(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成されており、
前記ポリエステルフィルム層の厚みが、２３μｍ以上、２７μｍ以下であり、
前記アルミニウム合金箔層の厚みが、３３μｍ以上、３７μｍ以下であり、
前記熱融着性樹脂層の厚みが、５５μｍ以上、６５μｍ以下であり、
前記積層体の厚みが、１３０μｍ以下であり、
前記ポリエステルフィルム層の側の表面の絶縁破壊電圧が、１３ｋＶ以上である、電池用包装材料。
【請求項２】
ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠して測定される、前記ポリエステルフィルム層の側の表面の動摩擦係数が、０．２５以下である、請求項１に記載の電池用包装材料。
【請求項３】
ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠して測定される、前記熱融着性樹脂層の側の表面の動摩擦係数が、０．２５以下である、請求項１または２に記載の電池用包装材料。
【請求項４】
下記の条件で成形した際の限界成形深さが、４．０ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の電池用包装材料。
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の前記電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａで０．５ｍｍの成形深さから０．５ｍｍ単位で成形深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。冷間成形後のサンプルについて、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをＡ（ｍｍ）、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが発生した最も浅い成形深さにおいて、ピンホールまたはクラックが発生したサンプルの数をＢ（個）とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の限界成形深さとする。
限界成形深さ＝Ａｍｍ＋（０．５ｍｍ／１０）×（１０−Ｂ）
【請求項５】
下記の条件で測定されるカールが、４０ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の電池用包装材料。
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の前記電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａ、成形深さ６ｍｍで冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。成形部Ｍの位置は、電池用包装材料の長さ方向において、金型によって形成される矩形状の成形部Ｍと、電池用包装材料の端部Ｐとの最短距離ｄが７２ｍｍとなり、かつ、電池用包装材料の幅方向において、当該成形部Ｍと電池用包装材料の両端部との最短距離が３４ｍｍとなる位置とする。成形後の電池用包装材料を、成形部の凹部の開口が下向きとなるようにして、水平面におき、当該水平面から、端部Ｐまでの垂直方向ｙの距離の最大値ｔを、カール（ｍｍ）とする。
【請求項６】
前記ポリエステルフィルム層が、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにより構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項７】
前記熱融着性樹脂層が、ランダムポリプロピレンフィルムにより構成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項８】
前記アルミニウム合金箔層が、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏに規定された組成を有するアルミニウム合金により構成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項９】
車両用電池に用いられる、請求項１〜８のいずれかに記載の電池用包装材料。
【請求項１０】
正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、請求項１〜９のいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池用包装材料及び電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、電極や電解質等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。【０００３】
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、携帯電話等の高性能化に伴い、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電池用包装材料では、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。【０００４】
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／アルミニウム合金箔層／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）。【０００５】
このような電池用包装材料においては、一般的に、冷間成形により凹部が形成され、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、熱融着性樹脂層同士を熱溶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電池が得られる。しかしながら、このようなフィルム状の包装材料は、金属製の包装材料に比べて薄く、成形時にピンホールやクラックが生じ易いという欠点がある。電池用包装材料にピンホールやクラックが生じた場合には、電解液がアルミニウム合金箔層にまで浸透して金属析出物を形成し、その結果、短絡を生じさせることになりかねないため、フィルム状の電池用包装材料には、成形時にピンホールなどが生じ難い特性、即ち優れた成形性を備えさせることは不可欠となっている。このため、成形性を向上させるために、基材としてポリアミドフィルムが使用されることがある。また、このような電池用包装材料は、従来、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコン、タブレットなどの小型電化製品に主に使用されてきたが、近年、電動式自転車、自動車、蓄電デバイスなどにも使用される傾向にある。これに伴い、電池用包装材料が使用される電池の大型化、大容量化が進行すると共に、複数の電池をモジュール化（複数の電池をスタックする）して使用する傾向にある（例えば特許文献２を参照）。