JP5169112B2 - 扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート - Google Patents
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図1は本発明にかかる扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シートの代表的な層構成を図解的に示す図、図2は扁平型電気化学セルに用いる包装体の基本的な層構成を図解的に示す図、図3は扁平型電気化学セルに用いる包装体の一実施例を説明する図、図4は扁平型電気化学セルの用いる包装体の他の実施例を説明する図、図5は扁平型電気化学セルの金属端子部に用いる金属端子部密封用接着性シートの設け方の一例を説明する図であり、図中の1,1’は扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート、2は絶縁性粒子分散層、3は酸変性ポリオレフィン層、10は扁平型電気化学セル、30は扁平型電気化学セル本体、31は金属端子、Aは積層体、A1は基材層、A2は金属箔からなるバリアー層、A3は熱接着性樹脂層をそれぞれ示す。
(扁平型電気化学セル用積層体の作成)
予め、フェノール樹脂、フッ化クロム(三価)化合物、リン酸の3成分からなる化成処理液で両面を化成処理(リン酸クロメート処理)したアルミニウム箔(40μm厚さ)の一方の面と25μm厚さの二軸延伸ナイロンフィルムとをウレタン系接着剤を介して積層し、前記アルミニウム箔の他方の面と30μm厚さの未延伸ポリプロピレンフィルムとを酸変性ポリプロピレン樹脂(不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレン)でサンドイッチラミネーションすると共に、熱風により前記酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱して実施例に供する積層体を作製した。
(扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着シートの作成)
(2)耐電解液ラミネート強度:接着性シートを30×70mmの矩形状に裁断し、これを電解液(1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液)に60℃、7日間ドブ漬けした後に取出して両端を7.5mmずつトリミングして15×70mmとしたものを上記した初期ラミネート強度と同様に部分剥離して後、テンシロンにて引張り速度50mm/分で測定し、その時の平均強度を測定値とした。なお、部分剥離する際に、樹脂層間で凝集破壊しフィルム破れが発生しラミネート強度を測定できないものについては剥離不可とした。
(4)耐電解液シール強度:上記で作成した包装体となる積層体を裁断して60×75mmの積層体テストサンプルを2枚作成しシーラントフィルム面同士が対向するように重ね合わせると共に、60mm長さの端辺側に上記で作成した接着性シート付き金属端子サンプルを挿入し、前記接着性シート付き金属端子サンプルを挿入した端辺、対向する両端辺および前記接着性シート付き金属端子サンプルを挿入した端辺に対向する端辺を熱板でそれぞれシール(シール条件:190℃、1.0MPa、3秒)して、前記接着性シート付き金属端子サンプルを挿入した端辺及び該端辺と対向する端辺に7mm幅の熱接着部を形成すると共に、前記接着性シート付き金属端子サンプルを挿入した端辺に直交する対向する両端辺に10mm幅の熱接着部を形成して四方シール包装袋を作成した。なお、包装袋内には、1gの電解液〔6フッ化リン酸リチウムを混合液〔エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート=1/1/1(容積比)に溶解し、1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液としたもの〕を封入した。その後、前記接着性シート付き金属端子サンプルを挿入した端辺熱接着部が下となるように包装袋を60℃、90%RHの恒温恒湿槽に7日間保管した後、取出した包装袋をアルミニウム端子に沿って断裁し、アルミニウム箔の両面に接着性シート及び積層体が一体化された幅4mm、長さ30mmの耐電解液シール強度測定用サンプルを作成した。この耐電解液シール強度測定用サンプルの金属端子両面の積層体それぞれを冶具に固定し、オートグラフにて引張り速度300mm/分でシール強度を測定し、その時の平均強度を測定値とし、得られた測定値を15mm幅当たりのシール強度に換算し耐電解液シール強度を得た。
