JP5532841B2 - Lithium-ion battery packaging material - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン電池用包装材に関する。   The present invention relates to a packaging material for a lithium ion battery.

従来、二次電池としてニッケル水素、鉛蓄電池が使用されてきたが、携帯機器の小型化や設置スペースの制限等により二次電池の小型化が必須になってきている。小型化の要求に応えるため、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池が注目され、採用されている。このようなリチウムイオン電池に用いられる包装材として、従来は金属製の缶が用いられてきたが、軽量で、放熱性が高く、低コストで対応できる多層フィルムが用いられるようになってきた。このような多層フィルム内部には一般的に、アルミニウム箔層が入っており、アルミラミネートタイプのリチウムイオン電池と呼ばれる。   Conventionally, nickel-metal hydride and lead-acid batteries have been used as secondary batteries, but miniaturization of secondary batteries has become indispensable due to downsizing of portable devices and restrictions on installation space. In order to meet the demand for miniaturization, lithium ion batteries with high energy density have attracted attention and are being adopted. Conventionally, metal cans have been used as packaging materials for such lithium ion batteries, but multilayer films that are lightweight, have high heat dissipation properties, and can be handled at low cost have come to be used. Such a multilayer film generally contains an aluminum foil layer, which is called an aluminum laminate type lithium ion battery.

リチウムイオン電池の電解液は、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルなどの非プロトン性の溶媒と電解質から構成される。また、電解質であるリチウム塩としてはLiPF、LiBFなどの塩が用いられるが、これらの塩は水分との加水分解反応によりフッ酸を発生するので、金属面の腐食や多層フィルムの各層間のラミネート強度の低下を引き起こすことがあった。そのため、水分浸入防止の目的で多層フィルムの一部にアルミニウム箔を用いることで、多層フィルムの表面からの水分浸入を遮断している。図1に示すようにこのような多層フィルムは一般的に、アルミニウム箔層3の一方の面に接着層2を介してシーラント層1を積層し、他方の面に接着層4を介して基材層5を積層する構成である。接着層2としてはドライラミネート用接着樹脂層からなるドライラミネート構成と熱可塑性材料からなる熱ラミネート構成の2種類に大きく分類される。ドライラミネート品の接着剤はエステル基やウレタン基など加水分解性の高い結合部を有するため、フッ酸による加水分解反応が起こりやすい。したがって高い信頼性が求められる用途には、熱ラミネート構成が用いられる。
また、基材層5としては、従来ナイロンフィルムが用いられてきた。しかし、ナイロンフィルムは電解液耐性がなく、多層フィルムの外側に電解液が付着した場合、外側から電解液に侵食されてしまう問題がある。近年、高信頼性が要求される熱ラミネート構成において、より多くのエネルギーが求められるようになり、複数のアルミラミネートタイプのリチウムイオン電池をまとめて一つの電池パックとして使用する用途が増えてきた。このため、一つの多層フィルムが破損した場合の安全性を考慮して、基材層5にも電解液耐性を持たせる要求が増えている。
The electrolyte of the lithium ion battery is composed of an aprotic solvent such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, and an electrolyte. In addition, lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 are used as the lithium salt that is an electrolyte, but these salts generate hydrofluoric acid by hydrolysis reaction with moisture. The laminate strength may be reduced. Therefore, the penetration of moisture from the surface of the multilayer film is blocked by using an aluminum foil as a part of the multilayer film for the purpose of preventing moisture penetration. As shown in FIG. 1, such a multilayer film is generally formed by laminating a sealant layer 1 on one side of an aluminum foil layer 3 via an adhesive layer 2 and a base material via an adhesive layer 4 on the other side. The layer 5 is laminated. The adhesive layer 2 is roughly classified into two types: a dry laminate structure composed of an adhesive resin layer for dry laminate and a heat laminate structure composed of a thermoplastic material. Since the adhesive of the dry laminate product has a highly hydrolyzable bond such as an ester group or a urethane group, hydrolysis reaction with hydrofluoric acid is likely to occur. Therefore, for applications that require high reliability, a thermal laminate configuration is used.
As the base material layer 5, a nylon film has been used conventionally. However, the nylon film has no electrolyte solution resistance, and when the electrolyte solution adheres to the outside of the multilayer film, there is a problem that the nylon film is eroded by the electrolyte solution from the outside. In recent years, more energy has been demanded in thermal laminate configurations that require high reliability, and the use of a plurality of aluminum laminate type lithium ion batteries collectively as a single battery pack has increased. For this reason, in consideration of safety when one multilayer film is damaged, there is an increasing demand for the base material layer 5 to have electrolyte solution resistance.

