KR20180044820A - 전지용 포장 재료 및 전지 - Google Patents
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Abstract
(과제) 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄을 이용하여, 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료 및 전지를 제공한다.
(해결 수단) 적어도, 기재 수지층(11), 금속층(13), 및 밀봉 수지층(14)을 이 순서대로 포함하는 적층체로 이루어지는 전지용 포장 재료(1)로서, 상기 금속층(13)이 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 밀봉 수지층(14)이 상기 금속층(13)에 직접 접합되어 있고, 상기 밀봉 수지층(14)이 1개 이상의 층을 갖고, 상기 1개 이상의 층 중 상기 금속층(13)에 접촉하는 층이, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 함유하는 전지용 포장 재료이다.
(해결 수단) 적어도, 기재 수지층(11), 금속층(13), 및 밀봉 수지층(14)을 이 순서대로 포함하는 적층체로 이루어지는 전지용 포장 재료(1)로서, 상기 금속층(13)이 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 밀봉 수지층(14)이 상기 금속층(13)에 직접 접합되어 있고, 상기 밀봉 수지층(14)이 1개 이상의 층을 갖고, 상기 1개 이상의 층 중 상기 금속층(13)에 접촉하는 층이, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 함유하는 전지용 포장 재료이다.
Description
본 발명은, 전지용 포장 재료 및 전지에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 최외층/배리어층/최내층, 또는, 최외층/배리어층/중간층/최내층으로 이루어지는 적층체에 있어서, 상기 배리어층보다 최내층 쪽에 있어서의 적어도 하나의 층간이, 드라이 라미네이트에 의해 적층되고, 또한, 그 상기 라미네이트용 접착재층이, 특정한 주제(主劑)와 특정한 경화제로 이루어지는 적층체가 개시되어 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 2001-30407호 공보
전지용 포장 재료의 금속층에 알루미늄을 사용하는 경우, 전지 내의 전해액에 접촉함으로써 알루미늄과 밀봉 수지가 박리될 우려가 있다. 이 박리를 방지하기 위해, 알루미늄을 베마이트 처리 또는 크로메이트 처리 등에 의해 표면 처리하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 제조상의 관점으로부터 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄을 이용하여, 전해액에 담그더라도 밀봉 수지가 금속층으로부터 벗겨지지 않는 전지용 포장 재료를 얻는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은, 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄을 이용하여, 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료 및 전지를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 전지용 포장 재료는, 적어도, 기재 수지층, 금속층, 및 밀봉 수지층을 이 순서대로 포함하는 적층체로 이루어지는 전지용 포장 재료로서, 상기 금속층이 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 밀봉 수지층이 상기 금속층에 직접 접합되어 있고, 상기 밀봉 수지층이 1개 이상의 층을 갖고, 상기 1개 이상의 층 중 상기 금속층에 접촉하는 층이, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 함유한다.
또한, 본 발명의 전지는, 상기 전지용 포장 재료로 형성된 포장 용기 내에, 적어도 양극, 음극, 및 전해질을 수용하고, 각 전극으로부터의 리드선을 바깥쪽으로 도출시킨 상태에서 주변부를 밀봉하여 이루어진다.
본 발명에 의하면, 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄을 이용하여, 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료 및 전지를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 전지용 포장 재료의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 전지용 포장 재료의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 전지용 포장 재료의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 전지의 일례를 나타내는 도면이다.
[본 발명의 실시 형태의 설명]
먼저 본 발명의 실시 형태의 내용을 열거하여 설명한다.
본원 발명의 실시 형태에 관계되는 전지용 포장 재료는,
(1) 적어도, 기재 수지층, 금속층, 및 밀봉 수지층을 이 순서대로 포함하는 적층체로 이루어지는 전지용 포장 재료로서, 상기 금속층이 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄으로 이루어지고, 상기 밀봉 수지층이 상기 금속층에 직접 접합되어 있고, 상기 밀봉 수지층이 1개 이상의 층을 갖고, 상기 1개 이상의 층 중 상기 금속층에 접촉하는 층이, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 함유한다.
