WO2003001618A1 - Materiau d'emballage de batterie - Google Patents

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WO2003001618A1
WO2003001618A1 PCT/JP2002/006018 JP0206018W WO03001618A1 WO 2003001618 A1 WO2003001618 A1 WO 2003001618A1 JP 0206018 W JP0206018 W JP 0206018W WO 03001618 A1 WO03001618 A1 WO 03001618A1
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Rikiya Yamashita
Yoichi Mochizuki
Kazuki Yamada
Masataka Okushita
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Dai Nippon Printing Co., Ltd.
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    • Y10T428/31913Monoolefin polymer

Definitions

  • the battery packaging material of the present invention has a moisture-proof and content-resistant property, and is used for a battery having a liquid or solid organic electrolyte (polymer polymer electrolyte) or a fuel cell, a capacitor, a capacitor, or the like.
  • a liquid or solid organic electrolyte polymer polymer electrolyte
  • fuel cell a capacitor
  • a capacitor a capacitor
  • the battery in the present invention is a substance containing an element that converts chemical energy into electric energy, for example, a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a fuel cell, or the like, or a dielectric such as a liquid, a solid ceramic, and an organic substance.
  • a lithium ion battery for example, a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a fuel cell, or the like
  • a dielectric such as a liquid, a solid ceramic, and an organic substance.
  • electrolytic capacitors such as liquid capacitors, solid capacitors, and double-layer capacitors that include a body.
  • the batteries are used for personal computers, mobile terminals (mobile phones, PDAs, etc.), video cameras, electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, satellites, etc.
  • Examples of the outer package of the battery include a metal can formed by pressing a metal into a cylindrical or rectangular parallelepiped container, or a laminated body made of a composite film obtained by laminating a plastic film, a metal foil, or the like. (Hereinafter referred to as “outer body”) was used.
  • the shape of the battery itself is determined because the outer wall of the container is rigid. Therefore, since the design is made such that the hard side matches the battery, the size of the hardware using the battery is determined by the battery, and the degree of freedom of the shape is reduced.
  • the material composition of the exterior body includes at least a base material layer, a barrier layer, a sealant layer and an adhesive layer for adhering each of the above layers from the viewpoint of physical properties, workability, economy, and the like required as a battery.
  • An intermediate layer may be provided.
  • Z A bouch is formed from the laminated body having the above-described configuration, or at least one side is press-molded to form a battery storage section and a battery body is stored therein, and a bouch type or an embossed type (covering a lid body) is formed.
  • the required parts of each peripheral edge are sealed by heat sealing to form a battery.
  • the innermost layer of the sealant layer is required to have a heat sealing property to a lead wire (metal) as well as a heat sealing property between the innermost layers.
  • metal adhesion for example, an acid-modified polyolefin resin
  • both the metal and the sealant layer of the outer package are provided.
  • the sealing property at the lead wire portion was secured by interposing a lead wire film 6 'having heat sealability.
  • a film made of the unsaturated carboxy-grafted polyolefin, metal cross-linked polyethylene, or a copolymer of ethylene or propylene with acrylic acid or methacrylic acid can be used.
  • polypropylene is used for the sealant layer of the laminate constituting the battery exterior (hereinafter referred to as the exterior) because of heat resistance, sealing properties, etc., but heating during heat sealing is performed.
  • a resin that has good sealing properties under pressure and is easily crushed that is, a polypropylene resin having a large melt index (hereinafter, Ml) has been used.
  • Ml polypropylene resin having a large melt index
  • the lead wire film an acid-modified polypropylene film was used.
  • the aluminum foil as the barrier layer 12 of the outer package 10 'and the lead wire 4 made of metal may contact (S) and short-circuit.
  • the seal layer when the outer periphery of the outer package is heat-sealed, a small crack (hereinafter, referred to as "the seal layer") near the inner edge of the seal is formed. Root cutting c) sometimes occurred.
  • the electrolyte comes into direct contact with the barrier layer, which breaks the insulation between the phone body, the metal of the lead wire, and the barrier layer, generates a potential difference, and forms a through-hole due to corrosion in the barrier layer.
  • the formation of a reaction product of metal ions which is an electrolyte called a dendrite, shortens the life of the battery.
  • the acid-modified polyolefin resin is laminated as a sealant layer of an exterior body or its innermost layer, its workability is inferior to that of a general polyolefin resin, and its cost is high.
  • a general polyolefin resin layer as the sealant layer of the exterior body or its innermost layer, and a lead that can be thermally bonded to the sealant layer or both its innermost layer and the lead wire on the lead wire part The method of interposing a film for wire had been adopted.
  • the lead wire 4 and the heat seal layer 14 'of the laminated body 10' are provided between the lead wire 4 and the heat seal layer 14 'of the laminated body 10'.
  • the lead wire made of metal and the sealant layer of the exterior material are provided between the lead wire 4 and the heat seal layer 14 'of the laminated body 10'.
  • the heat-sealing lead film 6 ′ is interposed between both the innermost layer and the innermost layer, thereby ensuring the sealing performance at the lead wire portion.
  • a film made of the unsaturated carboxy-grafted polyolefin, metal cross-linked polyethylene, or a copolymer of ethylene or propylene with acrylic acid or methacrylic acid can be used.
  • polypropylene is used as the sealant layer or the innermost layer of the laminate constituting the battery outer package (hereinafter referred to as the “exterior package”) because of its heat resistance and sealing properties.
  • a resin that has good sealing properties under pressure and is easily crushed that is, a polypropylene resin having a large melt index (hereinafter, Ml) has been used.
  • Ml polypropylene resin having a large melt index
  • the lead wire film an acid-modified polypropylene film was used as the lead wire film.
  • a battery packaging material and a lead wire film having such a configuration are used.
  • a small crack (hereinafter referred to as root cut C) is formed in the sealant layer near the inner edge of the seal. )
  • root cut C a small crack
  • the electrolyte comes into direct contact with the barrier layer, which breaks the insulation between the phone body, the metal of the lead wire, and the barrier layer, causing a potential difference and causing corrosion in the barrier layer through holes. Is formed, or a reaction product of metal ions, which is an electrolyte, called dendrite, is formed, thereby shortening the life of the battery.
  • a sealant layer a general polyolefin resin layer was used, and a lead wire film interposed between the sealant layer and the lead wire in the lead wire portion was adopted.
  • the sealant layer is formed of, for example, a polypropylene resin
  • the barrier layer and the sealant Acid-modified polypropylene is used as the adhesive resin layer in the lamination with the layer.
  • the aluminum foil as the barrier layer 12 ′ of the outer package 10 ′ may contact (S) the metal lead wire 4 ′ and short-circuit.
  • the battery packaging material is a laminate composed of at least a base material layer, a paria layer, and a sealant layer. Further, it has been confirmed that the adhesive strength between the respective layers has an effect on properties required as an outer package of the battery. For example, if the adhesive strength between the barrier layer and the sealant layer is insufficient, it causes moisture to enter from outside, and hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolyte in the components forming the battery and the moisture. The aluminum surface is corroded by the acid, and delamination occurs between the barrier layer and the sealant layer. Further, when forming the embossed type exterior body, a concave portion is formed by press-molding the laminated body. In this molding, delamination may occur between the base material layer and the barrier layer. is there.
  • the sealant layer when a resin having a high tensile modulus is used for the sealant layer, the sealant layer may be whitened or a slight crack may be generated on the surface during embossing, and the molding stability is poor. Cracks, molding wrinkles and cracks.
  • the indispensable performance as a packaging material for batteries is the sealing property after filling and sealing the contents. For example, if the sealing strength of the packaging material is low, it is necessary to allow sufficient time for sealing in the content filling seal line, which significantly impairs the cycle shortening and may lower production efficiency.
  • the present inventors have found that, in a battery package, when a battery main body is inserted into an outer package having a polypropylene resin as a sealant layer and the periphery thereof is heat-sealed and sealed, heat and pressure of the heat seal are applied. Accordingly, the present invention provides a battery packaging material which is excellent in insulation and has a stable sealing property without short-circuiting between the barrier layer of the outer package and the lead wire and without the risk of root breakage in the sealant layer. I got the knowledge that I can do it.
  • the invention according to the first aspect of the present invention is characterized in that the battery packaging material forming the battery exterior body into which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base layer, an adhesive layer, and a barrier layer. , A dry laminate layer and a sealant layer,
  • the present inventors have found that, in a battery package, when a battery body is inserted into an exterior body having a polypropylene resin as a sealant layer and the periphery thereof is heat-sealed and sealed, heat and pressure of a heat seal are applied.
  • a battery packaging material that has excellent insulation properties and can be sealed stably without causing a short circuit between the barrier layer of the outer package and the lead wire and without the risk of root breakage in the sealant layer. I got the knowledge that I can do it.
  • the invention according to the second aspect of the present invention is characterized in that a packaging material for forming a battery exterior body into which a battery main body is inserted and a peripheral portion is sealed with a heat seal is at least a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, A laminate composed of an adhesive resin layer and a sealant layer, At least the sealant layer is composed of a low-fluidity polypropylene layer that is not easily crushed by heat and pressure by heat sealing and a high-flowability polypropylene layer that is easily crushed, and the innermost layer is a high-fluidity polypropylene layer.
  • Packaging material is at least a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, A laminate composed of an adhesive resin layer and a sealant layer, At least the sealant layer is composed of a low-fluidity polypropylene layer that is not easily crushed by heat and pressure by heat sealing and a high-flowability polypropylene layer that is easily crushed, and the innermost layer is a high-flui
  • the present inventors have recently found that when a battery body is inserted into an outer package in a battery package and the periphery thereof is heat-sealed and sealed, heat and pressure of the heat seal and the barrier layer of the outer package and the lead wire are used. It has been found that it is possible to provide a packaging material for a battery that has excellent insulation properties and can be stably sealed without causing a short circuit in the sealant layer and without the risk of root breakage in the sealant layer.
  • the invention according to the third aspect of the present invention is a packaging material for forming a battery exterior body into which a battery main body is inserted and a peripheral portion thereof is sealed by heat sealing, comprises at least a base material layer, an adhesive layer, aluminum, and a chemical conversion treatment layer.
  • a laminate comprising an adhesive resin layer and a polypropylene resin sealant layer, wherein the adhesive resin layer is formed from a resin having a melt index of 5 to 20 g / 10 minutes. It is a packaging material for batteries.
  • the present inventors have now provided a method for producing a battery packaging material having high productivity in an embossing molding step, a content filling sealing step, etc., as well as protective properties of a battery body, as a material used for battery packaging. I learned that I can do it.
  • the invention according to the fourth aspect of the present invention is characterized in that the packaging material forming the battery exterior body into which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer, an adhesive layer 1, a barrier layer, and an adhesive.
  • a laminate comprising a layer 2 and a sealant layer, wherein the sealant layer is formed by laminating at least one layer of a resin layer containing a low-density polyethylene of low-molecular-weight type. It is a packaging material for batteries.
  • FIG. 1A is a view for explaining a battery packaging material of the present invention. Pond packaging material, lead wire film, cross-sectional view showing the positional relationship of each lead wire.
  • B At the lead wire portion, the lead wire before heat sealing, the lead wire film, and the outer package were in contact.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating a state
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view of a lead wire portion after heat sealing.
  • D), (e) and (f) are the same illustrations when a battery packaging material having another sealant configuration is used.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing an example of a layer configuration of a laminate forming an outer package of the battery.
  • FIG. 1C is a perspective view illustrating a battery-type package.
  • FIG. 1D is a perspective view illustrating an embossed exterior body of the battery.
  • 1E is a perspective view, (b) an embossed exterior body main body, (c) a cross-sectional view taken along the line X2-X2, and (d) an enlarged view of the Y1 portion, illustrating molding in the embossed type.
  • FIG. 1F is a diagram illustrating a method of attaching a lead wire film in bonding a battery packaging material and a lead wire.
  • FIG. 1G is a cross-sectional view showing a state in which the barrier layer and the lead wire are short-circuited using the conventional battery packaging material and the lead wire film.
  • Fig. 1H is a diagram showing root breakage that occurs when the outer periphery of a conventional battery packaging material is hermetically sealed.
  • A a perspective view of the battery
  • X-X section FIG. 3C is an enlarged view of a Y1 portion.
  • FIG. 2A is a view for explaining a battery packaging material of the present invention, and (a) a cross-sectional view showing a positional relationship between a battery packaging material having a layer structure, a lead film, and a lead wire.
  • (B) is a cross-sectional view illustrating a state in which the lead wire, the film for the lead wire, and the outer package are in contact with each other at the lead wire portion before heat sealing, and (c) is a schematic cross-sectional view of the lead wire portion after heat sealing. is there.
  • D), (e) and (f) are the same illustrations when a battery packaging material having another sealant configuration is used.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view illustrating an example of a layer configuration of a laminate that forms a battery outer package.
  • FIG. 2C is a perspective view illustrating a battery-type package body.
  • FIG. 2D is a perspective view illustrating an external body of the embossed battery.
  • Fig. 2E illustrates the embossing type molding, (a) perspective view, (b) embossed exterior body, (c) X2-X2 section view, (d) Y1 section enlarged view. Fine 18
  • FIG. 2F is a view for explaining a method of attaching a lead wire film in bonding a battery packaging material and a lead wire.
  • FIG. 2G is a cross-sectional view showing a state in which the barrier layer and the lead wire are short-circuited using a conventional battery packaging material and a lead wire film.
  • Figure 2H is a diagram showing root breakage that occurs when the outer periphery of a conventional outer packaging using a battery packaging material is hermetically sealed.
  • A A perspective view of the battery
  • FIG. 2 is a cross-sectional view
  • FIG. 3A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a cross-sectional view showing a layer configuration example of the battery packaging material, and (b) another layer configuration example of the battery packaging material.
  • FIG. 3A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a cross-sectional view showing a layer configuration example of the battery packaging material, and (b) another layer configuration example of the battery packaging material.
  • FIG. 3B is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a battery packaging material showing a layer structure, a cross-sectional view showing a positional relationship of lead wires, and (b) a lead wire portion.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state in which a lead wire and a package are in contact with each other before a heat seal
  • (c) is a schematic cross-sectional view of a lead wire portion after a heat seal
  • D) is a cross-sectional view showing the positional relationship between the battery packaging material, the lead wire film, and the lead wire showing the layer structure.
  • E The lead wire, the lead wire film, and the outer package before heat sealing.
  • FIG. 3 (f) is a cross-sectional view illustrating a state in which the lead wires are in contact with each other
  • FIG. 3C is a perspective view illustrating a battery-bouch-type exterior body.
  • FIG. 3D is a perspective view illustrating an outer package of an embossed battery.
  • FIG. 3E is a perspective view of the embossed type, (a) a perspective view, (b) an exterior body main body formed by embossing, (c) a cross-sectional view of part X, XI, and (d) an enlarged view of part Y1. .
  • FIG. 3F is a diagram for explaining a method of mounting a lead wire film in bonding a battery packaging material and a lead wire.
  • FIG. 3G is a cross-sectional view of (a) a battery packaging material and (b) an enlarged view of a part Y2 for explaining generation of root breakage in an adhesive resin layer having a conventional composition.
  • Figure 3H is a diagram showing root breakage that occurs when the outer periphery of a conventional outer packaging body using a battery packaging material is hermetically sealed.
  • A A perspective view of the battery,
  • (c) is an enlarged view of the Y2 portion ⁇
  • FIG. 4A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) is a cross-sectional view showing Example D of a laminate, and (b) is a cross-sectional view showing Example D of another laminate.
  • FIG. 4B is a view for explaining the configuration of the sealant layer, (a) a cross-sectional view of a single-layer sealant, (b) a cross-sectional view of a two-layer sealant, and (c) a cross-sectional view of a three-layer sealant. .
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing the battery packaging material of the present invention for each lamination method, wherein (a) a dry lamination method, (b) a heat lamination method, (c) a sandwich lamination method, and (d). ) Coextrusion lamination method.
  • FIG. 4D is a perspective view for explaining a battery-type package outer case.
  • FIG. 4E is a perspective view illustrating an embossed type exterior body of the battery.
  • Fig. 4F illustrates the embossing type molding, (a) perspective view, (b) embossed exterior body, (c) X2-X2 cross section, (d) Y, enlarged view It is.
  • H Heat seal hot plate 1 battery, 2 battery body, 3 cell (power storage unit), 4 lead wire (electrode), 5 exterior body, 7 recess, 8 side wall, 9 seal, 10 laminated body (battery Packaging material), 11 base material layer, 12 aluminum (barrier layer), 13 adhesive layer, 13d dry laminate layer, 13h acid-modified polyolefin baked layer, 13es extrusion layer of acid-modified polyolefin in sandwich lamination method , 13ec Extruded layer of acid-modified polyolefin in case of co-extrusion laminating method 14 sealant layer, outer layer of S1 sealant layer, intermediate layer of S2 sealant layer, inner layer of S3 sealant layer, 15 chemical conversion treatment Layer, 16 Substrate side dry lamination layer, 20 Press forming part, 21 boss type, 22 female type, 23 cavities
  • the packaging material forming the battery exterior body into which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer, an adhesive layer, and a burr.
  • the invention described in claim 2 is characterized in that the barrier layer described in claim 1 has at least a chemical conversion treatment layer provided on the dry laminate layer side.
  • the sealant layer described in claim 1 or 2 is composed of two layers of a low-flow polypropylene layer and a high-flow polypropylene layer, and the high-flow polypropylene layer is defined as the innermost layer. It is characterized by having done.
  • the invention described in claim 4 is characterized in that the sealant layer described in claim 1 or 2 is composed of three layers of a high fluidity polypropylene layer, a low fluidity polypropylene layer, and a high fluidity polypropylene layer. Is what you do.
  • the invention described in claim 5 is characterized in that a lead film is interposed between the battery packaging material according to any one of claims 1 to 4 and the lead wire portion of the battery body. It is.
  • FIG. 1A is a diagram for explaining a battery packaging material of the present invention, in which (a) a battery packaging material showing a layer structure, a cross-sectional view showing the positional relationship between the lead wires, and (b) a lead wire.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a lead wire before heat sealing and an exterior body are in contact with each other,
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing an example of a layer configuration of a laminate forming an outer package of the battery.
  • FIG. 1C is a perspective view illustrating a battery-type package.
  • FIG. 1D is a perspective view illustrating an embossed exterior body of the battery.
  • Fig. 1E illustrates the embossing type molding, (a) perspective view, (b) embossed exterior body, (c) X2rX2 section, (d) Y1 enlarged view. It is.
  • FIG. 1F is a diagram for explaining a method of mounting the lead wire film in bonding the battery packaging material and the lead wire.
  • the lead wire of the battery is made of an elongated plate or rod-shaped metal.
  • the wire has a thickness of about 50 to 200 mm and a width of about 2.5 to 20 mm, and the material is AL, Cu (including Ni mask), N i, etc.
  • the outer package of the battery is required to have the performance of maintaining the performance of the battery main body for a long period of time, and a base layer, a barrier layer, a heat seal layer, and the like are laminated by various lamination methods.
  • a heat seal layer of the laminate constituting the battery outer package (hereinafter referred to as “exterior package”) is made of a polyolefin resin or the like
  • the battery body is housed in the outer package, and its peripheral edge is sealed and sealed.
  • an acid-modified polyolefin is used as a film for a lead wire in a portion where a lead wire exists
  • the sealant layer of the outer package and the film layer for the lead wire are both melted by heat and pressure for heat sealing.
  • the barrier layer of the outer package and the lead wire made of metal may be short-circuited due to the pressure.
  • a small crack (hereinafter referred to as root cut C) is formed in the sealant layer near the inner edge of the seal portion. )
  • root cut C a small crack
  • the electrolyte comes into direct contact with the barrier layer, which breaks the insulation of the phone body, the metal of the lead wire, and the insulation between the barrier layers, causing a potential difference. Is formed, or a reaction product of metal ions, which is an electrolyte, called dendrite, is formed, thereby shortening the life of the battery.
  • the packaging material for forming the battery exterior body in which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer.
  • a laminate comprising an adhesive layer, a barrier layer, a dry laminate layer, and a sealant layer, wherein at least the sealant layer has a multi-layer structure, and is a low-flow polypropylene that is not easily crushed by heat and pressure by a heat seal.
  • low-fluidity PP layer or low-fluidity PP layer and easily crushed high-fluidity polypropylene layer (hereinafter, high-fluidity PP layer or high-fluidity PP layer).
  • the multi-layer sealant of the battery packaging material according to the present invention is characterized in that when the exterior body is sealed by heat sealing, the low-fluidity PP layer is a heat-sealing material suitable for sealing the battery packaging material. It has low fluidity even when it becomes a molten resin under the heat and pressure of heat sealing under the heat sealing conditions, an insulating film exists between the barrier layer and the lead wire, The effect of preventing root breakage is shown.
  • the high-fluidity PP layer becomes low-viscosity when melted, showing the sealing effect of the step, and the seal thickness is crushed and thinned, reducing the cross-sectional area of the seal and reducing the moisture permeability from the cross section Has the effect of causing
  • Ml melt index
  • the low-fluidity PP preferably has an Ml of 0.5 to 3.0 g / 1 Omin
  • the high-fluidity PP preferably has an Ml of 5.0 to 30 g / 1 Omin.
  • the battery packaging material of the present invention comprises at least a base layer 11, an adhesive layer 16, aluminum 12, a protective layer 15, a dry laminate bonding layer 13d, and a multilayer sealant layer 14,
  • the laminated body is composed of two layers, a low flow PP layer 14r and a high flow PP layer 14f.
  • a laminate composed of at least the base material layer 11, the adhesive layer 16, the aluminum 12, the protective layer 15, the dry laminate adhesive layer 13d, and the multilayer sealant layer 14 is provided.
  • the multi-layer sealant may have three layers, a high-flow PP layer 14f (1), a low-flow PP layer 14r, and a high-flow PP layer 14f (2).
  • the thickness ratio of the high-flow polypropylene layer to the low-flow polypropylene layer of the sealant layer in the battery packaging material of the present invention is preferably such that the low-flow PP is at least 1.5 times the high-flow PP, PP: High fluidity
  • the thickness of the low flow PP is preferably at least 1.5 times the total thickness of the high flow PP (1) and (2).
  • the heat-sealing reduces the low-fluidity PP.
  • the effect of being hard to crush is hard to appear, and the barrier layer and the lead wire are easily short-circuited, PC translation 2/06018
  • the total thickness of the sealant layer is suitably from 20 to 200 m.
  • polypropylene used for the sealant layer of the present invention homo-type polypropylene, random-type polypropylene, and block-type polypropylene can be used.
  • the polypropylene which is the sealant layer of the battery packaging material of the present invention, has no adhesiveness to metal, it has a sealant layer and a lead wire between the battery lead portion and the outer package during hermetic sealing. In both cases, it is necessary to interpose a heat-sealing lead film.
  • the lead film 6 is placed above and below the hermetically sealed portion of the lead wire 4 of the battery body 2.
  • the film for a lead wire is, specifically, acid-modified polypropylene (unsaturated carboxylic acid-grafted random propylene), metal cross-linked polyethylene, a copolymer of ethylene and an acrylic acid or methacrylic acid derivative, ethylene and acetic acid.
  • a simple substance or a blend of a copolymer with vinyl can be used.
  • the layer thickness of the lead wire film 6 may be at least 1/3 of the thickness of the lead wire 4 to be used. For example, if the lead wire 4 has a thickness of 100 // m, The total thickness of film 6 should be about 30 zm or more.
  • each of the low-flowability PP layers 14r remains in the form of a film, which can avoid short-circuiting and root breakage between the barrier layer 12 and the lead wire 4, which is an object of the present invention. Things.
  • the battery wrapping material forms an outer package for wrapping the battery body.
  • the pouch There are three types such as three-sided seal, four-sided seal, and bag type such as pillow eve, but Fig. 1C shows an example of pillow eve.
  • a concave part may be formed on one side as shown in Figure ID (a), or a concave part may be formed on both sides as shown in Figure ID (b) to accommodate the battery body and The four sides may be heat sealed.
  • concave parts are formed on both sides of the fold as shown in Figure ID (c), and the battery is housed and the three sides are heat-sealed.
  • the base material layer 11 in the exterior body is made of a stretched polyester or nylon film.
  • polyester resin polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthate, polybutylene naphthalate, Polymerized polyester, polycarbonate and the like can be mentioned.
  • nylon include polyamide resins, that is, nylon 6, nylon 6,6, copolymers of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, and polymethaxylylene adipamide (MXD6). Is mentioned.
  • the base material layer 11 When used as a battery, the base material layer 11 is a portion that is in direct contact with the hardware, and therefore, is preferably a resin layer having an insulating property. In consideration of the existence of pinholes in the film alone and the occurrence of pinholes during processing and the like, the base material layer needs to have a thickness of 6 zm or more, and the preferred thickness is 12 to 30 zm.
  • the base layer 11 can be laminated to improve the pinhole resistance and the insulation when the battery is used as an outer package.
  • the base material layer includes at least one resin layer of two or more layers, and each layer has a thickness of 6 zm or more, preferably 12 to 30 / m. Examples of laminating the substrate layer include the following 1) to 8).
  • the base layer is used for the purpose of reducing the frictional resistance between the mold and the base layer during embossing, or when the electrolytic solution adheres.
  • the base material layer is multi-layered, and fluororesin layer, acrylic resin layer, silicone resin layer, polyester resin layer, oleic acid amide, erucic acid amide, and bisolein are provided on the surface of the base material layer. It is preferable to provide a slipping agent such as an acid amide or a resin layer made of a blend thereof.
  • a slipping agent such as an acid amide or a resin layer made of a blend thereof.
  • Fluororesin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine-based resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Silicone resin / stretched polyethylene tereph Evening rate (Silicone resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is cured by drying after film or liquid coating)
  • Acrylic resin + polysiloxane grafted acrylic resin Z-stretched nylon (acrylic resin is cured in film form or liquid coating and then dried)
  • Metal such as nickel, or an inorganic compound, for example, a film on which silicon oxide, alumina, or the like is vapor-deposited, and the like. It is desirable to form a protective layer that does this.
  • the inventors of the present invention used aluminum material used as a barrier layer.
  • the iron content to 0.3 to 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight, the ductility of aluminum is lower than that of aluminum not containing iron.
  • the occurrence of pinholes due to bending as a laminate is reduced, and the embossed type It has been found that the side wall can be easily formed when forming the exterior body.
  • the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of pinhole generation and improvement of embossability are not recognized, and the iron content of the aluminum is reduced to 9.0% by weight. If the amount exceeds the above range, the flexibility as aluminum is impaired, and the bag-making properties of the laminate deteriorate.
  • the aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, stiffness, and hardness under the conditions of annealing (so-called annealing treatment), but the aluminum used in the present invention is hardened without annealing. Preference is given to softened aluminum, which has been slightly or completely annealed, rather than treated.
  • the flexibility of aluminum, the strength of the aluminum and the degree of rigidity, ie, the annealing conditions may be appropriately selected according to the workability (bouching, embossing). For example, in order to prevent wrinkles and pinholes during embossing, it is desirable to use a soft aluminum annealed according to the degree of molding.
  • the present inventors have been able to obtain a laminate that is satisfactory as the packaging material by performing a chemical conversion treatment, for example, as a protective layer on the front and back surfaces of aluminum that is the barrier layer 12 of the battery packaging material.
  • the chemical conversion treatment is to form an acid-resistant film such as a phosphate, a chromate, a fluoride, a triazinethiol compound, and the like.
  • Phosphoric acid chromate treatment using a compound composed of a chromium (3) compound and phosphoric acid is preferred.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the formation of the acid-resistant film prevents delamination between the aluminum and the base layer during the embossing process, and the hydrogen fluoride generated by the reaction between the battery's electrolyte and water causes Prevents dissolution and corrosion, especially the dissolution and corrosion of aluminum oxide present on the aluminum surface, and improves the adhesiveness (wetability) of the aluminum surface.
  • Base material layer during embossing and heat sealing 1 Prevention of delamination between 1 and aluminum 12 and prevention of delamination on the inner side of aluminum due to hydrogen fluoride generated by reaction between electrolyte and water.
  • a chemical conversion treatment was performed on the aluminum surface using various substances, and the effect was studied. As a result, among the above-mentioned acid-resistant film-forming substances, phenol resin, chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid were three components. The phosphoric acid chromate treatment using the one composed of was good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the aluminum chemical conversion treatment may be performed on one side only on the heat sealing layer side or on both sides on the base material layer side and the heat sealing layer side when the exterior body is a patch type.
  • the battery exterior body is an embossed type, delamination between aluminum and the substrate layer during embossing can be prevented by performing chemical conversion treatment on both surfaces of aluminum.
  • the sealant layer in the battery packaging material of the present invention is a multilayer formed by a combination of a low-flowability PP and a high-flowability PP, and the innermost layer is a high-flowability PP.
  • the total thickness of the sealant layer is preferably from 20 to 200 zm.
  • the adhesion between the protective layer provided on the barrier layer and the sealant layer is, for example, a fluoride generated by a reaction between an electrolytic solution and moisture in a lithium ion battery or the like. It is preferable to use a dry lamination method in order to prevent delamination due to hydrogen acid or the like.
  • each of the above-mentioned layers in the laminate forming the outer package may have, as appropriate, appropriateness for month-making, lamination, and secondary processing of finished products (patching, embossing).
  • surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
  • the packaging material forming the battery exterior body into which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer, an adhesive layer, a barrier layer, and an adhesive.
  • the battery packaging material comprises a pyrene layer and a highly fluid polypropylene layer that is easily crushed, and the innermost layer is a highly fluid polypropylene layer.
  • the invention described in claim 7 is characterized in that the barrier layer described in claim 6 is provided with a chemical conversion treatment layer at least on the adhesive resin layer side.
  • the sealant layer described in claim 6 or 7 is composed of a low-flow polypropylene layer and a high-flow polypropylene layer, with the high-flow polypropylene layer being the innermost layer. It is characterized by the following.
  • the invention described in claim 9 is characterized in that the sealant layer described in claim 6 or 7 is composed of three layers of a high fluidity polypropylene layer, a low fluidity polypropylene layer, and a high fluidity polypropylene layer. It is assumed that.
  • the adhesive resin layer according to any one of the sixth to ninth aspects is a baked layer of an emulsion of an acid-modified polyolefin, and the baked layer has a sealant layer formed of a heat-laminating layer. It is characterized by being adhered by a single point method.
  • the invention described in claim 11 is that the adhesive resin layer according to any one of claims 6 to 9 is an acid-modified polypropylene, and a sealant layer formed in advance is laminated by a sandwich lamination method. It is a feature.
  • the adhesive resin layer according to any one of claims 6 to 9 is an acid-modified polypropylene, and the sealant layer and the adhesive resin layer are co-extruded by a lamination method.
  • the invention according to claim 13 is characterized in that it is bonded between the battery packaging material according to any one of claims 6 to 12 and the lead wire portion of the battery body. It is characterized by interposing a conductive film.
  • the battery packaging material of the present invention is a battery packaging material comprising at least a substrate layer, an adhesive layer, a barrier layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer, wherein the composition of the sealant layer is determined by heat and pressure during heat sealing.
  • FIG. 2A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention.
  • B a cross-sectional view illustrating a state in which a lead wire before heat sealing and an exterior body are in contact with each other in a pond packaging material and a lead wire; c) is a schematic sectional view of the lead wire after heat sealing.
  • D is a cross-sectional view illustrating an example of a layer configuration of a laminate that forms a battery outer package.
  • FIG. 2C is a perspective view illustrating a patch-type battery exterior body.
  • FIG. 2D is a perspective view illustrating an embossed exterior body of the battery.
  • FIG. 2E is a perspective view, (b) an embossed exterior body, ( c ) a cross-sectional view of the X2-X2 section, and (d) an enlarged view of the Y1 section, illustrating the embossing type molding.
  • FIG. 2F is a diagram illustrating a method of mounting a lead wire film in bonding a battery packaging material and a lead wire.
  • the battery lead wire is made of an elongated plate or rod-shaped metal.
  • the plate lead wire has a thickness of 50 to 2000 mm and a width of about 2.5 to 2 Omm.
  • the material is AL, Cu (including Ni plating), Ni, and the like.
