KR20160107355A - 축전 디바이스용 외장재 - Google Patents

축전 디바이스용 외장재 Download PDF

Info

Publication number
KR20160107355A
KR20160107355A KR1020167024239A KR20167024239A KR20160107355A KR 20160107355 A KR20160107355 A KR 20160107355A KR 1020167024239 A KR1020167024239 A KR 1020167024239A KR 20167024239 A KR20167024239 A KR 20167024239A KR 20160107355 A KR20160107355 A KR 20160107355A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
metal foil
meth
corrosion
acrylate
Prior art date
Application number
KR1020167024239A
Other languages
English (en)
Inventor
히데유키 마에다
도모아키 다니구치
Original Assignee
도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도판 인사츠 가부시키가이샤 filed Critical 도판 인사츠 가부시키가이샤
Publication of KR20160107355A publication Critical patent/KR20160107355A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/138—Primary casings; Jackets or wrappings adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/085—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18—Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16—Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B32B27/325—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins comprising polycycloolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/04—Polyurethanes
    • C09D175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • H01M2/0287—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/122—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/28—Multiple coating on one surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/206—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/306—Resistant to heat
    • B32B2307/3065—Flame resistant or retardant, fire resistant or retardant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/31—Heat sealable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/546—Flexural strength; Flexion stiffness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242—Non-permeable
    • B32B2307/7246—Water vapor barrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/746—Slipping, anti-blocking, low friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/752—Corrosion inhibitor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00—Packaging equipment or accessories not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은, 금속박층과, 상기 금속박층의 제 1 면 상에 직접, 또는 제 1 부식 방지 처리층을 개재하여 형성된 피복층과, 상기 금속박층의 제 2 면 상에 형성된 제 2 부식 방지 처리층과, 상기 제 2 부식 방지 처리층 상에 형성된 접착층과, 상기 접착층 상에 형성된 실런트층을 구비하는 축전 디바이스용 외장재로서, 상기 피복층이 우레탄(메트)아크릴레이트를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물 또는 폴리우레탄 수분산체로 형성되고, 상기 우레탄(메트)아크릴레이트는, 지환 구조를 갖는 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 축전 디바이스용 외장재에 관한 것이다.

Description

축전 디바이스용 외장재 {OUTER PACKAGE MATERIAL FOR POWER STORAGE DEVICE}
본 발명은 축전 디바이스용 외장재에 관한 것이다.
축전 디바이스로는, 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 및 납 축전지 등의 이차 전지, 그리고 전기 이중층 캐패시터 등의 전기 화학 캐패시터가 알려져 있다. 휴대 기기의 소형화 또는 설치 스페이스의 제한 등에 의해 축전 디바이스의 소형화가 한층 더 요구되고 있으며, 에너지 밀도가 높은 리튬 이온 이차 전지가 주목되고 있다. 리튬 이온 이차 전지에 사용되는 외장재로는, 종래에는 금속제의 캔이 사용되고 있었지만, 최근에는 경량이고, 방열성이 높고, 저비용으로 대응할 수 있는 다층 필름이 많이 사용되게 되었다.
리튬 이온 이차 전지의 전해액은, 탄산프로필렌, 탄산에틸렌, 탄산디메틸, 탄산디에틸 및 탄산에틸메틸 등의 비프로톤성의 용매와 전해질로 구성된다. 전해질로는 LiPF6 및 LiBF4 등의 리튬염이 사용된다. 그러나, 이들 리튬염은 가수 분해 반응에 의해 불산을 발생시킨다. 불산은 전지 부재의 금속면의 부식, 또는 외장재인 다층 필름의 각 층간의 라미네이트 강도의 저하를 일으키는 경우가 있다.
그래서, 상기 외장재에서는, 다층 필름 내부에 배리어층으로서 알루미늄박 등이 형성되어, 다층 필름의 표면으로부터의 수분의 침입을 억제하고 있다. 상기 외장재로는, 예를 들어, 내열성을 갖는 기재층, 제 1 접착층, 배리어층, 불산에 의한 부식을 방지하는 부식 방지 처리층, 제 2 접착층 및 실런트층이 이 순서로 적층된 다층 필름이 알려져 있다. 이와 같이, 배리어층으로서 알루미늄박을 구비하는 외장재를 사용한 리튬 이온 이차 전지는, 알루미늄 라미네이트 타입의 리튬 이온 이차 전지라고도 불린다.
알루미늄 라미네이트 타입의 리튬 이온 이차 전지는, 예를 들어, 외장재의 일부에 냉간 성형에 의해 오목부를 형성하고, 그 오목부 내에 정극, 세퍼레이터, 부극 및 전해액 등의 전지 요소를 수용하고, 외장재의 나머지 부분을 되접어 서로의 가장자리 부분을 히트 시일로 첩합 (貼合) 함으로써 얻어진다. 이와 같은 리튬 이온 이차 전지는, 엠보스 타입의 리튬 이온 이차 전지라고도 불린다. 최근에는, 에너지 밀도를 높일 목적으로, 첩합하는 외장재의 양측에 오목부를 형성하여, 보다 많은 전지 요소를 수용할 수 있도록 한 엠보스 타입의 리튬 이온 이차 전지도 제조되고 있다.
리튬 이온 이차 전지의 에너지 밀도는, 냉간 성형에 의해 형성되는 오목부가 깊을수록 높아진다. 그러나, 형성되는 오목부가 깊을수록, 성형시의 외장재에 핀홀이나 파단이 일어나기 쉬워진다. 그래서, 외장재의 기재층에 연신 필름을 사용하여 금속박을 보호하는 것이 실시되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 제3567230호
특허문헌 1 의 기술에서는, 성형성을 향상시키기 위해, 인장 강도 및 연신량이 규정값 이상인 연신 폴리아미드 필름 또는 연신 폴리에스테르 필름이 기재층에 사용되고 있다. 그러나, 기재층으로서 연신 폴리아미드 필름을 사용한 경우, 전해액 주액 공정 등에서 연신 폴리아미드 필름에 전해액이 부착되었을 때에 연신 폴리아미드 필름이 용해되는 문제가 있었다. 또, 폴리아미드는 흡습성 수지여서, 습도가 높은 상황에서는 폴리아미드 필름 중에 흡수된 물이 외부와 배리어층인 알루미늄박 사이의 절연성을 저하시킬 염려가 있었다. 또, 기재층으로서 연신 폴리에스테르 필름을 사용함으로써, 폴리아미드 필름이 갖는 문제는 잘 발생하지 않게 되지만, 성형성이 반드시 충분하지는 않은 경향이 있었다. 또, 연신 필름을 배리어층에 접착시키려면 접착제층을 형성할 필요가 있기 때문에, 비용 저감 및 박형화에도 한계가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 외면에 전해액이 부착되어도 변질되지 않고, 고습도하에서도 우수한 절연성을 유지할 수 있고, 우수한 성형성을 갖는 축전 디바이스용 외장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 금속박층과, 상기 금속박층의 제 1 면 상에 직접, 또는 제 1 부식 방지 처리층을 개재하여 형성된 피복층과, 상기 금속박층의 상기 제 1 면과는 반대측의 제 2 면 상에 형성된 제 2 부식 방지 처리층과, 상기 제 2 부식 방지 처리층 상에 형성된 접착층과, 상기 접착층 상에 형성된 실런트층을 구비하는 축전 디바이스용 외장재로서, 상기 피복층이 우레탄(메트)아크릴레이트를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물 또는 폴리우레탄 수분산체로 형성되고, 상기 우레탄(메트)아크릴레이트는, 지환 구조를 갖는 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 축전 디바이스용 외장재를 제공한다.
