WO2015133445A1 - 電池用包装材料 - Google Patents

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tensile
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天野　真
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a battery packaging material which is less prone to pinholes and cracks during molding and has excellent moldability.
  • a film-like laminate in which a base material / metal layer / sealant layer are sequentially laminated has been proposed as a packaging material for batteries that can be easily processed into various shapes and can be made thin and light. Yes.
  • a film-shaped packaging material has a drawback that it is thinner than a metal packaging material and easily causes pinholes and cracks during molding.
  • the electrolyte can penetrate into the metal layer to form metal deposits, which can result in short circuits.
  • Patent Document 1 discloses that in the laminated packaging material including an inner layer made of a resin film, a first adhesive layer, a metal layer, a second adhesive layer, and an outer layer made of a resin film, the first adhesive layer And at least one of the second adhesive layer is formed of an adhesive composition containing a resin having an active hydrogen group in the side chain, a polyfunctional isocyanate, and a polyfunctional amine compound, thereby providing a reliability against deeper molding. It is disclosed that a highly packaging material can be obtained.
  • Patent Document 1 conventionally, in a battery packaging material composed of a film-like laminate, a technique for improving moldability by paying attention to a compounding component of an adhesive layer for bonding a metal layer to another layer Although many studies have been made, few techniques have been reported regarding techniques for improving formability by focusing on the physical properties of the metal layer.
  • the main object of the present invention is to provide a battery packaging material comprising a film-like laminate in which at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated.
  • the object is to provide a technique for providing moldability.
  • the inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated, and the metal layer has a specific relationship between thickness and width before and after a tensile test, It was found that the battery packaging material can be provided with remarkably excellent moldability, and the incidence of pinholes and cracks during molding can be greatly reduced.
  • the present invention has been completed by further studies based on these findings.
  • this invention provides the battery packaging material and battery of the aspect hung up below.
  • Item 1 It consists of a laminate in which at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated,
  • the metal layer is a battery packaging material whose r value calculated by the following formula is 0.9 or more by the following tensile test.
  • ⁇ Tensile test> A JIS No. 5 test piece having a thickness of 1.0 mm collected in three directions of 0 °, 45 ° and 90 ° in the plane with respect to the rolling direction of the metal layer is used.
  • Each test piece is subjected to a uniaxial tensile test with an Instron universal testing machine at a tensile test speed of 5 mm / min, and an elongation of 15% is applied to each test piece.
  • the in-plane average width W A before the tensile test and the in-plane average width W B after the tensile test of each test piece are calculated by the following formulae.
  • t A thickness of test piece before tensile test
  • t B thickness of test piece after tensile test
  • the base material layer is a sum of a stress value A at 50% elongation in the MD direction / 5A stress value at 5% elongation and a stress value B at 50% elongation / 5% stress in the TD direction
  • Item 4. The battery packaging material according to Item 1, wherein A + B) satisfies a relationship of A + B ⁇ 3.5.
  • Item 3. The battery packaging material according to Item 1 or 2, wherein the r value is in the range of 0.9 to 1.2.
  • Item 5. Item 5.
  • Item 6. Item 6.
  • Item 7. Item 7.
  • Item 8. Item 8.
  • a battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is accommodated in the battery packaging material according to any one of Items 1 to 7.
  • Item 9 At least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated.
  • the metal layer is a laminate having an r value calculated by the following formula of 0.9 or more by the following tensile test. Use as a packaging material for batteries.
  • ⁇ Tensile test> A JIS No. 5 test piece having a thickness of 1.0 mm collected in three directions of 0 °, 45 ° and 90 ° in the plane with respect to the rolling direction of the metal layer is used. Each test piece is subjected to a uniaxial tensile test with an Instron universal testing machine at a tensile test speed of 5 mm / min, and an elongation of 15% is applied to each test piece.
  • the in-plane average width W A before the tensile test and the in-plane average width W B after the tensile test of each test piece are calculated by the following formulae.
  • W A (X A0 + X A45 ⁇ 2 + X A90 ) / 4
  • ⁇ Tensile test> A JIS No. 5 test piece having a thickness of 1.0 mm collected in three directions of 0 °, 45 ° and 90 ° in the plane with respect to the rolling direction of the metal layer is used. Each test piece is subjected to a uniaxial tensile test with an Instron universal testing machine at a tensile test speed of 5 mm / min, and an elongation of 15% is applied to each test piece.
  • the in-plane average width W A before the tensile test and the in-plane average width W B after the tensile test of each test piece are calculated by the following formulae.
  • the metal layer can follow appropriately in accordance with the shape of the mold at the time of molding, so that the occurrence of pinholes and cracks can be suppressed.
  • the battery packaging material of the present invention since the battery packaging material of the present invention has excellent moldability, it can also contribute to the improvement of productivity.
  • the battery packaging material of the present invention comprises a laminate in which at least a base material layer, a metal layer, and a sealant layer are sequentially laminated.
  • the metal layer As the metal layer, the thickness and width before and after the tensile test have the following specific relationship. It is characterized by having.
  • the battery packaging material of the present invention will be described in detail.
  • the battery packaging material includes a laminate in which at least a base material layer 1, a metal layer 3, and a sealant layer 4 are sequentially laminated.
  • the base material layer 1 is the outermost layer
  • the sealant layer 4 is the innermost layer. That is, when the battery is assembled, the sealant layers 4 positioned at the periphery of the battery element are thermally welded to seal the battery element, thereby sealing the battery element.
  • the battery packaging material of the present invention is provided with an adhesive layer 2 between the base material layer 1 and the metal layer 3 as necessary for the purpose of enhancing the adhesion. Also good.
  • an adhesive layer 5 may be provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4 as necessary for the purpose of improving the adhesion.
  • the base material layer 1 is a layer forming the outermost layer.
  • the material for forming the base material layer 1 is not particularly limited as long as it has insulating properties.
  • the material for forming the base material layer 1 include resin films such as polyester resin, polyamide resin, epoxy resin, acrylic resin, fluorine resin, polyurethane resin, silicon resin, phenol resin, and mixtures and copolymers thereof.
  • a polyester resin and a polyamide resin are mentioned, More preferably, a biaxially stretched polyester resin and a biaxially stretched polyamide resin are mentioned.
  • polyester resin examples include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolyester, and polycarbonate.
  • polyamide resin examples include nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), and the like. It is done.
  • the base material layer 1 has a stress value A at 50% elongation in the MD direction / 5 A stress value at 5% elongation in the TD direction and a stress value B at 50% elongation / 5 stress value B in the TD direction. It is preferable that the sum of (A + B) satisfies the relationship of A + B ⁇ 3.5.
  • the value A of the stress at the time of 50% elongation / the stress at the time of 5% elongation in the flow direction (MD direction) of the resin film constituting the base material layer 1 and the MD direction are perpendicular to the same plane ( It is preferable that the sum (A + B) of the stress value B at 50% elongation / the stress value B at 5% elongation (A + B) in the (TD direction) satisfies the relationship of A + B ⁇ 3.5.
  • the stress at the time of 50% elongation and the stress at the time of 5% elongation in the MD direction and the TD direction of the base material layer 1 were each measured in accordance with the method defined in JIS K7127. Value.
  • the stress in the MD direction and the TD direction of the base material layer 1 satisfies such a relationship, due to a synergistic effect with the physical properties of the metal layer 3 described later, Occurrence of pinholes and cracks during molding is further suppressed, and excellent moldability is achieved.
  • the physical properties of the base material layer 1 forming the outer layer in the battery packaging material of the present invention as described above, details of the mechanism that suppresses the occurrence of pinholes, cracks, etc. during molding are not necessarily detailed. Although it is not clear, for example, it can be considered as follows.
  • the stress values A and B at the time of 50% elongation / 5% elongation at the MD direction and the TD direction have a large value of A + B ⁇ 3.5.
  • the stress change near the yield point of the stress-strain curve becomes gentle as shown by the line A in the schematic diagram showing the relationship between the stress and the strain at the time of molding the battery packaging material of FIG. Therefore, the deformation (elongation) of the metal layer 3 laminated with the base material layer 1 can be gradually changed via the adhesive layer 2.
