蓄电装置用封装材料的制作方法

本公开涉及蓄电装置用封装材料。

背景技术：

1、作为蓄电装置，已知有(例如)锂离子电池、镍氢电池及铅蓄电池等二次电池、以及双电层电容器等电化学电容器。由于便携设备的小型化或设置空间的限制等，要求蓄电装置进一步小型化，因此能量密度高的锂离子电池备受关注。作为锂离子电池所使用的封装材料，逐渐使用重量轻、散热性高且能够以低成本制作的多层膜。

2、将上述多层膜用于封装材料的锂离子电池称为层压型锂离子电池。通过使封装材料覆盖电池内容物(正极、隔板、负极、电解液等)，防止水分向内部浸入。层压型的锂离子电池例如可以通过以下方法制造：在封装材料的一部分中通过冷成型形成凹部，将电池内容物容纳于该凹部内，并将封装材料的其余部分折回并用热封来密封边缘部分(例如，参照专利文献1)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2013-101765号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、但是，作为锂离子电池的下一代电池，正在进行被称为全固态电池的蓄电装置的研究开发。全固态电池具有不使用有机电解液而使用固体电解质作为电解物质的特征。锂离子电池不能在高于电解液的沸点温度(80℃左右)的温度条件下使用，与此相对，全固态电池可以在超过100℃的温度条件下使用，并且能够通过在高温条件下(例如100～150℃)工作来提高锂离子的传导率。

3、但是，在使用如上所述的层叠体作为封装材料来制造层压型的全固态电池的情况下，由于封装材料的耐热性不足，在封装材料的层间(特别是，基材层或密封层与阻隔层之间)发生分层，从而全固态电池的封装体的密封性可能变得不充分。

4、另外，当为了制造层压型的全固态电池而在封装材料上形成深的凹部时，封装材料有可能发生断裂。

5、本公开的一个方面是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供一种耐热性和深冲成型性优异的封装材料。

6、用于解决课题的手段

7、本公开的一个方面为一种蓄电装置用封装材料，具备依次具有基材层、第一粘接层、阻隔层、第二粘接层、以及密封层的层叠结构，第一粘接层和第二粘接层当中的至少一者包含氨基甲酸酯系化合物和脲系化合物，氨基甲酸酯系化合物是多元醇树脂与多官能异氰酸酯化合物的反应产物，脲系化合物是胺系化合物和胺衍生物当中的至少一者与多官能异氰酸酯化合物的反应产物，在第一粘接层和第二粘接层当中包含氨基甲酸酯系化合物和脲系化合物的层中，当将通过红外光谱法测定的1700～1800cm-1的红外线吸收光谱峰强度设为a、将1600～1660cm-1的红外线吸收光谱峰强度设为b时，由下式(1)定义的x满足0.1≤x≤7.0。

8、x＝{b/(a+b)}×100…(1)

9、上述封装材料的耐热性和成型性优异。关于产生这种效果的理由，本发明人认为如下。即，脲系化合物中所含的脲基通常内聚能较高。因此，包含脲系化合物的粘接层即使在高温环境下或成型时施加应力的情况下也难以发生内聚破坏。

10、另外，脲基具有活性氢。通过活性氢，在包含脲系化合物的粘接层与粘接对象的面的界面处生成氢键。而且，通过生成的氢键，该界面的密合力变高。因此，粘接层即使在高温环境下或成型时施加应力的情况下也难以剥离。

11、此外，粘接层进一步包含柔软性比脲系化合物高且耐热性较高的氨基甲酸酯系化合物，从而对粘接层赋予柔软性。赋予了柔软性的粘接层可以缓和由高温环境下的基材层的热收缩等产生的应力和成型时产生的应力。因此，抑制了粘接层的内聚破坏。

12、而且，进一步，通过使使用来自氨基甲酸酯系化合物的羰基的1700～1800cm-1的红外线吸收光谱峰强度和来自脲系化合物的脲基的1600～1660cm-1的红外线吸收光谱峰强度求出的x为0.1以上，脲系化合物的脲基发挥更高的内聚力。因此，粘接层更难以发生内聚破坏，变得更难以剥离。另外，通过使上述x为7以下，抑制了粘接层的过度固化。由此对粘接层赋予高柔软性，粘接层能够缓和更强的应力。结果，上述封装材料的耐热性和深冲成型性优异。

