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JP6131559B2 - Packaging materials for electrochemical cells - Google Patents
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Description

本発明は、電気化学セルの包装体を形成する電気化学セル用包装材料に関するものである。   The present invention relates to a packaging material for an electrochemical cell that forms a packaging body for an electrochemical cell.

従来のリチウムイオン電池用包装材料が特許文献1に開示される。この包装材料は基材層、金属箔から成るバリア層、最内層の熱接着層が順次積層された積層体であり、熱接着層同士を対向させて周縁の熱接着部をヒートシールすることにより電気化学セルの包装体が形成される。包装体は電解液、セパレータ等の電気化学セル本体を収納するための空間が設けられ、電気化学セル本体の正極集電材及び負極集電材に連結される電極タブは熱接着部において包装体により挟持されながら外部に延出している。   A conventional packaging material for a lithium ion battery is disclosed in Patent Document 1. This packaging material is a laminate in which a base material layer, a barrier layer made of metal foil, and an innermost thermal adhesive layer are sequentially laminated, and by heat-sealing the peripheral thermal adhesive part with the thermal adhesive layers facing each other. A package of electrochemical cells is formed. The package is provided with a space for accommodating the electrochemical cell main body such as an electrolyte and a separator, and the electrode tab connected to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector of the electrochemical cell main body is sandwiched by the package at the thermal bonding portion. It is extended outside.

リチウムイオン電池は液状、ゲル状および高分子ポリマー状の電解質を持ち、正極・負極活物質が高分子ポリマーからなるものを含む。正極活性物質及び負極活性物質は正極集電材及び負極集電材にそれぞれコーティングされている。また、正極集電材にはアルミニウム、ニッケル等が用いられ、負極集電材には銅、ニッケル、ステンレス等が用いられる。正極活性物質には金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材料が用いられる。負極活性物質にはリチウム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子負極材料が用いられる。   Lithium ion batteries include those having liquid, gel-like, and polymer-like electrolytes, and the positive electrode / negative electrode active material is made of a polymer. The positive electrode active material and the negative electrode active material are coated on the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively. In addition, aluminum, nickel, or the like is used for the positive electrode current collector, and copper, nickel, stainless steel, or the like is used for the negative electrode current collector. Polymer positive electrode materials such as metal oxide, carbon black, metal sulfide, electrolytic solution, polyacrylonitrile and the like are used as the positive electrode active substance. As the negative electrode active material, a polymer negative electrode material such as lithium metal, alloy, carbon, electrolyte, polyacrylonitrile or the like is used.

特開2007−273398号公報JP 2007-273398 A

しかしながら、上記包装材料によると、電池製造工程において電極活物質が剥がれ落ち飛散したり、電極タブの破片等の微小な金属異物が混入して包装材料の内面に配される熱接着層表面に電極活物質や金属異物が付着した場合に熱接着層がヒートシール時の熱と圧力により溶融して薄肉となり、電極タブの挟持部で電極活物質又は微小な金属異物が熱接着層に噛み込み、電極タブとバリア層との間で短絡が発生するという問題があった。また、電極タブにバリがある場合、熱接着層を突き破りバリア層に達して短絡が発生する問題もあった。   However, according to the packaging material described above, the electrode active material is peeled off and scattered in the battery manufacturing process, or minute metallic foreign matters such as electrode tab fragments are mixed and the electrodes are disposed on the surface of the thermal adhesive layer disposed on the inner surface of the packaging material. When the active material or metal foreign matter adheres, the thermal adhesive layer melts due to heat and pressure at the time of heat sealing and becomes thin, and the electrode active material or minute metallic foreign matter bites into the thermal adhesive layer at the sandwiched portion of the electrode tab, There has been a problem that a short circuit occurs between the electrode tab and the barrier layer. In addition, when the electrode tab has burrs, there is a problem that the thermal adhesive layer is broken to reach the barrier layer to cause a short circuit.

本発明は上記問題点に鑑み、短絡の発生を防止する電気化学セル用包装材料を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the packaging material for electrochemical cells which prevents generation | occurrence | production of a short circuit in view of the said problem.

上記目的を達成するために本発明は、樹脂フィルムからなる基材層と、最内層に配して熱接着性樹脂からなる熱接着層と、前記基材層と前記熱接着層との間に配して金属箔からなるバリア層と、を少なくとも積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、前記バリア層の前記熱接着層側の面には複数の硫酸バリウム微粒子が堆積されて形成される絶縁層が設けられることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a base material layer made of a resin film, a heat adhesive layer made of a heat-adhesive resin disposed in the innermost layer, and the base material layer and the heat adhesive layer. A packaging material for an electrochemical cell configured by stacking at least a barrier layer made of a metal foil, wherein a plurality of barium sulfate fine particles are deposited on the surface of the barrier layer on the side of the thermal adhesive layer. It is characterized in that an insulating layer is formed.

この構成によると、硫酸バリウム微粒子は耐熱性に優れるとともに強固であり、絶縁性の高い材料であるので、ヒートシール時の熱および圧力によっても溶融や潰れが発生し難い。これにより、硫酸バリウム微粒子が堆積されて形成される絶縁層も耐熱性及び絶縁性に優れる。したがって、電極タブにバリがある場合や熱接着層の内面に電極活物質や金属異物が付着してヒートシール時にバリ、電極活物質又は微小な金属異物が熱接着層に噛み込んだ場合でも、これらの異物は硫酸バリウムが堆積された絶縁層に阻まれてバリア層の金属箔まで到達し難く、絶縁性の低下が防止される。   According to this configuration, the barium sulfate fine particles are excellent in heat resistance and strong, and are a highly insulating material, so that they are not easily melted or crushed by heat and pressure during heat sealing. Thereby, the insulating layer formed by depositing barium sulfate fine particles is also excellent in heat resistance and insulation. Therefore, even when there are burrs on the electrode tab or when electrode active material or metallic foreign matter adheres to the inner surface of the thermal adhesive layer and burrs, electrode active material or minute metallic foreign matter bite into the thermal adhesive layer during heat sealing, These foreign substances are blocked by the insulating layer on which barium sulfate is deposited, so that it is difficult to reach the metal foil of the barrier layer, and the deterioration of the insulating property is prevented.

また本発明は、上記構成の電気化学セル用包装材料において、前記絶縁層はバインダー溶液に前記硫酸バリウム微粒子を分散させた処理液を塗布して形成されることを特徴としている。   According to the present invention, in the packaging material for an electrochemical cell having the above-described configuration, the insulating layer is formed by applying a treatment liquid in which the barium sulfate fine particles are dispersed in a binder solution.

また本発明は、上記構成の電気化学セル用包装材料において、前記バインダー溶液がリン酸を含むことを特徴としている。この構成によると、絶縁層は隣接する樹脂に対して接着性(濡れ性)が向上する。   The present invention is also characterized in that the binder solution contains phosphoric acid in the electrochemical cell packaging material having the above-described configuration. According to this configuration, the insulating layer has improved adhesion (wetting property) to the adjacent resin.

