JP6932523B2 - 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、スマートフォン、タブレット等の携帯機器に使用される電池やコンデンサ、ハイブリッド自動車、電気自動車、風力発電、太陽光発電、夜間電気の蓄電用に使用される電池やコンデンサ等の蓄電デバイス用の外装材および該外装材で外装された蓄電デバイスに関する。
近年、ICカード、クレジットカード等のカードに各種情報を保有させる技術が進んできている。このような情報量の多いカード内の情報をやり取りするためには、大きな電力が必要になってきている。従来は、RFIDタグ等の磁束を利用するものが使用されているが、十分な電力量が得られなかった。
情報量の多いカード内の情報をやり取りするためには、十分な電力量の得られる薄型の電池が必要になる。薄型電池を製造するには、薄型の要請があるがゆえに金属缶等の厚い外装材を使用することができないし、また薄型の要請があるために内部に配置される電池要素(電極板、セパレーター等)を薄く設計しなければならず、このような薄型化により電池要素として十分な強度を確保し難く、これら電池要素の折り曲げ耐性が低下するという問題がある。
特許文献1に、薄型電池の内部の集電体全体の厚さと、薄型電池を搭載する電子デバイス側の厚さとの関係を規定することにより、曲げ変形を受けても搭載電池に断線等の機能低下が生じないようにした薄型電池搭載電子デバイスが提案されている。即ち、特許文献1に、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在し、電解質層を具備するシート状の電極群と、前記電極群を密閉する外装体を具備した薄型電池を搭載した薄型電池搭載電子デバイスであって、前記電極群の厚みhと、前記電極群の上面から薄型電池搭載電子デバイス上面までの距離H1、前記電極群下面から薄型電池搭載電子デバイス下面までの距離H2が、10≦H1/h、かつ10≦H2/hの関係を満たす薄型電池搭載電子デバイスが記載されている(特許文献の図6等参照)。
特開2013−161691号公報
しかしながら、上記従来技術は、曲げ変形をさせた際に、搭載した薄型電池に起因した機能低下が生じないように、薄型電池の集電体全体の厚さと、搭載される電子デバイス側の厚さとの関係を規定したものであり、薄型電池そのものの構成や構造を規定して解決を図ったものではない。即ち、課題解決のためには、電池が搭載されるカード等の電子デバイス側の構成や構造に制限をもたらすという問題があった。
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、折り曲げ等の曲げ変形を受けても外装材にピンホールやクラック等が生じない曲げ耐性に優れた蓄電デバイス用外装材を提供することを目的とする。
本出願人は、電池等の蓄電デバイス用の外装材そのものの構成や構造を工夫して曲げ耐性に優れたものを提供するべく鋭意研究を行い、本発明を完成したものである。即ち、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
[1]耐熱性樹脂フィルムからなる基材層と、内側層としてのシーラント層と、前記基材層と前記シーラント層の間に配置された金属箔層と、を含む蓄電デバイス用外装材において、
前記基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムは、ヤング率が2.5GPa〜4.5GPaの耐熱性樹脂フィルムであり、
前記基材層の厚さは、前記金属箔層の厚さの1.5倍〜3.0倍であることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。
[2]前記金属箔層の厚さは5μm〜35μmである前項1に記載の蓄電デバイス用外装材。
[3]前記基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムは、ポリエステル樹脂フィルムである前項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
[4]前記蓄電デバイス用外装材の厚さが70μm〜120μmである前項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
[5]前項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材の成形体からなる蓄電デバイス用外装ケース。
[6]蓄電デバイス本体部と、
前項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材及び/又は前項5に記載の蓄電デバイス用外装ケースからなる外装部材とを備え、
前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
