WO2015156327A1 - 蓄電装置用外装材、蓄電装置、及びエンボスタイプ外装材の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention provides a power storage device exterior including a base material layer, a metal foil layer disposed on the base material layer, and a sealant layer disposed on the metal foil layer.
- the tensile elongation of the exterior material in the MD direction and the TD direction of the base material layer is both 50% or more.
- the present invention can also be understood as a power storage device obtained by using the above-described packaging material for a power storage device.
- FIG. 5 is a transverse sectional view schematically showing a molding apparatus and the like in the molding step shown in FIG. 4C along the line VV.
- FIG. 1 It is a perspective view which shows the process of manufacturing a one-side molded processing battery using the embossed type exterior material which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is the state which prepared the exterior material processed into the embossed type, and a battery element (B) shows a state in which a part of the exterior material is folded and the ends are fused, and (c) shows a state in which both sides of the folded portion are folded upward.
- a power storage device exterior material 10 for power storage device
- the exterior material 10 covers battery elements such as a positive electrode, a separator, a negative electrode, and an electrolytic solution to prevent moisture from entering the battery, or a substance generated inside (for example, hydrofluoric acid generated by moisture penetration) ) Is a packaging material for preventing leakage to the outside.
- battery elements such as a positive electrode, a separator, a negative electrode, and an electrolytic solution to prevent moisture from entering the battery, or a substance generated inside (for example, hydrofluoric acid generated by moisture penetration)
- such an exterior material 10 includes a base material layer 11, a metal foil layer 13 disposed on the base material layer 11, and a sealant layer 16 disposed on the metal foil layer 13. It is provided as a basic configuration.
- the thickness of the base material layer 11 is preferably 20 ⁇ m to 50 ⁇ m, for example, more preferably 25 ⁇ m to 50 ⁇ m, and further preferably 30 ⁇ m to 40 ⁇ m.
- the thickness of the base material layer 11 is 20 ⁇ m or more, the protective effect of the metal foil layer 13 is improved, and more excellent moldability can be obtained.
- the thickness of the base material layer 11 is 50 ⁇ m or less, the amount of warpage after molding can be reduced.
- the thickness of the base material layer 11 is a thing after lamination
- the reaction of the hydroxyl group of the main agent and the isocyanate group of the curing agent proceeds, and the base layer 11 and the metal foil layer 13 Can be firmly bonded.
- the adhesive layer 15 is a layer that bonds the metal foil layer 13 on which the corrosion prevention treatment layer 14 is formed and the sealant layer 16.
- the exterior material 10 is roughly divided into a thermal laminate configuration and a dry laminate configuration depending on the adhesive component that forms the adhesive layer 15.
- the use of the acid-modified polyolefin resin improves the resistance of the exterior material 10 to the power storage device element such as the electrolyte, and the adhesion force is reduced due to the deterioration of the adhesive layer 15 even if hydrofluoric acid is generated inside the battery. It is easy to prevent.
- the modification rate of the polyolefin-based resin with an acid is preferably 0.1 to 20% by mass, preferably 0.3 to 5%. More preferably, it is mass%.
- the sealant layer 16 is a layer that imparts sealing properties to the exterior material 10 by heat sealing.
- Examples of the sealant layer 16 include a resin film made of a polyolefin resin or an acid-modified polyolefin resin obtained by graft-modifying a polyolefin resin with an acid such as maleic anhydride.
- Examples of the acid-modified polyolefin-based resin include the same as those mentioned in the adhesive layer 15.
- the sealant layer 16 may be a single layer film or a multilayer film, and may be selected according to a required function. For example, in terms of imparting moisture resistance, a multilayer film including the acid-modified polyolefin resin layer and a resin layer such as an ethylene-cycloolefin copolymer and polymethylpentene can be used.
- the sealant layer 16 may contain various additives such as a flame retardant, a slip agent, an antiblocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, and a tackifier.
- the exterior material 10 can be obtained by the steps S11 to S13 described above. Note that the process sequence of the manufacturing method of the exterior material 10 is not limited to the method of sequentially performing S11 to S13. For example, step S11 may be performed after performing step S12.
- the power storage device 30 is obtained using the power storage device exterior material 10.
- the power storage device 30 includes a power storage device element and a container that accommodates the power storage device element, and the container is formed from the exterior material 10.
- the container is preferably formed from the embossed type exterior member 20 having a recess, and the power storage device element is disposed in the recess.
