JP6424933B2 - Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery - Google Patents
Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP6424933B2 JP6424933B2 JP2017184964A JP2017184964A JP6424933B2 JP 6424933 B2 JP6424933 B2 JP 6424933B2 JP 2017184964 A JP2017184964 A JP 2017184964A JP 2017184964 A JP2017184964 A JP 2017184964A JP 6424933 B2 JP6424933 B2 JP 6424933B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy foil
- battery
- packaging material
- layer
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- 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
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
本発明は、電池用包装材料用アルミニウム合金箔、電池用包装材料、及び電池に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy foil for a battery packaging material, a battery packaging material, and a battery.
従来、様々なタイプの電池が開発されている。これらの電池において、電極、電解質などにより構成される電池素子は、包装材料などにより封止される必要がある。電池用包装材料としては、金属製の包装材料が多用されている。 Conventionally, various types of batteries have been developed. In these batteries, battery elements composed of electrodes, electrolytes and the like need to be sealed with a packaging material and the like. Metal packaging materials are widely used as battery packaging materials.
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話などの高性能化に伴い、多様な形状を有する電池が求められている。また、電池には、薄型化、軽量化なども求められている。しかしながら、従来多用されている金属製の包装材料では、電池形状の多様化に追従することが困難である。また、金属製であるため、包装材料の軽量化にも限界がある。 In recent years, with the advancement of performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc., batteries having various shapes are required. Moreover, thickness reduction, weight reduction, etc. are also calculated | required by the battery. However, it is difficult to follow the diversification of battery shapes with metal packaging materials that are frequently used conventionally. Moreover, since it is metal, there is a limit to weight reduction of the packaging material.
そこで、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材層/アルミニウム合金箔/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の電池用包装材料が提案されている。 Therefore, as a packaging material for a battery which can be easily processed into various shapes and which can realize thinning and weight reduction, for a film-shaped battery in which a base material layer / aluminum alloy foil / heat adhesive resin layer is sequentially laminated Packaging materials have been proposed.
このようなフィルム状の電池用包装材料においては、一般的に、冷間成形により凹部が形成され、当該凹部によって形成された空間に電極や電解液などの電池素子を配し、熱融着性樹脂層同士を熱融着させることにより、電池用包装材料の内部に電池素子が収容された電池が得られる。 In such a film-like battery packaging material, generally, a concave portion is formed by cold forming, and a battery element such as an electrode or an electrolyte is disposed in a space formed by the concave portion, and heat fusion bonding is performed. By thermally fusing the resin layers, a battery is obtained in which the battery element is housed inside the battery packaging material.
しかしながら、このような電池用包装材料は、金属製の包装材料に比べて薄く、成形時にピンホールやクラックが生じ易いという欠点がある。 However, such a battery packaging material is thinner than a metal packaging material, and has a disadvantage that pinholes and cracks easily occur during molding.
成形性が高められたアルミニウム合金箔として、例えば、特許文献1には、質量%で、Fe:1.4%以上2.0%以下、Si:0.15%以下を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる組成を有し、平均結晶粒径が5μm以下であり、且つ最大結晶粒径/平均結晶粒径比が3.5以下であることを特徴とするアルミニウム合金軟質箔が開示されている。 As an aluminum alloy foil whose formability is enhanced, for example, in Patent Document 1, Fe: 1.4% or more and 2.0% or less, Si: 0.15% or less in mass%, and the balance is Al An aluminum alloy soft foil is disclosed, which has a composition comprising: and unavoidable impurities, an average grain size of 5 .mu.m or less, and a maximum grain size / average grain size ratio of 3.5 or less. ing.
本発明者らは、特許文献1に開示されたような従来のアルミニウム合金箔のように、平均結晶粒径の小さいアルミニウム合金箔を電池用包装材料に用いて成形性を評価したところ、近年求められている高い成形性を発揮できずに、アルミニウム合金箔にピンホールやクラックなどが発生する場合があることを見出した。 The inventors of the present invention have found that when the formability is evaluated using an aluminum alloy foil having a small average crystal grain size as a packaging material for a battery, as in the conventional aluminum alloy foil as disclosed in Patent Document 1, It has been found that pinholes, cracks, etc. may occur in the aluminum alloy foil without being able to exhibit the high formability that has been achieved.
本発明は、従来技術のこのような問題に鑑みなされた発明である。すなわち、本発明は、電池用包装材料に用いられた場合に、電池用包装材料の成形によってもピンホールやクラックが生じ難く、優れた成形性を発揮することができるアルミニウム合金箔を提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該アルミニウム合金箔を用いた電池用包装材料、及び当該電池用包装材料を用いた電池を提供することも目的とする。 The present invention is an invention made in view of such problems in the prior art. That is, the present invention provides an aluminum alloy foil which is less likely to cause pinholes or cracks by molding of a battery packaging material when used for a battery packaging material, and can exhibit excellent formability. As the main purpose. Furthermore, another object of the present invention is to provide a battery packaging material using the aluminum alloy foil, and a battery using the battery packaging material.
本発明者は、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、前記アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上であり、かつ、当該断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径R(μm)が、下記の式を充足している、アルミニウム合金箔は、電池用包装材料に用いられることにより、電池用包装材料の成形時にピンホールやクラックが生じ難く、優れた成形性を発揮できることを見出した。
数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
The present inventors diligently studied to solve the above-mentioned problems. As a result, crystal analysis by EBSD is performed on a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil from the surface of the aluminum alloy foil. The ratio of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of the face-centered cubic lattice structure obtained is 10% or more, and the cross section is obtained by performing crystal analysis by EBSD method The aluminum alloy foil, in which the number average crystal grain size R (μm) of the crystal of the face-centered cubic lattice structure satisfies the following equation, is used as a packaging material for a battery, It has been found that pinholes and cracks do not easily occur during molding, and excellent moldability can be exhibited.
Number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
すなわち、本発明者らは、単にアルミニウム合金箔の平均結晶粒径を小さくすれば成形性が向上するのではなく、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、当該アルミニウム合金箔の表面から垂直方向にアルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、当該断面と平行に並んでいるアルミニウムの結晶面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上であり、さらに、当該断面から取得される面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径とアルミニウム合金箔の厚みとが特定の関係にある場合に、電池用包装材料に用いられた際に優れた成形性を発揮することを見出した。 That is, the present inventors do not improve formability simply by reducing the average grain size of the aluminum alloy foil, and the direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil is a surface of the aluminum alloy foil. The cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in the vertical direction from the surface, the crystal plane of aluminum parallel to the cross section, obtained by performing crystal analysis by EBSD method, face-centered cubic lattice structure The ratio of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes is 10% or more, and further, the number average crystal grain size of crystals of face-centered cubic lattice structure obtained from the cross section and the thickness of aluminum alloy foil It has been found that when it is used in a battery packaging material, it exhibits excellent formability, when it has a specific relationship.
なお、前記断面について、当該断面と平行に並んでいる{111}面は、<111>//RDと同義である。ここで、<111>//RDとは、面心立方格子(FCC)構造を含んでいるアルミニウム合金箔の<111>方位が、前記圧延方向(RD)に平行であることを意味している。 In the cross section, the {111} plane aligned in parallel to the cross section is synonymous with <111> // RD. Here, <111> // RD means that the <111> orientation of an aluminum alloy foil containing a face-centered cubic lattice (FCC) structure is parallel to the rolling direction (RD). .
本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。 The present invention is an invention completed by repeating studies based on these findings.
すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. 電池用包装材料に用いるためのアルミニウム合金箔であって、
前記アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、前記アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上であり、かつ、
当該断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径R(μm)が、下記の式を充足している、電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
項2. 前記面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合(%)が、下記の式を充足している、項1に記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合(%)≧−1.1X+66
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
項3. 結晶粒径の標準偏差Stが、下記の式を充足している、項1又は2に記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
結晶粒径の標準偏差St≦0.09X+0.5
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
項4. 鉄を含有している、項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
項5. 前記アルミニウム合金箔の表面に、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、及びトリアジンチオール化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む耐酸性皮膜を備えている、項1〜4のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
項6. 前記アルミニウム合金箔の表面に、セリウム化合物を含む耐酸性皮膜を備えている、項1〜5のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
項7. 前記アルミニウム合金箔の表面に、耐酸性皮膜を備えており、
前記耐酸性皮膜について、飛行時間型2次イオン質量分析法を用いて分析した場合に、Ce+及びCr+の少なくとも一方に由来するピークが検出される、項1〜6のいずれかに
記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
項8. 前記アルミニウム合金箔の表面に、リン、クロム及びセリウムからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含む耐酸性皮膜を備えている、項1〜6のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
項9. 少なくとも、基材層と、項1〜8のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成される、電池用包装材料。
項10. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項9に記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
That is, the present invention provides the inventions of the aspects listed below.
Item 1. An aluminum alloy foil for use in a battery packaging material,
Acquired by performing crystal analysis by EBSD on a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil from the surface of the aluminum alloy foil. The ratio of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure is 10% or more, and
For battery packaging materials in which the number average crystal grain size R (μm) of crystals of face-centered cubic lattice structure obtained by performing crystal analysis by EBSD method for the cross section satisfies the following expression Aluminum alloy foil.
Number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
Item 2. The aluminum alloy foil for a packaging material for a battery according to item 1, wherein the ratio (%) of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of the face-centered cubic lattice structure satisfies the following equation .
Ratio (%) of total area of {111} planes to total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure ≧ −1.1 × + 66
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
Item 3. The aluminum alloy foil for a packaging material for a battery according to item 1 or 2, wherein the standard deviation St of the crystal grain size satisfies the following formula.
Standard deviation of crystal grain size St ≦ 0.09 × + 0.5
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
Item 4. The aluminum alloy foil for battery packaging materials in any one of claim | item 1-3 which contains iron.
Item 5. 5. Any one of items 1 to 4, wherein the surface of the aluminum alloy foil is provided with an acid resistant film comprising at least one selected from the group consisting of phosphate, chromate, fluoride, and triazine thiol compound. Aluminum alloy foil for packaging materials for batteries as described in-.
Item 6. The aluminum alloy foil for a packaging material for a battery according to any one of Items 1 to 5, wherein an acid resistant film containing a cerium compound is provided on the surface of the aluminum alloy foil.
Item 7. An acid resistant coating is provided on the surface of the aluminum alloy foil,
7. The acid-resistant film according to any one of items 1 to 6, wherein a peak derived from at least one of Ce + and Cr + is detected when analyzed using time-of-flight secondary ion mass spectrometry. Aluminum alloy foil for battery packaging materials.
Item 8. 7. The packaging material for a battery according to any one of items 1 to 6, wherein the surface of the aluminum alloy foil is provided with an acid resistant film containing at least one element selected from the group consisting of phosphorus, chromium and cerium. Aluminum alloy foil.
Item 9. The packaging material for batteries comprised from the laminated body provided with a base material layer, the aluminum alloy foil for battery-cell packaging materials in any one of claim | item 1-8, and a heat fusible resin layer in this order.
Item 10. 10. A battery, wherein a battery element comprising at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is contained in a package formed of the battery packaging material according to item 9.
本発明によれば、電池用包装材料に用いられることにより、電池用包装材料の成形時にピンホールやクラックが生じ難く、優れた成形性を発揮できるアルミニウム合金箔を提供することができる。また、本発明によれば、当該アルミニウム合金箔を用いた電池用包装材料、及び当該電池用包装材料を用いた電池を提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is hard to produce a pinhole and a crack at the time of shaping | molding of the packaging material for batteries by using for battery packaging materials, The aluminum alloy foil which can exhibit the outstanding formability can be provided. Further, according to the present invention, a battery packaging material using the aluminum alloy foil and a battery using the battery packaging material can also be provided.
本発明のアルミニウム合金箔は、電池用包装材料に用いられるものである。また、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、当該アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合(以下、「面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合」を「{111}面の合計面積の割合」と略記することがある)が10%以上であり、かつ、当該断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径R(μm)が、下記の式を充足していることを特徴としている。
数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
The aluminum alloy foil of the present invention is used for a battery packaging material. In addition, the cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil from the surface of the aluminum alloy foil is obtained by performing crystal analysis by the EBSD method. Ratio of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure (hereinafter referred to as “total area of {111} planes to total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure” “Factor” may be abbreviated as “percentage of total area of {111} planes” is 10% or more, and face-centered cubic obtained by performing crystal analysis by EBSD method for the cross section The number average crystal grain size R (μm) of the crystal of the lattice structure is characterized by satisfying the following equation.
Number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
以下、図1〜12を参照しながら、本発明のアルミニウム合金箔、当該アルミニウム合金箔を用いた電池用包装材料、及び当該電池用包装材料を用いた電池について、詳述する。 Hereinafter, the aluminum alloy foil of the present invention, a battery packaging material using the aluminum alloy foil, and a battery using the battery packaging material will be described in detail with reference to FIGS.
なお、本発明において、EBSD(電子線後方散乱回折:Electron BackScattered Diffraction Pattern:EBSD))法とは、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)に搭載される検出器の一つであるEBSD検出器を使用した方法であり、電子線後方散乱回折により派生する菊池パターンをEBSD検出器スクリーンで取り込み、解析することにより、結晶試料の微細な結晶方位を測定する手法である。また、本明細書において、数値範囲については、「〜」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2〜15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。 In the present invention, the EBSD (Electron Back Scattered Diffraction Pattern: EBSD) method is an EBSD detector which is one of the detectors mounted on a scanning electron microscope (SEM). In this method, a Kikuchi pattern derived by electron beam backscattering diffraction is taken in by an EBSD detector screen and analyzed to measure a fine crystal orientation of a crystal sample. Further, in the present specification, with regard to the numerical range, the numerical range indicated by "-" means "above" or "below". For example, the notation of 2 to 15 mm means 2 mm or more and 15 mm or less.
1.アルミニウム合金箔
本発明のアルミニウム合金箔1は、電池用包装材料に用いられる。具体的には、本発明のアルミニウム合金箔は、積層体により構成されたフィルム状の電池用包装材料に用いられ、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止するためのバリア層として機能する。本発明のアルミニウム合金箔を用いた電池用包装材料の具体例については後述する。
1. Aluminum alloy foil The aluminum alloy foil 1 of the present invention is used for a battery packaging material. Specifically, the aluminum alloy foil of the present invention is used for a film-like battery packaging material composed of a laminate, and in addition to the strength improvement of the battery packaging material, water vapor, oxygen, light, etc. inside the battery It functions as a barrier layer to prevent intrusion. Specific examples of the battery packaging material using the aluminum alloy foil of the present invention will be described later.
本発明においては、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、当該アルミニウム合金箔の表面から垂直方向にアルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上となる。ここで、アルミニウム合金箔1の圧延方向とは、アルミニウム合金箔が圧延工程を経て製造される際のRDに対応する。アルミニウム合金箔1の圧延方向(RD)には、図1(a)の模式図に示すように、アルミニウム合金箔1の表面に、いわゆる圧延痕と呼ばれる線状の筋が形成されている。圧延痕は、圧延方向に沿って伸びているため、アルミニウム合金箔1の表面を観察することによって、アルミニウム合金箔1の圧延方向を把握することができる。なお、図1の模式図において、それぞれ、RDはRolling Direction、TDはTransverse Direction、NDはNormal Direction、MDはMachine Directionの略である。参考のため、図1(b)には、電池用包装材料10(例としてアルミニウム合金箔1の一方面に基材層2を有し、他方面に熱融着性樹脂層3を備えるもの)の模式図も併記している。図1(a)に示したアルミニウム合金箔1のRDが、図1(b)に示した電池用包装材料10のMDに対応している。また、図1(a)に示したアルミニウム合金箔1のTDが、図1(b)に示した電池用包装材料10のTDに対応している。さらに、参考のため、図2には市販のアルミニウム合金箔(東洋アルミ社製のサンホイル)の光沢面を金属顕微鏡で観察して得られた写真を示す(倍率100倍)。図2の写真において、黒い線状の筋が圧延痕Tであり、圧延痕Tが圧延方向(RD)に伸びていることが分かる。なお、アルミニウム合金箔の表面の圧延痕は、50〜100倍程度に拡大して表面を観察できる装置であれば、金属顕微鏡以外の装置(光学顕微鏡など)を用いて確認することもできる。 In the present invention, the crystal analysis by EBSD is performed on a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil from the surface of the aluminum alloy foil. The ratio of the total area of the {111} planes to the total area of the crystal planes of the face-centered cubic lattice structure obtained in the above is 10% or more. Here, the rolling direction of the aluminum alloy foil 1 corresponds to RD when the aluminum alloy foil is manufactured through the rolling process. In the rolling direction (RD) of the aluminum alloy foil 1, as shown in the schematic view of FIG. 1A, linear streaks called so-called rolling marks are formed on the surface of the aluminum alloy foil 1. Since the rolling marks extend along the rolling direction, the rolling direction of the aluminum alloy foil 1 can be grasped by observing the surface of the aluminum alloy foil 1. In the schematic diagram of FIG. 1, RD is an abbreviation for Rolling Direction, TD is a transverse direction, ND is a normal direction, and MD is an abbreviation for Machine Direction. For reference, in FIG. 1 (b), a battery packaging material 10 (as an example, one having a base layer 2 on one side of an aluminum alloy foil 1 and a heat fusible resin layer 3 on the other side) The schematic diagram of is also included. RD of the aluminum alloy foil 1 shown in FIG. 1 (a) corresponds to the MD of the battery packaging material 10 shown in FIG. 1 (b). Further, the TD of the aluminum alloy foil 1 shown in FIG. 1A corresponds to the TD of the battery packaging material 10 shown in FIG. 1B. Further, for reference, FIG. 2 shows a photograph obtained by observing a glossy surface of a commercially available aluminum alloy foil (Sun Foil manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) with a metallurgical microscope (magnification 100 ×). In the photograph of FIG. 2, it can be seen that the black linear streaks are rolling marks T and the rolling marks T extend in the rolling direction (RD). In addition, the rolling marks on the surface of the aluminum alloy foil can also be confirmed using an apparatus (such as an optical microscope) other than the metallographic microscope, as long as it is an apparatus capable of observing the surface by enlarging about 50 to 100 times.
