JP7276639B2 - 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、シーラントフィルム、及び蓄電デバイス - Google Patents
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外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、吸水剤を含む吸水層を備える、蓄電デバイス用外装材。
外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、蓄電デバイス用外装材。
本開示の蓄電デバイス用外装材10は、例えば図1に示すように、基材層1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4をこの順に備える積層体から構成されている。蓄電デバイス用外装材10において、基材層1が最外層側になり、熱融着性樹脂層4は最内層になる。蓄電デバイス用外装材10と蓄電デバイス素子を用いて蓄電デバイスを組み立てる際に、蓄電デバイス用外装材10の熱融着性樹脂層4同士を対向させた状態で、周縁部を熱融着させることによって形成された空間に、蓄電デバイス素子が収容される。本開示の蓄電デバイス用外装材10を構成する積層体において、バリア層3を基準とし、バリア層3よりも熱融着性樹脂層4側が内側であり、バリア層3よりも基材層1側が外側である。
[吸水層]
本開示の第1の態様に係る蓄電デバイス用外装材1は、バリア層3よりも内側に吸水層を備える。吸水層は、吸水剤を含む層である。
硫黄系ガス物理吸収剤は、吸収対象の硫黄系ガスを物理的に吸収する作用を有するガス吸収剤である。硫黄系ガス物理吸収剤は、SiO2/Al2O3モル比が1/1~2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
硫黄系ガス化学吸収剤は、吸収対象ガスの硫黄系ガスを化学的に吸収または分解する作用を有するガス吸収剤である。そして、化学的な吸収または分解であることにより、水等の影響を受けにくく、一旦吸収した硫黄系ガス分子は脱離し難く、効率的に吸収を行うことができる。また、分解生成物は、硫黄系ガス物理吸収剤または硫黄系ガス化学吸収剤によって吸収される。硫黄系ガス化学吸収剤は、金属酸化物が担持された無機物、金属が混入されたガラス、金属イオンが混入されたガラスからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。金属酸化物が担持された無機物における金属酸化物は、CuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。また、担持する無機物は、ゼオライトのような無機多孔体が好ましい。金属が混入されたガラスにおける金属、または金属イオンが混入されたガラスにおける金属イオンの金属種は、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含むことが好ましい。
本開示の第2の態様に係る蓄電デバイス用外装材10は、バリア層3よりも内側に硫黄系ガス吸収層を備える。硫黄系ガス吸収層は、硫黄系ガス吸収剤を含む層である。
硫黄系ガス物理吸収剤は、吸収対象の硫黄系ガスを物理的に吸収する作用を有するガス吸収剤である。硫黄系ガス物理吸収剤は、SiO2/Al2O3モル比が1/1~2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト、セピオライトからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。
硫黄系ガス化学吸収剤は、吸収対象ガスの硫黄系ガスを化学的に吸収または分解する作用を有するガス吸収剤である。そして、化学的な吸収または分解であることにより、水等の影響を受けにくく、一旦吸収した硫黄系ガス分子は脱離し難く、効率的に吸収を行うことができる。また、分解生成物は、硫黄系ガス物理吸収剤または硫黄系ガス化学吸収剤によって吸収される。硫黄系ガス化学吸収剤は、金属酸化物が担持された無機物、金属が混入されたガラス、金属イオンが混入されたガラスからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。金属酸化物が担持された無機物における金属酸化物は、CuO、ZnO、AgOからなる群から選ばれる1種または2種以上を含有することが好ましい。また、担持する無機物は、ゼオライトのような無機多孔体が好ましい。金属が混入されたガラスにおける金属、または金属イオンが混入されたガラスにおける金属イオンの金属種は、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al、Niからなる群から選ばれる1種または2種以上を含むことが好ましい。
