WO2020004412A1 - 端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a terminal resin film used for sealing a current extraction terminal in a power storage device or a power generation device, and a power storage device using the same.
  • lithium ion batteries a type of power storage device
  • metal cans have been often used as exterior materials used for lithium ion batteries.
  • packaging materials in which a laminate including a metal layer (for example, aluminum foil) and a resin film is formed in a bag shape. It is being used.
  • a lithium-ion battery in which the battery body is sealed inside the outer package is called a laminated lithium-ion battery.
  • This type of lithium ion battery includes a current extraction terminal (sometimes called a “tab lead”).
  • a terminal resin film sometimes called a “tab sealant” is placed so as to cover a part of the outer periphery of the current extraction terminal for the purpose of improving the adhesion between the current extraction terminal and the exterior material.
  • the all-solid-state battery has a feature that a solid electrolyte is used without using an organic electrolyte as an electrolyte.
  • Lithium ion batteries cannot be used under temperature conditions higher than the boiling point temperature of the electrolyte (about 80 ° C.), while all solid state batteries can be used under temperature conditions exceeding 100 ° C.
  • Operating under high temperature conditions eg, 100-150 ° C. can increase the conductivity of lithium ions.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and provides a terminal resin film having excellent heat resistance and a power storage device using the same.
  • the terminal resin film according to the present disclosure is used for sealing a current extraction terminal in at least one of a power storage device and a power generation device, and includes a resin composition having adhesion to the current extraction terminal.
  • the resin composition is characterized by containing at least one of a thermosetting resin and a thermoplastic resin having a melting point of 160 ° C. or more, and not containing a thermoplastic resin having a melting point of less than 160 ° C.
  • the conventional terminal resin film is mainly made of polypropylene and has a melting point of about 150 ° C. For this reason, for example, the heat resistance is insufficient for use in an all-solid battery that can be at a temperature of 100 to 150 ° C.
  • the terminal resin film according to the present disclosure includes at least one of a thermosetting resin and a thermoplastic resin having a melting point of 160 ° C. or higher, and does not include a thermoplastic resin having a melting point of less than 160 ° C. Has excellent heat resistance. Therefore, even if the power storage device or the power generation device is used under a temperature condition of, for example, 100 to 150 ° C., the hermeticity of the package of these devices can be sufficiently maintained.
  • the “melting point” means a “melting peak temperature” determined according to the method described in JIS K7121-1987. When two or more melting peaks appear independently, the lowest melting peak temperature is used. Is adopted.
  • An all-solid-state battery is an example of a power storage device to which the terminal resin film according to the present disclosure can be applied.
  • the present invention is not limited thereto, and the terminal resin film may be applied to other power storage devices and power generation devices.
  • thermosetting resin polyimide resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, allyl resin, epoxy resin, furan resin and at least selected from the group consisting of silicone resin What is necessary is just to employ a kind of resin.
  • thermosetting resins have excellent adhesion to metal materials (for example, aluminum and nickel) constituting the surface of the current extraction terminal, and also have excellent heat resistance.
  • polyester resins eg, polyethylene terephthalate (PET) and copolymers thereof, and polyester resins based on PET components
  • nylon polyvinyl alcohol resins
  • polychlorinated resins are used as the thermoplastic resins.
  • At least one resin selected from the group consisting of vinylidene, polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polysulfone, fluororesin, polyamideimide and acetyl cellulose may be used.
  • These thermoplastic resins have excellent adhesion to metal materials (for example, aluminum and nickel) constituting the surface of the current extraction terminal, and also have excellent heat resistance.
  • the terminal resin film according to the present disclosure may have a single-layer structure or a multilayer structure.
  • the resin composition constituting the terminal resin film is preferably a resin selected from the group consisting of polyester resins, polyphenylene sulfide, urethane resins, and epoxy resins. .
  • the terminal resin film is a resin selected from the group consisting of a polyester resin having a melting point of 170 to 280 ° C. and a polyphenylene sulfide (PPS) having a melting point of 260 to 290 ° C. And a second layer composed of one of a thermosetting resin and a thermoplastic resin having a melting point of 160 to 280 ° C.
  • the second layer is preferably formed on the surface of the first layer on the side facing the current extraction terminal.
  • a third layer formed on the surface of the first layer opposite to the side on which the second layer is formed may be used. It may be further provided.
  • the third layer can be made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin having a melting point of 160 to 280 ° C.
  • the first layer may be made of a thermosetting resin.
  • the terminal resin film includes a thermosetting resin layer formed on at least one surface of the first layer, and the thermosetting resin layer is larger than the thermosetting resin forming the first layer.
  • the fluidity is high.
  • the present disclosure relates to a power storage device main body, a current extraction terminal extending from the power storage device main body, an exterior material sandwiching the current extraction terminal and housing the power storage device main body, and disposed between the current extraction terminal and the exterior material.
  • a power storage device for example, an all-solid battery including the terminal film is provided.
  • a terminal resin film having excellent heat resistance is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an all-solid-state battery that is an embodiment of a power storage device according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of the exterior material.
  • 3A to 3C are cross-sectional views schematically showing the configuration of the inner layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIG. 1, and is a view schematically showing the configuration of the tab (resin film for terminal and metal terminal) of the all-solid-state battery.
  • 5A to 5C are cross-sectional views schematically showing the configuration of the terminal resin film.
  • FIGS. 6A to 6E are schematic diagrams for explaining a method of manufacturing an evaluation sample in Examples and Comparative Examples.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a power storage device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 illustrates an all-solid-state battery as an example of the power storage device 100, and the following description will be given.
  • the power storage device having the structure illustrated in FIG. 1 is sometimes referred to as a battery pack or a battery cell.
  • the power storage device 100 is an all-solid-state battery, and includes a power storage device main body 10, an exterior material 20, a pair of metal terminals 30 (current extraction terminals), and a terminal resin film 40 (tab sealant).
  • the power storage device main body 10 is a battery main body that performs charging and discharging.
  • the exterior member 20 is arranged so as to cover the surface of the power storage device main body 10 and to contact a part of the terminal resin film 40.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a cut surface of the exterior material 20.
  • the exterior material 20 is, from the outside toward the inside (the power storage device main body 10 side), a base layer 11, a first adhesive layer 12a, a first corrosion prevention treatment layer 13a, and a barrier layer (metal foil layer). 15, a second corrosion prevention treatment layer 13b, a second adhesive layer 12b, and an inner layer 18 in this order.
  • the inner layer 18 contains PET and / or its copolymer and has a melting peak temperature in the range of 160 to 280 ° C., for example, the power storage device 100 (all-solid-state battery) used under a temperature condition of 100 to 150 ° C.
  • the exterior material 20 can achieve the heat resistance required for the exterior material of (2).
  • the PET copolymer means a copolymer containing a unit of polyethylene terephthalate and a unit of another resin.
  • Other resins include, for example, polybutylene terephthalate.
  • the inner layer 18 contains polyethylene terephthalate (PET) and / or its copolymer and has a melting peak temperature in the range of 160 to 280 ° C.
  • the base layer 11 preferably has a melting peak temperature higher than the melting peak temperature of the inner layer 18. Since the base layer 11 has a melting peak temperature higher than the melting peak temperature of the inner layer 18, it is possible to suppress the appearance from being deteriorated due to the melting of the base layer 11 (outer layer) during heat sealing. .
  • the inner layer 18 and the base material layer 11 will be described.
  • a commercially available crystalline PET film (melting peak temperature: about 255 ° C.) can be used.
  • the melting peak temperature of the inner layer 18 may be adjusted within the above range according to the heat resistance required for the inner layer 18 (such as the operating temperature condition of the power storage device 100). For example, the crystallinity of the crystalline PET film is adjusted. Or non-stretched, a copolymer containing units of polyethylene terephthalate and units of other resins, or a PET film containing crystalline PET and amorphous PET may be used. . Alternatively, a polyester resin based on the PET component may be used as the material of the inner layer 18.
