WO2016052394A1 - 電池用包装材料 - Google Patents

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WO2016052394A1
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resin
battery
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洋平 橋本
山下 力也
俊介 植田
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大日本印刷株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery-like battery packaging material that is thinned by providing a coating layer as an outermost layer on a barrier layer, which has excellent moldability and insulating properties, and can also shorten lead time. It relates to packaging materials.
  • batteries are required to have various shapes, and to be thinner and lighter.
  • metal battery packaging materials that have been widely used in the past have the disadvantages that it is difficult to follow the diversification of shapes and that there is a limit to weight reduction.
  • a film-like laminate in which a base material layer / adhesive layer / barrier layer / sealant layer are sequentially laminated is proposed as a battery packaging material that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter.
  • a film-shaped battery packaging material is formed so that the battery element can be sealed by causing the sealant layers to face each other and heat-sealing the peripheral portion by heat sealing.
  • the coating layer formed by coating the thermosetting resin compared to the resin film can greatly reduce the film thickness. It is also effective to replace the adhesive layer and the base material layer laminated on each other with a coating layer formed of a thermosetting resin.
  • Film-like battery packaging material is processed into a predetermined shape by deep drawing or the like to seal the battery element. Therefore, to improve battery capacity, the formability of film-like battery packaging material is improved. To increase the molding depth (elongation during molding). Battery packaging materials are also required to have excellent insulating properties.
  • the present invention is a film-like battery packaging material that can realize thinning by providing a coating layer as the outermost layer in place of the adhesive layer and the base material layer in the conventional film-like battery packaging material, It is an object of the present invention to provide a film-like battery packaging material that has moldability and insulating properties, and can shorten the lead time.
  • the coating layer has a heat It consists of a single layer or a multilayer structure formed by a cured product of a resin composition containing a curable resin and a curing accelerator, and the piercing strength measured in accordance with the provisions of JIS 1707: 1997 of the laminate, Since the dielectric breakdown voltage measured in accordance with the JIS C2110-1 regulations of the coating layer is 5 kN or more is 1.0 kV or more, the moldability is unexpectedly improved and the lead time is unexpectedly improved. It has been found that it is possible to shorten. Moreover, since the dielectric breakdown voltage of the coating layer which forms the said packaging material for batteries is 1.0 kV or more, it also discovered that the insulation as a packaging material for batteries can be improved effectively. The present invention has been completed by further studies based on these findings.
  • Item 1 It is a laminate having at least a coating layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order,
  • the coating layer is composed of a single layer or a multilayer structure formed of a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin and a curing accelerator,
  • the puncture strength of the laminate measured in accordance with JIS 1707: 1997 is 5N or more
  • a packaging material for a battery wherein a dielectric breakdown voltage of the coating layer measured in accordance with JIS C2110-1 is 1.0 kV or more.
  • Item 2. Item 2.
  • the battery according to Item 1 wherein the coating layer has a three-layer structure in which a first coating layer, a second coating layer, and a third coating layer are arranged in this order from the outermost surface side to the barrier layer side.
  • Packaging material Item 3.
  • Item 3. The battery packaging material according to Item 1 or 2, wherein the resin composition used for forming at least one layer of the coating layer contains a pigment and / or a dye.
  • thermosetting resin is at least one selected from the group consisting of epoxy resin, amino resin, acrylic resin, urethane resin, phenol resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, and alkyd resin.
  • the curing accelerator is at least one selected from the group consisting of an amidine compound, a carbodiimide compound, a ketimine compound, a hydrazine compound, a sulfonium salt, a benzothiazolium salt, and a tertiary amine compound.
  • the curing accelerator is at least one selected from the group consisting of an amidine compound, a carbodiimide compound, a ketimine compound, a hydrazine compound, a sulfonium salt, a benzothiazolium salt, and a tertiary amine compound.
  • Item 7. Item 7.
  • Item 8. The battery packaging material according to any one of Items 1 to 7, wherein the whole battery packaging material has a thickness of 40 to 120 ⁇ m.
  • Item 9. A coating layer forming step of applying a thermosetting resin and a resin composition containing a curing accelerator on the barrier layer and curing by heating, Before or after the coating layer forming step, a step of laminating a sealant layer on the surface of the barrier layer opposite to the surface on which the coating layer is laminated; Item 9.
  • Item 11 A battery manufacturing method comprising: Including at least a positive electrode, a negative electrode, and a battery element containing an electrolyte in a battery packaging material,
  • the battery packaging material is a laminate having at least a coating layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order,
  • the coating layer is composed of a single layer or a multilayer structure formed of a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin and a curing accelerator,
  • the puncture strength of the laminate measured in accordance with JIS 1707: 1997 is 5N or more
  • a method for producing a battery wherein a dielectric breakdown voltage of the coating layer measured in accordance with JIS C2110-1 is 1.0 kV or more.
  • Item 12. It is a laminate having at least a coating layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order,
  • the coating layer is composed of a single layer or a multilayer structure formed of a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin and a curing accelerator,
  • the puncture strength of the laminate measured in accordance with JIS 1707: 1997 is 5N or more, Use of a laminate having a dielectric breakdown voltage of 1.0 kV or higher measured according to JIS C2110-1 as a packaging material for a battery.
  • the battery packaging material of the present invention is composed of a laminate having at least a coating layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order, and an adhesive layer is formed on the barrier layer like a conventional film-shaped battery packaging material. Since the base material layer is not provided, the film thickness can be reduced, and the battery can be reduced in size and thickness.
  • the battery packaging material of the present invention has a puncture strength measured in accordance with JIS J 1707: 1997 of the laminate constituting the battery packaging material of 5 N or more, and the coating layer JIS.
  • the dielectric breakdown voltage measured in accordance with the provisions of C2110-1 is 1.0 kV or more, so that excellent moldability and insulation can be provided, and the molding depth during deep drawing can be increased. Even so, the occurrence of cracks, pinholes, and the like can be suppressed.
  • the dielectric breakdown voltage of the coating layer forming the battery packaging material is 1.0 kV or more, the insulation as the battery packaging material is effectively enhanced.
  • the coating layer provided on the barrier layer is formed by a cured product of a resin composition containing a thermosetting resin and a curing accelerator, the coating layer curing step In this case, since it can be cured in a short time without requiring aging under a high temperature condition, the lead time can be shortened, and further, it is possible to prevent the occurrence of product defects due to exposure to a high temperature condition for a long time.
  • the battery packaging material of the present invention is a laminate having at least a coating layer, a barrier layer, and a sealant layer in this order, and the cured product of the resin composition in which the coating layer includes a thermosetting resin and a curing accelerator.
  • the piercing strength measured in accordance with JIS 1707: 1997 of the laminated body constituting the battery packaging material is 5N or more, and the coating layer has a single layer or multiple layer structure formed by
  • the dielectric breakdown voltage measured in accordance with the provisions of JIS C2110-1 is 1.0 kV or more.
  • the battery packaging material of the present invention has a laminated structure composed of a laminate having at least a coating layer 1, a barrier layer 2, and a sealant layer 3 in this order.
  • the coating layer 1 may be a single layer or a multilayer composed of two or more layers.
  • the coating layer 1 is preferably a multilayer composed of two or more layers, more preferably a multilayer composed of two or three layers, in order to provide a thick film capable of providing sufficient insulation. Particularly preferred is a multilayer composed of three layers.
  • FIG. 2 shows a case where the coating layer 1 has a three-layer structure having a first coating layer 1a, a second coating layer 1b, and a third coating layer 1c in this order from the outermost surface toward the barrier layer 2 side. The laminated structure of the battery packaging material of invention is shown.
  • the coating layer 1 is the outermost layer and the sealant layer 3 is the innermost layer. That is, when the battery is assembled, the sealant layers 3 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 may be provided with an adhesive layer 4 between the barrier layer 2 and the sealant layer 3 as necessary for the purpose of enhancing the adhesiveness thereof.
  • the coating layer 1 is a layer that is provided on the barrier layer 2 and forms the outermost layer of the battery packaging material. Moreover, the coating layer 1 consists of a single layer or multiple layer structure formed with the hardened
  • the piercing strength measured in accordance with the provisions of JIS 1707: 1997 is 5N or more, and the coating layer conforms to the provisions of JIS C2110-1.
  • the measured dielectric breakdown voltage is 1.0 kV or higher.
  • the puncture strength of the laminate forming the battery packaging material and the dielectric breakdown voltage of the coating layer 1 have these values.
  • the formability of the battery packaging material is dramatically improved, and the insulation can be further improved.
  • the piercing strength is preferably 9N or more, and more preferably 13N or more.
  • puncture strength means a maximum stress value measured by a method based on a puncture strength test defined in JIS 1707: 1997.
  • the dielectric breakdown voltage of the coating layer is preferably 1.3 kV or more, and more preferably 1.5 kV or more. preferable.
  • the dielectric breakdown voltage of the coating layer satisfies such a value, not only the moldability is improved, but also the insulation property as a battery packaging material is enhanced.
  • a plurality of batteries can be arranged to be suitably modularized.
  • thermosetting resin and the curing for forming the coating layer 1 are preferably used as the accelerator.
  • thermosetting resin The resin composition used for forming the coating layer 1 contains a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin may be any resin that polymerizes when heated to form a polymer network structure and cures. Although it does not restrict
  • thermosetting resins from the viewpoint of further shortening the curing time of the coating layer 1, setting the piercing strength within the above range, and further setting the dielectric breakdown voltage to the above value.
  • a urethane resin an epoxy resin, an acrylic resin, and a polyimide resin, more preferably a two-component curable urethane resin, a two-component curable epoxy resin, and particularly preferably a two-component curable urethane resin.
  • the two-component curable urethane resin examples include a combination of a polyol compound (main agent) and an isocyanate compound (curing agent).
  • examples of the two-component curable epoxy resin include an epoxy resin (main agent). And a combination of an acid anhydride, an amine compound, or an amino resin (curing agent).
  • the polyol compound used as the main agent is not particularly limited, and examples thereof include polyester polyol, polyester polyurethane polyol, polyether polyol, polyether polyurethane polyol, and the like. These polyol compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the isocyanate compound used as a curing agent is not particularly limited.
  • polyisocyanate, its adduct, its isocyanurate modified, its carbodiimide modified, and its allophanate. A modified body, its burette modified body, etc. are mentioned.
  • Specific examples of the polyisocyanate include diphenylmethane diisocyanate (MDI), polyphenylmethane diisocyanate (polymeric MDI), toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane (H12MDI).
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • polymeric MDI polyphenylmethane diisocyanate
  • TDI toluene diisocyanate
  • HDI hexamethylene diisocyanate
  • H12MDI bis (4-isocyanatocyclohexyl)
  • Aromatic diisocyanates such as isophorone diisocyanate (IPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (1,5-NDI), 3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylene diisocyanate (TODI), xylene diisocyanate (XDI) Aliphatic diisocyanates such as tramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate DOO; 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate; 1,5-naphthalene diisocyanate (1, 5-NDI) polycyclic aromatic diisocyanates such as are exemplified. Specific examples of the adduct include those obtained by adding trimethylolpropane, glycol and the like to the polyisocyanate. These isocyanate compounds may be
  • the thermosetting resin has a polycyclic aromatic skeleton and / or a heterocyclic skeleton Can be used to provide even better chemical resistance.
