JP7676340B2 - Battery current collector reinforcing film and current collector - Google Patents
Battery current collector reinforcing film and current collector Download PDFInfo
- Publication number
- JP7676340B2 JP7676340B2 JP2022052319A JP2022052319A JP7676340B2 JP 7676340 B2 JP7676340 B2 JP 7676340B2 JP 2022052319 A JP2022052319 A JP 2022052319A JP 2022052319 A JP2022052319 A JP 2022052319A JP 7676340 B2 JP7676340 B2 JP 7676340B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current collector
- resin
- battery
- reinforcing film
- adhesive layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
本発明は、電池集電体補強用フィルム及び集電体に関する。 The present invention relates to a battery current collector reinforcing film and a current collector.
リチウムイオン電池は、高容量な二次電池として知られており、電子機器の電力供給源として広く用いられている。
近年、各種の電子機器の高性能化等に伴い、リチウムイオン電池の更なる大容量化、安全性向上、生産コスト削減等のための開発が継続されている。
Lithium-ion batteries are known as high-capacity secondary batteries and are widely used as power sources for electronic devices.
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing performance of various electronic devices, development of lithium ion batteries has been ongoing to further increase their capacity, improve their safety, reduce their production costs, and so on.
一般的に、リチウムイオン電池用の電極は、集電体（金属箔）と、集電体に形成された活物質層とからなる。
このようなリチウムイオン電池用の電極として、例えば、特許文献１には、リチウムイオン電池用電極であって、当該リチウムイオン電池用電極は、集電体と、前記集電体の表面に形成された活物質層とを備え、前記活物質層は、活物質粒子とバインダー樹脂とを含み、前記活物質層の表面において第１ｘｙ直交座標を設定し、前記第１ｘｙ直交座標のｘ軸方向に測定した前記活物質層の表面の算術平均粗さをＲａｘとし、前記第１ｘｙ直交座標のｙ軸方向に測定した前記活物質層の表面の算術平均粗さをＲａｙとしたとき、Ｒａｘ－Ｒａｙの絶対値が０．２μｍ以下であり、前記第１ｘｙ直交座標を、そのｘ軸およびそのｙ軸がなす面内で４５°回転させた第２ｘｙ直交座標を設定し、前記第２ｘｙ直交座標のｘ軸方向に測定した前記活物質層の表面の算術平均粗さをＲａｘ'とし、前記第２ｘｙ直交座標のｙ軸方向に測定した前記活物質層の表面の算術平均粗さをＲａｙ'としたとき、Ｒａｘ'－Ｒａｙ'の絶対値が０．２μｍ以下であるリチウムイオン電池用電極が開示されている。
In general, an electrode for a lithium ion battery comprises a current collector (metal foil) and an active material layer formed on the current collector.
As such an electrode for a lithium ion battery, for example, Patent Document 1 discloses an electrode for a lithium ion battery, the electrode for a lithium ion battery comprising a current collector and an active material layer formed on a surface of the current collector, the active material layer including active material particles and a binder resin, a first xy orthogonal coordinate is set on the surface of the active material layer, an arithmetic mean roughness of the surface of the active material layer measured in the x-axis direction of the first xy orthogonal coordinate is R ax , and an arithmetic mean roughness of the surface of the active material layer measured in the y-axis direction of the first xy orthogonal coordinate is R ay , an absolute value of R ax -R ay is 0.2 μm or less, a second xy orthogonal coordinate is set by rotating the first xy orthogonal coordinate by 45° within a plane formed by the x-axis and the y-axis of the first xy orthogonal coordinate, an arithmetic mean roughness of the surface of the active material layer measured in the x-axis direction of the second xy orthogonal coordinate is R ax ', and an arithmetic mean roughness of the surface of the active material layer measured in the y-axis direction of the second xy orthogonal coordinate is R ay. ay ', an electrode for a lithium ion battery is disclosed in which the absolute value of R ax '-R ay ' is 0.2 μm or less.
リチウムイオン電池において集電体（金属箔）は電池容量に直接寄与しないので可能な限り薄いことが好ましい。
例えば特許文献１には、厚さが１～５００μｍの集電体（金属箔）を用いることができる旨が記載されている。しかし、現実的には、集電体（金属箔）の厚さが１０μｍ以下であると、集電体（金属箔）が容易に破損し、集電体として機能しなくなってしまう。
In a lithium ion battery, the current collector (metal foil) does not directly contribute to the battery capacity, so it is preferable that it is as thin as possible.
For example, Patent Document 1 describes that a current collector (metal foil) having a thickness of 1 to 500 μm can be used. However, in reality, if the thickness of the current collector (metal foil) is 10 μm or less, the current collector (metal foil) is easily damaged and no longer functions as a current collector.
薄い集電体（金属箔）の破損を防ぐためには、集電体（金属箔）に補強用の部材を配置することが考えられる。
より具体的には、補強用の部材として樹脂フィルムを用い、接着剤を用いて当該樹脂フィルムを集電体（金属箔）に配置することが考えられる。
In order to prevent damage to the thin current collector (metal foil), it is conceivable to provide a reinforcing member on the current collector (metal foil).
More specifically, it is conceivable to use a resin film as a reinforcing member and to attach the resin film to the current collector (metal foil) using an adhesive.
リチウムイオン電池において集電体（金属箔）の周囲には電解液があり、樹脂フィルムを集電体（金属箔）に配置すると、接着剤が電解液によって溶解又は膨潤して劣化してしまい、樹脂フィルムが剥離してしまうという問題が生じることがある。そのため樹脂フィルムには耐電解液性が要求される。
また、樹脂フィルムは一般的にロール状態で保管されるため、保管中にブロッキングが生じないことも要求される。
In lithium-ion batteries, the current collector (metal foil) is surrounded by an electrolyte, and if a resin film is placed on the current collector (metal foil), the adhesive may be dissolved or swollen by the electrolyte, causing deterioration, and the resin film may peel off. Therefore, the resin film is required to be resistant to the electrolyte.
Furthermore, since resin films are generally stored in a rolled state, they must not undergo blocking during storage.
本発明は、上記問題を解決するためになされた発明であり、本発明の目的は、耐電解液性が高く、ブロッキングが生じにくい電池集電体補強用フィルムを提供することである。 The present invention was made to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a film for reinforcing battery current collectors that is highly resistant to electrolyte and less prone to blocking.
本発明の電池集電体補強用フィルムは、樹脂フィルムと、上記樹脂フィルムの表面に形成された接着剤層とからなる電池集電体補強用フィルムであって、上記接着剤層は、酸変性ポリオレフィン樹脂と、ポリエステル樹脂と、エポキシ樹脂とを含み、上記接着剤層は、上記酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、上記ポリエステル樹脂を１０～２００重量部、上記エポキシ樹脂を７．５～１０重量部含むことを特徴とする。 The battery collector reinforcing film of the present invention is a battery collector reinforcing film consisting of a resin film and an adhesive layer formed on the surface of the resin film, the adhesive layer containing an acid-modified polyolefin resin, a polyester resin, and an epoxy resin, and the adhesive layer is characterized in that it contains 10 to 200 parts by weight of the polyester resin and 7.5 to 10 parts by weight of the epoxy resin per 100 parts by weight of the acid-modified polyolefin resin.