  • the outer package of the battery is required to have the performance of maintaining the performance of the battery body for a long period of time, and the base material layer, the paria layer, the heat seal layer, and the like are laminated by various lamination methods.
  • the heat seal layer of the laminated body constituting the battery outer package (hereinafter referred to as “exterior package”) is made of a polyolefin resin or the like, the battery body is housed in the outer package, and when the peripheral edge is sealed and sealed, a lead is required.
  • the heat seal layer and the lead wire film layer of the outer package are both formed by heat and pressure for heat sealing.
  • the barrier layer of the package and the lead wire made of metal came into contact and short-circuited due to melting and pressurization.
  • a small crack (hereinafter referred to as root cutting) is formed in the sealant layer near the inner edge of the seal. C) sometimes occurred.
  • root cutting a small crack
  • the electrolyte comes into direct contact with the barrier layer, which breaks the insulation of the phone body, the metal of the lead wire, and the insulation between the barrier layers, causing a potential difference. Is formed, or a reaction product of metal ion, which is an electrolyte called dendrite, is formed, thereby extending the battery life. Be shorter.
  • the packaging material for forming the battery exterior body in which the battery body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer.
  • a laminate comprising an adhesive layer, a barrier layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer, wherein at least the sealant layer has a multilayer structure, and is a low-fluidity polypropylene layer (hereinafter, referred to as “hard”) that is not easily crushed by heat and pressure by a heat seal.
  • a low-fluidity PP layer or a low-fluidity PP layer) and a crushable high-fluidity polypropylene layer (hereinafter, a high-fluidity PP layer or a high-fluidity PP layer), with the innermost layer being a high-fluidity PP layer.
  • the inventors have found that the problems can be solved by the present invention, and have completed the present invention.
  • the multi-layer sealant of the battery packaging material according to the present invention is characterized in that, when the exterior body is sealed by heat sealing, the low-fluidity PP layer is formed by heat-sealing heat and pressure under heat sealing conditions suitable for sealing the battery packaging material. It has a low fluidity even when it is in a molten state in response to this, has an insulating film between the barrier layer and the lead wire, and has the effect of preventing root breakage near the seal part. Show.
  • the high-fluidity PP layer becomes low-viscosity when melted, exhibits a sealing effect at the step, and is crushed and thinned by heat sealing, reducing the cross-sectional area of the seal to reduce moisture permeability from the cross section. It has the effect of causing
  • the flowability of the low-flowability PP and the high-flowability PP can be distinguished from each other by the value of a melt index (hereinafter referred to as Ml) measured by JIS K7210.
  • Ml melt index
  • the low-fluidity PP in the present invention preferably has a Ml of 0.5 to 3.0 g / 1 Omin, and the high-fluidity PP has a Ml of 5.0 to 30 g / 10 min.
  • the battery packaging material of the present invention comprises at least a base material layer 11, an adhesive layer 16, aluminum 12, a protective layer 15, an adhesive resin layer 13d. It is a laminate composed of the multilayer sealant layer 14, wherein the multilayer sealant has two layers: a low-flow PP layer 14r and a high-flow PP layer 14f.
  • Multi-layer sealant composed of the multilayer sealant layer 14 is composed of a high-flow PP layer 14f (1), a low-flow PP layer 14r, and a high-flow ⁇ layer 14f (2). Yes It may be three layers.
  • the thickness of the low-fluidity PP (1) / low-fluidity PP / high-fluidity PP (2) is the same as that of the high-fluidity PP (1). It is preferable that the thickness be 1.5 times or more the total thickness of (2).
  • the thickness of the low-fluidity PP is 1.5 times the thickness of the high-fluidity PP (the total thickness of the outer and inner layers in a three-layer configuration)
  • the heat-sealed low-fluidity PP The effect that the barrier layer is hard to collapse is less likely to appear, and the barrier layer and the lead wire are easily short-circuited, and root breakage cannot be prevented.
  • the total thickness of the sealant layer is suitably from 20 m to 200 m.
  • polypropylene used in the sealant layer of the present invention homo-type polypropylene, random-type polypropylene, and block-type polypropylene can be used.
  • the polypropylene which is the sealant layer of the battery packaging material of the present invention, does not have adhesiveness to metal, the sealant layer, the lead wire, and the In both cases, it is necessary to interpose a heat-sealing lead film.
  • lead film 6 is placed above and below the sealing portion of the lead wire 4 of the battery body 2 (actually, it is fixed by a temporary attachment seal). Then, heat sealing is performed with the lead wire 4 held between the package 5 and the package.
  • FIG. 2F (d) or FIG. 2F (e) as shown in FIG. 2F (d) or FIG.
  • the lead wire film 6 includes acid-modified polypropylene (unsaturated rubric acid-grafted random propylene), metal cross-linked polyethylene, ethylene and Copolymers of acrylic acid or methacrylic acid derivatives, copolymers of ethylene and pinyl acetate alone or blends can be used.
  • the layer thickness of the lead wire film 6 may be at least 1/3 of the thickness of the lead wire 4 to be used. For example, if the lead wire has a thickness of 100 m, the lead film 6 The total thickness should be about 30 Aim or more.
  • a low-flowability PP layer 14 r remains in the form of a film between the lead layer and the lead layer to avoid short-circuiting and root breakage, which are the objects of the present invention. Is what you can do.
  • the battery packaging material forms an outer package for wrapping the battery main body.
  • an embossed type as shown in Fig. 2D (c) includes a bag type such as a three-sided seal, a four-sided seal, and a pillow type.
  • FIG. 2C illustrates the pillow type as a pillow type.
  • the embossed type may have a concave part on one side as shown in Fig. 2D (a), or a concave part on both sides as shown in Fig. 2D (b) to accommodate the battery body and The four sides may be heat sealed. There is also a form in which concave parts are formed on both sides of the fold as shown in FIG. 2D (c), and the battery is housed and the three sides are heat-sealed.
  • the battery packaging material is an embossed type, as shown in FIGS. 2E (a) to 2E (d), the laminated packaging material 10 is press-formed to form the concave portion 7.
  • the base material layer 11 in the exterior body is made of a stretched polyester or nylon film.
  • polyester resin polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthate, polybutylene naphthate, copolymerized polyester And polycarbonate.
  • nylon include polyamide resins, that is, nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, and polymeta-xylyleneazi. Amide (MXD6).
  • the base material layer 11 When the base material layer 11 is used as a battery, it is a portion that is in direct contact with hardware, and therefore, a resin layer having an insulating property is basically preferable. Considering the existence of pinholes in the film alone and the occurrence of pinholes during processing, the base material layer must have a thickness of 6 m or more, with a preferred thickness of 12 to 30 / zm It is.
  • the base material layer 11 can be laminated to improve the pinhole resistance and the insulation when the battery is used as an outer package.
  • the base material layer When the base material layer is formed into a laminate, the base material layer includes at least one resin layer of two or more layers, and each layer has a thickness of 6 ⁇ m or more, preferably 12 to 30 ⁇ m.
  • laminating the substrate layer include the following 1) to 8).
  • packaging materials are suitable for mechanical properties (stability of transportation in creative and processing machines), surface protection (heat resistance and electrolyte resistance), and secondary processing for embossing the battery exterior.
  • the base material layer is multi-layered.
  • a fluororesin layer On the surface of the material layer, a fluororesin layer, an acrylic resin layer, a silicone resin layer, a polyester resin layer, or a slip agent such as oleic acid amide, erlic acid amide, bisoleic acid amide, etc. It is preferable to provide a resin layer or the like made of a blend.
  • a resin layer or the like made of a blend.
  • Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Silicone resin / stretched polyethylene terephthalate (Silicone resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is cured by drying after film or liquid coating)
  • the barrier layer 12 is a Q layer to prevent water vapor from particularly entering the inside of the battery from the outside.
  • Metals such as aluminum and nickel with a thickness of 15 zm or more, or inorganic compounds such as silicon oxide to stabilize holes and processability (patching, embossing formability) and to provide pinhole resistance
  • a film on which alumina or the like is vapor-deposited may be mentioned, but the aluminum layer is preferably aluminum having a thickness of 20 to 80 zm.
  • the inventors of the present invention made the material of aluminum used as the barrier layer However, by setting the iron content to 0.3 to 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight, the ductility of aluminum is lower than that of aluminum not containing iron. It has been found that the occurrence of pinholes due to bending as a laminate is reduced, and that the side walls can be easily formed when the embossed type exterior body is molded.
  • the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of generation of bin holes and improvement of embossability are not recognized, and the iron content of the aluminum exceeds 9.0% by weight. In such a case, the flexibility as aluminum is impaired, and the bag-making properties of the laminate deteriorate.
  • the aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, stiffness, and hardness under the conditions of annealing (so-called annealing treatment), but the aluminum used in the present invention is hardened without annealing. Preference is given to softened aluminum, which has been slightly or completely annealed, rather than treated. '
  • the flexibility, stiffness, and degree of hardness of the aluminum ie, the annealing conditions, may be appropriately selected according to the workability (patching, embossing). For example, in order to prevent wrinkles and pinholes during embossing, it is desirable to use annealed soft aluminum according to the degree of forming.
  • the present inventors have been able to obtain a laminate that is satisfactory as the packaging material by performing a chemical conversion treatment, for example, as a protective layer on the front and back surfaces of aluminum that is the barrier layer 12 of the battery packaging material.
  • the chemical conversion treatment specifically includes phosphate,
  • an acid-resistant film such as oxalate, fluoride, and triazinethiol compound, among the above-mentioned acid-resistant film-forming substances, phenol resin, chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid are used. Phosphate chromium treatment using the composition is preferred.
  • a chemical conversion treatment agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the formation of the acid-resistant film prevents delamination between the aluminum and the base layer during the embossing process, and the hydrogen fluoride generated by the reaction between the battery's electrolyte and water causes Prevents dissolution and corrosion, especially the dissolution and corrosion of aluminum oxide present on the aluminum surface, and improves the adhesiveness (wetability) of the aluminum surface.
  • Base material layer during embossing and heat sealing 1 The effect of preventing delamination between 1 and aluminum 12 and the effect of preventing delamination on the inner surface of aluminum due to hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolyte and water were obtained.
  • a chemical conversion treatment was performed on the aluminum surface using various substances, and the effect was studied.
  • phenol resin, chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid were three components.
  • the phosphoric acid chromate treatment using the one composed of was good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the aluminum chemical conversion treatment may be performed on one side only on the heat sealing layer side or on both sides on the base material layer side and the heat sealing layer side when the exterior body is a patch type.
  • the external body of the battery is an embossed type, it is possible to prevent delamination between the aluminum and the base material layer during embossing by performing a chemical conversion treatment on both sides of the aluminum. it can.
  • the sealant layer in the battery packaging material of the present invention is a multilayer formed by combining a low-flow PP and a high-flow PP, and the innermost layer is a high-flow PP.
  • the total thickness of the sealant layer is preferably 20 to 200 / m.
  • the adhesion between the chemical conversion treatment layer provided on the barrier layer and the sealant layer may be, for example, an electrolytic solution and water in a lithium ion battery or the like. In order to prevent delamination due to hydrofluoric acid or the like generated by the above reaction, it is desirable to perform the following lamination and adhesion stabilization treatment.
  • the inventors of the present invention have conducted intensive studies on a lamination method showing stable adhesive strength.
  • the chemical conversion treatment layer was coated with an emulsion of acid-modified polyolefin onto the chemical conversion treatment layer and dried and baked. After that (13 h), it was confirmed that a predetermined adhesive strength was obtained also by laminating a film to be a sealant layer by a heat lamination method.
  • the base layer 11 and one side of the barrier layer 12 are dry-laminated, and as shown in FIGS. 2B (a), 2B (b) and 2B (e), the barrier layer 1 2 After extruding the acid-modified polyolefin 13e on the other surface (chemical conversion treatment layer) and sandwich-laminating the sealant layer 14 to form a laminate, or the acid-modified polyolefin resin 13 and the sealant layer After co-extrusion to form a laminate, the resulting laminate is heated to a condition at which the acid-modified polyolefin resin 13 e has a softening point or higher, thereby forming a laminate having a predetermined adhesive strength.
  • the barrier layer 1 2 After extruding the acid-modified polyolefin 13e on the other surface (chemical conversion treatment layer) and sandwich-laminating the sealant layer 14 to form a laminate, or the acid-modified polyolefin resin 13 and the sealant layer After co-extrusion to form a laminate, the
  • the heating method include a hot roll contact method, a hot air method, a near or far-infrared ray method, and the like. In the present invention, any heating method may be used. What is necessary is to be able to heat above the softening point temperature.
  • the above-mentioned layers in the laminate forming the outer package are appropriately provided with a film forming property, a laminating process, and a secondary process for the final product (patching, embossing).
  • a film forming property e.g., a laminating property
  • a secondary process for the final product e.g., embossing
  • surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
  • the packaging material forming the battery exterior body into which the battery main body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer, an adhesive layer, aluminum, and a chemical compound.
  • a laminate comprising a treatment layer, an adhesive resin layer, and a polypropylene resin sealant layer, wherein the adhesive resin layer is formed from a resin having a melt index of 5 to 20 g / 10 minutes.
  • the invention according to claim 15 is characterized in that the adhesive resin layer according to claim 14 is made of a polypropylene resin.
  • the invention described in claim 16 is characterized in that the adhesive resin layer described in claim 14 or 15 is made of acid-modified polypropylene.
  • claim 1 4 low density polypropylene adhesive resin layer is an acid-modified Poryechiren resins described, the copolymerization of density 9 0 0 k gZm 3 of the low crystalline ethylene-butene and propylene It is characterized by comprising a resin to which at least one of a coalesced, amorphous ethylene-propylene copolymer, a propylene-olefin copolymer, and a rubber component is added.
  • the invention described in claim 18 is characterized in that the adhesive resin layer described in claim 14 is formed from a resin prepared by blending at least two types of polypropylene resins having different melt indexes. .
  • the invention described in claim 19 is characterized in that at least one of at least two of the propylene-based resins forming the adhesive resin layer described in claim 18 is an acid-modified polypropylene resin. is there.
  • the invention according to claim 20 is characterized in that the laminate comprises at least a base material layer, an adhesive layer, a chemical conversion treatment layer (1) aluminum, a chemical conversion treatment layer (2), a bonding resin layer, and a polypropylene resin-based resin.
  • the invention described in claim 21 comprises a battery whose main body is housed and sealed in an outer package formed of the battery packaging material described in any one of claims 14 to 20. 2.
  • the battery packaging material of the present invention comprises at least a base material layer, an adhesive layer, aluminum, a chemical conversion treatment layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer having an acid-modified polyolefin layer as a polypropylene resin-based sealant layer.
  • At least the resin forming the adhesive resin layer has a melt index in the range of 5 to 20 g / 10 minutes in the battery exterior, so that the insulation between the lead wire and the barrier layer is maintained and the root is cut off. This has the effect of preventing the occurrence of cracks.
  • FIG. 3A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a cross-sectional view showing an example of a layer configuration of the battery packaging material, and (b) another example of a layer configuration of the battery packaging material.
  • FIG. 3B is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a battery packaging material showing a layer structure, a cross-sectional view showing a positional relationship of lead wires, and (b) a heat generation at a lead wire portion.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which a lead wire and an exterior body are in contact with each other before sealing
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view of a lead wire portion after heat sealing.
  • FIG. 3C is a perspective view for explaining a patch type exterior body of the battery.
  • FIG. 3D is a perspective view illustrating an embossed type exterior body of the battery.
  • FIG. 3E is a perspective view, (b) an embossed external body, (c) a cross-sectional view of XI-XI section, and (d) an enlarged view of a section illustrating the embossing type molding.
  • FIG. 3F is a view for explaining a method of attaching a lead wire film in bonding a battery packaging material and a lead wire.
  • the outer package of the battery is required to have the performance to maintain the performance of the battery main body for a long time.
  • the packaging material 10 ′ forming the outer package is composed of the base material layer 11 ,, A noria layer 12, a sealant layer 14 ', etc. are laminated by various lamination methods.
  • the sealant layer of the laminate constituting the battery outer package hereinafter referred to as “exterior package” is made of polyolefin resin or the like, the battery body is housed in the outer package, and when the peripheral edge is sealed and sealed, the lead is required.
  • the heat and pressure for heat sealing melt both the sealant layer 14 and the lead film 6 ′ of the outer package as shown in FIG. 3G (b), and In some cases, the barrier layer 12 'of the outer package 10' and the lead wire 4 made of metal were in contact with each other and short-circuited.
  • the packaging material to be laminated is composed of at least a base material layer 11, an adhesive layer 16, a methanol layer 12, a chemical conversion layer 15, an adhesive resin layer 13, and a sealant layer 14. As shown in FIG.
  • the resin forming the adhesive resin layer of the battery packaging material in the present invention (hereinafter, the adhesive resin is a resin for laminating the barrier layer and the sealant layer, and ensures the adhesion to the respective layers described above. It is a resin that shows the necessary lamination strength and has a melt index in the range of 5 to 20 g / 10 minutes.
  • the melt index (hereinafter, Ml) is measured by JISK7210.
  • the resin used when the adhesive resin layer is formed into a single resin layer includes acid-modified polyolefins such as acid-modified polyethylene and acid-modified polypropylene, and gold.
  • acid-modified polyolefins such as acid-modified polyethylene and acid-modified polypropylene, and gold.
  • the adhesive resin layer is formed as a resin with a melt index (Ml) exceeding 20 g / 10 minutes to form a battery packaging material, a short circuit will occur in the lead wire during heat sealing during battery packaging. Root breakage may occur near the seal.
  • Ml melt index
  • the adhesive resin layer has a small melt index (hereinafter, Ml) of 0.3 to 3 g / 10 minutes, the polypropylene resin has a problem that the film forming speed of the sandwich laminate or the co-extrusion laminate is reduced, Nonuniformity causes uneven thickness.
  • acid-modified polypropylene with a large melt index was used as the adhesive resin.
  • Root breaks C occur in the area near the resin pool t that is formed, and the electrolyte penetrates from the root breaks C and makes direct contact with the barrier layer 12, thereby providing insulation between the metal of the lead wire 4 and the barrier layer.
  • the battery life is shortened by the formation of a through-hole due to corrosion in the nori layer 12 and the formation of a metal ion reactant called an electrolyte called dendrite. It made it there is.
  • the adhesive resin layer 13 and the sealant layer 14 (together, the heat-sealing layer Mx) in the heat-sealed portion tend to crystallize, whereas the root-cut C is unsealed. This is probably because the part remains in an amorphous state and the resin at the boundary is in an unstable state where root cleaving is likely to occur.
  • the adhesive resin layer in the battery packaging material of the present invention has a melt index of 5 to 20 g / 10 minutes, but the adhesive resin layer may not be a single resin composition.
  • film formability good LDPE acid modified polypropylene with a large Ml, the copolymer having a density of 90 Okg / m 3 or lower crystallinity of ethylene and heptene and propylene, the amorphous ethylene and propylene co A polymer, a propylene monoolefin copolymer, a rubber component such as butadiene and the like are added, and an apparent melt index described later is added.
  • the weight may be 5-20 g / 10 minutes.
  • composition of the adhesive resin layer in the battery packaging material of the present invention two or more similar resins having different MI, for example, a polypropylene resin may be blended.
  • at least one of the polypropylene-based resins is made of an acid-modified polypropylene to secure the adhesive strength to the polypropylene-based sealant.
  • the polypropylene in the polypropylene-based resin homo-type polypropylene, random-type polypropylene, block-type polypropylene, and Yuichi Polymer resin which is a copolymer of propylene, ethylene and butene can be used.
  • the term “acid modification” indicates that an unsaturated carboxylic acid has been graft-polymerized.
  • the apparent MIF of the blended resin be in the range of 5 to 20 g / 10 minutes.
  • the measuring method of Ml can be distinguished according to JIS SK7210.
  • the melt index of the resin forming the adhesive resin layer As described above, by setting the melt index of the resin forming the adhesive resin layer to a range of 5 to 20 g / 10 minutes, for example, a resin having a melt index of 22 to 30 can be used as the adhesive resin. As a result, the flow of the heat sealing resin can be reduced, and the thickness of the adhesive resin layer after the heat sealing can be maintained together with the sealant layer.
  • the adhesive resin layer 13 The sealant layer 14 remains in the form of a film, and maintains insulation.
  • a lead wire film 6 is interposed between the laminate 10 of the outer package and the lead wire 4.
  • the adhesive resin layer 13 and the sealant layer 14 remain in a film state between the barrier layer 12 and the lead wire 4 even after the lead film 6 is melted after the heat sealing, thereby maintaining the insulating property. be able to. As a result, a short S between the barrier layer 12 and the lead wire 4 can be prevented. Further, it is possible to prevent the resin pool t generated near the inner edge of the seal portion and the root cut C generated at the end of the resin pool t.
  • the adhesive resin layer in the heat-sealing layer Mx can be sealed even under the same heat sealing conditions as described above. 13 is thin Therefore, there is an effect that the root breakage C does not occur.
  • the battery packaging material forms an outer package for wrapping the battery body.
  • the type of the package as shown in FIG. 3 and the type shown in FIG. 3D (a), FIG. 3D (b) or FIG.
  • the embossed type may have a concave part on one side as shown in Fig.3D (a), or a concave part on both sides as shown in Fig.
  • the four sides may be heat sealed.
  • concave parts are formed on both sides of the fold as shown in Fig. 3D (c), and the battery is housed and the three sides are heat-sealed.
  • the battery packaging material is an embossed type, as shown in FIGS. 3E (a) to 3E (d)
  • the laminated packaging material 10 is press-formed to form the concave portion 7.
  • the battery packaging material of the present invention comprises at least a base material layer 11, an adhesive layer 16, aluminum 12, a chemical conversion layer 15, an adhesive layer 13d, and a multilayer sealant layer 14.
  • the laminate is composed of a base material layer 11, an adhesive layer 16, and a chemical conversion treatment layer 15. It is preferable to use (1), aluminum 12, a chemical conversion layer 15 (2), an adhesive layer 13d, and a multilayer sealant layer 14.
  • the chemical treatment layer provided on the barrier layer and the sealant layer are bonded by a sandwich lamination method or a co-extrusion lamination method using an adhesive resin layer.
  • the chemical treatment layer provided on the barrier layer and the sealant layer are bonded by a sandwich lamination method or a co-extrusion lamination method using an adhesive resin layer.
  • the substrate layer 11 and one surface of the barrier layer 12 are dry-laminated 16 and the other surface of the phosphor layer 12 (chemical conversion layer 15) is acid-modified polyolefin. 13 is extruded and the sealant layer 14 is sandwich-laminated, or the acid-modified polyolefin resin 13 and the sealant layer 14 are co-extruded to form a laminate. Softening of resin 13 By heating under seasonal conditions above the point, a laminate having a predetermined adhesive strength can be obtained.
  • the chemical conversion treatment layer 15 on the surface of the barrier layer 12 may be provided on both surfaces of the barrier layer 12.
  • the heating method include a hot roll contact method, a hot air method, and near or far infrared rays. In the present invention, any heating method may be used. It suffices if the material can be heated above the softening point.
  • the bonding may be performed by heating to a condition in which the surface temperature of the sealant layer side of the aluminum 12 reaches the softening point of the acid-modified polypropylene resin during the sandwich lamination or the co-extrusion lamination. A laminate having a stable strength can be obtained.
  • the battery lead wire is made of an elongated plate-shaped or rod-shaped metal, and the plate-shaped lead wire has a thickness of about 50 to 2000 / m and a width of about 2.5 to 20 mm.
  • the material is ALM, Cu (including Ni plating), Ni, and the like.
  • the sealant layer of the battery packaging material of the present invention does not have thermal adhesion to metal, as shown in FIG.3B (d) or FIG.
  • the method of interposing the lead wire film is to put the lead wire film 6 above and below the sealing portion of the lead wire 4 of the battery body 2. Then, it is inserted into the exterior body 5 (actually fixed with a temporary seal) and heat-sealed while holding the lead wire portion, thereby sealing.
  • the lead wire film 6 is inserted into the lead wire 4 at a predetermined position as shown in FIG. C
  • the lead film 6 may be, for example, an acid-modified polypropylene (unsaturated rubonic acid-grafted random propylene), a metal cross-linked polyethylene, or a copolymer of ethylene and an acrylic acid or methacrylic acid derivative.
  • a united product, a copolymer of ethylene and vinyl acetate, a blend, or the like can be used.
  • the layer thickness of the lead wire film 6 may be at least 1/3 of the thickness of the lead wire 4 to be used. For example, if the lead wire 4 has a thickness of 100 / m, 6018
  • the total thickness of the Illum 6 should be approximately 30 m or more.
  • the battery packaging material forms an outer package for wrapping the battery main body.
  • a package type as shown in FIG. 3C a package type as shown in FIG. 3C, and FIG. 3D (a) and FIG. Or there is an embossed type as shown in Fig. 3D (c).
  • the bouch type includes a bag type such as a three-sided seal, a four-sided seal, and a pillow eve, and FIG. 3C shows the pillow type as an example.
  • the embossed type may have a concave part on one side as shown in Fig.3D (a), or a concave part on both sides as shown in Fig.
  • the four sides may be heat sealed.
  • concave parts are formed on both sides of the fold as shown in Fig. 3D (c), and the battery is housed and the three sides are heat-sealed.
  • the battery packaging material is an embossed type, as shown in FIGS. 3E (a) to 3E (d)
  • the laminated packaging material 10 is press-formed to form the concave portion 7.
  • the base material layer 11 in the exterior body is made of a stretched polyester or nylon film.
  • polyester resin polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthenate, polybutylene naphthalate, Copolymer polyester, polycarbonate and the like can be mentioned.
  • nylon include polyamide resins, that is, nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, and polymethaxylylene adipamide (MXD6). And the like.
  • the base material layer 11 When used as a battery, the base material layer 11 is a portion that is in direct contact with the hardware, and therefore, is preferably a resin layer having an insulating property. Considering the presence of pinholes in the film alone and the occurrence of pinholes during processing, the base material layer must have a thickness of at least 6 m, and the preferred thickness is 12 to 30 // m .
  • the base layer 11 can be laminated to improve the pinhole resistance and the insulation when the battery is used as an outer package.
  • the base material layer When the base material layer is formed into a laminate, the base material layer includes at least one resin layer of two or more layers, and each layer has a thickness of 6 zm or more, preferably 12 to 30 / m.
  • Stack the base layer Examples of stratification include the following 1) to 8).
  • the suitability of packaging materials for transport is superior to the suitability of packaging materials for transport (stability of transportation in packaging and processing machines), surface protection (heat resistance and electrolyte resistance), and embossing of battery outer packaging as secondary processing.
  • the base material layer is multi-layered. It is preferable to provide a fluorine-based resin layer, an acrylic-based resin layer, a silicone-based resin layer, a polyester-based resin layer, or a resin layer made of these blended materials on the surface.
  • Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Silicone resin / stretched polyethylene terephthalate (Silicone resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is cured by drying after film or liquid coating)
  • This layer is for preventing the infiltration of water, and has a thickness of 15 mm to stabilize the pinholes of the barrier layer and the workability (patching, enbossability), and to provide pinhole resistance.
  • the above-mentioned metals such as aluminum and nickel, or a film on which an inorganic compound, for example, silicon oxide, alumina or the like is vapor-deposited, may be used.
  • the barrier layer is preferably aluminum having a thickness of 20 to 80 zm.
  • the present inventors made use of aluminum used as a barrier layer. Is made of a material with an iron content of 0.3 By setting the content to about 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight, the aluminum has good ductility as compared with aluminum not containing iron, and is formed by bending as a laminate. It has been found that the occurrence of pinholes is reduced, and that the sidewall can be easily formed when the embossed type exterior body is molded.
  • the iron content is less than 0.3% by weight, effects such as prevention of pinhole generation and improvement of embossability are not recognized, and the iron content of the aluminum is reduced to 9.0% by weight. If the amount exceeds the above range, the flexibility as aluminum is impaired, and the bag-making properties of the laminate deteriorate.
  • the aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, stiffness, and hardness under the conditions of annealing (so-called annealing treatment), but the aluminum used in the present invention is hardened without annealing. Preference is given to softened aluminum, which has been slightly or completely annealed, rather than treated.
  • the flexibility of aluminum, the degree of rigidity, and the degree of hardness, that is, the annealing conditions, may be appropriately selected according to the workability (patching, embossing). For example, in order to prevent wrinkles and pinholes during embossing, it is desirable to use annealed soft aluminum according to the degree of forming.
  • the present inventors have succeeded in forming a laminate that is satisfactory as the packaging material by subjecting the front and back surfaces of aluminum, which is the barrier layer 12 of the battery packaging material, to a chemical conversion treatment.
  • the chemical conversion treatment specifically includes forming an acid-resistant film such as a phosphate, a chromate, a fluoride, a triazine thiol compound, and the like. Phosphoric acid chromate treatment using a compound composed of chromium (3) compound and phosphoric acid is good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the formation of the acid-resistant film prevents the delamination between the aluminum and the base material layer during embossing, and dissolves the aluminum surface by hydrogen fluoride generated by the reaction between the battery electrolyte and moisture. Prevents corrosion, especially the aluminum oxide present on the aluminum surface, from dissolving and corroding, and improving the adhesiveness (wetting) of the aluminum surface.
  • the base layer during embossing and heat sealing 11 With aluminum 12 The effect of preventing lamination and the effect of hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolyte and water were obtained to prevent delamination on the inner side of the aluminum.
  • a chemical conversion treatment was performed on the aluminum surface using various substances, and the effect was studied.As a result, among the above-mentioned acid-resistant film-forming substances, it was composed of three components: phenol resin, chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid. The phosphoric acid chromate treatment using the treated product was good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the aluminum chemical conversion treatment may be performed on one side of only the sealant layer side or on both sides of the base material layer side and the sealant layer side.
  • the battery exterior body is an embossed type
  • delamination between aluminum and the base layer during embossing can be prevented by performing a chemical conversion treatment on both sides of aluminum.
  • the adhesive resin layer 13 is a glue that is melt-extruded when the barrier layer 12 and the sealant layer 14 are bonded to each other by a sandwich lamination method or a co-extrusion lamination method.
  • Ml is in the range of 5 to 20.
  • a polyethylene resin, a polypropylene resin, or the like can be used for the sealant layer in the battery packaging material of the present invention.
  • the polypropylene resin homo-type polypropylene, random-type polypropylene, block-type polypropylene and the like can be used.
  • the sealant layer may have a multilayer structure of two or more layers, if necessary.
  • the total thickness of the sealant layer is suitably from 20 ⁇ m to 200 zm.
  • the packaging material forming the battery exterior body into which the battery main body is inserted and the peripheral portion is sealed by heat sealing is at least a base material layer, an adhesive layer 1, and a barrier.
  • Laminate consisting of a layer, an adhesive layer 2 and a sealant layer, wherein the sealant layer is at least one resin layer containing a low-density polyethylene of low-density polyethylene. It is made of a battery packaging material characterized by being laminated.
  • the invention described in claim 23 is characterized in that the sealant layer described in claim 22 is formed from a meta-open-chain linear low-density polyethylene resin.
  • the invention described in claim 24 is characterized in that the sealant layer described in claim 21 is formed of a polyethylene resin containing 10% or more of a meta-open-chain linear low-density polyethylene resin. It is a sign.
  • the invention described in claim 25 is characterized in that the sealant layer described in claim 22 has a multilayer structure including at least a layer made of a meta-opening linear low-density polyethylene resin.
  • the invention according to claim 26 has a multilayer structure in which the sealant layer according to claim 21 includes a polyethylene-based resin layer containing 10% or more of a meta-mouth-based linear low-density polyethylene resin. It is characterized by this.
  • the invention described in claim 27 is characterized in that the adhesive layer 2 described in claim 22 is formed by a dry lamination method.
  • the invention described in claim 28 is characterized in that the adhesive layer 2 described in claim 22 is a coating baking layer of an acid-modified polyolefin.
  • the invention described in claim 29 is characterized in that the adhesive layer 2 described in claim 22 is an extruded layer of an acid-modified polyolefin.
  • the battery packaging material of the present invention comprises at least a base material layer, an adhesive layer, a chemical conversion layer 1, an aluminum coating, a chemical conversion layer 2, an adhesive layer, and a sealant layer.