しかしながら、基材層として広く使用されているポリアミドフィルムの絶縁性は低いため、基材層をポリアミドフィルムにより形成すると、自動車などに使用されるモジュール化された高容量の電池の絶縁性が低下する恐れがある。例えば、モジュール化された電池の一部において、絶縁性が低下して放電が生じた場合、隣接する他の電池を破壊して、電池機能が損なわれる可能性がある。特に、自動車等に用いられる電池には、苛酷な環境下での耐久性が求められているが、ポリアミドフィルムは、高湿度環境下において、絶縁性がより一層低下しやすいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８７９７１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０１０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、電池の薄型化の要求に伴い、電池用包装材料に対しても、より一層の薄膜化が求められている。しかしながら、電池用包装材料の厚みが薄くなると、成形時にピンホールやクラックが生じやすくなるという問題がある。【０００８】
特に、車両用電池などは、大型であるため、成形時に形成される成形部のサイズが大きく、成形部の深さも深くなるという特徴を有している。成形部のサイズが大きくかつ深くなるほど、ピンホールやクラックが生じやすくなるため、車両用電池などの大型電池に使用される電池用包装材料には、特に優れた成形性が要求される。【０００９】
さらに、電池用包装材料の成形によって形成された凹部の周縁部は、成形によってカール（湾曲）して、電池素子の収容や熱融着性樹脂層の熱融着を阻害し、電池の生産効率を低下させる場合がある。特に、車両用電池などの大型電池に使用される電池用包装材料は、サイズが大きくさらに凹部の周縁部の面積も大きくなるため、電池の生産性に与えるカールの影響が、非常に大きいという問題を有している。【００１０】
また、車両用電池などは、通常、複数の電池が配されたモジュールとして使用される。このため、このような電池に使用される電池用包装材料に対しては、表面絶縁性が高いことも求められている。【００１１】
また、リチウムイオン電池は、これまで、数百ｍＡから数Ａ程度の電流を必要とするモバイル機器に使用されていたが、例えば車載用電池では、数十Ａから数百Ａの電流が必要となる。また、車載用電池では、複数の電池が配されたモジュールと使用されるため、電池に不具合が発生した際に隣り合う電池への影響が出ないよう、高い絶縁性が要求される。【００１２】
このような状況下、本発明は、薄型でありながら、優れた成形性を備え、成形後のカールも効果的に抑制されており、さらに、十分な表面絶縁性を電池に付与できる、電池用包装材料を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、少なくとも、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された電池用包装材料において、ポリエステルフィルム層の厚みを２３μｍ以上、２７μｍ以下とし、アルミニウム合金箔層の厚みを３３μｍ以上、３７μｍ以下とし、熱融着性樹脂層の厚みを５５μｍ以上、６５μｍ以下とし、積層体の厚みを１３０μｍ以下とし、ポリエステルフィルム層の側の絶縁破壊電圧を１３ｋＶ以上とすることにより、薄型でありながら、優れた成形性を備え、成形後のカールも効果的に抑制されており、さらに、十分な表面絶縁性を電池に付与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、更に検討を重ねることにより完成したものである。【００１４】
即ち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項１．  少なくとも、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成されており、
前記ポリエステルフィルム層の厚みが、２３μｍ以上、２７μｍ以下であり、
前記アルミニウム合金箔層の厚みが、３３μｍ以上、３７μｍ以下であり、
前記熱融着性樹脂層の厚みが、５５μｍ以上、６５μｍ以下であり、
前記積層体の厚みが、１３０μｍ以下であり、
前記ポリエステルフィルム層の側の表面の絶縁破壊電圧が、１３ｋＶ以上である、電池用包装材料。
項２．  ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠して測定される、前記ポリエステルフィルム層の側の表面の動摩擦係数が、０．２５以下である、項１に記載の電池用包装材料。
項３．  ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠して測定される、前記熱融着性樹脂層の側の表面の動摩擦係数が、０．２５以下である、項１または２に記載の電池用包装材料。
項４．  下記の条件で成形した際の限界成形深さが、４．０ｍｍ以上である、項１〜３のいずれかに記載の電池用包装材料。
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の前記電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａで０．５ｍｍの成形深さから０．５ｍｍ単位で成形深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。冷間成形後のサンプルについて、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをＡ（ｍｍ）、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが発生した最も浅い成形深さにおいて、ピンホールまたはクラックが発生したサンプルの数をＢ（個）とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の限界成形深さとする。
限界成形深さ＝Ａｍｍ＋（０．５ｍｍ／１０）×（１０−Ｂ）
項５．  下記の条件で測定されるカールが、４０ｍｍ以下である、項１〜４のいずれかに記載の電池用包装材料。
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の前記電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａ、成形深さ６ｍｍで冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。成形部Ｍの位置は、電池用包装材料の長さ方向において、金型によって形成される矩形状の成形部Ｍと、電池用包装材料の端部Ｐとの最短距離ｄが７２ｍｍとなり、かつ、電池用包装材料の幅方向において、当該成形部Ｍと電池用包装材料の両端部との最短距離が３４ｍｍとなる位置とする。成形後の電池用包装材料を、成形部の凹部の開口が下向きとなるようにして、水平面におき、当該水平面から、端部Ｐまでの垂直方向ｙの距離の最大値ｔを、カール（ｍｍ）とする。
