JP7279709B2 - 仮封止フィルム、電池調整方法、及び缶電池の製造方法 - Google Patents
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Description
項1. 缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように貼付され、その後に剥離される用途に供される仮封止フィルムであって、
前記仮封止フィルムは、表面層を備えており、
前記表面層は、ポリオレフィンを含んでいる、仮封止フィルム。
項2. 前記表面層を赤外分光法で分析すると、無水マレイン酸に由来するピークが検出される、項1に記載の仮封止フィルム。
項3. 前記表面層は、エラストマーをさらに含んでいる、項1または2に記載の仮封止フィルム。
項4. 前記表面層を構成している樹脂は、ポリオレフィン骨格を有している、項1~3のいずれかに記載の仮封止フィルム。
項5. 前記ポリオレフィンが、酸変性ポリオレフィン及び極低密度ポリエチレンの少なくとも一方を含んでいる、項1~4のいずれかに記載の仮封止フィルム。
項6. 前記仮封止フィルムは、さらに基材層を備えている、項1~5のいずれかに記載の仮封止フィルム。
項7. 前記基材層が、金属箔により構成されている、項6に記載の仮封止フィルム。
項8. 前記表面層が酸変性ポリエチレン樹脂層であり、前記基材層が、酸変性ポリプロピレン樹脂層、ポリエチレンナフタレート樹脂層、及び酸変性ポリプロピレン樹脂層がこの順に積層された積層体により構成されている、項6に記載の仮封止フィルム。
項9. 前記表面層が酸変性ポリプロピレン樹脂層であり、前記基材層が、前記表面層側から順にアルミニウム合金箔及びポリエチレンテレフタレート樹脂層が積層された積層体により構成されている、項6に記載の仮封止フィルム。
項10. 加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように貼付される、項1~9のいずれかに記載の仮封止フィルム。
項11. 前記表面層は、加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように、前記外装体に対して剥離可能に貼付することができる、項1~10のいずれかに記載の仮封止フィルム。
項12. 缶電池の製造において、前記缶電池の電解液注入口から電解液を注入した後、電池調整を行う方法であって、
少なくとも、以下の工程(A)、(B)、及び(C)を備える、電池調整方法。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層を備えている仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
項13. 缶電池の製造方法であって、少なくとも、以下の工程(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)を備える、缶電池の製造方法。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層を備えている仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
工程(D):前記仮封止フィルムを剥離する。
工程(E):前記電解液注入口を本封止する。
項14. 前記工程(B)において、加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する、項13に記載の缶電池の製造方法。
項15. 前記工程(C)の後、前記電解液注入口から、前記仮封止フィルムを剥離する工程をさらに備える、項13または14に記載の缶電池の製造方法。
項16. 缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液を注入した後、電池調整を行う方法であって、
少なくとも、以下の工程(A)、(B)、及び(C)を備える、電池調整方法。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層を備えている仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
項17. 缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように、項1~11のいずれかに記載の仮封止フィルムで仮封止され、前記電解液注入口に前記仮封止フィルムを備えた、缶電池。
項18.ポリオレフィンを含んでいる表面層を備えており、
前記表面層は、加熱及び加圧の少なくとも一方により、電解液注入口を覆うように、缶電池の外装体に対して剥離可能に貼付することができる、仮封止フィルム。
本発明の仮封止フィルムは、缶電池の製造において、缶電池の外装体20aに設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、電解液注入口を覆うように貼付されることで缶電池を仮封止し、電池調整後に、電解液注入口から剥離されるものである。本発明の仮封止フィルムが電解液注入口の開口部21を覆うようにして電解液注入口の周囲22に貼付されることで、電解液注入口が仮封止される。本発明の仮封止フィルムによって電解液注入口を仮封止する際には、表面層2が電解液注入口の周囲に直接接触するように貼付される。