また、エネルギー密度を高くするために、この多層フィルムを冷間成型して凹部を形成し、電池内容物をより多く収納する方法がとられており、従来、成型性の向上という目的で基材層5に強靭性、高衝撃強さのナイロンフィルムが用いられてきた。しかし、ナイロンフィルムには電解液耐性がないため基材層5に電解液耐性と高い成型性を併せ持った材料および構成が求められている。
なお、リチウムイオン電池用包装材の従来技術としては、下記の特許文献1が挙げられる。特許文献1に記載の多層フィルム構成は、外側から2軸延伸ポリエステルフィルム層、2軸延伸ナイロンフィルム層、金属箔層をドライラミネート工法で順に積層したものであり、電解液耐性がある2軸延伸ポリエステルフィルムを最外層にして多層フィルムの外側に電解液耐性を付与させつつ、2軸延伸ナイロンフィルムも積層されているため強靭性、高衝撃強さを維持できることが記載されている。しかしながら、近年、さらに深い成型深さが求められており、上記構成だけでは不十分になってきている。
Also, in order to increase the energy density, a method has been adopted in which this multilayer film is cold-molded to form recesses and more battery contents are accommodated. Nylon film with toughness and high impact strength has been used for the layer 5. However, since the nylon film has no electrolyte solution resistance, the base material layer 5 is required to have a material and a structure having both the electrolyte solution resistance and high moldability.
In addition, the following patent document 1 is mentioned as a prior art of the packaging material for lithium ion batteries. The multilayer film configuration described in Patent Document 1 is a biaxially stretched polyester film layer, a biaxially stretched nylon film layer, and a metal foil layer that are sequentially laminated by a dry laminate method from the outside, and is biaxially stretched with electrolyte resistance. It is described that a toughness and high impact strength can be maintained because a biaxially stretched nylon film is laminated while a polyester film is used as an outermost layer and electrolyte resistance is imparted to the outer side of the multilayer film. However, in recent years, a deeper molding depth has been demanded, and the above configuration alone has become insufficient.

特開2002−56824号公報JP 2002-56824 A

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、外側にも電解液耐性を付与し、成型性に優れるリチウムイオン電池用包装材を提供することを目的とする。   Then, in view of the said problem, this invention aims at providing the electrolyte solution tolerance on the outer side, and providing the packaging material for lithium ion batteries which is excellent in a moldability.

請求項1に記載の発明は、少なくともシーラント層、接着層、アルミニウム箔層、接着層、基材層をこの順で積層したリチウムイオン電池用包装材において、該基材層が、ポリアミド系樹脂を含むフィルムからなる第一の基材層、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂または無水マレイン酸変性スチレン系エラストマー樹脂からなる熱可塑性接着樹脂層およびポリエステル系樹脂を含むフィルムからなる第二の基材層からなり、該基材層が3層の共押出しで形成されていることを特徴とするリチウムイオン電池用包装材である。
請求項2に記載の発明は、前記基材層が二軸延伸されていることを特徴とする請求項に記載のリチウムイオン電池用包装材である。
Invention of claim 1 wherein at least a sealant layer, adhesive layer, aluminum foil layer, the adhesive layer, the packaging material for lithium ion batteries obtained by laminating a base layer in this order, the substrate layer, the polyamide resin Comprising a first substrate layer comprising a film comprising, a thermoplastic adhesive resin layer comprising a maleic anhydride modified polyolefin resin or a maleic anhydride modified styrene elastomer resin, and a second substrate layer comprising a film comprising a polyester resin. The base material layer is formed by coextrusion of three layers, and is a packaging material for a lithium ion battery.
According to a second aspect of the invention, it is a lithium ion battery packaging material according to claim 1, characterized in that the base layer is biaxially oriented.

本発明の請求項1の構成によると、少なくともシーラント層、接着層、アルミニウム箔層、接着層、基材層をこの順で積層したリチウムイオン電池用包装材において、第一の基材層と第二の基材層の間に熱可塑性接着樹脂層を介在させた構成からなり、基材層を3層の共押出しで形成することで外側に電解液耐性を付与し、成型性に優れるリチウムイオン電池用包装材を提供することができる。 According to the configuration of claim 1 of the present invention, in the packaging material for a lithium ion battery in which at least a sealant layer, an adhesive layer, an aluminum foil layer, an adhesive layer, and a base material layer are laminated in this order , the first base material layer and the first base material layer Lithium ion that has a structure in which a thermoplastic adhesive resin layer is interposed between two base material layers and is formed by coextrusion of the base material layer to provide electrolyte resistance to the outside and is excellent in moldability A battery packaging material can be provided.

本発明の請求項の構成によると、前記基材層が二軸延伸されていることで、外側に電解液耐性を付与し、成型性に優れるリチウムイオン電池用包装材を提供することができる。 According to the configuration of claim 2 of the present invention, the base material layer is biaxially stretched, so that it is possible to provide a packaging material for a lithium ion battery that imparts electrolyte resistance to the outside and is excellent in moldability. .