- the power storage device element include battery elements such as a positive electrode, a separator, a negative electrode, and an electrolytic solution.
- the energy capacity of the power storage device 30 depends on the capacity of the power storage device elements, that is, the amount of molding of the exterior material 10, and it can be considered that the energy capacity can be increased as the molding depth increases. .
- Example 1-1 Treatment agent D-1 was applied to one surface of the metal foil C-1, and dried to form a corrosion prevention treatment layer 14 on the metal foil layer 13.
- the thickness of the adhesive layer 12 after lamination is 5 ⁇ m by the dry laminating method using the adhesive B-1 on the surface of the metal foil layer 13 opposite to the surface on which the corrosion prevention treatment layer 14 is formed.
- the base material A-1 was laminated, and the base material layer 11 was laminated on the metal foil layer 13 with the adhesive layer 12 interposed therebetween.
- the obtained laminate was aged at 60 ° C. for 6 days.
- Punch Die I-1 Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-2: Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 0.5mm Punch Die I-3: Punch Radius Rp is 0.5mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-4: Punch Radius Rp is 1mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-5: Punch Radius Rp is 5mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-6: Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 1mm Punch Die I-7: Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 5mm Punch Die I-8: Punch Radius Rp is 0.9mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-9: Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 0.9mm, Corner Radius Rcp is 3mm Punch Die I-9: Punch Radius Rp is 3mm, Corner Radius Rcp is 0.9mm, Corner Radius Rcp is 3mm
- the exterior material 10 obtained in Examples 1-1 to 1-16 has a tensile elongation of 50% or more in the MD direction and the TD direction, and Example 2-1 using these materials was used.
- the embossed type outer packaging material 20 obtained in 2-32 showed excellent moldability.
- Comparative Example 2-8 in which an aluminum foil having a thickness of 25 ⁇ m is used for the metal foil layer 13, the resistance to the thinning of the outer packaging material 10 due to stress during molding is insufficient, the moldability is lowered, and the molding depth is reduced. Breaking or cracking occurred at a thickness of less than 5 mm.