また本発明は、上記構成の電気化学セル用包装材料において、前記絶縁層の前記熱接着層側の面はクロム系化成処理又は非クロム系化成処理が施されていることを特徴としている。この構成によると、絶縁層の耐腐食性及び接着性(濡れ性)がさらに向上する。   Further, the present invention is characterized in that, in the packaging material for an electrochemical cell having the above-described configuration, the surface of the insulating layer on the heat bonding layer side is subjected to a chromium-based chemical conversion treatment or a non-chromium-based chemical conversion treatment. According to this configuration, the corrosion resistance and adhesion (wetting properties) of the insulating layer are further improved.

本発明によると、硫酸バリウム微粒子は耐熱性に優れるとともに強固であり、絶縁性の高い材料であるので、ヒートシール時の熱および圧力によっても溶融や潰れが発生し難い。したがって、電極タブにバリがある場合や熱接着層の内面に飛散又は混入した電極活物質や金属異物が付着してヒートシール時にバリ、電極活物質又は微小な金属異物が熱接着層に噛み込んだ場合でも、これらの異物は硫酸バリウム微粒子が堆積された絶縁層に阻まれてバリア層の金属箔まで到達し難く、絶縁性の低下が防止される。これにより、電極タブとバリア層との間で短絡が発生するのを防止することができる。   According to the present invention, the barium sulfate fine particles are excellent in heat resistance and strong, and are a highly insulating material, so that they are not easily melted or crushed by heat and pressure during heat sealing. Therefore, when there are burrs on the electrode tab or electrode active material or metallic foreign matter scattered or mixed on the inner surface of the thermal adhesive layer adheres, the burrs, electrode active material or minute metallic foreign matter bite into the thermal adhesive layer during heat sealing. Even in such a case, these foreign substances are blocked by the insulating layer on which the barium sulfate fine particles are deposited, so that it is difficult to reach the metal foil of the barrier layer, and the deterioration of the insulating property is prevented. Thereby, it is possible to prevent a short circuit from occurring between the electrode tab and the barrier layer.

本発明の第1実施形態に係る電気化学セル用包装材料を用いたリチウムイオン電池の斜視図The perspective view of the lithium ion battery using the packaging material for electrochemical cells which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る電気化学セル用包装材料の層構成を示す概略断面図Schematic sectional view showing the layer structure of the packaging material for electrochemical cells according to the first embodiment of the present invention 本発明の第1実施形態に係る電気化学セル用包装材料の絶縁層を拡大して示す概略断面図The schematic sectional drawing which expands and shows the insulating layer of the packaging material for electrochemical cells which concerns on 1st Embodiment of this invention 本発明の第2実施形態に係る電気化学セル用包装材料の層構成を示す概略断面図The schematic sectional drawing which shows the layer structure of the packaging material for electrochemical cells which concerns on 2nd Embodiment of this invention

<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら本発明の第1実施形態に係る電気化学セル用包装材料110について説明する。図1は第1実施形態に係る電気化学セル用包装材料110(以下、「包装材料」という場合がある)を用いたリチウムイオン電池121の斜視図であり、図2は第1実施形態に係るリチウムイオン電池121の包装体となる電気化学セル用包装材料110の層構成を示す概略断面図である。
<First Embodiment>
Hereinafter, the packaging material 110 for an electrochemical cell according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a lithium ion battery 121 using a packaging material 110 for electrochemical cells according to the first embodiment (hereinafter may be referred to as “packaging material”), and FIG. 2 relates to the first embodiment. 3 is a schematic cross-sectional view showing a layer structure of a packaging material 110 for an electrochemical cell that is a packaging body of a lithium ion battery 121. FIG.

リチウムイオン電池121は包装体120内部に電解液を含むリチウムイオン電池本体122を収納して構成される。包装体120はリチウムイオン電池本体122を収納する収納部120aと収納部120aを覆うシート状の蓋部120bにより構成される。   The lithium ion battery 121 is configured by housing a lithium ion battery main body 122 containing an electrolytic solution in the package 120. The package 120 includes a storage portion 120a that stores the lithium ion battery main body 122 and a sheet-like lid portion 120b that covers the storage portion 120a.

包装体120は収納部120aと蓋部120bが重なる周縁の熱接着部120cが熱接着され、内部が封止されている。このとき、リチウムイオン電池本体122に連結される正極タブ123a及び負極タブ123bは熱接着部120においてタブフィルム(不図示)を介在させて収納部120aと蓋部120bにより挟持されながら外部に延出している。   The package 120 has a thermal bonding portion 120c at the periphery where the storage portion 120a and the lid portion 120b overlap each other, and the inside is sealed. At this time, the positive electrode tab 123a and the negative electrode tab 123b connected to the lithium ion battery main body 122 extend to the outside while being sandwiched by the storage portion 120a and the lid portion 120b with a tab film (not shown) interposed in the thermal bonding portion 120. ing.

リチウムイオン電池本体122は正極と負極とセル(いずれも不図示)により構成される。正極は正極活物質及び正極集電体から成り、負極は負極活物質及び負極集電体から成る。セルは正極板及負極板がセパレータを介して交互に複数積層して構成されるとともに正極及び負極間に充填される電解液を含む。このとき、各正極板から正極集電体が延出し、各負極板から負極集電体が延出する。延出した複数の正極集電体及び負極集電体はそれぞれ重畳して積層し、一枚の正極タブ123a、負極タブ123bに連結されている。   The lithium ion battery main body 122 includes a positive electrode, a negative electrode, and a cell (all not shown). The positive electrode includes a positive electrode active material and a positive electrode current collector, and the negative electrode includes a negative electrode active material and a negative electrode current collector. The cell is configured by alternately stacking a plurality of positive electrode plates and negative electrode plates with separators interposed therebetween, and includes an electrolytic solution filled between the positive electrode and the negative electrode. At this time, the positive electrode current collector extends from each positive electrode plate, and the negative electrode current collector extends from each negative electrode plate. The plurality of extended positive electrode current collectors and negative electrode current collectors are superposed and stacked, and are connected to one positive electrode tab 123a and one negative electrode tab 123b.

図2に示すように、包装材料110は基材層112とバリア層114と熱接着層116とが順次積層して構成される。基材層112とバリア層114は接着層113を介して接着され、バリア層114と熱接着層116は酸変性ポリオレフィン層115を介して接着されている。また、バリア層114の熱接着層116側には絶縁層117が設けられている。   As shown in FIG. 2, the packaging material 110 is configured by sequentially laminating a base material layer 112, a barrier layer 114, and a heat bonding layer 116. The base material layer 112 and the barrier layer 114 are bonded via an adhesive layer 113, and the barrier layer 114 and the thermal adhesive layer 116 are bonded via an acid-modified polyolefin layer 115. In addition, an insulating layer 117 is provided on the thermal adhesive layer 116 side of the barrier layer 114.

基材層112は透過性を有する樹脂フィルムからなり、包装体120に高い耐突き刺し(耐ピンホール)性、絶縁性、作業性等を付与する。また、エンボス成型する際のプレスに耐え得る展延性を有する必要がある。   The base material layer 112 is made of a permeable resin film and imparts high puncture resistance (pinhole resistance), insulation, workability, and the like to the package 120. Moreover, it is necessary to have the extensibility which can endure the press at the time of emboss molding.