[1]の発明では、基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムとして、ヤング率が2.5GPa〜4.5GPaのものを使用しているから、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れていて、折り曲げ等を受けても外装材にピンホールやクラック等が生じない蓄電デバイス用外装材が提供される。また、基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムのヤング率が4.5GPa以下であるので、蓄電デバイス用外装材として良好な成形性が確保される。また、基材層の厚さは、金属箔層の厚さの1.5倍〜3.0倍であるから、外装材の厚さが薄い構成(例えば60μm〜90μmの厚さ)であっても、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れた蓄電デバイス用外装材が提供される。また、この蓄電デバイス用外装材は、突き刺し強度等の機械強度(物理強度)にも優れている。
[2]の発明では、金属箔層の厚さが5μm〜35μmであるので、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)により優れた蓄電デバイス用外装材が提供される。
[3]の発明では、耐水性等の耐候性に優れた蓄電デバイス用外装材が提供される。
[4]の発明では、蓄電デバイス用外装材の熱封止性(ヒートシール性)を向上させることができる。
[5]の発明では、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れていて、折り曲げ等を受けても外装材にピンホールやクラック等が生じない蓄電デバイス用外装ケースが提供される。また、外装ケースの厚さが薄い構成(例えば60μm〜90μmの厚さ)であっても、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れている。また、この外装ケースは、突き刺し強度等の機械強度(物理強度)にも優れている。
[6]の発明では、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れた蓄電デバイス用外装材で外装されているので、折り曲げ等を受けても外装材にピンホールやクラック等が生じない蓄電デバイスが提供される。
本発明に係る蓄電デバイス用外装材の一実施形態を示す断面図である。 本発明に係る蓄電デバイス用外装材を用いて構成された蓄電デバイスの一実施形態を示す断面図である。
本発明に係る蓄電デバイス用外装材1の一実施形態を図1に示す。この蓄電デバイス用外装材1は、リチウムイオン2次電池ケース用として用いられるものである。即ち、前記蓄電デバイス用外装材1は、例えば、深絞り成形、張り出し成形等の成形に供されて2次電池のケース等として用いられるものである。
前記蓄電デバイス用外装材1は、金属箔層4の一方の面に第1接着剤層5を介して耐熱性樹脂フィルム層(外側層;基材層)2が積層一体化されると共に、前記金属箔層4の他方の面に第2接着剤層6を介して熱融着性樹脂層(内側層;シーラント層)3が積層一体化された構成からなる。
本発明の蓄電デバイス用外装材1では、前記基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムが、ヤング率が2.5GPa〜4.5GPaの耐熱性樹脂フィルムであり、前記基材層2の厚さが、前記金属箔層4の厚さの1.5倍〜3.0倍である構成である。本発明では、基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムとして、ヤング率が2.5GPa〜4.5GPaの耐熱性樹脂フィルムを使用しているから、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れていて、折り曲げ、湾曲等を受けても外装材にピンホールやクラック等が生じない蓄電デバイス用外装材が提供される。従って、折り曲げ、湾曲等を受けても、蓄電デバイスにおける短絡や液漏れを防止することができる。また、基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムのヤング率が4.5GPa以下であるので、蓄電デバイス用外装材1を成形する場合においては良好な成形性が確保される。また、基材層2の厚さは、金属箔層4の厚さの1.5倍〜3.0倍であるから、外装材の総厚さが薄い構成(例えば60μm〜90μmの厚さ)であっても、耐折り曲げ性等の曲げ耐性(曲げ回復力)に優れた蓄電デバイス用外装材1が提供される。
前記基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムのヤング率が2.5GPaより小さいと、耐折り曲げ性等の曲げ耐性が低下する。また、前記基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムのヤング率が4.5GPaを超えると、角度の大きい曲げを行うと外装材にピンホールやクラック等を生じやすいという問題がある。中でも、前記基材層2を構成する耐熱性樹脂フィルムのヤング率が、3.0GPa〜4.0GPaの範囲であるのが好ましい。
前記基材層2の厚さが、前記金属箔層4の厚さの1.5倍未満であると、外装材の曲げにより外装材の強度低下を生じやすいという問題がある。また、前記基材層2の厚さが、前記金属箔層4の厚さの3.0倍を超えると、外装材の曲げにより外装材のバリア性が低下しやすいという問題がある。中でも、前記基材層2の厚さは、前記金属箔層4の厚さの2.0倍〜2.7倍であるのが好ましい。