本開示において、基材層1は、蓄電デバイス用外装材の基材としての機能を発揮させることなどを目的として設けられる層である。基材層1は、蓄電デバイス用外装材の外層側に位置する。
本開示の蓄電デバイス用外装材において、接着剤層2は、基材層1とバリア層3との接着性を高めることを目的として、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
着色層は、基材層1とバリア層3との間に必要に応じて設けられる層である(図示を省略する)。接着剤層2を有する場合には、基材層1と接着剤層2との間、接着剤層2とバリア層3との間に着色層を設けてもよい。また、基材層1の外側に着色層を設けてもよい。着色層を設けることにより、蓄電デバイス用外装材を着色することができる。
蓄電デバイス用外装材において、バリア層3は、少なくとも水分の浸入を抑止する層である。
本開示の第1の態様に係る蓄電デバイス用外装材において、熱融着性樹脂層4は、最内層に該当し、蓄電デバイスの組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して蓄電デバイス素子を密封する機能を発揮する層(シーラント層)である。熱融着性樹脂層4は、シーラントフィルムにより構成することができる。
熱融着性樹脂層4(シーラントフィルム)の製造方法は、熱融着性樹脂層4(シーラントフィルム)が得られれば特に限定されず、公知または慣用の製膜方法、積層方法を適用することができる。熱融着性樹脂層4(シーラントフィルム)の製造は、例えば、押出法または共押出法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレーション法等の、公知の製膜化法および/または積層法により行うことができる。熱融着性樹脂層4(シーラントフィルム)が2層以上で構成されている場合には、例えば、予め作製された各層を構成するフィルムを、接着剤層を介して積層してもよく、予め作製された層上に溶融した樹脂組成物を押出または共押出法によって積層してもよく、複数層を同時に作製しながら溶融圧着によって積層してもよく、または、他の層上に、1種または2種以上の樹脂を、塗布及び乾燥してコーティングしてもよい。
本開示の蓄電デバイス用外装材において、接着層5は、バリア層3(又は耐腐食性皮膜)と熱融着性樹脂層4を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
本開示の蓄電デバイス用外装材は、意匠性、耐電解液性、耐傷性、成形性などの向上の少なくとも1つを目的として、必要に応じて、基材層1の上(基材層1のバリア層3とは反対側)に、表面被覆層6を備えていてもよい。表面被覆層6は、蓄電デバイス用外装材を用いて蓄電デバイスを組み立てた時に、蓄電デバイス用外装材の最外層側に位置する層である。
蓄電デバイス用外装材の製造方法については、本発明の蓄電デバイス用外装材が備える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1、バリア層3、及び熱融着性樹脂層4がこの順となるように積層する工程を備える方法が挙げられる。
本開示の蓄電デバイス用外装材は、正極、負極、電解質等の蓄電デバイス素子を密封して収容するための包装体に使用される。すなわち、本開示の蓄電デバイス用外装材によって形成された包装体中に、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子を収容して、蓄電デバイスとすることができる。
実施例で用いた吸水剤及び硫黄系ガス吸収剤は、下記の通りである。
・酸化カルシウム:吉澤石灰工業(株)社製酸化カルシウム、HAL-J。平均粒子径1~2μm。
・酸化マグネシウム:神島化学工業(株)社製酸化マグネシウム、スターマグPSF-150。平均粒子径0.6μm。
・ゼオライト:水澤化学工業(株)社製ゼオライト、ミズカシーブス5AP。SiO/Al2O3モル比=2/1、平均粒子径5μm。
・酸化アルミニウム:日本軽金属(株)社製酸化アルミニウム、A33F(SA30シリーズ)。平均粒子径2μm。
・酸化銅・酸化亜鉛複合化アルミノケイ酸:(株)シナネンゼオミック社製金属酸化物担持無機多孔体、ダッシュライトCZU。平均粒子径=3~5μm。
表1Aに記載の組成(質量比)となるようにして、加熱溶融したポリブチレンテレフタレート(PBT)と各吸水剤とを均一に混合して、各PBTマスターバッチを調製した。得られたPBTマスターバッチは、「PBT MB1」、「PBT MB2」、「PBT MB3」、及び「PBT MB4」の4種類であり、それぞれ、ペレット形状である。
(実施例1A~15A及び比較例1A)
