KR20150114470A

KR20150114470A - 전지용 포장 재료

Info

Publication number: KR20150114470A
Application number: KR1020157018519A
Authority: KR
Inventors: 히로키 도케; 요시히로 시노하라; 츠요시 스즈키; 리키야 야마시타; 가즈히코 요코타; 마사카즈 간도리; 야이치로 호리; 데츠야 오지리
Original assignee: 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2015-10-12
Also published as: EP2955770B1; US10347877B2; CN104969378A; EP2955770A1; WO2014123164A1; EP2955770A4; CN104969378B; KR102231414B1; US20150372263A1

Abstract

전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 경우에도, 안전성을 확보할 수 있는 전지용 포장 재료를 제공한다. 적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서, 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 금속층과 실란트층의 외측 표면 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동하는, 전지용 포장 재료.

Description

전지용 포장 재료{BATTERY PACKAGING MATERIAL}

본 발명은, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 경우에도, 안전성을 확보할 수 있는 전지용 포장 재료에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지는 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지할 수 있고, 게다가 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 신속하고도 평온하게 개봉되어, 전지용 포장 재료의 과잉 팽창, 전지 반응의 폭주, 발화 등을 억제할 수 있는 전지용 포장 재료에 관한 것이다.

종래, 다양한 타입의 전지가 개발되어 있지만, 모든 전지에 있어서, 전극이나 전해질 등의 전지 소자를 밀봉하기 위해 포장 재료가 불가결한 부재로 되어 있다. 종래, 전지용 포장으로서 금속제의 포장 재료가 다용되고 있지만, 최근 들어, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 퍼스널 컴퓨터, 카메라, 휴대 전화 등의 고성능화에 수반하여, 전지에는, 다양한 형상이 요구됨과 함께, 박형화나 경량화가 요구되고 있다. 그러나, 종래 다용되고 있는 금속제의 전지용 포장 재료로는, 형상의 다양화에 추종하는 것이 곤란하며, 게다가 경량화에도 한계가 있다는 결점이 있다.

따라서, 최근 들어, 다양한 형상으로 가공이 용이하고, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 기재층/접착층/금속층/실란트층이 순차 적층된 필름 형상의 적층체가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 필름 형상의 전지용 포장 재료에서는, 실란트층끼리를 대향시켜서 주연부를 히트 시일로 열 용착시킴으로써 전지 소자를 밀봉할 수 있도록 형성되어 있다.

한편, 전지는, 전해질의 종류에 따라서는, 가연성 가스를 발생하여, 압력이 상승되는 경우가 있다. 예를 들어, 전지가 고온에 노출된 경우에는, 전해액에 사용되고 있는 유기 용제가 분해되어 가연성 가스를 발생하여 압력의 상승을 야기하는 경우가 있다. 또한, 전지는, 과전압에 의한 충전이나 과대 전류에서의 방전 등에 의해 전지 내의 온도를 지속적으로 상승시켜서, 전지 반응의 폭주를 일으키는 경우가 있다.

필름 형상의 전지용 포장 재료를 사용한 전지에 있어서, 이와 같은 전지 내의 압력이나 온도의 상승은, 전지용 포장 재료를 개열시켜서, 가연성 가스의 분출에 의한 발화 등을 야기하는 경우가 있다. 또한, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행되고, 전지용 포장 재료가 과잉으로 팽창된 상태에서 전지 반응이 폭주하면, 전지의 폭발을 발생시키는 경우도 있다.

종래, 전지 내의 압력이 지속적으로 상승된 경우에도, 히트 시일부의 개열이나, 히트 시일부의 바로 앞에서 파단이 발생하는 것을 억제할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 실란트층 또는 그에 인접하는 접착 수지층의 한쪽에, 개열 시의 응력이 실란트층끼리의 융착면의 개열 시의 응력보다도 작은 개열 유도부를 갖는 것이 보고되어 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 특허문헌 2에서는, 이와 같은 개열 유도부로 개열을 유도함으로써, 접착 수지층과 금속층 위의 부식 방지 처리층의 계면에 있어서 저응력으로 개열이 진행되는 것을 억제하는 것에 지나지 않아, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 온화하게 개봉할 수 있도록 설계되어 있는 것은 아니다. 실제로, 특허문헌 2에서는, 강한 응력이 가해질 때에는, 접착성을 갖는 층끼리의 층간에서 개열이 진행되는 층간 박리, 또는 접착성을 갖는 층의 내부에서 균열이 진행되는 응집 파괴가 발생하도록 설계되어 있다. 전지 내의 압력이나 온도가 상승되었을 때, 층간 박리나 응집 파괴에 의해 전지가 개봉되면, 가연성 가스의 급격한 분출에 의해 발화나 폭발 등의 위험성이 높아질 것이 염려된다.

그로 인해, 전지용 포장 재료에는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행되었을 때 안전성을 확보하기 위해서, 어떤 온도에 도달할 때까지의 동안에는 개열되지 않고, 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지함으로써, 가연성 가스의 급격한 분출에 의한 발화 등을 억제하면서, 그 후에 온화하게 개봉되어 전지용 포장 재료 내의 가스를 서서히 방출하도록 설계할 것이 요구된다.

일본 특허공개 제2001-202927호 공보 일본 특허공개 제2012-203982호 공보

본 발명은, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 경우에도, 안전성을 확보할 수 있는 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지는 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지할 수 있고, 게다가 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 신속하고도 평온하게 개봉되어, 전지용 포장 재료의 과잉 팽창, 전지 반응의 폭주, 발화 등을 억제할 수 있는 전지용 포장 재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행한 바, 적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서, 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 금속층과 실란트층의 외측 표면(최내층측 표면) 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동되는 전지용 포장 재료는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지는 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지할 수 있고, 게다가 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 박리된 부분의 실란트층에 핀 홀 등의 미세한 개열을 신속하게 발생시켜서 평온한 개봉으로 유도할 수 있음을 알아내었다. 본 발명은, 이러한 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭함으로써 완성된 것이다.

즉, 본 발명은 하기에 게재하는 형태의 발명을 제공한다.

항 1.

적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서,

상기 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 상기 금속층과 상기 실란트층의 외측 표면 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동하는, 전지용 포장 재료.

항 2.

상기 박리가 발생된 부분에 있어서 내부 주머니가 형성된 후, 상기 내부 주머니가 개열하여 상기 개봉 상태로 이행하도록 작동하는, 항 1에 기재된 전지용 포장 재료.

항 3.

상기 기재층과 상기 금속층의 사이에 접착층을 더 갖는, 항 1 또는 2에 기재된 전지용 포장 재료.

항 4.

상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 접착층을 더 갖는, 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 5.

상기 박리가, 상기 금속층과 상기 실란트층의 계면, 상기 금속층과 상기 접착층의 계면, 상기 접착층과 상기 실란트층의 계면, 상기 접착층의 내부, 및 상기 실란트층의 내부 중 적어도 한 부분에서 발생하는, 항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 6.

25℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 있어서의 라미네이트 강도가 3(N/15㎜) 이상인, 항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 7.

80℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 있어서의 라미네이트 강도가 2.5(N/15㎜) 이상이며, 또한 125℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 라미네이트 강도가 2.5(N/15㎜) 이하인, 항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 8.

상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일한 부분의 시일 강도가 25℃에서 30(N/15㎜) 이상인, 항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 9.

상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일한 부분의 시일 강도가 125℃에서 20(N/15㎜) 이하인, 항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 10.

상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일하여 얻어지는 주머니 형상의 포장 재료에 있어서, 상기 주머니 형상의 포장 재료 내부 공간에 전해액을 포함하는 상태에서, 85℃에서 24시간 방치한 후에 있어서의, 그 히트 시일한 부분의 시일 강도가 0.2(N/15㎜) 이상인, 항 1 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 11.

100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로서,

적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하며,

상기 실란트층은, 금속층측에 위치하고, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 그 제1 실란트층 위에 적층되어 최내층에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층을 갖고,

그 제1 실란트층 및 제2 실란트층이 하기 식 1 및 2

<식 1>

<식 2>

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전지용 포장 재료.

항 12.

상기 제1 실란트층에 포함되는 산성 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 11에 기재된 전지용 포장 재료.

항 13.

상기 제2 실란트층에 포함되는 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 11 또는 12에 기재된 전지용 포장 재료.

항 14.

상기 제1 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛이며, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 항 11 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 15.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 11 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 16.

상기 제1 실란트층 및 상기 제2 실란트층 중 적어도 한쪽이 슬립제를 포함하는, 항 11 내지 15 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 17.

적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 항 11 내지 16 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는, 전지.

항 18.

전지용 포장 재료에 형성되는 실란트층에 사용되는 수지 성분을 스크리닝하는 방법으로서,

상기 전지용 포장 재료가, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 것이며,

상기 전지용 포장 재료가, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하며, 또한 상기 실란트층은, 금속층측에 위치하는 제1 실란트층과, 그 제1 실란트층 위에 적층되어 최내층에 위치하는 제2 실란트층을 갖는 것이며,

상기 제1 실란트층을 형성하는 수지 성분으로서 적어도 산 변성 폴리올레핀을 선정하고, 상기 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분으로서 적어도 폴리올레핀을 선정하고, 또한 제1 실란트층 및 제2 실란트층이 하기 식 1 및 2

<식 1>

<식 2>

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

를 충족하도록, 제1 실란트층 및 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분을 선택하는 것을 특징으로 하는, 상기 스크리닝 방법.

항 19.

적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체로를 포함하며,

상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하는 제2 실란트층, 폴리올레핀을 포함하는 제3 실란트층을 순서대로 갖고, 그 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 그 제3 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,

상기 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층이 하기 식 1 내지 3

<식 1>

<식 2>

<식 3>

T_m1: 상기 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 상기 제2 실란트층의 융점(℃)

T_m3: 상기 제3 실란트층의 융점(℃)

를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전지용 포장 재료.

항 20.

상기 제1 실란트층에 포함되는 산성 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 19에 기재된 전지용 포장 재료.

항 21.

상기 제2 실란트층에 포함되는 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 19 또는 20에 기재된 전지용 포장 재료.

항 22.

상기 제3 실란트층에 포함되는 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 19 내지 21 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 23.

상기 제1 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛이며, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 항 19 내지 22 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 24.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 19 내지 23 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 25.

상기 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 상기 제3 실란트층의 적어도 1층이 슬립제를 포함하는, 항 19 내지 24 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 26.

적어도 정극, 부극, 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 항 19 내지 25 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는, 전지.

항 27.

상기 전지용 포장 재료가, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하며, 또한 상기 실란트층은, 제1 실란트층, 제2 실란트층, 실란트층을 순서대로 갖고, 또한 그 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 그 제3 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,

상기 제1 실란트층을 형성하는 수지 성분으로서 적어도 산 변성 폴리올레핀을 선정하고, 상기 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분으로서 적어도 폴리올레핀비산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 선정하고, 상기 제3 실란트층을 형성하는 수지 성분으로서 적어도 폴리올레핀을 선정하며, 또한 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층이 하기 식 1 내지 3

<식 1>

<식 2>

<식 3>

T_m1: 상기 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 상기 제2 실란트층의 융점(℃)

T_m3: 상기 제3 실란트층의 융점(℃)

를 충족하도록, 제1 실란트층, 제2 실란트층, 및 제3 실란트층을 형성하는 수지 성분을 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 스크리닝 방법.

항 28.

상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 제2 실란트층을 순서대로 갖고,

상기 실란트층에 있어서, 상기 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 상기 제2 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,

상기 제1 실란트층의 융점 T_m1이 100 내지 160℃이며, 또한 상기 제1 실란트층의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃인, 전지용 포장 재료.

항 29.

상기 제2 실란트층의 융점 T_m2와 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1이, 이하의 관계:

T_m2≥T_m1

을 충족하는, 항 28에 기재된 전지용 포장 재료.

항 30.

상기 제1 실란트층이, 비정질성 폴리올레핀 및 열가소성 엘라스토머 중 적어도 한쪽을 더 포함하는, 항 28 또는 29에 기재된 전지용 포장 재료.

항 31.

상기 제2 실란트층의 융점 T_m2가 100 내지 160℃이며, 또한 상기 제2 실란트층의 연화점 T_s2가 60 내지 150℃인, 항 28 내지 30 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 32.

전지가 승온되었을 때, 설정 온도에 도달할 때까지는 상기 금속층과 상기 실란트층의 외측 표면의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생되지만, 포장 재료는 개봉되지 않고, 설정 온도 도달 후에 신속하게 상기 포장 재료가 개봉되며, 전지의 발화나 반응 폭주를 방지하도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료인, 항 28 내지 31 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 33.

상기 제1 실란트층에 포함되는 산성 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 28 내지 32 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 34.

상기 제2 실란트층이, 폴리올레핀을 포함하는, 항 28 내지 33 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 35.

상기 제2 실란트층에 포함되는 상기 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 34에 기재된 전지용 포장 재료.

항 36.

상기 제1 실란트층의 두께가 0.1 내지 40㎛이며, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 항 28 내지 35 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 37.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 28 내지 36 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 38.

상기 기재층과 상기 금속층의 사이에, 접착층을 더 갖는, 항 28 내지 37 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 39.

적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하며,

상기 제1 실란트층이, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽을 포함하는, 전지용 포장 재료.

항 40.

상기 실란트층에 있어서의 상기 폴리에틸렌 및 상기 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽의 함유량 합계가, 5질량% 이상인, 항 39에 기재된 전지용 포장 재료.

항 41.

T_m2≥T_m1

을 충족하는, 항 39 또는 40에 기재된 전지용 포장 재료.

항 42.

상기 제1 실란트층의 융점 T_m1이 100 내지 160℃이고, 상기 제1 실란트층의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃인, 항 39 내지 41 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 43.

상기 제2 실란트층의 융점 T_m2가 100 내지 160℃이고, 상기 제2 실란트층의 연화점 T_s2가 60 내지 150℃인, 항 39 내지 42 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 44.

전지가 승온되었을 때, 설정 온도에 도달할 때까지는 상기 금속층과 상기 실란트층의 외측 표면의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생되지만 포장 재료는 개봉되지 않고, 설정 온도 도달 후에 신속하게 상기 포장 재료가 개봉되며, 전지의 발화나 반응 폭주를 방지하도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료인, 항 39 내지 43 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 45.

상기 제1 실란트층에 포함되는 산성 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 39 내지 44 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 46.

상기 제2 실란트층이, 폴리올레핀을 포함하는, 항 39 내지 45 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 47. 상기 제2 실란트층에 포함되는 상기 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 46에 기재된 전지용 포장 재료.

항 48. 상기 제1 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛이며, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 항 39 내지 47 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 49.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 39 내지 48 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 50.

상기 기재층과 상기 금속층의 사이에, 접착층을 더 갖는, 항 39 내지 49 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 51.

상기 제1 실란트층이, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는, 전지용 포장 재료.

항 52.

상기 실란트층에 있어서의 상기 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 함유량의 합계가, 5질량% 이상인, 항 51에 기재된 전지용 포장 재료.

항 53.

T_m2≥T_m1

을 충족하는, 항 51 또는 52에 기재된 전지용 포장 재료.

항 54.

상기 제1 실란트층의 융점 T_m1이 100 내지 160℃이고, 상기 제1 실란트층의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃인, 항 51 내지 53 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 55.

상기 제2 실란트층의 융점 T_m2가 100 내지 160℃이고, 상기 제2 실란트층의 연화점 T_s2가 60 내지 150℃인, 항 51 내지 54 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 56.

전지가 승온되었을 때, 설정 온도에 도달할 때까지는 상기 금속층과 상기 실란트층의 외측 표면의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생되지만 포장 재료는 개봉되지 않고, 설정 온도 도달 후에 신속하게 상기 포장 재료가 개봉되며, 전지의 발화나 반응 폭주를 방지하도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료인, 항 51 내지 55 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 57.

상기 제1 실란트층에 포함되는 산성 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 51 내지 56 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 58.

상기 제2 실란트층이, 폴리올레핀을 포함하는, 항 51 내지 57 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 59.

상기 제2 실란트층에 포함되는 상기 폴리올레핀이, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 58에 기재된 전지용 포장 재료.

항 60.

상기 제1 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛이며, 상기 제2 실란트층의 두께가 5 내지 40㎛인, 항 51 내지 59 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 61.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 51 내지 60 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 62.

상기 기재층과 상기 금속층의 사이에, 접착층을 더 갖는, 항 51 내지 61 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 63.

100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때에 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로서,

적어도, 기재층, 금속층, 절연층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하며,

상기 절연층은, 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성되어 있고,

상기 실란트층은, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층을 갖고,

상기 절연층과, 상기 제1 실란트층이 하기 식 1 및 2:

<식 1>

<식 2>

T_A: 상기 절연층의 융점(℃)

T_m1:상기 제1 실란트층의 융점(℃)

의 관계를 충족하는, 전지용 포장 재료.

항 64.

상기 절연층에 있어서의 산 변성 폴리올레핀 수지가, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지 및 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 한쪽인, 항 63에 기재된 전지용 포장 재료.

항 65.

상기 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지는, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지 중 적어도 한쪽이, 상기 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로 변성되어 형성된 것인, 항 64에 기재된 전지용 포장 재료.

항 66.

상기 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지는, 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지 중 적어도 한쪽이, 상기 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르로 변성된 것인, 항 64에 기재된 전지용 포장 재료.

항 67.

상기 제1 실란트층에 포함되는 폴리올레핀 수지가, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 63 내지 66 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 68.

상기 절연층의 두께가 0.1 내지 20㎛이며, 상기 제1 실란트층의 두께가 1 내지 40㎛인, 항 63 내지 67 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 69.

상기 금속층이, 알루미늄박인, 항 63 내지 68 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 70.

상기 경화제는, 다관능 이소시아네이트 화합물, 카르보디이미드 화합물, 에폭시 화합물 및 옥사졸린 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는, 항 63 내지 69 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 71.

상기 수지 조성물에 있어서, 상기 경화제의 함유량은, 상기 산 변성 폴리올레핀 수지 100질량부에 대하여, 0.1질량부 내지 50질량부의 범위에 있는, 항 63 내지 70 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 72.

상기 실란트층은, 상기 절연층과 상기 제1 실란트층의 사이에, 산 변성 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지 중 적어도 한쪽을 포함하는 제2 실란트층을 더 갖고, 상기 제2 실란트층이 하기 식 3

<식 3>

T_m2: 상기 제2 실란트층의 융점(℃)

를 충족하는, 항 63 내지 71 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료.

항 73.

상기 제2 실란트층에 있어서의 산 변성 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지가, 구성 단량체로서 적어도 프로필렌을 포함하는, 항 72에 기재된 전지용 포장 재료.

항 74.

적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자가, 항 63 내지 73 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료 내에 수용되어 있는, 전지.

본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서, 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 금속층과 실란트층의 외측 표면 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 전지용 포장 재료는, 이와 같은 특정한 구성을 채용함으로써, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지는 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지할 수 있고, 게다가 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 박리된 부분의 실란트층에 핀 홀 등의 미세한 개열을 신속하게 발생시켜서 평온하게 개봉할 수 있다. 보다 구체적으로는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 된 후, 전지 내부에서 발생하는 가연성 가스를 외부로 방출함으로써, 평온하게 내압을 낮출 수 있다. 전지 내부의 내압이 낮아짐으로써, 전해액이나 전지 셀의 외부로의 방출을 억제할 수 있다. 또한, 가스의 방출과 함께 전지 내부에 공기가 유입됨으로써, 전지 내부에서 발생한 가연성 가스의 농도가 옅어져서, 전지의 발화를 억제할 수 있다. 또한, 공기의 유입에 의해, 전지 내부의 전해액이 건조되기 쉬워짐으로써도 전지의 발화를 억제할 수 있다. 특히, 전지가 고온이 되면, 전지 내부의 세퍼레이터가 수축되기 쉬워지기 때문에, 내압의 상승과 함께 전지가 변형되어, 단락에 의한 발화가 발생할 우려가 높아지지만, 본 발명의 전지용 포장 재료를 사용함으로써, 전지 내부에서 발생하는 가연성 가스의 방출 및 외부로부터의 공기의 유입에 의해, 인화의 원인이 되는 가연성 가스의 농도를 엷게 할 수 있기 때문에, 단락에 의한 발화를 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 전지용 포장 재료에 의하면, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 경우에도, 전지용 포장 재료를 평온하게 개봉할 수 있고, 전지용 포장 재료의 과잉 팽창이나 발화를 억제할 수 있어, 안전성이 확보된다.

도 1은, 본 발명의 전지용 포장 재료의 개략적 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 전지용 포장 재료의 개략적 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 4는, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 5는, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 6은, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 7은, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 8은, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 승온 후에 박리가 형성된 상태 (B), 및 개봉 시의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 9는, 본 발명의 전지용 포장 재료가, 금속층과 실란트층의 사이에 절연층을 갖는 경우에 대하여, 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태 (A), 이것을 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 설정 온도 T℃ 도달 전까지의 상태 (B), 및 설정 온도 T℃ 도달 후의 상태 (C)에 대하여, 한쪽 측면의 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.
도 10은, 종래의 전지용 포장 재료 2장을 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성하고, 가열했을 때 발생하는 개열 상태를 나타내는, 한쪽 측면의 개략적 단면도(좌측 단부가 히트 시일되어 있으며, 우측 부분은 생략)이다.

본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서, 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 금속층과 실란트층의 외측 표면의 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 전지용 포장 재료에 대하여 상세히 설명한다.

1. 전지용 포장 재료의 적층 구조

본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도, 기재층(1), 금속층(3), 및 실란트층(4)을 이 순서로 갖는 적층체를 포함한다. 본 발명의 전지용 포장 재료가 전지에 사용될 때에는, 기재층(1)이 최외층이 되고, 실란트층(4)이 최내층(전지 소자측)이 된다. 전지의 조립 시에, 전지 소자의 주연에 위치하는 실란트층(4)끼리를 접면시켜서 열 용착함으로써 전지 소자가 밀봉되고, 전지 소자가 밀봉 마감된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전지용 포장 재료는, 기재층(1)과 금속층(3)의 사이에 접착층(2)을 갖고 있어도 된다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전지용 포장 재료는, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖고 있어도 된다.

2. 전지용 포장 재료의 개봉 과정

본 발명의 전지용 포장 재료는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준(예를 들어, 전지 내의 온도가 100 내지 160℃ 정도)이 될 때까지는 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지할 수 있는 밀폐성과, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서, 금속층(3)과 실란트층(4)의 외측 표면(최내층측 표면)의 사이에서 박리된 부분의 실란트층(4)에 핀 홀 등의 미세한 개열을 신속하게 발생시키는 평온한 개봉성을 구비하고 있다. 도 3 내지 도 9를 이용하여, 본 발명의 전지용 포장 재료의 개봉 과정의 예를 설명한다. 또한, 도 3 및 도 4에 대해서는, 본 발명의 전지용 포장 재료가 접착층(2)을 갖는 경우에 대하여 설명하고 있으며, 도 5 내지 도 9에 대해서는, 또한 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우에 대하여 설명하고 있다. 도 3 내지 도 9의 A에는, 본 발명의 전지용 포장 재료 2장에 전지 소자를 봉입했을 때의 한쪽 측면의 개략적 단면도를 도시하고 있다. 도 3 내지 도 9의 A에서는, 2장의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)끼리의 테두리부가 히트 시일되어 밀봉 공간을 형성하고 있다. 그 밀봉 공간에 전지 소자가 수용되지만, 도 3 내지 도 9에서는 전지 소자에 대해서는 생략한다. 도 3의 A에 있어서, (A-1)은, 2장의 전지용 포장 재료가 함께 성형된 경우의 단면도를 도시하고 있으며, (A-2)는, 1장의 전지용 포장 재료만이 성형된 경우의 단면도를 도시하고 있다. 도시하지는 않았지만, 본 발명에 있어서는, 2장의 전지용 포장 재료가 함께 성형되지 않아도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 2장의 전지용 포장 재료는 서로 다른 적층 구조를 갖고 있어도 되며, 예를 들어 한쪽 전지용 포장 재료가 도 3 및 도 4에 도시된 접착층(2)을 갖지 않고, 다른 쪽의 전지용 포장 재료가 도 5 내지 도 8에 도시된 접착층(2) 및 접착층(5)을 갖고 있어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 1장의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)끼리를 히트 시일하여 밀폐 공간을 형성하여도 되며, 여러 장의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)끼리를 히트 시일하여 밀폐 공간을 형성하여도 된다. 본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도 도 3 내지 도 9에 도시한 어느 하나의 개봉 과정에 의해, 어떤 일정한 수준(예를 들어, 전지 내의 온도가 100 내지 160℃ 정도)이 될 때까지의 밀봉성과, 그 후의 신속하며 평온한 개봉성을 구비하고 있다. 이하, 도 3 내지 도 9에 있어서는, 2장의 전지용 포장 재료가 성형된 단면도를 이용하여 본 발명의 전지용 포장 재료의 개봉 과정을 설명하지만, 1장의 전지용 포장 재료가 성형된 경우, 및 2장 모두 성형되지 않는 경우에 대해서도, 마찬가지의 과정으로 개봉된다.