従来のリチウムイオン電池用包装材を構成する多層フィルムの断面図である。It is sectional drawing of the multilayer film which comprises the conventional packaging material for lithium ion batteries. 本発明のリチウムイオン電池用包装材を構成する多層フィルムの一実施形態の断面図である。It is sectional drawing of one Embodiment of the multilayer film which comprises the packaging material for lithium ion batteries of this invention. 本発明のリチウムイオン電池用包装材を構成する多層フィルムの一実施形態の断面図である。It is sectional drawing of one Embodiment of the multilayer film which comprises the packaging material for lithium ion batteries of this invention.

以下では、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図2、図3は本実施形態に係わるリチウムイオン電池用包装材を構成する多層フィルムの断面図である。図2の多層フィルムは、上側からシーラント層1、接着層2、アルミニウム箔層3、接着層4、基材層9から構成される。基材層9は、第一の基材層6、第二の基材層8で構成される。また、図3の多層フィルムは、上側からシーラント層1、接着層2、アルミニウム箔層3、接着層4、基材層10から構成される。基材層10は、第一の基材層6、熱可塑性接着樹脂層7、第二の基材層8で構成される。これら多層フィルムをエンボス成型した内部に、正極、セパレーター、負極及びタブをいれ、その後にシーラント層1が向かい合うように多層フィルムを重ね合わせ、3辺をシールする。その後、真空状態で残った1辺から電解液を注入し、残り1辺を最後にシールし内部を密封し、リチウムイオン電池を作製する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 and 3 are cross-sectional views of the multilayer film constituting the packaging material for a lithium ion battery according to this embodiment. The multilayer film in FIG. 2 includes a sealant layer 1, an adhesive layer 2, an aluminum foil layer 3, an adhesive layer 4, and a base material layer 9 from the upper side. The base material layer 9 includes a first base material layer 6 and a second base material layer 8. 3 is composed of a sealant layer 1, an adhesive layer 2, an aluminum foil layer 3, an adhesive layer 4, and a base material layer 10 from the upper side. The base material layer 10 includes a first base material layer 6, a thermoplastic adhesive resin layer 7, and a second base material layer 8. A positive electrode, a separator, a negative electrode, and a tab are placed inside the multilayer film embossed, and then the multilayer film is overlaid so that the sealant layer 1 faces, and three sides are sealed. Then, electrolyte solution is inject | poured from one side which remained in the vacuum state, the remaining one side is sealed last, and the inside is sealed, A lithium ion battery is produced.

<シーラント層1>
シーラント層1を構成する成分としては、ポリオレフィン樹脂または、ポリオレフィン樹脂に無水マレイン酸などをグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、樹脂に無水マレイン酸などをグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリオレフィンとしては、例えば、低密度、中密度、高密度のポリエチレン;エチレン−αオレフィン共重合体;ホモ、ブロック、またはランダムポリプロピレン;プロピレン−αオレフィン共重合体などが挙げられる。これらポリオレフィン樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、シーラント層1は単層フィルムであっても、複数の層を積層させた多層フィルムであってもよい。必要とされる機能に応じて、例えば、防湿性を付与するという点ではエチレン−環状オレフィン共重合体やポリメチルペンテンなどの樹脂を介在させた多層フィルムを用いてもよい。さらに、シーラント層1は各種添加剤、例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤などを配合してもよい。シーラント層1の厚さは、10〜100μmが好ましく、20〜50μmがより好ましい。
<Sealant layer 1>
Examples of the component constituting the sealant layer 1 include a polyolefin resin or an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying maleic anhydride or the like on a polyolefin resin. The polyolefin resin is preferably an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying maleic anhydride or the like on the resin. Examples of the polyolefin include low-density, medium-density, and high-density polyethylene; ethylene-α olefin copolymer; homo, Examples thereof include block or random polypropylene; propylene-α-olefin copolymer. These polyolefin resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. The sealant layer 1 may be a single layer film or a multilayer film in which a plurality of layers are laminated. Depending on the function required, for example, a multilayer film in which a resin such as an ethylene-cycloolefin copolymer or polymethylpentene is interposed may be used in terms of imparting moisture resistance. Furthermore, the sealant layer 1 may contain various additives such as a flame retardant, a slip agent, an antiblocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, and a tackifier. 10-100 micrometers is preferable and, as for the thickness of the sealant layer 1, 20-50 micrometers is more preferable.

<接着層2>
接着層2を構成する成分としては、酸変性ポリオレフィン樹脂に酸変性スチレン系エラストマー樹脂を添加した樹脂などが挙げられ、ともにマレイン酸でグラフト変性させた無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、無水マレイン酸変性スチレン系エラストマー樹脂が好ましい。接着層2はこれら樹脂を押出し装置で押し出すことで形成する。
<Adhesive layer 2>
Examples of the component constituting the adhesive layer 2 include a resin obtained by adding an acid-modified styrene elastomer resin to an acid-modified polyolefin resin. Based elastomer resins are preferred. The adhesive layer 2 is formed by extruding these resins with an extrusion device.