基材層112は延伸ポリエステルまたは延伸ポリアミド等の樹脂フィルムを任意に選択して使用することができる。ポリエステルとしては、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、共重合ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。また、ポリアミドとしては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6とナイロン6,6との共重合体、ナイロン6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)等が挙げられる。   As the base material layer 112, a resin film such as stretched polyester or stretched polyamide can be arbitrarily selected and used. Examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, copolymerized polyester, and polycarbonate. Examples of the polyamide include nylon 6, nylon 6,6, a copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, nylon 6,10, polymetaxylylene adipamide (MXD6), and the like.

バリア層114は金属箔からなり、外部からリチウムイオン電池121の内部に水蒸気、酸素、光等が浸入することを防止する。バリア層114を形成する金属箔としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられる。これらの中でも、アルミニウムが好適に使用される。   The barrier layer 114 is made of a metal foil, and prevents water vapor, oxygen, light, and the like from entering the lithium ion battery 121 from the outside. Specific examples of the metal foil that forms the barrier layer 114 include aluminum, stainless steel, and titanium. Among these, aluminum is preferably used.

また、アルミニウムは軟質アルミニウムが好ましく、焼きなまし処理済みのアルミニウムが特に好ましい。これらのアルミニウムは電気化学セル用包装材料110の製造時に発生するしわやピンホールの発生をより防止することができる。また、金属箔の厚さは10〜200μmが好ましく、20〜100μmが特に好ましい。この厚さにより、バリア層114単体のピンホール及び加工適性(パウチ化、エンボス成形性)が安定化して耐ピンホール性が向上する。   Further, the aluminum is preferably soft aluminum, particularly preferably annealed aluminum. These aluminums can further prevent the generation of wrinkles and pinholes that occur during the production of the packaging material 110 for electrochemical cells. Moreover, 10-200 micrometers is preferable and, as for the thickness of metal foil, 20-100 micrometers is especially preferable. This thickness stabilizes the pinhole and processing suitability (pouching, embossing formability) of the barrier layer 114 alone and improves pinhole resistance.

図3は絶縁層117を模式的に示す断面図である。図3に示すように、絶縁層117は所定の厚みを有し、複数の硫酸バリウム微粒子111が堆積されて形成される。硫酸バリウム微粒子111は耐熱性に優れるとともに強固であり、絶縁性の高い材料であるので、ヒートシール時の熱および圧力によっても溶融や潰れが発生し難い。これにより、正極タブ123a、負極タブ123bにバリがある場合や熱接着層116の内面に飛散又は混入した電極活物質や微小な金属異物が付着した場合においてヒートシール時にバリ、電極活物質又は金属異物が熱接着層116に噛み込んだ際に、これらの異物は硫酸バリウム111111が堆積された絶縁層117に阻まれてバリア層114の金属箔まで到達し難く、絶縁性の低下が防止される。これにより、正極タブ123a、負極タブ123bとバリア層114との間で包装体120内部の電解液を含むリチウムイオン電池本体122を介して短絡が発生するのを防ぐことができる。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the insulating layer 117. As shown in FIG. 3, the insulating layer 117 has a predetermined thickness and is formed by depositing a plurality of barium sulfate fine particles 111. The barium sulfate fine particles 111 are excellent in heat resistance and strong, and are a highly insulating material, so that they are not easily melted or crushed by heat and pressure during heat sealing. Accordingly, when there is a burr on the positive electrode tab 123a and the negative electrode tab 123b, or when an electrode active material or a minute metal foreign matter scattered or mixed on the inner surface of the thermal adhesive layer 116, the burr, electrode active material or metal at the time of heat sealing is used. When foreign matter bites into the thermal bonding layer 116, these foreign matter is blocked by the insulating layer 117 on which barium sulfate 111111 is deposited, and it is difficult for the foreign matter to reach the metal foil of the barrier layer 114, thereby preventing a decrease in insulation. . Thereby, it can prevent that a short circuit generate | occur | produces via the lithium ion battery main body 122 containing the electrolyte solution inside the package 120 between the positive electrode tab 123a, the negative electrode tab 123b, and the barrier layer 114.

硫酸バリウム微粒子111には平均粒径が0.01μm以上2.0μm以下の粒子を用いることが好ましい。これにより、隣接する硫酸バリウム微粒子111の間に形成される隙間が小さくなり、絶縁層117に含まれる硫酸バリウム微粒子111の体積占有率を高めることができる。したがって、絶縁層117の絶縁性をより向上させることができる。また、絶縁層の厚みは0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。20μm以上の厚みを有することにより、十分な絶縁性が得られる。また、10μm以下の厚みとすることにより、絶縁性が確保されるとともに十分な成形性が得られる。   The barium sulfate fine particles 111 are preferably particles having an average particle size of 0.01 μm or more and 2.0 μm or less. Thereby, the gap formed between the adjacent barium sulfate fine particles 111 is reduced, and the volume occupation ratio of the barium sulfate fine particles 111 contained in the insulating layer 117 can be increased. Therefore, the insulating property of the insulating layer 117 can be further improved. Moreover, it is preferable that the thickness of an insulating layer is 0.1 micrometer or more and 10 micrometers or less. Sufficient insulation is obtained by having a thickness of 20 μm or more. Moreover, by setting it as the thickness of 10 micrometers or less, insulation property is ensured and sufficient moldability is obtained.

なお、球状の硫酸バリウム微粒子111を用いることにより、硫酸バリウム微粒子111をバリア層114の上面に堆積させ易くなる。なお、球状以外に板状、針状等の球状でない微粒子を含有してもよい。   In addition, it becomes easy to deposit the barium sulfate fine particles 111 on the upper surface of the barrier layer 114 by using the spherical barium sulfate fine particles 111. In addition to the spherical shape, non-spherical fine particles such as a plate shape and a needle shape may be contained.

なお、本発明でいう硫酸バリウム微粒子111の平均粒径とは硫酸バリウム微粒子111を同体積の球に換算した時の直径(球換算粒径)の平均値である。硫酸バリウム微粒子111の平均粒径はレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。また、0.01μm以下の粒径を含む場合、透過型電子顕微鏡で撮影した写真に写った硫酸バリウム微粒子111から任意に200個以上抽出し、それぞれの粒径を測定してその平均値を算出することができる。   In addition, the average particle diameter of the barium sulfate fine particles 111 referred to in the present invention is an average value of diameters (sphere converted particle diameters) when the barium sulfate fine particles 111 are converted into spheres having the same volume. The average particle diameter of the barium sulfate fine particles 111 can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus. In addition, when the particle diameter is 0.01 μm or less, 200 or more arbitrary particles are extracted from the barium sulfate fine particles 111 taken in the photograph taken with a transmission electron microscope, each particle diameter is measured, and the average value is calculated. can do.

また、本発明でいう絶縁層117の厚みとはバリア層114の上面から絶縁層117の上面までの距離であり、絶縁層117の上面が硫酸バリウム微粒子111の外形により凹凸が形成されている場合、絶縁層117の上面から一部突出する硫酸バリウム微粒子111の上端までの高さをいう。   Further, the thickness of the insulating layer 117 in the present invention is a distance from the upper surface of the barrier layer 114 to the upper surface of the insulating layer 117, and the upper surface of the insulating layer 117 is uneven due to the outer shape of the barium sulfate fine particles 111. The height from the upper surface of the insulating layer 117 to the upper end of the barium sulfate fine particles 111 that partially protrude.