  • Specific examples of the thermosetting resin having a polycyclic aromatic skeleton include an epoxy resin having a polycyclic aromatic skeleton and a urethane resin having a polycyclic aromatic skeleton.
  • Examples of the thermosetting resin having a heterocyclic skeleton include amino resins such as melamine resin and benzoguanamine resin. These thermosetting resins having a polycyclic aromatic skeleton and / or a heterocyclic skeleton may be either a one-component curable type or a two-component curable type.
  • an epoxy resin having a polycyclic aromatic skeleton a reaction product of dihydroxynaphthalene and epihalohydrin; a condensate of naphthol and aldehydes (naphthol novolak resin) and a reaction product of epihalohydrin; dihydroxy Condensate of naphthalene and aldehydes and reaction product of epihalohydrin; condensate of mono or dihydroxynaphthalene and xylylene glycol and reaction product of epihalohydrin; adduct of mono or dihydroxynaphthalene and diene compound, and epihalohydrin A reaction product of polynaphthols in which naphthols are directly coupled with epihalohydrin, and the like.
  • examples of the urethane resin having a polycyclic aromatic skeleton include a reaction product of a polyol compound and an isocyanate compound having a polycyclic aromatic skeleton.
  • the resin composition used for forming the coating layer 1 contains a curing accelerator.
  • a curing accelerator together with a thermosetting resin, the coating layer can be cured in a short time without requiring aging under high temperature conditions during production, and the lead time can be shortened.
  • the “curing accelerator” is a substance that does not form a crosslinked structure by itself, but promotes a crosslinking reaction of a thermosetting resin, and has an action of promoting a crosslinking reaction of a thermosetting resin. Is also a substance that may form a crosslinked structure.
  • the type of curing accelerator is appropriately selected according to the thermosetting resin to be used so that the hardness described above can be satisfied.
  • an amidine compound, a carbodiimide compound, a ketimine compound, a hydrazine compound, a sulfonium salt, a benzoic acid examples include thiazolium salts and tertiary amine compounds.
  • amidine compound is not particularly limited, and examples thereof include imidazole compounds, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7ene (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] none.
  • Examples include 5-ene (DBN) and guanidine compounds.
  • imidazole compound examples include 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-undecylimidazole, 2,4-dimethylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1,2 -Diethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-benzyl- 2-methylimidazole, 2,4-diamino-6- [2′-methylimidazolyl- (1) ′]-ethyl-S-triazine, 2,4-diamino-6- [2′-ethyl-4′-methyl Imidazolyl- (1) ′]-ethyl-S-triazine, 2,4-didi
  • the carbodiimide compound is not particularly limited.
  • Specific examples of the ketone include methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl tertiary butyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, diethyl ketone, ethyl propyl ketone, ethyl butyl ketone, dipropyl ketone, dibutyl ketone, and diisobutyl ketone.
  • the amine include aromatic polyamines such as o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, and diaminodiethyldiphenylmethane; ethylenediamine , Propylenediamine, butylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, 1,2-propanediamine, iminobispropylamine, methyliminobispropylamine, etc.
  • aromatic polyamines such as o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-xylylenediamine, diaminodiphenylmethane, dia
  • Aliphatic polyamines N-aminoethylpiperazine, 3-butoxyisopropylamine, and other monoamines and polyesters having an ether bond in the main chain Ter skeleton diamines; cyclophoric amines such as isophorone diamine, 1,3-bisaminomethylcyclohexane, 1-cyclohexylamino-3-aminopropane, 3-aminomethyl-3,3,5-trimethylcyclohexylamine: norbornane skeleton Diamines; polyamide amines having an amino group at the molecular end of the polyamide; 2,5-dimethyl-2,5-hexamethylenediamine, mensendiamine, 1,4-bis (2-amino-2-methylpropyl) piperazine, etc. Is given as a specific example. These ketimine compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the hydrazine compound is not particularly limited, and examples thereof include dipic acid dihydrazide and isophthalic acid dihydrazide. These hydrazine compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the sulfonium salt is not particularly limited.
  • 4-acetophenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate 4-acetophenyldimethylsulfonium hexafluoroarsenate, dimethyl-4- (benzyloxycarbonyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimony
  • Alkylsulfonium salts such as dimethyl-4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroantimonate, dimethyl-4- (benzoyloxy) phenylsulfonium hexafluoroarsenate; benzyl-4-hydroxyphenylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, 4-acetoxyphenylbenzylmethylsulfonium hexafluoroantimonate, benzyl-4-methoxyphen Benzylsulfonium salts such as rumethyl
  • the benzothiazolium salt is not particularly limited.
  • Benzylbenzothiazolium salt may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the tertiary amine compound is not particularly limited, and examples thereof include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, triethylenediamine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, quinuclidine, and 3-quinuclidinol. And aliphatic tertiary amines; aromatic tertiary amines such as dimethylaniline; and heterocyclic tertiary amines such as isoquinoline, pyridine, collidine, and betapicoline. These tertiary amine compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • a thermal acid generator is a substance that generates an acid by heating and functions as a curing accelerator.
  • Specific examples of the curing accelerator that can function as a thermal acid generator include sulfonium salts and benzothiazolium salts.
  • the curing accelerator is a thermal latent that is activated under a predetermined heating condition (for example, 80 to 200 ° C., preferably 100 to 160 ° C.) to promote the crosslinking reaction of the thermosetting resin.
  • a predetermined heating condition for example, 80 to 200 ° C., preferably 100 to 160 ° C.
  • the heat-latent substance include an epoxy adduct obtained by adding an epoxy compound to an amidine compound, a hydrazine compound, a tertiary amine compound, or the like.
  • the curing accelerator does not function as a curing agent in a sealed state, that is, a moisture blocking state, but the sealed state is opened and hydrolyzed under the presence of moisture as a curing agent.
  • a sealed state that is, a moisture blocking state
  • the hydrolytic latent substance include an epoxy adduct obtained by adding an epoxy compound to an amidine compound, a hydrazine compound, a tertiary amine compound, or the like.
  • curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • an amidine compound preferably an amidine compound, a sulfonium salt, and more preferably an amidine compound. It is done.
  • the total amount of the curing accelerator is 0.01 to 6 parts by mass relative to 100 parts by mass of the thermosetting resin Preferably, it is 0.05 to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass.
  • the at least one layer constituting the coating layer 1 may contain a pigment and / or a dye as necessary.
  • the battery packaging material can be distinguished (colored by the pigment and / or dye), and further the battery packaging material.
  • the heat conductivity can be increased to improve the heat dissipation.
  • the conventional film-shaped battery packaging material in order to give distinction by color tone for each type of battery, it is necessary to add a pigment and / or dye to either the adhesive layer or the base material layer.
  • a pigment and / or dye is added to the adhesive layer, the adhesive strength of the adhesive layer is reduced, and when a pigment and / or dye is added to the base layer, the manufacturing cost of the base layer is increased.
  • the battery packaging material of the present invention since the battery packaging material can be given distinctiveness by including a pigment and / or dye in at least one layer constituting the coating layer, the conventional film-like material is used. It is also possible to overcome the disadvantages of imparting distinguishability to the battery packaging material.
  • the heat conductivity of the battery packaging material can be increased and the heat dissipation can be improved. It can also contribute to the improvement of safety.
  • the material of the pigment is not particularly limited, and may be either an inorganic pigment or an organic pigment.
  • inorganic pigments include carbon black, carbon nanotube, graphite, talc, silica, kaolin, montmorillonite, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, and oxidation.
  • examples include magnesium, aluminum oxide, neodymium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, gold, aluminum, copper, nickel, and the like.
  • organic pigment include azo pigments, polycyclic pigments, lake pigments, and fluorescent pigments. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape of the pigment is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fiber shape, a plate shape, an indeterminate shape, and a balloon shape.
  • the average particle diameter of the pigment is not particularly limited, but may be, for example, 0.01 to 3 ⁇ m, preferably 0.05 to 1 ⁇ m.
  • the average particle size of the pigment is determined by using the Shimadzu laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2100-WJA1 and using compressed air to inject the powder to be measured from the nozzle and dispersing it in the air. It is a value measured by the jet type dry measurement method to be measured.
  • the pigment may be subjected to various surface treatments such as insulation treatment and high dispersibility treatment (resin coating treatment) as necessary.
  • the type of the dye is not particularly limited as long as it can be dissolved and dispersed in the resin composition used for forming the coating layer 1.
  • nitro dye, azo dye, stilbene dye, carbonium dye, quinoline examples thereof include dyes, methine dyes, thiazole dyes, quinimine dyes, anthraquinone dyes, indigoid dyes, and phthalocyanine dyes, and preferred examples include azo dyes, carbonium dyes, and anthraquinone dyes. These dyes may be used alone or in combination of two or more.
  • pigments and dyes from the viewpoint of further improving the heat dissipation of the battery packaging material, preferably a pigment, more preferably an inorganic pigment, more preferably a carbon material such as carbon black, carbon nanotube, and graphite, particularly Preferably, carbon black is used.
  • the content of the pigment and / or the dye used, the distinguishability to be imparted to the battery packaging material, and heat dissipation may be 1 to 30 parts by mass in total with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin contained in the layer containing the pigment and / or dye. Is mentioned. From the viewpoint of imparting even better discrimination, the total amount of pigment and / or dye is 3 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermosetting resin contained in the layer containing the pigment and / or dye. Can be mentioned.
  • thermosetting resin contained in the layer containing the pigment and / or dye contains 100 parts by mass of the thermosetting resin contained in the layer containing the pigment and / or dye.
  • the total amount of pigment and / or dye is 5 to 15 parts by mass.
  • the resin composition used for forming the coating layer 1 may contain other additives such as an organic filler, a slip agent, a solvent, and an elastomer resin as necessary.
  • the coating layer 1 has a single-layer structure, or a slip agent is contained in a layer located in the outermost layer in a multi-layer structure, the molding / workability in press molding or embossing can be improved, It becomes possible to improve the property.
  • the type of the organic filler is not particularly limited, and examples thereof include high melting point nylon, crosslinked acrylic, crosslinked styrene, crosslinked polyethylene, and benzoguanamine.
  • the shape of the organic filler is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fiber shape, a plate shape, an indeterminate shape, and a balloon shape.
  • the slip agent is not particularly limited, and may be a non-reactive slip agent or a reactive slip agent.
  • the reactive slip agent is less likely to lose bleed from the coating layer 1, and can suppress powder blowing and set-off during use or a reduction in the slip effect of the coating layer 1 over time.
  • a reactive slip agent is preferable because of its advantage.
  • the non-reactive slip agent is a compound that does not have a functional group that reacts with the thermosetting resin and chemically binds, and can impart slip properties (slip properties).
