JP6812633B2 - Exterior material for power storage device and power storage device using it - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電装置用外装材、及びそれを用いた蓄電装置に関する。 The present invention relates to an exterior material for a power storage device and a power storage device using the same.
蓄電装置としては、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタが知られている。携帯機器の小型化又は設置スペースの制限等により蓄電装置のさらなる小型化が求められている昨今、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池が注目されている。リチウムイオン電池に用いられる外装材としては、従来は金属製の缶が用いられていたが、軽量で、放熱性が高く、低コストで作製できる多層フィルムが用いられるようになっている。 As the power storage device, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and a lead storage battery, and an electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor are known. In recent years, there is a demand for further miniaturization of power storage devices due to miniaturization of mobile devices or restrictions on installation space, and lithium ion batteries having a high energy density are attracting attention. Conventionally, metal cans have been used as exterior materials used in lithium-ion batteries, but multilayer films that are lightweight, have high heat dissipation, and can be produced at low cost are now being used.
上記多層フィルムを外装材に用いるリチウムイオン電池では、内部への水分の浸入を防止するため、アルミニウム箔層を含む外装材により電池内容物(正極、セパレータ、負極、電解液等)を覆う構成が採用されている。このような構成を採用したリチウムイオン電池は、アルミラミネートタイプのリチウムイオン電池と呼ばれている。 In a lithium ion battery using the above-mentioned multilayer film as an exterior material, in order to prevent moisture from entering the inside, the battery contents (positive electrode, separator, negative electrode, electrolytic solution, etc.) are covered with an exterior material containing an aluminum foil layer. It has been adopted. A lithium-ion battery adopting such a configuration is called an aluminum laminate type lithium-ion battery.
アルミラミネートタイプのリチウムイオン電池は、例えば、外装材の一部に冷間成型によって凹部を形成し、該凹部内に電池内容物を収容し、外装材の残りの部分を折り返して縁部分をヒートシールで封止したエンボスタイプのリチウムイオン電池が知られている。(例えば、特許文献1参照)。このようなリチウムイオン電池では、冷間成型によって形成される凹部を深くするほど、より多くの電池内容物を収容できるため、エネルギー密度をより高くすることができる。 In an aluminum laminate type lithium-ion battery, for example, a recess is formed in a part of the exterior material by cold molding, the battery contents are housed in the recess, and the remaining part of the exterior material is folded back to heat the edge portion. An embossed lithium-ion battery sealed with a seal is known. (See, for example, Patent Document 1). In such a lithium-ion battery, the deeper the recess formed by cold molding, the more battery contents can be accommodated, so that the energy density can be increased.
蓄電装置が車や電動バイク等、高い信頼性を要求される用途に適用される場合、過酷試験として、電池セルを圧縮する圧縮試験が行われる。ここで、他の評価項目では性能差がみられない外装材であっても、何らかの理由により圧縮試験の結果に差がみられる場合がある。 When the power storage device is applied to an application that requires high reliability such as a car or an electric motorcycle, a compression test for compressing a battery cell is performed as a harsh test. Here, even if the exterior material does not show a difference in performance in other evaluation items, a difference in the result of the compression test may be seen for some reason.
そこで本発明は、電池セルの圧縮試験で良好な結果を示す蓄電装置用外装材、及びそれを用いた蓄電装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exterior material for a power storage device that shows good results in a compression test of a battery cell, and a power storage device using the same.
本発明は、被覆層、バリア層、シーラント接着層、及び、シーラント層がこの順で積層された構造を備える蓄電装置用外装材であって、バリア層は、アルミニウム箔層と、アルミニウム箔層のシーラント層側に設けられシーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、アルミニウム箔層のシーラント層側の面の、MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも690以下であり、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が100以下である、蓄電装置用外装材を提供する。 The present invention is an exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order, and the barrier layer is an aluminum foil layer and an aluminum foil layer. It has a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side and facing the sealant adhesive layer, and the surface of the aluminum foil layer on the sealant layer side has a 60 ° glossiness in the MD direction and a 60 ° glossiness in the TD direction. Provided are exterior materials for power storage devices, all of which are 690 or less and the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 100 or less.
本発明者の検討によれば、圧縮試験で電池セルが破裂するとき、バリア層とシーラント接着層との界面が剥離しやすいこと、及び、バリア層が有するアルミニウム箔層の光沢度が異なることでシーラント接着層の密着性が変化することが分かった。アルミニウム箔層の光沢度は、アルミニウム箔層の表面粗さを反映したものと考えられる。そして、表面粗さが異なれば、これに基づくアンカー効果の強さも異なるので、これがシーラント接着層の密着性が変化する原因であると推測される。シーラント接着層に対面するアルミニウム箔層のシーラント層側の光沢度及び光沢度の差が上記数値範囲を満たすことで、アルミニウム箔層の表面粗さが腐食防止処理層の表面に反映されて、本発明の蓄電装置用外装材で作製した電池セルの圧縮試験は良好な結果を示す。 According to the study of the present inventor, when the battery cell bursts in the compression test, the interface between the barrier layer and the sealant adhesive layer is easily peeled off, and the glossiness of the aluminum foil layer of the barrier layer is different. It was found that the adhesion of the sealant adhesive layer changed. The glossiness of the aluminum foil layer is considered to reflect the surface roughness of the aluminum foil layer. If the surface roughness is different, the strength of the anchor effect based on this is also different, and it is presumed that this is the cause of the change in the adhesion of the sealant adhesive layer. When the difference in glossiness and glossiness on the sealant layer side of the aluminum foil layer facing the sealant adhesive layer satisfies the above numerical range, the surface roughness of the aluminum foil layer is reflected on the surface of the corrosion prevention treatment layer. The compression test of the battery cell made of the exterior material for the power storage device of the present invention shows good results.
ここで、アルミニウム箔層のシーラント層側の面の、MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも150以下であってもよく、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が50以下であってもよい。この場合でも、本発明の効果が十分に奏される。 Here, both the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the surface of the aluminum foil layer on the sealant layer side may be 150 or less, and the 60 ° glossiness in the MD direction The difference from the 60 ° glossiness in the TD direction may be 50 or less. Even in this case, the effect of the present invention is sufficiently exhibited.
また、本発明は、被覆層、バリア層、シーラント接着層、及び、シーラント層がこの順で積層また、された構造を備える蓄電装置用外装材であって、バリア層は、アルミニウム箔層と、アルミニウム箔層のシーラント層側に設けられシーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層のMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも590以下であり、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が100以下である、蓄電装置用外装材を提供する。 Further, the present invention is an exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order, and the barrier layer is an aluminum foil layer. It has a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side of the aluminum foil layer and facing the sealant adhesive layer, and has a 60 ° glossiness in the MD direction of the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer is provided, and Provided is an exterior material for a power storage device, wherein the 60 ° glossiness in the TD direction is 590 or less, and the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 100 or less.
本発明者の検討によれば、圧縮試験で電池セルが破裂するとき、バリア層とシーラント接着層との界面が剥離しやすいこと、及び、バリア層における腐食防止処理層が設けられたアルミニウム箔層の光沢度が異なることでシーラント接着層の密着性が変化することが分かった。腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層の光沢度は、アルミニウム箔層の表面粗さを反映したものと考えられる。そして、表面粗さが異なれば、これに基づくアンカー効果の強さも異なるので、これがシーラント接着層の密着性が変化する原因であると推測される。シーラント接着層に対面する腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層の光沢度及び光沢度の差が上記数値範囲を満たすことで、本発明の蓄電装置用外装材で作製した電池セルの圧縮試験は良好な結果を示す。 According to the study of the present inventor, when the battery cell bursts in the compression test, the interface between the barrier layer and the sealant adhesive layer is easily peeled off, and the aluminum foil layer provided with the corrosion prevention treatment layer in the barrier layer. It was found that the adhesion of the sealant adhesive layer changed depending on the glossiness of the sealant. It is considered that the glossiness of the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer is provided reflects the surface roughness of the aluminum foil layer. If the surface roughness is different, the strength of the anchor effect based on this is also different, and it is presumed that this is the cause of the change in the adhesion of the sealant adhesive layer. When the difference in glossiness and glossiness of the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer facing the sealant adhesive layer satisfies the above numerical range, the battery cell produced by the exterior material for the power storage device of the present invention The compression test shows good results.
ここで、腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層のMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも120以下であってもよく、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が40以下であってもよい。この場合でも、本発明の効果が十分に奏される。 Here, the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer is provided may both be 120 or less, and 60 in the MD direction. The difference between the ° glossiness and the 60 ° glossiness in the TD direction may be 40 or less. Even in this case, the effect of the present invention is sufficiently exhibited.
また、本発明は、電極を含む電池要素と、電極から延在するリードと、電池要素を収容する容器とを備え、容器は、上記いずれかの蓄電装置用外装材から、シーラント層が内側となるように形成されている、蓄電装置を提供する。この蓄電装置は、電池セルの圧縮試験で良好な結果を示す。 Further, the present invention includes a battery element including an electrode, a reed extending from the electrode, and a container for accommodating the battery element. The container has a sealant layer inside from any of the above-mentioned exterior materials for a power storage device. Provided is a power storage device formed so as to become. This power storage device shows good results in the compression test of the battery cell.
本発明によれば、電池セルの圧縮試験で良好な結果を示す蓄電装置用外装材、及びそれを用いた蓄電装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exterior material for a power storage device that shows good results in a compression test of a battery cell, and a power storage device using the same.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same parts or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[蓄電装置用外装材]
図1は、本発明の蓄電装置用外装材の一実施形態を模式的に表す断面図である。図1に示すように、本実施形態の外装材(蓄電装置用外装材)10は、被覆層21と、該被覆層21の一方の面側に設けられたバリア層22と、該バリア層22の被覆層21とは反対側に設けられたシーラント接着層16と、該シーラント接着層16のバリア層22とは反対側に設けられたシーラント層17と、が順次積層された積層体である。
[Exterior material for power storage device]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an exterior material for a power storage device of the present invention. As shown in FIG. 1, the exterior material (exterior material for a power storage device) 10 of the present embodiment includes a
被覆層21は、基材層11と接着層13とを有し、接着層13がバリア層22に対面している。バリア層22は、アルミニウム箔層14と、その両面に設けられた腐食防止処理層15a,15bを有している。ここで、腐食防止処理層15aは接着層13に、腐食防止処理層15bはシーラント接着層16に、それぞれ対面するように設けられている。ここで「対面」とは、面同士が直接接していることを意味する。
The
外装材10は、基材層11が最外層、シーラント層17が最内層である。すなわち、外装材10は、基材層11を蓄電装置の外部側、シーラント層17を蓄電装置の内部側に向けて使用される。以下、各層について説明する。
In the
(基材層11)
基材層11は、蓄電装置を製造する際に、後述する加圧熱融着工程における耐熱性及び他の蓄電装置から漏れ出した電解液に対する耐電解液性を外装材10に付与し、加工又は流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。また、基材層11はポリアミドフィルムからなる層である。
(Base material layer 11)
When the power storage device is manufactured, the
基材層11は、より優れた深絞り成型性が得られる観点から、二軸延伸ポリアミドフィルムからなる層であることが好ましい。
The
二軸延伸ポリアミドフィルムを構成するポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6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)、ナイロン11、ナイロン12等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、突刺強度及び衝撃強度に優れる観点から、ナイロン6(ONy)が好ましい。
Examples of the polyamide resin constituting the biaxially stretched polyamide film include nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6,
二軸延伸フィルムにおける延伸方法としては、例えば、逐次二軸延伸法、チューブラー二軸延伸法、同時二軸延伸法等が挙げられる。二軸延伸フィルムは、より優れた深絞り成型性が得られる観点から、チューブラー二軸延伸法により延伸されたものであることが好ましい。 Examples of the stretching method in the biaxially stretched film include a sequential biaxial stretching method, a tubular biaxial stretching method, and a simultaneous biaxial stretching method. The biaxially stretched film is preferably stretched by the tubular biaxial stretching method from the viewpoint of obtaining more excellent deep drawing moldability.