表2Aに示される熱融着性樹脂層の積層構成となるようにして、押出成形によりシーラントフィルム(合計厚み40μm)を製造した。熱融着性樹脂層において、吸収剤を含む層を吸水層とした。吸水層は、表2Aに記載の配合(質量比)となるようにして、前記で得られた各PBTマスターバッチ(ペレット)とポリブチレンテレフタレート(PBT)とを加熱溶融して均一に混合して押出成形に供して形成した。吸水層以外の層は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)により形成された層であり、吸水層と同時に共に押出成形(共押出成形)により形成した。シーラントフィルム(熱融着性樹脂層)の積層構成において、第1層はバリア層側に配置され、第3層は最内層とし、第2層は第1層と第3層との間に位置する層である。実施例1A~4A、7A~14Aのシーラントフィルムは、第1層、第2層、第3層が順に積層された3層構成であり、実施例1A~4A、7A~11A、14A、15Aでは第2層を吸水層とし、実施例12Aでは第3層を吸水層とし、実施例13Aでは第1層を吸水層とした。また、実施例5Aは第2層及び第3層が積層された2層構成であり、第2層を吸水層とした。実施例6Aは第2層の1層構成であり、第2層を吸水層とした。比較例1Aは、シーラントフィルム(熱融着性樹脂層)に吸収剤を含んでいない。
[製膜適性]
シーラントフィルムの外観を肉眼で観察し、不良の有無を下記評価基準で評価した。結果を表2Aに示す。
A:積層体に皺、ぶつぶつ、剥離がいずれも無かった。
C:積層体に皺、ぶつぶつ、剥離のいずれかが有った。
シーラントフィルムを20×20cmにカットし、相対湿度を80%RH以上、並びに、硫黄系ガス成分として、硫化水素:30ppm、ジメチルスルフィド:50ppmに調整した試験ガス1000mlと、湿度データロガー((株)ティアンドデイ社、TR-72wf)とをガスサンプリングバック(ジーエルサイエンス(株)社製、SMARTBAGPAシリーズ)に入れ、2日25℃、48時間放置後の相対湿度、並びに硫化水素、ジメチルスルフィドの濃度を測定した。硫化水素とジメチルスルフィドの濃度は検知管で測定した。
基材層として、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み25μm又は12μm)の貼り合わせ面側にコロナ処理を施したもの、ナイロンフィルム(厚み25μm)を用意した。また、バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ40μm)を用意した。また、熱融着性樹脂層として、前記の各シーラントフィルムを用いた。次に、2液硬化型ウレタン接着剤(ポリエステルポリオールと脂環式イソシアネート化合物)を用い、ドライラミネート法により、基材層とバリア層とを接着し、基材層/接着剤層/バリア層が順に積層された積層体を作製した。基材層の種類及び厚みについては、表2に記載の通りである。
図9の模式図に示すように、実施例1A~15A及び比較例1Aの外装材をそれぞれ1枚ずつ幅6cm×長さ15cmのサイズにカットした(図9a)。次に、それぞれ1枚の外装材を長さ方向(MD)の中央で2つ折りして重ねて積層体を得た。このとき、外装材の熱融着性樹脂層同士が向かい合うようにした(図9b)。次に、得られた積層体の両面側から、ヒートシールテスター(テスター産業社製:TP-701-A)を用いて、6cm×7mmの領域を下記条件でヒートシールした(図9c)。積層体の端部はヒートシールされていないことから接着しておらず、二股に分かれている状態の引き剥がし強度の試験片を作製した。この試験片を、15mm幅で短冊状に切り(図9d、e)、図10の模式図に示すように、二股に分かれている各端部を引張試験機に装着して下記条件で引き剥がし強度(N/15mm)を測定して、下記合否判定基準で合否判定した。結果を表2Aに示す。120℃で測定するときには、サンプルを設置して恒温槽が120℃になるまで待ち、測定を開始した。
温度:240℃
圧力:1MPa
時間:3秒
(引き剥がし条件)
試験速度:300mm/分
チャック間距離:50mm
荷重レンジ:50N
温度:25℃又は120℃
(合否判定基準)
A:40N/15mm以上であり、特によく、合格
B:30N/15mm以上40N/15mm未満であり、合格
C:30N/15mm未満であり、不合格
外装材を幅15mm×長さ100mmのサイズにカットした。次に、外装材の端部(15mm幅の位置)において、熱融着性樹脂層とバリア層とが治具で掴める程度に剥離させて試験片を作製した。この試験片の熱融着性樹脂層とバリア層を引張試験機の治具で掴み、下記条件で引き剥がし強度(N/15mm)を測定して、下記合否判定基準で合否判定した。結果を表2Aに示す。
試験速度:50mm/分
チャック間距離:50mm
荷重レンジ:20N
温度:25℃又は120℃
(合否判定基準)
A+:10N/15mm以上であり、特によく、合格
A:4N/15mm以上、10N/15mm未満、合格
B:3N/15mm以上、4N/15mm未満、合格
C:3N/15mm未満であり、不合格