  • the reactive slip agent is a compound that has a functional group that reacts with the thermosetting resin and chemically binds, and can impart slip properties (slip properties).
  • non-reactive slip agent examples include fatty acid amide, metal soap, hydrophilic silicone, silicone-grafted acrylic, silicone-grafted epoxy, silicone-grafted polyether, silicone-grafted polyester, Examples thereof include block type silicone acrylic copolymer, polyglycerol-modified silicone, paraffin and the like.
  • non-reactive slip agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the type of functional group is appropriately set according to the type of thermosetting resin to be used.
  • the type of functional group is appropriately set according to the type of thermosetting resin to be used.
  • the number of functional groups per molecule is not particularly limited, and examples thereof include 1 to 3, preferably 1 or 2.
  • reactive slip agents include modified silicones having the above functional groups; modified fluororesins having the above functional groups; fatty acid amides such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, and ethylene bis-stearic acid amide.
  • fatty acid amides such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, and ethylene bis-stearic acid amide.
  • compounds having the functional group introduced therein such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, and ethylene bis-stearic acid amide.
  • compounds having the functional group introduced therein such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, and ethylene bis-stearic acid amide.
  • compounds having the functional group introduced therein such as stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, and ethylene bis-stea
  • modified silicone specifically, a modified silicone obtained by block polymerization of a polymer having the functional group, such as a modified silicone obtained by block polymerization of an acrylic resin; a modified silicone obtained by graft polymerization of an acrylate, or the like, Examples thereof include modified silicone obtained by graft polymerization of a monomer having a functional group.
  • modified fluororesin specifically, a modified fluororesin in which a monomer having the functional group is graft-polymerized, such as a fluororesin in which acrylate is graft-polymerized; modified fluorine in which an acrylic resin is block-polymerized
  • resin include a fluororesin in which a polymer having the functional group is block polymerized.
  • silicone-modified resin specifically, the silicone having a functional group and the silicone having undergone graft polymerization, such as a silicone-modified acrylic resin in which silicone is graft-polymerized to the acrylic resin having the functional group. Examples include silicone-modified resins.
  • modified fluororesin specifically, a modified fluororesin in which a monomer having the functional group is graft-polymerized, such as a fluororesin in which acrylate is graft-polymerized; modified fluorine in which an acrylic resin is block-polymerized
  • the resin include a fluororesin in which a polymer having the functional group is block polymerized.
  • modified silicone and modified fluororesin for example, “Modiper (registered trademark) F / FS series” (manufactured by NOF Corporation), “Symac (registered trademark) series” (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) and the like are commercially available. These commercial products can also be used.
  • slip agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the content is not particularly limited, but for example, 100 parts by mass of a thermosetting resin
  • the total amount of slip agent is 1 to 12 parts by mass, preferably 3 to 10 parts by mass, and more preferably 5 to 8 parts by mass.
  • the coating layer 1 has a multilayer structure
  • an elastomer resin is applied to a layer other than the layer located on the outermost surface (that is, the layer provided between the outermost layer constituting the coating layer 1 and the barrier 2).
  • the coating layer 1 can be imparted with appropriate flexibility while suppressing shrinkage of the coating layer 1 during curing, and the moldability can be further improved.
  • the elastomer resin has a functional group that can be cross-linked with the thermosetting resin, and may be cross-linked with the thermosetting resin when cured, and does not have such a functional group. Even if cured, it may not be crosslinked with the thermosetting resin.
  • the type of elastomer resin is not particularly limited, but, for example, a polyolefin-based elastomer such as ethylene-based elastomer containing ethylene and one or two or more ⁇ -olefins (excluding ethylene) having 2 to 20 carbon atoms as constituent monomers.
  • Elastomer Styrenic elastomer; Polyester elastomer; Urethane elastomer; Acrylic elastomer; Epoxy elastomer such as bisphenol A type epoxy elastomer; Polyol elastomer such as polyester polyol, polyester polyurethane polyol, polyether polyol, polyether polyurethane polyol ; Rubber components such as nitrile rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, etc.
  • a urethane elastomer, an epoxy elastomer, and a polyol elastomer are preferable.
  • elastomer resins may be used alone or in combination of two or more.
  • an elastomer resin is contained in a layer other than the layer located on the outermost surface (that is, the layer provided between the outermost layer constituting the coating layer 1 and the barrier 2)
  • the content is not particularly limited.
  • the total amount of slip agent is 3 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, and more preferably 10 parts per 100 parts by weight of the thermosetting resin. Up to 20 parts by weight.
  • the coating layer 1 may have a single layer structure or a multilayer structure composed of two or more layers.
  • the piercing strength is set in the above range, and further, the dielectric breakdown is achieved.
  • it is preferably a multilayer structure composed of two or more layers, more preferably a multilayer structure composed of two or three layers, particularly preferably May be a multilayer structure composed of three layers.
  • the coating layer 1 has a multilayer structure composed of two layers, that is, when a pigment and / or dye is contained in the coating layer 1 having a two-layer structure, the pigment and / or dye is the first layer. It may be included in at least one of the coating layer 1a and the second coating layer 1b. From the viewpoint of reducing the difference in color tone between the molded part and the non-molded part after the battery packaging material is molded, the pigment and / or the dye are both in the first coating layer 1a and the second coating layer 1b. It is preferable that it is contained.
  • the coating layer 1 is a multi-layer composed of three layers, that is, when a pigment is contained in the coating layer 1 having a three-layer structure, the pigment and / or the dye is the first coating layer 1a.
  • the second coating layer 1b and the third coating layer 1c may be included in at least one of the layers.
  • the pigment and / or the dye may be the first coating layer 1a, the second coating layer 1b, and It is preferable to be included in at least two layers in the third coating layer 1c, and it is more preferable to be included in all these three layers.
  • the total thickness of the coating layer 1 is not particularly limited, but in order to provide a thick film capable of providing the above breakdown voltage while setting the puncture strength within the above range, for example, 4 to
  • the thickness is about 20 ⁇ m, preferably about 6 to 18 ⁇ m. More specifically, when the coating layer 1 has a single layer structure, the thickness thereof is, for example, about 2 to 10 ⁇ m, preferably about 3 to 7 ⁇ m. If the coating layer 1 has a multilayer structure composed of two or more layers, the thickness of each layer alone is, for example, about 1 to 5 ⁇ m, preferably about 2 to 4 ⁇ m.
  • the barrier layer 2 is a layer that functions as a barrier layer for preventing moisture, oxygen, light, and the like from entering the battery, in addition to improving the strength of the packaging material.
  • the material of the barrier layer 2 include metal foils such as aluminum, stainless steel, and titanium; films obtained by vapor deposition of inorganic compounds such as silicon oxide and alumina. Among these, metal foil is preferable, and aluminum foil is more preferable.
  • the barrier layer 2 in the present invention is a soft aluminum foil, for example, an annealed aluminum (JIS A8021P-O) or (JIS A8079P-O) foil. Etc. are preferably used.
  • the thickness of the barrier layer 2 is not particularly limited.
  • the thickness is usually 10 to 200 ⁇ m, preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the barrier layer 2 when a metal foil is used as the barrier layer 2, at least one surface, preferably at least the surface on the sealant layer side, more preferably both surfaces are subjected to chemical conversion treatment in order to stabilize adhesion, prevent dissolution and corrosion, and the like. It is preferable.
  • the chemical conversion treatment is a treatment for forming an acid-resistant film on the surface of the barrier layer 2.
  • Chemical conversion treatment is, for example, chromate chromate treatment using a chromic acid compound such as chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromic acetyl acetate, chromium chloride, potassium sulfate chromium, etc. ; Phosphoric acid chromate treatment using a phosphoric acid compound such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate, polyphosphoric acid; aminated phenol heavy consisting of repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) Examples thereof include chromate treatment using a coalescence. In the aminated phenol polymer, the repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) may be contained singly or in any combination of two or more. Also good.
  • a chromic acid compound such as chromium nitrate, chrom
  • 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 represent 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- A straight or branched chain having 1 to 4 carbon atoms substituted with one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group An alkyl group is mentioned.
  • X is preferably any one of a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a droxyalkyl group.
  • the number average molecular weight of the aminated phenol polymer comprising the repeating units represented by the general formulas (1) to (4) is, for example, about 500 to about 1,000,000, preferably about 1,000 to about 20,000.
  • a metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, cerium oxide, tin oxide or the like, in which fine particles of barium sulfate are dispersed in phosphoric acid, is coated.
  • a method of forming a corrosion-resistant treatment layer on the surface of the metal foil by performing a baking treatment at a temperature of 0 ° C. or higher can be mentioned.
  • a resin layer obtained by crosslinking a cationic polymer with a crosslinking agent may be formed on the corrosion-resistant treatment layer.
  • the cationic polymer for example, polyethyleneimine, an ionic polymer complex composed of a polymer having polyethyleneimine and a carboxylic acid, a primary amine-grafted acrylic resin in which a primary amine is grafted on an acrylic main skeleton, polyallylamine, or Examples thereof include aminophenols and derivatives thereof.
  • These cationic polymers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the crosslinking agent include compounds having at least one functional group selected from the group consisting of isocyanate groups, glycidyl groups, carboxyl groups, and oxazoline groups, silane coupling agents, and the like. These crosslinking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • These chemical conversion treatments may be performed alone or in combination of two or more chemical conversion treatments. 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. Among these, chromic acid chromate treatment is preferable, and chromate treatment in which a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and the aminated phenol polymer are combined is more preferable.
  • the amount of the acid-resistant film to be formed on the surface of the metal foil in the chemical conversion treatment is not particularly limited.
  • the chromate treatment is performed by combining a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and the aminated phenol polymer, for example.
  • the chromic acid compound is about 0.5 to about 50 mg, preferably about 1.0 to about 40 mg in terms of chromium
  • the phosphorus compound is about 0.5 to about 50 mg in terms of phosphorus per 1 m 2 of the surface of the metal foil, preferably About 1.0 to about 40 mg
  • the aminated phenol polymer is desirably contained in a proportion of about 1 to about 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg.
  • a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the metal foil by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method or the like, and then the temperature of the metal foil is 70. It is performed by heating to about 200 ° C.
  • the metal foil may be 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 in advance. 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 foil.
  • the adhesive layer 4 is a layer provided between the barrier layer 2 and the sealant layer 3 as necessary in order to firmly bond them.
  • the adhesive layer 4 is formed of an adhesive resin composition that can bond the barrier layer 2 and the sealant layer 3 together.
  • the adhesive component used for forming the adhesive layer 4 is not particularly limited as long as the barrier layer 2 and the sealant layer 3 can be bonded, and may be a two-component curable adhesive. A curable adhesive may be used. Further, the adhesion mechanism of the adhesive component used for forming the adhesive layer 4 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.
  • Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, polycarbonate, and copolyester; polyether adhesives; polyurethane adhesives; epoxy resins; phenol resin resins Polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 12 and copolymerized polyamides; polyolefin resins such as polyolefins, carboxylic acid modified polyolefins, metal modified polyolefins, polyvinyl acetate resins; cellulose adhesives; (meth) acrylic system Fats; polyimide resin; urea resins, amino resins such as melamine resins; - chloroprene rubbers, nitrile rubbers, styrene rubbers such as butadiene rubber, silicone-based resins.