  • Such a polyester resin has a structural unit derived from ethylene glycol and a structural unit derived from terephthalic acid, and other structural units.
  • the dihydric alcohol component from which the structural unit of the polyester resin is derived include neopentyl glycol, 1,4-butadiol, diethylene glycol, and the like.
  • the acid component from which the structural unit of the polyester resin is derived include isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, and the like. By adjusting the amounts of these structural units, the melting point of the polyester resin can be adjusted.
  • the polyester-based resin based on the PET copolymer and the PET component is referred to as a PET-based resin.
  • the melting peak temperature of the inner layer 18 is in the range of 160 to 280 ° C. as described above. If this temperature is lower than 160 ° C., the heat resistance of the inner layer 18 becomes insufficient, and if it exceeds 280 ° C., the temperature required for heat sealing becomes excessively high.
  • the lower limit of the melting peak temperature of the inner layer 18 may be 165 ° C, 175 ° C, 185 ° C, 195 ° C, 200 ° C, 205 ° C, 215 ° C, 225 ° C or 235 ° C.
  • the upper limit of the melting peak temperature of the inner layer 18 may be 275 ° C, 268 ° C, 262 ° C, or 252 ° C.
  • the inner layer 18 may have a single-layer structure or a multilayer structure. As shown in FIG. 3A, when the inner layer 18 has a single-layer structure, the inner layer 18 may be, for example, a crystalline PET film (melting peak temperature: about 255 ° C.) or a crystalline PET film. May be adjusted, the non-stretched material may be adjusted, or the melting peak temperature may be lowered to a range of, for example, 160 to 250 ° C. by using a PET resin. When a PET film or a PET-based resin film having a lowered melting peak temperature is used as the inner layer 18, a crystalline PET film (melting peak temperature: about 255 ° C.) can be used as the base layer 11. It is.
  • a crystalline PET film melting peak temperature: about 255 ° C.
  • the thickness of the inner layer 18 is preferably 10 to 100 ⁇ m, and more preferably 20 to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the inner layer 18 is 10 ⁇ m or more, it is easy to secure sealing and insulating properties, and when it is 100 ⁇ m or less, cost can be reduced.
  • the inner layer 18 may have a two-layer structure including a first layer 18a and a second layer 18b formed on a surface inside the first layer 18a.
  • the first layer 18a preferably contains PET and / or PET-based resin and has a melting peak temperature of 170 to 280 ° C.
  • the second layer 18b preferably contains PET and / or PET-based resin and has a lower melting peak temperature than the melting peak temperature of the first layer 18a.
  • the melting peak temperature of the second layer 18b may be, for example, in the range of 160 to 270 ° C.
  • Differences in melting peak temperature T B of the first and the melting peak temperature T A of the layer 18a a second layer 18b is a preferably at 10 ° C. or higher, more preferably 20 ⁇ 100 ° C. is there. When the temperature difference is 10 ° C. or more, more excellent sealing strength can be achieved.
  • the thickness of the first layer 18a is preferably 5 to 500 ⁇ m, more preferably 20 to 200 ⁇ m. When the thickness of the first layer 18a is 5 ⁇ m or more, it is easy to secure insulation, and when it is 500 ⁇ m or less, cost can be reduced.
  • the second layer 18b may contain a thermosetting resin instead of PET and / or PET resin, or may be made of PET and / or PET resin and thermosetting resin. It may contain both curable resins.
  • the thermosetting resin include polyimide resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, allyl resin, epoxy resin, furan resin and silicone resin. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the thickness of the second layer 18b is preferably 5-500 ⁇ m, more preferably 20-200 ⁇ m. When the thickness of the second layer 18b is 5 ⁇ m or more, it is easy to secure sealing performance, and when it is 500 ⁇ m or less, cost reduction can be achieved.
  • the inner layer 18 has a first layer 18a, a second layer 18b, and a surface of the first layer 18a opposite to the side on which the second layer 18b is formed. May have a three-layer structure having the third layer 18c formed on the third layer.
  • the third layer 18c comprises PET and has a lower melting peak temperature than the melting peak temperature of the first layer 18a.
  • the melting peak temperature of the third layer 18c may be, for example, in the range of 160 to 270 ° C.
  • Differences in melting peak temperature T C of the first and the melting peak temperature T A of the layer 18a third layer 18c (T A -T C) is preferably 10 ° C. or higher. When the temperature difference is 10 ° C. or more, more excellent sealing strength can be achieved.
  • the third layer 18c may contain a thermosetting resin instead of PET and / or PET resin, or may be made of PET and / or PET resin and thermosetting resin. It may contain both curable resins.
  • the thermosetting resin include polyimide resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, allyl resin, epoxy resin, furan resin and silicone resin. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the thickness of the third layer 18c is preferably 5 to 500 ⁇ m, and more preferably 20 to 200 ⁇ m. When the thickness of the third layer 18c is 5 ⁇ m or more, high sealing strength can be easily secured, and when it is 500 ⁇ m or less, cost reduction can be achieved.
  • the above-described second layer 18b and third layer 18c may have the same configuration or different configurations.
  • the inner layer 18 may include, for example, various additives (for example, a flame retardant, a slip agent, an antiblocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, a tackifier, and the like).
  • the base material layer 11 has a melting peak temperature higher than the melting peak temperature of the inner layer 18 as described above.
  • the melting peak temperature of the inner layer 18 means the melting peak temperature of the layer having the highest melting peak temperature (for example, the first layer 18a).
  • the melting peak temperature of the base material layer 11 is preferably higher than the melting peak temperature of the inner layer 18 by 10 ° C. or more, more preferably 30 ° C. or more.
  • the resin film that can be used as the base material layer 11 and have a melting peak temperature in the above range include a nylon film, a PET film, a polyamide film, and a polyphenylene sulfide film (PPS film).
  • the base layer 11 a commercially available film may be used, or the base layer 11 may be formed by coating (application and drying of a coating liquid).
  • the base layer 11 may have a single-layer structure or a multi-layer structure, and may be formed by applying a thermosetting resin.
  • the base material layer 11 may include, for example, various additives (for example, a flame retardant, a slip agent, an anti-blocking agent, an antioxidant, a light stabilizer, a tackifier, and the like).
  • Differences in melting peak temperature T 18 of the melting peak temperature T 11 and the inner layer 18 of the substrate layer 11 is preferably at 20 ° C. or higher, more preferably 40 ⁇ 100 ° C..
  • the thickness of the base material layer 11 is preferably 5 to 50 ⁇ m, and more preferably 12 to 30 ⁇ m.
  • first adhesive layer 12a the first corrosion prevention treatment layer 13a, the barrier layer (metal foil layer) 15, the second corrosion prevention treatment layer 13b, and the second adhesion layer 12b will be described. These layers have the same or higher heat resistance as the inner layer 18 and the base layer 11 described above.
  • the adhesive layers 12a and 12b only need to have sufficient heat resistance.
  • known adhesives such as a general adhesive for dry lamination, an acid-modified heat-fusible resin, and a thermosetting adhesive can be used.
  • An adhesive can be appropriately selected and used.
  • the thermosetting adhesive include a polyester urethane adhesive and an epoxy adhesive.
  • the barrier layer 15 is a metal layer having conductivity.
  • a material of the barrier layer 15 for example, aluminum, stainless steel, or the like can be exemplified. However, aluminum is preferable in terms of cost, weight (density), and the like.
  • the corrosion prevention treatment layers 13a and 13b are for protecting the barrier layer 15.
  • a layer containing a rare earth element oxide (for example, cerium oxide) and phosphoric acid or phosphate may be mentioned.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the terminal resin film and the metal terminal shown in FIG. 1 taken along the line IV-IV.
  • One of the pair of (two in FIG. 1) metal terminals 30, 30 is electrically connected to the positive electrode of the power storage device main body 10, and the other metal terminal 30 is connected to the power storage device. It is electrically connected to the negative electrode of the main body 10.