  • the metal layer 2 can be made to follow a metal mold
  • the stress at 50% elongation in the MD direction of the base material layer 1 is not particularly limited, but is preferably about 100 to 210 MPa, more preferably about 110 to 200 MPa. Further, the stress at the time of 50% elongation in the TD direction of the base material layer 1 is not particularly limited, but is preferably about 130 to 270 MPa, more preferably about 140 to 260 MPa. The stress at the time of 5% elongation in the MD direction of the base material layer 1 is not particularly limited, but is preferably about 50 to 110 MPa, more preferably about 60 to 100 MPa. Further, the stress at the time of 5% elongation in the TD direction of the base material layer 1 is not particularly limited, but is preferably about 40 to 100 MPa, more preferably about 50 to 90 MPa.
  • the tensile strength at break in the MD direction of the base material layer 1 is preferably 190 to 350 MPa, more preferably 210 to 320 MPa.
  • the tensile strength at break in the TD direction of the base material layer 1 is preferably 220 to 400 MPa, more preferably 260 to 350 MPa.
  • the tensile strength at break of the base material layer 1 is a value obtained by measurement by a method in accordance with JIS K7127.
  • the tensile elongation at break in the MD direction of the base material layer 1 is preferably 80 to 150%, more preferably 90 to 130%.
  • the tensile elongation at break in the TD direction of the base material layer 1 is preferably 70 to 150%, more preferably 80 to 120%.
  • the tensile break elongation of the base material layer 1 is within these ranges, the occurrence of pinholes and cracks during the molding of the battery packaging material of the present invention is more effectively suppressed, and the moldability is further improved. It becomes possible.
  • the tensile breaking elongation of the base material layer 1 is a value obtained by measurement by a method based on JIS K7127.
  • the base material layer 1 may be formed of a single resin film, but may be formed of two or more resin films in order to improve pinhole resistance and insulation.
  • the base material layer 1 is formed of a multilayer resin film, two or more resin films may be laminated via an adhesive component such as an adhesive or an adhesive resin, and the type and amount of the adhesive component used. Is the same as in the case of the adhesive layer 2 or the adhesive layer 5 described later.
  • an adhesive component such as an adhesive or an adhesive resin, and the type and amount of the adhesive component used. Is the same as in the case of the adhesive layer 2 or the adhesive layer 5 described later.
  • stacking two or more resin films A well-known method is employable, For example, a dry lamination method, a sand lamination method, etc. are mentioned, Preferably a dry lamination method is mentioned.
  • the thickness of the adhesive layer is, for example, about 2 to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the base material layer 1 is not particularly limited, but for example, it is about 10 to 50 ⁇ m, preferably about 15 to 25 ⁇ m.
  • the adhesive layer 2 is a layer provided between the base material layer 1 and the metal layer 3 in order to firmly bond them.
  • the adhesive layer 2 is formed of an adhesive capable of adhering the base material layer 1 and the metal layer 3.
  • the adhesive used for forming the adhesive layer 2 may be a two-component curable adhesive or a one-component curable adhesive.
  • the adhesive mechanism of the adhesive used for forming the adhesive layer 2 is not particularly limited, and may be any of a chemical reaction type, a solvent volatilization type, a heat melting type, a hot pressure type, and the like.
  • adhesive components that can be used to form the adhesive layer 2 include polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolyester; Ether adhesive; Polyurethane adhesive; Epoxy resin; Phenol resin resin; Polyamide resin such as nylon 6, nylon 66, nylon 12, copolymer polyamide; Polyolefin such as polyolefin, carboxylic acid modified polyolefin, metal modified polyolefin Resin, polyvinyl acetate resin; cellulose adhesive; (meth) acrylic resin; polyimide resin; urea resin, melamine resin and other amino resins; chloroprene rubber, nitrile rubber, steel - down rubber such as butadiene rubber, silicone-based resins. These adhesive components may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among these adhesive components, a polyurethane
  • the thickness of the adhesive layer 2 is, for example, about 1 to 10 ⁇ m, preferably about 2 to 5 ⁇ m.
  • the metal layer 3 is a layer that functions as a barrier layer for preventing the penetration of water vapor, oxygen, light, etc. into the battery, in addition to improving the strength of the battery packaging material.
  • the metal layer has an r value calculated by the following formula of 0.9 or more by the following tensile test. ⁇ Tensile test> A JIS No. 5 test piece having a thickness of 1.0 mm collected in three directions of 0 °, 45 ° and 90 ° in the plane with respect to the rolling direction of the metal layer is used.
  • each test piece is subjected to a uniaxial tensile test with an Instron universal testing machine under a tensile test speed of 5 mm / min, and an elongation of 15% is applied to each test piece.
  • the in-plane average width W A before the tensile test and the in-plane average width W B after the tensile test of each test piece are calculated by the following equations.
  • variety and thickness of each test piece can each be measured with a micrometer.
  • the battery packaging material is provided with remarkably excellent formability. And the incidence of pinholes and cracks during molding can be greatly reduced.
  • the details of the mechanism by which the occurrence of pinholes and cracks during molding is suppressed by using such a metal layer 3 is not necessarily clear. Can be thought of as That is, when the r value is 0.9 or more, the material flow in the in-plane direction of the metal layer is more likely to occur than in the thickness direction. It is considered that it is possible to appropriately follow the shape of the film, and the occurrence of pinholes, cracks and the like is suppressed.
  • the r value is preferably in the range of 0.9 to 1.2, preferably in the range of 0.9 to 1.1. More preferably.
  • the metal constituting the metal layer 3 include aluminum, stainless steel, and titanium, and preferably aluminum and stainless steel.
  • the metal layer 3 can be formed by metal foil or metal vapor deposition, preferably by metal foil, and more preferably by aluminum foil or stainless steel foil. From the viewpoint of preventing generation of wrinkles and pinholes in the metal layer 3 during the production of the battery packaging material, for example, a soft aluminum foil such as annealed aluminum (JIS A8021P-O, JIS A8079P-O), More preferably, it is formed of a stainless steel foil such as A3004 or SUS304.
  • the r value varies depending not only on the composition of the material constituting the metal layer such as aluminum alloy and stainless steel but also on the processing method of the metal layer, for example, the r value can be obtained only with the composition specified in JIS. It cannot be set to a predetermined value.
  • a method for forming a metal layer having a predetermined r value an Al—Fe-based aluminum foil will be described below as an example.
  • Al-Fe-based aluminum foil having a predetermined r value is melted, cast, slab, face-cut, homogenized (homogenized), hot rolled, cold rolled, intermediate annealed, cold rolled, foil rolled, final annealed It can manufacture by performing each process of.
  • the composition of the aluminum alloy is Fe content: 0.7 to 1.3 mass%, Si content: 0.05 to 0.3 mass%, Cu content: 0.05
  • Ingots are prepared by melting a material (for example, JIS standard A8079H-O) consisting of Al and other inevitable impurities, with the remainder being Al and Zn content: 0.10% by mass and the remainder being Al.
  • the ingot is processed into a slab shape.
  • the thickness of the material when processing into a slab shape is, for example, 500 to 600 mm.
  • 4 to 6 surfaces of the alloy material processed into a slab shape are uniformly shaved to remove impurities.
  • the alloy material is cut, for example, at 6 to 12 mm / single side.
  • the alloy material is homogenized after the chamfering process.
  • the homogenization treatment temperature is preferably 400 to 600 ° C.
  • the homogenization time is preferably 2 to 10 hours.
  • the alloy material after the homogenization treatment is rolled at a high temperature.
  • the hot rolling temperature of the alloy material in this step is preferably 280 to 300 ° C.
  • the thickness of the alloy material after hot rolling is about 5 mm.
  • the hot-rolled alloy material is cold-rolled and thinly extended.
  • the cold rolling temperature, rolling rate, and thickness of the alloy material after rolling in this step are preferably 110 to 240 ° C., 40 to 90% (4 passes), and 0.6 mm, respectively.
  • the intermediate annealing step strain inside the alloy material after cold rolling is removed by heat treatment, the structure is softened, and the ductility is improved.
  • the treatment temperature in this step is preferably 380 to 400 ° C., particularly preferably 390 ° C.
  • the treatment time is preferably 1.5 to 2.5 hours.