本発明の電池集電体補強用フィルムは、集電体の本体となる金属箔に配置されることになる。金属箔は、本発明の電池集電体補強用フィルムにより補強されるので、金属箔が薄かったとしても集電体が破損しにくくなる。 The battery current collector reinforcing film of the present invention is placed on the metal foil that forms the main body of the current collector. Because the metal foil is reinforced by the battery current collector reinforcing film of the present invention, the current collector is less likely to be damaged even if the metal foil is thin.
本発明の電池集電体補強用フィルムにおいて、接着剤層は、酸変性ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂を含む。
酸変性ポリオレフィン樹脂は、接着剤層に耐電解液性及び耐ブロッキング性を付与する。
ポリエステル樹脂は、接着剤層に接着性を付与する。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the adhesive layer contains an acid-modified polyolefin resin and a polyester resin.
The acid-modified polyolefin resin imparts electrolyte resistance and blocking resistance to the adhesive layer.
The polyester resin imparts adhesive properties to the adhesive layer.
本発明の電池集電体補強用フィルムにおいて、接着剤層では、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、ポリエステル樹脂を１０～２００重量部含む。
ポリエステル樹脂の重量割合が上記範囲未満であると、接着剤層の接着力が低下する。
ポリエステル樹脂の重量割合が上記範囲を超えると、接着剤層の密着性は向上するものの、耐電解液性が低下する。また、電池集電体補強用フィルムにブロッキングやカールが生じやすくなる。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the adhesive layer contains 10 to 200 parts by weight of polyester resin per 100 parts by weight of acid-modified polyolefin resin.
If the weight ratio of the polyester resin is less than the above range, the adhesive strength of the adhesive layer decreases.
If the weight ratio of the polyester resin exceeds the above range, the adhesive layer has improved adhesion but has poor electrolyte resistance, and the battery current collector reinforcing film is prone to blocking and curling.
本発明の電池集電体補強用フィルムにおいて、接着剤層では、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、エポキシ樹脂を７．５～１０重量部含む。
エポキシ樹脂が上記重量割合で含まれると、接着剤層を好適に硬化させることができる。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the adhesive layer contains 7.5 to 10 parts by weight of an epoxy resin per 100 parts by weight of an acid-modified polyolefin resin.
When the epoxy resin is contained in the above weight ratio, the adhesive layer can be cured suitably.
本発明の電池集電体補強用フィルムでは、上記酸変性ポリオレフィン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、２０，０００以上であることが好ましい。
酸変性ポリオレフィン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）が、２０，０００以上であると、接着剤層の耐電解液性が向上する。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the acid-modified polyolefin resin preferably has a number average molecular weight (Mn) of 20,000 or more.
When the number average molecular weight (Mn) of the acid-modified polyolefin resin is 20,000 or more, the adhesive layer has improved resistance to an electrolyte.
本発明の電池集電体補強用フィルムでは、上記ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、－６０℃以上であることが好ましい。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、－６０℃以上であると、接着剤層の接着力が向上する。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the polyester resin preferably has a glass transition temperature (Tg) of −60° C. or higher.
When the glass transition temperature (Tg) of the polyester resin is −60° C. or higher, the adhesive strength of the adhesive layer is improved.
本発明の電池集電体補強用フィルムでは、上記接着剤層の厚さは２～５μｍであることが好ましい。
接着剤層の厚さが上記範囲であると、本発明の電池集電体補強用フィルムを用いた集電体全体の厚さを薄くすることができる。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the adhesive layer preferably has a thickness of 2 to 5 μm.
When the thickness of the adhesive layer is within the above range, the overall thickness of the current collector using the battery current collector reinforcing film of the present invention can be made thin.
本発明の電池集電体補強用フィルムでは、上記エポキシ樹脂は、硬化剤として機能することが好ましい。
硬化剤としてエポキシ樹脂を用いると、電池集電体補強用フィルムにブロッキングが生じること、及び、カールが生じることを抑制することができる。
In the battery current collector reinforcing film of the present invention, the epoxy resin preferably functions as a curing agent.
When an epoxy resin is used as a curing agent, the occurrence of blocking and curling in the battery current collector reinforcing film can be suppressed.
本発明の集電体は、上記本発明の電池集電体補強用フィルムと、上記電池集電体補強用フィルムの接着剤層に配置された金属箔とを備えることを特徴とする。 The current collector of the present invention is characterized by comprising the battery current collector reinforcing film of the present invention and a metal foil disposed on the adhesive layer of the battery current collector reinforcing film.
本発明の集電体は、上記本発明の電池集電体補強用フィルムを備える。
そのため、金属箔が薄かったとしても、金属箔が破損することを防ぐことができる。
The current collector of the present invention includes the above-mentioned battery current collector reinforcing film of the present invention.
Therefore, even if the metal foil is thin, damage to the metal foil can be prevented.
本発明の集電体では、上記金属箔は、銅又はアルミニウムから構成されることが好ましい。
金属箔が銅からなる集電体は、負極集電体として機能する。
金属箔がアルミニウムからなる集電体は、正極集電体として機能する。
In the current collector of the present invention, the metal foil is preferably made of copper or aluminum.
The current collector, the metal foil of which is made of copper, functions as a negative electrode current collector.
The current collector in which the metal foil is made of aluminum functions as a positive electrode current collector.
本発明の集電体では、上記金属箔は銅から構成され、その厚さは、２～４μｍであることが好ましい。
一般的なリチウムイオン電池において、集電体として機能する金属箔が銅からなる場合その厚さは６μｍ程度である。この厚さよりも薄いと金属箔が破損しやすくなる。
しかし、本発明の集電体は、上記電池集電体補強用フィルムを備える。
そのため、このように金属箔が薄かったとしても、金属箔が破損することを防ぐことができる。
In the current collector of the present invention, the metal foil is preferably made of copper and has a thickness of 2 to 4 μm.
In a typical lithium ion battery, when the metal foil functioning as a current collector is made of copper, its thickness is about 6 μm. If the thickness is thinner than this, the metal foil is easily damaged.
However, the current collector of the present invention includes the above-mentioned battery current collector reinforcing film.
Therefore, even if the metal foil is thin, damage to the metal foil can be prevented.
本発明の集電体では、上記金属箔はアルミニウムから構成され、その厚さは、４～９μｍであることが好ましい。
一般的なリチウムイオン電池において、集電体として機能する金属箔がアルミニウムからなる場合その厚さは１２μｍ程度である。この厚さよりも薄いと金属箔が破損しやすくなる。
しかし、本発明の集電体は、上記電池集電体補強用フィルムを備える。
そのため、このように金属箔が薄かったとしても、金属箔が破損することを防ぐことができる。
In the current collector of the present invention, the metal foil is preferably made of aluminum and has a thickness of 4 to 9 μm.
In a typical lithium ion battery, when the metal foil functioning as a current collector is made of aluminum, its thickness is about 12 μm. If the metal foil is thinner than this thickness, it becomes more susceptible to breakage.
However, the current collector of the present invention includes the above-mentioned battery current collector reinforcing film.
Therefore, even if the metal foil is thin, damage to the metal foil can be prevented.
本発明によれば、耐電解液性が高く、ブロッキングが生じにくい電池集電体補強用フィルムを提供することができる。 The present invention provides a film for reinforcing battery current collectors that is highly resistant to electrolyte and less prone to blocking.
以下、本発明の電池集電体補強用フィルム及び集電体について具体的に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。 The battery current collector reinforcing film and current collector of the present invention will be specifically described below. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be modified as appropriate within the scope of the present invention.