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Abstract
Description
まず、本実施形態に係る蓄電装置用外装材10(以下、単に「外装材10」とも記す。)について説明する。外装材10は、正極、セパレーター、負極及び電解液等の電池要素を覆って、電池内部への水分の浸入を防止したり、内部で発生した物質(例えば、水分の浸入により発生するフッ酸等)の外部への流出を防止するための包装材である。このような外装材10は、図1に示すように、基材層11と、基材層11上に配置される金属箔層13と、金属箔層13上に配置されるシーラント層16とを基本構成として備えている。外装材10には、基材層11と金属箔層13との間に接着層12が配置されていてもよい、すなわち、基材層11上に配置された接着層12をさらに備え、金属箔層13が接着層12を介して基材層11上に配置されていてもよい。
基材層11は、蓄電装置を製造する際の後述する加圧熱融着工程における耐熱性を外装材10に付与し、加工又は流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。基材層11は、延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含んで構成される。基材層11が延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含むことにより、成型加工時に金属箔層13を保護し、破断を抑制することができる。また、外装材10の引張伸びを大きくする観点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエステル樹脂層であることが好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂層であることが好ましい。さらに、突刺強度又は衝撃強度に優れる点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることがより好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ナイロン(ONy)フィルムであることがより好ましい。なお、基材層11は、延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の両層を含んで構成されていてもよい。
接着層12は、基材層11と金属箔層13とを接着する層である。接着層12を構成する接着剤は、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール及びアクリルポリオール等の主剤と、芳香族系ポリイソシアネート等の硬化剤とを含む2液硬化型の芳香族ポリウレタン系接着剤であることが好ましい。接着層12は、外装材10の引張伸びを大きくする観点から、ポリエステルポリオールからなる主剤と、芳香族系ポリイソシアネートからなる硬化剤とを含む2液硬化型の芳香族ポリエステルウレタン系接着剤であることがより好ましい。上記ウレタン系接着剤を塗工後、例えば40℃で4日以上のエージングを行うことで、主剤の水酸基と硬化剤のイソシアネート基の反応が進行して、基材層11と金属箔層13とを強固に接着させることが可能となる。
金属箔層13は、防湿性、延展性等の加工性及びコストの面から、例えばアルミニウム箔から構成される。アルミニウム箔は、耐ピンホール性、及び成形加工時の延展性に優れる点から、鉄を含むことが好ましい。アルミニウム箔中の鉄の含有量としては、0.5~5.0質量%であることが好ましく、0.7~2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.5質量%以上であることにより、外装材10の優れた耐ピンホール性及び延展性が得られる。また、鉄の含有量が5.0質量%以下であることにより、外装材10の優れた柔軟性が得られる。
腐食防止処理層14は、電解液や、電解液と水分の反応により発生するフッ酸による金属箔層13の腐食を抑制し、また、金属箔層13と接着層15との密着力を高める役割を果たす。
接着層15は、腐食防止処理層14が形成された金属箔層13とシーラント層16を接着する層である。外装材10は、接着層15を形成する接着成分によって、熱ラミネート構成とドライラミネート構成に大きく分けられる。
シーラント層16は、外装材10にヒートシールによる封止性を付与する層である。シーラント層16としては、ポリオレフィン系樹脂又はポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。酸変性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、接着層15で挙げたものと同様のものが挙げられる。