이 구성에 의하면, 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄을 이용하여, 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
(2) 또한, (1)의 전지용 포장 재료는, 상기 금속층에 접촉하는 층이, 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물을 더 함유하더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 보다 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
(3) 또한, (1) 또는 (2)의 전지용 포장 재료는, 상기 금속층에 접촉하는 층이, 인산아연을 포함하는 조성물을 더 함유하더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 보다 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
(4) 또한, (1)~(3) 중 어느 하나의 전지용 포장 재료는, 상기 금속층에 접촉하는 층이, 상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을, 3질량％ 이상 8질량％ 이하의 비율로 함유하더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 특히 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
(5) 또한, (2)의 전지용 포장 재료는, 상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물과, 상기 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물의 질량비가, 1:2~2:1이더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 특히 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
(6) 또한, (3)의 전지용 포장 재료는, 상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물과, 상기 인산아연을 포함하는 조성물의 질량비가, 1:2~2:1이더라도 좋다.
이 구성에 의하면, 특히 전해액 내성이 우수한 전지용 포장 재료를 제공할 수 있다.
또한, 본원 발명의 실시 형태에 관계되는 전지는,
(7) (1)~(6) 중 어느 하나의 전지용 포장 재료로 형성된 포장 용기 내에, 적어도 양극, 음극, 및 전해질을 수용하고, 각 전극으로부터의 리드선을 바깥쪽으로 도출시킨 상태에서 주변부를 밀봉하여 이루어진다.
이 구성에 의하면, 전해액 내성이 우수한 전지를 제공할 수 있다.
[본 발명의 실시 형태의 상세]
1. 전지용 포장 재료
본 발명의 실시 형태에 관계되는 전지용 포장 재료(1)는, 적어도, 기재 수지층(11), 금속층(13), 및 밀봉 수지층(14)을 이 순서대로 갖는 적층체로 이루어진다. 이 적층체는, 예컨대, 가열 밀봉에 의해 자루 형상의 용기를 형성하거나, 또는 딥 드로잉(deep drawing) 성형에 의해 컵 형상이나 트레이 형상의 용기를 형성할 수 있는 시트이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)는, 기재 수지층(11)과 금속층(13)의 사이에 접착층(12)을 갖고 있더라도 좋다. 전지의 조립시에, 전지 소자의 주연(周緣)에 위치하는 밀봉 수지층(14)끼리 열용착하는 것에 의해 전지 소자가 봉지된다.
(1) 기재 수지층
본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)에 있어서, 기재 수지층(11)은 최외층을 형성하는 층이다. 기재 수지층(11)은, 단층이더라도, 2층 이상의 다층이더라도 좋다. 기재 수지층(11)을 다층 구조로 하는 경우, 각 층은 각각 상이한 수지로 형성되더라도 좋다. 다층 구조의 경우의 각 층은, 접착제를 사이에 두고 접착하더라도 좋고, 또한 접착제를 사이에 두지 않고 직접 적층시키더라도 좋다.
기재 수지층(11)을 형성하는 수지에 대해서는, 절연성을 구비하는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 폴리에스테르, 폴리아미드, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리우레탄 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리아미드를 들 수 있다.
폴리에스테르로서는, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 폴리카보네이트를 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다. 폴리아미드로서는, 예컨대, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 6과 나일론 66의 공중합체, 나일론 610, 폴리메타크실릴렌아디파미드(MXD6)를 들 수 있지만, 이것들로 한정되지 않는다.
기재 수지층(11)은, 1축 또는 2축 연신된 수지 필름으로 형성되어 있더라도 좋고, 또한 연신되지 않은 수지 필름으로 형성하더라도 좋다. 연신된 수지 필름, 특히 2축 연신된 수지 필름은, 배향 결정화하는 것에 의해 내열성이 향상되어 있으므로, 기재 수지층(11)으로서 적합하게 사용된다. 또한, 기재 수지층(11)은, 상기 소재를 금속층(13) 상에 코팅하여 형성되어 있더라도 좋다.
기재 수지층(11)의 두께는, 통상 5~40㎛, 바람직하게는 10~35㎛, 보다 바람직하게는 15~30㎛ 정도이다. 기재 수지층(11)의 두께가 너무 얇으면, 핀 홀이 발생할 우려가 있다.
본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)에 있어서, 접착층(12)은, 기재 수지층(11)과 금속층(13)을 접착시키기 위해, 필요에 따라 마련되는 층이다.
