KR102351860B1 - 축전 디바이스용 외장재 및 축전 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재(1)는, 외측층으로서의 내열성 수지층(2)과, 내측층으로서의 열가소성 수지층(3)과, 이들 양 층 사이에 배설된 금속박층(4)을 포함하는 구성으로 하고, 상기 금속박으로서, 외측층(2)측의 면(4a)의 중심선 평균거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚인 금속박을 사용한다. 본 구성으로 함으로써, 깊은 성형을 행하여도 우수한 성형성을 확보할 수 있는 축전 디바이스용 외장재를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은, 스마트 폰, 태블릿 등의 휴대 기기에 사용되는 전지나 콘덴서, 하이브리드 자동차, 전기 자동차, 풍력 발전, 태양광 발전, 야간 전기의 축전용으로 사용되는 전지나 콘덴서 등의 축전 디바이스용의 외장재 및 그 외장재로 외장된 축전 디바이스에 관한 것이다.
또한, 본원의 특허청구의 범위 및 명세서에서, 「중심선 평균 거칠기」의 단어는, JIS B0601-2001에 준거하여 측정된 중심선 평균 거칠기(Ra)를 의미한다.
근래, 스마트 폰, 태블릿 단말 등의 모바일 전기 기기의 박형화, 경량화에 수반하여, 이들에 탑재되는 리튬 이온 2차 전지, 리튬 폴리머 2차 전지, 리튬 이온 커패시터, 전기 2중층 콘덴서 등의 축전 디바이스의 외장재로서는, 종래의 금속 캔에 대신하여, 내열성 수지층/접착제층/금속박층/접착제층/열가소성 수지층으로 이루어지는 적층체가 사용되어 있다(특허 문헌 1 참조). 통상, 상기 적층체에 대해 장출(張出) 성형이나 디프드로잉(深絞) 성형이 행하여짐에 의해, 개략 직방체형상 등의 입체형상으로 성형된다. 또한, 전기 자동차 등의 전원, 축전 용도의 대형 전원, 커패시터 등도 상기 구성의 적층체(외장재)로 외장되는 것도 증가하여 오고 있다.
모바일 기기용의 전지 등에서는, 전지 용량을 더욱 증대시킬 것이 요구되고 있는데, 전지 용량 증대를 위해서는 내용물의 체적을 더욱 증가시킬 필요가 있다. 전지의 내용물의 체적을 증가시키는 경우에는, 외장재를 입체형상으로 성형할 때에 깊은 성형을 행한 필요가 있는데, 이와 같은 깊은 성형을 행하여도 성형품의 코너부 등에 핀 홀이나 갈라짐이 생기지 않는 양호한 성형성을 확보할 수 있을 것이 요구된다.
또한, 전기 자동차용 전지 등에서는, 긴 수명일 것이 요구되고 있고, 따라서 그 외장재로서도 긴 수명일 것이 요구되고 있다. 전지용 외장재에서는, 내용물인 전해액 등의 영향에 의해, 금속박층과 열가소성 수지층(내측층)과의 밀착 강도가 경시적으로 저하된 것이 알려져 있는데, 이 밀착 강도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있을 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 이러한 기술적 배경을 감안하여 이루어진 것으로, 깊은 성형을 행하여도 우수한 성형성을 확보할 수 있는 축전 디바이스용 외장재를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.
또한, 깊은 성형을 행하여도 우수한 성형성을 확보할 수 있음과 함께, 금속박층과 열가소성 수지층(내측층)과의 충분한 밀착성을 장기간에 걸쳐서 확보할 수 있는 축전 디바이스용 외장재를 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
[1] 외측층으로서의 내열성 수지층과, 내측층으로서의 열가소성 수지층과, 이들 양 층 사이에 배설된 금속박층을 포함하는 축전 디바이스용 외장재로서,
상기 금속박의 외측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스용 외장재.