  • the pair of metal terminals 30 extends from the power storage device main body 10 to the outside of the exterior material 20.
  • the shape of the pair of metal terminals 30, 30 can be, for example, a flat plate shape.
  • a metal can be used as the material of the metal terminal 30.
  • the metal used as the material of the metal terminal 30 may be determined in consideration of the structure of the power storage device main body 10, the material of each component of the power storage device main body 10, and the like. For example, when power storage device 100 is an all-solid-state battery, it is preferable to use aluminum as the material of metal terminal 30 connected to the positive electrode of power storage device main body 10. As a material of the metal terminal 30 connected to the negative electrode of the power storage device main body 10, it is preferable to use copper having a nickel plating layer formed on the surface or nickel.
  • the thickness of the metal terminal 30 depends on the size and capacity of the all-solid-state battery. When the all-solid-state battery is small, the thickness of the metal terminal 30 may be, for example, 50 ⁇ m or more. In the case of a large all-solid-state battery for power storage and in-vehicle use, the thickness of the metal terminal 30 can be appropriately set within a range of, for example, 100 to 500 ⁇ m.
  • the terminal resin film 40 is arranged so as to cover a part of the outer peripheral surface of the metal terminal 30.
  • the terminal resin film 40 has the same or higher heat resistance as the inner layer 18 and the base layer 11 described above.
  • the terminal resin film 40 is made of a resin composition having adhesiveness to the metal terminal 30, and the resin composition is formed of at least one of a thermosetting resin and a thermoplastic resin having a melting peak temperature (melting point) of 160 ° C. or more. It does not contain a thermoplastic resin having a melting peak temperature of less than 160 ° C. According to the terminal resin film 40 having such a configuration, even if the power storage device is used under a temperature condition of, for example, 100 to 150 ° C., the temperature of the metal terminal 30 reaches, for example, 100 to 150 ° C. However, the power storage device 100 can be sufficiently sealed.
  • the resin composition contains at least one of a thermosetting resin and a thermoplastic resin having a melting peak temperature (melting point) of 200 ° C. or more, and does not contain a thermoplastic resin having a melting peak temperature of less than 200 ° C. You may.
  • thermosetting resin used for the terminal resin film 40 is selected from the group consisting of polyimide resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, allyl resin, epoxy resin, furan resin and silicone resin. At least one kind of resin to be used. These thermosetting resins have excellent adhesion to metal materials (for example, aluminum and nickel) forming the surface of the metal terminal 30 and also have excellent heat resistance.
  • thermoplastic resin used for the terminal resin film 40 examples include PET, the above-mentioned PET resin, nylon, polyvinyl alcohol resin, polyvinylidene chloride, polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide, polyetherimide, polysulfone, and fluorine. At least one resin selected from the group consisting of resin, polyamideimide and acetyl cellulose may be employed. These thermoplastic resins have excellent adhesion to metal materials (for example, aluminum and nickel) constituting the surface of the metal terminal 30, and also have excellent heat resistance.
  • metal materials for example, aluminum and nickel
  • the terminal resin film 40 may have a single-layer structure or a multilayer structure.
  • the resin composition constituting the terminal resin film 40 is made of PET, the above-mentioned PET-based resin, polyphenylene sulfide, urethane resin, and epoxy resin. It is preferably a kind of thermoplastic resin selected from the group consisting of and / or a kind of thermosetting resin selected from the group consisting of urethane resin and epoxy resin.
  • the terminal resin film 40 may be made of PET and / or PET resin having a melting peak temperature of 170 to 270 ° C. or polyphenylene sulfide (PPS) having a melting peak temperature of 260 to 300 ° C. ) And a second layer made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin having a melting peak temperature of 160 to 270 ° C. formed on the surface of the first layer 40 a facing the metal terminal 30. (See FIG. 5B).
  • PET and / or PET-based resin or PPS having a sufficiently high melting peak temperature as a resin constituting the first layer 40a, the first layer 40a does not melt during heat sealing. Excellent insulation can be achieved.
  • the melting peak temperature of PET or PET-based resin constituting the first layer 40a may be 210 ° C. or higher.
  • the melting peak temperature of PET or PET-based resin constituting the second layer 40b may be 200 ° C. or higher.
  • Differences in melting peak temperature S B of the first melting peak temperature of the layer 40a S A and the second layer 40b (S A -S B) is a preferably at 10 ° C. or higher, more preferably 20 ⁇ 100 ° C. is there. When this temperature difference is 10 ° C. or more, excellent insulation of the metal terminal 30 can be achieved.
  • the thickness of the first layer 40a is preferably 5 to 500 ⁇ m, more preferably 20 to 200 ⁇ m. When the thickness of the first layer 40a is 5 ⁇ m or more, insulation can be easily ensured, and when it is 500 ⁇ m or less, cost can be reduced.
  • the thickness of the second layer 40b is preferably from 5 to 500 ⁇ m, more preferably from 20 to 200 ⁇ m. When the thickness of the second layer 40b is 5 ⁇ m or more, it is easy to secure sealing performance, and when it is 500 ⁇ m or less, cost reduction can be achieved.
  • the terminal resin film 40 When the terminal resin film 40 has a multilayer structure including the first and second layers 40a and 40b, the terminal resin film 40 is formed on the surface of the first layer 40a opposite to the side on which the second layer 40b is formed.
  • a third layer 40c may be further provided (see FIG. 5C).
  • the third layer 40c can be made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin having a melting peak temperature of 160 to 270 ° C.
  • the first layer 40a is made of a thermosetting resin
  • a thermosetting resin having higher fluidity than the thermosetting resin forming the first layer 40a As the second layer 40b, excellent adhesion to the metal terminal 30 can be achieved by the second layer 40b during heat sealing.
  • a thermosetting resin having higher fluidity than the thermosetting resin forming the first layer 40a may be employed as the third layer 40c. With such a structure, the power storage device 100 with more excellent sealing performance can be obtained.
  • the thickness of the third layer 40c is preferably 5 to 500 ⁇ m, and more preferably 20 to 200 ⁇ m. When the thickness of the third layer 40c is 5 ⁇ m or more, it is easy to secure sealing performance, and when it is 500 ⁇ m or less, cost reduction can be achieved.
  • an electric solid-state battery is illustrated as the power storage device to which the terminal resin film 40 is applied, but the terminal resin film 40 is applied to another power storage device (for example, a lithium ion battery) or a power generation device. May be applied.
  • a base material layer As a base material layer, a high heat-resistant polyamide film having a melting peak temperature of 300 ° C. (manufactured by Unitika Ltd., thickness: 25 ⁇ m) was prepared. An aluminum foil (thickness: 40 ⁇ m) was prepared as a metal foil layer. As the inner layer, a PET film (thickness: 75 ⁇ m, single layer structure) having a melting peak temperature of 255 ° C. was prepared. The base material layer and the metal foil layer are bonded together with a thermosetting adhesive (polyester urethane), and the metal foil layer and the inner layer are bonded together with the same adhesive to form an exterior material having sufficient heat resistance. Obtained.
  • a thermosetting adhesive polyyester urethane
  • Example 1 ⁇ Preparation of terminal resin film (single-layer structure)> (Example 1) An epoxy resin film (thickness: 100 ⁇ m) was prepared as a terminal resin film (single-layer structure).
  • Example 2 A urethane resin film (thickness: 100 ⁇ m) was prepared as a terminal resin film (single-layer structure).
  • Example 3 A nylon film (thickness: 100 ⁇ m, melting point: 225 ° C.) was prepared as a terminal resin film (single-layer structure).
  • Example 4 A PET film (thickness: 100 ⁇ m, melting point: 255 ° C.) was prepared as a terminal resin film (single-layer structure).
  • Example 5 As the terminal resin film (single-layer structure), a polyester copolymer film (thickness: 100 ⁇ m, melting point: 160 ° C.) was used.