상기 구성을 구비하는 외장재는, 우수한 전해액 내성, 고습도하에서의 절연성 및 성형성을 갖는다.
상기 외장재에 있어서, 우레탄(메트)아크릴레이트가 2 ∼ 6 개의 (메트)아크릴로일기를 갖는 것인 것이 바람직하다.
상기 외장재에 있어서, 상기 피복층의 두께가 3 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 외장재에 있어서, 상기 지환 구조를 갖는 폴리올이 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올을 함유하는 것이 바람직하다. 지환 구조를 갖는 폴리올이 상기 화합물을 함유함으로써, 내수성이 보다 향상되는 경향이 있다.
상기 외장재에 있어서, 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올이 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물에서 유래하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올이 상기 구조를 가짐으로써, 내수성 및 전해액 내성이 보다 향상되는 경향이 있다.
상기 외장재에 있어서, 지환 구조를 갖는 폴리올이 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 지환 구조를 갖는 폴리올이 상기 화합물을 함유함으로써, 내수성 및 전해액 내성이 보다 향상되는 경향이 있다.
본 발명에 의하면, 외면에 전해액이 부착되어도 변질되지 않고, 고습도하에서도 우수한 절연성을 유지할 수 있고, 우수한 성형성을 갖는 축전 디바이스용 외장재를 제공할 수 있다. 또, 연신 필름을 사용하는 종래의 방법에서는, 연신 필름과 배리어층 사이에 접착층을 형성할 필요가 있었지만, 본 발명에 있어서는 그와 같은 접착층이 반드시 필요한 것은 아니기 때문에, 비용 저감 및 박형화를 도모할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재의 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재의 개략 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
[외장재]
본 발명의 일 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재에 대해 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재 (이하, 간단히「외장재 (10)」라고 칭한다) 를 나타내는 개략 단면도이다. 외장재 (10) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 배리어 기능을 발휘하는 금속박층 (12) 과, 금속박층 (12) 의 제 1 면 상에 형성된 피복층 (11) 과, 금속박층 (12) 의 상기 제 1 면과는 반대측의 제 2 면 상에 형성된 부식 방지 처리층 (13) 과, 부식 방지 처리층 (13) 상에 순차 적층된 접착층 (14) 및 실런트층 (15) 을 구비하고 있다. 외장재 (10) 를 사용하여 축전 디바이스를 형성할 때에는, 피복층 (11) 이 최외층이 되고, 실런트층 (15) 이 최내층이 된다. 외장재 (10) 를 구성하는 각 층에 대해 이하에 상세하게 설명한다.
(피복층)
피복층 (11) 은, 축전 디바이스를 제조할 때의 히트 시일에 대한 내열성이나, 전해액이 부착되어도 잘 변질되지 않는 전해액 내성을 외장재 (10) 에 부여하여, 가공 또는 유통시에 일어날 수 있는 핀홀의 발생을 억제하는 역할을 한다.
피복층 (11) 은 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성되고, 금속박층 (12) 의 제 1 면 상에 접착제 등을 개재하지 않고 직접 형성되어 있다. 이와 같은 피복층 (11) 은, 피복층이 되는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 금속박층 상에 도포 또는 도공하고, 활성 에너지선을 조사하는 방법이나, 폴리우레탄 수분산체를 금속박층 상에 도포 또는 도공하고, 용매를 가열 건조시키는 방법 등에 의해 형성할 수 있다.
상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 우레탄(메트)아크릴레이트를 함유한다. 상기 우레탄(메트)아크릴레이트는, (메트)아크릴로일기를 2 개 이상 6 개 이하 갖는 것이 바람직하다. 우레탄(메트)아크릴레이트 중의 (메트)아크릴로일기가 2 개 이상임으로써, 활성 에너지선 조사에 의한 보다 충분한 중합도를 갖는 경화물이 얻어지는 경향이 있다. 또, 우레탄(메트)아크릴레이트 중의 (메트)아크릴로일기가 6 개 이하임으로써, 고습도하에서의 보다 우수한 절연성을 얻을 수 있는 경향이 있다. 또한, 아크릴로일기의 관능기수에 대한 측정 방법으로서, 탄소 탄소 이중 결합성 관능기 당량의 측정법은 통상적인 분석법이면 어느 것이어도 되고, 특별히 한정되지 않지만, 예로서 요오드가(價)법 (제 14 개정 일본 약국방 일반 시험법 65. 유지 시험법) 이 사용된다. 상기 우레탄(메트)아크릴레이트는, 지환 구조를 갖는 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 것으로, 지환 구조를 갖는 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응물에 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 것인 것이 바람직하다. 지환 구조를 갖는 폴리올은, 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 도막에 자외선 조사하여 얻어지는 경화물에 유연성을 부여할 수 있다. 이 때문에, 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 사용함으로써, 외장재의 성형 가공성을 향상시킬 수 있다. 또, 지환 구조는 친수성이 낮고, 부피가 큰 성질을 갖는다. 폴리올이 이와 같은 지환 구조를 가짐으로써, 외부로부터의 물의 투과를 억제할 수 있고, 내수성이 우수한 피복층을 얻을 수 있다. 이 때문에, 지환 구조를 갖는 폴리올을 사용하여 얻어지는 외장재는 우수한 절연성을 갖는다.
상기 지환 구조를 갖는 폴리올로는, 예를 들어, 비시클로[5,3,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,3,0]노난디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올, 1,3-아다만탄디올, 이소소르비드, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올 및 1,2-시클로헥산디올 등의 디올 모노머를 들 수 있다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리올은, 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리올이 상기 화합물을 함유함으로써, 보다 우수한 내수성 또는 전해액 내성이 얻어지는 경향이 있다.
또, 지환 구조를 갖는 폴리올은, 상기 지환 구조를 갖는 폴리올 모노머와 락톤류의 반응물을 함유하고 있어도 된다. 락톤류로는, 예를 들어, β-프로피오락톤, ε-카프로락톤, δ-발레로락톤, β-메틸-δ-발레로락톤, α,β,γ-트리메톡시-δ-발레로락톤, β-메틸-ε-이소프로필-ε-카프로락톤, 락티드 및 글리콜리드를 들 수 있다.
상기 지환 구조를 갖는 폴리올은, 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올을 함유하고 있어도 된다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리올이 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올을 함유함으로써, 보다 내수성이 향상되는 경향이 있다.
상기 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올은, 예를 들어, 디올 모노머에서 유래하는 구조를 갖는다. 상기 디올 모노머로는, 예를 들어, 비시클로[5,3,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,3,0]노난디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올, 1,3-아다만탄디올, 이소소르비드, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올 및 1,2-시클로헥산디올 등을 들 수 있다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올은, 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물에서 유래하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올이 상기 화합물에서 유래하는 구조를 가짐으로써, 보다 우수한 내수성 또는 전해액 내성이 얻어지는 경향이 있다.