本発明のアルミニウム合金箔は、面心立方格子構造を有するアルミニウム結晶を含んでおり、本発明においては、当該アルミニウム結晶の面心立方格子構造の{111}面に着目し、アルミニウム結晶の結晶方位を、EBSD法によって解析している。なお、後述の通り、本発明のアルミニウム合金箔は、好ましくは約90質量%以上がアルミニウムにより構成されているが、他の成分の組成によっては、面心立方格子構造とは異なるアルミニウム結晶が、さらに含まれる場合もある。 The aluminum alloy foil of the present invention contains an aluminum crystal having a face-centered cubic lattice structure, and in the present invention, paying attention to the {111} plane of the face-centered cubic lattice structure of the aluminum crystal, the crystal orientation of the aluminum crystal Is analyzed by the EBSD method. As described later, preferably, about 90% by mass or more of the aluminum alloy foil of the present invention is composed of aluminum, but depending on the composition of other components, aluminum crystals different from the face-centered cubic lattice structure are It may also be included.
なお、アルミニウム合金箔が面心立方格子構造を有するアルミニウム結晶を含んでいることは、EBSD法によって、アルミニウム合金箔を分析することにより得られた菊池パターンから、簡易的に推測することができる。さらに、アルミニウム合金箔が面心立方格子構造を有するアルミニウム結晶を含んでいることを正確に測定するためには、以下の2種類の方法のうち、いずれかを実施する。アルミニウム合金箔の表面が露出している場合、X線回折装置を使用して構造解析することができる。また、アルミニウム合金箔が樹脂などに覆われており、アルミニウム合金箔の表面が露出していない場合であれば、まず、研磨、ミクロトーム、集束イオンビーム、ブロードイオンビームなどにより、アルミニウム合金箔の厚みが約100nm以下の切片試料を作製する。次に、その切片試料について、透過電子顕微鏡の制限視野回折図形を取得し、解析することで、構造解析することができる。 The fact that the aluminum alloy foil contains an aluminum crystal having a face-centered cubic lattice structure can be easily estimated from the Kikuchi pattern obtained by analyzing the aluminum alloy foil by the EBSD method. Furthermore, in order to accurately measure that the aluminum alloy foil contains an aluminum crystal having a face-centered cubic lattice structure, one of the following two methods is carried out. If the surface of the aluminum alloy foil is exposed, structural analysis can be performed using an X-ray diffractometer. In addition, if the aluminum alloy foil is covered with a resin or the like and the surface of the aluminum alloy foil is not exposed, first, the thickness of the aluminum alloy foil is polished, microtome, focused ion beam, broad ion beam or the like. Produces a section sample of about 100 nm or less. Next, for the sectioned sample, structural analysis can be performed by acquiring and analyzing a limited field diffraction pattern of a transmission electron microscope.
図3に、本発明に係るアルミニウム合金箔の前記断面における、面心立方格子構造の結晶面の模式図を示す。着色されている領域が、{111}面を示している。 FIG. 3 is a schematic view of a crystal plane of a face-centered cubic lattice structure in the cross section of the aluminum alloy foil according to the present invention. The colored area indicates the {111} plane.
本発明のアルミニウム合金箔の成形性をより一層効果的に高める観点から、当該{111}面の合計面積の割合としては、好ましくは約20%以上、より好ましくは約30%以上、さらに好ましくは約40%以上、特に好ましくは約50%以上が挙げられる。アルミニウム合金箔においては、当該{111}面が成形時の滑り面となるため、当該面方向の合計面積の割合が大きくなることにより、アルミニウム合金の結晶が滑りやすくなり、成形性が高められる。なお、当該{111}面の合計面積の割合は、前述の断面に対して平行に並んでいる面心立方格子構造の結晶面の合計面積のうち、{111}面の面積の合計割合を意味している。ただし、測定サンプルを試料台に設置する際などには、設置位置に誤差が生じ得るため、「断面に対して平行」には10°程度の誤差が含まれ得る。 From the viewpoint of more effectively improving the formability of the aluminum alloy foil of the present invention, the ratio of the total area of the {111} plane is preferably about 20% or more, more preferably about 30% or more, and still more preferably About 40% or more, particularly preferably about 50% or more can be mentioned. In the aluminum alloy foil, since the {111} plane is a sliding surface during molding, when the ratio of the total area in the plane direction increases, crystals of the aluminum alloy slip easily, and the formability is enhanced. The ratio of the total area of the {111} planes means the total ratio of the areas of the {111} planes to the total area of the crystal planes of the face-centered cubic lattice structure arranged parallel to the above-mentioned cross section. doing. However, since an error may occur in the installation position when the measurement sample is installed on the sample table, an error of about 10 ° may be included in “parallel to the cross section”.
また、当該{111}面の合計面積の割合の上限値としては、特に制限されず、約100%が挙げられるが、特定方向への延展性に特化し、成形性が低下する可能性が懸念されることから、好ましくは約90%、より好ましくは約80%が挙げられる。また、当該{111}面の合計面積の割合の好ましい範囲としては、20〜90%程度、20〜80%程度、30〜90%程度、30〜80%程度、40〜90%程度、40〜80%程度、50〜90%程度、50〜80%程度が挙げられる。 The upper limit of the ratio of the total area of the {111} plane is not particularly limited, and may be about 100%, but there is a concern that the moldability may be reduced by specializing in spreadability in a specific direction. Preferably, it is about 90%, more preferably about 80%. In addition, the preferable range of the ratio of the total area of the {111} plane is about 20 to 90%, about 20 to 80%, about 30 to 90%, about 30 to 80%, about 40 to 90%, or 40 to 40%. About 80%, about 50 to 90%, about 50 to 80% can be mentioned.
また、本発明においては、アルミニウム合金箔の成形性をより一層効果的に高める観点から、当該{111}面の合計面積の割合(%)が、下記の式を充足していることが好ましい。
{111}面の合計面積の割合(%)≧−1.1X+66
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
Further, in the present invention, in order to more effectively improve the formability of the aluminum alloy foil, it is preferable that the ratio (%) of the total area of the {111} plane satisfies the following equation.
Percentage of total area of {111} planes (%) ≧ −1.1 × + 66
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
すなわち、アルミニウム合金箔の厚みが小さい場合には、{111}面の合計面積の割合は大きいことが望ましく、アルミニウム合金箔の厚みが小さくなるほど、{111}面の合計面積の割合が成形性に与える影響が大きくなるため、上記の式を充足していることにより、より一層優れた成形性を発揮することが可能となる。 That is, when the thickness of the aluminum alloy foil is small, it is desirable that the proportion of the total area of the {111} planes is large. The smaller the thickness of the aluminum alloy foil, the more the proportion of the total area of the {111} planes is the formability Since the influence given to it becomes large, it becomes possible to exhibit still more excellent moldability by satisfying the above-mentioned formula.
また、同様の観点から、当該{111}面の合計面積の割合の上限は、特に限定されないが、例えば、下記の式を充足していることが好ましい。
−1.1X+98≧{111}面の合計面積の割合(%)
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
Further, from the same viewpoint, the upper limit of the ratio of the total area of the {111} plane is not particularly limited, but it is preferable that, for example, the following formula is satisfied.
-Percentage of total area of 1.1X + 98 ≧ {111} face (%)
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
さらに、本発明においては、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD)とは垂直方向であって、当該アルミニウム合金箔の表面から垂直方向(ND)にアルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径Rが、下記の式を充足していることを特徴としている。
数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
Furthermore, in the present invention, a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction (RD) of the aluminum alloy foil and from the surface of the aluminum alloy foil in the vertical direction (ND) It is characterized in that the number average grain size R of the crystal of the face-centered cubic lattice structure obtained by conducting crystal analysis by the EBSD method satisfies the following equation.
Number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
本発明のアルミニウム合金箔は、前記の{111}面の合計面積の割合を有し、かつ前記の数平均結晶粒径とアルミニウム合金箔の厚みとが、このような特定の関係を備えていることにより、優れた成形性を発揮する。従来のアルミニウム合金箔においては、アルミニウム合金箔の厚みと数平均結晶粒径との関係について考慮されておらず、例えばアルミニウム合金箔の厚みを変更すると、成形性が低下するという問題がある。これに対して、本発明のアルミニウム合金箔においては、前記の数平均結晶粒径とアルミニウム合金箔の厚みとが特定の関係を備えていることにより、アルミニウム合金箔の厚みを変更した場合にも、優れた成形性を発揮することが可能であり、特に、後述のようにアルミニウム合金箔の厚みが薄い場合においても、優れた成形性を発揮することができる。 The aluminum alloy foil of the present invention has the ratio of the total area of the {111} planes described above, and the number average grain size and the thickness of the aluminum alloy foil have such a specific relationship. Thus, they exhibit excellent formability. In the conventional aluminum alloy foil, the relationship between the thickness of the aluminum alloy foil and the number average crystal grain size is not taken into consideration. For example, when the thickness of the aluminum alloy foil is changed, there is a problem that the formability is reduced. On the other hand, in the aluminum alloy foil of the present invention, even when the thickness of the aluminum alloy foil is changed because the above-described number average crystal grain size and the thickness of the aluminum alloy foil have a specific relationship. It is possible to exhibit excellent formability, and in particular, even when the thickness of the aluminum alloy foil is thin as described later, excellent formability can be exhibited.
また、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径Rの下限としては、特に限定されず、約1μm程度が好ましく、また、例えば、下記の式を充足していることが好ましい。当該下限が、約1μm程度または下記式を充足していることにより、アルミニウム合金箔の耐力が高くなり過ぎず、アルミニウム合金箔が硬くなって成形性が低下することを抑制することができる。
0.056X+0.4≦数平均結晶粒径R
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
The lower limit of the number average crystal grain size R of the crystal of the face-centered cubic lattice structure is not particularly limited, and is preferably about 1 μm, and for example, it is preferable to satisfy the following formula. By satisfying the lower limit of about 1 μm or the following equation, the yield strength of the aluminum alloy foil does not become too high, and the aluminum alloy foil can be prevented from becoming hard and the formability being lowered.
0.056 × + 0.4 ≦ number average grain size R
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
本発明のアルミニウム合金箔の成形性をより一層効果的に高める観点から、前記結晶粒径の標準偏差が、下記の式を充足していることが好ましい。
結晶粒径の標準偏差St≦0.09X+0.5
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)
From the viewpoint of more effectively enhancing the formability of the aluminum alloy foil of the present invention, it is preferable that the standard deviation of the crystal grain size satisfies the following equation.
Standard deviation of crystal grain size St ≦ 0.09 × + 0.5
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
すなわち、結晶粒径の標準偏差が小さいことにより、アルミニウム合金箔中の結晶粒の粒径のばらつきが小さく、成形時に滑らかに変形される。そして、アルミニウム合金箔の厚みが小さくなるほど、この標準偏差が成形性に与える影響が大きくなるため、上記の式を充足していることにより、より一層優れた成形性を発揮することが可能となる。 That is, since the standard deviation of the crystal grain size is small, the dispersion of the grain size of the crystal grains in the aluminum alloy foil is small, and it is deformed smoothly at the time of molding. And, as the thickness of the aluminum alloy foil becomes smaller, the influence of this standard deviation on the formability becomes larger, so by satisfying the above equation, it is possible to exhibit more excellent formability. .
また、同様の観点から、結晶粒径の標準偏差の下限としては、特に限定されず、0であることが好ましい。 From the same viewpoint, the lower limit of the standard deviation of the crystal grain size is not particularly limited, and is preferably 0.
本発明において、アルミニウム合金箔の{111}面の合計面積の割合、数平均結晶粒径、及び結晶粒径の標準偏差は、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、当該アルミニウム合金箔の表面から垂直方向にアルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで測定することができる。アルミニウム合金箔の断面について、EBSD法による結晶解析を行う方法を説明するための模式図を図12に示す。図12において、Axis1がND、Axis2がTD、Axis3がRDとなるように、アルミニウム合金箔1のサンプルが設置されており、アルミニウム合金箔1の断面1aに対して、SEMの対物レンズ21から電子線21aを照射して、EBSD検出器20により、Axis3方向から結晶解析を行う。Axis1、Axis2、及びAxis3のそれぞれがなす角は90°であり、アルミニウム合金箔1のサンプルは、Axis1方向に70°傾斜している。具体的な測定条件は、以下の通りである。 In the present invention, the ratio of the total area of the {111} plane of the aluminum alloy foil, the number average crystal grain size, and the standard deviation of the crystal grain size are perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil, The cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in the vertical direction from the surface of the foil can be measured by performing crystal analysis by EBSD method. A schematic diagram for explaining a method of performing crystal analysis by EBSD method for a cross section of an aluminum alloy foil is shown in FIG. In FIG. 12, a sample of the aluminum alloy foil 1 is placed so that Axis 1 is ND, Axis 2 is TD, and Axis 3 is RD, and the electron beam from the objective lens 21 of the SEM is used for the cross section 1 a of the aluminum alloy foil 1. The line 21a is irradiated, and crystal analysis is performed from the Axis 3 direction by the EBSD detector 20. The angle formed by Axis 1, Axis 2 and Axis 3 is 90 °, and the sample of aluminum alloy foil 1 is inclined 70 ° in the Axis 1 direction. The specific measurement conditions are as follows.
なお、数平均結晶粒径は、[(測定領域−CI値0.1以下の領域)/結晶の数]で算出された面積を円に仮定した時の直径であり、EBSD法による結晶解析で取得される画像を複数枚連結して、約10000μm2以上とした測定領域に含まれる結晶の数平均結
晶粒径である。
The number average crystal grain size is the diameter when assuming the area calculated by [(measurement area-area of CI value 0.1 or less area) / number of crystals] to be a circle, and the crystal analysis by EBSD method It is a number average crystal grain size of the crystal included in the measurement area | region which several pieces of acquired images were connected and it was set to about 10000 micrometers 2 or more.
また、結晶粒径の標準偏差は、CI値0.1以下の領域を除去後、EBSD法による結晶解析で取得される画像を複数枚連結して、約10000μm2以上とした測定領域に含まれる結晶の結晶粒径(結晶面積を円に仮定した時の直径)の分布から算出した値である。 In addition, the standard deviation of the crystal grain size is included in the measurement area of about 10000 μm 2 or more by connecting a plurality of images acquired by crystal analysis by EBSD method after removing the area having a CI value of 0.1 or less. It is a value calculated from the distribution of crystal grain size (diameter when crystal area is assumed to be a circle) of crystals.
(測定装置)
ショットキー電界放出走査電子顕微鏡に、EBSD検出器(株式会社TSLソリューションズ製)を搭載した装置を用いる。
(measuring device)
An apparatus equipped with an EBSD detector (manufactured by TSL Solutions, Inc.) is used as a Schottky field emission scanning electron microscope.