  • a sealant layer containing a metallocene linear low-density polyethylene (hereinafter, metallocene LLDPE) resin By forming a sealant layer containing a metallocene linear low-density polyethylene (hereinafter, metallocene LLDPE) resin, stable enbossability and sealability can be obtained.
  • metallocene LLDPE metallocene linear low-density polyethylene
  • FIG. 4A is a view for explaining the battery packaging material of the present invention, in which (a) a cross-sectional view showing an example of a laminate, and (b) another laminate. It is sectional drawing which shows Example of (a).
  • FIG. 4B is a view for explaining the structure of the sealant layer, in which (a) a sectional view of a single-layer sealant, (b) a sectional view of a two-layer sealant, and (c) a sectional view of a three-layer sealant.
  • FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view showing the battery packaging material of the present invention by lamination method.
  • FIG. 4D is a perspective view illustrating a battery-bouch-type exterior body.
  • FIG. 4E is a perspective view illustrating an embossed type exterior body of the battery.
  • Fig. 4F illustrates the embossing type molding, (a) perspective view, (b) embossed exterior body, (c) cross-sectional view of X2-X2 part, and (d) enlarged view of Y1 part. It is.
  • a laminate composed of at least a base material layer, a barrier layer, and a sealant layer is used. Then, it has been confirmed that the adhesive strength between the respective layers has an influence on the properties required for the outer package of the battery. For example, if the adhesive strength between the barrier layer and the sealant layer is insufficient, it causes moisture to enter from the outside, and the fluoride generated by the reaction between the electrolyte in the components forming the battery and the moisture. Hydrochloric acid corrodes the aluminum surface and generates delamination between the barrier layer and the sealant layer. Further, when forming the embossed type exterior body, the laminated body is press-molded to form a concave portion. In this molding, delamination may occur between the base material layer and the barrier layer. .
  • the battery packaging material should have at least the base material layer 11, the adhesive layer 16, the aluminum 12, the chemical conversion layer 15, the adhesive layer 13, and the sealant layer 14
  • the laminate is composed of a base material layer 11, an adhesive layer 16, It is preferable to use layer 15 (1), aluminum 12, chemical conversion layer 15 (2), adhesive layer 13, and sealant layer 14.
  • the sealant layer may whiten or a slight crack may occur on its surface during embossing.
  • molding stability was poor, pinholes were formed, and molding wrinkles and cracks were sometimes generated.
  • the indispensable performance as a packaging material for batteries is the sealing property after filling and sealing the contents.
  • the sealing strength of the packaging material is low, it is necessary to allow sufficient time for sealing in the content filling seal line, which significantly impairs the cycle shortening and may lower production efficiency.
  • FIG.4A (a) a packaging material for forming a battery exterior body into which a battery body is inserted and a peripheral portion is sealed by heat sealing is, for example,
  • the base material layer 11, adhesive layer 16, barrier layer 12, chemical conversion layer 15, adhesive resin layer 13, and sealant layer 14 of the laminated body composed of the sealant layer 14 are used as a meta-open-type linear low-density polyethylene.
  • the inventors have found that the problem can be solved by laminating at least one or more resin layers containing the following, and have completed the present invention.
  • the above-mentioned meta-open-chain linear low-density polyethylene is a polyethylene polymerized using a meta-open-chain catalyst (single-site catalyst), and has a branched side chain compared to a general linear low-density polyethylene.
  • a meta-open-chain catalyst single-site catalyst
  • the sealant layer of the battery packaging material according to the present invention which has excellent properties such as high transparency, low melting point, and high impact resistance, will be described.
  • the resin layer containing the meta-open-chain linear low-density polyethylene is made of a meta-open-line linear low-density polyethylene resin (hereinafter, MLL).
  • a single layer S made of a polyethylene resin blended with at least 10% by weight or more of MLL is blended with at least 10% by weight or more of MLL.
  • the MLL is blended with a polyethylene resin, if the blend ratio of the MLL is less than 10% by weight, the effect of improving the moldability, which is the subject of the present invention, is not exhibited.
  • the sealant layer of the battery packaging material according to the present invention has two layers of a resin layer S3 composed of the MLL and a resin layer S2 composed of another MLL, or Alternatively, as shown in FIG. 4B (c), a three-layer configuration including a layer S1 made of another MLL may be used.
  • the resin layers S1 to S3 made of the MLL may be polyethylene-based resin layers in which the MLL is blended. However, the MLS is preferably used for the innermost layer S3.
  • the sealant layer 14 is composed of the MLL layer S3 or the blended resin layer S3 containing 10% by weight or more of the MLL resin and another layer.
  • the resin forming the other layers S1 and S2 may be a low-density polyethylene resin, a medium-density polyethylene resin, a high-density polyethylene resin, a polypropylene-based resin, or a mixture of these resins. Acid-modified polyolefin obtained by grafting a resin with an unsaturated carboxylic acid can be used.
  • the sealant layer 14 when the sealant layer 14 has a multilayer structure of an MLL layer or a blend resin layer containing 10% by weight or more of the MLL resin (hereinafter, MLL blend layer) and another layer, The thickness should be at least 15% of the total thickness of the sealant layer. If the thickness of the MLL layer or the MLL blend layer is less than 15% of the total thickness of the sealant layer, the effect of improving formability is not exhibited.
  • Examples of a method for laminating the barrier layer and the sealant layer when forming the laminate of the battery packaging material of the present invention include a dry lamination method, a sandwich lamination method, a co-extrusion lamination method, and a heat lamination method. Can be used.
  • the present inventors have conducted intensive studies on a laminating method showing a stable adhesive strength and found that at least a barrier layer 12 subjected to a chemical conversion treatment on a surface on which a sealant layer is to be laminated and a base material layer 11 were dry-laminated.
  • lamination 13 is performed by a dry lamination method, or as shown in FIG.
  • Emulsion of acid-modified polyethylene is applied to the chemical conversion treatment layer, dried and baked (13 h) .
  • a predetermined adhesive strength can also be obtained by laminating a meta-opened LLDPE film to be a sealant layer by a heat lamination method. I confirmed that
  • the base layer 11 and one side of the barrier layer 12 chemically converted on both sides are dry-laminated, and as shown in FIG. 4C (c), the acid-modified polyethylene 13 es And then extrude the sealant layer 14 into a sandwich, or, as shown in FIG. 4C (d), co-extrude an acid-modified polyethylene resin 13 ec and a meta-opening LLDPE resin to form the sealant layer 14.
  • a laminate having a predetermined adhesive strength could be obtained.
  • the heating method include a hot roll contact method, a hot air method, and a near or far infrared ray.
  • any heating method may be used.
  • sandwich lamination or co-extrusion lamination A laminate having stable adhesive strength can also be obtained by laminating aluminum 12 by heating it to a condition where the surface temperature of the sealant layer side of aluminum 12 reaches the softening point of acid-modified polyolefin resin 13e. And could be. It is also possible to use a polyethylene resin as the adhesive resin, but in this case, it is effective to laminate the extruded polyethylene molten resin film while performing ozone treatment on the aluminum-side laminate surface.
  • the base layer 11 and one side of the barrier layer 12 chemically converted on both sides are dry-laminated, and as shown in FIG. Only the polyethylene 13 es is extruded into an intermediate laminate, and the intermediate laminate is heated to a temperature at which the acid-modified polyethylene resin has a softening point or higher, and then a meta-mouth LLDPE resin to be a sealant layer 14 is extruded.
  • the above two extrusions may be performed in-line using a tandem machine, or may be performed using a general extruder if it is off-line.
  • Heating may be performed after extruding the melamine-type LLDP E resin, but it is better to perform the heating after extruding the acid-modified polyethylene 13 es as described above (before extruding the meta-meth-type LLDPE resin). Since the slip property of the sealant layer 14 of the laminate is not impaired, the formability in the embossing process is further improved.
  • the laminating method can prevent delamination between the barrier layer and the sealant layer (or the adhesive resin layer).
  • a resin composition containing a meta-opening LLDPE wrinkles and pinholes can be prevented in the embossing step.
  • the use of the above sealant can provide a stronger sealing strength than ordinary LLDPE, it is extremely remarkable in improving molding quality and productivity, such as improving sealing performance and shortening the cycle in the filling and sealing process. It has a great effect.
  • the battery wrapping material forms an outer package for wrapping the battery body.
  • a bouch type as shown in FIG.4D, and FIG.4E (a), FIG.4E (b) or There is an embossed type as shown in Fig. 4E (c).
  • the bouch type includes a bag type such as a three-sided seal, a four-sided seal, and a pillow type.
  • Figure 4D illustrates Piro overnight.
  • the embossed type may have a concave part on one side as shown in Fig. 4E (a), or a concave part on both sides as shown in Fig.
  • the four sides may be heat sealed.
  • concave parts are formed on both sides of the folded part as shown in Fig. 4E (c), and the battery is housed and the three sides are heat-sealed.
  • the battery packaging material is an embossed type, as shown in FIGS. 4F (a) to 4F (d)
  • the laminated packaging material 10 is press-molded to form the concave portions 7.
  • the base material layer 11 in the outer package is made of a stretched polyester or nylon film.
  • polyester resin polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthenate, polybutylene naphthalate, Polymerized polyester, polycarbonate and the like can be mentioned.
  • nylon include polyamide resin ⁇ , that is, nylon 6, nylon 6, 6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6, 6, nylon 6, 10, polymethaxylylene adipamide (MXD 6), and the like.
  • MXD 6 polymethaxylylene adipamide
  • the base material layer i1 When the base material layer i1 is used as a battery, it is a portion that is in direct contact with hardware, and therefore, a resin layer having an insulating property is basically preferable. Considering the existence of pinholes in the film alone and the occurrence of pinholes during processing, the base material layer must have a thickness of 6 / m or more, and the preferred thickness is 12 to 3 O / zm. is there.
  • the base layer 11 can be laminated to improve the pinhole resistance and the insulation when the battery is used as an outer package.
  • the base material layer When the base material layer is formed into a laminate, the base material layer includes at least one resin layer of two or more layers, and each layer has a thickness of 6 ⁇ m or more, preferably 12 to 30 / m.
  • Examples of laminating the substrate layer include the following 1) to 8).
  • the base material layer is multi-layered, and the surface of the base material layer is made of fluororesin. It is preferable to provide a layer, an acrylic resin layer, a silicone resin layer, a polyester resin layer, or a resin layer made of a blend thereof.
  • Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is formed by drying after film or liquid coating)
  • Silicone tree ⁇ -gear / stretched polyethylene terephthalate (silicone tree S-gum is formed by drying after film or liquid coating)
  • Acrylic resin ⁇ stretched nylon (Acrylic resin is cured by drying after film or liquid coating)
  • the barrier layer 12 is exposed to water vapor from the outside, especially inside the battery.
  • a metal such as aluminum or nickel, or a film on which an inorganic compound such as silicon oxide or alumina is vapor-deposited may also be used.
  • the barrier layer is preferably aluminum having a thickness of 20 to 80 / m.
  • the inventors of the present invention made the material of aluminum used as the barrier layer
  • the iron content to 0.3 to 9.0% by weight, preferably 0.7 to 2.0% by weight
  • the ductility of aluminum is lower than that of aluminum not containing iron. It has been found that the occurrence of pinholes due to bending as a laminate is reduced, and that the side walls can be easily formed when forming the embossed type exterior body.
  • the iron content is less than 0.3% by weight, the formation of pinholes is prevented and the embossability is improved. If no good effect is observed, and the iron content of the aluminum exceeds 9.0% by weight, the flexibility as aluminum is impaired and the bag-making properties as a laminate deteriorate.
  • the aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, stiffness, and hardness under the conditions of annealing (so-called annealing treatment), but the aluminum used in the present invention is hardened without annealing. Preference is given to softened aluminum, which has been slightly or completely annealed, rather than treated.
  • the present inventors have succeeded in forming a laminate that is satisfactory as the packaging material by subjecting the front and back surfaces of aluminum, which is the barrier layer 12 of the battery packaging material, to a chemical conversion treatment.
  • the chemical conversion treatment specifically includes forming an acid-resistant film such as a phosphate, a chromate, a fluoride, a triazine thiol compound, and the like. Phosphoric acid chromate treatment using a compound composed of chromium (3) compound and phosphoric acid is good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • the formation of the acid-resistant film prevents delamination between the aluminum and the base layer during the embossing process, and the surface of the aluminum surface is formed by hydrogen fluoride generated by the reaction between the battery electrolyte and moisture. Prevents dissolution and corrosion, especially the aluminum oxide present on the aluminum surface from dissolving and corroding, and improves the adhesiveness (wetting) of the aluminum surface.
  • the substrate layer during embossing and heat sealing An effect of preventing delamination between 11 and aluminum 12 and an effect of preventing delamination on the inner side of the aluminum film by hydrogen fluoride generated by a reaction between the electrolyte and water were obtained.
  • a chemical conversion treatment was performed on the aluminum surface using various substances, and the effect was studied.As a result, among the above-mentioned acid-resistant film-forming substances, it was composed of three components: phenol resin, chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid. The phosphoric acid chromate treatment using the treated product was good.
  • a chemical conversion treating agent containing a metal such as molybdenum, titanium, zircon, or a metal salt in a resin component containing at least a phenol resin was good.
  • Aluminum chemical conversion treatment is only for the sealant layer side when the exterior body is a bouch type On either side or on both sides of the substrate layer side and the sealant layer side.
  • the battery exterior body is an embossed type
  • delamination between aluminum and the base layer during embossing can be prevented by performing a chemical conversion treatment on both sides of aluminum.
  • an acid-modified polyethylene as an adhesive resin when the barrier layer and the sealant layer are laminated by a sandwich lamination method or a co-extrusion lamination method.
  • the acid-modified polyethylene is a polyethylene obtained by graft-polymerizing an unsaturated carboxylic acid, and shows good adhesiveness to both the surface of the chemical conversion treatment layer of the barrier layer and the resin of the laminate surface of the sealant layer.
  • the sealant layer in the battery packaging material of the present invention is, as described above, a single layer made of a meta-mouthed PE resin, or a single layer made of a resin blended with a meta-mouthed PE, or at least A multilayer structure including a single layer is adopted.
  • each of the above-mentioned layers forming the exterior body is appropriately provided with a film-forming property, a laminating process, and a secondary product (patching, embossing) suitable for the purpose of improving and stabilizing the suitability.
  • Surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, and ozone treatment may be performed.
  • the battery packaging material according to the first aspect of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
  • Example A The common conditions for Comparative Example A are as follows.
  • the patch-type exterior body has a width of 30 mm and a length of 50 mm (both inside dimensions), and in the case of an embossed-type exterior body, The single-sided embossed type was also used, and the formability of the recess (cavity) of the mold was set to 30 mm x 50 mm and the depth was 3.5 mm, and the formability was evaluated.
  • Example A When the chemical conversion treatment is applied to the barrier layer of the exterior body, in both Example A and Comparative Example A, an aqueous solution composed of a phenol resin, a chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid is applied by a roll coating method as a treatment liquid. Then, baking was performed under conditions where the film temperature was 180 ° C or higher. The amount of chromium applied was 2 mg / m 2 (dry weight).
  • the lead wire had a thickness of 100 zm, a width of 6 mm, and a length of 25 mm.
  • an acid-modified polypropylene film of 30 zm was wound around a predetermined position of the lead wire of the battery main body, and then the battery main body was inserted into each outer package.
  • the heat sealing conditions were 190 ° C; IMP a, 3 sec.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 20 ⁇ m, a stretched polyester film (thickness 12 / m) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then a dry treatment is applied to the other surface of the aluminum.
  • the sealant layer was bonded by a lamination method.
  • a pillow type patch was formed as an exterior body using the obtained laminate.
  • the sealant layer consists of two layers of low-flow PP ⁇ 6> / high-flow PP (inner side) ⁇ 4>.
  • the PP of each layer is as follows.
  • the numerical value in ⁇ > indicates the layer thickness ratio of the co-extruded multilayer, and the same applies to Example A and Comparative Example A below.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 ⁇ m, and a stretched nylon film (25 ⁇ m thick) is laminated on one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the aluminum
  • the sealant layer was bonded by a dry lamination method.
  • a tray was formed by embossing using the obtained laminate.
  • An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer consists of two layers of low-flow PP ⁇ 9> / high-flow PP (inside) ⁇ 1>.
  • the PP of each is as follows.
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to prepare Sample A2.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 4 O zm, and a stretched nylon film (thickness 25 ⁇ m) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is The sealant layer was bonded by a dry lamination method.
  • a tray was formed by embossing using the obtained laminate.
  • An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer has three layers of high fluidity P P® ⁇ 1> / low fluidity P P ⁇ 8> / high fluidity P P (inside) 2 ⁇ 1>, and each PP is as follows.
  • the battery main body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to obtain Sample Example A3.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 4 O zm, and a stretched nylon film (thickness 25 zm) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then a dry coating is applied to the other surface of the chemical conversion treated aluminum.
  • Laminate by lamination method Layer A tray was formed by embossing using the obtained laminate. An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer consists of three layers of high fluidity P P® ⁇ 1> / low fluidity P P ⁇ 6> / high fluidity P P (inside) 2 ⁇ 3>.
  • the PP of each layer is as follows.
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to obtain Sample Example A4.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 2 O zm, a stretched polyester film (12 m thick) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then dry laminated to the other surface of the chemical conversion treated aluminum.
  • the sealant layer was bonded by the method.
  • a pyro-type patch was formed as an outer package using the obtained laminate.
  • the sealant layer consists of two layers of low-fluidity PP ⁇ 2> / high-fluidity PP (inside) ⁇ 8>, and the PP of each is as follows.
  • the battery body was inserted into the outer package, and sealed by heat sealing to obtain Sample Comparative Example A1.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 zm.
  • a stretched nylon film (thickness 25 zm) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then a dry coating is applied to the other surface of the chemical conversion treated aluminum.
  • the sealant layer was bonded by a lamination method.
  • a tray was formed by embossing using the obtained laminate.
  • An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer was a highly fluid PP single layer.
  • a stretched nylon film (thickness 25 / ⁇ 1) is laminated to one aluminum surface by dry lamination, and then to the other surface of aluminum by dry lamination.
  • the sealant layer was bonded.
  • a tray was formed by embossing using the obtained laminate.
  • An embossed type exterior body was obtained using the laminate that was not molded as a lid.
  • the sealant layer has high fluidity P ⁇ ⁇ 1> / low fluidity ⁇ ⁇ ⁇ 8> / high fluidity ⁇ ⁇
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to obtain Sample Comparative Example A3.
  • the heat-sealed portion of the lead wire section is cut and the cross-sectional photograph is used to confirm the short-circuit state between the lead wire section and the exterior body. If there is a short-circuit between the lead wire and the barrier layer of the exterior body, The contact was confirmed by T. Yuichi, and a cross-sectional photograph indicated that no film was seen between the lead wire and the barrier layer of the outer package was shortly before the short. Is the number of shorts.
  • Each sample forms an outer package with one side open, and an electrolyte is injected from the opening, and a barrier layer in the electrolytic solution and the outer package (exposing the barrier layer to the outer surface of the outer package and contacting the electrodes) ) And were confirmed by resistance values. If the resistance value is infinite ( ⁇ ), it is assumed that there is no crack due to root breakage.
  • Ethylene carbonate was made to be an electrolyte 1 ML iPF 6, Jechi Le carbonate, Jimechiruka one Boneto (1: 1: 1) mixture, 3 g. (3) Check for leakage and delamination
  • the heat-sealed product was stored at 80 ° C for 24 hours, and leakage of the content from the lead wire portion and delamination of the laminated body on the content side (hereinafter, “delamining”) were confirmed.
  • Ethylene carbonate was made to be an electrolyte 1 ML iPF 6, Jechi Luke one Boneto, Jimechiruka one Boneto mixture (1:: 1 1), 3g.
  • the thickness of the sealant layer (two layers) before heat-sealing is set to 100, and the thickness of the sealant layer between the upper and lower barrier layers after heat-sealing is the remaining thickness (residual rate) '.
  • Example A1 to Example A4 there was no short circuit, root breakage, or leakage of contents at the lead wire portion. There was no delamination of the laminate. The remaining thickness of the heat seal portion was as follows.
  • Comparative Example A2 a short circuit was observed, the insulating property was 0.1 ⁇ , and the presence of cracks was confirmed in the cross-sectional photograph. However, no delamination was observed.
  • the sealant layer of the battery packaging material of the present invention is composed of a low-fluidity polypropylene layer that is not easily crushed by heat and pressure by heat sealing and a high-fluidity polypropylene layer that is easily crushed.
  • the innermost layer is made of a high-fluidity polypropylene layer
  • the crosslinked sealant layer serves as an insulating layer when the battery body is housed in a patch or embossed portion of the outer package and the periphery is sealed by heat sealing.
  • sealant layer by bonding the sealant layer by a dry lamination method, it is possible to prevent corrosion of the aluminum surface due to hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolyte of the battery and moisture, thereby improving the content side layer with aluminum. Can be prevented from delamination.
  • Example B The common conditions for Comparative Example B are as follows.
  • the package type exterior body has a width of 3 Omm and a length of 5 Omm (both inside dimensions).
  • the single-sided embossed type was also used, and the shape of the concave part (cavity) of the mold was set to 3 O mm x 5 O mm and the depth was 3.5 mm, and the formability was evaluated.
  • Example B When chemical conversion treatment is applied to the barrier layer of the exterior body, the treatment is performed in both Example B and Comparative Example B.
  • An aqueous solution consisting of a phenol resin, a chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid was applied as a liquid by a roll coating method, and was baked under conditions where the film temperature was 180 ° C or higher.
  • the amount of chromium applied was 2 mg / m2 (dry weight).
  • the lead wire had a thickness of 100 / m, a width of 6 mm, and a length of 25 mm.
  • an acid-modified polypropylene film 30; izm was wound around a predetermined position of a lead wire of a battery main body, and then the battery main body was inserted into each outer package.
  • the heat sealing conditions were 190 ° C, 1 MPa, and 3 sec.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 20 zm, and a stretched polyester film (thickness 12 zm) is bonded to one side of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treatment aluminum is bonded to the adhesive resin.
  • a laminate obtained by heating the layer to a temperature higher than the softening point of the acid-modified polypropylene (hereinafter, referred to as PPa), extruding PPa, and laminating a multilayer film as a sealant layer by a sandwich lamination method. was used to form a pillow type bouch as an exterior body.
  • the sealant layer consists of two layers of low-fluidity PP ⁇ 6> / high-fluidity PP (inner side) ⁇ 4>.
  • the PP of each is as follows.
  • the numerical value in ⁇ > indicates the layer thickness ratio of the co-extruded multilayer. The same applies to Example B and Comparative Example B below.
  • the battery body was inserted into the outer package and sealed by heat sealing to obtain Sample Example B1.
  • the sealant layer consists of two layers of low-flow PP ⁇ 9> high-flow PP (inner side) and 1>, and the PP of each is as follows.
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to prepare Sample B2.
  • Chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 4 Om, and a stretched nylon film (thickness 25 zm) is bonded to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is acidified.
  • the sealant layer was bonded by a sandwich lamination method using the modified polypropylene as an adhesive resin.
  • the obtained laminate was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the acid-modified polypropylene, and a tray was formed by embossing using the laminate.
  • An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer has three layers of high fluidity P P ⁇ ⁇ 1> low fluidity ⁇ ⁇ ⁇ 8> / high fluidity ⁇ ⁇ (inner side) 2 ⁇ 1>, and each ⁇ is as follows.
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to prepare Sample Example B3.
  • the sealant layer has high fluidity P ⁇ ⁇ 1> / low fluidity: ⁇ ⁇ ⁇ 6> / high fluidity ⁇ ⁇ (inner side) 2 3 layers of ⁇ 3>, each of which is as follows .
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed by heat sealing to obtain Sample B4.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 zm, and a stretched nylon film (thickness 25 / m) is attached to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is acidified.
  • An emulsion solution of modified polypropylene was applied, dried and baked at a temperature of 180 ° C., and then a sealant layer was bonded to the surface of the baked layer by a thermal lamination method.
  • a tray was formed by embossing using the obtained laminate.
  • An embossed exterior body was obtained using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer consists of two layers of low-fluidity PP ⁇ 2> / high-fluidity PP (inside) ⁇ 8>, and the PP of each is as follows.
  • the battery body was inserted into the outer package, and sealed by heat sealing to obtain Sample Comparative Example B1.
  • the sealant layer was a high-fluidity PP single layer.
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed with a heat seal to obtain a sample comparative example B2.
  • a stretched nylon film (25 / m thickness) was laminated to one aluminum surface by dry lamination, and then acid-modified polypropylene was applied to the other surface of the aluminum.
  • a sealant layer was bonded by a coextrusion laminating method. After the obtained laminate was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the acid-modified polypropylene, a tray was formed by embossing using the laminate. An embossed exterior body was obtained by using the unmolded laminate as a lid.
  • the sealant layer is a single layer of high fluidity PP, 1 1 1 / / low fluidity PP 8> / high fluidity PP (inside) 2 3 layers of ⁇ 1>, each PP is as follows It is. High flowability P P1, Ml 10 g / 1 Omin, melting point 147 ° C
  • the battery body was placed inside the tray of the outer package, the lid was covered, and the periphery of the tray was sealed with a heat seal to obtain Sample Comparative Example B3.
  • Each sample forms an outer package with one side open, and an electrolyte is injected from the opening, and a barrier layer in the electrolytic solution and the outer package (exposing the barrier layer to the outer surface of the outer package and contacting the electrodes) ) And were confirmed by resistance values. If the resistance value is infinite ( ⁇ ), it is assumed that there is no crack due to root breakage.
  • Electrolyte 1 ML i PF6 a mixed solution of ethylene carbonate, methyl carbonate, and dimethyl carbonate (1: 1: 1), 3 g.
  • the heat-sealed product was stored at 80 ° C for 24 hours, and leakage of the content from the lead wire portion and delamination of the laminate on the content side (hereinafter referred to as delamination) were confirmed.
  • Electrolyte 1M LiPF6 a mixture of ethylene carbonate, diethyl carbonate, and dimethyl carbonate (1: 1: 1), 3 g.
  • the thickness of the sealant layer (two layers) before the heat seal was set to 100, and the thickness of the sealant layer between the upper and lower barrier layers after the heat seal was set to the remaining thickness (residual rate).
  • Example B1 to Example B4 there was no short circuit, root breakage, or leakage of contents at the lead wire portion. There was no delamination of the laminate. The remaining thickness of the heat seal portion was as follows.
  • Comparative Example B1 no short circuit or delamination was observed, but the insulating property was 0.1 0 ⁇ , and the presence of cracks was confirmed in the cross-sectional photograph. Comparison In Example B2, a short circuit was observed, the insulating property was 0.1 0 ⁇ , and the presence of cracks was confirmed in the cross-sectional photograph. However, no delamination was found. In Comparative Example No. 3, there was no short circuit, the insulation had an infinite resistance value ( ⁇ ), and no cracks were observed, but delamination occurred. The remaining thickness was as follows.
  • the packaging material for the battery packaging material according to the second aspect of the present invention which forms the battery exterior body into which the battery main body is inserted and whose peripheral portion is sealed by heat sealing, includes at least the base material layer and the adhesive.
  • Laminate comprising a layer, a barrier layer, an adhesive resin layer, and a sealant layer, wherein at least the sealant layer is crushed by a low-flow polypropylene layer that is not easily crushed by heat and pressure by a heat seal.
  • It consists of a high-flow polypropylene layer that is easy to use, and the innermost layer is made of a high-flow polypropylene layer, so that when the battery body is housed in a pouch or embossed part of the outer package and the periphery is sealed by heat sealing, it is low. Since it functions as a fluid polypropylene insulating layer, there is no danger of short-circuiting between the barrier layer of the exterior body and the lead wire. It was that there is no occurrence of roots out of Le vicinity.
  • the sealant layer is formed by sandwich lamination or co-extrusion lamination with an adhesive resin layer interposed, and heating during formation of the laminate or heating after formation of the laminate causes the electrolyte and water content of the battery to decrease.
  • the battery packaging material according to the third aspect of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
  • Example c and Comparative example c Composition of battery packaging material
  • the basic configuration of the patch type and emboss type is as follows, and the composition of the adhesive resin layer and the laminating method are as described for each condition of Example c and Comparative example C.
  • PET biaxially stretched polyester film, ON: biaxially stretched nylon film, ALM: aluminum, DL: dry laminate, ALM ⁇ aluminum]
  • the acid-modified polypropylene was an unsaturated carboxylic acid-grafted random propylene, and the sealant layer was a film or an extruded layer made of a random polypropylene resin.
  • the blending ratio described in Example C and Comparative Example C when the adhesive resin is a blend resin is parts by weight.
  • the chemical conversion treatment applied to the barrier layer of the exterior body was carried out by applying an aqueous solution comprising a phenol resin, a chromium fluoride (3) compound, and phosphoric acid by a roll coating method in both Example C and Comparative Example C. It was applied and baked under conditions where the film temperature was 180 ° C or higher. The applied amount of chromium is lmg / m 2 (dry weight).
  • the punch type was evaluated as a pillow type having a width of 30 mm and a length of 50 mm (both inside dimensions).
  • the embossed type was a single-sided embossed type, and the shape of the recess (cavity) of the mold was set to 3 Omm x 50 mm and the depth was 3.5 mm, and press-molding was evaluated.
  • an embossed laminate that was not formed was used as the lid.
  • a chemical conversion treatment is applied to one side of aluminum 20 m, a stretched polyester film (thickness 12 / m) is laminated to the non-chemical conversion surface by dry lamination, and then the chemical conversion-treated aluminum surface is exposed to far infrared rays and hot air.
  • the adhesive resin is heated to a temperature higher than the softening point of the polypropylene resin, and the adhesive resin 15 zm described below is extruded, and a polypropylene film 30 zm serving as a sealant layer is sandwich-laminated to form a laminate. did.
  • the adhesive resin was a resin obtained by blending 60 parts of polypropylene with Ml of 26 g / 10 min and 40 parts of acid-modified polypropylene with MI of 1.0 g / 10 min. Ml as a blend resin is 5 g / 10 minutes. A patch-type outer package was formed using the obtained laminate.
  • a chemical conversion treatment is applied to one side of aluminum 20 zm, and a stretched polyester film (thickness 12 zm) is bonded to the non-chemical conversion side by a dry lamination method.
  • an adhesive resin (described later) is attached to the chemical conversion-treated aluminum surface.
  • 15 m) and a polypropylene resin (30 zm) to be a sealant layer were coextruded and laminated, the obtained laminate was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the adhesive resin.
  • the adhesive resin was prepared by blending 90 parts of a high MI acid-modified polypropylene and 10 parts of a low-density polyethylene to give an Ml of 18 g / 10 minutes as the adhesive resin.
  • a patch type exterior body was formed using the obtained laminate.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 / m, a stretched nylon film (25 m thick) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is removed.
  • the polypropylene resin which is the adhesive resin
  • 15 m of the adhesive resin described below is extruded and a 30 m polypropylene film to be used as a sealant layer is sandwiched.
  • the adhesive resin was a resin obtained by blending 74 parts of polypropylene with Ml of 26 g / 10 min and 26 parts of acid-modified polypropylene with MI of 1.0 g / 10 min. Blend resin MI is 5 g / 10 min.
  • the obtained laminate was embossed into a tray, and the unmolded laminate was used as a lid to form an outer package.
  • Chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 ⁇ m, and a stretched nylon film (25 m thick) is laminated on one side of the chemical conversion treatment by dry lamination method.
  • the adhesive resin was extruded at a rate of 15 m / m, and a 30 m polypropylene film to be used as a sealant layer was sandwiched and heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the adhesive resin.
  • the adhesive resin was prepared by blending 80 parts of acid-modified polypropylene, 10 parts of LDPE, 10 parts of butadiene, and 10 parts of butadiene, and the Ml as the adhesive resin was 9 g / 10 minutes.
  • the obtained laminate was embossed into a tray, and the unmolded laminate was used as a lid to form an outer package.
  • a chemical conversion treatment is applied to both sides of aluminum 40 / m, a stretched nylon film (25 m thick) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is removed.
  • the adhesive resin (15 m) described later and the polypropylene resin (30 / zm) to be the sealant layer are used together. Extruded and laminated.