접착층(12)은, 기재 수지층(11)과 금속층(13)을 접착 가능한 접착제에 의해 형성된다. 접착층(12)의 형성에 사용되는 접착제는, 2액 경화형 접착제이더라도 좋고, 또한 1액 경화형 접착제이더라도 좋다. 또한, 접착층(12)의 형성에 사용되는 접착제의 접착 기구에 대해서도, 특별히 제한되지 않고, 화학 반응형, 용제 휘발형, 열용융형, 열압형 등의 어느 것이더라도 좋다.
접착층(12)의 형성에는, 폴리에스테르계, 폴리에틸렌이민계, 폴리에테르계, 시아노아크릴레이트계, 우레탄계, 유기 티탄계, 폴리에테르우레탄계, 에폭시계, 폴리에스테르폴리우레탄계, 이미드계, 이소시아네이트계, 폴리올레핀계, 실리콘계의 각종 접착제를 이용할 수 있다.
접착층(12)의 두께는, 통상 2~50㎛, 바람직하게는 3~25㎛ 정도이다.
(2) 금속층
본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)에 있어서, 금속층(13)은, 포장 재료의 강도 향상 외에, 전지 내부에 수증기, 산소, 광 등이 침입하는 것을 방지하기 위한 배리어층으로서 기능하는 층이다. 금속층(13)을 형성하는 금속은, 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄이다. 여기서 말하는, 표면 처리란 알루미늄의 표면에 산화 피막이나 수지 피막 등을 형성하는 처리나 표면적을 넓히는 처리이고, 예컨대, 질산크롬, 불화크롬, 황산크롬, 아세트산크롬 등의 크롬산 화합물을 이용한 크롬산 크로메이트 처리; 인산나트륨, 인산칼륨 등의 인산 화합물을 이용한 인산 크로메이트 처리; 베마이트 처리; 유기산을 포함하는 물질에 의한 화성 처리; 또는 조면화(粗面化) 처리 등을 가리킨다.
금속층(13)의 두께는, 통상 10~200㎛, 바람직하게는 20~100㎛ 정도이다.
(3) 밀봉 수지층
본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)에 있어서, 밀봉 수지층(14)은, 최내층에 해당하고, 전지의 조립시에 밀봉 수지층(14)끼리 열용착하여 전지 소자를 밀봉하는 층이다. 밀봉 수지층(14)은, 단층이더라도, 2층 이상의 다층이더라도 좋다. 밀봉 수지층(14)을 다층 구조로 하는 경우, 각 층은 각각 상이한 수지로 형성되더라도 좋다. 다층 구조의 경우의 각 층은, 접착제를 사이에 두고 접착하더라도 좋고, 또한 접착제를 사이에 두지 않고 직접 적층시키더라도 좋다. 밀봉 수지층(14)은, 금속층(13)에 직접 접합되어 있다.
밀봉 수지층(14)을 구성하는 수지로서는, 폴리올레핀, 산변성 폴리올레핀 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 폴리올레핀으로서는, 저밀도, 중밀도, 고밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 호모 폴리프로필렌 및 프로필렌과 에틸렌 또는 다른 α 올레핀의 랜덤 또는 블록 공중합체 등을 들 수 있다. 산변성 폴리올레핀이란, 카복실산에 의해 상기 폴리올레핀을 변성한 것이다. 변성에 사용되는 카복실산으로서는, 말레산, 아크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 무수 말레산 등을 들 수 있다. 상기 중에서도, 산변성 폴리올레핀이 바람직하고, 산변성 폴리프로필렌이 보다 바람직하다.
밀봉 수지층(14) 중 금속층(13)에 접촉하고 있는 층은, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물(이하, 조성물 (1)로 한다.)을 함유한다. 이 특정한 조성물을 함유함으로써, 전해액과 접촉하는 것에 의한 밀봉 수지층(14)의 금속층(13)으로부터의 박리를 억제할 수 있다.
전술한 금속층(13)에 접촉하고 있는 층은, 조성물 (1)을 3질량％~8질량％의 비율로 함유하면 된다. 이것에 의하면, 금속층(13)을 표면 처리하지 않더라도 밀봉 수지층(14)이 금속층(13)으로부터 보다 박리되기 어려워진다. 조성물 (1)의 함유량이 3질량％ 미만이면, 박리가 발생할 우려가 있고, 8질량％보다 많으면 해당 층의 외관이나 강도에 악영향을 미칠 우려가 있어 바람직하지 않다.
