JP6969227B2 - Battery case and battery - Google Patents
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Description
本発明は、電池用ケース及び電池に関する。 The present invention relates to a battery case and a battery.
従来、様々なタイプの電池が開発されているが、あらゆる電池において、電極や電解質などの電池素子を封止するために包装材料が不可欠な部材になっている。従来、電池用包装として金属製の包装材料が多用されていた。 Conventionally, various types of batteries have been developed, but in all batteries, packaging materials are indispensable members for encapsulating battery elements such as electrodes and electrolytes. Conventionally, metal packaging materials have been widely used for battery packaging.
一方、近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、パソコン、カメラ、携帯電話などの高性能化に伴い、電池には、多様な形状が要求されると共に、薄型化や軽量化が求められている。しかしながら、従来多用されていた金属製の包装材料では、形状の多様化に追従することが困難であり、しかも軽量化にも限界があるという欠点がある。 On the other hand, in recent years, with the improvement of high performance of electric vehicles, hybrid electric vehicles, personal computers, cameras, mobile phones, etc., batteries are required to have various shapes, and are required to be thinner and lighter. However, the metal packaging material, which has been widely used in the past, has a drawback that it is difficult to keep up with the diversification of shapes and there is a limit to weight reduction.
そこで、近年、多様な形状に加工が容易で、薄型化や軽量化を実現し得る電池用包装材料として、基材/バリア層/熱融着性樹脂層が順次積層されたフィルム状の積層体が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 Therefore, in recent years, as a packaging material for batteries that can be easily processed into various shapes and can be made thinner and lighter, a film-like laminate in which a base material / barrier layer / heat-sealing resin layer is sequentially laminated. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このような電池用包装材料は、金型によって成型されて使用される成型タイプのものと、金型によって成型されないパウチタイプのものとに大きく二分される。成型タイプの電池用包装材料では、金型による成型によって、シート状の電池用包装材料に凹部が形成された包装体とし、当該凹部によって形成された空間に電極や電解液などの電池素子を配し、当該凹部の周縁部の熱融着性樹脂層同士を熱融着させることにより、包装体の内部に電池素子が収容された電池が製造されている。 Such battery packaging materials are broadly divided into molded type materials that are molded by a mold and used, and pouch type materials that are not molded by a mold. In the molding type battery packaging material, a packaging body in which recesses are formed in the sheet-shaped battery packaging material by molding with a mold, and battery elements such as electrodes and electrolytic solutions are arranged in the space formed by the recesses. However, by heat-sealing the heat-sealing resin layers at the peripheral edge of the recess, a battery in which the battery element is housed inside the package is manufactured.
一方、パウチタイプの包装材料においては、金型による成型が施されず、例えばガセット袋(マチ付きの袋)などのように、シート状の電池用包装材料を屈曲させるなどして袋状に成形し、電池素子を収容する空間を形成して包装体とし、周縁部の熱融着性樹脂層同士を熱融着させることにより、電池用包装材料の内部に電池素子が収容されたパウチ型電池が製造されている(例えば、特許文献2を参照)。 On the other hand, the pouch-type packaging material is not molded by a mold, and is molded into a bag shape by bending a sheet-shaped battery packaging material such as a gusset bag (bag with a gusset). A pouch-type battery in which the battery element is housed inside the packaging material for the battery by forming a space for accommodating the battery element to form a package and heat-sealing the heat-sealing resin layers at the peripheral edges. Is manufactured (see, for example, Patent Document 2).
パウチ型の包装体により電池素子を収納したパウチ型電池は、機械的強度が低く、保形性に乏しく、製品に搭載される際にはパウチ型電池を樹脂製のケースに収納されることが多く、製品の薄型化や軽量化を達成することが困難であった。パウチ型電池には、使用時や流通過程において、強い振動や衝撃が加わることがあるため、高い機械的強度や優れた保形性を付与することが望まれる。 A pouch-type battery in which a battery element is housed in a pouch-type package has low mechanical strength and poor shape retention, and when mounted on a product, the pouch-type battery may be stored in a resin case. In many cases, it was difficult to achieve thinning and weight reduction of the product. Since the pouch-type battery may be subjected to strong vibration or impact during use or distribution process, it is desired to impart high mechanical strength and excellent shape retention.
このような状況下、本発明は、パウチ型電池に高い機械的強度、優れた保形性を付与することができる、電池用ケースを提供することを主な目的とする。さらに、本発明は、当該電池用ケースを用いた電池を提供することも目的とする。 Under such circumstances, it is a main object of the present invention to provide a battery case capable of imparting high mechanical strength and excellent shape retention to a pouch-type battery. Further, it is also an object of the present invention to provide a battery using the battery case.
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、パウチ型包装体と、前記パウチ型包装体の外面の少なくとも一部を覆う保護部材とを備えており、前記保護部材の厚みが0.1mm以上、1.0mm以下である電池用ケースは、パウチ型電池に高い機械的強度、優れた保形性を付与することができることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成したものである。 The present inventor has made diligent studies to solve the above problems. As a result, the battery case includes a pouch-shaped package and a protective member that covers at least a part of the outer surface of the pouch-shaped package, and the thickness of the protective member is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. Found that it is possible to impart high mechanical strength and excellent shape retention to a pouch-type battery. The present invention has been completed by further studies based on these findings.
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. パウチ型包装体と、前記パウチ型包装体の外面の少なくとも一部を覆う保護部材と、
を備える、電池用ケースであって、
前記保護部材の厚みが0.1mm以上、1.0mm以下である、電池用ケース。
項2. 前記保護部材が、樹脂により構成されている、項1に記載の電池用ケース。
項3. 前記パウチ型包装体が側面部を備えており、前記保護部材が、前記パウチ型包装体の外面の少なくとも前記側面部を覆っている、項1又は2に記載の電池用ケース。
項4. 前記パウチ型包装体が側面部と底面部を備えており、前記保護部材が、前記パウチ型包装体の外面の少なくとも前記側面部と前記底面部を覆っている、項1〜3のいずれかに記載の電池用ケース。
項5. 前記パウチ型包装体は、少なくとも、バリア層及び熱融着性樹脂層を備える積層体から構成されており、
前記積層体の厚さに占める前記熱融着性樹脂層の厚さの割合が、20%以上である、項1〜4のいずれかに記載の電池用ケース。
項6. 前記バリア層の厚さが、10μm以上、40μm以下である、項5に記載の電池用ケース。
項7. 前記パウチ型包装体は、前記バリア層の前記熱融着性樹脂層側と反対側に保護層を備える、項5又は6のいずれかに記載の電池用ケース。
項8. 少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項1〜7のいずれかに記載の電池用ケースの前記パウチ型包装体の中に収容されている、電池。
That is, the present invention provides the inventions of the following aspects.
It is a battery case equipped with
A battery case having a protective member having a thickness of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
Item 6.
Item 7.
Item 8. A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in the pouch-shaped package of the battery case according to any one of
本発明によれば、パウチ型電池に高い機械的強度と優れた保形性を付与する電池用ケースを提供することができる。さらに、本発明は、当該電池用ケースを用いた電池を提供することもできる。 According to the present invention, it is possible to provide a battery case that imparts high mechanical strength and excellent shape retention to a pouch-type battery. Further, the present invention can also provide a battery using the battery case.
本発明の電池用ケースは、パウチ型包装体と、前記パウチ型包装体の外面の少なくとも一部を覆う保護部材とを備える、電池用ケースである。当該電池用ケースにおいて、保護部材の厚みが0.1mm以上、1.0mm以下の範囲にあることを特徴としている。以下、本発明の電池用ケースについて詳述する。 The battery case of the present invention is a battery case including a pouch-type package and a protective member that covers at least a part of the outer surface of the pouch-type package. The battery case is characterized in that the thickness of the protective member is in the range of 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. Hereinafter, the battery case of the present invention will be described in detail.
なお、本明細書において、「〜」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2〜15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。 In this specification, the numerical range indicated by "~" means "greater than or equal to" and "less than or equal to". For example, the notation of 2 to 15 mm means 2 mm or more and 15 mm or less.