基材層11の厚さは、6〜40μmであることが好ましく、10〜30μmであることがより好ましい。基材層11の厚さが6μm以上であることにより、蓄電装置用外装材10の耐ピンホール性及び絶縁性を向上できる傾向がある。基材層11の厚さが40μmを超えると蓄電装置用外装材10の総厚が大きくなり、電池の電気容量を小さくしなければいけなくなる場合がある。
The thickness of the
(接着層13)
接着層13は、基材層11とバリア層22とを接着する層である。接着層13は、基材層11とバリア層22とを強固に接着するために必要な密着力を有すると共に、冷間成型する際において、基材層11によってバリア層22が破断されることを抑制するための追随性(部材が変形・伸縮したとしても、剥離することなく部材上に接着層13を確実に形成するための性能)も有する。
(Adhesive layer 13)
The
接着層13を構成する接着剤としては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール等のポリオールよりなる主剤と、芳香族系、脂肪族系等のイソシアネートよりなる硬化剤と、を有する二液硬化型のポリウレタン系接着剤を用いることができる。上記接着剤において、主剤の水酸基に対する硬化剤のイソシアネート基のモル比(=NCO/OH)は、1〜10が好ましく、2〜5がより好ましい。
The adhesive constituting the
上記ポリウレタン系接着剤は、塗工後、例えば40℃で4日以上のエージングを行うことで、主剤の水酸基と硬化剤のイソシアネート基との反応が進行し、基材層11とバリア層22とのより強固な接着が可能となる。
After coating, the polyurethane adhesive is aged at 40 ° C. for 4 days or more, so that the reaction between the hydroxyl group of the main agent and the isocyanate group of the curing agent proceeds, and the
接着層13の厚さは、所望の接着強度、追随性、及び加工性等を得る観点から、1〜10μmが好ましく、2〜6μmがより好ましい。
The thickness of the
(アルミニウム箔層14)
アルミニウム箔層14は、金属箔としての防湿性及び延展性等の加工性、並びにコストの面から優れている。アルミニウム箔は一般の軟質アルミニウム箔であってもよいが、耐ピンホール性及び成形時の延展性に優れる点から、鉄を含むアルミニウム箔であることが好ましい。
(Aluminum foil layer 14)
The
鉄を含むアルミニウム箔(100質量%)において、鉄の含有量は、0.1〜9.0質量%であることが好ましく、0.5〜2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた耐ピンホール性及び延展性を有する外装材10を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた外装材10を得ることができる。
In the aluminum foil containing iron (100% by mass), the iron content is preferably 0.1 to 9.0% by mass, more preferably 0.5 to 2.0% by mass. When the iron content is 0.1% by mass or more, the
また、アルミニウム箔としては、所望の成型時の延展性を付与できる点から、焼鈍処理を施した軟質アルミニウム箔(例えば、JIS規格でいう8021材、8079材よりなるアルミニウム箔)がさらに好ましい。 Further, as the aluminum foil, a soft aluminum foil that has been annealed (for example, an aluminum foil made of 8021 material or 8079 material according to JIS standards) is more preferable from the viewpoint of imparting a desired ductility during molding.
アルミニウム箔層14に使用するアルミニウム箔は、所望の耐電解液性を得るために、例えば、脱脂処理が施されていることが好ましい。また、製造工程を簡便にするためには、アルミニウム箔としては、表面がエッチングされていないものが好ましい。上記脱脂処理としては、例えば、ウェットタイプの脱脂処理またはドライタイプの脱脂処理を用いることができるが、製造工程を簡便にする観点から、ドライタイプの脱脂処理が好ましい。
The aluminum foil used for the
上記ドライタイプの脱脂処理としては、例えば、アルミニウム箔を焼鈍処理する工程において、処理時間を長くすることで脱脂処理を行う方法が挙げられる。アルミニウム箔を軟質化するために施される焼鈍処理の際に、同時に行われる脱脂処理程度でも充分な耐電解液性が得られる。 Examples of the dry type degreasing treatment include a method of performing the degreasing treatment by lengthening the treatment time in the step of annealing the aluminum foil. Sufficient electrolytic solution resistance can be obtained even with the degreasing treatment that is performed at the same time as the annealing treatment that is performed to soften the aluminum foil.
また、上記ドライタイプの脱脂処理としては、上記焼鈍処理以外の処理であるフレーム処理及びコロナ処理等の処理を用いてもよい。さらに、上記ドライタイプの脱脂処理としては、例えば、アルミニウム箔に特定波長の紫外線を照射した際に発生する活性酸素により、汚染物質を酸化分解及び除去する脱脂処理を用いてもよい。 Further, as the dry type degreasing treatment, treatments such as frame treatment and corona treatment, which are treatments other than the annealing treatment, may be used. Further, as the dry type degreasing treatment, for example, a degreasing treatment for oxidatively decomposing and removing contaminants by active oxygen generated when an aluminum foil is irradiated with ultraviolet rays having a specific wavelength may be used.
上記ウェットタイプの脱脂処理としては、例えば、酸脱脂処理、アルカリ脱脂処理等の処理を用いることができる。上記酸脱脂処理に使用する酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸等の無機酸を用いることができる。これらの酸は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、アルカリ脱脂処理に使用するアルカリとしては、例えば、エッチング効果が高い水酸化ナトリウムを用いることができる。また、弱アルカリ系の材料及び界面活性剤等が配合された材料を用いて、アルカリ脱脂処理を行ってもよい。上記説明したウェットタイプの脱脂処理は、例えば、浸漬法、スプレー法により行うことができる。 As the wet type degreasing treatment, for example, treatments such as acid degreasing treatment and alkaline degreasing treatment can be used. As the acid used for the acid degreasing treatment, for example, an inorganic acid such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or hydrofluoric acid can be used. One of these acids may be used alone, or two or more of these acids may be used in combination. Further, as the alkali used for the alkali degreasing treatment, for example, sodium hydroxide having a high etching effect can be used. Further, the alkaline degreasing treatment may be performed using a weak alkaline material and a material containing a surfactant or the like. The wet type degreasing treatment described above can be performed by, for example, a dipping method or a spraying method.
アルミニウム箔層14のMD方向(圧延時に押出す方向)における60°光沢度、及び、TD方向(MD方向に垂直な方向)における60°光沢度はいずれも690以下であり、好ましくはいずれも680以下であり、より好ましくはいずれも670以下である。アルミニウム箔層14の光沢度は、アルミニウム箔層14の表面粗さを反映したものと考えられる。そして、表面粗さが異なれば、これに基づくアンカー効果の強さも異なるので、アルミニウム箔層14とシーラント接着層16との密着性が変化すると考えられる。上記光沢度がいずれも690以下であることにより、蓄電装置用外装材10で作製した電池セルの圧縮試験は良好な結果を示す。
The 60 ° glossiness of the
一般に、アルミニウム箔の製造段階においてはMD方向に平行なスクラッチを生じるので、アルミニウム箔のTD方向とMD方向で光沢度に差が生じる。アルミニウム箔層14のMD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差は100以下であり、好ましくは80以下であり、より好ましくは65以下である。両光沢度の差が100以下であると、アルミニウム箔層14の面内方向によらず表面粗さのバランスがよく、シーラント接着層16とのよい密着性が得られる。両光沢度の差が100を超えると、表面粗さの異方性が強くなり、蓄電装置用外装材10で作製した電池セルの圧縮試験において、負荷が局所に集中しやすくなる。従ってこの場合、蓄電装置用外装材10の耐久性が低下しやすくなる。
Generally, in the manufacturing stage of the aluminum foil, scratches parallel to the MD direction are generated, so that there is a difference in glossiness between the TD direction and the MD direction of the aluminum foil. The difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the
アルミニウム箔は通常、光沢度が大きいツヤ面と、光沢度が小さい消し面とを有している。一般に蓄電装置用外装材を作製する場合は、消し面を基材層11側に向けるのが通常であるが、消し面をシーラント層17側に向けてもよい。この場合、上記MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度はいずれも150以下であってもよく、好ましくは140以下であり、より好ましくは130以下である。また、この場合、両光沢度の差は50以下であってもよく、好ましく45以下であり、より好ましくは35以下である。
The aluminum foil usually has a glossy surface having a high glossiness and an erasing surface having a low glossiness. Generally, when the exterior material for a power storage device is manufactured, the erasing surface is usually directed to the
また、アルミニウム箔層14の光沢度は、後述する腐食防止処理層15bが設けられた状態で測定することもできる。腐食防止処理層15bが設けられた状態でのアルミニウム箔層14のMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度はいずれも590以下であり、好ましくはいずれも580以下であり、より好ましくはいずれも570以下である。腐食防止処理層15bが設けられた状態でのアルミニウム箔層14の光沢度は、アルミニウム箔層14の表面粗さを反映したものと考えられる。そして、表面粗さが異なれば、これに基づくアンカー効果の強さも異なるので、腐食防止処理層15bが設けられたアルミニウム箔層14とシーラント接着層16との密着性が変化すると考えられる。上記光沢度がいずれも590以下であることにより、蓄電装置用外装材10で作製した電池セルの圧縮試験は良好な結果を示す。
The glossiness of the
また、腐食防止処理層15bが設けられた状態でのアルミニウム箔層14のMD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差は100以下であり、好ましくは70以下であり、より好ましくは55以下である。両光沢度の差が100以下であると、アルミニウム箔層14の面内方向によらず表面粗さのバランスがよく、シーラント接着層16とのよい密着性が得られる。両光沢度の差が100を超えると、表面粗さの異方性が強くなり、蓄電装置用外装材10で作製した電池セルの圧縮試験において、負荷が局所に集中しやすくなる。従ってこの場合、蓄電装置用外装材10の耐久性が低下しやすくなる。
Further, the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the
アルミニウム箔は通常、光沢度が大きいツヤ面と、光沢度が小さい消し面とを有している。一般に蓄電装置用外装材を作製する場合は、消し面を基材層11側に向けるのが通常であるが、消し面をシーラント層17側に向けてもよい。この場合、上記MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度はいずれも120以下であってもよく、好ましくは110以下であり、より好ましくは100以下である。また、この場合、両光沢度の差は40以下であってもよく、好ましく35以下であり、より好ましくは30以下である。
The aluminum foil usually has a glossy surface having a high glossiness and an erasing surface having a low glossiness. Generally, when the exterior material for a power storage device is manufactured, the erasing surface is usually directed to the
なお、以上に説明した光沢度は、外装材10を作製する前の材料としての光沢度であり、グロスメーターを用いて測定した値である。
The glossiness described above is the glossiness as a material before producing the
アルミニウム箔層14の厚さは、バリア性、耐ピンホール性及び加工性の点から、9〜200μmであることが好ましく、15〜150μmであることがより好ましく、15〜100μmであることが更に好ましい。アルミニウム箔層14の厚さが9μm以上であることにより、成型加工により応力がかかっても破断しにくくなる。アルミニウム箔層14の厚さが200μm以下であることにより、外装材の質量増加を低減でき、蓄電装置の重量エネルギー密度低下を抑制することができる。
The thickness of the
(腐食防止処理層15a,15b)
腐食防止処理層15a,15bは、電解液、又は、電解液と水分の反応により発生するフッ酸によるアルミニウム箔層14の腐食を抑制する役割を果たす。また、腐食防止処理層15aは、アルミニウム箔層14と接着層13との密着力を高める役割を果たす。また、腐食防止処理層15bは、アルミニウム箔層14とシーラント接着層16との密着力を高める役割を果たす。腐食防止処理層15a及び腐食防止処理層15bは、同一の構成の層であってもよく、異なる構成の層であってもよい。
(Corrosion
The corrosion prevention treatment layers 15a and 15b play a role of suppressing corrosion of the
腐食防止処理層15a,15bは、例えば、腐食防止処理層15a,15bの母材となる層に対して、脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理、腐食防止能を有するコーティング剤を塗工するコーティングタイプの腐食防止処理あるいはこれらの処理を組み合わせた腐食防止処理を実施することで形成することができる。 The corrosion prevention treatment layers 15a and 15b are coating agents having, for example, degreasing treatment, hydrothermal transformation treatment, anodizing treatment, chemical conversion treatment, and corrosion prevention ability for the layers serving as the base material of the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b. It can be formed by carrying out a coating type corrosion prevention treatment or a corrosion prevention treatment combining these treatments.