硫酸バリウム微粒子111の他に金属酸化物微粒子を混合し絶縁層117を形成してもよい。金属酸化物微粒子として、例えば、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等が挙げられる。   The insulating layer 117 may be formed by mixing metal oxide fine particles in addition to the barium sulfate fine particles 111. Examples of the metal oxide fine particles include aluminum oxide, cerium oxide, titanium oxide, tin oxide, and zirconium oxide.

なお、絶縁層117はバインダー溶液中に硫酸バリウム微粒子111を分散させた処理液をバリア層114の表面に塗布した後、乾燥させて形成する。処理液は硫酸バリウム微粒子111を分散させた水溶液にバインダー溶液を添加して生成する。バインダー溶液として、例えば、リン酸、縮合リン酸、リン酸アルミニウム、エポキシ樹脂又はこれらの混合液が挙げられる。   The insulating layer 117 is formed by applying a treatment liquid in which the barium sulfate fine particles 111 are dispersed in a binder solution to the surface of the barrier layer 114 and then drying it. The treatment liquid is generated by adding a binder solution to an aqueous solution in which barium sulfate fine particles 111 are dispersed. Examples of the binder solution include phosphoric acid, condensed phosphoric acid, aluminum phosphate, epoxy resin, or a mixed solution thereof.

バインダー溶液がリン酸を含むことにより、リン酸が化学的に硫酸バリウム微粒子111の一部とバリア層114の一部を溶融する。これにより、乾燥で水分が蒸発した際に絶縁層117は隣接するバリア層114に対して接着する。   When the binder solution contains phosphoric acid, phosphoric acid chemically melts part of the barium sulfate fine particles 111 and part of the barrier layer 114. Thus, the insulating layer 117 adheres to the adjacent barrier layer 114 when moisture is evaporated by drying.

これらのバインダー溶液を用いることにより、絶縁層117は隣接する樹脂に対して接着性が向上する。これにより、絶縁層117と酸変性ポリオレフィン層115とのデラミネーションを防止することができる。また、これらのバインダー溶液を用いることにより、絶縁層117はアルミニウムにより形成されるバリア層114の表面に耐腐食性を付与する。したがって、絶縁層117は電解液と水分とによる反応で発生するフッ化水素により、アルミニウム表面が腐食するのを防ぐことができる。   By using these binder solutions, the adhesion of the insulating layer 117 to the adjacent resin is improved. Thereby, delamination between the insulating layer 117 and the acid-modified polyolefin layer 115 can be prevented. Further, by using these binder solutions, the insulating layer 117 imparts corrosion resistance to the surface of the barrier layer 114 formed of aluminum. Therefore, the insulating layer 117 can prevent the aluminum surface from being corroded by hydrogen fluoride generated by the reaction between the electrolytic solution and moisture.

絶縁層117はバインダー溶液に硫酸バリウム微粒子111を分散させた処理液をバーコー卜法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法等の周知の塗布法を選択して形成すればよい。塗布して絶縁層117を形成することにより、連続処理が可能であるととともに水洗工程が不要なため処理コストを安価にすることができる。   The insulating layer 117 may be formed by selecting a known coating method such as a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, or a dipping method from a treatment liquid in which barium sulfate fine particles 111 are dispersed in a binder solution. By applying and forming the insulating layer 117, it is possible to reduce the processing cost because continuous processing is possible and the water washing step is unnecessary.

また、絶縁層117を形成する前にバリア層114の表面に予めアルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、酸活性化法等の周知の脱脂処理法で処理を施しておく方が望ましい。これにより、バリア層114の表面の接着性(濡れ性)が向上し、複数の硫酸バリウム微粒子111を均一に堆積して絶縁層117の層厚を均一に形成することができる。   In addition, before forming the insulating layer 117, it is desirable that the surface of the barrier layer 114 is previously treated by a known degreasing method such as an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, or an acid activation method. Thereby, the adhesiveness (wetting property) of the surface of the barrier layer 114 is improved, and the plurality of barium sulfate fine particles 111 can be uniformly deposited to form the insulating layer 117 with a uniform thickness.

熱接着層116は包装材料110の最内層に配され、熱によって溶融して対向する包装材料110を相互に融着する熱接着性樹脂からなる。また、熱接着層116と正極タブ123a又は負極タブ123bとの間にタブフィルムを介在させるか否かで樹脂種が異なる。タブフィルムを介在させる場合には、オレフィン系樹脂の単体ないし混合物などからなるフィルムを用いればよい。また、タブフィルムを介在させない場合、不飽和カルボン酸でグラフト変性した酸変性オレフィンを用いればよい。   The thermal adhesive layer 116 is disposed on the innermost layer of the packaging material 110 and is made of a thermal adhesive resin that melts by heat and fuses the opposing packaging materials 110 to each other. The resin type differs depending on whether or not a tab film is interposed between the thermal adhesive layer 116 and the positive electrode tab 123a or the negative electrode tab 123b. When a tab film is interposed, a film made of a simple substance or a mixture of olefinic resins may be used. In the case where no tab film is interposed, an acid-modified olefin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid may be used.

また、熱接着層116としてはポリプロピレンが好適に用いられる。その他にも線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンの単層または多層からなるフィルムも使用することができる。また、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンの混合樹脂からなる単層または多層からなるフィルムも使用できる。   Also, polypropylene is preferably used as the thermal bonding layer 116. In addition, a film composed of a single layer or a multilayer of linear low density polyethylene and medium density polyethylene can also be used. Moreover, the film which consists of a single layer or a multilayer which consists of a mixed resin of linear low density polyethylene and medium density polyethylene can also be used.

また、熱接着層116に各タイプのポリプロピレンを用いる場合、例えば、ランダムプロピレン、ホモプロピレン、ブロックプロピレン等の各タイプを用いることができる。また、線状低密度ポリエチレン又は中密度ポリエチレンには、低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、ターポリマーを添加してもよい。ターボポリマーはエチレンとブテンとプロピレンの3成分共重合体からなる。また、これらの樹脂にシリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤(AB剤)、脂肪酸アマイド系のスリップ剤を添加してもよい。   Further, when each type of polypropylene is used for the thermal bonding layer 116, for example, each type such as random propylene, homopropylene, block propylene and the like can be used. Further, a low crystalline ethylene-butene copolymer, a low crystalline propylene-butene copolymer, or a terpolymer may be added to the linear low density polyethylene or medium density polyethylene. The turbopolymer is composed of a three-component copolymer of ethylene, butene, and propylene. Moreover, you may add antiblocking agents (AB agent), such as a silica, a zeolite, and an acrylic resin bead, and a fatty acid amide type slip agent to these resin.