[2] 상기 금속박의 내측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 100㎚∼500㎚인 전항 1에 기재된 축전 디바이스용 외장재.
[3] 축전 디바이스 본체부와,
전항 1 또는 2에 기재된 축전 디바이스용 외장재를 구비하고,
상기 축전 디바이스 본체부가, 상기 외장재로 외장되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
[1]의 발명에서는, 금속박의 외측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚이기 때문에, 외장재에 깊은 성형을 행하여도, 금속박의 표면 거침에 기인한 성형시의 금속박층과 외측층(내열성 수지층) 사이의 박리를 충분히 방지할 수 있다. 즉, 외장재에 깊은 성형을 행하여도 성형시의 금속박층과 외측층(내열성 수지층) 사이의 밀착성을 충분히 유지할 수가 있어서 우수한 성형성을 확보할 수 있다. 즉, 상기 제1의 목적이 달성된다. 또한, 금속박의 외측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚이기 때문에, 본 발명의 외장재를 외측에서 본 때에 금속 광택이 외관이 되는 것으로 된다.
[2]의 발명에서는, 금속박의 내측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 100㎚∼500㎚이기 때문에, 금속박의 내측층측의 면의 표면 요철에 의한 접착제층의 앵커 효과가 충분히 발현하는 것으로 되고, 이에 의해 금속박층과 내측층(열가소성 수지층)과의 접착 강도를 초기에 충분히 확보할 수 있음과 함께 이 충분한 접착 강도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다. 즉, 상기 제2의 목적이 달성된다. 예를 들면, 축전 디바이스의 내용물이 전해액 등과 같은 경우에도, 금속박층과 열가소성 수지층(내측층)과의 접착 강도가 경시적으로 저하되는 일이 없고, 충분한 접착 강도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.
[3]의 발명(축전 디바이스)에서는, 축전 디바이스의 용량 증대를 위해 내용물의 체적을 크게 설계한 구성이라도, 갈라짐 등이 생기는 일 없이 문제없이 깊은 성형이 이루어진 외장재로 외장된 금속 광택이 있는 축전 디바이스가 제공된다.
도 1은, 본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재의 한 실시 형태를 도시하는 단면도.
도 2는, 본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재를 이용하여 구성된 축전 디바이스의 한 실시 형태를 도시하는 단면도.
도 2는, 본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재를 이용하여 구성된 축전 디바이스의 한 실시 형태를 도시하는 단면도.
본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재(1)의 한 실시 형태를 도 1에 도시한다. 이 축전 디바이스용 외장재(1)는, 리튬 이온 2차 전지 케이스용으로서 사용되는 것이다. 즉, 상기 축전 디바이스용 외장재(1)는, 예를 들면, 디프드로잉 성형, 장출 성형 등의 성형에 제공되어 2차 전지의 케이스 등으로서 사용되는 것이다.
상기 축전 디바이스용 외장재(1)는, 금속박층(4)의 일방의 면에 제1 접착제층(5)을 통하여 내열성 수지층(외측층)(2)이 적층 일체화됨과 함께, 상기 금속박층(4)의 타방의 면에 제2 접착제층(6)을 통하여 열가소성 수지층(내측층)(3)이 적층 일체화된 구성으로 이루어진다.
본 발명에서, 상기 금속박(4)으로서는, 외측층측의 면(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚인 금속박을 사용한다. Ra가 1㎚ 미만에서는, 박(箔)의 압연 비용이 높아진다. 한편, Ra가 150㎚를 초과하면, 외장재에 깊은 성형을 행한 경우에는 성형시에 금속박층(4)과 외측층(내열성 수지층)(2)의 사이에 박리가 생긴다. 성형시에 이와 같이 금속박층(4)과 외측층(2)의 사이에서 일부라도 박리가 생기면, 응력 집중이 생겨서 금속박층(4)에 네킹 변형이 발생하여, 그 결과 성형시에 파단에 이르는 일이 많다.