上述した処理のうち脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、特に熱水変性処理及び陽極酸化処理は、処理剤によって金属箔(アルミニウム箔)表面を溶解させ、耐腐食性に優れる金属化合物(アルミニウム化合物(ベーマイト、アルマイト))を形成させる処理である。このため、このような処理は、アルミニウム箔層14から腐食防止処理層15a,15bまで共連続構造を形成している構造を得るために、化成処理の定義に包含されるケースもある。
Of the above-mentioned treatments, the degreasing treatment, the hydrothermal transformation treatment, the anodizing treatment, particularly the hydrothermal modification treatment and the anodizing treatment dissolve the surface of the metal foil (aluminum foil) with a treatment agent and are excellent in corrosion resistance. This is a process for forming an aluminum compound (boehmite, alumite). Therefore, such a treatment may be included in the definition of chemical conversion treatment in order to obtain a structure forming a co-continuous structure from the
脱脂処理としては、酸脱脂、アルカリ脱脂が挙げられる。酸脱脂としては上述した硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸などの無機酸を単独あるいはこれらを混合して得られた酸脱脂を用いる方法などが挙げられる。また酸脱脂として、一ナトリウム二フッ化アンモニウムなどのフッ素含有化合物を上記無機酸で溶解させた酸脱脂剤を用いることで、アルミニウム箔層14の脱脂効果だけでなく不動態である金属のフッ化物を形成させることが可能であり、耐フッ酸性という点で有効である。アルカリ脱脂としては、水酸化ナトリウムなどを用いる方法が挙げられる。
Examples of the degreasing treatment include acid degreasing and alkaline degreasing. Examples of the acid degreasing include a method using acid degreasing obtained by using the above-mentioned inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and hydrofluoric acid alone or in combination thereof. Further, as the acid degreasing, by using an acid degreasing agent in which a fluorine-containing compound such as monosodium ammonium difluoride is dissolved in the above-mentioned inorganic acid, not only the degreasing effect of the
上記熱水変成処理としては、例えば、トリエタノールアミンを添加した沸騰水中にアルミニウム箔層14を浸漬処理することで得られるベーマイト処理を用いることができる。記陽極酸化処理としては、例えば、アルマイト処理を用いることができる。また、上記化成処理としては、例えば、クロメート処理、ジルコニウム処理、チタニウム処理、バナジウム処理、モリブデン処理、リン酸カルシウム処理、水酸化ストロンチウム処理、セリウム処理、ルテニウム処理、或いはこれらを2種以上組み合わせた処理を用いることができる。これらの熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理は、上述した脱脂処理を事前に施すことが好ましい。
As the hydrothermal transformation treatment, for example, a boehmite treatment obtained by immersing the
なお、上記化成処理としては、湿式法に限らず、例えば、これらの処理に使用する処理剤を樹脂成分と混合し、塗布する方法を用いてもよい。また、上記腐食防止処理としては、その効果を最大限にすると共に、廃液処理の観点から、塗布型クロメート処理が好ましい。 The chemical conversion treatment is not limited to the wet method, and for example, a method in which a treatment agent used for these treatments is mixed with a resin component and applied may be used. Further, as the corrosion prevention treatment, a coating type chromate treatment is preferable from the viewpoint of maximizing the effect and waste liquid treatment.
腐食防止性能を有するコーティング剤を塗工するコーティングタイプの腐食防止処理に用いられるコーティング剤としては、希土類元素酸化物ゾル、アニオン性ポリマー、カチオン性ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも1種を含有するコーティング剤が挙げられる。特に、希土類元素酸化物ゾルを含有するコーティング剤を用いる方法が好ましい。 The coating agent used for the coating type corrosion prevention treatment for applying a coating agent having anticorrosion performance contains at least one selected from the group consisting of rare earth element oxide sol, anionic polymer, and cationic polymer. Coating agents can be mentioned. In particular, a method using a coating agent containing a rare earth element oxide sol is preferable.
希土類元素酸化物ゾルを含有するコーティング剤を用いる方法は、純粋なコーティングタイプの腐食防止処理であり、この方法を用いることで、一般的なコーティング方法でもアルミニウム箔層14に腐食防止効果を付与させることが可能である。また、希土類元素酸化物ゾルを用いて形成される層は、アルミニウム箔層14の腐食防止効果(インヒビター効果)を有し、かつ、環境側面的にも好適な材料である。
The method using a coating agent containing a rare earth element oxide sol is a pure coating type corrosion prevention treatment, and by using this method, the
希土類元素酸化物ゾルには、液体分散媒中に希土類元素酸化物の微粒子(例えば、平均粒径100nm以下の粒子)が分散されている。希土類元素酸化物としては、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化ネオジウム、酸化ランタン等が挙げられる。中でも、酸化セリウムが好ましい。これにより、アルミニウム箔層14との間の密着性をより向上させることができる。希土類元素酸化物ゾルの液体分散媒としては、例えば、水、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤など各種溶媒を用いることができる。中でも、水が好ましい。腐食防止処理層15a,15bに含まれる希土類元素酸化物は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
In the rare earth element oxide sol, fine particles of the rare earth element oxide (for example, particles having an average particle diameter of 100 nm or less) are dispersed in a liquid dispersion medium. Examples of the rare earth element oxide include cerium oxide, yttrium oxide, neodymium oxide, and lanthanum oxide. Of these, cerium oxide is preferable. Thereby, the adhesion between the
希土類元素酸化物ゾルは、希土類元素酸化物粒子の分散を安定化させるために、分散安定化剤として、硝酸、塩酸、リン酸などの無機酸、酢酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、乳酸などの有機酸、それらの塩等を含有することが好ましい。これらの分散安定化剤のうち、特にリン酸又はリン酸塩を用いることが好ましい。これにより、希土類元素酸化物粒子の分散安定化だけでなく、リチウムイオン電池用外装材の用途において、リン酸のキレート能力を利用した、アルミニウム箔層14との間の密着性向上、フッ酸の影響で溶出した金属物イオンを捕獲(不動態形成)することによる電解液耐性の付与、低温でもリン酸の脱水縮合起こし易いことによる希土類元素酸化物層の凝集力向上などの効果が期待できる。分散安定化剤として用いられるリン酸又はリン酸塩としては、例えば、オルトリン酸、ピロリン酸、メタリン酸、これらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。中でも、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ヘキサメタリン酸、ウルトラメタリン酸などの縮合リン酸、あるいはこれらのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩が、リチウムイオン電池用外装材としての機能発現に好ましい。特に、希土類元素酸化物ゾルを含むコーティング組成物を用いて、各種コーティング法により希土類酸化物を含む層を形成させる時の乾燥造膜性(乾燥能力、熱量)を考慮すると、低温での反応性に優れる剤が好ましく、低温での脱水縮合性に優れる点から、ナトリウム塩が好ましい。リン酸塩としては、水溶性の塩が好ましい。腐食防止処理層15a,15bに含まれるリン酸又はリン酸塩は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
The rare earth element oxide sol is an inorganic acid such as nitric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid, and an organic acid such as acetic acid, malic acid, ascorbic acid, and lactic acid as a dispersion stabilizer in order to stabilize the dispersion of the rare earth element oxide particles. It is preferable to contain acids, salts thereof and the like. Of these dispersion stabilizers, it is particularly preferable to use phosphoric acid or phosphate. As a result, not only the dispersion stabilization of the rare earth element oxide particles, but also the improvement of the adhesion with the
希土類元素酸化物ゾル中、リン酸あるいはその塩の配合量としては、希土類元素酸化物100質量部に対し、1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。1質量部以上であると、ゾルの安定化が良好であると共にリチウムイオン電池用外装材としての機能を満たすことが容易である。希土類元素酸化物100質量部に対するリン酸あるいはその塩の配合上限は、希土類元素酸化物ゾルの機能低下を伴わない範囲であればよく、希土類元素酸化物100質量部に対し、100質量部以下が好ましく、50質量部以下がより好ましく、20質量部以下がさらに好ましい。 The blending amount of phosphoric acid or a salt thereof in the rare earth element oxide sol is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rare earth element oxide. When it is 1 part by mass or more, the sol is well stabilized and it is easy to satisfy the function as an exterior material for a lithium ion battery. The upper limit of the amount of phosphoric acid or a salt thereof with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide may be a range that does not cause functional deterioration of the rare earth element oxide sol, and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rare earth element oxide. It is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less.
ただし、上述した希土類元素酸化物ゾルから形成される層は無機粒子の集合体であるため、乾燥キュアの工程を経ても、その層自身の凝集力は低い。そこで、この層の凝集力を補うために、アニオン性ポリマーで複合化させることが好適である。 However, since the layer formed from the above-mentioned rare earth element oxide sol is an aggregate of inorganic particles, the cohesive force of the layer itself is low even after the drying cure step. Therefore, in order to supplement the cohesive force of this layer, it is preferable to combine it with an anionic polymer.
アニオン性ポリマーとしては、カルボキシ基を有するポリマーが挙げられ、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸(あるいはその塩)、あるいはポリ(メタ)アクリル酸を主成分として共重合した共重合体が挙げられる。該共重合体の共重合成分としては、アルキル(メタ)アクリレート系モノマー(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等。);(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルキル(メタ)アクリルアミド(アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プ口ピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、2−エチルヘキシル基、シクロヘキシル基等。)、N−アルコキシ(メタ)アクリルアミド、N,N−ジアルコキシ(メタ)アクリルアミド、(アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基等。)、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のグリシジル基含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、(メタ)アクリロキシプロピルトリエ卜キシラン等のシラン含有モノマー;(メタ)アクリロキシプロピルイソシアネー卜等のイソシアネー卜基含有モノマー等が挙げられる。また、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、マレイン酸、アルキルマレイン酸モノエステル、フマル酸、アルキルフマル酸モノエステル、イタコン酸、アルキルイタコン酸モノエステル、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニリデン、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ブタジエン等が挙げられる。 Examples of the anionic polymer include polymers having a carboxy group, and examples thereof include poly (meth) acrylic acid (or a salt thereof) and a copolymer obtained by copolymerizing poly (meth) acrylic acid as a main component. The copolymerization component of the copolymer includes an alkyl (meth) acrylate-based monomer (as the alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, etc. t-Butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.); (meth) acrylamide, N-alkyl (meth) acrylamide, N, N-dialkyl (meth) acrylamide (alkyl groups include methyl group, ethyl group, etc.) n-Pulch pill group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, 2-ethylhexyl group, cyclohexyl group, etc.), N-alkoxy (meth) acrylamide, N, N- Dialkoxy (meth) acrylamide, (as the alkoxy group, methoxy group, ethoxy group, butoxy group, isobutoxy group, etc.), N-methylol (meth) acrylamide, N-phenyl (meth) acrylamide and other amide group-containing monomers; Hydroxyl group-containing monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate; glycidyl group-containing monomers such as glycidyl (meth) acrylate and allyl glycidyl ether; (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, ( Examples thereof include silane-containing monomers such as meta) acryloxypropyltrier xylan; and isociane group-containing monomers such as (meth) acryloxypropyl isocyane. Also, styrene, α-methylstyrene, vinylmethyl ether, vinylethyl ether, maleic acid, alkylmalic acid monoester, fumaric acid, alkylfumaric acid monoester, itaconic acid, alkylitaconic acid monoester, (meth) acrylonitrile, chloride. Examples thereof include vinylidene, ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate and butadiene.
