(57)【要約】【課題】薄膜状に塗布してもシール剤の塗布位置、塗布膜厚の均一性を目視で確認可能であり、電池に用いられる各種電解液に対して優れた耐久性を有する非水電解液電池用シール剤組成物を提供することを目的とする。【解決手段】（Ａ）エラストマー及び（Ｂ）コバルトブルー顔料を含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｂ）成分を０．１〜２０質量部を含有することを特徴とする非水系電解液電池用シール剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）エラストマー及び（Ｂ）コバルトブルー顔料を含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｂ）成分を０．１〜２０質量部を含有することを特徴とする非水系電解液電池用シール剤組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）成分が、ブチルゴム、イソブチレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴムからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
【請求項３】
前記（Ｂ）成分が、ＣｏＡｌ２Ｏ４又はＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
【請求項４】
前記（Ｂ）成分の平均粒子径が０．０１〜１００μｍであり、比重が２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
【請求項５】
更に、（Ｃ）有機溶媒を含有することを特徴とする請求項１〜４に記載のいずれか１項に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
【請求項６】
一対の電極がセパレータを介して対向配置された素子ユニット、非水系電解液、およびこれらを収容する容器から構成されている非水系電解液電池であって、
前記容器は開口部を有する金属ケースおよびその開口部を封口する封口体から構成され、
前記金属ケースと前記封口体との間の少なくとも一部にシール部を有し、
前記シール部が請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物を含むことを特徴とする非水系電解液電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜状に塗布してもシール剤の塗布位置、塗布膜厚の均一性を目視で確認可能であり、電池に用いられる各種電解液に対して優れた耐久性を有する非水電解液電池用シール剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パソコンのような携帯型電子機器が著しく普及している。これらの携帯型電子機器にはリチウムイオン電池等の非水系電解液電池が多く用いられている。さらに、自動車産業において環境問題に対応する電気自動車やハイブリッド車の電源としても非水系電解液電池が注目されている。【０００３】
非水系電解液電池の多くは、一対の電極がセパレータを介して対向配置された素子ユニット、電解液、およびこれらを収容する容器から構成されている。この容器は、一般に、開口部を有する金属ケースおよびその開口部を封口する封口体から構成されている。また金属ケースと封口体との間には、両者の電気的絶縁性を確保するために、ガスケットを介在させることがある。【０００４】
非水系電解液電池では、水分が電解液（特に、電解質）および電極に悪影響を与えることから、素子内部への水分の侵入を防ぐことが重要である。また電解液の外部への漏液や蒸発を防止する必要がある。このことから、金属ケースと封口体との間、ガスケットと金属ケースまたは封口体との間にシール剤が用いられる。【０００５】
また、シール剤は視認性を向上させる目的で顔料、染料等を含有しうる。例えば特許文献１には無機顔料を含有するシール剤が開示されており、特許文献２には有機顔料のフタロシアニンブルーを含有するシール剤が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６８２９３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、２に開示されたシール剤は、色調が暗い為ガスケット又は金属ケースの色と判別がつきづらく、目視又はセンサーで確認しにくかった。特にシール剤を２０μｍ以下の薄膜状に塗布して用いる場合は、顔料を多量に配合しないと視認性が確保できなかった。また、顔料を多量に配合すると、膜が硬質化してしまうので、シール性が低下してしまうということが問題になっていた。【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄膜状に塗布してもシール剤の塗布位置、塗布膜厚の均一性を目視で確認可能であり、電池に用いられる各種電解液に対して優れた耐久性（耐電解液性）を有する非水電解液電池用シール剤組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討を行った結果、特定のシール剤組成物により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の要旨を次に説明する。
［１］（Ａ）エラストマー及び（Ｂ）コバルトブルー顔料を含有し、（Ａ）成分１００質量部に対して、（Ｂ）成分を０．１〜２０質量部を含有することを特徴とする非水系電解液電池用シール剤組成物。
［２］前記（Ａ）成分が、ブチルゴム、イソブチレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンゴムからなる群から選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする［１］に記載の非水系電解液電池用シール剤組成物
［３］前記（Ｂ）成分が、ＣｏＡｌ２Ｏ４又はＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３の少なくとも１種であることを特徴とする［１］又は［２］のいずれかに記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
