ko) | 비수 전해액 이차 전지용 세퍼레이터 및 그의 제조 방법 | |
| JP2012226921A (ja) | 積層多孔質フィルム | |
| WO2024024863A1 (ja) | 外装体用シート及びこれを備える蓄電デバイス | |
| US20230155248A1 (en) | Separator for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery | |
| JP5055654B2 (ja) | リチウム電池用包装材料の製造方法 | |
| JP6627908B2 (ja) | 電池用包装材料 | |
| CN113574732A (zh) | 非水系二次电池用隔膜及非水系二次电池 | |
| JP2004281061A (ja) | 電池用防爆弁およびそれを備える電池 | |
| WO2021181815A1 (ja) | 電池用セパレータ | |
| JP7218104B2 (ja) | 多孔質層および非水電解液二次電池用積層セパレータ | |
| JP2022019433A (ja) | 非水電解液二次電池用積層体 | |
| JP2019110073A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2019079795A (ja) | 非水電解液二次電池用セパレータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20240306 |