우선, 도 3에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 3의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 3의 B에 나타낸 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면 중 적어도 일부가 박리된다(계면 박리). 이때, 바람직하게는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 3의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 금속층(3)으로부터 박리된 실란트층(4)의 영역(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 3 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도 4에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 4의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 4의 B에 나타낸 바와 같이, 실란트층(4)의 내부에서 응집 박리가 발생한다. 이때, 바람직하게는 실란트층(4)의 응집 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 4의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 실란트층(4)의 응집 박리된 영역(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 4 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도 5 또는 도 9에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 5 또는 도 9의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 5 또는 도 9의 B에 나타낸 바와 같이, 금속층(3)과 접착층(5) 또는 절연층(6)의 계면 중 적어도 일부에서 박리된다(계면 박리). 이때, 바람직하게는 접착층(5) 및 실란트층(4)이 주머니 형상(내부 주머니), 또는 절연층(6) 및 실란트층(4)이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 5 또는 도 9의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 금속층(3)으로부터 박리된 접착층(5) 및 실란트층(4)의 영역(바람직하게는 내부 주머니), 또는 절연층(6) 및 실란트층(4)의 영역(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 5 또는 도 9 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도 6에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 6의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 6의 B에 나타낸 바와 같이, 접착층(5)의 내부에서 응집 박리가 발생한다. 이때, 바람직하게는 접착층(5)의 응집 박리된 부분 및 이에 접하는 실란트층(4)이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 6의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 접착층(5)의 응집 박리된 영역 및 이에 접하는 실란트층(4)(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 6 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도 7에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 7의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 7의 B에 나타낸 바와 같이, 접착층(5)과 실란트층(4)의 계면의 적어도 일부에서 박리된다(계면 박리). 이때, 바람직하게는 실란트층(4)이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 7의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 접착층(5)으로부터 박리된 실란트층(4)의 영역(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 7 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도 8에 도시한 개봉 과정에 있어서는, 도 8의 A의 상태로부터, 어떤 일정한 온도까지 승온하면, 도 8의 B에 나타낸 바와 같이, 실란트층(4)의 내부에서 응집 박리가 발생한다. 이때, 바람직하게는 실란트층(4)의 응집 박리된 영역이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 유지한다. 이어서, 도 8의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 실란트층(4)의 응집 박리된 영역(바람직하게는 내부 주머니)에 핀 홀 등의 미세한 개열(도 8 중의 부호 10으로 나타냄)이 발생되어 평온한 조건에서 개봉 상태로 된다.

또한, 도시하지 않았지만, 후술하는 바와 같이, 접착층(5) 또는 실란트층(4)이 복수의 층으로 형성되어 있는 경우, 접착층(5) 또는 실란트층(4)의 내부에 있어서 박리가 발생할 때에는, 복수의 층의 계면의 적어도 일부에 있어서, 박리가 발생하고, 박리된 영역에 핀 홀 등의 미세한 개열이 발생되어, 평온한 조건에서 개봉 상태로 되는 경우도 있다.

이상과 같이, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서는, 어떤 일정한 온도 (예를 들어 100 내지 160℃의 범위의 온도)까지 승온하면, 금속층과 실란트층의 외측 표면(최내층측 표면) 사이의 적어도 일부(각층의 계면의 적어도 일부 또는 각층의 내부의 적어도 일부분)가 박리되지만, 실란트층에 의해 전지 소자가 밀봉되어 있는 상태를 유지할 수 있고, 그 후, 박리된 부분의 실란트층에, 신속하게 핀 홀 등의 미세한 개열을 발생시켜서 평온하게 개봉할 수 있다. 또한, 개봉 상태는, 도 3 내지 도 9 중 2개 이상의 조합이어도 된다.

한편, 종래의 전지용 포장 재료에서는, 신속하게 개봉되지 않고 발화나 폭발하는 경우나, 어떤 온도에 도달하면 밀봉 상태로부터 개봉 상태로 급격하게 이행되고, 가연성 가스나 전해액의 급격한 분출을 야기하는 경우가 있다. 여기서, 종래의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층끼리의 히트 시일 계면에서 개열이 급격하게 진행되는 계면 박리의 상태의 일례를 도 10의 A에 나타냈다. 또한, 종래의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층의 히트 시일 계면 부근의 내부에서 개열이 급격하게 진행되는 응집 박리의 상태의 일례를 도 10의 B에 나타냈다. 또한, 종래의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층이 기초부 절단한 후에 층과 층의 사이(실란트층 내의 층간)에서 개열이 진행되는 층간 박리의 상태의 일례를 도 10의 C에 나타냈다. 또한, 「기초부 절단」이란, 히트 시일 부분의 내측 테두리에서 실란트층이 파단되는 것을 의미한다. 본 발명의 전지용 포장 재료에서는, 종래의 계면 박리, 응집 박리, 또는 층간 박리를 발생하여 급격한 개봉 상태로 이행시키는 일이 없기 때문에, 종래의 전지용 포장 재료에 비하여, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행되었을 때의 안전성이 우수하다.

3. 전지용 포장 재료를 형성하는 각층의 조성

[기재층(1)]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 기재층(1)은 최외층을 형성하는 층이다. 기재층(1)을 형성하는 소재에 대해서는, 절연성을 구비하는 것임을 한도로 하여 특별히 제한되는 것은 아니다. 기재층(1)을 형성하는 소재로서는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시, 아크릴, 불소 수지, 폴리우레탄, 규소 수지, 페놀, 폴리에테르이미드, 폴리이미드 및 이들의 혼합물이나 공중합물 등을 들 수 있다.

폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 하여 에틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트) 등의 형식으로 약기함), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨술포이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/페닐-디카르복실레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트) 등을 들 수 있다. 또한, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 하여 부틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리부틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트) 등의 형식으로 약기함), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/세바케이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다. 이들 폴리에스테르는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 폴리에스테르는, 내전해액성이 우수하고, 전해액의 부착에 대하여 백화 등이 발생하기 어렵다는 이점이 있어, 기재층(1)의 형성 소재로서 적합하게 사용된다.

또한, 폴리아미드로서는, 구체적으로는, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 나일론 46, 나일론 6과 나일론 6,6과의 공중합체 등의 지방족계 폴리아미드; 테레프탈산 및/또는 이소프탈산에서 유래되는 구성 단위를 포함하는 나일론 6I, 나일론 6T, 나일론 6IT, 나일론 6I6T(I는 이소프탈산, T는 테레프탈산을 나타냄) 등의 헥사메틸렌디아민-이소프탈산-테레프탈산 공중합 폴리아미드, 폴리메타크실렌아디파미드(MXD6) 등의 방향족을 포함하는 폴리아미드; 폴리아미노메틸시클로헥실아디파미드(PACM6) 등의 지환계 폴리아미드; 또한 락탐 성분이나, 4,4'-디페닐메탄-디이소시아네이트 등의 이소시아네이트 성분을 공중합시킨 폴리아미드, 공중합 폴리아미드와 폴리에스테르나 폴리알킬렌에테르글리콜과의 공중합체인 폴리에스테르아미드 공중합체나 폴리에테르에스테르아미드 공중합체; 이들 공중합체 등을 들 수 있다. 이 폴리아미드는, 1종류 단독으로 사용할 수도 있고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 연신 폴리아미드 필름은 연신성이 우수하며, 성형 시의 기재층(1)의 수지 깨짐에 의한 백화의 발생을 방지할 수 있어, 기재층(1)의 형성 소재로서 적절하게 사용된다.

기재층(1)은, 1축 또는 2축 연신된 수지 필름으로 형성되어 있어도 되며, 또한 미연신의 수지 필름으로 형성하여도 된다. 그 중에서도, 1축 또는 2축 연신된 수지 필름, 특히 2축 연신된 수지 필름은, 배향 결정화함으로써 내열성이 향상되어 있으므로, 기재층(1)으로서 적합하게 사용된다. 또한, 기재층(1)은, 상기 소재를 금속층(3) 위에 코팅하여 형성되어 있어도 된다.

이들 중에서도, 기재층(1)을 형성하는 수지 필름으로서, 바람직하게는 나일론, 폴리에스테르, 더 바람직하게는 2축 연신 나일론, 2축 연신 폴리에스테르, 특히 바람직하게는 2축 연신 나일론을 들 수 있다.

기재층(1)은, 내 핀 홀성 및 전지의 포장체로 했을 때의 절연성을 향상시키기 위해서, 서로 다른 소재의 수지 필름 및 코팅 중 적어도 한쪽을 적층화하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 폴리에스테르 필름과 나일론 필름을 적층시킨 다층 구조나, 2축 연신 폴리에스테르와 2축 연신 나일론을 적층시킨 다층 구조 등을 들 수 있다. 기재층(1)을 다층 구조로 하는 경우, 각 수지 필름은 접착제를 통하여 접착하여도 되며, 또한 접착제를 통하지 않고 직접 적층시켜도 된다. 접착제를 통하지 않고 접착시키는 경우에는, 예를 들어 공압출법, 샌드 라미네이트법, 서멀 라미네이트법 등의 열용융 상태에서 접착시키는 방법을 들 수 있다. 또한, 접착제를 통하여 접착시키는 경우, 사용하는 접착제는, 2액 경화형 접착제이어도 되며, 또한 1액 경화형 접착제이어도 된다. 또한, 접착제의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형, UV나 EB 등의 전자선 경화형 등의 어느 것이어도 된다. 접착제의 성분으로서 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아미노 수지, 고무, 실리콘계 수지를 들 수 있다.

기재층(1)에는, 성형성을 향상시키기 위해서 저마찰화시켜 두어도 된다. 기재층(1)을 저마찰화시키는 경우, 그 표면의 마찰 계수에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 1.0 이하를 들 수 있다. 기재층(1)을 저마찰화하기 위해서는, 예를 들어 매트 처리, 슬립제의 박막층의 형성, 이들의 조합 등을 들 수 있다.

매트 처리로서는, 미리 기재층(1)에 매트화제를 첨가하여 표면에 요철을 형성하거나, 엠보싱 롤에 의한 가열이나 가압에 의한 전사법이나, 표면을 건식 또는 습식 블라스트법이나 줄로 기계적으로 거칠게 하는 방법을 들 수 있다. 매트화제로서는, 예를 들어 입경이 0.5nm 내지 5㎛ 정도의 미립자를 들 수 있다. 매트화제의 재질에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 금속, 금속 산화물, 무기물, 유기물 등을 들 수 있다. 또한, 매트화제의 형상에 대해서도, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 구 형상, 섬유 형상, 판 형상, 부정형, 벌룬 형상 등을 들 수 있다. 매트화제로서, 구체적으로는, 탈크, 실리카, 그래파이트, 카올린, 몬모릴로이드, 몬모릴로나이트, 합성 마이카, 히드로탈사이트, 실리카겔, 제올라이트, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화아연, 산화마그네슘, 산화 알루미늄, 산화 네오디뮴, 산화안티몬, 산화티타늄, 산화세륨, 황산칼슘, 황산바륨, 탄산칼슘, 규산칼슘, 탄산리튬, 벤조산 칼슘, 옥살산 칼슘, 스테아르산 마그네슘, 알루미나, 카본 블랙, 카본 나노 튜브류, 고융점 나일론, 가교 아크릴, 가교 스티렌, 가교 폴리에틸렌, 벤조구아나민, 금, 알루미늄, 구리, 니켈 등을 들 수 있다. 이들 매트화제는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 이 매트화제 중에서도, 분산 안정성이나 비용 등의 관점에서, 바람직하게는 실리카, 황산바륨, 산화티타늄을 들 수 있다. 또한, 매트화제에는, 표면에 절연 처리, 고분산성 처리 등의 각종 표면 처리를 실시해 두어도 된다.

슬립제의 박막층은, 기재층(1) 위에 슬립제를 블리드 아웃에 의해 표면에 석출시켜서 박층을 형성시키는 방법이나, 기재층(1)에 슬립제를 적층함으로써 형성할 수 있다. 슬립제로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 에루크산 아미드, 스테아르산 아미드, 베헨산 아미드, 에틸렌 비스 올레산 아미드나 에틸렌 비스 스테아르산 아미드 등의 지방산 아미드, 금속 비누, 친수성 실리콘, 실리콘을 그래프트한 아크릴, 실리콘을 그래프트한 에폭시, 실리콘을 그래프트한 폴리에테르, 실리콘을 그래프트한 폴리에스테르, 블록형 실리콘 아크릴 공중합체, 폴리글리세롤 변성 실리콘, 파라핀 등을 들 수 있다. 이들 슬립제는, 1종류 단독으로 사용하여도 되며, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

기재층(1)의 두께는, 예를 들어 7 내지 75㎛, 바람직하게는 12 내지 50㎛를 들 수 있다.

[접착층(2)]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)의 접착성을 높이는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라 설치되는 층이다. 기재층(1)과 금속층(3)은 직접 적층되어 있어도 된다.

접착층(2)은, 기재층(1)과 금속층(3)을 접착 가능한 접착 수지에 의해 형성된다. 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착 수지는, 2액 경화형 접착 수지이어도 되며, 또한 1액 경화형 접착 수지이어도 된다. 또한, 접착층(2)의 형성에 사용되는 접착 수지의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등의 어느 것이어도 된다.

접착층(2)의 형성에 사용할 수 있는 접착 수지의 수지 성분으로서는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 공중합 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에테르계 접착제; 폴리우레탄계 접착제; 에폭시계 수지; 페놀 수지계 수지; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 공중합 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 폴리올레핀, 산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀 등의 폴리올레핀계 수지; 폴리아세트산비닐계 수지; 셀룰로오스계 접착제; (메트)아크릴계 수지; 폴리이미드계 수지; 요소 수지, 멜라민 수지 등의 아미노 수지; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등의 고무; 실리콘계 수지; 불화에틸렌프로필렌 공중합체 등을 들 수 있다. 이 접착 수지 성분은 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 2종류 이상의 접착 수지 성분의 조합 형태에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 그 접착 수지 성분으로서, 폴리아미드와 산 변성 폴리올레핀과의 혼합 수지, 폴리아미드와 금속 변성 폴리올레핀과의 혼합 수지, 폴리아미드와 폴리에스테르, 폴리에스테르와 산 변성 폴리올레핀과의 혼합 수지, 폴리에스테르와 금속 변성 폴리올레핀과의 혼합 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 전연성, 고습도 조건하에 있어서의 내구성이나 응변 억제 작용, 히트 시일 시의 열 열화 억제 작용 등이 우수하고, 기재층(1)과 금속층(3)의 사이의 라미네이션 강도의 저하를 억제하여 디라미네이션의 발생을 효과적으로 억제한다는 관점에서, 바람직하게는 폴리우레탄계 2액 경화형 접착 수지; 폴리아미드, 폴리에스테르, 또는 이들과 변성 폴리올레핀과의 블렌드 수지를 들 수 있다.

또한, 접착층(2)은 서로 다른 접착 수지 성분으로 다층화하여도 된다. 접착층(2)을 서로 다른 접착 수지 성분으로 다층화하는 경우, 기재층(1)과 금속층(3)의 라미네이션 강도를 향상시킨다는 관점에서, 기재층(1)측에 배치되는 접착 수지 성분을 기재층(1)과의 접착성이 우수한 수지를 선택하고, 금속층(3)측에 배치되는 접착 수지 성분을 금속층(3)과의 접착성이 우수한 접착 수지 성분을 선택하는 것이 바람직하다. 접착층(2)은 다른 접착 수지 성분으로 다층화하는 경우, 구체적으로는, 금속층(3)측에 배치되는 접착 수지 성분으로서는, 바람직하게는 산 변성 폴리올레핀, 금속 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르와 산 변성 폴리올레핀과의 혼합 수지, 공중합 폴리에스테르를 포함하는 수지 등을 들 수 있다.

접착층(2)의 두께에 대해서는, 예를 들어 1 내지 50㎛, 바람직하게는 2 내지 25㎛를 들 수 있다.

[금속층(3)]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 금속층(3)은, 포장 재료의 강도 향상 외에, 전지 내부에 수증기, 산소, 광 등이 침입하는 것을 방지하기 위한 배리어층으로서 기능하는 층이다. 금속층(3)을 형성하는 금속으로서는, 구체적으로는, 알루미늄, 스테인리스, 티타늄 등의 금속박을 들 수 있다. 이들 중에서도, 알루미늄이 적합하게 사용된다. 포장 재료의 제조 시에 주름이나 핀 홀을 방지하기 위해서, 본 발명에 있어서 금속층(3)으로서, 연질 알루미늄, 예를 들어 어닐링 처리 완료된 알루미늄(JIS A8021P-O) 또는 (JIS A8079P-O) 등을 사용하는 것이 바람직하다.

금속층(3)의 두께에 대해서는, 예를 들어 10 내지 200㎛, 바람직하게는 15 내지 100㎛를 들 수 있다.

또한, 금속층(3)은, 접착의 안정화, 용해나 부식의 방지 등을 위해서, 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 적어도 실란트층(4)측의 면, 더 바람직하게는 양면이 화성 처리되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 화성 처리란, 금속층(3)의 표면에 내산성 피막을 형성하는 처리이다. 화성 처리는, 예를 들어 질산크롬, 불화크롬, 황산크롬, 아세트산크롬, 옥살산크롬, 중인산크롬, 크롬산아세틸아세테이트, 염화크롬, 황산칼륨크롬 등의 크롬산 화합물을 사용한 크롬산크로메이트 처리; 인산나트륨, 인산칼륨, 인산암모늄, 폴리인산 등의 인산 화합물을 사용한 인산크로메이트 처리; 하기 화학식 1 내지 4로 표현되는 반복 단위를 갖는 아미노화 페놀 중합체를 사용한 크로메이트 처리 등을 들 수 있다.

화학식 1 내지 4 중, X는 수소 원자, 히드록실기, 알킬기, 히드록시알킬기, 알릴기 또는 벤질기를 나타낸다. 또한, R¹및 R²는, 동일 또는 상이하고, 히드록실기, 알킬기, 또는 히드록시알킬기를 나타낸다. 화학식 1 내지 4에 있어서, X, R¹, R²로 나타내는 알킬기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기 등의 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬기를 들 수 있다. 또한, X, R¹, R²로 나타내는 히드록시알킬기로서는, 예를 들어 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 1-히드록시프로필기, 2-히드록시프로필기, 3-히드록시프로필기, 1-히드록시부틸기, 2-히드록시부틸기, 3-히드록시부틸기, 4-히드록시부틸기 등의 히드록시기가 1개 치환된 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬기를 들 수 있다. 화학식 1 내지 4에 있어서, X는, 수소 원자, 히드록실기 및 히드록시알킬기 중 어느 하나인 것이 바람직하다. 화학식 1 내지 4로 표현되는 반복 단위를 갖는 아미노화 페놀 중합체의 수 평균 분자량은, 예를 들어 약 500 내지 약 100만, 바람직하게는 약 1000 내지 약 2만을 들 수 있다.

또한, 금속층(3)에 내식성을 부여하는 화성 처리 방법으로서, 인산 중에, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화세륨, 산화주석 등의 금속 산화물이나 황산바륨의 미립자를 분산시킨 것을 코팅하고, 150℃ 이상에서 베이킹 처리를 행함으로써, 금속층(3)의 표면에 내식 처리층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 또한, 내식 처리층의 위에는, 양이온성 중합체를 가교제로 가교시킨 수지층을 형성하여도 된다. 여기서, 양이온성 중합체로서는, 예를 들어 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌이민과 카르복실산을 갖는 중합체를 포함하는 이온 고분자 착체, 아크릴 주골격에 1급 아민을 그래프트시킨 1급 아민 그래프트 아크릴 수지, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 아미노페놀 등을 들 수 있다. 이 양이온성 중합체는 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 또한, 가교제로서는, 예를 들어 이소시아네이트기, 글리시딜기, 카르복실기, 및 옥사졸린기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 관능기를 갖는 화합물, 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이 가교제는 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

이들 화성 처리는, 1종의 화성 처리를 단독으로 행해도 되고, 2종류 이상의 화성 처리를 조합하여 행하여도 된다. 또한, 이 화성 처리는, 1종의 화합물을 단독으로 사용하여 행해도 되고, 또한 2종류 이상의 화합물을 조합하여 사용하여 행해도 된다. 이들 중에서도, 바람직하게는 크롬산크로메이트 처리, 더 바람직하게는 크롬산 화합물, 인산 화합물, 및 아미노화 페놀 중합체를 조합한 크로메이트 처리를 들 수 있다.

화성 처리에 있어서 금속층(3)의 표면에 형성시키는 내산성 피막의 양에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 크롬산 화합물, 인산 화합물 및 아미노화 페놀 중합체를 조합하여 크로메이트 처리를 행하는 경우라면, 금속층(3)의 표면 1㎡당, 크롬산 화합물이 크롬 환산으로 약 0.5 내지 약 50㎎, 바람직하게는 약 1.0 내지 약 40㎎, 인 화합물이 인 환산으로 약 0.5 내지 약 50㎎, 바람직하게는 약 1.0 내지 약 40㎎ 및 아미노화 페놀 중합체가 약 1 내지 약 200㎎, 바람직하게는 약 5.0 내지 150mg의 비율로 함유되어 있는 것이 바람직하다.

화성 처리는, 내산성 피막의 형성에 사용하는 화합물을 포함하는 용액을, 바 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 침지법 등에 의해, 금속층(3)의 표면에 도포한 후에, 금속층(3)의 온도가 70 내지 200℃ 정도가 되도록 가열함으로써 행해진다. 또한, 금속층(3)에 화성 처리를 실시하기 전에, 미리 금속층(3)을, 알칼리 침지법, 전해 세정법, 산 세정법, 전해 산 세정법 등에 의한 탈지 처리에 제공하여도 된다. 이와 같이 탈지 처리를 행함으로써, 금속층(3)의 표면 화성 처리를 한층 효율적으로 행하는 것이 가능해진다.

[실란트층(4)]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)은, 최내층에 해당하고, 전지의 조립 시에 실란트층(4)끼리가 열 용착하여 전지 소자를 밀봉하는 층이다. 실란트층(4)은, 복수의 층에 의해 형성되어 있어도 된다.

실란트층(4)은, 후술하는 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖지 않는 경우, 금속층(3)과 접착 가능하며, 또한 실란트층(4)끼리가 열 융착 가능한 수지에 의해 형성되어 있다. 또한, 실란트층(4)은, 후술하는 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우에는, 접착층(5) 또는 절연층(6)과 접착 가능하며, 또한 실란트층(4)끼리가 열 융착 가능한 수지에 의해 형성되어 있다. 실란트층(4)을 형성하는 수지로서는, 이와 같은 특성을 갖는 것이면, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 후술하는 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우, 이들 외에, 폴리올레핀, 변성 환상 폴리올레핀 등 사용할 수 있다. 실란트층(4)을 형성하는 수지는, 1종류 단독으로 사용하여도 되며, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

실란트층(4)의 형성에 사용되는 산 변성 폴리올레핀이란, 폴리올레핀을 불포화 카르복실산으로 그래프트 중합하는 것 등에 의해 변성된 중합체이다. 산 변성되는 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 결정성 또는 비정질성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원공중합체 등을 들 수 있다. 이 폴리올레핀 중에서도, 내열성의 점에서, 바람직하게는 적어도 프로필렌을 구성 단량체로서 갖는 폴리올레핀, 더 바람직하게는, 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원공중합체 및 프로필렌-에틸렌의 랜덤 공중합체를 들 수 있다. 변성에 사용되는 불포화 카르복실산으로서는, 예를 들어 말레산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다. 이 불포화 카르복실산 중에서도, 바람직하게는 말레산, 무수 말레산을 들 수 있다. 이 산 변성 폴리올레핀은, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

실란트층(4)의 형성에 사용되는 폴리에스테르 수지의 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리카르보네이트, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 또한, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 에틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 하여 에틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트)에 따라 약기함), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨술포이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/나트륨이소프탈레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/페닐-디카르복실레이트), 폴리에틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트) 등을 들 수 있다. 또한, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 한 공중합 폴리에스테르로서는, 구체적으로는, 부틸렌테레프탈레이트를 반복 단위의 주체로 하여 부틸렌이소프탈레이트와 중합하는 공중합체 폴리에스테르(이하, 폴리부틸렌(테레프탈레이트/이소프탈레이트)에 따라 약기함), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/아디페이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/세바케이트), 폴리부틸렌(테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 들 수 있다. 이 폴리에스테르 수지는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

실란트층(4)의 형성에 사용되는 불소계 수지의 구체예로서는, 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리불화비닐, 에틸렌테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌―헥사플루오로프로필렌 공중합체, 불소계 폴리올 등을 들 수 있다. 이 불소계 수지는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖지 않는 경우, 실란트층(4)은, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지 또는 불소계 수지만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 이들 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 실란트층(4)에 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지 또는 불소계 수지 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 실란트층(4) 중의 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지 또는 불소계 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

실란트층(4)에 있어서, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지 또는 불소계 수지 이외에, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 예를 들어 폴리올레핀을 들 수 있다.