次に、外装材10の製造方法について説明する。ただし、外装材10の製造方法は以下の方法に限定されるものではない。
工程S11:金属箔層13の一方の面上に腐食防止処理層14を形成する工程。
工程S12:金属箔層13の他方の面上に接着層12を介して基材層11を形成する工程。
工程S13:腐食防止処理層14上に、接着層15を介してシーラント層16を形成する工程。
腐食防止処理層14は、例えば、金属箔層13の一方の面上に腐食防止処理剤を塗布し、乾燥することにより、金属箔層13の一方の面上に形成される。腐食防止処理剤としては、例えば、上述のセリアゾール処理用の腐食防止処理剤、及びクロメート処理用の腐食防止処理剤等が挙げられる。腐食防止処理剤の塗布方法は特に限定されるものではなく、グラビアコート、リバースコート、ロールコート、又はバーコート等の各種方法を採用できる。
基材層11は、例えば、金属箔層13の他方の面上に、接着層12を形成する接着剤を用いて、ドライラミネーション等の手法で貼り合わせられることにより、金属箔層13の他方の面上に形成される。
工程S12後、基材層11、接着層12、金属箔層13及び腐食防止処理層14がこの順に積層された積層体の腐食防止処理層14側に、接着層15を介してシーラント層16が形成される。シーラント層16は、ドライラミネーション及びサンドイッチラミネーション等によって積層されてもよく、接着層15とともに共押出し法によって積層されてもよい。シーラント層16は、接着性向上の点から、例えばサンドイッチラミネーションによって積層される、又は、接着層15とともに共押出し法によって積層されることが好ましく、サンドイッチラミネーションによって積層されることがより好ましい。
続いて、外装材10からエンボスタイプ外装材20を製造する方法について図2~図5を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る製造方法で製造されるエンボスタイプ外装材20を示す図である。図3は、図2に示すエンボスタイプ外装材の製造に用いられる成型装置25の斜視図である。図4の(a)~(c)は、外装材の成型加工工程を説明するための模式的な縦断面図であり、図5は、図4の(c)の横断面図である。エンボスタイプ外装材20は、図2に示すように、電池要素を収容するための凹部22を長手方向の一方側に有し、他方側には平面状の蓋部24を有している。エンボスタイプ外装材20は、後述する蓄電装置の製造の際、蓋部24が凹部22を覆うように折り曲げられる。
工程S21:パンチ金型26と、パンチ金型26に対応する開口部28を有するダイ金型27とを備える成型装置25を準備する工程。
工程S22:蓄電装置用外装材10が開口部28を覆うように蓄電装置用外装材10をパンチ金型26とダイ金型27との間に配置する工程。
工程S23:パンチ金型26を開口部28内に押し込み、蓄電装置用外装材10に凹部22を形成する工程。
パンチ金型26は、図3及び図4の(a)に示すように、ダイ金型27の開口部28の上部に配置される。外装材10は、この開口部28を覆うようにパンチ金型26とダイ金型27との間に配置される。パンチ金型26の少なくとも底面及び側面の角部は丸みを有していることが好ましい。パンチ金型26の底面の角部の丸さは、上記丸みを円弧と考えたときの曲率半径であるパンチラジアスRpによって表され(図4の(a)参照)、側面の角部の丸さはコーナーラジアスRcpによって表される(図5参照)。
工程S22の後、パンチ金型26は開口部28内に押し込まれ(図4の(c)参照)、外装材10に凹部22が形成されてエンボスタイプ外装材20となる。この押し込みの際の押込(成型)温度は、-10~50℃程度(冷間成型)であり、押込速度は、0.1~30mm/秒程度であり、押込保持時間は、0~10秒程度である。また、押込(成型)深さPは特に制限されないが、外装材10が成型性に優れることから、8mm以上とすることができ、10mm以上であってもよい。また、金属箔層13の薄膜化によるピンホール発生を抑制する観点から、押込(成型)深さPは16mm以下であることができる。
次に、本実施形態に係る蓄電装置30について説明する。蓄電装置30は、上記蓄電装置用外装材10を用いて得られる。蓄電装置30は、蓄電装置要素と該蓄電装置要素を収容する容器とを備え、上記容器は上記外装材10から形成される。上記容器は、好ましくは、凹部を有する上記エンボスタイプ外装材20から形成され、上記凹部内に上記蓄電装置要素が配置される。蓄電装置要素としては、例えば、正極、セパレーター、負極及び電解液等の電池要素が挙げられる。蓄電装置30のエネルギー容量は、上記蓄電装置要素の収容量、すなわち、外装材10の成型加工量に依存し、成型深さが大きい程エネルギー容量を大きくすることが可能であると考えることができる。
次に、上述したエンボスタイプ外装材20を用いて蓄電装置30を製造する方法について図6を参照しながら説明する。図6は、エンボスタイプ外装材20(蓄電装置用外装材10)を用いて片側成型加工電池を製造する工程を示す斜視図である。なお、エンボスタイプ外装材20のような外装材を2つ設け、このような外装材同士を貼り合せる際のアライメントを調整して、両側成型加工電池を作製してもよい。
工程S31:エンボスタイプ外装材20の凹部22に蓄電装置要素を配置し、凹部22を蓋部24が覆うようにエンボスタイプ外装材20を折り返し重ねる工程。