또한, 조성물 (1)은, 인산마그네슘을 5질량％~65질량％, 산화마그네슘을 5질량％~50질량％, 유기 아민을 3질량％~50질량％의 비율로 함유하는 것이 바람직하고, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 합계 99질량％ 이상의 비율로 함유하는 것이 바람직하다. 유기 아민에는, 복소환식 아민이나 알코올기 함유 아민을 들 수 있다. 복소환식 아민에는, 모르폴린, 헥사메틸렌테트라민, 트리에놀아민 등을 들 수 있다.
또한, 전술한 금속층(13)에 접촉하고 있는 층은, 조성물 (1)과 아울러, 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물(이하, 조성물 (2)로 한다.)을 함유하더라도 좋다. 이 특정한 조성물을 더 함유함으로써, 전해액과 접촉하는 것에 의한 밀봉 수지층(14)과 금속층(13)의 박리를 보다 억제할 수 있다.
조성물 (2)는 포스폰산칼슘 이외에 SiO2, CaSiO3, CaCO3를 포함하더라도 좋다. 이 경우, 조성물 (2)는, CaHO3P(포스폰산칼슘)를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 5질량％~15질량％, SiO2를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 5질량％~15질량％, CaSiO3를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 5질량％~15질량％, CaCO3를 10질량％~97질량％, 바람직하게는 55질량％~85질량％의 질량비로 함유하면 된다.
또한, 이 경우, 조성물 (1)과 조성물 (2)의 질량비는 1:2~2:1인 것이 바람직하다.
또한, 전술한 금속층(13)에 접촉하고 있는 층은, 조성물 (1)과 아울러, 인산아연을 포함하는 조성물(이하, 조성물 (3)으로 한다.)을 함유하더라도 좋다. 이 특정한 조성물을 더 함유함으로써, 전해액과 접촉하는 것에 의한 밀봉 수지층(14)과 금속층(13)의 박리를 보다 억제할 수 있다.
조성물 (3)은, 인산아연 이외에 SiO2, CaSiO3, CaCO3를 포함하더라도 좋다. 이 경우, 조성물 (3)은, Zn3(PO4)2(인산아연)를 10질량％~97질량％, 바람직하게는 70질량％~97질량％, SiO2를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 1질량％~10질량％, CaSiO3를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 1질량％~10질량％, CaCO3를 1질량％~30질량％, 바람직하게는 1질량％~10질량％의 질량비로 함유하면 된다.
또한, 이 경우, 조성물 (1)과 조성물 (3)의 질량비는 1:2~2:1인 것이 바람직하다.
그리고, 밀봉 수지층(14) 중 금속층(13)에 접촉하고 있는 층은, 조성물 (1)과 아울러, 조성물 (2) 및 조성물 (3)의 양쪽을 함유하더라도 좋다. 이 경우, 조성물 (1)과 조성물 (2)의 질량비는 1:2~2:1, 조성물 (1)과 조성물 (3)의 질량비는 1:2~2:1인 것이 바람직하다.
또, 밀봉 수지층(14) 중 금속층(13)에 접촉하고 있는 층 이외의 층이, 전술한 조성물 (1)~조성물 (3)을 함유하고 있더라도 좋다.
밀봉 수지층(14)의 두께는, 통상 3~40㎛, 바람직하게는 20~40㎛ 정도이다. 또한, 밀봉 수지층에는, 필요에 따라, 무기 필러, 가소제, 열안정제, 광안정제, 발수제, 흡수제, 활재, 커플링제, 안료, 염료 등의 각종 첨가제를 배합할 수 있다.
2. 전지
본 실시 형태의 전지는, 본 실시 형태의 전지용 포장 재료를 이용하여 형성한 포장 용기 내에, 양극, 음극, 전해질 등의 전지 소자를 수용하고, 각 전극으로부터의 리드선을 개구부로부터 바깥쪽으로 도출시킨 상태에서, 그 개구부를 가열 밀봉한 구조를 갖는 것이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)를 2매 접합하고, 한 변에 개구부를 마련하도록 주연부를 가열 밀봉하여 포장 용기를 형성하고, 포장 용기의 내부에 전지 소자를 수용하여, 각 전극으로부터의 리드선(22)을 개구부로부터 바깥쪽으로 도출시킨 상태에서, 그 개구부를 가열 밀봉함으로써, 본 실시 형태의 전지(2)를 제작할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)와, 해당 포장 재료(1)의 주연부 이외를 오목한 형태로 한 전지용 포장 재료(101)를 이용하여, 도 4에 나타내는 형상의 전지(102)를 제작할 수도 있다. 또한, 본 실시 형태의 전지용 포장 재료(1)의 1매를 접어서 사용하여, 도 5에 나타내는 형상의 전지(202)를 제작할 수도 있다.