폴리올레핀은, 비환상 또는 환상 중 어느 하나의 구조이어도 된다. 비환상의 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 결정성 또는 비정질성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 환상의 폴리올레핀이란, 올레핀과 환상 단량체와의 공중합체이며, 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 올레핀으로서는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등을 들 수 있다. 또한, 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 환상 단량체로서는, 예를 들어 노르보르넨 등의 환상 알켄; 구체적으로는, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환상 디엔 등을 들 수 있다. 이 폴리올레핀은, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

이들 폴리올레핀 중에서도, 엘라스토머로서의 특성을 구비하는 것(즉, 폴리올레핀계 엘라스토머), 특히 프로필렌계 엘라스토머는, 히트 시일 후의 접착 강도의 향상, 히트 시일 후의 층간 박리의 방지 등의 관점에서, 바람직하다. 프로필렌계 엘라스토머로서는, 프로필렌과, 1종류 또는 2종류 이상의 탄소수 2 내지 20의 α-올레핀(프로필렌을 제외함)을 구성 단량체로서 포함하는 중합체를 들 수 있고, 프로필렌계 엘라스토머를 구성하는 탄소수 2 내지 20의 α-올레핀(프로필렌을 제외함)으로서는, 구체적으로는, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 등을 들 수 있다. 이들 에틸렌계 엘라스토머는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

실란트층(4)에, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지 또는 불소계 수지 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 실란트층(4)에 프로필렌계 엘라스토머를 함유시키는 경우, 실란트층(4) 중의 프로필렌계 엘라스토머의 함유량으로서는, 통상 5 내지 70질량%, 바람직하게는 10 내지 60질량%, 더 바람직하게는 20 내지 50질량%를 들 수 있다.

금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에, 후술하는 접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우, 실란트층(4)을 형성하는 수지로서는, 상기 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지 등 외에, 폴리올레핀, 변성 환상 폴리올레핀 등도 들 수 있다. 이들 수지는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우, 실란트층(4)을 형성하는 폴리올레핀으로서는, 상기에서 예시한 것을 들 수 있다. 변성 환상 폴리올레핀은, 환상 폴리올레핀을 불포화 카르복실산으로 그래프트 중합한 것이다. 산 변성되는 환상 폴리올레핀은, 올레핀과 환상 단량체와의 공중합체이다. 이와 같은 올레핀으로서는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등을 들 수 있다. 또한, 환상 단량체로서는, 예를 들어 노르보르넨 등의 환상 알켄; 구체적으로는, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환상 디엔 등을 들 수 있다. 변성에 사용되는 불포화 카르복실산으로서는, 예를 들어 말레산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다. 이 불포화 카르복실산 중에서도, 바람직하게는 말레산, 무수 말레산을 들 수 있다. 이 변성 환상 폴리올레핀은, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

접착층(5) 또는 절연층(6)을 갖는 경우, 실란트층(4)은, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리올레핀, 또는 변성 환상 폴리올레핀만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 이들 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 실란트층(4)에 이들 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 실란트층(4) 중의 이들 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다. 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 예를 들어 상기 엘라스토머로서의 특성을 구비하는 것을 들 수 있다. 또한, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 실란트층(4)에 프로필렌계 엘라스토머를 함유시키는 경우, 실란트층(4) 중의 프로필렌계 엘라스토머의 함유량으로서는, 통상 5 내지 70질량%, 바람직하게는 10 내지 60질량%, 더 바람직하게는 20 내지 50질량%를 들 수 있다.

본 발명의 전지용 포장 재료의 밀폐성과 개봉성을 더 효과적으로 발휘하는 관점에서, 실란트층(4)의 융점 T_m1로서는, 바람직하게는 90 내지 245℃, 보다 바람직하게는 100 내지 220℃를 들 수 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 실란트층(4)의 연화점 T_s1로서는, 바람직하게는 70 내지 180℃, 보다 바람직하게는 80 내지 150℃를 들 수 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 실란트층(4)의 230℃에서의 용융 유속(MFR)은, 바람직하게는 1.5 내지 25g/10분, 보다 바람직하게는 3.0 내지 18g/10분을 들 수 있다.

여기서, 실란트층(4)의 융점 T_m1은, 실란트층(4)을 구성하는 수지 성분의 융점을 JIS K6921-2(ISO1873-2.2:95)에 준거하여 DSC법에 의해 측정되는 값이다. 또한, 실란트층(4)이, 복수의 수지 성분을 포함하는 블렌드 수지로 형성되어 있는 경우에는, 그 융점 T_m1은, 각각의 수지의 융점을 상기와 같이 하여 구하고, 이들을 질량비로 가중 평균하여 산출할 수 있다.

또한, 실란트층(4)의 연화점 T_s1은, 열기계적 분석법(TMA: Thermo-Mechanical Analyzer)에 의해 측정되는 값이다. 또한, 실란트층(4)이, 복수의 수지 성분을 포함하는 블렌드 수지로 형성되어 있는 경우에는, 그 연화점 T_s1은, 각각의 수지의 연화점을 상기와 같이 하여 구하고, 이들을 질량비로 가중 평균하여 산출할 수 있다.

실란트층(4)의 용융 유속은, JIS K7210에 준거하여, 용융 유속 측정기에 의해 측정되는 값이다.

실란트층(4)의 두께로서는, 예를 들어 12 내지 120㎛, 바람직하게는 18 내지 80㎛, 더 바람직하게는 20 내지 60㎛를 들 수 있다.

실란트층(4)은, 단층이어도 되고, 다층이어도 된다. 또한, 실란트층(4)은, 필요에 따라 슬립제 등을 포함하고 있어도 된다. 실란트층(4)이 슬립제를 포함하는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 실란트층(4)이 슬립제를 포함함으로써, 전지용 포장 재료의 성형성뿐만 아니라, 절연성도 높일 수 있다. 실란트층(4)이 슬립제를 포함함으로써 전지용 포장 재료의 절연성이 높아지는 상세한 과정은 반드시 명백하지는 않지만, 예를 들어 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 실란트층(4)이 슬립제를 포함하는 경우, 실란트층(4)에 외력이 가해질 때, 실란트층(4) 내에서 수지의 분자쇄가 움직이기 쉬워져서, 크랙이 발생하기 어려워진다고 생각된다. 특히, 실란트층(4)이 복수 종류의 수지에 의해 형성되는 경우에는, 이 수지의 사이에 존재하는 계면에 있어서, 크랙이 발생하기 쉽지만, 슬립제가 이와 같은 계면에 존재함으로써, 계면에 있어서 수지가 움직이기 쉬워짐으로써, 외력이 가해졌을 때 크랙에 이르는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 생각된다. 이와 같은 과정에 의해, 실란트층에 크랙이 발생하는 것에 의한 절연성의 저하가 억제된다고 생각된다.

슬립제로서는, 특별히 제한되지 않고, 공지된 슬립제를 사용할 수 있지만, 예를 들어, 상기 기재층(1)으로 예시한 것 등을 들 수 있다. 슬립제는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 실란트층(4)에 있어서의 슬립제의 함유량으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 전자 포장용 재료의 성형성 및 절연성을 높이는 관점에서는, 바람직하게는 0.01 내지 0.2질량% 정도, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.15질량% 정도를 들 수 있다.

또한, 실란트층(4)의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

다음으로, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃에 도달 후에 전지용 포장 재료를 개봉시키기 위한 구체적인 형태, 보다 저온 영역에서 전지용 포장 재료를 개봉시키기 위한 구체적인 형태 및 실란트층(4)과 금속층(3)의 사이에 절연층(6)이 설치되어 있는 경우의 구체적인 형태에 대하여, 각각 이하의 A 내지 F에 상세히 설명한다.

A. 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃에 도달 후에 전지용 포장 재료를 개봉시키는 경우에 있어서, 실란트층이 2층인 형태

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로 하는 경우에 있어서, 실란트층이 2층인 형태로서는, 이하와 같다.

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층이, 금속층측에 위치하고, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 그 제1 실란트층 위에 적층되어 최내층에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층을 갖고,

제1 실란트층(4a) 및 제2 실란트층(4b)이 하기 식 1 및 2의 관계

<식 1>

<식 2>

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

를 충족한다. 그 설정 온도 T℃로서는, 바람직하게는 140 내지 160℃를 들 수 있다.

(제1 실란트층)

그 형태에 있어서, 제1 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하고, 금속층측에 위치하는 층이다. 제1 실란트층의 형성에 사용되는 산 변성 폴리올레핀으로서는, 상기 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다. 제1 실란트층에 산 변성 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 제1 실란트층 중의 산 변성 폴리올레핀의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

제1 실란트층에 있어서, 산 변성 폴리올레핀 이외에, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 상기 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다.

제1 실란트층에, 산 변성 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제1 실란트층에 프로필렌계 엘라스토머를 함유시키는 경우, 제1 실란트층 중의 프로필렌계 엘라스토머의 함유량으로서는, 통상 5 내지 60질량%, 바람직하게는 10 내지 50질량%, 더 바람직하게는 20 내지 40질량%를 들 수 있다.

또한, 제1 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 데다가 하기 식 1을 충족하도록 설정된다.

<식 1>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제1 실란트층의 융점 T_m1이 설정 온도 T보다도 소정 범위로 낮은 값으로 설정됨으로써, 전지가 T℃에 이르기까지 고온으로 노출된 경우에는, 제1 실란트층이 용융 상태로 변화되고, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면으로부터 실란트층(4)의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그리고, 금속층(3)으로부터 박리된 적어도 일부의 실란트층(4)은 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되고, 그 후, 팽윤된 실란트층(4)은 T℃ 도달로부터 30분 이내에 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다.

여기서, 제1 실란트층의 융점 T_m1은, 제1 실란트층을 구성하는 수지 성분의 융점을 JIS K6921-2(ISO1873-2.2:95)에 준거하여 DSC법에 의해 측정되는 값이다. 또한, 제1 실란트층이, 복수의 수지 성분을 포함하는 블렌드 수지로 형성되어 있는 경우에는, 그 융점 T_m1은, 그 블렌드 수지를 JIS K6921-2(ISO1873-2.2:95)에 준거하여 DSC법에 제공하고, 총 피크 면적을 1로 하여 각 수지 성분에 해당하는 융점의 피크 면적의 비율을 산출하고, 각 수지 성분에 해당하는 융점과 그 피크 면적의 비율을 곱한 값(융점×면적비)을 산출하고, 또한 융점마다 산출된 그 값(융점×면적비)을 가산함으로써 구해진다.

수지 성분의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제1 실란트층에 배합되는 산 변성 폴리올레핀 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지 성분은, 제1 실란트층의 상기 융점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

제1 실란트층은, 필요에 따라 슬립제를 포함하고 있어도 된다. 제1 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 제1 실란트층이 슬립제를 포함함으로써, 전지용 포장 재료의 성형성뿐만 아니라, 절연성도 높일 수 있다. 제1 실란트층이 슬립제를 포함함으로써 전지용 포장 재료의 절연성이 높아지는 상세한 과정은 반드시 명백하지 않지만, 예를 들어 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 제1 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우, 제1 실란트층에 외력이 가해질 때, 제1 실란트층 내에서 수지의 분자쇄가 움직이기 쉬워져서, 크랙이 발생하기 어려워진다고 생각된다. 특히, 제1 실란트층이 복수 종류의 수지에 의해 형성되는 경우에는, 이 수지의 사이에 존재하는 계면에 있어서, 크랙이 발생하기 쉽지만, 슬립제가 이와 같은 계면에 존재함으로써, 계면에 있어서 수지가 움직이기 쉬워짐으로써, 외력이 가해질 때 크랙에 이르는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 것이라 생각된다. 이와 같은 과정에 의해, 제1 실란트층에 크랙이 발생하는 것에 의한 절연성의 저하가 억제된다고 생각된다.

슬립제로서는, 특별히 제한되지 않으며, 공지된 슬립제를 사용할 수 있지만, 예를 들어, 상기 기재층(1)으로 예시한 것을 들 수 있다. 제1 실란트층 중에 있어서의 슬립제의 함유량으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 전자 포장용 재료의 성형성 및 절연성을 높이는 관점에서는, 바람직하게는 0.01 내지 0.2질량% 정도, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.15질량% 정도를 들 수 있다.

또한, 제1 실란트층의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제2 실란트층)

제2 실란트층은, 폴리올레핀을 포함하고, 상기 제1 실란트층 위에 적층되어 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하는 층이다. 제2 실란트층의 형성에 사용되는 폴리올레핀에 대해서는, 상기 융점을 충족하는 것을 한도로 하여 특별히 제한되지 않지만, 상기 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다.

제2 실란트층은, 상기 융점을 구비하는 것을 한도로 하여, 폴리올레핀만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 제2 실란트층에 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 제2 실란트층 중의 폴리올레핀의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

제2 실란트층에 있어서 폴리올레핀 이외에, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 예를 들어 산 변성 폴리올레핀을 들 수 있다. 그 산 변성 폴리올레핀의 구체예에 대해서는, 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다. 제2 실란트층에, 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제2 실란트층에 산 변성 폴리올레핀을 함유시키는 경우, 제2 실란트층중의 산 변성 폴리올레핀의 함유량으로서는, 통상 5 내지 60질량%, 바람직하게는 10 내지 50질량%, 더 바람직하게는 20 내지 40질량%를 들 수 있다.

또한, 제2 실란트층은, 폴리올레핀을 포함하는 데다가, 하기식 2를 충족하도록 설정된다.

<식 2>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

이와 같이, 제2 실란트층의 융점 T_m2가, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1 이상으로 설정되고, 또한 설정 온도 T와 5℃ 전후의 온도 영역에 설정됨으로써, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온으로 노출되고, 제1 실란트층이 용융 상태로 되어 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면으로부터 실란트층(4)의 적어도 일부가 박리되어도, 제2 실란트층은 내압으로 팽윤되면서 밀봉 상태를 유지하도록 기능하고, 설정 온도 T℃ 도달 후에는, 신속하게 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생시키고, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 또한, 제2 실란트층의 융점 T_m2가 설정 온도 T보다도 5℃를 초과한 온도 영역에 설정되어 있으면, 히트 시일 자체가 곤란해져서, 시일 강도가 변동되거나, T℃에 도달하여도 신속하게 실란트층(4)을 개봉시킬 수 없게 되거나 하는 경향이 보인다.

또한, 제2 실란트층의 융점 T_m2의 산출 방법은, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1의 경우와 마찬가지이다.

수지 성분의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제2 실란트층에 배합되는 폴리올레핀 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지 성분은, 제2 실란트층의 상기 융점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

제2 실란트층은, 제1 실란트층과 마찬가지로, 필요에 따라 슬립제를 포함하고 있어도 된다. 또한, 제2 실란트층의 제1 실란트층과는 반대측의 표면 위에 슬립제가 도포되어 있어도 된다. 제2 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우 및 제2 실란트층의 표면 위에 슬립제가 도포되어 있는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 제2 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성뿐만 아니라, 절연성도 높일 수 있다. 전지용 포장 재료의 절연성을 높이는 관점에서, 본 발명에 있어서는, 제1 실란트층 및 제2 실란트층 중 적어도 한쪽이 슬립제를 포함하는 것이 바람직하다. 제2 실란트층이 슬립제를 포함함으로써 전지용 포장 재료의 절연성이 높아지는 상세한 과정은 반드시 명백하지 않지만, 상기 제1 실란트층과 마찬가지로 생각할 수 있다. 특히, 제2 실란트층은, 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하기 때문에, 히트 시일 시에 큰 외력이 가해지기 쉽다. 이로 인해, 최내층에 위치하는 제2 실란트층에 상기 슬립제가 포함됨으로써, 전지용 포장 재료의 성형성과 절연성을 더 효과적으로 높일 수 있다. 제2 실란트층에 포함되는 슬립제의 종류 및 양으로서는, 제1 실란트층과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 제2 실란트층의 표면 위에 슬립제를 도포하는 경우, 슬립제의 종류는 제1 실란트층과 마찬가지로 할 수 있다. 슬립제의 도포량으로서는, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 0.01 내지 100mg/㎡ 정도, 바람직하게는 0.1 내지 10mg/㎡ 정도를 들 수 있다.

또한, 제2 실란트층의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제1 실란트층과 제2 실란트층의 융점의 관계)

제1 실란트층과 제2 실란트층은, 전술하는 융점을 각각 충족함으로써, 0≤(T_m2-T_m1)≤15의 관계를 충족하게 된다.

(실란트층이 2층인 경우의 실란트층(4)의 두께)

실란트층이 2층인 경우, 실란트층(4)의 두께로서는, 상기 제1 실란트층과 제2 실란트층의 각각의 두께에 기초하여 정해지지만, 예를 들어 10 내지 80㎛, 바람직하게는 20 내지 70㎛, 더 바람직하게는 30 내지 60㎛를 들 수 있다.

B. 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃에 도달 후에 전지용 포장 재료를 개봉시키는 경우에 있어서, 실란트층이 3층인 형태

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로 하는 경우에 있어서, 실란트층이 3층인 형태로서는, 이하와 같다.

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하는 제2 실란트층, 폴리올레핀을 포함하는 제3 실란트층을 순서대로 갖고, 상기 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 상기 제3 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,

제1 실란트층(4a), 제2 실란트층(4b), 및 제3 실란트층(4c)이 하기 식 1 내지 3의 관계

<식 1>

<식 2>

<식 3>

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

T_m3: 제3 실란트층의 융점(℃)

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

를 충족한다. 상기 설정 온도 T℃로서는, 바람직하게는 140 내지 160℃를 들 수 있다.

(제1 실란트층)

상기 형태에 있어서, 제1 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하고, 금속층측에 위치하는 층이다. 제1 실란트층을 형성하는 수지는, 상기 항목 A의 2층의 형태와 마찬가지이다.

제1 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 데다가, 하기식 1을 충족하게 설정된다.

<식 1>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T₁: 제1 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제1 실란트층의 융점 T_m1을 설정 온도 T보다도 소정 범위로 낮은 값으로 설정함으로써, 전지가 T℃에 이르기까지 고온에 노출된 경우에는, 제1 실란트층이 용융 상태로 변화되고, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면으로부터 실란트층(4)의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그리고, 금속층(3)으로부터 박리된 적어도 일부의 실란트층(4)은 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되고, 그 후, 팽윤된 실란트층(4)은 T℃ 도달로부터 30분 이내에 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다.

여기서, 제1 실란트층의 융점 T_m1은, 상기와 마찬가지로 하여 측정되는 값이다.

제1 실란트층은, 상기와 마찬가지로 하여, 필요에 따라 슬립제를 포함하고 있어도 된다.

제1 실란트층의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제2 실란트층)

제2 실란트층은, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하고, 제1 실란트층과 제3 실란트층의 사이에 배치되는 층이다. 제2 실란트층의 형성에 사용되는 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀으로서는, 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다.

제2 실란트층은, 상기 융점을 구비하는 것을 한도로 하여, 폴리올레핀 또는 산 변성 폴리올레핀 중 어느 한쪽만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 다른 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 다른 수지 성분을 함유시키는 경우, 제2 실란트층 중의 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

또한, 제2 실란트층은, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하는 데다가, 하기 식 2를 충족하도록 설정된다.

<식 2>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제2 실란트층의 융점 T_m2가, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1 이상으로 설정되고, 또한 설정 온도 T와 5℃ 전후의 온도 영역에 설정함으로써, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온에 노출되고, 제1 실란트층이 용융 상태로 되어 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면으로부터 실란트층(4)의 적어도 일부가 박리되어도, 제2 실란트층은 내압으로 팽윤되면서 밀봉 상태를 유지하도록 기능하고, 설정 온도 T℃ 도달 후에는, 신속하게 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생시켜서, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 또한, 제2 실란트층의 융점 T_m2가, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1 이상 또한 제3 실란트층의 융점 T_m3과 동등 이상으로 설정되어 있기 때문에, 설정 온도 T℃에 이르기까지 승온된 경우에도 우수한 절연성을 구비시킬 수 있다.

제2 실란트층은, 제1 실란트층과 마찬가지로, 필요에 따라 슬립제를 포함하고 있어도 된다. 제2 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 제2 실란트층이 슬립제를 포함함으로써, 전지용 포장 재료의 성형성뿐만 아니라, 절연성도 높일 수 있다. 제2 실란트층이 슬립제를 포함함으로써 전지용 포장 재료의 절연성이 높아지는 상세한 과정은 반드시 명백하지 않지만, 상기 제1 실란트층과 마찬가지로 생각할 수 있다. 제2 실란트층에 포함되는 슬립제의 종류 및 양으로서는, 제1 실란트층과 마찬가지로 할 수 있다.

(제3 실란트층)

제3 실란트층은, 폴리올레핀을 포함하고, 상기 제1 실란트층 위에 적층되고 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하는 층이다. 제3 실란트층의 형성에 사용되는 폴리올레핀으로서는, 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다.

제3 실란트층은, 상기 융점을 구비하는 것을 한도로 하여, 폴리올레핀만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 제3 실란트층에 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 제3 실란트층 중의 폴리올레핀의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

제3 실란트층에 있어서 폴리올레핀 이외에, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 예를 들어 산 변성 폴리올레핀을 들 수 있다. 그 산 변성 폴리올레핀의 구체예에 대해서는, 실란트층(4)의 예시와 마찬가지로 할 수 있다. 제3 실란트층에, 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제3 실란트층에 산 변성 폴리올레핀을 함유시키는 경우, 제3 실란트층중의 산 변성 폴리올레핀의 함유량으로서는, 통상 5 내지 60질량%, 바람직하게는 10 내지 50질량%, 더 바람직하게는 20 내지 40질량%를 들 수 있다.

또한, 제3 실란트층은, 폴리올레핀을 포함하는 데다가, 하기 식 3을 충족하도록 설정된다.

<식 3>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_m3: 제3 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제3 실란트층의 융점 T_m3이, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1 이상으로 설정되고, 또한 설정 온도 T와 5℃ 전후의 온도 영역에 설정함으로써, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온이 노출되어 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면으로부터 실란트층(4)의 적어도 일부가 박리하여 실란트층(4)이 밀봉 상태에서 팽윤될 때, 실란트층(4)의 내부에서 균열이 진행하여 응집 파괴에 의해 급격하게 개봉되는 것을 억제하여, 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생시키고, T℃ 도달 후에는 신속하게 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 또한, 제3 실란트층의 융점 T_m3이 설정 온도 T보다도 5℃를 초과한 온도 영역에 설정되어 있으면, 히트 시일 자체가 곤란해져서, 시일 강도가 변동되거나, T℃에 도달하여도 신속하게 실란트층(4)을 개봉시킬 수 없게 되거나 하는 경향이 보인다.

또한, 제3 실란트층의 융점 T_m3의 산출 방법은, 상기 제1 실란트층의 융점 T_m1의 경우와 마찬가지이다.

전술한 바와 같이, 수지 성분의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제3 실란트층에 배합되는 폴리올레핀 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지 성분은, 제3 실란트층의 상기 융점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

제3 실란트층은, 제1 실란트층과 마찬가지로, 필요에 따라 슬립제를 포함하고 있어도 된다. 또한, 제3 실란트층의 제2 실란트층과는 반대측의 표면 위에 슬립제가 도포되어 있어도 된다. 제3 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우 및 제3 실란트층의 표면 위에 슬립제가 도포되어 있는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성을 높일 수 있다.

또한, 제3 실란트층이 슬립제를 포함하는 경우, 전지용 포장 재료의 성형성뿐만 아니라, 절연성도 높일 수 있다. 전지용 포장 재료의 절연성을 높이는 관점에서, 본 발명에 있어서는, 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층 중 적어도 1층이 슬립제를 포함하는 것이 바람직하다. 제3 실란트층이 슬립제를 포함함으로써 전지용 포장 재료의 절연성이 높아지는 상세한 과정은 반드시 명백하지 않지만, 상기 제1 실란트층과 마찬가지로 생각할 수 있다. 특히, 제3 실란트층은, 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하기 때문에, 히트 시일 시에 큰 외력이 가해지기 쉽다. 이로 인해, 최내층에 위치하는 제3 실란트층에 상기 슬립제가 포함됨으로써, 전지용 포장 재료의 성형성과 절연성을 더 효과적으로 높일 수 있다. 제3 실란트층에 포함되는 슬립제의 종류 및 양으로서는, 제1 실란트층과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 제3 실란트층의 표면 위에 슬립제를 도포하는 경우, 슬립제의 종류는 제1 실란트층과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 슬립제의 도포량으로서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 0.01 내지 100mg/㎡ 정도, 바람직하게는 0.1 내지 10mg/㎡ 정도를 들 수 있다.

또한, 제3 실란트층의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층의 각 융점의 관계)

제1 실란트층과 제2 실란트층은, 전술하는 융점을 각각 충족함으로써, 10≤(T_m2-T_m1)≤20의 관계를 충족하게 된다.

또한, 제1 실란트층과 제3 실란트층은, 전술하는 융점을 각각 충족함으로써, 0≤(T_m3-T_m1)≤15의 관계를 충족하게 된다.

(실란트층(4)의 두께)

실란트층(4)이 3층인 경우, 실란트층(4)의 두께로서는, 상기 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층의 각각의 두께에 기초하여 정해지지만, 예를 들어 15 내지 120㎛, 바람직하게는 60 내지 80㎛, 더 바람직하게는 30 내지 60㎛를 들 수 있다.

C. 저온 영역에서 개봉시키는 경우의 제1 형태

본 발명에 있어서, 보다 저온 영역에서 전지용 포장 재료를 개봉시키는 바람직한 제1 형태는, 이하와 같다.

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)이, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층(4a)과, 제2 실란트층(4b)을 순서대로 갖고, 실란트층(4)에 있어서, 제1 실란트층(4a)이 금속층(3)측에 위치하고, 제2 실란트층(4b)이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며, 제1 실란트층(4a) 융점 T_m1이 100 내지 160℃이며 또한 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃이다. 개봉 온도는, 통상 150℃ 이하이다.