또, 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올은, 지환 구조를 갖는 디올 모노머와 락톤류의 반응물에서 유래하는 구조를 갖고 있어도 된다. 락톤류로는, 상기 서술과 동일한 것을 들 수 있다. 상기 지환 구조를 갖는 폴리올은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
폴리이소시아네이트는, 이소시아네이트기를 2 이상 갖는 화합물이다. 폴리이소시아네이트로는, 예를 들어, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 자일릴렌디이소시아네이트, 테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트 및 리신디이소시아네이트를 들 수 있다.
또, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는, 수산기를 하나 이상 갖고, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기를 하나 이상 갖는 화합물이다. 그 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 중의 수산기는 이소시아네이트기와 반응 가능하며, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트는, 예를 들어, 지환 구조를 갖는 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응물인 이소시아네이트기에 부가할 수 있다. 그 수산기 함유 (메트)아크릴레이트로는, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜모노(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
우레탄(메트)아크릴레이트 제조에 있어서의, 지환 구조를 갖는 폴리올의 배합량은, 폴리이소시아네이트 100 당량에 대해, 예를 들어, 30 ∼ 200 당량인 것이 바람직하고, 40 ∼ 100 당량인 것이 보다 바람직하다. 또, 수산기 함유 (메트)아크릴레이트의 배합량은, 지환 구조를 갖는 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응물 1 몰에 대해, 예를 들어, 0.5 ∼ 5 몰인 것이 바람직하고, 1.5 ∼ 3 몰인 것이 보다 바람직하다. 얻어진 우레탄(메트)아크릴레이트의 분자량은 500 ∼ 20000 인 것이 바람직하고, 500 ∼ 5000 인 것이 보다 바람직하다.
활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 추가로, 상기 우레탄(메트)아크릴레이트와는 상이한 수지, (메트)아크릴레이트 모노머, 광 중합 개시제 및 실란 커플링제 등을 함유할 수 있다.
우레탄(메트)아크릴레이트와는 상이한 수지로는, 폴리염화비닐, 이미드계 수지, 폴리에스테르, 불소계 수지 및 아크릴계 수지 등을 사용할 수 있고, 그 중에서도 아크릴계 수지가 바람직하게 사용된다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물이 아크릴계 수지를 함유함으로써, 전해액 내성이 보다 향상되고, 고습도하에서도 우수한 절연성을 보다 유지할 수 있는 경향이 있다.
또, 상기 광 중합 개시제는, 활성 에너지선이 조사됨으로써, 우레탄(메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴레이트 모노머의 중합을 개시시키는 작용을 갖는다. 그 광 중합 개시제로는, 4-디메틸아미노벤조산, 4-디메틸아미노벤조산에스테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논디에틸케탈, 알콕시아세토페논, 벤질디메틸케탈, 벤조페논 및 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 4,4-디메톡시벤조페논, 4,4-디아미노벤조페논 등의 벤조페논 유도체 ; 벤조일벤조산알킬, 비스(4-디알킬아미노페닐)케톤, 벤질 및 벤질메틸케탈 등의 벤질 유도체 ; 벤조인 및 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인 유도체 ; 그리고 벤조인이소프로필에테르, 2-하이드록시-2-메틸프로피오페논, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 크산톤, 티오크산톤, 티오크산톤 유도체, 플루오렌, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1,2-벤질-2-디메틸아미노-1-(모르폴리노페닐)-부타논-1 등을 사용할 수 있다.
실란 커플링제는 유기 관능기 및 가수 분해성기를 갖는 실란 화합물이다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물이 실란 커플링제를 함유함으로써, 피복층 (11) 과 금속박층 (12) 의 계면 접착 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 실란 커플링제는, 금속박층 (12) 과의 접착성 향상에 기여할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 실란 커플링제로는, 예를 들어, 비닐기 함유 실란 커플링제, 에폭시기 함유 실란 커플링제, 스티릴기 함유 실란 커플링제, 메타크릴기 함유 실란 커플링제, 아크릴로일기 함유 실란 커플링제, 아미노기 함유 실란 커플링제, 우레이드기 함유 실란 커플링제, 메르캅토기 함유 실란 커플링제, 술파이드기 함유 실란 커플링제, 이소시아네이트기 함유 실란 커플링제 및 알릴기 함유 실란 커플링제 등의 유기 관능기 함유 실란 커플링제를 들 수 있다. 실란 커플링제는, 접착성 향상의 관점에서 메타크릴기 함유 실란 커플링제 또는 아크릴로일기 함유 실란 커플링제인 것이 바람직하다.
실란 커플링제 중의 상기 가수 분해성기로는, 예를 들어, 메톡시기 및 에톡시기 등의 탄소수 1 ∼ 6 의 알콕시기, 아세톡시기 그리고 2-메톡시에톡시기 등을 들 수 있다.
상기 메타크릴기 함유 실란 커플링제로는, 예를 들어, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 아크릴로일기 함유 실란 커플링제로는, 예를 들어, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지 조성물이, 상기 우레탄(메트)아크릴레이트와는 상이한 수지, (메트)아크릴레이트 모노머, 광 중합 개시제, 또는 실란 커플링제를 함유하는 경우의 바람직한 함유량은 이하와 같다. 상기 우레탄(메트)아크릴레이트와는 상이한 수지의 함유량은, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 전체량에 대해 5 ∼ 50 질량％ 인 것이 바람직하다. (메트)아크릴레이트 모노머의 함유량은, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 전체량에 대해 50 ∼ 98 질량％ 인 것이 바람직하다. 광 중합 개시제의 함유량은, 우레탄(메트)아크릴레이트의 전체량에 대해 1 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하다. 실란 커플링제의 함유량은, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 전체량에 대해 0.5 ∼ 10 질량％ 인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 수분산체는 미리 분자량을 많게 설정할 수 있기 때문에, 강인한 도막이 얻어지기 쉽다. 상기 폴리우레탄 수분산체에 함유되는 폴리우레탄은, 예를 들어 지환 구조를 갖는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 것이며, 지환 구조를 갖는 폴리올로는, 예를 들어, 비시클로[5,3,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 비시클로[4,3,0]노난디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올, 1,3-아다만탄디올, 이소소르비드, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 1,3-시클로헥산디메탄올, 1,3-시클로헥산디올, 1,2-시클로헥산디메탄올 및 1,2-시클로헥산디올 등의 디올 모노머를 들 수 있다. 폴리이소시아네이트는 이소시아네이트기를 2 이상 갖는 화합물이다. 폴리이소시아네이트로는, 예를 들어, 톨릴렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 자일릴렌디이소시아네이트, 테트라메틸자일릴렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 톨리딘디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트 및 리신디이소시아네이트를 들 수 있다.
피복층 (11) 의 두께는 3 ∼ 30 ㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 피복층 (11) 은 금속박층 (12) 상에 직접 형성되어, 피복층 (11) 과 금속박층 (12) 사이에 접착층이 불필요하다. 이 때문에, 접착층에 요하는 비용을 삭감할 수 있다. 또, 피복층 (11) 의 두께를 20 ㎛ 이하로 함으로써, 종래보다 얇은 외장재의 구성으로 하는 것이 용이해진다.
피복층 (11) 에 조사하는 활성 에너지선으로는, 크세논 램프, 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 메탈 할라이드 램프, 카본 아크등 및 텅스텐 램프 등의 광원으로부터 발해지는 자외선, 그리고 통상적으로 20 ∼ 2000 ㎸ 의 입자 가속기로부터 취출되는 전자선, α 선, β 선 및 γ 선 등을 사용할 수 있다.