  • Example 6 A PPS film (thickness: 100 ⁇ m, melting point: 290 ° C.) was prepared as a terminal resin film (single-layer structure).
  • Example 8 By bonding the following films, a terminal resin film having a two-layer structure including a first layer and a second layer was produced.
  • First layer urethane resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • Second layer epoxy resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • Example 9 By bonding the following films, a terminal resin film having a two-layer structure including a first layer and a second layer was produced.
  • First layer Epoxy resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • Second layer epoxy resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • Example 11 By bonding the following films, a terminal resin film having a two-layer structure including a first layer and a second layer was produced.
  • First layer PPS film (thickness: 50 ⁇ m, melting point: 290 ° C.)
  • Second layer epoxy resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • a terminal resin film having a two-layer structure including a first layer and a second layer was produced.
  • First layer PP film (thickness: 50 ⁇ m, melting point: 140 ° C.)
  • Second layer epoxy resin film (thickness: 50 ⁇ m)
  • the sample 50 having the outer material cut into 120 mm x 200 mm was set in a cold molding die so that the inner layer was in contact with the convex portion of the molding machine, and subjected to a 2.0 mm drawing process at a molding speed of 15 mm / sec to form a concave portion. 51 were formed. Thereafter, the sample 50 was folded in two (see FIG. 6A). Next, the upper side portion 54 of 100 mm was heat-sealed while the metal terminal 52 (material: aluminum) was sandwiched between the terminal resin films 53 according to Examples and Comparative Examples (see FIG.
  • a terminal resin film having excellent heat resistance is provided.
  • SYMBOLS 10 Power storage device main body, 20 ... Exterior material, 30 ... Metal terminal (current extraction terminal), 40 ... Terminal resin film, 40a ... First layer, 40b ... Second layer, 40c ... Third layer, 100 ... Power storage device

Abstract

本開示は蓄電装置又は発電装置において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルムに関する。この端子用樹脂フィルムは、電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が160℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が160℃未満の熱可塑性樹脂を含まない。

Description

端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置
 本開示は、蓄電装置又は発電装置において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置に関する。
 近年、携帯機器の小型化や自然発電エネルギーの有効活用の要求が増しており、より高い電圧が得られ且つエネルギー密度が高いリチウムイオン電池(蓄電装置の一種)の研究開発が行われている。リチウムイオン電池に用いられる外装材として、従来は金属製の缶が多く用いられてきた。近年、適用する製品の薄型化や多様化等の要求に対し、製造コストが低いという理由から、金属層(例えば、アルミニウム箔)と樹脂フィルムとを含む積層体を袋状にした外装材が多く用いられるようになってきている。
 上記外装材の内部に電池本体が密封されたリチウムイオン電池は、ラミネート型リチウムイオン電池と称される。このタイプのリチウムイオン電池は、電流取り出し端子(「タブリード」と呼ばれることもある)を備える。電流取出し端子と外装材の密着性を向上させる等の目的で、電流取出し端子の外周の一部を覆うように端子用樹脂フィルム(「タブシーラント」と呼ばれることもある)が配置される場合がある(例えば、特許文献1~3参照)。
特開2008-4316号公報 特開2010-218766号公報 特開2009-259739号公報
 ところで、リチウムイオン電池の次世代電池として、全固体電池と称される蓄電装置の研究開発がなされている。全固体電池は、電解物質として有機電解液を使用せず、固体電解質を使用するという特徴を有する。リチウムイオン電池は、電解液の沸点温度(80℃程度)よりも高い温度条件で使用することができないのに対し、全固体電池は100℃を越える温度条件で使用することが可能であるとともに、高い温度条件下(例えば100~150℃)で作動させることによってリチウムイオンの伝導度を高めることができる。
 しかし、外装材として上記のような積層体を使用し、ラミネート型の全固体電池を製造する場合、端子用樹脂フィルムの耐熱性が不十分であることに起因して全固体電池のパッケージの密封性が不十分になるおそれがある。
 本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置を提供する。
 本開示に係る端子用樹脂フィルムは、蓄電装置及び発電装置の少なくとも一方において電流取出し端子をシールするために使用されるものであって、電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が160℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が160℃未満の熱可塑性樹脂を含まないことを特徴とする。
 従来の端子用樹脂フィルムは、主にポリプロピレンからなり、融点が150℃程度であった。このため、例えば、100~150℃の温度となり得る全固体電池に使用するには耐熱性が不十分である。これに対し、本開示に係る端子用樹脂フィルムは、熱硬化性樹脂及び融点が160℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が160℃未満の熱可塑性樹脂を含まないため、優れた耐熱性を有する。したがって、蓄電装置又は発電装置が例えば100~150℃の温度条件下で使用されるものであっても、これらの装置のパッケージの密封性を十分に維持できる。また、蓄電装置又は発電装置がその電流取出し端子に大電流が流れることによって電流取出し端子が例えば100~150℃に達するものであっても、これらの装置を構成するパッケージの密封性を十分に維持できる。なお、ここでいう「融点」はJIS K7121-1987に記載の方法に準拠して求められる「融解ピーク温度」を意味し、融解ピークが2個以上独立して現れる場合には最も低い融解ピーク温度が採用される。
 本開示に係る端子用樹脂フィルムを適用できる蓄電装置として、全固体電池が挙げられる。ただし、これに限定されず、その他の蓄電装置や発電装置に当該端子用樹脂フィルムを適用してもよい。
 本開示において、上記熱硬化性樹脂として、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱硬化性樹脂は電流取出し端子の表面を構成する金属材料(例えば、アルミニウム及びニッケル)に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
 本開示において、上記熱可塑性樹脂として、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)及びその共重合体、並びに、PETの成分をベースとしたポリエステル系樹脂)、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱可塑性樹脂は電流取出し端子の表面を構成する金属材料(例えば、アルミニウム及びニッケル)に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
 本開示に係る端子用樹脂フィルムは、単層構造であっても多層構造であってもよい。端子用樹脂フィルムが単層構造である場合、端子用樹脂フィルムを構成する樹脂組成物はポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の樹脂であることが好ましい。これらの樹脂からなるフィルムを端子用樹脂フィルムとして使用することで、電流取出し端子に対する密着性(ヒートシール時に樹脂組成物が適度に流動すること)と、電流取出し端子の絶縁性(ヒートシール時に樹脂組成物が流動し過ぎないこと)とを両立しやすいという効果が奏される。
 端子用樹脂フィルムが多層構造である場合、端子用樹脂フィルムは、融点が170~280℃のポリエステル系樹脂及び融点が260~290℃のポリフェニレンスルファイド(PPS)からなる群から選ばれる一種の樹脂からなる第一の層と、熱硬化性樹脂及び融点が160~280℃の熱可塑性樹脂の一方からなる第二の層とを備える構成とすることができる。第二の層は、第一の層の電流取出し端子と対面する側の表面に形成されていることが好ましい。第一の層を構成する樹脂として、融点が十分に高いPET又はPPSを採用することで、ヒートシール時に第一の層が融解しないため、電流取出し端子の優れた絶縁性を達成できる。