項６．  前記ポリエステルフィルム層が、延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにより構成されている、項１〜５のいずれかに記載の電池用包装材料。
項７．  前記熱融着性樹脂層が、ランダムポリプロピレンフィルムにより構成されている、項１〜６のいずれかに記載の電池用包装材料。
項８．  前記アルミニウム合金箔層が、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏに規定された組成を有するアルミニウム合金により構成されている、項１〜７のいずれかに記載の電池用包装材料。
項９．  車両用電池に用いられる、項１〜８のいずれかに記載の電池用包装材料。
項１０．  正極、負極、及び電解質を備えた電池素子が、項１〜９のいずれかに記載の電池用包装材料により形成された包装体中に収容されている、電池。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薄型でありながら、優れた成形性を備え、成形後のカールも効果的に抑制されており、さらに、十分な表面絶縁性を電池に付与することができる、電池用包装材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。
【図２】本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。
【図３】本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。
【図４】本発明の電池用包装材料の断面構造の一例を示す図である。
【図５】カールの評価方法を説明するための模式図である。
【図６】カールの評価方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の電池用包装材料は、少なくとも、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成されており、ポリエステルフィルム層の厚みが、２３μｍ以上、２７μｍ以下であり、アルミニウム合金箔層の厚みが、３３μｍ以上、３７μｍ以下であり、熱融着性樹脂層の厚みが、５５μｍ以上、６５μｍ以下であり、積層体の厚みが、１３０μｍ以下であり、ポリエステルフィルム層側の表面絶縁性が、１３ｋＶ以上であることを特徴とする。以下、本発明の電池用包装材料について詳述する。
【００１８】
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。
【００１９】
１．電池用包装材料の積層構造
本発明の電池用包装材料１０は、例えば図１に示すように、ポリエステルフィルム層１、アルミニウム合金箔層３、及び熱融着性樹脂層４をこの順に備える積層体から構成されている。本発明の電池用包装材料において、ポリエステルフィルム層１が最外層側になり、熱融着性樹脂層４は最内層になる。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４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。
【００２０】
本発明の電池用包装材料は、例えば図２に示すように、ポリエステルフィルム層１とアルミニウム合金箔層３との間に、接着剤層２を備えていてもよい。また、図３に示すように、アルミニウム合金箔層３と熱融着性樹脂層４との間に、接着層５を備えていてもよい。さらに、図４に示すように、ポリエステルフィルム層１の外側（熱融着性樹脂層４とは反対側）には、必要に応じて表面被覆層６を備えていてもよい。
【００２１】
本発明の電池用包装材料を構成する積層体の厚みは、１３０μｍ以下であれば、特に制限されないが、積層体の厚みを可能な限り薄くしつつ、優れた成形性を発揮し、さらに、成形によるカールを効果的に抑制し、表面絶縁性も高める観点からは、好ましくは１１０〜１３０μｍ程度、より好ましくは１１４〜１３０μｍ程度が挙げられる。
【００２２】
本発明の電池用包装材料が十分な表面絶縁性を発揮する観点からは、本発明の電池用包装材料のポリエステルフィルム層１側の表面の絶縁破壊電圧としては、１３ｋＶ以上であればよいが、好ましくは１４ｋＶ以上、より好ましくは１５ｋＶ以上が挙げられる。本発明において、当該絶縁破壊電圧は、試験片の長さを１００ｍｍ、幅を１００ｍｍとして、Ｃ２１１０−２：２０１６の規定に準拠して測定した値である。なお、電極形状が直径２５ｍｍ円柱／直径２５ｍｍ円柱のものを用いて測定する。当該絶縁破壊電圧は、具体的には、実施例に記載した方法により測定した値である。
【００２３】
本発明の電池用包装材料は、下記の条件で成形した際の限界成形深さが、約４．０ｍｍ以上であることが好ましく、約４．５ｍｍ以上であることがより好ましく、約５．０ｍｍ以上であることがさらに好ましく、約５．５ｍｍ以上であることが特に好ましい。なお、当該限界成形深さの上限は、通常、約１０．０ｍｍ程度である。
【００２４】
＜成形条件＞
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の前記電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａで０．５ｍｍの成形深さから０．５ｍｍ単位で成形深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。冷間成形後のサンプルについて、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをＡｍｍ、アルミニウム合金箔層にピンホールまたはクラックが発生した最も浅い成形深さにおいて、ピンホールまたはクラックが発生したサンプルの数をＢ個とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の限界成形深さとする。より具体的な方法は、実施例に記載の通りである。
限界成形深さ＝Ａｍｍ＋（０．５ｍｍ／１０個）×（１０個−Ｂ個）
【００２５】
また、本発明の電池用包装材料は、下記の条件で測定されるカールが、４０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
＜成形によるカールの測定条件＞
長さ１５０ｍｍ及び幅１００ｍｍの長方形の電池用包装材料を試験サンプルとする。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａ、成形深さ６ｍｍで冷間成形を行う。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行う。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとする。成形部Ｍの位置は、電池用包装材料の長さ方向において、金型によって形成される矩形状の成形部Ｍと、電池用包装材料の端部Ｐとの最短距離ｄが７２ｍｍとなり、かつ、電池用包装材料の幅方向において、当該成形部Ｍと電池用包装材料の両端部との最短距離が３４ｍｍとなる位置とする。成形後の電池用包装材料を、成形部の凹部の開口が下向きとなるようにして、水平面におき、当該水平面から、端部Ｐまでの垂直方向ｙの距離の最大値ｔを、カール（ｍｍ）とする。より具体的な方法は、実施例に記載の通りである。