(5)絶縁性:上記で作製した包装体となる積層体および接着性シートを裁断して60mm角のテストサンプルを作製し、前記積層体のシーラントフィルム面同士を対向して前記積層体を配置すると共に、幅が4mm、長さが80mm、厚さが100μmのニッケル箔(金属端子)を2枚の接着性シートの間に挟持した状態で前記積層体間に挿入すると共に前記ニッケル箔と前記積層体のアルミニウム箔にテスターの端子を接続し、この状態で前記ニッケル箔の長さ方向に直交する方向に7mm幅の熱板でシール(シール条件:190℃、1.0MPa)して、前記ニッケル箔と前記積層体のアルミニウム箔とが短絡するまでの時間を測定し、120秒以上を絶縁性優良として◎印で示し、8秒未満を絶縁性に劣るとして×印で示した。
(6)洩れの有無:上記で作製した包装体となる積層体を裁断して60×160mmの積層体テストサンプルを作製すると共に、接着性シートを裁断して15×60mmの接着性シートテストサンプルを作製した。前記積層体テストサンプルを前記積層体のシーラントフィルム面同士が対向するように2つ折りすると共に60mm長さの端辺側に幅が4mm、長さが20mm、厚さが100μmの硝酸洗浄処理したニッケル箔(金属端子)と同寸法のリン酸クロメート処理を施したアルミニウム箔(金属端子)とを接触しないように離した状態で平行に2枚の接着性シートの間に挟持した状態で挿入し、3つの端辺を熱板でシール(シール条件:190℃、1.0MPa、3秒)して、7mm幅の熱接着部を有する三方シール包装袋を作製した。なお、包装袋内には、3gの電解液〔6フッ化リン酸リチウムを混合液〔エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート=1/1/1(容積比)に溶解し、1モル/リットルの6フッ化リン酸リチウム溶液としたもの〕を封入した。その後、この包装袋を60℃恒温槽に7日間保管して、金属端子および接着性シートからの電解液洩れの有無を目視で評価した。
以上のことから、実施例1の接着性シートは、ラミネート強度及びシール強度ともに高く、電解液浸漬前後の層間強度(ラミネート強度)の低下がなく、電解液封入保管後においても金属端子を挟持した熱接着部でのシール強度の低下がなく、密封性が非常に優れていることが判る。
2 絶縁性粒子分散層
3 酸変性ポリオレフィン層
10 扁平型電気化学セル
30 扁平型電気化学セル本体
31 金属端子
A 積層体
A1 基材層
A2 金属箔からなるバリアー層
A3 熱接着性樹脂層
Claims (3)
- 熱接着性を有するポリオレフィン系樹脂からなる内層と金属箔からなるバリアー層とを少なくとも備えた包装材により、正極および負極を備えた電気化学素子を収納すると共に前記正極および負極に各々接続された金属端子を外側に突出した状態で挟持して周縁熱接着部で密封した扁平型電気化学セルの金属端子取出部における前記内層と前記金属端子との間に介在させる扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シートであって、該扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シートは絶縁性粒子が分散した酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる絶縁性粒子分散層を前記内層及び金属端子と接着性を有する酸変性ポリオレフィン系樹脂で被覆することにより前記絶縁性粒子分散層の両面に酸変性ポリオレフィン系樹脂層を設けた3層からなると共に前記3層を構成する前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が同一の樹脂であることを特徴とする扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート。
- 前記内層を形成するポリオレフィン系樹脂がポリプロピレンからなり、前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリプロピレンであることを特徴とする請求項1記載の扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着性シート。
- 正極及び負極を備えた電気化学素子を収納し、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子を突出するように挟持して周縁熱接着部で密封した内層に熱接着性を有するポリオレフィン系樹脂と金属箔からなるバリアー層とを少なくとも備えた包装体からなる扁平型電気化学セルにおいて、前記包装体の前記周縁熱接着部の前記内層と前記金属端子との間に請求項1または2記載の扁平型電気化学セル金属端子部密封用接着シートを介在させた扁平型電気化学セル。
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