得られた外装材を用いて、以下の手順により絶縁性の評価を行った。外装材をそれぞれ2枚ずつ30mm角にカットした。次に、2枚の外装材の熱融着性樹脂層が互いに接するようにして、ステンレス鋼板(厚み3mm、26mm角)を2枚の外装材で挟んだ。次に、一方側の外装材とステンレス鋼板の間に、直径25μmの金属ワイヤーを挿入して積層体を得た。次に、得られた積層体の外装材の両側から、拘束治具を用いて100MPaの圧力を加え、この状態で120℃のオーブンに入れ、6時間保管した。外装材の両側から積層体に均一に圧力がかかるように、拘束治具と外装材との間には、それぞれ、緩衝材を挿入した。6時間後、外装材を観察して、金属ワイヤーが外装材のバリア層に触れているかどうかを確認し、以下の基準で絶縁性を評価した。結果を表2に示す。熱圧試験を実施した後に金属ワイヤーがバリア層に触れているか否かについては、試験後サンプルを厚み方向にミクロトーム(大和光機工業製:REM-710リトラトーム)を用いて裁断し、得られた断面をレーザー顕微鏡(キーエンス製:VK-9700)で観察した。
A:外装材のバリア層と金属ワイヤーとが触れていない。
C:外装材のバリア層と金属ワイヤーとが触れている。
*2 実施例10A及び実施例11Aには、吸水層とは異なる層に硫黄系ガス吸収剤を配合している。実施例10Aでは第1層に硫黄系ガス吸収剤を配合しており、実施例11Aでは第3層に硫黄系ガス吸収剤を配合している。
*3 硫黄系ガス吸収性の評価は、実施例10A,11Aに対してのみ行った。
・硫黄系ガス化学吸収剤1:(株)シナネンゼオミック社製金属酸化物担持無機多孔体、ダッシュライトCZU。酸化銅・酸化亜鉛複合化アルミノケイ酸。平均粒子径=3~5μm。
・硫黄系ガス化学吸収剤2:(株)シナネンゼオミック社製金属酸化物担持無機多孔体、ダッシュライトZU。酸化亜鉛複合化アルミノケイ酸。平均粒子径=3~5μm。
・硫黄系ガス化学吸収剤3:石塚硝子(株)社製銅混錬硝子、デオグラ。平均粒子径=3~4μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤1:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、ミズカシーブスEX-122。SiO2/Al2O3モル比=32/1、平均粒子径=2.5~5.5μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤2:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、シルトンMT100。SiO2/Al2O3モル比=100/1、平均粒子径=3~4.5μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤3:水澤化学工業(株)社製疎水性ゼオライト、シルトンMT400。SiO2/Al2O3モル比=400/1、平均粒子径=5~7μm。
・硫黄系ガス物理吸収剤4:水澤化学工業(株)社製活性化ベントナイト、ベンクレイMK-101。平均粒子径=4.5μm、pH=10.4。
・硫黄系ガス物理吸収剤5:水澤化学工業(株)社製セピオライト、エードプラスFJ。平均粒子径=5.8μm、pH=9.3。
表1Bに記載の組成(質量比)となるようにして、加熱溶融したポリブチレンテレフタレート(PBT)と各硫黄系ガス吸収剤とを均一に混合して、各PBTマスターバッチを調製した。得られたPBTマスターバッチは、「PBT MB1」、「PBT MB2」、「PBT MB3」、「PBT MB4」、「PBT MB5」、「PBT MB6」、「PBT MB7」、及び「PBT MB8」の8種類であり、それぞれ、ペレット形状である。
(実施例1B~12B及び比較例1B)
表2Bに示される熱融着性樹脂層の積層構成となるようにして、押出成形によりシーラントフィルム(合計厚み40μm)を製造した。熱融着性樹脂層において、硫黄系ガス吸収剤を含む層を硫黄系ガス吸収層とした。硫黄系ガス吸収層は、表2Bに記載の配合(質量比)となるようにして、前記で得られた各PBTマスターバッチ(ペレット)とポリブチレンテレフタレート(PBT)とを加熱溶融して均一に混合して押出成形に供して形成した。硫黄系ガス吸収層以外の層は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)により形成された層であり、硫黄系ガス吸収層と同時に共に押出成形(共押出成形)により形成した。シーラントフィルム(熱融着性樹脂層)の積層構成において、第1層はバリア層側に配置され、第3層は最内層とし、第2層は第1層と第3層との間に位置する層である。実施例1B~8B、11B、12Bのシーラントフィルムは、第1層、第2層、第3層が順に積層された3層構成であり、実施例1B~8B、11B、12Bでは第2層を硫黄ガス吸収層とした。また、実施例9Bは第2層及び第3層が積層された2層構成であり、第2層を硫黄ガス吸収層とした。実施例10Bは第2層の1層構成であり、第2層を硫黄ガス吸収層とした。比較例1Bは、シーラントフィルム(熱融着性樹脂層)に吸収剤を含んでいない。
[製膜適性]
シーラントフィルムの外観を肉眼で観察し、不良の有無を下記評価基準で評価した。結果を表2Bに示す。
A:積層体に皺、ぶつぶつ、剥離がいずれも無かった。