【００２７】
２．電池用包装材料を形成する各層
［ポリエステルフィルム層１］
本発明の電池用包装材料において、ポリエステルフィルム層１は、最外層側に位置し、基材層として機能する層である。ポリエステルフィルム層１を構成している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、ポリカーボネート、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等が挙げられる。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）等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が発生し難いという利点があり、ポリエステルフィルム層１の形成素材として好適に使用される。
【００２８】
ポリエステルフィルム層１は、２軸延伸ポリエステルフィルムなどの延伸ポリエステルフィルム、特に、２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムにより構成されていることが好ましい。
【００２９】
本発明において、ポリエステルフィルム層１の厚みは、２３〜２７μｍであることが必要である。本発明においては、基材層としてポリエステルフィルム層１を用い、かつ、厚みを２３μｍ以上に設定することにより、絶縁破壊電圧が１３ｋＶ以上という表面絶縁性に優れた電池用包装材料とすることができる。本発明において、電池用包装材料の表面絶縁性を高める観点からは、２５〜２７μｍが好ましく、成形によるカールを抑制する観点からは、２３〜２５μｍが好ましい。
【００３０】
本発明において、成形性をより一層高める観点からは、ポリエステルフィルム層１側の表面の動摩擦係数としては、０．２５以下であることが好ましく、０．２０以下であることがより好ましく、０．０５〜０．２０であることがさらに好ましい。なお、動摩擦係数の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠した測定方法であり、ポリエステルフィルム層１の表面同士を重ね合わせて、測定する。具体的な測定方法は、実施例に記載の方法である。
【００３１】
本発明において、ポリエステルフィルム層１側の表面の動摩擦係数を上記の値に設定するために、ポリエステルフィルム層１側の表面に滑剤を存在させてもよい。ポリエステルフィルム層１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％下において、好ましくは３ｍｇ／ｍ2以上、より好ましくは４〜１５ｍｇ／ｍ2、さらに好ましくは５〜１４ｍｇ／ｍ2が挙げられる。
【００３２】
ポリエステルフィルム層１の中には、滑剤が含まれていてもよい。また、ポリエステルフィルム層１の表面に存在する滑剤は、ポリエステルフィルム層１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、ポリエステルフィルム層１の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。
【００３３】
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。滑剤の具体例としては、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。
【００３４】
［接着剤層２］
本発明の電池用包装材料において、接着剤層２は、ポリエステルフィルム層１とアルミニウム合金箔層３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。
【００３５】
接着剤層２は、ポリエステルフィルム層１とアルミニウム合金箔層３とを接着可能である接着剤によって形成される。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。更に、接着剤層２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、熱圧型等のいずれであってもよい。
【００３６】
接着剤層２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、ポリカーボネート、共重合ポリエステル等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、共重合ポリアミド等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等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；尿素樹脂、メラミン樹脂等のアミノ樹脂；クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム；シリコーン系樹脂等が挙げられる。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。
【００３７】
接着剤層２の厚みについては、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。
【００３８】
［アルミニウム合金箔層３］
電池用包装材料において、アルミニウム合金箔層３は、電池用包装材料の強度向上の他、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ためのアルミニウム合金箔層として機能する層である。アルミニウム合金箔層３は、アルミニウム合金により構成されている。電池用包装材料の成形性をより一層高めつつ、成形によるカールを効果的に抑制する観点から、アルミニウム合金箔層３は、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０７９Ｈ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２０１４  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）など軟質アルミニウム合金により構成されていることが好ましく、これらの中でも、ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏに規定された組成を有するアルミニウム合金により構成されていることが特に好ましい。
【００３９】
アルミニウム合金箔層３の厚みは、３３〜３７μｍの範囲にある必要がある。電池用包装材料の成形によるカールを、より一層効果的に抑制する観点からは、当該厚みは３５〜３７μｍとすることが好ましい。
【００４０】