［４］前記（Ｂ）成分の平均粒子径が０．０１〜１００μｍであり、比重が２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
［５］更に、（Ｃ）有機溶媒を含有することを特徴とする［１］〜［４］に記載のいずれかに記載の非水系電解液電池用シール剤組成物。
［６］一対の電極がセパレータを介して対向配置された素子ユニット、非水系電解液、およびこれらを収容する容器から構成されている非水系電解液電池であって、
前記容器は開口部を有する金属ケースおよびその開口部を封口する封口体から構成され、前記金属ケースと前記封口体との間の少なくとも一部にシール部を有し、前記シール部が［１］〜［５］のいずれかに記載の非水系電解液電池用シール剤組成物を含むことを特徴とする非水系電解液電池。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシール剤組成物は、視認性向上により、薄膜状に塗布してもシール剤の塗布位置、塗布膜厚の均一性を目視で確認可能することができるため、封止の不良率を低くすることができ、生産性向上に大きく寄与するものである。また、本発明のシール剤組成物は、電池に用いられる各種電解液に対して優れた耐久性を有するので、電池の性能を維持し、安全性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明を詳細に説明する。なお、本明細書では、非水系電解液電池用シール剤組成物を、単に「シール剤組成物」又は「シール剤」とも称する。
【００１２】
本発明に用いられる（Ａ）成分であるエラストマーとしては、例えばイソブチレン−イソプレン共重合体（ブチルゴム）、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ピペリレンゴム、ニトリルゴム、１，３−ペンタジエンゴム、イソブチレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム等が挙げられるが、これらに限定されない。中でも後述する（Ｂ）成分が均一に分散され易く、且つ耐電解液性に優れるという観点で、ブチルゴム、イソブチレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、及びエチレン−プロピレン−ジエンゴムが好ましく、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴムが更に好ましい。なお、これらは、単独で或いは二種類以上を混合して用いてもよい。
【００１３】
本発明に用いられる（Ｂ）成分であるコバルトブルー顔料としては、ＣｏＡｌ２Ｏ４、ＣｏＯ・Ａｌ２Ｏ３などが挙げられる。（Ｂ）成分の平均粒子径は、０．０１〜１００μｍであることが好ましく、更に好ましくは０．０５〜５０μｍであり、特に好ましくは、０．１〜２０μｍである。平均粒子径が０．０１μｍ以上であるとシール剤の視認性がより向上し、１００μｍ以下であると優れたシール性が発揮される。なお、本明細書において、平均粒子径とは一次粒子径を意味し、レーザー回析装置を用いて測定したＤ５０の値を採用する。また、（Ｂ）成分の比重は、組成物の貯蔵後に（Ｂ）成分が沈殿するのを防止するという観点から２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の範囲が好ましい。なお、本明細書において比重はＪＩＳ  Ｋ  ５１０１に準拠する方法により測定された値を採用する。
【００１４】
(Ｂ)成分の市販品としては、例えば４２−２１６Ａ、４２−２１８Ａ、４２−２１９Ａ、４２−２５０Ａ(東罐マテリアル・テクノロジー株式会社製)等が挙げられる。
【００１５】
また、（Ｂ）成分の配合割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましく、更に好ましくは０．３〜１５質量部であり、特に好ましくは０．５〜１０質量部である。０．１質量部以上であるとシール剤の視認性がより向上し、２０質量部以下であると、シール剤組成物を常温で長期保存しても（Ｂ）成分が沈殿しにくいため、安定した視認性を確保することができる。
【００１６】
本発明に用いられる（Ｃ）成分である有機溶媒は、シール剤組成物における上記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分等を適当な濃度の調整するために添加されうる。（Ｃ）成分としては、脂肪族炭化水素系有機溶媒、芳香族炭化水素系有機溶媒、脂環式炭化水素系有機溶媒、アルコール系有機溶媒、アルデヒド系有機溶媒、ケトン系有機溶媒、エステル系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、ハロゲン化炭化水素系有機溶媒、石油系有機溶媒が挙げられるが、これらに限定されない。これらの中でも、本発明に用いられる（Ａ）成分又は（Ｂ）成分との相溶性に優れる観点から、芳香族炭化水素系有機溶媒、脂環式炭化水素系有機溶媒、ハロゲン化炭化水素系有機溶媒、石油系有機溶媒等が好ましく、特に好ましくは、芳香族炭化水素系有機溶媒、脂環式炭化水素系有機溶媒、石油系有機溶媒等である。より具体的な（Ｃ）成分としては、ベンゼン、メチルベンゼン、エチルベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ノナン、デカン、デカリン、ドデカン、ガソリン、工業用ガソリン、ソルベントナフサなどが挙げられ、これらは、単独で或いは二種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
尚、これらの（Ｃ）成分の沸点は、（Ａ）成分又は（Ｂ）成分との相溶性、シール剤組成物の製造又は使用時の作業性が良好であることから、７０〜２００℃であることが好ましく、より好ましくは、８０〜１７０℃である。また、（Ｃ）成分の配合割合は、（Ａ）成分１００質量部に対して、１〜５０，０００質量部が好ましく、より好ましくは、３〜３０，０００質量部であり、特に好ましくは、５〜１０，０００質量部である。
【００１８】
本発明のシール剤組成物の特性を低下させない範囲で必要に応じて、ラジカル重合開始剤等の架橋剤、ヒュームドシリカ、石英粉末、炭酸カルシウム等の充填材、防錆剤、シランカップリング剤、テルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂等の粘着付与剤、可塑剤、チキソトロピー付与剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、難燃性付与剤、界面活性剤等の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤は所要の物性に応じて適宜の量が添加される。