酸変性ポリオレフィン層115はバリア層114と熱接着層116とを安定して接着する樹脂層であり、酸変性ポリプロピレンが好適に用いられる。また、酸変性ポリオレフィン層115は熱接着層116に用いる樹脂種により適宜選択して用いる必要がある。このため、酸変性ポリプロピレン以外の酸変性ポリオレフィンを用いる場合、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリオレフィン、不飽和カルボン酸でグラフト変性したエチレンとアクリル酸との共重合体、不飽和カルボン酸でグラフト変性したプロピレンとアクリル酸との共重合体、不飽和カルボン酸でグラフト変性したエチレンとメタクリル酸との共重合体、不飽和カルボン酸でグラフト変性したプロピレンとメタクリル酸との共重合体、不飽和カルボン酸でグラフト変性した金属架橋ポリオレフィン等を用いることができる。また、これらの樹脂に必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非晶質のエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を5%以上添加してもよい。   The acid-modified polyolefin layer 115 is a resin layer that stably bonds the barrier layer 114 and the thermal adhesive layer 116, and acid-modified polypropylene is preferably used. In addition, the acid-modified polyolefin layer 115 needs to be appropriately selected and used depending on the resin type used for the thermal bonding layer 116. For this reason, when using an acid-modified polyolefin other than acid-modified polypropylene, a polyolefin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid, a copolymer of ethylene and acrylic acid graft-modified with an unsaturated carboxylic acid, or a graft modification with an unsaturated carboxylic acid Copolymer of propylene and acrylic acid, copolymer of ethylene and methacrylic acid graft-modified with unsaturated carboxylic acid, copolymer of propylene and methacrylic acid graft-modified with unsaturated carboxylic acid, unsaturated carboxylic acid A metal-crosslinked polyolefin or the like graft-modified with an acid can be used. Further, 5% or more of a butene component, an ethylene-propylene-butene copolymer, an amorphous ethylene-propylene copolymer, a propylene-α-olefin copolymer, etc. may be added to these resins as necessary. Good.

また、酸変性ポリプロピレンを用いる場合、
(1)ビガット軟化点115℃以上、融点150℃以上のホモタイプ
(2)ビガット軟化点105℃以上、融点130℃以上のエチレンープロピレンとの共重合体(ランダム共重合タイプ)
(3)融点110℃以上である不飽和カルボン酸を用い酸変性重合した単体又は混合物等を用いることができる。
When using acid-modified polypropylene,
(1) A homotype having a bigat softening point of 115 ° C or higher and a melting point of 150 ° C or higher (2) A copolymer of ethylene-propylene having a bigat softening point of 105 ° C or higher and a melting point of 130 ° C or higher (random copolymer type)
(3) A simple substance or a mixture obtained by acid-modified polymerization using an unsaturated carboxylic acid having a melting point of 110 ° C. or higher can be used.

接着層113は、基材層112とバリア層114を強固に接着する樹脂層である。これらの層間接着はドライラミネート法、押出ラミネート法、共押出ラミネート法、熱ラミネート法等の方法を用いることができる。   The adhesive layer 113 is a resin layer that firmly bonds the base material layer 112 and the barrier layer 114. Such interlayer adhesion can be performed by a dry lamination method, an extrusion lamination method, a coextrusion lamination method, a thermal lamination method, or the like.

ドライラミネート法により貼り合わせを行う際には、ポリエステル系、ポリエチレンイミン系、ポリエーテル系、シアノアクリレート系、ウレタン系、有機チタン系、ポリエーテルウレタン系、エポキシ系、ポリエステルウレタン系、イミド系、イソシアネート系、ポリオレフィン系、シリコーン系の各種接着剤を用いることができる。   When laminating by the dry laminating method, polyester, polyethyleneimine, polyether, cyanoacrylate, urethane, organic titanium, polyetherurethane, epoxy, polyesterurethane, imide, isocyanate Various adhesives based on polyolefin, polyolefin, and silicone can be used.

本実施形態によると、絶縁層117に含まれる硫酸バリウム微粒子111は耐熱性に優れるとともに強固であり、絶縁性の高い材料であるので、ヒートシール時の熱および圧力によっても溶融や潰れが発生し難い。これにより、正極タブ123a、負極タブ123bにバリがある場合や熱接着層116の内面に飛散又は混入した電極活物質や微小な金属異物が付着した場合においてヒートシール時にバリ、電極活物質又は金属異物が熱接着層116に噛み込んだ際に、これらの異物は硫酸バリウム微粒子111が堆積された絶縁層117に阻まれてバリア層114の金属箔まで到達し難く、絶縁性の低下が防止される。これにより、正極タブ123a、負極タブ123bとバリア層114との間で包装体120内部の電解液を含むリチウムイオン電池本体122を介して短絡が発生するのを防ぐことができる。   According to the present embodiment, the barium sulfate fine particles 111 contained in the insulating layer 117 are excellent in heat resistance and strong, and are a highly insulating material. Therefore, melting and crushing occur due to heat and pressure during heat sealing. hard. Accordingly, when there is a burr on the positive electrode tab 123a and the negative electrode tab 123b, or when an electrode active material or a minute metal foreign matter scattered or mixed on the inner surface of the thermal adhesive layer 116, the burr, electrode active material or metal at the time of heat sealing is used. When foreign matter bites into the thermal adhesive layer 116, these foreign matter is blocked by the insulating layer 117 on which the barium sulfate fine particles 111 are deposited, and it is difficult to reach the metal foil of the barrier layer 114, thereby preventing a decrease in insulation. The Thereby, it can prevent that a short circuit generate | occur | produces via the lithium ion battery main body 122 containing the electrolyte solution inside the package 120 between the positive electrode tab 123a, the negative electrode tab 123b, and the barrier layer 114.

また、平均粒径が2.0μm以下の硫酸バリウム微粒子111を堆積させて絶縁層117を形成することにより、隣接する硫酸バリウム微粒子111の間に形成される隙間が小さくして絶縁層117に含まれる硫酸バリウム微粒子111の体積占有率を高めることができる。これにより、絶縁層117の絶縁性をより向上させることができる。   Further, by forming the insulating layer 117 by depositing the barium sulfate fine particles 111 having an average particle diameter of 2.0 μm or less, the gap formed between the adjacent barium sulfate fine particles 111 is reduced and included in the insulating layer 117. The volume occupancy of the barium sulfate fine particles 111 can be increased. Thereby, the insulation of the insulating layer 117 can be further improved.

また、絶縁層117をバインダー溶液に硫酸バリウム微粒子111を分散させた処理液を塗布して形成することにより、連続処理が可能であるとともに水洗工程が不要なため処理コストを安価にすることができる。   Further, by forming the insulating layer 117 by applying a treatment liquid in which the barium sulfate fine particles 111 are dispersed in a binder solution, continuous treatment is possible and a water washing step is unnecessary, so that the treatment cost can be reduced. .

また、バインダー溶液がリン酸を含むことにより、絶縁層117は隣接する樹脂に対して接着性(濡れ性)が向上する。   In addition, when the binder solution contains phosphoric acid, the insulating layer 117 has improved adhesion (wetability) to the adjacent resin.

また、絶縁層117の厚みを0.1μm以上10μm以下に形成することにより、絶縁層117の絶縁性が確保されるとともに十分な成形性が得られる。   In addition, by forming the insulating layer 117 to have a thickness of 0.1 μm or more and 10 μm or less, the insulating layer 117 is ensured in insulation and sufficient moldability is obtained.