  • the adhesive resin 80 parts of acid-modified polypropylene, 10 parts of LDPE, 5 parts of butadiene, and 5 parts of a copolymer of ethylene and propylene were blended to give an MI of 12 g / 10 minutes as the adhesive resin.
  • the obtained laminate was embossed to form a tray, and the unmolded laminate was used as a cover to form an outer package.
  • Chemical conversion treatment is applied to both sides of 40 m of aluminum, and a stretched nylon film (25 m thick) is laminated to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is treated with far infrared rays. And hot air, with adhesive resin Adhesive resin, which will be described later, is heated to a temperature above the softening point of a certain polypropylene resin.
  • the adhesive resin was acid-modified polypropylene with M I 0.1 / 10 minutes.
  • the obtained laminate was embossed to form a tray, and the unmolded laminate was used as a cover material to form an outer package.
  • a chemical conversion treatment is applied to both surfaces of aluminum 4 and a stretched nylon film (thickness: 25 m) is bonded to one surface of the chemical conversion treatment by dry lamination, and then the other surface of the chemical conversion treated aluminum is After 15 m of the adhesive resin was extruded and 30 zm of a polypropylene film serving as a sealant layer was sandwich-laminated, this was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the adhesive resin.
  • the adhesive resin was prepared by blending 90 parts of acid-modified polypropylene and 10 parts of LDPE, and Ml was set to 25 as the adhesive resin.
  • a tray was embossed and formed into a tray, and the non-formed laminate was used as a cover material to form an outer package.
  • a stretched nylon film (thickness 25 zm) is laminated to one side of aluminum 40 zm that is not subjected to chemical conversion treatment by a dry lamination method. After sandwich-laminating a 30 m polypropylene film serving as a sealant layer, this was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of the adhesive resin.
  • the adhesive resin was prepared by blending 80 parts of acid-modified polypropylene, 10 parts of LDPE, and 10 parts of butadiene to make the Ml as an adhesive resin 9 g / 10 minutes.
  • the tray was embossed and formed into a tray, and the non-formed laminate was used as a cover to form an exterior body.
  • the battery body is stored in the outer package, and after sealing and sealing, it is continued to the sealing part and the sealing part
  • the cross section of the non-seal portion to be sealed was observed with a microscope to confirm whether or not root breakage occurred in the adhesive resin layer portion.
  • the thickness of the heat-sealed layer after heat sealing was measured, and the ratio to the total thickness of the heat-sealed layer before heat sealing was calculated.
  • the thickness residual ratio of the heat-sealing layer was as follows.
  • Comparative Example C1 the root of the seal portion was not broken, and there was no delamination between the ALM and the adhesive resin layer (100 for each sample), but cracks of ALM occurred in 25 of 100 samples in the emboss molding. .
  • Comparative Example C3 the root was not cut off, but delamination between the ALM and the adhesive resin layer occurred in 54 out of 100 samples.
  • the heat in Comparative Example C The thickness residual ratio of the fusion layer was as follows.
  • At least a base material layer, an adhesive layer, aluminum, a chemical conversion layer, an adhesive resin layer, a polypropylene resin-based sealant By forming a laminated body composed of layers and using an adhesive resin layer of resin with a melt index in the range of 5 to 20 g / 10 minutes, there is an effect of preventing short circuit between the barrier layer and the lead wire. is there. Further, it is possible to prevent a resin pool generated near the inner edge of the seal portion and a root cut at an end of the resin pool.
  • the battery packaging material according to the fourth aspect of the present invention will be described more specifically by way of examples.
  • Example D The common conditions in Example D and Comparative Example D were as follows.
  • Example D Comparative Example D Unless otherwise specified, the method of manufacturing the laminate used in Example 1 was laminated as follows.
  • a chemical conversion layer is provided on both sides of aluminum (40 zm thick) by chromate treatment, and an adhesive layer (1) is formed by dry laminating a stretched nylon film (25 mm thick) on one side.
  • An adhesive layer (2) was formed on each side of the sheet by each method, and a sealant layer (thickness: 30 zm) was laminated to form a laminate.
  • Example D In the above chromate treatment, in both Example D and Comparative Example D, an aqueous solution comprising a phenol resin, a chromium fluoride (3) disulfide, and phosphoric acid was applied as a treatment liquid by a roll coating method. c that is, the film temperature was baked under the conditions to be 180 ° C or higher The amount of chromium applied was 2 mg / m 2 (dry weight).
  • the obtained laminate was embossed to form a tray.
  • the unmolded laminate was used as a cover to form an exterior body.
  • the embossing mold of the tray had a recess (cavity) shape of 3 Omm x 50 mm, and the molding depth was adjusted in 0.5 mm steps according to the amount of pushing of the projection.
  • ALM Aluminum foil
  • L L General linear low-density polyethylene with a density of 0.925
  • MLL 1 Meta-mouthed LLDPE with density of 0.92
  • MLL 2 Meta-mouthed LLDPE with density of 0.90
  • MD Medium density polyethylene with a density of 0.93
  • L D Low density polyethylene with a density of 0.90
  • PE a Acid-modified polyethylene
  • Example D1 Chemical conversion treatment on both sides of ALM (thickness 40 zm), dry lamination of ON (thickness 25 Urn) on one side, and dry lamination of a film to be a sealant layer on the other surface of ALM.
  • the laminate of Example D1 was obtained.
  • the film used as the sealant layer was composed of two layers: LL (25 ⁇ m thick) on the laminate side and MLL 1 (5 ⁇ m thick) on the inner side.
  • Example D2 Chemical conversion treatment is applied to both sides of ALM (40 / m thickness), and ON (thickness 25 j) is dry-laminated on one side, and the film that becomes the sealant layer is dried on the other chemical conversion treatment side of ALM. Lamination was performed to obtain a laminate of Example D2.
  • the film used as the sealant layer was a single layer of MLL 1 (thickness: 30 zm).
  • the film used as the sealant layer had a two-layer structure of LL (thickness 25 ⁇ 111) on the laminate side and MLL 1 (thickness 5 m) on the inner side.
  • Example D5 Chemical conversion treatment on both sides of ALM (thickness 40 ⁇ m), dry lamination of ON (thickness 25 jum) on one side, and other conversion face of ALM at a temperature above the softening point of PE a After heating, PEa was extruded as an adhesive resin to a thickness of 15 ⁇ m, and a 30 / m film of the sealant layer was sandwich-laminated to obtain a laminate of Example D5.
  • the film to be the sealant layer was a single layer of MLL 1 (thickness 30 m).
  • Example D8 After chemical conversion treatment on both sides of ALM (40 ⁇ m thickness), dry laminating ON (25 jum) on one side, and extruding PEa of adhesive resin on the other chemical conversion treatment side of ALM, The obtained intermediate laminate was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of PEa, and then the sealant layer resin (30 / m) was extruded to obtain a laminate of Example D8.
  • the film used as the sealant layer was MLL 1 (thickness: 30 m).
  • Example D1 Chemical conversion treatment on both sides of ALM (40 m thick), dry lamination of ON (25 jum) on one side, and dry lamination of film to be a sealant layer on the other side of ALM for comparison
  • the laminate of Example D1 was used.
  • the film used as the sealant layer was a single layer of LL (thickness: 30 m).
  • Comparative Example D2 No chemical treatment is applied to both sides of the ALM (thickness 40 ⁇ m), and ON (thickness 25 zm) is dry-laminated on one side, and a film to be a sealant layer is dry-laminated on the other side of the ALM. To obtain a laminate of Comparative Example D2.
  • the film to be the sealant layer was a single layer of MLL 1 (thickness 30 m).
  • the film used as the sealant layer was LL (thickness: 30 m).
  • ALM thickness 40 / m
  • ON thickness 25 ONm
  • PE a is 15 / m
  • the laminate was extruded and sandwich-laminated with a sealant layer film of 30 ⁇ m.
  • the obtained laminate was heated to a temperature equal to or higher than the softening point of PEa to obtain a laminate of Comparative Example D4.
  • the film used as the sealant layer was composed of two layers, LL (25 mm thick) on the laminate side and MLL 1 (5 mm thick) on the inner side.
  • the film used as the sealant layer was LL (thickness 30 / m).
  • the laminate using dry laminating is extruded with an adhesive resin at 60 ° C for 24 hours.
  • the presence or absence of delamination between the aluminum (chemical conversion layer) and the adhesive layer was checked when stored at 85 ° C for 24 hours.
  • Electrolyte 1M L i PF 6 and so as to ethylene carbonate, Jechiruka - Boneto, dimethyl carbonate (volume ratio 1: 1: 1) mixture, 3 g.
  • Example D In each of Example D and Comparative Example D, 50 pieces were molded, and the molding press-in amount (mm) for stably obtaining a tray free of pinholes, seals, and whitening was described.
  • Example Dl to 9 all were free from delamination and good in formability without generation of pinholes and shears.
  • the heat-sealed part also showed stable strength.
  • the moldability and seal strength in Example D were as follows.
  • At least the sealant layer or the innermost layer is made of a meta-lipocene-based LLDPE resin or a resin blended with a meta-lipocene-based LLDPE, so that moldability in embossing is improved compared to general LLDPE. And wrinkles and pinholes were prevented from occurring. Furthermore, the sealing strength was higher than that of general LLDPE.

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Description

明 細 書 電池用包装材料 [発明の背景]
発明の分野
本発明の電池用包装材料は、 防湿性、 耐内容物性を有する、 液体または固体有 機電解質 (高分子ポリマ一電解質) を持つ電池、 または燃料電池、 コンデンサ、 キャパシ夕等に用いられる、 電池用包装材料に関する。
背景技術
本発明における電池とは、 化学的エネルギーを電気的エネルギ一に変換する素 子を含む物、 例えば、 リチウムイオン電池、 リチウムポリマー電池、 燃料電池等 や、 または、 液体、 固体セラミック、 有機物等の誘電体を含む液体コンデンサ、 固体コンデンサ、 二重層コンデンサ等の電解型コンデンサを示す。
電池の用途としては、 パソコン、 携帯端末装置 (携帯電話、 P D A等) 、 ビデ ォカメラ、 電気自動車、 エネルギー貯蔵用蓄電池、 ロボット、 衛星等に用いられ る。
前記電池の外装体としては、 金属をプレス加工して円筒状または直方体状に容 器化した金属製缶、 あるいは、 プラスチックフィルム、 金属箔等のラミネートに より得られる複合フィルムからなる積層体を袋状にしたもの (以下、 外装体) が 用いられていた。
電池の外装体として、 次のような問題があった。 金属製缶においては、 容器外 壁がリジヅドであるため、 電池自体の形状が決められてしまう。 そのため、 ハ一 ド側を電池にあわせる設計をするため、 該電池を用いるハードの寸法が電池によ り決定されてしまい形状の自由度が少なくなる。
そのため、 前記袋状の外装体を用いる傾向にある。 前記外装体の材質構成は、 電池としての必要な物性、 加工性、 経済性等から、 少なくとも基材層、 バリア層、 シ一ラント層と前記各層を接着する接着層からなり、 必要に応じて中間層を設け ることがある。 Z 電池の前記構成の積層体からバウチを形成し、 または、 少なくとも片面をプレ ス成形して電池の収納部を形成して電池本体を収納し、 バウチタイプまたは、.ェ ンボスタイプ (蓋体を被覆して) において、 それぞれの周縁の必要部分をヒート シールにより密封することによって電池とする。
前記シ一ラント層の最内層としては、 最内層同士のヒ一トシール性とともにリ —ド線 (金属) に対してもヒートシール性を有することが求められる。 前記最内 層を金属接着性を有する、 例えば、 酸変性ポリオレフイン樹脂とすることでリー ド線との密着性は確保される。
A . しかし、 酸変性ポリオレフイン樹脂を外装体の最内層として積層すると、 一般的なポリオレフイン樹脂と比較してその加工性が劣ること、 また、 コストが 高いこと等のために、 外装体のシ一ラント層の最内層としては一般的なポリオレ フィン樹脂層とし、 リード線部に最内層とリード線との両方に熱接着可能なリ― ド線用フィルムを介在させる方法が採用されていた。
具体的には、 図 1 G ( a) に示すように、 リード線 4と積層体 1 0, のシーラ ント層 1 4 ' との間に、 金属と外装体のシ一ラント層との双方に対してヒ一トシ —ル性を有するリード線用フィルム 6 ' を介在させることにより、 リード線部で の密封性を確保していた。
前記リ一ド線用フィルムとしては、 前記不飽和カルボングラフトポリオレフィ ン、 金属架橋ポリエチレン、 エチレンまたはプロピレンとアクリル酸、 またはメ タクリル酸との共重合物からなるフィルムを用いることができる。
しかし、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積層体のシ一ラント層が、 耐熱性、 密封性等からポリプロピレンを用いることがおこなわれているが、 ヒ一 トシ一ル時の加熱、 加圧により密封性の良好な、 つぶれ易い樹脂、 すなわち、 メ ルトインデックス (以下、 M l ) の大きいグレードのポリプロピレン樹脂が用い られていた。 リード線用フィルムとしては、 酸変性ポリプロピレンのフィルムが 用いられていた。 このような構成の電池用包装材料およびリ一ド線用フィルムを 用いて密封ヒートシールすると、 リード線が存在する部分において、 図 1 G ( b ) に示すように、 ヒートシールのための熱と圧力によって前記外装体のヒー トシ一ル層 1 4 5 とリード線用フィルム層 6 ' とがともに溶融し、 また、 加圧に よって加圧部の領域の外に押出されることがある。 その結果、 外装体 1 0 ' のバ リア層 1 2, であるアルミニウム箔と金属からなるリード線 4, とが接触 (S ) しショートすることがあった。
また、 図 1 H ( a ) 〜図 1 H ( c ) に示すように、 外装体の周縁をヒートシ一 ルし, た時に、 シール部の内縁近傍のシ一ラント層に微小なクラック (以下、 根 切れ c ) が発生することがあった。 該根切れが発生すると、 電解液がバリア層と 直接接触することで、 電話本体、 リード線の金属、 バリア層間の絶縁性が壊れ、 電位差が発生し、 バリア層に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライ トと 呼ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿命 が短くなる。
B . また、 酸変性ポリオレフイン樹脂を外装体のシーラント層またはその最 内層として積層すると、 一般的なポリオレフィン樹脂と比較してその加工性が劣 ること、 また、 コストが高いこと等のために、 外装体のシ一ラント層またはその 最内層として一般的なポリオレフイン樹脂層とし、 リード線部にシ一ラント層ま たはその最内層とリ一ド線との両方に熱接着可能なリ一ド線用フィルムを介在さ せる方法が採用されていた。
具体的には、 図 2 G ( a ) に示すように、 リード線 4と積層体 1 0 ' のヒート シール層 1 4 ' との間に、 金属からなるリード線と外装材のシ一ラント層または その最内層との双方に対してヒートシール性を有するリード線用フィルム 6 ' を 介在させることにより、 リード線部での密封性を確保していた。
前記リード線用フィルムとしては、 前記不飽和カルボングラフトポリオレフィ ン、 金属架橋ポリエチレン、 エチレンまたはプロピレンとアクリル酸、 またはメ 夕クリル酸との共重合物からなるフィルムを用いることができる。
しかし、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積層体のシーラント層また は最内層として、 耐熱性、 密封性等からポリプロピレンが用いられているが、 ヒ —トシ一ル時の加熱、 加圧により密封性の良好な、 つぶれ易い樹脂、 すなわち、 メルトインデックス (以下、 M l ) の大きいポリプロピレン樹脂が用いられてい た。 そして、 リード線用フィルムとしては、 酸変性ポリプロピレンのフィルムが 用いられていた。 このような構成の電池用包装材料およびリード線用フィルムを P T/JP02/06018
4 用いて、 密封ヒートシールすると、 リード線が存在する部分において、 図 2G (b) に示すように、 ヒ一トシ一ルのための熱と圧力によって前記外装体のヒー トシール層 14' とリード線用フィルム層 6 ' とがともに溶融し、 また、 加圧に よって加圧部の領域の外に押出されることがある。 その結果、 外装体 10' のバ リア層 12' であるアルミニウム箔と金属からなるリード線 4, とが接触 (S) しショートすることがあった。
また、 図 2H (a) 〜図 2H (c) に示すように、 外装体の周縁をヒ一トシ一 ルした時に、 シール部の内縁近傍のシーラント層に微小なクラック (以下、 根切 れ C) が発生することがあった。 該根切れが発生すると、 電解液がバリア層と直 接接触することで、 電話本体、 リード線の金属、 パリア層間の絶縁性が壊れ、 電 位差が発生し、 バリア層に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライトと呼 ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿命が 短くなる。
C. さらに、 酸変性ポリオレフイン樹脂を外装体のシーラントとして積層す ると、 一般的なポリオレフイン樹脂と比較してその加工性が劣ること、 また、 コ ストが高いこと等のために、 外装体のシーラント層として一般的なポリオレフィ ン樹脂層とし、 リード線部にシーラント層とリード線との両方に熱接着可能なリ 一ド線用フィルムを介在させる方法が採用されていた。
また、 電池用包装材料として、 前記基材層、 バリア層、 接着樹脂層、 シーラン ト層からなる構成において、 シ一ラント層を、 例えばポリプロピレン系樹脂から 形成させた場合に、 バリア層と該シーラント層との積層における接着樹脂層とし て、 酸変性ポリプロピレンを用いる。
しかし、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積層体の接着樹脂層が、 加 ェ性の良い M Iの大きな酸変性ポリオレフインを用いることがおこなわれている が、 Mlの大きな酸変性ポリオレフインは、 ヒートシール時の加熱、 加圧により、 つぶれ易い樹脂であった。 このような接着樹脂層からなる構成の電池用包装材料 を用いて密封ヒートシールすると、 リード線が存在する部分において、 図 3G (b) に示すように、 ヒートシールのための熱と圧力によって前記外装体の接着 樹脂層、 シーラント層 14' とリード線用フィルム層 6' とがともに溶融し、 ま 鳩 18
5 た、 加圧に主って加圧部の領域の外に押出されることがある。 その結果、 外装体 1 0 ' のバリア層 1 2 ' であるアルミニウム箔と金属からなるリード線 4 ' とが 接触 (S ) しショートすることがあった。
また、 図 3 H ( a ) 〜図 3 H ( c ) に示すように、 外装体の周縁をヒートシ一 ルした時に、 シール部の内縁近傍の接着樹脂層およびシーラント層に微小な根切 れ Cが発生することがあった。 該根切れが発生すると、 電解液がバリア層と直接 接触することで、 電話本体、 リード線の金属、 バリア層間の絶縁性が壊れ、 電位 差が発生し、 ノ リア層に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライトと呼ば れる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿命が短 くなる。
D . さらにまた、 積層体を袋状にして電池本体を収納するパゥチタイプまたは、 前記積層体をプレス成形して凹部を形成し、 該凹部に電池本体を収納するェンボ スタイプが開発されている。 エンボス夕イブは、 パゥチタイプと比較して、 より コンパクトな包装体が得られる。 いずれのタイプの外装体であっても、 電池とし ての防湿性あるいは耐突き刺し性等の強度、 絶縁性等は、 電池の外装体として欠 かせないものである。
そして、 電池用包装材料としては、 少なくとも、 基材層、 パリア層、 シ一ラン ト層からなる積層体とする。 そして、 前記各層の層間の接着強度が、 電池の外装 体として必要な性質に影響をあたえることが確認されている。 例えば、 バリア層 とシーラント層との接着強度が不十分であると、 外部から水分の浸入の原因とな り、 電池を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応により生成するフッ化 水素酸により前記アルミニウム面が腐食して、 バリア層とシ一ラント層との間に デラミネ一シヨンが発生する。 また、 前記エンボスタイプの外装体とする際に、 前記積層体をプレス成形して凹部を形成するが、 この成形の際に基材層とバリア 層との間にデラミネーシヨンが発生することがある。
また、 シーラント層に引張り弾性率の高い樹脂を使用した場合、 エンボス成形 において、 シーラント層が白化したりその表面に軽微なクラヅクが発生すること があり、 また、 成形安定性が悪く、 ビンホ一一ルが発生したり、 成形しわやクラ ックが発生することがあった。 さらに、 電池用包装材料として不可欠な性能として、 内容物充填、 シール後の 密封シール性が挙げられる。 例えば包装材料のシール強度が低い場合、 内容物充 填シールラインでのシールに充分時間をかける必要があり、 サイクル短縮に著し く支障をきたし、 生産効率が悪くなる場合がある。
[発明の概要]
A . 本発明の第一の態様
本発明者らは、 今般、 電池包装において、 ポリプロピレン系樹脂をシ一ラント 層とする外装体に電池本体を揷入してその周縁をヒートシールして密封する際に、 ヒートシールの熱と圧力によつて外装体のバリア層とリード線とがショートする ことなく、 また、 シ一ラント層に根切れの発生のおそれのない絶縁性に優れ安定 して密封可能な電池用包装材料を提供することができるとの知見を得た。
よって、 本発明の第一の態様による発明は、 電池本体を揷入し周縁部をヒート シールにより密封する電池の外装体を形成する電池用包装材料が、 少なくとも基 材層、 接着層、 バリア層、 ドライラミネート層、 シーラント層から構成される積 層体であって、
少なくともシーラント層が、 ヒートシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低 流動性ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、 最内層を高流動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする、 電池用包装材料で ある。
B . 本発明の第二の態様
本発明者らは、 今般、 電池包装において、 ポリプロピレン系樹脂をシ一ラント 層とする外装体に電池本体を挿入してその周縁をヒートシールして密封する際に、 ヒートシ一ルの熱と圧力によって外装体のバリア層とリード線とがショートする ことなく、 また、 シ一ラント層に根切れの発生のおそれがなく、 絶縁性に優れ安 定して密封可能な電池用包装材料を提供することできるとの知見を得た。
よって、 本発明の第二の態様による発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒ一ト シールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 接着樹脂層、 シーラント層から構成される積層体であって、 少なくともシーラント層が、 ヒートシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低 流動性ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、 最内層を高流動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする電池用包装材料であ る。
C . 本発明の第三の態様
本発明者らは、 今般、 電池包装において、 外装体に電池本体を揷入してその周 縁をヒートシールして密封する際に、 ヒートシールの熱と圧力によって外装体の バリア層とリード線とがショートすることなく、 また、 シーラント層に根切れの 発生のおそれのない絶縁性に優れ安定して密封可能な電池用包装材料を提供する ことができるとの知見を得た。
よって、 本発明の第三の態様による発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒート シールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 アルミニウム、 化成処理層、 接着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シーラ ント層から構成される積層体であって、 接着樹脂層が、 メルトインデックス 5 〜2 0 g/ 1 0分の範囲の樹脂から形成されていることを特徴とする、 電池用包 装材料である。
D . 本発明の第四の態様
本発明者らは、 今般、 電池包装に用いる材料として、 電池本体の保護物性とと もに、 エンボス成形工程および内容物充填シール工程等において生産性のよい電 池用包装材料の製造方法を提供することできるとの知見を得た。
よって、 本発明の第四の態様による発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒート シールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層 1、 バリア層、 接着層 2、 シーラント層から構成される積層体であって、 シ一ラント層がメ夕口セン系の線状低密度ポリェチレンを含む樹脂層を少なく とも 1層以上積層されていることを特徴とする、 電池用包装材料である。
[図面の簡単な説明]
図面
図 1 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a ) 層構成を示した電 池用包装材料、 リード線用フィルム、 リード線のそれそれの位置関係を示す断面 図、 (b) リード線部での、 ヒートシール前のリード線とリード線用フィルムと 外装体とが接した状態を説明する断面図、 (c) はヒートシール後のリード線部 の模式断面図である。 (d) 、 (e) および (f) は、 別のシ一一ラント構成か らなる電池用包装材料を用いた場合の同様の説明図である。
図 1 Bは、 電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面図である。 図 1 Cは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 1 Dは、 電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 1Eは、 エンボスタイプにおける成形を説明する、 (a)斜視図、 (b) ェ ンボス成形された外装体本体、 (c) X2— X2部断面図、 (d) Y1部拡大図 である。
図 1 Fは、 電池用包装材料とリード線との接着におけるリード線用フィルムの 装着方法を説明する図である。
図 1 Gは、 従来の電池用包装材料及びリード線用フィルムを用いてバリァ層と リード線とがショートした状態を示す断面図である。
図 1 Hは、 従来の電池用包装材料を用いた外装体の周縁を密封シールした時に 発生する根切れを示す図で、 (a)、 電池の斜視図、 (b) X— X部の断面図、 (c) Y1部の拡大図である。