<アルミニウム箔層3>
アルミニウム箔層3の材質としては、一般の軟質アルミニウム箔を用いることができるが、さらなる耐ピンホール性、及び成形時の延展性を付与させる目的で、鉄を含むアルミニウム箔を用いるのが好ましい。鉄の含有量はアルミニウム箔100質量%中、0.1〜9.0質量%が好ましく、0.5〜2.0質量%がより好ましい。鉄の含有量の下限値が上記値より少ないと耐ピンホール性、延展性を十分に付与させることができず、一方、上限値が上記値よりも多いと柔軟性が損なわれる。また、アルミニウム箔層3の厚さは、バリア性、耐ピンホール性、加工性を考慮して9〜200μmが好ましく、15〜100μmがより好ましい。9μmより薄いとピンホール耐性が悪く、200μmを超えると加工適正が悪い。
<Aluminum foil layer 3>
As a material of the aluminum foil layer 3, a general soft aluminum foil can be used, but an aluminum foil containing iron is preferably used for the purpose of imparting further pinhole resistance and extensibility during molding. 0.1-9.0 mass% is preferable in 100 mass% of aluminum foil, and, as for content of iron, 0.5-2.0 mass% is more preferable. If the lower limit value of the iron content is less than the above value, sufficient pinhole resistance and ductility cannot be imparted. On the other hand, if the upper limit value is more than the above value, flexibility is impaired. The thickness of the aluminum foil layer 3 is preferably 9 to 200 μm, more preferably 15 to 100 μm in consideration of barrier properties, pinhole resistance, and workability. If it is thinner than 9 μm, the pinhole resistance is poor, and if it exceeds 200 μm, the processing suitability is poor.

<接着層4>
接着層4としては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールを主剤、芳香族系や脂肪族系イソシアネートを硬化剤とした2液硬化型のポリウレタン系接着剤が好ましい。塗工後のエージングとして40℃4日以上行うことで、OH基とNCO基の反応が進行し、両面のフィルムを強固に接着される。一般的に主剤のOHに対する硬化剤NCOのモル比[NCO/OH]が1〜10程度が好ましく、2〜5がより好ましい。また、接着層2および4の厚さは、接着強度や、追随性、加工性などを考慮して1〜10μmが好ましく、3〜7μmがより好ましい。
<Adhesive layer 4>
The adhesive layer 4 is preferably a two-component curable polyurethane adhesive using a polyester polyol, a polyether polyol, or an acrylic polyol as a main agent and an aromatic or aliphatic isocyanate as a curing agent. By performing the aging after coating at 40 ° C. for 4 days or longer, the reaction between the OH group and the NCO group proceeds and the films on both sides are firmly bonded. In general, the molar ratio [NCO / OH] of the curing agent NCO to OH of the main agent is preferably about 1 to 10, more preferably 2 to 5. The thicknesses of the adhesive layers 2 and 4 are preferably 1 to 10 μm, more preferably 3 to 7 μm in consideration of adhesive strength, followability, workability, and the like.

<第一の基材層6>
第一の基材層6は、リチウムイオン電池製造時の成型加工性を向上させる樹脂層を用いるのが好ましい。そのような樹脂層としては、例えば、ポリアミド系樹脂を含むポリアミドフィルム、ポリエステルフィルムの延伸、無延伸フィルムを使用することができる。好ましくは成形性、耐熱性を向上させるという点で、ポリアミドフィルム、とくに二軸延伸ポリアミドフィルムが好適である。
<First base material layer 6>
As the first base material layer 6, it is preferable to use a resin layer that improves molding processability at the time of manufacturing a lithium ion battery. As such a resin layer, for example, a polyamide film containing a polyamide-based resin, a stretched polyester film, or an unstretched film can be used. A polyamide film, particularly a biaxially stretched polyamide film is preferred from the viewpoint of improving moldability and heat resistance.

<熱可塑性接着樹脂層7>
熱可塑性接着樹脂層7を構成する成分としては、酸変性ポリオレフィン樹脂に酸変性スチレン系エラストマー樹脂を添加した樹脂などが挙げられ、ともにマレイン酸でグラフト変性させた無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、無水マレイン酸変性スチレン系エラストマー樹脂が好ましい。
<Thermoplastic adhesive resin layer 7>
Examples of components constituting the thermoplastic adhesive resin layer 7 include resins obtained by adding an acid-modified styrene-based elastomer resin to an acid-modified polyolefin resin, and maleic anhydride-modified polyolefin resin grafted with maleic acid, maleic anhydride An acid-modified styrene elastomer resin is preferred.