図１は、本発明の電池集電体補強用フィルムの一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す電池集電体補強用フィルム１０は、樹脂フィルム１１と、樹脂フィルム１１の表面に形成された接着剤層１２とからなる。
FIG. 1 is a cross-sectional view that illustrates an example of a battery current collector reinforcing film of the present invention.
A battery current
電池集電体補強用フィルム１０において、接着剤層１２は、酸変性ポリオレフィン樹脂と、ポリエステル樹脂と、エポキシ樹脂とを含む。
また、接着剤層１２は、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、ポリエステル樹脂を１０～２００重量部、エポキシ樹脂を７．５～１０重量部含む。
In the battery current
The adhesive layer 12 contains 100 parts by weight of the acid-modified polyolefin resin, 10 to 200 parts by weight of the polyester resin, and 7.5 to 10 parts by weight of the epoxy resin.
電池集電体補強用フィルム１０は、集電体の本体となる金属箔に配置されることになる。金属箔は、電池集電体補強用フィルム１０により補強されるので、金属箔が薄くなったとしても、破損しにくくなる。
The battery current
電池集電体補強用フィルム１０において、接着剤層１２は、酸変性ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂を含む。
酸変性ポリオレフィン樹脂は、接着剤層に耐電解液性及び耐ブロッキング性を付与する。
ポリエステル樹脂は、接着剤層に接着性を付与する。
In the battery current
The acid-modified polyolefin resin imparts electrolyte resistance and blocking resistance to the adhesive layer.
The polyester resin imparts adhesive properties to the adhesive layer.
電池集電体補強用フィルム１０において、接着剤層１２では、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、ポリエステル樹脂を１０～２００重量部含む。なお、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対するポリエステル樹脂の重量割合は、４０～１５０重量部であることが好ましい。
ポリエステル樹脂の重量割合が上記範囲未満であると、接着剤層１２の接着力が低下する。
ポリエステル樹脂の重量割合が上記範囲を超えると、接着剤層１２の密着性は向上するものの、耐電解液性が低下する。また、ブロッキングや電池集電体補強用フィルム１０にカールが生じやすくなる。
In the battery current
If the weight ratio of the polyester resin is less than the above range, the adhesive strength of the adhesive layer 12 decreases.
If the weight ratio of the polyester resin exceeds the above range, the adhesive layer 12 has improved adhesion but has poor resistance to electrolyte, and is prone to blocking and curling of the battery current
電池集電体補強用フィルム１０において、接着剤層１２では、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、エポキシ樹脂を７．５～１０重量部含む。なお、酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対するエポキシ樹脂の重量割合は、７．５～８．５重量部であることが好ましい。
エポキシ樹脂が上記重量割合で含まれると、接着剤層１２を好適に硬化させることができる。
In the battery current
When the epoxy resin is contained in the above weight ratio, the adhesive layer 12 can be cured appropriately.
以下、本発明の電池集電体補強用フィルムの各構成について詳述する。 The components of the battery current collector reinforcing film of the present invention are described in detail below.
＜樹脂フィルム＞
樹脂フィルムの材料としては、特に限定されないが、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフォイド樹脂等からなることが好ましい。
これらの樹脂は、加工が容易であり強度が強いので、集電体の本体となる金属箔を補強するのに適している。
<Resin film>
The material of the resin film is not particularly limited, but is preferably made of polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, or the like.
These resins are easy to process and have high strength, and are therefore suitable for reinforcing the metal foil that constitutes the main body of the current collector.
樹脂フィルムの厚さは、特に限定されないが、９μｍ以下であることが好ましく、３～６μｍであることがより好ましい。
樹脂フィルムの厚さが９μｍを超えると、電池集電体補強用フィルムが用いられた集電体全体が厚くなる。そのため、電池において集電体が占める体積が大きくなってしまい、集電体に配置される活物質の量が相対的に少なくなる。その結果、電池容量が低下しやすくなる。
The thickness of the resin film is not particularly limited, but is preferably 9 μm or less, and more preferably 3 to 6 μm.
If the thickness of the resin film exceeds 9 μm, the entire current collector using the battery current collector reinforcing film becomes thick, so that the volume occupied by the current collector in the battery becomes large, and the amount of active material disposed on the current collector becomes relatively small, which results in a decrease in the battery capacity.
＜接着剤層＞
接着剤層の厚さは、特に限定されないが、２～５μｍであることが好ましく、３～４μｍであることがより好ましい。
接着剤層の厚さが上記範囲であると、本発明の電池集電体補強用フィルムを用いた集電体全体の厚さを薄くすることができる。
接着剤層の厚さが２μｍ未満であると、接着剤層の量が少ないので、接着剤層の接着力が低下しやすくなる。
接着剤層の厚さが５μｍを超えると、電池集電体補強用フィルムが用いられた集電体全体が厚くなる。そのため、電池において集電体が占める体積が大きくなってしまい、集電体に配置される活物質の量が相対的に少なくなる。その結果、電池容量が低下しやすくなる。
<Adhesive layer>
The thickness of the adhesive layer is not particularly limited, but is preferably from 2 to 5 μm, and more preferably from 3 to 4 μm.
When the thickness of the adhesive layer is within the above range, the overall thickness of the current collector using the battery current collector reinforcing film of the present invention can be made thin.
If the thickness of the adhesive layer is less than 2 μm, the amount of the adhesive layer is small, and therefore the adhesive strength of the adhesive layer is likely to decrease.
If the thickness of the adhesive layer exceeds 5 μm, the entire current collector using the battery current collector reinforcing film becomes thick, so that the volume occupied by the current collector in the battery becomes large, and the amount of active material disposed on the current collector becomes relatively small, which results in a decrease in the battery capacity.
（酸変性ポリオレフィン樹脂）
上記の通り、酸変性ポリオレフィン樹脂は接着剤層に耐電解液性及び耐ブロッキング性を付与する。
これは、酸変性ポリオレフィン樹脂が反応性に乏しく、変化しにくいからであると考えられる。
その一方で、酸変性ポリオレフィン樹脂は接着力が低い。そのため、接着剤層が、酸変性ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂のうち、ポリエステル樹脂を含まない場合、接着剤層の接着力が不充分になる。
(Acid-modified polyolefin resin)
As described above, the acid-modified polyolefin resin imparts electrolyte resistance and blocking resistance to the adhesive layer.
This is believed to be because the acid-modified polyolefin resin has poor reactivity and is difficult to change.
On the other hand, the acid-modified polyolefin resin has a low adhesive strength, and therefore, if the adhesive layer does not contain a polyester resin among the acid-modified polyolefin resin and the polyester resin, the adhesive strength of the adhesive layer will be insufficient.
酸変性ポリオレフィン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、２０，０００以上であることが好ましく、５０，０００～１００，０００であることがより好ましい。
酸変性ポリオレフィン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）が、２０，０００以上であると、接着剤層の耐電解液性が向上する。
The number average molecular weight (Mn) of the acid-modified polyolefin resin is preferably 20,000 or more, and more preferably 50,000 to 100,000.
When the number average molecular weight (Mn) of the acid-modified polyolefin resin is 20,000 or more, the adhesive layer has improved resistance to an electrolyte.
本明細書において、樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定することができ、移動相としてテトラヒドロフランを用い、ポリスチレン換算の検量線を用いて算出することができる。 In this specification, the number average molecular weight (Mn) of the resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran as the mobile phase and calculated using a polystyrene-equivalent calibration curve.