図 2 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a)層構成を示した電 池用包装材料、 リード線用フィルム、 リード線のそれそれの位置関係を示す断面 図、 (b) リード線部での、 ヒートシール前のリード線とリード線用フィルムと 外装体とが接した状態を説明する断面図、 (c) はヒートシール後のリード線部 の模式断面図である。 (d) 、 (e) および (f) は、 別のシ一ラント構成から なる電池用包装材料を用いた場合の同様の説明図である。
図 2 Bは、 電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面図である。 図 2 Cは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 2 Dは、 電池のエンボス夕ィプの外装体を説明する斜視図である。
図 2Eは、 エンボスタイプにおける成形を説明する、 (a)斜視図、 (b) ェ ンボス成形された外装体本体、 (c) X2— X2部断面図、 (d) Y1部拡大図 細 18
9 である。
図 2 Fは、 電池用包装材料とリード線との接着におけるリード線用フィルムの 装着方法を説明する図である。
図 2 Gは、 従来の電池用包装材料及びリード線用フィルムを用いてバリァ層と リード線とがショートした状態を示す断面図である。
図 2 Hは、 従来の電池用包装材料を用いた外装体の周縁を密封シールした時に 発生する根切れを示す図で、 (a) 電池の斜視図、 (b) X 3— X 3部の断面図、 (c) Y2部の拡大図である。
図 3 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a) 電池用包装材料の 層構成例を示した断面図、 (b)電池用包装材料の別の層構成例を示した断面図 である。
図 3Bは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a)層構成を示した電 池用包装材料、 リード線の位置関係を示す断面図、 (b) リード線部での、 ヒー トシ一ル前のリード線と外装体とが接した状態を説明する断面図、 (c) はヒー トシール後のリード線部の模式断面図である。 (d) は、 層構成を示した電池用 包装材料、 リード線用フィルム、 リード線のそれぞれの位置関係を示す断面図、 (e) ヒートシール前のリード線とリード線用フィルムと外装体とが接した状態 を説明する断面図、 (f) はヒートシール後のリード線部の模式断面図である。 図 3Cは、 電池のバウチタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 3 Dは、 電池のエンボス夕ィプの外装体を説明する斜視図である。
図 3Eは、 エンボスタイプにおける成形を説明する、 (a)斜視図、 (b) ェ ンボス成形された外装体本体、 (c) X、 一 XI部断面図、 (d) Y1部拡大図 である。
図 3 Fは、 電池用包装材料とリード線との接着におけるリード線用フィルムの 装着方法を説明する図である。
図 3 Gは、 従来の組成の接着樹脂層における根切れの発生を説明する、 (a) 電池用包装材料の断面図、 (b) Y 2部拡大図である。
図 3 Hは、 従来の電池用包装材料を用いた外装体の周縁を密封シールした時に 発生する根切れを示す図で、 (a) 電池の斜視図、 (b) X 3— X 3部の断面図、 (c) Y2部の拡大図である ό
図 4 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a) 積層体の実施例 D を示す断面図、 (b) 別の積層体の実施例 Dを示す断面図である。
図 4Bは、 シーラント層の構成を説明する図で、 (a) 単層シーラントの断面 図、 (b) 2層シ一ラントの断面図、 (c) 3層シーラントの場合の断面図であ る。
図 4 Cは、 本発明の電池用包装材料をラミネート方法別に示した断面図であり、 (a) ドライラミネート法、 (b) 熱ラミネート法、 (c) サンドィヅチラミネ ート法、 (d) 共押出ラミネート法である。
図 4 Dは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 4 Eは、 電池のェンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。
図 4Fは、 エンボスタイプにおける成形を説明する、 (a) 斜視図、 (b) ェ ンボス成形された外装体本体、 (c) X 2— X 2部断面図、 (d) Y、 部拡大図 である。
図面の符号の説明
Α. 図 1Α〜Η
S リード線とバリア層とのショート部、 Η ヒートシール熱板、 C 根切れ 部、 t 樹脂溜り部、 1 電池、 2 電池本体、 3 セル (蓄電部) 、 4 リー ド線 (電極) 、 5 外装体、 6 リード線用フィルム、 Ί 凹部、 8 側壁部、 9 シール部、 10 積層体 (電池用包装材料) 、 11 基材層、 12 アルミ ニゥム (バリア層) 、 13 ドライラミネート層、 14 シーラント層、 14f 高流動性 PP層、 14 r 低流動性 PP層、 15 保護層、 16 基材側ドラ ィラミネート層、 20 プレス成形部、 21 ォス型、 22 メス型、 23キヤ ビティ
B. 図 2A〜H
S リード線とバリア層とのショート部、 H ヒートシール熱板、 C 根切れ 部、 t 樹脂溜り部、 1 電池、 2 電池本体、 3 セル (蓄電部) 、 4 リ一 ド線 (電極) 、 5 外装体、 6 リード線用フィルム、 7 凹部、 8 側壁部 、 9 シール部、 10 積層体 (電池用包装材料) 、 11 基材層、 12 アル ミニゥム (バリア層) 、 13 接着樹脂層、 13h 酸変性ポリオレフインの焼 付層、 13e 酸変性ポリオレフインの押出層、 14 シ一ラント層、 14f 高流動性 PP層、 14r 低流動性 PP層、 15 保護層、 16 基材側ドライ ラミネート層、 20 プレス成形部、 21 ォス型、 22 メス型、 23 キヤ ビティ
C. 図 3A〜H
H ヒートシールバー、 C 根切れ、 1 電池、 2 電池本体、 3 セル (蓄 電部) 、 4 リード線 (電極) 、 5 外装体、 6 リード線用フィルム、 7 凹 部、 8 側壁部、 9 シール部、 10 積層体 (電池用包装材料) 、 11 基材 層、 12 アルミニウム (バリア層) 、 13 接着樹脂層、 14 シ一ラント層、 Mx 熱融着層、 15 化成処理層、 16 基材側ドライラミネート層、 20 プレス成形部、 21 ォス型、 22 メス型、 23 キヤビティ
D. 図 4A〜F
H ヒートシール熱板、 1 電池、 2 電池本体、 3 セル (蓄電部) 、 4リ ード線 (電極) 、 5 外装体、 7 凹部、 8 側壁部、 9 シール部、 10 積 層体 (電池用包装材料) 、 11 基材層、 12 アルミニウム (バリア層) 、 1 3 接着層、 13d ドライラミネート層、 13h 酸変性ポリオレフインの焼 付層、 13es サンドイッチラミネート法の場合の酸変性ポリオレフインの押 出層、 13ec 共押出ラミネート法の場合の酸変性ポリオレフインの押出層 14 シ一ラント層、 S 1 シ一ラント層の外層、 S2 シ一ラント層の中間層、 S3 シ一ラント層の内層、 15 化成処理層、 16 基材側ドライラミネート 層、 20 プレス成形部、 21 ォス型、 22 メス型、 23 キヤビティ
[発明の具体的な説明]
A. 本発明の第一の態様
1. 具体的な態様
本発明の第一の態様による発明の具体例は、 以下のように説明できる。 すなわ ち、 請求項 1に記載した発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより 密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリ ァ層、 ドライラミネート層、 シ一ラント層から構成される積層体であって、 少な くともシーラント層が、 ヒ一トシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性 ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、 最内層 を高流動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする電池用包装材料からなる。 請求項 2に記載した発明は、 請求項 1に記載したバリア層は、 少な.くと. も、 そ のドライラミネート層側に化成処理層が設けられていることを特徴とするもので ある。 請求項 3に記載した発明は、 請求項 1または請求項 2に記載したシーラン ト層が、 低流動性ポリプロピレン層と高流動性ポリプロピレン層の 2層からなり、 高流動性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とするものである。 請求項 4に記載した発明は、 請求項 1または請求項 2に記載したシーラント層が、 高流 動性ポリプロピレン層、 低流動性ポリプロピレン層、 高流動性ポリプロピレン層 の 3層からなることを特徴とするものである。 請求項 5に記載した発明は、 請求 項 1〜請求項 4のいずれかに記載した電池用包装材料と電池本体のリード線部と の間にリード線用フィルムを介在させることを特徴とするものである。
2 . 発明の実施の形態
本発明について、 以下図面等によりさらに詳細に説明する。
図 1 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a ) 層構成を示した電 池用包装材料、 リード線のそれそれの位置関係を示す断面図、 (b ) リード線部 での、 ヒ一トシール前のリード線と外装体とが接した状態を説明する断面図、
( c ) はヒートシール後のリード線部の模式断面図である。 (d )、 ( e ) およ び (f ) は、 別のシ一ラント構成からなる電池用包装材料を用いた場合の同様の 説明図である。 図 1 Bは、 電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面 図である。 図 1 Cは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 1 Dは、 電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 1 Eは、 ェ ンボスタイプにおける成形を説明する、 (a ) 斜視図、 (b ) エンボス成形され た外装体本体、 (c ) X 2 r X 2部断面図、 (d ) Y 1部拡大図である。 図 1 F は、 電池用包装材料とリ一ド線との接着におけるリ一ド線用フィルムの装着方法 を説明する図である。
電池のリード線としては、 細長の板状または棒状の金属からなり、 板状のリ一 ド線としては、 厚さが 5 0〜2 0 0 0〃m、 巾が 2 . 5〜 2 0 mm程度であって、 その材質としては、 A L、 C u (N iメヅキを含む) 、 N i、 等である。
電池の外装体は、 電池本体の性能を長期にわたって維持する性能を有すること が求められ、 基材層、 バリア層、 ヒートシール層等を各種のラミネート法によつ て積層している。 特に、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積層体のヒー トシ一ル層がポリオレフイン系樹脂等からなる場合、 電池本体を外装体に収納し、 その周縁をシールして密封する際、 リード線が存在する部分において、 例えば、 リード線用フィルムとして酸変性ポリオレフインを用いる場合、 ヒートシールの ための熱と圧力によって前記外装体のシ一ラント層とリード線用フィルム層とが ともに溶融し、 また、 加圧によって、 外装体のバリア層と金属からなるリード線 とが接触しショート Sすることがあった。
また、 図 1 H ( a ) 〜図 1 H ( c ) に示すように、 外装体の周縁をヒートシ一 ルした時に、 シール部の内縁近傍のシーラント層に微小なクラック (以下、 根切 れ C ) が発生することがあった。 該根切れが発生すると、 電解液がバリア層と直 接接触することで、 電話本体、 リード線の金属、 バリア層間の絶縁性が壊れ、 電 位差が発生し、 バリア層に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライトと呼 ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿命が 短くなる。
本発明者らは、 前記ショート Sを防止することについて、 鋭意研究の結果、 電 池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を形成する包 装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 ドライラミネート層、 シ一ラ ント層から構成される積層体であって、 少なくともシ一ラント層を多層とし、 ヒ 一トシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層 (以下、 低流動性 P P層または低流動性 P P ) と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層 (以下、 高流動性 P P層または高流動性 P P ) とからなり、 最内層を高流動性 P P層とすることによって課題を解決し得ることを見出し本発明を完成するに到つ た。
本発明における電池用包装材料の多層シ一ラントは、 ヒートシールにより外装 体を密封する際に、 前記低流動性 P P層は、 電池用包装材料の密封に適したヒー トシール条件によるヒートシールの熱と圧力とを受けて熔融樹脂となつた状態に おいても低流動性であり、 バリア層とリード線との間に絶縁膜を存在させ、 また、 シール部近傍での根切れを防止する効果を示す。 一方、 高流動性 PP層は熔融時 に低粘性となり、 段差部の密封効果を示し、 さらにシール厚みが押し潰されて薄 くなり、 シール部断面積を小さくして断面からの透湿度を減少させる効果がある。 前記低流動性 P P、 高流動性 P Pの流動性は、 J I S K 7210により測定さ れたメルトインデックス (以下、 Mlと記載) の値により区別することができる。 本発明における低流動性 PPとしては Mlが 0. 5〜3. 0 g/1 Omin, ま た、 高流動性 PPとしては、 Mlが 5. 0~30 g/1 Omi nのものが好まし い。
本発明の電池用包装材料は、 例えば、 図 IB (a) に示すように、 少なくとも 基材層 11、 接着層 16、 アルミニウム 12、 保護層 15、 ドライラミネート接 着層 13d、 多層シーラント層 14から構成される積層体であり、 多層シ一ラン トを低流動性 P P層 14 rと高流動性 PP層 14fの 2層とするものである。 また、 例えば、 図 IB (a) に示すように、 少なくとも基材層 11、 接着層 1 6、 アルミニウム 12、 保護層 15、 ドライラミネート接着層 13d、 多層シー ラント層 14から構成される積層体であり、 多層シ一ラントが、 高流動性 PP層 14 f (1)、 低流動性 PP層 14r、 高流動性 PP層 14f (2) とする 3層 としてもよい。
本発明の電池用包装材料におけるシーラント層の高流動性ポリプロピレン層と 低流動性ポリプロピレン層との層厚み比は、 低流動性 P Pは高流動性 P Pの 1. 5倍以上が好ましく、 低流動性 PP:高流動性 PP=95 : 5〜60 : 40の範 囲が適当である。
また、 シーラント層が 3層の場合は、 高流動性 PP (1) /低流動性?卩 高 流動性 PP (2) において、 低流動性 PPの厚みが高流動性 PP (1) と (2) との合計厚みの 1. 5倍以上となることが好ましい。
すなわち、 低流動性 PPの厚さが高流動性 PPの厚さ (3層の構成においては、 外層と内層の合計厚さ) の 1. 5倍未満の場合、 ヒートシールにより低流動性 P Pが潰れ難いという効果が現れにくく、 バリア層とリード線とが短絡し易くなり、 PC翻 2/06018
15 根切れを防止することができない。 シ一ラント層の総厚みは 20〃m〜200〃 mが適当である。
本発明のシーラント層に用いるポリプロピレンとしては、 ホモタイプポリプロ ピレン、 ランダムタイプポリプロピレン、 ブロックタイプポリプロピレンを用い ることができる。
本発明の電池用包装材料のシーラント層であるポリプロピレンは、 金属に対す る接着性を持たない為に密封シール時に、 電池リード線部と外装体との間に、 シ —ラント層とリード線との双方にヒートシール性を有するリード線用フィルムを 介在させる必要がある。 例えば、 図 IF (a)及び図 IF (b) に示すように、 電池本体 2のリード線 4の密封シール部上下にリード線用フィルム 6をおいて
(実際には仮着シールにより固定して) 外装体 5に挿入しリード線部を挟持した 状態でヒートシールすることによつて密封する。 リード線用フィルム 6のリード 線 4への介在方法として、 図 IF (d) または図 IF (Θ) に示すように、 リ一 ド線 4の所定の位置にリ一ド線用フィルム 6のフィルムを巻き付けてもよい。 前記リード線用フィルムは、 具体的には、 酸変性ポリプロピレン (不飽和カル ボン酸グラフトランダムプロピレン) 、 金属架橋ポリエチレン、 エチレンとァク リル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体物、 エチレンと酢酸ビニルとの共 重合体物の単体、 またはブレンド物等を用いることができる。
該リード線用フィルム 6の層厚は、 使用されるリード線 4の厚さの 1/3以上 有ればよく、 たとえば、 100//mの厚さのリード線 4であれば、 リード線用フ ィルム 6の総厚は概ね 30 zm以上あれば良い。
本発明の電池用包装材料を用いて外装体を形成して、 該外装体に電池本体を挿 入して周縁をヒートシールにより密封すると、 リード線部におけるシール状態は、 図 1A (c) または図 1 A (f ) に示すように、 それぞれ低流動性 PP層 14r が膜状に残り、 本発明の課題である、 バリア層 12とリード線 4とのショートお よび根切れを避けることができるものである。
電池用包装材料は電池本体を包装する外装体を形成するものであって、 その外 装体の形式によって、 図 1 Cに示すようなパゥチタイプと、 図 ID (a) 、 図 1 D (b) または図 ID (c) に示すようなエンボスタイプとがある。 前記パゥチ タイプには、 三方シール、 四方シール等およびピロ一夕イブ等の袋形式があるが、 図 1Cは、 ピロ一夕イブとして例示している。
エンボスタイプは、 図 ID (a) に示すように、 片面に凹部を形成してもよい し、 図 ID (b) に示すように、 両面に凹部を形成して電池本体を収納して周縁 の四方をヒートシールして密封してもよい。 また、 図 ID (c) に示すような折 り部をはさんで両側に凹部形成して、 電池を収納して 3辺をヒートシールする形 式もある。 電池用包装材料をエンボスタイプとする場合、 図 IE (a) 〜図 1E (d) に示すように、 積層された包装材料 10をプレス成形して凹部 7を形成す る。
次に、 本発明の電池用包装材料を構成する各層について説明する。 外装体にお ける前記基材層 11は、 延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなるが、 この時、 ポリエステル樹脂としては、 ポリエチレンテレフ夕レート、 ポリブチレ ンテレフ夕レート、 ポリエチレンナフ夕レート、 ポリブチレンナフタレート、 共 重合ポリエステル、 ポリカーボネート等が挙げられる。 またナイロンとしては、 ポリアミド樹脂、 すなわち、 ナイロン 6、 ナイロン 6, 6、 ナイロン 6とナイ口 ン 6, 6との共重合体、 ナイロン 6, 10、 ポリメタキシリレンアジパミ ド (M XD 6) 等が挙げられる。
前記基材層 11は、 電池として用いられる場合、 ハードと直接接触する部位で あるため、 基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。 フィルム単体でのピンホール の存在、 及ぴ加工時のピンホールの発生等を考慮すると、 基材層は 6 zm以上の 厚さが必要であり、 好ましい厚さとしては 12〜30 zmである。
基材層 11は耐ピンホール性及び電池の外装体とした時の絶縁性を向上させる ために、 積層化することも可能である。 基材層を積層体化する場合、 基材層が 2 層以上の樹脂層を少なくとも一つを含み、 各層の厚みが 6 zm以上、 好ましくは、 12〜30 /mである。 基材層を積層化する例としては、 次の 1) 〜8) が挙げ られる。
1)延伸ポリエチレンテレフ夕レート Z延伸ナイロン
2)延伸ナイロン/延伸延伸ポリエチレンテレフ夕レートまた、 包装材料の機 械適性 (包装機械、 加工機械の中での搬送の安定性) 、 表面保護性 (耐熱性、 耐 、 2次加工とて電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、 ェンボ ス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着した場 合に基材層を保護するために、 基材層を多層化、 基材層表面にフッ素系樹脂層、 アクリル系樹脂層、 シリコーン系樹脂層、 ポリエステル系樹脂層、 ォレイン酸ァ マイ ド、 エル力酸アマイ ド、 ビスォレイン酸アマイ ド等のスリヅプ剤、 または、 これらのブレンド物からなる樹脂層等を設けることが好ましい。 例えば、
3 ) フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (フヅ素系樹脂は、 フィ ルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
4 ) シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ.夕レート (シリコーン系樹脂 は、 フィルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
5 ) フヅ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート /延伸ナイロン
6 ) シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレ一ト /延伸ナイ口ン
7 ) アクリル系樹脂/延伸ナイロン (アクリル系樹脂はフィルム状、 または液 状コーティング後乾燥で硬化)
8 ) アクリル系樹脂 +ポリシロキサングラフト系アクリル樹脂 Z延伸ナイロン (ァクリル系樹脂はフィルム状、 または液状コ一ティング後乾燥で硬化) 前記パリア層 1 2は、 外部から電池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止 するための層で、 バリア層単体のピンホール、 及び加工適性 (バウチ化、 ェンボ ス成形性) を安定化し、 かつ耐ピンホールをもたせるために厚さ 1 5 /m以上の アルミニウム、 ニッケルなどの金属、 または、 無機化合物、 例えば、 酸化珪素、 アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、 ノ リア層として好ましくは 厚さが 2 0〜8 O zmのアルミニウムをペースとして、 後述する保護層を形成す ることが望ましい。
ピンホールの発生をさらに改善し、 電池の外装体のタイプをエンボスタイプと する場合、 エンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、 本発明者らは、 バリア層として用いるアルミニウムの材質が、 鉄含有量が 0 . 3 〜9 . 0重量%、 好ましくは 0 . 7 ~ 2 . 0重量%とすることによって、 鉄を含 有していないアルミニウムと比較して、 アルミニウムの展延性がよく、 積層体と して折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、 かつ前記エンボスタイプの 外装体を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出した。 前記鉄含有量 が、 0 . 3重量%未満の場合は、 ピンホールの発生の防止、 エンボス成形性の改 善等の効果が認められず、 前記アルミニウムの鉄含有量が 9 . 0重量%を超える 場合は、 アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、 積層体として製袋性が悪くな る。
また、 冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし (いわゆる焼鈍処理) 条件でその柔軟性 ·腰の強さ ·硬さが変化するが、 本発明において用いるアルミ 二ゥムは焼きなましをしていない硬質処理品より、 多少または完全に焼きなまし 処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。 前記、 アルミニウムの柔軟性 ' 腰の強さ ·硬さの度合い、 すなわち焼きなましの条件は、 加工適性 (バウチ化、 エンボス成形) に合わせ適宜選定すればよい。 例えば、 エンボス成形時のしわや ピンホールを防止するためには、 成形の程度に応じた焼きなましされた軟質アル ミニゥムを用いることが望ましい。
本発明者らは、 電池用包装材料のバリア層 1 2であるアルミニウムの表、 裏面 に保護層として、 例えば化成処理を施すことによって、 前記包装材料として満足 できる積層体とすることができた。 前記化成処理とは、 具体的にはリン酸塩、 ク ロム酸塩、 フッ化物、 トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成すること で、 前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、 フヱノール樹脂、 フヅ化クロム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良 好である。 または、 少なくともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。 前 記耐酸性皮膜が形成されることによってェンボス成形時のアルミニウムと基材層 との間のデラミネ一シヨン防止と、 電池の電解質と水分とによる反応で生成する フヅ化水素により、 アルミニウム表面の溶解、 腐食、 特にアルミニウムの表面に 存在する酸化アルミが溶解、 腐食することを防止し、 かつ、 アルミニウム表面の 接着性 (濡れ性) を向上させ、 エンボス成形時、 ヒートシール時の基材層 1 1と アルミニウム 1 2とのデラミネ一シヨン防止、 電解質と水分との反応により生成 するフッ化水素によるアルミニゥム内面側でのデラミネ一ション防止 ¾&果が得ら れた。 各種の物質を用いて、 アルミニウム面に化成処理を施し、 その効果について研 究した結果、 前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、 フヱノール樹脂、 フッ化クロ ム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート 処理が良好であった。
または、 少なくともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。
アルミの化成処理は、 外装体がパゥチタイプである場合、 ヒートシール層側の みの片側または基材層側とヒートシール層側の両面のどちらでも良い。 電池の外 装体がエンボスタイプの場合には、 アルミニウムの両面に化成処理することによ つて、 エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との間のデラミネ一シヨンを防 止することができる。
本発明の電池用包装材料におけるシーラント層は、 前述のように、 低流動性 P Pと高流動性 P Pとの組み合わせによる多層とし、 最内層を高流動性 P Pとする ものである。 シ一ラント層の総厚みとしては 2 0から 2 0 0 zmが好ましい。 本発明の電池用包装材料を積層する場合の、 バリア層に設けた保護層とシーラ ント層との接着は、 例えば、 リチウムイオン電池等における電解液と水分との反 応により発生するフヅ化水素酸などによるデラミネ一シヨン防止のために、 ドラ ィラミネート法とすることが望ましい。
本発明の電池用包装材料において、 外装体を形成する積層体における前記の各 層には、 適宜、 製月莫性、 積層化加工、 最終製品 2次加工 (パゥチ化、 エンボス成 形) 適性を向上、 安定化する目的のために、 コロナ処理、 ブラスト処理、 酸化処 理、 オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。
B . 本発明の第二の態様
1 . 具体的な態様
本発明の第二の態様による発明の具体例は、 以下のように説明できる。 すなわ ち、 請求項 6に記載した発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより 密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリ ァ層、 接着樹脂層、 シ一ラント層から構成される積層体であって、 少なくともシ 一ラント層が、 ヒートシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロ ピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、 最内層を高流動 性ポリプロピレン層とすることを特徴とする電池用包装材料からなる。
請求項 7に記載した発明は、 請求項 6に記載したバリア層は、 少なくとも、 そ の接着樹脂層側に化成処理層が設けられていることを特徴とするものである。 請求項 8に記載した発明は、 請求項 6または請求項 7に記載したシーラント層 が、 低流動性ポリプロピレン層と高流動性ポリプロピレン層の 2層からなり、 高 流動性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とするものである。 請求項 9 に記載した発明は、 請求項 6または請求項 7に記載したシ一ラント層が、 高流動 性ポリプロピレン層、 低流動性ポリプロピレン層、 高流動性ポリプロピレン層の 3層からなることを特徴とするものである。 請求項 1 0に記載した発明は、 請求 項 6〜請求項 9のいずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポリオレフィンのエマ ルジョンの焼付け層であり、 該焼付け層にシ一ラント層が熱ラミネ一ト法により 接着されたことを特徴とするものである。 請求項 1 1に記載した発明は、 請求項 6〜請求項 9のいずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであり、 予め製膜されたシーラント層をサンドィツチラミネート法により積層したことを 特徴とするものである。 請求項 1 2に記載した発明は、 請求項 6〜請求項 9のい ずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであり、 シ一ラント層と接 着樹脂層とを共押出しラミネート法により積層したことを特徴とするものである 請求項 1 3に記載した発明は、 請求項 6〜請求項 1 2のいずれかに記載した電池 用包装材料と電池本体のリード線部との間に接着性フィルムを介在させることを 特徴とするものである。
2 . 発明の実施の形態
本発明の電池用包装材料は、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 接着樹脂 層、 シーラント層からなる電池用包装材料であって、 シ一ラント層の構成をヒー トシール時の熱と圧力とによりつぶれ易い層とつぷれ難い層とを組合せることに よって、 シーラント層の値切れの発生を防止し、 バリア層とリード線との短絡の ないシールを実現したものである。 本発明について、 以下図面等によりさらに詳 細に説明する。
図 2 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a ) 層構成を示した電 池用包装材料、 リード線のそれそれの位置関係を示す断面図、 (b) リード線部 での、 ヒートシール前のリ一ド線と外装体とが接した状態を説明する断面図、 (c) はヒートシール後のリード線部の模式断面図である。 (d)、 (e) およ び (f) は、 別のシ一ラント構成からなる電池用包装材料を用いた場合の同様の 説明図である。 図 2Bは、 電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面 図である。 図 2Cは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 2Dは、 電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 2Eは、 ェ ンボスタイプにおける成形を説明する、 (a)斜視図、 (b) エンボス成形され た外装体本体、 (c) X2— X2部断面図、 (d) Y1部拡大図である。 図 2F は、 電池用包装材料とリード線との接着におけるリード線用フィルムの装着方法 を説明する図である。
電池のリード線としては、 細長の板状または棒状の金属からなり、 板状のリー ド線用としては、 厚さが 50〜2000〃m、 巾が 2. 5〜 2 Omm程度であつ て、 その材質としては、 AL、 Cu (Niメヅキを含む) 、 Ni、 等である。 電池の外装体は、 電池本体の性能を長期にわたって維持する性能を有すること が求められ、 基材層、 パリア層、 ヒートシール層等を各種のラミネート法によつ て積層している。 特に、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積層体のヒー トシール層がポリオレフイン系樹脂等からなる場合、 電池本体を外装体に収納し、 その周縁をシールして密封する際、 リード線が存在する部分において、 例えば、 リ一ド線用フィルムとして酸変性ポリオレフィンを用いる場合、 ヒートシールの ための熱と圧力によつて前記外装体のヒートシール層とリード線用フィルム層と がともに溶融し、 また、 加圧によって、 外装体のバリア層と金属からなるリ一ド 線とが接触しショート Sすることがあった。
また、 図 2H (a) 〜図 2H (c) に示すように、 外装体の周縁をヒ一トシ一 ルした時に、 シール部の内縁近傍のシ一ラント層に微小なクラック (以下、 根切 れ C) が発生することがあった。 該根切れが発生すると、 電解液がバリア層と直 接接触することで、 電話本体、 リード線の金属、 バリア層間の絶縁性が壊れ、 電 位差が発生し、 バリア層に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライトと呼 ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿命が 短くなる。
本発明者らは、 前記ショート Sを防止することについて、 鋭意研究の結果、 電 池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を形成する包 装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 接着樹脂層、 シーラント層か ら構成される積層体であって、 少なくともシーラント層を多層とし、 ヒートシ一 ルによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層 (以下、 低流動性 PP層または低流動性 PP) と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層 (以下、 高流動性 PP層または高流動性 PP) とからなり、 最内層を高流動性 PP層とす ることによって課題を解決し得ることを見出し本発明を完成するに到った。
本発明における電池用包装材料の多層シーラントは、 ヒートシールにより外装 体を密封する際に、 前記低流動性 PP層は、 電池用包装材料の密封に適したヒー トシール条件によるヒートシールの熱と圧力とを受けて熔融樹旨となつた状態に おいても低流動性であり、 バリア層とリード線との間に絶縁膜を存在させ、 また、 シール部近傍での根切れを防止する効果を示す。 一方、 高流動性 PP層は熔融時 に低粘性となり、 段差部の密封効果を示し、 さらにヒートシールにおいで押し潰 されて薄くなり、 シール部断面積を小さくして断面からの透湿度を減少させる効 果がある。
前記低流動性 P P、 高流動性 P Pの流動性は、 J I S K 7210により測定 されたメルトインデックス (以下、 Mlと記載) の値により区別することができ る。
本発明における低流動性 PPとしては、 Mlが 0. 5〜3. 0 g/1 Omin のものが好ましく、 高流動性 PPとしては、 Mlが 5. 0〜30g/10min のものが好ましい。
本発明の電池用包装材料は、 例えば、 図 2B (a) または図 2 B (b) に示す ように、 少なくとも基材層 11、 接着層 16、 アルミニウム 12、 保護層 15、 接着樹脂層 13 d、 多層シーラント層 14から構成される積層体であり、 多層シ —ラントを低流動性 P P層 14 rと高流動性 P P層 14fの 2層とするものであ る。 また、 例えば、 図 2B (c) または図 2B (d) に示すように、 少なくとも 基材層 11、 接着層 16、 アルミニウム 12、 保護層 15、 接着樹脂層 13d、 鳩 18
23 多層シーラント層 14から耩成される積層体であり、 多層シーラントが、 高流動 性 P P層 14 f ( 1 ) 、 低流動性 P P層 14 r、 高流動性 Ρ Ρ層 14 f (2) と する 3層としてもよい。
本発明の電池用包装材料におけるシ一ラント層の高流動性ポリプロピレン層と 低流動性ポリプロピレン層との層厚み比は、 低流動性 PPは高流動性 PPの 1. 5倍以上が好ましく、 低流動性 P P:高流動性 P P = 95 : 5〜 60 : 40の範 囲が適当である。
また、 シ一ラント層が 3層の場合は、 高流動性 PP (1) /低流動性 PP/高 流動性 PP (2) において、 低流動性 PPの厚みが高流動性 PP (1) と (2) との合計厚みの 1. 5倍以上となることが好ましい。
すなわち、 低流動性 PPの厚さが高流動性 PPの厚さ (3層の構成においては、 外層と内層の合計厚さ) の 1. 5倍圭満の場合、 ヒートシールにより低流動性 P Pが潰れ難いという効果が現れにくく、 バリア層とリード線とが短絡し易くなり、 根切れを防止することができない。
シーラント層の総厚みは 20〃m〜200〃mが適当である。
本発明のシ一ラント層に用いるポリプロピレンとしては、 ホモタイプポリプロ ピレン、 ランダムタイプポリプロピレン、 ブロックタイプポリプロピレンを用い ることができる。
本発明の電池用包装材料のシーラント層であるポリプロピレンは、 金属に対す る接着性を持たない為に密封シール時に、 電池リード線部と外装体との問に、 シ 一ラント層とリード線との双方にヒートシール性を有するリード線用フィルムを 介在させる必要がある。 例えば、 図 2F (a)及び図 2F (b) に示すように、 電池本体 2のリ一ド線 4の密封シール部上下にリード線用フィルム 6をおいて (実際には仮着シールにより固定して) 外装体 5に挿入しリード線 4を挟持した 状態でヒートシールすることによつて密封する。 リード線用フィルム 6のリード 線 4への介在方法として、 図 2F (d) または図 2 F (e) に示すように、 リー ド線 4の所定の位置にリード線用フィルム 6のフィルムを巻き付けてもよい。 前記リード線用フィルム 6は、 具体的には、 酸変性ポリプロピレン (不飽和力 ルボン酸グラフトランダムプロピレン) 、 金属架橋ポリエチレン、 エチレンとァ クリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体物、 エチレンと酢酸ピニルとの 共重合体物の単体、 またはブレンド物等を用いることができる。
該リード線用フィルム 6の層厚は、 使用されるリード線 4の厚さの 1 / 3以上 有ればよく、 たとえば、 100 mの厚さのリード線であれば、 リード線用フィ ルム 6の総厚は概ね 30 Aim以上あれば良い。
本発明の電池用包装材料を用いて外装体を形成して、 該外装体に電池本体を揷 入して周縁をヒートシールにより密封すると、 リード線部におけるシール状態は、 図 2B— A (c) または図 2B— A (f ) に示すように、 ノ リア層とリードとの 間にそれそれ低流動性 PP層 14 rが膜状に残り、 本発明の課題であるショート および根切れを避けることができるものである。