工程S32:エンボスタイプ外装材20の折り返し重ねられた部分の端部等を加圧熱融着して、エンボスタイプ外装材20の全周を封止する工程。
工程S31a:エンボスタイプ外装材20の成型加工エリア(凹部22)に電池要素1を配置し、エンボスタイプ外装材20を折り返し重ねて、電池要素1から延びるリード2を挟持するようにエンボスタイプ外装材20の一辺を加圧熱融着する工程(図6の(a)及び図6(b)参照)。
工程S32a:リード2を挟持する辺以外の一辺を残し、他の辺を加圧熱融着し、その後、残った一辺から電解液を注入し、真空状態で残った一辺を加圧熱融着する工程(図6の(b)参照)。
工程S33a:リード2を挟持する辺以外の加圧熱融着辺端部をカットし、成型加工エリア(凹部22)側に折り曲げる工程(図6の(c)参照)。
エンボスタイプ外装材20の成型加工エリア22内に、正極、セパレーター、負極及び電解液等から構成される電池要素1を配置し、電池要素1から延び、正極と負極に接合されたリード2を成型加工エリア22から外に引き出す。その後、エンボスタイプ外装材20を長手方向の略中央で折り返して、シーラント層16同士を重ね、エンボスタイプ外装材20のリード2を挟持する一辺を加圧熱融着する。加圧熱融着は、温度、圧力及び時間の3条件で制御でき、適宜設定される。加圧熱融着の温度は、シーラント層16を融解する温度以上であることが好ましい。
次に、リード2を挟持する辺以外の一辺を残し、他の辺の加圧熱融着を行う。その後、残った一辺から電解液を注入し、真空状態で残った一辺の加圧熱融着を行う。加圧熱融着の条件は工程S31aと同様である。
リード2を挟持する辺以外の加圧熱融着辺端部をカットし、端部からははみだしたシーラント層16を除去する。その後、加圧熱融着部31を成型加工エリア22側に折り返し、折り返し部32を形成することで、蓄電装置30としての二次電池が得られる。
下記実施例及び比較例で、外装材10の、基材層11、接着層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着層15及びシーラント層16を形成するために、使用した材料を以下に示す。
基材A-1:二軸延伸ナイロンフィルム(厚さ:25μm)
基材A-2:二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:25μm)
基材A-3:二軸延伸ナイロンフィルム(厚さ:20μm)
基材A-4:二軸延伸ナイロンフィルム(厚さ:50μm)
基材A-5:二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:20μm)
基材A-6:二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:50μm)
基材A-7:無延伸ナイロンフィルム(厚さ:30μm)
基材A-8:無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:30μm)
基材A-9:二軸延伸ナイロンフィルム(厚さ:15μm)
基材A-10:二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ:16μm)
接着剤B-1:芳香族ポリエステルウレタン系接着剤
接着剤B-2:脂肪族ポリウレタン系接着剤
金属箔C-1:鉄含有量0.9質量%アルミニウム箔(厚さ:40μm)
金属箔C-2:鉄含有量0.5質量%アルミニウム箔(厚さ:40μm)
金属箔C-3:鉄含有量5.0質量%アルミニウム箔(厚さ:40μm)
金属箔C-4:鉄含有量0.9質量%アルミニウム箔(厚さ:30μm)
金属箔C-5:鉄含有量0.9質量%アルミニウム箔(厚さ:60μm)
金属箔C-6:鉄含有量0.4質量%アルミニウム箔(厚さ:40μm)
金属箔C-7:鉄含有量6.0質量%アルミニウム箔(厚さ:40μm)
金属箔C-8:鉄含有量0.9質量%アルミニウム箔(厚さ:25μm)
処理剤D-1:酸化セリウム、リン酸及びアクリル系樹脂を主体とした塗布型セリアゾール処理用の処理剤。
接着樹脂E-1:無水マレイン酸でグラフト変性したポリプロピレン系樹脂(商品名「アドマー」、三井化学社製)
フィルムF-1:無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ:13μm)の一方の面をコロナ処理したフィルム。
フィルムF-2:無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ:40μm)の一方の面をコロナ処理したフィルム。
フィルムF-3:無延伸ポリプロピレンフィルム(厚さ:60μm)の一方の面をコロナ処理したフィルム。
(実施例1-1)