 端子用樹脂フィルムが上記第一及び第二の層を備える多層構造である場合、第一の層における第二の層が形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層を更に備えてもよい。この第三の層は、熱硬化性樹脂又は融点が160~280℃の熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。
 端子用樹脂フィルムが多層構造である場合、第一の層が熱硬化性樹脂からなるものであってもよい。この場合、端子用樹脂フィルムは、第一の層の少なくとも一方の表面に形成された熱硬化性樹脂層を備え、当該熱硬化性樹脂層は第一の層を構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高いことが好ましい。かかる構成を採用することにより、電流取出し端子に対する優れた密着性を達成できる。
 本開示は、蓄電装置本体と、蓄電装置本体から延在する電流取出し端子と、電流取出し端子を挟持し且つ蓄電装置本体を収容する外装材と、電流取出し端子と外装材と間に配置された上記端子用フィルムとを備える蓄電装置(例えば、全固体電池)を提供する。
 本開示によれば、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルムこれを用いた蓄電装置が提供される。
図1は本開示に係る蓄電装置の一実施形態である全固体電池を示す斜視図である。 図2は外装材の一実施形態を模式的に示す断面図である。 図3(a)~(c)は内層の構成を模式的に示す断面図である。 図4は図1に示すIV-IV線方向の断面図であって、全固体電池のタブ(端子用樹脂フィルム及び金属端子)の構成を模式的に示す図である。 図5(a)~(c)は端子用樹脂フィルムの構成を模式的に示す断面図である。 図6(a)~(e)は実施例及び比較例における評価サンプルの作製方法を説明する模式図である。
 以下、図面を参照しながら本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
<蓄電装置>
 図1は、本実施形態に係る蓄電装置の概略構成を示す斜視図である。図1では、蓄電装置100の一例として、全固体電池を例に挙げて図示し、以下の説明を行う。なお、図1に示す構成の蓄電装置は、電池パック又は電池セルと呼ばれることがある。
 蓄電装置100は、全固体電池であり、蓄電装置本体10と、外装材20と、一対の金属端子30(電流取出し端子)と、端子用樹脂フィルム40(タブシーラント)とを備える。蓄電装置本体10は、充放電を行う電池本体である。外装材20は、蓄電装置本体10の表面を覆うとともに、端子用樹脂フィルム40の一部と接触するように配置されている。
(外装材)
 図2は、外装材20の切断面の一例を示す断面図である。外装材20は、外側から内側(蓄電装置本体10側)に向けて、基材層11と、第一の接着層12aと、第一の腐食防止処理層13aと、バリア層(金属箔層)15と、第二の腐食防止処理層13bと、第二の接着層12bと、内層18とをこの順序で備える多層構造を有することが好ましい。内層18がPET及び/又はその共重合体を含み且つ160~280℃の範囲に融解ピーク温度を有することで、例えば、100~150℃の温度条件下で使用される蓄電装置100(全固体電池)の外装材に求められる耐熱性を外装材20が達成し得る。なお、本開示においてPETの共重合体は、ポリエチレンテレフタラートの単位と、他の樹脂の単位とを含む共重合体を意味する。他の樹脂として、例えば、ポリブチレンテレフタラートが挙げられる。
 内層18は、ポリエチレンテレフタラート(PET)及び/又その共重合体を含み且つ160~280℃の範囲に融解ピーク温度を有する。基材層11は、内層18の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有することが好ましい。基材層11が内層18の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有することで、ヒートシール時に基材層11(外側の層)が融解することに起因して外観が悪くなることを抑制できる。以下、まず、内層18及び基材層11について説明する。
 内層18としては、市販の結晶性PETフィルム(融解ピーク温度:約255℃)を使用することができる。内層18に求められる耐熱性(蓄電装置100の作動温度条件等)に応じて、内層18の融解ピーク温度を上記範囲内で調整してもよく、例えば、結晶性PETフィルムの結晶化度を調整したり、無延伸としたり、ポリエチレンテレフタラートの単位と、他の樹脂の単位とを含む共重合体としたり、結晶性PETと非晶性PETとを含むPETフィルムを使用したりしてもよい。あるいは、PETの成分をベースとしたポリエステル系樹脂を内層18の材料として使用してもよい。かかるポリエステル系樹脂は、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを有する。このポリエステル系樹脂の構造単位の由来となる二価アルコール成分として、ネオペンチルグリコール、1,4-ブタジオール、ジエチレングリコール等が挙げられる。このポリエステル系樹脂の構造単位の由来となる酸成分として、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。これらの構造単位の量を調整することで、ポリエステル系樹脂の融点を調整できる。以下、PETの共重合体及びPETの成分をベースとした上記ポリエステル系樹脂をPET系樹脂という。
 内層18の融解ピーク温度は、上述のとおり、160~280℃の範囲である。この温度が160℃未満であると、内層18の耐熱性が不十分となり、280℃を越えるとヒートシールに要する温度が過度に高くなる。内層18の融解ピーク温度の下限値は、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃、205℃、215℃、225℃又は235℃であってもよい。内層18の融解ピーク温度の上限値は、275℃、268℃、262℃又は252℃であってもよい。
 内層18は、単層構造であっても多層構造であってもよい。図3(a)に示すように、内層18が単層構造である場合、内層18は、例えば、結晶性PETフィルム(融解ピーク温度:約255℃)であってもよいし、結晶性PETフィルムの結晶化度を調整したり、無延伸としたり、PET系樹脂を使用して融解ピーク温度を例えば160~250℃の範囲まで低温化させたものであってもよい。なお、融解ピーク温度が低温化されたPETフィルム又はPET系樹脂フィルムを内層18として使用する場合、基材層11として、結晶性PETフィルム(融解ピーク温度:約255℃)を使用することが可能である。
 内層18が単層構造である場合、内層18の厚さは好ましくは10~100μmであり、より好ましくは20~80μmである。内層18の厚さが10μm以上であることで密封性及び絶縁性を確保しやすく、他方、100μm以下であることで低コスト化を図ることができる。
 図3(b)に示すように、内層18は、第一の層18aと、第一の層18aの内側の表面上に形成された第二の層18bとを有する二層構造であってもよい。第一の層18aは、PET及び/又はPET系樹脂を含み且つ融解ピーク温度が170~280℃であることが好ましい。第二の層18bは、PET及び/又はPET系樹脂を含み且つ第一の層18aの融解ピーク温度よりも低い融解ピーク温度を有することが好ましい。第二の層18bの融解ピーク温度は、例えば、160~270℃の範囲であればよい。第一の層18aの融解ピーク温度Tと第二の層18bの融解ピーク温度Tの差(T-T)は、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは20~100℃である。この温度差が10℃以上であることで、一層優れたシール強度を達成できる。
 第一の層18aの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第一の層18aの厚さが5μm以上であることで絶縁性を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。
 第二の層18bは、耐熱性及びシール強度の観点から、PET及び/又PET系樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂を含むものであってもよいし、PET及び/又PET系樹脂と熱硬化性樹脂の両方を含むものであってもよい。熱硬化性樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられる。これらのうち、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
 第二の層18bの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第二の層18bの厚さが5μm以上であることで密封性を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。
 図3(c)に示すように、内層18は、第一の層18aと、第二の層18bと、第一の層18aにおける第二の層18bが形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層18cと有する三層構造であってもよい。第三の層18cは、PETを含み且つ第一の層18aの融解ピーク温度よりも低い融解ピーク温度を有することが好ましい。第三の層18cの融解ピーク温度は、例えば、160~270℃の範囲であればよい。第一の層18aの融解ピーク温度Tと第三の層18cの融解ピーク温度Tの差(T-T)は、好ましくは10℃以上である。この温度差が10℃以上であることで、一層優れたシール強度を達成できる。
 第三の層18cは、耐熱性及びシール強度の観点から、PET及び/又PET系樹脂の代わりに、熱硬化性樹脂を含むものであってもよいし、PET及び/又PET系樹脂と熱硬化性樹脂の両方を含むものであってもよい。熱硬化性樹脂としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられる。これらのうち、一種を単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
 第三の層18cの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第三の層18cの厚さが5μm以上であることで高いシール強度を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。なお、上述の第二の層18bと第三の層18cは同じ構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。内層18は、例えば、各種添加剤(例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等)を含んでもよい。