(제1 실란트층)

저온 영역에서 개봉시키는 제1 형태에 있어서, 제1 실란트층(4a)은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하고, 금속층측에 위치하는 층이다. 제1 실란트층(4a)의 형성에 사용되는 산 변성 폴리올레핀으로서는, 상기 실란트층(4)에서 예시한 것과 마찬가지로 할 수 있다.

제1 실란트층(4a)은, 후술하는 융점 및 연화점을 구비하는 것을 한도로 하여, 산 변성 폴리올레핀만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 산 변성 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 제1 실란트층(4a)이 후술하는 융점 및 연화점을 구비하는 관점에서는, 제1 실란트층(4a)은, 산 변성 폴리올레핀 이외의 수지 성분으로서, 비정질성의 폴리올레핀 및 열가소성 엘라스토머 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 비정질성의 폴리올레핀이란, 입체 규칙성이 적은 어택틱 중합체를 사용함으로써 결정화도를 낮게 하고, 실질적으로 융점을 갖지 않는 폴리올레핀을 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서, 폴리올레핀의 융점이란, 시차 주사 열량 측정(DSC)에 있어서의 흡열 피크 온도를 의미한다.

비정질성의 폴리올레핀으로서는, 적어도 단량체 단위로서 올레핀을 포함하는 비정질성의 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 폴리올레핀은, 비환상 또는 환상 중 어느 하나의 구조이어도 된다. 비환상의 폴리올레핀으로서는, 구체적으로는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 비정질성의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 환상의 폴리올레핀이란, 올레핀과 환상 단량체와의 공중합체이며, 상기 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 올레핀으로서는, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 부타디엔, 이소프렌 등을 들 수 있다. 또한, 상기 환상 폴리올레핀의 구성 단량체인 환상 단량체로서는, 예를 들어 노르보르넨 등의 환상 알켄; 구체적으로는, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등의 환상 디엔 등을 들 수 있다. 이 폴리올레핀은, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 비정질성의 폴리올레핀은, 불포화 카르복실산에서 그래프트 중합하는 것 등에 의해 이 폴리올레핀이 산 변성된 것이어도 된다.

또한, 필요에 따라 함유할 수 있는 다른 수지 성분으로서는, 예를 들어 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다. 열가소성 엘라스토머로서는, 실란트층(4)에서 엘라스토머로서의 특성을 구비하는 것으로서 예시한 것과 마찬가지로 할 수 있다.

제1 실란트층(4a)에, 산 변성 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제1 실란트층(4a)에 비정질성의 폴리올레핀 및 열가소성 엘라스토머 중 적어도 어느 한쪽을 함유시키는 경우, 제1 실란트층(4a) 중의 비정질성의 폴리올레핀 및 열가소성 엘라스토머 중 적어도 한쪽의 함유량으로서는, 통상 5 내지 80질량%, 바람직하게는 10 내지 70질량%, 더 바람직하게는 20 내지 60질량%를 들 수 있다.

저온 영역에서 개봉시키는 제1 형태에 있어서는, 제1 실란트층(4a)이 산 변성 폴리올레핀을 포함하고, 융점 T_m1이 100 내지 160℃인 것 외에, 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃로 낮게 설정되어 있음으로써, 전지가 승온되었을 때, 제1 실란트층(4a)이 연화되고, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8에 도시한 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면 또는 실란트층(4)의 내부의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그 후, 각종 전지에 요구되는 내열성 등에 따라 정해지는 일정한 온도에 도달하면, 실란트층(4)의 박리된 부분에 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 박리된 부분에 미세한 개열을 발생할 때까지의 동안, 박리된 부분이 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되는 경우에는, 전지 내부의 가스를 보다 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 전지 내부의 가스를 보다 평온하게 방출하는 관점에서, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1로서는, 바람직하게는 105 내지 150℃ 정도, 보다 바람직하게는 110 내지 140℃ 정도를 들 수 있다. 또한, 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1로서는, 바람직하게는 65 내지 140℃ 정도, 보다 바람직하게는 75 내지 120℃ 정도를 들 수 있다.

여기서, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1은, 상기와 마찬가지로 하여 측정되는 값이다.

또한, 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1은, 비카트 연화 온도 시험법 JIS K7206에 의해 측정되는 값이다. 또한, 제1 실란트층(4a)이, 복수의 수지 성분을 포함하는 블렌드 수지로 형성되어 있는 경우에는, 그 연화점 T_s1은, 그 블렌드 수지의 구성 성분의 연화점×배합 분율의 합에 의해 구해진다.

수지 성분의 융점 및 연화점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제1 실란트층(4a)에 배합되는 산 변성 폴리올레핀 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지 성분에 있어서는, 제1 실란트층(4a)의 상기 융점 및 연화점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다. 예를 들어, 상기한 바와 같이 산 변성 폴리올레핀과, 비정질성 폴리올레핀 및 열가소성 엘라스토머 중 적어도 한쪽을 혼합하거나, 융점이 높은 산 변성 폴리올레핀과 융점이 낮은 산 변성 폴리올레핀을 혼합하는 것 등에 의해, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1을 100 내지 160℃로 하면서, 연화점 T_s1을 60 내지 150℃로 낮게 할 수 있다.

또한, 제1 실란트층(4a)의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제2 실란트층)

저온 영역에서 개봉시키는 제1 형태에 있어서, 제2 실란트층(4b)은, 제1 실란트층(4a) 위에 적층되어 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하는 층이다. 즉, 전지용 포장 재료에 있어서는, 제2 실란트층끼리가 열 융착되고, 전지 소자를 밀봉한다. 실란트층(4)의 시일성을 높이는 관점에서는, 제2 실란트층(4b)은, 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하다. 제2 실란트층(4b)의 형성에 사용되는 폴리올레핀에 대해서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 결정성 또는 비정질성 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원공중합체 등을 들 수 있다. 이 폴리올레핀 중에서도, 내열성의 점에서, 바람직하게는 적어도 프로필렌을 구성 단량체로서 갖는 폴리올레핀, 더 바람직하게는, 프로필렌-에틸렌의 랜덤 공중합체, 프로필렌-에틸렌-부텐의 삼원공중합체 및 프로필렌의 단독 중합체를 들 수 있다. 이 폴리올레핀은, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 또한 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

제2 실란트층(4b)은, 폴리올레핀만으로 형성되어 있어도 되며, 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 제2 실란트층(4b)에 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 제2 실란트층(4b) 중의 폴리올레핀의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

제2 실란트층(4b)에 포함될 수 있는 폴리올레핀 이외의 수지 성분으로서는, 예를 들어 산 변성 폴리올레핀을 들 수 있다. 그 산 변성 폴리올레핀의 구체예에 대해서는, 제1 실란트층(4a)과 마찬가지이다. 제2 실란트층(4b)에, 폴리올레핀 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 그 수지 성분의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제2 실란트층(4b)에 산 변성 폴리올레핀을 함유시키는 경우, 제2 실란트층(4b) 중의 산 변성 폴리올레핀의 함유량으로서는, 통상 5 내지 60질량%, 바람직하게는 10 내지 50질량%, 더 바람직하게는 20 내지 40질량%를 들 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1이, 이하의 관계를 충족하는 것이 바람직하다.

T_m2≥T_m1

즉, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2가, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1 이상으로 됨으로써, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8의 B에 나타낸 바와 같이, 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지할 수 있다. 그리고, 개봉 온도에 도달하면, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 실란트층(4)의 박리된 영역에 핀 홀 등의 미세한 개열이 발생되어, 보다 평온한 조건에서 개봉 상태로 유도하는 것이 가능해진다. 이와 마찬가지의 관점에서는, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1이, 이하의 관계를 충족하는 것이 더 바람직하다.

T_m2≥T_m1+5

또한, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2 및 연화점 T_s2의 산출 방법은, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1의 경우와 마찬가지이다.

또한, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 개봉 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 개봉 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 105 내지 150℃, 보다 바람직하게는 110 내지 140℃를 들 수 있다. 또한, 제2 실란트층(4b)의 연화점 T_s2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 마찬가지의 관점에서는, 바람직하게는 65 내지 140℃, 보다 바람직하게는 70 내지 120℃를 들 수 있다.

전술한 바와 같이, 수지 성분의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제2 실란트층(4b)에 배합되는 수지 성분에 있어서는, 예를 들어 제2 실란트층(4b)의 상기 융점이나 연화점의 범위를 충족시키는 것 등에 의해, 전지용 포장 재료가 평온하게 개봉되도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

또한, 제2 실란트층(4b)의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(제3 실란트층 등)

제1 형태에 있어서, 본 발명의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)은, 제1 실란트층(4a)과 제2 실란트층(4b)의 사이에, 제3 실란트층(4c), 제4 실란트층(4d) 등을 제1 실란트층(4a) 측으로부터 순서대로 더 갖고 있어도 된다. 즉, 실란트층(4)은, 제1 실란트층(4a)과 제2 실란트층(4b)의 사이에, 제3 실란트층(4c) 등을 더 갖는, 3층 이상에 의해 구성되어 있어도 된다. 실란트층(4)의 시일성을 높이는 관점에서는, 제3 실란트층(4c) 등의 제1 실란트층(4a)과 제2 실란트층(4b)의 사이에 설치되는 층은, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 제3 실란트층(4c) 등의 형성에 사용되는 폴리올레핀으로서는, 제2 실란트층(4b)에서 예시한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다. 또한, 제3 실란트층(4c) 등의 형성에 사용되는 산 변성 폴리올레핀으로서는, 제1 실란트층(4a)에서 예시한 것과 마찬가지의 것을 들 수 있다.

또한, 제3 실란트층(4c) 등의 융점으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 개봉 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 개봉 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 100 내지 160℃를 들 수 있다. 또한, 이들 층의 연화점으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 마찬가지의 관점에서는, 바람직하게는 60 내지 150℃를 들 수 있다.

또한, 제3 실란트층(4c) 등의 제1 실란트층(4a)과 제2 실란트층(4b)의 사이에 설치되는 층의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(실란트층(4)의 총 두께)

실란트층(4)의 총 두께로서는, 제1 실란트층(4a), 제2 실란트층(4b) 및 필요에 따라 설치되는 제3 실란트층(4c) 등의 각각의 두께에 기초하여 정해지지만, 예를 들어 15 내지 120㎛, 바람직하게는 60 내지 80㎛, 더 바람직하게는 30 내지 60㎛를 들 수 있다.

D. 저온 영역에서 개봉시키는 경우의 제2 형태

본 발명에 있어서, 보다 저온 영역에서 전지용 포장 재료를 개봉시키는 바람직한 제2 형태는, 이하와 같다.

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)이, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층(4a)과, 제2 실란트층(4b)을 순서대로 갖고, 실란트층(4)에 있어서, 제1 실란트층(4a)이 금속층(3)측에 위치하고, 제2 실란트층(4b)이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며, 제1 실란트층(4a)이, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽을 포함한다. 개봉 온도는, 통상 150℃ 이하이다.

(제1 실란트층)

저온 영역에서 개봉시키는 제2 형태에 있어서, 제1 실란트층(4a)은, 산 변성 폴리올레핀 외에, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 실란트층(4a)의 융점을 일정 범위에 유지하면서, 연화점을 낮추는 것이 가능하게 되고, 전지가 승온되었을 때, 제1 실란트층(4a)이 연화되고, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8에 도시한 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면 또는 실란트층(4)의 내부의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그 후, 각종 전지에 구해지는 내열성 등에 따라서 정해지는 일정 온도에 도달하면, 실란트층(4)의 박리된 부분에 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 박리된 부분에 미세한 개열을 발생할 때까지의 동안, 박리된 부분이 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되는 경우에는, 전지 내부의 가스를 보다 평온하게 방출하는 것이 가능해진다.

산 변성 폴리올레핀으로서는, 제1 형태에 있어서의 제1 실란트층(4a)과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등 등을 들 수 있다. 폴리에틸렌의 중량 평균 분자량으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1만 내지 100만, 보다 바람직하게는 2만 내지 50만을 들 수 있다. 또한, 산 변성 폴리에틸렌으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 상기 폴리올레핀을 불포화 카르복실산으로 그래프트 중합하는 것 등에 의해 변성한 것을 들 수 있다. 산 변성 폴리에틸렌의 중량 평균 분자량으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 1만 내지 100만, 보다 바람직하게는 2만 내지 50만을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 중량 평균 분자량이란, 표준 샘플로서 폴리스티렌을 사용한 조건에서 측정된, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 값이다. 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌은, 각각, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

제1 실란트층(4a)에 있어서의 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌의 함유량 합계로서는, 본 발명의 효과를 발휘하는 것을 한도로 하여 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 어떤 설정 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 그 설정 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 10 내지 90질량%, 더 바람직하게는 15 내지 85질량%를 들 수 있다.

제1 실란트층(4a)은, 산 변성 폴리올레핀과, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 이들 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 필요에 따라 함유할 수 있는 수지 성분으로서는, 예를 들어 제1 형태에서 예시한 비정질성의 폴리올레핀, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다.

또한, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 어떤 일정한 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 그 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 100 내지 160℃, 보다 바람직하게는 105 내지 150℃, 또한 바람직하게는 110 내지 140℃를 들 수 있다. 또한, 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1로서는, 특별히 제한되지 않지만, 융점과 마찬가지의 관점에서는, 바람직하게는 60 내지 150℃, 보다 바람직하게는 65 내지 140℃, 또한 바람직하게는 75 내지 120℃를 들 수 있다. 또한, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1 및 제1 실란트층(4a)의 연화점 T_s1은, 각각, 제1 형태와 마찬가지로 하여 산출한 값이다.

(제2 실란트층)

제2 형태의 제2 실란트층(4b)은, 상기 제1 형태의 제2 실란트층(4b)과 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 제2 형태에 있어서, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 개봉 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 개봉 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 100 내지 160℃, 보다 바람직하게는 105 내지 150℃, 또한 바람직하게는 110 내지 140℃를 들 수 있다. 또한, 제2 실란트층(4b)의 연화점 T_s2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 마찬가지의 관점에서는, 바람직하게는 60 내지 150℃, 보다 바람직하게는 65 내지 140℃, 또한 바람직하게는 70 내지 120℃를 들 수 있다. 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2 및 제2 실란트층(4b)의 연화점 T_s2의 산출 방법은, 각각, 상기와 마찬가지이다.

(제3 실란트층 등)

제2 형태에 있어서, 제3 실란트층(4c) 등은, 상기 제1 형태와 마찬가지로 할 수 있다.

E. 저온 영역에서 개봉시키는 경우의 제3 형태

본 발명에 있어서, 보다 저온 영역에서 전지용 포장 재료를 개봉시키는 바람직한 제3 형태는, 이하와 같다.

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)이, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 제2 실란트층을 순서대로 갖고, 실란트층(4)에 있어서, 제1 실란트층(4a)이 금속층(3)측에 위치하고, 제2 실란트층(4b)이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며, 제1 실란트층(4a)이, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함한다. 개봉 온도는, 통상 150℃ 이하이다.

(제1 실란트층)

저온 영역에서 개봉시키는 제3 형태에 있어서, 제1 실란트층(4a)은, 산 변성 폴리올레핀 외에, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제1 실란트층(4a)의 융점을 일정 범위로 유지하면서, 연화점을 낮추는 것이 가능하게 되어, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온에 노출된 경우에는, 제1 실란트층(4a)이 연화되고, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8에 도시한 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 계면 또는 실란트층(4)의 내부의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그 후, 팽윤된 실란트층(4)은 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 박리된 적어도 일부의 실란트층(4)에 미세한 개열을 발생할 때까지의 동안, 실란트층(4)의 박리된 부분이 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되는 경우에는, 전지 내부의 가스를 보다 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 이 이유의 상세는 반드시 명백하지 않지만, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지는, 모두, 실란트층(4)을 형성하는 산 변성 폴리올레핀이나 금속층(3)을 구성하는 금속과의 점착성이 높은 점착성 수지인 것에 기인하여, 이와 같은 평온한 개봉으로 유도하는 것이 가능하게 되어 있는 것이라 생각된다. 또한, 제1 실란트층(4a)에 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함함으로써, 실란트층(4)끼리를 히트 시일한 경우의 시일 강도가 높아지고, 또한 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 있어서의 라미네이트 강도도 높아진다. 이 이유에 대해서도, 반드시 명백하지 않지만, 상기와 마찬가지로, 이들 수지가, 모두, 실란트층(4)을 형성하는 산 변성 폴리올레핀이나 금속층(3)을 구성하는 금속과의 점착성이 높은 점착성 수지이기 때문에, 시일 강도 및 라미네이트 강도가 높아지는 것이라 생각된다.

에틸렌아세트산비닐 공중합체는, 카르복실산 등으로 산 변성된, 산 변성 에틸렌아세트산비닐 공중합체이어도 된다. 또한, 아크릴 수지는, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산에스테르, 아크릴산, 메타크릴산 등이 단독 중합 또는 공중합한 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 스티렌 중합체는, 스티렌의 단독중합체이어도 되고, 다른 단량체와의 공중합체이어도 된다. 테르펜페놀 수지는, 테르펜 단량체와 페놀을 공중합한 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 제1 실란트층(4a)에 있어서, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지는, 각각, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 제1 실란트층(4a)에 있어서의 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지의 함유량 합계로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 설정 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 설정 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점, 및 상기 시일 강도 및 라미네이트 강도를 의해 높이는 관점에서는, 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 10 내지 90질량%, 더 바람직하게는 15 내지 85질량%를 들 수 있다.

(제2 실란트층)

제2 형태에 있어서, 제2 실란트층(4b)은, 상기 제1 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 제3 형태에 있어서, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1은, 이하의 관계를 충족하는 것이 바람직하다.

T_m2≥T_m1

즉, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2가, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1 이상으로 됨으로써, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8의 B에 나타낸 바와 같이, 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지할 수 있다. 그리고, 개봉 온도에 도달하면, 예를 들어 도 3, 4, 7, 8의 C에 나타낸 상태로 신속하게 이행되고, 실란트층(4)의 박리된 영역에 핀 홀 등의 미세한 개열이 발생되어, 보다 평온한 조건에서 개봉 상태로 유도하는 것이 가능해진다. 이러한 관점에서는, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1이, 이하의 관계를 충족하는 것이 더 바람직하다.

T_m2≥T_m1+5

또한, 제2 형태에 있어서의 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2 및 제2 실란트층(4b)의 연화점 T_s2의 산출 방법은, 각각, 상기와 마찬가지이다.

또한, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 전지가 승온되었을 때, 개봉 온도에 도달할 때까지는 실란트층(4)의 박리된 부분이 주머니 형상(내부 주머니)으로 되어 전지 소자가 밀봉된 상태를 적합하게 유지하고, 개봉 온도 도달 후에, 보다 평온한 조건에서 개봉으로 유도하는 관점에서는, 바람직하게는 100 내지 160℃, 보다 바람직하게는 105 내지 150℃, 또한 바람직하게는 110 내지 140℃를 들 수 있다. 또한, 제2 실란트층(4b)의 연화점 T_s2로서는, 특별히 제한되지 않지만, 마찬가지의 관점에서는, 바람직하게는 60 내지 150℃, 보다 바람직하게는 65 내지 140℃, 더 바람직하게는 70 내지 120℃를 들 수 있다.

(제3 실란트층 등)

제3 형태에 있어서, 제3 실란트층(4c) 등은, 상기 제1 형태와 마찬가지로 할 수 있다.

F. 절연층이 금속층과 실란트층의 사이에 설치되어 있는 경우

[절연층(6)]

본 발명에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 절연층(6)이 설치되어 있어도 된다. 절연층(6)을 갖는 경우에 대해서도, 후술하는 바와 같이, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로 할 수 있다.

절연층(6)은, 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성되어 있다. 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에, 이와 같은 특정한 수지 조성물에 의해 형성된 절연층(6)이 설치되어 있으므로써, 전극 활물질이나 전극 탭의 파편 등의 미소한 이물이 전지 소자와 실란트층(4)의 사이에 존재하는 경우에도, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성이 높아진다.

절연층(6)을 형성하는 산 변성 폴리올레핀 수지로서는, 특별히 제한되지 않지만, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지 및 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지 중 적어도 한쪽인 것이 바람직하다. 여기서, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지란, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물에서 폴리올레핀 수지를 변성하는 것에 의해 얻어지는 것이다. 또한, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르로 변성된 산 변성 폴리올레핀 수지란, 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물과 (메트)아크릴산 에스테르를 병용하여, 폴리올레핀 수지를 변성함으로써 얻어지는 것이다.

변성되는 폴리올레핀 수지는, 적어도 단량체 단위로서 올레핀을 포함하는 수지라면 특별히 한정되지 않는다. 폴리올레핀 수지는, 예를 들어 폴리에틸렌계 수지 및 폴리프로필렌계 수지 중 적어도 한쪽에 의해 구성할 수 있고, 폴리프로필렌계 수지에 의해 구성하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌계 수지는, 예를 들어 호모 폴리에틸렌 및 에틸렌 공중합체 중 적어도 한쪽에 의해 구성할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지는, 예를 들어 호모 폴리프로필렌 및 프로필렌 공중합체 중 적어도 한쪽에 의해 구성할 수 있다. 프로필렌 공중합체로서는, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 프로필렌-부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체 등의 프로필렌과 다른 올레핀과의 공중합체 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌계 수지에 포함되는 프로필렌 단위의 비율은, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높이는 관점에서, 50몰% 내지 100몰% 정도로 하는 것이 바람직하고, 80몰% 내지 100몰% 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 폴리에틸렌계 수지에 포함되는 에틸렌 단위의 비율은, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높이는 관점에서, 50몰% 내지 100몰% 정도로 하는 것이 바람직하고, 80몰% 내지 100몰% 정도로 하는 것이 보다 바람직하다. 에틸렌 공중합체 및 프로필렌 공중합체는, 각각, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 중 어느 것이어도 된다. 또한, 에틸렌 공중합체 및 프로필렌 공중합체는, 각각, 결정성, 비정질성 중 어느 것이어도 되며, 이들의 공중합물 또는 혼합물이어도 된다. 폴리올레핀 수지는, 1종류의 단독 중합체 또는 공중합체에 의해 형성되어 있어도 되고, 2종류 이상의 단독 중합체 또는 공중합체에 의해 형성되어 있어도 된다.

불포화 카르복실산으로서는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 크로톤산 등을 들 수 있다. 또한, 산 무수물로서는, 상기 예시한 불포화 카르복실산의 산 무수물이 바람직하고, 무수 말레산 및 무수 이타콘산이 보다 바람직하다. 폴리올레핀 수지의 변성에 있어서, 불포화 카르복실산은 1종류만을 사용하여도 되고, 2종류 이상을 사용하여도 된다.

(메트)아크릴산 에스테르로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산과 탄소수가 1 내지 30인 알코올과의 에스테르화물, 바람직하게는 (메트)아크릴산과 탄소수가 1 내지 20인 알코올과의 에스테르화물을 들 수 있다. (메트)아크릴산 에스테르의 구체예로서는, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 프로필, (메트)아크릴산 부틸, (메트)아크릴산 헥실, (메트)아크릴산 옥틸, (메트)아크릴산 데실, (메트)아크릴산 라우릴, (메트)아크릴산 옥틸, (메트)아크릴산 도데실, (메트)아크릴산 스테아릴 등을 들 수 있다. 폴리올레핀 수지의 변성에 있어서, (메트)아크릴산 에스테르는 1종류만을 사용하여도 되고, 2종류 이상을 사용하여도 된다.

산 변성 폴리올레핀 수지 중에 있어서의 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물의 비율은, 각각, 0.1질량% 내지 30질량% 정도인 것이 바람직하고, 0.1질량% 내지 20질량% 정도인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다.

또한, 산 변성 폴리올레핀 수지 중에 있어서의 (메트)아크릴산 에스테르의 비율은, 0.1질량% 내지 40질량% 정도인 것이 바람직하고, 0.1질량% 내지 30질량% 정도인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다.

산 변성 폴리올레핀 수지의 중량 평균 분자량은, 6000 내지 200000 정도인 것이 바람직하고, 8000 내지 150000 정도인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써, 금속층(3)과 실란트층(4)에 대한 절연층(6)의 친화성을 안정화할 수 있기 때문에, 금속층(3)과 실란트층(4)의 접착성을 오랜 기간 안정화시킬 수 있다. 또한, 내열도 향상시킬 수 있기 때문에, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다. 또한, 산 변성 폴리올레핀 수지의 중량 평균 분자량은, 표준 샘플로서 폴리스티렌을 사용한 조건에서 측정된, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정된 값이다.

산 변성 폴리올레핀 수지에 있어서, 폴리올레핀 수지의 변성 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물이나, (메트)아크릴산 에스테르가 폴리올레핀 수지와 공중합되어 있으면 된다. 이러한 공중합으로서는, 랜덤 공중합, 블록 공중합, 그래프트 공중합(그래프트 변성) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 그래프트 공중합을 들 수 있다.

경화제는, 상기 산 변성 폴리올레핀 수지를 경화시키는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 경화제로서는, 예를 들어 후술하는 접착층(5)으로 예시한 것을 들 수 있다.

절연층(6)의 기계적 강도를 높이는 등의 관점에서, 경화제는, 2종류 이상의 화합물에 의해 구성되어 있어도 된다.