  • the lead time is shortened by curing in a short time without requiring aging under high temperature conditions during production, the puncture strength is set in the above range, and the dielectric breakdown voltage is further increased.
  • a resin composition for an adhesive layer containing a thermosetting resin and a curing accelerator is preferably used.
  • thermosetting resin used in the adhesive layer resin composition are the same as those of the thermosetting resin described in the column [Coating layer 1].
  • types and preferred curing accelerators used in the adhesive layer resin composition are the same as the curing accelerators described in the column “Coating layer 1”.
  • the total amount of the curing accelerator is 0.01 to 6 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 2 parts by mass.
  • the thickness of the adhesive layer 4 is, for example, 2 to 50 ⁇ m, preferably 3 to 25 ⁇ m.
  • the sealant layer 3 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 in the sealant layer 3 is not particularly limited as long as it can be thermally welded, and examples thereof include polyolefins, cyclic polyolefins, carboxylic acid-modified polyolefins, and carboxylic acid-modified cyclic polyolefins.
  • 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 Crystalline or amorphous polypropylene, such as 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.
  • a cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
  • the carboxylic acid-modified polyolefin is a polymer obtained by modifying the polyolefin with a 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 by ⁇ , ⁇ 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.
  • these resin components preferably a crystalline or amorphous polyolefin, a cyclic polyolefin, and a blend polymer thereof; more preferably, polyethylene, polypropylene, a copolymer of ethylene and norbornene, and two or more of these These blend polymers can be mentioned.
  • the sealant layer 3 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 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 3 is not particularly limited, but may be 2 to 2000 ⁇ m, preferably 5 to 1000 ⁇ m, and more preferably 10 to 500 ⁇ m.
  • the battery packaging material of the present invention does not have a base layer made of an adhesive layer and a resin film on the barrier layer 2, it can be made thinner than conventional film-like battery packaging materials.
  • the total thickness of the battery packaging material of the present invention may be set to 40 to, for example, in order to provide a thick film capable of setting the puncture strength in the above range and further setting the dielectric breakdown voltage to the above value.
  • the thickness is about 120 ⁇ m, preferably about 50 to 100 ⁇ m.
  • Method for producing battery packaging material is not particularly limited as long as a laminate in which layers having a predetermined composition are laminated is obtained, but for example, a method comprising the following steps: Illustrated: A coating layer forming step in which a resin composition containing a thermosetting resin and a curing accelerator is applied on the barrier layer and cured by heating. The coating layer is laminated in the barrier layer before or after the coating layer forming step. The process of laminating a sealant layer on the surface opposite to the surface
  • the coating layer forming step may be performed once, and when it is a multilayer, it may be performed a plurality of times.
  • Application of the resin composition for forming the coating layer on the barrier layer 2 in the coating layer forming step can be performed by a coating method such as a gravure coating method or a roll coating method.
  • the heating conditions for curing the resin composition applied on the barrier layer 2 are, for example, 90 to 200 ° C., preferably 100 to 190 ° C., 0.1 to 60 seconds, preferably 1 to 30 seconds. Is mentioned.
  • the aging under the high temperature condition is not required in the coating layer forming step, and the slip coating layer 1 can be sufficiently cured only by the heating condition, thereby greatly reducing the lead time. be able to.
  • the resin component constituting the sealant layer 3 may be applied on the barrier layer 2 by a method such as a gravure coating method or a roll coating method.
  • a method of laminating the adhesive layer 4 and the sealant layer 3 on the barrier layer 2 by coextrusion (co- Extrusion lamination method) for example, (1) a method of laminating the adhesive layer 4 and the sealant layer 3 on the barrier layer 2 by coextrusion (co- Extrusion lamination method), (2) Separately, a laminate in which the adhesive layer 4 and the sealant layer 3 are laminated, and this is laminated on the barrier layer 2 by the thermal lamination method.
  • An adhesive for forming the adhesive layer 4 is laminated by an extrusion method, a solution-coated high temperature drying or baking method, and the sealant layer 3 previously formed into a sheet shape on the adhesive layer 4 by a thermal lamination method.
  • a single layer or multi-layered coating layer 1 / a laminated body comprising a barrier layer 2 whose surface is subjected to chemical conversion treatment as required / an adhesive layer 4 provided as necessary / a sealant layer 3 is formed. Is done.
  • each layer constituting the laminate is improved or stabilized as necessary in terms of film-forming properties, lamination processing, suitability for final processing (pouching, embossing), etc.
  • surface activation treatment such as corona treatment, blast treatment, oxidation treatment, ozone treatment, etc. may be performed.
  • the battery packaging material of the present invention is used by being molded into a desired shape 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 packaging material was used by covering the periphery of the element so that a flange portion (a region where the sealant layers 3 contact each other) can be formed, and heat sealing the sealant layers 3 of the flange portion together.
  • a battery is provided.
  • 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 has a puncture strength measured in accordance with the provisions of JIS ⁇ 1707: 1997 of the laminate of 5N or more, and the provisions of JIS C2110-1 of the coating layer.
  • the dielectric breakdown voltage measured in accordance with the above is 1.0 kV or more, it has excellent moldability and insulation. Therefore, since the generation
  • the dielectric breakdown voltage of the coating layer is 1.0 or more, the insulation as a battery packaging material is effectively enhanced, and it is suitable as a packaging material used for a battery that is modularized. Can be used.
  • 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.
  • a coating layer was formed on the barrier layer made of an aluminum foil (thickness 40 ⁇ m) subjected to chemical conversion treatment on both sides so as to have the thicknesses shown in Tables 1 and 2.
  • the thermosetting resin composition shown in Table 1 and Table 2 was applied and cured on the barrier layer, and the coating layer was laminated on the barrier layer.
  • the coating layer can be cured in a very short time of 160 ° C. for 30 seconds, and the lead time can be greatly shortened.
  • the detail of the resin composition which comprises a coating layer is as follows.
  • the chemical conversion treatment of the aluminum foil used as the barrier layer is carried out by a roll coating method so that the coating amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry weight) with a treatment solution comprising a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid.
  • the coating was performed on both surfaces of the aluminum foil and baked for 20 seconds under the condition that the coating temperature was 180 ° C. or higher.
  • carboxylic acid-modified polypropylene arranged on the barrier layer side, thickness 23 ⁇ m
  • homopolypropylene innermost layer, thickness 23 ⁇ m
  • a two-layer sealant layer was laminated on the barrier layer.
  • a battery packaging material comprising a laminate in which a coating layer / barrier layer / sealant layer was laminated in order was obtained.
  • thermosetting resin main agent: urethane polyol having a hydroxyl value of less than 40, curing agent: diphenylmethane diisocyanate adduct
  • Curing accelerator 1 part by mass (imidazole compound that promotes crosslinking reaction of thermosetting resin at 80-150 °C)
  • Epoxy resin ⁇ 100 parts by mass of thermosetting resin (main agent: phenol novolac epoxy resin, curing agent: methylhexahydrophthalic anhydride)
  • Thermosetting acrylic resin > ⁇ 100 parts by mass of thermosetting resin (main agent: methacrylate copolymer, curing agent: diphenylmethane diisocyanate adduct)
  • Curing accelerator 1 part by mass (1,5-
  • the incidence of pinholes and cracks was determined when molding was performed when 100 test samples were molded under the above-mentioned conditions by determining that pinholes or cracks were observed even at one location after molding as above.
  • the proportion of defective products was determined, and the case where the proportion of molding defects was less than 5% was judged as acceptable, and the case where the proportion of molding defects was 5% or more was judged as unacceptable.
  • the moldability was evaluated by classifying the obtained determination results according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, if it is D or more according to the following criteria, the quality is satisfactory from a practical viewpoint.