(前処理)
前処理として、アルミニウム合金箔を、圧延方向(RD)とは垂直方向に切断して、断面を得る。アルミニウム合金箔の圧延方向は、アルミニウム合金箔の光沢面を金属顕微鏡で観察し、線状の圧延痕が伸びる方向である。具体的な手順としては、まず、試料とするアルミニウム合金箔を、トリミング用カミソリで5mm(圧延方向とは垂直方向)×10mm(圧延方向)に切り出した後、樹脂に包埋させる。次に、トリミング用カミソリを用い、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に、アルミニウム合金箔を樹脂と共に切断して、アルミニウム合金箔の断面を露出させる。次に、ミクロトームを用いて、得られた断面をトリミングする。このトリミングにおいては、切断面の機械的歪みを低減させるため、包埋した樹脂とともに、当該断面に対して垂直方向に1mm程度、ミクロトームで切り進める。次に、イオンミリング装置を用いて、当該断面に対して垂直方向にブロードアルゴンビームを照射して、測定断面を作製する。これは、前工程で発生している機械的な結晶構造への破壊が最小限になるよう、精密にアルミニウム合金箔の断面を露出させる作業である。なお、本発明において、アルミニウム合金箔を切断する際の「垂直方向」は、実体顕微鏡下で確認して行うため、10°程度の誤差を含み得る。すなわち、圧延方向に垂直方向とは、圧延方向に80〜100°、表面から垂直方向とは、表面に対して80〜100°を許容範囲とする。
(Preprocessing)
As pretreatment, the aluminum alloy foil is cut in the direction perpendicular to the rolling direction (RD) to obtain a cross section. The rolling direction of the aluminum alloy foil is a direction in which a linear rolling mark extends when the shiny surface of the aluminum alloy foil is observed with a metallographic microscope. As a specific procedure, first, an aluminum alloy foil as a sample is cut out to 5 mm (direction perpendicular to the rolling direction) × 10 mm (rolling direction) with a trimming razor, and then embedded in a resin. Next, using a trimming razor, the aluminum alloy foil is cut together with the resin in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil and perpendicularly from the surface of the aluminum alloy foil to expose the cross section of the aluminum alloy foil Let The resulting cross-section is then trimmed using a microtome. In this trimming, in order to reduce the mechanical strain of the cut surface, the embedded resin is cut with a microtome by about 1 mm in the direction perpendicular to the cross section. Next, using a ion milling apparatus, a broad argon beam is irradiated in the direction perpendicular to the cross section to produce a measurement cross section. This is an operation of precisely exposing the cross section of the aluminum alloy foil so as to minimize the breakdown to the mechanical crystal structure occurring in the previous step. In the present invention, “perpendicular direction” at the time of cutting the aluminum alloy foil may include an error of about 10 ° because it is confirmed and performed under a stereomicroscope. That is, the direction perpendicular to the rolling direction is 80 to 100 ° in the rolling direction, and the direction perpendicular to the surface is 80 to 100 ° with respect to the surface.
(SEM条件)
EBSD法に用いた走査型電子顕微鏡(SEM)の条件は、以下の通りである。
観察倍率:2000倍
加速電圧:15kV
ワーキングディスタンス:15mm
傾斜角度:70°
(SEM conditions)
The conditions of the scanning electron microscope (SEM) used for the EBSD method are as follows.
Observation magnification: 2000 times acceleration voltage: 15kV
Working distance: 15 mm
Inclination angle: 70 °
(EBSD条件)
EBSD法による結晶解析の条件は、以下の通りである。
ステップサイズ:200nm
解析条件:
株式会社TSLソリューションズ製結晶方位解析ソフトOIM(Ver7.3)を使用して、以下の解析を実施する。
画像を複数枚連結し、測定領域は約10000μm2以上とする。このとき、アルミニウム合金箔の厚み方向の中心から両端側までを測定領域とし、断面に樹脂が付着している部分や、耐酸性皮膜が存在している部分については、測定領域から除外する。
画像を連結後、極点図を確認する。
極点図の中心が10°以上ずれている場合は、対称性が整うように結晶データを回転させる。なお、その際の参考とする極点図は、XRDでサンプル表面より測定する。またEBSDで表面より極点図を得る場合には、サンプル表面の機械的な結晶構造の影響を取り除くため、サンプル表面の機械研磨、平面ミリング、電界研磨などを実施した後に、広範囲測定を実施する。その後、表面方向より得られた極点図は、目的試料の断面より得られた極点図と同じ方位から得たものと同じになるように90°回転させる。この極点図を参考にする。
株式会社TSLソリューションズ製結晶方位解析ソフトOIM(Ver.7.3)にて定義される信頼性指数(Confidence Index:CI値)CI値が0.1以下のデータは排除して解析を実施する。これにより、試料表裏に存在する前処理に使用した樹脂や、断面に存在している粒界や、アモルファスに基づくデータを排除することができる。
{111}面の合計面積の割合の計算の際、許容角度は15°で解析を実施する。
(EBSD condition)
The conditions for crystal analysis by EBSD method are as follows.
Step size: 200 nm
Analysis condition:
Perform the following analysis using crystal orientation analysis software OIM (Ver 7.3) manufactured by TSL Solutions, Inc.
A plurality of images are connected, and the measurement area is about 10000 μm 2 or more. At this time, from the center in the thickness direction of the aluminum alloy foil to both ends is taken as a measurement region, and the portion where the resin is attached to the cross section and the portion where the acid resistant film is present are excluded from the measurement region.
After connecting the images, check the pole figure.
If the pole figure centers are shifted by 10 ° or more, the crystal data is rotated to achieve symmetry. In addition, the pole figure used as the reference in that case is measured from the sample surface by XRD. In addition, when pole figure is obtained from the surface by EBSD, in order to remove the influence of the mechanical crystal structure of the sample surface, after performing mechanical polishing, planar milling, electric field polishing, etc. of the sample surface, a wide range measurement is performed. Thereafter, the pole figure obtained from the surface direction is rotated by 90 ° so as to be the same as that obtained from the same orientation as the pole figure obtained from the cross section of the target sample. Refer to this pole figure.
Analysis is performed excluding the data whose reliability index (Confidence Index: CI value) CI value is 0.1 or less, which is defined by crystal orientation analysis software OIM (Ver. 7.3) manufactured by TSL Solutions, Inc. As a result, it is possible to exclude data based on the resin used for the pretreatment existing on the front and back of the sample, the grain boundary existing in the cross section, and the amorphous state.
When calculating the percentage of the total area of {111} planes, analysis is performed at an allowable angle of 15 °.
なお、本発明の電池用包装材料が用いられた電池について、アルミニウム合金箔の前記の{111}面の合計面積の割合、数平均結晶粒径、及び結晶粒径の標準偏差を測定する場合、電池の平坦部分から電池用包装材料を切り出して、これらの測定を行うことができる。 In the battery using the battery packaging material of the present invention, the ratio of the total area of the {111} plane of the aluminum alloy foil, the number average crystal grain size, and the standard deviation of the crystal grain size are measured The battery packaging material can be cut out from the flat part of the battery to perform these measurements.
本発明のアルミニウム合金箔の厚みとしては、特に制限されないが、電池用包装材料に好適に用いる観点からは、好ましくは10〜100μm程度が挙げられる。前述の通り、本発明のアルミニウム合金箔は、前記の{111}面の合計面積の割合を有し、かつ、前記の数平均結晶粒径とアルミニウム合金箔の厚みとが、上記特定の関係を備えていることにより、優れた成形性を発揮する。このため、本発明のアルミニウム合金箔の厚みは、例えば約100μm以下、又は約80μm以下、さらには約40μm以下であっても、優れた成形性を発揮することができる。なお、成形に供される電池用包装材料に好適に用いる観点からは、本発明のアルミニウム合金箔の厚みは、約10μm以上であることが好ましく、約15μm以上であることがより好ましく、約20μm以上であることがさらに好ましい。さらに、アルミニウム合金箔の厚みの範囲としては、好ましくは、10〜80μm程度、15〜100μm程度、15〜80μm程度、15〜40μm程度、20〜100μm程度、20〜80μm程度、20〜40μm程度が挙げられる。本発明のアルミニウム合金箔は優れた成形性を発揮するため、例えば、アルミニウム合金箔の厚みが10〜40μm程度、さらには10〜20μm程度と非常に薄い場合にも、電池用包装材料に好適に用いることができる。 The thickness of the aluminum alloy foil of the present invention is not particularly limited, but preferably about 10 to 100 μm from the viewpoint of suitably using the battery packaging material. As described above, the aluminum alloy foil of the present invention has the proportion of the total area of the {111} planes described above, and the above-mentioned specific relationship between the number average crystal grain size and the thickness of the aluminum alloy foil By having it, it exhibits excellent formability. Therefore, even if the thickness of the aluminum alloy foil of the present invention is, for example, about 100 μm or less, or about 80 μm or less, or even about 40 μm or less, excellent formability can be exhibited. The thickness of the aluminum alloy foil of the present invention is preferably about 10 μm or more, more preferably about 15 μm or more, and preferably about 20 μm from the viewpoint of suitably using the battery packaging material to be provided for molding. It is more preferable that it is more than. Furthermore, the thickness range of the aluminum alloy foil is preferably about 10 to 80 μm, about 15 to 100 μm, about 15 to 80 μm, about 15 to 40 μm, about 20 to 100 μm, about 20 to 80 μm, or about 20 to 40 μm. It can be mentioned. Since the aluminum alloy foil of the present invention exhibits excellent formability, for example, even when the thickness of the aluminum alloy foil is as thin as about 10 to 40 μm, or even about 10 to 20 μm, it is suitable as a battery packaging material. It can be used.
本発明のアルミニウム合金箔は、成形性を高める観点から、鉄を含んでいることが好ましい。鉄の含有量としては、好ましくは0.5〜2.0質量%程度、より好ましくは1.2〜1.8質量%程度が挙げられる。なお、アルミニウム合金箔層を構成しているアルミニウム合金の組成は、元素分析により同定することができる。また、ICP発光分光分析法(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy:ICP−AES)により、アルミニウム合金の組成を定量することができる。 The aluminum alloy foil of the present invention preferably contains iron from the viewpoint of enhancing the formability. The content of iron is preferably about 0.5 to 2.0% by mass, and more preferably about 1.2 to 1.8% by mass. The composition of the aluminum alloy constituting the aluminum alloy foil layer can be identified by elemental analysis. In addition, the composition of the aluminum alloy can be quantified by ICP (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy: ICP-AES).
アルミニウム合金箔を構成するアルミニウム合金としては、特に制限されないが、優れた成形性を発揮する観点からは、アルミニウム合金中に含まれるアルミニウムの含有量が、90質量%以上であることが好ましい。アルミニウム合金の具体例としては、好ましくは、JIS H4160:1994 A8021H−O、JIS H4160:1994 A8079H−O、JIS H4000:2014 A8021P−O、JIS H4000:2014 A8079P−Oなどに規定された組成を備える軟質アルミニウム合金が挙げられる。 The aluminum alloy constituting the aluminum alloy foil is not particularly limited, but from the viewpoint of exhibiting excellent formability, the content of aluminum contained in the aluminum alloy is preferably 90% by mass or more. Specific examples of the aluminum alloy preferably have a composition defined in JIS H 4160: 1994 A802 1 H-O, JIS H 4 160: 1994 A 8079 H-O, JIS H 4000: 2014 A 802 1 P-O, JIS H 4000: 2014 A 8079 P-O, etc. A soft aluminum alloy is mentioned.
前記の特徴を備えるアルミニウム合金箔は、公知の製造方法によって製造することができ、例えば、アルミニウム合金の組成、圧延条件、厚みなどを適宜調整することにより、製造することができる。アルミニウム合金の組成としては、例えば、アルミニウム合金に含まれるアルミニウム以外の金属(例えば、鉄、銅、ニッケル、ケイ素、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、チタンなどの少なくとも1種)の配合の有無、その量を調整する。アルミニウム合金の組成としては、前述した組成が好ましい。 The aluminum alloy foil having the above features can be manufactured by a known manufacturing method, and can be manufactured, for example, by appropriately adjusting the composition, rolling conditions, thickness and the like of the aluminum alloy. The composition of the aluminum alloy includes, for example, the presence or absence of a combination of metals other than aluminum contained in the aluminum alloy (for example, at least one of iron, copper, nickel, silicon, manganese, magnesium, chromium, zinc, titanium, etc.) Adjust the amount. As a composition of an aluminum alloy, the composition mentioned above is preferable.
また、圧延条件としては、圧延率、加熱温度、加熱時間などの条件を調整する。例えば、アルミニウム金属又はアルミニウム合金鋳塊を500〜600℃程度で1〜2時間程度均質化処理する工程、熱間圧延する工程、冷間圧延する工程、300〜450℃程度で1〜10時間程度保持する中間焼鈍の工程、中間焼鈍後から最終圧延までの圧延率を80%以上、より好ましくは90%以上で実施する冷間圧延工程、250〜400℃程度で30〜100時間程度保持する最終焼鈍工程を含む方法が挙げられる。 Moreover, as rolling conditions, conditions, such as a rolling ratio, heating temperature, heating time, are adjusted. For example, a step of homogenizing the aluminum metal or aluminum alloy ingot at about 500 to 600 ° C. for about 1 to 2 hours, a step of hot rolling, a step of cold rolling, about 1 to 10 hours at about 300 to 450 ° C. A process of holding intermediate annealing, a cold rolling process in which a rolling reduction from intermediate annealing to final rolling is 80% or more, more preferably 90% or more, final holding at about 250 to 400 ° C. for about 30 to 100 hours There is a method including an annealing step.
また、アルミニウム合金箔1は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面が化成処理されていることが好ましい。ここで、化成処理とは、アルミニウム合金箔の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム化合物を用いたクロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸処理;下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いた化成処理などが挙げられる。クロム化合物の中でも、クロム酸化合物が好ましい。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。 Further, it is preferable that at least one surface, preferably both surfaces, of the aluminum alloy foil 1 be subjected to chemical conversion treatment in order to stabilize adhesion, to prevent dissolution and corrosion, and the like. Here, the chemical conversion treatment means a treatment for forming an acid resistant film on the surface of an aluminum alloy foil. As the chemical conversion treatment, for example, chromate treatment using a chromium compound such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium borate, chromium biphosphate, chromium acetate, acetyl acetate, chromium chloride, potassium chromium sulfate, etc .; Phosphoric acid treatment using phosphoric acid compounds such as sodium acid, potassium phosphate, ammonium phosphate, polyphosphoric acid and the like; using an aminated phenol polymer having repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) And chemical conversion treatment. Among the chromium compounds, chromic acid compounds are preferred. In the aminated phenol polymer, repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) may be contained singly or in any combination of two or more. It is also good.
一般式(1)〜(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基又はベンジル基を示す。また、R1及びR2は、それぞれ同一又は異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1及びR2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基が1個置換された炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式(1)〜(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、500〜100万程度であることが好ましく、1000〜2万程度であることがより好ましい。 In general formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. Also, R 1 and R 2 are the same or different and each independently represent a hydroxyl group, an alkyl group or a hydroxyalkyl group. In the general formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group, C1-C4 linear or branched alkyl groups, such as a tert- butyl group, are mentioned. Also, examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include, for example, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group, 3- C1-C4 linear or branched with one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group etc. An alkyl group is mentioned. In the general formulas (1) to (4), the alkyl group and the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be identical to or different from each other. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer having repeating units represented by the general formulas (1) to (4) is, for example, preferably about 500 to 1,000,000, and about 1 to 20,000. More preferable.