<第2実施形態>
図4は第2実施形態に係る包装材料110を示す断面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図3に示す第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付している。本実施形態の包装材料110はバリア層114の両面と絶縁層117の熱接着層116側の面には化成処理層118が設けられている。
Second Embodiment
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a packaging material 110 according to the second embodiment. For convenience of explanation, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. In the packaging material 110 of the present embodiment, a chemical conversion treatment layer 118 is provided on both surfaces of the barrier layer 114 and the surface of the insulating layer 117 on the heat bonding layer 116 side.

化成処理層118はバリア層114の表面及び硫酸バリウム微粒子111が堆積された絶縁層117に形成される耐酸性皮膜である。化成処理層118を設けることにより、バリア層114及び絶縁層117の耐腐食性が向上するとともに隣接する樹脂層とのラミネーション強度が高まる。   The chemical conversion treatment layer 118 is an acid resistant film formed on the surface of the barrier layer 114 and the insulating layer 117 on which the barium sulfate fine particles 111 are deposited. By providing the chemical conversion treatment layer 118, the corrosion resistance of the barrier layer 114 and the insulating layer 117 is improved, and the lamination strength with the adjacent resin layer is increased.

化成処理層118は非クロム系化成処理やクロム系化成処理により形成される。非クロム系化成処理としてジルコニウム、チタン、リン酸亜鉛等による処理が挙げられる。クロム系化成処理としてクロム酸クロメート処理、リン酸クロメート処理、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。   The chemical conversion treatment layer 118 is formed by non-chromium chemical conversion treatment or chromium chemical conversion treatment. Examples of the non-chromium chemical conversion treatment include treatment with zirconium, titanium, zinc phosphate, and the like. Examples of the chromium-based chemical conversion treatment include chromate chromate treatment, phosphoric acid chromate treatment, and chromate treatment using an aminated phenol polymer.

クロム酸クロメート処理には硝酸クロム、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る。   For the chromate chromate treatment, 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 is used.

リン酸クロメート処理にはリン酸ナトリウム、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る。   Phosphate compounds such as sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium phosphate and polyphosphoric acid are used for the phosphoric acid chromate treatment.

アミノ化フェノール重合体を用いたクロメート処理には下記一般式(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る。   For the chromate treatment using the aminated phenol polymer, an aminated phenol polymer comprising repeating units represented by the following general formulas (1) to (4) is used.

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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。なお、R1とR2は同一でもよい。   In formulas (1) to (4), X represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, an allyl group or a benzyl group. R1 and R2 represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group. R1 and R2 may be the same.

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。   In the formulas (1) to (4), examples of the alkyl group represented by X, R1, and R2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. C1-C4 linear or branched alkyl groups, such as group, are mentioned.

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。   Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R1, and R2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, and a 3-hydroxypropyl group. Group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group and the like, and a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms substituted with one hydroxy group Is mentioned.

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。   The number average molecular weight of the aminated phenol polymer composed of the repeating units represented by the formulas (1) to (4) is, for example, about 500 to about 1,000,000, preferably about 1000 to about 20,000.

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。更に、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、クロム酸クロメート処理が好ましく、クロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理が更に好ましい。   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 combining a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer is more preferable.

化成処理においてバリア層114及び絶縁層117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、金属層の表面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。 The amount of the acid-resistant film formed on the surfaces of the barrier layer 114 and the insulating layer 117 in the chemical conversion treatment is not particularly limited. For example, a chromate treatment is performed by combining a chromic acid compound, a phosphoric acid compound, and an aminated phenol polymer. In some cases, the chromic acid compound is about 0.5 to about 50 mg, preferably about 1.0 to about 40 mg, and 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 layer. It is desirable to contain 50 mg, preferably about 1.0 to about 40 mg, and about 1 to about 200 mg, preferably about 5.0 to 150 mg of aminated phenol polymer.

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、バリア層114又は絶縁層117の表面に塗布した後に、バリア層114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114に化成処理を施す前に、予めバリア層114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を施してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、バリア層114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。   In the chemical conversion treatment, a solution containing a compound used for forming an acid-resistant film is applied to the surface of the barrier layer 114 or the insulating layer 117 by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, etc. The heating is performed so that the temperature of the layer 114 is about 70 to 200 ° C. In addition, before the chemical conversion treatment is performed on the barrier layer 114, the barrier layer 114 may be previously subjected to a degreasing treatment by an alkali dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method, or the like. By performing the degreasing process in this way, it is possible to perform the chemical conversion process on the surface of the barrier layer 114 more efficiently.

本実施形態によると、絶縁層117の熱接着層116側の面にクロム系化成処理又は非クロム系化成処理を施すことにより、絶縁層117の耐腐食性及び接着性(濡れ性)が向上して絶縁層117と隣接する層との間でラミネーション強度が向上する。   According to the present embodiment, the surface of the insulating layer 117 on the side of the thermal adhesive layer 116 is subjected to a chromium-based chemical conversion treatment or a non-chromium-based chemical conversion treatment, thereby improving the corrosion resistance and adhesion (wetting properties) of the insulating layer 117. Thus, the lamination strength is improved between the insulating layer 117 and the adjacent layer.

なお、上記実施形態において、上記各層間に異なる層を介在させてもよい。また、いずれかの化成処理層118を省略してもよい。また、リチウムイオン電池121について述べているが、リチウムイオン電池本体122以外の電気化学セル本体を包装材料110からなる包装体120で包装してリチウムイオン電池121以外の電気セルを作製してもよい。   In the embodiment, different layers may be interposed between the layers. Any one of the chemical conversion treatment layers 118 may be omitted. Moreover, although the lithium ion battery 121 is described, an electrochemical cell body other than the lithium ion battery body 122 may be packaged with a package 120 made of the packaging material 110 to produce an electric cell other than the lithium ion battery 121. .

例えば、電気化学セルとはリチウムイオン電池以外にニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等の化学電池及び電気二重層キャパシタ、キャパシタ、電解コンデンサが含まれる。ここで、電気化学セル本体とは包装材料封入前の正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質とを含むセル(蓄電部)と、セル内の正極及び負極に連結される電極端子等、電気エネルギーを発生させる電気デバイス要素全てを含む。   For example, the electrochemical cell includes a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, a lithium metal primary battery or secondary battery, a chemical battery such as a lithium polymer battery, an electric double layer capacitor, a capacitor, and an electrolytic capacitor in addition to a lithium ion battery. Here, the electrochemical cell body is a positive electrode composed of a positive electrode active material and a positive electrode current collector before enclosing packaging material, a negative electrode composed of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode. And all electric device elements that generate electric energy, such as a cell (power storage unit) including electrode terminals connected to a positive electrode and a negative electrode in the cell.

次に本発明の作用及び効果について、実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。この実験では、電気化学セル用包装材料110を構成するバリア層114の上面に絶縁層117を形成して絶縁性及びラミネート強度について評価を行った。   Next, the action and effect of the present invention will be specifically described using examples and comparative examples. In this experiment, an insulating layer 117 was formed on the upper surface of the barrier layer 114 constituting the electrochemical cell packaging material 110, and the insulating properties and the laminate strength were evaluated.