C:積層体に皺、ぶつぶつ、剥離のいずれかが有った。
シーラントフィルムを20×20cmにカットし、相対湿度を80%RH以上、並びに、硫黄系ガス成分として、硫化水素:30ppm、ジメチルスルフィド:50ppmに調整した試験ガス1000mlと、湿度データロガー((株)ティアンドデイ社、TR-72wf)とをガスサンプリングバック(ジーエルサイエンス(株)社製、SMARTBAGPAシリーズ)に入れ、2日25℃、48時間放置後の相対湿度、並びに硫化水素、ジメチルスルフィドの濃度を測定した。硫化水素とジメチルスルフィドの濃度は検知管で測定した。
実施例1B~11B及び比較例1Bでは、基材層として、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み25μm)の貼り合わせ面側にコロナ処理を施したものを用いた。また、実施例12Bでは、基材層として、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み12μm)とナイロンフィルム(厚み15μm)を2液硬化型ウレタン樹脂(硬化後の厚みが3μm)で積層した積層フィルムを用いた。なお、当該積層フィルムにおいて、ナイロンフィルム側がバリア層側になるようにして用いた。バリア層として、アルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021H-O、厚さ40μm)を用意した。また、熱融着性樹脂層として、前記の各シーラントフィルムを用いた。次に、2液硬化型ウレタン接着剤(ポリエステルポリオールと脂環式イソシアネート化合物)を用い、ドライラミネート法により、基材層とバリア層とを接着し、基材層/接着剤層/バリア層が順に積層された積層体を作製した。基材層の種類及び厚みについては、表2Bに記載の通りである。
図9の模式図に示すように、実施例1B~12B及び比較例1Bの外装材をそれぞれ1枚ずつ幅6cm×長さ15cmのサイズにカットした(図9a)。次に、それぞれ1枚の外装材を長さ方向(MD)の中央で2つ折りして重ねて積層体を得た。このとき、外装材の熱融着性樹脂層同士が向かい合うようにした(図9b)。次に、得られた積層体の両面側から、ヒートシールテスター(テスター産業社製:TP-701-A)を用いて、6cm×7mmの領域を下記条件でヒートシールした(図9c)。積層体の端部はヒートシールされていないことから接着しておらず、二股に分かれている状態の引き剥がし強度の試験片を作製した。この試験片を、15mm幅で短冊状に切り(図9d、e)、図10の模式図に示すように、二股に分かれている各端部を引張試験機に装着して下記条件で引き剥がし強度(N/15mm)を測定して、下記合否判定基準で合否判定した。結果を表2Bに示す。120℃で測定するときには、サンプルを設置して恒温槽が120℃になるまで待ち、測定を開始した。
温度:240℃
圧力:1MPa
時間:3秒
(引き剥がし条件)
試験速度:300mm/分
チャック間距離:50mm
荷重レンジ:50N
温度:25℃又は120℃
120℃で測定するときは、サンプルを設置後、恒温槽が120℃になるまで待ち、測定を開始した。
(合否判定基準)
A:40N/15mm以上であり、合格
B:30N/15mm以上で40N/15mm未満であり、合格
C:30N/15mm未満であり、不合格
外装材を幅15mm×長さ100mmのサイズにカットした。次に、外装材の端部(15mm幅の位置)において、熱融着性樹脂層とバリア層とが治具で掴める程度に剥離させて試験片を作製した。この試験片の熱融着性樹脂層とバリア層を引張試験機の治具で掴み、下記条件で引き剥がし強度(N/15mm)を測定して、下記合否判定基準で合否判定した。結果を表2Bに示す。
試験速度:50mm/分
チャック間距離:50mm
荷重レンジ:20N
温度:25℃又は120℃
120℃で測定するときは、サンプルを設置後、恒温槽が120℃になるまで待ち、測定を開始した。
(合否判定基準)
A+:10N/15mm以上であり、特によく、合格
A:4N/15mm以上、10N/15mm未満、合格
B:3N/15mm以上4N/15mm未満、合格
C:3N/15mm未満であり、不合格
得られた外装材を用いて、以下の手順により絶縁性の評価を行った。外装材をそれぞれ2枚ずつ30mm角にカットした。次に、2枚の外装材の熱融着性樹脂層が互いに接するようにして、ステンレス鋼板(厚み3mm、26mm角)を2枚の外装材で挟んだ。次に、一方側の外装材とステンレス鋼板の間に、直径25μmの金属ワイヤーを挿入して積層体を得た。次に、得られた積層体の外装材の両側から、拘束治具を用いて100MPaの圧力を加え、この状態で120℃のオーブンに入れ、6時間保管した。外装材の両側から積層体に均一に圧力がかかるように、拘束治具と外装材との間には、それぞれ、緩衝材を挿入した。6時間後、外装材を観察して、金属ワイヤーが外装材のバリア層に触れているかどうかを確認し、以下の基準で絶縁性を評価した。結果を表2に示す。熱圧試験を実施した後に金属ワイヤーがバリア層に触れているか否かについては、試験後サンプルを厚み方向にミクロトーム(大和光機工業製:REM-710リトラトーム)を用いて裁断し、得られた断面をレーザー顕微鏡(キーエンス製:VK-9700)で観察した。