また、アルミニウム合金箔1に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、約150℃以上で焼付け処理を行うことにより、アルミニウム合金箔1の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフト重合させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミン又はその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to aluminum alloy foil 1, a coating in which fine particles of aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, metal oxide such as tin oxide, or barium sulfate are dispersed in phosphoric acid is coated A method of forming a corrosion resistant treatment layer on the surface of the aluminum alloy foil 1 by baking at about 150 ° C. or higher may be mentioned. In addition, a resin layer obtained by crosslinking the cationic polymer with a crosslinking agent may be further formed on the corrosion-resistant layer. Here, as the cationic polymer, for example, polyethylene imine, an ionic polymer complex composed of polyethylene imine and a polymer having a carboxylic acid, primary amine graft acrylic resin obtained by graft polymerizing a primary amine on an acrylic main skeleton, polyallylamine Or derivatives thereof, aminophenol and the like. As these cationic polymers, only 1 type may be used and you may use combining 2 or more types. Moreover, as a crosslinking agent, the compound which has an at least 1 sort (s) of functional group chosen from the group which consists of an isocyanate group, a glycidyl group, a carboxyl group, and an oxazoline group, a silane coupling agent etc. are mentioned, for example. As these crosslinking agents, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
また、耐酸性皮膜を具体的に設ける方法としては、例えば、一つの例として、少なくともアルミニウム合金箔の内層側の面を、まず、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法などの周知の処理方法で脱脂処理を行い、その後脱脂処理面にリン酸クロム塩、リン酸チタン塩、リン酸ジルコニウム塩、リン酸亜鉛塩などのリン酸金属塩及びこれらの金属塩の混合体を主成分とする処理液(水溶液)、あるいは、リン酸非金属塩及びこれらの非金属塩の混合体を主成分とする処理液(水溶液)、あるいは、これらとアクリル系樹脂ないしフェノール系樹脂ないしウレタン系樹脂などの水系合成樹脂との混合物からなる処理液(水溶液)をロールコート法、グラビア印刷法、浸漬法などの周知の塗工法で塗工することにより、耐酸性皮膜を形成することができる。例えば、リン酸クロム塩系処理液で処理した場合は、リン酸クロム、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、フッ化アルミニウムなどからなる耐酸性皮膜となり、リン酸亜鉛塩系処理液で処理した場合は、リン酸亜鉛水和物、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、フッ化アルミニウムなどからなる耐酸性皮膜となる。 Moreover, as a method of specifically providing an acid resistant coating, for example, at least the surface on the inner layer side of an aluminum alloy foil is first subjected to an alkaline dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method. Degreasing treatment by a known treatment method such as acid activation method, and then the degreasing surface is treated with metal phosphate such as chromium phosphate, titanium phosphate, zirconium phosphate, zinc phosphate and the like Treatment solution (aqueous solution) mainly composed of a mixture of metal salts, or treatment solution (aqueous solution) mainly composed of a mixture of nonmetal phosphate and nonmetal salts thereof, or acrylic resin with these Or by applying a treatment solution (aqueous solution) composed of a mixture with a phenol-based resin or a water-based synthetic resin such as a urethane-based resin by a known coating method such as roll coating, gravure printing, or dipping. , It is possible to form the acid-resistant coating. For example, when treated with a chromium phosphate salt-based treatment solution, it becomes an acid resistant film composed of chromium phosphate, aluminum phosphate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum fluoride, etc., and is treated with a zinc phosphate salt treatment solution In the case of an acid resistant coating, the coating is made of zinc phosphate hydrate, aluminum phosphate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminum fluoride and the like.
また、耐酸性皮膜を設ける具体的方法の他の例としては、例えば、少なくともアルミニウム合金箔の内層側の面を、まず、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法、酸活性化法などの周知の処理方法で脱脂処理を行い、その後脱脂処理面に周知の陽極酸化処理を施すことにより、耐酸性皮膜を形成することができる。 Moreover, as another example of the specific method of providing an acid resistant film, for example, at least the surface on the inner layer side of an aluminum alloy foil is first subjected to an alkaline dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method, an acid An acid resistant film can be formed by degreasing treatment by a known treatment method such as activation method and then applying known anodic oxidation treatment to the degreasing treatment surface.
また、耐酸性皮膜の他の一例としては、リン酸塩系、クロム酸系の皮膜が挙げられる。リン酸塩系としては、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸カルシウム、リン酸クロムなどが挙げられ、クロム酸系としては、クロム酸クロムなどが挙げられる。 Moreover, phosphate-based and chromic acid-based films are mentioned as another example of the acid resistant film. Examples of phosphates include zinc phosphate, iron phosphate, manganese phosphate, calcium phosphate and chromium phosphate. Examples of chromic acid include chromium chromate.
また、耐酸性皮膜の他の一例としては、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物などの耐酸性皮膜を形成することによって、エンボス成形時のアルミニウムと基材層との間のデラミネーション防止、電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、アルミニウム表面の溶解、腐食、特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミニウムが溶解、腐食することを防止し、かつ、アルミニウム表面の接着性(濡れ性)を向上させ、ヒートシール時の基材層とアルミニウムとのデラミネーション防止、エンボスタイプにおいてはプレス成形時の基材層とアルミニウムとのデラミネーション防止の効果を示す。耐酸性皮膜を形成する物質のなかでも、フェノール樹脂、フッ化クロム(III)化合物、リン酸の3成分から構成された水溶液をアルミニウム表面に塗布し、乾燥焼付けの処理が良好である。 Moreover, as another example of the acid resistant coating, by forming an acid resistant coating such as phosphate, chromate, fluoride, triazine thiol compound, etc., between the aluminum and the substrate layer at the time of embossing and forming Anti-delamination, hydrogen fluoride generated by the reaction between electrolyte and water prevents dissolution and corrosion of the aluminum surface, especially dissolution and corrosion of aluminum oxide present on the aluminum surface, and adhesion of the aluminum surface The properties (wettability) are improved, and the effect of preventing the delamination of the base layer and aluminum during heat sealing and the prevention of the delamination of the base layer and aluminum during press molding are shown in the embossed type. Among the substances forming the acid resistant film, an aqueous solution composed of three components of a phenol resin, a chromium (III) fluoride compound, and phosphoric acid is applied to the aluminum surface, and the treatment of dry baking is good.
また、耐酸性皮膜は、酸化セリウムと、リン酸又はリン酸塩と、アニオン性ポリマーと、該アニオン性ポリマーを架橋させる架橋剤とを有する層を含み、前記リン酸又はリン酸塩が、前記酸化セリウム100質量部に対して、1〜100質量部程度配合されていてもよい。耐酸性皮膜が、カチオン性ポリマー及び該カチオン性ポリマーを架橋させる架橋剤を有する層をさらに含む多層構造であることが好ましい。 The acid resistant film further comprises a layer having cerium oxide, phosphoric acid or phosphate, an anionic polymer, and a crosslinking agent for crosslinking the anionic polymer, wherein the phosphoric acid or phosphate is any of the above-mentioned. About 1 to 100 parts by mass may be blended with 100 parts by mass of cerium oxide. It is preferable that the acid resistant film has a multilayer structure further including a layer having a cationic polymer and a crosslinking agent for crosslinking the cationic polymer.
さらに、前記アニオン性ポリマーが、ポリ(メタ)アクリル酸又はその塩、あるいは(メタ)アクリル酸又はその塩を主成分とする共重合体であることが好ましい。また、前記架橋剤が、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、オキサゾリン基のいずれかの官能基を有する化合物とシランカップリング剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the said anionic polymer is a copolymer which has poly (meth) acrylic acid or its salt, or (meth) acrylic acid or its salt as a main component. Moreover, it is preferable that the said crosslinking agent is at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of a compound which has a functional group in any one of an isocyanate group, glycidyl group, a carboxyl group, and an oxazoline group, and a silane coupling agent.
また、前記リン酸又はリン酸塩が、縮合リン酸又は縮合リン酸塩であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said phosphoric acid or phosphate is condensed phosphoric acid or condensed phosphate.
化成処理は、1種類の化成処理のみを行ってもよいし、2種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロメート処理や、クロム化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせた化成処理などが好ましい。 For the chemical conversion treatment, only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion treatments may be performed in combination. Furthermore, these chemical conversion treatments may be performed using one type of compound alone, or may be performed using two or more types of compounds in combination. Among the chemical conversion treatments, a chromate treatment, a chemical conversion treatment in which a chromium compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer are combined, and the like are preferable.
耐酸性皮膜の具体例としては、リン酸塩、クロム酸塩、フッ化物、及びトリアジンチオールのうち少なくとも1種を含むものが挙げられる。また、セリウム化合物を含む耐酸性皮膜も好ましい。セリウム化合物としては、酸化セリウムが好ましい。 Specific examples of the acid resistant coating include those containing at least one of phosphate, chromate, fluoride, and triazine thiol. In addition, an acid resistant film containing a cerium compound is also preferable. As a cerium compound, cerium oxide is preferable.
また、耐酸性皮膜の具体例としては、リン酸塩系皮膜、クロム酸塩系皮膜、フッ化物系皮膜、トリアジンチオール化合物皮膜なども挙げられる。耐酸性皮膜としては、これらのうち1種類であってもよいし、複数種類の組み合わせであってもよい。さらに、耐酸性皮膜としては、アルミニウム合金箔の化成処理面を脱脂処理した後に、リン酸金属塩と水系合成樹脂との混合物からなる処理液、又はリン酸非金属塩と水系合成樹脂との混合物からなる処理液で形成されたものであってもよい。 Moreover, as a specific example of an acid resistant film, a phosphate type film, a chromate type film, a fluoride type film, a triazine thiol compound film, etc. are mentioned. The acid resistant coating may be one of these or a combination of two or more. Furthermore, as an acid resistant coating, after degreasing the surface of the aluminum alloy foil on the chemical conversion treatment, a treatment liquid comprising a mixture of a metal phosphate and an aqueous synthetic resin, or a mixture of a nonmetallic phosphate and an aqueous synthetic resin It may be formed of a treatment liquid comprising
なお、耐酸性皮膜の組成の分析は、例えば、飛行時間型2次イオン質量分析法を用いて行うことができる。飛行時間型2次イオン質量分析法を用いた耐酸性皮膜の組成の分析により、例えば、Ce+及びCr+の少なくとも一方に由来するピークが検出される。 The analysis of the composition of the acid-resistant film can be performed using, for example, time-of-flight secondary ion mass spectrometry. Analysis of the composition of the acid-resistant film using time-of-flight secondary ion mass spectrometry detects, for example, a peak derived from at least one of Ce + and Cr + .
アルミニウム合金箔の表面に、リン、クロム及びセリウムからなる群より選択される少なくとも1種の元素を含む耐酸性皮膜を備えていることが好ましい。なお、電池用包装材料のアルミニウム合金箔の表面の耐酸性被膜中に、リン、クロム及びセリウムからなる群より選択される少なくとも1種の元素が含まれることは、X線光電子分光を用いて確認することができる。具体的には、まず、電池用包装材料において、アルミニウム合金箔に積層されている熱融着性樹脂層、接着剤層などを物理的に剥離する。次に、アルミニウム合金箔を電気炉に入れ、300℃程度で30分間程度放置して、アルミニウム合金箔の表面に存在している有機成分を除去する。その後、アルミニウム合金箔の表面のX線光電子分光を用いて、これら元素が含まれることを確認する。 It is preferable that the surface of the aluminum alloy foil is provided with an acid resistant film containing at least one element selected from the group consisting of phosphorus, chromium and cerium. In addition, it is confirmed using X-ray photoelectron spectroscopy that at least one element selected from the group consisting of phosphorus, chromium and cerium is contained in the acid resistant coating on the surface of the aluminum alloy foil of the packaging material for batteries. can do. Specifically, first, in the battery packaging material, the heat fusible resin layer, the adhesive layer and the like laminated on the aluminum alloy foil are physically peeled off. Next, the aluminum alloy foil is placed in an electric furnace and left at about 300 ° C. for about 30 minutes to remove the organic components present on the surface of the aluminum alloy foil. Thereafter, X-ray photoelectron spectroscopy of the surface of the aluminum alloy foil is used to confirm that these elements are contained.
化成処理においてアルミニウム合金箔1の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、アルミニウム合金箔1の表面1m2当たり、クロム化合物がクロム換算で0.5〜50mg程度、好ましくは1.0〜40mg程度、リン化合物がリン換算で0.5〜50mg程度、好ましくは1.0〜40mg程度、及びアミノ化フェノール重合体が1.0〜200mg程度、好ましくは5.0〜150mg程度の割合で含有されていることが望ましい。 The amount of acid-resistant coatings to be formed on the surface of the aluminum alloy foil 1 in the chemical conversion treatment is not particularly limited, for example, in the case of performing the above-mentioned chromate treatment, the surface 1 m 2 per aluminum alloy foil 1, the chromium compound Is about 0.5 to 50 mg, preferably about 1.0 to 40 mg, in terms of chromium, about 0.5 to 50 mg, preferably about 1.0 to 40 mg, of the phosphorus compound in terms of phosphorus, and 1 of the aminated phenolic polymer is It is desirable that the content is about 0 to 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg.
耐酸性皮膜の厚みとしては、特に制限されないが、皮膜の凝集力や、アルミニウム合金箔や熱融着性樹脂層との密着力の観点から、好ましくは1nm〜10μm程度、より好ましくは1〜100nm程度、さらに好ましくは1〜50nm程度が挙げられる。なお、耐酸性皮膜の厚みは、透過電子顕微鏡による観察、又は、透過電子顕微鏡による観察と、エネルギー分散型X線分光法もしくは電子線エネルギー損失分光法との組み合わせによって測定することができる。 The thickness of the acid-resistant coating is not particularly limited, but is preferably about 1 nm to 10 μm, more preferably 1 to 100 nm, from the viewpoint of the cohesion of the coating and the adhesion to the aluminum alloy foil and the heat sealable resin layer. The degree is more preferably about 1 to 50 nm. The thickness of the acid resistant coating can be measured by a transmission electron microscope or a combination of an observation by a transmission electron microscope and energy dispersive X-ray spectroscopy or electron beam energy loss spectroscopy.
化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、アルミニウム合金箔の表面に塗布した後に、アルミニウム合金箔の温度が70〜200℃程度になるように加熱することにより行われる。また、アルミニウム合金箔に化成処理を施す前に、予めアルミニウム合金箔を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、アルミニウム合金箔の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。 The chemical conversion treatment is performed by applying a solution containing a compound used to form an acid-resistant film to the surface of an aluminum alloy foil by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, an immersion method, etc. Is carried out by heating to about 70 to 200.degree. In addition, before the aluminum alloy foil is subjected to the chemical conversion treatment, the aluminum alloy foil may be previously subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method or the like. By performing the degreasing treatment in this manner, the chemical conversion treatment of the surface of the aluminum alloy foil can be performed more efficiently.
後述の通り、本発明のアルミニウム合金箔は、本発明の電池用包装材料に好適に用いることができる。すなわち、本発明のアルミニウム合金箔は、少なくとも、基材層と、アルミニウム合金箔と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成される電池用包装材料における、アルミニウム合金箔として、好適に使用することができる。 As described later, the aluminum alloy foil of the present invention can be suitably used for the battery packaging material of the present invention. That is, the aluminum alloy foil of the present invention is an aluminum alloy foil in a battery packaging material composed of a laminate including at least a base material layer, an aluminum alloy foil, and a heat fusible resin layer in this order, It can be used suitably.
2.電池用包装材料
積層構造
本発明の電池用包装材料は、図4に示すように、少なくとも、基材層2、アルミニウム合金箔1、及び熱融着性樹脂層3をこの順に備えた積層体から構成される。本発明の電池用包装材料において、基材層2が最外層側になり、熱融着性樹脂層3は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層3同士が熱融着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
2. Battery packaging material
Laminated Structure As shown in FIG. 4, the battery packaging material of the present invention is composed of a laminate having at least a base material layer 2, an aluminum alloy foil 1, and a thermally fusible resin layer 3 in this order. In the battery packaging material of the present invention, the base material layer 2 is on the outermost layer side, and the thermally fusible resin layer 3 is an innermost layer. That is, at the time of assembly of the battery, the battery element is sealed by sealing the battery element by thermally fusing the heat-fusible resin layers 3 located on the peripheral edge of the battery element.
本発明の電池用包装材料は、図5に示すように、基材層2とアルミニウム合金箔1との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着剤層4を備えていてもよい。また、図6に示すように、アルミニウム合金箔1と熱融着性樹脂層3との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5を備えていてもよい。また、図7に示すように、基材層2の外側(熱融着性樹脂層3とは反対側)には、必要に応じて表面被覆層6などが設けられていてもよい。 The battery packaging material of the present invention, as shown in FIG. 5, is provided with an adhesive layer 4 between the base layer 2 and the aluminum alloy foil 1 as necessary for the purpose of enhancing the adhesiveness thereof. May be In addition, as shown in FIG. 6, an adhesive layer 5 may be provided between the aluminum alloy foil 1 and the heat-fusible resin layer 3 as necessary for the purpose of enhancing the adhesiveness thereof. Moreover, as shown in FIG. 7, the surface coating layer 6 etc. may be provided in the outer side (the opposite side to the heat-fusible resin layer 3) of the base material layer 2 as needed.
本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みとしては、特に制限されないが、積層体の厚みを可能な限り薄くしつつ、高い成形性を発揮する観点からは、好ましくは約160μm以下、より好ましくは35〜155μm程度、さらに好ましくは45〜120μm程度が挙げられる。本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みが、例えば約160μm以下と薄い場合にも、本発明によれば、優れた成形性を発揮し得る。このため、本発明の電池用包装材料は、電池のエネルギー密度の向上に寄与することができる。 The thickness of the laminate constituting the battery packaging material of the present invention is not particularly limited, but it is preferably about 160 μm or less, from the viewpoint of exhibiting high formability while making the thickness of the laminate as thin as possible. More preferably, it is about 35-155 micrometers, More preferably, it is about 45-120 micrometers. According to the present invention, excellent formability can be exhibited even when the thickness of the laminate constituting the battery packaging material of the present invention is as thin as, for example, about 160 μm or less. Therefore, the battery packaging material of the present invention can contribute to the improvement of the energy density of the battery.