電池用包装材料は電池本体を包装する外装体を形成するものであって、 その外 装体の形式によって、 図 2 Cに示すようなパゥチタイプと、 図 2D (a)、 図 2 D (b) または図 2D (c) に示すようなエンボスタイプとがある。 前記パゥチ タイプには、 三方シール、 四方シール等およびピロ一タイプ等の袋形式があるが、 図 2Cは、 ピロ一タイプとして例示している。
エンボスタイプは、 図 2D (a) に示すように、 片面に凹部を形成してもよい し、 図 2D (b) に示すように、 両面に凹部を形成して電池本体を収納して周縁 の四方をヒートシールして密封してもよい。 また、 図 2D (c) に示すような折 り部をはさんで両側に凹部形成して、 電池を収納して 3辺をヒートシールする形 式 ある。
電池用包装材料をエンボスタイプとする場合、 図 2E (a) 〜図 2E (d) に 示すように、 積層された包装材料 10をプレス成形して凹部 7を形成する。
次に、 本発明の電池用包装材料を構成する各層について説明する。
外装体における前記基材層 11は、 延伸ポリエステルまたはナイロンフィルム からなるが、 この時、 ポリエステル樹脂としては、 ポリエチレンテレフ夕レート、 ポリブチレンテレフ夕レート、 ポリエチレンナフ夕レート、 ポリプチレンナフ夕 レート、 共重合ポリエステル、 ポリカーボネート等が挙げられる。 またナイロン としては、 ポリアミド樹脂、 すなわち、 ナイロン 6、 ナイロン 6, 6、 ナイロン 6とナイロン 6, 6との共重合体、 ナイロン 6 , 10、 ポリメタキシリレンアジ パミ ド (MX D 6 ) 等が挙げられる。
前記基材層 1 1は、 電池として用いられる場合、 ハードと直接接触する部位で あるため、 基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。 フィルム単体でのピンホール の存在、 及び加工時のピンホールの発生等を考慮すると、 基材層は 6〃m以上の 厚さが必要であり、 好ましい厚さとしては 1 2〜3 0 /zmである。
基材層 1 1は耐ピンホール性及び電池の外装体とした時の絶縁性を向上させる ために、 積層化することも可能である。
基材層を積層体化する場合、 基材層が 2層以上の樹脂層を少なくとも一つを含 み、 各層の厚みが 6〃m以上、 好ましくは、 1 2〜3 0〃mである。 基材層を積 層化する例としては、 次の 1 ) ~ 8 ) が挙げられる。
1 ) 延伸ポリエチレンテレフ夕レート/延伸ナイロン
2 ) 延伸ナイロン/延伸延伸ポリエチレンテレフ夕レート
また、 包装材料の機械適性 (創装機械、 加工機械の中での搬送の安定性) 、 表 面保護性 (耐熱性、 耐電解質性) 、 2次加工とて電池用の外装体をエンボスタイ プとする際に、 エンボス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的あるい は電解液が付着した場合に基材層を保護するために、 基材層を多層化、 基材層表 面にフッ素系樹脂層、 アクリル系樹脂層、 シリコーン系樹脂層、 ポリエステル系 樹脂層、 または、 ォレイン酸アマイ ド、 エル力酸アマイ ド、 ビスォレイン酸アマ ィ ド等のスリップ剤、 これらのブレンド物からなる樹脂層等を設けることが好ま しい。 例えば、
3 ) フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (フッ素系樹脂は、 フィ ルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
4 ) シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (シリコーン系樹脂 は、 フィルム状物、 または液状コ一ティング後乾燥で形成) ·
5 ) フヅ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレ一ト Z延伸ナイ口ン
6 ) シリコ一ン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレ一ト /延伸ナイ口ン
7 ) アクリル系樹脂/延伸ナイロン (アクリル系樹脂はフィルム状、 または液 状コ一ティング後乾燥で硬化)
8 ) ァクリル系樹 S旨 +ポリシロキサングラフト系ァクリル樹 /延伸ナイロン (ァクリル系樹脂はフィルム状、 または液状コ一ティング後乾燥で硬化) 前記バリア層 1 2は、 外部から電池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止 するため Q層で、 バリア層単体のピンホール、 及び加工適性 (パゥチ化、 ェンボ ス成形性) を安定化し、 かつ耐ピンホールをもたせるために厚さ 1 5 zm以上の アルミニウム、 ニッケルなどの金属、 または、 無機化合物、 例えば、 酸化珪素、 アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、 ノ リア層として好ましくは 厚さが 2 0〜8 0 zmのアルミニウムとする。
ピンホールの発生をさらに改善し、 電池の外装体のタイプをエンボスタイプと する場合、 ェンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、 本発明者らは、 バリア層として用いるアルミニウムの材質が、 鉄含有量が 0 . 3 〜9 . 0重量%、 好ましくは 0 . 7 ~ 2 . 0重量%とすることによって、 鉄を含 有していないアルミニウムと比較して、 アルミニウムの展延性がよく、 積層体と して折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、 かつ前記エンボスタイプの 外装体を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出した。 前記鉄含有量 が、 0 . 3重量%未満の場合は、 ビンホールの発生の防止、 エンボス成形性の改 善等の効果が認められず、 前記アルミニウムの鉄含有量が 9 . 0重量%を超える 場合は、 アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、 積層体として製袋性が悪くな る。
また、 冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし (いわゆる焼鈍処理) 条件でその柔軟性 ·腰の強さ ·硬さが変化するが、 本発明において用いるアルミ 二ゥムは焼きなましをしていない硬質処理品より、 多少または完全に焼きなまし 処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。 '
前記、 アルミニウムの柔軟性 ·腰の強さ ·硬さの度合い、 すなわち焼きなまし の条件は、 加工適性 (パゥチ化、 エンボス成形) に合わせ適宜選定すればよい。 例えば、 エンボス成形時のしわやピンホールを防止するためには、 成形の程度に 応じた焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることが望ましい。
本発明者らは、 電池用包装材料のバリア層 1 2であるアルミニウムの表、 裏面 に保護層として、 例えば化成処理を施すことによって、 前記包装材料として満足 できる積層体とすることができた。 前記化成処理とは、 具体的にはリン酸塩、 ク 口ム酸塩、 フッ化物、 トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成すること で、 前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、 フエノール樹脂、 フヅ化クロム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメ一ト処理が良 好である。 または、 少なくともフヱノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。 前 記耐酸性皮膜が形成されることによってェンボス成形時のアルミニウムと基材層 との間のデラミネ一シヨン防止と、 電池の電解質と水分とによる反応で生成する フヅ化水素により、 アルミニウム表面の溶解、 腐食、 特にアルミニウムの表面に 存在する酸化アルミが溶解、 腐食することを防止し、 かつ、 アルミニウム表面の 接着性 (濡れ性) を向上させ、 エンボス成形時、 ヒートシール時の基材層 1 1と アルミニウム 1 2とのデラミネ一シヨン防止、 電解質と水分との反応により生成 するフッ化水素によるアルミ二ゥム内面側でのデラミネーション防止効果が得ら れた。
各種の物質を用いて、 アルミニウム面に化成処理を施し、 その効果について研 究した結果、 前記耐酸性皮膜形成物質のなかでも、 フヱノール樹脂、 フッ化クロ ム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート 処理が良好であった。
または、 少なくともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。
アルミの化成処理は、 外装体がパゥチタイプである場合、 ヒートシール層側の みの片側または基材層側とヒートシール層側の両面のどちらでも良い。 電池の外 装体がエンボス夕ィプの場合には、 アルミニゥムの両面に化成処理することによ つて、 エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との間のデラミネ一シヨンを防 止することができる。
本発明の電池用包装材料におけるシーラント層は、 前述のように、 低流動性 P Pと高流動性 P Pとの組み合わせによる多層とし、 最内層を高流動性: P Pとする ものである。 シーラシト層の総厚みとしては、 ,2 0 ~ 2 0 0 /mが好ましい。 本発明の電池用包装材料を積層する場合の、 バリア層に設けた化成処理層とシ 一ラント層との接着は、 例えば、 リチウムイオン電池等における電解液と水分と の反応により発生するフッ化水素酸などによるデラミネ一シヨン防止のために、 以下に述べるラミネートおよび接着安定化処理を行うことが望ましい。
本発明者らは、 安定した接着強度を示す積層方法について鋭意研究の結果、 図 2 B ( c ) に示すように、 前記化成処理層に酸変性ポリオレフインのェマルジョ ンを化成処理層に塗布乾燥焼付けた後 (1 3 h) 、 シーラント層となるフィルム を熱ラミネート法により積層することによつても所定の接着強度が得られること を確認した。
また、 次のようなラミネート方法によっても安定した接着強度が得られること を確認した。
例えば、 基材層 1 1とバリア層 1 2の片面とをドライラミネートし、 図 2 B ( a )、 図 2 B ( b ) および図 2 B ( e ) に示すように、 バリア層 1 2の他の面 (化成処理層) に、 酸変性ポリオレフイン 1 3 eを押出してシ一ラント層 1 4を サンドイッチラミネートして積層体とした後、 または、 酸変性ポリオレフイン樹 脂 1 3とシーラント層とを共押出しして積層体とした後、 得られた積層体を前記 酸変性ポリオレフイン樹脂 1 3 eがその軟化点以上になる条件に加熱することに よって、 所定の接着強度を有する積層体とすることができた。
前記加熱の具体的な方法としては、 熱ロール接触式、 熱風式、 近または遠赤外 線等の方法があるが、 本発明においてはいずれの加熱方法でもよく、 前述のよう に、 接着樹 J5旨がその軟化点温度以上に加熱できればよい。
また、 別の方法としては、 前記、 サンドイッチラミネートまたは共押出しラミ ネートの際に、 アルミニウム 1 2のシ一ラント層側の表面温度が酸変性ポリオレ フィン樹脂の軟化点に到達する条件に加熱することによつても接着強度の安定し た積層体とすることができた。
本発明の電池用包装材料において、 外装体を形成する積層体における前記の各 層には、 適宜、 製膜性、 積層化加工、 最終製品 2次加工 (パゥチ化、 エンボス成 形) 適性を向上、 安定化する目的のために、 コロナ処理、 ブラスト処理、 酸化処 理、 オゾン処理等の表面活性化処理をしてもよい。 C . 本発明の第三の態様
1 . 具体的な態様
本発明の第三の態様による発明の具体例は、 以下のように説明できる。
すなわち、 請求項 1 4に記載した発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒ一トシ一 ルにより密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着 層、 アルミニウム、 化成処理層、 接着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シーラント 層から構成される積層体であって、 接着樹脂層が、 メルトインデックス 5〜2 0 g/ 1 0分の範囲の樹脂から形成されていることを特徴とする電池用包装材料か らなる。 請求項 1 5に記載した発明は、 請求項 1 4に記載した接着樹脂層がポリ プロピレン系樹脂からなることを特徴とするものである。 請求項 1 6に記載した 発明は、 請求項 1 4または請求項 1 5に記載した接着樹脂層が酸変性ポリプロピ レンからなることを特徴とするものである。 請求項 1 7に記載した発明は、 請求 項 1 4に記載した接着樹脂層が酸変性ポリェチレン樹脂に低密度ポリプロピレン、 密度が 9 0 0 k gZm3の低結晶のエチレンとブテンとプロピレンの共重合体、 非 晶性のエチレンとプロピレンの共重合体、 プロピレン 'ォレフイン共重合体、 ゴム系成分の中の少なくとも 1成分を添加した樹脂からなることを特徴とするも のである。請求項 1 8に記載した発明は、 請求項 1 4に記載した接着樹脂層が、 メルトインデックスが異なる少なくとも 2種のポリプロピレン系樹脂をプレンド した樹脂から形成されていることを特徴とするものである。 請求項 1 9に記載し た発明は、 請求項 1 8に記載した接着樹脂層を形成する少なくとも 2種のポリプ ロピレン系樹脂の少なくともそのうち一つが酸変性ポリプロビレン樹脂であるこ とを特徴とするものである。 請求項 2 0に記載した発明は、 前記積層体が、 少な くとも基材層、 接着層、 化成処理層 (1 ) アルミニウム、 化成処理層 (2 ) 、 接 着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シ一ラント層から構成されていることを特徴と する請求項 1 4〜請求項 1 9のいずれかに記載した電池用包装材料からなる。 請 求項 2 1に記載した発明は、 電池本体が請求項 1 4〜請求項 2 0のいずれかに記 載した電池用包装材料により形成された外装体に収納され密封された電池からな る 2. 発明の実施の形態
本発明の電池用包装材料は、 少なくとも基材層、 接着層、 アルミニウム、 化成 処理層、 接着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シ一ラント層を酸変性ポリオレフィ ン層とするシ一ラント層から構成される電池の外装体において、 少なくとも、 前 記接着樹脂層を形成する樹脂のメルトインデックスを 5〜20 g/10分の範囲 とすることによって、 リード線とバリア層間との絶縁性が保たれ、 根切れの発生 防止の効果を奏するものである。 以下、 図面等を参照して詳細に説明する。
図 3 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a) 電池用包装材料の 層構成例を示した断面図、 (b) 電池用包装材料の別の層構成例を示した断面図 である。 図 3Bは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a)層構成を示 した電池用包装材料、 リード線の位置関係を示す断面図、 (b) リード線部での、 ヒートシール前のリード線と外装体とが接した状態を説明する断面図、 (c) は ヒートシール後のリード線部の模式断面図である。 (d) は、 層構成を示した電 池用包装材料、 リード線用フィルム、 リード線のそれそれの位置関係を示す断面 図、 (e) ヒートシール前のリード線とリード線用フィルムと外装体とが接した 状態を説明する断面図、 (: f) はヒートシール後のリード線部の模式断面図であ る。 図 3Cは、 電池のパゥチタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 3D は、 電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図である。 図 3Eは、 ェンボ スタイプにおける成形を説明する、 (a)斜視図、 (b) エンボス成形された外 装体本体、 (c) XI— XI部断面図、 (d) Y、 部拡大図である。 図 3Fは、 電池用包装材料とリ一ド線との接着におけるリ一ド線用フィルムの装着方法を説 明する図である。
電池の外装体は、 電池本体の性能を長期にわたって維持する性能を有すること が求められ、 例えば、 図 3G (a) に示すように、 外装体を形成する包装材料 1 0' は基材層 11, 、 ノ リア層 12, 、 シーラント層 14' 等を各種のラミネ一 ト法によって積層している。 特に、 電池の外装体 (以下、 外装体) を構成する積 層体のシーラント層がポリオレフイン系樹脂等からなる場合、 電池本体を外装体 に収納し、 その周縁をシールして密封する際、 リード線 4, が存在する部分にお いて、 例えば、 リード線用フィルム 6' として酸変性ポリオレフインを用いる場 合、 ヒートシールのための熱と圧力によって、 図 3 G (b) に示すように前記外 装体のシーラント層 14, とリード線用フィルム 6' とがともに溶融し、 また、 加圧によって、 外装体 1 0' のバリア層 12' と金属からなるリード線 4とが接 触しショート Sすることがあった。
また、 図 3H (a) 〜図 3H (c) に示すように、 外装体の周縁をヒ一トシ一 ルした時に、 シール部の内縁近傍のシーラント層 14' に微小な根切れ Cが発生 することがあった。 該根切れ Cが発生すると、 電解液がバリア層と直接接触する ことで、 電池本体 2, 、 リード線 4, 、 バリア層 12, 間の絶縁性が壊れ、 電位 差が発生し、 ノ リア層 12, に腐食による貫通孔が形成されたり、 デンドライ ト と呼ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池の寿 命が短くなる。
本発明者らは、 前記ショートおよびシール部の近傍に形成される根切れを防止 することについて、 鋭意研究の結果、 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに より密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 図 3 A (a) に示すように、 少なくとも基材層 1 1、 接着層 16、 ノ リア層 12、 化成処理層 15、 接着樹脂 層 13、 シーラント層 14から構成される積層体または、 図 3B (b) に示すよ うに、 少なくとも基材層 1 1、 接着層 1 6、 化成処理層 1 5 ( 1) 、 アルミニゥ ム 12、 化成処理層 (2)、 接着樹脂層 13、 シーラント層 14から構成される 積層体において、 接着樹脂層が、 メルトインデックス 5〜2 O g/10分の範囲 の樹脂から形成されていることによって課題を解決し得ることを見出し本発明を 完成するに到った。
本発明における電池用包装材料の接着樹脂層を形成する樹脂 (以下、 接着樹脂 は、 バリア層とシ一ラント層とをラミネートする樹脂であって、 前記のそれそれ の層に対する接着を確実にするのに必要なラミネート強度を示す樹脂であって、 そのメルトインデックスを 5〜20 g/10分の範囲とするものである。
前記メルトインデックス (以下、 Ml) は、 J I SK72 10によって測定さ れるものとする。
本発明において、 接着樹脂層を単一の樹脂層とする際に用いられる樹脂として は、 酸変性ポリエチレン、 酸変性ポリプロピレン等の酸変性ポリオレフイン、 金 属架橋ポリエチレン、 エチレンとアクリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重 合体物、 エチレンと酢酸ビニルとの共重合体物等であって、 いずれも Mlが 5〜 20 g/10分の範囲のものを用いることが望ましい。
接着樹脂層をメルトインデックス (以下、 Ml) が 20 g/10分を超える樹 脂として電池用包装材料を形成すると、 電池包装の際のヒートシールにおいて、 リード線部にショートが発生し、 また、 シール部近傍に根切れが発生することが ある。 また、 接着樹脂層をメルトインデックス (以下、 Ml) が 0. 3~3g/ 10分と小さなポリプロピレン系樹脂では、 サンドィツチラミネートや共押出ラ ミネートの製膜速度が低下する問題や、 膜厚が均一にならず偏肉が発生する。 従来、 サンドイッチラミネートあるいは共押出しラミネートの際、 生産性を維 持するために、 メルトインデックスの大きな酸変性ポリプロピレンを接着樹脂と していたが、 このような接着樹脂でラミネートされた積層体からなる外装体を用 いて、 電池本体を収納して、 190°C、 1. 0MPa、 3 se cの通常の条件で ヒートシールにより密封すると、 図 3H (c) に示すように、 シール部の合わせ 部にできる樹脂溜り tに近接した部分に根切れ Cが発生し、 該根切れ Cから電解 液が浸透してバリア層 12と直接接触することで、 リ一ド線 4の金属とバリァ層 間の絶縁性が壊れ、 そこに電位差が生じ、 ノ リア層 12に腐食による貫通孔が形 成されたり、 デンドライトと呼ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成さ れたりすることで電池の寿命が短くなることがある。 前記根切れ Cは、 前記ヒー トシールにおいて、 シールされた部分の接着樹脂層 13とシ一ラント層 14 (合 わせて熱融着層 Mx) は結晶化する傾向になるのに対して、 非シール部は非晶質 の状態のままであって、 その境界における部分の樹脂が根切れ Cを生成し易い不 安定な状態になっているためと考えられる。
本発明の電池用包装材料における接着樹脂層は、 そのメルトインデックスを 5 〜20 g/10分とするが、 接着樹脂層は単一の樹脂組成でなくともよい。 例え ば、 製膜性の良い、 大きな Mlを有する酸変性ポリプロピレンに LDPE、 密度 が 90 Okg/m3以下の低結晶のエチレンとプテンとプロピレンの共重合体、 非 晶性のエチレンとプロピレンの共重合体、 プロピレン一ひ ·ォレフィン共重合 体、 、 ブタジエン等のゴム成分などを添加して、 後述する見かけのメルトインデ ヅクスを 5〜20 g/10分としてもよい。
また、 本発明の電池用包装材料における接着樹脂層の組成として、 異なった M Iを有する 2以上の同系の樹脂、 例えば、 ポリプロピレン系樹脂をブレンドして もよい。 この場合には、 少なくとも、 いずれかのポリプロピレン系樹脂を酸変性 ポリプロピレンとすることによってポリプロピレン系シ一ラントとの接着強度を 確保する。 ここで、 前記ポリプロピレン系樹脂におけるポリプロピレンとしては、 ホモタイプポリプロピレン、 ランダムタイプポリプロピレン、 プロックタイプポ リプロドレン、 プロピレンとエチレンとプテンとの共重合体である夕一ポリマ一 樹脂を用いることができる。 また、 酸変性とは不飽和カルボン酸をグラフト重合 したことを示す。
本発明においては、 このように、 2以上の樹脂をブレンドする場合、 ブレンド された樹脂の見かけの MI Fを 5〜20 g/10分の範囲とすることが望まし い。 Mlの測定方法は、 J I SK7210に準拠し区別できる。
以上述べたように、 接着樹脂層を形成する樹脂のメルトインデックスを 5〜2 0 g/10分の範囲にすることによって、 例えば、 メルトインデックスが 22〜 30の樹脂を接着樹脂とする場合に比較して、 ヒートシール樹脂の樹脂の流れを 少なくして、 シーラント層とともにヒートシール後の接着樹脂層の層厚を保持す ることができる。 例えば、 図 3B (a)、 図 3B (b)および図 3B (c) に示 すように、 ヒ一トシ一一ル後に、 ノ リア層 12とリード線 4との間に接着樹脂層 13およぴシ一ラント層 14が膜状に残り、 絶縁性を維持する。 また、 図 3B (d)、 図 3B (e) および図 3 B (f ) に示すように、 外装体の積層体 10と リ一ド線 4との間にリ一ド線用フィルム 6を介在させた場合も、 ヒートシール後 に、 リード線用フィルム 6は熔融してもバリア層 12とリード線 4との間に接着 樹脂層 13およびシーラント層 14が膜状に残り、 絶縁性を維持することができ る。 その結果、 バリア層 12とリード線 4との間のショート Sを防止できる。 また、 シール部の内縁近傍に生成する樹脂溜り tと該樹脂溜り tの端部に発生 する根切れ Cを防止することができる。 本発明において、 接着樹脂層のメルトイ ンデヅクスを 5〜20 g/10分と低くすることによって、 前記と同じヒートシ ール条件で密封シールしても、 前記熱融着層 Mxの中の接着樹脂層 13が薄くな らずに前記根切れ Cが発生しないという効果を奏するものである。
電池用包装材料は電池本体を包装する外装体を形成するものであって、 その外 装体の形式によって、 図 3に示すようなパゥチタイプと、 図 3D (a) 、 図 3D (b) または図 3D (c) に示すようなエンボスタイプとがある。 前記パゥチ夕 イブには、 三方マール、 四方シール等およびピロ一夕イブ等の袋形式があるが、 図 3は、 ピロ一夕イブとして例示している。
エンボスタイプは、 図 3D (a) に示すように、 片面に凹部を形成してもよい し、 図 3D (b) に示すように、 両面に凹部を形成して電池本体を収納して周縁 の四方をヒートシールして密封してもよい。 また、 図 3D (c) に示すような折 り部をはさんで両側に凹部形成して、 電池を収納して 3辺をヒートシールする形 式もある。 電池用包装材料をエンボスタイプとする場合、 図 3E (a) 〜図 3 E (d) に示すように、 積層された包装材料 10をプレス成形して凹部 7を形成 する。
本発明の電池用包装材料は、 図 3 A (a) に示すように、 少なくとも基材層 1 1、 接着層 16、 アルミニウム 12、 化成処理層 15、 接着層 13d、 多層シー ラント層 14から構成される積層体であり、 また、 後述する外装体がエンボス夕 イブの場合には、 図 3 A (b) に示すように、 前記積層体が基材層 11、 接着層 16、 化成処理層 15 (1) 、 アルミニウム 12、 化成処理層 15 (2)、 接着 層 13d、 多層シ一ラント層 14とすることが望ましい。
本発明においては、 電池用包装材料を積層する場合にバリァ層に設けた化成処 理層とシ一ラント層との接着は、 接着樹脂層を用いるサンドィツチラミネート法 または共押出ラミネート法による。 この場合、 リチウムイオン電池等における電 解液と水分との反応により発生するフッ化水素酸などによるデラミネーシヨン防 止のために、 以下に述べる接着安定化処理を行うことが望ましい。
例えば、 図 3A (a) に示すように、 基材層 11とバリア層 12の片面とをド ライラミネート 16し、 ノ リア層 12の他の面 (化成処理層 15) に、 酸変性ポ リオレフイン 13を押出してシ一ラント層 14をサンドィツチラミネートする場 合、 または、 酸変性ポリオレフイン樹脂 13とシーラント層 14とを共押出しし て積層体とした後、 得られた積層体を前記酸変性ポリプロピレン樹脂 13の軟化 点以上にな季条件に加熱することによって、 所定の接着強度を有する積層体とす ることができる。
バリア層 12の表面の化成処理層 15は、 図 3A (b) に示すように、 ノ リア 層 12の両面に設けてもよい。 前記加熱の具体的な方法としては、 熱ロール接触 式、 熱風式、 近または遠赤外線等の方法があるが、 本発明においてはいずれの加 熱方法でもよく、 前述のように、 接着樹脂がその軟化点温度以上に加熱できれば よい。 また、 別の方法としては、 前記、 サンドイッチラミネートまたは共押出 しラミネートの際に、 アルミニウム 12のシーラント層側の表面温度が酸変性ポ リプロビレン樹脂の軟化点に到達する条件に加熱することによっても接着強度の 安定した積層体とすることができる。
電池のリード線としては、 細長の板状または棒状の金属からなり、 板状のリ一 ド線としては、 厚さが 50〜2000 /m、 巾が 2. 5〜 20 mm程度であって、 その材質としては、 ALM、 Cu (Niメツキを含む) 、 Ni、 等である。
本発明の電池用包装材料のシーラント層が金属に対する熱接着性を持たない場 合には、 図 3B (d) または図 3 Fの各図に示すように、 密封シール時に、 電池 リード線 4と積層体 10との間に、 シーラント層 14とリード線 4との双方にヒ 一トシール性を有するリ一ド線用フィルム 6を介在させる必要がある。 リ一ド線 用フィルムを介在する方法は、 例えば、 図 3F (a) 及び図 3F (b) に示すよ うに、 電池本体 2のリード線 4の密封シール部上下にリード線用フィルム 6をお いて (実際には仮着シールにより固定して) 外装体 5に挿入しリード線部を挟持 した状態でヒートシールすることによつて密封する。 リード線用フィルム 6のリ —ド線 4への介在方法として、 図 3F (d) または図 3F (e) に示すように、 リ一ド線 4の所定の位置にリード線用フィルム 6のフィルムを巻き付けてもよい c 前記リード線用フィルム 6は、 具体的には、 酸変性ポリプロピレン (不飽和力 ルボン酸グラフトランダムプロピレン) 、 金属架橋ポリエチレン、 エチレンとァ クリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体物、 エチレンと酢酸ビニルとの 共重合体物の単体、 またはブレンド物等を用いることができる。
該リード線用フィルム 6の層厚は、 使用されるリード線 4の厚さの 1/3以上 有ればよく、 たとえば、 100 /mの厚さのリード線 4であれば、 リード線用フ 6018
36 イルム 6の総厚は概ね 30〃m以上あれば良い。
電池用包装材料は電池本体を包装する外装体を形成するものであって、 その外 装体の形式によって、 図 3 Cに示すようなパゥチタイプと、 図 3D (a)、 図 3 D (b) または図 3D (c) に示すようなエンボスタイプとがある。 前記バウチ タイプには、 三方シール、 四方シール等およびピロ一夕イブ等の袋形式があるが、 図 3Cは、 ピロ一タイプとして例示している。
エンボスタイプは、 図 3D (a) に示すように、 片面に凹部を形成してもよい し、 図 3D (b) に示すように、 両面に凹部を形成して電池本体を収納して周縁 の四方をヒートシールして密封してもよい。 また、 図 3D (c) に示すような折 り部をはさんで両側に凹部形成して、 電池を収納して 3辺をヒートシールする形 式もある。 電池用包装材料をエンボスタイプとする場合、 図 3E (a) 〜図 3 E (d) に示すように、 積層された包装材料 10をプレス成形して凹部 7を形成 する。
次に、 本発明の電池用包装材料を構成する各層について説明する。 外装体にお ける前記基材層 11は、 延伸ポリエステルまたはナイロンフィルムからなるが、 この時、 ポリエステル樹脂としては、 ポリエチレンテレフ夕レート、 ポリプチレ ンテレフ夕レート、 ポリエチレンナフ夕レート、 ポリブチレンナフ夕レート、 共 重合ポリエステル、 ポリカーボネート等が挙げられる。 またナイロンとしては、 ポリアミ ド樹脂、 すなわち、 ナイロン 6、 ナイロン 6, 6、 ナイロン 6とナイ口 ン 6, 6との共重合体、 ナイロン 6, 10、 ポリメタキシリレンアジパミ ド (M XD 6)等が挙げられる。
前記基材層 11は、 電池として用いられる場合、 ハードと直接接触する部位で あるため、 基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。 フィルム単体でのピンホール の存在、 および加工時のピンホールの発生等を考慮すると、 基材層は 6 m以上 の厚さが必要であり、 好ましい厚さとしては 12〜30//mである。
基材層 11は耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させ るために、 積層化することも可能である。
基材層を積層体化する場合、 基材層が 2層以上の樹脂層を少なくとも一つを含 み、 各層の厚みが 6 zm以上、 好ましくは、 12〜30 /mである。 基材層を積 層化する例としては、 次の 1 ) 〜8 ) が挙げられる。
1 ) 延伸ポリエチレンテレフ夕レート/延伸ナイロン
2 ) 延伸ナイ口ン /延伸延伸ポリエチレンテレフ夕レート
また、 包装材料の機械適性 (包装機械、 加工機械の中での搬送の安定性) 、 表 面保護性 (耐熱性、 耐電解質性) 、 2次加工として電池用の外装体をエンボス夕 イブとする際に、 エンボス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的ある いは電解液が付着した場合に基材層を保護するために、 基材層を多層化、 基材層 表面にフッ素系樹脂層、 アクリル系樹脂層、 シリコーン系樹脂層、 ポリエステル 系樹脂層、 またはこれらのプレンド物からなる樹脂層等を設けることが好ましい 例えば、
3 ) フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (フッ素系樹脂は、 フィ ルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
4 ) シリコーン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (シリコーン系樹脂 は、 フィルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
5 ) フヅ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート /延伸ナイ口ン
6 ) シリコ一ン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフタレ一ト /延伸ナイ口ン
7 ) アクリル系樹脂/延伸ナイロン (アクリル系樹脂はフィルム状、 または液 状コーティング後乾燥で硬化)
8 ) ァクリル系樹脂 +ポリシロキサングラフト系ァクリル樹脂/延伸ナイ口ン (ァクリル系樹脂はフィルム状、 または液状コ一ティング後乾燥で硬化) 前記バリア層 1 2は、 外部から電池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止 するための層で、 バリア層単体のピンホール、 および加工適性 (パゥチ化、 ェン ボス成形性) を安定化し、 かつ耐ピンホールをもたせるために厚さ 1 5〃m以上 のアルミニウム、 ニッケルなどの金属、 または、 無機化合物、 例えば、 酸化珪素、 アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、 バリア層として好ましくは 厚さが 2 0 ~ 8 0 z mのアルミニウムとする。
ピンホールの発生をさらに改善し、 電池の外装体の夕ィプをエンボスタイプと する場合、 エンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、 本発明者らは、 バリア層として用いるアルミニウムの材質が、 鉄含有量が 0 . 3 〜9 . 0重量%、 好ましくは 0 . 7〜2 . 0重量%とすることによって、 鉄を含 有していないアルミニウムと比較して、 アルミニウムの展延性がよく、 積層体と して折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、 かつ前記エンボスタイプの 外装体を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出した。 前記鉄含有量 が、 0 . 3重量%未満の場合は、 ピンホールの発生の防止、 エンボス成形性の改 善等の効果が認められず、 前記アルミニウムの鉄含有量が 9 . 0重量%を超える 場合は、 アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、 積層体として製袋性が悪くな る。
また、 冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし (いわゆる焼鈍処理) 条件でその柔軟性 ·腰の強さ ·硬さが変化するが、 本発明において用いるアルミ 二ゥムは焼きなましをしていない硬質処理品より、 多少または完全に焼きなまし 処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。
前記、 アルミニウムの柔軟性 '腰の強さ '硬さの度合い、 すなわち焼きなまし の条件は、 加工適'性 (パゥチ化、 エンボス成形) に合わせ適宜選定すればよい。 例えば、 エンボス成形時のしわやピンホールを防止するためには、 成形の程度に 応じた焼きなましされた軟質アルミニウムを用いることが望ましい。
本発明者らは、 電池用包装材料のバリア層 1 2であるアルミニウムの表、 裏面 に化成処理を施すことによって、 前記包装材料として満足できる積層体とするこ とができた。 前記化成処理とは、 具体的にはリン酸塩、 クロム酸塩、 フッ化物、 トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成することで、 前記耐酸性皮膜形 成物質の中でも、 フエノール樹脂、 フヅ化クロム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分 から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良好である。 または、 少な くともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリプデン、 チタン、 ジルコン等の金 属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。 前記耐酸性皮膜が形成され ることによってエンボス成形時のアルミニウムと基材層との間のデラミネーショ ン防止と、 電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、 アル ミニゥム表面の溶解、 腐食、 特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶 解、 腐食することを防止し、 かつ、 アルミニウム表面の接着性 (濡れ性) を向上 させ、 エンボス成形時、 ヒートシール時の基材層 1 1とアルミニウム 1 2とのデ ラミネ一シヨン防止、 電解質と水分との反応により生成するフッ化水素によるァ ルミニゥム内面側でのデラミネ一シヨン防止効果が得られた。
各種の物質を用いて、 アルミニウム面に化成処理を施し、 その効果について研 究した結果、 前記耐酸性皮膜形成物質の中でも、 フヱノール樹脂、 フッ化クロム ( 3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメート処 理が良好であった。
または、 少なくともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。
アルミの化成処理は、 外装体がパゥチタイプである場合、 シ一ラント層側のみ の片側または基材層側とシ一ラント層側の両面のどちらでもよい。 電池の外装体 がエンボスタイプの場合には、 アルミニウムの両面に化成処理することによって、 エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との間のデラミネーシヨンを防止する ことができる。
接着樹脂層 1 3は、 前述の通り、 バリア層 1 2とシ一ラント層 1 4とをサンド ィツチラミーネート法または共押出ラミネート法により貼り合わせる際に熔融押 出される糊旨であって、 その M lが 5〜2 0の範囲とするものである。
本発明の電池用包装材料におけるシーラント層には、 ポリエチレン系樹脂、 ポ リプロピレン系樹旨等を用いることができる。 ポリプロピレン系樹脂としては、 ホモタイプポリプロピレン、 ランダムタイプポリプロピレン、 プロックタイプポ リプロピレン等を用いることができる。 シ一ラント層は、 必要に応じて 2層以上 の多層構成とすることもできる。 シ一ラント層の総厚みは 2 0〃m〜2 0 0 zm が適当である。
D . 本発明の第四の態様
1 . 具体的な態様