그 중에서도, 상기 금속박(4)의 외측층측의 면(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 5㎚∼100㎚인 것이 바람직하고, 또한 Ra는 5㎚∼40㎚인 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 금속박(4)으로서, 외측층측의 면(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚인 금속박을 사용한 구성의 본 발명의 외장재(1)에서는, 그 외장재(1)에 관해 그 외측층(2)측에서(도 1의 상면측에서) 측정한 글로스값(광택도의 지표치)은 200∼800의 범위 내로 되어 있고, 본 발명의 외장재(1)를 외측층측에서 본 때에 금속 광택이 외관이 된다. 외측층측의 면(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 작아지면 글로스값이 커지는 관계성이 존재한다.
본 발명에서, 상기 금속박(4)으로서는, 내측층측의 면(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 100㎚∼500㎚인 금속박을 사용하는 것이 바람직하다. 내측층측의 면(4b)의 Ra가 100㎚ 이상임으로써 제2 접착제층(6)의 앵커 효과가 충분히 발현하는 것으로 되고, 금속박층(4)과 내측층(열가소성 수지층)(3)과의 접착 강도를 초기에 충분히 확보할 수 있음과 함께 이 충분한 접착 강도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다. 또한, 내측층측의 면(4b)의 Ra가 500㎚ 이하임으로써 접착제를 균일하게 도포할 수 있다.
그 중에서도, 상기 금속박(4)의 내측층측의 면(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)는 140㎚∼350㎚인 것이 바람직하다.
상기 내열성 수지층(외측층)(2)을 구성하는 내열성 수지로서는, 외장재를 히트 실할 때의 히트 실 온도에서 용융하지 않는 내열성 수지를 사용한다. 상기 내열성 수지로서는, 열가소성 수지층(3)을 구성하는 열가소성 수지의 융점보다 10℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 열가소성 수지의 융점보다 20℃ 이상 높은 융점을 갖는 내열성 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 내열성 수지층(외측층)(2)로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 나일론 필름 등의 폴리아미드 필름, 폴리에스테르 필름 등을 들 수 있고, 이들의 연신 필름이 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 상기 내열성 수지층(2)으로서는, 2축연신 나일론 필름 등의 2축연신 폴리아미드 필름, 2축연신 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 필름, 2축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 또는 2축연신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 필름을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 나일론 필름으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 6나일론 필름, 6,6나일론 필름, MXD나일론 필름 등을 들 수 있다. 또한, 상기 내열성 수지층(2)은, 단층으로 형성되어 있어도 좋고, 또는, 예를 들면 폴리에스테르 필름/폴리아미드 필름으로 이루어지는 복층(PET 필름/나일론 필름으로 이루어지는 복층 등)으로 형성되어 있어도 좋다.
상기 내열성 수지층(2)의 두께는, 12㎛∼50㎛인 것이 바람직하다. 폴리에스테르 필름을 사용하는 경우에는 두께는 12㎛∼50㎛인 것이 바람직하고, 나일론 필름을 사용하는 경우에는 두께는 15㎛∼50㎛인 것이 바람직하다. 상기 알맞는 하한치 이상으로 설정함으로써 외장재로서 충분한 강도를 확보할 수 있음과 함께, 상기 알맞는 상한치 이하로 설정함으로써 장출 성형, 드로잉 등의 성형시의 응력을 작게 할 수가 있어서 성형성을 향상시킬 수 있다.
상기 열가소성 수지층(내측층)(3)은, 리튬 이온 2차 전지 등에서 사용되는 부식성이 강한 전해액 등에 대해서도 우수한 내약품성을 구비시킴과 함께, 외장재에 히트 실 성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다.