 基材層11は、上述のとおり、内層18の融解ピーク温度よりも高い融解ピーク温度を有する。内層18が多層構造である場合、内層18の融解ピーク温度は最も融解ピーク温度が高い層(例えば第一の層18a)の融解ピーク温度を意味する。基材層11の融解ピーク温度は、内層18の融解ピーク温度より10℃以上高いことが好ましく、30℃以上高いことがより好ましい。基材層11として使用でき且つ上記範囲の融解ピーク温度を有する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム、PETフィルム、ポリアミドフィルム、ポリフェニレンスルファイドフィルム(PPSフィルム)などが挙げられる。基材層11として、市販のフィルムを使用してもよいし、コーティング(塗工液の塗布及び乾燥)によって基材層11を形成してもよい。なお、基材層11は単層構造であっても多層構造であってもよく、熱硬化性樹脂を塗工することによって形成してもよい。また、基材層11は、例えば、各種添加剤(例えば、難燃剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、粘着付与剤等)を含んでもよい。
 基材層11の融解ピーク温度T11と内層18の融解ピーク温度T18の差(T11-T18)は、好ましくは20℃以上であり、より好ましくは40~100℃である。この温度差が20℃以上であることで、ヒートシールに起因する外装材20の外観の悪化をより一層十分に抑制できる。基材層11の厚さは好ましくは5~50μmであり、より好ましくは12~30μmである。
 次に、第一の接着層12a、第一の腐食防止処理層13a、バリア層(金属箔層)15、第二の腐食防止処理層13b及び第二の接着層12bについて説明する。これらの層は、上述の内層18及び基材層11と同等又はこれを越える耐熱性を有する。
 接着層12a,12bは、十分な耐熱性を有するものであればよく、例えば、一般的なドライラミネーション用接着剤や、酸変性された熱融着性樹脂、熱硬化性接着剤等の公知の接着剤を適宜選択して用いることができる。熱硬化性接着剤として、例えば、ポリエステルウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤が挙げられる。
 バリア層15は、導電性を有する金属層である。バリア層15の材料としては、例えば、アルミニウムやステンレス鋼等を例示することができるが、コストや重量(密度)等の観点から、アルミニウムが好適である。腐食防止処理層13a,13bはバリア層15を保護するためのものである。腐食防止処理層13a,13bの一例として、希土類元素酸化物(例えば、酸化セリウム)、並びに、リン酸又はリン酸塩を含む層が挙げられる。なお、図2に示すように、腐食防止処理層13a,13bがバリア層15の両面に形成されていることが性能上好ましいが、コスト面を考慮して、腐食防止処理層13bのみを配置してもよい。
(金属端子)
 図4は、図1に示す端子用樹脂フィルム及び金属端子のIV-IV線方向の断面図である。一対(図1の場合、2つ)の金属端子30,30のうち、一方の金属端子30は、蓄電装置本体10の正極と電気的に接続されており、他方の金属端子30は、蓄電装置本体10の負極と電気的に接続されている。一対の金属端子30,30は、蓄電装置本体10から外装材20の外部まで延びている。一対の金属端子30,30の形状は、例えば、平板形状とすることができる。
 金属端子30の材料としては、金属を用いることができる。金属端子30の材料となる金属は、蓄電装置本体10の構造や蓄電装置本体10の各構成要素の材料等を考慮して決めればよい。例えば、蓄電装置100が全固体電池の場合、蓄電装置本体10の正極と接続される金属端子30の材料としては、アルミニウムを用いることが好ましい。蓄電装置本体10の負極と接続される金属端子30の材料としては、表面にニッケルめっき層が形成された銅、もしくはニッケルを用いることが好ましい。
 金属端子30の厚さは、全固体電池のサイズや容量に依存する。全固体電池が小型の場合、金属端子30の厚さは、例えば、50μm以上にするとよい。また、蓄電・車載用途等の大型の全固体電池の場合、金属端子30の厚さは、例えば、100~500μmの範囲内で適宜設定することができる。
(端子用樹脂フィルム)
 図4に示すように、端子用樹脂フィルム40は、金属端子30の一部の外周面を覆うように配置されている。金属端子30と外装材20との間に端子用樹脂フィルム40を配置されることで、蓄電装置100の密封性及び絶縁性をより一層高度に達成することができる。端子用樹脂フィルム40は、上述の内層18及び基材層11と同等又はこれを越える耐熱性を有する。
 端子用樹脂フィルム40は、金属端子30に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融解ピーク温度(融点)が160℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融解ピーク温度が160℃未満の熱可塑性樹脂を含まないものである。かかる構成の端子用樹脂フィルム40によれば、蓄電装置が例えば100~150℃の温度条件下で使用されるものであっても、金属端子30の温度が例えば100~150℃に達するものであっても、蓄電装置100の密封性を十分に維持できる。当該樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融解ピーク温度(融点)が200℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融解ピーク温度が200℃未満の熱可塑性樹脂を含まないものであってもよい。
 端子用樹脂フィルム40に採用する熱硬化性樹脂として、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は金属端子30の表面を構成する金属材料(例えば、アルミニウム及びニッケル)に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
 端子用樹脂フィルム40に採用する熱可塑性樹脂として、PET、上記PET系樹脂、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂を採用すればよい。これらの熱可塑性樹脂は金属端子30の表面を構成する金属材料(例えば、アルミニウム及びニッケル)に対する優れた密着性を有するとともに、優れた耐熱性を有する。
 端子用樹脂フィルム40は、単層構造であっても多層構造であってもよい。端子用樹脂フィルム40が単層構造である場合(図5(a)参照)、端子用樹脂フィルム40を構成する樹脂組成物はPET、上記PET系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の熱可塑性樹脂、及び/又は、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の熱硬化性樹脂であることが好ましい。これらの樹脂からなるフィルムを端子用樹脂フィルム40として使用することで、金属端子30に対する密着性(ヒートシール時に樹脂組成物が適度に流動すること)と、金属端子30の絶縁性(ヒートシール時に樹脂組成物が流動し過ぎないこと)とを両立しやすいという効果が奏される。
 端子用樹脂フィルム40が多層構造である場合、端子用樹脂フィルム40は、融解ピーク温度が170~270℃のPET及び/又PET系樹脂あるいは融解ピーク温度が260~300℃のポリフェニレンスルファイド(PPS)からなる第一の層40aと、第一の層40aの金属端子30と対面する側の表面に形成された熱硬化性樹脂又は融解ピーク温度が160~270℃の熱可塑性樹脂からなる第二の層40bとを備える構成とすることができる(図5(b)参照)。第一の層40aを構成する樹脂として、融解ピーク温度が十分に高いPET及び/又PET系樹脂あるいはPPSを採用することで、ヒートシール時に第一の層40aが融解しないため、金属端子30の優れた絶縁性を達成できる。第一の層40aを構成するPET又はPET系樹脂の融解ピーク温度は210℃以上であってもよい。第二の層40bを構成するPET又はPET系樹脂の融解ピーク温度は200℃以上であってもよい。第一の層40aの融解ピーク温度Sと第二の層40bの融解ピーク温度Sの差(S-S)は、好ましくは10℃以上であり、より好ましくは20~100℃である。この温度差が10℃以上であることで、金属端子30の優れた絶縁性を達成できる。
 第一の層40aの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第一の層40aの厚さが5μm以上であることで絶縁性を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。第二の層40bの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第二の層40bの厚さが5μm以上であることで密封性を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。
 端子用樹脂フィルム40が第一及び第二の層40a,40bを備える多層構造である場合、第一の層40aにおける第二の層40bが形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層40cを更に備えてもよい(図5(c)参照)。第三の層40cは、熱硬化性樹脂又は融解ピーク温度が160~270℃の熱可塑性樹脂からなる構成とすることができる。
 第一の層40aが熱硬化性樹脂からなる場合、第二の層40bとして第一の層40aを構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高い熱硬化性樹脂を採用することが好ましい。かかる構成により、ヒートシール時に第二の層40bによって金属端子30に対する優れた密着性を達成できる。更に、第三の層40cとして、第一の層40aを構成する熱硬化性樹脂よりも流動性が高い熱硬化性樹脂を採用してもよい。かかる構成により、密封性がより一層優れる蓄電装置100を得ることができる。
 第三の層40cの厚さは好ましくは5~500μmであり、より好ましくは20~200μmである。第三の層40cの厚さが5μm以上であることで密封性を確保しやすく、他方、500μm以下であることで低コスト化を図ることができる。
 以上、本開示の実施形態について詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、端子用樹脂フィルム40が適用される蓄電装置として電固体電池を例示したが、端子用樹脂フィルム40をその他の蓄電装置(例えば、リチウムイオン電池)又は発電装置に適用に適用してもよい。
 以下、実施例に基づいて本開示をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<外装材の作製>
 基材層として、融解ピーク温度が300℃の高耐熱ポリアミドフィルム(ユニチカ株式会社製、厚さ:25μm)を準備した。金属箔層として、アルミニウム箔(厚さ:40μm)を準備した。内層として、融解ピーク温度が255℃のPETフィルム(厚さ:75μm、単層構造)を準備した。基材層と金属箔層とを熱硬化性接着剤(ポリエステルウレタン系)で貼り合わせるとともに、これと同じ接着剤で金属箔層と内層とを貼り合わせることによって十分に耐熱性を有する外装材を得た。
<端子用樹脂フィルム(単層構造)の作製>
(実施例1)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、エポキシ樹脂フィルム(厚さ:100μm)を準備した。
(実施例2)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、ウレタン樹脂フィルム(厚さ:100μm)を準備した。
(実施例3)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、ナイロンフィルム(厚さ:100μm、融点:225℃)を準備した。