アニオン性ポリマーは、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層15a,15b(酸化物層)の安定性を向上させる役割を果たす。これは、硬くて脆い酸化物層をアクリル系樹脂成分で保護する効果、及び、希土類酸化物ゾルに含まれるリン酸塩由来のイオンコンタミネーション(特にナトリウムイオン)を捕捉する(カチオンキャッチャー)効果によって達成される。つまり、希土類元素酸化物ゾルを用いて得られた腐食防止処理層15a,15b中に、特にナトリウム等のアルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンが含まれると、該イオンを含む場所を起点にして腐食防止処理層15a,15bが劣化し易くなる。そのため、アニオン性ポリマーによって希土類酸化物ゾルに含まれるナトリウムイオン等を固定化することで、腐食防止処理層15a,15bの耐性が向上する。 The anionic polymer plays a role of improving the stability of the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b (oxide layers) obtained by using the rare earth element oxide sol. This is due to the effect of protecting the hard and brittle oxide layer with an acrylic resin component and the effect of capturing ion contamination (particularly sodium ions) derived from phosphate contained in the rare earth oxide sol (cation catcher). Achieved. That is, when the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b obtained by using the rare earth element oxide sol contain alkali metal ions such as sodium or alkaline earth metal ions, the starting point is the place containing the ions. The corrosion prevention treatment layers 15a and 15b are likely to deteriorate. Therefore, the resistance of the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b is improved by immobilizing sodium ions and the like contained in the rare earth oxide sol with the anionic polymer.
アニオン系ポリマーと希土類元素酸化物ゾルと組み合わせた腐食防止処理層15a,15bは、アルミニウム箔層14にクロメート処理を施して形成した腐食防止処理層15a,15bと同等の腐食防止性能を有する。アニオン系ポリマーは、本質的に水溶性であるポリアニオン系ポリマーが架橋された構造であることが好ましい。該構造の形成に用いる架橋剤としては、例えば、イソシアネー卜基、グリシジル基、カルボキシ基、オキサゾリン基を有する化合物が挙げられる。さらにはシランカップリング剤を用いてシロキサン結合を有する架橋部位を導入することも可能である。
The corrosion prevention treatment layers 15a and 15b in which the anionic polymer and the rare earth element oxide sol are combined have the same corrosion prevention performance as the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b formed by subjecting the
イソシアネー卜基を有する化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートあるいはその水素添加物、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートあるいはその水素添加物、イソホロンジイソシアネー卜などのジイソシアネー卜類;あるいはこれらのイソシアネー卜類を、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールと反応させたアダクト体、水と反応させることで得られたビューレッ卜体、あるいは三量体であるイソシアヌレート体などのポリイソシアネー卜類;あるいはこれらのポリイソシアネー卜類をアルコール類、ラクタム類、オキシム類などでブロック化させたブロックポリイソシアネー卜などが挙げられる。 Examples of the compound having an isocyanate group include diisocyanate such as tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate or a hydrogenated product thereof, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate or a hydrogenated product thereof, and isophorone diisocyanate. Kind; or poly such as an adduct compound obtained by reacting these isocyanate compounds with a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, a burette compound obtained by reacting these isocyanates with water, or a trimeric isocyanurate compound. Isocyanates; or blocked polyisocyanates obtained by blocking these polyisocyanates with alcohols, lactams, oximes, and the like.
グリシジル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等のグリコール類とエピク口ルヒドリンを作用させたエポキシ化合物、グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ卜ール、ソルビ卜ール等の多価アルコール類とエピク口ルヒドリンを作用させたエポキシ化合物、フタル酸、テレフタル酸、シュウ酸、アジピン酸等のジカルボン酸とエピクロルヒドリンとを作用させたエポキシ化合物などが挙げられる。 Examples of the compound having a glycidyl group include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,6-hexanediol. Epoxy compounds in which glycols such as neopentyl glycol were allowed to act on epic mouth luhydrin, polyhydric alcohols such as glycerin, polyglycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, and sorbyl were allowed to act on epic mouth ruhydrin. Examples thereof include an epoxy compound, an epoxy compound in which a dicarboxylic acid such as phthalic acid, terephthalic acid, oxalic acid, and adipic acid is allowed to act with epichlorohydrin.
カルボキシ基を有する化合物としては、各種脂肪族あるいは芳香族ジカルボン酸などが挙げられ、さらにはポリ(メタ)アクリル酸及びポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ(土類)金属塩を用いることも可能である。 Examples of the compound having a carboxy group include various aliphatic or aromatic dicarboxylic acids, and it is also possible to use an alkali (earth) metal salt of poly (meth) acrylic acid and poly (meth) acrylic acid. is there.
オキサゾリン基を有する化合物としては、例えば、オキサゾリンユニットを2つ以上有する低分子化合物、あるいはイソプロペニルオキサゾリンのような重合性モノマーを用いる場合には、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル等のアクリル系モノマーを共重合させた化合物が挙げられる。 As the compound having an oxazoline group, for example, when a low molecular weight compound having two or more oxazoline units or a polymerizable monomer such as isopropenyl oxazoline is used, (meth) acrylic acid or (meth) acrylic acid alkyl ester , (Meta) A compound obtained by copolymerizing an acrylic monomer such as hydroxyalkyl acrylate.
シランカップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピル卜リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランが挙げられ、特にアニオン性ポリマーとの反応性を考慮すると、エポキシシラン、アミノシラン、イソシアネートシランが好ましい。 Examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyl trimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and γ-chloropropylmethoxysilane. Vinyl trichlorosilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, and especially anion Considering the reactivity with the sex polymer, epoxysilane, aminosilane, and isocyanatesilane are preferable.
架橋剤の配合量は、アニオン性ポリマー100質量部に対し、1〜50質量部が好ましく、10〜20質量部がより好ましい。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して1質量部以上であれば、架橋構造が充分に形成され易い。架橋剤の比率がアニオン性ポリマー100質量部に対して50質量部以下であれば、塗液のポットライフが向上する。 The amount of the cross-linking agent blended is preferably 1 to 50 parts by mass, more preferably 10 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer. When the ratio of the cross-linking agent is 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the cross-linked structure is easily sufficiently formed. When the ratio of the cross-linking agent is 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the anionic polymer, the pot life of the coating liquid is improved.
アニオン性ポリマーを架橋する方法は、上記架橋剤に限らず、チタニウム、ジルコニウム化合物を用いてイオン架橋を形成する方法等であってもよい。また、これらの材料は、腐食防止処理層15aを形成するコーティング組成物を適用してもよい。
The method for cross-linking the anionic polymer is not limited to the above-mentioned cross-linking agent, and may be a method for forming an ionic cross-link using a titanium or zirconium compound. Further, as these materials, a coating composition for forming the corrosion
以上説明した腐食防止処理層15a,15bにおいて、クロメート処理に代表される化成処理による腐食防止処理層15a,15bは、アルミニウム箔層14との傾斜構造を形成させるため、特にフッ酸、塩酸、硝酸、硫酸あるいはこれらの塩を配合した化成処理剤を用いてアルミニウム箔層14に処理を施し、次いでクロム系又はノンクロム系の化合物を作用させて化成処理層をアルミニウム箔層14に形成させる。しかし、上記化成処理は、化成処理剤に酸を用いていることから、作業環境の悪化及びコーティング装置の腐食を伴う。
In the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b described above, the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b by chemical conversion treatment represented by chromate treatment form an inclined structure with the
一方、前述したコーティングタイプの腐食防止処理層15a,15bは、クロメート処理に代表される化成処理とは異なり、アルミニウム箔層14に対して傾斜構造を形成させる必要がない。そのため、コーティング剤の性状は、酸性、アルカリ性、中性等の制約を受けることがなく、良好な作業環境を実現できる。加えて、クロム化合物を用いるクロメート処理は、環境衛生上、代替案が求められている点からも、コーティングタイプの腐食防止処理層15a,15bが好ましい。
On the other hand, the coating type corrosion prevention treatment layers 15a and 15b described above do not need to form an inclined structure with respect to the
腐食防止処理層15a,15bは、必要に応じて、さらにカチオン性ポリマーを積層した積層構造としてもよい。カチオン性ポリマーとしては、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とからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフ卜させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンあるいはこれらの誘導体、アミノフェノール樹脂等が挙げられる。 If necessary, the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b may have a laminated structure in which a cationic polymer is further laminated. Examples of the cationic polymer include polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of polyethyleneimine and a polymer having a carboxylic acid, a primary amine graft acrylic resin in which a primary amine is graphed on the acrylic main skeleton, polyallylamine or a derivative thereof. , Aminophenol resin and the like.
イオン高分子錯体を形成する「カルボン酸を有するポリマー」としては、例えば、ポリカルボン酸(塩)、ポリカルボン酸(塩)にコモノマーを導入した共重合体、カルボキシ基を有する多糖類等が挙げられる。ポリカルボン酸(塩)としては、例えば、ポリアクリル酸あるいはそのイオン塩などが挙げられる。カルボキシ基を有する多糖類としては、例えば、カルボキシメチルセルロースあるいはそのイオン塩などが挙げられる。イオン塩としては、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等が挙げられる。 Examples of the "polymer having a carboxylic acid" that forms an ionic polymer complex include polycarboxylic acid (salt), a copolymer in which a comonomer is introduced into the polycarboxylic acid (salt), and a polysaccharide having a carboxy group. Be done. Examples of the polycarboxylic acid (salt) include polyacrylic acid or an ionic salt thereof. Examples of the polysaccharide having a carboxy group include carboxymethyl cellulose or an ionic salt thereof. Examples of the ionic salt include alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
1級アミングラフ卜アクリル樹脂は、アクリル主骨格に1級アミンをグラフ卜させた樹脂である。該アクリル主骨格としては、ポリ(メタ)アクリル酸など、上述したアクリルポリオールで用いられる各種モノマーが挙げられる。該アクリル主骨格にグラフ卜させる1級アミンとしては、エチレンイミン等が挙げられる。 The primary amine graph acrylic resin is a resin in which a primary amine is graphed on the acrylic main skeleton. Examples of the acrylic main skeleton include various monomers used in the above-mentioned acrylic polyols such as poly (meth) acrylic acid. Examples of the primary amine to be graphed on the acrylic main skeleton include ethyleneimine.
ポリアリルアミンまたはその誘導体としては、アリルアミン、アリルアミンアミド硫酸塩、ジアリルアミン、ジメチルアリルアミンなどの単独重合体あるいは共重合体を用いることが可能であり、さらに、これらのアミンはフリーのアミンでも酢酸あるいは塩酸による安定化物でも用いることが可能である。またさらに共重合体成分として、マレイン酸、二酸化イオウなどを用いることも可能である。さらには1級アミンを部分メトキシ化させることで熱架橋性を付与させたタイプも用いることが可能である。これらのカチオン性ポリマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。カチオン性ポリマーとしては、上記の中でも、ポリアリルアミン及びその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。 As the polyallylamine or a derivative thereof, homopolymers or copolymers such as allylamine, allylamine amide sulfate, diallylamine, and dimethylallylamine can be used, and further, these amines may be free amines or may be made of acetic acid or hydrochloric acid. Stabilized products can also be used. Further, it is also possible to use maleic acid, sulfur dioxide or the like as the copolymer component. Furthermore, it is also possible to use a type in which thermal crosslinkability is imparted by partially methoxylating a primary amine. These cationic polymers may be used alone or in combination of two or more. Among the above, as the cationic polymer, at least one selected from the group consisting of polyallylamine and its derivatives is preferable.
カチオン性ポリマーは、カルボキシ基、グリシジル基等のアミン/イミンと反応が可能な官能基を有する架橋剤と併用することが好ましい。カチオン性ポリマーと併用する架橋剤としては、ポリエチレンイミンとイオン高分子錯体を形成するカルボン酸を有するポリマーも使用でき、例えば、ポリアクリル酸あるいはそのイオン塩等のポリカルボン酸(塩)、あるいはこれにコモノマーを導入した共重合体、カルボキシメチルセルロースあるいはそのイオン塩等のカルボキシ基を有する多糖類等が挙げられる。 The cationic polymer is preferably used in combination with a cross-linking agent having a functional group capable of reacting with an amine / imine such as a carboxy group and a glycidyl group. As the cross-linking agent used in combination with the cationic polymer, a polymer having a carboxylic acid that forms an ionic polymer complex with polyethyleneimine can also be used, and for example, a polycarboxylic acid (salt) such as polyacrylic acid or an ionic salt thereof, or a polycarboxylic acid (salt) thereof. Examples thereof include a copolymer in which a comonomer is introduced into the polymer, a polysaccharide having a carboxy group such as carboxymethyl cellulose or an ionic salt thereof, and the like.