上記金属箔C-1の一方の面に、処理剤D-1を塗布し、乾燥して、金属箔層13上に腐食防止処理層14を形成した。次に、金属箔層13の腐食防止処理層14が形成された面と反対の面に、接着剤B-1を用いたドライラミネート法により、積層後の接着層12の厚さが5μmとなるように基材A-1を貼り合せ、金属箔層13上に接着層12を介して基材層11を積層した。得られた積層体に対し、60℃、6日間のエージングを行った。次に、エージング後の積層体の腐食防止処理層14側に押出し装置にて接着樹脂E-1を押出して積層後の厚さが20μmとなるように接着層15を形成し、腐食防止処理層14上に接着層15を介してフィルムF-1を貼り合わせてサンドイッチラミネーションすることでシーラント層16を形成した。シーラント層16形成後の積層体に対し、190℃、4kg/cm2、2m/分の条件で加熱加圧することで外装材10を作製した。得られた外装材の基材層側表面とシーラント層側表面に、0.3質量%脂肪酸アマイド系滑剤溶液(滑材溶液(1))をグラビアコートで塗工し、乾燥した。基材層側表面とシーラント層側表面の静摩擦係数はそれぞれ、0.20及び0.20であった。また、得られた外装材10の引張伸びを測定したところ、MD方向で70%、TD方向で75%であった。
基材層11、接着層12、金属箔層13、腐食防止処理層14、接着層15及びシーラント層16を形成するために、使用した材料、及び層の厚さを表1に記載のとおりに変更した以外は、実施例1-1と同様にして、実施例1-2~1-16及び比較例1-1~1-8の外装材10を作製した。得られた外装材10の静摩擦係数、静摩擦係数μSと動摩擦係数μDとの差(μS-μD)、及び引張伸びをまとめて表2に示す。なお、表1中の滑材(2)~(3)の詳細は以下のとおりである。
滑材溶液(2):0.5質量%脂肪酸アマイド系滑剤溶液
滑材溶液(3):0.1質量%脂肪酸アマイド系滑剤溶液
実施例1-1~1-16及び比較例1-1~1-8で得られた外装材10を、120mm×60mmサイズに切り出し、シーラント層が内側になるように長辺を半分に折りたたんだ。次に、折りたたまれた部分の辺の左右両端部を含む辺の縁をそれぞれ190℃/0.5MPa/3秒、5mm幅でヒートシールし、袋状の外装材を作製した。開口している一辺から袋状の外装材内に、溶媒としてのエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネート(1/1/1(質量比))と電解質としてのLiPF6を混ぜた混合溶液を注入し、ニッケル製で厚さ50μm、幅12mm、長さ50mmサイズのタブリードを開口部で挟んだ後、190℃/0.5MPa/3秒、200℃/0.5MPa/3秒、の2条件で、外装材とタブリードとをまとめて10mm幅にヒートシールし、電気絶縁性評価用サンプルを作製した。電気絶縁性評価用サンプルのタブリードと外装材の金属箔層に、絶縁抵抗試験機(菊水電子株式会社製 AC/DC耐電圧)電極を接触させ、電圧25Vを5秒間印加し、各ヒートシール条件で得られた電気絶縁性評価用サンプルの抵抗値を測定した。下記基準に従って絶縁性を評価した。評価結果を表2に示す。
a:ヒートシール温度190℃及び200℃で得られたサンプルの抵抗値がともに25GΩ以上である。
b:ヒートシール温度190℃で得られたサンプルの抵抗値が25GΩ以上であるが、ヒートシール温度200℃で得られたサンプルの抵抗値が25GΩ未満である。
c:ヒートシール温度190℃及び200℃で得られたサンプルの抵抗値がともに25GΩ未満である。
エンボスタイプ外装材20を作製するために用いられる成型装置25の設定を以下に示す。
成型加工エリアG-1:一辺の長さが100mmの略正方形
成型加工エリアG-2:一辺の長さが80mmの略正方形
ダイ金型H-1:ダイラジアスRdが3mm
ダイ金型H-2:ダイラジアスRdが1mm
ダイ金型H-3:ダイラジアスRdが0.9mm
ダイ金型H-4:ダイラジアスRdが0.5mm
ダイ金型H-5:ダイラジアスRdが5mm
パンチ金型I-1:パンチラジアスRpが3mm、コーナーラジアスRcpが3mm
パンチ金型I-2:パンチラジアスRpが3mm、コーナーラジアスRcpが0.5mm
パンチ金型I-3:パンチラジアスRpが0.5mm、コーナーラジアスRcpが3mm
パンチ金型I-4:パンチラジアスRpが1mm、コーナーラジアスRcpが3mm
パンチ金型I-5:パンチラジアスRpが5mm、コーナーラジアスRcpが3mm
パンチ金型I-6:パンチラジアスRpが3mm、コーナーラジアスRcpが1mm
パンチ金型I-7:パンチラジアスRpが3mm、コーナーラジアスRcpが5mm
パンチ金型I-8:パンチラジアスRpが0.9mm、コーナーラジアスRcpが3mm
パンチ金型I-9:パンチラジアスRpが3mm、コーナーラジアスRcpが0.9mm
金型クリアランスJ-1:169μm
金型クリアランスJ-2:117μm
金型クリアランスJ-3:外装材の厚さの1倍
金型クリアランスJ-4:外装材の厚さの1.5倍
金型クリアランスJ-5:外装材の厚さの0.9倍
(実施例2-1)
実施例1-1で得られた外装材10を、210mm×300mmのブランク形状に切り取り、成型加工エリアG-1、ダイ金型H-1、パンチ金型I-1及び金型クリアランスJ-1に設定した成型装置25の、ダイ金型27とパンチ金型26の間に、シーラント層16が上面になるように配置した。そして、フィルム押さえ23で外装材10をダイ金型27上に固定し、23℃、50%RHの条件下で、パンチ金型26で外装材10を所定の深さまで押圧して冷間成型し、エンボスタイプ外装材20を得た。
外装材10、及び成型装置25の設定を表3及び表4に記載のとおりに変更した以外は、実施例2-1と同様にして、実施例2-2~2-32及び比較例2-1~2-8のエンボスタイプ外装材20を作製した。
