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公開番号2025106398
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025062148,2021006434
出願日2025-04-03,2020-07-17
発明の名称蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス
出願人大日本印刷株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 50/121 20210101AFI20250708BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ポリプロピレンとポリエチレンを含む熱融着性樹脂層を備え、成形による白化及び絶縁性の低下が抑制された蓄電デバイス用外装材を提供する。
【解決手段】外側から内側に向けて、少なくとも、基材層、バリア層、熱融着性樹脂層をこの順に備える積層体から構成され、熱融着性樹脂層は、ポリプロピレン及びポリエチレンを含んでおり、熱融着性樹脂層のTDに平行な方向かつ厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡を用いて取得した断面画像に海島構造が観察され、断面画像は、バリア層よりも内側に位置する層の合計厚みを100%とした場合に、熱融着性樹脂層のバリア層側とは反対側の表面から12.5%の厚みの部分までの範囲内で取得した断面画像であり、断面画像において、海島構造の島部の合計個数に対する、島部のうち面積が0.02μm²以下の島部の合計個数の割合が、80.0%以上である、蓄電デバイス用外装材。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
外側から内側に向けて、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層とをこの順に備える積層体から構成されており、
前記熱融着性樹脂層は、ポリプロピレン及びポリエチレンを含んでおり、
前記熱融着性樹脂層のＴＤに平行な方向かつ厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡を用いて取得した断面画像に海島構造が観察され、
前記断面画像は、前記バリア層よりも内側に位置する層の合計厚みを１００％とした場合に、前記熱融着性樹脂層の前記バリア層側とは反対側の表面から１２．５％の厚みの部分までの範囲内で取得した断面画像であり、
前記断面画像において、前記海島構造の島部の合計個数に対する、前記島部のうち面積が０．０２μｍ
2
以下の島部の合計個数の割合が、８０．０％以上である、蓄電デバイス用外装材。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記熱融着性樹脂層の前記断面画像において、前記断面画像の測定範囲の面積に対する、前記海島構造の島部の合計面積の割合が、１２．０％以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項３】
前記熱融着性樹脂層の前記断面画像において、前記海島構造の島部の合計個数に対する、前記島部のうち面積が０．０３μｍ
2
以下の島部の合計個数の割合が、９０．０％以上である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項４】
前記熱融着性樹脂層の前記断面画像において、前記海島構造の島部の合計個数に対する、前記島部のうち面積が０．０１μｍ
2
以下の島部の合計個数の割合が、５０．０％以上である、請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項５】
前記熱融着性樹脂層の前記断面画像において、前記海島構造の島部の合計個数に対する、前記島部のうち面積が０．３０μｍ
2
以上の島部の合計個数の割合が、１．０％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項６】
前記バリア層と前記熱融着性樹脂層との間に、接着層を備えている、請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項７】
前記接着層の厚みが、５μｍ以上である、請求項６に記載の蓄電デバイス用外装材。
【請求項８】
外側から内側に向けて、少なくとも、基材層と、バリア層と、熱融着性樹脂層と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おり、
前記熱融着性樹脂層は、ポリプロピレン及びポリエチレンを含んでおり、
前記熱融着性樹脂層のＴＤに平行な方向かつ厚み方向の断面について、走査型電子顕微鏡を用いて取得した断面画像に海島構造が観察され、
前記断面画像は、前記バリア層よりも内側に位置する層の合計厚みを１００％とした場合に、前記熱融着性樹脂層の前記バリア層側とは反対側の表面から１２．５％の厚みの部分までの範囲内で取得した断面画像であり、
前記断面画像において、前記海島構造の島部の合計個数に対する、前記島部のうち面積が０．０２μｍ
2
以下の島部の合計個数の割合が、８０．０％以上である、蓄電デバイス用外装材の製造方法。
【請求項９】
少なくとも正極、負極、及び電解質を備えた蓄電デバイス素子が、請求項１～７のいずれか１項に記載の蓄電デバイス用外装材により形成された包装体中に収容されている、蓄電デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイスに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、様々なタイプの蓄電デバイスが開発されているが、あらゆる蓄電デバイスにおいて、電極や電解質などの蓄電デバイス素子を封止するために外装材が不可欠な部材になっている。従来、蓄電デバイス用外装材として金属製の外装材が多用されていた。
【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、携帯電話などの高性能化に伴い、蓄電デバイスには、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蓄電デバイス用外装材では、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蓄電デバイス用外装材として、基材層／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）。
【０００５】
このような蓄電デバイス用外装材においては、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蓄電デバイス素子を配し、熱融着性樹脂層を熱融着させることにより、蓄電デバイス用外装材の内部に蓄電デバイス素子が収容された蓄電デバイスが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－２８７９７１号公報
特開２０１３－１０１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のようなフィルム状の蓄電デバイス用外装材においては、熱融着性樹脂層を形成する材料として、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが使用されることがある。例えばポリプロピレンを熱融着性樹脂層の形成に使用する場合、加工性や柔軟性を高めるために、ポリエチレンが併用されることがある。
【０００８】
ところが、ポリプロピレンとポリエチレンとは相溶性が高くない。例えば、ポリプロピレンに対して少量のポリエチレンを添加し、溶融押出成形によって熱融着性樹脂層を形成すると、ポリプロピレンの海部に、ポリエチレンの島部が分散した海島構造が形成される（なお、当該海島構造を観察するには、熱融着性樹脂層の断面を四酸化ルテニウムなどで染色し、走査型電子顕微鏡を用いて断面画像を取得して観察する）。このため、蓄電デバイス用外装材を前記の冷間成形に供すると、成形時に加わる応力によって、熱融着性樹脂層のポリプロピレン部分とポリエチレン部分の界面に微細なクラックが発生し、熱融着性樹脂層の白化や、蓄電デバイス用外装材の絶縁性の低下を招くことがある。
【０００９】
例えば、特許文献２には、電池用外装材の内層がポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合物からなるものである場合、電池用外装材の製造条件や内層の厚み、ポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂との混合比などを制御して「島」の大きさおよび数を制御することで、ヒートシールされた内層同士のシール強度を制御できると記載され、海島構造の混合物においては、「島」の大きさであるポリエチレン樹脂の粒径は０．５～５μｍの範囲（すなわち、０．１９６～１９．６μｍ
2
程度）であることが好ましいと記載されている。
【００１０】
しかしながら、本発明者が検討したところ、特許文献２に開示されたように、内層にポリプロピレンとポリエチレンを配合した従来の電池用外装材では、ポリエチレン樹脂の粒径が大きく、成形による白化及び絶縁性の低下を十分に抑制できないことを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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