A:外装材のバリア層と金属ワイヤーとが触れていない。
C:外装材のバリア層と金属ワイヤーとが触れている。
*2 実施例12Bの基材層としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み12μm)とナイロンフィルム(厚み15μm)を2液硬化型ウレタン樹脂(硬化後の厚みが3μm)で積層した積層フィルムを用いた。
項1A. 外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、吸水剤を含む吸水層を備える、蓄電デバイス用外装材。
項2A. 前記熱融着性樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、前記吸収剤の含有量が、0.1質量部以上である、項1Aに記載の蓄電デバイス用外装材。
項3A. 前記吸水剤は、無機系吸水剤である、項1Aまたは2Aに記載の蓄電デバイス用外装材。
項4A. 前記吸水剤は、酸化カルシウム、無水硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウム、ゼオライト、酸化アルミニウム、シリカゲル、アルミナゲル、及び焼ミョウバンからなる群より選択される少なくとも1種である、項1A~3Aのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項5A. 前記吸水層は、樹脂100質量部に対して、前記吸収剤を0.5質量以上含む、項1A~4Aのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項6A. 前記熱融着性樹脂層が2層以上により構成されており、
前記熱融着性樹脂層が前記吸水層を含んでいる、項1A~5Aのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項7A. 前記熱融着性樹脂層の前記2層以上の層のうち、少なくとも1層が前記吸水層であり、少なくとも1層が硫黄系ガス吸収剤を含む、項6Aに記載の蓄電デバイス用外装材。
項8A. 蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層に用いられるシーラントフィルムであって、
前記シーラントフィルムは、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
前記シーラントフィルムは、吸水剤を含む吸水層を備える、シーラントフィルム。
項9A. 外側から順に、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とが積層された積層体を得る工程を備えており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、吸水剤を含む吸水層を備える、蓄電デバイス用外装材の製造方法。
項10A. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子が、項1A~7Aのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に収容されている、蓄電デバイス。
項1B. 外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、蓄電デバイス用外装材。
項2B. 前記熱融着性樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、前記硫黄系ガス吸収剤の含有量が、0.1質量部以上である、項1Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項3B. 前記硫黄系ガス吸収剤は、最大粒子径が20μm以下であり、数平均粒子径が0.1μm以上、15μm以下である、項1Bまたは2Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項4B. 前記硫黄系ガス吸収剤は、硫黄系ガス化学吸収剤及び硫黄系ガス物理吸収剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む、項1B~3Bのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項5B. 前記硫黄系ガス物理吸収剤が、SiO2/Al2O3モル比が1/1~2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト及びセピオライトからなる群より選択される少なくとも1種を含む、項4Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項6B. 