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Abstract

 従来のフィルム状の電池用包装材料における接着層と基材層に代えてコーティング層を最表層として設けることによって薄膜化を実現できるフィルム状の電池用包装材料であって、優れた成形性及び絶縁性を備え、しかもリードタイムの短縮化を図ることができるフィルム状の電池用包装材料を提供する。 少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、 前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、 前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、 前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である、電池用包装材料。

Description

電池用包装材料
 本発明は、バリア層上にコーティング層を最表層として設けることによって薄膜化されたフィルム状の電池用包装材料であって、優れた成形性及び絶縁性を備え、しかもリードタイムも短縮化でき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、電池用包装材料として金属製の包装材料が多用されていた。
 一方、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、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、基材層/接着層/バリア層/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(例えば、特許文献1参照)。このようなフィルム状の電池用包装材料では、シーラント層同士を対向させて周縁部をヒートシールにて熱溶着させることにより電池素子を封止できるように形成されている。
 一方、近年、電池の小型化や薄型化に対する要望が益々高まっており、その要望に追従するようにフィルム状の電池用包装材料でも更なる薄膜化が要求されている。フィルム状の電池用包装材料全体を薄膜化する手法として、厚み10~20μm程度の樹脂フィルムが使用されている基材層を薄膜化する方法が挙げられる。しかしながら、樹脂フィルムの薄膜化には、製造上の限界があり、しかも樹脂フィルムの薄膜化に要する加工コストによって電池用包装材料の製造コストも上昇するという問題点がある。
 また、樹脂フィルムと比較して、熱硬化性樹脂をコートすることにより形成したコーティング層は膜厚を大幅に小さくできるので、フィルム状の電池用包装材料全体を薄膜化する上で、バリア層上に積層される接着層と基材層を、熱硬化性樹脂で形成したコーティング層に置換することも有効になる。
 しかしながら、フィルム状の電池用包装材料において、接着層と基材層に代えて、熱硬化性樹脂にてコーティング層を形成する場合、硬化工程に高温条件でのエージングを数日~数週間行うことが必要とされるため、リードタイムの長期化を招き、高温条件や温度変化に長期間晒されることによる製品不良が生じるという問題点もある。
 また、近年、電池性能の更なる向上に対する要望は枚挙に暇がなく、それに伴い、電池容量の増大が要求されている。フィルム状の電池用包装材料は、深絞り成形等により所定の形状に加工されて電池素子を封止するため、電池容量の増大の実現には、フィルム状の電池用包装材料の成形性を向上させ、成形深さ(成形時の伸び)を増大させることが求められる。また、電池用包装材料には、絶縁性に優れることも要求されている。
 このような従来技術を背景として、接着層と基材層に代えてコーティング層を設けることにより薄膜化を図ったフィルム状の電池用包装材料において、優れた成形性及び絶縁性、さらには、リードタイムの短縮化を可能とする技術の開発が認められている。
特開2001-202927号公報
 本発明は、従来のフィルム状の電池用包装材料における接着層と基材層に代えてコーティング層を最表層として設けることによって薄膜化を実現できるフィルム状の電池用包装材料であって、優れた成形性及び絶縁性を備え、しかもリードタイムの短縮化を図ることができるフィルム状の電池用包装材料を提供することを目的とする。
 本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体からなる電池用包装材料において、当該コーティング層が、熱硬化性樹脂及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、かつ、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上であることによって、意外にも、成形性が向上し、さらにリードタイムの短縮化が可能になることを見出した。また、当該電池用包装材料を形成するコーティング層の絶縁破壊電圧が1.0kV以上であるため、電池用包装材料としての絶縁性を効果的に高められることも見出した。本発明は、これらの知見に基づいてさら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発明を提供する。
項1. 少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
 前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
 前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
 前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である、電池用包装材料。
項2. 前記コーティング層が、最表面側からバリア層側に向けて第1コーティング層、第2コーティング層、及び第3コーティング層がこの順で配された3層構造である、項1に記載の電池用包装材料。
項3. 前記コーティング層の少なくとも1つの層の形成に使用される前記樹脂組成物に顔料及び/又は染料が含まれる、項1または2に記載の電池用包装材料。
項4. 前記コーティング層の少なくとも1つの層の形成に使用される前記樹脂組成物に無機顔料が含まれる、項3に記載の電池用包装材料。
項5. 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、及びアルキド樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種である、項1~4のいずれかに記載の電池用包装材料。
項6. 前記硬化促進剤が、アミジン化合物、カルボジイミド化合物、ケチミン化合物、ヒドラジン化合物、スルホニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩、及び第3級アミン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である、項1~5のいずれかに記載の電池用包装材料。
項7. 前記バリア層が金属箔である、項1~6のいずれかに記載の電池用包装材料。
項8. 電池用包装材料全体の厚さが40~120μmである、項1~7のいずれかに記載の電池用包装材料。
項9. バリア層の上に、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物を塗布し、加熱して硬化させるコーティング層形成工程と、
 前記コーティング層形成工程の前又は後に、バリア層においてコーティング層を積層させる面とは反対側の面にシーラント層を積層させる工程と、
を備える、項1~8のいずれかに記載の電池用包装材料の製造方法。
項10. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1~8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11. 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は、少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
 前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
 前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
 前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である、電池の製造方法。
項12. 少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
 前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
 前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
 前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である積層体の、電池用包装材料としての使用。
 本発明の電池用包装材料は、少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体によって構成されており、従来のフィルム状の電池用包装材料のようにバリア層上に接着層と基材層が設けられていないので、薄膜化を実現できており、電池の小型化や薄膜化に貢献することができる。
 また、本発明の電池用包装材料は、電池用包装材料を構成する積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、かつ、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上であることにより、優れた成形性及び絶縁性を備えさせることができ、深絞り成形時の成形深さを深くしても、クラックやピンホール等が生じるのを抑制することができる。
 また、電池用包装材料を形成するコーティング層の絶縁破壊電圧が1.0kV以上であるため、電池用包装材料としての絶縁性が効果的に高められている。
 さらに、本発明の電池用包装材料は、バリア層上に設けられるコーティング層が、熱硬化性樹脂と硬化促進剤を含有する樹脂組成物の硬化物によって形成されているので、コーティング層の硬化工程において、高温条件でのエージングを要することなく短時間で硬化できるので、リードタイムの短縮化が図られ、さらには高温条件に長期間晒されることによる製品不良の発生を防止することもできる。
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。
 本発明の電池用包装材料は、少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、電池用包装材料を構成する積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、かつ、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上であ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
 本発明の電池用包装材料は、図1に示すように、少なくとも、コーティング層1、バリア層2、及びシーラント層3をこの順に有する積層体からなる積層構造を有する。本発明の電池用包装材料において、コーティング層1は、単層であっても、2以上の層で構成された複層であってもよい。
 前記コーティング層1として、十分な絶縁性を付与できる程度の厚膜を備えさせるために、好ましくは2以上の層で構成された複層、さらに好ましくは2又は3つの層で構成された複層、特に好ましくは3つの層で構成された複層が挙げられる。図2に、前記コーティング層1が、最表面からバリア層2側に向けて、第1コーティング層1a、第2コーティング層1b、及び第3コーティング層1cを順に有する3層構成である場合の本発明の電池用包装材料の積層構造を示す。
 本発明の電池用包装材料において、コーティング層1が最表面層になり、シーラント層3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3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。
 また、本発明の電池用包装材料には、バリア層2とシーラント層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4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
[コーティング層1]
 本発明の電池用包装材料において、コーティング層1はバリア層2の上に設けられ、電池用包装材料の最表層を形成する層である。また、コーティング層1は、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物で形成された単層又は複層構成からなる。すなわち、本発明の電池用包装材料において、コーティング層とは、バリア層側(シーラント層とは反対側)をコーティングしている層であり、熱硬化性樹脂及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物で形成された樹脂層である。さらに、本発明の電池用包装材料においては、JIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、かつ、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である。上記のとおり、本発明の電池用包装材料において、電池用包装材料を形成する積層体の上記突き刺し強さと、コーティング層1の絶縁破壊電圧とが、これらの値を有していることにより、意外にも、電池用包装材料の成形性が飛躍的に高められ、さらに絶縁性も高めることができる。
 電池用包装材料の成形性及び絶縁性をより向上させる観点からは、当該突き刺し強さは9N以上であることが好ましく、13N以上であることがさらに好ましい。本発明において、「突き刺し強さ」とは、JIS 1707:1997の規定にされた突き刺し強さ試験に準拠した方法によって測定される最大応力値を意味する。
 また、本発明の電池用包装材料の成形性及び絶縁性をより向上させる観点からは、コーティング層の絶縁破壊電圧は、1.3kV以上であることが好ましく、1.5kV以上であることがさらに好ましい。コーティング層の絶縁破壊電圧がこのような値を満たすことにより、成形性が高められるだけでなく、電池用包装材料としての絶縁性も高められるため、例えば、本発明の電池用包装材料に収容された電池を複数配列して、好適にモジュール化することができる。
 本発明の電池用包装材料において、上記の突き刺し強さを上記の値に設定し、かつ、絶縁破壊電圧を上記の値に設定するためには、コーティング層1を形成する熱硬化性樹脂及び硬化促進剤として、以下のものを用いることが好ましい。
(熱硬化性樹脂)
 コーティング層1の形成に使用される樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含有する。熱硬化性樹脂は、加熱すると重合して高分子の網目構造を形成して硬化するものであればよい。コーティング層1の形成に使用される熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが、具体的には、エポキシ樹脂、アミノ樹脂(メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等)、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂(熱硬化性アクリル樹脂)、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、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。
 これらの熱硬化性樹脂の中でも、コーティング層1の硬化時間のより一層の短縮化、上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定する観点から、好ましくはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられ、さらに好ましく2液硬化性ウレタン樹脂、2液硬化性エポキシ樹脂、特に好ましくは2液硬化性ウレタン樹脂が挙げられる。
 2液硬化性ウレタン樹脂として、具体的にはポリオール化合物(主剤)と、イソシアネート系化合物(硬化剤)との組み合わせが挙げられ、2液硬化性エポキシ樹脂として、具体的にはエポキシ樹脂(主剤)と、酸無水物、アミン化合物、又はアミノ樹脂(硬化剤)との組み合わせが挙げられる。
 前記2液硬化性ウレタン樹脂において、主剤として使用されるポリオール化合物については、特に制限されないが、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物は、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。
 また、前記2液硬化性ウレタン樹脂において、硬化剤として使用されるイソシアネート系化合物については、特に制限されないが、例えば、ポリイソシアネート、そのアダクト体、そのイソシアヌレート変性体、そのカルボジイミド変性体、そのアロハネート変性体、そのビュレット変性体等が挙げられる。前記ポリイソシアネートとしては、具体的には、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリフェニルメタンジイソシアネート(ポリメリックMDI)、トルエンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビス(4-イソシアネートシクロヘキシル)メタン(H12MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(1,5-NDI)、3,3'-ジメチル-4,4'-ジフェニレンジイソシアネート(TODI)、キシレンジイソシアネート(XDI)等の芳香族ジイソシアネート;トラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート;1,5-ナフタレンジイソシアネート(1,5-NDI)等の多環芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。前記アダクト体としては、具体的には、前記ポリイソシアネートに、トリメチロールプロパン、グリコール等を付加したものが挙げられる。これらのイソシアネート系化合物は、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。