初期密着強度の測定方法においては、まず、仮封止フィルムを裁断して、幅15mm、長さ50mmの短冊形状の試験片を作製する。次に、温度200℃、圧力1MPa、1秒間の条件で、試験片(基材層と表面層とを有する場合には、表面層側)を、アルミニウム板(材質はA3003、厚みは1.5mm、幅は25mm、長さは70mm)に貼付する(アルミニウム板に接着させる部分は、試験片の長さ7mm、幅15mmの部分である)。次に、試験片のアルミニウム板と接着されていない端部と、アルミニウム板とを、引張試験機(例えば、株式会社エー・アンド・デイの、テンシロン万能試験機RTG-1210)を用い、チャック間距離50mm、引張速度300mm/分、引張り角度180°で引張り、試験片とアルミニウム板との剥離時の荷重を測定することにより初期密着強度を測定する。なお、サンプルが小さい等の事情により、上記の試験片の形状を用意できないときは、測定が可能なサイズで測定し、15mm幅に換算して初期密着強度を算出する。
高温保管後の密着強度の測定方法においては、まず、仮封止フィルムを裁断して、幅15mm、長さ50mmの短冊形状の試験片を作製する。次に、温度200℃、圧力1MPa、1秒間の条件で、試験片(基材層と表面層とを有する場合には、表面層側)を、アルミニウム板(材質はA3003、厚みは1.5mm、幅は25mm、長さは70mm)に貼付する(アルミニウム板に接着させる部分は、試験片の長さ7mm、幅15mmの部分である)。次に、温度80℃の環境で12時間保管する。次に、試験片のアルミニウム板と接着されていない端部と、アルミニウム板とを、引張試験機(例えば、株式会社エー・アンド・デイの、テンシロン万能試験機RTG-1210)を用い、チャック間距離50mm、引張速度300mm/分、引張り角度180°で引張り、試験片とアルミニウム板との剥離時の荷重を測定することにより高温保管後の密着強度を測定する。なお、サンプルが小さい等の事情により、上記の試験片の形状を用意できないときは、測定が可能なサイズで測定し、15mm幅に換算して密着強度を算出する。
本発明の電池調整方法は、缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液を注入した後に、前記「1.仮封止フィルム」の欄で説明した本発明の仮封止フィルムを用いて電解液注入口を覆うようにして仮封止することを特徴とする。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層2を備える仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの表面層2を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
本発明の缶電池の製造方法は、缶電池の外装体20aに設けられた電解液注入口から電解液を注入した後に、前記「1.仮封止フィルム」の欄で説明した本発明の仮封止フィルムを用いて電解液注入口を覆うようにして仮封止することを特徴とする。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層2を備える仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの表面層2を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
工程(D):前記仮封止フィルムを剥離する。
工程(E):前記電解液注入口を本封止する。
実施例1
オレフィン系エラストマー(添加量10質量%)が添加された酸変性ポリエチレン樹脂をフィルム状に押出成形して、仮封止フィルム(厚さ40μm)を得た。
極低密度ポリエチレンをフィルム状に押出成形して、仮封止フィルム(厚さ50μm)を得た。
両面に化成処理を施したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、オレフィン系エラストマーが添加(添加量10質量%)された酸変性ポリエチレン樹脂を溶融押出して、アルミニウム合金箔(基材層、厚さ35μm)/オレフィン系エラストマーが添加された酸変性ポリエチレン樹脂層(表面層、厚さ40μm)から構成される仮封止フィルムを得た。なお、アルミニウム合金箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥重量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム合金箔の両面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件で焼付けすることにより行った。
両面に前記の耐腐食性皮膜を形成したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、極低密度ポリエチレンを溶融押出して、アルミニウム合金箔(基材層、厚さ40μm)/極低密度ポリエチレン(表面層、厚さ50μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