前記硫黄系ガス化学吸収剤が、金属酸化物であるか、金属もしくは金属イオンが担持または混入された無機物である、項4Bまたは5Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項7B. 前記金属酸化物が、CuO、ZnO及びAgOからなる群より選択される少なくとも1種を含む、項6Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項8B. 前記の金属もしくは金属イオンが担持または混入された無機物における金属種が、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al及びNiからなる群より選択される少なくとも1種である、項6Bまたは7Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項9B. 前記熱融着性樹脂層が2層以上により構成されており、
前記熱融着性樹脂層が前記硫黄系ガス吸収層を含んでいる、項1B~8Bのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項10B. 前記熱融着性樹脂層の前記2層以上の層のうち、少なくとも1層が硫黄系ガス吸収層であり、少なくとも1層が吸水剤を含む、項9Bに記載の蓄電デバイス用外装材。
項11B. 前記硫黄系ガス吸収層は、樹脂100質量部に対して、前記吸収剤を5質量以上含む、項1B~10Bのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材。
項12B. 蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層に用いられるシーラントフィルムであって、
前記シーラントフィルムは、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
前記シーラントフィルムは、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、シーラントフィルム。
項13B. 外側から順に、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とが積層された積層体を得る工程を備えており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、蓄電デバイス用外装材の製造方法。
項14B. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子が、項1B~11Bのいずれか1項に記載の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に収容されている、蓄電デバイス。
2 接着剤層
3 バリア層
4 熱融着性樹脂層
5 接着層
6 表面被覆層
10 蓄電デバイス用外装材
20 蓄電デバイス
21 金属端子
22 金属端子用接着性フィルム
23 蓄電デバイス素子
41 第1層
42 第2層
43 第3層
Claims (23)
- 外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、吸水剤を含む吸水層を備える、蓄電デバイス用外装材。 - 前記熱融着性樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、前記吸収剤の含有量が、0.1質量部以上である、請求項1に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記吸水剤は、無機系吸水剤である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記吸水剤は、酸化カルシウム、無水硫酸マグネシウム、酸化マグネシウム、塩化カルシウム、ゼオライト、酸化アルミニウム、シリカゲル、アルミナゲル、及び焼ミョウバンからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記吸水層は、樹脂100質量部に対して、前記吸収剤を0.5質量以上含む、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記熱融着性樹脂層が2層以上により構成されており、
前記熱融着性樹脂層が前記吸水層を含んでいる、請求項1または2に記載の蓄電デバイス用外装材。 - 前記熱融着性樹脂層の前記2層以上の層のうち、少なくとも1層が前記吸水層であり、少なくとも1層が硫黄系ガス吸収剤を含む、請求項6に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層に用いられるシーラントフィルムであって、
前記シーラントフィルムは、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