酸変性ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、０℃以上であることが好ましく、１０～３０℃であることがより好ましい。
酸変性ポリオレフィン樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、３０℃以上であると、接着剤層の密着力が低下する。
The glass transition temperature (Tg) of the acid-modified polyolefin resin is preferably 0°C or higher, and more preferably 10 to 30°C.
When the glass transition temperature (Tg) of the acid-modified polyolefin resin is 30° C. or higher, the adhesive strength of the adhesive layer decreases.
本明細書において、樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）とは、以下の方法により算出した値を意味する。
まず、示差走査熱量分析計（例えば、セイコー電子工業株式会社製、商品名「ＤＳＣ２２０型」）にて、測定試料５ｍｇをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封する。次に、２２０℃で５分間維持して試料を完全に溶融させた後、液体窒素で急冷し、その後－１５０℃から２５０℃まで、２０℃／分の昇温速度で加熱する。そして、横軸を昇温時間、縦軸を試料の温度とした座標に得られたデータをプロットして曲線を描く。当該曲線の変曲点をガラス転移点Ｔｇとする。
In this specification, the glass transition temperature (Tg) of a resin means a value calculated by the following method.
First, 5 mg of a measurement sample is placed in an aluminum pan using a differential scanning calorimeter (for example, Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd., product name "DSC220 type") and the pan is sealed by pressing the lid. Next, the sample is maintained at 220°C for 5 minutes to completely melt, and then quenched with liquid nitrogen, and then heated from -150°C to 250°C at a heating rate of 20°C/min. The data obtained is plotted on a coordinate system with the heating time on the horizontal axis and the sample temperature on the vertical axis to draw a curve. The inflection point of the curve is taken as the glass transition point Tg.
酸変性ポリオレフィン樹脂の酸価は、４，０００～６，０００ｇ／ｅｑであることが好ましく、４，２００～５，０００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。酸価が４，０００g/eq未満であると硬化剤との反応性は高く密着力も高いが、ブロッキングしやすくなる。 The acid value of the acid-modified polyolefin resin is preferably 4,000 to 6,000 g/eq, and more preferably 4,200 to 5,000 g/eq. If the acid value is less than 4,000 g/eq, the reactivity with the curing agent is high and the adhesion is also high, but blocking is likely to occur.
（ポリエステル樹脂）
上記の通り、ポリエステル樹脂は、接着剤層に接着性を付与する。
その一方で、ポリエステル樹脂は反応性に富んでいる。そのため、接着剤層が、酸変性ポリオレフィン樹脂及びポリエステル樹脂のうち、酸変性ポリオレフィン樹脂を含まない場合、耐電解液性や耐ブロッキング性が不充分になる。
(Polyester resin)
As mentioned above, the polyester resin imparts adhesive properties to the adhesive layer.
On the other hand, polyester resins are highly reactive, and therefore, when the adhesive layer does not contain an acid-modified polyolefin resin out of the acid-modified polyolefin resin and the polyester resin, the electrolyte resistance and blocking resistance become insufficient.
ポリエステル樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）は、３０，０００～１２０，０００であることが好ましく、７０，０００～１００，０００であることがより好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）が、上記範囲内であると、ポリエステル樹脂の耐電解液性が付与される。
The number average molecular weight (Mn) of the polyester resin is preferably from 30,000 to 120,000, and more preferably from 70,000 to 100,000.
When the number average molecular weight (Mn) of the polyester resin is within the above range, the polyester resin is endowed with electrolyte resistance.
ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、－６０℃以上であることが好ましく、－６０～０℃であることがより好ましい。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、３０℃以上であると、熱ラミネートを実施する際に、密着力が弱くなる。
The glass transition temperature (Tg) of the polyester resin is preferably -60°C or higher, and more preferably -60 to 0°C.
If the glass transition temperature (Tg) of the polyester resin is 30° C. or higher, the adhesive strength is weakened when thermal lamination is carried out.
ポリエステル樹脂の酸価は、３，０００～７，０００ｇ／ｅｑであることが好ましく、４，０００～６，０００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。
酸価が３，０００ｇ／ｅｑ以下であると、反応性が高く、塗工後、巻き取った際にブロッキングが発生してしまう可能性がある。酸価が７，０００ｇ／ｅｑより大きいと、応性が低く、架橋反応が起こらず耐電解液性が乏しくなってしまう。
The acid value of the polyester resin is preferably from 3,000 to 7,000 g/eq, and more preferably from 4,000 to 6,000 g/eq.
If the acid value is less than 3,000 g/eq, the reactivity is high, and there is a possibility that blocking occurs when the coating is wound up.If the acid value is more than 7,000 g/eq, the reactivity is low, the crosslinking reaction does not occur, and the electrolyte resistance is poor.
（エポキシ樹脂）
接着剤層においてエポキシ樹脂は、硬化剤として機能することが好ましい。
硬化剤としてエポキシ樹脂を用いると、電池集電体補強用フィルムにブロッキングが生じること、及び、カールが生じることを抑制することができる。
一般的に、接着剤を硬化させる硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤も知られている。本発明の電池集電体補強用フィルムの接着剤層が、硬化剤としてイソシアネート系硬化剤を含むと、接着剤層の接着性は向上する。しかし、電池集電体補強用フィルムにブロッキングが生じやすくなり、カールも生じやすくなる。そのため、本発明の電池集電体補強用フィルムでは、硬化剤として、イソシアネート系硬化剤よりもエポキシ樹脂を含む方が好ましい。
(Epoxy resin)
In the adhesive layer, the epoxy resin preferably functions as a curing agent.
When an epoxy resin is used as a curing agent, the occurrence of blocking and curling in the battery current collector reinforcing film can be suppressed.
Generally, isocyanate-based curing agents are also known as curing agents for curing adhesives. When the adhesive layer of the battery current collector reinforcing film of the present invention contains an isocyanate-based curing agent as a curing agent, the adhesive layer has improved adhesion. However, blocking and curling are more likely to occur in the battery current collector reinforcing film of the present invention. Therefore, it is preferable that the battery current collector reinforcing film of the present invention contains an epoxy resin as a curing agent rather than an isocyanate-based curing agent.
なお、接着剤層の接着性を向上させたい場合には、硬化剤として少量のイソシアネート系硬化剤を用いてもよい。
この場合、エポキシ樹脂に対するイソシアネート系硬化剤の重量割合は、エポキシ樹脂１００重量部に対しイソシアネート系硬化剤１～１０重量部であることが好ましい。
If it is desired to improve the adhesiveness of the adhesive layer, a small amount of an isocyanate-based hardener may be used as the hardener.
In this case, the weight ratio of the isocyanate-based hardener to the epoxy resin is preferably 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin.
エポキシ樹脂の酸価は、１５０～３５０ｇ／ｅｑであることが好ましく、２００～３００ｇ／ｅｑであることがより好ましい。
エポキシ樹脂の酸価が１５０ｇ／ｅｑより低い場合、反応性が高く、製品寿命がみじかくなってしまう。エポキシ樹脂の酸価が３５０ｇ／ｅｑよりも大きい場合、反応性が低く架橋反応に時間がかかってしまい、効率的な生産ができない。
The acid value of the epoxy resin is preferably from 150 to 350 g/eq, and more preferably from 200 to 300 g/eq.
If the acid value of the epoxy resin is lower than 150 g/eq, the reactivity is high and the product life is short.If the acid value of the epoxy resin is higher than 350 g/eq, the reactivity is low and the crosslinking reaction takes a long time, making efficient production impossible.