상기 열가소성 수지층(3)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 열가소성 수지 미연신 필름층인 것이 바람직하다. 상기 열가소성 수지 미연신 필름층(3)은, 특히 한정되는 것은 아니지만, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 올레핀계 공중합체, 이들의 산(酸) 변성물 및 아이오노머로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 열가소성 수지로 이루어지는 미연신 필름에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지층(3)의 두께는, 20㎛∼80㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 20㎛ 이상으로 함으로써 핀 홀의 발생을 충분히 방지할 수 있음과 함께, 80㎛ 이하로 설정함으로써 수지 사용량을 저감할 수가 있어서 비용 저감을 도모할 수 있다. 그 중에서도, 상기 열가소성 수지층(3)의 두께는 30㎛∼50㎛로 설정되는 것이 특히 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 수지층(3)은, 단층이라도 좋고, 복층이라도 좋다.
상기 금속박층(4)은, 외장재(1)에 산소나 수분의 침입을 저지하는 가스 배리어성을 부여하는 역할을 담당하는 것이다. 상기 금속박층(4)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 알루미늄박, 구리박 등을 들 수 있고, 알루미늄박이 일반적으로 사용된다. 상기 금속박층(4)의 두께는, 20㎛∼100㎛인 것이 바람직하다. 20㎛ 이상임으로써 금속박을 제조할 때의 압연시의 핀 홀 발생을 방지할 수 있음과 함께, 100㎛ 이하임으로써 장출 성형, 드로잉 등의 성형시의 응력을 작게 할 수가 있어서 성형성을 향상시킬 수 있다.
상기 금속박층(4)은, 적어도 내측의 면(4b)(제2 접착제층(6)측의 면)에, 화성처리가 시행되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 화성처리가 시행되어 있음에 의해 내용물(전지의 전해액 등)에 의한 금속박 표면의 부식을 충분히 방지할 수 있다. 또한, 상기 금속박의 외측층측의 면(4a)(제1 접착제층(5)측의 면)에 화성처리 피막이 형성된 구성을 채용한 경우에는, 다음과 같은 여러 효과를 얻을 수 있다. 즉, 내열성 수지층(외측층)으로부터 극미량이지만 산소, 액체가 들어갈 우려가 있고, 이들의 침입물이 금속박층에 도달하면, 금속박층의 부식의 원인이 될 가능성이 있고, 이 경우, 금속박층의 금속 광택의 저하나 국부적인 흐림이 생길 우려가 있는데, 금속박의 외측층측의 면에 화성처리 피막이 형성되어 있음에 의해, 이와 같은 부적합함을 충분히 방지할 수 있다. 또한, 전해액을 주액(注液)할 때에, 외측층이나 주액용 개구부의 단면(端面)에 전해액이 부착하였다고 하여도, 금속박의 외측층측의 면에 화성처리 피막이 형성되어 있음에 의해, 금속박층의 부식을 충분히 방지할 수 있다. 예를 들면 다음과 같은 처리를 함에 의해 금속박에 화성처리를 시행한다. 즉, 예를 들면, 탈지 처리를 행한 금속박의 표면에,
1) 인산과,
크롬산과,
불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
2) 인산과,
아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와,
크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
3) 인산과,
아크릴계 수지, 키토산 유도체 수지 및 페놀계 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 수지와,
크롬산 및 크롬(Ⅲ)염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물과,
불화물의 금속염 및 불화물의 비금속염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 혼합물의 수용액
상기 1)∼3) 중의 어느 하나의 수용액을 도포(塗工)한 후, 건조함에 의해, 화성처리를 시행한다.
상기 화성 피막은, 크롬 부착량(편면당)으로서 0.1㎎/㎡∼50㎎/㎡가 바람직하고, 특히 2㎎/㎡∼20㎎/㎡가 바람직하다.
상기 제1 접착제층(5)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리우레탄 접착제층, 폴리에스테르폴리우레탄 접착제층, 폴리에테르폴리우레탄 접착제층 등을 들 수 있다. 상기 제1 접착제층(5)의 두께는, 1㎛∼5㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 외장재의 박막화, 경량화의 관점에서, 상기 제1 접착제층(5)의 두께는, 1㎛∼3㎛로 설정되는 것이 특히 바람직하다.