 単層構造のコーティング層1の場合、又は複層構造のコーティング層1で最表層に位置する層において、熱硬化性樹脂として、多環芳香族骨格及び/又は複素環骨格を有しているものを使用すると、より一層優れた耐薬品性を備えさせることもできる。多環芳香族骨格を有する熱硬化性樹脂として、具体的には、多環芳香族骨格を有するエポキシ樹脂、多環芳香族骨格を有するウレタン樹脂が挙げられる。また、複素環骨格を有する熱硬化性樹脂として、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等のアミノ樹脂が挙げられる。これらの多環芳香族骨格及び/又は複素環骨格を有する熱硬化性樹脂は、1液硬化型又は2液型硬化型のいずれであってもよい。
 多環芳香族骨格を有するエポキシ樹脂としては、より具体的には、ジヒドロキシナフタレンと、エピハロヒドリンとの反応物;ナフトールとアルデヒド類との縮合物(ナフトールノボラック樹脂)と、エピハロヒドリンとの反応物;ジヒドロキシナフタレンとアルデヒド類との縮合物と、エピハロヒドリンの反応物;モノ又はジヒドロキシナフタレンとキシリレングリコール類との縮合物と、エピハロヒドリンとの反応物;モノ又はジヒドロキシナフタレンとジエン化合物との付加物と、エピハロヒドリンとの反応物;ナフトール同士が直接カップリングしたポリナフトール類とエピハロヒドリンとの反応物等が挙げられる。
 多環芳香族骨格を有するウレタン樹脂としては、より具体的には、ポリオール化合物と、多環芳香族骨格を有するイソシアネート系化合物との反応物が挙げられる。
(硬化促進剤)
 コーティング層1の形成に使用される樹脂組成物は、硬化促進剤を含有する。このように、熱硬化性樹脂と共に、硬化促進剤を共存させることにより、製造時に高温条件でのエージングを要することなく短時間でコーティング層を硬化させて、リードタイムを短縮することが可能になる。
 ここで、「硬化促進剤」とは、自らは架橋構造を形成しないが、熱硬化性樹脂の架橋反応を促進する物質であり、熱硬化性樹の架橋反応を促進する作用を有し、自らも架橋構造を形成する場合もある物質である。
 硬化促進剤の種類については、使用する熱硬化性樹脂に応じて、前述する硬度を充足できるように適宜選定されるが、例えば、アミジン化合物、カルボジイミド化合物、ケチミン化合物、ヒドラジン化合物、スルホニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩、第3級アミン化合物等が挙げられる。
 前記アミジン化合物としては、特に制限されないが、例えば、イミダゾール化合物、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ-7エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネ-5-エン(DBN)、グアニジン化合物等が挙げられる。前記イミダゾール化合物としては、具体的には、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2,4-ジメチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1,2-ジエチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル-(1)']-エチル-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-エチル-4'-メチルイミダゾリル-(1)']-エチル-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-ウンデシルイミダゾリル]-エチル-S-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル-(1)']-エチル-S-トリアジンイソシアヌール酸化付加物、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-アリール-4,5-ジフェニルイミダゾール等が挙げられる。これらのアミジン化合物は、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。
 前記カルボジイミド化合物としては、特に制限されないが、例えば、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-N’-エチルカルボジイミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル]-N'-エチルカルボジイミドメチオジド、N-tert-ブチル-N’-エチルカルボジイミド、N-シクロヘキシル-N’-(2-モルホリノエチル)カルボジイミドメソ-p-トルエンスルホネート、N,N’-ジ-tert-ブチルカルボジイミド、N,N’-ジ-p-トリルカルボジイミド等が挙げられる。これらのカルボジイミド化合物は、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。
 前記ケチミン化合物としては、ケチミン結合(N=C)を有することを限度として特に制限されないが、例えばケトンとアミンとを反応させて得られるケチミン化合物が挙げられる。前記ケトンとしては、具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル第3ブチルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルプロピルケトン、エチルブチルケトン、ジプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソブチルケトン等が挙げられる。また、前記アミンとしては、具体的には、o-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジエチルジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン;エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、イミノビスプロピルアミン、メチルイミノビスプロピルアミン等の脂肪族ポリアミン;N-アミノエチルピペラジン、3-ブトキシイソプロピルアミン等の主鎖にエーテル結合を有するモノアミンやポリエーテル骨格のジアミン;イソホロンジアミン、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン、1-シクロヘキシルアミノ-3-アミノプロパン、3-アミノメチル-3,3,5-トリメチルシクロヘキシルアミン等の脂環式ポリアミン:ノルボルナン骨格のジアミン;ポリアミドの分子末端にアミノ基を有するポリアミドアミン;2,5-ジメチル-2,5-ヘキサメチレンジアミン、メンセンジアミン、1,4-ビス(2-アミノ-2-メチルプロピル)ピペラジン等が、具体例として挙げられる。これらのケチミン化合物は、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。
 前記ヒドラジン化合物としては、特に制限されないが、例えば、ジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。これらのヒドラジン化合物は、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。
 前記スルホニウム塩としては、特に制限されないが、例えば、4-アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-アセトフェニルジメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、ジメチル-4-(ベンジルオキシカルボニルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル-4-(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジメチル-4-(ベンゾイルオキシ)フェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート等のアルキルスルホニウム塩;ベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、4-アセトキシフェニルベンジルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-4-メトキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-3-クロロ-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、4-メトキシベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等のベンジルスルホニウム塩;ジベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェー、ジベンジル-4-メトキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ベンジル-4-メトキシベンジル-4-ヒドロキシフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート等のジベンジルスルホニウム塩;p-クロロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p-ニトロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、3,5-ジクロロベンジル-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、o-クロロベンジル-3-クロロ-4-ヒドロキシフェニルメチルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等の置換ベンジルスルホニウム塩等が挙げられる。これらのスルホニウム塩は、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。
 前記ベンゾチアゾリウム塩としては、特に制限されないが、例えば、3-ベンジルベンゾチアゾリウムヘキサフルオロアンチモネート、3-ベンジルベンゾチアゾリウム ヘキサフルオロホスフェート、3-ベンジルベンゾチアゾリウム テトラフルオロボレート、3-(p-メトキシベンジル)ベンゾチアゾリウム ヘキサフルオロアンチモネート、3-ベンジル-2-メチルチオベンゾチアゾリウム ヘキサフルオロアンチモネート、3-ベンジル-5-クロロベンゾチアゾリウム ヘキサフルオロアンチモネート等のベンジルベンゾチアゾリウム塩が挙げられる。これらのベンゾチアゾリウム塩は、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。
 前記第3級アミン化合物としては、特に制限されないが、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、キヌクリジン、3-キヌクリジノール等の脂肪族第3級アミン;ジメチルアニリン等の芳香族第3級アミン;イソキノリン、ピリジン、コリジン、ベータピコリン等の複素環第3級アミン等が挙げられる。これらの第3級アミン化合物は、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。
 前記硬化促進剤の好適な一例としては、熱酸発生剤として機能するものが挙げられる。熱酸発生剤とは、加熱により酸を発生し、硬化促進剤として機能する物質である。前述する硬化促進剤の内、熱酸発生剤として機能し得るものとしては、具体的には、スルホニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩等が挙げられる。
 また、前記硬化促進剤の他の好適な一例としては、所定の加熱条件下(例えば80~200℃、好ましくは100~160℃)で活性化して熱硬化性樹脂の架橋反応を促進する熱潜在性を備えるものが挙げられる。前述する硬化促進剤の内、熱潜在性である物質としては、具体的には、アミジン化合物、ヒドラジン化合物、第3級アミン化合物等にエポキシ化合物が付加したエポキシアダクトが挙げられる。
 さらに、前記硬化促進剤の他の好適な一例としては、密閉状態、すなわち湿気遮断状態では硬化剤として機能しないが、密閉状態を開封し、湿気の存在する条件下で加水分解して硬化剤として機能する加水分解型潜在性を備えるものが挙げられる。前述する硬化促進剤の内、加水分解型潜在性である物質としては、具体的には、アミジン化合物、ヒドラジン化合物、第3級アミン化合物等にエポキシ化合物が付加したエポキシアダクトが挙げられる。
 これらの硬化促進剤は、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。これらの硬化促進剤の中でも上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定する観点からは、好ましくはアミジン化合物、スルホニウム塩、さらに好ましくはアミジン化合物が挙げられる。
 コーティング層1の形成に使用される樹脂組成物における硬化促進剤の含有量については、使用する熱硬化性樹脂の種類、硬化促進剤の種類等に応じて適宜設定されるが、上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定する観点からは、例えば、熱硬化性樹脂100質量部に対して、硬化促進剤が総量で0.01~6質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~2質量部が挙げられる。
(顔料及び/又は染料)
 コーティング層1を構成する少なくとも1つの層には、必要に応じて顔料及び/又は染料が含まれてもよい。コーティング層1を構成する少なくとも1つの層において、顔料及び/又は染料を含有させることにより、電池用包装材料に識別性を付与(顔料及び/又は染料によって呈色)でき、さらには電池用包装材料の熱伝導率を高めて放熱性を向上させることが可能になる。
 従来のフィルム状の電池用包装材料において、電池の種別毎に色調による識別性を付与する場合には、接着層又は基材層のいずれか一方に顔料及び/又は染料を配合する必要があるが、接着層に顔料及び/又は染料を配合する場合には接着層の接着強度の低下を招き、基材層に顔料及び/又は染料を配合する場合には基材層の製造コストの上昇を招くという欠点があった。これに対して、本発明の電池用包装材料では、コーティング層を構成する少なくとも1つの層に顔料及び/又は染料を含有させることにより電池用包装材料に識別性を付与できるので、従来のフィルム状の電池用包装材料に識別性を付与する際の欠点を克服することもできる。さらに、コーティング層を構成する少なくとも1つの層に顔料及び/又は染料(特に、無機顔料)を含有させると、電池用包装材料の熱伝導率を高めて放熱性を向上させることができるため、電池の安全性の向上にも資することができる。
 顔料の材質については、特に制限されず、無機顔料又は有機顔料のいずれであってもよい。無機顔料としては、具体的には、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、タルク、シリカ、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニウム,酸化ネオジウム,酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム,硫酸バリウム、炭酸カルシウム,ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、金、アルミニウム、銅、ニッケル等が挙げられる。有機顔料としては、具体的には、アゾ顔料、多環顔料、レーキ顔料、蛍光顔料等が挙げられる。これらの顔料は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。
 顔料の形状についても、特に制限されず、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。また、顔料の平均粒径については、特に制限されないが、例えば0.01~3μm、好ましくは0.05~1μmが挙げられる。なお、顔料の平均粒径は、島津レーザ回折式粒度分布測定装置SALD-2100-WJA1を使用し、圧縮空気を利用してノズルから測定対象となる粉体を噴射し、空気中に分散させて測定する噴射型乾式測定方式により測定される値である。
 顔料には、必要に応じて、表面に絶縁処理、高分散性処理(樹脂被覆処理)等の各種表面処理を施しておいてもよい。
 また、染料の種類については、コーティング層1の形成に使用される樹脂組成物に溶解・分散できることを限度として特に制限さないが、例えば、ニトロ染料、アゾ系染料、スチルベン染料、カルポニウム染料、キノリン染料、メチン染料、チアゾール染料、キインイミン染料、アントラキノン染料、インジゴイド染料、及びフタロシアニン染料などを挙げることができ、好ましくはアゾ染料、カルポニウム染料、アントラキノン染料などが挙げられる。これらの染料は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。