[電気化学セル用包装材のサンプル作製]
実施例1に係る電気化学セル用包装材料110はバリア層114であるアルミニウム(厚さ40μm)の両面に硫酸バリウム微粒子111を分散させた水溶液にバインダー溶液を添加した処理液を塗布した後、乾燥させて厚さ1μmの絶縁層117を形成した。このとき、硫酸バリウム微粒子111の平均粒径は0.095μm(透過型電子顕微鏡を用いた写真にて硫酸バリウム微粒子のサイズを測定して平均粒径を算出した。)であった。また、処理液は硫酸バリウム微粒子111を水溶液中に重量濃度30%で分散させ、金属酸化物微粒子111を分散させた水溶液の重量部を10としたときに、バインダー溶液に含まれるリン酸の重量部を0.9、その他の樹脂の重量部を0.1とした。次に、基材層112である延伸ナイロンフィルム(厚さ15μm)を2液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせ、絶縁層117の上面に酸変性ポリプロピレン(厚さ20μm)とポリプロピレン(厚さ15μm)を溶融共押出し法により積層して酸変性ポリオレフィン層115と熱接着層116を形成した。
[Preparation of packaging materials for electrochemical cells]
The packaging material 110 for an electrochemical cell according to Example 1 is obtained by applying a treatment solution obtained by adding a binder solution to an aqueous solution in which barium sulfate fine particles 111 are dispersed on both surfaces of aluminum (thickness: 40 μm), which is a barrier layer 114, and then drying. Thus, an insulating layer 117 having a thickness of 1 μm was formed. At this time, the average particle diameter of the barium sulfate fine particles 111 was 0.095 μm (the average particle diameter was calculated by measuring the size of the barium sulfate fine particles in a photograph using a transmission electron microscope). In addition, the treatment liquid has the weight of phosphoric acid contained in the binder solution when the barium sulfate fine particles 111 are dispersed in an aqueous solution at a weight concentration of 30% and the weight part of the aqueous solution in which the metal oxide fine particles 111 are dispersed is 10. Parts were 0.9, and other resin parts by weight were 0.1. Next, a stretched nylon film (thickness 15 μm) as the base material layer 112 is bonded by a dry lamination method through a two-component curable polyurethane adhesive, and acid-modified polypropylene (thickness 20 μm) is formed on the upper surface of the insulating layer 117. And polypropylene (thickness 15 μm) were laminated by a melt coextrusion method to form an acid-modified polyolefin layer 115 and a thermal adhesive layer 116.

実施例2に係る電気化学セル用包装材料110は実施例1に係る電気化学セル用包装材料110と同様に厚さ1μmの絶縁層117を形成した後、絶縁層117の上面に化成処理層118を形成して化成処理層118の上面に酸変性ポリプロピレン(厚さ20μm)とポリプロピレン(厚さ15μm)を溶融共押出し法により積層して酸変性ポリオレフィン層115と熱接着層116を形成した。   In the electrochemical cell packaging material 110 according to the second embodiment, an insulating layer 117 having a thickness of 1 μm is formed similarly to the electrochemical cell packaging material 110 according to the first embodiment, and then the chemical conversion treatment layer 118 is formed on the upper surface of the insulating layer 117. Then, acid-modified polypropylene (thickness: 20 μm) and polypropylene (thickness: 15 μm) were laminated on the top surface of the chemical conversion treatment layer 118 by a melt coextrusion method to form an acid-modified polyolefin layer 115 and a thermal adhesive layer 116.

なお、化成処理はフェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる溶液をロールコート法により絶縁層117の上面に塗布し、皮膜温度が180℃以上となる条件において焼付けて処理した。なお、クロムの塗布量は10mg/m2(乾燥重量)とした。 The chemical conversion treatment was performed by applying a solution comprising a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid to the upper surface of the insulating layer 117 by a roll coating method, and baking it under conditions where the film temperature was 180 ° C. or higher. The application amount of chromium was 10 mg / m 2 (dry weight).

実施例3に係る電気化学セル用包装材料110は実施例1に係る電気化学セル用包装材料110と絶縁層117を除いて同一の層構成をとる。実施例3に係る電気化学セル用包装材料110の絶縁層117はリン酸とアミノ化フェノールとの混合液に平均粒径が0.2μmの硫酸バリウム微粒子111を分散させた処理液を用いた。なお、硫酸バリウム微粒子の平均粒径はレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場社製 商品名:LA920)で測定した。   The electrochemical cell packaging material 110 according to Example 3 has the same layer configuration as the electrochemical cell packaging material 110 according to Example 1 except for the insulating layer 117. For the insulating layer 117 of the packaging material 110 for an electrochemical cell according to Example 3, a treatment liquid in which barium sulfate fine particles 111 having an average particle diameter of 0.2 μm were dispersed in a mixed liquid of phosphoric acid and aminated phenol was used. The average particle diameter of the barium sulfate fine particles was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (trade name: LA920, manufactured by Horiba, Ltd.).

[比較例1]
比較例1に係る電気化学セル用包装材料は実施例1に係る絶縁層117を設けなかった。つまり、バリア層であるアルミニウム(厚さ40μm)の両面に化成処理を施し、化成処理を施した面の上から酸変性ポリプロピレン(厚さ20μm)とポリプロピレン(厚さ15μm)を溶融共押出し法により積層して酸変性ポリオレフィン層と熱接着層を形成した。なお、化成処理は実施例2と同様の方法により行った。
[Comparative Example 1]
The electrochemical cell packaging material according to Comparative Example 1 was not provided with the insulating layer 117 according to Example 1. That is, both surfaces of aluminum (40 μm thickness) as a barrier layer are subjected to chemical conversion treatment, and acid-modified polypropylene (thickness 20 μm) and polypropylene (thickness 15 μm) are melt-extruded from the surface subjected to the chemical conversion treatment. By laminating, an acid-modified polyolefin layer and a thermal adhesive layer were formed. The chemical conversion treatment was performed in the same manner as in Example 2.

[絶縁性の評価]
絶縁性の評価は実施例1〜3及び比較例1に係る電気化学セル用包装材料を40mm×120mmの短冊片に裁断した後、アルミニウムタブ(30mm×100mm)と包装材料のポリプロピレン側の面とをワイヤー(内径が25.4μm)を挟持しながら当接させ、ヒートシールバー(幅30mm)でヒートシール圧を0.2MPa、190℃でヒートシールした。
[Evaluation of insulation]
The insulation evaluation was performed by cutting the packaging material for electrochemical cells according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 into strips of 40 mm × 120 mm, and then aluminum tabs (30 mm × 100 mm) and the polypropylene side surface of the packaging material. Were brought into contact with each other while sandwiching a wire (inner diameter: 25.4 μm), and heat-sealed at a heat seal pressure of 0.2 MPa and 190 ° C. with a heat seal bar (width 30 mm).

このとき、ワイヤーがヒートシールバーの押圧により酸変性ポリプロピレン及びポリプロピレンへ噛み込み、アルミニウムタブと包装材料のアルミニウムとの間で絶縁性が低下する時間を測定した。その結果を表1に示す。なお、絶縁性が低下する時間とはヒートシールを開始してアルミニウムタブと包装材料のアルミニウムとの間に100Vの電圧を印加し続け、抵抗値が100MΩ以下に到達するまでの時間(秒)をいう。   At this time, the time during which the wire was bitten into the acid-modified polypropylene and polypropylene by pressing of the heat seal bar and the insulation was lowered between the aluminum tab and the aluminum of the packaging material was measured. The results are shown in Table 1. It should be noted that the time for the insulation to decrease is the time (seconds) until the resistance value reaches 100 MΩ or less after the voltage of 100 V is continuously applied between the aluminum tab and the aluminum of the packaging material after heat sealing is started. Say.