활성 에너지선의 조사 조건은 특별히 한정되지 않고, 필요에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 통상적으로 적산 광량 100 mJ/㎠ 이상, 바람직하게는 300 mJ/㎠ 이상이 되도록 조건을 설정하는 것이 바람직하다.
(금속박층)
금속박층 (12) 에는, 알루미늄, 스테인리스강, 구리, 니켈 등의 각종 금속박을 사용할 수 있고, 이들 중, 방습성 및 연전성 (延展性) 등의 가공성 그리고 비용의 관점에서는 알루미늄박이 바람직하고, 강성의 관점에서는 동박 또는 니켈박이 바람직하다. 알루미늄박으로는 일반적인 연질 알루미늄박을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 내핀홀성 및 성형시의 연전성이 우수한 점에서 철을 함유하는 알루미늄박이 바람직하게 사용된다.
철을 함유하는 알루미늄박 (100 질량％) 중의 철의 함유량은 0.1 ∼ 9.0 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 2.0 질량％ 인 것이 보다 바람직하다. 철의 함유량이 0.1 질량％ 이상이면, 외장재 (10) 는 우수한 내핀홀성 및 연전성을 갖는 경향이 있다. 또, 철의 함유량이 9.0 질량％ 이하이면, 외장재 (10) 는 우수한 유연성을 갖는 경향이 있다.
금속박층 (12) 의 두께는, 배리어성, 내핀홀성 및 가공성의 관점에서 9 ∼ 200 ㎛ 인 것이 바람직하고, 15 ∼ 100 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.
(부식 방지 처리층)
부식 방지 처리층 (13) 은, 전해액, 또는 전해액과 수분의 반응에 의해 발생하는 불산에 의한 금속박층 (12) 의 부식을 억제하는 역할을 한다.
부식 방지 처리층 (13) 으로는, 도포형 또는 침지형의 내산성의 부식 방지 처리제에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 부식 방지 처리층은, 금속박층 (12) 의 산에 대한 부식 방지 효과가 우수하다.
부식 방지 처리제로는, 예를 들어, 산화세륨과 인산염과 각종 열경화성 수지로 이루어지는 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제, 크롬산염과 인산염과 불화물과 각종 열경화성 수지로 이루어지는 크로메이트 처리용 부식 방지 처리제 등을 들 수 있다.
부식 방지 처리층 (13) 은, 금속박층 (12) 의 내식성이 충분히 얻어지는 것이면, 상기 서술한 것에는 한정되지 않는다. 부식 방지 처리층 (13) 은, 예를 들어, 인산염 처리 또는 베이마이트 처리 등에 의해 형성되어도 된다.
부식 방지 처리층 (13) 은 단층이어도 되고, 복수층이어도 된다. 또, 부식 방지 처리층 (13) 에는 실란 커플링제 등의 첨가제가 함유되어 있어도 된다.
부식 방지 처리층 (13) 의 두께는, 부식 방지 기능 및 앵커로서의 기능의 관점에서 10 ㎚ ∼ 5 ㎛ 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 500 ㎚ 인 것이 보다 바람직하다.
(접착층)
접착층 (14) 은, 부식 방지 처리층 (13) 이 형성된 금속박층 (12) 과 실런트층 (15) 을 접착하는 층이다. 외장재 (10) 는, 접착층 (14) 을 형성하는 접착 성분에 따라 열 라미네이트 구성과 드라이 라미네이트 구성의 크게 두 가지로 나눌 수 있다.
열 라미네이트 구성에 있어서의 접착층 (14) 을 형성하는 접착 성분 (접착 수지) 은, 폴리올레핀계 수지를 무수 말레산 등의 산으로 그래프트 변성된 산 변성 폴리올레핀계 수지인 것이 바람직하다. 산 변성 폴리올레핀계 수지는, 무극성인 폴리올레핀계 수지의 일부에 극성기가 도입되어 있는 점에서, 예를 들어 실런트층 (15) 으로서 폴리올레핀계 수지 필름 등으로 형성한 무극성의 층을 사용하고, 또 부식 방지 처리층 (13) 으로서 극성을 갖는 층을 사용한 경우, 이들 양방에 강고하게 밀착될 수 있다. 또, 산 변성 폴리올레핀계 수지를 사용함으로써, 전해액 등의 내용물에 대한 내성이 향상되어, 전지 내부에서 불산이 발생해도 접착층 (14) 의 열화에 의한 밀착력의 저하를 방지하기 쉬운 경향이 있다.
접착층 (14) 에 사용하는 산 변성 폴리올레핀계 수지는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
산 변성 폴리올레핀계 수지에 사용하는 폴리올레핀계 수지로는, 예를 들어, 저밀도, 중밀도 또는 고밀도의 폴리에틸렌 ; 에틸렌-α올레핀 공중합체 ; 폴리프로필렌 ; 프로필렌을 공중합 성분으로서 함유하는 블록 또는 랜덤 공중합체 ; 및 프로필렌-α올레핀 공중합체 등을 들 수 있다. 또, 상기한 것에 아크릴산 또는 메타크릴산 등의 극성 분자를 공중합시킨 공중합체 및 가교 폴리올레핀 등의 중합체 등도 사용할 수 있다.
상기 폴리올레핀계 수지를 변성하는 산으로는, 카르복실산, 에폭시 화합물 및 산 무수물 등을 들 수 있고, 무수 말레산이 바람직하다.
열 라미네이트 구성의 경우, 접착층 (14) 은 상기 접착 성분을 압출 장치로 압출함으로써 형성할 수 있다.
드라이 라미네이트 구성에 있어서의 접착층 (14) 의 접착 성분으로는, 예를 들어, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올, 아크릴폴리올 등의 주제에, 경화제로서 2 관능 이상의 방향족계 또는 지방족계 이소시아네이트 화합물을 작용시키는 2 액 경화형의 폴리우레탄계 접착제를 들 수 있다.
단, 그와 같은 2 액 경화형의 폴리우레탄계 접착제를 사용한 경우, 접착층 (14) 이 에스테르기 또는 우레탄기 등의 가수 분해성이 높은 결합부를 갖고 있는 경우가 많다. 이 때문에, 보다 높은 신뢰성이 요구되는 용도에는 열 라미네이트 구성의 접착층 (14) 을 채용하는 것이 바람직하다.
드라이 라미네이트 구성의 접착층 (14) 은, 접착 성분을 부식 방지 처리층 (13) 상에 도공 후, 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 폴리우레탄계 접착제를 사용하는 것이면, 도공 후, 예를 들어 40 ℃ 에서 4 일 이상의 에이징을 실시함으로써, 주제인 수산기와 경화제인 이소시아네이트기의 반응이 진행되어 강고한 접착이 가능해진다.
접착층 (14) 의 두께는, 접착성, 추수성, 가공성 등의 관점에서 2 ∼ 50 ㎛ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 20 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.
(실런트층)
실런트층 (15) 은, 외장재 (10) 에 있어서 히트 시일에 의한 봉지성을 부여하는 층이다. 실런트층 (15) 으로는, 폴리올레핀계 수지 또는 폴리올레핀계 수지에 무수 말레산 등의 산을 그래프트 변성시킨 산 변성 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 수지 필름을 들 수 있다.