実施例2-1~2-32及び比較例2-1~2-8で成型深さPを0.5mmごとに3~17mmに設定して得られたエンボスタイプ外装材20の成型性を、目視にて下記基準に従って評価した。評価結果を表3及び表4に示す。
a:破断又はクラックを生じずに、成型深さ10mm以上17mm以下の深絞り成型が可能である。
b:破断又はクラックを生じずに、成型深さ8mm以上10mm未満の深絞り成型が可能である。
c:成型深さ8mm未満の深絞り成型で破断又はクラックが生じる。
実施例2-1で成型深さPを8mm、10mm、16mm、16.5mmに設定して得たエンボスタイプ外装材20の長辺を半分に折りたたんだ。ここで、リファレンスサンプルとして、実施例1-1で得られた成型加工前の外装材10でも、シーラント層が内側になるように長辺を半分に折りたたんだ。次に、折りたたまれた部分の辺の作用両端部を含む辺の縁をそれぞれ190℃/0.5MPa/3秒、5mm幅でヒートシールし、袋状の外装材を作製した。開口している一辺から袋状の外装材内に、含有水分量を20ppm以下に抑えたエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ジメチルカーボネートを(1/1/1(質量比))で混ぜた混合液を3mg注入した。続いて、開口している辺の縁を190℃/0.5MPa/3秒、5mm幅でヒートシールし、水分透過量測定用サンプルを作製した。作製した水分透過量測定用サンプルを、温度60℃、湿度90%の環境下に4週間保管させた。保管後の混合液中の水分含有量をカールフィッシャー試験機で測定した。成型加工していないリファレンスサンプルの水分含有量を基準(100%)としたときの、各成型深さに加工したエンボスタイプ外装材の水分含有量の相対値を算出した。水分バリア性の評価は、以下の基準に従って行った。水分バリア性の評価結果を表5に示す。
a:水分含有量がリファレンスサンプルの水分含有量の110%未満。
b:水分含有量がリファレンスサンプルの水分含有量の110%以上、150%未満。
c:水分含有量がリファレンスサンプルの水分含有量の150%以上。
Claims (7)
- 基材層と、該基材層上に配置された金属箔層と、該金属箔層上に配置されたシーラント層と、を備える蓄電装置用外装材であって、
前記基材層は、延伸ポリエステル樹脂層及び延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含み、
前記金属箔層は、鉄を0.5質量%以上5.0質量%以下含有するアルミニウム箔であり、
前記基材層のMD方向及びTD方向における、前記外装材の引張伸びが共に50%以上である、蓄電装置用外装材。 - 前記基材層上に配置された第1接着層をさらに備え、前記金属箔層が前記第1接着層を介して前記基材層上に配置され、
前記第1接着層が芳香族ポリウレタン系接着剤層を含む、請求項1に記載の蓄電装置用外装材。 - 前記金属箔層上に配置された第2接着層をさらに備え、前記シーラント層が前記第2接着層を介して前記金属箔層上に配置され、
前記基材層の厚さが20μm以上50μm以下であり、
前記金属箔層の厚さが30μm以上60μm以下であり、
前記第2接着層及び前記シーラント層の厚さの合計が25μm以上90μm以下である、請求項1又は2に記載の蓄電装置用外装材。 - 前記基材層側の表面及び前記シーラント層側の表面の少なくとも一方の静摩擦係数が0.1以上であり、
前記基材層側の表面及び前記シーラント層側の表面の静摩擦係数が0.4以下であり、
前記基材層側の表面及び前記シーラント層側の表面の静摩擦係数μSと動摩擦係数μDとの差(μS-μD)が0.1以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置用外装材。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置用外装材を用いて得られる、蓄電装置。
- パンチ金型と、前記パンチ金型に対応する開口部を有するダイ金型とを備える成型装置を準備する工程と、
請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電装置用外装材が前記開口部を覆うように前記蓄電装置用外装材を前記パンチ金型と前記ダイ金型との間に配置する工程と、
前記パンチ金型を前記開口部内に押し込み、前記蓄電装置用外装材に凹部を形成する工程と、を備え、
前記パンチ金型のパンチラジアスRp及び前記ダイ金型のダイラジアスRdがそれぞれ1mm以上5mm以下であり、
前記パンチ金型のコーナーラジアスRcpが1mm以上5mm以下であり、
前記パンチ金型が前記ダイ金型の前記開口部内に押し込まれた際の前記パンチ金型と前記ダイ金型との最短の離間距離であるクリアランスが前記外装材の厚さの1倍~1.5倍である、エンボスタイプ外装材の製造方法。 - 請求項6に記載の製造方法により得られたエンボスタイプ外装材の前記凹部に蓄電装置要素を配置し、前記凹部を覆うように前記エンボスタイプ外装材を折り返し重ねる工程と、
前記エンボスタイプ外装材の折り返し重ねられた部分を熱融着する工程と、
を備える、蓄電装置の製造方法。
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