保護部材の構成
本発明の電池用ケース20において、保護部材12は、パウチ型包装体11の外面の少なくとも一部を覆っている。本発明の電池用ケース20においては、パウチ型包装体11の外面の少なくとも一部が、保護部材12によって覆われているため、パウチ型電池に高い機械的強度、優れた保形性が付与される。さらに、優れた保形性が付与されることによって、パウチ型電池をアッセンブリする際や、モジュール化する際の位置合わせが容易になる。また、優れた保形性が付与されることによって、パウチ型包装体の振動が抑制されて、パウチ型包装体の屈曲部にピンホールが発生することも抑制することができる。
Structure of Protective Member In the
図7には、パウチ型包装体11の外面の側面部11aと底面部11bを、保護部材12で覆い、本発明の電池用ケース20を得る様子を示しており、図8には、得られた電池用ケース20の模式図を示している。図7及び図8においては、保護部材12が4つの側面部12aと、底面部12bとを備えた四角形状の容器を構成しており、保護部材12の開口した上面からパウチ型包装体11を収容することで、パウチ型包装体11の側面部11aと底面部11bが保護部材12によって覆われた電池用ケース20が得られている。
FIG. 7 shows a state in which the
パウチ型電池に高い機械的強度、優れた保形性を付与する観点から、本発明の電池用ケース20において、保護部材12は、パウチ型包装体11の外面の少なくとも側面部11aを覆っていることが好ましく、パウチ型包装体11の外面の少なくとも側面部11aと底面部11bを覆っていることがより好ましい。また、パウチ型包装体11の外面の全体を保護部材12で覆ってもよい。
From the viewpoint of imparting high mechanical strength and excellent shape retention to the pouch-type battery, in the
パウチ型包装体11の外面の少なくとも一部を保護部材12で覆う方法としては、特に制限されず、テープや接着剤などの接着部材を用いてパウチ型包装体11の外面に保護部材12を貼り付ける方法や、容器状の保護部材12にパウチ型包装体11を収容する方法(例えば図7及び図8を参照)などが挙げられる。保護部材12は、パウチ型包装体11の外面の少なくとも一部に接着されていることが好ましい。
The method of covering at least a part of the outer surface of the pouch-
保護部材12を構成する素材としては、特に制限されないが、軽量かつ高強度であることから、樹脂が挙げられる。樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニル系樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、及びこれらの混合物や共重合物などが挙げられる。保護部材12を構成する素材としては、これらの中でも、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルなどが挙げられる。
The material constituting the
本発明の電池用ケース20において、保護部材12の厚さは、0.1mm以上1.0mm以下の範囲であることを特徴としている。厚さが0.1mm以上であることにより、パウチ型電池の保形性及び機械的強度を好適に高めることができる。また、厚さが1.0mm以下であることにより、パウチ型電池の薄型化に寄与して、パウチ型電池をアプリケーションに収容可能とし、また、電池容量を向上することができる。保護部材の厚みとしては、下限は、好ましくは約0.15mm以上、より好ましくは約0.20mm以上、さらに好ましくは約0.30mm以上が挙げられ、上限は、好ましくは約0.80mm以下、より好ましくは0.60mm以下、さらに好ましくは0.50mm以下が挙げられる。また、保護部材の厚みの好ましい範囲としては、0.10〜0.80mm程度、0.10〜0.60mm程度、0.10〜0.50mm程度、0.15〜0.80mm程度、0.15〜0.60mm程度、0.15〜0.50mm程度、0.20〜0.80mm程度、0.20〜0.60mm程度、0.20〜0.50mm程度、0.30〜0.80mm程度、0.30〜0.60mm程度、0.30〜0.50mm程度が挙げられる。
The
包装体の構成
例えば図8の模式図に示されるように、本発明の電池用ケース20は、パウチ型包装体11と、パウチ型包装体11の外面の少なくとも一部を覆う保護部材12とを備えている。なお、電池素子はパウチ型包装体11により密封されており、密封性を維持している。
Structure of Package For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 8, the
電池用ケースに用いられるパウチ型包装体11について、図1から図3の一例を参照しながら説明する。例えば図1の模式図に示すように、3つの包装材料10a、10b、10cを熱融着させて、図2の模式図に示されるようなパウチ型包装体11を製造する場合には、3つの包装材料10a、10b、10cの各周縁部を熱融着させて電池素子を収容する空間が形成される。図1から図3の模式図は、3つの包装材料10a、10b、10c(包装材料10)を組み合わせて、ガセット袋形状のパウチ型包装体11を形成する様子を示している。
The pouch-
本発明の電池用ケースが備えるパウチ型包装体11において、パウチ型包装体11を構成する積層体の厚さ(総厚さ)に占める熱融着性樹脂層2の厚さの割合としては、下限は、好ましくは20%以上、より好ましくは約30%以上、さらに好ましくは約40%以上が挙げられ、上限は、好ましくは約80%以下、より好ましくは約70%以下、さらに好ましくは約60%以下が挙げられる。また、当該割合の好ましい範囲としては、20〜80%程度、20〜70%程度、20〜60%程度、30〜80%程度、30〜70%程度、30〜60%程度、40〜80%程度、40〜70%程度、40〜60%程度が挙げられる。
In the pouch-
パウチ型電池に用いられるパウチ型包装体においては、包装材料を屈曲させることによって、電池素子を収容する空間が形成されるため、屈曲部を熱融着させる必要があり、密封性が低下しやすいという問題を有している。例えば、図2及び図3に示すガセット袋形状の包装体11であれば、特に、3つの包装材料10a、10b、10cが屈曲されて接する部分Pの周辺部において、包装材料10a,10bのx方向の両端部と、包装材料10cのx方向の両端部を、加熱された金属板などを用いて各包装材料を熱融着する際に、底ガセット部が3枚、底ガセット部の上部は2枚となり段差が生じるため、底ガセット部の周縁熱接着部にて熱融着による包装材料の密封が不完全になりやすいという問題がある。
In a pouch-type package used for a pouch-type battery, a space for accommodating a battery element is formed by bending the packaging material, so that the bent portion needs to be heat-sealed, and the sealing property tends to deteriorate. Has the problem. For example, in the case of the gusset bag-shaped
これに対して、本発明の電池用ケースが備えるパウチ型包装体11において、パウチ型包装体11を構成する積層体の厚さ(総厚さ)に占める熱融着性樹脂層2の厚さの割合が上記の値を充足している場合、パウチ型包装体11の熱融着の際の屈曲部、段差部などにおいて熱融着が好適に行われ、結果として、密封性についても好適に高められる。
On the other hand, in the pouch-
パウチ型包装体11は、パウチ型電池に用いられる形状を有していればよく、その形状としては、図1から図3の模式図に示された一例に限定されず、例えば、三方シール袋、四方シール袋、スタンディングパウチ、ピロー袋、ピローガセット袋、四柱ピローガセット袋、変形四柱ピローガセット袋、角底袋、半折底ガセット袋、半折袋などが挙げられる。
The pouch-
パウチ型包装体11は、正極、負極、電解質などの電池素子を密封して収容するために使用される。すなわち、保護部材12によってパウチ型包装体11の外面の少なくとも一部が覆われた本発明の電池用ケースに、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を収容して、パウチ型電池とすることができる。
The pouch-
具体的には、少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた電池素子を、パウチ型包装体11の内側に収容し、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子をパウチ型包装体11の外側に突出させた状態で、電池素子の周縁に熱融着部(熱融着性樹脂層同士が接触する領域)が形成できるようにして被覆し、前記熱融着部の熱融着性樹脂層同士を熱融着して密封させることによって、電池用ケースを使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用ケースにより形成されたパウチ型包装体中に電池素子を収容する場合、本発明電池用ケースの熱融着性樹脂部分が内側(電池素子と接する面)になるようにして、パウチ型包装体を形成する。
Specifically, a battery element having at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed inside the pouch-
本発明の電池用ケースは、一次電池、二次電池のいずれに使用してもよいが、好ましくは二次電池である。本発明の電池用ケースが適用される二次電池の種類については、特に制限されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、コンデンサー、キャパシターなどが挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用ケースの好適な適用対象として、リチウムイオン電池及びリチウムイオンポリマー電池が挙げられる。 The battery case of the present invention may be used for either a primary battery or a secondary battery, but is preferably a secondary battery. The type of the secondary battery to which the battery case of the present invention is applied is not particularly limited, and for example, a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lead storage battery, a nickel / hydrogen storage battery, a nickel / cadmium storage battery, and a nickel / iron. Examples include storage batteries, nickel / zinc storage batteries, silver oxide / zinc storage batteries, metal air batteries, polyvalent cation batteries, capacitors, and capacitors. Among these secondary batteries, a lithium ion battery and a lithium ion polymer battery can be mentioned as suitable application targets of the battery case of the present invention.