前記基材層(外側層)2を構成する耐熱性樹脂としては、外装材をヒートシールする際のヒートシール温度で溶融しない耐熱性樹脂を用いる。前記耐熱性樹脂としては、熱融着性樹脂層(シーラント層)3を構成する熱融着性樹脂の融点より10℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが好ましく、熱融着性樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する耐熱性樹脂を用いるのが特に好ましい。
前記耐熱性樹脂フィルム層(基材層)2としては、特に限定されるものではないが、例えば、ナイロンフィルム等のポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリカーボネートフィルム等が挙げられ、これらの延伸フィルムが好ましく用いられる。中でも、前記耐熱性樹脂フィルム2としては、二軸延伸ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、二軸延伸ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム等の二軸延伸ポリエステルフィルムを用いるのが特に好ましい。前記ナイロンフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、6ナイロンフィルム、6,6ナイロンフィルム、MXDナイロンフィルム等が挙げられる。なお、前記耐熱性樹脂フィルム層2は、単層で形成されていても良いし、或いは、例えばポリエステルフィルム/ポリアミドフィルムからなる複層(PETフィルム/ナイロンフィルムからなる複層等)で形成されていても良い。前記例示した複層構成において、ポリエステルフィルムがポリアミドフィルムよりも外側に配置されるのが好ましく、同様にPETフィルムがナイロンフィルムよりも外側に配置されるのが好ましい。
前記耐熱性樹脂フィルム層(基材層)2の厚さは、9μm〜100μmに設定されるのが好ましい。上記好適下限値以上に設定することで外装材として十分な強度を確保できると共に、上記好適上限値以下に設定することで張り出し成形、絞り成形等の成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。中でも、前記耐熱性樹脂フィルム層(基材層)2の厚さは、25μm〜60μmに設定されるのが特に好ましい。
前記シーラント層(熱融着性樹脂層)(内側層)3は、リチウムイオン二次電池等で用いられる腐食性の強い電解液などに対しても優れた耐薬品性を具備させると共に、外装材にヒートシール性を付与する役割を担うものである。
前記熱融着性樹脂層3としては、特に限定されるものではないが、熱融着性樹脂無延伸フィルム層であるのが好ましい。前記熱融着性樹脂無延伸フィルム層3は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系共重合体、これらの酸変性物およびアイオノマーからなる群より選ばれた少なくとも1種の熱融着性樹脂からなる無延伸フィルムにより構成されるのが好ましい。なお、前記熱融着性樹脂層3は、単層であってもよいし、複層であってもよい。
中でも、前記熱融着性樹脂層3としては、エラストマー成分を含有したオレフィン系樹脂を含む中間層の両面に、オレフィン系樹脂を含む被覆層が積層された3層積層構造を少なくとも含む構成であって、前記中間層が、前記エラストマー成分が島になっている海島構造を備えた構成であるのが好ましい。
前記エラストマー成分を含有したオレフィン系樹脂としては、オレフィン系樹脂にエラストマーが添加された(配合された)構成であってもよいし、オレフィン系樹脂骨格にエラストマー成分が化学的に結合されてなるエラストマー変性オレフィン系樹脂であってもよい。なお、前記「エラストマー」の語は、ゴム成分をも含む意味で用いている。
前記熱融着性樹脂層3の厚さは、20μm〜80μmに設定されるのが好ましい。20μm以上とすることでピンホールの発生を十分に防止できると共に、80μm以下に設定することで樹脂使用量を低減できてコスト低減を図り得る。中でも、前記熱融着性樹脂層3の厚さは20μm〜40μmに設定されるのが特に好ましい。
なお、蓄電デバイス用外装材1に成形を行う場合には、成形性向上のために前記熱融着性樹脂層3に滑剤を含有せしめるのが好ましい。前記滑剤としては、特に限定されるものではないが、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、脂肪酸エステルアミド、芳香族系ビスアミド等が挙げられる。
前記金属箔層4は、外装材1に酸素や水分の侵入を阻止するガスバリア性を付与する役割を担うものである。前記金属箔層4としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム箔、SUS箔(ステンレス箔)、銅箔、ニッケル箔等が挙げられ、アルミニウム箔が一般的に用いられる。前記金属箔層4の厚さは、5μm〜35μmであるのが好ましい。5μm以上であることで金属箔を製造する際の圧延時のピンホール発生を防止できると共に、35μm以下であることで張り出し成形、絞り成形等の成形時の応力を小さくできて成形性を向上させることができる。中でも、前記金属箔層4の厚さは、9μm〜25μmであるのが特に好ましい。