また、アルミニウム合金箔層３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、アルミニウム合金箔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酸化合物を用いたクロム酸クロメート処理；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クロメート処理；下記一般式（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を用いたクロメート処理などが挙げられる。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）〜（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。
【００４１】
【化１】
0006597907.tif 000002
【００４２】
【化２】
0006597907.tif 000003
【００４３】
【化３】
0006597907.tif 000004
【００４４】
【化４】
0006597907.tif 000005
【００４５】
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、アリル基またはベンジル基を示す。また、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ同一または異なって、ヒドロキシル基、アルキル基、また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の直鎖また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基が１個置換された炭素数１〜４の直鎖また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、ヒドロキシル基また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。
【００４６】
また、アルミニウム合金箔層３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、アルミニウム合金箔層３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、ポリアリルアミンまたはその誘導体、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。
【００４７】
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、クロム酸クロメート処理や、クロム酸化合物、リン酸化合物、及びアミノ化フェノール重合体を組み合わせたクロメート処理などが好ましい。
【００４８】
化成処理においてアルミニウム合金箔層３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、アルミニウム合金箔層３の表面１ｍ2当たり、クロム酸化合物がクロム換算で０．５〜５０ｍｇ、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。
【００４９】
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、アルミニウム合金箔層の表面に塗布した後に、アルミニウム合金箔層の温度が７０℃〜２００℃になるように加熱することにより行われる。また、アルミニウム合金箔層に化成処理を施す前に、予めアルミニウム合金箔層を、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、アルミニウム合金箔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。
【００５０】
［熱融着性樹脂層４］
本発明の電池用包装材料において、熱融着性樹脂層４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。
【００５１】
熱融着性樹脂層４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４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４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。
【００５２】
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等のポリエチレン；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）等のポリプロピレン；エチレン−ブテン−プロピレンのターポリマー；等が挙げられる。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、より好ましくはランダムポリプロピレンが挙げられる。
【００５３】
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、スチレン、ブタジエン、イソプレン、等が挙げられる。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、ノルボルネン等の環状アルケン；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、ノルボルナジエン等の環状ジエン等が挙げられる。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、更に好ましくはノルボルネンが挙げられる。
【００５４】
前記カルボン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。変性に使用されるカルボン酸としては、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、無水イタコン酸等が挙げられる。
【００５５】
前記カルボン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。
【００５６】
熱融着性樹脂層４は、ランダムポリプロピレンフィルムにより構成されていることが特に好ましい。
【００５７】
熱融着性樹脂層４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。更に、熱融着性樹脂層４は、１層のみで形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。
【００５８】
本発明において、熱融着性樹脂層４の厚みは、５５〜６５μｍ程度であることが必要であり、成形性をより一層高めつつ、成形後のカールを効果的に抑制する観点からは、５７〜６０μｍ程度が好ましい。
【００５９】