酸変性ポリプロピレン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、及び酸変性ポリプロピレン樹脂が順に積層された基材層の一方の面に、実施例1で使用した酸変性ポリエチレン樹脂を溶融押出し、酸変性ポリプロピレン樹脂層(基材層、30μm)/ポリエチレンナフタレート(基材層、12μm)樹脂層/酸変性ポリプロピレン(基材層、30μm)樹脂層/酸変性ポリエチレン樹脂層(表面層、厚さ33μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
両面に前記の耐腐食性皮膜を形成したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、オレフィン系エラストマーが添加(添加量10質量%)された酸変性ポリプロピレン樹脂を溶融押出し、他方面にポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ12μm)を、接着剤(硬化後の厚さ3μm、主剤としてのポリエステルポリオール:硬化剤としての芳香族イソシアネート化合物:溶剤としての酢酸エチルを質量比15:3:13で混合したもの)を介して積層して、オレフィン系エラストマーが添加された酸変性ポリプロピレン樹脂層(表面層、厚さ30μm)/アルミニウム合金箔(基材層、厚さ35μm)/接着剤(基材層、厚さ3μm)/ポリエチレンテレフタレート(基材層、厚さ12μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
両面に前記の耐腐食性皮膜を形成したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、微粘着性のアクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂を溶融押出して、アルミニウム合金箔(基材層、厚さ40μm)/アクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂(表面層、厚さ5μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
両面に前記の耐腐食性皮膜を形成したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、高粘着性のアクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂を溶融押出して、アルミニウム合金箔(基材層、厚さ40μm)/アクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂(表面層、厚さ5μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
両面に前記の耐腐食性皮膜を形成したアルミニウム合金箔(JIS H4160:1994 A8021HO)の一方の面に、粘着性のアクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂とイソシアネート系硬化剤との混合樹脂を塗工して、アルミニウム合金箔(基材層、厚さ40μm)/アクリル酸-酢酸ビニル共重合体樹脂の硬化物(表面層、厚さ5μm)から構成される仮封止フィルムを得た。
上記各仮封止フィルムについて、以下の条件によって、初期密着強度を測定した。測定結果を表1に示す。初期密着強度の測定方法においては、まず、各仮封止フィルムを裁断して、幅15mm、長さ50mmの短冊形状の試験片を作製した。次に、温度200℃、圧力1MPa、1秒間の条件で、試験片(基材層と表面層とを有する場合には、表面層側)を、アルミニウム板(材質はA3003、厚みは1.5mm、幅は25mm、長さは70mm)に貼付した(アルミニウム板に接着させる部分は、試験片の長さ7mm、幅15mmの部分である)。次に、試験片のアルミニウム板と接着されていない端部と、アルミニウム板とを、引張試験機(株式会社エー・アンド・デイの、テンシロン万能試験機RTG-1210)を用い、チャック間距離50mm、引張速度300mm/分、引張り角度180°で引張り、試験片とアルミニウム板との剥離時の荷重を測定することにより初期密着強度を測定した。なお、初期密着強度は、3回測定した平均値とした。
上記各仮封止フィルムについて、以下の条件によって、高温保管後の密着強度を測定した。測定結果を表1に示す。高温保管後の密着強度の測定方法においては、まず、各仮封止フィルムを裁断して、幅15mm、長さ50mmの短冊形状の試験片を作製した。次に、温度200℃、圧力1MPa、1秒間の条件で、試験片(基材層と表面層とを有する場合には、表面層側)を、アルミニウム板(材質はA3003、厚みは1.5mm、幅は25mm、長さは70mm)に貼付した(アルミニウム板に接着させる部分は、試験片の長さ7mm、幅15mmの部分である)。次に、温度80℃の環境で12時間保管した。次に、試験片のアルミニウム板と接着されていない端部と、アルミニウム板とを、引張試験機(株式会社エー・アンド・デイの、テンシロン万能試験機RTG-1210)を用い、チャック間距離50mm、引張速度300mm/分、引張り角度180°で引張り、試験片とアルミニウム板との剥離時の荷重を測定することにより高温保管後の密着強度を測定した。なお、密着強度は、3回測定した平均値とした。