  • the cold rolling step the alloy material after the intermediate annealing is rolled. Moreover, it is preferable that the rolling rate in this process and the thickness of the alloy material after cold rolling be 0.3 mm and 50% (1 pass).
  • the foil rolling process the alloy material is further rolled in a plurality of passes and thinly extended. The rolling rate and the thickness of the alloy material after foil rolling in this step are preferably 40 ⁇ m and 50% or less (3 to 4 passes).
  • the alloy material that has been rolled thinly is subjected to an annealing treatment.
  • the treatment temperature and treatment time in this step are preferably 240 to 300 ° C. and 24 to 96 hours, respectively.
  • the thickness of the metal layer 3 is not particularly limited as long as it has the above physical properties, but can be, for example, about 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably about 20 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • the metal layer 3 is preferably subjected to chemical conversion treatment on at least one side, preferably both sides, in order to stabilize adhesion, prevent dissolution and corrosion, and the like.
  • the chemical conversion treatment refers to a treatment for forming an acid-resistant film on the surface of the metal layer.
  • chromic acid compounds such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromic acetyl acetate, chromium chloride, potassium sulfate chromium, etc.
  • X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group.
  • R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group.
  • examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, Examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a tert-butyl group.
  • Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, 3- C1-C4 straight or branched chain in which one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group is substituted
  • An alkyl group is mentioned.
  • the alkyl group and hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be the same or different.
  • X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group.
  • the number average molecular weight of the aminated phenol polymer having a repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) is preferably, for example, 500 to 1,000,000, more preferably about 1,000 to 20,000. preferable.
  • a metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, tin oxide, or barium sulfate fine particles dispersed in phosphoric acid is coated.
  • a method of forming a corrosion-resistant treatment layer on the surface of the metal layer 3 by performing a baking treatment at 150 ° C. or higher can be mentioned.
  • a resin layer obtained by crosslinking a cationic polymer with a crosslinking agent may be further formed on the corrosion-resistant treatment layer.
  • examples of the cationic polymer include polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of a polymer having polyethyleneimine and a carboxylic acid, a primary amine graft acrylic resin obtained by graft polymerization of a primary amine on an acrylic main skeleton, and polyallylamine. Or the derivative, aminophenol, etc. are mentioned.
  • these cationic polymers only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
  • examples of the crosslinking agent include a compound having at least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group, a glycidyl group, a carboxyl group, and an oxazoline group, and a silane coupling agent. As these crosslinking agents, only one type may be used, or two or more types may be used in combination.
  • chemical conversion treatment only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion processing may be performed in combination. Furthermore, these chemical conversion treatments may be carried out using one kind of compound alone, or may be carried out using a combination of two or more kinds of compounds.
  • chemical conversion treatments chromic acid chromate treatment, chromate treatment combining a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer are preferable.
  • the amount of acid-resistant coatings to be formed on the surface of the metal layer 3 in the chemical conversion treatment is not particularly limited, for example, in the case of performing the above-mentioned chromate treatment, the surface 1 m 2 per metal layer 3, chromic acid compounds About 0.5 mg to about 50 mg in terms of chromium, preferably about 1.0 mg to about 40 mg, phosphorus compound is about 0.5 mg to about 50 mg in terms of phosphorus, preferably about 1.0 mg to about 40 mg, and aminated phenol weight It is desirable that the combination is contained in a proportion of about 1 mg to about 200 mg, preferably about 5.0 mg to 150 mg.
  • a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the metal layer by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, an immersion method, or the like, and then the temperature of the metal layer is 70. It is carried out by heating so as to reach about 200 ° C to 200 ° C.
  • the metal layer may be previously subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method, or the like. By performing the degreasing treatment in this way, it becomes possible to more efficiently perform the chemical conversion treatment on the surface of the metal layer.
  • the sealant layer 4 corresponds to the innermost layer, and is a layer that seals the battery element by heat-sealing the sealant layers when the battery is assembled.
  • the resin component used for the sealant layer 4 is not particularly limited as long as it can be thermally welded, and examples thereof include polyolefin, cyclic polyolefin, carboxylic acid-modified polyolefin, and carboxylic acid-modified cyclic polyolefin.
  • polystyrene resin examples include polyethylene such as low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, and linear low density polyethylene; homopolypropylene, polypropylene block copolymer (for example, block copolymer of propylene and ethylene), polypropylene And a random copolymer (eg, a random copolymer of propylene and ethylene); an ethylene-butene-propylene terpolymer; and the like.
  • polyethylene and polypropylene are preferable.
  • the cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer
  • examples of the olefin that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, styrene, butadiene, and isoprene. Is mentioned.
  • Examples of the cyclic monomer that is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specifically, cyclic dienes such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene.
  • cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
  • the carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer modified by block polymerization or graft polymerization of the polyolefin with carboxylic acid.
  • Examples of the carboxylic acid used for modification include maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride and the like.
  • the carboxylic acid-modified cyclic polyolefin is obtained by copolymerizing a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin in place of the ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or ⁇ , ⁇ with respect to the cyclic polyolefin.
  • -A polymer obtained by block polymerization or graft polymerization of an unsaturated carboxylic acid or its anhydride.
  • the cyclic polyolefin to be modified with carboxylic acid is the same as described above.
  • the carboxylic acid used for modification is the same as that used for modification of the acid-modified cycloolefin copolymer.
  • carboxylic acid-modified polyolefin is preferable; carboxylic acid-modified polypropylene is more preferable.
  • the sealant layer 4 may be formed of one kind of resin component alone, or may be formed of a blend polymer in which two or more kinds of resin components are combined. Furthermore, the sealant layer 4 may be formed of only one layer, but may be formed of two or more layers using the same or different resin components.
  • the thickness of the sealant layer 4 can be selected as appropriate, and is about 10 to 100 ⁇ m, preferably about 15 to 50 ⁇ m.
  • the adhesive layer 5 is a layer provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4 as necessary in order to firmly bond them.
  • the adhesive layer 5 is formed of an adhesive capable of bonding the metal layer 3 and the sealant layer 4. With respect to the adhesive used for forming the adhesive layer 5, the adhesive mechanism, the types of adhesive components, and the like are the same as those of the adhesive layer 2.
  • the adhesive component used for the adhesive layer 5 is preferably a polyolefin resin, more preferably a carboxylic acid-modified polyolefin, particularly preferably a carboxylic acid-modified polypropylene.
  • the thickness of the adhesive layer 5 is, for example, 2 to 50 ⁇ m, preferably 20 to 30 ⁇ m.
  • the method for producing the battery packaging material of the present invention is not particularly limited as long as a laminate in which layers having a predetermined composition are laminated is obtained.
  • the following method is exemplified. .
  • laminated body A a laminated body in which the base material layer 1, the adhesive layer 2, and the metal layer 3 are laminated in this order (hereinafter also referred to as “laminated body A”) is formed.
  • the laminate A is formed by extruding an adhesive used for forming the adhesive layer 2 on the base layer 1 or the metal layer 3 whose surface is subjected to chemical conversion treatment, if necessary. It can be performed by a dry lamination method in which the metal layer 3 or the base material layer 1 is laminated and the adhesive layer 2 is cured after being applied and dried by a coating method such as a method or a roll coating method.
  • the sealant layer 4 is laminated on the metal layer 3 of the laminate A.
  • the resin component constituting the sealant layer 4 may be applied on the metal layer 3 of the laminate A by a method such as a gravure coating method or a roll coating method.
  • the adhesive layer 5 is provided between the metal layer 3 and the sealant layer 4, for example, (1) the adhesive layer 5 and the sealant layer 4 are laminated on the metal layer 3 of the laminate A by coextrusion.
  • a laminate composed of base material layer 1 / adhesive layer 2 / metal layer 3 whose surface is subjected to chemical conversion treatment as necessary / adhesive layer 5 / sealant layer 4 provided as necessary is formed.
  • a heat treatment such as a hot roll contact type, a hot air type, a near or far infrared type.
  • An example of such heat treatment conditions is 150 to 250 ° C. for 1 to 5 minutes.
  • each layer constituting the laminate improves or stabilizes film forming properties, lamination processing, suitability for final processing (pouching, embossing), etc., as necessary. Therefore, surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, ozone treatment may be performed.