前記シーラントフィルムは、吸水剤を含む吸水層を備える、シーラントフィルム。 - 外側から順に、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とが積層された積層体を得る工程を備えており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、吸水剤を含む吸水層を備える、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 - 外側から順に、少なくとも、基材層、バリア層、及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、蓄電デバイス用外装材。 - 前記熱融着性樹脂層に含まれる樹脂100質量部に対して、前記硫黄系ガス吸収剤の含有量が、0.1質量部以上である、請求項10に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記硫黄系ガス吸収剤は、最大粒子径が20μm以下であり、数平均粒子径が0.1μm以上、15μm以下である、請求項10または11に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記硫黄系ガス吸収剤は、硫黄系ガス化学吸収剤及び硫黄系ガス物理吸収剤からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項10または11に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記硫黄系ガス物理吸収剤が、SiO2/Al2O3モル比が1/1~2000/1の疎水性ゼオライト、ベントナイト及びセピオライトからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項12に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記硫黄系ガス化学吸収剤が、金属酸化物であるか、金属もしくは金属イオンが担持または混入された無機物である、請求項12に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記金属酸化物が、CuO、ZnO及びAgOからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項14に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記の金属もしくは金属イオンが担持または混入された無機物における金属種が、Ca、Mg、Na、Cu、Zn、Ag、Pt、Au、Fe、Al及びNiからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項14に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記熱融着性樹脂層が2層以上により構成されており、
前記熱融着性樹脂層が前記硫黄系ガス吸収層を含んでいる、請求項10または11に記載の蓄電デバイス用外装材。 - 前記熱融着性樹脂層の前記2層以上の層のうち、少なくとも1層が硫黄系ガス吸収層であり、少なくとも1層が吸水剤を含む、請求項18に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 前記硫黄系ガス吸収層は、樹脂100質量部に対して、前記吸収剤を5質量以上含む、請求項10または11に記載の蓄電デバイス用外装材。
- 蓄電デバイス用外装材の熱融着性樹脂層に用いられるシーラントフィルムであって、
前記シーラントフィルムは、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成されており、
前記シーラントフィルムは、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、シーラントフィルム。 - 外側から順に、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とが積層された積層体を得る工程を備えており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリブチレンテレフタレートフィルムにより形成され、
前記バリア層よりも内側に、硫黄系ガス吸収剤を含む硫黄系ガス吸収層を備える、蓄電デバイス用外装材の製造方法。 - 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子が、請求項1~7,10または11に記載の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に収容されている、蓄電デバイス。
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