상기 제2 접착제층(6)으로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 상기 제1 접착제층(5)으로서 예시한 것도 사용할 수 있지만, 전해액에 의한 팽창이 적은 폴리올레핀계 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제2 접착제층(6)의 두께는, 1㎛∼5㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 외장재의 박막화, 경량화의 관점에서, 상기 제2 접착제층(6)의 두께는, 1㎛∼3㎛로 설정되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 외장재(1)를 성형(디프드로잉 성형, 장출 성형 등)함에 의해, 성형 케이스(전지 케이스 등)를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 외장재(1)는, 성형에 제공되지 않고 그대로 사용할 수도 있다.
본 발명의 외장재(1)를 사용하여 구성된 축전 디바이스(20)의 한 실시 형태를 도 2에 도시한다. 이 축전 디바이스(20)는, 리튬 이온 2차 전지이다.
상기 전지(20)는, 전해질(21)과, 탭 리드(22)와, 성형에 제공되지 않는 평면형상의 상기 외장재(1)와, 상기 외장재(1)가 성형되어 얻어진 수용 오목부(11b)를 갖는 성형 케이스(11)를 구비한다(도 2 참조). 상기 전해질(21) 및 상기 탭 리드(22)에 의해 축전 디바이스 본체부(19)가 구성되어 있다.
상기 성형 케이스(11)의 수용 오목부(11b) 내에 상기 전해질(21)과 상기 탭 리드(22)의 일부가 수용되고, 그 성형 케이스(11)의 위에 상기 평면상의 외장재(1)가 배치되고, 그 외장재(1)의 주연부(의 내측층(3))과 상기 성형 케이스(11)의 밀봉용 주연부(11a)(의 내측층(3))이 접합되어 밀봉됨에 의해, 상기 전지(20)가 구성되어 있다. 또한, 상기 탭 리드(22)의 선단부는, 외부에 도출되어 있다(도 2 참조).
[실시례]
다음에, 본 발명의 구체적 실시례에 관해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시례의 것으로 특히 한정되는 것은 아니다.
<실시례 1>
일방의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 40㎚이고, 타방의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 230㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박(4)의 양면에, 폴리아크릴산, 3가크롬 화합물, 물, 알코올로 이루어지는 화성처리액을 도포하고, 180℃로 건조를 행하여, 화성 피막을 형성하였다. 이 화성 피막의 크롬 부착량은 편면당 10㎎/㎡이다.
다음에, 상기 화성처리 완료 알루미늄박(4)의 일방의 면(Ra가 40㎚인 면)(4a)에, 2액 경화형의 우레탄계 접착제(5)를 사용하여 두께 15㎛의 2축연신 6나일론 필름(융점 : 220℃)(2)을 드라이 라미네이트하였다(맞붙였다).
다음에, 두께 7㎛의 말레인산 변성 폴리프로필렌층(제2 접착제층)(6) 및 융점이 140℃, MFR(멜트플로레이트)가 7g/10분인 두께 28㎛의 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 수지층(내측층)(3)을 T다이를 이용하여 공압출함에 의해, 이들 2층이 적층되어 이루어지는 적층 필름을 얻은 후, 이 공압출의 직후에 그 적층 필름의 제2 접착제층(6)면을, 상기 드라이 라미네이트 후의 알루미늄박(4)의 타방의 면(Ra가 230㎚인 면)(4b)에 맞겹쳐서, 150℃로 가열된 한 쌍의 열롤 사이에 끼워 넣어 히트 라미네이트함에 의해, 도 1에 도시하는 구성의 축전 디바이스용 외장재(1)를 얻었다.