<第二の基材層8>
第二の基材層8は、リチウムイオン電池包装材の外側に電解液耐性を持たせる樹脂層を用いのが好ましい。そのような樹脂層としては、例えば、ポリエステル系樹脂を含むフィルム、具体的にはポリエステルフィルムの延伸、無延伸フィルムを使用することができる。好ましくは対薬品性、成形性を向上させるという点で、二軸延伸ポリエステルフィルムが好適である。
<Second base material layer 8>
The second base material layer 8 is preferably a resin layer that provides electrolyte solution resistance outside the lithium ion battery packaging material. As such a resin layer, for example, a film containing a polyester resin, specifically, a stretched or unstretched film of a polyester film can be used. A biaxially stretched polyester film is preferable from the viewpoint of improving chemical resistance and moldability.

<リチウムイオン電池用包材の製造方法>
次に、図2および図3に示す本発明のリチウムイオン電池用包装材の製造方法について記載するが、これに限定されない。
<Method for producing packaging material for lithium ion battery>
Next, although the manufacturing method of the packaging material for lithium ion batteries of this invention shown in FIG. 2 and FIG. 3 is described, it is not limited to this.

(基材層9、10の成形工程)
基材層9または10を成形する。基材層9の成形方法としては、押出し成形の手法を用い、ポリエステル系樹脂からなるペレット、ポリアミド系樹脂からなるペレットを加熱溶融し、Tダイから2層共押出しして複合フィルムを成形する。また、基材層10の成形方法はポリエステル系樹脂とポリアミド系樹脂の間に熱可塑性接着樹脂層を介在させ、3層共押出しして複合フィルムを成形する。これらフィルムをテンター方式による逐次二軸延伸法にて、二軸延伸フィルムを作成する。
(Forming process of base material layers 9 and 10)
The base material layer 9 or 10 is formed. As a molding method of the base material layer 9, an extrusion molding technique is used. Pellets made of polyester resin and pellets made of polyamide resin are heated and melted, and two layers are coextruded from a T die to form a composite film. The base material layer 10 is molded by interposing a thermoplastic adhesive resin layer between a polyester resin and a polyamide resin, and coextruding three layers to form a composite film. Biaxially stretched films are prepared from these films by a sequential biaxial stretching method using a tenter method.

(基材層9、10とアルミニウム箔層3の貼り合わせ工程)
アルミニウム箔層3と基材層9または10を貼り合わせる。貼り合わせの方法としては、ドライラミネートの手法を用い、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオールを主剤としたポリウレタン系接着剤にて両者を貼り合わせ、基材層9または10/接着層4/アルミニウム箔層3からなる積層体を作成する。
(Bonding process of base material layers 9 and 10 and aluminum foil layer 3)
The aluminum foil layer 3 and the base material layer 9 or 10 are bonded together. As a method of bonding, a dry laminating method is used, and both are bonded with a polyurethane-based adhesive mainly composed of polyester polyol, polyether polyol, and acrylic polyol, and the base layer 9 or 10 / adhesive layer 4 / aluminum. A laminate composed of the foil layer 3 is prepared.

(シーラント層1の積層工程)
前記積層体上にシーラント層1を積層する。積層の方法としては、前記積層体上に接着層2を押出しラミネートし、さらにシーラント層1を積層して、リチウムイオン電池用包装材を製造する。
(Lamination process of sealant layer 1)
A sealant layer 1 is laminated on the laminate. As a lamination method, the adhesive layer 2 is extruded and laminated on the laminate, and the sealant layer 1 is further laminated to produce a packaging material for a lithium ion battery.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。ここで、実施例に用いた材料を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited to the following example. Here, materials used in the examples are shown below.

[使用原料]
<基材層>
基材層に使用した複合フィルムの層構成を以下に示す。
A−1:ナイロン/ポリエチレンテレフタレート
A−2:ナイロン/熱可塑性接着樹脂/ポリエチレンテレフタレート
A−3:ナイロン/接着剤/ポリエチレンテレフタレート
A−4:ナイロン
<接着層4>
B−1:ポリウレタン系接着剤(厚さ4μm)
<アルミニウム箔層3>
C−1:軟質アルミニウム箔8079材(厚さ40μm)
<接着層2>
D−1:無水マレイン酸変性ポリプロピレン(厚さ20μm)系接着剤
<シーラント層1>
E−1:無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ25μm)内面コロナ処理
[Raw materials]
<Base material layer>
The layer structure of the composite film used for the base material layer is shown below.
A-1: Nylon / polyethylene terephthalate A-2: Nylon / thermoplastic adhesive resin / polyethylene terephthalate A-3: Nylon / adhesive / polyethylene terephthalate A-4: Nylon <Adhesive layer 4>
B-1: Polyurethane adhesive (thickness 4 μm)
<Aluminum foil layer 3>
C-1: Soft aluminum foil 8079 material (thickness 40 μm)
<Adhesive layer 2>
D-1: Maleic anhydride-modified polypropylene (thickness 20 μm) -based adhesive <Sealant layer 1>
E-1: Unstretched polypropylene film (thickness 25 μm) inner surface corona treatment