수지 조성물에 있어서, 경화제의 함유량은, 산 변성 폴리올레핀 수지 100질량부에 대하여 0.1질량부 내지 50질량부의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.1질량부 내지 30질량부의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지 조성물에 있어서, 경화제의 함유량은, 산 변성 폴리올레핀 수지 중의 카르복실기 1당량에 대하여 경화제 중의 반응기로서 1당량 내지 30당량의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1당량 내지 20당량의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다.

또한, 절연층(6)에 올레핀계 고무 타입 첨가제나 탄화수소계 납을 첨가함으로써, 절연층(6)에 의해 높은 유연성을 갖게 하고, 압축 시의 응력 분산에 의한 이물 혼입 시의 찌부러짐의 억제나, 연신 시의 미세 크랙 방지 등이 가능하게 된다. 올레핀계 고무 타입 첨가제로서는, 미츠이카가쿠사의 타프머 P, 타프머 A, 타프머 H, 타프머 XM, 타프머 BL, 타프머 PN이나, 스미토모카가쿠사의 터프셀렌 등의 α올레핀 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 탄화수소계 납으로서는 파라핀 등을 들 수 있다.

전지의 제조 공정에 있어서, 전극 활물질이나 전극 탭의 파편 등의 미소한 이물이, 실란트층의 표면에 부착되는 경우가 있고, 이에 의해, 실란트층에 박육 부분이나 관통 구멍이 발생되어, 절연성이 저하될 우려가 있다. 이에 반하여, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서는, 상기와 같은 산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물로 형성되어, 히트 시일 시 등의 열이 가해졌을 때의 높은 내열 기계적 강도를 갖고, 유연성도 높고, 굴곡 등의 응력에 의한 미세 크랙의 발생을 억제할 수 있는 절연층(6)이 형성되어 있다. 이로 인해, 실란트층(4)에 있어서, 박육 부분에서 발생하기 쉬운 미세 크랙, 이물 등에 의한 관통 구멍, 전해액이 혼입된 상태에서 히트 시일되었을 경우에 발생하는 실란트층(4)의 발포에 의한 공극 등이 형성된 경우에도, 절연층(6)에 의해 전해액이 직접 금속층과 접촉하는 것을 방지할 수 있어, 금속층(3)이 보호된다. 또한, 실란트층(4)이 이물 등이 혼입되었을 때 등도, 내열성이 높고, 기계적 강도와 유연성도 높은 절연층(6)에 의해, 이물에 의한 전지용 포장 재료의 절연성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 절연층(6)은, 산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성되어 있는 것 외에, 하기 식 1의 관계를 충족하도록 설정된다.

<식 1>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_A: 절연층의 융점(℃)

이와 같이 절연층(6)의 융점 T_A를 설정 온도 T보다도 소정 범위로 낮은 값으로 설정함으로써, 전지가 T℃에 이르기까지 고온에 노출된 경우에는, 절연층(6)이 용융 상태로 변화되고, 금속층(3)과 절연층(6)의 계면으로부터 절연층(6)의 적어도 일부를 박리할 수 있게 된다. 그리고, 금속층(3)으로부터 박리된 적어도 일부의 절연층(6)은, 후술하는 실란트층(4)과 함께 내압에 의해 늘어나, 밀봉 상태를 유지한 채 팽윤되고, 그 후, 팽윤된 절연층(6) 및 실란트층(4)은 T℃ 도달로부터 30분 이내에 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생하여, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. T는, 140 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)인 것이 바람직하다.

여기서, 절연층(6)의 융점 T_A는, 상기 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 마찬가지로 하여 산출된 값이다.

수지의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 절연층(6)에 배합되는 산 변성 폴리올레핀 수지는, 절연층(6)의 융점 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

절연층(6)의 두께는, 전지용 포장 재료에 적합한 두께라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.1㎛ 내지 20㎛ 정도, 바람직하게는 0.5㎛ 내지 15㎛ 정도로 할 수 있다. 본 발명의 전지용 포장 재료는, 전지의 형상에 맞춰서 다양한 형상으로 성형되기 때문에, 어느 정도의 유연성도 요구되고 있다. 전지용 포장 재료에 있어서, 절연층(6)의 두께를 이러한 범위로 함으로써, 전지용 포장 재료의 유연성을 유지하면서, 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다.

절연층(6)은, 2층 이상의 다층 구조로 하여도 된다. 이에 의해, 실란트층(4)과 함께 제1 절연층에 박육 부분이나 관통 구멍이 형성된 경우에도, 제2, 제3 절연층에서 절연성을 유지할 수 있다.

[절연층을 갖는 경우의 실란트층]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 절연층(6)을 갖는 경우, 실란트층(4)은, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층(4a)을 갖는다. 실란트층(4)은, 복수의 층에 의해 형성되어 있어도 되며, 필요에 따라, 제1 실란트층(4a) 측으로부터 금속층(3)측을 향해 순서대로, 산 변성 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지 중 적어도 한쪽을 포함하는 제2 실란트층(4b), 산 변성 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지 중 적어도 한쪽을 포함하는 제3 실란트층(4c) 등을 갖고 있어도 된다. 실란트층(4)이 복수의 층에 의해 형성되어 있는 경우, 전지를 조립할 때에, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층(4a)이 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하도록 배치된 층 구조를 구비한다.

(제1 실란트층)

제1 실란트층(4a)은, 폴리올레핀 수지를 포함하고, 전지용 포장 재료의 최내층에 위치하는 층이다. 제1 실란트층(4a)의 형성에 사용되는 폴리올레핀 수지로서는, 상기 융점을 충족하는 것을 한도로 하여 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 상기에서 예시한 것을 들 수 있다.

제1 실란트층(4a)은, 폴리올레핀 수지만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 폴리올레핀 수지 이외의 수지를 포함하고 있어도 된다. 제1 실란트층(4a)에 폴리올레핀 수지 이외의 수지를 함유시키는 경우, 제1 실란트층(4a) 중의 폴리올레핀의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

제1 실란트층(4a)에 있어서 폴리올레핀 수지 이외에, 필요에 따라 함유할 수 있는 수지로서는, 예를 들어 산 변성 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 산 변성 폴리올레핀 수지로서는, 상기에서 예시한 것을 들 수 있다. 또한, 변성에 사용되는 불포화 카르복실산 또는 그의 산 무수물로서는, 상기에서 예시한 것을 들 수 있다.

제1 실란트층(4a)에, 폴리올레핀 수지 이외의 수지를 함유시키는 경우, 그 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위에서 적절히 설정된다. 예를 들어, 제1 실란트층(4a)에 산 변성 폴리올레핀 수지를 함유시키는 경우, 제1 실란트층(4a) 중의 산 변성 폴리올레핀 수지의 함유량으로서는, 통상 5 내지 60질량%, 바람직하게는 10 내지 50질량%, 더 바람직하게는 20 내지 40질량%를 들 수 있다.

또한, 제1 실란트층(4a)은, 폴리올레핀 수지를 포함하는 것 외에, 하기 식 2를 충족하도록 설정된다.

<식 2>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_m1: 제1 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1이, 절연층(6)의 융점 T_A 이상으로 설정되고, 또한 설정 온도 T와 5℃ 전후의 온도 영역에 설정함으로써, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온에 노출되어 금속층(3)과 절연층(6)의 계면으로부터 절연층(6)의 적어도 일부가 박리하여 절연층(6) 및 실란트층(4)이 밀봉 상태에서 팽윤될 때, 절연층(6) 및 실란트층(4)의 내부에서 균열이 진행하여 응집 파괴에 의해 급격하게 개봉되는 것을 억제하여, 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생시켜서, T℃ 도달 후에는 신속하게 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1이 설정 온도 T보다도 5℃를 초과한 온도 영역에 설정되어 있으면, 히트 시일 자체가 곤란해져서, 시일 강도가 변동되거나, T℃에 도달하여도 신속하게 실란트층(4)을 개봉시킬 수 없게 되거나 하는 경향이 보인다.

또한, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1의 산출 방법은, 절연층(6)의 융점 T_A의 경우와 마찬가지이다.

수지의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제1 실란트층(4a)에 배합되는 폴리올레핀 수지 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지는, 제1 실란트층(4a)의 융점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

제1 실란트층(4a)의 두께로서는, 예를 들어 5 내지 40㎛, 바람직하게는 10 내지 35㎛, 더 바람직하게는 15 내지 30㎛를 들 수 있다.

(절연층과 제1 실란트층의 융점의 관계)

절연층(6)과 제1 실란트층(4a)은, 전술하는 융점을 각각 충족함으로써, 0≤(T_m1-T_A)≤15의 관계를 충족하게 된다.

(제2 실란트층)

제2 실란트층(4b)은, 실란트층(4)이 복층에 의해 형성되는 경우에, 필요에 따라, 제1 실란트층(4a)과 절연층(6)의 사이에 설치되는 층이다. 제2 실란트층(4b)은, 폴리올레핀 수지 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함한다. 제2 실란트층의 형성에 사용되는 폴리올레핀 수지 및 산 변성 폴리올레핀으로서는, 각각, 제1 실란트층(4a)과 동일한 것을 들 수 있다.

제2 실란트층(4b)은, 상기 융점을 구비하는 것을 한도로 하여, 산 변성 폴리올레핀 수지 및 폴리올레핀 수지에 어느 한쪽만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 다른 수지를 포함하고 있어도 된다. 제2 실란트층(4b)이 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 경우, 제2 실란트층(4b) 중의 산 변성 폴리올레핀 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 내지 95질량%, 바람직하게는 10 내지 90질량%, 또한 20 내지 80질량%를 들 수 있다. 또한, 제2 실란트층(4b)이 폴리올레핀 수지를 포함하는 경우, 제2 실란트층(4b) 중의 폴리올레핀 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 5 내지 95질량%, 바람직하게는 10 내지 90질량%, 또한 20 내지 80질량%를 들 수 있다.

또한, 제2 실란트층(4b)은, 하기 식 3을 충족하도록 설정된다.

<식 3>

T: 100 내지 160℃의 사이에서 정해지는 설정 온도(℃)

T_m2: 제2 실란트층의 융점(℃)

이와 같이 제2 실란트층의 융점 T_m2가, 절연층의 융점 T_A 이상으로 설정되고, 또한 설정 온도 T보다 5℃ 내지 10℃의 고온 영역에 설정함으로써, 전지가 설정 온도 T℃에 이르기까지 고온에 노출되고, 절연층(6)이 용융 상태로 되어 금속층(3)과 절연층(6)의 계면으로부터 절연층(6)의 적어도 일부가 박리되어도, 제2 실란트층(4b)은 내압으로 팽윤되면서 밀봉 상태를 유지하도록 기능하고, 설정 온도 T℃ 도달 후에는, 신속하게 미세한 개열(핀 홀 등)을 발생시켜서, 전지 내부의 가스를 평온하게 방출하는 것이 가능해진다. 또한, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2가, 절연층(6)의 융점 T_A 이상 또한 제1 실란트층의 융점 T_m1과 동등 이상으로 설정되어 있기 때문에, 설정 온도 T℃에 이르기까지 승온된 경우에도 우수한 절연성을 구비시킬 수도 있다.

또한, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2의 산출 방법은, 절연층(6)의 융점 T_A의 경우와 마찬가지이다.

수지의 융점은, 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등에 의해 정해지기 때문에, 제2 실란트층(4b)에 배합되는 산 변성 폴리올레핀 및 필요에 따라 배합되는 다른 수지는, 제2 실란트층(4b)의 융점의 범위를 충족하도록, 그 분자량, 구성 단량체의 종류나 비율 등이 적절히 설정된다.

(절연층 및 제2 실란트층의 각 융점의 관계)

절연층(6)과 제2 실란트층(4b)은, 전술하는 융점을 각각 충족함으로써, 10≤(T_m2-T_A)≤20의 관계를 충족하게 된다.

(제3 실란트층)

제3 실란트층(4c)은, 실란트층(4)이 복층에 의해 형성되는 경우에, 필요에 따라, 제2 실란트층(4b)과 절연층(6)의 사이에 설치되는 층이다. 제3 실란트층(4c)은, 제2 실란트층(4b)과 마찬가지의 수지에 의해 형성된다. 또한, 제3 실란트층(4c)의 융점, 두께 등에 대해서도, 제2 실란트층(4b)과 마찬가지로 할 수 있다.

(절연층을 갖는 경우의 실란트층(4)의 두께)

절연층(6)을 갖는 경우의 실란트층(4)의 두께로서는, 제1 실란트층(4a), 필요에 따라 설치되는 제2 실란트층, 제3 실란트층 등의 각각의 두께에 기초하여 정해지지만, 예를 들어 15 내지 120㎛, 바람직하게는 60 내지 80㎛, 더 바람직하게는 30 내지 60㎛를 들 수 있다.

[접착층(5)]

본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서는, 금속층(3)과 실란트층(4)을 견고하게 접착시키는 것 등을 목적으로 하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 접착층(5)을 더 설치하여도 된다. 접착층(5)은, 1층에 의해 형성되어 있어도 되고, 복수층에 의해 형성되어 있어도 된다.

접착층(5)은, 금속층(3)과 실란트층(4)을 접착 가능한 수지에 의해 형성된다. 접착층(5)을 형성하는 수지로서는, 금속층(3)과 실란트층(4)을 접착 가능한 수지라면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 상기 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아미노 수지, 고무, 실리콘계 수지 등을 들 수 있다. 접착층(5)을 형성하는 수지는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

접착층(5)은, 이 수지 중 적어도 1종만으로 형성되어 있어도 되며, 또한 필요에 따라 이들 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 된다. 접착층(5)에 이들 이외의 수지 성분을 함유시키는 경우, 실란트층(4) 중의 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아미노 수지, 고무 및 실리콘계 수지의 함유량에 대해서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 10 내지 95질량%, 바람직하게는 30 내지 90질량%, 또한 50 내지 80질량%를 들 수 있다.

또한, 접착층(5)은, 경화제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 접착층(5)이 경화제를 포함함으로써, 접착층(5)의 기계적 강도가 높아져서, 전지용 포장 재료의 절연성을 효과적으로 높일 수 있다. 경화제는, 1종류 단독으로 사용하여도 되고, 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다.

경화제는, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아미노 수지, 고무 또는 실리콘계 수지를 경화시키는 것이라면, 특별히 한정되지 않는다. 경화제로서는, 예를 들어 다관능 이소시아네이트 화합물, 카르보디이미드 화합물, 에폭시 화합물, 옥사졸린 화합물 등을 들 수 있다.

다관능 이소시아네이트 화합물은, 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물이라면, 특별히 한정되지 않는다. 다관능 이소시아네이트 화합물의 구체예로서는, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 톨릴렌디이소시아네이트(TDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 이들을 중합체화나 누레이트화한 것, 이들의 혼합물이나 타 중합체와의 공중합물 등을 들 수 있다.

카르보디이미드 화합물은, 카르보디이미드기(-N=C=N-)를 적어도 1개 갖는 화합물이라면, 특별히 한정되지 않는다. 카르보디이미드 화합물로서는, 카르보디이미드기를 적어도 2개 이상 갖는 폴리카르보디이미드 화합물이 바람직하다. 특히 바람직한 카르보디이미드 화합물의 구체예로서는, 하기 화학식 5:

[화학식 5에 있어서, n은 2 이상의 정수임]

로 표현되는 반복 단위를 갖는 폴리카르보디이미드 화합물,

하기 화학식 6:

[화학식 6에 있어서, n은 2 이상의 정수임]

로 표현되는 반복 단위를 갖는 폴리카르보디이미드 화합물,

및 하기 화학식 7:

[화학식 7에 있어서, n은 2 이상의 정수임]

로 표현되는 폴리카르보디이미드 화합물을 들 수 있다. 화학식 4 내지 7에 있어서, n은, 통상 30 이하의 정수이며, 바람직하게는 3 내지 20의 정수이다.

에폭시 화합물은, 적어도 1개의 에폭시기를 갖는 화합물이라면, 특별히 한정되지 않는다. 에폭시 화합물로서는, 예를 들어 비스페놀A디글리시딜에테르, 변성 비스페놀A디글리시딜에테르, 노볼락글리시딜에테르, 글리세린폴리글리시딜에테르, 폴리글리세린폴리글리시딜에테르 등의 에폭시 수지를 들 수 있다.

옥사졸린 화합물은, 옥사졸린 골격을 갖는 화합물이라면, 특별히 한정되지 않는다. 옥사졸린 화합물로서는, 구체적으로는, 닛폰쇼쿠바이사 제조의 에포크로스 시리즈 등을 들 수 있다.

접착층(5)의 기계적 강도를 높이는 등의 관점에서, 경화제는, 2종류 이상의 화합물에 의해 구성되어 있어도 된다.

접착층(5)에 있어서, 경화제의 함유량은, 산 변성 폴리올레핀, 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 셀룰로오스계 수지, (메트)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아미노 수지, 고무 또는 실리콘계 수지 100질량부에 대하여 0.1질량부 내지 50질량부의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.1질량부 내지 30질량부의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 접착층(5)에 있어서, 경화제의 함유량은, 산 변성 폴리올레핀 등의 각 수지 중의 카르복실기 1당량에 대하여 경화제 중의 반응기로서 1당량 내지 30당량의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1당량 내지 20당량의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 전지용 포장 재료의 절연성이나 내구성을 보다 높일 수 있다.

접착층(5)이 경화제를 포함하는 경우, 접착층(5)은, 2액 경화형 접착 수지에 의해 형성하여도 되고, 1액 경화형 접착 수지에 의해 형성하여도 된다. 또한, 접착제의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열 용융형, 열압형, UV나 EB 등의 전자선 경화형 등 중 어느 것이어도 된다.

본 발명의 전지용 포장 재료의 밀폐성과 개봉성을 더 효과적으로 발휘하는 관점에서, 접착층(5)의 융점 T_m2로서는, 바람직하게는 90 내지 245℃, 보다 바람직하게는 100 내지 230℃를 들 수 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 접착층(5)의 연화점 T_s2로서는, 바람직하게는 70 내지 180℃, 보다 바람직하게는 80 내지 150℃를 들 수 있다.

또한, 접착층(5)의 융점 T_m2, 연화점 T_s2의 산출 방법은, 실란트층(4)의 경우와 마찬가지이다.

접착층(5)의 두께로서는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05 내지 20㎛를 들 수 있다. 또한, 접착층(5)의 두께가 0.01㎛ 미만이면 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이를 안정적으로 접착시키는 일이 곤란해지는 경우가 있다.

4. 전지용 포장 재료의 제조 방법

본 발명의 전지용 포장 재료의 제조 방법에 대해서는, 소정의 조성의 각층을 적층시킨 적층체가 얻어지는 한, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 이하의 방법이 예시된다.

우선, 기재층(1), 필요에 따라 접착층(2), 금속층(3)이 순서대로 적층된 적층체(이하, 「적층체 A」라 표기하기도 함)를 형성한다. 접착층(2)을 갖는 경우의 적층체 A의 형성은, 구체적으로는, 기재층(1), 접착층(2) 및 필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)을 서멀 라미네이트법, 샌드 라미네이트법, 드라이 라미네이트법, 용융 압출법, 공압출법 또는 이들의 조합 등에 의해 적층시킴으로써 행해진다. 또한, 적층체 A의 형성에 있어서, 에이징 처리, 가수 처리, 가열 처리, 전자선 처리, 자외선 처리 등을 행함으로써, 접착층(2)에 의한 기재층(1)과 금속층(3)과의 접착의 안정성을 높일 수 있다. 또한, 금속층(3)의 위에 직접 기재층(1)을 적층하여 적층체 A를 형성하는 방법으로서는, 서멀 라미네이트법, 용액 코팅법, 용융 압출법, 공압출법 또는 이들의 조합 등에 의해 적층시키는 방법을 들 수 있다. 이때, 에이징 처리, 가수 처리, 가열 처리, 전자선 처리, 자외선 처리 등을 행함으로써, 기재층(1)과 금속층(3)과의 접착의 안정성을 높일 수 있다.

드라이 라미네이트법에 의한 적층체 A의 형성에 있어서는, 예를 들어 접착층(2)을 구성하는 수지를 물 또는 유기 용제에 용해 또는 분산시키고, 그 용해액 또는 분산액을 기재층(1) 위에 코팅하고, 물 또는 유기 용제를 건조시킴으로써, 기재층(1)의 위에 접착층(2)을 형성한 후, 금속층(3)을 가열 압착해서 행할 수 있다.

서멀 라미네이트법에 의한 적층체 A의 형성은, 예를 들어 기재층(1)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름을 미리 준비하고, 접착층(2)에 금속층(3)을 중첩하여 가열 롤에 의해, 기재층(1)과 금속층(3)에서 접착층(2)을 끼움 지지하면서 열 압착함으로써 행할 수 있다. 또한, 서멀 라미네이트법에 의한 적층체 A의 형성은, 금속층(3)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름을 미리 준비하고, 가열한 금속층(3)과 접착층(2)에 기재층(1)을 중첩하여 기재층(1)과 금속층(3)에서 접착층(2)을 끼움 지지하면서 열 압착함으로써 행하여도 된다.

또한, 서멀 라미네이트법에 있어서 미리 준비하는 기재층(1)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름은, 기재층(1)을 구성하는 수지 필름에 접착층(2)을 구성하는 접착제를 용융 압출 또는 용액 코팅(액상 도포 시공)에 의해 적층하여 건조시킨 후, 접착층(2)을 구성하는 접착제의 융점 이상의 온도에서 베이킹하여 형성한다. 베이킹을 행함으로써, 금속층(3)과 접착층(2)과의 접착 강도가 향상된다. 또한, 서멀 라미네이트법에 있어서 미리 준비하는 금속층(3)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름에 대해서도, 마찬가지로 금속층(3)을 구성하는 금속박에 접착층(2)을 구성하는 접착제를 용융 압출 또는 용액 코팅에 의해 적층하여 건조시킨 후, 접착층(2)을 구성하는 접착제의 융점 이상의 온도에서 베이킹함으로써 형성된다.

또한, 샌드 라미네이트법에 의한 적층체 A의 형성은, 예를 들어 접착층(2)을 구성하는 접착제를 금속층(3)의 상면에 용융 압출해서 기재층(1)을 구성하는 수지 필름을 금속층에 접합함으로써 행할 수 있다. 이때, 수지 필름을 접합하여 가접착한 후, 다시 가열하여 본 접착을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 샌드 라미네이트법에 있어서도 접착층(2)을 서로 다른 수지 종류로 다층화하여도 된다. 이 경우, 기재층(1)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름을 미리 준비하고, 금속층(3)의 상면에 접착층(2)을 구성하는 접착제를 용융 압출하여 다층의 수지 필름과 서멀 라미네이트법에 의해 적층하면 된다. 이에 의해, 다층 필름을 구성하는 접착층(2)과, 금속층(3)의 상면에 적층된 접착층(2)이 접착하여 2층의 접착층(2)이 형성된다. 접착층(2)을 다른 수지 종류로 다층화하는 경우에는, 금속층(3)과 접착층(2)이 적층된 다층 필름을 미리 준비하고, 기재층(1) 위에 접착층(2)을 구성하는 접착제를 용융 압출하고, 이것을 금속층(3) 위의 접착층(2)과 적층하여도 된다. 이에 의해, 다층의 수지 필름과 기재층(1)의 사이에 2층의 서로 다른 접착제로 구성되는 접착층(2)이 형성된다.

이어서, 적층체 A의 금속층(3) 위에 실란트층(4)을 적층시킨다. 적층체 A의 금속층(3) 위로의 실란트층(4)의 적층은, 공압출법, 서멀 라미네이트법, 샌드 라미네이트법, 코팅법, 또는 이들의 조합 등에 의해 행할 수 있다. 예를 들어, 접착층(5)을 설치하지 않는 경우, 실란트층(4)은, 금속층(3) 위에 실란트층(4)을 용융 압출법, 서멀 라미네이트법, 코팅법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 접착층(5)을 형성하는 경우, 금속층(3) 위에 접착층(5)을 용융 압출법, 서멀 라미네이트법, 코팅법 등에 의해 형성한 후, 마찬가지의 방법으로 실란트층(4)을 형성할 수 있다. 또한, 금속층(3)의 위에 접착층(5)과 실란트층(4)을 동시에 용융 압출하는 공압출법을 행하여도 된다. 또한, 금속층(3) 위에 접착층(5)을 용융 압출함과 함께, 필름 형상의 실란트층(4)을 접합하는 샌드 라미네이트법을 행할 수도 있다. 실란트층(4)이 2층에 의해 형성되어 있는 경우, 예를 들어 금속층(3) 위에 접착층(5)과 실란트층(4)에 1층을 공압출한 후, 실란트층(4)의 다른 1층을 서멀 라미네이트법에 의해 부착하는 방법을 들 수 있다. 또한, 금속층(3) 위에 접착층(5)과 실란트층(4)에 1층을 공압출함과 함께, 필름 형상의 실란트층(4)의 다른 1층을 접합하는 방법 등도 들 수 있다. 또한, 실란트층(4)을 3층 이상으로 하는 경우, 또한 용융 압출법, 서멀 라미네이트법, 코팅법 등에 의해 실란트층(4)을 형성할 수 있다.