폴리올레핀계 수지로는, 예를 들어, 저밀도, 중밀도 또는 고밀도의 폴리에틸렌 ; 에틸렌-α올레핀 공중합체 ; 폴리프로필렌 ; 프로필렌을 공중합 성분으로서 함유하는 블록 또는 랜덤 공중합체 ; 및 프로필렌-α올레핀 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 폴리올레핀계 수지는 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
산 변성 폴리올레핀계 수지로는, 예를 들어, 접착층 (14) 의 설명에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다.
실런트층 (15) 은, 단층 필름 및 다층 필름 중 어느 것이어도 되며, 필요한 기능에 따라 선택하면 된다. 예를 들어, 방습성을 부여하는 점에서는, 에틸렌-고리형 올레핀 공중합체 또는 폴리메틸펜텐 등의 수지를 개재시킨 다층 필름을 사용할 수 있다.
또, 실런트층 (15) 에는, 난연제, 슬립제, 안티 블로킹제, 산화 방지제, 광 안정제 및 점착 부여제 등의 각종 첨가재가 배합되어도 된다. 실런트층 (15) 의 두께는, 절연성의 확보라는 관점에서 10 ∼ 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 20 ∼ 60 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다.
외장재 (10) 에서는, 드라이 라미네이션에 의해 실런트층 (15) 이 적층되어 있어도 되고, 접착성 향상의 관점에서, 예를 들어, 산 변성 폴리올레핀계 수지를 접착층 (14) 으로서 사용한 샌드위치 라미네이션에 의해 실런트층 (15) 이 적층되어 있어도 되고, 접착층 (14) 과 실런트층 (15) 이 동시에 압출되어 (공압출 제법에 의해) 적층되어 있어도 된다. 단, 접착성이 보다 우수하다는 관점에서, 외장재 (10) 는 접착층 (14) 과 실런트층 (15) 이 공압출 제법에 의해 적층된 것인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재 (20) (이하, 간단히「외장재 (20)」라고 칭한다) 에 대해 설명한다. 도 2 는, 본 발명의 다른 실시형태에 관련된 축전 디바이스용 외장재의 개략 단면도이다. 외장재 (20) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 배리어 기능을 발휘하는 금속박층 (23) 과, 금속박층 (23) 의 제 1 면 상에 제 1 부식 방지 처리층 (22) 을 개재하여 형성된 피복층 (21) 과, 금속박층 (23) 의 제 2 면 상에 형성된 제 2 부식 방지 처리층 (24) 과, 제 2 부식 방지 처리층 (24) 상에 순차 적층된 접착층 (25) 및 실런트층 (26) 을 구비하고 있다. 피복층 (21) 은 금속박층 (23) 의 제 1 면 상에 제 1 부식 방지 처리층 (22) 만을 개재하여 형성되어 있어도 되고, 제 1 부식 방지 처리층 (22) 및 접착층을 개재하여 형성되어 있어도 된다. 피복층 (21) 의 형성에 접착층을 사용하지 않는 경우에는, 접착제에 요하는 비용을 삭감할 수 있고, 외장재를 얇게 할 수 있다. 접착층을 사용하는 경우에는, 당해 접착층을 구성하는 접착제로서, 상기 접착층 (14) 의 드라이 라미네이트 구성에서 예시된 2 액 경화형의 폴리우레탄계 접착제를 사용할 수 있다. 외장재 (20) 를 사용하여 축전 디바이스를 형성할 때에는, 피복층 (21) 이 최외층이 되고, 실런트층 (26) 이 최내층이 된다.
피복층 (21) 은, 축전 디바이스를 제조할 때의 히트 시일에 대한 내열성이나, 전해액이 부착되어도 잘 변질되지 않는 전해액 내성을 외장재에 부여함과 함께, 가공 또는 유통시에 일어날 수 있는 핀홀의 발생을 억제하는 역할을 한다. 제 1 부식 방지 처리층 (22) 은, 전해액 또는 전해액과 수분의 반응에 의해 발생하는 불산에 의한 금속박층 (23) 의 부식을 억제하고, 또 금속박층 (23) 과 피복층 (21) 의 밀착력을 높이는 역할을 한다. 제 2 부식 방지 처리층 (24) 은, 전해액 또는 전해액과 수분의 반응에 의해 발생하는 불산에 의한 금속박층 (23) 의 부식을 억제하는 역할을 한다. 접착층 (25) 은, 제 2 부식 방지 처리층 (24) 이 형성된 금속박층 (23) 과 실런트층 (26) 을 접착하는 층이다. 실런트층 (26) 은, 외장재 (20) 에 있어서 히트 시일에 의한 봉지성을 부여하는 층이다.
외장재 (20) 의 피복층 (21), 금속박층 (23), 접착층 (25) 및 실런트층 (26) 은 각각 상기 외장재 (10) 의 피복층 (11), 금속박층 (12), 접착층 (14) 및 실런트층 (15) 과 동일한 구성으로 할 수 있다. 또, 외장재 (20) 의 제 1 부식 방지 처리층 (22) 및 제 2 부식 방지 처리층 (24) 은 모두, 상기 외장재 (10) 의 부식 방지 처리층 (13) 과 동일한 구성으로 할 수 있다.
[외장재의 제조 방법]
이하, 외장재의 제조 방법에 대해 상기 외장재 (10) 를 예로 설명한다. 하기 내용은 제조 방법의 일례이며, 외장재의 제조 방법은 하기 내용에 한정되지 않는다.
외장재 (10) 의 제조 방법으로는, 예를 들어, 하기 공정 S1 ∼ S3 을 갖는 방법을 들 수 있다.
공정 S1 : 금속박층 (12) 의 일방의 면 (제 2 면) 상에, 부식 방지 처리층 (13) 을 형성하는 공정.
공정 S2 : 금속박층 (12) 에 있어서의 타방의 면 (제 2 면과 반대측의 제 1 면) 상에, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 도포, 건조시키고, 활성 에너지선을 조사하여 피복층 (11) 을 형성하는 공정.
공정 S3 : 금속박층 (12) 의 일방의 면 상에 형성된 부식 방지 처리층 (13) 상에, 접착층 (14) 을 개재하여 실런트층 (15) 을 첩합하는 공정.
(공정 S1)
공정 S1 에서는, 금속박층 (12) 의 일방의 면 상에 부식 방지 처리제를 도포하고, 건조시킴으로써 부식 방지 처리층 (13) 이 형성된다. 부식 방지 처리제로는, 예를 들어, 상기한 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제 및 크로메이트 처리용 부식 방지 처리제 등을 들 수 있다. 부식 방지 처리제의 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 코트 및 바 코트 등의 각종 방법을 채용할 수 있다. 또한, 외장재 (20) 에서는, 금속박층 (23) 의 양면에 제 1 및 제 2 부식 방지 처리층이 상기와 동일하게 형성된다. 제 1 및 제 2 부식 방지 처리층의 형성 순서는 특별히 제한되지 않는다.
(공정 S2)
공정 S2 에서는, 금속박층 (12) 의 타방의 면 상에, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 도포하고, 건조시킨다. 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 코트 및 바 코트 등의 각종 방법을 채용할 수 있다. 도포 후에는, 용매 성분을 건조시키고, 예를 들어, 적산 광량 500 mJ/㎠ 로 320 ㎚ 이하의 파장의 자외선을 조사함으로써, 피복층 (11) 이 형성된다. 또한, 외장재 (20) 에서는, 피복층 (21) 은 제 1 부식 방지 처리층 (22) 상에 상기와 동일하게 형성된다.