[リチウムイオン電池用包装材の作成と評価方法]
<包材の作成1>
押出し成形の手法を用い、ナイロン樹脂(Ny)からなるペレット、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)からなるペレットを加熱溶融し、Tダイから2層共押出ししてNy/PET複合フィルムを成形した。この複合フィルムをテンター方式による逐次二軸延伸法にて、二軸延伸フィルムを作成し、基材層9とした。その後、アルミニウム箔層3にドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製、A525/A50)を用いて基材層9を積層した。その後、60℃6日間エージングを行った。次に押出し装置にて酸変性ポリプロピレンを押出し、アルミニウム箔層3の基材層9を積層したもう一方の面とシーラント層1をサンドイッチラミネーションした。その後、該積層体を160℃で4kg/cm、2m/分の条件で加熱圧着することでリチウムイオン電池用包装材を作成した。
<包材の作成2>
押出し成形の手法を用い、ナイロン樹脂からなるペレット、酸変性ポリプロピレン樹脂からなるペレット、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなるペレットを加熱溶融し、Tダイから3層共押出ししてNy/熱可塑性接着樹脂層/PET複合フィルムを成形した。この複合フィルムをテンター方式による逐次二軸延伸法にて、二軸延伸フィルムを作成し、基材層10とした。その後、アルミニウム箔層3にドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製、A525/A50)を用いて基材層10を積層した。その後、60℃6日間エージングを行った。次に押出し装置にて酸変性ポリプロピレンを押出し、アルミニウム箔層3の基材層10を積層したもう一方の面とシーラント層1をサンドイッチラミネーションした。その後、該積層体を160℃で4kg/cm、2m/分の条件で加熱圧着することでリチウムイオン電池用包装材を作成した。
<包材の作成3>
アルミニウム箔層3にドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製、A525/A50)を用いて第一の基材層6として二軸延伸Nyフィルムを積層した。その後、さらに第一の基材層6の上に、ドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製、A525/A50)を用いて第二の基材層8として二軸延伸PETフィルムを積層し、60℃6日間エージングを行った。次に押出し装置にて酸変性ポリプロピレンを押出し、アルミニウム箔層3の基材層6および基材層8を積層したもう一方の面とシーラント層1をサンドイッチラミネーションした。その後、該積層体を160℃で4kg/cm、2m/分の条件で加熱圧着することでリチウムイオン電池用包装材を作成した。
<包材の作成4>
アルミニウム箔層3にドライラミネート手法により、ポリウレタン系接着剤(三井化学ポリウレタン(株)製、A525/A50)を用いて基材層5として二軸延伸Nyフィルムを積層した。その後、60℃6日間エージングを行い、次に押出し装置にて酸変性ポリプロピレンを押出し、アルミニウム箔層3の基材層5を積層したもう一方の面とシーラント層1をサンドイッチラミネーションした。その後、該積層体を160℃で4kg/cm、2m/分の条件で加熱圧着することでリチウムイオン電池用包装材を作成した。
[Production and evaluation method of packaging materials for lithium ion batteries]
<Creation of packaging material 1>
Using a method of extrusion molding, a pellet made of nylon resin (Ny) and a pellet made of polyethylene terephthalate resin (PET) were heated and melted, and two layers were coextruded from a T die to form a Ny / PET composite film. A biaxially stretched film was prepared from this composite film by a sequential biaxial stretching method using a tenter method, and used as a base material layer 9. Thereafter, the base material layer 9 was laminated on the aluminum foil layer 3 by a dry laminating method using a polyurethane adhesive (A525 / A50, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.). Thereafter, aging was performed at 60 ° C. for 6 days. Next, the acid-modified polypropylene was extruded using an extrusion apparatus, and the other surface of the aluminum foil layer 3 on which the base material layer 9 was laminated and the sealant layer 1 were sandwich-laminated. Thereafter, the laminate was thermocompression bonded at 160 ° C. under the conditions of 4 kg / cm 2 and 2 m / min to prepare a packaging material for a lithium ion battery.
<Creation of packaging material 2>
Nylon / thermoplastic adhesive resin layer / PET by extruding nylon resin pellets, acid-modified polypropylene resin pellets, polyethylene terephthalate resin pellets by heating and melting, and co-extruding 3 layers from a T-die. A composite film was formed. A biaxially stretched film was prepared from this composite film by a sequential biaxial stretching method using a tenter method, and used as a base material layer 10. Thereafter, the base material layer 10 was laminated on the aluminum foil layer 3 by a dry laminating method using a polyurethane-based adhesive (A525 / A50, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.). Thereafter, aging was performed at 60 ° C. for 6 days. Next, the acid-modified polypropylene was extruded using an extrusion apparatus, and the other surface on which the base material layer 10 of the aluminum foil layer 3 was laminated and the sealant layer 1 were subjected to sandwich lamination. Thereafter, the laminate was thermocompression bonded at 160 ° C. under the conditions of 4 kg / cm 2 and 2 m / min to prepare a packaging material for a lithium ion battery.
<Creation of packaging material 3>
A biaxially stretched Ny film was laminated as the first base layer 6 on the aluminum foil layer 3 by a dry laminating method using a polyurethane-based adhesive (A525 / A50, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.). Thereafter, biaxial stretching as the second base material layer 8 is further performed on the first base material layer 6 by a dry laminating method using a polyurethane adhesive (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd., A525 / A50). A PET film was laminated and aged at 60 ° C. for 6 days. Next, acid-modified polypropylene was extruded using an extrusion apparatus, and the other surface of the aluminum foil layer 3 on which the base material layer 6 and the base material layer 8 were laminated was sandwiched with the sealant layer 1. Thereafter, the laminate was thermocompression bonded at 160 ° C. under the conditions of 4 kg / cm 2 and 2 m / min to prepare a packaging material for a lithium ion battery.
<Creation of packaging material 4>
A biaxially stretched Ny film was laminated as the base material layer 5 on the aluminum foil layer 3 by a dry laminating method using a polyurethane-based adhesive (A525 / A50, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.). Thereafter, aging was performed at 60 ° C. for 6 days, and then the acid-modified polypropylene was extruded using an extrusion apparatus, and the other surface on which the base material layer 5 of the aluminum foil layer 3 was laminated and the sealant layer 1 were sandwich-laminated. Thereafter, the laminate was thermocompression bonded at 160 ° C. under the conditions of 4 kg / cm 2 and 2 m / min to prepare a packaging material for a lithium ion battery.