  • the battery packaging material of the present invention is used as a packaging material for sealing and housing battery elements such as a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte.
  • a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is formed using the battery packaging material of the present invention, with the metal terminals connected to each of the positive electrode and the negative electrode protruding outward.
  • a battery using a battery packaging material is formed by covering the periphery of the element so that a flange portion (a region where the sealant layers are in contact with each other) can be formed, and heat-sealing and sealing the sealant layers of the flange portion.
  • the battery packaging material of the present invention is used such that the sealant portion is on the inner side (surface in contact with the battery element).
  • the battery packaging material of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery.
  • the type of secondary battery to which the battery packaging material of the present invention is applied is not particularly limited.
  • a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead battery, a nickel / hydrogen battery, a nickel / cadmium battery , Nickel / iron livestock batteries, nickel / zinc livestock batteries, silver oxide / zinc livestock batteries, metal-air batteries, polyvalent cation batteries, capacitors, capacitors and the like are suitable applications for the battery packaging material of the present invention.
  • the resin film (thickness 25 ⁇ m) and metal layer 2 (40 ⁇ m) constituting the base material layer 1 were used as described below.
  • a treatment liquid comprising a phenol resin, a chromium fluoride compound (trivalent), and phosphoric acid is applied to both surfaces of the metal layer by a roll coating method to a thickness of 35 ⁇ m, and the film temperature becomes 180 ° C. or higher.
  • Chemical conversion treatment was performed by baking for 20 seconds under conditions.
  • a laminate in which the base material layer 1 / adhesive layer 2 / metal layer 3 were laminated in order was produced.
  • an adhesive layer 2 composed of a polyester main agent and an isocyanic curing agent two-component urethane adhesive is formed on one surface (corona-treated surface) of the base material layer 1 so as to have a thickness of 3 ⁇ m.
  • the chemical conversion treatment surface of layer 3 and pressurization heating pasting (thermal lamination) were performed to produce a laminate in which base layer 1 / adhesion layer 2 / metal layer 3 were laminated in order.
  • an acid-modified polypropylene resin constituting the adhesive layer 5 an unsaturated carboxylic acid graft-modified random polypropylene grafted with an unsaturated carboxylic acid (hereinafter referred to as PPa) and a polypropylene constituting the sealant layer 4 [random Copolymer (hereinafter referred to as PP)] was coextruded to produce a two-layer coextruded film comprising an adhesive layer 5 having a thickness of 23 ⁇ m and a sealant layer 4 having a thickness of 23 ⁇ m.
  • PPa unsaturated carboxylic acid graft-modified random polypropylene grafted with an unsaturated carboxylic acid
  • PP random Copolymer
  • the metal layer 3 was laminated so that the adhesive layer 5 of the two-layer coextruded film prepared above was in contact with the metal layer of the laminate composed of the base material layer 1 / adhesive layer 2 / metal layer 3 prepared above.
  • the obtained laminate was once cooled, then heated to 180 ° C., and subjected to heat treatment while maintaining the temperature for 1 minute, whereby the battery packaging materials of Example 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained. Obtained.
  • a biaxially stretched nylon film, a biaxially stretched polyethylene terephthalate film, and a biaxially stretched polybutylene terephthalate film having stress at elongation were used.
  • the stress at 50% elongation and the stress at 5% elongation in the MD direction and the TD direction of the resin film are values measured by methods according to JIS K7127, respectively.
  • Example 3 a laminate in which a biaxially stretched polyethylene terephthalate film and a biaxially stretched nylon film were laminated via an adhesive layer was used as the base layer 1, and the above A and B were measured for this laminate. did. The laminate was used so that the biaxially stretched nylon film was on the metal layer 3 side.
  • Base material layer 1 Biaxially stretched nylon resin metal layer 3 ...
  • Base material layer 1 Biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) / biaxially stretched nylon resin metal layer 3...
  • PET polyethylene terephthalate
  • Base material layer 1 Biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET)
  • Base material layer 1 biaxially stretched polybutylene terephthalate (PBT)
  • Base material layer 1 Biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET)
  • Base material layer 1 Biaxially stretched nylon resin metal layer 3 ...
  • Base material layer 1 Biaxially stretched nylon resin metal layer 3 ...
  • a JIS No. 5 specimen having a thickness of 1.0 mm collected in three directions of 0 °, 45 °, and 90 ° in the plane with respect to the rolling direction of the metal layer was used.
  • each test piece was subjected to a uniaxial tensile test with an Instron universal testing machine under a tensile test speed of 5 mm / min, and an elongation of 15% was added to each test piece.
  • the in-plane average width W A before the tensile test and the in-plane average width W B after the tensile test of each test piece were calculated by the following equations.
  • variety and thickness of each test piece were measured with the micrometer, respectively.
  • W A (X A0 + X A45 ⁇ 2 + X A90 ) / 4
  • W B (X B0 + X B45 ⁇ 2 + X B90 ) / 4
  • X A0 , X A45 , X A90 The width (mm) of the central part in the tensile direction of the test piece taken in the 0 °, 45 °, and 90 ° directions in the plane before the tensile test, respectively.
  • X B0 , X B45 , X B90 Width (mm) of the central portion in the tensile direction after the tensile test of the test specimens sampled in the in-plane 0 °, 45 °, and 90 ° directions, respectively
  • r value log (W A / W B ) / log (t A / t B ) t A : thickness of the test piece before the tensile test (mm)
  • t B thickness of the test piece after the tensile test (mm)
  • Example 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 were cut to produce 120 ⁇ 80 mm strips, which were used as test samples.
  • a straight mold composed of a 30 ⁇ 50 mm rectangular male mold and a female mold with a clearance of 0.5 mm between the male mold and the above, the thermal adhesive resin layer side is positioned on the male mold side.
  • the test sample was placed, the test sample was pressed with a presser pressure (surface pressure) of 0.1 MPa, and cold-molded (drawn one-step molding).
  • the forming depth was changed in units of 0.5 mm, and the presence or absence of occurrence of pinholes and cracks in the metal layer was confirmed for each of the 10 test samples at each forming depth.