このようなエポキシ樹脂としては、分子中にグリシジル基を有するものであれば、特に限定されないが、好ましくは分子中に２個以上のグリシジル基を有するもの。具体的には、特に限定されないが、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサノン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラグリシジル－ｍ－キシレンジアミンからなる群から選択される少なくとも１つを用いることができる。好ましくは、ビフェニル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂またはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂である。 The epoxy resin is not particularly limited as long as it has a glycidyl group in the molecule, but preferably has two or more glycidyl groups in the molecule. Specifically, it is not particularly limited, but at least one selected from the group consisting of biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, tetraglycidyl diaminodiphenylmethane, triglycidyl paraaminophenol, tetraglycidyl bisaminomethylcyclohexanone, and N,N,N',N'-tetraglycidyl-m-xylylenediamine can be used. Preferably, it is a biphenyl type epoxy resin, a novolac type epoxy resin, or a dicyclopentadiene type epoxy resin.
（その他の添加物）
接着剤層は、他にアミン系開始剤、イミダゾール系硬化剤、フェノール系硬化剤、カチオン系硬化剤等の添加物を含んでいてもよい。
(Other additives)
The adhesive layer may further contain additives such as an amine-based initiator, an imidazole-based curing agent, a phenol-based curing agent, or a cationic curing agent.
次に、本発明の電池集電体補強用フィルムを用いた集電体を説明する。なお、本発明の電池集電体補強用フィルムを用いた集電体は、本発明の集電体でもある。
図２は、本発明の集電体の一例を模式的に示す断面図である。
図２に示す集電体１は、上記電池集電体補強用フィルム１０と、電池集電体補強用フィルム１０の接着剤層１２に配置された金属箔２０とを備える。
Next, a current collector using the battery current collector reinforcing film of the present invention will be described. Note that a current collector using the battery current collector reinforcing film of the present invention is also a current collector of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view that illustrates an example of the current collector of the present invention.
The current collector 1 shown in FIG. 2 includes the above-mentioned battery current
集電体１の全体の厚さは、１０～２３μｍであることが好ましく、１０～１８μｍであることがより好ましい。
集電体の全体の厚さが、１０μｍ未満であると、強度不足になりやすくなる。
集電体の全体の厚さが、２３μｍを超えると、集電体が大きくなりすぎる。電池内部において、集電体及び活物質を収容できる空間は限られているので、集電体が大きくなると、活物質の量を少なくする必要がある。電池の電池容量は活物質の量に依存しているので、集電体が大きくなると、活物質の量が少なくなり、電池の電池容量が低下してしまう。
The total thickness of the current collector 1 is preferably from 10 to 23 μm, and more preferably from 10 to 18 μm.
If the total thickness of the current collector is less than 10 μm, the strength tends to be insufficient.
If the total thickness of the current collector exceeds 23 μm, the current collector becomes too large. Since the space inside the battery that can accommodate the current collector and active material is limited, if the current collector becomes large, the amount of active material must be reduced. Since the battery capacity depends on the amount of active material, if the current collector becomes large, the amount of active material will be reduced, and the battery capacity will decrease.
集電体１では、金属箔２０は、銅又はアルミニウムから構成されることが好ましい。
金属箔２０が銅からなる集電体１は、負極集電体として機能する。
金属箔２０がアルミニウムからなる集電体１は、正極集電体として機能する。
In the current collector 1, the
The current collector 1 in which the
The current collector 1 in which the
集電体１では、金属箔２０が銅から構成される場合、その厚さは、２～４μｍであることが好ましく、２～３μｍであることがより好ましい。
一般的なリチウムイオン電池において、集電体として機能する金属箔が銅からなる場合その厚さは６μｍ程度である。この厚さよりも薄いと金属箔が破損しやすくなる。
しかし、集電体１は、電池集電体補強用フィルム１０を備える。
そのため、このように金属箔２０が薄かったとしても、金属箔２０が破損することを防ぐことができる。
In the current collector 1, when the
In a typical lithium ion battery, when the metal foil functioning as a current collector is made of copper, its thickness is about 6 μm. If the thickness is thinner than this, the metal foil is easily damaged.
However, the current collector 1 includes a
Therefore, even if the
集電体１では、金属箔２０がアルミニウムから構成される場合、その厚さは、４～９μｍであることが好ましく、４～６μｍであることがより好ましい。
一般的なリチウムイオン電池において、集電体として機能する金属箔がアルミニウムからなる場合その厚さは１２μｍ程度である。この厚さよりも薄いと金属箔が破損しやすくなる。
しかし、本発明の集電体は、上記電池集電体補強用フィルムを備える。
そのため、このように金属箔が薄かったとしても、金属箔が破損することを防ぐことができる。
In the current collector 1, when the
In a typical lithium ion battery, when the metal foil functioning as a current collector is made of aluminum, its thickness is about 12 μm. If the metal foil is thinner than this thickness, it becomes more susceptible to breakage.
However, the current collector of the present invention includes the above-mentioned battery current collector reinforcing film.
Therefore, even if the metal foil is thin, damage to the metal foil can be prevented.
集電体１を製造する方法としては、電池集電体補強用フィルム１０を金属箔２０に熱圧着する方法が挙げられる。
熱圧着の条件は、特に限定されないが、例えば、０．１～１ＭＰａ、８０～１００℃、０．５～５秒の条件が挙げられる。
The current collector 1 can be produced by thermocompression bonding a battery current
The conditions for the thermocompression bonding are not particularly limited, but may be, for example, 0.1 to 1 MPa, 80 to 100° C., and 0.5 to 5 seconds.
次に、本発明の集電体を用いた、リチウムイオン電池の電極及び当該リチウムイオン電池用電極を用いてリチウムイオン電池について説明する。 Next, we will explain a lithium-ion battery electrode using the current collector of the present invention and a lithium-ion battery using the lithium-ion battery electrode.
まず、リチウムイオン電池の負極用電極について説明する。
リチウムイオン電池の負極用電極に用いる本発明の集電体としては、金属箔が銅から構成されるものを用いることが好ましい。
リチウムイオン電池の負極用電極では、本発明の集電体において、電池集電体補強用フィルムが配置されていない側の金属箔の表面に負極活物質層が形成されている。
First, the negative electrode of a lithium ion battery will be described.
As the current collector of the present invention used for the negative electrode of a lithium ion battery, it is preferable to use one in which the metal foil is made of copper.
In the negative electrode of a lithium ion battery, in the current collector of the present invention, a negative electrode active material layer is formed on the surface of the metal foil on the side where the battery current collector reinforcing film is not disposed.
負極活物質層は、負極活物質粒子を含む、また必要に応じてバインダー樹脂や導電助剤を含んでいてもよい。 The negative electrode active material layer contains negative electrode active material particles, and may also contain a binder resin and a conductive additive as necessary.
負極活物質粒子としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができれば特に限定されないが、例えば、黒鉛、非晶質炭素、シリコン、シリコン酸化物、金属リチウム等が挙げられる。 The negative electrode active material particles are not particularly limited as long as they can absorb and release lithium ions, but examples include graphite, amorphous carbon, silicon, silicon oxide, metallic lithium, etc.
バインダー樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の通常用いられるものを用いることができる。 The binder resin is not particularly limited, but commonly used resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVDF) can be used.
導電助剤としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、天然黒鉛、人工黒鉛、炭素繊維等の通常用いられるものを用いることができる。 The conductive additive is not particularly limited, but may be, for example, commonly used ones such as carbon black, ketjen black, acetylene black, natural graphite, artificial graphite, carbon fiber, etc.