<耐電解液評価>
得られたリチウムイオン電池用包装材の基材層側に電解液を数滴垂らし、一昼夜放置して電解液をふき取った状態で基材層表面を観察した。
○:侵食なし(表面状態変化なし)
×:侵食あり
<成型性評価>
得られたリチウムイオン電池用包装材をブランク形状150mm×190mmに切り取り、破断、クラックが生じない成型深さを評価した。パンチの形状は100mm×150mm、パンチコーナーR(RCP)は1.5mm、パンチ肩R(R)は0.75mm、ダイ肩R(R)は0.75mmを使用した。
◎:7mm以上の成型深さで、破断、クラックが生じずに成型可能である。
○:5mm以上7mm未満の成型深さで、破断、クラックが生じずに成型可能である。
×:5mm以下の成型深さで、破断、クラックが生じる。
<Electrolytic solution evaluation>
Several drops of the electrolytic solution were dropped on the base material layer side of the obtained packaging material for lithium ion batteries, and the surface of the base material layer was observed in a state where the electrolyte solution was wiped off by being left overnight.
○: No erosion (no change in surface condition)
×: Erosion <Formability evaluation>
The obtained lithium ion battery packaging material was cut into a blank shape of 150 mm × 190 mm, and the molding depth at which breakage and cracks did not occur was evaluated. The punch shape was 100 mm × 150 mm, the punch corner R (R CP ) was 1.5 mm, the punch shoulder R (R P ) was 0.75 mm, and the die shoulder R (R D ) was 0.75 mm.
(Double-circle): It can shape | mold without a fracture | rupture and a crack by the shaping | molding depth of 7 mm or more.
○: Molding is possible at a molding depth of 5 mm or more and less than 7 mm without causing breakage or cracks.
X: Breaking and cracking occur at a molding depth of 5 mm or less.

[実施例1、2 比較例1、2]
実施例1、2、比較例1、2は、包材の作成1〜4にてリチウムイオン電池用包装材を作成し、各々評価を行った。結果を表1に示す。なお、実施例1は参考例である。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2]
In Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a packaging material for a lithium ion battery was prepared by creating packaging materials 1 to 4 and evaluated. The results are shown in Table 1. Example 1 is a reference example.