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Abstract

　成形時にクラックやピンホールが生じ難く、優れた成形性を有する電池用包装材料を提供する。 少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、　前記金属層は、引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である、電池用包装材料。 ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB） ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４ ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４ ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅 ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅 ｔA：引張試験前の試験片の厚み ｔB：引張試験後の試験片の厚み

Description

電池用包装材料
　本発明は、成形時にピンホールやクラックが生じ難く、優れた成形性を備える電池用包装材料に関する。
　従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質等の電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていた。
　一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話等の高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の電池用包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。
　そこで、近年、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材／金属層／シーラント層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている。しかしながら、このようなフィルム状の包装材料は、金属製の包装材料に比べて薄く、成形時にピンホールやクラックが生じ易いという欠点がある。電池用包装材料にピンホールやクラックが生じた場合には、電解液が金属層にまで浸透して金属析出物を形成し、その結果、短絡を生じさせることになりかねないため、フィルム状の電池用包装材料には、成形時にピンホールが生じ難い特性、即ち優れた成形性を備えさせることは不可欠となっている。
　従来、フィルム状の電池用包装材料の成形性を高めるために、金属層を接着させるための接着層に着目した検討が種々行われている。例えば、特許文献１には、樹脂フィルムからなる内層、第１接着剤層、金属層、第２接着剤層、及び樹脂フィルムからなる外層を備えた積層型包装材料において、前記第１接着剤層及び第２接着剤層の少なくとも一方を、側鎖に活性水素基を有する樹脂、多官能イソシアネート類、及び多官能アミン化合物を含む接着剤組成物で形成することにより、より深い成形に対して信頼性の高い包装材料が得られることが開示されている。
　特許文献１に代表されるように、従来、フィルム状の積層体からなる電池用包装材料において、金属層と他の層を接着させる接着層の配合成分に着目して、成形性を高める技術については多くの検討がなされているが、金属層の物性に着目して成形性を高める技術に関しては殆ど報告されていない。
特開２００８－２８７９７１号公報
太田哲　著、プレス加工技術マニュアル、日刊工業新聞社発行、昭和５６年７月３０日発行、１－３頁
　本発明の主な目的は、少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層されたフィルム状の積層体からなる電池用包装材料において、成形時にクラックやピンホールが生じ難く、優れた成形性を備えさせる技術を提供することにある。
　本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、前記金属層として、引張試験前後における厚みと幅とが特定の関係を有するものを用いることにより、電池用包装材料に対して格段に優れた成形性を備えさせることができ、成形時のピンホールやクラックの発生率を大幅に低減できることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、更に検討を重ねることにより完成したものである。
　即ち、本発明は、下記に掲げる態様の電池用包装材料及び電池を提供する。
項１．　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
　前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である、電池用包装材料。
　＜引張試験＞
　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
＜ｒ値＞
ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
ｔA：引張試験前の試験片の厚み
ｔB：引張試験後の試験片の厚み
項２．　前記基材層は、ＭＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ａと、ＴＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が、Ａ＋Ｂ≧３．５の関係を充足する、項１に記載の電池用包装材料。
項３．　前記ｒ値が、０．９～１．２の範囲にある、項１または２に記載の電池用包装材料。
項４．　前記金属層の少なくとも一方の面に化成処理が施されている、項１～３のいずれかに記載の電池用包装材料。
項５．　前記金属層が、アルミニウム箔またはステンレス鋼箔により構成されている、項１～４のいずれかに記載の電池用包装材料。
項６．　前記基材層が、ポリアミド樹脂及びポリエステル樹脂の少なくとも一方により構成されている、項１～５のいずれかに記載の電池用包装材料。
項７．　二次電池用の包装材料である、項１～６のいずれかに記載の電池用包装材料。
項８．　少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項１～７のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
項９．　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である積層体の、電池用包装材料としての使用。
　＜引張試験＞
　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
＜ｒ値＞
ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
ｔA：引張試験前の試験片の厚み
ｔB：引張試験後の試験片の厚み
項１０．　電池の製造方法であって、
　少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を電池用包装材料で収容する工程を含み、
　前記電池用包装材料として、
　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
　前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上であるものを用いる、電池の製造方法。
　＜引張試験＞
　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
＜ｒ値＞
ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
ｔA：引張試験前の試験片の厚み
ｔB：引張試験後の試験片の厚み
　本発明の電池用包装材料によれば、成形時に金型の形状に応じて、金属層が適度に追従できるので、ピンホールやクラック等の発生を抑制できる。このように、本発明の電池用包装材料は、優れた成形性を備えているので、生産性の向上にも寄与することができる。
本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。 本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。 電池用包装材料の成形時における応力とひずみとの関係を説明するための模式図である。
　本発明の電池用包装材料は、少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、前記金属層として、引張試験前後における厚みと幅とが下記特定の関係を有することを特徴とする。以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。
１．電池用包装材料の積層構造
　電池用包装材料は、図１に示すように、少なくとも、基材層１、金属層３、及びシーラント層４が順次積層された積層体からなる。本発明の電池用包装材料において、基材層１が最外層になり、シーラント層４は最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置するシーラント層４同士が熱溶着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
　本発明の電池用包装材料は、図１に示すように、基材層１と金属層３との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層２が設けられていてもよい。また、図２に示すように、金属層３とシーラント層４との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層５が設けられていてもよい。
２．電池用包装材料を形成する各層の組成
［基材層１］
　本発明の電池用包装材料において、基材層１は最外層を形成する層である。基材層１を形成する素材については、絶縁性を備えていることを限度として特に制限されるものではない。基材層１を形成する素材としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、珪素樹脂、フェノール樹脂、及びこれらの混合物や共重合物等の樹脂フィルムが挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、より好ましくは２軸延伸ポリエステル樹脂、２軸延伸ポリアミド樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、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、ポリアミド樹脂としては、具体的には、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（ＭＸＤ６）等が挙げられる。
　本発明において、基材層１は、ＭＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ａと、ＴＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ｂの和（Ａ＋Ｂ）がＡ＋Ｂ≧３．５の関係を充足することが好ましい。具体的には、基材層１を構成する樹脂フィルムの流れ方向（ＭＤ方向）における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ａと、ＭＤ方向とは同一平面の垂直方向（ＴＤ方向）における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ｂの和（Ａ＋Ｂ）がＡ＋Ｂ≧３．５の関係を充足することが好ましい。なお、本発明において、基材層１のＭＤ方向及びＴＤ方向における、上記５０％伸長時の応力及び５％伸長時の応力は、それぞれ、ＪＩＳ　Ｋ７１２７に規定された方法に準拠して測定された値である。
　本発明の電池用包装材料においては、基材層１のＭＤ方向及びＴＤ方向の応力がこのような関係を充足している場合、後述の金属層３の物性を備えることとの相乗効果により、成形時におけるピンホールやクラック等の発生がさらに抑制され、優れた成形性を有する。本発明の電池用包装材料において外層を形成している基材層１の物性を上記のように設定することにより、成形時におけるピンホールやクラック等の発生が抑制される機序の詳細は必ずしも明らかではないが、例えば次のように考えることができる。すなわち、上記のＭＤ方向及びＴＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ａ，Ｂが、Ａ＋Ｂ≧３．５と大きな値を有する。これにより、例えば図３の電池用包装材料の成形時における応力とひずみとの関係を示す模式図の線Ａで表されるように、応力－ひずみ曲線の降伏点付近における応力変化が緩やかになるため、接着層２を介して基材層１と積層されている金属層３の変形（伸び）を緩やか変化させることができる。このため、電池用包装材料の成形時において、金属層２を金型の形状に適度に追従させることができ、ピンホールやクラック等の発生が抑制されているものと考えられる。