본 실시 형태의 전지는, 일차전지, 이차전지 중 어느 것이더라도 좋다. 특히 이차전지인 경우, 예컨대, 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 납 축전지, 니켈-수소 축전지, 니켈-카드뮴 축전지, 니켈-철 축전지, 니켈-아연 축전지, 산화은-아연 축전지, 금속공기 전지, 다가 양이온 전지, 콘덴서, 커패시터 등일 수 있다.
(실시예)
다음으로 발명을 실시하기 위한 형태를 실시예에 의해 설명한다. 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
(예 1)
두께 40㎛의 알루미늄박에, 기재 수지층으로서 나일론 6을 이용하여 형성된 두께 25㎛의 연신 필름을 드라이 라미네이션법에 의해 접합하여 다층 시트를 제작했다. 접착제의 두께는 4㎛였다. 알루미늄박에는 표면 처리를 실시하지 않았다.
다음으로, 압출 성형에 의해, 산변성 랜덤 폴리프로필렌을 주성분으로 하고, 총 질량에 대하여 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 5질량％의 비율로 함유하는 밀봉 수지층을 제작했다. 이 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물로서는, 인산마그네슘을 59질량％, 산화마그네슘을 36질량％, 유기 아민을 4질량％의 비율로 함유하는 조성물을 사용했다.
상기 다층 시트의 알루미늄박 면과 밀봉 수지층을 대향시켜, 열 라미네이션법에 의해 전지용 포장 재료를 제작했다. 밀봉 수지층의 두께는 35㎛이고, 전체의 두께는 약 105㎛였다.
(예 2)
밀봉 수지층으로서, 산변성 랜덤 폴리프로필렌을 주성분으로 하고, 총 질량에 대하여 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 4질량％, 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물을 2질량％의 비율로 함유하는 수지를 이용한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지인 전지용 포장 재료를 제작했다. 이 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물로서는, CaHO3P를 10질량％, SiO2를 10질량％, CaSiO3를 10질량％, CaCO3를 70질량％의 비율로 함유하는 조성물을 사용했다.
(예 3)
밀봉 수지층으로서, 산변성 랜덤 폴리프로필렌을 주성분으로 하고, 총 질량에 대하여 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 3질량％, 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물을 3질량％의 비율로 함유하는 수지를 이용한 것 이외에는, 예 2와 마찬가지인 전지용 포장 재료를 제작했다.
(예 4)
밀봉 수지층으로서, 산변성 랜덤 폴리프로필렌을 주성분으로 하고, 총 질량에 대하여 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 3질량％, 인산아연을 포함하는 조성물을 3질량％의 비율로 함유하는 수지를 이용한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지인 전지용 포장 재료를 제작했다. 이 인산아연을 포함하는 조성물로서는, Zn3(PO4)2를 80질량％, SiO2를 5질량％, CaSiO3를 5질량％, CaCO3를 10질량％의 비율로 함유하는 조성물을 사용했다.
(예 5)
밀봉 수지층으로서, 산변성 랜덤 폴리프로필렌으로 이루어지는 수지를 이용한 것 이외에는, 예 1과 마찬가지인 전지용 포장 재료를 작성했다.
(박리성 평가)
제작한 전지용 포장 재료(예 1~예 5)를 가로 8㎝×세로 8㎝의 시트 조각으로 잘라내고, 이 시트 조각을 세로 방향으로 둘로 접어서, 대향하는 2변을 1㎝ 폭으로 밀봉하여, 개구부를 갖는 포장체를 제작했다. 이 포장체에, 이하의 전해액을 충전하여 개구부를 0.5㎝ 폭으로 밀봉하고 나서 소정 시간 경과 후, 180도 박리 시험(peel test)을 행했다. 전해액으로서, 리튬이온 이차전지의 전해액에 이용되고 있는 것을 준비했다. 여기서는, 전해질이 LiPF6(전해질의 몰농도 1mol/L), 용매가 EC:DMC:DEC=1:1:1(V/V)의 혼합 유기 용매인 것(키시다화학 주식회사 제조의 전해액)을 준비했다. V/V는 체적비를 의미한다. 항온조를 이용하여, 전해액의 온도를 65℃로 유지했다.