本発明において、成形性をより一層高める観点からは、熱融着性樹脂層４側の表面の動摩擦係数としては、約０．２５以下であることが好ましく、約０．２０以下であることがより好ましく、０．０５〜０．２０程度であることがさらに好ましい。なお、動摩擦係数の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠した測定方法であり、熱融着性樹脂層４の表面同士を重ね合わせて、測定する。具体的な測定方法は、実施例に記載の方法である。
【００６０】
本発明において、熱融着性樹脂層４側の表面の動摩擦係数を上記の値に設定するために、熱融着性樹脂層４側の表面に滑剤を存在させてもよい。熱融着性樹脂層４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％下において、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。
【００６１】
熱融着性樹脂層４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４の表面に存在する滑剤は、熱融着性樹脂層４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４の表面に滑剤を塗布したものであってもよい。
【００６２】
滑剤としては、特に制限されず、公知の滑剤を用いることができ、例えば、上記のポリエステルフィルム層１で例示したものなどが挙げられる。滑剤は、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。
【００６３】
［接着層５］
本発明の電池用包装材料において、接着層５は、アルミニウム合金箔層３と熱融着性樹脂層４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。
【００６４】
接着層５は、アルミニウム合金箔層３と熱融着性樹脂層４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２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４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。アルミニウム合金箔層３と熱融着性樹脂層４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。
【００６５】
さらに、電池用包装材料の厚みを薄くしつつ、成形後のカールを効果的に抑制された形状安定性に優れた電池用包装材料とする観点からは、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４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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
接着層５によるアルミニウム合金箔層３と熱融着性樹脂層４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。
【００７２】
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％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。
【００７３】
接着層５の厚みについては、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２で例示した接着剤を用いる場合であれば、好ましくは２〜１０μｍ程度、より好ましくは２〜５μｍ程度が挙げられる。また、熱融着性樹脂層４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、好ましくは約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、加熱等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。
【００７４】
［表面被覆層６］
本発明の電池用包装材料においては、意匠性、耐電解液性、耐擦過性、成形性の向上などを目的として、必要に応じて、ポリエステルフィルム層１の上（ポリエステルフィルム層１のアルミニウム合金箔層３とは反対側）に、必要に応じて、表面被覆層６を設けてもよい。表面被覆層６は、電池を組み立てた時に、最外層に位置する層である。
【００７５】
表面被覆層６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６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６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６には、添加剤を配合してもよい。
【００７６】
添加剤としては、例えば、粒径が０．５ｎｍ〜５μｍ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、有機物等が挙げられる。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、バルーン状等が挙げられる。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、ニッケル等が挙げられる。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等の観点から、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、高分散性処理等の各種表面処理を施しておいてもよい。
【００７７】
表面被覆層６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６を形成する２液硬化型樹脂をポリエステルフィルム層１の一方の表面上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。
【００７８】
表面被覆層６の厚みとしては、表面被覆層６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。
【００７９】
３．電池用包装材料の製造方法
本発明の電池用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、特に制限されない。すなわち、本発明の電池用包装材料の製造方法においては、少なくとも、上記の厚みを有する、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層がこの順となるように積層して積層体を得る工程を備えている。
【００８０】