(実施例4)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、PETフィルム(厚さ:100μm、融点:255℃)を準備した。
(実施例5)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、ポリエステル共重合体フィルム(厚さ:100μm、融点160℃)を使用した。
(実施例6)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、PPSフィルム(厚さ:100μm、融点:290℃)を準備した。
(比較例1)
 端子用樹脂フィルム(単層構造)として、PPフィルム(厚さ:100μm、融点:140℃)を準備した。
<端子用樹脂フィルム(二層構造)の作製>
(実施例7)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
・第二の層:PETフィルム(厚さ:50μm、融点:255℃)
(実施例8)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:ウレタン樹脂フィルム(厚さ:50μm)
・第二の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
(実施例9)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
・第二の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
(実施例10)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:PPSフィルム(厚さ:50μm、融点:290℃)
・第二の層:PETフィルム(厚さ:50μm、融点:255℃)
(実施例11)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:PPSフィルム(厚さ:50μm、融点:290℃)
・第二の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
(比較例2)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
・第二の層:PPフィルム(厚さ:50μm、融点:140℃)
(比較例3)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:PPフィルム(厚さ:50μm、融点:140℃)
・第二の層:エポキシ樹脂フィルム(厚さ:50μm)
(比較例4)
 以下のフィルムを貼り合わせることにより、第一の層及び第二の層からなる二層構造の端子用樹脂フィルムを作製した。
・第一の層:PPフィルム(厚さ:50μm、融点:140℃)
・第二の層:PETフィルム(厚さ:50μm、融点:255℃)
<絶縁性の評価>
 図6(a)~図6(e)を参照しながら、電流取出し端子に対する密着性の評価方法を説明する。外装材を120mm×200mmにカットしたサンプル50を、内層が成型機の凸部に接するように冷間成型用金型にセットし、成型速度15mm/秒で2.0mmの絞り加工を施して凹部51を形成した。その後、サンプル50を2つ折りにした(図6(a)参照)。次いで、金属端子52(材質:アルミニウム)と実施例及び比較例に係る各端子用樹脂フィルム53とを間に挟んだ状態で100mmの上辺部54をヒートシールした(図6(b)参照)。その後、120mmの側辺部55及び100mmの下辺部56をヒートシールした(図6(c)参照)。電極を接触させるために、サンプル50の外層の一部を削って金属箔層の露出部57を形成した(図6(d)参照)。次いで、60℃のオーブンに1週間保管した後、タブ52と金属箔層の露出部57に電極58a,58bをそれぞれ接続し、耐電圧・絶縁抵抗試験器(KIKUSUI製、「TOS9201」)を用いて25Vを印加し、そのときの抵抗値を測定した(図6(e)参照)。
  A:200MΩ以上
  B: 30MΩ以上200MΩ未満
  C: 30MΩ未満
<電流取出し端子に対する密着性の評価>
 金属箔層の露出部46を形成しなかったことの他は、上記絶縁性の評価と同様にして測定用試料を作製した。実施例及び比較例に係る各試料における電流取出し端子と端子用フィルムの接合部に赤色の浸透液(株式会社タセト製)を吹きかけた。10分経過後、試料を解体して内部への浸透液の浸入の有無(赤色の程度)を目視で確認することによって密着性の評価を行った。評価は以下の基準に従って行い、評価Cを不適とした。表1~4に結果を示す。
 A:浸透液の浸入が認められない。
 B:浸透液のパッケージ内部への浸入は認められないものの、電流取出し端子と端子用フィルムの接合部の途中まで浸透液が浸入している。
 C:浸透液の浸入によってパッケージ内部の一部が赤色に染まっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 本開示によれば、耐熱性に優れる端子用樹脂フィルムこれを用いた蓄電装置が提供される。
10…蓄電装置本体、20…外装材、30…金属端子(電流取出し端子)、40…端子用樹脂フィルム、40a…第一の層、40b…第二の層、40c…第三の層、100…蓄電装置

Claims (14)

  1.  蓄電装置及び発電装置の少なくとも一方において電流取出し端子をシールするために使用される端子用樹脂フィルムであって、
     前記電流取出し端子に対する密着性を有する樹脂組成物からなり、
     前記樹脂組成物は、熱硬化性樹脂及び融点が160℃以上の熱可塑性樹脂の少なくとも一方を含み、且つ、融点が160℃未満の熱可塑性樹脂を含まない、端子用樹脂フィルム。
  2.  前記蓄電装置が全固体電池である、請求項1に記載の端子用樹脂フィルム。
  3.  前記熱硬化性樹脂がポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アリル樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の樹脂であり、
     前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ナイロン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、フッ素樹脂、ポリアミドイミド及びアセチルセルロースからなる群より選択される少なくとも一種の樹脂である、請求項1又は2に記載の端子用樹脂フィルム。
  4.  前記樹脂組成物からなる単層構造である、請求項1~3のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。
  5.  前記樹脂組成物がポリエステル系樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂からなる群より選ばれる一種の樹脂である、請求項4に記載の端子用樹脂フィルム。
  6.  融点が170~280℃のポリエステル系樹脂及び融点が260~290℃のポリフェニレンスルファイドの一方からなる第一の層と、
     熱硬化性樹脂及び融点が160~280℃の熱可塑性樹脂の一方からなる第二の層と、
    を備える多層構造を有し、
     前記第二の層は前記第一の層の前記電流取出し端子と対面する側の表面に形成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。
  7.  前記第一の層は、ポリエチレンテレフタラートからなり、
     前記第二の層は、融点が低温化されたポリエチレンテレフタラートからなる、請求項6に記載の端子用樹脂フィルム。
  8.  融点が低温化された前記ポリエチレンテレフタラートは、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを含み、
     前記その他の構造単位の由来となる二価アルコール成分がネオペンチルグリコール、1,4-ブタジオール及びジエチレングリコールからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項7に記載の端子用樹脂フィルム。
  9.  融点が低温化された前記ポリエチレンテレフタラートは、エチレングリコールに由来する構造単位及びテレフタル酸に由来する構造単位と、その他の構造単位とを含み、
     前記その他の構造単位の由来となる酸成分がイソフタル酸、アジピン酸及びセバシン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項7又は8に記載の端子用樹脂フィルム。
  10.  前記第一の層の融点Sと前記第二の層の融点Sとの差S-Sが10℃以上である、請求項6~9のいずれか一項に記載の子用樹脂フィルム。
  11.  前記第一の層における前記第二の層が形成されている側と反対側の表面に形成された第三の層を更に備え、
     前記第三の層が熱硬化性樹脂又は融点が160~280℃の熱可塑性樹脂からなる、請求項6~10のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。
  12.  熱硬化性樹脂からなる第一の層と、
     前記第一の層の少なくとも一方の表面に形成された熱硬化性樹脂層と、
    を備える多層構造であり、
     前記熱硬化性樹脂層は、前記第一の層を構成する前記熱硬化性樹脂よりも流動性が高い、請求項1~3のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルム。
  13.  蓄電装置本体と、
     前記蓄電装置本体から延在する電流取出し端子と、
     前記電流取出し端子を挟持し且つ前記蓄電装置本体を収容する外装材と、
     前記電流取出し端子と前記外装材と間に配置された、請求項1~12のいずれか一項に記載の端子用樹脂フィルムと、
    を備える蓄電装置。
  14.  全固体電池である、請求項13に記載の蓄電装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021201213A1 (ja) * 2020-04-02 2021-10-07 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
EP3817083A4 (en) * 2018-06-27 2021-11-17 Toppan Printing Co., Ltd. RESIN FILM FOR TERMINAL DEVICE AND ENERGY STORAGE DEVICE WITH RESIN FILM FOR TERMINAL DEVICE
WO2022014706A1 (ja) * 2020-07-16 2022-01-20 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
US11545709B2 (en) * 2020-06-18 2023-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2023058735A1 (ja) * 2021-10-06 2023-04-13 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
WO2023112503A1 (ja) * 2021-12-14 2023-06-22 株式会社村田製作所 外装材、ならびに固体電池および電子デバイス