本実施形態においては、カチオン性ポリマーも腐食防止処理層15a,15bを構成する一構成要素として記載している。その理由は、リチウムイオン電池用外装材で要求される電解液耐性、フッ酸耐性を付与させるべく様々な化合物を用い鋭意検討を行った結果、カチオン性ポリマー自体にも、電解液耐性、耐フッ酸性を付与することが可能な化合物であることが判明したためである。この要因は、フッ素イオンをカチオン性基で捕捉する(アニオンキャッチャー)ことで、アルミニウム箔層14が損傷することを抑制しているためであると推測される。また、カチオン性ポリマーは、腐食防止処理層15bとシーラント接着層16の接着性の向上の点でも非常に好ましい。また、カチオン性ポリマーは、前述したアニオン性ポリマーと同様に水溶性であるため、上記架橋剤を用いて架橋構造を形成させることで耐水性を向上させることができる。このように、カチオン性ポリマーを用いても架橋構造を形成させることができることから、腐食防止処理層15a,15bの形成に希土類酸化物ゾルを用いた場合には、その保護層としてアニオン性ポリマーの代わりにカチオン性ポリマーを用いてもよい。
In the present embodiment, the cationic polymer is also described as one component constituting the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b. The reason for this is that as a result of diligent studies using various compounds to impart the electrolyte resistance and hydrofluoric acid resistance required for exterior materials for lithium-ion batteries, the cationic polymer itself also has electrolyte resistance and hydrofluoric acid resistance. This is because it was found to be a compound capable of imparting acidity. It is presumed that this factor is because the
以上の内容から、上述したコーティングタイプの腐食防止処理の組み合わせの事例として、(1)希土類酸化物ゾルのみ、(2)アニオン性ポリマーのみ、(3)カチオン性ポリマーのみ、(4)希土類酸化物ゾル+アニオン性ポリマー(積層複合化)、(5)希土類酸化物ゾル+カチオン性ポリマー(積層複合化)、(6)(希土類酸化物ゾル+アニオン性ポリマー:積層複合化)/カチオン性ポリマー(多層化)、(7)(希土類酸化物ゾル+カチオン性ポリマー:積層複合化)/アニオン性ポリマー(多層化)、等が挙げられる。中でも(1)及び(4)〜(7)が好ましく、(4)〜(7)がより好ましい。また、腐食防止処理層15aの場合、腐食防止効果とアンカー効果(密着性向上効果)が一層で実現できることから、(6)が特に好ましい。また、腐食防止処理層15bの場合、シーラント層17側の電解液耐性をより保持し易くなることから、(6)及び(7)が特に好ましい。ただし、本実施形態は、上記組み合せに限られるわけではない。たとえば腐食防止処理の選択の事例として、カチオン性ポリマーは、後述するシーラント接着層16の説明で挙げる変性ポリオレフィン樹脂との接着性が良好であるという点でも非常に好ましい材料であることから、シーラント接着層16を変性ポリオレフィン樹脂で構成される場合においては、シーラント接着層16に接する面にカチオン性ポリマーを設ける(例えば、構成(5)及び(6)などの構成)といった設計が可能である。
From the above, as examples of the combination of coating type corrosion prevention treatments described above, (1) rare earth oxide sol only, (2) anionic polymer only, (3) cationic polymer only, (4) rare earth oxide Sol + anionic polymer (laminated composite), (5) rare earth oxide sol + cationic polymer (laminated composite), (6) (rare earth oxide sol + anionic polymer: laminated composite) / cationic polymer ( Multilayering), (7) (rare earth oxide sol + cationic polymer: laminated composite) / anionic polymer (multilayering), and the like. Among them, (1) and (4) to (7) are preferable, and (4) to (7) are more preferable. Further, in the case of the corrosion
ただし腐食防止処理層15a,15bは上述した層には限定されない。例えば、公知技術である塗布型クロメートのように、樹脂バインダー(アミノフェノール樹脂など)にリン酸とクロム化合物を配合した剤を用いて形成してもよい。該処理剤を用いれば、腐食防止機能と密着性を双方兼ね備えた層を形成することが可能になる。また、上述した化成処理層(脱脂処理、熱水変成処理、陽極酸化処理、化成処理、あるいはこれら処理の組み合わせにより形成した層)に対して、密着性を向上させるために、上述してきたカチオン性ポリマー及び/又はアニオン性ポリマーを用いて複合的な処理を施したり、あるいはこれらの処理の組み合わせに対して多層構造としてカチオン性ポリマー及び/又はアニオン性ポリマーを積層させたりすることも可能である。また、塗液の安定性を考慮する必要があるが、上述してきた希土類酸化物ゾルとカチオン性ポリマーあるいはアニオン性ポリマーとを事前に一液化して得られたコーティング剤を使用して腐食防止機能と密着性の両方を兼ね備えた層とすることができる。 However, the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b are not limited to the above-mentioned layers. For example, it may be formed by using an agent in which a phosphoric acid and a chromium compound are mixed in a resin binder (aminophenol resin or the like), such as coating type chromate which is a known technique. By using the treatment agent, it is possible to form a layer having both a corrosion prevention function and adhesion. Further, in order to improve the adhesion to the above-mentioned chemical conversion treatment layer (layer formed by degreasing treatment, hydrothermal transformation treatment, anodizing treatment, chemical conversion treatment, or a combination of these treatments), the above-mentioned cationic property It is also possible to perform complex treatments with polymers and / or anodized polymers, or to laminate cationic and / or anodized polymers as a multilayer structure for a combination of these treatments. In addition, although it is necessary to consider the stability of the coating liquid, the corrosion prevention function is performed by using a coating agent obtained by preliminarily liquefying the rare earth oxide sol and the cationic polymer or the anionic polymer described above. It can be a layer that has both adhesion and adhesion.
腐食防止処理層15a,15bの単位面積あたりの質量は0.005〜0.200g/m2の範囲内が好ましく、0.010〜0.100g/m2の範囲内がより好ましい。0.005g/m2以上であれば、アルミニウム箔層14に腐食防止機能を付与し易い。また、上記単位面積当たりの質量が0.200g/m2を超えても、腐食防止機能は飽和してあまり変らない。一方、希土類酸化物ゾルを用いた場合には、塗膜が厚いと乾燥時の熱によるキュアが不充分となり、凝集力の低下を伴うおそれがある。なお、上記内容では単位面積あたりの質量で記載しているが、比重がわかればそこから厚みを換算することも可能である。
腐食防止処理層15a,15bの厚さは、腐食防止機能、及びアンカーとしての機能の点から、例えば10nm〜5μmであることが好ましく、20nm〜500nmであることがより好ましい。シーラント層17側の腐食防止処理層15bの厚さは、アルミニウム箔層14の表面粗さの凹凸が埋められない程度の厚さであることが好ましく、アルミニウム箔層14の表面に形成されている凹凸高さの0.1〜10%の厚さであることが好ましく、0.5〜5%の厚さであることがより好ましい。
The thickness of the corrosion prevention treatment layers 15a and 15b is preferably, for example, 10 nm to 5 μm, and more preferably 20 nm to 500 nm from the viewpoint of the corrosion prevention function and the function as an anchor. The thickness of the corrosion
(シーラント接着層16)
シーラント接着層16は、腐食防止処理層15bが形成されたアルミニウム箔層14とシーラント層17を接着する層である。外装材10は、シーラント接着層16を形成する接着成分によって、熱ラミネート構成とドライラミネート構成に大きく分けられる。
(Sealant adhesive layer 16)
The
熱ラミネート構成におけるシーラント接着層16を形成する接着成分は、ポリオレフィン系樹脂を酸でグラフト変性した酸変性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。酸変性ポリオレフィン系樹脂は、無極性であるポリオレフィン系樹脂の一部に極性基が導入されていることから、無極性のポリオレフィン系樹脂フィルム等で構成された場合のシーラント層17と、極性を有することが多い腐食防止処理層15bの両方に強固に密着することができる。また、酸変性ポリオレフィン系樹脂を使用することで、外装材10の電解液等の内容物に対する耐性が向上し、電池内部でフッ酸が発生してもシーラント接着層16の劣化による密着力の低下を防止し易い。
The adhesive component forming the
酸変性ポリオレフィン系樹脂のポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度、中密度及び高密度のポリエチレン;エチレン−αオレフィン共重合体;ポリプロピレン;並びに、プロピレン−αオレフィン共重合体等が挙げられる。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。また、ポリオレフィン樹脂としては、上記したものにアクリル酸若しくはメタクリル酸等の極性分子を共重合させた共重合体、又は、架橋ポリオレフィン等の重合体等も使用できる。ポリオレフィン系樹脂を変性する酸としては、カルボン酸、エポキシ化合物及び酸無水物等が挙げられ、無水マレイン酸であることが好ましい。シーラント接着層16に使用する酸変性ポリオレフィン系樹脂は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
Examples of the polyolefin-based resin of the acid-modified polyolefin-based resin include low-density, medium-density and high-density polyethylene; ethylene-α-olefin copolymer; polypropylene; and propylene-α-olefin copolymer. When it is a copolymer, the polyolefin resin may be a block copolymer or a random copolymer. Further, as the polyolefin resin, a copolymer obtained by copolymerizing the above-mentioned one with a polar molecule such as acrylic acid or methacrylic acid, or a polymer such as crosslinked polyolefin can also be used. Examples of the acid for modifying the polyolefin resin include carboxylic acids, epoxy compounds and acid anhydrides, and maleic anhydride is preferable. The acid-modified polyolefin resin used for the
熱ラミネート構成のシーラント接着層16は、上記接着成分を押出し装置で押し出すことで形成できる。熱ラミネート構成のシーラント接着層16の厚さは2〜50μmであることが好ましい。
The
ドライラミネート構成のシーラント接着層16を形成する接着成分としては、例えば、接着層13で挙げたものと同様の接着剤が挙げられる。この場合、電解液による膨潤及びフッ酸による加水分解を抑制するため、加水分解し難い骨格の主剤で、かつ架橋密度の向上が可能な組成となるように、接着剤の組成を設計することが好ましい。
Examples of the adhesive component forming the
架橋密度を向上させる場合、例えば、ダイマー脂肪酸、ダイマー脂肪酸のエステルもしくは水素添加物、ダイマー脂肪酸の還元グリコール、ダイマー脂肪酸のエステルもしくは水素添加物の還元グリコールを接着剤に添加するとよい。上記ダイマー脂肪酸は、各種不飽和脂肪酸を二量化させた酸であり、その構造としては、非環型、単環型、多環型、芳香環型が例示できる。 When improving the cross-linking density, for example, dimer fatty acid, ester or hydrogenated dimer fatty acid, reduced glycol of dimer fatty acid, ester of dimer fatty acid or reduced glycol of hydrogenated material may be added to the adhesive. The dimer fatty acid is an acid obtained by dimerizing various unsaturated fatty acids, and examples of its structure include an acyclic type, a monocyclic type, a polycyclic type, and an aromatic ring type.