本発明の電池用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、ポリエステルフィルム層１、接着剤層２、アルミニウム合金箔層３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、ポリエステルフィルム層１又は必要に応じて表面が化成処理されたアルミニウム合金箔層３に接着剤層２の形成に使用される接着剤を、グラビアコート法、ロールコート法等の塗布方法で塗布・乾燥した後に、当該アルミニウム合金箔層３又はポリエステルフィルム層１を積層させて接着剤層２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。
【００８１】
次いで、積層体Ａのアルミニウム合金箔層３上に、接着層５及び熱融着性樹脂層４をこの順になるように積層させる。例えば、（１）積層体Ａのアルミニウム合金箔層３上に、接着層５及び熱融着性樹脂層４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４が積層した積層体を形成し、これを積層体Ａのアルミニウム合金箔層３上に熱ラミネート法により積層する方法、（３）積層体Ａのアルミニウム合金箔層３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等により積層させ、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４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のアルミニウム合金箔層３と、予めシート状に製膜した熱融着性樹脂層４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４を貼り合せる方法（サンドイッチラミネート法）等が挙げられる。
【００８２】
表面被覆層６を設ける場合には、ポリエステルフィルム層１のアルミニウム合金箔層３とは反対側の表面に、表面被覆層６を積層する。表面被覆層６は、例えば表面被覆層６を形成する上記の樹脂をポリエステルフィルム層１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、ポリエステルフィルム層１の表面にアルミニウム合金箔層３を積層する工程と、ポリエステルフィルム層１の表面に表面被覆層６を積層する工程の順番は、特に制限されない。例えば、ポリエステルフィルム層１の表面に表面被覆層６を形成した後、ポリエステルフィルム層１の表面被覆層６とは反対側の表面にアルミニウム合金箔層３を形成してもよい。
【００８３】
上記のようにして、必要に応じて設けられる表面被覆層６／ポリエステルフィルム層１／接着剤層２／必要に応じて表面が化成処理されたアルミニウム合金箔層３／必要に応じて設けられる接着層５／熱融着性樹脂層４からなる積層体が形成されるが、接着剤層２または接着層５の接着性を強固にするために、更に、熱ロール接触式、熱風式、近又は遠赤外線式等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分間程度が挙げられる。
【００８４】
本発明の電池用包装材料において、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）適性等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、オゾン処理等の表面活性化処理を施していてもよい。
【００８５】
４．電池用包装材料の用途
本発明の電池用包装材料は、正極、負極、電解質等の電池素子を密封して収容するための包装体に使用される。すなわち、本発明の電池用包装材料によって形成された包装体中に、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、電池とすることができる。
【００８６】
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、本発明の電池用包装材料で、前記正極及び負極の各々に接続された金属端子が外側に突出させた状態で、電池素子の周縁にフランジ部（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、前記フランジ部の熱融着性樹脂層同士をヒートシールして密封させることによって、電池用包装材料を使用した電池が提供される。なお、本発明の電池用包装材料により形成された包装体中に電池素子を収容する場合、本発明の電池用包装材料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、包装体を形成する。
【００８７】
本発明の電池用包装材料は、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。本発明の電池用包装材料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、キャパシター等が挙げられる。これらの二次電池の中でも、本発明の電池用包装材料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。
【００８８】
特に、本発明の電池用包装材料は、薄型でありながら、優れた成形性を備え、成形後のカールも効果的に抑制されており、さらに、十分な表面絶縁性を電池に付与することができるため、車両用電池などの大型電池に好適に使用することができる。特に本発明の電池用包装材料を好適に適用できる電池としては、電池容量が３０Ａｈ以上の大型電池が挙げられる。また、本発明の電池用包装材料は、複数の電池を配置したモジュールに使用される電池に対して、好適に使用することができる。
【実施例】
【００８９】
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。【００９０】
実施例１−５２及び比較例１−１４６
＜電池用包装材料の製造＞
それぞれ、表１〜４に記載の樹脂フィルムにより構成されている基材層の上に、両面に化成処理を施したアルミニウム合金箔（ＪＩＳ  Ｈ４１６０：１９９４  Ａ８０２１Ｈ−Ｏ）からなるアルミニウム合金箔をドライラミネート法により積層させた。具体的には、アルミニウム合金箔の一方面に、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、アルミニウム合金箔層上に接着剤層（厚み３μｍ）を形成した。次いで、アルミニウム合金箔上の接着剤層と基材層を積層した後、４０℃で２４時間のエージング処理を実施することにより、基材層／接着剤層／アルミニウム合金箔層の積層体を作製した。なお、アルミニウム合金箔の化成処理は、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合金箔の両面に塗布し、焼付けすることにより行った。【００９１】
次に、得られた積層体のアルミニウム合金箔層の上に、熱融着性樹脂層として、酸変性ポリプロピレンとランダムポリプロピレンとを溶融押出しする（なお、酸変性ポリプロピレンとランダムポリプロピレンは同じ厚みである）ことにより、アルミニウム合金箔上に熱融着性樹脂層を積層させた。次に、得られた積層体をエージングすることにより、基材層、接着剤層、アルミニウム合金箔層、熱融着性樹脂層がこの順に積層された電池用包装材料を得た。電池用包装材料の各層の厚みは、それぞれ、表１〜４に記載のとおりである。【００９２】