負極活物質粒子、バインダー樹脂、及び、導電助剤の配合割合は、負極活物質粒子の種類や、所望の電池容量、製造する電池の大きさにより適宜設定することが好ましい。 The mixing ratio of the negative electrode active material particles, binder resin, and conductive assistant is preferably set appropriately depending on the type of negative electrode active material particles, the desired battery capacity, and the size of the battery to be manufactured.
次に、リチウムイオン電池の正極用電極について説明する。
リチウムイオン電池の正極用電極に用いる本発明の集電体としては、金属箔がアルミニウムから構成されるものを用いることが好ましい。
リチウムイオン電池の正極用電極では、本発明の集電体において、電池集電体補強用フィルムが配置されていない側の金属箔の表面に正極活物質層が形成されている。
Next, the positive electrode of the lithium ion battery will be described.
As the current collector of the present invention used for the positive electrode of a lithium ion battery, it is preferable to use one in which the metal foil is made of aluminum.
In a positive electrode for a lithium ion battery, in the current collector of the present invention, a positive electrode active material layer is formed on the surface of the metal foil on the side where the battery current collector reinforcing film is not disposed.
正極活物質層は、正極活物質粒子を含む、また必要に応じてバインダー樹脂や導電助剤を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer contains positive electrode active material particles, and may also contain a binder resin and a conductive additive as necessary.
正極活物質粒子としては、リチウムコバルト酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物、リン酸鉄リチウム等を用いることができる。 Positive electrode active material particles can be lithium cobalt oxide, lithium manganese oxide, lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, etc.
正極活物質層に用いられるバインダー樹脂及び導電助剤としては、上記負極活物質層に用いられるバインダー樹脂及び導電助剤と同じものを用いることができる。 The binder resin and conductive assistant used in the positive electrode active material layer can be the same as the binder resin and conductive assistant used in the negative electrode active material layer.
正極活物質粒子、バインダー樹脂、及び、導電助剤の配合割合は、正極活物質粒子の種類や、所望の電池容量、製造する電池の大きさにより適宜設定することが好ましい。 The mixing ratio of the positive electrode active material particles, binder resin, and conductive assistant is preferably set appropriately depending on the type of positive electrode active material particles, the desired battery capacity, and the size of the battery to be manufactured.
次に、リチウムイオン電池の負極用電極及びリチウムイオン電池の正極用電極を用いたリチウムイオン電池について説明する。
リチウムイオン電池は、外装容器と、上記外装容器の中に配置されたセパレータと、上記セパレータを挟むように配置された負極用電極及び正極用電極と、外装容器の中に注入された電解液とからなる。
なお、電解液は、上記のように外装用器の中に注入された状態に限られず、例えば、負極用電極及び正極用電極にしみ込んだ状態で存在していてもよい。
Next, a lithium ion battery using a lithium ion battery negative electrode and a lithium ion battery positive electrode will be described.
A lithium ion battery comprises an outer container, a separator disposed within the outer container, a negative electrode and a positive electrode disposed on either side of the separator, and an electrolyte injected into the outer container.
The electrolyte is not limited to being poured into the outer container as described above, but may be present in a state in which it has soaked into the negative electrode and the positive electrode, for example.
外装容器としては、従来公知の部材を用いることができる。なお、電池の軽量化の観点からは可撓性フィルムを用いることが好ましい。
可撓性フィルムとしては、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には電解液の漏出や外部からの水分の侵入を防止する等のバリア性を有するものを選択することができ、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができる。
The outer container may be made of a conventionally known material, and is preferably made of a flexible film from the viewpoint of reducing the weight of the battery.
The flexible film may be a metal layer having a resin layer on both sides of the metal layer, which serves as a base material. The metal layer may be selected from those having barrier properties to prevent leakage of the electrolyte or intrusion of moisture from the outside, and may be made of aluminum, stainless steel, or the like.
セパレータとしては、例えば、樹脂製の多孔膜、織布、不織布等を用いることができる。
その樹脂成分としては、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、またはナイロン樹脂等を用いることができる。特にポリオレフィン系の微多孔膜は、イオン透過性と、正極と負極とを物理的に隔離する性能に優れているため好ましい。
As the separator, for example, a resin porous film, a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like can be used.
The resin component may be a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, a polyester resin, an acrylic resin, a styrene resin, or a nylon resin. In particular, a polyolefin-based microporous membrane is preferred because of its excellent ion permeability and ability to physically isolate the positive electrode and the negative electrode.
電解液としては、リチウム塩を含有する非水系のものを用いることができる。
リチウム塩の例としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等を挙げることができる。
The electrolyte may be a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
Examples of lithium salts include LiClO4, LiBF6 , LiPF6 , LiCF3SO3 , LiCF3CO2 , LiAsF6 , LiSbF6 , LiB10Cl10 , LiAlCl4, LiCl, LiBr, LiB(C2H5)4, CF3SO3Li, CH3SO3Li, LiC4F9SO3 , Li ( CF3SO2 ) 2N , lithium lower fatty acid carboxylates , and the like .
リチウム塩を溶解する溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等のカーボネート類；γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等のラクトン類；トリメトキシメタン、１，２－ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン等のオキソラン類；アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素溶媒；ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類；リン酸トリエステルやジグライム類；トリグライム類；スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類；３－メチル－２－オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類；１，３－プロパンスルトン、１，４－ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等を用いることができる。 Solvents for dissolving lithium salts include, for example, carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), and vinylene carbonate (VC); lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; ethers such as trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran, and 2-methyltetrahydrofuran; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; 1, Examples of solvents that can be used include oxolanes such as 3-dioxolane and 4-methyl-1,3-dioxolane; nitrogen-containing solvents such as acetonitrile, nitromethane, formamide, and dimethylformamide; organic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate; phosphate triesters and diglymes; triglymes; sulfolanes such as sulfolane and methyl sulfolane; oxazolidinones such as 3-methyl-2-oxazolidinone; and sultones such as 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, and naphtha sultone.
以下に本発明をより具体的に説明する実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The following examples are provided to more specifically explain the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
厚さが６μｍのポリエチレンテレフタレートからなる樹脂フィルムを準備した。
次に、酸変性ポリオレフィン樹脂（数平均分子量：５３，０００、Ｔｇ：２０℃、酸価：４４６０ｇ／ｅｑ）を１００重量部と、ポリエステル樹脂（数平均分子量：８８，０００、Ｔｇ：－５６℃、酸価：５４００ｇ／ｅｑ）を４５重量部と、エポキシ樹脂（当量：２３８ｇ／ｅｑ）（日本化薬株式会社製：商品名「ＮＣ－３０００」）を１０重量部とを混合し、接着剤組成物を準備した。
次に、樹脂フィルムの上に、厚さが３μｍとなるように接着剤組成物を塗布し、接着剤層を形成した。
以上の工程を経て、実施例１に係る電池集電体補強用フィルムを製造した。
Example 1
A resin film made of polyethylene terephthalate and having a thickness of 6 μm was prepared.
Next, 100 parts by weight of an acid-modified polyolefin resin (number average molecular weight: 53,000, Tg: 20°C, acid value: 4460 g/eq), 45 parts by weight of a polyester resin (number average molecular weight: 88,000, Tg: -56°C, acid value: 5400 g/eq), and 10 parts by weight of an epoxy resin (equivalent: 238 g/eq) (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.: product name "NC-3000") were mixed together to prepare an adhesive composition.