상기와 같이 하여, 기재층(1)/필요에 따라 형성되는 접착층(2)/필요에 따라 표면이 화성 처리된 금속층(3)/필요에 따라 형성되는 접착층(5)/실란트층(4)을 포함하는 적층체가 형성된다. 접착층(2)의 접착성을 견고하게 하기 위해서, 추가로, 열롤 접촉, 열풍, 근 또는 원적외선 조사, 유전 가열, 열저항 가열 등의 가열 처리에 제공하여도 된다. 이와 같은 가열 처리의 조건으로서는, 예를 들어 150 내지 250℃에서 1 내지 10시간을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 적층체를 구성하는 각층은, 필요에 따라, 제막성, 적층화 가공, 최종 제품 2차 가공(파우치화, 엠보싱 성형) 적성 등을 향상 또는 안정화하기 위해서, 코로나 처리, 블라스트 처리, 산화 처리, 오존 처리 등의 표면 활성화 처리가 실시되어 있어도 된다.

본 발명의 전지용 포장 재료를 사용하여 전지 소자를 포장할 때에는, 2장의 전지용 포장 재료는, 동일한 것을 사용하여도 되고, 서로 다른 것을 사용하여도 된다. 다른 2장의 전지용 포장 재료를 사용하여 전지 소자를 포장하는 경우의 각 전지용 포장 재료의 적층 구조 구체예로서는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있다. 한쪽의 전지용 포장 재료: 기재층(1)(나일론층)/접착층(2)(2액 경화형 폴리에스테르 수지층)/금속층(3)(알루미늄박층)/접착층(5)(산 변성 폴리프로필렌층)/실란트층(4)(폴리프로필렌층) 다른 쪽의 전지용 포장 재료: 기재층(1)(아크릴-우레탄 코팅층)/금속층(3)(스테인리스층)/접착층(5)(불소계 수지층)/실란트층(4)(폴리프로필렌)

5. 전지용 포장 재료의 특성 및 용도

본 발명의 전지용 포장 재료는, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지는 전지 소자를 밀봉한 상태를 유지할 수 있고, 게다가 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 지속적으로 진행된 상태가 된 시점에서 신속하며, 또한 평온하게 개봉되어, 전지용 포장 재료의 과잉 팽창, 전지 반응의 폭주, 발화 등을 억제할 수 있다. 특히, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 전지 내의 압력이나 온도의 상승이 어떤 일정한 수준이 될 때까지 금속층(3)과 실란트층(4)의 외측 표면 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생하고, 박리가 발생된 부분에 있어서 내부 주머니가 형성되고, 그 후에 내부 주머니가 개열하여 포장 재료가 개봉되는 경우에는, 보다 평온하게 개봉할 수 있어, 전지용 포장 재료의 과잉 팽창, 전지 반응의 폭주, 발화 등을 더 효과적으로 억제할 수 있다. 본 발명의 전지용 포장 재료의 보다 구체적인 특성으로서는, 예를 들어 실란트층(4)끼리를 히트 시일하여 밀봉 공간을 형성한 상태에서, 대기압하에서 실온 25℃부터 5℃/분의 승온 속도로 승온하면, 100 내지 160℃의 범위가 어떤 일정한 온도(설정 온도 T℃)에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, 그 후에 포장 재료가 평온하게 개봉되는 특성을 구비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 전지용 포장 재료는, 이하에 나타내는 가열 조건하에서, 상기 어떤 일정한 온도에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, 개봉 온도 도달 후 평온하게 개봉되는 특성을 구비하는 것이 가능해진다.

<가열 조건>

(1) 세로 80㎜ 및 가로 150㎜의 형상으로 재단한 전지용 포장 재료의 중심부에, 깊이 3㎜, 세로 35 및 가로 50㎜의 오목부를 형성하고, 오목부의 주위에 테두리부를 갖는 형상으로 성형한다.

(2) 상기에서 성형한 전지용 포장 재료의 실란트층(4)과 또 한 장의 미성형의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)이 대향하도록 테두리부를 겹치게 하고, 그 테두리부를 히트 시일(175℃, 면압 1.4MPa로 3초간)하여, 밀봉된 내부 공간(압력 1atm)을 갖는 케이스 형상으로 한다.

(3) 상기에서 케이스 형상으로 한 전지용 포장 재료를, 대기압하에서 오븐에 넣어서, 5℃/분의 승온 속도로, 100 내지 160℃의 사이의 설정 온도 T℃까지 가열하고, 설정 온도 T℃ 도달 후에는 설정 온도 T℃를 유지한다.

또한, 상기 항목 A 내지 F에서 개재한 구체적 형태에 있어서는, 이하에 나타내는 가열 조건하에서, 상기 어떤 일정한 온도에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, 개봉 온도 도달 후 평온하게 개봉되는 특성을 구비하는 것이 가능해진다. 또한, 정해지는 설정 온도 T는, 바람직하게는 140 내지 160℃의 사이에서 설정되고, 포장 대상으로 되는 전지의 종류, 용도, 안전성의 기준 등에 따라 그 설정 온도는 상이하다. 예를 들어, 안전성의 기준상, 상기 설정 온도 T가 140℃로 정해진 전지도 있으며 상기 설정 온도 T가 160℃로 정해진 전지도 있다. 본 발명의 전지용 포장 재료는, 적용 대상으로 되는 전지가 요구하는 상기 설정 온도에 따른 밀봉성과 개봉성을 구비한 포장 재료로서 제공된다. 또한, 상기 전지에 있어서 요구되는 T℃ 도달 후에 개봉 상태로 이행하는 시간은, 안전성을 확보할 수 있는 범위에서 정해지는 것이며, 전지의 종류나 용도, 승온 속도 등에 따라서 상이하지만, 통상은 60분 이내이며, 더 바람직하게는 30분 이내이며, 그 전지용 포장 재료는 그 시간을 충족할 수 있다.

<가열 조건>

(1) 세로 80㎜ 및 가로 150㎜의 형상으로 재단한 전지용 포장 재료의 중심부에, 깊이 3㎜, 세로 35 및 가로 50㎜의 오목부를 형성하고, 오목부의 주위에 테두리부를 갖는 형상으로 성형한다. 이와 같은 형상으로 성형한 전지용 포장 재료를 2장 준비한다.

(2) 상기에서 성형한 전지용 포장 재료 2장의 실란트층끼리가 대향하도록 테두리부를 겹치게 하고, 그 테두리부를 히트 시일(175℃, 3초, 면압 1.4MPa)하여, 밀봉된 내부 공간(압력 1atm)을 갖는 케이스 형상으로 한다.

(3) 상기에서 케이스 형상으로 한 전지용 포장 재료를, 감압 가능한 오븐에 넣어서, 오븐 내의 압력이 0atm이 되도록 설정하고, 3℃/분의 승온 속도로, 100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 가열하고, 설정 온도 T℃ 도달 후에는 설정 온도 T℃를 유지한다.

또한, 저온 영역에서 전지용 포장 재료를 개봉시키는 상기 제1 내지 제3 형태에서는, 상기 가열 조건 (3)의 가열 온도는, 전지용 포장 재료가 개봉할 때까지의 온도로 하고, 예를 들어 150℃에 도달한 시점에서 개봉되지 않는 경우에는, 150℃를 유지하고, 150℃ 도달 후에서 개봉될 때까지의 시간을 계측한다. 이 시험에 있어서, 가열 온도의 상한은, 150℃에 한정되지 않고, 임의로 설정되는 개봉 온도(예를 들어 100 내지 160℃의 사이의 온도)까지 승온한 후, 그 온도를 유지하고, 그 온도 도달 후에서 개봉할 때까지의 시간을 계측하여 특성을 평가하여도 된다.

본 발명의 전지용 포장 재료의 밀폐성과 개봉성을 더 효과적으로 발휘하는 관점에서, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 25℃에서의 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 있어서의 라미네이트 강도로서는, 바람직하게는 3(N/15㎜) 이상, 보다 바람직하게는 4 내지 20(N/15㎜)을 들 수 있다. 25℃에서의 그 라미네이트 강도가 너무 낮은 경우, 설정 온도에 도달하기 전에 개봉되어버릴 우려가 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 80℃에서의 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 있어서의 라미네이트 강도로서는, 바람직하게는 2.5(N/15㎜) 이상, 보다 바람직하게는 3 내지 20(N/15㎜)을 들 수 있다. 80℃에서의 그 라미네이트 강도가 너무 낮은 경우에도, 80℃를 하회하는 온도에서 개봉되어버릴 우려가 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 125℃에서의 금속층(3)과 실란트층(4)의 라미네이트 강도로서는, 2.5(N/15㎜) 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2.2(N/15㎜)를 들 수 있다. 125℃에서의 그 라미네이트 강도가 너무 높은 경우, 설정 온도를 초과하여도 전지용 포장 재료가 신속하게 개봉되지 않고, 온도 및 내압이 매우 높아진 상태에서 급격하게 개봉이 발생되어, 전지 내부의 전해액이나 전지 소자가 튀어나와버릴 경우가 있다.

또한, 마찬가지의 관점에서, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일(히트 시일 조건: 190℃, 면압 1.0MPa로 3초간)한 부분의 시일 강도로서는, 25℃에서, 바람직하게는 30(N/15㎜) 이상, 보다 바람직하게는 40 내지 200(N/15㎜)을 들 수 있다. 25℃에서의 그 시일 강도가 너무 낮은 경우, 설정 온도에 도달하기 전에 개봉되어버릴 우려가 있다. 또한, 마찬가지의 관점에서, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일(히트 시일 조건: 190℃, 면압 1.0MPa로 3초간)한 부분의 시일 강도로서는, 125℃에서, 바람직하게는 20(N/15㎜) 이하, 보다 바람직하게는 5 내지 16(N/15㎜)을 들 수 있다. 125℃에서의 그 시일 강도가 너무 높은 경우, 설정 온도를 초과하여도 전지용 포장 재료가 신속하게 개봉되지 않고, 온도 및 내압이 매우 높아진 상태에서 급격하게 개봉이 발생되어, 전지 내부의 전해액이나 전지 소자가 튀어나와버릴 경우가 있다.

또한, 마찬가지의 관점에서, 본 발명의 전지용 포장 재료에 있어서, 실란트층(4)끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일(히트 시일 조건: 190℃, 면압 1.0MPa로 3초간)하여 얻어지는 주머니 형상의 포장 재료에 있어서, 그 주머니 형상의 포장 재료 내부 공간에 전해액을 포함하는 상태에서, 85℃에서 24시간 방치한 후에 있어서의, 금속층과 실란트층의 라미네이트 강도가, 85℃에서 0.1(N/15㎜) 이상인 것이 바람직하고, 0.2(N/15㎜) 이상인 것이 보다 바람직하다. 그 전해액과 접촉시킨 경우의 라미네이트 강도가 너무 낮은 경우, 전지가 고온하에서 보관되는 경우나, 전지의 충방전에서 발생하는 열 등에 의해 금속층(3)과 실란트층(4)의 사이에 있어서, 디라미네이션이 발생되어, 전지용 포장 재료의 강도가 불충분해지는 경우가 있다.

본 발명의 전지용 포장 재료는, 전술하는 개봉 특성을 구비하고, 게다가 개봉 시에는 미세한 개열에 의해 평온하게 개봉된다. 이로 인해, 본 발명의 전지용 포장 재료는, 어떤 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때, T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지의 포장용 재료로서 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 상기 전지에서 정해지는 설정 온도 T는, 예를 들어 100 내지 160℃의 사이, 바람직하게는 120 내지 150℃의 사이에서 설정되고, 포장 대상으로 되는 전지의 종류, 용도, 안전성의 기준 등에 따라 그 설정 온도는 상이하다. 예를 들어, 안전성의 기준상, 설정 온도 T가 100℃에서 정해진 전지도 있으며 설정 온도 T가 160℃에서 정해진 전지도 있다. 본 발명의 전지용 포장 재료는, 적용 대상으로 되는 전지가 요구하는 설정 온도에 따른 밀봉성과 개봉성을 구비한 포장 재료로서 제공된다. 또한, 상기 전지에 있어서 요구되는 T℃ 도달 후에 개봉 상태로 이행되는 시간은, 안전성을 확보할 수 있는 범위에서 정해지는 것이며, 전지의 종류나 용도, 승온 속도 등에 따라서 상이하지만, 통상은 60분 이내이며, 더 바람직하게는 30분 이내이며, 본 발명의 전지용 포장 재료는 그 시간을 충족할 수 있다.

본 발명의 전지용 포장 재료는, 구체적으로는, 정극, 부극, 전해질 등의 전지 소자를 밀봉하여 수용하기 위해 사용될 수 있는 것이며, 그 전지 소자를 수용하기 위한 공간이 설치된다. 그 공간은, 예를 들어 단 형상으로 재단된 적층 시트를 프레스 성형함으로써 형성된다.

보다 구체적으로는, 적어도 정극, 부극 및 전해질을 구비한 전지 소자를, 본 발명의 전지용 포장 재료로, 상기 정극 및 부극의 각각에 접속된 금속 단자를 외측으로 돌출시킨 상태에서, 전지 소자의 주연에 플랜지부(실란트층(4)끼리가 접촉하는 영역)를 형성할 수 있도록 하여 피복하고, 상기 플랜지부의 실란트층(4)끼리를 히트 시일하여 밀봉시킴으로써 전지용 포장 재료를 사용한 전지가 제공된다. 또한, 본 발명의 전지용 포장 재료를 사용하여 전지 소자를 수용하는 경우, 본 발명의 전지용 포장 재료의 실란트층(4)이 내측(전지 소자와 접하는 면)이 되도록 하여 사용된다.

본 발명의 전지용 포장 재료는, 일차 전지, 이차 전지 중 어느 쪽에도 사용할 수 있지만, 바람직하게는 이차 전지이다. 본 발명의 전지용 포장 재료가 적용되는 이차 전지의 종류에 대해서는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 리튬 이온 전지, 리튬 이온 중합체 전지, 납축전지, 니켈·수소 축전지, 니켈·카드뮴 축전지, 니켈·철 축전지, 니켈· 아연 축전지, 산화은·아연 축전지, 금속 공기 전지, 다가 양이온 전지, 콘덴서, 캐패시터 등을 들 수 있다. 이 이차 전지 중에서도, 본 발명의 전지용 포장 재료의 적합한 적용 대상으로서, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 중합체 전지를 들 수 있다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 나타내서 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1-17 및 비교예 1-4

[전지용 포장 재료의 제조]

2축 연신 나일론 필름(두께 25㎛)으로 이루어지는 기재층(1)의 위에, 양면에 화성 처리를 실시한 알루미늄박(두께 40㎛)으로 이루어지는 금속층(3)을 드라이 라미네이션법에 의해 적층시켰다. 구체적으로는, 알루미늄박의 한쪽 면에, 2액형 우레탄 접착제(폴리에스테르계의 주제와 이소시아네이트계의 경화제)를 도포하고, 금속층(3) 위에 접착층(2)(두께 4㎛)을 형성하였다. 이어서, 금속층(3) 위의 접착층(2)과 기재층(1)을 가압 가열 접합한 후, 60℃에서 24시간의 에이징 처리를 실시함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 또한, 금속층(3)으로서 사용한 알루미늄박의 화성 처리는, 페놀 수지, 불화크롬 화합물 및 인산으로 이루어지는 처리액을 크롬의 도포량이 10㎎/㎡(건조 중량)이 되도록, 롤 코팅법에 의해 알루미늄박의 양면에 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상으로 되는 조건에서 20초간 베이킹함으로써 행하였다.

이어서, 각각, 표 1에 기재된 방법에 의해, 실시예 1 내지 3에서는, 금속층(3) 위에 실란트층(4)을 적층시키고, 실시예 4 내지 17에서는, 금속층(3)의 위에 접착층(5)과 실란트층(4)을 적층시켰다. 접착층(5), 실란트층(4)의 구성에 대해서는, 표 1에 나타낸 바와 같다. 또한, 접착층(5) 및 실란트층(4)의 융점에 대해서는, 시차 주사 열량 측정법(DSC법)에 의해 수지의 융점을 측정한 값이다. 접착층(5) 및 실란트층(4)의 연화점에 대해서는, 열기계적 분석법(TMA법)에 의해 수지의 연화점을 측정한 값이다. 또한, 수지를 블렌드한 경우에는, 각 수지의 융점 및 연화점을 측정하고, 이것을 질량비로 가중 평균하여 산출한 값이다. 이와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/접착층(5)(실시예 1 내지 3에서는 없음)/실란트층(4)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

각 전지용 포장 재료를 80㎜×150㎜로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)에서, 0.4MPa로 3.0㎜의 깊이로 냉간 성형하고, 그 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 이 오목부에 두께 32㎜×48㎜×3㎜의 스테인리스제의 판을 의사적으로 전지 소자로서 설치한 후, 전해액(1M의 LiPF₆과, 에틸렌카르보네이트, 디에틸카르보네이트 및 디메틸카르보네이트(용량비 1:1:1의 혼합액으로 이루어짐)를 3g 충전하였다. 그 다음, 또 한 장의 미성형의 전지용 포장 재료를 실란트층끼리가 대향하도록 오목부 위로부터 겹치고, 주연부를 히트 시일하여, 의사 전지를 작성하였다. 또한, 히트 시일의 조건은, 175℃, 면압 1.4MPa로 3초간으로 하였다. 얻어진 의사 전지를 오븐 내에 넣고, 대기압하에서, 실온 25℃로부터 5℃/분의 승온 속도로 150℃까지 승온하였다. 또한, 150℃ 도달 후, 60분간 유지하였다. 또한, 의사 전지의 개봉성의 평가는, 의사 전지에 내부 주머니가 형성된 온도, 내부 주머니가 개열한 온도, 150℃에 도달한 시점에서 내부 주머니가 개열되지 않는 경우에는, 150℃에 도달 후에 전지용 포장 재료가 개봉될 때까지의 시간을 육안으로 관찰하였다. 또한, 박리가 발생한 위치를 육안으로 관찰하였다. 또한, 온도는, 의사 전지의 외측에 부착한 열전대로 계측하였다. 결과를 표 2에 나타냈다.

[라미네이트 강도의 측정]

표 2에 나타내는 각 온도하에서, 각각, 상기 재단한 각 전지용 포장 재료를, 인장시험기(시마즈세이사쿠쇼사 제조, AGS-50D(상품명))로 금속층과 실란트층을 50㎜/분의 속도로 10㎜ 박리시켜서, 박리 시의 최대 강도를 라미네이트 강도로 하였다.

[내 전해액성의 확인]

각 전지용 포장 재료를 80㎜×150㎜로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)에서, 0.4MPa로 3.0㎜의 깊이로 냉간 성형하고, 그 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 이 오목부에 상기 전해액(3g)을 충전하고, 또 한 장의 전지용 포장 재료를 실란트층끼리가 대향하도록 오목부 위로부터 겹치고, 주연부를 히트 시일하였다. 히트 시일의 조건은, 190℃, 면압 1.0MPa로 3초간으로 하였다. 이것을, 85℃에서 1일간 보존한 후, 개봉하여, 금속층과 실란트층의 사이에서의 디라미네이션의 유무를 육안으로 확인하였다. 결과를 표 2에 나타냈다.

[시일 강도의 측정]

실란트층끼리가 대향하도록 해서 전지용 포장 재료를 겹치고, 190℃, 면압 1.0MPa이고 3초간의 조건으로 히트 시일한 후, 각각 표 2에 기재된 온도에서 2분간 방치한 후, 인장시험기(시마즈세이사쿠쇼사 제조, AGS-50D(상품명))로 히트 시일부의 실란트층을 30㎜/분의 속도로 10㎜ 박리시켜서, 박리 시의 최대 강도를 시일 강도로 하였다. 결과를 표 2에 나타냈다.

[표 1]

표 1에 나타낸 수지는 이하와 같다.

PP(A): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 110℃

PP(B): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 110℃

PP(C): 블록 폴리프로필렌, 융점 163℃, 연화점 90℃

PP(D): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 130℃, 연화점 70℃

PP(E): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 70℃

PP(F): 블록 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 90℃

LLDPE: 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 융점 120℃, 연화점 75℃

LDLE: 저밀도 폴리에틸렌, 융점 110℃, 연화점 90℃

산 변성 PP(A): 카르복실산 변성 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 110℃

산 변성 PP(B): 카르복실산 변성 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 80℃

산 변성 PP(C): 카르복실산 변성 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 120℃

산 변성 PP(D): 카르복실산 변성 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 80℃

산 변성 PP(E): 카르복실산 변성 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 120℃

산 변성 PP(F): 카르복실산 변성 폴리프로필렌의 이소시아 경화물

산 변성 PP(G): 카르복실산 변성 폴리프로필렌의 옥사졸린과 에폭시의 가교물

산 변성 PE(A): 카르복실산 변성 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 융점 120℃, 연화점 75℃

산 변성 PE(B): 카르복실산 변성 저밀도 폴리에틸렌, 융점 110℃, 연화점 85℃

산 변성 PE(C): 카르복실산 변성 저밀도 폴리에틸렌, 융점 110℃, 연화점 102℃

산 변성 PE(D): 에틸렌·아세트산비닐 공중합체, 융점 92℃, 연화점 50℃

불소계 수지(A): 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 융점 220℃, 연화점 85℃

불소계 수지(B): 2액 경화형 불소계 접착제(불소계 폴리올 수지에 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)계 경화제를 첨가한 것, 융점 95℃, 연화점 65℃

[표 2]

표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 17의 전지용 포장 재료에서는, 의사 전지가 가열되면 금속층과 실란트층의 외측 표면(최내층측 표면) 사이의 어느 부분에서, 박리가 발생되어, 내부 주머니가 형성되어 있었다. 또한, 그 후, 내부 주머니가 개열되어, 신속하고 또한 평온하게 전지용 포장 재료가 개봉되었다. 한편, 비교예 1 및 3의 전지용 포장 재료를 사용한 경우, 의사 전지가 가열되어도 박리가 발생되지 않고, 내부 주머니가 형성되지 않았다. 그리고, 의사 전지의 내부 온도가 150℃에 도달하면, 의사 전지가 팽창하여, 가스의 방출과 함께 전해액이 단숨에 분출되어, 전해액이 주위로 비산되어버렸다. 또한, 비교예 2의 전지용 포장 재료는, 80℃에서의 라미네이트 강도가 너무 낮아서, 전해액을 충전한 후에, 접착층과 실란트층의 사이에 있어서 간단하게 손으로 벗겨져버려, 전지용 포장 재료로서는 사용할 수 없는 것이었다. 또한, 비교예 4의 전지용 포장 재료에 있어서도, 80℃에서의 라미네이트 강도가 너무 낮아서, 80℃라는 저온에서 실란트층 내부에서 급격한 박리가 발생되어버렸다. 이상의 결과로부터, 본 발명의 전지용 포장 재료가, 본 발명에서의 개봉 과정을 발휘하기 위해서는, 상기한 바와 같이 라미네이트 강도가 25℃에서 3(N/15㎜) 이상, 80℃에서 2.5(N/15㎜) 이상, 125℃에서 2.5(N/15㎜) 이하이며, 시일 강도가 25℃에서 30(N/15㎜) 이상, 125℃에서 20(N/15㎜) 이하로 되도록 실란트층(4), 접착층(5) 등의 조성, 융점 등을 조정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

실시예 1A-12A 및 비교예 1A-5A

[전지용 포장 재료의 제조]

편면에 슬립제를 도포한 2축 연신 나일론 필름(두께 25㎛)으로 이루어지는 기재층(1)의 슬립제의 비도포면 위에, 양면에 화성 처리를 실시한 알루미늄박(두께 40㎛)으로 이루어지는 금속층(3)을 드라이 라미네이션법에 의해 적층시켰다. 구체적으로는, 알루미늄박의 한쪽 면에, 2액형 우레탄 접착제(폴리올 화합물과 방향족 이소시아네이트계 화합물)를 도포하고, 금속층(3) 위에 접착층(2)(두께 4㎛)을 형성하였다. 이어서, 금속층(3) 위의 접착층(2)과 기재층(1)을 가압 가열 접합한 후, 40℃에서 24시간의 에이징 처리를 실시함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 또한, 금속층(3)으로서 사용한 알루미늄박의 화성 처리는, 페놀 수지, 불화크롬 화합물 및 인산으로 이루어지는 처리액을 크롬의 도포량이 10㎎/㎡(건조 중량)가 되도록, 롤 코팅법에 의해 알루미늄박의 양면에 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상으로 되는 조건에 의해 20초간 베이킹함으로써 행하였다.

이어서, 상기 적층체의 금속층(3)측에 제1 실란트층을 형성하는 수지 성분과 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분을 용융 상태에서 공압출함으로써, 금속층(3) 위에 제1 실란트층(두께 25㎛)과 제2 실란트층(두께 25㎛)을 적층시켰다. 또한, 제1 실란트층 및 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 2a 내지 4a에 나타낸 바와 같다. 또한, 각 실란트층의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다. 이와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/제1 실란트층/제2 실란트층이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

각 전지용 포장 재료를 80㎜×150㎜로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)으로, 0.4MPa로 3.0㎜의 깊이로 냉간 성형하고, 그 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 냉간 성형 후의 전지용 포장 재료에 대해서, 기재층(1)측의 표면에 핀 홀이 발생하였는지 여부를 육안에 의해 관찰한 바, 어느 쪽의 전지용 포장 재료에서도 핀 홀의 발생은 보이지 않았다. 또한, 성형 후의 전지용 포장 재료 2장을 실란트층끼리가 대향하도록 겹쳐서, 실란트층끼리가 중첩되어 있는 테두리부를 히트 시일(175℃, 3초, 면압 1.4MPa)하여, 밀봉된 내부 공간(압력 1atm)을 갖는 케이스 형상으로 하였다. 이와 같이 하여 케이스 형상으로 한 전지용 포장 재료를, 감압 가능한 오븐에 넣어서, 오븐 내의 압력이 0atm이 되도록 설정하고, 3℃/분의 승온 속도로 설정 온도 T℃까지 승온하고, T℃를 30분 유지하여 T℃ 도달 직전과 T℃ 도달 후 30분의 시점에서, 각각 육안으로 전지용 포장 재료의 상태를 확인하였다. 또한, 본 성능 평가는, 상기 설정 온도를 140, 150 및 160℃의 3가지로 설정하여 행하였다.