Figure 0006131559
Figure 0006131559

表1に示すように、実施例1〜実施例3に係る包装材料は60秒経過しても短絡が発生しなかった。これにより、絶縁層117を形成していない比較例1と比較して絶縁性に優れることがわかった。   As shown in Table 1, the packaging materials according to Examples 1 to 3 were not short-circuited even after 60 seconds. Thereby, it turned out that it is excellent in insulation compared with the comparative example 1 in which the insulating layer 117 is not formed.

[耐腐食性の評価]
耐腐食性の評価は実施例1〜3に係る電気化学セル用包装材料を電解液に浸漬する前後においてバリア層114と酸変性ポリオレフィン層115との間のラミネート強度の変化を測定して評価を行った。
[Evaluation of corrosion resistance]
The corrosion resistance was evaluated by measuring the change in the laminate strength between the barrier layer 114 and the acid-modified polyolefin layer 115 before and after immersing the electrochemical cell packaging material according to Examples 1 to 3 in the electrolytic solution. went.

まず、実施例1〜3に係る電気化学セル用包装材料を15mm×250mmの短冊片に2個ずつ裁断した後、一方を85℃の電解液(エチレンカーボネート:ジエチルカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1:1の液に1molの6フッ化リン酸リチウムを添加)に24時間ドブ漬けした。   First, the packaging material for electrochemical cells according to Examples 1 to 3 was cut into two strips each having a size of 15 mm × 250 mm, and then one of them was subjected to an electrolytic solution (ethylene carbonate: diethyl carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1) at 85 ° C. : 1 mol of lithium hexafluorophosphate was added to the solution of No. 1) for 24 hours.

次に、電解液に浸漬した短冊片と電解液に浸漬していない短冊片を引張り試験機(島津製作所(株)社製、AGS−50D(商品名))を用いてバリア層114であるアルミニウムと酸変性ポリオレフィン層115である酸変性ポリプロピレンとを50mm/分の速度で長手方向に剥離した。このとき、剥離時の強度を測定してバリア層114と酸変性ポリオレフィン層115のラミネート強度(N/15mm)とした。その結果を表2に示す。   Next, the strip which is immersed in the electrolytic solution and the strip which is not immersed in the electrolytic solution are used as a barrier layer 114 by using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, AGS-50D (trade name)). And acid-modified polypropylene which is the acid-modified polyolefin layer 115 were peeled in the longitudinal direction at a speed of 50 mm / min. At this time, the strength at the time of peeling was measured to obtain the laminate strength (N / 15 mm) of the barrier layer 114 and the acid-modified polyolefin layer 115. The results are shown in Table 2.

Figure 0006131559
Figure 0006131559

表2に示すように、化成処理を施した実施例2と実施例3は化成処理を施していない実施例1と比較してラミネート強度が高かった。   As shown in Table 2, Example 2 and Example 3 subjected to chemical conversion treatment had higher laminate strength than Example 1 not subjected to chemical conversion treatment.

本発明は、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等の化学電池及び電気二重層キャパシタ、キャパシタ、電解コンデンサを包装する包装体として用いることができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a package for packaging chemical batteries such as nickel metal hydride batteries, nickel cadmium batteries, lithium metal primary batteries or secondary batteries, lithium polymer batteries, and electric double layer capacitors, capacitors, and electrolytic capacitors.

110 包装材料
111 硫酸バリウム微粒子
112 基材層
113 接着層
114 バリア層
115 酸変性ポリオレフィン層
116 熱接着層
117 絶縁層
118 化成処理層
120 包装体
120a 収納部
120b 蓋部
121 リチウムイオン電池
122 リチウムイオン電池本体
123a 正極タブ
123b 負極タブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Packaging material 111 Barium sulfate microparticles 112 Base material layer 113 Adhesion layer 114 Barrier layer 115 Acid-modified polyolefin layer 116 Thermal adhesion layer 117 Insulation layer 118 Chemical conversion treatment layer 120 Packaging body 120a Storage part 120b Lid part 121 Lithium ion battery 122 Lithium ion battery Body 123a Positive electrode tab 123b Negative electrode tab

Claims (5)

樹脂フィルムからなる基材層と、最内層に配して熱接着性樹脂からなる熱接着層と、前記基材層と前記熱接着層との間に配して金属箔からなるバリア層と、を少なくとも積層して構成される電気化学セル用包装材料であって、前記バリア層の前記熱接着層側の面には複数の硫酸バリウム微粒子が積層された絶縁層が設けられていることを特徴とする電気化学セル用包装材料。   A base layer made of a resin film, a thermal adhesive layer made of a thermoadhesive resin arranged in the innermost layer, a barrier layer made of a metal foil arranged between the base material layer and the thermal adhesive layer, A packaging material for an electrochemical cell constituted by laminating at least a layer, wherein an insulating layer in which a plurality of barium sulfate fine particles are laminated is provided on a surface of the barrier layer on the thermal adhesive layer side. And packaging material for electrochemical cells. 前記絶縁層は前記硫酸バリウム微粒子の一部及び前記金属箔の一部が溶融して接着していることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル用包装材料。   2. The packaging material for an electrochemical cell according to claim 1, wherein a part of the barium sulfate fine particles and a part of the metal foil are melted and bonded to the insulating layer. 前記絶縁層の前記熱接着層側の面はクロム系化成処理又は非クロム系化成処理が施されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電気化学セル用包装材料。   3. The packaging material for an electrochemical cell according to claim 1, wherein a surface of the insulating layer on the heat bonding layer side is subjected to a chromium-based chemical conversion treatment or a non-chromium-based chemical conversion treatment. 樹脂フィルムからなる基材層と、最内層に配して熱接着性樹脂からなる熱接着層と、前記基材層と前記熱接着層との間に配して金属箔からなるバリア層と、を少なくとも積層して構成される電気化学セル用包装材料の製造方法であって、前記バリア層の前記熱接着層側の面にバインダー溶液に硫酸バリウム微粒子を分散させた処理液を塗布することを特徴とする電気化学セル用包装材料の製造方法。 A base layer made of a resin film, a thermal adhesive layer made of a thermoadhesive resin arranged in the innermost layer, a barrier layer made of a metal foil arranged between the base material layer and the thermal adhesive layer, A method for producing a packaging material for an electrochemical cell comprising at least a laminate of a coating solution, wherein a treatment liquid in which barium sulfate fine particles are dispersed in a binder solution is applied to the surface of the barrier layer on the thermal adhesive layer side. A method for producing a packaging material for an electrochemical cell. 前記バインダー溶液がリン酸を含むことを特徴とする請求項4に記載の電気化学セル用包装材料の製造方法。   The method for producing a packaging material for an electrochemical cell according to claim 4, wherein the binder solution contains phosphoric acid.
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