＜動摩擦係数の測定＞
各電池用包装材料について、ポリエステルフィルム層側の表面及び熱融着性樹脂層側の表面の動摩擦係数を、それぞれ、ＪＩＳ  Ｋ７１２５：１９９５の規定に準拠して測定した。なお、各電池用包装材料を長さ（ｚ方向）８０ｍｍ×幅（ｘ方向）２００ｍｍの長方形に２枚ずつ裁断して１組のサンプルとした。そして、１組のサンプルのポリエステルフィルム層の表面同士を重ね合わせて、ポリエステルフィルム層側の表面の動摩擦係数を測定した。熱融着性樹脂層側の表面の動摩擦係数についても、同じように、熱融着性樹脂層の表面同士を重ね合わせて測定した。結果を表１〜４に示す。【００９３】
＜絶縁破壊電圧の測定＞
上記で得られた各電池用包装材料の延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム側の表面について、ＪＩＳ  Ｃ２１１０−２：２０１６の規定に準拠して、絶縁破壊電圧（ｋＶ）を測定した。試験片の長さを１００ｍｍ、幅を１００ｍｍとした。絶縁破壊試験装置としては、ＹＳＴ−２４３−１００ＲＨＯ (ヤマヨ試験器社製)を使用した。結果を表１〜４に示す。
試験条件
昇圧方式；短時間法
昇圧速度；０．５ｋｖ／ｓｅｃ
周囲媒質；大気（２３℃）
試験電極；直径２５ｍｍ円柱／直径２５ｍｍ円柱
試験環境；（２３±２）℃・（５０±５）％ＲＨ【００９４】
＜成形性の評価＞
上記で得られた各電池用包装材料を長さ（ｚ方向）１５０ｍｍ×幅（ｘ方向）１００ｍｍの長方形に裁断して試験サンプルとした。このサンプルを３２ｍｍ（ｘ方向）×５５ｍｍ（ｚ方向）の口径を有する矩形状の成形金型（雌型、表面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９−１：２００２附属書１（参考） 比較用表面粗さ標準片の表２に規定される、最大高さ粗さ（Ｒｚの呼び値）が３．２μｍである）と、これに対応した成形金型（雄型、表面は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６５９−１：２００２附属書１（参考） 比較用表面粗さ標準片の表２に規定される、最大高さ粗さ（Ｒｚの呼び値）が１．６μｍである）を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａで０．５ｍｍの成形深さから０．５ｍｍ単位で成形深さを変えて、それぞれ１０個のサンプルについて冷間成形（引き込み１段成形）を行った。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に上記試験サンプルを載置して成形をおこなった。また、雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとした。冷間成形後のサンプルについて、アルミニウム合金箔にピンホール、クラックが１０個のサンプル全てにおいて発生しない最も深い成形深さをＡ（ｍｍ）、アルミニウム合金箔にピンホール等が発生した最も浅い成形深さにおいてピンホール等が発生したサンプルの数をＢ（個）とし、以下の式により算出される値を電池用包装材料の限界成形深さ（ｍｍ）とした。結果を表１〜４に示す。
限界成形深さ＝Ａｍｍ＋（０．５ｍｍ／１０個）×（１０個−Ｂ個）【００９５】
＜成形後のカールの評価＞
上記で得られた各電池用包装材料を裁断して、長さ（ｚ方向）１５０ｍｍ×幅（ｘ方向）１００ｍｍの短冊片を作製し、これを試験サンプルとした。このサンプルを５５ｍｍ×３２ｍｍの口径を有する矩形状の雌型と、これに対応した雄型を用いて、押え面圧０．２３ＭＰａ、成形深さ６ｍｍで冷間成形（引き込み１段成形）を行った。このとき、雄型側に熱融着性樹脂層側が位置するよう、雌型上に前記試験サンプルを載置して成形を行った。雄型及び雌型のクリアランスは、０．５ｍｍとした。成形を行った位置の詳細は、図５に示される通りである。図５に示されるように、矩形状の成形部Ｍと電池用包装材料１０の端部Ｐとの最短距離ｄ＝７２ｍｍかつ、電池用包装材料の幅方向において、成形部Ｍと電池用包装材料の両端部との最短距離が３４ｍｍとなる位置で成形した。次に、成形後の電池用包装材料１０を、図６に示すようにして水平面２０におき、水平面２０から端部Ｐまでの垂直方向ｙの距離の最大値ｔをカールしている部分の最大高さ（成形カール（ｍｍ））とした。結果を表１〜４に示す。【００９６】
【表１】
0006597907.tif 000006
【００９７】
【表２】
0006597907.tif 000007
【００９８】
【表３】
0006597907.tif 000008
【００９９】
【表４】
0006597907.tif 000009
【０１００】
表１〜４において、ＰＥＴは延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ＯＮｙは延伸ナイロンフィルム、ＰＥＴ／ＯＮｙは、ＰＥＴとＯＮｙとの積層体である（アルミニウム合金箔層とは反対側にＰＥＴが位置しており、ＰＥＴとＯＮｙとは接着剤（ポリエステルウレタン、厚み３μｍ）によって接着されている）。ＰＥＴ／ＯＮｙ（厚み３０μｍ）は、ＰＥＴ１２μｍとＯＮｙ１５μｍを使用している。【０１０１】
表１〜４に示される結果から明らかなとおり、少なくとも、ポリエステルフィルム層、アルミニウム合金箔層、及び熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成された電池用包装材料において、ポリエステルフィルム層の厚みが２３μｍ以上２７μｍ以下であり、アルミニウム合金箔層の厚みが３３μｍ以上、３７μｍ以下であり、熱融着性樹脂層の厚みが５５μｍ以上、６５μｍ以下であり、積層体の厚みが１３０μｍ以下という、特定の構成と厚みを備える実施例１〜５２の電池用包装材料は、ポリエステルフィルム層側の表面の絶縁破壊電圧が１３ｋＶ以上という、高い表面絶縁性を備えており、さらに、成形性に優れ、成形後のカールも抑制されていることが分かる。一方、比較例１〜１４６では、表面絶縁性、成形性、成形後のカールの評価のうち少なくとも１つについて、実施例１〜５２よりも劣っており、全ての評価項目について、同時に優れた特性が発揮されないことが分かる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  ポリエステルフィルム層
２  接着剤層
３  アルミニウム合金箔層
４  熱融着性樹脂層
５  接着層
６  表面被覆層
１０  電池用包装材料
２０  水平面
ｄ  成形部と電池用包装材料の端部との最短距離
Ｍ  成形部
Ｐ  電池用包装材料の端部
ｔ  水平面から端部までの垂直方向の距離の最大値
【図１】
0006597907.tif 000010
【図２】
0006597907.tif 000011
【図３】
0006597907.tif 000012
【図４】
0006597907.tif 000013
【図５】
0006597907.tif 000014
【図６】
0006597907.tif 000015