　基材層１のＭＤ方向における５０％伸長時の応力としては、特に制限されないが、好ましくは１００～２１０ＭＰａ程度、より好ましくは１１０～２００ＭＰａ程度が挙げられる。また、基材層１のＴＤ方向における５０％伸長時の応力としては、特に制限されないが、好ましくは１３０～２７０ＭＰａ程度、より好ましくは１４０～２６０ＭＰａ程度が挙げられる。基材層１のＭＤ方向における５％伸長時の応力としては、特に制限されないが、好ましくは５０～１１０ＭＰａ程度、より好ましくは６０～１００ＭＰａ程度が挙げられる。また、基材層１のＴＤ方向における５％伸長時の応力としては、特に制限されないが、好ましくは４０～１００ＭＰａ程度、より好ましくは５０～９０ＭＰａ程度が挙げられる。
　基材層１（基材層１を構成する樹脂フィルム）のＭＤ方向における引張破断強度としては、好ましくは１９０～３５０ＭＰａ、より好ましくは２１０～３２０ＭＰａが挙げられる。また、基材層１のＴＤ方向における引張破断強度としては、好ましくは２２０～４００ＭＰａ、より好ましくは２６０～３５０ＭＰａが挙げられる。基材層１の引張破断強度がこれらの範囲にあることにより、本発明の電池用包装材料の成形時のピンホールやクラックの発生をより一層効果的に抑制し、成形性をより向上させることが可能になる。なお、基材層１の引張破断強度は、ＪＩＳ　Ｋ７１２７に準拠した方法により測定して得られた値である。
　また、基材層１のＭＤ方向における引張破断伸度としては、好ましくは８０～１５０％、より好ましくは９０～１３０％が挙げられる。また、基材層１のＴＤ方向における引張破断伸度としては、好ましくは７０～１５０％、より好ましくは８０～１２０％が挙げられる。基材層１の引張破断伸度がこれらの範囲にあることにより、本発明の電池用包装材料の成形時のピンホールやクラックの発生をより一層効果的に抑制し、成形性をより向上させることが可能になる。なお、基材層１の引張破断伸度は、ＪＩＳ　Ｋ７１２７に準拠した方法により測定して得られた値である。
　基材層１は、１層の樹脂フィルムから形成されていてもよいが、耐ピンホール性や絶縁性を向上させるために、２層以上の樹脂フィルムで形成されていてもよい。基材層１を多層の樹脂フィルムで形成する場合、２以上の樹脂フィルムは、接着剤または接着性樹脂などの接着成分を介して積層させればよく、使用される接着成分の種類や量等については、後述する接着層２又は接着層５の場合と同様である。なお、２層以上の樹脂フィルムを積層させる方法としては、特に制限されず、公知方法が採用でき、例えばドライラミネーション法、サンドラミネーション法などが挙げられ、好ましくはドライラミネーション法が挙げられる。ドライラミネーション法により積層させる場合には、接着層としてウレタン系接着剤を用いることが好ましい。このとき、接着層の厚みとしては、例えば２～５μｍ程度が挙げられる。
　基材層１の厚さについては、特に制限されないが、例えば、１０～５０μｍ程度、好ましくは１５～２５μｍ程度が挙げられる。
［接着層２］
　本発明の電池用包装材料において、接着層２は、基材層１と金属層３を強固に接着させるために、これらの間に設けられる層である。
　接着層２は、基材層１と金属層３とを接着可能である接着剤によって形成される。接着層２の形成に使用される接着剤は、２液硬化型接着剤であってもよく、また１液硬化型接着剤であってもよい。更に、接着層２の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型等のいずれであってもよい。
　接着層２の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステル等のポリエステル系樹脂；ポリエーテル系接着剤；ポリウレタン系接着剤；エポキシ系樹脂；フェノール樹脂系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、共重合ポリアミド等のポリアミド系樹脂；ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂；セルロース系接着剤；（メタ）アクリル系樹脂；ポリイミド系樹脂；尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂；クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン－ブタジエンゴム等のゴム；シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの接着成分は１種単独で使用してもよく、また２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。
　接着層２の厚さについては、例えば、１～１０μｍ程度、好ましくは２～５μｍ程度が挙げられる。
［金属層３］
　本発明の電池用包装材料において、金属層３は、電池用包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止するためのバリア層として機能する層である。本発明においては、前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である。
　＜引張試験＞
　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。次に、各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。次に、各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。なお、各試験片の幅と厚みは、それぞれマイクロメータにより測定することができる。
ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
＜ｒ値＞
ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
ｔA：引張試験前の試験片の厚み
ｔB：引張試験後の試験片の厚み
　本発明においては、金属層３として、引張試験前後における厚みと幅とがこのような特定の関係を有するものを用いることにより、電池用包装材料に対して格段に優れた成形性を備えさせることができ、成形時のピンホールやクラックの発生率を大幅に低減できる。本発明の電池用包装材料において、金属層３として、このようなものを用いることにより、成形時におけるピンホールやクラック等の発生が抑制される機序の詳細は必ずしも明らかではないが、例えば次のように考えることができる。すなわち、上記のｒ値が０．９以上であることにより、金属層面内方向での材料流動が厚み方向のそれよりも起こりやすいため、電池用包装材料の成形時において、金属層３を金型の形状に適度に追従させることができ、ピンホールやクラック等の発生が抑制されているものと考えられる。
　成形時におけるピンホールやクラック等の発生をより効果的に抑制する観点からは、ｒ値としては、０．９～１．２の範囲にあることが好ましく、０．９～１．１の範囲にあることがより好ましい。
　金属層３を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウム及びステンレス鋼が挙げられる。金属層３は、金属箔や金属蒸着などにより形成することができ、金属箔により形成することが好ましく、アルミニウム箔またはステンレス鋼箔により形成することがさらに好ましい。電池用包装材料の製造時に、金属層３にしわやピンホールが発生することを防止する観点からは、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ　Ａ８０２１Ｐ－Ｏ、ＪＩＳ　Ａ８０７９Ｐ－Ｏ）など軟質アルミニウム箔、Ａ３００４、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼箔などにより形成することがより好ましい。ただし、上記のｒ値は、アルミニウム合金やステンレス鋼などの金属層を構成する材料の組成だけでなく、金属層の加工方法によっても変化するため、例えばＪＩＳに規定された組成のみでｒ値を所定の値に設定することはできない。所定のｒ値を有する金属層を形成する方法として、以下に、Ａｌ－Ｆｅ系アルミニウム箔を例にして説明する。
（Ａｌ－Ｆｅ系アルミニウム箔の形成方法）
　所定のｒ値を有するＡｌ－Ｆｅ系アルミニウム箔は、溶解、鋳造、スラブ、面削、ホモゲナイズ（均質化処理）、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、冷間圧延、箔圧延、最終焼鈍の各工程を行うことにより製造することができる。溶解工程及び鋳造工程においては、例えば、アルミニウム合金の組成がＦｅ含有量：０．７～１．３質量％、Ｓｉ含有量：０．０５～０．３質量％、Ｃｕ含有量：０．０５質量％以下、Ｚｎ含有量：０．１０質量％以下、残りがＡｌ及びその他不可避不純物からなる材料（例えば、ＪＩＳ規格Ａ８０７９Ｈ－Ｏ）を溶解し、鋳塊を作製する。次に、スラブ工程において、鋳塊をスラブ状に加工する。スラブ状に加工する際の材料の厚さは、例えば５００～６００ｍｍとする。続いて、面削工程において、スラブ状に加工した合金材料の４～６面を均一に削り、不純物を除去する。本工程においては、例えば６～１２ｍｍ／片面で合金材料の切削を行う。
　次に、ホモゲナイズ工程において、面削工程後の合金材料の均質化処理を行う。均質化処理温度は、４００～６００℃とすることが好ましい。また、均質化処理時間は、２～１０時間とすることが好ましい。次に、熱間圧延工程において、均質化処理後の合金材料を高温下で圧延する。本工程における合金材料の熱間圧延温度は、２８０～３００℃とすることが好ましい。また、熱間圧延後の合金材料の厚みは、５ｍｍ程度とする。続いて、冷間圧延工程において、熱間圧延された合金材料を冷間圧延し、薄く延ばす。本工程における合金材料の冷間圧延温度、圧延率、圧延後の合金材料の厚みは、それぞれ１１０～２４０℃、４０～９０％（４パス）、０．６ｍｍとすることが好ましい。
　次に、中間焼鈍工程において、熱処理により冷間圧延後の合金材料内部のひずみを取り除き、組織を軟化させ、展延性を向上させる。本工程における処理温度は、３８０～４００℃であることが好ましく、特に３９０℃であることが好ましい。また、処理時間は１．５～２．５時間とすることが好ましい。次に、冷間圧延工程において、中間焼鈍後の合金材料を圧延する。また、本工程における圧延率と冷間圧延後の合金材料の厚みは、０．３ｍｍ、５０％（１パス）とすることが好ましい。次に、箔圧延工程において、合金材料を複数パスでさらに圧延し、薄く延ばす。本工程における圧延率と箔圧延後の合金材料の厚みは、４０μｍ、５０％以下（３～４パス）とすることが好ましい。次に、最終焼鈍工程では、薄く圧延した合金材料に焼鈍処理を施す。本工程における処理温度と処理時間は、それぞれ２４０～３００℃、２４～９６時間とすることが好ましい以上の条件で処理を行うことにより、電池外装用包装材に使用するアルミニウム合金箔が製造される。
　金属層３の厚みは、上記の物性を有することを限度として特に制限されないが、例えば、１０μｍ～５０μｍ程度、好ましくは２０μｍ～３５μｍ程度とすることができる。
　また、金属層３は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面が化成処理されていることが好ましい。ここで、化成処理とは、金属層の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム酸化合物を用いたクロム酸クロメート処理；リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸クロメート処理；下記一般式（１）～（４）で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理などが挙げられる。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式（１）～（４）で表される繰り返し単位は、１種類単独で含まれていてもよいし、２種類以上の任意の組み合わせであってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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　一般式（１）～（４）中、Ｘは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基またはベンジル基を示す。また、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ同一または異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、またはヒドロキシアルキル基を示す。一般式（１）～（４）において、Ｘ、Ｒ1及びＲ2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基などの炭素数１～４の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、Ｘ、Ｒ1及びＲ2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、１－ヒドロキシエチル基、２－ヒドロキシエチル基、１－ヒドロキシプロピル基、２－ヒドロキシプロピル基、３－ヒドロキシプロピル基、１－ヒドロキシブチル基、２－ヒドロキシブチル基、３－ヒドロキシブチル基、４－ヒドロキシブチル基などのヒドロキシ基が１個置換された炭素数１～４の直鎖または分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式（１）～（４）において、Ｘ、Ｒ1及びＲ2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式（１）～（４）において、Ｘは、水素原子、ヒドロキシル基またはヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式（１）～（４）で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、５００～１００万であることが好ましく、１０００～２万程度であることがより好ましい。