금속박층의 외측에 기재층을 적층하는 범용의 외장재인 경우, 접착층을 개재하여 적층하는 점에서 에이징 등의 공정이 필요하다. 그러나, 피복층 (11) 의 형성에는 접착층을 개재할 필요가 없어, 공정 S2 에서는 에이징 등의 공정이 불필요하다. 그 결과, 택트 타임을 단축시켜 제조 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 접착제 등을 사용하지 않음으로써 비용도 크게 저감시킬 수 있다.
또한, 공정 S2 에서는, 금속박층 (12) 의 타방의 면에, 고분자의 입자를 물 등의 분산매 중에 분산시킨 분산체를 도포하고, 건조시킬 수도 있다. 이 제법에 의하면 분자량이 큰 고분자를 사용한 도액이어도 점도를 낮게 억제할 수 있기 때문에, 분자량이 큰 고분자를 균일하게 도포하여 강인한 피막을 형성할 수 있다. 또 이 제법에서는 자외선 등에 의한 경화도 불필요하여, 피복층 (11) 을 보다 용이하게 형성할 수 있다.
(공정 S3)
공정 S3 에서는, 피복층 (11), 금속박층 (12) 및 부식 방지 처리층 (13) 이 이 순서로 적층된 적층체의 부식 방지 처리층 (13) 상에 접착층 (14) 을 형성하고, 실런트층 (15) 을 형성하는 수지 필름이 첩합된다. 실런트층 (15) 의 적층은, 샌드위치 라미네이션에 의해 실시하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 공정 S1 ∼ S3 을 거쳐 외장재 (10) 가 얻어진다. 또한, 외장재 (10) 의 제조 방법의 공정 순서는, 상기 공정 S1 ∼ S3 을 순차 실시하는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 공정 S2 를 실시하고 나서 공정 S1 을 실시해도 된다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 기재에 의해 한정되지 않는다.
[외장재 제조에 사용한 재료]
실시예 및 비교예에서, 외장재의 금속박층, 부식 방지 처리층, 접착층 및 실런트층에 사용한 재료를 이하에 나타낸다.
(금속박층)
금속박 : 연질 알루미늄박 8079 재 (토요 알루미늄사 제조, 두께 : 30 ㎛).
(부식 방지 처리층)
부식 방지 처리제 : 산화세륨, 인산 및 아크릴계 수지를 주로 함유하는 도포형 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제.
(접착층)
접착 수지 : 무수 말레산으로 그래프트 변성된 폴리프로필렌계 수지 (상품명「아드머」, 미츠이 화학사 제조).
(실런트층)
실런트 필름 : 일방의 면을 코로나 처리한 무연신 폴리프로필렌 필름 (두께 40 ㎛).
[외장재의 제조]
(실시예 1)
1,4-시클로헥산디메탄올 1 몰과 이소포론디이소시아네이트 2 몰을 반응시켰다. 상기 반응물 1 몰에 2-하이드록시에틸아크릴레이트 2 몰을 반응시켜, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻었다. 얻어진 우레탄아크릴레이트 올리고머에 대해, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (BASF 사 제조, 상품명 : 이르가큐어 184) 을 고형분비 5 질량％ 로 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 얻었다. 금속박의 편면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 부식 방지 처리층을 형성하였다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을, 금속박의 부식 방지 처리층을 형성하지 않은 면 (제 1 면) 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 100 ℃ 에서 5 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 도막의 두께는 9 ㎛ 였다. 고압 수은등을 광원으로 하여, 적산 광량 1000 mJ/㎠ 가 되도록 자외선을 조사하고, 도막을 경화시켜 금속박층 상에 피복층을 형성하였다.
다음으로, 금속박의 피복층을 형성한 면과는 반대측의 면 (제 2 면) 상에 형성한 부식 방지 처리층 상에 접착 수지를 도포하고, 도포면에 실런트 필름의 코로나 처리된 면을 첩합하고, 부식 방지 처리층 상에 접착층을 개재하여 실런트층을 형성하였다. 얻어진 적층체를 190 ℃ 에서 가열 압착함으로써 실시예 1 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 2)
금속박의 양면 (제 1 면 및 제 2 면) 에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 각각 제 1 및 제 2 부식 방지 처리층을 형성하였다. 상기 제 1 부식 방지 처리층 상에 피복층을 형성하고, 상기 제 2 부식 방지 처리층 상에 접착층을 개재하여 실런트층을 형성하였다. 상기 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 2 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 3)
수소화비스페놀 A 1 몰과 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 2 몰을 반응시켰다. 상기 반응물 1 몰에 2-하이드록시에틸아크릴레이트 2 몰을 반응시켜, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻었다. 얻어진 우레탄아크릴레이트 올리고머에 대해, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (BASF 사 제조, 상품명 : 이르가큐어 184) 을 고형분비 5 질량％ 로 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 얻었다. 금속박의 편면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 부식 방지 처리층을 형성하였다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을, 상기 금속박의 부식 방지 처리층을 형성하지 않은 면 (제 1 면) 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 100 ℃ 에서 5 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 도막의 두께는 9 ㎛ 였다. 고압 수은등을 광원으로 하여, 적산 광량 1000 mJ/㎠ 가 되도록 자외선을 조사하고, 도막을 경화시켜 금속박층 상에 피복층을 형성하였다. 상기와 같이 피복층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 3 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 4)
1,4-시클로헥산디메탄올폴리카보네이트디올 (수산기가(價): 284, 분자량 : 569) 569 g 과 이소포론디이소시아네이트 2 몰을 반응시켰다. 상기 반응물 1 몰에 2-하이드록시에틸아크릴레이트 2 몰을 반응시켜, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻었다. 우레탄아크릴레이트 올리고머의 수산기가는 284 였다. 얻어진 우레탄아크릴레이트 올리고머에 대해, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란을 고형분비 5 질량％, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (BASF 사 제조, 이르가큐어 184) 을 고형분비 5 wt％ 로 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 얻었다. 금속박의 편면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 부식 방지 처리층을 형성하였다. 활성 에너지선 경화형 수지 조성물을, 상기 금속박의 부식 방지 처리층을 형성하지 않은 면 (제 1 면) 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 100 ℃ 에서 1 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 도막의 두께는 9 ㎛ 였다. 고압 수은등을 광원으로 하여, 적산 광량 1000 mJ/㎠ 가 되도록 자외선을 조사하고, 도막을 경화시켜 금속박층 상에 피복층을 형성하였다. 상기와 같이 피복층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 4 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 5)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 1,4-시클로헥산디메탄올을 대신하여 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 5 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 6)