<실시례 2>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 10㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 140㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 도 1에 도시하는 구성의 축전 디바이스용 외장재(1)를 얻었다.
<실시례 3>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 70㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 450㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 도 1에 도시하는 구성의 축전 디바이스용 외장재(1)를 얻었다.
<실시례 4>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 40㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 500㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 도 1에 도시하는 구성의 축전 디바이스용 외장재(1)를 얻었다.
<실시례 5>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 5㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 230㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 도 1에 도시하는 구성의 축전 디바이스용 외장재(1)를 얻었다.
<실시례 6>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 110㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 70㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 축전 디바이스용 외장재를 얻었다.
<비교례 1>
알루미늄박(4)으로서, 일방의 면(외측층측의 면)(4a)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 230㎚이고, 타방의 면(내측층측의 면)(4b)의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 40㎚인, 두께 35㎛의 알루미늄박을 사용한 이외는, 실시례 1과 마찬가지로 하여, 축전 디바이스용 외장재를 얻었다.
또한, 상기 각 실시례, 비교례에서 사용한 알루미늄박의 표면의 중심선 평균 거칠기(Ra)는, 주식회사미츠토요제의 표면 거칠기 측정기「SURFTEST SV600」를 이용하여, JIS B0601-2001에 준거하여 측정한 값이다.
또한, 각 실시례와 비교례 1에서 사용한 각 알루미늄박의 양면의 각각의 Ra의 조정은, 다음과 같이 하여 행하였다. 실시례 2, 3, 4, 6에 관해서는, 준비한 300㎛ 두께의 알루미늄박을, 박 압연기의 상하의 압연 롤을 이용하여 소정의 두께가 될 때까지, 몇회 압연하고, 최종의 압연 롤의 표면의 거칠기를 여러 가지의 것으로 변경함에 의해(최종의 압연 롤로서 표면 거칠기가 다른 것을 이용함에 의해) Ra의 조정을 행하였다. 한편, 실시례 1, 5, 비교례 1에 관해서는, 준비한 300㎛ 두께의 알루미늄박을 2장 겹친 것을, 박 압연기의 상하의 압연 롤을 이용하여 소정의 두께가 될 때까지, 몇회 압연하고, 최종의 압연 롤의 표면의 거칠기를 여러 가지의 것으로 변경함에 의해(최종의 압연 롤로서 표면 거칠기가 다른 것을 이용함에 의해) 압연 롤에 접하는 면의 Ra의 조정을 행하였다. 후자의 경우에 있어서, 2장의 알루미늄박끼리가 맞겹쳐진 면의 Ra는 230㎚였다.
[표 1]
상기한 바와 같이 하여 얻어진 각 축전 디바이스용 외장재에 대해 하기 평가법에 의거하여 성능 평가를 행하였다. 그 결과를 표 1에 표시한다.
<성형성 평가법>
주식회사아마다제의 장출 성형기(품번 : TP-25C-X2)를 이용하여 외장재에 대해 세로 55㎜×가로 35㎜의 개략 직방체형상으로 장출 성형을 행하고, 즉시 성형 깊이를 바꾸어 드로잉을 행하고, 얻어진 성형체에서의 코너부에서의 핀 홀 및 갈라짐의 유무를 조사하고, 이와 같은 핀 홀 및 갈라짐이 발생하지 않는 「최대 성형 깊이(㎜)」를 조사하였다.
<내전해액성 평가법>
외장재를 15㎜ 폭으로 커트하여 측정편을 작성하고, 에틸렌카보네이트와 디에틸렌카보네이트를 1 : 1의 용량비로 혼합한 혼합 용매에 대해 6불화인리튬염을 1 몰/ℓ의 농도가 되도록 용해시킨 용액 및 상기 측정편을 4불화에틸렌 수지제의 광구(廣口) 보틀에 넣어서 85℃의 오븐 중에 1주간 보존한 후, 측정편을 취출하여 알루미늄박(4)과 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체 수지층(내측층)(3)의 계면에서 박리하여 양자 사이의 라미네이트 강도(접착 강도)(N/15㎜ 폭)를 측정하였다.