상기 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 이하의 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다.

[표 1a]

얻어진 결과를 표 2a 내지 4a에 나타냈다. 이 결과로부터, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층을 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 또한 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족시킨 경우에는, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 실란트층(4)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 실란트층(4)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달로부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 실란트층(4)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있었다. 이에 반하여, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)와, 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T) 중 어느 한쪽에서도, 상기 조건을 충족하지 못한 경우에는, 설정 온도 T℃에 도달하기 전에 개봉 상태로 되어 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하거나, 혹은 설정 온도 T℃에 도달 30분 후에도 개봉 상태로 할 수 없었다.

[표 2a]

[표 3a]

[표 4a]

실시예 13A

이하의 점 이외에는, 실시예 1A-12A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

·제1 실란트층을 형성하는 수지로서, 말레산으로 변성한 프로필렌-에틸렌의 랜덤 공중합체(MFR: 7, 융점 140℃)를 사용한 것.

·제2 실란트층을 형성하는 수지로서, 프로필렌-에틸렌의 랜덤 공중합체(MFR: 7, 융점 147℃)를 사용하고, 또한 슬립제로서 에루크산 아미드를 0.025질량% 배합한 것.

·제1 실란트층의 두께를 15㎛로 하고, 제2 실란트층의 두께를 15㎛로 한 것.

실시예 14A

제1 실란트층의 두께를 20㎛로 한 것 이외에는, 실시예 13A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 15A

에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량%로 한 것 이외에는, 실시예 13A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 16A

에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량%로 한 것 이외에는, 실시예 14A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 17A

제1 실란트층에 에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량% 배합한 것 이외에는, 실시예 13A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 18A

제1 실란트층에 에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량% 배합한 것 이외에는, 실시예 14A와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

[크랙에 대한 절연성 평가]

실시예 13A 내지 18A에서 얻어진 전지용 포장 재료를 150㎜(MD 방향)×80㎜ (TD 방향, 가로 방향)의 시트편으로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)으로, 0.4MPa로 3.0㎜의 깊이로 냉간 성형하고, 시트편의 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 이어서, 이들의 시트편을 제2 실란트층이 내측으로 되도록 하여 MD 방향(세로 방향)으로 반으로 접고, 절곡 후의 MD 방향의 길이가 6.3㎜로 되도록 단부를 커트하고, 포장재를 성형하였다. 성형한 포장재의 오목부에, 탭 시일재를 갖는 전극 탭을 접착한 더미 셀(3.0㎜×49㎜×29㎜의 PP블록)을 설치하고, 더미 셀의 탭 시일재 부분이 포장재의 시일부에 오도록 고정하였다. 이어서, 포장재가 개구하는 1변으로부터 금속 단자가 외부로 연장하도록 하여, 80㎜의 변을 5㎜ 폭, 170℃, 2.0MPa, 5초의 조건에서 히트 시일하였다. 또한, 이어서 6.3㎜의 변의 한쪽을, 5㎜ 폭, 170℃, 0.5MPa, 3초의 조건에서 히트 시일하고, 1변이 개구를 갖는 파우치 타입의 외장체를 제작하였다. 이것을 12시간 드라이 룸에서 건조하였다. 이어서, 건조 후의 외장체에 전해액을 넣고, 개구부를 3㎜ 폭으로 밀봉 시일하였다. 이것을 60℃에서 5시간 유지한 후, 냉각하고, 나머지 6.3㎜의 1변을, 3㎜ 폭, 면압 1.0MPa, 시일 온도 170℃, 시일 시간 3.0초의 조건에서 시일하였다. 이 최종 시일 부분을 성형 볼록 부분의 방향으로 90℃ 절곡한 후, 되돌리고 나서, 임펄스 인가 방식(닛폰 테크나트사 제조, 리튬 이온 전지 절연 시험기)을 이용하여, 크랙에 대한 절연성 평가 시험을 실시하였다. 우선, 상기 샘플을 각각 20개 준비하여, 각 리튬 이온 전지의 부극 단자와 알루미늄박의 사이에 인가 전압 100V의 임펄스 전압을 인가하고, 99msec 후의 전압 강하가 20V 이내인 것을 합격으로 하였다. 합격의 비율(%)을 표 5a에 나타냈다.

[표 5a]

표 5a에 나타낸 결과로부터, 제2 실란트층에 슬립제로서 에루크산 아미드를 배합함으로써, 전지용 포장 재료의 크랙에 대한 절연성이 높아지는 것이 명확해졌다. 특히, 제1 실란트층 또는 제2 실란트층의 슬립제 함유량이 0.012질량%인 실시예 15A 내지 18A에서는, 크랙에 대한 절연성이 매우 높음이 밝혀졌다.

[성형성 평가]

실시예 13A 내지 18A에서 얻어진 전지용 포장 재료를, 90㎜(MD 방향)×150㎜(TD 방향, 가로 방향)의 시트편으로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)으로, 제2 실란트층측으로부터, 0.9MPa로 임의의 깊이로 냉간 성형하고, 그 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 이어서, 제2 실란트층의 오목부가 형성된 부분의 표면에 핀 홀이 발생하였는지 여부를 육안으로 관찰하였다. 샘플 수를 20으로 하고, 핀 홀이 발생되지 않은 것을 합격으로 하였다. 마찬가지로, 오목부의 깊이를 0.5㎜씩 깊게 해가며, 20개의 샘플에 대하여, 핀 홀 발생의 유무를 확인해 갔다. 표 6a에, 실시예 13A 내지 18A에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 제2 실란트층의 핀 홀의 발생을 억제할 수 있다고 판단한 오목부의 깊이(㎜)를 나타낸다. 이 오목부의 깊이는, 다음과 같이 하여 산출하였다. 예를 들어 오목부의 깊이가 5.0㎜가 되도록 성형하고, 20개의 샘플 모두 핀 홀이 발생되지 않고, 오목부의 깊이를 5.5㎜로 한 경우에 핀 홀의 발생이 없는 것이 N개인 경우, 다음 식에 의해, 핀 홀의 발생을 억제할 수 있다고 판단한 오목부의 깊이(㎜)를 산출하였다.

핀 홀의 발생을 억제할 수 있다고 판단한 오목부의 깊이(㎜)=5.0(㎜)+0.5(㎜)×(N개/20개)

[표 6a]

표 6a에 나타낸 결과로부터, 제2 실란트층에 슬립제를 많이 포함하는 실시예 15A 내지 18A에서는, 슬립재가 적은 실시예 13A 내지 14A에 대하여 오목부를 보다깊게 성형할 수 있고, 성형성이 높음이 밝혀졌다. 특히, 제1 실란트층 또는 제2 실란트층의 슬립제 함유량이 0.12질량%인 실시예 15A 내지 18A에서는, 오목부의 깊이가 7.00㎜를 초과하여 핀 홀의 발생이 억제되어 있으며, 성형성이 매우 높음이 밝혀졌다.

실시예 1Ba - 20Ba 및 비교예 1Ba - 18Ba

[전지용 포장 재료의 제조]

상기 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 5A와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 이어서, 상기 적층체의 금속층(3)측에 제1 실란트층을 형성하는 수지 성분과 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분을 용융 상태에서 공압출함으로써, 금속층(3) 위에 제1 실란트층(두께 25㎛)과 제2 실란트층(두께 25㎛)을 적층시켰다. 또한, 제3 실란트층을 형성하는 수지 성분을 용융 압출하여 단막 필름을 작성하고, 이것을 상기 제2 실란트층 위에 겹치게 해서 160℃로 압착한 후에 190℃의 오븐에서 2분간 가열함으로써, 제2 실란트층 위에 제3 실란트(두께 25㎛)를 적층시켰다. 또한, 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 1ba 내지 5ba에 나타낸 바와 같다. 또한, 각 실란트층의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다. 이와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/제1 실란트층/제2 실란트층/제3 실란트층이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

상기 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 5A와 마찬가지의 조작을 행하고, 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 상기 표 1a와 동일한 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 1ba 내지 5ba에 나타냈다.

이 결과로부터, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층 및 폴리올레핀을 포함하는 제3 실란트층을 순서대로 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이며, 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 +5℃ 이상 +10℃ 이하이며, 또한 제3 실란트층의 융점 T_m3과 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족시킨 경우에는, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 실란트층(4)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 실란트층(4)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달로부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 실란트층(4)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있었다. 이에 반하여, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)와, 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)와, 제3 실란트층의 융점 T_m3과 설정 온도 T와의 차(T_m3-T)의 어느 하나라도, 상기 조건을 충족하지 못한 경우에는, 설정 온도 T℃에 도달하기 전에 개봉 상태로 되어 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하거나, 또는 설정 온도 T℃에 도달 30분 후에도 개봉 상태로 할 수 없었다.

[표 1ba]

[표 2ba]

[표 3ba]

[표 4ba]

[표 5ba]

실시예 21Ba

이하의 점 이외에는, 실시예 1Ba-20Ba와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

·제1 실란트층을 형성하는 수지로서, MFR7, 융점 140℃의 말레산 변성 랜덤 공중합체를 사용한 것.

·제2 실란트층을 형성하는 수지로서, MFR5, 융점 160℃의 블록 공중합체를 사용한 것.

·제3 실란트층을 형성하는 수지로서, MFR7, 융점 147℃의 랜덤 공중합체를 사용하고, 또한 슬립제로서 에루크산 아미드를 0.025질량% 배합한 것.

·제1 실란트층의 두께를 15㎛로 하고, 제2 실란트층의 두께를 15㎛로 하고, 제3 실란트층의 두께를 15㎛로 한 것.

실시예 22Ba

에루크산 아미드의 배합량을 0.10질량%로 한 것 이외에는, 실시예 21Ba와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 23Ba

에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량%로 한 것 이외에는, 실시예 21Ba와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

[크랙에 대한 절연성 평가]

실시예 21Ba 내지 23Ba에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여 상기 실시예 13A 내지 18A와 마찬가지로 하여, 크랙에 대한 절연성 평가를 행하였다. 합격의 비율(%)을 표 6ba에 나타냈다.

[표 6ba]

표 6ba에 나타낸 결과로부터, 제3 실란트층에 슬립제로서 에루크산 아미드를 배합함으로써, 전지용 포장 재료의 크랙에 대한 절연성이 높아짐이 밝혀졌다. 특히, 슬립제 함유량이 0.10질량%인 실시예 22Ba, 또한 0.12질량%인 실시예 23Ba에서는, 크랙에 대한 절연성이 매우 높음이 밝혀졌다.

[성형성 평가]

실시예 21Ba 내지 23Ba에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여 상기 실시예 13A 내지 18A와 마찬가지로 하여, 성형성을 평가하였다. 결과를 표 7ba에 나타냈다.

[표 7ba]

표 7ba에 나타낸 결과로부터, 제3 실란트층에 슬립제를 포함하는 실시예 21Ba 내지 23Ba에서는, 오목부를 깊게 성형할 수 있어, 성형성이 높음이 밝혀졌다. 특히, 슬립제 함유량이 0.12질량%인 실시예 23Ba에서는, 오목부의 깊이가 7.25㎜로 매우 깊어도, 핀 홀의 발생이 억제되어 있으며, 성형성이 매우 높음이 밝혀졌다.

실시예 1Bb - 20Bb 및 비교예 1Bb - 18Bb

[전지용 포장 재료의 제조]

상기 실시예 1Ba-20Ba 및 비교예 1Ba-18Ba가 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/제1 실란트층/제2 실란트층/제3 실란트층이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다. 또한, 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 1bb 내지 5Bb에 나타낸 바와 같다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

상기 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 5A와 마찬가지의 조작을 행하고, 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 상기 표 1a와 동일 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 1bb 내지 5Bb에 나타냈다.

이 결과로부터, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층 및 폴리올레핀을 포함하는 제3 실란트층을 순서대로 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 +5℃ 이상 +10℃ 이하이고, 또한 제3 실란트층의 융점 T_m3과 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족시킨 경우에는, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 실란트층(4)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 실란트층(4)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달로부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 실란트층(4)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있었다. 이에 반하여, 제1 실란트층의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)와, 제2 실란트층의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)와, 제3 실란트층의 융점 T_m3과 설정 온도 T와의 차(T_m3-T)의 어느 하나라도, 상기 조건을 충족하지 못한 경우에는, 설정 온도 T℃에 도달하기 전에 개봉 상태로 되어 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하거나, 혹은 설정 온도 T℃에 도달 30분 후에도 개봉 상태로 할 수 없었다.

[표 1bb]

[표 2bb]

[표 3bb]

[표 4bb]

[표 5bb]

실시예 21Bb

이하의 점 이외에는, 실시예 1Bb-20Bb와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

·제2 실란트층을 형성하는 수지로서, MFR5, 융점 160℃의 말레산 변성 블록 공중합체를 사용한 것.

실시예 22Bb

에루크산 아미드의 배합량을 0.10질량%로 한 것 이외에는, 실시예 21Bb와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

실시예 23Bb

에루크산 아미드의 배합량을 0.12질량%로 한 것 이외에는, 실시예 21Bb와 마찬가지로 하여, 전지용 포장 재료를 제조하였다.

[크랙에 대한 절연성 평가]

실시예 21Bb 내지 23Bb에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여 상기 실시예 13A 내지 18A와 마찬가지로 하여, 크랙에 대한 절연성 평가를 행하였다. 합격의 비율(%)을 표 6bb에 나타냈다.

[표 6bb]

표 6bb에 나타낸 결과로부터, 제3 실란트층에 슬립제로서 에루크산 아미드를 배합함으로써, 전지용 포장 재료의 크랙에 대한 절연성이 높아지는 것이 명확해졌다. 특히, 슬립제 함유량이 0.10질량%인 실시예 22Bb, 또한 0.12질량%인 실시예 23Bb에서는, 크랙에 대한 절연성이 매우 높음이 밝혀졌다.

[성형성 평가]

실시예 21Bb 내지 23Bb에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여 상기 실시예 13A 내지 18A와 마찬가지로 하여, 성형성을 평가하였다. 결과를 표 7bb에 나타냈다.

[표 7bb]

표 7bb에 나타낸 결과로부터, 제3 실란트층에 슬립제를 포함하는 실시예 21Bb 내지 23Bb에서는, 오목부를 깊게 성형할 수 있고, 성형성이 높음이 밝혀졌다. 특히, 슬립제 함유량이 0.12질량%인 실시예 23Bb에서는, 오목부의 깊이가 7.35㎜로 매우 깊어도, 핀 홀의 발생이 억제되어 있으며, 성형성이 매우 높음이 밝혀졌다.

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C

[전지용 포장 재료의 제조]

2축 연신 나일론 필름(두께 25㎛)으로 이루어지는 기재층(1)의 위에 양면에 화성 처리를 실시한 알루미늄박(두께 40㎛)으로 이루어지는 금속층(3)을 드라이 라미네이션법에 의해 적층시켰다. 구체적으로는, 알루미늄박의 한쪽 면에, 2액형 우레탄 접착제(폴리올 화합물과 방향족 이소시아네이트계 화합물)을 도포하고, 금속층(3) 위에 접착층(2)(두께 4㎛)을 형성하였다. 이어서, 금속층(3) 위의 접착층(2)과 기재층(1)을 가압 가열 접합한 후, 40℃에서 24시간의 에이징 처리를 실시함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 또한, 금속층(3)으로서 사용한 알루미늄박의 화성 처리는, 페놀 수지, 불화크롬 화합물 및 인산으로 이루어지는 처리액을 크롬의 도포량이 10㎎/㎡(건조 중량)로 되도록, 롤 코팅법에 의해 알루미늄박의 양면에 도포하고, 피막 온도가 180℃ 이상으로 되는 조건에서 20초간 베이킹함으로써 행하였다.

이어서, 상기 적층체의 금속층(3)측에 제1 실란트층을 형성하는 수지 성분과 제2 실란트층을 형성하는 수지 성분을 용융 상태에서 공압출함으로써, 금속층(3) 위에 제1 실란트층과 제2 실란트층을 적층시켰다. 또한, 실시예 11C, 18C에서는, 제1 실란트층의 위에 제3 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP 필름(PP의 미연신 필름)을 샌드 라미네이션법에 의해 형성하고, 실시예 13C, 17C에서는, 제1 실란트층의 위에 제3 실란트층, 제4 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP(PP의 미연신 필름)를 샌드 라미네이션법에 의해 적층하였다. 각 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 2c에 나타낸 바와 같다. 또한, 각 실란트층의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다. 이와 같이 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/실란트층(4)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

실시예 1C 내지 18C 및 비교예 1C 내지 2C에서 얻어진 각 전지용 포장 재료를 80㎜×150㎜로 재단한 후, 35㎜×50㎜의 구경의 성형 금형(암형)과 이에 대응한 성형 금형(수형)으로, 0.4MPa로 3.0㎜의 깊이로 냉간 성형하고, 그 중심 부분에 오목부를 형성하였다. 냉간 성형 후의 전지용 포장 재료에 대하여, 기재층(1)측의 표면에 핀 홀이 발생하였는지 여부를 육안에 의해 관찰한 바, 어느 한쪽의 전지용 포장 재료에서도 핀 홀의 발생은 보이지 않았다. 또한, 성형 후의 전지용 포장 재료 2장을 실란트층끼리가 대향하도록 겹쳐서, 실란트층끼리가 중첩되어 있는 테두리부를 히트 시일(175℃, 3초, 면압 1.4MPa)하고, 밀봉된 내부 공간(압력 1atm)을 갖는 케이스 형상으로 하였다. 이렇게 하여 케이스 형상으로 한 전지용 포장 재료를, 감압 가능한 오븐에 넣어서, 오븐 내의 압력이 0atm이 되도록 설정하고, 3℃/분의 승온 속도로 150℃가 될 때까지 승온하였다. 150℃가 되어도 개봉되지 않은 경우에는, 150℃의 온도를 그대로 유지하였다. 전지용 포장 재료의 금속층과 실란트층 사이에서 박리가 발생한 온도(박리 온도), 그 박리 온도에 도달 후에 박리할 때까지의 시간, 전지용 포장 재료가 개봉된 개봉 온도 및 그 개봉 온도에 도달하고 나서 개봉될 때까지의 시간을, 육안으로 확인하였다.

[표 1c]

[표 2c]

표 2c 중, 각 수지 성분의 약호는 이하와 같다.

PPa(A): 말레산 변성 랜덤 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 145℃

PPa(B): 말레산 변성 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 130℃

PPa(C): 말레산 변성 랜덤 폴리프로필렌, 융점 125℃, 연화점 115℃

PPa(D): 말레산 변성 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 156℃

PP(A): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 85℃

PP(B): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 85℃

PP(C): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 125℃, 연화점 80℃

PP(D): 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 150℃

PP(E): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 155℃, 연화점 145℃

PP(F): 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 156℃

비정질성 PP: 비정질성 폴리프로필렌, 연화점 70℃

EVA: 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 50℃

EPR140: 프로필렌계 엘라스토머, 융점 140℃, 연화점 125℃

EPR160: 프로필렌계 엘라스토머, 융점 160℃, 연화점 110℃

산 변성 COC: 산 변성 환상 올레핀 공중합체, 연화점 80℃

MDPE: 중밀도 폴리올레핀, 융점 125℃, 연화점 75℃

산 변성 MDPE: 카르복실산 변성의 중밀도 폴리올레핀, 융점 125℃, 연화점 75℃

얻어진 결과를 표 2c에 나타냈다. 이 결과로부터, 제1 실란트층의 융점이 100 내지 160℃이고, 연화점이 60 내지 150℃의 범위에 있는 실시예 1C 내지 18C의 전지용 포장 재료에서는, 개봉 온도 도달까지는, 실란트층의 적어도 일부가 박리되었지만 개열이 발생되지 않고, 실란트층이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉성이 유지되었다. 또한, 개봉 온도 도달 후에는, 박리된 부분의 실란트층에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 개봉 상태로 이행되었다. 한편, 제1 실란트층의 융점은 100 내지 160℃의 범위를 충족하지만, 연화점이 60 내지 150℃의 범위를 충족하지 못한 비교예 1C의 전지용 포장 재료에서는, 150℃에 도달 후 5시간 경과하여도, 박리 및 개봉이 발생되지 않고, 이대로 온도가 상승되면 전지 소자의 세퍼레이터가 용융되고, 정극과 부극 사이의 단락 등에 의해 전지 반응의 폭주나 발화가 발생되어, 전지의 파열이나 폭발의 우려가 있었다. 또한, 제1 실란트층에 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)를 사용한 비교예 2C에서는, 90℃라는 저온에서 급격하게 개봉이 발생되어, 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하였다.

실시예 1D-16D 및 비교예 1D-2D

[전지용 포장 재료의 제조]

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/실란트층(4)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다. 또한, 실시예 11D, 16D에서는, 제1 실란트층의 위에 또한 제3 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP 필름(PP의 미연신 필름)을 샌드 라미네이션법에 의해 형성하고, 실시예 13D, 15D에서는, 제1 실란트층의 위에 제3 실란트층, 제4 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP(PP의 미연신 필름)을 샌드 라미네이션법에 의해 적층하였다. 각 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 1d에 나타낸 바와 같다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C와 마찬가지의 조작을 행하고, 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 표 1c와 동일 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 1d에 나타냈다.

[표 1d]

표 1d 중, 각 수지 성분의 약호는 이하와 같다.

PP(A): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 85℃

PP(B): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 85℃

PP(C): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 125℃, 연화점 80℃

PP(D): 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 150℃

PP(E): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 155℃, 연화점 145℃

PP(F) :호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 156℃

EVA: 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 50℃

EPR140: 프로필렌계 엘라스토머, 융점 160℃, 연화점 110℃

비정질성 PP: 비정질성 폴리프로필렌, 연화점 70℃

산 변성 COC: 산 변성 환상 올레핀 공중합체, 연화점 80℃

LDPE: 저밀도 폴리올레핀, 융점 100℃, 연화점 80℃

산 변성 LDPE: 카르복실산 변성의 저밀도 폴리올레핀, 융점 100℃, 연화점 80℃

LLDPE: 선상 저밀도 폴리올레핀, 융점 120℃, 연화점 60℃

산 변성 LLDPE: 카르복실산 변성의 선상 저밀도 폴리올레핀, 융점 120℃, 연화점 60℃

MDPE: 중밀도 폴리올레핀, 융점 125℃, 연화점 75℃

HDPE: 중밀도 폴리올레핀, 융점 130℃, 연화점 120℃

산 변성 HDPE: 카르복실산 변성의 중밀도 폴리올레핀, 융점 130℃, 연화점 120℃

이 결과로부터, 제1 실란트층이 산 변성 폴리올레핀 외에, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽을 포함하는 실시예 1D 내지 16D의 전지용 포장 재료에서는, 개봉 온도 도달까지는, 실란트층의 적어도 일부가 박리되었지만 개열이 발생되지 않고, 실란트층이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉성이 유지되었다. 또한, 개봉 온도 도달 후에는, 박리된 부분의 실란트층에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 개봉 상태로 이행되었다. 한편, 제1 실란트층이 산 변성 폴리올레핀을 포함하지만, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌의 어느 것도 포함하지 않는 비교예 1의 전지용 포장 재료에서는, 150℃에 도달 후 5시간 경과하여도, 박리 및 개봉이 발생되지 않고, 이대로 온도가 상승되면 전지 소자의 세퍼레이터가 용융되고, 정극과 부극 사이의 단락 등에 의해 전지 반응의 폭주나 발화가 발생되어, 전지의 파열이나 폭발의 우려가 있었다. 또한, 제1 실란트층에 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)를 사용한 비교예 2에서는, 90℃라는 저온에서 급격하게 개봉이 발생되어, 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하였다.

실시예 1E-13E 및 비교예 1E-5E

[전지용 포장 재료의 제조]

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/실란트층(4)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다. 또한, 실시예 9E, 13E에서는, 제1 실란트층의 위에 더 제3 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP 필름(PP의 미연신 필름)을 샌드 라미네이션법에 의해 형성하고, 실시예 12E 및 비교예 3E에서는, 제1 실란트층의 위에, 제3 실란트층, 제4 실란트층 및 제2 실란트층으로 이루어지는 다층 CPP(PP의 미연신 필름)을 샌드 라미네이션법에 의해 적층하였다. 각 실란트층을 형성하는 수지 성분에 대해서는, 표 1e에 나타낸 바와 같다.

[전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가]

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C와 마찬가지의 조작을 행하고, 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 표 1c와 동일 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 1e에 나타냈다.