前記金属箔層4は、少なくとも内側の面(第2接着剤層6側の面)に化成処理が施されているのが好ましい。このような化成処理が施されていることによって内容物(電池の電解液等)による金属箔表面の腐食を十分に防止できる。例えば次のような処理をすることによって金属箔に化成処理を施す。即ち、例えば、脱脂処理を行った金属箔の表面に、
1)リン酸と、
クロム酸と、
フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
2)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
3)リン酸と、
アクリル系樹脂、キトサン誘導体樹脂及びフェノール系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂と、
クロム酸及びクロム(III)塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
フッ化物の金属塩及びフッ化物の非金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、を含む混合物の水溶液
上記1)〜3)のうちのいずれかの水溶液を塗工した後、乾燥することにより、化成処理を施す。
前記化成皮膜は、クロム付着量(片面当たり)として0.1mg/m2〜50mg/m2が好ましく、特に2mg/m2〜20mg/m2が好ましい。
前記第1接着剤層5としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン接着剤層、ポリエステルポリウレタン接着剤層、ポリエーテルポリウレタン接着剤層等が挙げられる。前記第1接着剤層5の厚さは、1μm〜5μmに設定されるのが好ましい。中でも、外装材の薄膜化、軽量化の観点から、前記第1接着剤層5の厚さは、1μm〜3μmに設定されるのが特に好ましい。
前記第2接着剤層6としては、特に限定されるものではないが、例えば、上記第1接着剤層5として例示したものも使用できるが、電解液による膨潤の少ないポリオレフィン系接着剤を使用するのが好ましい。前記第2接着剤層6の厚さは、1μm〜5μmに設定されるのが好ましい。中でも、外装材の薄膜化、軽量化の観点から、前記第2接着剤層6の厚さは、1μm〜3μmに設定されるのが特に好ましい。
本発明の蓄電デバイス用外装材1の厚さは、70μm〜120μmに設定されるのが好ましく、中でも80μm〜110μmに設定されるのが特に好ましい。
本発明の蓄電デバイス用外装材1において、前記耐熱性樹脂フィルム層(基材層)2のさらに外側に(金属箔層4側とは反対側の面に)1ないし複数の他の層が積層されていてもよい。
本発明の蓄電デバイス用外装材1を成形(深絞り成形、張り出し成形等)することにより、成形ケース(電池ケース等)を得ることができる。なお、本発明の蓄電デバイス用外装材1は、成形に供されずにそのまま使用することもできる。
本発明の外装材1を用いて構成された蓄電デバイス20の一実施形態を図2に示す。この蓄電デバイス20は、リチウムイオン2次電池である。
前記電池20は、電解質21と、タブリード22と、成形に供されていない平面状の前記外装材1と、前記外装材1が成形されて得られた収容凹部11bを有する成形ケース11とを備える(図2参照)。前記電解質21および前記タブリード22により蓄電デバイス本体部19が構成されている。
前記成形ケース11の収容凹部11b内に前記電解質21と前記タブリード22の一部が収容され、該成形ケース11の上に前記平面状の外装材1が配置され、該外装材1の周縁部(の内側層3)と前記成形ケース11の封止用周縁部11a(の内側層3)とがヒートシールにより接合されて熱封止部(ヒートシール部)が形成されることによって、前記電池20が構成されている。なお、前記タブリード22の先端部は、外部に導出されている(図2参照)。
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。
<実施例1>
厚さ25μmのアルミニウム箔(金属箔)4の両面に、リン酸、ポリアクリル酸(アクリル系樹脂)、クロム(III)塩化合物、水、アルコールからなる化成処理液を塗布した後、180℃で乾燥を行って、化成皮膜を形成した。この化成皮膜のクロム付着量は片面当たり10mg/m2であった。
次に、前記化成処理済みアルミニウム箔4の一方の面に、2液硬化型のウレタン系接着剤(外側接着剤)5を介して厚さ50μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルム(基材層用フィルム)2をドライラミネートした(貼り合わせた)。この二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムのヤング率は、4.0GPaである。