本発明の第四の態様による発明の具体例は、 以下のように説明できる。 すなわ ち、 請求項 2 2に記載した発明は、 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールによ り密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層 1、 パリア層、 接着層 2、 シ一ラント層から構成される積層体であって、 シ一ラント 層がメ夕口セン系の線状低密度ポリエチレンを含む樹脂層を少なくとも 1層以上 積層されていることを特徴とする電池用包装材料からなる。 請求項 2 3に記載し た発明は、 請求項 2 2に記載したシーラント層がメタ口セン系線状低密度ポリエ チレン樹脂から形成されていることを特徴とするものである。 請求項 2 4に記載 した発明は、 請求項 2 1に記載したシ一ラント層がメタ口セン系線状低密度ポリ エチレン樹脂 1 0 %以上を含むポリエチレン系樹脂から形成されていることを特 徴とするものである。 請求項 2 5に記載した発明は、 請求項 2 2に記載したシー ラント層が、 少なくともメタ口セン系線状低密度ポリエチレン樹脂からなる層を 含む多層構成からなることを特徴とするのである。 請求項 2 6に記載した発明は、 請求項 2 1に記載したシ一ラント層が、 メタ口セン系線状低密度ポリエチレン樹 脂 1 0 %以上を含むポリェチレン系樹脂層を含む多層構成からなることを特徴と するものである。 請求項 2 7に記載した発明は、 請求項 2 2に記載した接着層 2 がドライラミネート法により形成されたことを特徴とするものである。 請求項 2 8に記載した発明は、 請求項 2 2に記載した接着層 2が酸変性ポリオレフインの 塗布焼付け層であることを特徴とするものである。 請求項 2 9に記載した発明は、 請求項 2 2に記載した接着層 2が酸変性ポリオレフィンの押出層であることを特 徴とするものである。
2 . 発明の実施の形態
本発明の電池用包装材料は、 少なくとも基材層、 接着層、 化成処理層 1、 アル ミニゥム、 化成処理層 2、 接着層、 シ一ラント層から構成される電池の外装体に おいて、 少なくとも、 メタ口セン系の線状低密度ポリエチレン (以下、 メタロセ ン系 L L D P E ) 樹脂を含むシ一ラント層にすることによって、 安定したェンボ ス加工性およびシール適性を得ることができる。
また、 アルミニウムとシーラント層とのラミネート方法によってデラミネーシ ヨンのない包装材料とするものである。 以下、 図面等を参照して詳細に説明する 図 4 Aは、 本発明の電池用包装材料を説明する図で、 (a ) 積層体の実施例を 示す断面図、 (b ) 別の積層体の実施例を示す断面図である。 図 4 Bは、 シ一ラ ント層の構成を説明する図で、 (a ) 単層シーラントの断面図、 (b ) 2層シ一 ラントの断面図、 (c ) 3層シーラントの場合の断面図である。 図 4 Cは、 本発 明の電池用包装材料をラミネート方法別に示した断面図であり、 (a ) ドライラ ミネ一ト法、 (b ) 熱ラミネート法、 (c ) サンドイッチラミネート法、 (d ) 共押出ラミネート法である。 図 4 Dは、 電池のバウチタイプの外装体を説明する 斜視図である。 図 4 Eは、 電池のエンボスタイプの外装体を説明する斜視図であ る。 図 4 Fは、 エンボスタイプにおける成形を説明する、 (a ) 斜視図、 (b ) エンボス成形された外装体本体、 (c ) X 2— X 2部断面図、 (d ) Y 1部拡大 図である。
電池用包装材料としては、 少なくとも、 基材層、 バリア層、 シーラント層から なる積層体とする。 そして、 前記各層の層間の接着強度が、 電池の外装体として 必要な性質に影響をあたえることが確認されている。 例えば、 バリア層とシ一ラ ント層との接着強度が不十分であると、 外部から水分の浸入の原因となり、 電池 を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応により生成するフッ化水素酸に より前記アルミニウム面が腐食して、 バリア層とシーラント層との間にデラミネ —シヨンが発生する。 また、 前記エンボスタイプの外装体とする際に、 前記積層 体をプレス成形して凹部を形成するが、 この成形の際に基材層とバリア層との間 にデラミネーションが発生することがある。
電池用包装材料は、 図 4 A ( a ) に示すように、 少なくとも基材層 1 1、 接着 層 1 6、 アルミニウム 1 2、 化成処理層 1 5、 接着層 1 3、 シ一ラント層 1 4か ら構成される積層体であり、 また、 外装体がエンボスタイプの場合には、 図 4 A ( b ) に示すように、 前記積層体が基材層 1 1、 接着層 1 6、 化成処理層 1 5 ( 1 ) 、 アルミニウム 1 2、 化成処理層 1 5 ( 2 ) 、 接着層 1 3、 シーラント層 1 4とすることが望ましい。
外装体がエンボスタイプの場合、 シ一ラント層に引張り弾性率の高い樹脂を使 用した場合、 エンボス成形においてシ一ラント層が白化したりその表面に軽微な クラヅクが発生することがあり、 また、 成形安定性が悪く、 ピンホールが発生し たり、 成形しわやクラックが発生することがあった。
さらに、 電池用包装材料として不可欠な性能として、 内容物充填、 シール後の 密封シール性が挙げられる。例えば包装材料のシール強度が低い場合、 内容物充 填シールラインでのシールに充分時間をかける必要があり、 サイクル短縮に著し く支障をきたし、 生産効率が悪くなる場合がある。 本発明者らは、 鋭意研究の結果、 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールによ り密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 図 4A (a) に示すように、 例 えば、 基材層 11、 接着層 16、 バリア層 12、 化成処理層 15、 接着樹脂層 1 3、 シ一ラント層 14から構成される積層体のシーラント層 14をメタ口セン系 の線状低密度ポリェチレンを含む樹脂層を少なくとも 1層以上積層することによ つて前記課題を解決できることを見出し、 本発明を完成するに到った。
前記メタ口セン系線状低密度ポリエチレンとは、 メタ口セン触媒 (シングルサ ィト触媒) を使用して重合したポリエチレンのことで、 一般の線状低密度ポリエ チレジと比べ側鎖の分岐が少なく、 分子量、 コモノマーの分布が均一である。 こ のため、 透明性が高い、 低融点である、 耐衝撃性に強い等、 優れた特性を有する 本発明における電池用包装材料のシーラント層について説明する。 シーラント 層において、 図 4B (a) に示すように、 前記メタ口セン系の線状低密度ポリエ チレンを含む樹脂層は、 メタ口セン系の線状低密度ポリエチレン樹脂 (以下、 M LL) からなる単層 Sあるいは MLLを少なくとも 10重量%以上をブレンドし たポリエチレン系樹脂からなる単層 Sであってもよい。 前記 ML Lをブレンドし たポリエチレン系樹脂とする場合、 MLLのブレンド比が 10重量%未満では、 本発明の課題である成形性を向上させる効果が発現しない。
また、 本発明における電池用包装材料のシーラント層は、 図 4B (b) に示す ように、 前記 ML Lからなる樹脂層 S 3と他の ML Lからなる樹脂層 S 2との 2 層、 あるいは、 図 4B (c) に示すように、 さらに他の MLLからなる層 S 1と の 3層構成としてもよい。前記 MLLからなる樹脂層 S 1〜S 3は、 MLLをプ レンドしたポリエチレン系樹脂層としてもよいが、 最内層となる樹 S旨層 S 3は、 MLLが望ましい。
本発明において、 図 4B (b) または図 4 B (c) に示すように、 シ一ラント 層 14を ML L層 S 3または M L L樹脂を 10重量%以上含むプレンド樹脂層 S 3と他の層 S l、 S 2との多層構成とする場合、 他の層 S 1、 S2を形成する樹 脂としては、 低密度ポリエチレン樹脂、 中密度ポリエチレン樹脂、 高密度ポリエ チレン樹脂、 ポリプロピレン系樹脂あるいはこれらの樹脂を不飽和カルボン酸で グラフトさせた酸変性ポリオレフイン等を用いることができる。 本発明において、 シーラント層 14を MLL層または MLL樹脂を 10重量% 以上含むブレンド樹脂層 (以下、 MLLブレンド層) と他の層との多層構成とす る場合、 前記 MLL層や MLLブレンド層の厚さは、 シーラント層の総厚さの少 なくとも 15 %以上とすることが望ましい。 MLL層または ML Lブレンド層の 厚さがシーラント層の総厚さの 15%未満では、 成形性の向上効果が発現しない。 本発明の電池用包装材料の積層体を形成する際の、 バリア層とシ一ラント層と のラミネート方法としては、 ドライラミネート法、 サンドィ ヅチラミネ一ト法、 共押出ラミネート法、 熱ラミネート法等を用いることができる。
本発明者らは、 安定した接着強度を示す積層方法について鋭意研究の結果、 少 なくともシーラント層をラミネートする面に化成処理したバリア層 12と基材層 11とをドライラミネートした後、 バリア層に設けられた化成処理層とシーラン ト層との接着法として、 図 4C (a) に示すように、 ドライラミネート法により ラミネート 13 する、 あるいは、 図 4C (b) に示すように、 前記化成処理層 に酸変性ポリエチレンのェマルジヨンを化成処理層に塗布乾燥焼付けた (13 h)後、 シーラント層となるメタ口セン系 LLDPEフィルムを熱ラミネート法 により積層することによつても所定の接着強度が得られることを確認した。
また、 次のようなラミネート方法によっても安定した接着強度が得られること を確認した。
すなわち、 基材層 11と両面に化成処理したバリア層 12の片面とをドライラ ミネートし、 図 4C (c) に示すように、 ノ Jァ層 12の他の面に、 酸変性ポリ エチレン 13 e sを押出してシーラント層 14をサンドィ ヅチラミネ一トする、 または、 図 4C (d) に示すように、 酸変性ポリエチレン樹脂 13 e cとシ一ラ ント層 14となるメタ口セン系 LLDPE樹脂とを共押出しして積層体とし、 該 積層体を前記酸変性ポリェチレン樹脂がその軟化点以上になる条件に加熱するこ とによって、 所定の接着強度を有する積層体とすることができた。
前記加熱の具体的な方法としては、 熱ロール接触式、 熱風式、 近または遠赤外 線等の方渋があるが、 本発明においてはいずれの加熱方法でもよく、 前述のよう に、 接着樹脂がその軟化点温度以上に加熱できればよい。
また、 別の方法としては、 前記、 サンドイッチラミネートまたは共押出しラミ ネートの際に、 アルミニウム 12のシーラント層側の表面温度が酸変性ポリオレ フィン樹脂 13 eの軟化点に到達する条件に加熱した状態にしてラミネート加工 することによつても接着強度の安定した積層体とすることができた。 また、 ポリ エチレン樹脂を接着樹脂として用いることも可能であるが、 この場合には、 押出 したポリエチレンの溶融樹脂膜のアルミニウム側のラミネート面をオゾン処理し ながらラミネートする方法が有効である。
更に別の方法としては、 基材層 11と両面に化成処理したバリア層 12の片面 とをドライラミネートし、 図 4C (c) に示すように、 ノ リア層 12の他の面に、 酸変性ポリエチレン 13 e sのみを押出して中間積層体とし、 該中間積層体を前 記酸変性ポリェチレン樹脂がその軟化点以上になる条件に加熱した後、 シーラン ト層 14となるメタ口セン系 LLDPE樹脂を押出して積層体とする方法である c 上記 2回の押出しは、 タンデム機を使用してインラインで行っても良いし、 一般 の押出し機でもオフラインならば行うことができる。
加熱はメ夕口セン系 LLDP E樹脂を押出した後に行っても良いが、 上記の様 に酸変性ポリエチレン 13 e sを押出した後に (メタ口セン系 LLDPE樹脂を 押出す前に) 行う方が、 積層体のシ一ラント層 14の滑り性を損なうことがない ので、 ェンボス加工での成形性がより良好となる。
以上に述ぺたように、 本発明は、 そのラミネート方法によって、 バリア層とシ —ラント層 (または接着樹脂層) とのデラミネ一シヨンが防止でき、 また、 シ一 ラント層をメタ口セン系 LLDPEまたはメタ口セン系 LLDPEを含む樹脂構 成とすることで、 エンボス成形工程において、 しわやピンホール等を防止するこ とができる。 また、 上記シーラントを使用することで一般の LLDPEと比べて 強いシール強度を得ることができるため、 密封性の向上や充填シール工程でのサ ィクル短縮など、 成形品質および生産性の向上に極めて顕著な効果を奏するもの である。
電池用包装材料は電池本体を包装する外装体を形成するものであって、 その外 装体の形式によって、 図 4Dに示すようなバウチタイプと、 図 4E (a) 、 図 4 E (b) または図 4E (c) に示すようなエンボスタイプとがある。 前記バウチ タイプには、 三方シール、 四方シール等およびピロ一タイプ等の袋形式があるが、 図 4Dは、 ピロ一夕イブとして例示している。
エンボスタイプは、 図 4E (a) に示すように、 片面に凹部を形成してもよい し、 図 4E (b) に示すように、 両面に凹部を形成して電池本体を収納して周縁 の四方をヒートシールして密封してもよい。 また、 図 4E (c) に示すような折 り部をはさんで両側に凹部形成して、 電池を収納して 3辺をヒートシールする形 式もある。 電池用包装材料をエンボスタイプとする場合、 図 4F (a) 〜図 4 F (d) に示すように、 積層された包装材料 10をプレス成形して凹部 7を形成 する。
次に、 本発明の電池用包装材料を構成する各層について説明する。
外装体における前記基材層 11は、 延伸ポリエステルまたはナイロンフィルム からなるが、 この時、 ポリエステル樹脂としては、 ポリエチレンテレフ夕レート、 ポリプチレンテレフ夕レート、 ポリエチレンナフ夕レート、 ポリブチレンナフ夕 レート、 共重合ポリエステル、 ポリカーボネート等が挙げられる。 またナイロン としては、 ポリアミド樹 β旨、 すなわち、 ナイロン 6、 ナイロン 6, 6、 ナイロン 6とナイロン 6, 6との共重合体、 ナイロン 6, 10、 ポリメタキシリレンアジ パミド (MXD 6)等が挙げられる。
前記基材層 i 1は、 電池として用いられる場合、 ハードと直接接触する部位で あるため、 基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。 フィルム単体でのピンホール の存在、 および加工時のピンホールの発生等を考慮すると、 基材層は 6 / m以上 の厚さが必要であり、 好ましい厚さとしては 12〜3 O/zmである。
基材層 11は耐ピンホール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させ るために、 積層化することも可能である。
基材層を積層体化する場合、 基材層が 2層以上の樹脂層を少なくとも一つを含 み、 各層の厚みが 6〃m以上、 好ましくは、 12〜30 /mである。 基材層を積 層化する例としては、 次の 1) 〜8) が挙げられる。
1)延伸ポリエチレンテレフ夕レート/延伸ナイロン
2)延伸ナイロン/延伸延伸ポリエチレンテレフ夕レートまた、 包装材料の機 械適性 (包装機械、 加工機械の中での搬送の安定性) 、 表面保護性 (耐熱性、 耐
、 2次加工とて電池用の外装体をエンボスタイプとする際に、 ェンボ ス時の金型と基材層との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着した場 合に基材層を保護するために、 基材層を多層化、 基材層表面にフッ素系樹脂層、 アクリル系樹脂層、 シリコーン系樹脂層、 ポリエステル系樹脂層、 またはこれら のブレンド物からなる樹脂層等を設けることが好ましい。
例えば、
3 ) フッ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (フッ素系樹脂は、 フィ ルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
4 ) シリコーン系樹 β旨/延伸ポリエチレンテレフ夕レート (シリコーン系樹 S旨 は、 フィルム状物、 または液状コーティング後乾燥で形成)
5 ) フヅ素系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート /延伸ナイ口ン
6 ) シリコ一ン系樹脂/延伸ポリエチレンテレフ夕レート /延伸ナイ口ン
7 ) アクリル系樹脂 Ζ延伸ナイロン (アクリル系樹脂はフィルム状、 または液 状コ一ティング後乾燥で硬化)
8 ) アクリル系樹脂 +ポリシロキサングラフト系アクリル樹脂 Ζ延伸ナイロン (ァクリル系樹脂はフィルム状、 または液状コ一ティング後乾燥で硬化) 前記バリア層 1 2は、 外部から電池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止 するための層で、 バリア層単体のピンホール、 および加工適性 (バウチ化、 ェン ボス成形性) を安定化し、 かつ耐ピンホールをもたせるために厚さ 1 5〃m以上 のアルミニウム、 ニッケルなどの金属、 または、 無機化合物、 例えば、 酸化珪素、 アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられるが、 バリア層として好ましくは 厚さが 2 0〜 8 0 /mのアルミニウムとする。
ピンホールの発生をさらに改善し、 電池の外装体のタイプをエンボスタイプと する場合、 ェンボス成形におけるクラックなどの発生のないものとするために、 本発明者らは、 バリア層として用いるアルミニウムの材質が、 鉄含有量が 0 . 3 〜9 . 0重量%、 好ましくは 0 . 7 ~ 2 . 0重量%とすることによって、 鉄を含 有していないアルミニウムと比較して、 アルミニウムの展延性がよく、 積層体と して折り曲げによるピンホールの発生が少なくなり、 かつ前記ェンボスタイプの 外装体を成形する時に側壁の形成も容易にできることを見出した。 前記鉄含有量 が、 0 . 3重量%未満の場合は、 ピンホールの発生の防止、 エンボス成形性の改 善等の効果が認められず、 前記アルミニウムの鉄含有量が 9 . 0重量%を超える 場合は、 アルミニウムとしての柔軟性が阻害され、 積層体として製袋性が悪くな る。
また、 冷間圧延で製造されるアルミニウムは焼きなまし (いわゆる焼鈍処理) 条件でその柔軟性 ·腰の強さ ·硬さが変化するが、 本発明において用いるアルミ 二ゥムは焼きなましをしていない硬質処理品より、 多少または完全に焼きなまし 処理をした軟質傾向にあるアルミニウムがよい。
本発明者らは、 電池用包装材料のバリア層 1 2であるアルミニウムの表、 裏面 に化成処理を施すことによって、 前記包装材料として満足できる積層体とするこ とができた。 前記化成処理とは、 具体的にはリン酸塩、 クロム酸塩、 フッ化物、 トリアジンチオール化合物等の耐酸性皮膜を形成することで、 前記耐酸性皮膜形 成物質の中でも、 フヱノール樹脂、 フヅ化クロム (3 ) 化合物、 リン酸の 3成分 から構成されたものを用いるリン酸クロメート処理が良好である。 または、 少な くともフヱノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリプデン、 チタン、 ジルコン等の金 属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。 前記耐酸性皮膜が形成され ることによってェンボス成形時のアルミニゥムと基材層との問のデラミネ一ショ ン防止と、 電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、 アル ミニゥム表面の溶解、 腐食、 特にアルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶 解、 腐食することを防止し、 かつ、 アルミニウム表面の接着性 (濡れ性) を向上 させ、 エンボス成形時、 ヒートシール時の基材層 1 1とアルミニウム 1 2とのデ ラミネーシヨン防止、 電解質と水分との反応により生成するフッ化水素によるァ ルミニゥム内面側でのデラミネ一シヨン防止効果が得られた。
各種の物質を用いて、 アルミニウム面に化成処理を施し、 その効果について研 究した結果、 前記耐酸性皮膜形成物質の中でも、 フヱノール樹脂、 フッ化クロム ( 3 ) 化合物、 リン酸の 3成分から構成されたものを用いるリン酸クロメ一ト処 理が良好であった。
または、 少なくともフエノール樹脂を含む樹脂成分に、 モリブデン、 チタン、 ジルコン等の金属、 または金属塩を含む化成処理剤が良好であった。
アルミの化成処理は、 外装体がバウチタイプである場合、 シ一ラント層側のみ の片側または基材層側とシ一ラント層側の両面のどちらでもよい。 電池の外装体 がエンボスタイプの場合には、 アルミニウムの両面に化成処理することによって、 エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との間のデラミネーシヨンを防止する ことができる。
本発明の電池用包装材料において、 バリア層とシーラント層とをサンドィツチ ラミネ一ト法または共押出ラミネート法によってラミネートする場合の接着樹脂 としては、 酸変性ポリエチレンを用いることが好ましい。 酸変性ポリエチレンは、 不飽和カルボン酸をグラフト重合したポリエチレンであり、 バリァ層の化成処理 層の面とシーラント層のラミネート面樹脂とのいずれにも良好な接着性を示す。 本発明の電池用包装材料におけるシ一ラント層は、 前述のように、 メタ口セン 系 P E樹脂からなる単層、 または、 メタ口セン系 P Eをブレンドした樹脂からな る単層、 または少なくとも前記単層を含む多層構成とする。
本発明において、 外装体を形成する前記の各層には、 適宜、 製膜性、 積層化加 ェ、 最終製品 2次加工 (パゥチ化、 エンボス成形) 適性を向上、 安定化する目的 のために、 コロナ処理、 ブラスト処理、 酸化処理、 オゾン処理等の表面活性化処 理をしてもよい。
[実施例]
A . 本発明の第一の態様
本発明の第一の態様による電池用包装材料ついて、 実施例によりさらに具体的 に説明する。
<共通条件 A >
実施例 A比較例 Aともに共通条件は次の通りである。
( 1 ) 外装体
以下の、 実施例 A及び比較例 Aにおいて、 パゥチタイプの外装体としては、 巾 3 0 mm巾、 長さ 5 0 mm (いずれも内寸) とし、 また、 エンボスタイプの外装 体の場合は、 いずれも片面エンボスタイプとし、 成形型の凹部 (キヤビティ) の 形状を 3 O mm x 5 0 mm、 深さ 3 . 5 mmとしてプレス成形して成形性の評価 をした。 (2) シ一ラント層の総厚さ
すべて 30 zmとした。
( 3 ) 化成処理
外装体のバリア層に化成処理を施す場合は、 実施例 A、 比較例 Aともに、 処理 液として、 フヱノール樹脂、 フッ化クロム (3)化合物、 リン酸からなる水溶液 を、 ロールコート法により、 塗布し、 皮膜温度が 180°C以上となる条件におい て焼き付けた。 クロムの塗布量は、 2mg/m2 (乾燥重量) とした。
(4) リード線及びリード線用フィルム
実施例 A、 比較例 Aともに、 リード線はいずれも 100 zmの厚さ、 6mm巾、 長さ 25 mmのものとした。 リード線用フィルムとして、 いずれも酸変性ポリプ ロピレンフィルム 30 zmを電池本体のリード線の所定の位置に巻き付けた後、 電池本体をそれそれの外装体に挿入した。
(5) ヒートシール条件
ヒートシ一ル条件としては、 190°C;、 IMP a, 3s ecとした。
ただし、 短絡の評価におけるヒートシール条件のみ、 190°C、 2MPa、 5 s e cとした。
[実施例 A 1 ]
アルミニウム 20〃mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ポリエステルフィルム (厚さ 12 /m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 化成処理したアルミニウムの他の面にドライラミネート法によりシーラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いて外装体としてビロータイプのパゥ チを形成した。
シ一ラント層は低流動性 PP<6> /高流動性 PP (内面側) <4>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。 <>内数値は、 共押出し多層の層厚み比 を示し、 以下の実施例 A、 比較例 Aも同じである。
低流動性 PP、 MI 0. 59/1 Omin、 融点 147°C
高流動性 PP、 MI 20g/10min、 MP 160°C
電池本体を、 前記外装体中に挿入し、 ヒートシールにより密封し検体実施例 A 1とした。 [実施例 A 2 ]
アルミニウム 40〃mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 ドライラミネート法によりシーラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレィを形成 した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シーラント層は低流動性 PP<9> /高流動性 PP (内面側) <1>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。
低流動性 P P、 MI 3 g/1 Omin, 融点 147 °C
高流動性 P P、 MI 7 g/1 Omin, 融点 147 °C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 A 2した。
[実施例 A 3]
アルミニウム 4 O zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25^m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 ドライラミネート法によりシーラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレィを形成 した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シ一ラント層は高流動性 P P®< 1 >/低流動性 P P<8 > /高流動性 P P (内面側) ② <1>の 3層とし、 それぞれの PPは次の通りである。
高流動性 PP①、 MI 10 g/1 Omin、 融点 147°C
低流動性 P P、 M I 1 g710 m i n、 融点 160 °C
高流動性 P P②、 M I 10 gZ 10 m i n、 融点 147 °C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 A 3とした。
[実施例 A 4 ]
アルミニウム 4 O zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 ドライラミネート法によりシ一ラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレィを形成 した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シ一ラント層は高流動性 P P®< 1 >/低流動性 P P < 6 >/高流動性 P P (内面側)② < 3 >の 3層とし、 それそれの PPは次の通りである。
高流動性 PP①、 Ml 20 g/1 Omin、 融点 147°C
低流動性 P P、 M I 3 g/ 10 m i n、 融点 160 °C
高流動性 P P②、 M I 8、 MP 147
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 A 4とした。
[比較例 A 1 ]
アルミニウム 2 O zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ポリエステルフィルム (厚さ 12 m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 化成処理したアルミニウムの他の面にドライラミネート法によりシ一ラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いて外装体としてピロ一タイプのパゥ チを形成した。
シ一ラント層は低流動性 PP<2> /高流動性 PP (内面側) <8>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。
低流動性 P P、 MI 3 g/1 Omiris 融点 147 °C
高流動性 P P、 MI 7g/l Omin, 融点 147 °C
電池本体を、 前記外装体中に挿入し、 ヒートシールにより密封し検体比較例 A 1とした。
[比較例 A 2]
アルミニウム 40 zmの両面に化成処理を施し、 ·化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 ドライラミネート法によりシーラン ト層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレィを形成 した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シ一ラント層は高流動性 P P単層とした。
高流動性 PP、 MI 20 g/1 Omin、 融点 160°C 電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒ一トシールにより密封し検体比較例 A 2とした。
[比較例 A 3]
アルミニウム 40 mに化成処理を施さずに、 一方のアルミニウム面に延伸ナ ィロンフィルム (厚さ 25 /Π1) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 アルミニウムの他の面に、 ドライラミネート法によりシ一ラント層を貼り合わせ た。 得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレィを形成した。 成形しない 積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シ一ラント層は高流動性 P ΡΦ< 1 >/低流動性 Ρ Ρ< 8 > /高流動性 Ρ Ρ
(内面側)②く 1 >の 3層とし、 それそれの ΡΡは次の通りである。
高流動性 Ρ Ρ①、 MI 10 g/1 Omin, 融点 147 °C
低流動性 P P、 MI 1 /1 Om in, 融点 160 °C
高流動性 P P②、 M I 10、 MP 147
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体比較例 A 3とした。
<評価方法 A>
(1) リード線と外装体のバリア層との短絡の有無
リード線部と外装体とのショート状態とを、 リード線部のヒートシール部を断 裁し、 断面写真により確認し、 リード線と外装体のバリア層とのショートのおそ れのあるものについては、 テス夕一によって接触を確認し、 断面写真によって、 リード線と外装体のバリア層との問に皮膜が見られないものをショート寸前とし、 その内でテス夕一によりショートが確認された検体をショート数とした。
( 2 ) 絶縁性
それそれの検体により一辺を開口状態の外装体を形成し、 該開口部から電解液 を注入し、 該電解液中と外装体のバリア層 (外装体外面にバリア層を露出させて 電極を接触) とにおける抵抗値により確認した。 抵抗値が無限大 (∞) であれば 根切れによるクラックは存在しないものとした。
内容物:電解液 1 ML iPF6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジェチ ルカーボネート、 ジメチルカ一ボネート (1 : 1 : 1)の混合液、 3g。 (3)漏れとデラミネーシヨンの確認
ヒートシール品を 80°C、 24時間保存し、 リード線部からの内容物のもれと、 内容物側の積層体のデラミネ一シヨン (以下デラミ) を確認した。
内容物:電解液 1 ML iPF6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジェチ ルカ一ボネート、 ジメチルカ一ボネート (1 : 1 : 1) の混合液、 3g。
(4) ヒ一トシ一ル部の残存厚み
ヒートシール部の断面において、 ヒートシール前のシ一ラント層 (2層) の厚 みを 100として、 ヒートシール後の上下のバリア層問のシ一ラント層の厚みを 残存厚み (残存率)'とした。
<結果 A>
実施例 A
実施例 A 1〜実施例 A 4はいずれも、 リード線部でのショート、 根切れ及び内 容物の漏れは皆無であった。 また、 積層体のデラミもなかった。 また、 ヒートシ —ル部の残存厚みは以下の通りであった。
実施例 A1 50
実施例 A 2 45
実施例 A 3 60
実施例 A 4 45
比較例 A
比較例 A 1においては、 短絡、 デラミはみとめられなかったが、 絶縁性として は、 0. 1ΜΩ、 また、 断面写真においてもクラックの存在が確認された。 ただ し、 デラミは認められなかった。
比較例 A 2においては、 短絡が認められ、 かつ、 絶縁性としては、 0. 1ΜΩ、 また、 断面写真においてもクラックの存在が確認された。 ただし、 デラミは認め られなかった。
比較例 A 3においては、 短絡はなく、 絶縁性も抵抗値が無限大 (∞) 、 クラッ クの存在は認められなかったが、 デラミが発生した。 また、 残存厚みは以下の通 りであった。
比較例 A 1 40 比較例 A 2 3 0
比較例 A 3 6 0
く効果 A >
以上の結果から、 本発明の電池用包装材料の、 少なくともシーラント層が、 ヒ 一トシ一ルによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層と、 つぶ れ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、 最内層を高流動性ポリプロピレン 層とすることによって、 外装体のパゥチまたはェンボス成形部に電池本体を収納 しその周縁をヒートシールして密封する際、 架橋されたシーラント層が絶縁層と して機能するため、 外装体のバリア層とリード線とが接触 (ショート) するおそ れがなくなり、 また、 ヒートシール部近傍での根切れが発生しない安定した電池 用包装材料となった。 また、 シーラント層を、 ドライラミネート法により貼り合 わせることによって、 電池の電解質と水分との反応により発生するフッ化水素に よるアルミニウム面の腐食を防止できることにより、 アルミニウムとの内容物側 の層とのデラミネーシヨンをも防止できる外装体とすることができた。
B . 本発明の第二の態様
本発明の第二の態様による電池用包装材料ついて、 実施例によりさらに具体的 に説明する。
<共通条件 B >
実施例 B比較例 Bともに共通条件は次の通りである。
( 1 ) 外装体
以下の、 実施例 B及び比較例 Bにおいて、 パゥチタイプの外装体としては、 巾 3 O mm巾、 長さ 5 O mm (いずれも内寸) とし、 また、 エンボスタイプの外装 体の場合は、 いずれも片面エンボスタイプとし、 成形型の凹部 (キヤビティ) の 形状を 3 O mm x 5 O mm, 深さ 3 . 5 mmとしてプレス成形して成形性の評価 をした。
( 2 ) シーラント層の総厚さ
すべて 3 0 mとした。
( 3 ) 化成処理
外装体のバリア層に化成処理を施す場合は、 実施例 B、 比較例 Bともに、 処理 液として、 フエノール樹脂、 フッ化クロム (3)化合物、 リン酸からなる水溶液 を、 ロールコート法により、 塗布し、 皮膜温度が 180°C以上となる条件におい て焼き付けた。 クロムの塗布量は、 2mg/m2 (乾燥重量) とした。 (3) リ —ド線
(4) リード線及びリード線用フィルム
実施例 B、 比較例 Bともに、 リード線はいずれも 100 /mの厚さ、 6mm巾、 長さ 25mmのものとした。 リード線用フィルムとして、 いずれも酸変性ポリプ ロピレンフィルム 30; iz mを電池本体のリ―ド線の所定の位置に巻き付けた後、 電池本体をそれそれの外装体に挿入した。
(5) ヒートシール条件
ヒートシ一ル条件としては、 190°C、 lMPa、 3 secとした。
ただし、 短絡の評価におけるヒートシール条件のみ、 190°C、 2MPa、 5 s e cとした。
[実施例 B 1]
アルミニウム 20 zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ポリエステルフィルム (厚さ 12 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 化成処理したアルミニウムの他の面を、 接着樹脂層となる酸変性ポリプロ ピレン (以下、 PPa) の軟化点以上の温度に加熱して、 P Paを押出してシ一 ラント層となる多層フィルムをサンドィツチラミネート法により貼り合わせて得 られた積層体を用いて外装体としてピロ一タイプのバウチを形成した。
シーラント層は低流動性 PP<6> /高流動性 PP (内面側) <4>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。 <>内数値は、 共押出し多層の層厚み比 を示し、 以下の実施例 B、 比較例 Bも同じである。
低流動性 P P、 Ml 0. 5 g/ 10 m i n、 融点 160 °C
高流動性 PP、 Ml 30 g/1 Omin、 融点 160°C
電池本体を、 前記外装体中に挿入し、 ヒートシールにより密封し検体実施例 B 1とした。
[実施例 B2]
アルミニウム 40 zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 /m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミ.二ゥムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンのェマルジョ ン液を塗布乾燥し、 更に、 180°Cの温度で焼付けた後、 該焼付層の面に熱ラミ ネート法によりシ一ラント層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス 成形によりトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプ の外装体を得た。
シーラント層は低流動性 PP<9> 高流動性 PP (内面側) く 1>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。
低流動性 P P、 M 13 g/ 10 m i n、 融点 147 °C
高流動性 P P、 Ml 7g/l Omin, 融点 147 °C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 B 2した。
[実施例 B3]
アルミニウム 4 O mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンを接着樹脂と してサンドィヅチラミネート法によりシ一ラント層を貼り合わせた。 得られた積 層体を、 酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加熱した後、 この積層体を 用いてエンボス成形によりトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シーラント層は高流動性 P Ρφ< 1 > 低流動性 Ρ Ρ< 8 >/高流動性 Ρ Ρ (内面側) ② <1>の 3層とし、 それぞれの ΡΡは次の通りである。
高流動性 Ρ Ρ①、 Μ 110 g/ 10 m i η、 融点 147 °C
低流動性 P P、 M 11 g/ 10 m i n、 融点 160 °C
高流動性 PP②、 Ml 10g/10min、 融点 147°C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 B 3とした。
[実施例 B4]
アルミニウム 4 O zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンを接着樹脂と して共押出ラミネート法によりシーラント層を貼り合わせた。 得られた積層体を、 酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加熱した後、 この積層体を用いてェ ンボス成形によりトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボス タイプの外装体を得た。