電池用包装材料を形成する各層
[基材層2]
本発明の電池用包装材料において、基材層2は最外層側に位置する層である。基材層2を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。基材層2を形成する素材としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物や共重合物などの樹脂フィルムが挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、より好ましくは2軸延伸ポリエステル樹脂、2軸延伸ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエステル、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、ポリアミド樹脂としては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6とナイロン66との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などが挙げられる。
Each Layer Forming a Packaging Material for a Battery [Base Layer 2]
In the battery packaging material of the present invention, the base material layer 2 is a layer located on the outermost layer side. The material for forming the base layer 2 is not particularly limited as long as it has insulating properties. Examples of materials for forming the base material layer 2 include resin films such as polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, acrylic resin, fluorine resin, polyurethane resin, silicone resin, phenol resin, and mixtures or copolymers thereof. It can be mentioned. Among these, a polyester resin and a polyamide resin are preferably mentioned, and a biaxially stretched polyester resin and a biaxially stretched polyamide resin are more preferably mentioned. Specific examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolyester, and polycarbonate. Specific examples of the polyamide resin include nylon 6, nylon 66, a copolymer of nylon 6 and nylon 66, nylon 6, 10, polymethaxylylene adipamide (MXD6) and the like.
基材層2は、1層の樹脂フィルムから形成されていてもよいが、耐ピンホール性や絶縁性を向上させるために、2層以上の樹脂フィルムで形成されていてもよい。具体的には、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとを積層させた多層構造、ナイロンフィルムを複数層積層させた多層構造、ポリエステルフィルムを複数層積層させた多層構造などが挙げられる。基材層2が多層構造である場合、2軸延伸ナイロンフィルムと2軸延伸ポリエステルフィルムの積層体、2軸延伸ナイロンフィルムを複数積層させた積層体、2軸延伸ポリエステルフィルムを複数積層させた積層体が好ましい。例えば、基材層2を2層の樹脂フィルムから形成する場合、ポリエステル樹脂とポリエステル樹脂を積層する構成、ポリアミド樹脂とポリアミド樹脂を積層する構成、又はポリエステル樹脂とポリアミド樹脂を積層する構成にすることが好ましく、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートを積層する構成、ナイロンとナイロンを積層する構成、又はポリエチレンテレフタレートとナイロンを積層する構成にすることがより好ましい。また、ポリエステル樹脂は、例えば電解液が表面に付着した際に変色し難いことなどから、当該積層構成においては、ポリエステル樹脂が最外層に位置するように基材層2を積層することが好ましい。基材層2を多層構造とする場合、各層の厚みとして、好ましくは2〜25μm程度が挙げられる。 The base material layer 2 may be formed of a resin film of one layer, but may be formed of a resin film of two or more layers in order to improve pinhole resistance and insulation. Specifically, a multilayer structure in which a polyester film and a nylon film are laminated, a multilayer structure in which a plurality of nylon films are laminated, and a multilayer structure in which a plurality of polyester films are laminated are exemplified. When the substrate layer 2 has a multilayer structure, a laminate of a biaxially stretched nylon film and a biaxially stretched polyester film, a laminate of a plurality of biaxially stretched nylon films laminated, and a laminate of a plurality of biaxially stretched polyester films laminated Body is preferred. For example, when forming the base material layer 2 from a resin film of two layers, it is made the composition which laminates polyester resin and polyester resin, the composition which laminates polyamide resin and polyamide resin, or the composition which laminates polyester resin and polyamide resin. It is more preferable to use a structure in which polyethylene terephthalate and polyethylene terephthalate are laminated, a structure in which nylon and nylon are laminated, or a structure in which polyethylene terephthalate and nylon are laminated. In addition, since the polyester resin is difficult to be discolored, for example, when the electrolytic solution adheres to the surface, it is preferable to laminate the base material layer 2 so that the polyester resin is positioned at the outermost layer in the laminated structure. In the case where the base material layer 2 has a multilayer structure, the thickness of each layer is preferably about 2 to 25 μm.
基材層2を多層の樹脂フィルムで形成する場合、2以上の樹脂フィルムは、接着剤又は接着性樹脂などの接着成分を介して積層させればよく、使用される接着成分の種類や量などについては、後述する接着剤層4の場合と同様である。なお、2層以上の樹脂フィルムを積層させる方法としては、特に制限されず、公知方法が採用でき、例えばドライラミネート法、サンドイッチラミネート法などが挙げられ、好ましくはドライラミネート法が挙げられる。ドライラミネート法により積層させる場合には、接着層としてウレタン系接着剤を用いることが好ましい。このとき、接着層の厚みとしては、例えば2〜5μm程度が挙げられる。 When the base material layer 2 is formed of a multilayer resin film, two or more resin films may be laminated via an adhesive or an adhesive component such as adhesive resin, and the type and amount of adhesive component used, etc. The same applies to the case of the adhesive layer 4 described later. In addition, it does not restrict | limit especially as a method to laminate the resin film of two or more layers, A well-known method can be adopted, for example, a dry laminating method, a sandwich laminating method, etc. are mentioned, Preferably a dry laminating method is mentioned. When laminating by the dry lamination method, it is preferable to use a urethane type adhesive as an adhesive layer. At this time, the thickness of the adhesive layer is, for example, about 2 to 5 μm.
本発明において、電池用包装材料の成形性を高める観点からは、基材層2の表面には、滑剤が存在していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。アミド系滑剤の具体例としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドの具体例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドの具体例としては、N−オレイルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。また、メチロールアミドの具体例としては、メチロールステアリン酸アミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドの具体例としては、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。また、芳香族系ビスアミドの具体例としては、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。 In the present invention, from the viewpoint of enhancing the formability of the battery packaging material, it is preferable that a lubricant is present on the surface of the base layer 2. The lubricant is not particularly limited, but preferably includes amide lubricants. Specific examples of the amide lubricant include saturated fatty acid amide, unsaturated fatty acid amide, substituted amide, methylolamide, saturated fatty acid bisamide, unsaturated fatty acid bisamide and the like. Specific examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, hydroxystearic acid amide and the like. Specific examples of the unsaturated fatty acid amide include oleic acid amide and erucic acid amide. Specific examples of the substituted amide include N-oleyl palmitic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, and N-stearyl erucic acid amide. In addition, specific examples of methylolamide include methylol stearic acid amide and the like. Specific examples of the saturated fatty acid bisamide include methylenebisstearic acid amide, ethylenebiscapric acid amide, ethylenebislauric acid amide, ethylenebisstearic acid amide, ethylenebishydroxystearic acid amide, ethylenebisbehenic acid amide, hexamethylene bisstearin An acid amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene hydroxystearic acid amide, N, N'-distearyl adipic acid amide, N, N'-distearyl sebacic acid amide etc. are mentioned. Specific examples of the unsaturated fatty acid bisamide include ethylene bis oleic acid amide, ethylene bis erucic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N, N'-dioleyl adipic acid amide, N, N'-dioleyl sebacic acid amide Etc. Specific examples of fatty acid ester amides include stearoamidoethyl stearate and the like. Moreover, m-xylylene bis-stearic acid amide, m-xylylene bis-hydroxystearic acid amide, N, N'-distearyl isophthalic acid amide etc. are mentioned as a specific example of aromatic-type bisamide. The lubricant may be used alone or in combination of two or more.
基材層2表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、温度24℃、相対湿度60%環境において、好ましくは約3mg/m2以上、より好ましくは4〜15mg/m2程度、さらに好ましくは5〜14mg/m2程度が挙げられる。 When a lubricant is present on the surface of the base layer 2, the amount thereof is not particularly limited, but it is preferably about 3 mg / m 2 or more, more preferably 4 to 15 mg / in an environment of 24 ° C. and 60% relative humidity. m 2 approximately, more preferably include about 5~14mg / m 2.
基材層2の中には、滑剤が含まれていてもよい。また、基材層2の表面に存在する滑剤は、基材層2を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、基材層2の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。 The base layer 2 may contain a lubricant. The lubricant present on the surface of the substrate layer 2 may be one in which the lubricant contained in the resin constituting the substrate layer 2 is exuded, or the lubricant applied to the surface of the substrate layer 2 It may be
成形性をより高める観点から、本発明の電池用包装材料の基材層2側表面の動摩擦係数としては、好ましくは約0.5以下、より好ましくは約0.3以下、さらに好ましくは約0.2以下が挙げられる。また、当該動摩擦係数の下限は、約0.01が挙げられる。また、当該動摩擦係数の好ましい範囲としては、0.01〜0.5程度、0.01〜0.3程度、0.01〜0.2程度が挙げられる。なお、当該動摩擦係数は、JIS K7125:1999に規定された方法に準拠して測定された値である。 The dynamic friction coefficient of the surface of the base material 2 side of the battery packaging material of the present invention is preferably about 0.5 or less, more preferably about 0.3 or less, and even more preferably about 0, from the viewpoint of enhancing the formability. .2 or less is mentioned. The lower limit of the dynamic friction coefficient is about 0.01. Moreover, as a preferable range of the said dynamic friction coefficient, about 0.01-0.5, about 0.01-0.3, about 0.01-0.2 is mentioned. In addition, the said dynamic friction coefficient is the value measured based on the method prescribed | regulated to JISK7125: 1999.
基材層2の厚みについては、基材層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、3〜50μm程度、好ましくは10〜35μm程度が挙げられる。 The thickness of the base material layer 2 is not particularly limited as long as it exhibits the function as a base material layer, and for example, about 3 to 50 μm, preferably about 10 to 35 μm.
[接着剤層4]
本発明の電池用包装材料において、接着剤層4は、基材層2とアルミニウム合金箔1を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
[Adhesive layer 4]
In the battery packaging material of the present invention, the adhesive layer 4 is a layer provided between the base layer 2 and the aluminum alloy foil 1 as needed in order to firmly bond the base layer 2 and the aluminum alloy foil 1.
接着剤層4は、基材層2とアルミニウム合金箔1とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層4の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着剤層4の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型などのいずれであってもよい。 The adhesive layer 4 is formed of an adhesive that can bond the base layer 2 and the aluminum alloy foil 1. The adhesive used to form the adhesive layer 4 may be a two-part curable adhesive or a one-part curable adhesive. Furthermore, the adhesion mechanism of the adhesive used to form the adhesive layer 4 is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a heat pressure type, and the like.
接着剤層4の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール樹脂系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミドなどのポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;尿素樹脂、メラミン樹脂などのアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム;シリコーン系樹脂などが挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。 Specific examples of the adhesive component that can be used to form the adhesive layer 4 include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolyesters; Polyether-based adhesives; Polyurethane-based adhesives; Epoxy-based resins; Phenolic resin-based resins; Polyamide-based resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, copolymerized polyamides; Polyolefins, carboxylic acid-modified polyolefins, metal-modified polyolefins, etc. Polyolefin resins, polyvinyl acetate resins; cellulose adhesives; (meth) acrylic resins; polyimide resins; amino resins such as urea resins and melamine resins; chloroprene rubber, nitrile rubber , Styrene - rubber such as butadiene rubber; and silicone resins. These adhesive components may be used alone or in combination of two or more. Among these adhesive components, a polyurethane adhesive is preferably mentioned.
接着剤層4の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、1〜10μm程度、好ましくは2〜5μm程度が挙げられる。 The thickness of the adhesive layer 4 is not particularly limited as long as it exhibits a function as an adhesive layer, and for example, about 1 to 10 μm, preferably about 2 to 5 μm.
[アルミニウム合金箔1]
電池用包装材料において、アルミニウム合金箔1は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止する機能を有する層である。本発明において、アルミニウム合金箔1としては、前述の本発明のアルミニウム合金箔1を用いることができる。本発明のアルミニウム合金箔1の詳細については、前述の通りである。
[Aluminum alloy foil 1]
In the battery packaging material, the aluminum alloy foil 1 is a layer having a function to prevent water vapor, oxygen, light and the like from invading the inside of the battery, in addition to the strength improvement of the battery packaging material. In the present invention, as the aluminum alloy foil 1, the above-mentioned aluminum alloy foil 1 of the present invention can be used. The details of the aluminum alloy foil 1 of the present invention are as described above.
本発明の電池用包装材料においては、前述した本発明のアルミニウム合金箔が使用されているため、優れた成形性を備えている。なお、アルミニウム合金箔1の厚みXは、電池用包装材料中に積層された状態であっても、電池用包装材料の断面を観察することによって、測定することができる。また、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、前記アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られる断面についてのEBSD法による結晶解析も、電池用包装材料にアルミニウム合金箔が積層された状態であっても行うことができる。具体的な測定条件は、前述の(前処理)として、電池用包装材料を樹脂に包埋し、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD)とは垂直方向であって、アルミニウム合金箔の表面から垂直方向(ND)に電池用包装材料を切断して、アルミニウム合金箔の断面を得ること以外は、前述のアルミニウム合金箔1についての解析条件と同様である。 In the battery packaging material of the present invention, since the above-described aluminum alloy foil of the present invention is used, it has excellent formability. The thickness X of the aluminum alloy foil 1 can be measured by observing the cross section of the battery packaging material even in a state of being laminated in the battery packaging material. Further, the crystal analysis by EBSD method for the cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil and perpendicular to the surface of the aluminum alloy foil is also a battery packaging material. It can be carried out in a state in which an aluminum alloy foil is laminated on the The specific measurement conditions are as described above (pretreatment), in which the battery packaging material is embedded in a resin, and it is perpendicular to the rolling direction (RD) of the aluminum alloy foil and perpendicular to the surface of the aluminum alloy foil. Except for cutting the battery packaging material in the direction (ND) to obtain a cross section of the aluminum alloy foil, the analysis conditions are the same as those of the aluminum alloy foil 1 described above.
[接着層5]
本発明の電池用包装材料において、接着層5は、アルミニウム合金箔1と熱融着性樹脂層3を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
[Adhesive layer 5]
In the battery packaging material of the present invention, the adhesive layer 5 is a layer provided between the aluminum alloy foil 1 and the heat-fusible resin layer 3 as needed in order to firmly bond the heat-fusible resin layer 3.
接着層5は、アルミニウム合金箔1と熱融着性樹脂層3とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、その接着機構、接着剤成分の種類などは、接着剤層4で例示した接着剤と同様のものが使用できる。また、接着層5の形成に使用される樹脂としては、後述の熱融着性樹脂層3で例示したポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂も使用できる。アルミニウム合金箔1と熱融着性樹脂層3との密着性に優れる観点から、ポリオレフィンとしては、カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、カルボン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。すなわち、接着層5は、ポリオレフィン骨格を含んでいてもよく、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。接着層5がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm−1付近と波数1780cm−1に無水マレイン酸由来のピークが検出される。 The adhesive layer 5 is formed of a resin capable of adhering the aluminum alloy foil 1 and the heat fusible resin layer 3. As the resin used to form the adhesive layer 5, the adhesive mechanism, the type of the adhesive component, etc. may be the same as the adhesive exemplified for the adhesive layer 4. Moreover, as resin used for formation of the contact bonding layer 5, polyolefin resin, such as polyolefin illustrated by the below-mentioned heat-fusion resin layer 3, cyclic polyolefin, carboxylic acid modified polyolefin, carboxylic acid modified cyclic polyolefin, can also be used . As the polyolefin, a carboxylic acid-modified polyolefin is preferable, and a carboxylic acid-modified polypropylene is particularly preferable, from the viewpoint of excellent adhesion between the aluminum alloy foil 1 and the heat-fusible resin layer 3. That is, the adhesive layer 5 may contain a polyolefin skeleton, and preferably contains a polyolefin skeleton. The adhesive layer 5 may contain a polyolefin skeleton, for example, by infrared spectroscopy, gas chromatography mass spectrometry, etc., and the analysis method is not particularly limited. For example, when a maleic anhydride-modified polyolefin is measured by infrared spectroscopy, peaks derived from maleic anhydride are detected in the vicinity of wave number 1760 cm −1 and wave number 1780 cm −1.
さらに、電池用包装材料の厚みを薄くしつつ、良好な接着性を有する電池用包装材料とする観点からは、接着層5は、酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であってもよい。酸変性ポリオレフィンとしては、好ましくは、熱融着性樹脂層3で例示するカルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンと同じものが例示できる。 Furthermore, from the viewpoint of providing a battery packaging material having good adhesiveness while reducing the thickness of the battery packaging material, the adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent. May be As the acid-modified polyolefin, preferably, the same as the carboxylic acid-modified polyolefin and the carboxylic acid-modified cyclic polyolefin exemplified in the heat fusible resin layer 3 can be exemplified.