パウチ型包装体11(パウチ型包装体11を構成している包装材料10)は、例えば図4〜図6に示すように、少なくとも、バリア層1及び熱融着性樹脂層2を備える積層体からなる。パウチ型包装体11において、熱融着性樹脂層2が最内層になる。即ち、電池の組み立て時に、電池素子の周縁に位置する熱融着性樹脂層2同士が熱融着して電池素子を密封することにより、電池素子が封止される。
The pouch-type package 11 (
パウチ型包装体11は、図5及び図6に示すように、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性、保形性の向上などを目的として、必要に応じて、保護層3を有していてもよい。パウチ型包装体11が保護層3を有する場合、保護層3、バリア層1、及び熱融着性樹脂層2をこの順に備える積層構成となる。保護層3は、パウチ型包装体11の外側表面を構成していてもよい。
As shown in FIGS. 5 and 6, the pouch-
また、本発明の電池用ケースには、図6に示すように、保護層3とバリア層1との間に、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着剤層4が設けられていてもよい。また、図6に示すように、バリア層1と熱融着性樹脂層2との間には、これらの接着性を高める目的で、必要に応じて接着層5が設けられていてもよい。
Further, in the battery case of the present invention, as shown in FIG. 6, an
パウチ型包装体11を構成する積層体の厚さとしては、特に制限されないが、パウチ型包装体11の厚さを薄くして電池のエネルギー密度を高める観点からは、上限は、例えば約250μm以下、好ましくは約200μm以下、より好ましくは約180μm以下、さらに好ましくは約150μm以下が挙げられ、下限は、例えば約60μm以上が挙げられる。当該積層体の厚さの範囲としては、好ましくは、60〜250μm程度、60〜200μm程度、60〜180μm程度、60〜150μm程度が挙げられる。
The thickness of the laminate constituting the pouch-
パウチ型包装体11を形成する各層
[バリア層1]
パウチ型包装体11において、バリア層1は、パウチ型包装体11の強度向上の他、電池内部に水蒸気、酸素、光などが侵入することを防止する機能を有する層である。バリア層1は、金属箔、金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜、これらの蒸着膜を設けたフィルムなどにより形成することができ、金属箔で形成されている層であることが好ましい。バリア層1を構成する金属としては、具体的には、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどが挙げられ、好ましくはアルミニウム又はステンレス鋼が挙げられる。
Each layer forming the pouch-shaped package 11 [barrier layer 1]
In the pouch-
パウチ型包装体11は、電池の製造工程において、金型による凹部の成型が行われないため、バリア層1を構成する素材として、硬質アルミニウム、ステンレス鋼などを使用することもできる。硬質アルミニウム及びステンレス鋼は、機械的強度に優れるという利点を備えている。
Since the pouch-shaped
バリア層1を構成する好ましいアルミニウムとしては、例えば、「JIS H4160:1994 1N30」、「JIS H4160:1994 3003」、「JIS H4160:1994 A3004H−O」、「JIS H4160:1994 3004」、「JIS H4160:1994 8021」、「JIS H4160:1994 A8021H−O」、「JIS H4160:1994 8079」、「JIS H4160:1994 A8079H−O」など組成を備えるものが挙げられ、これらの中でも、「JIS H4160:1994 A3004H−H18」、「JIS H4160:1994 A8021H−H18」など組成を備えるものが好ましい。また、ステンレス鋼としては、SUS304、SUS403などが挙げられる。
Preferred aluminum constituting the
バリア層1の厚さとしては、特に制限されないが、好ましくは10〜50μm程度、より好ましくは10〜45μm程度が挙げられる。
The thickness of the
また、バリア層1は、接着の安定化、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも一方の面、好ましくは両面が化成処理されていることが好ましい。ここで、化成処理とは、バリア層の表面に耐酸性皮膜を形成する処理をいう。化成処理としては、例えば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロムなどのクロム化合物を用いたクロメート処理;リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸などのリン酸化合物を用いたリン酸処理;下記一般式(1)から(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体を用いた化成処理などが挙げられる。クロム化合物の中でも、クロム酸化合物が好ましい。なお、当該アミノ化フェノール重合体において、下記一般式(1)から(4)で表される繰り返し単位は、1種類単独で含まれていてもよいし、2種類以上の任意の組み合わせであってもよい。
Further, it is preferable that at least one surface, preferably both sides, of the
一般式(1)〜(4)中、Xは、水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基又はベンジル基を示す。また、R1及びR2は、それぞれ同一又は異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、又はヒドロキシアルキル基を示す。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。また、X、R1及びR2で示されるヒドロキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基などのヒドロキシル基が1個置換された炭素数1〜4の直鎖又は分枝鎖状アルキル基が挙げられる。一般式(1)〜(4)において、X、R1及びR2で示されるアルキル基及びヒドロキシアルキル基は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。一般式(1)〜(4)において、Xは、水素原子、ヒドロキシル基又はヒドロキシアルキル基であることが好ましい。一般式(1)〜(4)で表される繰り返し単位を有するアミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、例えば、500〜100万であることが好ましく、1000〜2万であることがより好ましい。 In the general 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. Further, R 1 and R 2 are the same or different, respectively, and represent a hydroxyl group, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group. In the general formulas (1) to (4) , examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group and an isobutyl group. Examples thereof include a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a tert-butyl group. The hydroxyalkyl groups represented by X, R 1 and R 2 include, for example, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group and 3-. A linear or branched chain having 1 to 4 carbon atoms in which one hydroxyl group such as a hydroxypropyl group, a 1-hydroxybutyl group, a 2-hydroxybutyl group, a 3-hydroxybutyl group, or a 4-hydroxybutyl group is substituted. Alkyl groups can be mentioned. In the general formulas (1) to (4), the alkyl group and the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 may be the same or different from each other. In the general formulas (1) to (4), X is preferably a hydrogen atom, a hydroxyl group or a hydroxyalkyl group. The number average molecular weight of the aminoated phenol polymer having the repeating unit represented by the general formulas (1) to (4) is, for example, preferably 5 to 1 million, more preferably 1000 to 20,000. ..
また、バリア層1に耐食性を付与する化成処理方法として、リン酸中に、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化セリウム、酸化スズなどの金属酸化物や硫酸バリウムの微粒子を分散させたものをコーティングし、150℃以上で焼付け処理を行うことにより、バリア層1の表面に耐食処理層を形成する方法が挙げられる。また、耐食処理層の上には、カチオン性ポリマーを架橋剤で架橋させた樹脂層をさらに形成してもよい。ここで、カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミンとカルボン酸を有するポリマーからなるイオン高分子錯体、アクリル主骨格に1級アミンをグラフト重合させた1級アミングラフトアクリル樹脂、ポリアリルアミン又はその誘導体、アミノフェノールなどが挙げられる。これらのカチオン性ポリマーとしては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、架橋剤としては、例えば、イソシアネート基、グリシジル基、カルボキシル基、及びオキサゾリン基よりなる群から選ばれた少なくとも1種の官能基を有する化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの架橋剤としては、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Further, as a chemical conversion treatment method for imparting corrosion resistance to the
化成処理は、1種類の化成処理のみを行ってもよいし、2種類以上の化成処理を組み合わせて行ってもよい。さらに、これらの化成処理は、1種の化合物を単独で使用して行ってもよく、また2種以上の化合物を組み合わせて使用して行ってもよい。化成処理の中でも、クロメート処理や、クロム化合物、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化成処理などが好ましい。 As the chemical conversion treatment, only one type of chemical conversion treatment may be performed, or two or more types of chemical conversion treatment may be performed in combination. Further, these chemical conversion treatments may be carried out by using one kind of compound alone or by using two or more kinds of compounds in combination. Among the chemical conversion treatments, chromate treatment and chemical conversion treatment in which a chromium compound, a phosphoric acid compound, and an amination phenol polymer are combined are preferable.
化成処理においてバリア層1の表面に形成させる耐酸性皮膜の量については、特に制限されないが、例えば、上記のクロメート処理を行う場合であれば、バリア層1の表面1m2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で0.5〜50mg程度、好ましくは1.0〜40mg程度、リン化合物がリン換算で0.5〜50mg程度、好ましくは1.0〜40mg程度、及びアミノ化フェノール重合体が1〜200mg程度、好ましくは5.0〜150mg程度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 surface of the
化成処理は、耐酸性皮膜の形成に使用する化合物を含む溶液を、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、浸漬法などによって、バリア層の表面に塗布した後に、バリア層の温度が70〜200℃になるように加熱することにより行われる。また、バリア層に化成処理を施す前に、予めバリア層を、アルカリ浸漬法、電解洗浄法、酸洗浄法、電解酸洗浄法などによる脱脂処理に供してもよい。このように脱脂処理を行うことにより、バリア層の表面の化成処理をより効率的に行うことが可能となる。 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 by a bar coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a dipping method, or the like, and then the temperature of the barrier layer is 70. This is done by heating to ~ 200 ° C. Further, before the chemical conversion treatment is applied to the barrier layer, the barrier layer may be subjected to a degreasing treatment by an alkaline dipping method, an electrolytic cleaning method, an acid cleaning method, an electrolytic acid cleaning method or the like in advance. By performing the degreasing treatment in this way, it becomes possible to more efficiently perform the chemical conversion treatment on the surface of the barrier layer.