소정 시간 경과 후, 포장체의 개구부의 밀봉부를 절단하여 전해액을 제거하고, 포장체를 가로 1㎝, 세로 5㎝의 시트 조각으로 잘라내어, 세로 방향 말단의 밀봉 수지층을 알루미늄으로부터 약간만 떼어내고, 잡을 부분을 확보했다. 그리고, 인장 시험 장치에 파지하여, 서로 반대 방향으로 잡아당겨, 밀봉 수지층과 알루미늄의 180도 박리 강도를 측정했다. 또한, 전해액에 침지시키지 않은 포장 재료의, 밀봉 수지층과 알루미늄의 180도 박리 강도도 측정했다.
길이 20㎜ 떼어낼 때의 최대 강도(단위 N)를 알루미늄의 폭으로 나눈 값(단위는 N/㎝)을 박리 강도로서 산출하고, 이것이 15 이상인 것을 A, 5 이상 15 미만인 것을 B, 5 미만인 것을 C로 했다. 또한, 밀착이 강해서, 박리 시험으로 재료가 파괴되어 버린 것은 재료 파괴로 표현했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
예 1~예 4에서는, 박리 강도가 강하고, 전해액과의 접촉에 의한 밀착성의 저하가 억제되고 있는 것을 알 수 있다. 이것에 비하여, 예 5에 있어서는 전해액과 접촉시키는 것에 의해 박리 강도가 약해지고, 층간의 밀착성이 저하하고 있는 것을 알 수 있다.
이러한 결과로부터, 본 실시 형태의 수지 필름을 사용한 전지용 포장 재료는, 표면 처리를 실시하지 않은 알루미늄을 사용하고 있더라도, 전해액과의 접촉에 의한 수지 필름의 박리를 억제할 수 있고, 양호한 전해액 내성을 갖는 것을 알 수 있다.
1, 101 : 전지용 포장 재료
11 : 기재 수지층
12 : 접착층
13 : 금속층
14 : 밀봉 수지층
2, 102, 202 : 전지
21 : 리드선
11 : 기재 수지층
12 : 접착층
13 : 금속층
14 : 밀봉 수지층
2, 102, 202 : 전지
21 : 리드선
Claims (7)
- 적어도, 기재 수지층, 금속층, 및 밀봉 수지층을 이 순서대로 포함하는 적층체로 이루어지는 전지용 포장 재료로서,
상기 금속층이 표면 처리되어 있지 않은 알루미늄으로 이루어지고,
상기 밀봉 수지층이 상기 금속층에 직접 접합되어 있고,
상기 밀봉 수지층이 1개 이상의 층을 갖고,
상기 1개 이상의 층 중 상기 금속층에 접촉하는 층이, 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을 함유하는
전지용 포장 재료.
- 제 1 항에 있어서,
상기 금속층에 접촉하는 층이, 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물을 더 함유하는 전지용 포장 재료.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 금속층에 접촉하는 층이, 인산아연을 포함하는 조성물을 더 함유하는 전지용 포장 재료. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속층에 접촉하는 층이, 상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물을, 3질량％ 이상 8질량％ 이하의 비율로 함유하는 전지용 포장 재료.
- 제 2 항에 있어서,
상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물과, 상기 포스폰산칼슘을 포함하는 조성물의 질량비가, 1:2~2:1인 전지용 포장 재료.
- 제 3 항에 있어서,
상기 인산마그네슘, 산화마그네슘 및 유기 아민을 포함하는 조성물과, 상기 인산아연을 포함하는 조성물의 질량비가, 1:2~2:1인 전지용 포장 재료.
- 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 전지용 포장 재료로 형성된 포장 용기 내에, 적어도 양극, 음극, 및 전해질을 수용하고, 각 전극으로부터의 리드선을 바깥쪽으로 도출시킨 상태에서 주변부를 밀봉하여 이루어지는 전지.
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