Next, the adhesive composition was applied onto the resin film to a thickness of 3 μm to form an adhesive layer.
Through the above steps, a battery current collector reinforcing film according to Example 1 was manufactured.
（実施例２）～（実施例３）及び（比較例１）～（比較例１１）
接着剤層の組成を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様に実施例２～実施例３及び比較例１～比較例１１に係る電池集電体補強用フィルムを製造した。
なお、表１において、イソシアネート系硬化剤は、商品名「コロネートＬ」（製造元：東ソー株式会社）である。
また、表１中、「配合比」の数値は「重量部」を意味する。
(Example 2) to (Example 3) and (Comparative Example 1) to (Comparative Example 11)
Except for changing the composition of the adhesive layer as shown in Table 1, battery current collector reinforcing films according to Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 11 were produced in the same manner as in Example 1.
In Table 1, the isocyanate-based curing agent is a product name "Coronate L" (manufacturer: Tosoh Corporation).
In addition, in Table 1, the numerical values for "mixing ratio" mean "parts by weight."
（ブロッキング評価）
各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムを用い、ＰＥＴフィルム上に接着剤面が接するように重ね、集電体補強フィルム上に、荷重１ｋｇをかけたまま、温度４０℃の条件で３日保管した後、ブロッキングが生じているかどうかを目視で観察した。結果を表１に示す。
評価基準は以下の通りである。
〇：手ごたえ無く剥離が可能
△：音をたてながらも剥離可能
×：剥離できない
(Blocking Evaluation)
The battery current collector reinforcing film according to each of the Examples and Comparative Examples was placed on a PET film with the adhesive surface in contact with the PET film, and after storing the film at a temperature of 40° C. for 3 days with a load of 1 kg applied to the current collector reinforcing film, the film was visually observed to see if blocking had occurred. The results are shown in Table 1.
The evaluation criteria are as follows:
◯: Peeling is possible without resistance △: Peeling is possible with some noise ×: Cannot be peeled
（外観評価）
各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムの製造直後のカールの有無及びタック性について目視により評価した。評価結果を表１に示す。
評価基準は以下の通りある。
［カールの有無の評価基準］
〇：フィルムの反り高さが１０ｍｍ未満
×：フィルムの反り高さが１０ｍｍ以上
［タック性の評価基準］
補強フィルムをＰＥＴフィルム上に、その接着剤面を接するように置き、補強フィルムの上から２ｋｇのローラーを１往復させた後、ＰＥＴフィルムを振り補強フィルムが剥がれ落ちるかどうかで評価を行った。
なし：ＰＥＴフィルムに貼り付いていない
ややあり：ＰＥＴフィルムに張り付くが、振り落とすことができる
あり：振り落とすことができない
(Appearance Evaluation)
The battery current collector reinforcing films according to the respective Examples and Comparative Examples were visually evaluated for curling and tackiness immediately after production. The evaluation results are shown in Table 1.
The evaluation criteria are as follows:
[Criteria for evaluation of curl presence or absence]
◯: The warpage height of the film is less than 10 mm. ×: The warpage height of the film is 10 mm or more. [Evaluation criteria for tackiness]
The reinforcing film was placed on the PET film with the adhesive surface in contact, and a 2 kg roller was rolled back and forth once over the reinforcing film, after which the PET film was shaken to evaluate whether the reinforcing film peeled off.
None: Not stuck to the PET film. Slightly stuck: Sticks to the PET film but can be shaken off. Cannot be shaken off.
（耐電解液性試験）
エチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート及びジメチルカーボネートを１：１：１で混合した溶液に、１ｍоｌ／Ｌとなるように、ＬｉＰＦ６を溶解したＬｉＰＦ６溶液を準備した。
次に、各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムを、ＬｉＰＦ６溶液に６０℃、１６８時間浸漬した。
浸漬後、各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムからＬｉＰＦ６溶液を拭き取り、それらの重量を測定し、浸漬前の重量との変化量を算出した結果を表１に示す。
なお、表１に示す重量の変化量がマイナスであるものは、接着剤層が溶解したことを意味する。
また、重量の変化量が１０％を超えるものは、接着剤層が、ＬｉＰＦ６溶液を吸収しすぎ膨潤したことを意味する。
(Electrolyte Resistance Test)
A LiPF 6 solution was prepared by dissolving LiPF 6 at 1 mol/L in a solution obtained by mixing ethylene carbonate, methyl ethyl carbonate, and dimethyl carbonate at a ratio of 1:1:1.
Next, the battery current collector reinforcing film according to each of the examples and comparative examples was immersed in a LiPF 6 solution at 60° C. for 168 hours.
After immersion, the LiPF 6 solution was wiped off from the battery current collector reinforcing film according to each of the Examples and Comparative Examples, and the weights of the films were measured. The change in weight from before immersion was calculated, and the results are shown in Table 1.
In addition, a negative weight change shown in Table 1 means that the adhesive layer was dissolved.
Moreover, a weight change of more than 10% means that the adhesive layer absorbed too much LiPF6 solution and swelled.
浸漬後の各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムの外観を目視で観察し、耐電解液性を評価した。結果を表１に示す。
評価基準は以下の通りである。
変化なし：浸漬前後で電池集電体補強用フィルムの外観が殆ど変化していなかった。
剥離：接着剤層が樹脂フィルムから剥離していた。
融着：接着剤層が溶けて樹脂フィルムと融着していた。
After immersion, the appearance of the battery current collector reinforcing film according to each of the Examples and Comparative Examples was visually observed, and the electrolyte resistance was evaluated. The results are shown in Table 1.
The evaluation criteria are as follows:
No change: The appearance of the battery current collector reinforcing film was almost unchanged before and after immersion.
Peeling: The adhesive layer was peeled off from the resin film.
Fusion: The adhesive layer was melted and fused to the resin film.
（剥離試験）
各実施例及び各比較例に係る電池集電体補強用フィルムの接着剤層に厚さ２μｍの銅箔又は厚さ４μｍのアルミニウム箔を配置し、０．５ＭＰａ、０．１秒の条件で熱圧着し、集電体を製造した。
その後、製造直後の集電体を用い、ＪＩＳ Ｋ ６８５４－３ ： １９９９に準拠してＴ形はく離による剥離試験を行い、接着剤層と銅箔又はアルミニウム箔との界面を剥離した。
また、製造後の集電体を、２３℃で１ヶ月静置した後、同様の剥離試験を行った。
また、製造後の集電体を、エチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート及びジメチルカーボネートを１：１：１で混合した溶液に、１ｍоｌ／ＬとなるようにＬｉＰＦ６を溶解したＬｉＰＦ６溶液に６０℃、１６８時間浸漬した後、同様の剥離試験を行った。
結果を表１に示す。
剥離試験の評価基準は以下の通りである。
［銅箔を用いた場合の評価基準］
◎：銅箔が材破した。
〇：剥離強度が１．５Ｎ／２５ｍｍ以上である。
△：剥離強度が、０．１Ｎ／２５ｍｍ以上、１．５Ｎ／２５ｍｍ未満である。
×：剥離強度が、０．１Ｎ／２５ｍｍ未満である。
［アルミニウム箔を用いた場合の評価基準］
〇：剥離強度が１．５Ｎ／２５ｍｍ以上である。
△：剥離強度が、０．１Ｎ／２５ｍｍ以上、１．５Ｎ／２５ｍｍ未満である。
×：剥離強度が、０．１Ｎ／２５ｍｍ未満である。
(Peel test)
A 2 μm thick copper foil or a 4 μm thick aluminum foil was placed on the adhesive layer of the battery current collector reinforcing film of each Example and Comparative Example, and thermocompression bonded under conditions of 0.5 MPa and 0.1 seconds to produce a current collector.