13、另外，上述封装材料的初始密合性也优异。

14、在一个方式中，胺系化合物和胺衍生物可以包含潜伏性固化剂。

15、在一个方式中，当将多元醇树脂中所含的羟基的数量设为c、将多官能异氰酸酯化合物中所含的异氰酸酯基的数量设为d、将胺系化合物和胺衍生物中所含的与异氰酸酯基反应形成脲键的氮原子的数量设为e时，由下式(2)定义的y满足5.0＜y＜60，由下式(3)定义的z满足0.1≤z≤10.0。

16、y＝d/c…(2)

17、z＝e/(d-c)…(3)

18、通过使上述y超过5.0，与胺系化合物和胺衍生物反应的异氰酸酯基的数量成为足够的量。另外，通过使上述y小于60，可以抑制由胺系化合物和胺衍生物与多官能异氰酸酯化合物反应而可能产生的空隙，从而倾向于可以抑制固化不良。另外，通过使上述z为0.1以上，胺系化合物和胺衍生物与多官能异氰酸酯化合物的反应率提高，另外，存在于粘接层中的脲系化合物的比率变高。另外，由于一定量的未反应的胺化合物和胺衍生物残留在粘接层中，未反应的胺化合物和胺衍生物中的活性氢等极性官能团与粘接层中的极性官能团形成氢键等分子间相互作用，从而密合性倾向于提高。通过使z为10.0以下，可以抑制产生成为耐热性和成型性降低的原因的密合阻碍的量的未反应的胺化合物和胺衍生物残留在粘接层中。结果，上述封装材料的初始密合性、耐热性及成型可靠性变得更优异。

19、在一个方式中，多元醇树脂可以是选自由聚酯多元醇和聚碳酸酯二醇组成的组中的至少1种多元醇。由此，上述封装材料的耐热性和深冲成型性变得更优异。

20、在一个方式中，多官能异氰酸酯化合物可以是选自由脂环式多官能异氰酸酯化合物的多聚体和包含芳香环的多官能异氰酸酯化合物的多聚体组成的组中的至少1种。由此，上述封装材料的初始密合性、耐热性及深冲成型性变得更优异。

21、作为产生这样的效果的理由，在使用脂环式多官能异氰酸酯化合物的多聚体作为多官能异氰酸酯化合物的情况下，据认为是因为，由于体积大的分子结构，分子链与分子链的连接即使在高温环境下也难以解开。另外，在使用包含芳香环的多官能异氰酸酯化合物的多聚体作为多官能异氰酸酯化合物的情况下，据认为是因为，除了耐热性较好以外，来自芳香环的分子间相互作用也起作用。

22、本公开的另一个方面可以是用于全固态电池。由于本公开的一个方面涉及的封装材料的耐热性和深冲成型性优异，因此适合全固态电池用途。

23、发明的效果

24、根据本公开的一个方面，能够提供耐热性和深冲成型性优异的封装材料。

技术特征：

1.一种蓄电装置用封装材料，具备依次具有：

2.根据权利要求1所述的蓄电装置用封装材料，其中，

3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用封装材料，其中，

4.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用封装材料，其中，

5.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用封装材料，其中，

6.根据权利要求1或2所述的蓄电装置用封装材料，其用于全固态电池。

技术总结
一种蓄电装置用封装材料，具备依次具有基材层、第一粘接层、阻隔层、第二粘接层、以及密封层的层叠结构，第一粘接层和第二粘接层当中的至少一者包含氨基甲酸酯系化合物和脲系化合物，氨基甲酸酯系化合物是多元醇树脂与多官能异氰酸酯化合物的反应产物，脲系化合物是胺系化合物和胺衍生物当中的至少一者与多官能异氰酸酯化合物的反应产物，在第一粘接层和第二粘接层当中包含氨基甲酸酯系化合物和脲系化合物的层中，当将通过红外光谱法测定的1700～1800cm<supgt;‑1</supgt;的红外线吸收光谱峰强度设为A、并将1600～1660cm<supgt;‑1</supgt;的红外线吸收光谱峰强度设为B时，由下式(1)定义的X满足0.1≤X≤7.0。

技术研发人员：沼泽建人
受保护的技术使用者：凸版印刷株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8