また、硬化剤としては、酸変性ポリオレフィンを硬化させるものであれば、特に限定されない。硬化剤としては、例えば、エポキシ系硬化剤、多官能イソシアネート系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、オキサゾリン系硬化剤などが挙げられる。 The curing agent is not particularly limited as long as it cures acid-modified polyolefin. Examples of the curing agent include epoxy-based curing agents, polyfunctional isocyanate-based curing agents, carbodiimide-based curing agents, oxazoline-based curing agents, and the like.
エポキシ系硬化剤は、少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されない。エポキシ系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。 The epoxy curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy curing agent include epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, novolak glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, polyglycerin polyglycidyl ether and the like.
多官能イソシアネート系硬化剤は、2つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。 The polyfunctional isocyanate-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups. Specific examples of the polyfunctional isocyanate-based curing agent include isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), those obtained by polymerizing or denating these, or the like Mixtures and copolymers with other polymers may be mentioned.
カルボジイミド系硬化剤は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を少なくとも1つ有する化合物であれば、特に限定されない。カルボジイミド系硬化剤としては、カルボジイミド基を少なくとも2つ以上有するポリカルボジイミド化合物が好ましい。 The carbodiimide curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one carbodiimide group (-N = C = N-). As a carbodiimide type | system | group hardening | curing agent, the polycarbodiimide compound which has a carbodiimide group 2 or more at least is preferable.
オキサゾリン系硬化剤は、オキサゾリン骨格を有する化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン系硬化剤としては、具体的には、日本触媒社製のエポクロスシリーズなどが挙げられる。 The oxazoline-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having an oxazoline skeleton. Specific examples of the oxazoline curing agent include Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
接着層5によるアルミニウム合金箔1と熱融着性樹脂層3との密着性を高めるなどの観点から、硬化剤は、2種類以上の化合物により構成されていてもよい。 From the viewpoint of enhancing the adhesion between the aluminum alloy foil 1 and the thermally fusible resin layer 3 by the adhesive layer 5, the curing agent may be composed of two or more types of compounds.
接着層5を形成する樹脂組成物における硬化剤の含有量は、0.1〜50質量%程度の範囲にあることが好ましく、0.1〜30質量%程度の範囲にあることがより好ましく、0.1〜10質量%程度の範囲にあることがさらに好ましい。 The content of the curing agent in the resin composition forming the adhesive layer 5 is preferably in the range of about 0.1 to 50% by mass, and more preferably in the range of about 0.1 to 30% by mass, More preferably, it is in the range of about 0.1 to 10% by mass.
接着層5の厚みについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、接着剤層4で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは2〜10μm程度、より好ましくは2〜5μm程度が挙げられる。また、熱融着性樹脂層3で例示した樹脂を用いる場合であれば、好ましくは2〜50μm程度、より好ましくは10〜40μm程度が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンと硬化剤との硬化物である場合であれば、好ましくは約30μm以下、より好ましくは0.1〜20μm程度、さらに好ましくは0.5〜5μm程度挙げられる。なお、接着層5が酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物である場合、当該樹脂組成物を塗布し、加熱などにより硬化させることにより、接着層5を形成することができる。 The thickness of the adhesive layer 5 is not particularly limited as long as it exhibits the function as an adhesive layer, but if the adhesive exemplified in the adhesive layer 4 is used, it is preferably about 2 to 10 μm, more preferably 2 to 2 There is about 5 μm. Further, in the case of using the resin exemplified for the heat fusible resin layer 3, it is preferably about 2 to 50 μm, more preferably about 10 to 40 μm. In the case of a cured product of an acid-modified polyolefin and a curing agent, it is preferably about 30 μm or less, more preferably about 0.1 to 20 μm, and still more preferably about 0.5 to 5 μm. When the adhesive layer 5 is a cured product of a resin composition containing an acid-modified polyolefin and a curing agent, the adhesive layer 5 can be formed by applying the resin composition and curing it by heating or the like.
[熱融着性樹脂層3]
本発明の電池用包装材料において、熱融着性樹脂層3は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
[Heat-fusible resin layer 3]
In the battery packaging material of the present invention, the heat fusible resin layer 3 corresponds to the innermost layer, and is a layer which thermally welds the heat fusible resin layers when the battery is assembled to seal the battery element.
本発明の熱融着性樹脂層3に使用される樹脂成分については、熱溶着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィンなどが挙げられる。すなわち、熱融着性樹脂層3は、ポリオレフィン骨格を含んでいてもよく、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。熱融着性樹脂層3がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm−1付近と波数1780cm−1に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。 The resin component used for the heat-fusible resin layer 3 of the present invention is not particularly limited as long as it can be heat-welded, and examples thereof include polyolefin and acid-modified polyolefin. That is, the heat-fusible resin layer 3 may contain a polyolefin skeleton, and preferably contains a polyolefin skeleton. The thermally fusible resin layer 3 may contain a polyolefin skeleton, for example, by infrared spectroscopy, gas chromatography mass spectrometry, etc., and the analysis method is not particularly limited. For example, when a maleic anhydride-modified polyolefin is measured by infrared spectroscopy, peaks derived from maleic anhydride are detected in the vicinity of wave number 1760 cm −1 and wave number 1780 cm −1. However, if the acid denaturation degree is low, the peak may be small and not detected. In that case, analysis is possible by nuclear magnetic resonance spectroscopy.
ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)などのポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマーなどが挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられ、より好ましくはポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include polyethylenes such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene and linear low density polyethylene; homopolypropylene, block copolymers of polypropylene (for example, block copolymers of propylene and ethylene), polypropylene Polypropylenes such as random copolymers (e.g., random copolymers of propylene and ethylene); terpolymers of ethylene-butene-propylene and the like. Among these polyolefins, preferably polyethylene and polypropylene are mentioned, and more preferably polypropylene is mentioned.
ポリオレフィンは、環状ポリオレフィンであってもよい。環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。また、環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネンなどの環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエンなどの環状ジエンなどが挙げられる。また、スチレンも構成モノマーとして挙げられる。これらの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The polyolefin may be a cyclic polyolefin. The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, butadiene, isoprene and the like. Moreover, as a cyclic monomer which is a constituent monomer of cyclic polyolefin, for example, cyclic alkenes such as norbornene; specifically, cyclic dienes such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, norbornadiene, etc. may be mentioned. Moreover, styrene is also mentioned as a constituent monomer. Among these, preferably cyclic alkenes, more preferably norbornene are mentioned.
酸変性ポリオレフィンとは、上記のポリオレフィンをカルボン酸などでブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などが挙げられる。 The acid-modified polyolefin is a polymer modified by block polymerization or graft polymerization of the above-described polyolefin with a carboxylic acid or the like. Examples of the carboxylic acid used for modification include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
酸変性ポリオレフィンは、酸変性環状ポリオレフィンであってもよい。酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、酸変性シクロオレフィンコポリマーの変性に使用されるものと同様である。 The acid-modified polyolefin may be an acid-modified cyclic polyolefin. The acid-modified cyclic polyolefin is prepared by copolymerizing some of the monomers constituting the cyclic polyolefin in place of the α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or It is a polymer obtained by block polymerization or graft polymerization of a saturated carboxylic acid or its anhydride. The acid-modified cyclic polyolefin is as described above. Moreover, as a carboxylic acid used for modification | denaturation, it is the same as that used for modification | denaturation of an acid-modified cycloolefin copolymer.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはポリオレフィン;更に好ましくはプロピレンコポリマーが挙げられる。プロピレンコポリマーとしては、エチレン−プロピレンコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテンコポリマーなどのプロピレンと他のオレフィンとのコポリマーなどが挙げられる。ポリプロピレンに含まれるプロピレン単位の割合は、電池用包装材料の絶縁性や耐久性をより高める観点から、50〜100モル%程度とすることが好ましく、80〜100モル%程度とすることがより好ましい。また、ポリエチレンに含まれるエチレン単位の割合は、電池用包装材料の絶縁性や耐久性をより高める観点から、50〜100モル%程度とすることが好ましく、80〜100モル%程度とすることがより好ましい。エチレンコポリマー及びプロピレンコポリマーは、それぞれ、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーのいずれであってもよく、ランダムプロピレンコポリマーが好ましい。 Among these resin components, preferred are polyolefins; more preferred are propylene copolymers. Propylene copolymers include copolymers of propylene with other olefins such as ethylene-propylene copolymers, propylene-butene copolymers, ethylene-propylene-butene copolymers, and the like. The proportion of the propylene unit contained in polypropylene is preferably about 50 to 100 mol%, more preferably about 80 to 100 mol%, from the viewpoint of further enhancing the insulation and durability of the battery packaging material. . Further, the proportion of ethylene units contained in polyethylene is preferably about 50 to 100 mol%, and preferably about 80 to 100 mol%, from the viewpoint of further enhancing the insulation and durability of the battery packaging material. More preferable. The ethylene copolymer and the propylene copolymer may be either a random copolymer or a block copolymer, and a random propylene copolymer is preferred.
本発明の熱融着性樹脂層3は、ポリプロピレンを有することが好ましく、ポリプロピレンにより形成された層を有することが好ましい。熱融着性樹脂層3は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、熱融着性樹脂層3は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。 The heat-fusible resin layer 3 of the present invention preferably contains polypropylene, and preferably has a layer formed of polypropylene. The heat fusible resin layer 3 may be formed of one type of resin component alone, or may be formed of a blend polymer in which two or more types of resin components are combined. Furthermore, the heat-fusible resin layer 3 may be formed of only one layer, but may be formed of two or more layers of the same or different resin components.
本発明において、電池用包装材料の成形性を向上させる観点から、熱融着性樹脂層3の表面には、滑剤が存在していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されず、公知の滑剤を用いることができ、例えば、上記の基材層2で例示したものなどが挙げられる。滑剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱融着性樹脂層3の表面における滑剤の存在量としては、特に制限されず、電池用包装用材料の成形性を高める観点からは、温度24℃、相対湿度60%環境において、好ましくは10〜50mg/m2程度、さらに好ましくは15〜40mg/m2程度が挙げられる。 In the present invention, from the viewpoint of improving the formability of the battery packaging material, it is preferable that a lubricant be present on the surface of the heat-fusible resin layer 3. The lubricant is not particularly limited, and known lubricants can be used, and examples thereof include those exemplified for the above-mentioned base layer 2. The lubricant may be used alone or in combination of two or more. The amount of the lubricant present on the surface of the heat-fusible resin layer 3 is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the formability of the battery packaging material, preferably 10 in an environment of 24 ° C. and 60% relative humidity. to 50 mg / m 2 about, even more preferably include about 15~40mg / m 2.
熱融着性樹脂層3の中には、滑剤が含まれていてもよい。また、熱融着性樹脂層3の表面に存在する滑剤は、熱融着性樹脂層3を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、熱融着性樹脂層3の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。 The heat fusible resin layer 3 may contain a lubricant. Further, the lubricant present on the surface of the heat-fusible resin layer 3 may be one in which the lubricant contained in the resin constituting the heat-fusible resin layer 3 is exuded, or the heat-fusible resin layer The surface of 3 may be coated with a lubricant.
成形性をより高める観点から、本発明の電池用包装材料の熱融着性樹脂層3側表面の動摩擦係数としては、好ましくは0.5約以下、より好ましくは約0.3以下、さらに好ましくは約0.2以下が挙げられる。また、当該動摩擦係数の下限は、約0.01が挙げられる。また、当該動摩擦係数の好ましい範囲としては、0.01〜0.5程度、0.01〜0.3程度、0.01〜0.2程度が挙げられる。なお、当該動摩擦係数は、JIS K7125:1999に規定された方法に準拠して測定された値である。 From the viewpoint of enhancing the formability, the dynamic friction coefficient of the heat fusible resin layer 3 side surface of the battery packaging material of the present invention is preferably about 0.5 or less, more preferably about 0.3 or less, and further preferably Is about 0.2 or less. The lower limit of the dynamic friction coefficient is about 0.01. Moreover, as a preferable range of the said dynamic friction coefficient, about 0.01-0.5, about 0.01-0.3, about 0.01-0.2 is mentioned. In addition, the said dynamic friction coefficient is the value measured based on the method prescribed | regulated to JISK7125: 1999.
また、本発明の熱融着性樹脂層3の厚みとしては、熱融着性樹脂層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、成形性を高める観点からは、例えば、10〜40μm程度、好ましくは15〜40μm程度が挙げられる。 The thickness of the heat fusible resin layer 3 of the present invention is not particularly limited as long as it exhibits the function as a heat fusible resin layer, but from the viewpoint of enhancing formability, for example, about 10 to 40 μm, Preferably about 15-40 micrometers is mentioned.
[表面被覆層6]
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、基材層2の上(基材層2のアルミニウム合金箔1とは反対側)に、必要に応じて、表面被覆層6を設けてもよい。表面被覆層6は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
[Surface covering layer 6]
In the battery packaging material of the present invention, on the base material layer 2 (the aluminum alloy of the base material layer 2 as necessary) for the purpose of improving designability, electrolytic solution resistance, abrasion resistance, moldability, etc. If necessary, a surface coating layer 6 may be provided on the side opposite to the foil 1). The surface covering layer 6 is a layer located in the outermost layer when the battery is assembled.
表面被覆層6は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層6は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層6を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層6には、添加剤を配合してもよい。 The surface coating layer 6 can be formed of, for example, polyvinylidene chloride, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, epoxy resin or the like. Among these, the surface coating layer 6 is preferably formed of a two-component curable resin. Examples of the two-component curable resin that forms the surface covering layer 6 include a two-component curable urethane resin, a two-component curable polyester resin, and a two-component curable epoxy resin. Further, an additive may be blended in the surface coating layer 6.
添加剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。添加剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物などが挙げられる。また、添加剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状などが挙げられる。添加剤として、具体的には、タルク,シリカ,グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム,シュウ酸カルシウム,ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。これらの添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the additive include fine particles having a particle diameter of about 0.5 nm to 5 μm. The material of the additive is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. Further, the shape of the additive is not particularly limited, and examples thereof include spheres, fibers, plates, indeterminate shapes, and balloons. As the additive, specifically, talc, silica, graphite, kaolin, montmorrroid, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, Neodymium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, high Melting point nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper, nickel and the like can be mentioned. These additives may be used alone or in combination of two or more. Among these additives, silica, barium sulfate and titanium oxide are preferably mentioned from the viewpoint of dispersion stability and cost. In addition, the surface may be subjected to various surface treatments such as insulation treatment, high dispersion treatment, and the like.
表面被覆層6を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層6を形成する2液硬化型樹脂を基材層2の一方の表面に塗布する方法が挙げられる。添加剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂に添加剤を添加して混合した後、塗布すればよい。 Although it does not restrict | limit especially as a method to form the surface coating layer 6, For example, the method of apply | coating 2-component curable resin which forms the surface coating layer 6 on one surface of the base material layer 2 is mentioned. In the case of blending the additive, the additive may be added to and mixed with the two-component curable resin and then applied.
表面被覆層6中の添加剤の含有量としては、特に制限されないが、好ましくは0.05〜1.0質量%程度、より好ましくは0.1〜0.5質量%程度が挙げられる。 The content of the additive in the surface coating layer 6 is not particularly limited, but preferably about 0.05 to 1.0% by mass, more preferably about 0.1 to 0.5% by mass.
表面被覆層6の厚みとしては、表面被覆層6としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5〜10μm程度、好ましくは1〜5μm程度が挙げられる。 The thickness of the surface coating layer 6 is not particularly limited as long as the above-described function as the surface coating layer 6 is exhibited, and for example, about 0.5 to 10 μm, preferably about 1 to 5 μm.
3.電池用包装材料の製造方法
本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、少なくとも、基材層と、アルミニウム合金箔と、熱融着性樹脂層とがこの順に備えた積層体を得る積層工程を備えており、アルミニウム合金箔として、本発明のアルミニウム合金箔を用いる方法を採用することができる。
3. Method for Producing Battery Packaging Material The method for producing the battery packaging material of the present invention is not particularly limited as long as a laminate obtained by laminating each layer of a predetermined composition is obtained, and at least a base material layer and an aluminum alloy The lamination process which obtains the laminated body which foil and a heat-fusible resin layer were equipped in this order is provided, and the method of using the aluminum alloy foil of the present invention as aluminum alloy foil is employable.