　また、金属層３に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、１５０℃以上で焼付け処理を行うことにより、金属層３の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に１級アミンをグラフト重合させた１級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミンまたはその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも１種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、１種類のみを用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　化成処理は、１種類の化成処理のみを行ってもよいし、２種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、１種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また２種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロム酸クロメート処理や、クロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理などが好ましい。
　化成処理において金属層３の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、金属層３の表面１ｍ2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で約０．５ｍｇ～約５０ｍｇ、好ましくは約１．０ｍｇ～約４０ｍｇ、リン化合物がリン換算で約０．５ｍｇ～約５０ｍｇ、好ましくは約１．０ｍｇ～約４０ｍｇ、及びアミノ化フェノール重合体が約１ｍｇ～約２００ｍｇ、好ましくは約５．０ｍｇ～１５０ｍｇの割合で含有されていることが望ましい。
　化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、金属層の表面に塗布した後に、金属層の温度が７０℃～２００℃程度になるように加熱することにより行われる。また、金属層に化成処理を施す前に、予め金属層を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、金属層の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。
［シーラント層４］
　本発明の電池用包装材料において、シーラント層４は、最内層に該当し、電池の組み立て時にシーラント層同士が熱溶着して電池素子を密封する層である。
　シーラント層４に使用される樹脂成分については、熱溶着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。
　前記ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン；ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー（例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー）、ポリプロピレンのランダムコポリマー（例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー）等のポリプロピレン；エチレン－ブテン－プロピレンのターポリマー；等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。
　前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、４－メチル－１－ペンテン、スチレン、ブタジエン、イソプレン、等が挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネン等の環状アルケン；具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。
　前記カルボン酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用されるカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等が挙げられる。
　前記カルボン酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α，β―不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα，β―不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前記酸変性シクロオレフィンコポリマーの変性に使用されるものと同様である。
　これらの樹脂成分の中でも、好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン；更に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
　シーラント層４は、１種の樹脂成分単独で形成してもよく、また２種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。更に、シーラント層４は、１層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって２層以上で形成されていてもよい。
　また、シーラント層４の厚さとしては、適宜選定することができるが、１０～１００μｍ程度、好ましくは１５～５０μｍ程度が挙げられる。
［接着層５］
　本発明の電池用包装材料において、接着層５は、金属層３とシーラント層４を強固に接着させために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
　接着層５は、金属層３とシーラント層４とを接着可能である接着剤によって形成される。接着層５の形成に使用される接着剤について、その接着機構、接着剤成分の種類等は、前記接着層２の場合と同様である。接着層５に使用される接着剤成分として、好ましくはポリオレフィン系樹脂、更に好ましくはカルボン酸変性ポリオレフィン、特に好ましくはカルボン酸変性ポリプロピレンが挙げられる。
　接着層５の厚さについては、例えば、２～５０μｍ、好ましくは２０～３０μｍが挙げられる。
３．電池用包装材料の製造方法
　本発明の電池用包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されないが、例えば、以下の方法が例示される。
　まず、基材層１、接着層２、金属層３が順に積層された積層体（以下、「積層体Ａ」と表記することもある）を形成する。積層体Ａの形成は、具体的には、基材層１上又は必要に応じて表面が化成処理された金属層３に接着層２の形成に使用される接着剤を、押出し法、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該金属層３又は基材層１を積層させて接着層２を硬化させるドライラミネーション法によって行うことができる。
　次いで、積層体Ａの金属層３上に、シーラント層４を積層させる。金属層３上にシーラント層４を直接積層させる場合には、積層体Ａの金属層３上に、シーラント層４を構成する樹脂成分をグラビアコート法、ロールコート法等の方法により塗布すればよい。また、金属層３とシーラント層４の間に接着層５を設ける場合には、例えば、(1)積層体Ａの金属層３上に、接着層５及びシーラント層４を共押出しすることにより積層する方法（共押出しラミネーション法）、(2)別途、接着層５とシーラント層４が積層した積層体を形成し、これを積層体Ａの金属層３上にサーマルラミネーション法により積層する方法、(3)積層体Ａの金属層３上に、接着層５を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングした高温で乾燥さらには焼き付ける方法等により積層させ、この接着層５上に予めシート状に製膜したシーラント層４をサーマルラミネーション法により積層する方法、(4)積層体Ａの金属層３と、予めシート状に製膜したシーラント層４との間に、溶融させた接着層５を流し込みながら、接着層５を介して積層体Ａとシーラント層４を貼り合せる方法（サンドラミネーション法）等が挙げられる。
　上記のようにして、基材層１／接着層２／必要に応じて表面が化成処理された金属層３／必要に応じて設けられる接着層５／シーラント層４からなる積層体が形成されるが、接着層２及び必要に応じて設けられる接着層５の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式等の加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば１５０～２５０℃で１～５分間が挙げられる。
　本発明の電池用包装材料において、積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品２次加工（パウチ化、エンボス成形）適性等を向上又は安定化するために、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施していてもよい。
４．電池用包装材料の用途
　本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装材料として使用される。
　具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部（シーラント層同士が接触する領域）が形成できるようにして被覆し、前記フランジ部のシーラント層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料を用いて電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料のシーラント部分が内側（電池素子と接する面）になるようにして用いられる。
　本発明の電池用包装材料は、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用包装材料が適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料の好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。
　以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。
＜電池用包装材料の製造＞
　基材層１／接着層２／金属層３が順に積層された積層体に対して、サーマルラミネート法で接着層５及びシーラント層４を積層させることにより、基材層１／接着層２／金属層３／接着層５／シーラント層４が順に積層された積層体からなる電池用包装材料を製造した。電池用包装材料の具体的な製造条件は、以下に示す通りである。
　実施例１－６及び比較例１，２においては、基材層１を構成する樹脂フィルム（厚み２５μｍ）及び金属層２（４０μｍ）として、後述のものを用いた。なお、アルミニウム箔は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物（三価）、及びリン酸からなる処理液をロールコート法により金属層の両面に、厚さ３５μｍ塗布し、皮膜温度が１８０℃以上となる条件で２０秒間焼付けすることにより化成処理した。
　まず、基材層１／接着層２／金属層３が順に積層された積層体を作製した。具体的には、基材層１の一方面（コロナ処理面）に、ポリエステル系の主剤とイソシア系硬化剤の２液型ウレタン接着剤からなる接着層２を３μｍとなるように形成し、金属層３の化成処理面と加圧加熱貼（サーマルラミネーション）し基材層１／接着層２／金属層３が順に積層された積層体を作製した。
　また、別途、接着層５を構成する酸変性ポリプロピレン樹脂〔不飽和カルボン酸でグラフト変性した不飽和カルボン酸グラフト変性ランダムポリプロピレン（以下、ＰＰａと呼称する）と、シーラント層４を構成するポリプロピレン〔ランダムコポリマー（以下、ＰＰと呼称する）〕を共押出しすることにより、厚さ２３μｍの接着層５と厚さ２３μｍのシーラント層４からなる２層共押出しフィルムを作製した。
　次いで、前記で作製した基材層１／接着層２／金属層３からなる積層体の金属層に、前記で作製した２層共押出しフィルムの接着層５が接するように重ねあわせ、金属層３が１２０℃となるように加熱してサーマルラミネーションを行うことにより、基材層１／接着層２／金属層３／接着層５／シーラント層４が順に積層された積層体を得た。得られた積層体を一旦冷却した後に、１８０℃になるまで加熱し、１分間その温度を保持して熱処理を施すことにより、実施例１－６及び比較例１，２の電池用包装材料を得た。