 これらの顔料と染料の中でも、電池用包装材料の放熱性をより一層向上させるという観点から、好ましくは顔料、より好ましくは無機顔料、さらに好ましくはカーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素材料、特に好ましくはカーボンブラックが挙げられる。
 コーティング層1を構成する少なくとも1つの層において、顔料及び/又は染料を含有させる場合、その含有量については、使用する顔料及び/又は染料の種類、電池用包装材料に付与すべき識別性や放熱性等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、顔料及び/又は染料を含有させる層に含まれる熱硬化性樹脂100質量部に対して、顔料及び/又は染料が総量で1~30質量部が挙げられる。より一層優れた識別性を付与するという観点から、顔料及び/又は染料を含有させる層に含まれる熱硬化性樹脂100質量部に対して、顔料及び/又は染料が総量で3~20質量部が挙げられる。また、より一層優れた識別性と共に、顔料及び/又は染料に起因する成形性の低下を抑制するという観点から、顔料及び/又は染料を含有させる層に含まれる熱硬化性樹脂100質量部に対して、顔料及び/又は染料が総量で5~15質量部が挙げられる。
(他の添加剤)
 コーティング層1の形成に使用される樹脂組成物には、前述する成分の他に、必要に応じて、有機フィラー、スリップ剤、溶剤、エラストマー樹脂等の他の添加剤が含まれてもよい。
 特に、コーティング層1が単層構造の場合、又は複層構造で最表層に位置する層において、スリップ剤が含まれていると、プレス成形やエンボス加工における成形・加工性を向上させたり、操作性を良好にすることが可能になる。
 有機フィラーの種類については、特に制限されないが、例えば、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン等が挙げられる。また、有機フィラーの形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状等が挙げられる。
 また、スリップ剤としては、特に制限されず、非反応性スリップ剤であってもよく、また反応性スリップ剤であってもよい。特に、反応性スリップ剤は、コーティング層1からスリップ剤がブリード喪失し難く、使用時に粉吹きや裏移りが生じたり、コーティング層1のスリップ効果が経時的に低下したりするのを抑制できるという利点があるので、スリップ剤の中でも、好ましくは反応性スリップ剤が挙げられる。
 ここで、非反応性スリップ剤とは、熱硬化性樹脂と反応して化学的に結合する官能基を有さず、スリップ性(滑り性)を付与できる化合物である。また、反応性スリップ剤とは、前記熱硬化性樹脂と反応して化学的に結合する官能基を有し、且つスリップ性(滑り性)を付与できる化合物である。
 非反応性スリップ剤としては、具体的には、例えば、脂肪酸アマイド、金属石鹸、親水性シリコーン、シリコーンをグラフトしたアクリル、シリコーンをグラフトしたエポキシ、シリコーンをグラフトしたポリエーテル、シリコーンをグラフトしたポリエステル、ブロック型シリコーンアクリル共重合体、ポリグリセロール変性シリコーン、パラフィン等が挙げられる。これらの非反応性スリップ剤は、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。
 また、反応性スリップ剤において、官能基の種類については、使用する熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、例えば、水酸基、メルカプト基、加水分解性シリル基、イソシアネート基、エポキシ基、重合性ビニル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。反応性スリップ剤において、1分子当たりの官能基数については、特に制限されないが、例えば、1~3個、好ましくは1又は2個が挙げられる。
 反応性スリップ剤として、具体的には、前記官能基を有する変性シリコーン;前記官能基を有する変性フッ素樹脂;ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸アミドに対して前記官能基が導入された化合物;前記官能基が導入された金属石鹸;前記官能基が導入されたパラフィン等が挙げられる。これらの反応性スリップ剤は、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。これらの反応性スリップ剤の中でも、好ましくは前記官能基を有する変性シリコーン、前記官能基を有するフッ素樹脂、前記官能基を有するシリコーン変性樹脂が挙げられる。前記変性シリコーンとして、具体的には、アクリル樹脂がブロック重合した変性シリコーン等のように、前記官能基を有する重合体がブロック重合した変性シリコーン;アクリレートがグラフト重合した変性シリコーン等のように、前記官能基を有する単量体がグラフト重合した変性シリコーン等が挙げられる。また、前記変性フッ素樹脂としては、具体的には、アクリレートがグラフト重合したフッ素樹脂等のように、前記官能基を有する単量体がグラフト重合した変性フッ素樹脂;アクリル樹脂がブロック重合した変性フッ素樹脂等のように、前記官能基を有する重合体がブロック重合したフッ素樹脂等が挙げられる。また、前記シリコーン変性樹脂としては、具体的には、前記官能基を有するアクリル樹脂にシリコーンがグラフト重合しているシリコーン変性アクリル樹脂等のように、前記官能基を有し且つシリコーンがグラフト重合したシリコーン変性樹脂等が挙げられる。また、前記変性フッ素樹脂としては、具体的には、アクリレートがグラフト重合したフッ素樹脂等のように、前記官能基を有する単量体がグラフト重合した変性フッ素樹脂;アクリル樹脂がブロック重合した変性フッ素樹脂等のように、前記官能基を有する重合体がブロック重合したフッ素樹脂等が挙げられる。これらの中でも、特に好ましい反応性スリップ剤として、前記官能基を有する単量体又は重合体がシリコーンの一方の末端に重合している変性シリコーン;前記官能基を有する単量体又は重合体がフッ素樹脂の一方の末端に重合している変性フッ素樹脂が挙げられる。このような変性シリコーン及び変性フッ素樹脂としては、例えば「モディパー(登録商標)F・FSシリーズ」(日油株式会社製)、「サイマック(登録商標)シリーズ」(東亞合成株式会社製)等が市販されており、これらの市販品を使用することもできる。
 これらのスリップ剤は、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。
 コーティング層1が単層構造の場合、又は複層構造で最表層に位置する層において、スリップ剤を含有させる場合、その含有量については、特に制限されないが、例えば、熱硬化性樹脂100質量部に対して、スリップ剤が総量で1~12質量部、好ましくは3~10質量部、さらに好ましくは5~8質量部が挙げられる。
 また、コーティング層1が複層構造の場合、最表面に位置する層以外の層(即ち、コーティング層1を構成する最表面の層とバリア2との間に設けられる層)に、エラストマー樹脂を含有させると、コーティング層1が硬化時に収縮するのを抑制しつつ、コーティング層1に適度な柔軟性を付与し、成形性をより一層向上させることが可能になる。
 エラストマー樹脂としては、前記熱硬化性樹脂と架橋可能な官能基を有しており、硬化すると前記熱硬化性樹脂と架橋するものであってもよく、また、このような官能基を有さず、硬化しても前記熱硬化性樹脂と架橋しないものであってもよい。エラストマー樹脂の種類については、特に制限されないが、例えば、エチレンと1種又は2種以上の炭素数2~20のα-オレフィン(エチレンを除く)とを構成モノマーとして含むエチレン系エラストマー等のポリオレフィン系エラストマー;スチレン系エラストマー;ポリエステル系エラストマー;ウレタン系エラストマー;アクリル系エラストマー;ビスフェノールA型エポキシ系エラストマー等のエポキシ系エラストマー;ポリエステルポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリウレタンポリオール等のポリオール系エラストマー;ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等のゴム成分等が挙げられる。これらのエラストマー樹脂の中でも、好ましくは、ウレタン系エラストマー、エポキシ系エラストマー、ポリオール系エラストマーが挙げられる。
 これらのエラストマー樹脂は、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。
 コーティング層1が複層構造の場合に、最表面に位置する層以外の層(即ち、コーティング層1を構成する最表面の層とバリア2との間に設けられる層)において、エラストマー樹脂を含有させる場合、その含有量については、特に制限されないが、例えば、熱硬化性樹脂100質量部に対して、スリップ剤が総量で3~50質量部、好ましくは5~30質量部、さらに好ましくは10~20質量部が挙げられる。
(コーティング層1の好適な層構造)
 前述するように、コーティング層1は、単層構造であっても、2以上の層からなる複層構造であってもよいが、上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定できる程度の厚膜を備えさせるために、好ましくは2以上の層で構成された複層構造、さらに好ましくは2又は3つの層で構成された複層構造、特に好ましくは3つの層で構成された複層構造が挙げられる。
 コーティング層1を2つの層で構成された複層構造にする場合、すなわち、2層構造のコーティング層1に顔料及び/又は染料を含有させる場合には、顔料及び/又は染料は、前記第1コーティング層1a及び第2コーティング層1bのいずれか少なくとも一方の層に含まれていればよい。電池用包装材料の成形後に、成形された部分と成型されていない部分の色調の差を小さくするという観点から、顔料及び/又は染料は、前記第1コーティング層1a及び第2コーティング層1bの双方に含まれていることが好ましい。
 また、コーティング層1を3つの層で構成された複層にする場合、すなわち、3層構造のコーティング層1に顔料を含有させる場合には、顔料及び/又は染料は、前記第1コーティング層1a、第2コーティング層1b、及び第3コーティング層1cのいずれか少なくとも一つの層に含まれていていればよい。電池用包装材料の成形後に、成形された部分と成型されていない部分の色調の差を小さくするという観点から、顔料及び/又は染料は、前記第1コーティング層1a、第2コーティング層1b、及び第3コーティング層1cの中の少なくとも2つの層に含まれていることが好ましく、これらの3つの層全てに含まれていることがさらに好ましい。
(コーティング層1の厚さ)
 コーティング層1全体の厚さについては、特に制限されないが、突き刺し強さを上記の範囲に設定しつつ、さらに上記の絶縁破壊電圧を付与できる程度の厚膜を備えさせるためには、例えば4~20μm程度、好ましくは6~18μm程度が挙げられる。より具体的には、コーティング層1を単層構造とする場合であれば、その厚さとして、例えば2~10μm程度、好ましくは3~7μm程度が挙げられる。また、コーティング層1を2以上の層からなる複層構造とする場合であれば、各層単独の厚さとして、例えば、1~5μm程度、好ましくは2~4μm程度が挙げられる。
[バリア層2]
 本発明の電池用包装材料において、バリア層2は、包装材料の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光等が侵入するのを防止するためのバリア層として機能する層である。バリア層2の材質としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等の金属箔;酸化珪素、アルミナ等の無機化合物を蒸着したフィルム等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは金属箔、さらに好ましくはアルミニウム箔が挙げられる。電池用包装材料の製造時にしわやピンホールを防止するために、本発明においてバリア層2として、軟質アルミニウム箔、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム(JIS A8021P-O)又は(JIS A8079P-O)箔等を用いることが好ましい。
 バリア層2の厚さについては、特に制限されないが、例えば、金属箔を使用する場合であれば、通常10~200μm、好ましくは20~100μmが挙げられる。
 また、バリア層2として金属箔を使用する場合、接着の安定化、溶解や腐食の防止等のために、少なくとも一方の面、好ましくは少なくともシーラント層側の面、さらに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、バリア層2の表面に耐酸性皮膜を形成する処理である。化成処理は、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等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、ポリリン酸等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からなるアミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理等が挙げられる。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
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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、アリル基又はベンジル基を示す。また、R1及びR2は、同一又は異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、又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、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-ブチル基等の炭素数1~4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1、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等のヒドロキシ基が1個置換された炭素数1~4の直鎖又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は、水素原子、ヒドロキシル基、及び、ドロキシアルキル基のいずれか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からなるアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、約500~約100万、好ましくは約1000~約2万が挙げられる。
 また、金属箔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、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズ等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、金属箔の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、前記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、アミノフェノール等が挙げられる。これらのカチオン性ポリマーは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。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る少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤等が挙げられる。これらの架橋剤は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。
 これらの化成処理は、1種の化成処理を単独で行ってもよく、2種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。これらの中でも、好ましくはクロム酸クロメート処理、さらに好ましくはクロム酸化合物、リン酸化合物、及び前記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が挙げられる。
 化成処理において金属箔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、例えばクロム酸化合物、リン酸化合物、及び前記アミノ化フェノール重合体を組み合わせてクロメート処理を行う場合であれば、金属箔の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で約0.5~約50mg、好ましくは約1.0~約40mg、リン化合物がリン換算で約0.5~約50mg、好ましくは約1.0~約40mg、及び前記アミノ化フェノール重合体が約1~約200mg、好ましくは約5.0~150mg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、浸漬法等によって、金属箔の表面に塗布した後に、金属箔の温度が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、バリア層2に化成処理を施す前に、予め金属箔を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法等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、金属箔の表面の化成処理を一層効率的に行うことが可能になる。
[接着層4]