<외장재의 글로스값(GU값) 측정법>
측정 기기로서, BYK사제의 「micro-TRI-gloss-s」를 이용하여, 60°반사각으로 측정하였다. 또한, 외장재에 대해 그 외측층(2)을 통하여 글로스값(외장재의 외측층(2)측의 면의 광택도)를 측정하였다.
표 1로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 실시례 1∼6의 외장재는, 최대 성형 깊이가 크고, 깊은 성형을 행하여도 우수한 성형성을 확보할 수 있다. 또한, 금속박의 내측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 100㎚∼500㎚인 실시례 1∼5의 외장재는, 충분한 접착 강도를 장기간에 걸쳐서 유지할 수가 있고, 내전해액성에도 우수하다.
이것에 대해, 금속박의 외측층측의 면의 중심선 평균 거칠기(Ra)가 1㎚∼150㎚의 범위를 일탈하고 있는 비교례 1의 외장재에서는, 깊은 성형을 행한 때에 양호한 성형성을 확보할 수가 없다.
본 발명에 관한 축전 디바이스용 외장재는, 구체례로서, 예를 들면,
·리튬 2차 전지(리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등) 등의 축전 디바이스
·리튬 이온 커패시터
·전기 2중층 콘덴서
등의 각종 축전 디바이스의 외장재로서 사용된다.
본 출원은, 2014년 10월 22일자로 출원된 일본 특허출원 특원2014-214981호의 우선권 주장을 수반하는 것이고, 그 개시 내용은, 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.
여기에서 사용되는 용어 및 설명은, 본 발명에 관한 실시 형태를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은, 청구의 범위 내라면, 그 정신을 일탈하는 것이 아닌 한 어떠한 설계적 변경도 허용하는 것이다.
1 : 축전 디바이스용 외장재
2 : 내열성 수지층(외측층)
3 : 열가소성 수지층(내측층)
4 : 금속박층
4a : 금속박의 외측층측의 면
4b : 금속박의 내측층측의 면
5 : 제1 접착제층
6 : 제2 접착제층
11 : 성형 케이스
19 : 축전 디바이스 본체부
20 : 축전 디바이스
2 : 내열성 수지층(외측층)
3 : 열가소성 수지층(내측층)
4 : 금속박층
4a : 금속박의 외측층측의 면
4b : 금속박의 내측층측의 면
5 : 제1 접착제층
6 : 제2 접착제층
11 : 성형 케이스
19 : 축전 디바이스 본체부
20 : 축전 디바이스
Claims (8)
- 외측층으로서의 내열성 수지층과, 내측층으로서의 열가소성 수지층과, 이들 양 층 사이에 배설된 금속박층을 포함하는 축전 디바이스용 외장재로서,
상기 금속박의 외측층측의 면의 중심선 평균거칠기(Ra)가 10㎚∼100㎚이고,
상기 금속박의 내측층측의 면의 중심선 평균거칠기(Ra)가 140㎚∼500㎚인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스용 외장재. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 금속박의 외측층측의 면에 화성처리 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디바이스용 외장재. - 제1항에 있어서,
상기 금속박이, 두께가 20㎛∼100㎛의 알루미늄박인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스용 외장재. - 제1항에 있어서,
상기 외장재를 외측층측에서 본 때에 금속 광택이 외관이 되고, 상기 외장재에 관해 외측층측에서 측정한 글로스값이 200∼800인 것을 특징으로 하는 축전 디바이스용 외장재. - 축전 디바이스 본체부와,
제1항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 축전 디바이스용 외장재를 구비하고,
상기 축전 디바이스 본체부가, 상기 외장재로 외장되어 있는 것을 특징으로 하는 축전 디바이스.
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