[熱融着性樹脂層2]
パウチ型包装体11において、熱融着性樹脂層2は、最内層に該当し、電池の組み立て時に熱融着性樹脂層同士が熱融着して電池素子を密封する層である。
[Heat-fused resin layer 2]
In the pouch-
熱融着性樹脂層2に使用される樹脂成分については、熱融着可能であることを限度として特に制限されないが、例えば、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、酸変性ポリオレフィン、酸変性環状ポリオレフィンが挙げられる。すなわち、熱融着性樹脂層2を構成している樹脂は、ポリオレフィン骨格を含んでいても含んでいなくてもよく、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。熱融着性樹脂層2を構成している樹脂がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。
The resin component used in the heat-fusing
前記ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンなどのポリエチレン;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)などのポリプロピレン;エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマーなどが挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくはポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。 Specific examples of the polyolefin include polyethylene such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, and linear low-density polyethylene; homopolypropylene, a block copolymer of polypropylene (for example, a block copolymer of propylene and ethylene), and polypropylene. Polypropylene such as random copolymers of polyethylene (eg, random copolymers of propylene and ethylene); polyethylene-butene-propylene tarpolymers and the like. Among these polyolefins, polyethylene and polypropylene are preferable.
前記環状ポリオレフィンは、オレフィンと環状モノマーとの共重合体であり、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーであるオレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、4−メチル−1−ペンテン、ブタジエン、イソプレンなどが挙げられる。また、前記環状ポリオレフィンの構成モノマーである環状モノマーとしては、例えば、ノルボルネンなどの環状アルケン;具体的には、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ノルボルナジエンなどの環状ジエンなどが挙げられる。これらのポリオレフィンの中でも、好ましくは環状アルケン、さらに好ましくはノルボルネンが挙げられる。 The cyclic polyolefin is a copolymer of an olefin and a cyclic monomer, and examples of the olefin which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include ethylene, propylene, 4-methyl-1-pentene, butadiene, and isoprene. .. Examples of the cyclic monomer which is a constituent monomer of the cyclic polyolefin include cyclic alkenes such as norbornene; specifically, cyclic diene such as cyclopentadiene, dicyclopentadiene, cyclohexadiene, and norbornadiene. Among these polyolefins, cyclic alkene is preferable, and norbornene is more preferable.
前記酸変性ポリオレフィンとは、前記ポリオレフィンをカルボン酸などの酸成分でブロック重合又はグラフト重合することにより変性したポリマーである。変性に使用される酸成分としては、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などのカルボン酸又はその無水物が挙げられる。 The acid-modified polyolefin is a polymer modified by block-polymerizing or graft-polymerizing the polyolefin with an acid component such as a carboxylic acid. Examples of the acid component used for the modification include carboxylic acids such as maleic acid, acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic anhydride and itaconic anhydride, or anhydrides thereof.
前記酸変性環状ポリオレフィンとは、環状ポリオレフィンを構成するモノマーの一部を、α,β−不飽和カルボン酸又はその無水物に代えて共重合することにより、或いは環状ポリオレフィンに対してα,β−不飽和カルボン酸又はその無水物をブロック重合又はグラフト重合することにより得られるポリマーである。カルボン酸変性される環状ポリオレフィンについては、前記と同様である。また、変性に使用されるカルボン酸としては、前記ポリオレフィンの変性に使用されるものと同様である。 The acid-modified cyclic polyolefin means that a part of the monomer constituting the cyclic polyolefin is copolymerized in place of α, β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride, or α, β-with respect to the cyclic polyolefin. It is a polymer obtained by block polymerization or graft polymerization of unsaturated carboxylic acid or its anhydride. The same applies to the cyclic polyolefin that is modified with carboxylic acid. The carboxylic acid used for the modification is the same as that used for the modification of the polyolefin.
これらの樹脂成分の中でも、好ましくはポリプロピレンなどのポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン;さらに好ましくはポリプロピレン、酸変性ポリプロピレンが挙げられる。 Among these resin components, polyolefins such as polypropylene and carboxylic acid-modified polyolefins are preferable; and polypropylene and acid-modified polypropylene are more preferable.
熱融着性樹脂層2は、1種の樹脂成分単独で形成してもよく、また2種以上の樹脂成分を組み合わせたブレンドポリマーにより形成してもよい。さらに、熱融着性樹脂層2は、1層のみで成されていてもよいが、同一又は異なる樹脂成分によって2層以上で形成されていてもよい。
The heat-
熱融着性樹脂層2を構成する樹脂のメルトマスフローレート(MFR)としては、特に制限されないが、電池用ケースの密封性をより一層効果的に高めつつ、優れた耐屈曲性と高い機械的強度を発揮させる観点から、好ましくは5〜30g/10分程度、より好ましくは7〜25g/10分程度、さらに好ましくは10〜15g/10分程度が挙げられる。MFRがこのような範囲にあることにより、樹脂の流れが適切で、パウチ形成時に段差シール部が埋まりやすく、優れた密封性が得られやすくなる。なお、メルトマスフローレート(MFR)は、JIS K7210:2014の規定に準拠した方法により、測定温度230℃、加重2.16kgをかけ、メルトインデクサーを用いて測定した値である。
The melt mass flow rate (MFR) of the resin constituting the heat-sealing
本発明において、パウチ型包装体を構成する包装材料のライン適性を高める観点からは、熱融着性樹脂層の表面には、滑剤が付着していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。 In the present invention, from the viewpoint of enhancing the line suitability of the packaging material constituting the pouch-type packaging body, it is preferable that the lubricant adheres to the surface of the heat-sealing resin layer. The lubricant is not particularly limited, but an amide-based lubricant is preferable.
アミド系滑剤の具体例としては、例えば、飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、メチロールアミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドの具体例としては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドの具体例としては、N−オレイルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。また、メチロールアミドの具体例としては、メチロールステアリン酸アミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドの具体例としては、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドの具体例としては、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。また、芳香族系ビスアミドの具体例としては、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。滑剤は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of the amide-based lubricant include saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides, substituted amides, methylol amides, saturated fatty acid bisamides, and unsaturated fatty acid bisamides. Specific examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, behenic acid amide, hydroxystearic acid amide and the like. Specific examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amides and erucic acid amides. Specific examples of the substituted amide include N-oleyl palmitate amide, N-stearyl stearyl amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stealic acid amide, N-stearyl erucate amide and the like. Further, specific examples of trimethylolamide include trimethylolstearic acid amide. Specific examples of the saturated fatty acid bisamide include methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, ethylene bisbechenic acid amide, and hexamethylene bisstea. Examples thereof include acid amides, hexamethylene bisbechenic acid amides, hexamethylene hydroxystearic acid amides, N, N'-distealyl adipic acid amides, N, N'-distearyl sebasic acid amides and the like. Specific examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amides, ethylene biserukaic acid amides, hexamethylene bisoleic acid amides, N, N'-diorail adipic acid amides, and N, N'-diorail sevacinic acid amides. And so on. Specific examples of the fatty acid ester amide include stearoamide ethyl stearate and the like. Specific examples of the aromatic bisamide include m-xylylene bisstearic acid amide, m-xylylene bishydroxystearic acid amide, and N, N'-distearylisophthalic acid amide. The lubricant may be used alone or in combination of two or more.
熱融着性樹脂層の表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、温度24℃、相対湿度60%の環境において、好ましくは約3mg/m2以上、より好ましくは4〜15mg/m2程度、さらに好ましくは5〜14mg/m2程度が挙げられる。 When the lubricant is present on the surface of the heat-sealing resin layer, the abundance thereof is not particularly limited, but is preferably about 3 mg / m 2 or more, more preferably in an environment of a temperature of 24 ° C. and a relative humidity of 60%. About 4 to 15 mg / m 2 and more preferably about 5 to 14 mg / m 2 are mentioned.