ダイマー脂肪酸の出発物質である脂肪酸は特に限定されない。また、このようなダイマー脂肪酸を必須成分として、通常のポリエステルポリオールで用いられるような二塩基酸を導入しても構わない。シーラント接着層16を構成する主剤に対する硬化剤としては、例えば、ポリエステルポリオールの鎖伸長剤としても使用できるイソシアネート化合物を用いることが可能である。これにより、接着剤塗膜の架橋密度が高まり、溶解性及び膨潤性の向上につながるとともに、ウレタン基濃度が高まることで基材密着性の向上も期待できる。
The fatty acid that is the starting material of the dimer fatty acid is not particularly limited. Further, a dibasic acid as used in a normal polyester polyol may be introduced with such a dimer fatty acid as an essential component. As a curing agent for the main agent constituting the
ドライラミネート構成のシーラント接着層16は、エステル基及びウレタン基等の加水分解性の高い結合部を有しているので、より高い信頼性が求められる用途には、シーラント接着層16として熱ラミネート構成の接着成分を用いることが好ましい。例えば酸変性ポリオレフィン樹脂を、トルエン、メチルシクロヘキサン(MCH)等の溶剤にて溶解、あるいは、分散させた塗液に上述した各種硬化剤を配合し、塗布、乾燥させることでシーラント接着層16を形成する。
Since the
シーラント接着層16を押出成型により形成する場合、押出成型時に発生する応力等により、接着樹脂がMD方向(押出す方向)に配向し易い。この場合、シーラント接着層16の異方性を緩和するために、シーラント接着層16にエラストマーを配合してもよい。シーラント接着層16に配合するエラストマーとしては、例えば、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー等を用いることができる。
When the
上記エラストマーの平均粒径は、エラストマーと接着樹脂との相溶性が向上し、またシーラント接着層16の異方性を緩和する効果を向上させることが可能な粒径が好ましい。具体的には、上記エラストマーの平均粒径は、例えば、200nm以下が好ましい。
The average particle size of the elastomer is preferably a particle size capable of improving the compatibility between the elastomer and the adhesive resin and improving the effect of alleviating the anisotropy of the
なお、エラストマーの平均粒径は、例えば、電子顕微鏡により、エラストマー組成物の断面を拡大した写真を撮影し、その後、画像解析により、分散した架橋ゴム成分の平均粒径を測定することで求められる。上記エラストマーは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。 The average particle size of the elastomer can be determined by, for example, taking an enlarged photograph of the cross section of the elastomer composition with an electron microscope and then measuring the average particle size of the dispersed crosslinked rubber components by image analysis. .. The above elastomer may be used alone or in combination of two or more.
シーラント接着層16にエラストマーを配合する場合、シーラント接着層16(100質量%)中に添加するエラストマーの配合量は、例えば、1〜25質量%が好ましく、10〜20質量%がより好ましい。エラストマーの配合量を1質量%以上とすることで、接着樹脂との相溶性が向上すると共に、シーラント接着層16の異方性を緩和する効果が向上する傾向がある。また、エラストマーの配合量を25質量%以下とすることで、シーラント接着層16が電解液によって膨潤することを抑制する効果が向上する傾向がある。
When the elastomer is blended in the
シーラント接着層16として、例えば、接着樹脂を有機溶媒に分散させたディスパージョンタイプの接着樹脂液を用いてもよい。
As the
シーラント接着層16の厚さは、熱ラミネート構成の場合には、8μm以上50μm以下であることが好ましく、20μm以上40μm以下であることがより好ましい。シーラント接着層16の厚さが8μm以上であることにより、腐食防止処理層15bが設けられたアルミニウム箔層14とシーラント層17との十分な接着強度が得られ易く、50μm以下であることにより、外装材端面から内部の電池要素に浸入する水分量を低減し易くすることができる。また、シーラント接着層16の厚さは、ドライラミネート構成の場合には、1μm以上5μm以下であることが好ましい。シーラント接着層16の厚さが1μm以上であることにより、腐食防止処理層15bが設けられたアルミニウム箔層14とシーラント層17との十分な接着強度が得られ易く、5μm以下であることにより、シーラント接着層16の割れの発生を抑制することができる。
The thickness of the
(シーラント層17)
シーラント層17は、外装材10に対し、ヒートシールによる封止性を付与する層であり、蓄電装置の組み立て時に内側に配置されて熱融着される層である。シーラント層17としては、ポリオレフィン系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂に無水マレイン酸等の酸をグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。中でも、水蒸気のバリア性を向上させ、ヒートシールによって過度に潰れることなく蓄電装置の形態を構成可能なポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリプロピレンが特に好ましい。
(Sealant layer 17)
The
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度、中密度及び高密度のポリエチレン;エチレン−αオレフィン共重合体;ポリプロピレン;並びに、プロピレン−αオレフィン共重合体等が挙げられる。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。これらポリオレフィン系樹脂は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyolefin-based resin include low-density, medium-density and high-density polyethylene; ethylene-α-olefin copolymer; polypropylene; and propylene-α-olefin copolymer. When it is a copolymer, the polyolefin resin may be a block copolymer or a random copolymer. One type of these polyolefin resins may be used alone, or two or more types may be used in combination.
また、上記各タイプのポリプロピレン、すなわち、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレン、ブロックポリプロピレンには、低結晶性のエチレン−ブテン共重合体、低結晶性のプロピレン−ブテン共重合体、エチレンとブテンとプロピレンの3成分共重合体からなるターポリマー、シリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤(AB剤)、脂肪酸アマイド系のスリップ剤等を添加してもよい。 In addition, each of the above types of polypropylene, that is, random polypropylene, homopolypropylene, and block polypropylene, includes a low-crystalline ethylene-butene copolymer, a low-crystalline propylene-butene copolymer, and ethylene, butene, and propylene. An anti-blocking agent (AB agent) such as a tarpolymer composed of a component copolymer, silica, zeolite, or acrylic resin beads, a fatty acid amide-based slip agent, or the like may be added.
酸変性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、シーラント接着層16で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Examples of the acid-modified polyolefin-based resin include those similar to those mentioned in the
シーラント層17は、単層フィルムであってもよく、多層フィルムであってもよく、必要とされる機能に応じて選択すればよい。例えば、防湿性を付与する点では、エチレン−環状オレフィン共重合体及びポリメチルペンテン等の樹脂を介在させた多層フィルムが使用できる。
The
また、シーラント層17は、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤及び粘着付与剤等の各種添加材を含んでいてもよい。
Further, the
シーラント層17として、押出成型により形成した熱溶着性フィルムを使用する場合、該熱溶着性フィルムの押出し方向に配向傾向がある。このため、配向によるシーラント層17の異方性を緩和する観点から、熱溶着性フィルムにエラストマーを配合してもよい。これにより、蓄電装置用外装材10を冷間成型して凹部を形成する際にシーラント層17が白化することを抑制できる。
When a heat-weldable film formed by extrusion molding is used as the
シーラント層17を構成するエラストマーとしては、例えば、シーラント接着層16を構成するエラストマーとして例示した材料と同じ材料を用いることができる。シーラント層17が多層フィルム構造である場合、多層フィルム構造を構成する複数の層のうち、少なくとも1層がエラストマーを含むように構成してもよい。例えば、シーラント層17として、積層されたランダムポリプロピレン層/ブロックポリプロピレン層/ランダムポリプロピレン層よりなる3層積層構造の場合、エラストマーは、ブロックポリプロピレン層のみに配合してもよいし、ランダムポリプロピレン層のみに配合してもよいし、ランダムポリプロピレン層とブロックポリプロピレン層との両方に配合してもよい。
As the elastomer constituting the
また、シーラント層17に滑り性を付与するために、滑剤を含有させてもよい。このように、シーラント層17が滑剤を含有することで、冷間成型により、蓄電装置用外装材10に凹部を形成する際、蓄電装置用外装材10において延伸率の高い凹部の辺又は角となる部分が必要以上に延伸されることを抑制可能となる。これにより、アルミニウム箔層14とシーラント接着層16との間が剥離したり、シーラント層17とシーラント接着層16とにおいてクラックによる破断及び白化が生じたりすることを抑制することができる。
In addition, a lubricant may be contained in order to impart slipperiness to the
シーラント層17に滑剤を含有させる場合、シーラント層17(100質量%)中の滑剤の含有量は、0.001質量%〜0.5質量%が好ましい。滑剤の含有量が0.001質量%以上であると、冷間成型時にシーラント層17が白化することをより抑制できる傾向がある。また、滑剤の含有量が0.5質量%以下であると、シーラント層17の面と接触する他の層の面との間における密着強度の低下を抑制できる傾向がある。
When the
シーラント層17の厚さは、10〜100μmであることが好ましく、20〜60μmであることがより好ましい。シーラント層17の厚さが20μm以上であることにより、十分なヒートシール強度を得ることができ、90μm以下であることにより、外装材端部からの水蒸気の浸入量を低減することができる。
The thickness of the
[外装材の製造方法]
次に、外装材10の製造方法について説明する。なお、外装材10の製造方法は以下の方法に限定されない。
[Manufacturing method of exterior materials]
Next, a method of manufacturing the
外装材10の製造方法として、例えば、下記の工程S11〜S13を有する方法が挙げられる。
工程S11:アルミニウム箔層14の一方の面上に腐食防止処理層15aを形成し、アルミニウム箔層14の他方の面上に腐食防止処理層15bを形成する工程。
工程S12:腐食防止処理層15aのアルミニウム箔層14が積層された側とは反対側の面と、基材層11の面とを、接着層13を介して貼り合わせる工程。
工程S13:腐食防止処理層15bのアルミニウム箔層14が積層された側とは反対側の面上に、シーラント接着層16を介してシーラント層17を形成する工程。
Examples of the method for manufacturing the
Step S11: A step of forming a corrosion
Step S12: A step of bonding the surface of the corrosion
Step S13: A step of forming a
(工程S11)
工程S11では、アルミニウム箔層14の一方の面上に腐食防止処理層15aを形成し、アルミニウム箔層14の他方の面上に腐食防止処理層15bを形成する。腐食防止処理層15a及び15bは、それぞれ別々に形成されてもよく、両方が一度に形成されてもよい。具体的には、例えば、アルミニウム箔層14の両方の面に腐食防止処理剤(腐食防止処理層の母材)を塗布し、その後、乾燥、硬化、焼付けを順次行うことで、腐食防止処理層15a及び15bを一度に形成する。また、アルミニウム箔層14の一方の面に腐食防止処理剤を塗布し、乾燥、硬化、焼き付けを順次行って腐食防止処理層15aを形成した後、アルミニウム箔層14の他方の面に同様にして腐食防止処理層15bを形成してもよい。腐食防止処理層15a及び15bの形成順序は特に制限されない。また、腐食防止処理剤は、腐食防止処理層15aと腐食防止処理層15bとで異なるものを用いてもよく、同じのものを用いてもよい。上記腐食防止処理剤としては、例えば、塗布型クロメート処理用の腐食防止処理剤等を用いることができる。腐食防止処理剤の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、ダイコート法、バーコート法、キスコート法、コンマコート法等の方法を用いることができる。なお、アルミニウム箔層14として、未処理のアルミニウム箔層を用いてもよいし、ウェットタイプの脱脂処理又はドライタイプの脱脂処理により、脱脂処理を施したアルミニウム箔層を用いてもよい。
(Step S11)
In step S11, the corrosion
(工程S12)
工程S12では、腐食防止処理層15aのアルミニウム箔層14が積層された側とは反対側の面と、基材層11の面とが、接着層13を形成する接着剤を用いてドライラミネーション等の手法で貼り合わせられる。工程S12は、接着性の促進のため、室温〜100℃の範囲でエージング(養生)処理を行ってもよい。エージング時間は、例えば、1〜10日である。
(Step S12)
In step S12, the surface of the corrosion
(工程S13)
工程S12後、基材層11、接着層13、腐食防止処理層15a、アルミニウム箔層14及び腐食防止処理層15bがこの順に積層された積層体のうち、腐食防止処理層15bのアルミニウム箔層14が積層された側とは反対側の面上に、シーラント接着層16を介してシーラント層17が形成される。シーラント層17は、ドライラミネーション及びサンドイッチラミネーション等によって積層されてもよく、シーラント接着層16とともに共押出し法によって積層されてもよい。シーラント層17は、接着性向上の点から、例えばサンドイッチラミネーションによって積層される、又は、シーラント接着層16とともに共押出し法によって積層されることが好ましく、サンドイッチラミネーションによって積層されることがより好ましい。
(Step S13)
After the step S12, among the laminated bodies in which the
以上説明した工程S11〜S13により、外装材10が得られる。なお、外装材10の製造方法の工程順序は、上記工程S11〜S13を順次実施する方法に限定されない。例えば、工程S13を行ってから工程S12行う等、実施する工程の順序を適宜変更してもよい。
The