1,4-시클로헥산디메탄올 1 몰과 이소포론디이소시아네이트 2 몰의 반응물에, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 1 몰과 2-하이드록시아크릴레이트 1 몰을 반응시켜, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻었다. 얻어진 우레탄아크릴레이트 올리고머에 대해, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (BASF 사 제조, 이르가큐어 184) 을 고형분비 5 질량％ 로 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 얻었다. 금속박의 편면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 부식 방지 처리층을 형성하였다. 활성 에너지선 경화형 수지 조성물을, 상기 금속박의 부식 방지 처리층을 형성하지 않은 면 (제 1 면) 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 100 ℃ 에서 1 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 도막의 두께는 11 ㎛ 였다. 고압 수은등을 광원으로 하여, 적산 광량 1000 mJ/㎠ 가 되도록 자외선을 조사하고, 도막을 경화시켜 금속박층 상에 피복층을 형성하였다. 상기와 같이 피복층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 실시예 6 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(실시예 7)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 1 몰과 2-하이드록시아크릴레이트 1 몰을 대신하여 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 2 몰을 사용한 것 이외에는, 실시예 6 과 동일하게 하여 실시예 7 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 1)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 1,4-시클로헥산디메탄올을 대신하여 테트라메틸렌글리콜을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 1 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 2)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 1,4-시클로헥산디메탄올을 대신하여 1,6-헥사메틸렌글리콜을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 2 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 3)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 1,4-시클로헥산디메탄올 1 몰을 대신하여 폴리카프로락톤폴리올 (다이셀 화학 공업 주식회사 제조, 상품명 : PLACCEL210, 분자량 : 1000, 수산기가 : 112.7 KOH㎎/g) 1000 g 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 3 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 4)
아디프산폴리테트라메틸렌글리콜 1 몰과 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트 2 몰의 반응물에 2-하이드록시에틸아크릴레이트 2 몰을 반응시켜, 우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻었다. 얻어진 우레탄아크릴레이트 올리고머에 대해, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐-케톤 (BASF 사 제조, 상품명 : 이르가큐어 184) 을 고형분비 5 질량％ 로 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 얻었다. 금속박의 편면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 부식 방지 처리층을 형성하였다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을, 상기 금속박의 부식 방지 처리층을 형성하지 않은 면 (제 1 면) 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 100 ℃ 에서 5 분간 가열 건조시켰다. 건조 후의 도막의 두께는 12 ㎛ 였다. 고압 수은등을 광원으로 하여, 적산 광량 1000 mJ/㎠ 가 되도록 자외선을 조사하고, 도막을 경화시켜 금속박층 상에 피복층을 형성하였다. 상기와 같이 피복층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 4 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 5)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 1,4-시클로헥산디메탄올을 대신하여 비스페놀 A 를, 이소포론디이소시아네이트를 대신하여 헥사메틸렌디이소시아네이트를 사용한 것 이외에는, 실시예 7 과 동일하게 하여 비교예 5 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 6)
우레탄아크릴레이트 올리고머를 얻을 때, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 2 몰을 대신하여 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 2 몰을 사용한 것 이외에는, 비교예 5 와 동일하게 하여 비교예 6 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 우레탄아크릴레이트 올리고머 제조에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 7)
금속박의 양면에 세리아 졸 처리용 부식 방지 처리제를 도포하여, 제 1 및 제 2 부식 방지 처리층을 형성하였다. 폴리에스테르폴리올과 폴리이소시아네이트의 2 액 혼합 접착제를 사용한 드라이 라미네이트법에 의해, 제 1 부식 방지 처리층 상에 접착층을 개재하여 기재층으로서 2 축 연신 폴리아미드 필름 (두께 : 15 ㎛) 을 첩합하였다. 상기 서술한 바와 같이 제 2 부식 방지 처리층, 금속박층, 제 1 부식 방지 처리층, 접착층 및 기재층을 이 순서로 구비하는 적층체를 얻은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 비교예 7 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 기재층에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
(비교예 8)
제 1 부식 방지 처리층 상에 기재층으로서 2 축 연신 폴리에스테르 필름 (두께 : 12 ㎛) 을 첩합한 것 이외에는, 비교예 7 과 동일하게 하여 비교예 8 의 외장재를 얻었다. 외장재의 구성 및 기재층에 사용한 재료를 정리하여 표 1 에 나타낸다.
[외장재의 평가]
(전해액 내성)
실시예 및 비교예에서 얻어진 외장재의 피복층 (또는 기재층) 측 표면에, 미량의 물 (1500 ppm) 을 첨가한 전해액 (용매 : 에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트/디에틸카보네이트 ＝ 1/1/1, 전해질 : LiPF6 (농도 1 M)) 을 적하하였다. 24 시간 방치 후, 적하된 전해액을 이소프로필알코올로 닦아내었다. 그 후, 외장재의 적하 지점의 외관을 하기 기준에 따라 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
「A」: 전해액을 적하한 지점을 시인할 수 없다.
「B」: 전해액을 적하한 지점에 윤곽은 시인할 수 있지만, 용해 등의 손상을 받지 않았다.
「C」: 전해액을 적하한 지점이 전해액에 의해 용해 등의 손상을 받았다.
(절연성)
실시예 및 비교예에서 외장재를 제조할 때에 얻어진, 금속박층과 피복층의 적층체 (또는, 금속박층과 제 1 부식 방지 처리층과 피복층의 적층체) 를 50 ㎜ × 50 ㎜ 의 블랭크 형상으로 잘라내고, 수중에 침지시켰다. 24 시간 침지 후의 적층체를 취출하였다. 23 ℃ 의 환경하에서, 상기 블랭크 형상의 금속박층측과, 금속박층의 제 1 면 상에 형성된 피복층측에 금속 단자를 접촉시키고, 25 V 의 전압을 인가하였을 때의 전기 저항을 측정하여, 하기 기준에 따라 절연성을 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
「A」: 전압을 3 분간 인가하여, 25 GΩ 이상의 전기 저항이 유지되었다.
「B」: 전압을 인가 후 3 분 이내에 전기 저항이 25 GΩ 미만으로 저하되었다.
「C」: 전압을 인가 후 3 초 이내에 전기 저항이 25 GΩ 미만으로 저하되었다.
(성형성)
실시예 및 비교예에서 얻어진 외장재를 150 ㎜ × 190 ㎜ 의 블랭크 형상으로 잘라내고, 실온 23 ℃, 이슬점 온도 －35 ℃ 의 성형 환경하에서 성형 깊이를 변화시키면서 냉간 성형하였다. 성형에는, 외장재와 평행한 면에 있어서 100 ㎜ × 150 ㎜ 의 형상을 갖고, 1.5 ㎜ 의 펀치 코너 라디우스 (Rcp), 0.75 ㎜ 의 펀치 숄더 라디우스 (Rp) 를 갖는 펀치 금형과, 0.75 ㎜ 의 다이 숄더 라디우스 (Rd) 를 갖는 다이 금형을 사용하였다. 하기 기준에 따라 성형성을 평가하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
「A」: 파단 또는 크랙을 발생시키지 않고, 성형 깊이 4 ㎜ 이상의 딥 드로잉 성형이 가능하다.
「B」: 파단 또는 크랙을 발생시키지 않고, 성형 깊이 3 ㎜ 이상 4 ㎜ 미만의 딥 드로잉 성형이 가능하다.
「C」: 성형 깊이 3 ㎜ 미만의 딥 드로잉 성형에 의해 파단 또는 크랙이 발생한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1 및 2 에 나타내는 바와 같이, 지환 구조를 갖는 폴리올을 사용하여 얻어지는 우레탄(메트)아크릴레이트를 사용한 실시예의 외장재에서는, 우수한 전해액 내성, 절연성 및 성형성이 얻어지는 것을 알 수 있었다.