熱融着性樹脂層2の中には、滑剤が含まれていてもよい。また、熱融着性樹脂層2の表面に存在する滑剤は、熱融着性樹脂層2を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、熱融着性樹脂層2の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。
The heat-sealing
また、熱融着性樹脂層2の厚さとしては、特に制限されないが、下限は、好ましくは約15μm以上、より好ましくは約20μm以上、さらに好ましくは約30μm以上が挙げられ、上限は、好ましくは約100μm以下、より好ましくは約80μm以下、さらに好ましくは約60μm以下が挙げられる。また、熱融着性樹脂層2の厚さの範囲としては、好ましくは、15〜100μm程度、15〜80μm程度、15〜60μm程度、20〜100μm程度、20〜80μm程度、20〜60μm程度、30〜100μm程度、30〜80μm程度、30〜60μm程度が挙げられる。
The thickness of the heat-sealing
[保護層3]
パウチ型包装体11において、保護層3は、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、包装材料のライン適性の向上などを目的として、必要に応じて設けられる層である。前述の通り、本発明の電池用ケースが保護層3を有する場合、保護層3、バリア層1、及び熱融着性樹脂層2をこの順に備える積層構成となる。保護層3は、本発明の電池用ケースの外側表面を構成していてもよい。
[Protective layer 3]
In the pouch-
保護層3を形成する素材については、絶縁性を備えるものであることを限度として特に制限されるものではない。保護層3を形成する素材としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、フェノール樹脂、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリカーボネート、及びこれらの混合物や共重合物などが挙げられる。これらの中でも、保護層3は、ポリエステルにより形成された層及びポリアミドにより形成された層のうち少なくとも一方の層を有していることが好ましい。
The material forming the
ポリオレフィンとしては、熱融着性樹脂層2で例示したポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。ポリオレフィンの具体例についても、熱融着性樹脂層2で例示したものが使用できる。保護層3として、ポリオレフィンを用いると、電池用ケースの使用面積が少なくなるという利点がある。保護層3が熱融着性ポリオレフィンの場合、保護層3と熱融着性樹脂層が融着できるため、所謂キャラメル包装が可能となり、より電池素子に密着した包装が可能となる為、小型化が可能となり、電池の体積エネルギー密度を向上させることができる。
Examples of the polyolefin include polyethylene and polypropylene exemplified in the heat-sealing
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルなどが挙げられる。また、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル−ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)などが挙げられる。また、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステルとしては、具体的には、ブチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてブチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリブチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリブチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリブチレン(テレフタレート/セバケート)、ポリブチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられる。これらのポリエステルは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。ポリエステルは、耐電解液性に優れ、電解液の付着に対して白化などが発生し難いという利点があり、保護層3の形成素材として好適に使用される。
Specific examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene isophthalate, and ethylene terephthalate as the main constituents of the copolymerized polyester and butylene terephthalate as the main constituents of the repeating unit. Examples thereof include the copolymerized polyester. Further, as the copolymerized polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester having ethylene terephthalate as the main body of the repeating unit and polymerizing with ethylene isophthalate (hereinafter, polyethylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polyethylene (terephthalate / isophthalate), polyethylene (terephthalate / adipate), polyethylene (terephthalate / sodium sulfoisophthalate), polyethylene (terephthalate / sodium isophthalate), polyethylene (terephthalate / phenyl-dicarboxylate) , Polyethylene (terephthalate / decandicarboxylate) and the like. Further, as the copolymerized polyester having butylene terephthalate as the main body of the repeating unit, specifically, a copolymer polyester which polymerizes with butylene isophthalate using butylene terephthalate as the main body of the repeating unit (hereinafter, polybutylene (terephthalate / isophthalate)). (Abbreviated after), polybutylene (terephthalate / adipate), polybutylene (terephthalate / sebacate), polybutylene (terephthalate / decantycarboxylate), polybutylene naphthalate and the like. These polyesters may be used alone or in combination of two or more. Polyester has an advantage that it has excellent electrolytic solution resistance and is less likely to cause whitening due to adhesion of the electrolytic solution, and is preferably used as a material for forming the
また、ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン6とナイロン66との共重合体などの脂肪族系ポリアミド;テレフタル酸及び/又はイソフタル酸に由来する構成単位を含むナイロン6I、ナイロン6T、ナイロン6IT、ナイロン6I6T(Iはイソフタル酸、Tはテレフタル酸を表す)などのヘキサメチレンジアミン−イソフタル酸−テレフタル酸共重合ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などの芳香族を含むポリアミド;ポリアミノメチルシクロヘキシルアジパミド(PACM6)などの脂環系ポリアミド;さらにラクタム成分や、4,4’−ジフェニルメタン−ジイソシアネートなどのイソシアネート成分を共重合させたポリアミド、共重合ポリアミドとポリエステルやポリアルキレンエーテルグリコールとの共重合体であるポリエステルアミド共重合体やポリエーテルエステルアミド共重合体;これらの共重合体などが挙げられる。これらのポリアミドは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。延伸ポリアミドフィルムは延伸性、耐屈曲性に優れており、保護層3の形成素材として好適に使用される。
Specific examples of the polyamide include an aliphatic polyamide such as nylon 6, nylon 66, nylon 610,
保護層3は、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルムで形成されていてもよく、また未延伸の樹脂フィルムで形成してもよい。中でも、1軸又は2軸延伸された樹脂フィルム、とりわけ2軸延伸された樹脂フィルムは、配向結晶化することにより耐熱性が向上しているので、保護層3として好適に使用される。また、保護層3は、上記の素材をバリア層1上にコーティングして形成されていてもよい。
The
これらの中でも、保護層3を形成する樹脂フィルムとして、好ましくはポリオレフィン、ナイロン、ポリエステル、さらに好ましくは2軸延伸ナイロン、2軸延伸ポリエステル、特に好ましくは2軸延伸ナイロンが挙げられる。
Among these, examples of the resin film forming the
保護層3は、耐ピンホール性及び電池の包装体とした時の絶縁性を向上させるために、異なる素材の樹脂フィルム及びコーティングの少なくとも一方を積層化(多層構造化)することも可能である。具体的には、ポリエステルフィルムとナイロンフィルムとを積層させた多層構造、ナイロンフィルムを複数積層させた多層構造、ポリエステルフィルムを複数積層させた多層構造などが挙げられる。保護層3が多層構造である場合、2軸延伸ナイロンフィルムと2軸延伸ポリエステルフィルムの積層体、2軸延伸ナイロンフィルムを複数積層させた積層体、2軸延伸ポリエステルフィルムを複数積層させた積層体が好ましい。例えば、保護層3を2層の樹脂フィルムから形成する場合、ポリエステル樹脂とポリエステル樹脂を積層する構成、ポリアミド樹脂とポリアミド樹脂を積層する構成、又はポリエステル樹脂とポリアミド樹脂を積層する構成にすることが好ましく、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートを積層する構成、ナイロンとナイロンを積層する構成、又はポリエチレンテレフタレートとナイロンを積層する構成にすることがより好ましい。また、2軸延伸ポリエステルは、例えば電解液が表面に付着した際に変色し難いことなどから、保護層3が2軸延伸ナイロンフィルムと2軸延伸ポリエステルフィルムの積層体の多層構造である場合、保護層3は、バリア層1側から2軸延伸ナイロンと2軸延伸ポリエステルをこの順に有する積層体であることが好ましい。保護層3を多層構造とする場合、各層の厚さとして、好ましくは3〜25μm程度が挙げられる。
In the
保護層3を多層構造にする場合、各樹脂フィルムは接着剤を介して接着してもよく、また接着剤を介さず直接積層させてもよい。接着剤を介さず接着させる場合には、例えば、共押出しラミネート法、サンドイッチラミネート法、サーマルラミネート法などの熱溶融状態で接着させる方法が挙げられる。また、接着剤を介して接着させる場合、使用する接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。さらに、接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型、電子線硬化型や紫外線硬化型などのいずれであってもよい。接着剤の具体例としては、後述の接着剤層4で例示した接着剤と同様のものが挙げられる。また、接着剤の厚さについても、接着剤層4と同様とすることができる。
When the
本発明において、パウチ型包装体11を構成する包装材料のライン適性を高める観点からは、保護層3側の表面には、滑剤が付着していることが好ましい。滑剤としては、特に制限されないが、好ましくはアミド系滑剤が挙げられる。アミド系滑剤の具体例としては、熱融着性樹脂層2において例示したものと同じものが例示できる。
In the present invention, from the viewpoint of enhancing the line suitability of the packaging material constituting the pouch-
保護層3側の表面に滑剤が存在する場合、その存在量としては、特に制限されないが、温度24℃、相対湿度60%の環境において、好ましくは約3mg/m2以上、より好ましくは4〜15mg/m2程度、さらに好ましくは5〜14mg/m2程度が挙げられる。
When the lubricant is present on the surface on the
保護層3の中には、滑剤が含まれていてもよい。また、保護層3の表面に存在する滑剤は、保護層3を構成する樹脂に含まれる滑剤を滲出させたものであってもよいし、保護層3の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。
The
保護層3の厚さとしては、パウチ型包装体11の厚さを薄くする観点からは、好ましくは約3μm以上、より好ましくは10〜75μm程度、さらに好ましくは10〜50μm程度が挙げられる。
The thickness of the
[接着剤層4]
パウチ型包装体11において、接着剤層4は、保護層3を設ける場合において、保護層3とバリア層1を強固に接着させるために、必要に応じて、これらの間に設けられる層である。
[Adhesive layer 4]
In the pouch-
接着剤層4は、保護層3とバリア層1とを接着可能である接着剤によって形成される。接着剤層4の形成に使用される接着剤は、2液硬化型接着剤であってもよく、また1液硬化型接着剤であってもよい。さらに、接着剤層4の形成に使用される接着剤の接着機構についても、特に制限されず、化学反応型、溶剤揮発型、熱溶融型、熱圧型などのいずれであってもよい。
The
接着剤層4の形成に使用できる接着成分としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステルなどのポリエステル系樹脂;ポリエーテル系接着剤;ポリウレタン系接着剤;エポキシ系樹脂;フェノール樹脂系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ポリアミドなどのポリアミド系樹脂;ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、金属変性ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂;セルロース系接着剤;(メタ)アクリル系樹脂;ポリイミド系樹脂;ポリカーボネート;尿素樹脂、メラミン樹脂などのアミノ樹脂;クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのゴム;シリコーン系樹脂などが挙げられる。これらの接着成分は1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの接着成分の中でも、好ましくはポリウレタン系接着剤が挙げられる。