本発明の電池用包装材料の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、基材層2、接着剤層4、アルミニウム合金箔1をこの順に備えた積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、基材層2又は必要に応じて表面が化成処理されたアルミニウム合金箔1に接着剤層4の形成に使用される接着剤を、押出し法、グラビアコート法、ロールコート法などの塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該アルミニウム合金箔1又は基材層2を積層させて接着剤層4を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。 As an example of the manufacturing method of the packaging material for batteries of this invention, it is as follows. First, a laminate (hereinafter sometimes referred to as “laminate A”) including the base material layer 2, the adhesive layer 4 and the aluminum alloy foil 1 in this order is formed. Specifically, the laminate A is formed by extruding an adhesive used for forming the adhesive layer 4 on the base material layer 2 or the aluminum alloy foil 1 whose surface has been subjected to a chemical conversion treatment as required. It can carry out by the dry lamination method which makes the aluminum alloy foil 1 or the substrate layer 2 concerned laminate, and hardens adhesive layer 4 after applying and drying with application methods, such as a coat method and a roll coat method.
次いで、積層体Aのアルミニウム合金箔1上に、接着層5及び熱融着性樹脂層3をこの順になるように積層させる。例えば、(1)積層体Aのアルミニウム合金箔1上に、接着層5及び熱融着性樹脂層3を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネート法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層3が積層した積層体を形成し、これを積層体Aのアルミニウム合金箔1上にサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aのアルミニウム合金箔1上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法などにより積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層3をサーマルラミネート法により積層する方法、(4)積層体Aのアルミニウム合金箔1と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層3との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層3を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)などが挙げられる。 Next, on the aluminum alloy foil 1 of the laminate A, the adhesive layer 5 and the heat fusible resin layer 3 are laminated in this order. For example, (1) a method of laminating the adhesive layer 5 and the heat-fusible resin layer 3 by coextrusion on the aluminum alloy foil 1 of the laminate A (co-extrusion laminating method), (2) separately, an adhesive layer 5. A method of forming a laminate in which the heat fusible resin layer 3 is laminated on the aluminum alloy foil 1 of the laminate A by the thermal lamination method, (3) on the aluminum alloy foil 1 of the laminate A The heat fusible resin layer is formed in advance in a sheet form on the adhesive layer 5 by laminating an adhesive for forming the adhesive layer 5 by an extrusion method or a solution-coated drying or baking method at a high temperature. Method of laminating 3 by the thermal laminating method, (4) Pouring the melted adhesive layer 5 between the aluminum alloy foil 1 of the laminated body A and the heat fusible resin layer 3 previously formed into a sheet. While laminating through the adhesive layer 5 The method of bonding the A and heat-fusible resin layer 3 (sandwich lamination method).
表面被覆層を設ける場合には、基材層2のアルミニウム合金箔1とは反対側の表面に、表面被覆層を積層する。表面被覆層は、例えば表面被覆層を形成する上記の樹脂を基材層2の表面に塗布することに形成することができる。なお、基材層2の表面にアルミニウム合金箔1を積層する工程と、基材層2の表面に表面被覆層を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、基材層2の表面に表面被覆層を形成した後、基材層2の表面被覆層とは反対側の表面にアルミニウム合金箔1を形成してもよい。 In the case of providing a surface covering layer, the surface covering layer is laminated on the surface of the base material layer 2 opposite to the aluminum alloy foil 1. The surface coating layer can be formed, for example, by applying the above-mentioned resin that forms the surface coating layer to the surface of the base material layer 2. The order of the step of laminating the aluminum alloy foil 1 on the surface of the base layer 2 and the step of laminating the surface coating layer on the surface of the base layer 2 is not particularly limited. For example, after forming a surface coating layer on the surface of the base layer 2, the aluminum alloy foil 1 may be formed on the surface of the base layer 2 opposite to the surface coating layer.
基材層2又は熱融着性樹脂層3の表面に滑剤を存在させる方法としては、特に制限されず、例えば、基材層2又は熱融着性樹脂層3を構成する樹脂に滑剤を配合し、必要に応じて滑剤を表面に滲出させる方法や、基材層2又は熱融着性樹脂層3の表面に滑剤を塗布する方法などが挙げられる。 The method for causing the lubricant to be present on the surface of the base material layer 2 or the heat fusible resin layer 3 is not particularly limited. For example, the lubricant is mixed with the resin constituting the base material layer 2 or the heat fusible resin layer 3 And, if necessary, a method of exuding a lubricant to the surface, a method of applying a lubricant to the surface of the base layer 2 or the heat fusible resin layer 3, and the like.
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層6、基材層2、必要に応じて設けられる接着剤層4、必要に応じて表面が化成処理されたアルミニウム合金箔1、接着層5、熱融着性樹脂層3をこの順に備えた積層体が形成されるが、接着剤層4及び必要に応じて設けられる接着層5の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式などの加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150〜250℃程度で1〜5分間程度が挙げられる。 As described above, the surface coating layer 6 provided as necessary, the base material layer 2, the adhesive layer 4 provided as needed, the aluminum alloy foil 1 whose surface is chemically treated as needed, the adhesive layer 5. A laminate having the heat-fusible resin layer 3 in this order is formed, but in order to strengthen the adhesion of the adhesive layer 4 and the adhesive layer 5 provided as required, a heat roll is further provided. It may be subjected to heat treatment such as contact type, hot air type, near or far infrared type or the like. As conditions of such heat processing, about 1 to 5 minutes are mentioned, for example at about 150-250 degreeC.
本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性などを向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施していてもよい。 In the battery packaging material of the present invention, each layer constituting the laminate improves or stabilizes film forming ability, lamination processing, final product secondary processing (pouching, embossing) suitability, etc., as necessary. For this purpose, surface activation treatments such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
4.電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質などの電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
4. Applications of Battery Packaging Material The battery packaging material of the present invention is used as a packaging material for sealing and accommodating battery elements such as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte.
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部(熱融着性樹脂層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料を用いて電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料の熱融着性樹脂部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして用いられる。 Specifically, a battery element comprising at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is a battery packaging material of the present invention, in which the metal terminal connected to each of the positive electrode and the negative electrode protrudes outward. The battery is covered by forming flanges (areas in which the heat fusible resin layers are in contact with each other) on the periphery of the element, and heat sealing the heat fusible resin layers of the flanges to seal them. A battery using a packaging material is provided. In addition, when accommodating a battery element using the battery packaging material of this invention, it is used so that the heat fusible resin part of the battery packaging material of this invention may become inside (surface which contacts a battery element).
本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシターなどが挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The battery packaging material of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of secondary battery to which the battery packaging material of the present invention is applied is not particularly limited. For example, lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lead storage batteries, nickel hydrogen storage batteries, nickel cadmium storage batteries And nickel-iron batteries, nickel-zinc batteries, silver oxide-zinc batteries, metal-air batteries, multivalent cation batteries, capacitors, capacitors and the like. Among these secondary batteries, lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries are mentioned as a suitable application object of the packaging material for batteries of the present invention.
以下に、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by showing Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
実施例1〜7及び比較例1〜4
基材層を構成する樹脂フィルムとして、2軸延伸ナイロンフィルム(厚み25μm)を用いた。2軸延伸ナイロンフィルムの片面には、コロナ処理が施されている。2軸延伸ナイロンフィルムのコロナ処理が施されていない面に、滑剤としてエルカ酸アミドを塗布した(塗布量は10mg/m2)。一方、2軸延伸ナイロンフィルムのコロナ処理が施されている面に、ポリエステルポリオール系の主剤と芳香族イソシアネート系の硬化剤の2液型ウレタン接着剤からなる接着剤層を硬化後の厚みが3μmとなるように塗布した。次に、表1に記載の特性を有する各アルミニウム合金箔を用意し、基材層の接着剤層側とアルミニウム合金箔の化成処理面とを積層して、加圧加熱貼合した後、エージング処理を実施することにより、2軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/アルミニウム合金箔が順に積層された積層体を作製した。なお、アルミニウム合金箔の化成処理はフェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗工量が10mg/m2(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム合金箔の両面に塗布し、焼付けることによって行った。なお、実施例1〜7及び比較例1〜4のアルミニウム合金箔は、それぞれ、組成、圧延条件などを調整して、前述の公知の方法により製造され、数平均結晶粒径などの表1に示す特性の異なるものである。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4
As a resin film which comprises a base material layer, biaxially stretched nylon film (25 micrometers in thickness) was used. Corona treatment is applied to one side of the biaxially stretched nylon film. Erucic acid amide was applied as a lubricant (coating amount: 10 mg / m 2 ) on the side of the biaxially stretched nylon film which was not subjected to corona treatment. On the other hand, the thickness of the adhesive layer consisting of a polyester polyol-based main agent and an aromatic isocyanate-based two-component urethane adhesive cured on the surface of the biaxially stretched nylon film subjected to corona treatment is 3 μm after curing It applied so that it might become. Next, each aluminum alloy foil having the characteristics described in Table 1 is prepared, the adhesive layer side of the base material layer and the chemical conversion treated surface of the aluminum alloy foil are laminated, and pressure heating is applied, and then aging is performed. By carrying out the treatment, a laminate in which the biaxially stretched nylon film / adhesive layer / aluminum alloy foil were laminated in order was produced. The chemical conversion treatment of aluminum alloy foil is carried out by a roll coating method so that the coating amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry mass) of a treatment liquid consisting of a phenol resin, a chromium fluoride compound and phosphoric acid. It was done by applying and baking on both sides of the foil. In addition, the aluminum alloy foils of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 are manufactured by the above-mentioned known method while adjusting the composition, rolling conditions, and the like, respectively. It has different characteristics.
また、別途、接着層を構成する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不飽和カルボン酸グラフト変性ランダムポリプロピレン)と熱融着性樹脂層を構成するポリプロピレン(ランダムコポリマー)とを共押出しすることにより、厚さ20μmの接着層と、厚さ20μmの熱融着性樹脂層からなる2層共押出フィルムを作製した。次に、上記の2軸延伸ナイロンフィルム/接着剤層/アルミニウム合金箔からなる積層体のアルミニウム合金箔側に、前記で作製した2層共押出フィルムの接着層が接するように重ね合わせ、加熱することにより、基材層(2軸延伸ナイロンフィルム)/接着剤層/アルミニウム合金箔/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された積層体を得た。得られた積層体を一旦冷却した後に、熱処理を施して、各電池用包装材料を得た。 In addition, separately, co-extrusion of acid-modified polypropylene resin (unsaturated carboxylic acid graft-modified random polypropylene grafted with unsaturated carboxylic acid) and polypropylene (random copolymer) constituting the heat-fusible resin layer constituting the adhesive layer. By doing this, a two-layer coextruded film comprising a 20 μm thick adhesive layer and a 20 μm thick heat fusible resin layer was produced. Next, the adhesive layer of the two-layer coextruded film prepared above is superposed and heated on the aluminum alloy foil side of the laminate of the biaxially stretched nylon film / adhesive layer / aluminum alloy foil described above and in contact with it. As a result, a laminate was obtained in which the base material layer (biaxially stretched nylon film) / adhesive layer / aluminum alloy foil / adhesive layer / heat sealable resin layer were laminated in order. The obtained laminate was once cooled and then subjected to heat treatment to obtain packaging materials for the respective batteries.
<{111}面の合計面積の割合、数平均結晶粒径、及び結晶粒径の標準偏差の測定>
上記で用いた各アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向の断面について、EBSD法による結晶解析を行い、アルミニウム合金箔の{111}面の合計面積の割合、数平均結晶粒径、及び結晶粒径の標準偏差を測定した。測定条件の詳細は、以下の通りである。測定結果を表1に示す。なお、数平均結晶粒径の測定に際して、参考のため、最大結晶粒径を測定したところ、実施例1のアルミニウム合金箔の最大結晶粒径は8.6μm、比較例3のアルミニウム合金箔の最大結晶粒径は12.5μmであった。数平均結晶粒径は、[(測定領域−CI値0.1以下の領域)/結晶の数]で算出された面積を円に仮定した時の直径であり、EBSD法による結晶解析で取得される画像を複数枚連結して、約10000μm2以上とした測定領域に含まれる結晶の数平均結晶粒径である。また、最大結晶粒径は、結晶の形状を円と仮定し、当該測定領域に含まれる結晶のうち、最大のものについて測定した値である。結晶粒径の標準偏差は、CI値0.1以下の領域を除去後、EBSD法による結晶解析で取得される画像を複数枚連結して、約10000μm2以上とした測定領域に含まれる結晶の結晶粒径(結晶面積を円に仮定した時の直径)の分布から算出した。
<Measurement of Proportion of Total Area of {111} Plane, Number Average Grain Size, and Standard Deviation of Grain Size>
The crystal analysis is performed by EBSD method on the cross section in the direction perpendicular to the rolling direction of each aluminum alloy foil used above, and the ratio of the total area of the {111} plane of aluminum alloy foil, number average crystal grain size, and crystal grain The standard deviation of diameter was measured. Details of the measurement conditions are as follows. The measurement results are shown in Table 1. When the maximum crystal grain size was measured for reference when measuring the number average crystal grain size, the maximum crystal grain size of the aluminum alloy foil of Example 1 was 8.6 μm, and the maximum of the aluminum alloy foil of Comparative Example 3 The crystal grain size was 12.5 μm. The number average crystal grain size is a diameter when assuming an area calculated by [(measurement area-area of CI value 0.1 or less area) / number of crystals] to be a circle, and obtained by crystal analysis by EBSD method It is the number average crystal grain size of the crystals contained in the measurement area of approximately 10000 μm 2 or more by connecting a plurality of images. The maximum crystal grain size is a value measured for the largest crystal among the crystals included in the measurement area, assuming that the crystal shape is a circle. The standard deviation of the crystal grain size is a crystal included in a measurement area of about 10000 μm 2 or more by connecting a plurality of images obtained by crystal analysis by the EBSD method after removing the area having a CI value of 0.1 or less. It calculated from distribution of crystal grain size (diameter when crystal area is assumed to be a circle).
(測定装置)
ショットキー電界放出走査電子顕微鏡に、EBSD検出器(株式会社TSLソリューションズ製)を搭載した装置を用いる。
(measuring device)
An apparatus equipped with an EBSD detector (manufactured by TSL Solutions, Inc.) is used as a Schottky field emission scanning electron microscope.
(前処理)
前処理として、アルミニウム合金箔を、圧延方向(RD)とは垂直方向に切断して、断面を得る。アルミニウム合金箔の圧延方向は、アルミニウム合金箔の光沢面を金属顕微鏡で観察し、線状の圧延痕が伸びる方向である。具体的な手順としては、まず、試料とするアルミニウム合金箔を、トリミング用カミソリで5mm(圧延方向とは垂直方向)×10mm(圧延方向)に切り出した後、樹脂に包埋させた。次に、トリミング用カミソリを用い、アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に、アルミニウム合金箔を樹脂と共に切断して、アルミニウム合金箔の断面を露出させた。次に、ミクロトーム(ライカマイクロシステムズ社製のウルトラミクロトーム)を用いて、得られた断面をトリミングする。このトリミングにおいては、断面形状の機械的歪みを低減するため、包埋した樹脂とともに、当該断面に対して垂直方向に1mm程度、ミクロトームで切り進めた。次に、イオンミリング装置(日立ハイテクノロジーズ社製)を用い、飛び出し幅50μm、電圧6kV、4時間の条件で、当該断面に対して垂直方向にブロードアルゴンビームを照射して、測定断面を作製した。これは、前工程で発生している機械的な結晶構造への破壊が最小限になるよう、精密にアルミニウム合金箔の断面を露出させる作業である。
(Preprocessing)
As pretreatment, the aluminum alloy foil is cut in the direction perpendicular to the rolling direction (RD) to obtain a cross section. The rolling direction of the aluminum alloy foil is a direction in which a linear rolling mark extends when the shiny surface of the aluminum alloy foil is observed with a metallographic microscope. As a specific procedure, first, an aluminum alloy foil as a sample was cut out to 5 mm (direction perpendicular to the rolling direction) × 10 mm (rolling direction) with a trimming razor and embedded in a resin. Next, using a trimming razor, the aluminum alloy foil is cut together with the resin in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil and perpendicularly from the surface of the aluminum alloy foil to expose the cross section of the aluminum alloy foil I did. Next, the obtained cross section is trimmed using a microtome (Ultra Microtome manufactured by Leica Microsystems). In this trimming, in order to reduce the mechanical distortion of the cross-sectional shape, a microtome was cut along with the embedded resin in a direction perpendicular to the cross section by about 1 mm. Next, using a ion milling apparatus (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), a broad argon beam was irradiated in the direction perpendicular to the cross section under the conditions of a protrusion width of 50 μm and a voltage of 6 kV for 4 hours to prepare a measurement cross section. . This is an operation of precisely exposing the cross section of the aluminum alloy foil so as to minimize the breakdown to the mechanical crystal structure occurring in the previous step.