次に、厚さ30μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(シーラントフィルム層)3の一方の面に2液硬化型のウレタン系接着剤(内側接着剤)6を介して、前記ドライラミネート後のアルミニウム箔4の他方の面を重ね合わせて、ゴムニップロールと、100℃に加熱されたラミネートロールとの間に挟み込んで圧着することによりドライラミネートし、しかる後、50℃で5日間エージングする(加熱する)ことによって、図1に示す構成の総厚さ111μmの蓄電デバイス用外装材1を得た。
<実施例2>
金属箔4として20μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを106μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
参考例1
基材層用フィルム2として、厚さ38μmの二軸延伸PET樹脂フィルムを用い、金属箔4として20μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを94μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
参考例2
基材層用フィルム2として、厚さ38μmの二軸延伸PET樹脂フィルムを用い、金属箔4として厚さ20μmのアルミニウム箔を用い、シーラントフィルム3として厚さ20μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用い、外装材の総厚さを84μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
<実施例5>
基材層用フィルム2として、厚さ30μmの二軸延伸PET樹脂フィルム/厚さ20μmの二軸延伸ナイロンフィルムの共押出積層フィルム(PET樹脂フィルムをより外側に配置)を用い、金属箔4として20μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを109μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
参考例3
基材層用フィルム2として、厚さ20μmの二軸延伸PET樹脂フィルム/厚さ30μmの二軸延伸ナイロンフィルムの共押出積層フィルム(PET樹脂フィルムをより外側に配置)を用い、金属箔4として20μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを109μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
参考例4
基材層用フィルム2として、厚さ40μmの二軸延伸ナイロンフィルムを用い、金属箔4として25μmのアルミニウム箔を用い、シーラントフィルム3として厚さ40μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用い、外装材の総厚さを111μmとした以外は、実施例1と同様にして、図1に示す蓄電デバイス用外装材1を得た。
<比較例1>
基材層用フィルムとして、厚さ25μmの二軸延伸ナイロンフィルムを用い、金属箔として40μmのアルミニウム箔を用い、シーラントフィルムとして厚さ40μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用い、外装材の総厚さを111μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例2>
基材層用フィルムとして、厚さ15μmの二軸延伸ナイロンフィルムを用い、金属箔として35μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを86μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例3>
基材層用フィルムとして、厚さ12μmの二軸延伸PET樹脂フィルムを用い、金属箔として30μmのアルミニウム箔を用い、シーラントフィルムとして厚さ25μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用い、外装材の総厚さを73μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例4>
基材層用フィルムとして、厚さ6μmの二軸延伸PET樹脂フィルムを用い、金属箔として20μmのアルミニウム箔を用い、シーラントフィルムとして厚さ20μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用い、外装材の総厚さを52μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例5>
基材層用フィルムとして、厚さ10μmの二軸延伸PET樹脂フィルム/厚さ40μmの二軸延伸ナイロンフィルムの共押出積層フィルム(PET樹脂フィルムをより外側に配置)を用い、金属箔として20μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを109μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例6>