[蓄電装置]
次に、外装材10を容器として備える蓄電装置について説明する。蓄電装置は、電極を含む電池要素1と、上記電極から延在するリード2と、電池要素1を収容する容器とを備え、上記容器は蓄電装置用外装材10から、シーラント層17が内側となるように形成される。上記容器は、2つの外装材をシーラント層17同士を対向させて重ね合わせ、重ねられた外装材10の周縁部を熱融着して得られてもよく、また、1つの外装材を折り返して重ね合わせ、同様に外装材10の周縁部を熱融着して得られてもよい。また、蓄電装置は、外装材20を容器として備えていてもよい。蓄電装置としては、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、及び鉛蓄電池等の二次電池、並びに電気二重層キャパシタ等の電気化学キャパシタが挙げられる。
[Power storage device]
Next, a power storage device including the
リード2は、シーラント層17を内側として容器を形成する外装材10によって挟持され、密封されている。リード2は、タブシーラントを介して、外装材10によって挟持されていてもよい。
The
[蓄電装置の製造方法]
次に、上述した外装材10を用いて蓄電装置を製造する方法について説明する。なお、ここでは、エンボスタイプ外装材30を用いて二次電池40を製造する場合を例に挙げて説明する。図2は上記エンボスタイプ外装材30を示す図である。図3の(a)〜(d)は、外装材10を用いた片側成型加工電池の製造工程を示す斜視図である。二次電池40としては、エンボスタイプ外装材30のような外装材を2つ設け、このような外装材同士を、アライメントを調整しつつ、貼り合わせて製造される、両側成型加工電池であってもよい。また、エンボスタイプ外装材30は、外装材20を用いて形成されてもよい。
[Manufacturing method of power storage device]
Next, a method of manufacturing a power storage device using the above-mentioned
片側成型加工電池である二次電池40は、例えば、以下の工程S21〜S25により製造することができる。
工程S21:外装材10、電極を含む電池要素1、並びに上記電極から延在するリード2を準備する工程。
工程S22:外装材10の片面に電池要素1を配置するための凹部32を形成する工程(図3(a)及び図3(b)参照)。
工程S23:エンボスタイプ外装材30の成型加工エリア(凹部32)に電池要素1を配置し、凹部32を蓋部34が覆うようにエンボスタイプ外装材30を折り返し重ねて、電池要素1から延在するリード2を挟持するようにエンボスタイプ外装材30の一辺を加圧熱融着する工程(図3(b)及び図3(c)参照)。
工程S24:リード2を挟持する辺以外の一辺を残し、他の辺を加圧熱融着し、その後、残った一辺から電解液を注入し、真空状態で残った一辺を加圧熱融着する工程(図3(c)参照)。
工程S25:リード2を挟持する辺以外の加圧熱融着辺端部をカットし、成型加工エリア(凹部32)側に折り曲げる工程(図3(d)参照)。
The
Step S21: A step of preparing the
Step S22: A step of forming a
Step S23: The battery element 1 is arranged in the molding processing area (recess 32) of the embossed
Step S24: One side other than the side holding the
Step S25: A step of cutting the end of the pressure heat fusion side other than the side holding the
(工程S21)
工程S21では、外装材10、電極を含む電池要素1、並びに上記電極から延在するリード2を準備する。外装材10は、上述した実施形態に基づき準備する。電池要素1及びリード2としては特に制限はなく、公知の電池要素1及びリード2を用いることができる。
(Step S21)
In step S21, the
(工程S22)
工程S22では、外装材10のシーラント層17側に電池要素1を配置するための凹部32が形成される。凹部32の平面形状は、電池要素1の形状に合致する形状、例えば平面視矩形状とされる。凹部32は、例えば矩形状の圧力面を有する押圧部材を、外装材10の一部に対してその厚み方向に押圧することで形成される。また、押圧する位置、すなわち凹部32は、長方形に切り出した外装材10の中央より、外装材10の長手方向の一方の端部に偏った位置に形成する。これにより、成型加工後に凹部32を形成していないもう片方の端部側を折り返し、蓋(蓋部34)とすることができる。
(Step S22)
In step S22, a
凹部32を形成する方法としてより具体的には、金型を用いた成型加工(深絞り成型)が挙げられる。成型方法としては、外装材10の厚さ以上のギャップを有するように配置された雌型と雄型の金型を用い、雄型の金型を外装材10とともに雌型の金型に押し込む方法が挙げられる。雄型の金型の押込み量を調整することで、凹部32の深さ(深絞り量)を所望の量に調整できる。外装材10に凹部32が形成されることにより、エンボスタイプ外装材30が得られる。このエンボスタイプ外装材30は、例えば図2に示すような形状を有している。ここで、図2(a)は、エンボスタイプ外装材30の斜視図であり、図2(b)は、図2(a)に示すエンボスタイプ外装材30のb−b線に沿った縦断面図である。
More specifically, as a method of forming the
(工程S23)
工程S23では、エンボスタイプ外装材30の成型加工エリア(凹部32)内に、正極、セパレータ及び負極等から構成される電池要素1が配置され。また、電池要素1から延在し、正極と負極にそれぞれ接合されたリード2が成型加工エリア(凹部32)から外に引き出される。その後、エンボスタイプ外装材30は、長手方向の略中央で折り返され、シーラント層17同士が内側となるように重ねられ、エンボスタイプ外装材30のリード2を挟持する一辺が加圧熱融着される。加圧熱融着は、温度、圧力及び時間の3条件で制御され、適宜設定される。加圧熱融着の温度は、シーラント層17を融解する温度以上であることが好ましい。
(Step S23)
In step S23, the battery element 1 composed of a positive electrode, a separator, a negative electrode, and the like is arranged in the molding processing area (recess 32) of the embossed
なお、シーラント層17の熱融着前の厚さは、リード2の厚さに対し40%以上80%以下であることが好ましい。シーラント層17の厚さが上記下限値以上であることにより、熱融着樹脂がリード2端部を十分充填できる傾向があり、上記上限値以下であることにより、二次電池40の外装材10端部の厚さを適度に抑えることができ、外装材10端部からの水分の浸入量を低減することができる。
The thickness of the
(工程S24)
工程S24では、リード2を挟持する辺以外の一辺を残し、他の辺の加圧熱融着が行われる。その後、残った一辺から電解液を注入し、残った一辺が真空状態で加圧熱融着される。加圧熱融着の条件は工程S23と同様である。
(Step S24)
In step S24, pressure heat fusion is performed on the other side, leaving one side other than the side holding the
(工程S25)
リード2を挟持する辺以外の周縁加圧熱融着辺端部がカットされ、端部からははみだしたシーラント層17が除去される。その後、周縁加圧熱融着部を成型加工エリア32側に折り返し、折り返し部42を形成することで、二次電池40が得られる。
(Step S25)
The peripheral edge pressure heat fusion side end portion other than the side sandwiching the
以上、本発明の蓄電装置用外装材及び蓄電装置の製造方法の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the exterior material for the power storage device and the method for manufacturing the power storage device of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to such a specific embodiment and is within the scope of claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the described gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、基材層11を接着層13によってバリア層22に接着する態様を示したが、基材層11は、バリア層22に塗布することによって設けてもよい。この場合、基材層11の材料樹脂をそのまま塗布・乾燥させてもよく、適切な溶媒に溶解させて塗布・乾燥させてもよい。この場合、被覆層21は基材層11のみからなり、接着層13を有しないことになる。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態ではバリア層22として腐食防止処理層15a,15bを有する態様を示したが、バリア層22は腐食防止処理層15a,15bの少なくとも一方を有しない構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to the following examples.
<材料>
蓄電装置用外装材を構成する各材料は、以下のとおりである。
<Material>
The materials constituting the exterior material for the power storage device are as follows.
(基材層)
厚さ5μmのPETと厚さ25μmのNy(ナイロン6)との共押し二軸延伸フィルム。
(Base layer)
A co-pressed biaxially stretched film of PET having a thickness of 5 μm and Ny (nylon 6) having a thickness of 25 μm.
(接着層)
ポリウレタン系接着剤。
(Adhesive layer)
Polyurethane adhesive.
(アルミニウム箔層)
光沢度が異なる軟質アルミニウム箔(8079材,厚さ40μm,東洋アルミニウム株式会社製)。
(Aluminum foil layer)
Soft aluminum foil with different gloss (8079 material,
(腐食防止処理層)
腐食防止処理層A:固形分濃度10質量%に調整した「酸化セリウムゾル」90質量%と、縮合リン酸Na塩10質量%とからなる組成物を、溶媒として蒸留水を用いて下地とする。この下地の上に、溶媒として蒸留水を用い、終固形分濃度5質量%に調整した「ポリアリルアミンポリマー」/「グリシジル化合物」=90/10からなる組成物の処理層を設ける。
腐食防止処理層B:ポリアクリル酸とオキサゾリン基含有アクリル樹脂からなる樹脂組成物に対し、CrF3とリン酸を配合して得られた塗布型化成処理剤(最終固形分濃度5質量%)を下地とする。この下地の上に、溶媒として蒸留水を用い、最終固形分濃度5質量%に調整した「ポリアリルアミンポリマー」/「グリシジル化合物」=90/10からなる組成物の処理層を設ける。
(Corrosion prevention treatment layer)
Corrosion prevention treatment layer A: A composition composed of 90% by mass of "cerium oxide sol" adjusted to a solid content concentration of 10% by mass and 10% by mass of condensed Na phosphate salt is used as a base using distilled water as a solvent. On this base, a treated layer of a composition composed of "polyallylamine polymer" / "glycidyl compound" = 90/10 adjusted to a final solid content concentration of 5% by mass using distilled water as a solvent is provided.
Corrosion treatment layer B: the resin composition consisting of polyacrylic acid and oxazoline group-containing acrylic resin, CrF 3 and coating type chemical conversion treatment agent obtained by blending a phosphate (final solids concentration of 5 wt%) Use as a base. On this base, a treated layer of a composition composed of "polyallylamine polymer" / "glycidyl compound" = 90/10 adjusted to a final solid content concentration of 5% by mass using distilled water as a solvent is provided.
(シーラント接着層)
無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂100質量部のトルエン溶液に対し、ポリイソシアネート化合物を10質量部(固形分比)配合した接着剤組成物。ドライラミネート用。
(Sealant adhesive layer)
An adhesive composition obtained by blending 10 parts by mass (solid content ratio) of a polyisocyanate compound with 100 parts by mass of a toluene solution of a maleic anhydride-modified polyolefin resin. For dry laminating.
(シーラント層)
ランダムプロピレン/ブロックプロピレン/ランダムプロピレンからなる2種3層の多層フィルム(厚さ80μm,オカモト社製)。
(Sealant layer)
A multilayer film of 2 types and 3 layers composed of random propylene / blocked propylene / random propylene (thickness 80 μm, manufactured by Okamoto Co., Ltd.).
<測定・評価>
(光沢度)
アルミニウム箔層単体での60°光沢度、及び、腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層の60°光沢度をTD方向、MD方向それぞれについて測定する。測定は、グロスメーターの光源光の入射面がTD方向、MD方向それぞれについて一致するように配置して測定する。
<Measurement / evaluation>
(Glossiness)
The 60 ° glossiness of the aluminum foil layer alone and the 60 ° glossiness of the aluminum foil layer with the corrosion prevention treatment layer provided are measured in each of the TD direction and the MD direction. The measurement is performed by arranging the incident surfaces of the light source light of the gloss meter so as to coincide with each other in the TD direction and the MD direction.
(圧縮試験)
作製したダミーセルをプレス機の平坦なプレート間に配置する。除々に圧力を加えていき、狙いの圧力となったら加圧をやめ、その圧力で3分間保持する。
・圧縮試験の評価
○:圧力を2.2MPaかけたときに電池セルが内部より破裂しなかった。
×:圧力を2.2MPaかけたときに電池セルが内部より破裂した。
・総合評価
○:リチウムイオン電池としての実用に耐えうる。
×:リチウムイオン電池としての実用に耐えない。
(Compression test)
The prepared dummy cells are placed between the flat plates of the press. Gradually apply pressure, stop pressurizing when the target pressure is reached, and hold at that pressure for 3 minutes.