Specific examples of the adhesive component that can be used to form the
接着剤層4の厚さについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、1〜10μm程度、好ましくは2〜5μm程度が挙げられる。
The thickness of the
[接着層5]
パウチ型包装体11において、接着層5は、バリア層1と熱融着性樹脂層2を強固に接着させるために、これらの間に必要に応じて設けられる層である。
[Adhesive layer 5]
In the pouch-
接着層5は、バリア層1と熱融着性樹脂層2とを接着可能である樹脂によって形成される。接着層5の形成に使用される樹脂としては、その接着機構、接着剤成分の種類などは、接着剤層4で例示した接着剤と同様のものが使用できる。また、接着層5の形成に使用される樹脂としては、前述の熱融着性樹脂層2で例示したポリオレフィン、環状ポリオレフィン、カルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂も使用できる。バリア層1と熱融着性樹脂層2との密着性に優れる観点から、ポリオレフィンとしては、カルボン酸変性ポリオレフィンが好ましく、カルボン酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。すなわち、接着層5を構成している樹脂は、ポリオレフィン骨格を含んでいても含んでいなくてもよく、ポリオレフィン骨格を含んでいることが好ましい。接着層5を構成している樹脂がポリオレフィン骨格を含むことは、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフィー質量分析法などにより分析可能であり、分析方法は特に問わない。例えば、赤外分光法にて無水マレイン酸変性ポリオレフィンを測定すると、波数1760cm-1付近と波数1780cm-1付近に無水マレイン酸由来のピークが検出される。ただし、酸変性度が低いとピークが小さくなり検出されない場合がある。その場合は核磁気共鳴分光法にて分析可能である。
The
さらに、パウチ型包装体11の厚さを薄くする観点からは、接着層5は、酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物であってもよい。酸変性ポリオレフィンとしては、好ましくは、熱融着性樹脂層2で例示したカルボン酸変性ポリオレフィン、カルボン酸変性環状ポリオレフィンと同じものが例示できる。
Further, from the viewpoint of reducing the thickness of the pouch-shaped
また、硬化剤としては、酸変性ポリオレフィンを硬化させるものであれば、特に限定されない。硬化剤としては、例えば、エポキシ系硬化剤、多官能イソシアネート系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、オキサゾリン系硬化剤などが挙げられる。 The curing agent is not particularly limited as long as it cures the acid-modified polyolefin. Examples of the curing agent include an epoxy-based curing agent, a polyfunctional isocyanate-based curing agent, a carbodiimide-based curing agent, an oxazoline-based curing agent, and the like.
エポキシ系硬化剤は、少なくとも1つのエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されない。エポキシ系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、変性ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ポリグリセリンポリグリシジルエーテルなどのエポキシ樹脂が挙げられる。 The epoxy-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one epoxy group. Examples of the epoxy-based curing agent include epoxy resins such as bisphenol A diglycidyl ether, modified bisphenol A diglycidyl ether, novolak glycidyl ether, glycerin polyglycidyl ether, and polyglycerin polyglycidyl ether.
多官能イソシアネート系硬化剤は、2つ以上のイソシアネート基を有する化合物であれば、特に限定されない。多官能イソシアネート系硬化剤の具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、これらをポリマー化やヌレート化したもの、これらの混合物や他ポリマーとの共重合物などが挙げられる。 The polyfunctional isocyanate-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having two or more isocyanate groups. Specific examples of the polyfunctional isocyanate-based curing agent include isophorone diisocyanate (IPDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and those obtained by polymerizing or nurate these. Examples thereof include a mixture and a copolymer with another polymer.
カルボジイミド系硬化剤は、カルボジイミド基(−N=C=N−)を少なくとも1つ有する化合物であれば、特に限定されない。カルボジイミド系硬化剤としては、カルボジイミド基を少なくとも2つ以上有するポリカルボジイミド化合物が好ましい。 The carbodiimide-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having at least one carbodiimide group (-N = C = N-). As the carbodiimide-based curing agent, a polycarbodiimide compound having at least two or more carbodiimide groups is preferable.
オキサゾリン系硬化剤は、オキサゾリン骨格を有する化合物であれば、特に限定されない。オキサゾリン系硬化剤としては、具体的には、日本触媒社製のエポクロスシリーズなどが挙げられる。 The oxazoline-based curing agent is not particularly limited as long as it is a compound having an oxazoline skeleton. Specific examples of the oxazoline-based curing agent include the Epocross series manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
接着層5によるバリア層1と熱融着性樹脂層2との密着性を高めるなどの観点から、硬化剤は、2種類以上の化合物により構成されていてもよい。
The curing agent may be composed of two or more kinds of compounds from the viewpoint of enhancing the adhesion between the
接着層5を形成する樹脂組成物における硬化剤の含有量は、0.1〜50質量%程度の範囲にあることが好ましく、0.1〜30質量%程度の範囲にあることがより好ましく、0.1〜10質量%程度の範囲にあることがさらに好ましい。
The content of the curing agent in the resin composition forming the
接着層5の厚さについては、接着層としての機能を発揮すれば特に制限されないが、接着剤層4で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは1〜10μm程度、より好ましくは1〜5μm程度が挙げられる。また、熱融着性樹脂層2で例示した樹脂を用いる場合であれば、好ましくは2〜50μm程度、より好ましくは10〜40μm程度が挙げられる。また、酸変性ポリオレフィンと硬化剤との硬化物である場合であれば、好ましくは30μm以下、より好ましくは0.1〜20μm程度、さらに好ましくは0.5〜5μm程度が挙げられる。なお、接着層5が酸変性ポリオレフィンと硬化剤を含む樹脂組成物の硬化物である場合、当該樹脂組成物を塗布し、加熱などにより硬化させることにより、接着層5を形成することができる。
The thickness of the
[表面被覆層]
パウチ型包装体11においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、包装材料のライン適性の向上などを目的として、必要に応じて、保護層3の外側(保護層3のバリア層1とは反対側)に、必要に応じて、さらに表面被覆層(図示を省略する)を設けてもよい。
[Surface coating layer]
In the pouch-
表面被覆層は、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などにより形成することができる。表面被覆層は、これらの中でも、2液硬化型樹脂により形成することが好ましい。表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂としては、例えば、2液硬化型ウレタン樹脂、2液硬化型ポリエステル樹脂、2液硬化型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、表面被覆層には、添加剤を配合してもよい。 The surface coating layer can be formed of, for example, polyvinylidene chloride, a polyester resin, a urethane resin, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like. Among these, the surface coating layer is preferably formed of a two-component curable resin. Examples of the two-component curable resin forming the surface coating layer include a two-component curable urethane resin, a two-component curable polyester resin, and a two-component curable epoxy resin. Further, an additive may be added to the surface coating layer.
添加剤としては、例えば、粒径が0.5nm〜5μm程度の微粒子が挙げられる。添加剤の材質については、特に制限されないが、例えば、金属、金属酸化物、無機物、有機物などが挙げられる。また、添加剤の形状についても、特に制限されないが、例えば、球状、繊維状、板状、不定形、バルーン状などが挙げられる。添加剤として、具体的には、タルク、シリカ、グラファイト、カオリン、モンモリロイド、モンモリロナイト、合成マイカ、ハイドロタルサイト、シリカゲル、ゼオライト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ネオジウム、酸化アンチモン、酸化チタン、酸化セリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、炭酸リチウム、安息香酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、アルミナ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ類、高融点ナイロン、架橋アクリル、架橋スチレン、架橋ポリエチレン、ベンゾグアナミン、金、アルミニウム、銅、ニッケルなどが挙げられる。これらの添加剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの添加剤の中でも、分散安定性やコストなどの観点から、好ましくはシリカ、硫酸バリウム、酸化チタンが挙げられる。また、添加剤には、表面に絶縁処理、高分散性処理などの各種表面処理を施しておいてもよい。 Examples of the additive include fine particles having a particle size of about 0.5 nm to 5 μm. The material of the additive is not particularly limited, and examples thereof include metals, metal oxides, inorganic substances, and organic substances. The shape of the additive is also not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a fibrous shape, a plate shape, an amorphous shape, and a balloon shape. As additives, specifically, talc, silica, graphite, kaolin, montmoriloid, montmorillonite, synthetic mica, hydrotalcite, silica gel, zeolite, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, Neodium oxide, antimony oxide, titanium oxide, cerium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, lithium carbonate, calcium benzoate, calcium oxalate, magnesium stearate, alumina, carbon black, carbon nanotubes, high Examples thereof include melting point nylon, cross-linked acrylic, cross-linked styrene, cross-linked polyethylene, benzoguanamine, gold, aluminum, copper and nickel. These additives may be used alone or in combination of two or more. Among these additives, silica, barium sulfate, and titanium oxide are preferable from the viewpoint of dispersion stability and cost. Further, the additive may be subjected to various surface treatments such as an insulation treatment and a highly dispersible treatment on the surface.
表面被覆層を形成する方法としては、特に制限されないが、例えば、表面被覆層を形成する2液硬化型樹脂を保護層3の外側の表面に塗布する方法が挙げられる。添加剤を配合する場合には、2液硬化型樹脂に添加剤を添加して混合した後、塗布すればよい。
The method for forming the surface coating layer is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a two-component curable resin for forming the surface coating layer to the outer surface of the
表面被覆層の厚さとしては、表面被覆層としての上記の機能を発揮すれば特に制限されないが、例えば、0.5〜10μm程度、好ましくは1〜5μm程度が挙げられる。 The thickness of the surface coating layer is not particularly limited as long as it exhibits the above-mentioned function as the surface coating layer, and examples thereof include about 0.5 to 10 μm, preferably about 1 to 5 μm.
パウチ型包装体11を構成する包装材料の製造方法
パウチ型包装体11を構成する包装材料の製造方法については、所定の組成の各層を積層させた積層体が得られる限り、特に制限されず、少なくとも、バリア層1及び熱融着性樹脂層2を積層する工程を備えていればよい。また、積層体の厚さに占める熱融着性樹脂層2の厚さの割合を20%以上となるように設計することもできる。積層体の厚さに占める熱融着性樹脂層2の厚さの割合を20%以上となるように設計にするには、前述のように、バリア層1及び熱融着性樹脂層2の組成、厚さ、さらには各種物性を調整すればよい。
Method for manufacturing packaging material constituting the pouch-
包装材料の製造方法の一例としては、以下の通りである。まず、保護層3、接着剤層4、バリア層1が順に積層された積層体(以下、「積層体A」と表記することもある)を形成する。積層体Aの形成は、具体的には、保護層3上又は必要に応じて表面が化成処理されたバリア層1に接着剤層4の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法などの塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該バリア層1又は保護層3を積層させて接着剤層4を硬化させるドライラミネート法によって行うことができる。
An example of a method for manufacturing a packaging material is as follows. First, a laminated body in which the
次いで、積層体Aのバリア層1上に、接着層5及び熱融着性樹脂層2をこの順になるように積層させる。例えば、(1)積層体Aのバリア層1上に、接着層5及び熱融着性樹脂層2を共押出しすることにより積層する方法(共押出しラミネート法)、(2)別途、接着層5と熱融着性樹脂層2が積層した積層体を形成し、これを積層体Aのバリア層1上にサーマルラミネート法により積層する方法、(3)積層体Aのバリア層1上に、接着層5を形成させるための接着剤を押出し法や溶液コーティングし、高温で乾燥さらには焼き付ける方法などにより積層させ、この接着層5上に予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層2をサーマルラミネート法により積層する方法、(4)積層体Aのバリア層1と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層2との間に、溶融させた接着層5を流し込みながら、接着層5を介して積層体Aと熱融着性樹脂層2を貼り合せる方法(サンドイッチラミネート法)などが挙げられる。
Next, the
表面被覆層を設ける場合には、保護層3のバリア層1とは反対側の表面に、表面被覆層を積層する。表面被覆層は、例えば表面被覆層を形成する上記の樹脂を保護層3の表面に塗布することにより形成することができる。なお、保護層3の表面にバリア層1を積層する工程と、保護層3の表面に表面被覆層を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、保護層3の表面に表面被覆層を形成した後、保護層3の表面被覆層とは反対側の表面にバリア層1を形成してもよい。
When the surface coating layer is provided, the surface coating layer is laminated on the surface of the
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層/必要に応じて設けられる保護層3/必要に応じて設けられる接着剤層4/バリア層1/必要に応じて設けられる接着層5/熱融着性樹脂層2からなる積層体が形成されるが、接着剤層4又は接着層5の接着性を強固にするために、さらに、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式などの加熱処理に供してもよい。このような加熱処理の条件としては、例えば150〜250℃程度で1〜5分程度が挙げられる。
As described above, the surface coating layer provided as needed / the
パウチ型包装体11の積層体を構成する各層は、必要に応じて、製膜性、積層化加工、最終製品2次加工(パウチ化、エンボス成形)適性などを向上又は安定化するために、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理などの表面活性化処理を施していてもよい。
Each layer constituting the laminated body of the
以下に実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。但し本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the examples.
<パウチ型包装体を構成する包装材料の製造>
(包装材料A)
保護層としての延伸ナイロンフィルム(厚さ25μm)の上に、バリア層としてのアルミニウム箔(JIS H4160:1994 1N30、厚さ40μm)をドライラミネート法により積層させた。具体的には、耐酸性皮膜が表面に形成されたアルミニウム箔の一方面に、2液型ウレタン接着剤(ポリオール化合物と芳香族イソシアネート系化合物)を塗布し、アルミニウム箔上に接着剤層(厚さ3μm)を形成した。次いで、バリア層上の接着剤層と保護層をドライラミネート法で積層した後、エージング処理を実施することにより、保護層/接着剤層/バリア層の積層体を作製した。なお、アルミニウム箔の表面に形成された耐酸性皮膜は、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、及びリン酸からなる処理液をクロムの塗布量が10mg/m2(乾燥質量)となるように、ロールコート法によりアルミニウム箔の両面に塗布し、焼付けすることにより形成されたものである。
<Manufacturing of packaging materials that make up pouch-shaped packaging>
(Packaging material A)
An aluminum foil (JIS H4160: 1994 1N30, thickness 40 μm) as a barrier layer was laminated on a stretched nylon film (thickness 25 μm) as a protective layer by a dry laminating method. Specifically, a two-component urethane adhesive (polyol compound and aromatic isocyanate compound) is applied to one surface of an aluminum foil having an acid-resistant film formed on its surface, and an adhesive layer (thickness) is applied on the aluminum foil. 3 μm) was formed. Next, the adhesive layer and the protective layer on the barrier layer were laminated by a dry laminating method, and then an aging treatment was performed to prepare a laminated body of the protective layer / adhesive layer / barrier layer. The acid-resistant film formed on the surface of the aluminum foil is a roll of a treatment liquid consisting of a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid so that the coating amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry mass). It is formed by applying it to both sides of an aluminum foil by a coating method and baking it.
次に、熱融着性樹脂層としてのポリプロピレンフィルム(CPP、厚さ45μm)を、アルミニウム箔の他方面にドライラミネート法により積層することにより、バリア層の表面に、接着層(3μm)/熱融着性樹脂層を積層させた。なお、接着層としては、オレフィン系樹脂組成物(酸変性ポリプロピレンとエポキシ化合物)を用いた。次に、得られた積層体をエージングし、加熱することにより、保護層/接着剤層/バリア層/接着層/熱融着性樹脂層が順に積層された包装材料Aを得た。具体的な積層構成を表1に示す。 Next, by laminating a polypropylene film (CPP, thickness 45 μm) as a heat-sealing resin layer on the other surface of the aluminum foil by a dry laminating method, an adhesive layer (3 μm) / heat is applied to the surface of the barrier layer. A fused resin layer was laminated. An olefin resin composition (acid-modified polypropylene and epoxy compound) was used as the adhesive layer. Next, the obtained laminate was aged and heated to obtain a packaging material A in which a protective layer / adhesive layer / barrier layer / adhesive layer / heat-sealing resin layer were laminated in this order. Table 1 shows a specific laminated structure.
(包装材料B)
熱融着性樹脂層としてのポリプロピレンフィルム(CPP)の厚さを25μmとしたこと以外は、包装材料Aと同様にして、包装材料Bを得た。具体的な積層構成を表1に示す。
(Packaging material B)
A packaging material B was obtained in the same manner as the packaging material A, except that the thickness of the polypropylene film (CPP) as the heat-sealing resin layer was 25 μm. Table 1 shows a specific laminated structure.
(試験用サンプルの作成)
保護部材として、幅15mm、長さ100mm、厚みが0.05mm、0.20mm、又は0.40mmの非晶質ポリエチレンテレフタレートシート(A−PET)を用意した。次に、上記で得られた包装材料を幅15mm、長さ100mmに断裁し、その外面(延伸ナイロンフィルム側)と、保護部材とを、接着材(変性オレフィン系接着剤、厚さ5μm)で接着して積層させて、幅15mm、長さ100mmの試験用サンプルを作製した。なお、実施例1〜4及び比較例1〜4において、パウチ型包装体を構成する包装材料と、保護部材との組み合わせは、表1に記載の通りである。例えば、実施例1では、包装材料Aと、厚さ0.40mmのA−PET(保護部材)とを用いて、各試験用サンプルを得た。
(Preparation of test sample)
As a protective member, an amorphous polyethylene terephthalate sheet (A-PET) having a width of 15 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 0.05 mm, 0.20 mm, or 0.40 mm was prepared. Next, the packaging material obtained above was cut into a width of 15 mm and a length of 100 mm, and the outer surface (stretched nylon film side) thereof and the protective member were bonded with an adhesive (modified olefin adhesive,
<パウチ型包装体の密封性評価>
上記で得られた包装材料A、包装材料Bについて、100mm×150mmのサイズに裁断した部材(図1の10a、10b)を2枚と、100mm×70mmの裁断した部材(図1の10c)1枚を用意した。次に、図1〜図3の模式図に示されるようなガセット袋となるようにして、3枚の部材の周縁部を、熱融着性樹脂層が内側となるようにして熱融着させた。各箇所を熱融着させる際の加熱・加圧条件は、温度170℃、圧力1MPa、時間3秒間で2回加熱・圧着し、シール幅5mmとした。このとき、図1〜3のy方向の最上部(y方向において底面と反対の部分)については、開封部とし、熱融着させなかった。次に、室温(25℃)、常圧(1atm)の環境において、浸透液(ミクロチェック浸透液 株式会社イチネンケミカルズ)3gを開封部から投入し、15分経過後に図2,3に示された2箇所のPの部分から浸透液が漏れているか否かを目視で確認した。浸透液が漏れていなかった場合を密封性良好「A」と評価し、浸透液がシール部の一部で浸透していたがシール部外縁に達しておらず使用に問題ない場合を密封性可「B」と評価し、浸透液がシール部外縁に達し漏れていた場合を密封性不良「C」と評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation of sealability of pouch-type package>
Regarding the packaging material A and the packaging material B obtained above, two members (10a and 10b in FIG. 1) cut to a size of 100 mm × 150 mm and a member (10c in FIG. 1) cut to a size of 100 mm × 70 mm 1 I prepared a sheet. Next, the peripheral edges of the three members are heat-sealed so that the heat-sealing resin layer is on the inside so as to form a gusset bag as shown in the schematic views of FIGS. 1 to 3. rice field. The heating / pressurizing conditions for heat-sealing each portion were a temperature of 170 ° C., a pressure of 1 MPa, and a time of 3 seconds for heating and crimping twice to obtain a seal width of 5 mm. At this time, the uppermost portion in the y direction (the portion opposite to the bottom surface in the y direction) in FIGS. 1 to 3 was set as an opened portion and was not heat-sealed. Next, in an environment of room temperature (25 ° C.) and atmospheric pressure (1 atm), 3 g of a penetrant (Microcheck Penetrant Co., Ltd. Ichinen Chemicals Co., Ltd.) was added from the opening part, and 15 minutes later, it is shown in FIGS. It was visually confirmed whether or not the penetrant was leaking from the two P portions. If the penetrant did not leak, it was evaluated as "A" with good sealing performance, and if the penetrant had penetrated in a part of the seal part but did not reach the outer edge of the seal part and there was no problem in use, the sealability is possible. It was evaluated as "B", and the case where the penetrant reached the outer edge of the sealing portion and leaked was evaluated as poor sealing property "C". The results are shown in Table 1.
<引張弾性率及び引張破壊強度の測定>
上記で得られた各試験サンプルの引張弾性率及び引張破壊強度を、それぞれJIS K7127:1999の規定に準拠した方法で測定した。なお、測定条件は、サンプル(幅15mm・長さ100mm)の矩形状、標線間距離を50mm、引張速度を100mm/分とした。結果を表1に示す。なお、この測定においては、MPa単位はMN/m2であり、力を面積で割った数値であるため、保護部材の厚みを変えた効果を表せない為、厚みの効果を反映したN/15mmの単位を使用している。
<Measurement of tensile elastic modulus and tensile fracture strength>
The tensile elastic modulus and tensile fracture strength of each test sample obtained above were measured by a method in accordance with JIS K7127: 1999, respectively. The measurement conditions were a rectangular shape of the sample (width 15 mm, length 100 mm), a distance between marked lines of 50 mm, and a tensile speed of 100 mm / min. The results are shown in Table 1. In this measurement, the MPa unit is MN / m 2, which is a value obtained by dividing the force by the area. Therefore, the effect of changing the thickness of the protective member cannot be expressed, so N / 15 mm reflecting the effect of the thickness. Uses the unit of.
<保形性の評価>
上記の<パウチ型包装体の密封性評価>で作製したパウチ型包装体(ガセット袋)を用意した。各パウチ型包装体に、ダミーセルとしてポリプロピレン樹脂板(500g)を封入した。このとき、図1〜3のy方向の最上部(y方向において底面と反対の部分)についても熱融着して、ダミーセルを密封した。次に、表1に記載の各材質を使用して図7の保護部材を形成した。次に、保護部材がパウチ型包装体の外面の側面部及び底面部を覆うようにして、ダミーセルを収納したパウチ型包装体を保護部材内に入れ、これらを接着剤により固定して、評価サンプルを作製した。JIS Z 0200:2013に従って、各評価サンプルについて自由落下試験を実施し(10kg未満、レベルIII、各10個)、試験後の形状保持状態を確認した。10個
中10個形状を保持していた場合を「◎」、8〜9個形状を保持していた場合を「○」、6〜7個形状を保持していた場合を「△」、0〜5個形状を保持していた場合を「×」と評価した。
A pouch-type package (gusset bag) produced in the above <Evaluation of sealability of pouch-type package> was prepared. A polypropylene resin plate (500 g) was enclosed as a dummy cell in each pouch-shaped package. At this time, the uppermost portion of FIGS. 1 to 3 in the y direction (the portion opposite to the bottom surface in the y direction) was also heat-sealed to seal the dummy cell. Next, each material shown in Table 1 was used to form the protective member of FIG. 7. Next, the pouch-shaped package containing the dummy cell is placed in the protective member so that the protective member covers the side surface and the bottom surface of the outer surface of the pouch-type package, and these are fixed with an adhesive to evaluate the sample. Was produced. According to JIS Z 0200: 2013, a free fall test was carried out for each evaluation sample (less than 10 kg, level III, 10 pieces each), and the shape retention state after the test was confirmed. "◎" when holding 10 out of 10 shapes, "○" when holding 8 to 9 shapes, "△" when holding 6 to 7 shapes, 0 The case where ~ 5 shapes were held was evaluated as "x".
表1に示す積層構成において、ONyは延伸ナイロンフィルム、DLはドライラミネート法によって形成された接着剤層又は接着層、ALMはアルミニウム箔、CPPは未延伸ポリプロピレンフィルムを意味する。また、積層構成の各層の後ろに記載された数値は、厚さ(μm)を意味し、例えは、「ONy25」は、「厚さ25μmの延伸ナイロンフィルム」を意味する。 In the laminated structure shown in Table 1, ONy means a stretched nylon film, DL means an adhesive layer or an adhesive layer formed by a dry laminating method, ALM means an aluminum foil, and CPP means an unstretched polypropylene film. Further, the numerical value described after each layer of the laminated structure means a thickness (μm), for example, “ONy25” means “a stretched nylon film having a thickness of 25 μm”.
表1に示される結果から明らかなとおり、実施例1〜4の電池用ケースは、パウチ型包装体と、パウチ型包装体の外面を覆う保護部材とを備えており、保護部材の厚みが0.1〜1.0mmであることから、引張弾性率及び引張破壊強度が向上しており、高い機械的強度を備えることが分かる。また、実施例1〜4の電池用ケースは、保形性にも優れていた。 As is clear from the results shown in Table 1, the battery cases of Examples 1 to 4 include a pouch-shaped package and a protective member that covers the outer surface of the pouch-shaped package, and the thickness of the protective member is 0. Since it is 1 to 1.0 mm, it can be seen that the tensile elastic modulus and the tensile fracture strength are improved and the mechanical strength is high. Further, the battery cases of Examples 1 to 4 were also excellent in shape retention.
1 バリア層
2 熱融着性樹脂層
3 保護層
4 接着剤層
5 接着層
10 包装材料
10a 包装材料
10b 包装材料
10c 包装材料
11 パウチ型包装体
12 保護部材
20 電池用ケース
1
Claims (7)
を備える、電池用ケースであって、
前記保護部材は、厚みが0.1mm以上、0.8mm以下のポリエステルシートである、電池用ケース。 A pouch-shaped package and a protective member that covers at least a part of the outer surface of the pouch-shaped package.
It is a battery case equipped with
The protective member is a case for a battery, which is a polyester sheet having a thickness of 0.1 mm or more and 0.8 mm or less.
前記積層体の厚さに占める前記熱融着性樹脂層の厚さの割合が、20%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の電池用ケース。 The pouch-type package is composed of a laminate having at least a barrier layer and a heat-sealing resin layer.
The battery case according to any one of claims 1 to 3 , wherein the ratio of the thickness of the heat-sealing resin layer to the thickness of the laminate is 20% or more.
A battery in which a battery element including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is housed in the pouch-shaped package of the battery case according to any one of claims 1 to 6.
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