[시일 강도의 측정]

실란트층끼리 대향하도록 하여 전지용 포장 재료를 겹치고, 190℃, 면압 1.0MPa이고 3초간의 조건에서 히트 시일한 후, 25℃ 하에서 2분간 방치한 후, 인장시험기(시마즈세이사쿠쇼사 제조, AGS-50D(상품명))로 히트 시일부의 실란트층을 30㎜/분의 속도로 10㎜ 박리시켜서, 박리 시의 최대 강도를 시일 강도(N/15㎜)로 하였다. 결과를 표 1e에 나타냈다.

[라미네이트 강도의 측정]

25℃ 하에서, 각각, 상기 재단한 각 전지용 포장 재료를, 인장시험기(시마즈세이사쿠쇼사 제조, AGS-50D(상품명))로 금속층과 실란트층을 50㎜/분의 속도로 10㎜ 박리시켜서, 박리 시의 최대 강도를 라미네이트 강도(N/15㎜)로 하였다. 결과를 표 1e에 나타냈다.

[표 1e]

표 1e 중, 각 수지 성분의 약호는 이하와 같다.

PP(A): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 85℃

PP(B): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 140℃, 연화점 85℃

PP(C): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 125℃, 연화점 80℃

PP(D): 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 150℃

PP(E): 랜덤 폴리프로필렌, 융점 155℃, 연화점 145℃

PP(F): 호모 폴리프로필렌, 융점 160℃, 연화점 156℃

EPR140: 프로필렌계 엘라스토머, 융점 140℃, 연화점 125℃

EVA(A): 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 50℃

산 변성 EVA(A): 카르복실산 변성 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 50℃

EVA(B): 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 80℃

산 변성 EVA(B): 카르복실산 변성 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 90℃, 연화점 80℃

EVA(C): 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 없음, 연화점 60℃

산 변성 EVA(C): 카르복실산 변성 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 융점 없음, 연화점 60℃

아크릴 수지: 폴리메타크릴산 에스테르, 융점 없음, 연화점 80℃

TP: 테르펜페놀 공중합체, 융점 없음, 연화점 100℃

스티렌 중합체: 어택틱 폴리스티렌, 융점 없음, 연화점 100℃

비정질성 PP: 비정질성 폴리프로필렌, 융점 없음, 연화점 70℃

LDPE: 저밀도 폴리올레핀, 융점 100℃, 연화점 80℃

LLDPE: 선상 저밀도 폴리올레핀, 융점 120℃, 연화점 60℃

이 결과로부터, 제1 실란트층에, 산 변성 폴리올레핀 외에, 점착성 수지로서 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 산 변성 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 비정질성 폴리프로필렌, 아크릴 수지, 스티렌 중합체를 사용한 실시예 1E 내지 13E의 전지용 포장 재료에서는, 개봉 온도 도달까지는, 실란트층의 적어도 일부가 박리되었지만 개열이 발생되지 않고, 실란트층이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉성이 유지되었다.

또한, 개봉 온도 도달 후에는, 박리된 부분의 실란트층에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 개봉 상태로 이행되었다. 또한, 실시예 1E 내지 13E의 전지용 포장 재료에서는, 높은 시일 강도 및 라미네이트 강도를 나타냈다. 한편, 제1 실란트층이 산 변성 폴리올레핀을 포함하지만, 상기와 같은 점착성 수지를 사용하지 않은 비교예 1E 내지 3E의 전지용 포장 재료에서는, 시일 강도 및 라미네이트 강도가 낮았다. 또한, 높은 융점을 갖는 산 변성 폴리올레핀을 사용하고, 상기와 같은 점착성 수지를 사용하지 않은 비교예 4의 전지용 포장 재료에서는, 150℃에 도달 후 5시간 경과하여도, 박리 및 개봉이 발생되지 않고, 이대로 온도가 상승되면 전지 소자의 세퍼레이터가 용융되고, 정극과 부극 사이의 단락 등에 의해 전지 반응의 폭주나 발화가 발생되어, 전지의 파열이나 폭발의 우려가 있었다. 또한, 제1 실란트층에 에틸렌아세트산비닐 공중합체만을 사용한 비교예 5에서는, 90℃라는 저온에서 급격하게 개봉이 발생되어, 히트 시일 부분에서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하였다.

실시예 1F 내지 6F 및 비교예 1F 내지 5F

[전지용 포장 재료의 제조]

실시예 1C-18C 및 비교예 1C-2C와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)이 적층된 적층체를 얻었다.

이어서, 적층체의 금속층(3)측에 절연층(6)을 형성하기 위해서, 각각 표(2f)에 기재된 조성을 갖는 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물을 두께 5㎛가 되도록 도포하고, 건조시켰다. 이어서, 건조시킨 수지 조성물의 위로부터, 제1 실란트층(4a)을 형성하는 표 2f에 기재된 융점을 갖는 수지를 용융 상태에서 압출함으로써, 절연층(6) 상에 제1 실란트층(4a)(두께 30㎛)을 적층시켰다. 또한 얻어진 적층체를 190℃에서 2분간 가열함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다. 절연층(6) 및 제1 실란트층(4a)을 형성하는 수지의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다.

<전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가>

상기 실시예 1A 내지 12A 및 비교예 1A 내지 5A와 마찬가지의 조작을 행하고, 시험에서 관찰된 결과에 기초하여, 이하의 판정 기준에 따라서, 각 전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2f에 나타냈다.

[표 1f]

<내구성 평가>

실시예 1F 내지 6F에서 얻어진 전지용 포장 재료를 각각, 60㎜(MD 방향, 세로 방향)×150㎜(TD 방향, 가로 방향)로 재단하였다. 이어서, 재단한 전지용 포장 재료를 TD 방향에 있어서 실란트층끼리가 대향하도록 하여 반으로 접고, TD 방향이 대향하는 1변과 MD 방향의 1변을 열 용착하여, TD 방향으로 1변이 개구하는 주머니 형상의 전지용 포장 재료를 제작하였다. 또한, 열 용착의 조건은, 온도 190℃, 면압 1.0MPa, 가열·가압 시간 3초로 하였다. 이어서, 개구부로부터 3g의 전해액을 주입하고, 개구부를 7㎜ 폭으로, 상기와 동일 조건에 의해 열 용착하였다. 또한, 전해액은, 에틸렌카르보네이트:디에틸카르보네이트:디메틸카르보네이트=1:1:1의 용적비로 혼합한 용액에 육불화인산리튬을 혼합하여 얻어진 것이다. 이어서, 전지용 포장 재료의 개구부가 위치한 부분을 상향으로 하여, 85℃의 항온층 내에 24시간 정치하였다.

다음으로, 각 전지용 포장 재료를 항온층으로부터 취출하고, 전지용 포장 재료를 개봉하여 전해액을 취출하였다. 이어서, 전지용 포장 재료가 절첩되어 있던 부분을 15㎜ 폭의 직사각형으로 잘라내어 시험편을 얻었다. 얻어진 시험편의 제1 실란트층(4a)과 금속층(3)을 인장기(시마즈세이사쿠쇼사 제조의 상품명 AGS-50D)를 사용하여, 50㎜/분의 속도로 잡아당겨, 시험편의 박리 강도(N/15㎜)를 측정하였다(내구성 시험 후의 박리 강도). 한편, 실시예 1F 내지 6F에서 얻어진 전지용 포장 재료를 15㎜ 폭으로 잘라낸 시험편에 대하여, 마찬가지로 하여 박리 강도를 측정하였다(내구성 시험 전의 박리 강도). 결과를 표 2f에 나타냈다.

<이물 혼입에 대한 절연성 평가>

실시예 1F 내지 6F에서 얻어진 전지용 포장 재료를 폭 40㎜, 길이 100㎜의 사이즈로 잘라내어 시험편을 얻었다. 이어서, 이 시험편을 짧은 변끼리가 대향하도록 절첩하여, 시험편의 제1 실란트층(4a)의 표면이 서로 대향하도록 배치하였다. 이어서, 서로 대향하는 제1 실란트층(4a)의 표면의 사이에 25㎛φ의 와이어를 삽입하였다. 이어서, 이 상태에서 전지용 포장 재료의 길이 방향에 직교하는 방향으로 상하 모두 7㎜ 폭의 평판 형상 열판으로 이루어지는 히트 시일기로 실란트층끼리를 히트 시일하였다. 이어서, 전지용 포장 재료의 와이어가 끼워진 부분이 중앙이 되도록 하여, 양측의 기재층의 표면에 테스터의 단자를 각각 접속하였다. 이어서, 테스터 간에 100V의 전압을 걸고, 단락할 때까지의 시간(초)을 측정하였다. 실시예 1F 내지 6F에서 얻어진 전지용 포장 재료 각각 3개씩(n=3)에 대하여 단락될 때까지의 시간(초)을 측정하고, 3개 모두가 10초 이상인 것을 ○, 10초 이하인 것을 ×로 하였다. 결과를 표 2f에 나타냈다.

<크랙에 대한 절연성 평가>

실시예 1F 내지 6F에서 얻어진 전지용 포장 재료를 60㎜(MD 방향)×60㎜ (TD 방향, 가로 방향)의 시트편으로 재단하였다. 이어서, 이들 시트편을 MD 방향(세로 방향)으로 반으로 접고, 대향하는 2변을 7㎜ 폭으로 히트 시일하여 1변이 개구를 갖는 파우치 타입의 외장체를 제작하였다. 이어서, 얻어진 외장체를, 개구하는 1변으로부터 금속 단자가 외부로 연장하도록 셀을 포함하는 리튬 이온 전지 본체를 봉입하고, 전해액을 넣고 금속 단자를 끼움 지지하면서, 개구부를 3㎜ 폭으로 밀봉 시일하여, 리튬 이온 전지를 제작하였다. 이때, 히트 시일은, 면압 2.0MPa, 시일 온도 170℃, 시일 시간 5.0초의 조건에서 행하였다. 이어서, 임펄스 인가 방식(닛폰 테크나트사 제조, 리튬 이온 전지 절연 시험기)을 이용하여, 크랙에 대한 절연성 평가 시험을 실시하였다. 실시예 1F 내지 6F에 대하여, 상기 리튬 이온 전지를 각각 5개씩 준비하고, 각 리튬 이온 전지의 부극 단자와 알루미늄박의 사이에 인가 전압 100V의 임펄스 전압을 인가하고, 99msec 후의 전압 강하가 5개 모두에 있어서 없는 경우에는 ○로 하고, 1개라도 전압 강하가 있는 경우에는 ×로 하였다. 결과를 표 2f에 나타냈다.

[표 2f]

산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층과 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층(4a)을 순서대로 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 절연층의 융점 T_A와 설정 온도 T와의 차(T_A-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고 또한 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족한 실시예 1F 내지 6F에서는, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 절연층(6)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 절연층(6) 및 제1 실란트층(4a)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달로부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 절연층(6) 및 제1 실란트층(4a)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있게 되었다. 이에 반하여, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족하지 못한 비교예 1F 내지 6F에서는, 설정 온도 T℃에 도달하기 전에 개봉 상태로 되어 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층의 기초부 절단이 발생하거나, 혹은 설정 온도 T℃에 도달 30분 후에도 개봉 상태로 할 수 없었다.

한편, 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층을 구비하는 실시예 1F 내지 6F의 전지용 포장 재료에 있어서는, 이물 혼입 및 크랙 중 어느 것에 대한 절연성도 높고, 내구성 시험 전후에서의 박리 강도의 변화도 작고, 내구성도 우수하였다.

실시예 7F 내지 15F 및 비교예 6F 내지 12F

[전지용 포장 재료의 제조]

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 이어서, 적층체의 금속층(3)측에 절연층을 형성하기 위해서, 각각표(3f)에 기재된 조성을 갖는 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물을 두께 5㎛가 되도록 도포하고, 건조시켰다. 이어서, 실시예 7F, 8F, 10F, 13F 내지 15F 및 비교예 6F 내지 12F에서는, 건조시킨 수지 조성물의 위로부터, 제2 실란트층(4b)을 형성하는 수지와 제1 실란트층을 형성하는 수지를 용융 상태에서 공압출함으로써, 절연층 위에 제2 실란트층(두께 20㎛)과 제1 실란트층(4a)(두께 10㎛)을 적층시켰다. 또한 얻어진 적층체를 190℃에서 2분간 가열함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제2 실란트층(4b)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

한편, 실시예 9F에서는, 건조시킨 절연층의 수지 조성물의 위로부터, 제2 실란트층(4b)(두께 10㎛)을 형성하는 수지를 도포하고, 건조시킨 후, 제1 실란트층(4a)을 형성하는 수지를 용융 압출하여 단막 필름을 작성하고, 이것을 제2 실란트층(4b) 위에 겹치게 하여 160℃에서 압착한 후에 190℃의 오븐에서 2분간 가열함으로써, 제2 실란트층(4b) 위에 제1 실란트(두께 20㎛)를 적층시켜서, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제2 실란트층(4b)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

또한, 실시예 11F에서는, 건조시킨 절연층의 수지 조성물의 위로부터, 제2 실란트층(4b)을 형성하는 수지를 도포하고, 건조시킨 후, 제1 실란트층(4a)을 형성하는 수지를 용융 압출하여 단막 필름을 작성하고, 이것을 제2 실란트층(4b) 위에 겹치게 하여 160℃에서 압착한 후에 190℃의 오븐으로 2분간 가열함으로써, 제2 실란트층(4b) 위에 제1 실란트(두께 20㎛)를 적층시켜서, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제2 실란트층(4b)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

또한, 실시예 12F에서는, 건조시킨 절연층의 수지 조성물의 위로부터, 표 3f에 기재된 수지에 의해 형성된 제3 실란트층(4c)(두께 5㎛)/제2 실란트층(4b)(두께 20㎛)/제1 실란트층(4a)(두께 5㎛)의 적층 필름을 적층하고, 열 라미네이트로 접합함으로써 적층시켰다. 또한 얻어진 적층체를 190℃에서 2분간 가열함으로써, 재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제3 실란트층(4c)/제2 실란트층(4b)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다. 또한, 절연층(6), 제1 실란트층(4a), 제2 실란트층(4b), 제3 실란트층(4c)을 형성하는 수지, 경화제 등에 대해서는, 표 3f에 나타낸 바와 같다. 또한, 절연층(6), 제1 실란트층(4a), 제2 실란트층(4b), 제3 실란트층(4c)을 형성하는 수지의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다.

<전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 7F 내지 15F 및 비교예 6F 내지 12F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 결과를 표 3f에 나타냈다.

<내구성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 7F 내지 13F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 내구성 평가를 행하였다. 결과를 표 3f에 나타냈다.

<이물 혼입에 대한 절연성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 7F 내지 13F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 이물 혼입에 대한 절연성 평가를 행하였다. 결과를 표 3f에 나타냈다.

<크랙에 대한 절연성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 7F 내지 13F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 크랙에 대한 절연성 평가를 행하였다. 결과를 표 3f에 나타냈다.

[표 3f]

산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층과, 폴리올레핀 수지 또는 산 변성 폴리올레핀 수지를 포함하는 제2 실란트층(4b)과, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층(4a)을 순서대로 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 절연층의 융점 T_A와 설정 온도 T와의 차(T_A-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 모두 충족한 실시예 7F 내지 15F에서는, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 절연층(6)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 절연층(6) 및 실란트층(4)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달로부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 절연층(6) 및 실란트층(4)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있게 되었다. 이에 반하여, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 충족하지 못한 비교예 6F 내지 12F에서는, 설정 온도 T℃에 도달하기 전에 개봉 상태로 되어 히트 시일 부분에 있어서의 응집 파괴나 실란트층(4)의 기초부 절단이 발생하거나, 혹은 설정 온도 T℃에 도달 30분 후에도 개봉 상태로 할 수 없었다.

한편, 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층을 구비하는 실시예 7F 내지 13F의 전지용 포장 재료에 있어서는, 이물 혼입 및 크랙 중 어느 쪽에 대한 절연성도 높고, 내구성 시험 전후에서의 박리 강도의 변화도 작고, 내구성도 우수하였다.

실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F

[전지용 포장 재료의 제조]

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)의 적층체를 제조하였다. 이어서, 적층체의 금속층(3)측에 절연층을 형성하기 위해서, 각각 표 4f에 기재된 조성을 갖는 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물을 두께 5㎛가 되도록 도포하고, 건조시켰다. 이어서, 건조시킨 수지 조성물의 위로부터, 제2 실란트층(4b)을 형성하는 수지와 제1 실란트층(4a)을 형성하는 수지를 용융 상태에서 공압출함으로써, 절연층 위에 제2 실란트층(4b)(두께 20㎛)과 제1 실란트층(4a)(두께 10㎛)을 적층시켰다. 또한 얻어진 적층체를 이하의 A 내지 D의 가열 방법에 의해 가열함으로써, 기재층(1)/접착층(2)/금속층(3)/절연층(6)/제2 실란트층(4b)/제1 실란트층(4a)이 순서대로 적층된 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료를 얻었다.

<가열 방법>

A: 190℃에서 2분간 가열한다

B: 190℃에서 2분간 가열한 후, 60℃에서 1일 에이징한다

C: 60℃에서 1일 에이징한 후, 190℃에서 2분간 가열한다

D: 80℃에서 1일 에이징한다

또한, 절연층(6), 제1 실란트층(4a) 및 제2 실란트층(4b)을 형성하는 수지, 경화제 등에 대해서는, 표 4f에 나타낸 바와 같다. 또한, 절연층(6), 제1 실란트층(4a), 제2 실란트층(4b)을 형성하는 수지의 융점에 대해서는, DSC법에 의해 측정한 값이다.

<전지용 포장 재료의 밀봉성과 개봉성의 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 밀봉성과 개봉성의 평가를 행하였다. 결과를 표 4f에 나타냈다.

<내구성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 내구성 평가를 행하였다. 결과를 표 4f에 나타냈다.

<이물 혼입에 대한 절연성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 이물 혼입에 대한 절연성 평가를 행하였다. 결과를 표 4f에 나타냈다.

<크랙에 대한 절연성 평가>

실시예 1F와 마찬가지로 하여, 실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F에서 얻어진 전지용 포장 재료에 대하여, 크랙에 대한 절연성 평가를 행하였다. 결과를 표 4f에 나타냈다.

[표 4f]

산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층과, 폴리올레핀 수지 또는 산 변성 폴리올레핀 수지를 포함하는 제2 실란트층(4b)과, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층(4a)을 순서대로 구비하는 전지용 포장 재료에 있어서, 절연층의 융점 T_A와 설정 온도 T와의 차(T_A-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 제2 실란트층(4b)의 융점 T_m2와 설정 온도 T와의 차(T_m2-T)가 -10℃ 이상 -5℃ 이하이고, 제1 실란트층(4a)의 융점 T_m1과 설정 온도 T와의 차(T_m1-T)가 -5℃ 이상 +5℃ 이하를 모두 충족한 실시예 16F 내지 31F 및 비교예 13F 내지 15F에 있어서, 설정 온도 T℃ 도달까지는, 절연층(6)의 적어도 일부가 금속층(3)의 계면으로부터 박리되었지만, 실란트층(4)이 주머니 형상으로 되어 내부의 밀봉 상태를 유지하면서, 설정 온도 T℃ 도달부터 30분 후에는 금속층(3)으로부터 박리된 부분의 절연층(6) 및 실란트층(4)에 핀 홀과 같은 미세한 개열이 발생되어, 평온한 상태에서 개봉으로 유도할 수 있게 되었다.

한편, 산 변성 폴리올레핀 수지 및 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성된 절연층(6)을 구비하는 실시예 16F 내지 31F의 전지용 포장 재료에 있어서는, 이물 혼입 및 크랙 중 어느 쪽에 대한 절연성도 높고, 내구성 시험 전후에 있어서의 박리 강도의 변화도 작고, 내구성도 우수하였다. 이에 반하여, 절연층(6)을 형성하는 수지 조성물에 경화제를 포함하지 않은 비교예 13F의 전지용 포장 재료에 있어서는, 이물 혼입에 대한 절연성이 낮고, 내구성도 낮았다. 또한, 절연층을 형성하는 수지 조성물에 경화제를 포함하지 않은 비교예 14F 및 15F의 전지용 포장 재료에 있어서는, 이물 혼입 및 크랙 중 어느 쪽에 대한 절연성도 낮고, 내구성도 낮았다.

1: 기재층
2: 접착층
3: 금속층
4: 실란트층
5: 접착층
6: 절연층
10: 미세한 개열

Claims

적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하는 전지용 포장 재료로서,
상기 전지용 포장 재료를 히트 시일하여 전지 소자가 밀폐된 상태에서 승온되면, 밀폐 상태를 유지한 채 상기 금속층과 상기 실란트층의 외측 표면 사이의 적어도 일부에 있어서 박리가 발생된 후, 개봉 상태로 이행하도록 작동하는, 전지용 포장 재료.
제1항에 있어서,
상기 박리가 발생된 부분에 있어서 내부 주머니가 형성된 후, 상기 내부 주머니가 개열하여 상기 개봉 상태로 이행하도록 작동하는, 전지용 포장 재료.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기재층과 상기 금속층의 사이에 접착층을 더 갖는, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 접착층을 더 갖는, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박리가, 상기 금속층과 상기 실란트층의 계면, 상기 금속층과 상기 접착층의 계면, 상기 접착층과 상기 실란트층의 계면, 상기 접착층의 내부, 및 상기 실란트층의 내부 중 적어도 한 부분에서 발생하는, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
25℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 있어서의 라미네이트 강도가 3(N/15㎜) 이상인, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
80℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 사이에 있어서의 라미네이트 강도가 2.5(N/15㎜) 이상이며 또한 125℃에서의 상기 금속층과 상기 실란트층의 라미네이트 강도가 2.5(N/15㎜) 이하인, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일한 부분의 시일 강도가 25℃에서 30(N/15㎜) 이상인, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일한 부분의 시일 강도가 125℃에서 20(N/15㎜) 이하인, 전지용 포장 재료.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실란트층끼리를 대향시킨 상태에서 히트 시일하여 얻어지는 주머니 형상의 포장 재료에 있어서, 상기 주머니 형상의 포장 재료 내부 공간에 전해액을 포함하는 상태에서, 85℃에서 24시간 방치한 후에 있어서의, 그 히트 시일한 부분의 시일 강도가 0.2(N/15㎜) 이상인, 전지용 포장 재료.
100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로서,
적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고,
상기 실란트층은, 금속층측에 위치하고, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 그 제1 실란트층 위에 적층되어 최내층에 위치하고, 폴리올레핀을 포함하는 제2 실란트층을 갖고,
상기 제1 실란트층 및 제2 실란트층이 하기 식 1 및 2
<식 1>

<식 2>

T_m1: 상기 제1 실란트층의 융점(℃)
T_m2: 상기 제2 실란트층의 융점(℃)
를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전지용 포장 재료.
100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로서,
적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고,
상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층, 폴리올레핀 및 산 변성 폴리올레핀 중 적어도 한쪽을 포함하는 제2 실란트층, 폴리올레핀을 포함하는 제3 실란트층을 순서대로 갖고, 그 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 그 제3 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,
상기 제1 실란트층, 제2 실란트층 및 제3 실란트층이 하기 식 1 내지 3
<식 1>

<식 2>

<식 3>

T_m1: 상기 제1 실란트층의 융점(℃)
T_m2: 상기 제2 실란트층의 융점(℃)
T_m3: 상기 제3 실란트층의 융점(℃)
를 충족하는 것을 특징으로 하는, 전지용 포장 재료.
적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하며,
상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 제2 실란트층을 순서대로 갖고,
상기 실란트층에 있어서, 상기 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 상기 제2 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,
상기 제1 실란트층의 융점 T_m1이 100 내지 160℃이며, 또한 상기 제1 실란트층의 연화점 T_s1이 60 내지 150℃인, 전지용 포장 재료.
적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하며,
상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 제2 실란트층을 순서대로 갖고,
상기 실란트층에 있어서, 상기 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 상기 제2 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,
상기 제1 실란트층이, 폴리에틸렌 및 산 변성 폴리에틸렌 중 적어도 한쪽을 포함하는, 전지용 포장 재료.
적어도, 기재층, 금속층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하며,
상기 실란트층은, 산 변성 폴리올레핀을 포함하는 제1 실란트층과, 제2 실란트층을 순서대로 갖고,
상기 실란트층에 있어서, 상기 제1 실란트층이 금속층측에 위치하고, 상기 제2 실란트층이 최내층에 위치하도록 배치되어 있으며,
상기 제1 실란트층이, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 아크릴 수지, 스티렌 중합체 및 테르펜페놀 수지로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는, 전지용 포장 재료.
100 내지 160℃의 사이에서 정해진 설정 온도 T℃까지 승온되었을 때 T℃에 도달할 때까지는 포장 재료가 개봉되지 않고, T℃ 도달 후에는 신속하게 포장 재료가 개봉되도록 설정된 전지에 사용되는 전지용 포장 재료로서,
적어도, 기재층, 금속층, 절연층, 및 실란트층을 이 순서대로 갖는 적층체를 포함하고,
상기 절연층은, 산 변성 폴리올레핀 수지와 경화제를 포함하는 수지 조성물에 의해 형성되어 있으며,
상기 실란트층은, 폴리올레핀 수지를 포함하는 제1 실란트층을 갖고,
상기 절연층과 상기 제1 실란트층이 하기 식 1 및 2:
<식 1>

<식 2>

T_A: 상기 절연층의 융점(℃)
T_m1: 상기 제1 실란트층의 융점(℃)
의 관계를 충족하는, 전지용 포장 재료.