基材層用フィルムとして、ヤング率が4.8GPaの厚さ50μmの二軸延伸PET樹脂フィルム(実施例1で使用した二軸延伸PET樹脂フィルムとはオリゴマー含有率が異なっており、ヤング率も異なる)を用いた以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<比較例7>
基材層用フィルムとして、厚さ55μmの二軸延伸PET樹脂フィルムを用い、金属箔として15μmのアルミニウム箔を用い、外装材の総厚さを106μmとした以外は、実施例1と同様にして、蓄電デバイス用外装材を得た。
<ヤング率の測定方法>
蓄電デバイス用外装材の製造に使用する積層前の各基材層用フィルムについて、JIS K7127(1999)に準拠して、試料長さ100mm、試料幅15mm、評点間距離50mm、引張速度200mm/分の条件で、試料片(基材層用フィルムの試料片)を引張試験機で引張測定して得られた「応力−ひずみ曲線(SSカーブ)」からヤング率(単位:GPa)を算出した。前記応力−ひずみ曲線における「直線部分の接線の傾き」がヤング率である。引張試験機として島津製作所製の「ストログラフ(AGS−5kNX)」を使用した。前記「ヤング率」の語は、ASTM−D−882で定義されているヤング率と同義である。
なお、実施例5、6及び比較例5では、基材層用フィルムとして積層フィルムが用いられているが、この場合には、積層フィルム状態で上記ヤング率を測定するものとする。
Figure 0006932523

<耐折り曲げ性評価法>
各蓄電デバイス用外装材について下記サイズの試験片をそれぞれ2枚用意し、JIS P8115(2001年)の耐折強さ試験法に準拠して折り曲げ試験を行った。
試験機器:MIT TYPE FOLDING ENDURANCE TESTER(東洋精機製作所社製)
試験片サイズ:10mm幅×150mm長さ
荷重:1.75kg
折り曲げ速度:175往復/分(「折り曲げて元に戻す」を1往復とカウントする)
折り曲げ角度:90°
折り曲げ先端半径:0.5R
折り曲げ回数:750回、1500回
上記の試験条件等で、一方の試験片について750回の折り曲げ試験を行い、もう一方の試験片について1500回の折り曲げ試験を行い、それぞれ試験後の蓄電デバイス用外装材の状態を目視で調べ、下記判定基準に基づいて評価した。
(判定基準)
「◎」…外装材にピンホール、クラック等の欠陥部は、認められなかった。
「○」…曲げ箇所に薄く折れ筋が見られたが、外装材にピンホール、クラック等の欠陥部は、認められなかった。
「△」…次の3つの現象のうち少なくとも1以上の現象が生じた。
・外装材の金属箔層に割れが発生した
・基材層にピンホールが発生した
・シーラント層にピンホールが発生した
「×」…外装材に破断が生じた。
表1から明らかなように、本発明の実施例1〜7の蓄電デバイス用外装材は、薄型の外装材でありながら、耐折り曲げ性に優れていた。
これに対し、本発明の規定範囲を逸脱する比較例1〜7では、耐折り曲げ性に劣っていた。
本発明に係る蓄電デバイス用外装材は、具体例として、例えば、
・リチウム2次電池(リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)等の蓄電デバイス
・リチウムイオンキャパシタ
・電気2重層コンデンサ
・全固体電池
等の各種蓄電デバイスの外装材として用いられる。また、本発明に係る蓄電デバイス用外装材は、厚さが薄い構成であっても耐折り曲げ性等の曲げ耐性に優れているので、薄型電池(カード型電池等)用の外装材として好適である。
また、本発明に係る蓄電デバイスとしては、例えば上記例示した各種蓄電デバイス等が挙げられる。中でも、薄型電池(カード型電池等)として好適である。
1…蓄電デバイス用外装材
2…基材層(外側層)
3…シーラント層(内側層)
4…金属箔層
20…蓄電デバイス

Claims (5)

  1. 耐熱性樹脂フィルムからなる基材層と、内側層としてのシーラント層と、前記基材層と前記シーラント層の間に配置された金属箔層と、を含む蓄電デバイス用外装材において、
    前記基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムは、ヤング率が3.0GPa〜4.0GPaの耐熱性樹脂フィルムであり、
    前記基材層の厚さは、前記金属箔層の厚さの2.0倍〜2.7倍であり、
    前記基材層の厚さは、25μm〜60μmであり、
    前記金属箔層の厚さは、9μm〜25μmであることを特徴とする蓄電デバイス用外装材。
  2. 前記基材層を構成する耐熱性樹脂フィルムは、ポリエステル樹脂フィルムである請求項1に記載の蓄電デバイス用外装材。
  3. 前記蓄電デバイス用外装材の厚さが70μm〜120μmである請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材の成形体からなる蓄電デバイス用外装ケース。
  5. 蓄電デバイス本体部と、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材及び/又は請求項4に記載の蓄電デバイス用外装ケースからなる外装部材とを備え、
    前記蓄電デバイス本体部が、前記外装部材で外装されていることを特徴とする蓄電デバイス。
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