前記の高温保管後の密着強度の測定の後、仮封止フィルムがアルミニウム板の表面に残存しているかについて、以下の観点から剥離性を評価した。結果を表1に示す。
A:仮封止フィルムがアルミニウム板に残存しておらず、剥離性に優れている
C:仮封止フィルムの一部がアルミニウム板に残存しており、剥離性に劣っている
上記各仮封止フィルムを、それぞれ、電解液(1M LiPF6の溶液(エチレンカーボネート:ジメチルカーボネート:ジエチルカーボネート=1:1:1、体積比)に浸漬し、60℃で7時間保管した。次に取り出した仮封止フィルムを目視で確認し、以下の基準により評価した。結果を表1に示す。
A:仮封止フィルムが変色しておらず、かつ、溶解していない。仮封止フィルムが表面層と基材層を有する場合には、さらに、表面層と基材層とが剥がれていない。仮封止フィルムとして、十分、実用可能なレベル。
B:仮封止フィルムが変色しているが、仮封止フィルムが溶解していない。仮封止フィルムが表面層と基材層を有する場合には、さらに、表面層と基材層とが剥がれていない。仮封止フィルムとして、実用可能なレベル。
C:仮封止フィルムが溶解している。仮封止フィルムが表面層と基材層を有する場合には、表面層が溶解しているか、表面層と基材層とが剥がれている。仮封止フィルムとして、使用できないレベル。
10 仮封止フィルム
11 第1の基材層
12 第2の基材層
13 第3の基材層
2 表面層
20 缶電池
20a 外装体
21 電解液注入口(開口部)
22 電解液注入口の周囲(開口部の周囲)
t 段差
Wa 電解液注入口の開口の直径
Wb 電解液注入口の開口の端部から、電解液注入口の周囲の端部までの距離
Claims (14)
- 缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように貼付され、その後に剥離される用途に供される仮封止フィルムであって、
前記仮封止フィルムは、表面層を備えており、
前記表面層は、ポリオレフィンを含んでいる、仮封止フィルム。 - 前記表面層を赤外分光法で分析すると、無水マレイン酸に由来するピークが検出される、請求項1に記載の仮封止フィルム。
- 前記表面層は、エラストマーをさらに含んでいる、請求項1または2に記載の仮封止フィルム。
- 前記表面層を構成している樹脂は、ポリオレフィン骨格を有している、請求項1~3のいずれかに記載の仮封止フィルム。
- 前記ポリオレフィンが、酸変性ポリオレフィン及び極低密度ポリエチレンの少なくとも一方を含んでいる、請求項1~4のいずれかに記載の仮封止フィルム。
- 前記仮封止フィルムは、さらに基材層を備えている、請求項1~5のいずれかに記載の仮封止フィルム。
- 前記基材層が、金属箔を含んでいる、請求項6に記載の仮封止フィルム。
- 前記表面層が酸変性ポリエチレン樹脂層であり、前記基材層が、酸変性ポリプロピレン樹脂層、ポリエチレンナフタレート樹脂層、及び酸変性ポリプロピレン樹脂層がこの順に積層された積層体により構成されている、請求項6に記載の仮封止フィルム。
- 前記表面層が酸変性ポリプロピレン樹脂層であり、前記基材層が、前記表面層側から順にアルミニウム合金箔及びポリエチレンテレフタレート樹脂層が積層された積層体により構成されている、請求項6に記載の仮封止フィルム。
- 加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように貼付される、請求項1~9のいずれかに記載の仮封止フィルム。
- 前記表面層は、加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように、前記外装体に対して剥離可能に貼付することができる、請求項1~10のいずれかに記載の仮封止フィルム。
- 缶電池の製造方法であって、少なくとも、以下の工程(A)、(B)、(C)、(D)、及び(E)を備える、缶電池の製造方法。
工程(A):ポリオレフィンを含んでいる表面層を備えている仮封止フィルムを用意する。
工程(B):缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する。
工程(C):前記電解液注入口を前記仮封止フィルムで仮封止した状態で電池調整を行う。
工程(D):前記仮封止フィルムを剥離する。
工程(E):前記電解液注入口を本封止する。 - 前記工程(B)において、加熱及び加圧の少なくとも一方により、前記電解液注入口を覆うように前記仮封止フィルムの前記表面層を貼付して前記電解液注入口を仮封止する、請求項12に記載の缶電池の製造方法。
- 缶電池の製造において、前記缶電池の外装体に設けられた電解液注入口から電解液が注入された後、前記電解液注入口を覆うように、請求項1~11のいずれかに記載の仮封止フィルムで仮封止され、前記電解液注入口に前記仮封止フィルムを備えた、缶電池。
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