(SEM条件)
EBSD法に用いた走査型電子顕微鏡(SEM)の条件は、以下の通りである。
観察倍率:2000倍
加速電圧:15kV
ワーキングディスタンス:15mm
傾斜角度:70°
(SEM conditions)
The conditions of the scanning electron microscope (SEM) used for the EBSD method are as follows.
Observation magnification: 2000 times acceleration voltage: 15kV
Working distance: 15 mm
Inclination angle: 70 °
(EBSD条件)
EBSD法による結晶解析の条件は、以下の通りである。
ステップサイズ:200nm
解析条件:
株式会社TSLソリューションズ製結晶方位解析ソフトOIM(Ver.7.3)を使用して、以下の解析を実施した。
画像を複数枚連結し、測定領域は約10000μm2以上とした。このとき、アルミニウム合金箔の厚み方向の中心から両端側までを測定領域とし、断面に樹脂が付着している部分や、耐酸性皮膜が存在している部分については、測定領域から除外した。
画像を連結後、極点図を確認した。
株式会社TSLソリューションズ製結晶方位解析ソフトOIMにて定義される信頼性指数(Confidence Index:CI値)CI値が0.1以下のデータは排除して解析を実施した。
{111}面の合計面積の割合の計算の際、許容角度は15°で解析を実施した。
(EBSD condition)
The conditions for crystal analysis by EBSD method are as follows.
Step size: 200 nm
Analysis condition:
The following analysis was performed using crystal orientation analysis software OIM (Ver. 7.3) manufactured by TSL Solutions, Inc.
A plurality of images were connected, and the measurement area was about 10000 μm 2 or more. At this time, from the center to both ends in the thickness direction of the aluminum alloy foil was used as a measurement area, and the part where the resin was attached to the cross section and the part where the acid resistant film was present were excluded from the measurement area.
After connecting the images, the pole figure was confirmed.
The analysis was performed excluding the data whose reliability index (Confidence Index: CI value) CI value defined by crystal orientation analysis software OIM manufactured by TSL Solutions, Inc. is 0.1 or less.
In the calculation of the percentage of the total area of the {111} plane, the analysis was performed at an allowable angle of 15 °.
実施例1〜7及び比較例1〜4のアルミニウム合金箔の厚みX(μm)と、{111}面の合計面積の割合(%)との関係を示すグラフを図8に示す。図8には、{111}面の合計面積の割合(%)=−1.1X+66の参考直線が引いてある。なお、図8〜図11において、〇は実施例、△は比較例の結果である。 A graph showing the relationship between the thickness X (μm) of the aluminum alloy foils of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 and the ratio (%) of the total area of the {111} planes is shown in FIG. In FIG. 8, a reference straight line of the ratio (%) of the total area of the {111} plane = −1.1 × + 66 is drawn. In FIG. 8 to FIG. 11, 〇 is the result of the example, and Δ is the result of the comparative example.
また、実施例1〜7及び比較例1〜4のアルミニウム合金箔の厚みX(μm)と、数平均結晶粒径R(μm)との関係を示すグラフを図9に示す。図9には、数平均結晶粒径R=0.056X+2.0の参考直線が引いてある。 Moreover, the graph which shows the relationship between thickness X (micrometer) of the aluminum alloy foil of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4, and number average crystal grain diameter R (micrometer) is shown in FIG. In FIG. 9, the number average crystal grain size R = 0. 0 56X + 2.0 reference straight line is drawn.
実施例1〜7及び比較例1〜4のアルミニウム合金箔の厚みX(μm)と、結晶粒径の標準偏差との関係を示すグラフを図10に示す。図10には、結晶粒径の標準偏差St=0.09X+0.5の参考直線が引いてある。 The graph which shows the relationship between thickness X (micrometer) of the aluminum alloy foil of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4, and the standard deviation of a crystal grain size is shown in FIG. In FIG. 10, a reference straight line with a standard deviation of the grain size of St = 0.09 × 0.5 is drawn.
<限界成形深さの測定>
上記で得られた各電池用包装材料を裁断して、150mm(TD)×100mm(MD)の短冊片を作製し、これを試験サンプルとした。なお、電池用包装材料のMDが、アルミニウム合金箔の圧延方向(RD)に対応し、電池用包装材料のTDが、アルミニウム合金箔のTDに対応する。また、MD及びRDに同一平面垂直方向が、TDとなる。アルミニウム合金箔の圧延方向は、アルミニウム合金箔の圧延痕によって確認することができる。金型は、30mm(MD)×50mm(TD)の矩形状の雄型と、この雄型とのクリアランスが0.5mmの雌型からなるストレート金型を用いた。雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するように、雌型上に上記試験サンプルを載置した。それぞれ、所定の成形深さとなるように、当該試験サンプルを0.1MPaの面圧で押えて、冷間成形(引き込み1段成形)した。冷間成形後のサンプルについて、暗室の中にてペンライトで光を当てて、光の透過によって、アルミニウム合金箔にピンホールやクラックが生じているか否かを確認した。アルミニウム合金箔にピンホール、クラックが10個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをAmm、アルミニウム合金箔にピンホールなどが発生した最も浅い成形深さにおいてピンホールなどが発生したサンプルの数をB個とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の限界成形深さとした。結果を表1に示す。
限界成形深さ=Amm+(0.5mm/10個)×(10個−B個)
<Measurement of critical forming depth>
Each of the battery packaging materials obtained above was cut into strips of 150 mm (TD) x 100 mm (MD) to prepare test samples. The MD of the battery packaging material corresponds to the rolling direction (RD) of the aluminum alloy foil, and the TD of the battery packaging material corresponds to the TD of the aluminum alloy foil. Further, the same plane perpendicular direction to MD and RD is TD. The rolling direction of the aluminum alloy foil can be confirmed by the rolling marks of the aluminum alloy foil. The mold used was a straight mold consisting of a 30 mm (MD) × 50 mm (TD) rectangular male mold and a female mold having a clearance of 0.5 mm between the male mold. The test sample was placed on the female mold so that the heat-fusible resin layer side was positioned on the male mold side. The test sample was pressed at a surface pressure of 0.1 MPa and cold-formed (one-step drawing) so as to obtain a predetermined forming depth. The cold-formed sample was exposed to light with penlight in a dark room, and it was confirmed by light transmission whether the aluminum alloy foil had pinholes or cracks. Number of samples in which pinholes etc. occurred in the shallowest forming depth where Amm is the deepest forming depth where pinholes and cracks do not occur in all 10 samples in aluminum alloy foil and pinholes etc in aluminum alloy foil B pieces, and the value calculated by the following formula was made into the limit forming depth of the packaging material for batteries. The results are shown in Table 1.
Limiting molding depth = A mm + (0.5 mm / 10 pieces) × (10 pieces-B pieces)
<成形性の評価>
実施例1〜7及び比較例1〜4の各電池用包装材料の限界成形深さと、アルミニウム合金箔の厚みX(μm)との関係を図11のグラフにプロットした。限界成形深さは、アルミニウム合金箔の厚みによって変化するため、厚みに依存しない成形性を評価するために、成形深さに以下の2つの基準を設けた。なお、以下の基準2の参考基準線を図11に示した。
基準1:成形深さ(mm)=アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.14+2
基準2:成形深さ(mm)=アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.12+2
これらの基準1,2に基づき、実施例1〜7及び比較例1〜4の各電池用包装材料の成形性を以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
a:限界成形深さ(mm)≧アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.14+2
b:アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.14+2>限界成形深さ(mm)≧アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.12+2
c:アルミニウム合金箔の厚みX(μm)×0.12+2>限界成形深さ(mm)
<Evaluation of formability>
The relationship between the limit forming depth of each of the battery packaging materials of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 and the thickness X (μm) of the aluminum alloy foil is plotted in the graph of FIG. Since the critical forming depth changes with the thickness of the aluminum alloy foil, in order to evaluate the formability independent of thickness, the following two criteria were provided for the forming depth. In addition, the reference reference line of the following reference | standard 2 was shown in FIG.
Criterion 1: Forming depth (mm) = thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.14 + 2
Reference 2: forming depth (mm) = thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.12 + 2
Based on these criteria 1 and 2, the formability of the packaging material for each battery of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
a: Critical forming depth (mm) 厚 み thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.14 + 2
b: Thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.14 + 2> limit forming depth (mm) 厚 み thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.1 2 + 2
c: Thickness of aluminum alloy foil X (μm) × 0.1 2 + 2> critical forming depth (mm)
表1に示される結果から、前記アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、前記アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上であり、かつ、当該断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径Rが、「数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0」の条件を充足している実施例1〜7のアルミニウム合金箔を用いた電池用包装材料は、いずれも成形性に優れることが分かる。
一方、{111}面の合計面積の割合が10%以上であるものの、当該数平均結晶粒径Rが、「数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0」の条件を充足しない比較例1〜4の電池用包装材料は、いずれも実施例に比して成形性に劣っていた。
From the results shown in Table 1, according to the EBSD method, a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil and perpendicular to the surface of the aluminum alloy foil The ratio of the total area of {111} planes to the total area of the crystal planes of the face-centered cubic lattice structure obtained by conducting crystal analysis is 10% or more, and the crystal analysis by EBSD method for the cross section Examples 1 to 7 in which the number average crystal grain size R of the crystal of the face-centered cubic lattice structure obtained by performing the above satisfies the condition of “number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0” It is understood that any battery packaging material using the aluminum alloy foil of the above is excellent in formability.
On the other hand, although the proportion of the total area of {111} planes is 10% or more, Comparative Example 1 in which the number average crystal grain size R does not satisfy the condition of “number average crystal grain size R ≦ 0.056 X + 2.0”. The battery packaging materials of ~ 4 were all inferior in formability to the examples.
1…アルミニウム合金箔
1a…断面
2…基材層
3…熱融着性樹脂層
4…接着剤層
5…接着層
6…表面被覆層
10…電池用包装材料
T…圧延痕
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum alloy foil 1a ... Section 2 ... Base material layer 3 ... Thermal adhesive resin layer 4 ... Adhesive layer 5 ... Adhesive layer 6 ... Surface coating layer 10 ... Packaging material T for batteries ... Roll marks
Claims (9)
前記アルミニウム合金箔の圧延方向とは垂直方向であって、前記アルミニウム合金箔の表面から垂直方向に前記アルミニウム合金箔を切断して得られた断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合が10%以上であり、かつ、
当該断面について、EBSD法による結晶解析を行うことで取得される、面心立方格子構造の結晶の数平均結晶粒径R(μm)が、下記の式を充足しており、
数平均結晶粒径R≦0.056X+2.0
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)であって、10μm以上
前記面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合(%)が、下記の式を充足している、電池用包装材料用アルミニウム合金箔。
面心立方格子構造の結晶面の合計面積に占める{111}面の合計面積の割合(%)≧−1.1X+66
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm)であって、10μm以上 An aluminum alloy foil for use in a battery packaging material,
Acquired by performing crystal analysis by EBSD on a cross section obtained by cutting the aluminum alloy foil in a direction perpendicular to the rolling direction of the aluminum alloy foil from the surface of the aluminum alloy foil. The ratio of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure is 10% or more, and
The number average crystal grain size R (μm) of the crystal of the face-centered cubic lattice structure obtained by performing crystal analysis by the EBSD method for the cross section satisfies the following expression .
Number average crystal grain size R ≦ 0.056 × + 2.0
X = thickness (μm) of the aluminum alloy foil, 10 μm or more
An aluminum alloy foil for a packaging material for a battery, wherein the ratio (%) of the total area of {111} planes to the total area of crystal planes of the face-centered cubic lattice structure satisfies the following equation.
Ratio (%) of total area of {111} planes to total area of crystal planes of face-centered cubic lattice structure ≧ −1.1 × + 66
X = thickness (μm) of the aluminum alloy foil, 10 μm or more
結晶粒径の標準偏差St≦0.09X+0.5
X=前記アルミニウム合金箔の厚み(μm) The aluminum alloy foil for battery packaging materials according to claim 1, wherein the standard deviation St of the crystal grain size satisfies the following equation.
Standard deviation of crystal grain size St ≦ 0.09 × + 0.5
X = thickness of the aluminum alloy foil (μm)
前記耐酸性皮膜について、飛行時間型2次イオン質量分析法を用いて分析した場合に、Ce+及びCr+の少なくとも一方に由来するピークが検出される、請求項1〜3のいずれかに記載の電池用包装材料用アルミニウム合金箔。 An acid resistant coating is provided on the surface of the aluminum alloy foil,
For the acid-resistant coating, flight when analyzed with time-of secondary ion mass spectrometry, a peak derived from at least one of Ce + and Cr + is detected, according to any of claims 1 to 3 Aluminum alloy foil for packaging materials for batteries.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017184964A JP6424933B2 (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017184964A JP6424933B2 (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016255180 Division | 2016-12-28 | 2016-12-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018110097A JP2018110097A (en) | 2018-07-12 |
JP6424933B2 true JP6424933B2 (en) | 2018-11-21 |
Family
ID=62844444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017184964A Active JP6424933B2 (en) | 2017-09-26 | 2017-09-26 | Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6424933B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112805873A (en) * | 2018-10-09 | 2021-05-14 | 大日本印刷株式会社 | Valve element for battery, method for manufacturing same, and battery |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI511351B (en) * | 2010-10-14 | 2015-12-01 | Toppan Printing Co Ltd | Lithium-ion battery exterior materials |
KR102021325B1 (en) * | 2011-11-07 | 2019-09-16 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | Outer-covering material for electricity-storage device |
JP5927615B2 (en) * | 2012-09-27 | 2016-06-01 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy foil for lithium battery exterior and its manufacturing method |
JP6567293B2 (en) * | 2015-02-25 | 2019-08-28 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy foil with excellent elongation characteristics |
JP6699993B2 (en) * | 2015-05-14 | 2020-05-27 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum foil and manufacturing method thereof |
JP6902821B2 (en) * | 2015-06-22 | 2021-07-14 | 三菱アルミニウム株式会社 | Manufacturing method of aluminum alloy foil and aluminum alloy foil |
JP6222279B2 (en) * | 2016-05-26 | 2017-11-01 | 凸版印刷株式会社 | Power storage device exterior materials |
-
2017
- 2017-09-26 JP JP2017184964A patent/JP6424933B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018110097A (en) | 2018-07-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7298765B2 (en) | Battery packaging material, manufacturing method thereof, battery, and polyester film | |
JP6566133B2 (en) | Battery packaging material, method for producing the same, battery, and polyester film | |
JP7343007B2 (en) | Battery packaging materials and batteries | |
JP7184142B2 (en) | Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery | |
WO2020235534A1 (en) | Exterior material for power storage device, method for manufacturing same, power storage device, and polyamide film | |
WO2019124281A1 (en) | Packaging material for battery, method for producing same, and battery | |
WO2020085462A1 (en) | Casing material for power storage device, production method therefor, and power storage device | |
WO2020085463A1 (en) | Casing material for power storage device, production method therefor, and power storage device | |
JP7474563B2 (en) | Packaging material for batteries, its manufacturing method, roll of packaging material for batteries, and battery | |
US20200243810A1 (en) | Battery packaging material, manufacturing method therefor, battery, and aluminum alloy foil | |
JPWO2017188396A1 (en) | Packaging material for battery, method for manufacturing the same, battery and method for manufacturing the same | |
JPWO2017179712A1 (en) | Packaging material for battery, method for manufacturing the same, method for judging defect in molding of packaging material for battery, aluminum alloy foil | |
JP2024056802A (en) | Exterior material for power storage device, manufacturing method thereof, and power storage device | |
JP6424933B2 (en) | Aluminum alloy foil for battery packaging material, battery packaging material, and battery | |
JP2020187976A (en) | Exterior material for power storage device, manufacturing method thereof, power storage device, and polyamide film | |
JP7347455B2 (en) | Exterior material for power storage device, power storage device, and manufacturing method thereof | |
JP7192795B2 (en) | Battery packaging materials and batteries | |
JP2023012724A (en) | Sheath material for power storage device, method for manufacturing the same, and power storage device | |
JP7447826B2 (en) | Exterior material for power storage device, manufacturing method thereof, and power storage device | |
WO2023022086A1 (en) | Outer package material for power storage devices, method for producing same, and power storage device | |
WO2022210750A1 (en) | Exterior material for power storage device, power storage device, and method for manufacturing same | |
WO2021020583A1 (en) | Exterior material for electrical storage device, method for manufacturing same, and electrical storage device | |
WO2020085461A1 (en) | Casing material for power storage device, production method therefor, and power storage device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180925 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181008 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6424933 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |