KR20170085053A - 전극 구성체 고정용 양면 테이프 및 이차전지 - Google Patents

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Abstract

정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회한 전극 구성체를 파우치형 외장체 내에 격납한 전기 화학 소자에 사용하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프로서, 상기 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면과, 상기 파우치형 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면을 구비한다.

Description

전극 구성체 고정용 양면 테이프 및 이차전지{DOUBLE-SIDED TAPE FOR ELECTRODE CONSTITUENT BODY IMMOBILIZATION, AND SECONDARY BATTERY}
본 발명은 전극 구성체 고정용 양면 테이프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극에 있어서의 전극 활물질층의 탈락을 방지할 수 있고, 또 탭부의 봉지성(封止性)이 우수한 파우치형 전지에 호적하게 사용할 수 있는 감열 접착성과 감압 접착성을 가지는 전극 구성체 고정용 양면 테이프, 및 이 양면 테이프를 사용하여 전극 구성체가 고정된 이차전지에 관한 것이다.
에너지 밀도가 높고, 또한 반복 충방전이 가능한 리튬 이온 이차전지 등의 전기 화학 소자는 그 특성을 살려 급속히 수요를 확대하고 있다. 리튬 이온 이차전지는 에너지 밀도가 비교적 크므로 휴대전화나 노트형 퍼스널컴퓨터, 전기 자동차 등의 분야에서 이용되고 있다.
리튬 이온 이차전지는 정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회(捲回)한 전극 구성체를 외장체 내에 격납한 이차전지이다. 리튬 이온 이차전지는 근년 폭넓게 보급되는 한편, 대용량화가 진행됨과 동시에, 용량 밀도의 향상도 요구되고 있다. 특히 중량 밀도를 향상시키는 요구가 크고, 그 때문에 경량화의 요구에 의해 금속 외장체가 아니라, 라미네이트 필름을 외장체로 하여 단부를 히트실한 용기 모양의 내부에 전극 구성체를 봉입한 파우치형 전지가 제안되어 있다.
라미네이트 필름의 외장체를 사용한 파우치형 전지에서는 외부로 전기를 취출하기 위해 금속판으로서, 전극 구성체의 일부인 정극용 및 부극용 집전체에 각각 접속된 탭을 외장체에 끼워 외장체의 히트실부와 밀착시킴으로써 고정하고 있지만, 전극 구성체 그 자체는 외장체에 고정되어 있지 않았다.
여기서, 종래, 휴대용 전자기기에 사용되는 소형 전지의 경우에는 라미네이트 필름 외장체에 내포되는 전극 구성체의 중량이 작고, 외부로부터 진동이 가해졌을 때 전극 구성체는 움직이기 어렵다. 그 때문에, 탭부에 가해지는 힘으로는 봉지성에 변화는 없었다.
그러나, 휴대용 전자기기용 전지도 고용량화, 대형화가 진행되고, 또한 전기 자동차 용도 등의 대형 전지에서는 라미네이트 필름 외장체에 수용되는 전극 구성체의 중량이 커지므로, 진동이 가해진 경우 전극 구성체가 움직이기 쉽다. 그 때문에, 탭부에 가해지는 힘이 커지고, 탭부와 외장체와의 밀착성이 저하함으로써, 봉지성이 저하할 가능성이 있었다.
특허문헌 1에는 기재의 편면에 접착제층을 가지는 점착성 테이프를 권회 전지의 권회 풀림 방지용으로 사용하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 점착면 이외에는 접착 능력이 없고, 전극 구성체의 외장체에 대한 고정에는 적합하지 않았다.
또한, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에는 기재의 양면에 감압 접착제층을 가지는 양면 점착 테이프를 전지의 외장체와 전극 구성체의 고정에 사용하는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 3에는 또한 양면 점착 테이프를 붙인 전극 구성체를 전지의 외장체에 봉입할 때 입구에서 점착해버리는 등의 문제점을 방지하기 위해, 봉입 전의 전극 구성체의 점착면에 박리 시트를 사용하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 박리 시트를 벗겨 외장체와 전극 구성체를 접착시킬 때, 점착 테이프와 외장체의 사이에 기포가 잔류해버리고, 특히 고온 보존 후에 있어서의 접착력이 나빠져, 얻어지는 리튬 이온 이차전지의 고온 보존 후의 용량 유지율은 충분하지는 않았다.
또한, 특허문헌 4에는 이축 연신 폴리프로필렌필름 등의 필름에 아크릴계나 실리콘계의 점착제를 도포한 점착성 테이프가 개시되어 있지만, 양면 모두 동일한 재료의 접착면이므로, 전극 구성체의 권회 풀림 방지, 외장체에 대한 고정이라는 양쪽의 성능을 만족할 수는 없었다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2005-126452호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제2003-151512호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 제2001-93576호 특허문헌 4: 일본 공개특허공보 제4440573호
본 발명의 목적은 전극 구성체를 권회 풀림을 방지할 수 있고, 또한 진동 등의 외력이 가해진 경우에도 전극 구성체를 외장체에 대해 고정할 수 있는 전극 구성체 고정용 양면 테이프, 및 이 양면 테이프를 사용하여 전극 구성체를 고정한 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명자는 예의 검토 결과, 기재의 편면에 감열 접착제층, 다른쪽 면에 감압 접착제층을 가지는 양면 테이프를 사용함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 의하면,
(1) 정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회한 전극 구성체를 파우치형 외장체 내에 격납한 전기 화학 소자에 사용하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프로서, 상기 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면과, 상기 파우치형 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(2) 상기 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면이 금속인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(3) 상기 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면이 수지인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(4) 기재의 편면에 상기 감압 접착제를 사용하여 형성된 감압 접착제층을 구비하고, 상기 감압 접착제층은 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제 및/또는 고무계 점착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(5) 기재의 편면에 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층을 구비하고, 상기 감열 접착제층은 고무계 점착제 또는 변성 폴리올레핀계 점착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(6) 기재의 한쪽 면에 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층과, 상기 기재의 다른쪽 면에 상기 감압 접착제를 사용하여 형성된 감압 접착제층을 구비하고, 상기 기재는 폴리올레핀 수지 또는 폴리에스테르로 이루어지고, 상기 감압 접착제층은 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제 및/또는 고무계 점착제로 형성되고, 상기 감열 접착제층은 고무계 점착제에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(7) 상기 파우치형 외장체의 개구부를 봉구하기 위한 열융착 온도보다도 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층의 융점 또는 접착 온도가 낮은 것을 특징으로 하는 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(8) 상기 감열 접착제는 블록 폴리머인 (1)~(7) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프,
(9) (1)~(8) 중 어느 하나에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프에 의해 상기 전극 구성체가 상기 파우치형 외장체에 접착 고정되어 이루어진 이차전지가 제공된다.
본 발명의 전극 구성체 고정용 양면 테이프에 의하면, 전극 구성체를 권회 풀림을 방지할 수 있고, 또한 진동 등의 외력이 가해진 경우에도 전극 구성체를 파우치형 외장체에 대해 고정할 수 있다. 또한, 이 양면 테이프를 사용하여 전극 구성체를 고정한 이차전지를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 전극 구성체 고정용 양면 테이프에 대해 설명한다. 본 발명의 전극 구성체 고정용 양면 테이프(이하, 단지 「양면 테이프」라고 하는 경우가 있다.)는 정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회한 전극 구성체를 파우치형 외장체 내에 격납한 이차전지에 사용하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프로서, 상기 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면과, 상기 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면을 구비한다.
(양면 테이프)
본 발명의 양면 테이프는 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면(감압 접착제층)과, 파우치형 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면(감열 접착제층)을 가진다. 또한, 감압 접착제층은 기재의 편면에 형성되고, 감열 접착제층은 기재의 다른 한쪽 면에 형성되는 것이 바람직하다.
(기재)
본 발명의 양면 테이프에 사용하는 기재를 구성하는 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA) 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르; 폴리아릴레이트; 폴리우레탄; 폴리카보네이트; 폴리아미드; 폴리이미드(PI); 폴리페닐렌설파이드(PPS); 폴리4불화에틸렌, 및 이들의 복합체 등으로 이루어진 필름을 들 수 있다. 이들 중에서도 유연성이 있고 신축성이 있는 폴리프로필렌을 사용하는 것이 바람직하고, 또한 신축성이 크고, 연신되어 있지 않은 폴리프로필렌을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
폴리프로필렌이란 프로필렌의 단독 중합체인 호모의 폴리프로필렌(이하, 호모 PP라고 약칭하는 경우가 있다.)이나, 에틸렌을 공중합한 랜덤 코폴리머(이하, EPC라고 약칭하는 경우가 있다.), 폴리프로필렌의 중합시에 에틸렌·프로필렌 공중합체의 엘라스토머 성분을 분자 레벨로 블렌드한 블록 코폴리머(이하, 블록 PP라고 약칭하는 경우가 있다.)가 예시된다. EPC 수지의 융점은 140℃ 전후이고, 호모 PP와 블록 PP의 융점은 160℃에서 165℃이다.
폴리올레핀 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 취급의 용이성 때문에 필름의 두께는 10~100㎛의 범위인 것이 바람직하다.
(감열 접착제)
감열 접착제층을 구성하는 감열 접착제는 상온에서는 접착성을 나타내지 않거나, 또는 접착성이 약해 용이하게 박리할 수 있는 것이고, 전지 성능에 악영향을 미치지 않는 열용융성을 가지는 점착제이면 특별히 한정되지 않지만, 25℃에 있어서의 택 강도(tack strength)가 0.8N 미만이고, 60℃에 있어서의 택 강도가 0.8N 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 택 강도는 프로브택시험기를 이용하여 측정한 값이고, 구체적으로는 두께 50㎛의 PET 필름 상에 접착제를 두께 5㎛로 도공하고, 프로브택시험기(레스카사 제조, TAC-1000)를 이용하여 10mmφ의 SUS제 프로브를 사용하여 가압 속도 1mm/sec, 박리 속도 10mm/sec, 가압 압력 0.98N/㎠, 가압 시간 1sec, 프로브 온도 25℃ 또는 60℃에서 측정할 수 있다.
감열 접착제의 종류로서는 예를 들면, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 변성 폴리올레핀계 점착제 등의 폴리올레핀계 점착제, 변성 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등 중에서 상기 특성을 가지는 것을 들 수 있다. 그 중에서도 변성 폴리올레핀계 점착제 등의 폴리올레핀계 점착제, 변성 아크릴계 점착제, 고무계 점착제가 바람직하고, 고무계 점착제 중의 열가소성 엘라스토머가 가장 바람직하다.
여기서, 변성 폴리올레핀계 점착제로서는 불포화 카르복실산 또는 그 무수물, 또는 실란계 커플링제로 변성된 폴리올레핀을 주 성분으로 하는 점착제를 들 수 있다.
불포화 카르복실산 또는 그 무수물로서는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 무수 말레산, 시트라콘산, 무수 시트라콘산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 이들의 유도체의 모노에폭시 화합물과 상기 산의 에스테르 화합물, 분자 내에 이들 산과 반응할 수 있는 기를 가지는 중합체와 이들 산의 반응 생성물 등을 들 수 있다. 이들의 금속염도 사용할 수 있다. 이들 중에서도 무수 말레산이 보다 바람직하게 사용된다. 이들은 각각 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
폴리올레핀을 변성시키기 위한 실란계 커플링제로서는 비닐트리에톡시실란, 메타크릴로일옥시트리메톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필트리아세틸옥시실란 등을 들 수 있다.
또한, 변성 아크릴계 점착제로서는 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제를 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴」은 「아크릴」 및 「메타크릴」 양쪽을 의미한다.
고무계 점착제로서는 부틸 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, EPDM 등의 고무, 및 그 변성체를 포함하는 점착제를 들 수 있다.
열가소성 엘라스토머로서는 방향족 비닐계 모노머와 공액 디엔계 모노머의 공중합체를 들 수 있다. 구체적으로는 예를 들면 방향족 비닐계 모노머와 공액 디엔계 모노머의 공중합체로서는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌 블록 폴리머 등의 디블록형 블록 폴리머; 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 폴리머, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 폴리머(SIS), 스티렌-부타디엔-이소프렌 블록 폴리머, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 폴리머(SIBS) 등의 트리블록형 블록 폴리머; 스티렌-부타디엔-스티렌-부타디엔 블록 폴리머, 스티렌-이소프렌-스티렌-이소프렌 블록 폴리머, 스티렌-부타디엔-이소프렌-스티렌 블록 폴리머, 스티렌-부타디엔-스티렌-이소프렌 블록 폴리머, 스티렌-이소부틸렌-부타디엔-스티렌 등과 같은 멀티블록형 스티렌 함유 블록 폴리머 및 이들의 수소 첨가물 또는 부분 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 SIS나 SIBS 등의 블록 폴리머가 보다 바람직하게 사용된다.
파우치형 외장체에 감열 접착제층을 접착시킬 때에는 전극체 내부의 세퍼레이터 등에 대한 열의 영향을 작게 할 필요가 있다. 구체적으로는 세퍼레이터의 차단 온도보다도 감열 접착제층의 융점 또는 접착 온도가 낮은 것이 필요하다. 또한, 본 발명에 있어서는 파우치형 외장체로서 알루미늄 라미네이트 등의 라미네이트제의 재료로 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 파우치형 외장체의 라미네이트 가공에 사용되는 성분의 열융착 온도보다도 감열 접착제층의 융점 또는 접착 온도가 낮은 것이 필요하다.
또한, 파우치형 외장체에 감열 접착제층을 접착시킬 때는 기재의 융점 이하로 열융착시키는 것이 바람직하다. 기재가 저온 열융착성을 가지는 경우는 감열 접착제층은 불필요하다고 생각되지만, 그 경우, 감압 접착제를 도포 건조하는 공정에서 기재에 주름이 생기기 쉽고, 신장되기 쉬워져 치수 안정성이 떨어지는 등의 문제가 있으므로, 감열 접착제층을 설치하는 것이 필요하다.
열융착시킬 때에는, 상기 열에 더해 압력을 더 부여하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 열프레스기 등을 이용하여 열융착시킬 수 있다. 부여하는 압력은 0.5MPa 이상, 2MPa 미만이 바람직하다. 0.5MPa 미만에서는 압력의 효과가 적고, 2MPa 이상에서는 이차전지에 있어서의 세퍼레이터의 미다공부를 폐색시켜버림으로써 전지 성능이 악화될 가능성이 있다.
감열 접착제층에 접착성이나 전지의 성능을 저하시키지 않는 범위에서, 필름의 미끄러짐성을 부여하는 유기 활제나 블로킹을 방지하는 무기계나 유기계의 안티 블로킹제를 첨가해도 된다.
(감압 접착제)
감압 접착제층을 구성하는 감압 접착제는 상온에서 점착성을 나타내는 접착제이다. 감압 접착제로서는 전지 성능에 악영향을 미치지 않는 점착제이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 25℃에 있어서의 택 강도가 0.8N 이상인 것이 바람직하다. 또한, 택 강도의 측정 방법은 상기와 동일하다.
감압 접착제의 종류로서는 예를 들면, 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제 등 중에서 상기 특성을 가지는 것을 들 수 있다. 이들 중에서도 아크릴계 점착제, 및 고무계 점착제가 바람직하다.
아크릴계 점착제로서는 예를 들면, 점착성을 부여하고, 유리 전이 온도(Tg)가 비교적 낮은 폴리머를 형성할 수 있는 주 모노머, 접착성이나 응집력을 부여하고, Tg가 비교적 높은 폴리머를 형성할 수 있는 코모노머, 및 가교점의 형성이나 접착성을 개량할 수 있는 관능기 함유 모노머 등의 단량체 성분을 중합시킨 아크릴계 공중합체로 이루어진 점착제가 사용된다.
상기 아크릴계 공중합체의 주 모노머로서는 예를 들면, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산아밀, 아크릴산 2-에틸헥실, 아크릴산옥틸 등의 아크릴산알킬에스테르, 아크릴산시클로헥실 등의 아크릴산시클로알킬에스테르, 아크릴산벤질 등의 아크릴산아랄킬에스테르나, 메타크릴산부틸, 메타크릴산 2-에틸헥실 등의 메타크릴산알킬에스테르, 메타크릴산시클로헥실 등의 메타크릴산시클로알킬에스테르, 메타크릴산벤질 등의 메타크릴산아랄킬에스테르 등을 들 수 있다. 코모노머로서는 예를 들면, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 비닐에테르, 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 비닐기 함유 화합물을 들 수 있다.
상기 관능기 함유 모노머로서는 예를 들면, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등의 카르복실기 함유 모노머; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, 알릴알코올 등의 히드록실기 함유 모노머; 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트 등의 3급 아미노기 함유 모노머; 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등의 아미드기 함유 모노머; N-메틸(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-에톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, N-옥틸아크릴아미드 등의 N-치환 아미드기 함유 모노머; 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기 함유 모노머 등을 들 수 있다. 이들 모노머는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 단량체 성분의 종류나 조합을 적당히 선택함으로써, 우수한 점착성, 응집성, 내구성을 가지는 아크릴계 공중합체를 얻을 수 있다.
그 중에서도 상기 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 상기에 있어서 카르복실기 함유 모노머로서 예시한 불포화 카르복실산, 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제가 바람직하다.
이와 같이, 감압 접착제의 주 성분이 되는 폴리머를 적당히 선택함으로써, 용도에 따른 임의의 품질, 특성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있다.
고무계 점착제로서는 예를 들면, 천연 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무를 들 수 있다. 또한, 할로겐화 고무의 구체예로서는 예를 들면, 브롬화 부틸고무, 염소화 부틸고무 등의 할로겐화 부틸고무, 이소부틸렌-파라메틸스티렌 공중합체의 할로겐화물(예를 들면, 브롬화물), 클로로프렌 고무, 에피클로로히드린 고무, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 말레산 변성 염소화 폴리에틸렌, 염소화 아크릴 고무, 불소 고무, 에폭시화 아크릴 고무, 할로겐계 모노머를 공중합시킨 아크릴 고무를 들 수 있다. 이들 중에서도 전해액에 대한 내용해성의 이유 때문에, 극성을 가지지 않는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌이 바람직하고, 특히 폴리부타디엔이 바람직하다.
감압 접착제를 구성하는 폴리머의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 10만~150만, 바람직하게는 30만~100만이다. 분자량이 너무 작으면, 감압 접착제의 점착력이나 응집력이 떨어지고, 분자량이 너무 크면 점착제가 딱딱해져 점착성이 불충분하게 되어 접착의 작업성이 저하하기 쉽다. 폴리머의 Tg는 특별히 한정되지 않지만, -20℃ 이하인 것이 바람직하다. Tg가 너무 높은 경우에는 사용 온도에 따라서 감압 접착제가 딱딱해져, 점착성을 유지할 수 없게 되는 일이 있다.
감압 접착제는 가교형, 비가교형 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 가교형의 경우에 감압 접착제는 상기 폴리머 외에 가교제를 포함하고 있어도 된다. 가교제로서는 점착제가 가지는 가교성 관능기의 종류에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 예를 들면, 에폭시계 가교제, 이소시아네이트계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제, 금속 알콕시드계 가교제, 금속염계 가교제, 아민계 가교제, 히드라진계 가교제, 알데히드계 가교제 등을 들 수 있다. 이들 가교제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
감압 접착제에는 상기 외에, 필요에 따라서 자외선 흡수재, 점착 부여제, 연화제(가소제), 노화 방지제, 안정제, 충전제, 안료, 염료, 실란 커플링제 등의 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 점착 부여제로서는 예를 들면, 로진 및 그 유도체, 폴리테르펜, 테르펜페놀 수지, 쿠마론-인덴 수지, 석유계 수지, 스티렌 수지, 크실렌 수지 등을 들 수 있다. 연화제로서는 예를 들면, 액상 폴리에테르, 글리콜에스테르, 액상 폴리테르펜, 액상 폴리아크릴레이트, 프탈산에스테르, 트리멜리트산에스테르 등을 들 수 있다.
본 발명의 양면 테이프에는 필요에 따라서, 감열 접착제층 및/또는 감압 접착제층을 보호하기 위해 감열 접착제층 및/또는 감압 접착제층 상에 이형 필름을 적층해도 된다. 이형 필름으로서는 점착 테이프 또는 시트 분야에 있어서 관용의 것을 사용할 수 있고, 예를 들면 글라신지와 같은 종이재나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 등의 수지 필름으로 이루어진 지지체 상에 실리콘 등의 이형제가 형성된 필름 등을 사용할 수 있다.
감압 접착제층에 의해 전극 구성체와의 충분한 접착력을 나타내고, 박리되지 않기 위해서는, 본 발명의 양면 테이프와 전극 구성체와의 접착력이 10N/15mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 감열 접착제와 외장체의 접착에 있어서는 접착 온도가 40℃에서 80℃이고, 10N/15mm 이상의 접착력을 가지는 것이 바람직하다.
상기 양면 테이프의 감열 접착제층 및 감압 접착제층을 제조하는 방법으로서는 T-다이법이나 인플레이션법 등의 공압출 성형법이나 캐스트법 등이 있다. 박막의 감열 접착제층 및 감압 접착제층을 형성하기 쉬우므로, 캐스트법이 바람직하다.
감열 접착제층의 두께가 1㎛ 미만인 경우는, 히트실의 열과 압력으로 용융된 수지가 흘러 감열 접착제층의 두께가 얇아지고, 접착력이 저하하는 경우가 있다. 이 때문에, 감열 접착제층의 두께가 두꺼운 편이 접착에서는 유리하지만, 너무 두꺼우면 전극 구성체에 대한 전지 전체의 상대 체적이 커지므로 전지의 용량 특성이 저하해버리는 점, 및 경제성면에서 감열 접착제층의 두께는 1~10㎛인 것이 바람직하다.
또한, 감압 접착제층의 두께는 상기와 동일한 이유에 의해 1~20㎛인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2~10㎛이다.
(정극 부재)
본 발명에 사용하는 정극 부재는 정극 활물질층을 집전체 상에 적층하여 이루어진다. 정극 부재는 정극 활물질, 정극용 결착수지, 정극의 제작에 사용하는 용매, 필요에 따라서 사용되는 수용성 고분자, 도전 조제 등의 기타 성분을 포함하는 정극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 얻을 수 있다. 즉, 정극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 집전체에 정극 활물질층이 형성된다.
또한, 정극용 슬러리를 조립(造粒)함으로써 복합 입자를 얻고, 집전체 상에 압축 성형함으로써, 집전체 상에 정극 활물질층을 형성해도 된다.
(정극 활물질)
본 발명의 전기 화학 소자가 리튬 이온 이차전지인 경우의 정극 활물질로서는 리튬 이온을 도프 및 탈도프 가능한 활물질이 사용되고, 무기 화합물로 이루어진 것과 유기 화합물로 이루어진 것으로 대별된다.
무기 화합물로 이루어진 정극 활물질로서는 천이금속 산화물, 천이금속 황화물, 리튬과 천이금속의 리튬 함유 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다. 상기 천이금속으로서는 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo 등이 사용된다.
천이금속 산화물로서는 MnO, MnO2, V2O5, V6O13, TiO2, Cu2V2O3, 비정질 V2O-P2O5, MoO3, V2O5, V6O13 등을 들 수 있고, 그 중에서도 사이클 안정성과 용량 때문에 MnO, V2O5, V6O13, TiO2가 바람직하다. 천이금속 황화물로서는 TiS2, TiS3, 비정질 MoS2, FeS 등을 들 수 있다. 리튬 함유 복합 금속 산화물로서는 층상 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물, 스피넬 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물, 올리빈형 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다.
층상 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물로서는 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2)(이하, 「LCO」라고 하는 경우가 있다.), 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2), Co-Ni-Mn의 리튬 복합 산화물, Ni-Mn-Al의 리튬 복합 산화물, Ni-Co-Al의 리튬 복합 산화물 등을 들 수 있다. 스피넬 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물로서는 망간산리튬(LiMn2O4)이나 Mn의 일부를 다른 천이금속으로 치환한 Li[Mn3/2M1/2]O4(여기서 M은 Cr, Fe, Co, Ni, Cu 등) 등을 들 수 있다. 올리빈형 구조를 가지는 리튬 함유 복합 금속 산화물로서는 LixMPO4(식 중, M은 Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, V, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Si, B 및 Mo로부터 선택되는 적어도 1종, 0≤X≤2)로 나타내어지는 올리빈형 인산 리튬 화합물을 들 수 있다.
유기 화합물로서는 예를 들면, 폴리아세틸렌, 폴리-p-페닐렌 등의 도전성 고분자를 사용할 수도 있다. 전기 전도성이 부족한 철계 산화물은 환원 소성시에 탄소원 물질을 존재시킴으로써, 탄소 재료로 덮인 정극 활물질로서 사용해도 된다. 또한, 이들 화합물은 부분적으로 원소 치환한 것이어도 된다. 정극 활물질은 상기 무기 화합물과 유기 화합물의 혼합물이어도 된다.
전기 화학 소자가 리튬 이온 커패시터인 경우의 정극 활물질로서는 리튬 이온과, 예를 들면 테트라플루오로보레이트와 같은 음이온을 가역적으로 담지할 수 있는 것이면 된다. 구체적으로는 탄소의 동소체를 바람직하게 사용할 수 있고, 전기 이중층 커패시터에서 사용되는 전극 활물질을 넓게 사용할 수 있다. 탄소의 동소체의 구체예로서는 활성탄, 폴리아센(PAS), 카본 위스카, 카본 나노 튜브 및 그라파이트 등을 들 수 있다.
정극 활물질의 체적 평균 입자경은 정극용 슬러리를 조제할 때의 정극용 결착수지의 배합량을 적게 할 수 있고, 전지의 용량의 저하를 억제할 수 있는 관점, 및 정극용 슬러리를 도포하는데에 적정한 점도로 조제하는 것이 용이해지고, 균일한 전극을 얻을 수 있는 관점에서, 바람직하게는 1~50㎛, 보다 바람직하게는 2~30㎛이다.
(정극용 결착수지)
정극용 결착수지로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌공중합체(FEP), 폴리아크릴산 유도체, 폴리아크릴로니트릴 유도체 등의 수지; 아크릴계 연질 중합체, 디엔계 연질 중합체, 올레핀계 연질 중합체, 비닐계 연질 중합체 등의 연질 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 결착수지는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
(기타 성분)
정극용 슬러리에 필요에 따라서 사용되는 수용성 고분자의 구체예로서는 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스 및 히드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 및 이들의 암모늄염 또는 알칼리금속염, 알긴산프로필렌글리콜에스테르 등의 알긴산에스테르, 및 알긴산나트륨 등의 알긴산염, 폴리아크릴산, 및 폴리아크릴산(또는 메타크릴산)나트륨 등의 폴리아크릴산(또는 메타크릴산)염, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올, 폴리-N-비닐아세트아미드, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리카르복실산, 산화 스타치, 인산 스타치, 카제인, 각종 변성 전분, 키틴, 키토산 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 「(변성) 폴리」는 「미변성 폴리」 또는 「변성 폴리」를 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서, 수용성 고분자란, 25℃에 있어서 고분자 0.5g을 100g의 순수에 용해시킨 경우의 미용해분이 10.0 중량% 미만인 고분자를 말한다.
또한, 정극용 슬러리에 필요에 따라서 사용되는 도전 조제로서는 도전성을 가지는 재료이면 특별히 한정되지 않지만, 도전성을 가지는 입자상의 재료가 바람직하고, 예를 들면, 퍼네스 블랙, 아세틸렌 블랙, 및 켓첸 블랙 등의 도전성 카본 블랙; 천연 흑연, 인조 흑연 등의 흑연; 폴리아크릴로니트릴계 탄소섬유, 피치계 탄소섬유, 기상법 탄소섬유 등의 탄소섬유; 를 들 수 있다.
(정극의 제작에 사용하는 용매)
정극의 제작에 사용하는 용매로서는 물 및 유기용매 중 어느 것을 사용해도 된다. 유기용매로서는 예를 들면, 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 환상 지방족 탄화수소류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 에틸메틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, γ-부티로락톤, ε-카프로락톤 등의 에스테르류; 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 알킬니트릴류; 테트라하이드로퓨란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올류; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류; 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 N-메틸피롤리돈(NMP)이 바람직하다. 또한, 용매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도 용매로서는 물을 사용하는 것이 바람직하다.
용매의 양은 정극용 슬러리의 점도가 도포에 호적한 점도가 되도록 조정하면 된다. 구체적으로는 정극용 슬러리의 고형분 농도가, 바람직하게는 30~90 중량%, 보다 바람직하게는 40~80 중량%가 되도록 조정하여 사용된다.
(집전체)
정극 부재에 사용하는 집전체의 재료로서는 예를 들면, 금속, 탄소, 도전성 고분자 등을 사용할 수 있고, 호적하게는 금속이 사용된다. 금속으로서는 통상, 알루미늄, 백금, 니켈, 탄탈, 티탄, 스테인레스강, 기타 합금 등이 사용되지만, 도전성, 내전압성의 면에서, 구리, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 높은 내전압성이 요구되는 경우에는 일본 공개특허공보 제2001-176757호 등에 개시되는 고순도의 알루미늄을 호적하게 사용할 수 있다. 집전체는 필름 또는 시트상이고, 그 두께는 사용 목적에 따라서 적당히 선택되지만, 바람직하게는 1~200㎛, 보다 바람직하게는 5~100㎛, 더 바람직하게는 10~50㎛이다.
(정극 부재의 제조 방법)
정극 부재는 집전체 상에 정극 활물질층을 형성하는 것에 의해 제조할 수 있다.
집전체 상에 정극 활물질층을 형성하기 위한 방법으로서는 예를 들면, 정극용 슬러리를 집전체 상에 도포하여, 건조하는 방법을 들 수 있다. 정극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 닥터블레이드법, 딥법, 리버스롤법, 다이렉트롤법, 그라비아법, 익스트루젼법, 및 브러쉬 도포법 등의 방법을 들 수 있다.
건조 방법으로서는 예를 들면, 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, (원)적외선이나 전자선 등의 조사에 의한 건조법 등을 들 수 있다. 건조 시간은 바람직하게는 5분~30분이고, 건조 온도는 바람직하게는 40~180℃이다.
또한, 집전체의 표면에 정극용 슬러리를 도포 및 건조한 후에, 필요에 따라서, 예를 들면 금형 프레스 또는 롤프레스 등을 사용하여 정극 활물질층에 가압 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가압 처리에 의해, 정극 활물질층의 공극율을 낮게 할 수 있다. 공극율은 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 7% 이상이고, 바람직하게는 30% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하이다. 공극율이 너무 작으면, 높은 체적 용량이 얻어지기 어렵고, 정극 활물질층이 집전체로부터 벗겨지기 쉬워진다. 또한, 공극율이 너무 크면, 충전 효율 및 방전 효율이 저하한다.
또한, 정극 활물질층이 경화성 중합체를 포함하는 경우는, 정극 활물질층의 형성 후에 중합체를 경화시키는 것이 바람직하다.
또한, 정극용 슬러리를 조립하여 복합 입자를 얻는 경우에는 복합 입자를 시트 상에 성형하고, 계속해서 집전체 상에 적층해도 되지만, 집전체 상에서 복합 입자를 롤 가압 성형 등의 직접 가압 성형하는 방법에 의해 정극 활물질층을 형성하는 것이 바람직하다.
(세퍼레이터 부재)
세퍼레이터 부재를 구성하는 세퍼레이터의 재료로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지나, 방향족 폴리아미드 수지를 포함하여 이루어진 미공막 또는 부직포; 무기 세라믹 분말을 포함하는 다공질의 수지 코트; 등을 사용할 수 있다. 구체예를 들면, 폴리올레핀계(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리염화비닐), 및 이들의 혼합물 또는 공중합체 등의 수지로 이루어진 미다공막; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리시클로올레핀, 폴리에테르설폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리이미드아미드, 폴리아라미드, 나일론, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 수지로 이루어진 미다공막; 폴리올레핀계의 섬유를 짠 것 또는 그 부직포; 절연성 물질 입자의 중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리올레핀계 수지 또는 폴리에스테르를 사용하는 것이 바람직하고, 세퍼레이터 전체의 막두께를 얇게 할 수 있고, 리튬 이온 이차전지 내의 활물질 비율을 올려 체적당 용량을 올릴 수 있으므로, 폴리올레핀계 수지로 이루어진 미다공막이 보다 바람직하다.
세퍼레이터의 두께는 리튬 이온 이차전지에 있어서 세퍼레이터에 의한 내부 저항을 작게 할 수 있는 관점, 및 리튬 이온 이차전지를 제조할 때의 작업성이 우수한 관점에서, 바람직하게는 0.5~40㎛, 보다 바람직하게는 1~30㎛, 더 바람직하게는 1~25㎛이다.
(부극 부재)
본 발명에 사용하는 부극 부재는 부극 활물질층을 집전체 상에 적층하여 이루어진다. 전기 화학 소자의 부극은 부극 활물질, 부극용 결착수지, 부극의 제작에 사용하는 용매, 필요에 따라서 사용되는 수용성 고분자, 도전 조제 등의 기타 성분을 포함하는 부극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 얻을 수 있다. 즉, 부극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하고, 건조시킴으로써 집전체에 부극 활물질층이 형성된다.
또한, 부극용 슬러리를 조립함으로써 복합 입자를 얻고, 집전체 상에 압축 성형함으로써, 집전체 상에 부극 활물질층을 형성해도 된다.
(부극 활물질)
본 발명의 전기 화학 소자가 리튬 이온 이차전지인 경우의 부극 활물질로서는 예를 들면, 아몰퍼스 카본, 그라파이트, 천연 흑연, 메소카본마이크로비즈, 피치계 탄소섬유 등의 탄소질 재료; 폴리아센 등의 도전성 고분자; 규소, 주석, 아연, 망간, 철, 니켈 등의 금속 또는 이들의 합금; 상기 금속 또는 합금의 산화물 또는 황산염; 금속 리튬; Li-Al, Li-Bi-Cd, Li-Sn-Cd 등의 리튬 합금; 리튬 천이금속 질화물; 실리콘 등을 들 수 있다. 또한, 부극 활물질로서 당해 부극 활물질의 입자의 표면에, 예를 들면 기계적 개질법에 의해 도전제를 부착시킨 것을 사용해도 된다. 또한, 부극 활물질은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
부극 활물질의 입자의 입자경은 통상, 전기 화학 소자의 다른 구성 요소와의 균형을 생각하여 적당히 선택된다. 그 중에서도 초기 효율, 부하 특성, 사이클 특성 등의 전지 특성의 향상의 관점에서, 부극 활물질의 입자의 50% 체적 누적경은 바람직하게는 1~50㎛, 보다 바람직하게는 15~30㎛이다.
부극 활물질층에 있어서의 부극 활물질의 함유량은 리튬 이온 이차전지의 용량을 크게 할 수 있고, 또한 부극의 유연성, 및 집전체와 부극 활물질층의 결착성을 향상시킬 수 있는 관점에서, 바람직하게는 90~99.9 중량%, 보다 바람직하게는 95~99 중량%이다.
(부극용 결착수지)
부극용 결착수지로서는 예를 들면, 정극용 결착수지와 동일한 것을 사용해도 된다. 또한, 예를 들면, 폴리에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌공중합체(FEP), 폴리아크릴산 유도체, 폴리아크릴로니트릴 유도체 등의 수지; 아크릴계 연질 중합체, 디엔계 연질 중합체, 올레핀계 연질 중합체, 비닐계 연질 중합체 등의 연질 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 결착 수지는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
(기타 성분)
부극용 슬러리에 필요에 따라서 사용되는 수용성 고분자, 도전 조제로서는 상술한 정극용 슬러리에 사용할 수 있는 수용성 고분자 및 도전 조제를 각각 사용할 수 있다.
(부극의 제작에 사용하는 용매)
부극의 제작에 사용하는 용매로서는 물 및 유기용매 중 어느 것을 사용해도 된다. 유기용매로서는 예를 들면, 시클로펜탄, 시클로헥산 등의 환상 지방족 탄화수소류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 에틸메틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, γ-부티로락톤, ε-카프로락톤 등의 에스테르류; 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 알킬니트릴류; 테트라하이드로퓨란, 에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르류: 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 알코올류; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드 등의 아미드류; 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 N-메틸피롤리돈(NMP)이 바람직하다. 또한, 용매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도 용매로서는 물을 사용하는 것이 바람직하다.
용매의 양은 부극용 슬러리의 점도가 도포에 호적한 점도가 되도록 조정하면 된다. 구체적으로는 부극용 슬러리의 고형분 농도가 바람직하게는 30~90 중량%, 보다 바람직하게는 40~80 중량%가 되도록 조정하여 사용된다.
(집전체)
부극에 사용하는 집전체는 예를 들면, 금속, 탄소, 도전성 고분자 등을 사용할 수 있고, 호적하게는 금속이 사용된다. 금속으로서는 통상, 구리, 백금, 니켈, 탄탈, 티탄, 스테인레스강, 기타 합금 등이 사용된다. 이들 중에서 도전성의 면에서, 구리를 사용하는 것이 바람직하다. 집전체는 필름 또는 시트상이고, 그 두께는 사용 목적에 따라서 적당히 선택되지만, 바람직하게는 1~200㎛, 보다 바람직하게는 5~100㎛, 더 바람직하게는 10~50㎛이다.
(부극 부재의 제조 방법)
부극 부재는 집전체 상에 부극 활물질층을 형성하는 것에 의해 제조할 수 있다.
집전체 상에 부극 활물질층을 형성하기 위한 방법으로서는 예를 들면, 부극용 슬러리를 집전체 상에 도포하고, 건조하는 방법을 들 수 있다.
부극용 슬러리를 집전체의 표면에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 닥터블레이드법, 딥법, 리버스롤법, 다이렉트롤법, 그라비아법, 익스트루젼법, 및 브러쉬 도포법 등의 방법을 들 수 있다.
건조 방법으로서는 예를 들면, 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, (원)적외선이나 전자선 등의 조사에 의한 건조법 등을 들 수 있다. 건조 시간은 바람직하게는 5분~30분이고, 건조 온도는 바람직하게는 40~180℃이다.
또한, 집전체의 표면에 부극용 슬러리를 도포 및 건조한 후에, 필요에 따라서, 예를 들면 금형 프레스 또는 롤프레스 등을 사용하여 부극 활물질층에 가압 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 가압 처리에 의해, 부극 활물질층의 공극율을 낮게 할 수 있다. 공극율은 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 7% 이상이고, 바람직하게는 30% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이하이다. 공극율이 너무 크면, 높은 체적 용량을 얻기 어렵고, 부극 활물질층이 집전체로부터 벗겨지기 쉬워진다. 또한, 공극율이 너무 작으면, 레이트 특성이 저하한다.
또한, 부극 활물질층이 경화성 중합체를 포함하는 경우는, 부극 활물질층의 형성 후에 중합체를 경화시키는 것이 바람직하다.
부극 활물질층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 통상은 5~1000㎛, 바람직하게는 20~500㎛, 보다 바람직하게는 30~300㎛이다.
또한, 부극용 슬러리로부터 복합 입자를 얻는 경우에는 복합 입자를 시트 상으로 성형하고, 계속해서 집전체 상에 적층해도 되지만, 집전체 상에서 복합 입자를 롤 가압 성형 등의 직접 가압 성형하는 방법에 의해 부극 활물질층을 형성하는 것이 바람직하다.
(리튬 이온 이차전지)
본 발명의 양면 테이프를 사용한 리튬 이온 이차전지는 예를 들면, 전극 구성체를 얻고, 본 발명의 양면 테이프를 접착시킨 전극 구성체를 파우치형 외장체에 넣어 봉구하는 방법 등을 들 수 있다.
구체적으로는 정극 부재와 부극 부재를 세퍼레이터 부재를 개입시켜 중첩시키고, 이를 전지 형상에 따라 감기, 접기 등을 하여 권회체나 적층체 등의 전극 구성체를 얻는다. 계속해서, 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면에 본 발명의 양면 테이프를 붙여 권회 풀림을 방지한다. 이 때, 전극 구성체에 접착하는 면이 감압 접착제층이 되도록 양면 테이프를 붙인다. 또한, 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면은 정극 부재 또는 부극 부재를 구성하는 집전체(금속), 또는 세퍼레이터 부재(수지)이다.
또한, 전극 구성체 중의 정극 부재 및 부극 부재의 각각에는 외부로 전기를 취출하기 위한 얇은 금속판인 정극용 리드 및 부극용 리드가 미리 접속되어 있거나, 직접 탭이 접속되어 있는 것이 필요하다. 리드가 접속되어 있는 경우에는, 파우치형 외장체와 히트실되는 부재인 금속판의 탭에 접속되어 있는 것이 필요하다.
그리고, 양면 테이프를 붙인 전극 구성체를 전지 용기로서의 파우치형 외장체 내에 수용한다. 여기서 전지 용기(파우치형 외장체)의 재질은 본 발명에 있어서는 최내층이 히트실성을 가지며, 알루미늄박의 층을 포함하는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 수지제의 라미네이트 필름이고, 전해액을 주입하기 위한 주입구인 파우치형 외장체의 일부를 제외하고, 탭을 포함하여 히트실한다.
계속해서, 양면 테이프를 붙인 전극 구성체를 수용한 평판상의 파우치형 외장체에 대해 평판의 상하로부터 소정 온도의 발열체를 소정 시간 압착하는 등의 방법으로 열을 가하는 것에 의해, 양면 테이프의 감열 접착제층과 외장체의 내면을 접착시킨다. 즉, 양면 테이프에 의해 파우치형 외장체와 전극 구성체를 접착시킨다. 양면 테이프에 의해 파우치형 외장체와 전극 구성체를 접착시킬 때의 온도는 후술하는 파우치형 외장체의 개구부를 봉구할 때의 온도보다 낮은 것이 바람직하고, 80~100℃인 것이 바람직하다.
또한, 전해액을 주입한 후 파우치형 외장체의 개구부를 열로 봉구함으로써 리튬 이온 이차전지가 얻어진다. 파우치형 외장체의 개구부를 봉구할 때의 온도는 통상 120~150℃이다.
(전해액)
리튬 이온 이차전지에 사용하는 전해액으로서는 예를 들면, 비수용매에 지지 전해질을 용해한 비수 전해액을 들 수 있다. 지지 전해질로서는 리튬염이 바람직하게 사용된다. 리튬염으로서는 예를 들면, LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlCl4, LiClO4, CF3SO3Li, C4F9SO3Li, CF3COOLi, (CF3CO)2NLi, (CF3SO2)2NLi, (C2F5SO2)NLi 등을 들 수 있다. 그 중에서도 용매에 녹기 쉽고 높은 해리도를 나타내는 LiPF6, LiClO4, CF3SO3Li가 바람직하다. 이들은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 해리도가 높은 지지 전해질을 사용할수록 리튬 이온 전도도가 높아지므로, 지지 전해질의 종류에 의해 리튬 이온 전도도를 조절할 수 있다.
전해액에 있어서의 지지 전해질의 농도는 지지 전해질의 종류에 따라서, 0.5~2.5몰/L의 농도로 사용하는 것이 바람직하다. 지지 전해질의 농도가 너무 낮아도 너무 높아도 이온 전도도가 저하할 가능성이 있다.
비수용매로서는 지지 전해질을 용해할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 비수용매의 예를 들면, 디메틸카보네이트(DMC), 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 메틸에틸카보네이트(MEC) 등의 카보네이트류; γ-부티로락톤, 포름산메틸 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 테트라하이드로퓨란 등의 에테르류; 술포란, 디메틸설폭시드 등의 함황 화합물류; 지지 전해질로서도 사용되는 이온 액체 등을 들 수 있다. 그 중에서도 유전율이 높고, 안정적인 전위 영역이 넓으므로, 카보네이트류가 바람직하다. 비수용매는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 일반적으로, 비수용매의 점도가 낮을수록 리튬 이온 전도도가 높아지고, 유전율이 높을수록 지지 전해질의 용해도가 오르지만, 양자는 트레이드오프의 관계에 있으므로, 용매의 종류나 혼합비에 의해 리튬 이온 전도도를 조절하여 사용하는 것이 좋다. 또한, 비수용매는 전부 또는 일부의 수소를 불소로 치환한 것을 병용 또는 전량 사용해도 된다.
또한, 전해액에는 첨가제를 함유시켜도 된다. 첨가제로서는 예를 들면, 비닐렌카보네이트(VC) 등의 카보네이트계; 에틸렌설파이트(ES) 등의 함황 화합물; 플루오로에틸렌카보네이트(FEC) 등의 불소 함유 화합물을 들 수 있다. 첨가제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명에 대해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지 및 균등의 범위를 일탈하지 않는 범위에 있어서 임의로 변경하여 실시할 수 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서 양을 나타내는 「%」 및 「부」는 특별히 언급하지 않는 한, 중량 기준이다.
실시예 및 비교예에 있어서, 박리 강도, 진동 시험 후의 용량 유지율 및 고온 보존 후의 용량 유지율의 평가는 각각 이하와 같이 실시했다.
(박리 강도)
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 양면 테이프를 15mm 폭으로 절단하고, 전극 구성체 측면을 알루미늄박, 동박 및 PP제 세퍼레이터에 각각 붙여, 인장시험기를 이용하여 50mm/분의 속도로 180° 박리 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 실시예 및 비교예 3, 4, 6에 있어서 얻어진 양면 테이프의 외장체의 측면을 80℃의 핫플레이트 상에서 외장체의 내면에 압착하고, 냉각한 후 동일하게 박리 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 5에 있어서 얻어진 양면 테이프의 외장체의 측면을, 에틸렌카보네이트 및 에틸메틸카보네이트의 혼합 용매(중량비로 에틸렌카보네이트/에틸메틸카보네이트=3/7) 중에 상온에서 1분간 침지시킨 후, 바로 80℃의 핫플레이트 상에서 외장체의 내면에 압착하고, 혼합 용매를 증발시킨 후에 냉각하여, 동일하게 박리 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(진동 시험 후의 용량 유지율)
실시예 및 비교예에 있어서 얻어진 리튬 이온 이차전지에 대해, 60℃에서 충전 레이트 0.1C로 한 정전류법에 의해, 4.2V까지 충전을 실시한 후, 방전 레이트 0.1C로 3.0V까지 방전하는 사이클을 5회 반복하는 충방전 시험을 실시하여, 5회째의 방전 용량을 초기 용량으로 했다.
계속해서, 이 리튬 이온 이차전지를 내경 200mm의 체에 고정하고, 로탭형 체 진탕기로 1시간 진동시킨 후, 상기와 동일한 충방전 시험을 실시하여, 진동 시험 후의 방전 용량을 측정했다. 초기 방전 용량에 대한 진동 시험 후의 방전 용량의 비율을 용량 유지율로서 구했다. 이 값이 클수록 진동 시험에 의한 용량 감소가 적은 것을 나타낸다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(고온 보존 후의 용량 유지율)
초기 용량을 확인 후의 리튬 이온 이차전지에 대해, 4.2V까지 충전하고, 60℃의 환경하에서 30일간 보존했다. 계속해서, 상기와 동일하게 진동 시험한 후에 방전 용량을 측정했다. 이 방전 용량을 고온 보존 후의 방전 용량으로 하여, 초기 방전 용량에 대한 고온 보존 후의 방전 용량을 산출했다. 이 값이 클수록 고온 보존 특성이 우수한 것을 나타낸다.
[실시예 1]
(양면 테이프의 제작)
양면 테이프의 기재에는 두께가 20㎛인 호모PP필름을 사용했다. 기재의 편면에 감열 접착제로서의 고무계 접착제(부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조) 60 중량부와 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 폴리머(제품명 「Quintac 3620」니폰제온사 제조) 40 중량부의 혼합물)를 감열 접착제층의 두께가 4㎛가 되도록 캐스트하고, 60℃에서 건조함으로써 감열 접착제층을 형성했다.
또한, 기재의 다른 한쪽 면에는 감압 접착제의 아세트산부틸 용액을 감압 접착제층의 두께가 4㎛가 되도록 도포하고, 건조함으로써 감압 접착제층을 형성했다. 여기서, 감압 접착제로서는 단량체 성분으로서 아크릴산부틸 90 중량부와 아크릴산10 중량부를 사용한 아크릴산에스테르계 공중합체[중량 평균 분자량(Mw) 50만] 100 중량부, 및 트리메틸올프로판톨릴렌디이소시아네이트(가교제) 2 중량부로 이루어진 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물을 사용했다.
(정극 부재의 제작)
정극 활물질로서 LiCoO2 100부와, 도전 조제로서 아세틸렌 블랙(AB35, 덴키카가쿠코교사 제조 덴카블랙 분상품(粉狀品)=개수 입자경 35nm, 비표면적 68㎡/g) 2.0부와, 정극용 결착수지로서 불소 함유 중합체인 혼합 폴리불화비닐리덴(알케마사 제조 KYNARHSV900와 KYNAR720의 1:1 혼합물) 2.0부를 적량의 NMP를 첨가하여 플래네터리 믹서로 교반하여, 정극용 슬러리 조성물을 조제했다.
집전체로서 두께 15㎛의 알루미늄박을 준비했다. 상기 정극용 슬러리 조성물을 알루미늄박의 양면에 건조 후의 도포량이 25mg/㎠가 되도록 도포하고, 60℃에서 20분간, 120℃에서 20분간 건조 후, 150℃, 2시간 가열 처리하여 정극 원반을 얻었다.
이 정극 원반을 롤프레스로 압연하고, 밀도가 3.9g/㎤인 정극 활물질층과 알루미늄박으로 이루어진 시트상의 정극 부재를 제작했다. 이것을 폭 48mm, 길이 50cm로 절단하고, 정극용 리드로서의 알루미늄 리드를 접속했다.
(부극 부재의 제작)
부극 활물질로서 구상 인조 흑연(입자경=12㎛) 100부, 부극용 결착수지로서 스티렌부타디엔 고무(입자경 180nm, 유리 전이 온도=-40℃) 1부, 증점제로서 카르복시메틸셀룰로오스 1부 및 적량의 물을 플래네터리 믹서로 교반하여, 부극용 슬러리 조성물을 조제했다.
집전체로서 두께 15㎛의 동박을 준비했다. 상기 부극용 슬러리 조성물을 동박의 양면에 건조 후의 도포량이 10mg/㎠가 되도록 도포하고, 60℃에서 20분간, 120℃에서 20분간 건조 후, 150℃, 2시간 가열 처리하여 부극 원반을 얻었다.
이 부극 원반을 롤프레스로 압연하고, 밀도가 1.8g/㎤인 부극 활물질층과 동박으로 이루어진 시트상의 부극 부재를 제작했다. 이것을 폭 50mm, 길이 52㎝로 절단하고, 부극용 리드로서의 니켈 리드를 접속했다.
(리튬 이온 이차전지의 제작)
얻어진 시트상의 정극 부재 및 시트상의 부극 부재를, 세퍼레이터 부재를 개재시켜 직경 20mm의 심을 사용하여 권회하여, 전극 구성체로서의 권회체를 얻었다. 세퍼레이터 부재로서는 두께 20㎛의 폴리프로필렌제 미다공막을 사용했다. 권회체는 10mm/초의 스피드로 두께 4.5mm가 되기까지 일방향으로부터 압축했다. 권회체를 심의 축방향에서 본 경우의 형상은 대략 타원이고, 이 타원의 단경에 대한 장경의 비는 7.7이었다.
또한, 에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트의 3 대 7 중량의 혼합물에 5 중량%의 플루오로에틸렌카보네이트를 혼합하고, 1mol/리터의 농도가 되도록 6불화인산리튬을 용해하고, 비닐렌카보네이트 2vol%를 더 첨가하여, 비수 전해액을 준비했다.
권회체의 최외층에 45mm×50mm로 절단한 상기 양면 테이프의 감압 접착제층측을 대향시키고, 붙여서 권회 풀림을 방지한 후 파우치형 외장체로서의 소정의 알루미늄 라미네이트제 케이스 내에 수용했다. 그리고, 부극용 리드 및 정극용 리드를 소정의 개소에 배치한 후, 케이스의 개구부가 120℃가 되도록 열을 가해, 1mm 폭의 전해액 주입구를 남기고 봉입했다. 계속해서, 양면 테이프를 붙인 전극 구성체를 수용한 파우치형 외장체에 대해 열프레스기를 이용하여 1MPa, 80℃가 되도록 열을 가함으로써, 양면 테이프의 감열 접착제층과 파우치형 외장체의 내면을 접착시켰다. 즉, 양면 테이프에 의해 파우치형 외장체와 전극 구성체를 접착시켰다.
그리고, 3.2g의 비수 전해액을 주입한 후 봉구하여 권회형 파우치셀의 리튬 이온 이차전지를 완성했다. 얻어진 파우치형 전지의 형상은 폭 35mm, 높이 48mm, 두께 5mm였다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서, 감압 접착제로서 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물 대신에 천연 고무(점착제 성분) 100 중량부, 테르펜계 수지(점착 부여 수지) 40 중량부, 석유계 수지(점착 부여 수지) 30 중량부, 및 노화 방지제(상품명 「스미라이저NW」, 스미토모카가쿠(주) 제조)로 이루어진 감압 접착제를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[실시예 3]
감열 접착제로서 고무계 접착제 대신에 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 폴리머(SIS)를 사용하고, 감압 접착제로서 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물 대신에 부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[실시예 4]
감열 접착제로서 고무계 접착제 대신에 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 폴리머(SIBS)를 사용하고, 감압 접착제로서 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물 대신에 부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[실시예 5]
감열 접착제로서 고무계 접착제 대신에 무수 말레산으로 변성한 폴리프로필렌을 사용하고, 감압 접착제로서 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물 대신에 부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[비교예 1]
양면 테이프의 제작에 있어서, 감열 접착제층을 형성하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[비교예 2]
양면 테이프의 제작에 있어서, 감열 접착제층을 형성하지 않은 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[비교예 3]
양면 테이프의 제작에 있어서, 감열 접착제층을 형성하지 않고, 기재의 양면에 감압 접착제로서의 부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조)를 사용하여 감압 접착제층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작을 실시했다.
상기에서 얻어진 감압 접착제층이 양면에 형성된 테이프(양면 점착 테이프)를 사용하여, 리튬 이온 이차전지의 제작에 있어서, 양면 점착 테이프의 한쪽의 감압 접착제층을 전극 구성체에 붙인 후, 양면 테이프의 다른 한쪽의 감압 접착제층에 박리 테이프를 붙였다. 계속해서, 전극 구성체를 알루미늄 라미네이트제 케이스 내에 수용한 후에, 박리 테이프를 벗겨, 알루미늄 라미네이트제 케이스와 양면 점착 테이프 부착 전극 구성체를 접착시켰다. 이와 같이 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[비교예 4]
양면 테이프의 제작에 있어서, 감압 접착제층을 형성하지 않고, 기재의 양면에 감열 접착제로서의 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 폴리머(SIS)를 사용하여 감열 접착제층을 형성한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작을 실시했다.
상기에서 얻어진 감열 접착제층이 양면에 형성된 테이프(양면 감열 테이프)를 사용하여 리튬 이온 이차전지의 제작에 있어서, 양면 감열 테이프를 전극 구성체의 중앙에 배치하고, 한쪽의 감열 접착제층이 전극 구성체에 접하도록 양면 감열 테이프의 네 모서리를 이미드테이프에 의해 전극 구성체에 고정(가고정)했다. 그 후, 양면 감열 테이프 부착 전극 구성체를 알루미늄 라미네이트제 케이스 내에 수용했다. 수용한 후에, 온도 80℃, 압력 1MPa를 부여하여, 전극 구성체와 케이스를 양면 감열 테이프를 개재해서 접착시켰다. 이와 같이 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다.
[비교예 5]
양면 테이프의 제작에 있어서, 감열 접착제층을 형성하는 대신에 전해액과 접촉 후에 접착력을 발현하는 성질을 가지는 오리엔티드폴리스티렌을 사용하여 전해액과 접촉 후에 접착력을 발현하는 접착제층을 형성하고, 감압 접착제로서 가교제 함유 아크릴계 점착제 조성물 대신에 부타디엔 고무(제품명 「Nipol BR1220」, 니폰제온사 제조)를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 양면 테이프의 제작을 실시했다.
상기에서 얻어진 양면 테이프를 사용하여, 리튬 이온 이차전지의 제작에 있어서, 양면 테이프의 감압 접착제층을 전극 구성체에 부착하여 권회 풀림을 방지한 후, 알루미늄 라미네이트제 케이스 내에 수용했다. 그리고, 부극용 리드 및 정극용 리드를 소정의 개소에 배치한 후, 케이스의 개구부가 120℃가 되도록 열을 가해, 1mm 폭의 전해액 주입구를 남기고 봉입했다. 그리고, 전해액 주입구로 3.2g의 비수 전해액을 주입함으로써 양면 테이프의, 전해액과 접촉함으로써 접착력을 발현하는 접착제층과 파우치형 외장체의 내면을 접착시켰다. 즉, 양면 테이프에 의해 파우치형 외장체와 전극 구성체를 접착시켰다.
그 후, 전해액 주입구를 봉구하고, 파우치형 리튬 이온 이차전지를 완성했다.
[비교예 6]
알루미늄 라미네이트제 케이스 대신에 플라스틱제 외장캔을 사용한 것 이외는, 실시예 5와 동일하게 양면 테이프의 제작 및 리튬 이온 이차전지의 제작을 실시했다. 리튬 이온 이차전지의 제작에 있어서는 양면 테이프의 감압 접착제층과 전극 구성체를 접착시키고, 그 후, 플라스틱제 외장캔에 수용했다. 계속해서, 80℃로 가열한 핫플레이트 상에, 감열 접착제층이 핫플레이트측이 되도록 외장캔을 두고, 40초간 가열했다.
Figure pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회한 전극 구성체를 파우치형 외장체 내에 격납한 전기 화학 소자에 사용하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프로서, 상기 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면과, 상기 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면을 가지는 전극 구성체 고정용 양면 테이프의 박리 강도는 양호하고, 이 양면 테이프를 사용한 리튬 이온 이차전지의 진동 시험 후의 용량 유지율 및 고온 보존 후의 용량 유지율은 양호했다(실시예 1~5).
감열 접착제층을 형성하지 않은 경우에는 진동 시험 후의 용량 유지율 및 고온 보존 후의 용량 유지율이 떨어지는 것이었다(비교예 1 및 2).
양면 점착 테이프를 사용한 경우에는 양면 점착 테이프의 점착력에 의해 알루미늄 라미네이트제 케이스와 전극 구성체를 틈 없이 접촉시킬 수 없고, 일부분에 기포가 잔류해버렸다. 기포에 의해, 고온 보존 후에 있어서의 접착력의 열화가 현저해지고, 고온 보존 후의 용량 유지율이 대폭 낮은 것이 되었다(비교예 3).
양면 감열 테이프를 사용한 경우에는 양면 감열 테이프를 고정(가고정)하기 위해 사용한 이미드테이프의 영향에 의해 이미드테이프 부근의 막두께가 다른 부분과 비교하여 커지고, 양면 감열 테이프에 균일하게 압력을 부여할 수 없어 본래의 접착력이 얻어지지 않았다. 그 때문에, 진동 시험 후의 용량 유지율 및 고온 보존 후의 용량 유지율이 낮은 것이 되었다(비교예 4).
편면에 감압 접착제층, 다른 한쪽 면에 오리엔티드폴리스티렌에 의해 형성된 접착제층을 가지는 양면 테이프를 사용한 경우에는 고온 보존 후에, 오리엔티드폴리스티렌을 사용한 접착제층의 대부분이 전해액으로 용출해버려 접착력이 저하했기 때문에, 고온 보존 후의 용량 유지율이 낮은 것이 되었다(비교예 5).
플라스틱제 외장캔을 사용한 경우에는 라미네이트제 케이스 사용시와는 달리 접착시에 압력을 부여할 수 없으므로, 접착력이 작아져버렸다. 충분한 접착력이 없으므로, 진동 시험 후의 용량 유지율이 낮은 것이 되었다. 한편, 고온 보존 후에는 전극이 팽창하여 외장캔과 전극 구성체의 사이에 작용하는 마찰력이 커지므로, 고온 보존 후의 용량 유지율은 진동 시험 후(고온 보존 전)의 용량 유지율보다 높은 것이 되었다(비교예 6).

Claims (9)

  1. 정극 부재, 세퍼레이터 부재 및 부극 부재를 적층 또는 권회한 전극 구성체를 파우치형 외장체 내에 격납한 전기 화학 소자에 사용하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프로서,
    상기 전극 구성체와 접착하기 위한 감압 접착제를 가지는 면과, 상기 파우치형 외장체와 접착하기 위한 감열 접착제를 가지는 면을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면이 금속인 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 구성체의 최외층 또는 최상하면이 수지인 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재의 편면에 상기 감압 접착제를 사용하여 형성된 감압 접착제층을 구비하고,
    상기 감압 접착제층은 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제 및/또는 고무계 점착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재의 편면에 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층을 구비하고,
    상기 감열 접착제층은 고무계 점착제 또는 변성 폴리올레핀계 점착제로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기재의 한쪽 면에 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층, 및
    상기 기재의 다른 쪽 면에 상기 감압 접착제를 사용하여 형성된 감압 접착제층을 구비하고,
    상기 기재는 폴리올레핀 수지 또는 폴리에스테르로 이루어지고,
    상기 감압 접착제층은 (메트)아크릴산알킬에스테르와, 불포화 카르복실산 또는 그 유도체를 사용하여 변성된 아크릴계 점착제 및/또는 고무계 점착제로 형성되고,
    상기 감열 접착제층은 고무계 점착제에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우치형 외장체의 개구부를 봉구하기 위한 열융착 온도보다 상기 감열 접착제를 사용하여 형성된 감열 접착제층의 융점 또는 접착 온도가 낮은 것을 특징으로 하는 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감열 접착제는 블록 폴리머인 전극 구성체 고정용 양면 테이프.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 전극 구성체 고정용 양면 테이프에 의해 상기 전극 구성체가 상기 파우치형 외장체에 접착 고정되어 이루어진 이차전지.
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