 本発明の電池用包装材料において、接着層4は、バリア層2とシーラント層3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4は、バリア層2とシーラント層3とを接着可能である接着用樹脂組成物によって形成される。接着層4の形成に使用される接着剤成分は、バリア層2とシーラント層3を接着可能であることを限度として特に制限されず、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。さらに、接着層4の形成に使用される接着剤成分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く、例えば、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。
 接着層4の形成において、製造時に高温条件でのエージングを要することなく短時間で硬化させてリードタイムの短縮化を図り、上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定する観点から、好ましくは、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含有する接着層用樹脂組成物が好適に使用される。熱硬化性樹脂と、硬化促進剤とを併用することにより、高温条件でのエージングを要することなく短時間で硬化させて、リードタイムを短縮することが可能になり、成形性及び絶縁性も向上させるこができる。
 前記接着層用樹脂組成物に使用される熱硬化性樹脂の種類や好ましいもの等については、前記[コーティング層1]の欄に記載の熱硬化性樹脂と同様である。また、前記接着層用樹脂組成物に使用される硬化促進剤の種類や好ましいもの等については、前記[コーティング層1]の欄に記載の硬化促進剤と同様である。前記接着層用樹脂組成物における硬化促進剤の含有量については、使用する熱硬化性樹脂の種類、硬化促進剤の種類等に応じて適宜設定されるが、例えば、熱硬化性樹脂100質量部に対して、硬化促進剤が総量で0.01~6質量部、好ましくは0.05~5質量部、さらに好ましくは0.1~2質量部が挙げられる。
 接着層4の厚さについては、例えば、2~50μm、好ましくは3~25μmが挙げられる。
[シーラント層3]
 本発明の電池用包装材料において、シーラント層3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3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)等の結晶性又は非晶性のポリプロピレン;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、さら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、好ましくは結晶性又は非晶性のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、及びこれらのブレンドポリマー;さらに好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとノルボルネンの共重合体、及びこれらの中の2種以上のブレンドポリマーが挙げられる。
 シーラント層3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。さらに、シーラント層は、1層のみで形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層以上形成されていてもよい。
 また、シーラント層3の厚みとしては、特に制限されないが、2~2000μm、好ましくは5~1000μm、さらに好ましくは10~500μmが挙げられる。
[電池用包装材料の厚み]
 本発明の電池用包装材料はバリア層2上に、接着層と樹脂フィルムによる基材層を設けていないため、従来のフィルム状の電池用包装材料に比べて薄膜化することができる。本発明の電池用包装材料全体の厚みは、上記の突き刺し強さを上記の範囲に設定し、さらに絶縁破壊電圧を上記の値に設定できる程度の厚膜を備えさせるためには、例えば40~120μm程度、好ましくは50~100μm程度が挙げられる。
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、以下の工程を備える方法が例示される:
 バリア層の上に、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物を塗布し、加熱して硬化させるコーティング層形成工程
 前記コーティング層形成工程の前又は後に、バリア層においてコーティング層を積層させる面とは反対側の面にシーラント層を積層させる工程
 コーティング層1が単層である場合には、上記のコーティング層形成工程は1回行えばよいし、複層である場合には、複数回行えばよい。
 前記コーティング層形成工程におけるバリア層2へのコーティング層を形成する樹脂組成物の塗布は、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で行うことができる。また、バリア層2上に塗布した樹脂組成物を硬化させる際の加熱条件としては、例えば、90~200℃、好ましくは100~190℃で、0.1~60秒間、好ましくは1~30秒間が挙げられる。
 このように、本発明では、コーティング層形成工程において高温条件でのエージングを要せず、前記加熱条件のみでスリップ性コーティング層1を十分に硬化させることができるので、大幅にリードタイムを短縮することができる。
 また、バリア層2上にシーラント層3を直接積層させる場合には、バリア層2上に、シーラント層3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、バリア層2とシーラント層3の間に接着層4を設ける場合には、例えば、(1)バリア層2上に、接着層4及びシーラント層3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4とシーラント層3が積層した積層体を形成し、これをバリア層2上に熱ラミネーション法により積層する方法、(3)バリア層2上に、接着層4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4上に予めシート状に製膜したシーラント層3をサーマルラミネーション法により積層する方法、(4)バリア層2と、予めシート状に製膜したシーラント層3との間に、溶融させた接着層4を流し込みながら、接着層4を介して積層体Aとシーラント層3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、単層又は複層構造のコーティング層1/必要に応じて表面が化成処理されたバリア層2/必要に応じて設けられる接着層4/シーラント層3からなる積層体が形成される。
 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には、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、所望の形状に成形して使用される。
 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3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3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。
 上記のとおり、本発明の電池用包装材料は、積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、かつ、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上であることによって、優れた成形性及び絶縁性を備えている。よって、成形によるピンホールの発生などが効果的に抑制されるため、電池素子を収容するための包装材料として好適に使用することができる。また、コーティング層の絶縁破壊電圧が1.0以上であることによって、電池用包装材料としての絶縁性が効果的に高められており、モジュール化して用いる電池に使用される包装材料として、好適に使用することができる。
 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]
 両面に化成処理を施したアルミニウム箔(厚さ40μm)からなるバリア層に、表1及び表2示す厚みとなるようにコーティング層を形成した。具体的には、バリア層に、表1及び表2に示す熱硬化性樹脂組成物を塗布及び硬化して、バリア層にコーティング層を積層させた。当該電池用包装材料の製造においては、160℃、30秒間という極めて短時間で、当該コーティング層を硬化させることができ、リードタイムの大幅な短縮が図れていた。なお、コーティング層を構成する樹脂組成物の詳細は、下記の通りである。バリア層として使用したアルミニウム箔の化成処理は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥重量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、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行った。次に、バリア層のコーティング層が積層されていない側に、カルボン酸変性ポリプロピレン(バリア層側に配置、厚さ23μm)とホモポリプロピレン(最内層、厚さ23μm)を、共押し出しすることにより、バリア層上に2層からなるシーラント層を積層させた。斯して、コーティング層/バリア層/シーラント層が順に積層された積層体からなる電池用包装材料を得た。
(コーティング層を形成する、表1及び表2に示す樹脂組成物)
<ウレタン樹脂>
・熱硬化性樹脂 100質量部
  (主剤:水酸基価40未満のウレタンポリオール、硬化剤:ジフェニルメタンジイソシアネートアダクト)
・硬化促進剤 1質量部
  (80~150℃で熱硬化性樹脂の架橋反応を促進するイミダゾール化合物)
<エポキシ樹脂>
・熱硬化性樹脂 100質量部
  (主剤:フェノールノボラック型エポキシ樹脂、硬化剤:メチルヘキサヒドロ無水フタル酸)
・硬化促進剤 1質量部
  (1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ-7エン)
<熱硬化性アクリル樹脂>
・熱硬化性樹脂 100質量部
  (主剤:メタクリル酸エステル共重合体、硬化剤:ジフェニルメタンジイソシアネートアダクト)
・硬化促進剤 1質量部
  (1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネ-5-エン)
<ポリイミド樹脂>
・熱硬化性樹脂 100質量部
  (主剤:3,3'-ジアミノベンゾフェノン、3,4'-ジアミノベンゾフェノンをモノマーとするポリイミド樹脂、硬化剤:メチルヘキサヒドロ無水フタル酸)
・硬化促進剤 1質量部
  (80~150℃で熱硬化性樹脂の架橋反応を促進するイミダゾール化合物)
[突き刺し強さの測定]
 上記で得られた電池用包装材料について、それぞれ、JIS 1707:1997の規定に準拠する方法により、突き刺し強さを測定した。なお、突き刺し強さは、コーティング層側から針を突き刺して測定した。結果を表1及び表2に示す。
[絶縁破壊電圧の測定]
 上記で得られた電池用包装材料について、それぞれ、コーティング層の絶縁破壊電圧(交流、50Hz)をJIS C2110-1の規定に準拠して測定した。測定条件の詳細は以下の通りである。結果を表1及び表2に示す。
(試験条件)
昇圧方式;短時間法
周囲媒質;大気(23℃)
昇圧速度;0.3kV/s
試験電極;φ25円柱/φ75円柱
測定数;n=3
試験環境;23℃±2℃、50±5%RH
[成形性の評価]
 上記で得られた各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、成形深さを3.5~5.5mmに設定して上記試験サンプルを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。成形された各試験サンプルにおける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、ピンホール及びクラックの発生率(%)を算出した。ピンホール及びクラックの発生率は、上記成形を行った後に1カ所でもピンホール又はクラックが認められるものを成形不良品として判別し、100個の試験サンプルを上記条件で成形した際に発生した成形不良品の割合を求め、成形不良品の割合が5%未満である場合を合格、成形不良品の割合が5%以上である場合を不合格として判定した。得られた判定結果を下記の基準に従って分類することにより、成形性の評価を行った。結果を表1及び表2に示す。なお、下記基準でD以上であれば、実用的な観点から問題ない品質である。
(成形性の評価基準)
A:成形深さ5.5mmで合格
B:成形深さ5.5mmで不合格、成形深さ5.0mmで合格
C:成形深さ5.0mmで不合格、成形深さ4.5mmで合格
D:成形深さ4.5mmで不合格、成形深さ4.0mmで合格
E:成形深さ4.0mmで不合格、成形深さ3.5mmで合格
F:成形深さ3.5mmで不合格
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
[評価結果]
 表1及び表2に示される結果から、積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である実施例1~36の電池用包装材料においては、成形性に優れていた。一方、突き刺し強さが5N未満または絶縁破壊電圧が1.0kVのいずれか一方に該当する比較例1~20では、成形性が劣っていた。
1 コーティング層
1a 第1コーティング層
1b 第2コーティング層
1c 第3コーティング層
2 バリア層
3 シーラント層

Claims (12)

  1.  少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
     前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
     前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
     前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である、電池用包装材料。
  2.  前記コーティング層が、最表面側からバリア層側に向けて第1コーティング層、第2コーティング層、及び第3コーティング層がこの順で配された3層構造である、請求項1に記載の電池用包装材料。
  3.  前記コーティング層の少なくとも1つの層の形成に使用される前記樹脂組成物に顔料及び/又は染料が含まれる、請求項1または2に記載の電池用包装材料。
  4.  前記コーティング層の少なくとも1つの層の形成に使用される前記樹脂組成物に無機顔料が含まれる、請求項3に記載の電池用包装材料。
  5.  前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、及びアルキド樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~4のいずれかに記載の電池用包装材料。
  6.  前記硬化促進剤が、アミジン化合物、カルボジイミド化合物、ケチミン化合物、ヒドラジン化合物、スルホニウム塩、ベンゾチアゾリウム塩、及び第3級アミン化合物よりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~5のいずれかに記載の電池用包装材料。
  7.  前記バリア層が金属箔である、請求項1~6のいずれかに記載の電池用包装材料。
  8.  電池用包装材料全体の厚さが40~120μmである、請求項1~7のいずれかに記載の電池用包装材料。
  9.  バリア層の上に、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物を塗布し、加熱して硬化させるコーティング層形成工程と、
     前記コーティング層形成工程の前又は後に、バリア層においてコーティング層を積層させる面とは反対側の面にシーラント層を積層させる工程と、
    を備える、請求項1~8のいずれかに記載の電池用包装材料の製造方法。
  10.  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1~8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。
  11.  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は、少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
     前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
     前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
     前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である、電池の製造方法。
  12.  少なくとも、コーティング層、バリア層、及びシーラント層をこの順に有する積層体であり、
     前記コーティング層が、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤を含む樹脂組成物の硬化物により形成された単層又は複層構成からなり、
     前記積層体のJIS 1707:1997の規定に準拠して測定される突き刺し強さが、5N以上であり、
     前記コーティング層のJIS C2110-1の規定に準拠して測定される絶縁破壊電圧が、1.0kV以上である積層体の、電池用包装材料としての使用。
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