　基材層１を構成する樹脂フィルムとしては、それぞれ、表１に記載のＡ＝ＭＤ方向における５０％伸長時応力／５％伸長時応力、及びＢ＝ＴＤ方向における５０％伸長時応力／５％伸長時応力を有する、２軸延伸ナイロンフィルム、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、及び２軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルムを用いた。樹脂フィルムのＭＤ方向、ＴＤ方向における５０％伸長時応力及び５％伸長時応力は、それぞれＪＩＳ　Ｋ７１２７の規定に準拠した方法で測定した値である。また、実施例３においては、基材層１として、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムと２軸延伸ナイロンフィルムとを接着層を介して積層した積層体を用い、この積層体について上記Ａ及びＢを測定した。また、当該積層体は、２軸延伸ナイロンフィルムが金属層３側になるようにして用いた。
＜実施例１＞
基材層１…２軸延伸ナイロン樹脂
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝１．００、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ８０７９）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．０５－０．３０質量％、Ｆｅ含有量０．７０－１．３０質量％、Ｃｕ含有量０．０５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜実施例２＞
基材層１…２軸延伸ナイロン樹脂
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝０．９４、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ３００４）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．３０質量％、Ｆｅ含有量０．７０質量％、Ｃｕ含有量０．２５質量％、Ｍｎ含有量１．０－１．５質量％、Ｍｇ含有量０．８－１．３質量％、Ｚｎ含有量０．２５質量％
＜実施例３＞
基材層１…外側から順に、２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／２軸延伸ナイロン樹脂
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝１．００、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ８０７９）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．０５－０．３０質量％、Ｆｅ含有量０．７０－１．３０質量％、Ｃｕ含有量０．０５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜実施例４＞
基材層１…２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝１．００、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ８０７９）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．０５－０．３０質量％、Ｆｅ含有量０．７０－１．３０質量％、Ｃｕ含有量０．０５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜実施例５＞
基材層１…２軸延伸ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝１．００、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ８０７９）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．０５－０．３０質量％、Ｆｅ含有量０．７０－１．３０質量％、Ｃｕ含有量０．０５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜実施例６＞
基材層１…２軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
金属層３…ステンレス鋼箔（ｒ値＝１．００、新日鐵住金株式会社製、ＳＵＳ３０４）、ステンレス鋼に含まれるＦｅ以外の成分：Ｎｉ含有量８－１０．５質量％、Ｃｒ含有量１８－２０質量％
＜比較例１＞
基材層１…２軸延伸ナイロン樹脂
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝０．８４、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ５０５２）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．２５質量％、Ｆｅ含有量０．４０質量％、Ｃｕ含有量０．１０質量％、Ｍｎ含有量０．１０質量％、Ｍｇ含有量２．２－２．８質量％、Ｃｒ含有量０．１５－０．３５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜比較例２＞
基材層１…２軸延伸ナイロン樹脂
金属層３…アルミニウム箔（ｒ値＝０．８０、東洋アルミニウム株式会社製、Ａ１１００）、アルミニウム箔に含まれるＡｌ以外の成分：Ｓｉ含有量０．９５質量％、Ｃｕ含有量０．０５－０．２０質量％、Ｍｎ含有量０．０５質量％、Ｚｎ含有量０．１０質量％
＜金属層のｒ値の測定方法＞
　実施例１－６及び比較例１，２で用いた金属層３について、それぞれ、次のようにして一軸引張試験を行い、下記式で算出されるｒ値を求めた。結果を表１に示す。
　金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ５号試験片を用いた。次に、各試験片をインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加えた。次に、各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出した。なお、各試験片の幅と厚みは、それぞれマイクロメータにより測定した。
ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅（ｍｍ）
ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅（ｍｍ）
　次に、得られたＷA及びＷBの値を用いて、ｒ値を次の式にて算出した。
ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
ｔA：引張試験前の試験片の厚み（ｍｍ）
ｔB：引張試験後の試験片の厚み（ｍｍ）
＜成形性の評価＞
　実施例１－６及び比較例１，２で得られた電池用包装材料を裁断して、１２０×８０ｍｍの短冊片を作製し、これを試験サンプルとした。３０×５０ｍｍの矩形状の雄型とこの雄型とのクリアランスが０．５ｍｍの雌型からなるストレート金型を用い、雄型側に熱接着性樹脂層側が位置するように雌型上に上記試験サンプルを載置し、試験サンプルを０．１ＭＰａの押え圧（面圧）で押えて、冷間成形（引き込み１段成形）した。成形深さは、０．５ｍｍ単位で変えて、各成形深さにおいて、それぞれ１０枚の試験サンプルについて、金属層のピンホール及びクラックの発生の有無を確認した。１０枚全ての試験サンプルにシワや、ピンホール及びクラックがない場合の成形深さを限界成形深さとし、下記の基準で成形性を評価した。結果を表１に示す。
○：限界成形深さ６．０ｍｍ以上
△：限界成形深さ４．０ｍｍ～５．５ｍｍ
×：限界成形深さ３．５ｍｍ以下
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表１に示される結果から明らかなように、ｒ値≧０．９を満たす金属層３を用いた実施例１－６においては、成形深さ６．０ｍｍ以上という厳しい条件で電池用包装材料を成形した場合にも、ピンホール及びクラックの発生が顕著に抑制できていた。一方、ｒ値＜０．９の金属層３を用いた比較例１，２の電池包装材料では、限界成形深さが５．５ｍｍ以下と低くなり、実施例１－６に比して成形性の点で劣っていた。
１　基材層
２　接着層
３　金属層
４　シーラント層
５　接着層

Claims (10)

  1. 　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
    　前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である、電池用包装材料。
    　＜引張試験＞
    　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
    ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
    ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
    ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
    ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
    ＜ｒ値＞
    ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
    ｔA：引張試験前の試験片の厚み
    ｔB：引張試験後の試験片の厚み
  2. 　前記基材層は、ＭＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ａと、ＴＤ方向における５０％伸長時の応力／５％伸長時の応力の値Ｂとの和（Ａ＋Ｂ）が、Ａ＋Ｂ≧３．５の関係を充足する、請求項１に記載の電池用包装材料。
  3. 　前記ｒ値が、０．９～１．２の範囲にある、請求項１または２に記載の電池用包装材料。
  4. 　前記金属層の少なくとも一方の面に化成処理が施されている、請求項１～３のいずれかに記載の電池用包装材料。
  5. 　前記金属層が、アルミニウム箔またはステンレス鋼箔により構成されている、請求項１～４のいずれかに記載の電池用包装材料。
  6. 　前記基材層が、ポリアミド樹脂及びポリエステル樹脂の少なくとも一方により構成されている、請求項１～５のいずれかに記載の電池用包装材料。
  7. 　二次電池用の包装材料である、請求項１～６のいずれかに記載の電池用包装材料。
  8. 　少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、請求項１～７のいずれかに記載の電池用包装材料内に収容されている、電池。
  9. 　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上である積層体の、電池用包装材料としての使用。
    　＜引張試験＞
    　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
    ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
    ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
    ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
    ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
    ＜ｒ値＞
    ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
    ｔA：引張試験前の試験片の厚み
    ｔB：引張試験後の試験片の厚み
  10. 　電池の製造方法であって、
    　少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を電池用包装材料で収容する工程を含み、
    　前記電池用包装材料として、
    　少なくとも、基材層、金属層、及びシーラント層が順次積層された積層体からなり、
    　前記金属層は、下記引張試験によって、下記式で算出されるｒ値が０．９以上であるものを用いる、電池の製造方法。
    　＜引張試験＞
    　前記金属層の圧延方向に対してそれぞれ面内０°、４５°、９０°の３方向で採取した厚み１．０ｍｍのＪＩＳ ５号試験片を用いる。前記各試験片に対してインストロン形万能試験機で引張試験速度５ｍｍ／分の条件にて一軸方向の引張試験を行い、各試験片に１５％の伸びを加える。前記各試験片の引張試験前における面内平均幅ＷA、及び引張試験後における面内平均幅ＷBを下記式にて算出する。
    ＷA＝（ＸA0＋ＸA45×２＋ＸA90）／４
    ＷB＝（ＸB0＋ＸB45×２＋ＸB90）／４
    ＸA0，ＸA45，ＸA90：それぞれ、引張試験前における面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張方向中央部の幅
    ＸB0，ＸB45，ＸB90：それぞれ、前記面内０°，４５°，９０°方向で採取した試験片の引張試験後における引張方向中央部の幅
    ＜ｒ値＞
    ｒ値＝ｌｏｇ（ＷA／ＷB）／ｌｏｇ（ｔA／ｔB）
    ｔA：引張試験前の試験片の厚み
    ｔB：引張試験後の試験片の厚み
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