Figure 0005532841
Figure 0005532841

実施例1は基材層に2層共押出しのNy/PET複合フィルムを使用しており、包材外側の電解液耐性があり、成型深さ6.5mmでも破断、クラックを生じず成型できた。
実施例2は基材層に3層共押出しのNy/熱可塑性接着樹脂/PET複合フィルムを使用しており、包材外側の電解液耐性があり、成型深さ8mmでも破断、クラックを生じず成型できた。
比較例1は基材層にドライラミネート工法で積層したNy/接着剤/PET複合フィルムを使用しており、包材外側の電解液耐性は得られたが、成型深さ5mmでも破断が生じた。
比較例2は基材層にNyフィルムを使用しており、包材外側の電解液耐性が得られず、成型深さは7mmで破断が生じた。
Example 1 uses a two-layer coextruded Ny / PET composite film as the base material layer, has an electrolyte solution resistance outside the packaging material, and could be molded without breaking or cracking even at a molding depth of 6.5 mm. .
Example 2 uses a three-layer coextruded Ny / thermoplastic adhesive resin / PET composite film as the base material layer, and has an electrolyte solution resistance outside the packaging material, and does not break or crack even at a molding depth of 8 mm. I was able to mold it.
Comparative Example 1 uses a Ny / adhesive / PET composite film laminated on a base material layer by a dry laminating method, and the electrolyte solution resistance on the outside of the packaging material was obtained, but breakage occurred even at a molding depth of 5 mm. .
In Comparative Example 2, a Ny film was used for the base material layer, the electrolyte solution resistance outside the packaging material was not obtained, and the fracture occurred at a molding depth of 7 mm.

以上をまとめると最外層をPETにした場合、電解液耐性が得られると言える。また、3層の共押出しにて成形したNy/熱可塑性接着樹脂/PET複合フィルムを基材層に使用した場合、成型深さを深くしても破断、クラックが生じにくいと言える。上記より、NyとPETを積層することで、両フィルムの弱点を補え、電解液耐性と成型性が向上すると言えるが、NyとPETの積層にドライラミネート用の接着剤を使用すると接着剤が緩衝層になり、両フィルムの関係が遮断されてしまうと考えられる。また、NyとPETの2層押出しでは接着強度が低くなり、積層の効果が薄れると考えられる。好ましくはNyとPETの間に接着剤ほど柔らかくない熱可塑性接着樹脂層を介在させ接着強度を上げるのがよいと考えられる。このように、本発明によれば包装材の外側にも電解液耐性を付与でき、且つ、成型深さを深くしても破断、クラックが生じにくく、成型性に優れたリチウムイオン電池用包装材を提供することができる。   In summary, it can be said that when the outermost layer is made of PET, electrolyte resistance can be obtained. In addition, when a Ny / thermoplastic adhesive resin / PET composite film molded by three-layer coextrusion is used for the base material layer, it can be said that breakage and cracking hardly occur even if the molding depth is increased. From the above, it can be said that laminating Ny and PET compensates for the weaknesses of both films and improves electrolyte resistance and moldability. However, if an adhesive for dry laminating is used for laminating Ny and PET, the adhesive is buffered. It becomes a layer, and it is thought that the relationship between both films will be interrupted. In addition, it is considered that in the two-layer extrusion of Ny and PET, the adhesive strength is lowered and the effect of lamination is reduced. It is preferable to increase the adhesive strength by interposing a thermoplastic adhesive resin layer that is not as soft as an adhesive between Ny and PET. Thus, according to the present invention, a packaging material for a lithium ion battery that can impart electrolyte resistance to the outside of the packaging material and is less prone to breakage and cracking even when the molding depth is increased, and has excellent moldability. Can be provided.

1・・・シーラント層
2・・・接着層
3・・・アルミニウム箔層
4・・・接着層
5・・・基材層
6・・・第一の基材層
7・・・熱可塑性樹脂層
8・・・第二の基材層
9、10・・・基材層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealant layer 2 ... Adhesive layer 3 ... Aluminum foil layer 4 ... Adhesive layer 5 ... Base material layer 6 ... First base material layer 7 ... Thermoplastic resin layer 8 ... Second base material layer 9, 10 ... Base material layer

Claims (2)

少なくともシーラント層、接着層、アルミニウム箔層、接着層、基材層をこの順で積層したリチウムイオン電池用包装材において、該基材層が、ポリアミド系樹脂を含むフィルムからなる第一の基材層、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂または無水マレイン酸変性スチレン系エラストマー樹脂からなる熱可塑性接着樹脂層およびポリエステル系樹脂を含むフィルムからなる第二の基材層からなり、該基材層が3層の共押出しで形成されていることを特徴とするリチウムイオン電池用包装材。 In a lithium ion battery packaging material in which at least a sealant layer, an adhesive layer, an aluminum foil layer, an adhesive layer, and a base material layer are laminated in this order, the base material layer is a first base material made of a film containing a polyamide-based resin. Layer, a thermoplastic adhesive resin layer made of maleic anhydride-modified polyolefin resin or maleic anhydride-modified styrene elastomer resin, and a second base material layer made of a film containing a polyester resin, the base material layer comprising three layers A packaging material for a lithium ion battery, which is formed by coextrusion. 前記基材層が二軸延伸されていることを特徴とする請求項に記載のリチウムイオン電池用包装材。 Lithium ion battery packaging material according to claim 1, characterized in that the base layer is biaxially oriented.
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