JP7311076B1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-19 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム及びその製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、金属端子用接着性フィルムと蓄電デバイス用外装材を含むキット、並びに蓄電デバイスの製造方法
WO2023140338A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム及びその製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、金属端子用接着性フィルムと蓄電デバイス用外装材を含むキット、並びに蓄電デバイスの製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113097617A (zh) * 2021-03-30 2021-07-09 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN113604117A (zh) * 2021-06-23 2021-11-05 杭州日耀涂料有限公司 一种热固性树脂制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11213965A (ja) 1998-01-23 1999-08-06 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池用外装体及び電池
WO2000026976A1 (fr) * 1998-10-30 2000-05-11 Sony Corporation Cellule d'electrolyse non-aqueuse et son procede de production
JP2002025535A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 At Battery:Kk 電 池
JP2008004316A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk シールフィルム付きリード線部材の製造方法
JP2009259739A (ja) 2008-04-21 2009-11-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気部品、非水電解質電池、並びに、それらに用いられるリード線及び封入容器
JP2010218766A (ja) 2009-03-13 2010-09-30 Sumitomo Electric Ind Ltd リード導体の把持方法、リード部材の製造方法および製造に用いられる固定治具
KR20160060526A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 주식회사 폴 이차전지의 리드탭용 실부재
JP2016129105A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 古河電気工業株式会社 タブリード
JP2017120790A (ja) 2015-12-29 2017-07-06 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス金属端子部密封用接着性フィルム
JP2018045163A (ja) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社ユポ・コーポレーション 電子写真用記録用紙およびそれを用いた記録物
WO2018150997A1 (ja) 2017-02-15 2018-08-23 東洋紡株式会社 ポリエステル系シーラントフィルム、積層体及び包装体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002245988A (ja) * 2001-02-20 2002-08-30 At Battery:Kk 薄型電池
JP3484695B2 (ja) 2002-04-15 2004-01-06 東洋紡績株式会社 ポリエステル系樹脂積層フィルム
JP2007157412A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Dainippon Printing Co Ltd リチウムイオン電池タブ及びその製造方法並びにそれを用いたリチウムイオン電池
JP4508199B2 (ja) * 2007-02-05 2010-07-21 ソニー株式会社 リード用シーラントフィルム及び非水電解質電池
JP6281176B2 (ja) * 2013-01-07 2018-02-21 凸版印刷株式会社 電極端子およびその製造方法ならびに電池パック
CN105453300A (zh) * 2013-06-14 2016-03-30 凸版印刷株式会社 树脂薄膜、金属端子部件、以及二次电池
WO2016136640A1 (ja) 2015-02-23 2016-09-01 凸版印刷株式会社 二次電池用外装材及び二次電池
JP7316755B2 (ja) * 2018-02-05 2023-07-28 藤森工業株式会社 電極リード線部材、及び電池
KR20210021947A (ko) 2018-06-27 2021-03-02 도판 인사츠 가부시키가이샤 단자용 수지 필름 및 이것을 사용한 축전 장치
WO2020004413A1 (ja) 2018-06-27 2020-01-02 凸版印刷株式会社 蓄電装置用外装材及びこれを用いた蓄電装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11213965A (ja) 1998-01-23 1999-08-06 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池用外装体及び電池
WO2000026976A1 (fr) * 1998-10-30 2000-05-11 Sony Corporation Cellule d'electrolyse non-aqueuse et son procede de production
JP2002025535A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 At Battery:Kk 電 池
JP2008004316A (ja) 2006-06-21 2008-01-10 Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk シールフィルム付きリード線部材の製造方法
JP2009259739A (ja) 2008-04-21 2009-11-05 Sumitomo Electric Ind Ltd 電気部品、非水電解質電池、並びに、それらに用いられるリード線及び封入容器
JP2010218766A (ja) 2009-03-13 2010-09-30 Sumitomo Electric Ind Ltd リード導体の把持方法、リード部材の製造方法および製造に用いられる固定治具
KR20160060526A (ko) * 2014-11-20 2016-05-30 주식회사 폴 이차전지의 리드탭용 실부재
JP2016129105A (ja) * 2015-01-09 2016-07-14 古河電気工業株式会社 タブリード
JP2017120790A (ja) 2015-12-29 2017-07-06 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス金属端子部密封用接着性フィルム
JP2018045163A (ja) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社ユポ・コーポレーション 電子写真用記録用紙およびそれを用いた記録物
WO2018150997A1 (ja) 2017-02-15 2018-08-23 東洋紡株式会社 ポリエステル系シーラントフィルム、積層体及び包装体
US20210101379A1 (en) 2017-02-15 2021-04-08 Toyobo Co., Ltd. Polyester sealant film, laminate and package

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3817083A4

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3817083A4 (en) * 2018-06-27 2021-11-17 Toppan Printing Co., Ltd. RESIN FILM FOR TERMINAL DEVICE AND ENERGY STORAGE DEVICE WITH RESIN FILM FOR TERMINAL DEVICE
JP7415921B2 (ja) 2018-06-27 2024-01-17 Toppanホールディングス株式会社 端子用樹脂フィルム及びこれを用いた蓄電装置
WO2021201213A1 (ja) * 2020-04-02 2021-10-07 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
JPWO2021201213A1 (ja) * 2020-04-02 2021-10-07
JP7120491B2 (ja) 2020-04-02 2022-08-17 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
US11545709B2 (en) * 2020-06-18 2023-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
WO2022014706A1 (ja) * 2020-07-16 2022-01-20 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
JP7031805B1 (ja) * 2020-07-16 2022-03-08 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
WO2023058735A1 (ja) * 2021-10-06 2023-04-13 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
WO2023112503A1 (ja) * 2021-12-14 2023-06-22 株式会社村田製作所 外装材、ならびに固体電池および電子デバイス
JP7311076B1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-19 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム及びその製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、金属端子用接着性フィルムと蓄電デバイス用外装材を含むキット、並びに蓄電デバイスの製造方法
WO2023140338A1 (ja) * 2022-01-19 2023-07-27 大日本印刷株式会社 金属端子用接着性フィルム及びその製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、金属端子用接着性フィルムと蓄電デバイス用外装材を含むキット、並びに蓄電デバイスの製造方法

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