한편으로, 우레탄(메트)아크릴레이트의 제조에 있어서 지환 구조를 갖지 않는 폴리올을 사용한 비교예 1 ∼ 6 에서는, 양호한 절연성을 확보할 수 없었다. 또, 비교적 긴 사슬형 구조를 갖는 1,6-헥산디올을 사용한 비교예 2 에서는, 피복층 중의 지환 구조에 거리가 발생한 점에서 전해액 내성이 저하되었다. 피복층을 형성하지 않고, 기재층으로서 폴리아미드 필름을 사용한 비교예 7 에서는, 전해액 내성이 저하됨과 함께 절연성이 저하되었다. 그리고, 피복층을 형성하지 않고, 기재층으로서 폴리에스테르 필름을 사용한 비교예 8 에서는, 성형성이 저하되었다. 또한, 수소화비스페놀 A 및 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트를 사용한 실시예 3 에서는 충분한 성형성이 얻어졌지만, 실시예 1, 2 및 4 와 비교하여 성형성이 저하되었다. 수소화비스페놀 A 및 수소 첨가 디페닐메탄디이소시아네이트의 강성이 조금 높아 유연성이 약간 저해되었기 때문인 것으로 생각된다.
이상으로부터, 피복층에 지환 구조를 갖는 폴리올을 사용하여 얻어지는 우레탄(메트)아크릴레이트를 사용하여 얻어지는 외장재에서는, 높은 절연성을 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.
10, 20 : 외장재 (축전 디바이스용 외장재)
11 : 피복층
12 : 금속박층
13 : 부식 방지 처리층
14 : 접착층
15 : 실런트층
21 : 피복층
22 : 제 1 부식 방지 처리층
23 : 금속박층
24 : 제 2 부식 방지 처리층
25 : 접착층
26 : 실런트층

Claims (6)

  1. 금속박층과,
    상기 금속박층의 제 1 면 상에 직접, 또는 제 1 부식 방지 처리층을 개재하여 형성된 피복층과,
    상기 금속박층의 제 2 면 상에 형성된 제 2 부식 방지 처리층과,
    상기 제 2 부식 방지 처리층 상에 형성된 접착층과,
    상기 접착층 상에 형성된 실런트층을 구비하는 축전 디바이스용 외장재로서,
    상기 피복층이 우레탄(메트)아크릴레이트를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물 또는 폴리우레탄 수분산체로 형성되고,
    상기 우레탄(메트)아크릴레이트는, 지환 구조를 갖는 폴리올, 폴리이소시아네이트 및 수산기 함유 (메트)아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 축전 디바이스용 외장재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 우레탄(메트)아크릴레이트가 2 ∼ 6 개의 (메트)아크릴로일기를 갖는 것인 축전 디바이스용 외장재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피복층의 두께가 3 ∼ 30 ㎛ 인 축전 디바이스용 외장재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지환 구조를 갖는 폴리올이 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올을 함유하는 축전 디바이스용 외장재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지환 구조를 갖는 폴리카보네이트디올이 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물에서 유래하는 구조를 갖는 축전 디바이스용 외장재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지환 구조를 갖는 폴리올이 비시클로[4,4,0]데칸디메탄올, 노르보르난디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 2,6-데카하이드로나프탈렌디메탄올, 수소화비스페놀 A, 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산디올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 함유하는 축전 디바이스용 외장재.
KR1020167024239A 2014-10-31 2015-10-28 축전 디바이스용 외장재 KR20160107355A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-223186 2014-10-31
JP2014223186 2014-10-31
JPJP-P-2015-001447 2015-01-07
JP2015001447 2015-01-07
PCT/JP2015/080422 WO2016068201A1 (ja) 2014-10-31 2015-10-28 蓄電デバイス用外装材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160107355A true KR20160107355A (ko) 2016-09-13

Family

ID=55857536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167024239A KR20160107355A (ko) 2014-10-31 2015-10-28 축전 디바이스용 외장재

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170033324A1 (ko)
EP (1) EP3098876A4 (ko)
JP (1) JPWO2016068201A1 (ko)
KR (1) KR20160107355A (ko)
CN (1) CN106463652A (ko)
TW (1) TW201624799A (ko)
WO (1) WO2016068201A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018055976A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 昭和電工パッケージング株式会社 包装材及びその製造方法
JP7033414B2 (ja) * 2017-09-14 2022-03-10 昭和電工パッケージング株式会社 成形用包装材、蓄電デバイス用外装ケース及び蓄電デバイス

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3567230B2 (ja) 1998-10-15 2004-09-22 昭和電工パッケージング株式会社 電池ケース用包材

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9567676B2 (en) * 2006-03-31 2017-02-14 Fujikura Kasei Co., Ltd. Hard coating composition for metal substrate
CN101855745B (zh) * 2007-09-26 2014-02-26 凸版印刷株式会社 锂电池用包装材料和其制造方法
JP4766057B2 (ja) * 2008-01-23 2011-09-07 ソニー株式会社 非水電解質電池および非水電解質電池の製造方法
CN102803332B (zh) * 2009-06-17 2015-05-06 日本化药株式会社 氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物和包含该化合物的树脂组合物
KR101072737B1 (ko) * 2009-09-18 2011-10-11 율촌화학 주식회사 셀 포장재 및 그 제조방법
JP5521660B2 (ja) * 2010-03-10 2014-06-18 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材
JP5953652B2 (ja) * 2011-03-23 2016-07-20 凸版印刷株式会社 リチウムイオン電池用外装材及びリチウムイオン電池
KR102021325B1 (ko) * 2011-11-07 2019-09-16 도판 인사츠 가부시키가이샤 축전 디바이스용 외장재
TWI556493B (zh) * 2011-11-07 2016-11-01 凸版印刷股份有限公司 蓄電裝置用外裝材料
JP5626394B2 (ja) * 2013-02-06 2014-11-19 大日本印刷株式会社 電池用包装材料
JP5578269B1 (ja) * 2013-02-25 2014-08-27 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 電池用包装材用ポリウレタン接着剤、電池用包装材、電池用容器および電池
WO2014156904A1 (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 大日本印刷株式会社 電池用包装材料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3567230B2 (ja) 1998-10-15 2004-09-22 昭和電工パッケージング株式会社 電池ケース用包材

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016068201A1 (ja) 2017-08-10
EP3098876A4 (en) 2017-03-01
US20170033324A1 (en) 2017-02-02
CN106463652A (zh) 2017-02-22
EP3098876A1 (en) 2016-11-30
WO2016068201A1 (ja) 2016-05-06
TW201624799A (zh) 2016-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11081747B2 (en) Packaging material for power storage device
KR101537399B1 (ko) 전기화학 셀용 포장재료
US10319958B2 (en) Packaging material for power storage device
US10135038B2 (en) Packaging material for lithium-ion battery
JP6249062B2 (ja) 電気化学セル用包装材料
KR101925169B1 (ko) 리튬 이온 전지용 외장재
JP5601265B2 (ja) 電気化学セル用包装材料
CN106159124B (zh) 蓄电设备用外装构件和使用了该外装构件的蓄电设备
KR20150017699A (ko) 리튬 이온 전지용 외장재 및 리튬 이온 전지용 외장재를 사용한 리튬 이온 전지의 제조 방법
JP6760071B2 (ja) 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス
TWI665081B (zh) 成形用包裝材
JP6056188B2 (ja) リチウムイオン二次電池用外装材
KR20170141671A (ko) 축전 디바이스용 외장재
KR20160107355A (ko) 축전 디바이스용 외장재

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application