-Evaluation of compression test ◯: The battery cell did not burst from the inside when a pressure of 2.2 MPa was applied.
X: The battery cell burst from the inside when a pressure of 2.2 MPa was applied.
・ Comprehensive evaluation ○: Can withstand practical use as a lithium-ion battery.
X: Cannot withstand practical use as a lithium-ion battery.
<実施例1>
(蓄電装置用外装材の作製)
始めに、アルミニウム箔層として、厚さ40μmの軟質アルミニウム箔8079材(東洋アルミニウム株式会社製)を準備し、シーラント層側となる面の60°光沢度を測定した。MD方向の60°光沢度は77.1、TD方向の60°光沢度は110.3であった。
<Example 1>
(Manufacturing of exterior materials for power storage devices)
First, a soft aluminum foil 8079 material (manufactured by Toyo Aluminum K.K. Co., Ltd.) having a thickness of 40 μm was prepared as an aluminum foil layer, and the 60 ° glossiness of the surface on the sealant layer side was measured. The 60 ° glossiness in the MD direction was 77.1, and the 60 ° glossiness in the TD direction was 110.3.
次いで、アルミニウム箔層の両面に、グラビアコートにより、腐食防止処理層A又は腐食防止処理層Bの母材を塗布した。 Next, the base material of the corrosion prevention treatment layer A or the corrosion prevention treatment layer B was applied to both sides of the aluminum foil layer by gravure coating.
次いで、塗布した母材を乾燥させた後、焼付け処理を順次行うことで、腐食防止処理層を形成した。このとき、焼き付け条件としては、温度を150℃、処理時間を30秒とした。 Next, after the applied base material was dried, a baking treatment was sequentially performed to form a corrosion prevention treatment layer. At this time, the baking conditions were a temperature of 150 ° C. and a processing time of 30 seconds.
次いで、基材層としてのPET/Nyの共押し二軸延伸フィルムの片面をコロナ処理した。 Next, one side of the PET / Ny co-pressed biaxially stretched film as the base material layer was corona-treated.
次いで、アルミニウム箔層に設けた腐食防止処理層の片面に、接着層としてのポリウレタン系接着剤を塗布した。次いで、ドライラミネート法により、接着層を介して、アルミニウム箔層と基材層のコロナ処理された面とを接着させた。その後、基材層、接着層、腐食防止処理層、アルミニウム箔層、及び腐食防止処理層からなる構造体を、温度が60℃の雰囲気中で6日間放置することで、エージング処理した。 Next, a polyurethane-based adhesive as an adhesive layer was applied to one side of the corrosion prevention treatment layer provided on the aluminum foil layer. Then, the aluminum foil layer and the corona-treated surface of the base material layer were adhered to each other via the adhesive layer by the dry laminating method. Then, the structure composed of the base material layer, the adhesive layer, the corrosion prevention treatment layer, the aluminum foil layer, and the corrosion prevention treatment layer was left for 6 days in an atmosphere at a temperature of 60 ° C. for aging treatment.
次いで、アルミニウム箔層の基材層を設けた側とは反対側の面に、シーラント接着層の原料としての接着剤組成物を塗布した。次いで、ドライラミネート法により、シーラント接着層を介して、シーラント層17となるランダムプロピレン/ブロックプロピレン/ランダムプロピレンからなる2種3層の多層フィルムとアルミニウム箔層とを接着させた。その後、基材層、接着層、腐食防止処理層、アルミニウム箔層、腐食防止処理層、シーラント接着層、及びシーラント層からなる構造体を、温度が40℃の雰囲気中で6日間放置することで、エージング処理した。これにより、蓄電装置用外装材を作製した。
Next, an adhesive composition as a raw material for the sealant adhesive layer was applied to the surface of the aluminum foil layer opposite to the side on which the base material layer was provided. Next, by a dry laminating method, a multilayer film of two types and three layers made of random propylene / blocked propylene / random propylene to be the
(リチウムイオン電池ダミーセルの作製)
6mm(高さ)×51mm×43mmのセルサイズとなるようにシール部を考慮して蓄電装置用外装材を切り出し、成型した(図2の凹部32が成型加工されたセルサイズに相当する領域である)。内容物として6mm×51mm×43mmとなるように巻回したアルミニウム箔を用意し、成型した外装材内に配置し、一辺を残してシールした。次に、電解液の代わりに水12mlを注入し、残りの1辺を封止することで、ダミーセルを作製した。
(Making a lithium-ion battery dummy cell)
The exterior material for the power storage device was cut out and molded so as to have a cell size of 6 mm (height) × 51 mm × 43 mm in consideration of the seal portion (in the region where the
この電池セルを五つ作製し、それぞれに対して圧縮試験を行った。圧縮試験の結果を表1に示す。なお、表1において、「n」は圧縮試験に用いたサンプル番号を示している。 Five of these battery cells were prepared and compression tests were performed on each of them. The results of the compression test are shown in Table 1. In Table 1, "n" indicates the sample number used in the compression test.
<実施例2〜8、比較例1〜8>
シーラント層側の光沢度、及び腐食防止処理層が表1に示すとおりに種々異なるアルミニウム箔を用いたこと以外は実施例1と同様にして、蓄電装置用外装材及びリチウムイオン電池ダミーセルを作製し、圧縮試験を行った。ここでの光沢度は、アルミニウム箔層単体として測定した光沢度である。
<Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 8>
An exterior material for a power storage device and a lithium ion battery dummy cell were produced in the same manner as in Example 1 except that the glossiness on the sealant layer side and the corrosion prevention treatment layer used variously different aluminum foils as shown in Table 1. , A compression test was performed. The glossiness here is the glossiness measured as a single aluminum foil layer.
これらの結果によれば、リチウムイオン電池ダミーセルの作製に用いられたアルミニウム箔層について、アルミニウム箔層単体としてのMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも690以下であり、かつ、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が100以下である場合に、圧縮試験の結果が良好であることが分かる。 According to these results, the aluminum foil layer used for producing the lithium ion battery dummy cell has a 60 ° glossiness in the MD direction and a 60 ° glossiness in the TD direction as a single aluminum foil layer of 690 or less. It can be seen that the result of the compression test is good when the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 100 or less.
<実施例9〜16、比較例9〜16>
シーラント層側の光沢度、及び腐食防止処理層が表2に示すとおりに種々異なるアルミニウム箔を用いたこと以外は実施例1と同様にして、蓄電装置用外装材及びリチウムイオン電池ダミーセルを作製し、圧縮試験を行った。ここでの光沢度は、腐食防止処理層を形成した時点で測定した「腐食防止処理層を設けた状態のアルミニウム箔層」としての値である。また、実施例9〜16、比較例9〜16で用いたアルニミウム箔は、実施例1〜8、比較例1〜8で用いたアルミニウム箔とそれぞれ同一のロットのものを用いた。
<Examples 9 to 16, Comparative Examples 9 to 16>
An exterior material for a power storage device and a lithium ion battery dummy cell were produced in the same manner as in Example 1 except that the glossiness on the sealant layer side and the corrosion prevention treatment layer used different aluminum foils as shown in Table 2. , A compression test was performed. The glossiness here is a value as an "aluminum foil layer in a state where the corrosion prevention treatment layer is provided" measured at the time when the corrosion prevention treatment layer is formed. The aluminum foils used in Examples 9 to 16 and Comparative Examples 9 to 16 were of the same lot as the aluminum foils used in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 8, respectively.
これらの結果によれば、リチウムイオン電池ダミーセルの作製に用いられたアルミニウム箔層について、腐食防止処理層が設けられた状態でのアルミニウム箔層としてのMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも590以下であり、かつ、MD方向における60°光沢度とTD方向における60°光沢度との差が100以下である場合に、圧縮試験の結果が良好であることが分かる。 According to these results, the aluminum foil layer used for producing the lithium ion battery dummy cell has a 60 ° glossiness in the MD direction and a TD direction as the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer is provided. When the 60 ° glossiness in the above is 590 or less and the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 100 or less, the result of the compression test is good. I understand.
1…電池要素、2…リード、10…外装材(蓄電装置用外装材)、11…基材層、13…接着層、14…アルミニウム箔層、15a,15b…腐食防止処理層、16…シーラント接着層、17…シーラント層、30…エンボスタイプ外装材、32…成型加工エリア(凹部)、34…蓋部、40…二次電池。 1 ... Battery element, 2 ... Lead, 10 ... Exterior material (exterior material for power storage device), 11 ... Base material layer, 13 ... Adhesive layer, 14 ... Aluminum foil layer, 15a, 15b ... Corrosion prevention treatment layer, 16 ... Sealant Adhesive layer, 17 ... Sealant layer, 30 ... Embossed type exterior material, 32 ... Molding area (recess), 34 ... Lid, 40 ... Secondary battery.
Claims (5)
前記バリア層は、アルミニウム箔層と、前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側に設けられ前記シーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、
前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側の面の、MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも690以下であり、
前記MD方向における60°光沢度と前記TD方向における60°光沢度との差が61.4以上100以下である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order.
The barrier layer has an aluminum foil layer and a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side of the aluminum foil layer and facing the sealant adhesive layer.
The 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the surface of the aluminum foil layer on the sealant layer side are both 690 or less.
An exterior material for a power storage device, wherein the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 61.4 or more and 100 or less.
前記バリア層は、アルミニウム箔層と、前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側に設けられ前記シーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、
前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側の面の、MD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも150以下であり、
前記MD方向における60°光沢度と前記TD方向における60°光沢度との差が33.2以上50以下である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order.
The barrier layer has an aluminum foil layer and a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side of the aluminum foil layer and facing the sealant adhesive layer.
The 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the surface of the aluminum foil layer on the sealant layer side are both 150 or less.
The difference between the 60 ° glossiness of 60 ° glossiness and the TD direction in the MD direction is 50 or less than 33.2, a charge reservoir for the outer package.
前記バリア層は、アルミニウム箔層と、前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側に設けられ前記シーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、
前記腐食防止処理層が設けられた状態での前記アルミニウム箔層のMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも590以下であり、
前記MD方向における60°光沢度と前記TD方向における60°光沢度との差が52.2以上100以下である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order.
The barrier layer has an aluminum foil layer and a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side of the aluminum foil layer and facing the sealant adhesive layer.
The 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the aluminum foil layer with the corrosion prevention treatment layer provided are both 590 or less.
An exterior material for a power storage device, wherein the difference between the 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction is 52.2 or more and 100 or less.
前記バリア層は、アルミニウム箔層と、前記アルミニウム箔層の前記シーラント層側に設けられ前記シーラント接着層に対面する腐食防止処理層とを有し、
前記腐食防止処理層が設けられた状態での前記アルミニウム箔層のMD方向における60°光沢度、及び、TD方向における60°光沢度がいずれも120以下であり、
前記MD方向における60°光沢度と前記TD方向における60°光沢度との差が28.2以上40以下である、蓄電装置用外装材。 An exterior material for a power storage device having a structure in which a coating layer, a barrier layer, a sealant adhesive layer, and a sealant layer are laminated in this order.
The barrier layer has an aluminum foil layer and a corrosion prevention treatment layer provided on the sealant layer side of the aluminum foil layer and facing the sealant adhesive layer.
The 60 ° glossiness in the MD direction and the 60 ° glossiness in the TD direction of the aluminum foil layer in the state where the corrosion prevention treatment layer is provided are both 120 or less.
Wherein the 60 ° gloss in the MD direction difference between the 60 ° gloss in the TD direction is 28.2 or more 40 or less, a charge reservoir for the outer package.
前記容器は、請求項1〜4のいずれか一項記載の蓄電装置用外装材から、前記シーラント層が内側となるように形成されている、蓄電装置。 A battery element including an electrode, a reed extending from the electrode, and a container for accommodating the battery element are provided.
The container is formed from the exterior material for a power storage device according to any one of claims 1 to 4 so that the sealant layer is on the inside.
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