シーラント層は高流動性 P Ρφ< 1> /低流動性: Ρ Ρ<6 >/高流動性 Ρ Ρ (内面側) ② <3>の 3層とし、 それそれの ΡΡは次の通りである。
高流動性 Ρ Ρ①、 Μ 120 10 m i η、 融点 160 °C
低流動性 P P、 M 13 g/ 10 m i n、 融点 160 °C
高流動性 PP②、 Ml 89/1 Omin、 融点 147°C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒートシールにより密封し検体実施例 B 4とした。
[比較例 B 1]
アルミニウム 40 zmの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 /m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンのェマルジョ ン液を塗布乾燥し、 更に、 180°Cの温度で焼付けた後、 該焼付層の面に熱ラミ ネート法によりシーラント層を貼り合わせた。 得られた積層体を用いてエンボス 成形によりトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプ の外装体を得た。
シ一ラント層は低流動性 PP<2> /高流動性 PP (内面側) <8>の 2層と し、 それそれの PPは次の通りである。
低流動性 P P、 M 13 g/ 10 m i n、 融点 147 °C
高流動性 P P、 Ml 7 g/1 Omin, 融点 147 °C
電池本体を、 前記外装体中に挿入し、 ヒートシールにより密封し検体比較例 B 1とした。
[比較例 B2]
アルミニウム 40 mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンを接着樹脂と してサンドィツチラミネート法によりシ一ラント層を貼り合わせた。 得られた積 層体を、 酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加熱した後、 この積層体を 用いてエンボス成形によりトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体を得た。
シーラント層は高流動性 P P単層とした。
高流動性 PP、 Ml 20 g/1 0 miris 融点 160°C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒ一トシールにより密封し検体比較例 B 2とした。
[比較例 B 3]
アルミニウム 40 mに化成処理を施さずに、 一方のアルミニウム面に延伸ナ ィロンフィルム (厚さ 25 /m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 アルミニゥムの他の面に、 酸変性ポリプロピレンを接着樹脂として共押出ラミネ —ト法によりシーラント層を貼り合わせた。 得られた積層体を、 酸変性ポリプロ ピレンの軟化点以上の温度に加熱した後、 この積層体を用いてエンボス成形によ りトレィを形成した。 成形しない積層体を蓋体として、 エンボスタイプの外装体 を得た。
シーラント層は高流動性 P P単層とし、 ①く 1 > /低流動性 P Pく 8 > /高流 動性 PP (内面側) ② < 1>の 3層とし、 それそれの PPは次の通りである。 高流動性 P P①、 Ml 10 g/1 Omin, 融点 147 °C
低流動性 P P、 M 1 1 g/ 10 m i n、 融点 160 °C
高流動性 PP②、 Ml 10 g/10 min 融点 147°C
電池本体を、 前記外装体のトレィ内に中に載置し、 蓋体を被覆して、 トレイの 周縁をヒ一トシールにより密封し検体比較例 B 3とした。
<評価方法 B>
( 1) リード線と外装体のバリア層との短絡の有無
リード線部と外装体とのショート状態とを、 リード線部のヒートシール部を断 裁し、 断面写真により確認し、 リード線と外装体のバリア層とのショートのおそ れのあるものについては、 テス夕一によつて接触を確認し、 断面写真によって、 リ一ド線と外装体のバリア層との間に皮膜が見られないものをショート寸前とし、 その内でテス夕一によりショートが確認された検体をショート数とした。
( 2 ) 絶縁性
それそれの検体により一辺を開口状態の外装体を形成し、 該開口部から電解液 を注入し、 該電解液中と外装体のバリア層 (外装体外面にバリア層を露出させて 電極を接触) とにおける抵抗値により確認した。 抵抗値が無限大 (∞) であれば 根切れによるクラックは存在しないものとした。
内容物:電解液 1 ML i PF 6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジェ チルカーボネート、 ジメチルカ一ボネート (1 : 1 : 1) の混合液、 3g。
(3)漏れとデラミネ一シヨンの確認
ヒートシール品を 80°C;、 24時間保存し、 リード線部からの内容物のもれと、 内容物側の積層体のデラミネーシヨン (以下デラミ) を確認した。
内容物:電解液 1M L iPF 6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジ ェチルカーボネート、 ジメチルカ一ボネート (1 : 1 : 1) の混合液、 3g。
(4) ヒートシール部の残存厚み
ヒートシール部の断面において、 ヒートシール前のシーラント層 (2層) の厚 みを 100として、 ヒートシール後の上下のバリア層間にあるシーラント層の厚 みを残存厚み (残存率) とした。
ぐ結果 B>
実施例 B 1〜実施例 B 4はいずれも、 リード線部でのショート、 根切れ及び内 容物の漏れは皆無であった。 また、 積層体のデラミもなかった。 また、 ヒートシ ール部の残存厚みは以下の通りであった。
実施例 B1 52、
実施例 B2 45
実施例 B3 60
実施例 B4 45
比較例 B1においては、 短絡、 デラミはみとめられなかったが、 絶縁性として は、 0. 1ΜΩ、 また、 断面写真においてもクラックの存在が確認された。 比較 例 B 2においては、 短絡が認められ、 かつ、 絶縁性としては、 0 . 1 Μ Ω、 また、 断面写真においてもクラックの存在が確認された。 ただし、 デラミは認められな かった。 比較例 Β 3においては、 短絡はなく、 絶縁性も抵抗値が無限大 (∞) 、 クラックの存在は認められなかったが、 デラミが発生した。 また、 残存厚みは以 下の通りであった。
比較例 B 1 4 0、
比較例 Β 2 3 0、
比較例 Β 3 6 0、
ぐ効果 Β >
以上の結果から、 本発明の第二の態様による電池用包装材料の、 電池本体を挿 入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 接着樹脂層、 シ一ラント層から構成され る積層体であって、 少なくともシ一ラント層が、 ヒートシ一ルによる熱と加圧に よりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレ ン層とからなり、 最内層を高流動性ポリプロピレン層とすることによって、 外装 体のパゥチまたはエンボス成形部に電池本体を収納しその周縁をヒートシールし て密封する際、 低流動性ポリプロピレン層絶縁層として機能するため、 外装体の バリア層とリード線とが接触 (ショート) するおそれがなくなり、 また、 ヒート シ一ル部近傍での根切れの発生のないものとなった。
また、 シーラント層を、 接着樹脂層を介在させてサンドイッチラミネート法ま たは共押出ラミネート法により形成し、 積層体の形成時の加熱、 または積層体形 成後の加熱によって、 電池の電解質と水分との反応により発生するフッ化水素に よるアルミニウム面の腐食を防止できることにより、 アルミニウムとの内容物側 の層とのデラミネ一シヨンをも防止できる外装体とすることができた。
C . 本発明の第三の態様
本発明の第三の態様による電池用包装材料について、 実施例によりさらに具体 的に説明する。
<共通条件 c >
( 1 ) 電池用包装材料の構成 実施例 c、 比較例 cともに、 パゥチタイプ、 エンボスタイプの基本構成は以下 の構成とし、 接着樹脂層の組成、 ラミネート方法などは、 実施例 c、 比較例 Cの 各条件別に記載の通りである。
(パゥチタイプ)
PET 12/DL 3/ALM20 /化成処理/接着樹脂層 15 /シーラント層 30
(エンボスタイプ)
ON25 /m/D L 3〃m/化成処理/ A LM40〃m/化成処理/接着樹脂 層 1 5〃m/シ一ラント層: 30 j m
[略号 PET : 2軸延伸ポリエステルフィルム、 ON : 2軸延伸ナイロンフィ ルム、 A LM:アルミニウム、 DL : ドライラミネート、 ALM ··アルミニゥ ム]
酸変性ポリプロピレンは、 不飽和カルボン酸グラフトランダムプロピレンとし、 また、 シーラント層は、 いずれもランダムポリプロピレン樹脂からなるフィルム または押出層とした。 実施例 Cおよび比較例 Cに説明する、 接着樹脂をブレンド 樹脂とする場合のブレンド割合は重量部である。
( 2 ) 化成処理
外装体のバリア層に施した化成処理は、 実施例 C、 比較例 Cともに、 処理液と して、 フヱノール樹脂、 フツ化クロム (3) 化合物、 リン酸からなる水溶液を、 ロールコート法により、 塗布し、 皮膜温度が 180°C以上となる条件において焼 き付けた。 クロムの塗布量は、 lmg/m2 (乾燥重量) である。
(3) 外装体のタイプ
パゥチタイプは、 巾 30mm巾、 長さ 50mm (いずれも内寸) とするピロ一 タイプとして評価した。 エンボスタイプは、 片面エンボスタイプとし、 成形型の 凹部 (キヤビティ) の形状を 3 Ommx 50 mm, 深さ 3. 5 mmとしてプレス 成形して評価をした。 なお、 エンボスタイプの例においてはいずれも、 エンボス した積層体の成形しないものを蓋体として用いた。
(4) ヒートシール条件
1 90。C、 1. OMP a、 3 s e c [実施例 C 1]
アルミニウム 20 mの片面に化成処理を施し、 化成処理しない面に延伸ポリ エステルフィルム (厚さ 12 /m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの面を、 遠赤外線と熱風とにより、 接着樹脂であ るポリプロピレン系樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、 後述の接着樹脂 1 5 zmを押出してシ一ラント層となるポリプロピレンフィルム 30 zmをサンド ィツチラミネートして積層体とした。
接着樹脂は、 Ml 26 g/10分のポリプロピレン 60部と MI 1. 0 g/1 0分の酸変性ポリプロピレン 40部とをブレンドした樹脂とした。 ブレンド樹脂 としての Mlは 5 g/10分である。 得られた積層体を用いてパゥチタイプの外 装体を形成した。
[実施例 C2]
アルミニウム 20 zmの片面に化成処理を施し、 化成処理しない面に延伸ポリ エステルフィルム (厚さ 12 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの面に、 後述の接着樹脂 (15 m) とシ一ラン ト層となるポリプロピレン樹脂 (30 zm) とを共押出しラミネートした後、 得 られた積層体を接着樹脂の軟化点以上の温度になるように加熱した。
接着樹脂は、 高 M Iの酸変性ポリプロピレン 90部と低密度ポリエチレン 10 部とをプレンドして接着樹脂としての Mlを 18 g/10分とした。
得られた積層体を用いてパゥチタイプの外装体を形成した。
[実施例 C3]
アルミニウム 40 /mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面を、 遠赤外線と熱風とにより、 接着樹脂 であるポリプロピレン系樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、 後述の接着樹 脂 15 mを押出してシ一ラント層となるポリプロピレンフィルム 30〃mをサ ンドィヅチラミネートして積層体とした。
接着樹脂は、 Ml 26 g/10分のポリプロピレン 74部と MI 1. 0 g/1 0分の酸変性ポリプロピレン 26部とをブレンドした樹脂とした。 ブレンド樹脂 としての MIは 5 g/10分である。
得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレイとし、 成形しない積層体を 蓋材として外装体とした。
[実施例 C4]
アルミニウム 40〃mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 後述の接着樹脂 15 /mを押出して シ一ラント層となるポリプロピレンフィルム 30 mをサンドィヅチラミネ一ト した後、 これを接着樹脂の軟化点以上の温度になるように加熱した。
接着樹脂は、 酸変性ポリプロピレン 80部、 LDPE 10部、 ブタジエン 10 部、 ブタジエン 10部とをブレンドして接着樹脂としての Mlを 9 g/10分と した。
得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレイとし、 成形しない積層体を 蓋材として外装体とした。
[実施例 C5]
アルミニウム 40 /mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25 m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面を、 遠赤外線と熱風とにより、 接着樹脂 であるポリプロピレン系樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、 後述の接着樹 脂 (15〃m) とシ一ラント層となるポリプロピレン樹脂 (30/zm) とを共押 出しラミネートした。
接着樹脂は、 酸変性ポリプロピレン 80部、 LDPE 10部、 ブタジエン 5部、 エチレンとプロピレンとの共重合体 5部とをブレンドして接着樹脂としての M I を 12 g/10分とした。得られた積層体をエンボス成形してトレイとし、 成形 しない積層体を蓋材として外装体とした。
[比較例 C 1]
アルミニウム 40 mの両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面を遠赤外線と熱風とにより、 接着樹脂で あるポリプロピレン系樹脂の軟化点以上に加熱した状態として、 後述の接着樹脂
15 zmを押出してシーラント層となるポリプロピレンフィルム 30〃mをサン ドィッチラミネ一トした。
接着樹脂は、 M I 0. 1 /10分の酸変性ポリプロピレンとした。
得られた積層体をエンボス成形してトレイとし、 成形しない積層体を蓋材とし て外装体とした。
[比較例 C2]
アルミニウム 4 の両面に化成処理を施し、 化成処理した一方の面に延伸 ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次 に、 化成処理したアルミニウムの他の面に、 後述の接着樹脂 15 mを押出して シーラント層となるポリプロピレンフィルム 30 zmをサンドィツチラミネート した後、 これを接着樹脂の軟化点以上の温度になるように加熱した。
接着樹脂は、 酸変性ポリプロピレン 90部と LDPE 10部とをプレンドして、 接着樹脂としての Mlを 25とした。
得られた積層体を用いてトレイをエンボス成形してトレイとし、 成形しない積 層体を蓋材として外装体とした。
[比較例 C3]
化成処理を施さないアルミニウム 40 zmの一方の面に延伸ナイロンフィルム (厚さ 25 zm) をドライラミネート法により貼り合わせ、 次に、 アルミニウム の他の面に、 後述の樹脂を接着樹脂 15〃mとして、 シーラント層となるポリプ ロピレンフィルム 30 mをサンドイッチラミネートした後、 これを接着樹脂の 軟化点以上の温度になるように加熱した。
接着樹脂は、 酸変性ポリプロピレン 80部、 LDPE 10部、 ブタジエン 10 部とをブレンドして、 接着樹脂としての Mlを 9 g/10分とした。
得られた積層体を用いてトレィをエンボス成形してトレイとし、 成形しない積 層体を蓋材として外装体とした。
<評価項目 C>
1) シール部根切れ
外装体に電池本体を収納して、 密封シール後、 シール部およびシール部に連続 する非シール部の断面を顕微鏡にて観察し、 接着樹脂層部分に根切れが発生して いるかどうかを確認した。
2)熱融着層 (接着樹脂層とシ一ラント層) の厚み残存率
ヒートシール後の熱融着層の厚みを測定し、 ヒートシール前の熱融着層の総厚 に対する割合を算出した。
3) デラミネ一シヨン
1ML iPF 6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジェチルカーボネー ト、 ジメチルカ一ボネート (1 : 1 : 1) の混合液 3 gをを充填し、 85°Cの温 度に 7日間保持した後、 A L Mと接着樹脂層との間のデラミネーションを目視に より確認した。
<結果 C>
実施例 C
実施例 C 1〜 5は、 シール部の根切れ、 A L Mと接着樹脂層との間のデラミネ —シヨンは無かった (検体各 100) 。
なお、 熱融着層の厚み残存率は以下の通りであった。
実施例 C1 60%
実施例 C2 32%
実施例 C3 70%
実施例 C4 60%
実施例 C 5 55 %
比較例 C
比較例 C1は、 シール部の根切れ、 ALMと接着樹脂層との間のデラミネ一シ ヨンは無かった (検体各 100) が、 エンボス成形において、 100検体中 25 検体に A L Mのクラックが発生した。
比較例 C2は、 ヒートシールによって、 熱融着層が薄くなり、 100検体中 3 検体に根切れが発生した。 A LMと接着樹脂層との間のデラミネ一一シヨンは無 かった。
比較例 C 3は、 根切れはなかったが、 100検体中 54検体において、 ALM と接着樹脂層との間のデラミネ一シヨンが発生した。 なお、 比較例 Cにおける熱 融着層の厚み残存率は以下の通りであつた。
比較例 C1 75%
比較例 C2 22%
比較例 C3 60%
<効果〇>
電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を形成す る包装材料を、 少なくとも基材層、 接着層、 アルミニウム、 化成処理層、 接着樹 脂層、 ポリプロピレン樹脂系シ一ラント層から構成される積層体とし、 接着樹脂 層を、 メルトインデックス 5〜 20 g/10分の範囲の樹脂とすることによって、 バリア層とリード線との間のショートを防止する効果を奏するものである。 また、 シール部の内縁近傍に生成する樹脂溜りと該樹脂溜りの端部に発生する根切れを 防止することができる。
D. 本発明の第四の態様
本発明の第四の態様による電池用包装材料について、 実施例によりさらに具体 的に説明する。
<共通条件 D>
実施例 Dおよび比較例 Dにおける共通の条件は以下の通りとした。
( 1 ) 外装体
いずれもエンボスタイプとし、 延伸ナイロン 25〃m/接着層 (1) /化成処 理層/ ALM40〃m/化成処理層/接着層 (2) /シ一ラント層 30 m実施 例 D、 比較例 Dに用いた積層体の製造方法は、 特に記載のない場合、 次の様に積 層した。
アルミニウム (厚さ 40 zm) の両面にクロメート処理による化成処理層を設 け、 その一方の面に延伸ナイロンフィルム (厚さ 25〃m) をドライラミネート して接着層 (1) を形成し、 他の面に、 それそれの方法によって接着層 (2) を 形成してシーラント層 (厚さ 30 zm) をラミネートして積層体とした。
なお、 前記クロメート処理は、 実施例 D、 比較例 Dともに、 処理液として、 フ ェノール樹脂、 フヅ化クロム (3)ィ匕合物、 リン酸からなる水溶液を、 ロールコ —ト法により、 塗布し、 皮膜温度が 180°C以上となる条件において焼き付けた c クロムの塗布量は、 2mg/m2 (乾燥重量) とした。
次に、 得られた積層体をエンボス成形してトレィを成形した。 成形しない積層 体を蓋体として外装体とした。
(2) 外装体のタイプ
いずれも片面エンボスタイプとし、 前記トレイのエンボス成形型は、 その凹部 (キヤビティ) の形状を 3 Ommx 50 mmとし、 成形深さは凸部の押し込み量 によって 0. 5mmきざみで調整した。
( 3 ) 略称
以下の説明に用いる略称は次の通りである。
主要樹脂
ON:延伸ナイロンフィルム
ALM:アルミニウム箔
L L :密度が 0. 92 5の一般の線状低密度ポリエチレン
MLL 1 :密度が 0. 92のメタ口セン系 LLDPE
. MLL 2 :密度が 0. 90のメタ口セン系 LLDPE
MD :密度が 0. 93の中密度ポリエチレン
L D :密度が 0. 90の低密度ポリエチレン
PE a :酸変性ポリエチレン
P E a H:酸変性ポリェチレンェマルジョン
[実施例 D 1]
ALM (厚さ 40 zm) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 Urn) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面にシーラント層となるフ イルムをドライラミネートして実施例 D 1の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 ラミネート側を LL (厚さ 2 5〃m) 、 内面 側を MLL 1 (厚さ 5〃m) の 2層構成とした。
[実施例 D 2]
ALM (厚さ 40 /m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 j ) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面にシ一ラント層となるフ イルムをドライラミネートして実施例 D 2の積層体とした。 シーラント層となるフィルムは、 MLL 1 (厚さ 30 zm) の単層とした。
[実施例 D 3]
ALM (厚さ 40 /m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に〇N (厚さ 25 jum) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に、 接着樹脂として PE aを 1 5 zmの厚さで押出しシ一一ラント層フィルム 30 zmをサンドィヅチラ ミネ一トし、 得られた積層体を PE aの軟化点以上の温度になるように加熱して 実施例 D 3の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 ラミネート側を LL (厚さ 25 ^111) 、 内面 側を MLL 1 (厚さ 5〃m) の 2層構成とした。
[実施例 D 4]
ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 / m) をドライラミネートし、 A LMの他の化成処理面を PE aの軟化点以上の 温度に加熱して、 接着樹脂として PE aを 15 zmの厚さで押出しシ一ラント層 フィルム 3 O mをサンドィヅチラミネートして実施例 D 4の積層体とした。 シ一ラント層となるフィルムは、 ラミネート側を MD (厚さ 10/ m) 、 内面 側を M L L 2と M Dとのプレンド樹月旨 (厚さ 20 m) (ブレンド比は重量比で MLL 2 : MD= 9 : 1) の 2層構成とした。
[実施例 D 5]
ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 jum) をドライラミネートし、 A LMの他の化成処理面を PE aの軟化点以上の 温度に加熱して、 接着樹脂として P E aを 15〃mの厚さで押出しシ一ラント層 フィルム 30 /mをサンドィツチラミネートして実施例 D 5の積層体とした。 シ一ラント層となるフィルムは、 MLL 1 (厚さ 30〃m) の単層とした。
[実施例 D 6]
ALM (厚さ 40 /m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 2 5 jam をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に、 接着樹脂の PE a ( 15 jum) とシ一ラント層樹脂 (3 Ojum) とを共押出ラミネートして、 得ら れた積層体を PE aの軟化点以上の温度になるように加熱して実施例 D 6の積層 体とした。 シ一ラント層樹脂は、 MLL 1と LDとのプレンド樹脂 (プレンド比は重量比 で MLL 1 : LD = 7 : 3) とした。
[実施例 D 7]
ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 j m) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に接着樹脂の PE aを押 出し、 続いてシーラント層樹脂 (30〃m) を押出して、 得られた積層体を PE aの軟化点以上の温度になるように加熱して実施例 D 7の積層体とした。
シ一ラント層樹脂は、 MLL 1と LDとのブレンド樹脂 (ブレンド比は重量比 で MLL 1 : LD = 7 : 3) とした。
[実施例 D 8]
ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 jum) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に、 接着樹脂の PEaを 押出した後、 得られた中間積層体を PE aの軟化点以上の温度になるように加熱 してから、 シーラント層樹脂 (30 /m) を押出して、 実施例 D 8の積層体とし た。
シ一ラント層樹脂は、 MLL 1と LLとのブレンド樹脂 (ブレンド比は重量比 で MLL 1 : LL = 8 : 2) とした。
[実施例 D 9]
ALM (厚さ 40 zm) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 jum) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に PE aHを口一ルコ一 ト法を用いて塗布乾燥し、 さらに加熱焼付して、 該焼付層にシーラント層となる フィルムを熱ラミネートして実施例 D 9の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 MLL 1 (厚さ 30〃m) とした。
[比較例 D 1]
ALM (厚さ 40 m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 jum) をドライラミネートし、 ALMの他の面にシ一ラント層となるフィルムを ドライラミネートして比較例 D 1の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 LL (厚さ 30〃m) の単層とした。
[比較例 D 2] ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施さず、 一方の面に ON (厚さ 2 5 zm) をドライラミネートし、 A LMの他の面にシーラント層となるフィルム をドライラミネートして比較例 D 2の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 MLL 1 (厚さ 30〃m) の単層とした。
[比較例 D 3]
ALM (厚さ 40〃m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 πι) をドライラミネートし、 ALMアルミニウムの他の化成処理面に、 接着樹 脂として PE aを 1 5 mの厚さで押出しシ一ラント層フィルム 30〃mをサン ドィツチラミネートし、 得られた積層体を PE aの軟化点以上の温度になるよう に加熱して比較例 D 3の積層体とした。
シーラント層となるフィルムは、 LL (厚さ 30〃m) とした。
[比較例 D 4]
ALM (厚さ 40 /m) に化成処理を施さず、 一方の面に ON (厚さ 25〃 m) をドライラミネートし、 ALMの他の面に接着樹脂として PE aを 1 5 /m の厚さで押出し、 シーラント層フィルム 30〃mをサンドィヅチラミネートし、 得られた積層体を P E aの軟化点以上の温度になるように加熱して比較例 D 4の 積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 ラミネート側を LL (厚さ 25〃m) 、 内面 側を MLL 1 (厚さ 5〃m) の 2層構成とした。
[比較例 D 5]
ALM (厚さ 40 m) の両面に化成処理を施し、 一方の面に ON (厚さ 25 〃m) をドライラミネートし、 ALMの他の化成処理面に PE aHをロールコ一 ト法を用いて塗布乾燥し、 さらに加熱焼付して、 該焼付層にシーラント層となる フィルムを熱ラミネートして比較例 D 5の積層体とした。
シ一ラント層となるフィルムは、 LL (厚さ 30 /m) とした。
<評価方法 D>
( 1) デラミネーシヨンの確認
それそれの積層体を用いて形成した外装体に電解液を充填後、 ドライラミネ一 トによる積層体については 60°C、 の条件に 24時間、 接着樹脂による押出しラ ミネ一トによる積層体については、 85°Cの条件に 24時間、 それそれ保存した 時のアルミニウム (化成処理層) と接着層とのデラミネ一シヨンの有無を確認し た。
電解液: 1M L i PF6となるようにしたエチレンカーボネート、 ジェチルカ —ボネート、 ジメチルカーボネート (容積比 1 : 1 : 1) の混合液、 3g。
( 2 ) 成形性
実施例 Dおよび比較例 Dとも各 50個を成形して、 安定してピンホール、 シヮ、 白化の発生のないトレィを得られる成形押し込み量 (mm) を記載した。
(3) シール強度
190° 面庄1. 0MPa、 3. 0秒の条件で密封シール後、 シール部の剥 離強度を測定した。 単位: N/15mm。
<結果 D>
実施例 D
実施例 Dl〜9は、 いずれも、 デラミネ一シヨンの発生はなく、 成形性につい ても、 ピンホール、 シヮの発生等もなく良好であった。 ヒートシール部のシール も安定した強度を示した。 また、 実施例 Dにおける成形性、 シール強度はは以下 の通りであった。
成形深さ シール強度
実施例 D 1 5. 0 12
実施例 D 2 5. 5 12
実施例 D3 4. 5 13
実施例 D4 4. 0 11
実施例 D 5 5. 0 13
実施例 D 6 4. 5 11
実施例 D 7 4. 5 11
実施例 D 8 5. 0 12
実施例 D 9 5. 0 12
比較例 D
比較例 D1においては、 デラミネーシヨンの発生はなく、 成形性も良好であつ たが、 シール強度が低かった。
比較例 D 2および比較例 D 4においては、 成形性、 シール強度ともに問題はな かったがデラミネ一シヨンが発生した。
比較例 D 3および比較例 D 5は、 デラミネ一シヨンの発生はなく、 成形性も良 好であつたが、 シール韓度が低かった。
また、 比較例 Dにおける成形性、 シール強度はは以下の通りであった。
成形深さ シール強度
比較例 D 1 4. 5 9
比較例 D 2 5. 5 12
比較例 D3 4. 0 9
比較例 D4 4. 5 13
実施例 D5 5. 0 8
<効果 D>
電池用包装材料において、 少なくともシ一ラント層またはその最内層をメタ口 セン系 LLDPE樹脂またはメタ口セン系 LLDPEをブレンドした樹脂とする ことによって、 一般の L L D P Eと比べてエンボス成形における成形性が向上し、 しわやピンホールの発生を防止することができた。 さらに、 シール強度において も一般の LLDPEと比べて強いシール強度を得ることができた。 また、 外装体 のアルミニウムの両面に施した化成処理によって、 エンボス成形時、 およびヒ一 トシ一ル時の基材層とアルミニウムとの間でのデラミネ一シヨンの発生を防止す ることができ、 また、 シ一ラント層を、 ドライラミネート法、 熱ラミネート法、 サンドィッチラミネート法または共押出ラミネート法により形成した場合に、 積 層体の形成時の加熱、 または積層体形成後の加熱によって、 電池の電解質と水分 との反応により発生するフッ化水素によるアルミニウム面の腐食を防止できるこ とにより、 アルミニウムとの内容物側の層とのデラミネ一シヨンをも防止できる 外装体である。

Claims

請求の範囲
1 . 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を 形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 ドライラミネート 層、 シ一ラント層から構成される積層体であって、
少なくともシーラント層が、 ヒートシ一ルによる熱と加圧によりつぶれ難い低 流動性ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロビレン層とからなり、 最内層を高流動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする、 電池用包装材料。
2 . バリア層は、 少なくとも、 そのドライラミネート層側に化成処理層が設 けられていることを特徴とする、 請求項 1に記載の電池用包装材料。
3 . シ一ラント層が、 低流動性ポリプロピレン層と高流動性ポリプロピレン 層の 2層からなり、 高流動性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とする、 請求項 1または 2に記載の電池用包装材料。
4 . シーラント層が、 高流動性ポリプロビレン層、 低流動性ポリプロピレン 層、 高流動性ポリプロピレン層の 3層からなることを特徴とする、 請求項 1また は 2に記載の電池用包装材料。
5 . 電池の外装体と電池本体のリード線部との間にリード線用フィルム介在 させることを特徴とする、 請求項 1 ~ 4のいずれか一項に記載の電池用包装材料 c
6 . 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体を 形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 バリア層、 接着樹脂層、 シ一 ラント層から構成される積層体であって、
少なくともシーラント層が、 ヒートシールによる熱と加圧によりつぶれ難い低 流動性ポリプロピレン層と、 つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とを最内層を 高流動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする、 電池用包装材料。
7 . バリア層は、 少なくとも、 その接着樹脂層側に化成処理層が設けられて いることを特徴とする請求項 6に記載の電池用包装材料。
8 . シ一ラント層が、 低流動性ポリプロピレン層と高流動性ポリプロピレン 層の 2層からなり、 高流動性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とする、 請求項 6または 7に記載の電池用包装材料。
9 . シーラント層が、 高流動性ポリプロピレン層、 低流動性ポリプロピレン 層、 高流動性ポリプロピレン層の 3層からなることを特徴とする、 請求項 6また は 7に記載の電池用包装材料。
1 0 . 接着樹脂層が酸変性ポリオレフィンの マルジョンの焼付け層であり、 該焼付け層にシーラント層が熱ラミネート法により接着されたことを特徴とする、 請求項 6〜 9のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
1 1 . 接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであり、 予め製膜されたシ一ラン ト層をサンドィツチラミネート法により積層したことを特徴とする、 請求項 6〜 1 0のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
1 2 . 接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであり、 シーラント層と接着樹脂 層とを共押出しラミネート法により積層したことを特徴とする、 請求項 6〜1 0 のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
1 3 . 電池の外装体と電池本体のリード線部との間に接着性フィルムを介在 させることを特徴とする、 請求項 6〜1 2のいずれか一項に記載の電池用包装材 料。
1 4 . 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体 を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層、 アルミニウム、 化成処理層、 接着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シ一ラント層から構成される積層体であって、 接着樹脂層が、 メルトインデックス 5〜2 0 g/ 1 0分の範囲の樹脂から形成 されていることを特徴とする、 電池用包装材料。
1 5 . 接着樹脂層がポリプロピレン系樹脂からなることを特徴とする請求項 1 4に記載の電池用包装材料。
1 6 . 接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンからなることを特徴とする請求項 1 4または 1 5に記載の電池用包装材料。
1 7 . 接着樹脂層が酸変性ポリプロピレン樹脂に低密度ポリエチレン樹脂、 密度が 9 0 0 k g/m3の低結晶のエチレンとブテンとプロピレンの共重合体、 非 晶性のエチレンとプロピレンの共重合体、 プロピレン一 a 'ォレフイン共重合体、 ゴム系成分の中の少なくとも i成分を添加した樹脂からなることを特徴とする、 請求項 1 4に記載の電池用包装材料。
1 8 . 接着樹脂層が、 メルトインデックスが異なる少なくとも 2種のポリプロ ピレン系樹脂をブレンドした樹脂から形成されていることを特徴とする、 請求項 1 4に記載の電池用包装材料。
1 9 . 接着樹脂層を形成する少なくとも 2種のポリプロピレン系樹脂の少なく ともそのうち一つが酸変性ポリプロピレン樹脂であることを特徴とする、 請求項 1 8に記載の電池用包装材料。
2 0 . 前記積層体が、 少なくとも基材層、 接着層、 化成処理層 ( 1 ) アルミ二 ゥム、 化成処理層 (2 ) 、 接着樹脂層、 ポリプロピレン樹脂系シ一ラント層から 構成されていることを特徴とする、 請求項 1 4〜1 9のいずれか一項に記載の電 池用包装材料。
2 1 . 電池本体が請求項 1 4〜2 0のいずれかに記載した電池用包装材料に より形成された外装体に収納され密封されたことを特徴とする、 電池。
2 2 . 電池本体を挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装体 を形成する包装材料が、 少なくとも基材層、 接着層 1、 バリア層、 接着層 2、 シ 一ラント層から構成される積層体であって、
シ一ラント層がメ夕口セン系の線状低密度ポリェチレンを含む樹脂層を少なく とも 1層以上積層されていることを特徴とする、 電池用包装材料。
2 3 . シ一ラント層がメタ口セン系の線状低密度ポリエチレン樹脂から形成 されていることを特徴とする、 請求項 2 2に記載の電池用包装材料。
2 4 . シ一ラント層がメタ口セン系の線状低密度ポリエチレン樹脂 1 0 %以 上を含むポリエチレン系樹脂から形成されていることを特徴とする、 請求項 2 2 に記載の電池用包装材料。
2 5 . シ一ラント層が、 少なくともメタ口セン系の線状低密度ポリエチレン 樹脂からなる層を含む多層構成からなることを特徴とする、 請求項 2 2に記載の 電池用包装材料。
2 6 . シーラント層が、 メタ口セン系線状低密度ポリエチレン樹脂 1 0 %以 上を含むポリェチレン系樹脂層を含む多層構成からなることを特徴とする、 請求 項 2 2に記載の電池用包装材料。
2 7 . 接着層 2がドライラミネート法により形成されたことを特徴とする、 請求項 2 2〜 2 6のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
2 8 . 接着層 2が酸変性ポリオレフィンの塗布焼付け層であることを特徴と する、 請求項 2 2〜2 7のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
2 9 . 接着層 2が酸変性ポリオレフィンの押出層であることを特徴とする、 請求項 2 2〜請求項 2 7のいずれか一項に記載の電池用包装材料。
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