【００１９】
本発明のシール剤組成物に含まれる（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の総量は、シール剤組成物の特性を良好に発揮させる観点から、シール剤組成物固形分量１００質量％に対して、５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは７０質量％以上であり、更に好ましくは９０質量％以上であり、最も好ましくは１００質量％である。
【００２０】
本発明のシール剤組成物は、非水電解液電池の封止用途に好適に用いられる。一般に、非水電解液電池は、一対の電極がセパレータを介して対向配置された素子ユニット、非水系電解液、およびこれらを収容する容器から構成されている。この容器は、開口部を有する金属ケースおよびその開口部を封口する封口体から構成されている。また金属ケースと封口体との間には、ガスケットを介在させることもある。また、非水電解液電池としては、リチウムイオン電池等が挙げられ、形状としては、円筒型、コイン型、シート状などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
また、非水系電解液に使用される溶媒の具体例としては、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタン、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン等が挙げられるが、この限りではない。また、これらは、単独で或いは二種類以上を混合して使用することができる。
【００２２】
また、非水電解液電池に用いられるガスケットを構成する材料としては、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルフィド樹脂、ＥＰＤＭ、ポリプロピレン等が挙げられるが、この限りではない。
【００２３】
本発明のシール剤組成物は、非水電解液電池の金属ケースと封口体のカシメ部のオーバーコート封止用途や金属ケースと封口体の間、ガスケットと金属ケースまたは封口体の間の封止用途等に好適に用いられる。好ましくは、金属ケースと封口体の間、ガスケットと金属ケースまたは封口体の間の封止用途が挙げられる。すなわち、本発明の一形態によると、金属ケースと封口体との間の少なくとも一部にシール部を有し、当該シール部が上述のシール剤組成物（固形分）を含むことを特徴とする非水系電解液電池が提供される。金属ケースと封口体との間にガスケットが介在する場合は、金属ケースと封口体との間のうち、金属ケースとガスケットとの間及び／又は封口体とガスケットとの間のシール部の少なくとも一部が上述のシール剤組成物を含む。
【実施例】
【００２４】
本発明の実施例および比較例に使用した成分は以下の通りである。
［（Ａ）成分］
ａ−１：ＪＳＲ  Ｂｕｔｙｌ  ６５（ブチルゴム、ＪＳＲ株式会社製）
ａ−２：ＥＰ３３（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、ＪＳＲ株式会社製）
［（Ｂ）成分］
ｂ−１：４２−２５０Ａ（ＣｏＡｌ２Ｏ４、平均粒子径０．８μｍ、比重４．１ｇ／ｃｍ３、東罐マテリアル・テクノロジー株式会社製）
ｂ−２：４２−２１６Ａ（ＣｏＡｌ２Ｏ４、平均粒子径１．０μｍ、比重４．０ｇ／ｃｍ３、東罐マテリアル・テクノロジー株式会社製）
［（Ｂ）成分の比較成分］
ｂ’−１：フタロシアニンンブルー
ｂ’−２：ウルトラマリン（平均粒子径３．８μｍ）
［（Ｃ）成分］
ｃ−１：エチルベンゼン（沸点１３６℃）及びｏ−キシレン（沸点１４４℃）の５０：５０（質量比）混合物。【００２５】
［実施例１〜４および比較例１〜３の組成物の調製］
表１に示す質量割合で、（Ａ）〜（Ｃ）成分を加え、室温で攪拌混合しシール剤組成物を調製した。【００２６】
【表１】
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【００２７】
［薄膜・視認性確認試験］
各シール剤組成物を灰色のポリプロピレン製のガスケットに塗布し、常温で６０分放置し、更に６０℃で１時間乾燥させ、２０μｍ程度の皮膜を形成させた。この皮膜の視認性について下記評価基準に基づき目視で評価を行った。その結果を表１に示す。
＜評価基準＞
○：視認可能
×：視認不可能。【００２８】
［耐電解液性試験］
各シール剤組成物０．１ｇをガラス板に塗布し、常温で６０分放置し、更に６０℃で１時間乾燥させ、２０μｍ皮膜を得た。この皮膜を非水系電解液に使用される溶媒であるジメトキシエタン、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートにそれぞれ６０℃で７日間浸漬した。浸漬前と浸漬後の皮膜の質量を測定し、下記式に基づき、質量変化率を求め、下記評価基準に基づき評価した結果を表１に示す。
ΔＷ＝（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ１）×１００
ΔＷ：質量変化率（％）
Ｗ１：浸漬前の皮膜の質量
Ｗ２：浸漬後の皮膜の質量
＜評価基準＞
○：質量変化率の絶対値が５以下であったもの
△：質量変化率の絶対値が５より大きく１０以下であったもの
×：質量変化率の絶対値が１０より大きいもの。【００２９】
表１に示すように、顔料としてフタロシアニンンブルー又はウルトラマリンを使用した比較例２および３は、浸漬による質量変化（特に質量減少）が見られた。これは、シール剤組成物中の顔料が溶媒に溶出することによるものと考えられ、電解液中に顔料が溶出することによる電池性能の低下や、シール部の肉やせによる電池の封止性の低下等の不具合が発生する可能性が考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明シール剤組成物は、視認性向上により、薄膜状に塗布しても封止の不良率を低くすることができ、生産性向上に大きく寄与するものである。また、本発明のシール剤組成物は、電池に用いられる各種電解液に対して優れた耐久性を有するので、電池の性能を維持し、安全性を大幅に向上させることができる。
【国際調査報告】
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