Thereafter, using the current collector immediately after production, a T-peel test was carried out in accordance with JIS K 6854-3: 1999 to peel the interface between the adhesive layer and the copper foil or aluminum foil.
The current collector after production was allowed to stand at 23° C. for one month, and then the same peel test was carried out.
In addition, the produced current collector was immersed in a LiPF 6 solution in which LiPF 6 was dissolved at 1 mol/L in a solution in which ethylene carbonate, methyl ethyl carbonate, and dimethyl carbonate were mixed in a ratio of 1:1:1 at 60° C. for 168 hours, and then a similar peeling test was performed.
The results are shown in Table 1.
The evaluation criteria for the peel test are as follows.
[Evaluation criteria when using copper foil]
⊚: The copper foil was broken.
A: The peel strength is 1.5 N/25 mm or more.
Δ: The peel strength is 0.1 N/25 mm or more and less than 1.5 N/25 mm.
×: The peel strength is less than 0.1 N/25 mm.
[Evaluation criteria when using aluminum foil]
A: The peel strength is 1.5 N/25 mm or more.
Δ: The peel strength is 0.1 N/25 mm or more and less than 1.5 N/25 mm.
×: The peel strength is less than 0.1 N/25 mm.
表１に示すように、各実施例に係る電池集電体補強用フィルムは、耐電解液性が高く、ブロッキングが生じにくく、密着力が充分に高いことが判明した。 As shown in Table 1, it was found that the battery current collector reinforcing films according to each example had high electrolyte resistance, were less prone to blocking, and had sufficiently high adhesion.
１ 集電体
１０ 電池集電体補強用フィルム
１１ 樹脂フィルム
１２ 接着剤層
２０ 金属箔
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (9)
前記接着剤層は、酸変性ポリオレフィン樹脂と、ポリエステル樹脂と、エポキシ樹脂とを含み、
前記接着剤層は、前記酸変性ポリオレフィン樹脂１００重量部に対し、前記ポリエステル樹脂を１０～１００重量部、前記エポキシ樹脂を７．５～１０重量部含むことを特徴とする電池集電体補強用フィルム。 A battery current collector reinforcing film comprising a resin film and an adhesive layer formed on a surface of the resin film,
The adhesive layer contains an acid-modified polyolefin resin, a polyester resin, and an epoxy resin,
The adhesive layer contains 10 to 100 parts by weight of the polyester resin and 7.5 to 10 parts by weight of the epoxy resin, based on 100 parts by weight of the acid-modified polyolefin resin.
前記電池集電体補強用フィルムの接着剤層に配置された金属箔とを備えることを特徴とする集電体。 A battery current collector reinforcing film according to any one of claims 1 to 5,
a metal foil disposed on the adhesive layer of the battery current collector reinforcing film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022052319A JP7676340B2 (en) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | Battery current collector reinforcing film and current collector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022052319A JP7676340B2 (en) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | Battery current collector reinforcing film and current collector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023145049A JP2023145049A (en) | 2023-10-11 |
| JP7676340B2 true JP7676340B2 (en) | 2025-05-14 |
Family
ID=88253460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022052319A Active JP7676340B2 (en) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | Battery current collector reinforcing film and current collector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7676340B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025225577A1 (en) * | 2024-04-26 | 2025-10-30 | 三菱ケミカル株式会社 | Film for metal lamination, film foil, film foil for battery current collector, and battery current collector |
| WO2026023697A1 (en) * | 2024-07-26 | 2026-01-29 | Ｔｏｐｐａｎホールディングス株式会社 | Support film for current collector for semi-solid battery, semi-solid battery, and method for manufacturing support film for current collector for semi-solid battery |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017537429A (en) | 2014-10-31 | 2017-12-14 | エルジー・ケム・リミテッド | Secondary battery electrode, manufacturing method thereof, secondary battery including the same, and cable-type secondary battery |
| JP2020184524A (en) | 2019-04-26 | 2020-11-12 | 日東電工株式会社 | Adhesive tape for nonaqueous battery |
| JP2021530831A (en) | 2019-05-31 | 2021-11-11 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Lithium ion secondary battery |
| JP2021532538A (en) | 2018-07-27 | 2021-11-25 | ユーアンドエス エナジー インコーポレイテッド | Current collector for electrodes |
-
2022
- 2022-03-28 JP JP2022052319A patent/JP7676340B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017537429A (en) | 2014-10-31 | 2017-12-14 | エルジー・ケム・リミテッド | Secondary battery electrode, manufacturing method thereof, secondary battery including the same, and cable-type secondary battery |
| JP2021532538A (en) | 2018-07-27 | 2021-11-25 | ユーアンドエス エナジー インコーポレイテッド | Current collector for electrodes |
| JP2020184524A (en) | 2019-04-26 | 2020-11-12 | 日東電工株式会社 | Adhesive tape for nonaqueous battery |
| JP2021530831A (en) | 2019-05-31 | 2021-11-11 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司Contemporary Amperex Technology Co., Limited | Lithium ion secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023145049A (en) | 2023-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102154327B1 (en) | Jelly roll tape for rechargeable battery and rechargeable battery having the same | |
| US10096856B2 (en) | Electrode assembly with tape and electrochemical device comprising the same | |
| CN100589273C (en) | Non-aqueous electrolyte battery and manufacturing method thereof | |
| JP7494440B2 (en) | Swelling tape for secondary battery and cylindrical secondary battery including same | |
| JP2011181441A (en) | Cylinder type nonaqueous electrolyte battery | |
| JPWO2016080143A1 (en) | Double-sided tape for fixing electrode assembly and secondary battery | |
| JP7676340B2 (en) | Battery current collector reinforcing film and current collector | |
| US11777147B2 (en) | Lithium ion secondary battery | |
| KR102003305B1 (en) | Multi-layer film for forming lithium electrode passivation layer and method for preparing lithium electrode | |
| KR102745356B1 (en) | Swelling tape for secondary battery and cylindrical secondary battery comprising the same | |
| JP2019053877A (en) | Lithium ion battery separator | |
| JP2019216061A (en) | Lithium ion battery electrode and lithium ion battery | |
| CN101091284B (en) | lithium secondary battery | |
| JP2004095382A (en) | Lithium ion secondary battery | |
| WO2024192566A1 (en) | Secondary battery and electronic apparatus | |
| WO2026031815A1 (en) | Dry electrode and manufacturing method therefor, battery, and electric device | |
| JP3258826B2 (en) | Battery pack | |
| CN220400662U (en) | Lithium secondary battery | |
| JP5296971B2 (en) | Method for producing negative electrode for secondary battery | |
| JP2011181354A (en) | Negative electrode and nonaqueous electrolyte battery | |
| JP7386265B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery, current collector, and manufacturing method thereof | |
| JP2014179338A (en) | Cylinder type non-aqueous electrolyte battery | |
| KR20150039290A (en) | Curved-shaped pouch type lithium secondary battery comprising sealing part coated with curing material | |
| JP2001028266A (en) | Electrode for battery containing interface modifying component, battery, and method of manufacturing the same | |
| CN114008849A (en) | Battery separator, nonaqueous electrolyte battery, electrical device, and coating agent |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231211 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241126 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250116 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250415 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250430 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7676340 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |