JPH0451941B2 - - Google Patents

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JPH0451941B2
JPH0451941B2 JP62076026A JP7602687A JPH0451941B2 JP H0451941 B2 JPH0451941 B2 JP H0451941B2 JP 62076026 A JP62076026 A JP 62076026A JP 7602687 A JP7602687 A JP 7602687A JP H0451941 B2 JPH0451941 B2 JP H0451941B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
polyolefin
sealing material
thin battery
composition
Prior art date
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Application number
JP62076026A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS63244552A (en
Inventor
Hidetomo Ashitaka
Tooru Takahashi
Ryuichi Shimizu
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP62076026A priority Critical patent/JPS63244552A/en
Publication of JPS63244552A publication Critical patent/JPS63244552A/en
Publication of JPH0451941B2 publication Critical patent/JPH0451941B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193Organic material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の技術分野] 本発明は、正負両極の集電体を兼ねる外装板の
周縁部を、特に密着性およびベンデイング特性が
優れた封口材であり、耐ヒートシヨツク性を有す
る封口材で密封することを特徴とする長期保存安
定性の優れた薄形電池に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] 最近、電子機器の小形化、薄膜化が進展するに
伴つて、それらの電源としての電池においても、
小形化、薄膜化が強く求められている。特に、メ
モリーカード、ICカードなどのカード型電子機
器に適した、いわゆる、シート状電池やペーパ
ー・バツテリーなどが実用化されている。これら
の電池の薄型化においては、電池の密封方法が大
きな技術的課題となつてきている。 これらの薄形電池は。集電体を兼ねる正負両極
の平板状外装板の周縁部を、熱接着性樹脂で密封
する構造が提案されている。 この熱接着性樹脂としては、次のような特性が
要求されている。すなわち、正負極の厚みが小さ
くなるにつれ、両極間の絶縁が充分保持され、か
つ、密封性の良好で電解液の液もれなどがなく、
長期保存性の優れた封口材が必要となる。さら
に、高エネルギー密度の観点から、負極活物質と
してリチウムを、そして、有機溶媒に無機塩を溶
解した非水電解液を電解質とした、いわゆる、非
水電解液リチウム電池系の薄膜電池の開発が盛ん
に行なわれている。その場合、さらに、封口材の
特性として、リチウムと反応しやすい水分が外部
から吸収しにくく、また有機電解液に化学的に安
定で、膨潤などが起こらない特性が必要である。 これらの特性を満足する熱接着性樹脂として
は、ポリオレフイン系樹脂、フツ素系樹脂、およ
び、それらの変性物が種々提案されており、例え
ば、特開昭49−128232号、同60−14753号、同60
−148050号、同60−160559号、同60−185359号、
同60−185360号、同60−220553号、同61−68860
号、同61−185867号、同61−74256号、同61−
176054号、同61−185867号などが開示されてい
る。 これらの方法は、ポリオレフイン樹脂が無極性
であるため、優れた化学的、電気的性質を有して
いることを利用したものである。しかし、ポリオ
レフイン樹脂は、接着性に乏しく、そのため、上
記の従来技術では、エチレンと酢酸ビニルとの共
重合体、アイオノマー樹脂あるいは不飽和カルボ
ン酸をグラフトしたポリオレフイン樹脂などの変
性体を用いることを提案している。 しかしながら、これらの変性体は必ずしも前記
の封口材としての要求特性を満足させるほど充分
な接着性を有しているとは言えず、これらを封口
材として用いた電池は長期信頼性に問題があり、
さらに優れた接着性、ベンデイング特性、耐ヒー
トシヨツク性を有する封口材が求められている。 そこで、ポリオレフイン樹脂に接着性を付与す
るために、種々の改良方法が提案されている。そ
の一つとして、ポリオレフイン樹脂をγ−メタア
クリロイルオキシプロピルトリメキシシラン、グ
リシジルメタクレートなどから選ばれた一種の変
性剤と有機過酸化物とで変性してポリオレフイン
樹脂の接着性を改良する方法が提案されている。
しかしながら、この方法によつて得られる変性ポ
リオレフインの接着性改良は未だ満足すべきもの
とは言えない。 また、薄形電池では、ベンデイング特性が要求
され、封口材もベンデイングテストの後、外装板
との接着性が保持され、また、クラツクなどが生
じないことが必要である。 前記の従来方法によつて得られる変性ポリオレ
フインは、これらの特性が不充分である。 従つて、本発明の目的は、従来の薄形電池の欠
点を改良した、特に密着性及びベンデイング特性
が優れた封口材であり、耐ヒートシヨツク性をも
有する封口材を用いた長期安定性の優れた薄形電
池を提供することにある。 [問題を解決するための手段] 本発明は、 集電体を兼ねた対向した一対の金属薄板からな
る外装板の内部に、正極と負極との中間に電解質
を含むセパレータあるいは固体電解質の隔膜を形
成し、外装板の周縁を封口材で密封した薄形電池
であつて、前記封口材として、下記(a)乃至(e)の各
成分のうち少なくとも3成分を含有しており、各
成分の配合割合は、ポリマー重量中(a)が10〜95重
量%、(b)が0〜85重量%、(c)が5〜60重量%であ
り、全組成物重量中(a)と(b)と(c)との合計が50〜90
重量%、(d)が5〜50重量%、(e)が0〜45重量%、
(d)と(e)との合計が10〜50重量%である接着性ポリ
オレフイン組成物を用いることを特徴とする薄形
電池。 (a) ポリオレフインとエチレン性不飽和結合を有
する有機シラン化合物とをグラフト反応して得
られる変性ポリオレフイン (b) 未変性のポリオレフイン (c) エラストマー (d) 炭酸カルシウム (e) 炭酸カルシウムを除く無機物 を提供することにより、前記目的を達成したもの
である。 この発明の薄形電池に用いられる封口材組成物
の各成分について詳述する。 本発明で使用する変性ポリオレフイン(a)は、ポ
リオレフインとエチレン性不飽和結合を有する有
機シラン化合物もしくは極性基を有する不飽和化
合物とを好ましくは有機過酸化物の存在下にグラ
フト反応して得られる。 前記のポリオレフインとしては、プロピレンの
結晶性単独重合体、プロピレンと他のα−オレフ
イン(例えば、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘ
キセン、ヘプテンなど)、ジエンとの二元以上の
ブロツクあるいはランダム共重合体などのプロピ
レン系重合体や、エチレンの単独重合体、エチレ
ンとα−オレフイン(プロピレン、ブテン、ペン
テン、ヘキセン、ヘプテンなど)、ジエンとの二
元以上のブロツクあるいはランダム共重合体など
のエチレン系重合体が挙げられる。 前記のエチレン性不飽和結合を有する有機シラ
ン化合物としては、ビニルトリエトキシシラン、
メタアクリロイルオキシトリメトキシシラン、γ
−メタアクリロイルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、メタアクリロイルオキシシクロヘキシル
トリメトキシシラン、γ−メタアクリロイルオキ
シプロピルトリアセチルオキシシラン、メタアク
リロイルオキシトリエトキシシラン、γ−メタア
クリロイルオキシプロピルトリエトキシシランな
どが挙げられる。 また、極性基を有する不飽和化合物としては、
アリルグリシジルエーテル、2−メチル−アリル
グリシジルエーテル、アクリル酸ナトリウム、メ
タアクリル酸ナトリウム、アクリル酸カルシウ
ム、メタアクリル酸カルシウム、アクリル酸マグ
ネシウム、メタアクリル酸マグネシウム、アクリ
ル酸亜鉛、メタアクリル酸亜鉛、アクリル酸アル
ミニウム、メタアクリル酸アルミニウム、アクリ
ル酸鉄()、メタアクリル酸鉄()などの
(メタ)アクリル酸の金属塩化合物、トリアリル
シアヌレート、トリ(2−メチルアリル)シアヌ
レート、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒ
ドロ−s−トリアジン、1,3,5−トリメタア
クリロイルヘキサヒドロ−s−トリアジン、4−
アクリロイルオキシフエノール、4−(アクリロ
イルオキシメチル)フエノール、4−アクリロイ
ルオキシベンジルアルコール、4−メタアクリロ
イルオキシフエノール、4−メタアクリロイルオ
キシベンジルアルコール、4−(メタアクリロイ
ルオキシメチル)ベンジルアルコールなどが挙げ
られる。これらのうちでも、有機シラン化合物が
好ましい。前記の変性剤(有機シラン化合物また
は極性基を有する不飽和化合物)は、1種のみ使
用してもよく2種以上を混合して使用してもよ
い。 さらに前記の有機過酸化物としては、1分半減
期温度が約160〜260℃の温度となるようなものが
好ましく、このようなものとしては、例えば第三
ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ
第三ブチルジパーオキシフタレート、第三ブチル
パーオキシアセテート、2,5−ジメチル−2,
5−ジ(第三ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,
5−ジメチル−2,5−ジ(第三ブチルパーオキ
シ)ヘキシン−3、第三ブチルパーオキシラウレ
ート、第三ブチルパーオキシマレイツクアシツ
ド、第三ブチルパーオキシベンゾエート、メチル
エチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、第三
ブチルクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル
ヘキサン−2,5−ジハロイドロパーオキサイド
などが挙げられる。これらの有機過酸化物は、1
種のみ使用してもよく2種以上を混合して使用し
てもよい。 前記のポリオレフイン樹脂と変性剤と有機過酸
化物との配合割合は、希望する変性ポリオレフイ
ンのMFR(メルトフローレイトインデツクス)な
どによつて変化するが、一般的には、ポリオレフ
イン樹脂100重量部に対して、変性剤が0.01〜5
重量部、特に0.1〜3重量部、有機過酸化物が
0.01〜5重量部、特に0.1〜2重量部の範囲が好
ましい。 また、変性剤と有機過酸化物との配合割合は、
変性剤100重量部に対し、有機過酸化物が5〜80
重量部の範囲が好ましい。 この発明で用いる変性ポリオレフインは、ポリ
オレフイン樹脂と変性剤と有機過酸化物とからそ
れ自体公知の方法にとつて、例えば好適には、有
機過酸化物が分解しない条件下で、公知の適当な
混合方向を適用してポリオレフイン樹脂と変性剤
と有機過酸化物とを混合し、得られた混合物をポ
リオレフイン樹脂が溶融するが、分解しない温
度、好ましくは約180〜260℃、特に220〜250℃の
温度に加熱してグラフト反応させることによつて
得られる。最も、簡便な加熱処理操作は、前記混
合物を前記温度で2〜5分間程度押出機内で溶融
加熱することである。また、前記グラフト反応は
有機溶媒中で行なつてもよい。 また、この発明で用いる未変性のポリオレフイ
ン樹脂(b)としては、前記のポリオレフイン樹脂が
挙げられる。特に、変性ポリオレフインを得るた
めに用いたものと同じ種類のものが好適に使用さ
れる。特に未変性のポリオレフイン樹脂として前
記の結晶性プロピレン重合体が好適に使用され
る。未変性のポリオレフイン樹脂には、従来公知
の添加剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤など)が配
合されていてもよい。炭酸カルシウム、無機物、
変性ポリオレフインは、それぞれ未変性のポリオ
レフイン樹脂のマスターバツチにして使用しても
よい。 本発明に使用されるエラストマー(c)としては、
変性、未変性ポリオレフイン重合体よりも常温に
おける引張弾性率(ASTMD−882−73)が低い
重合体が用いられる。 具体的には、各種ポリエチレン、エチレン/プ
ロピレン、エチレン/プロピレン/ジエン、エチ
レン/アクリル酸、エチレン/ブテン、エチレ
ン/エチルアクリレート、アイオノマー、エチレ
ン酢ビ、スチレン/ブタジエン等の共重合体、液
状ゴム類、及びこれらに不飽和酸、酸のエステ
ル、金属塩、イミド、アミド等の誘導体及び不飽
和シラン化合物によつて付加変性されたものや部
分架橋されたものも使用することが出来る。これ
らの内では結晶性ポリプロピレンに対してはエチ
レン/プロピレン/(ジエン)ラバーまたはその
変性物が好ましい。 またこの未変性エストラマーを使用する場合に
は、これと相溶性のあるポリアミド、ポリエステ
ルエーテルアミド、ポリエステルアミド、ポリエ
ーテルアミド等を使用することが出来る。 本発明で用いる炭酸カルシウム(重質、軽質)
(d)は、平均粒径が0.05〜10μ、特に0.5〜5μ、比表
面積が0.1〜100m2/g、特に1〜30m2/gの粉末
状のものが好ましい。炭酸カルシウムは表面処理
されていないものが好ましい。 本発明に用いられる炭酸カルシウムを除く無機
物(e)としては、タルク、マイカ、カーボンブラツ
ク、金属粉、カーボン繊維、酸化ケイ素等の金属
や、ケイ素の炭酸化物、水酸化物、酸化物等、及
びこれらの繊維状物の加工、変移されたものも含
む。これらの無機物は接着性の向上には効果はな
い制振性に効果がある。 本発明の接着性ポリオレフイン組成物は、前記
各成分の配合割合が、ポリマー重量中(a):変性ポ
リオレフイン10〜95重量%、(b):未変性のポリオ
レフイン0〜85重量%、好ましくは10〜85重量
%、(c):エラストマー5〜60重量%、全組成物重
量中(a)と(b)と(c)との合計が50〜90重量%、(d):炭
酸カルシウム5〜50重量%、(e):炭酸カルシウム
を除く無機物0〜45重量%、(d)と(e)との合計が10
〜50重量%となるように混合することによつて得
ることができる。各成分の割合が前記範囲外であ
ると、得られる組成物の接着性、耐熱性あるいは
制振性が低下する。 (a)の割合が上記の範囲外では接着性が低下し、
(b)の割合が85重量%より多いと接着性が低下し、
(c)の割合が5重量%より小さいと組成物が硬くな
り、ヒートシヨツク性及びび接着性が低下する。
また、60重量%より多いと組成物が軟質化し、接
着性及び耐熱性が低下する。(d)の割合が5重量%
より少ないと接着性及び強度が低下する。また、
50重量%より多いと脆くなる欠点が生じる。 本発明の接着性ポリオレフイン組成物は、各成
分の混合時に、各種添加剤、例えば耐候(熱)性
安定剤、成形助剤などを添加してもよい。最も簡
便な混合操作は、前記各成分を約180〜260℃、特
に220〜250℃の温度で1〜10分間程度押出機内で
溶融混合することである。押出機としては一軸ま
たは二軸押出機やFCMなどのコンテイニユアス
ミキサーが挙げられる。溶融混合の際に、脱気操
作(ベント)を行なうと本発明の効果は一層向上
する。これは、粉末状無機物質の表面に付着水分
があるためである。 この発明における組成物は、(a)乃至(e)の各成分
を前記特定の割合で混合することによつて、従来
公知のポリオレフイン樹脂系の接着剤と比較し
て、金属薄板に対して大きな接着強度を有してお
り、封口材としてきわめて優れた特性を発揮して
長期保存特性の良好な薄形電池を得ることができ
る。組成物中の各成分の配合割合が前記範囲外で
あると、接着性、ベンデイング特性、耐ヒートシ
ヨツク性を有する組成物を得ることができない。 上記の組成物を封口材として用いて、薄形電池
を得る方法は特に限定されるものではなく、例え
ば、シートあるいはフイルム化し、それを、窓枠
シート部材として、内部に正極、電解質隔膜およ
び負極を積層した一対の金属薄板外装板の周縁部
に挟み、熱圧着することにより、密封性の優れた
薄形電池を得ることができる。また、前記シート
あるいはフイルムは、本発明の組成物を接着層と
し、中間部に未変性の樹脂からなる中間層を設け
た三層シート、三層フイルムとして使用すること
もできる。 [本発明の実施例] 次に実施例および比較例を示す。 以下の記載において、部は重量部を示し、メル
トフローレイト(MFR)はASTMD1238に従つ
て測定した。また、長期保存安定性は製造後60日
間放置した後、200μAの定電流放電試験を行なつ
た。 ベンデイング特性試験はICカードの曲げ強度
測定法(DP7816/1)に準じて行なつた。 即ち第1図に示すたわみ量0〜3mmになるよう
に可動部を左右に繰返し移動させた。 なお、実施例、比較例の接着剤組成物はまとめ
て第1表に示す。 [実施例 1] (封口材シートの作成法) エチレン−プロピレンブロツク共重合体
(MER,1.0g/10分、エチレン含量3重量%、
溶融温度約160℃、引張弾性率14200Kg/m2)のパ
ウダー100部に、酸化防止剤としてIrganox1010
(ムサシノガイギー)0.1部とアンチオツクスS
(日本油脂)0.2部、ステアリン酸カルシウム0.05
部、変性剤としてγ−メタアクリロイルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン0.5部および有機過酸
化物として第三ブチルパーオキシベンゾエート
0.25部を配合し、ヘンシエルミキサーで10分間混
合後、50mmφ一軸押出機にて240℃で2分間(滞
留時間)溶融加熱して反応させ、2mmφ×3mm程
度のMFR22g/10分の変性ポリプロピレンのペ
レツトを得た。このペレツトと炭酸カルシウム
(ホワイトンSSB赤、平均粒径1.25μ、比表面積
1.85m2/g、白石カルシウム)とエチレン−プロ
ピレンブロツク共重合体(MFR1.0g/10分、エ
チレン含量8重量%、溶融温度160℃、引張弾性
率14200Kg/m2)のペレツト(公知の酸化防止剤、
ステアリン酸カルシウムが配合されている)とエ
チレン−プロピレン共重合ゴム〔日本合成ゴム
(株)、EP−02P、引張弾性率80Kg/cm2〕とを第1
表に示す割合で配合し、ブレンダーで混合した
後、50mmφベント式一軸押出機にて250℃で2分
間溶融混練して、2mmφ×3mm程度の接着性ポリ
オレフイン組成物のペレツトを得た。これより接
着性ポリオレフインシートを作成した。 このシートから、打抜き刃で外形40×40mmで、
幅4mmの環状封口材シートを作成した。 (正極合剤の作成法) 二酸化マンガン332.9mg、アセチレンブラツク
62.4mgの混合物に、メトキシポリエチレングリコ
ールモノアクリレート(新中村化学製AM−
90G)31.4mg、ポリエチレングリコールジメタク
リレート(新中村化学製9G)10.7mg、ジメトキ
シポリエチレングリコール(旭電化製LX−521)
に過塩素酸リチウムを溶解させた(濃度0.75m
mol/)溶液62.8mg、および、ベンゾイルパー
オキサイド0.067mgをさらに混合し、正極合剤と
した。 (正極の作成法) 正極集電体兼外装板として、寸法が40×40×
0.05mmのステンレス箔に、上記の正極合剤を28×
28mmの大きさ均一に塗布した。これを加圧成形
し、100℃、3時間加熱して正極板(300μmの厚
み)と外装板からなる正極積層体Aを作成した。 (負極および電解質隔膜の作成法) 負極集電体兼外装板として、寸法が40×40×
0.05mmのステンレス箔に、寸法が26×26×0.07mm
のリチウム箔を圧着した。 電解質用の組成物として、AM−90Gを18.4mg、
9Gを6.0mg、過塩素酸リチウムをLX−521に溶解
した溶液(濃度0.75mol/)を25.6mg、および、
光増感剤として2,2−ジメトキシアセトフエノ
ン0.1mgの混合液を準備した。この電解質溶液を
8μを前記リチウム金属円板に塗布し、250Wの
超高圧水銀灯を用い、5mW/cmの照度で3分間
照射して厚み50μmの硬化フイルムを形成させ、
集電体兼外装板、負極、および電解質隔膜の積層
体Bを作成した。 (電池の組み立て) 上記の積層体AおよびBを積層し、外装板周縁
部に前記の環状封口体シートを挟み、加熱圧着
(180℃,3Kg/cm2,3分間)して、薄形電池を
組み立てた。 以下、電池放電試験の結果を第2図に示す。 なお、電池について、ベンデイングテスト
5000回後も、封口部、電気特性に異常はみられな
かつた。 [実施例 2] 実施例1におけるEPRの代りにポリエチレン
〔宇部興産(株)製、F222、引張弾性率1200Kg/cm2
(PE)を用いた以外は、実施例1と同様にして薄
形電池を組み立てた。 なお、電池についてのベンデイングテスト結
果は実施例1と同様であつた。 [実施例 3] 未変性ポリプロピレンを用いず、無機物質とし
てタルクを用いた以外は、実施例2と同様にして
薄形電池を組み立てた。 なお、電池についてのベンデイングテスト結
果は実施例1と同様であつた。 [実施例 4] 実施例1におけるEPRの代りにエチレン/プ
ロピレン/ジエン共重合体〔日本合成ゴム(株)製、
EP57P、引張弾性率80Kg/cm2〕(EPDM)を用い
た以外は、実施例2と同様にして薄形電池を組
み立てた。 なお、電池についてのベンデイングテスト結
果は実施例1と同様であつた。 [比較例 1] 変性ポリプロピレンに代えて、未変性ポリプロ
ピレンを用いた以外は、実施例1と同様にして薄
形電池を組み立てた。 なお、電池について、ベンデイングテストを
行なつたところ、1200回で封口部に剥離が認めら
れた。 【表】
Detailed Description of the Invention [Industrial Technical Field] The present invention is a sealing material that has particularly excellent adhesion and bending properties, and is heat shock resistant, for sealing the peripheral edge of an exterior plate that also serves as a current collector for both positive and negative electrodes. The present invention relates to a thin battery with excellent long-term storage stability, which is characterized by being sealed with a sealing material having properties. [Technical background of the invention and its problems] Recently, as electronic devices have become smaller and thinner, batteries as a power source for these devices have also become smaller and thinner.
There is a strong demand for smaller size and thinner film. In particular, so-called sheet batteries and paper batteries, which are suitable for card-type electronic devices such as memory cards and IC cards, have been put into practical use. In order to make these batteries thinner, the method of sealing the batteries has become a major technical issue. These thin batteries. A structure has been proposed in which the periphery of a flat plate-shaped exterior plate for both positive and negative electrodes, which also serves as a current collector, is sealed with a thermal adhesive resin. This thermoadhesive resin is required to have the following properties. In other words, as the thickness of the positive and negative electrodes decreases, the insulation between the two electrodes is maintained sufficiently, and the sealing performance is good and there is no electrolyte leakage.
A sealing material with excellent long-term storage is required. Furthermore, from the viewpoint of high energy density, a so-called non-aqueous electrolyte lithium battery type thin-film battery has been developed, using lithium as the negative electrode active material and a non-aqueous electrolyte containing an inorganic salt dissolved in an organic solvent as the electrolyte. It is actively practiced. In this case, the sealing material must also have characteristics that prevent it from absorbing moisture that easily reacts with lithium from the outside, and that it is chemically stable to organic electrolytes and does not cause swelling. Various polyolefin resins, fluorocarbon resins, and modified products thereof have been proposed as heat-adhesive resins that satisfy these characteristics. , 60
-148050, 60-160559, 60-185359,
60-185360, 60-220553, 61-68860
No. 61-185867, No. 61-74256, No. 61-
No. 176054 and No. 61-185867 are disclosed. These methods utilize the fact that polyolefin resin is nonpolar and therefore has excellent chemical and electrical properties. However, polyolefin resins have poor adhesive properties, and therefore, the above-mentioned conventional technology proposes the use of modified products such as copolymers of ethylene and vinyl acetate, ionomer resins, or polyolefin resins grafted with unsaturated carboxylic acids. are doing. However, these modified products do not necessarily have sufficient adhesion to satisfy the above-mentioned required properties as a sealing material, and batteries using these as a sealing material have problems with long-term reliability. ,
There is a need for a sealing material that has even better adhesion, bending properties, and heat shock resistance. Therefore, various improvement methods have been proposed in order to impart adhesive properties to polyolefin resins. One method is to improve the adhesiveness of polyolefin resin by modifying it with a type of modifier selected from γ-methacryloyloxypropyl trimexysilane, glycidyl methacrylate, etc. and an organic peroxide. Proposed.
However, the improvement in adhesion of modified polyolefins obtained by this method is still not satisfactory. In addition, thin batteries require good bending properties, and the sealing material must maintain adhesion to the exterior plate after a bending test and must not cause cracks. Modified polyolefins obtained by the conventional methods described above are insufficient in these properties. Therefore, an object of the present invention is to provide a sealing material that improves the shortcomings of conventional thin batteries, and that has particularly excellent adhesion and bending properties, and also provides long-term stability using a sealing material that also has heat shock resistance. Our goal is to provide an excellent thin battery. [Means for solving the problem] The present invention includes a separator containing an electrolyte or a solid electrolyte diaphragm between a positive electrode and a negative electrode inside an exterior plate consisting of a pair of opposing thin metal plates that also serves as a current collector. The battery is a thin battery in which the periphery of the exterior plate is sealed with a sealing material, and the sealing material contains at least three of the following components (a) to (e). The blending proportions are 10 to 95% by weight of (a), 0 to 85% by weight of (b), and 5 to 60% by weight of (c) in the total weight of the polymer, and (a) and (b) in the total composition weight. ) and (c) total 50-90
Weight%, (d) 5 to 50% by weight, (e) 0 to 45% by weight,
A thin battery characterized by using an adhesive polyolefin composition in which the total amount of (d) and (e) is 10 to 50% by weight. (a) Modified polyolefin obtained by grafting polyolefin with an organosilane compound having an ethylenically unsaturated bond (b) Unmodified polyolefin (c) Elastomer (d) Calcium carbonate (e) Inorganic substances other than calcium carbonate By providing this, the above objective has been achieved. Each component of the encapsulant composition used in the thin battery of the present invention will be explained in detail. The modified polyolefin (a) used in the present invention is obtained by grafting polyolefin with an organic silane compound having an ethylenically unsaturated bond or an unsaturated compound having a polar group, preferably in the presence of an organic peroxide. . Examples of the polyolefins include crystalline homopolymers of propylene, binary or more block or random copolymers of propylene and other α-olefins (e.g., ethylene, butene, pentene, hexene, heptene, etc.), and dienes. Ethylene polymers such as propylene polymers, ethylene homopolymers, binary or more block or random copolymers of ethylene and α-olefins (propylene, butene, pentene, hexene, heptene, etc.), and dienes. can be mentioned. Examples of the organic silane compound having an ethylenically unsaturated bond include vinyltriethoxysilane,
Methacryloyloxytrimethoxysilane, γ
-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxycyclohexyltrimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriacetyloxysilane, methacryloyloxytriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, and the like. In addition, as unsaturated compounds having polar groups,
Allyl glycidyl ether, 2-methyl-allyl glycidyl ether, sodium acrylate, sodium methacrylate, calcium acrylate, calcium methacrylate, magnesium acrylate, magnesium methacrylate, zinc acrylate, zinc methacrylate, acrylic acid Metal salt compounds of (meth)acrylic acid such as aluminum, aluminum methacrylate, iron acrylate (), iron methacrylate (), triallyl cyanurate, tri(2-methylallyl) cyanurate, 1,3,5- triacryloylhexahydro-s-triazine, 1,3,5-trimethacryloylhexahydro-s-triazine, 4-
Examples include acryloyloxyphenol, 4-(acryloyloxymethyl)phenol, 4-acryloyloxybenzyl alcohol, 4-methacryloyloxyphenol, 4-methacryloyloxybenzyl alcohol, 4-(methacryloyloxymethyl)benzyl alcohol, and the like. Among these, organic silane compounds are preferred. The above-mentioned modifier (organosilane compound or unsaturated compound having a polar group) may be used alone or in combination of two or more. Further, as the above-mentioned organic peroxide, it is preferable to use one having a half-life temperature of about 160 to 260°C, such as tert-butylperoxyisopropyl carbonate, di-tert-butylperoxyisopropyl carbonate, etc. Butyl diperoxyphthalate, tert-butyl peroxyacetate, 2,5-dimethyl-2,
5-di(tert-butylperoxy)hexane, 2,
5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyne-3, tert-butyl peroxylaurate, tert-butyl peroxymale acid, tert-butyl peroxybenzoate, methyl ethyl ketone peroxide, dichloromethane Mil peroxide, cyclohexanone peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihalide droproxide, and the like. These organic peroxides are 1
Only the seeds may be used, or two or more types may be used in combination. The blending ratio of the above-mentioned polyolefin resin, modifier, and organic peroxide varies depending on the desired MFR (melt flow rate index) of the modified polyolefin, but in general, it is added to 100 parts by weight of the polyolefin resin. On the other hand, the modifier is 0.01~5
Parts by weight, especially 0.1 to 3 parts by weight, of organic peroxide
A range of 0.01 to 5 parts by weight, particularly 0.1 to 2 parts by weight is preferred. In addition, the blending ratio of the modifier and organic peroxide is
5 to 80 parts of organic peroxide per 100 parts by weight of modifier
Parts by weight ranges are preferred. The modified polyolefin used in the present invention is prepared by mixing a polyolefin resin, a modifier, and an organic peroxide by a method known per se, preferably under conditions that do not decompose the organic peroxide. The polyolefin resin, the modifier and the organic peroxide are mixed by applying the direction, and the resulting mixture is heated to a temperature at which the polyolefin resin melts but does not decompose, preferably about 180-260°C, especially 220-250°C. It is obtained by heating to a certain temperature and causing a graft reaction. The simplest heat treatment operation is to melt and heat the mixture in an extruder at the above temperature for about 2 to 5 minutes. Further, the graft reaction may be carried out in an organic solvent. Furthermore, examples of the unmodified polyolefin resin (b) used in this invention include the polyolefin resins described above. In particular, the same type as that used to obtain the modified polyolefin is preferably used. In particular, the above-mentioned crystalline propylene polymer is preferably used as the unmodified polyolefin resin. Conventionally known additives (antioxidants, ultraviolet absorbers, etc.) may be blended with the unmodified polyolefin resin. calcium carbonate, inorganic matter,
Each modified polyolefin may be used in the form of a masterbatch of unmodified polyolefin resin. The elastomer (c) used in the present invention includes:
A polymer having a lower tensile modulus (ASTMD-882-73) at room temperature than modified or unmodified polyolefin polymers is used. Specifically, various polyethylenes, ethylene/propylene, ethylene/propylene/diene, ethylene/acrylic acid, ethylene/butene, ethylene/ethyl acrylate, ionomers, ethylene vinyl acetate, styrene/butadiene copolymers, and liquid rubbers. , and derivatives such as unsaturated acids, acid esters, metal salts, imides, amides, and unsaturated silane compounds that are addition-modified or partially crosslinked can also be used. Among these, ethylene/propylene/(diene) rubber or modified products thereof are preferred for crystalline polypropylene. In addition, when using this unmodified elastomer, polyamide, polyester ether amide, polyester amide, polyether amide, etc. which are compatible with this elastomer can be used. Calcium carbonate (heavy, light) used in the present invention
(d) is preferably a powder having an average particle diameter of 0.05 to 10 μm, particularly 0.5 to 5 μm, and a specific surface area of 0.1 to 100 m 2 /g, especially 1 to 30 m 2 /g. Preferably, calcium carbonate is not surface-treated. Inorganic substances (e) other than calcium carbonate used in the present invention include metals such as talc, mica, carbon black, metal powder, carbon fiber, silicon oxide, silicon carbonates, hydroxides, oxides, etc. It also includes processed and transformed fibrous materials. These inorganic substances are not effective in improving adhesion but are effective in damping vibration. In the adhesive polyolefin composition of the present invention, the blending ratio of each of the above components is (a): 10 to 95% by weight of modified polyolefin, (b): 0 to 85% by weight of unmodified polyolefin, preferably 10% by weight of unmodified polyolefin. -85% by weight, (c): 5-60% by weight of elastomer, 50-90% by weight of the total of (a), (b) and (c) in the total composition weight, (d): 5-90% by weight of calcium carbonate. 50% by weight, (e): 0 to 45% by weight of inorganic substances excluding calcium carbonate, the total of (d) and (e) is 10
It can be obtained by mixing so that the amount becomes ~50% by weight. If the ratio of each component is outside the above range, the adhesiveness, heat resistance, or vibration damping properties of the resulting composition will decrease. If the ratio of (a) is outside the above range, the adhesion will decrease,
If the proportion of (b) is more than 85% by weight, the adhesion will decrease,
If the proportion of (c) is less than 5% by weight, the composition will become hard and the heat shockability and adhesiveness will decrease.
Moreover, if it is more than 60% by weight, the composition becomes soft and adhesiveness and heat resistance decrease. The proportion of (d) is 5% by weight
If the amount is less, adhesiveness and strength will decrease. Also,
If it is more than 50% by weight, it will have the disadvantage of becoming brittle. The adhesive polyolefin composition of the present invention may contain various additives, such as weathering (thermal) stabilizers, molding aids, etc., at the time of mixing each component. The simplest mixing operation is to melt-mix the above-mentioned components in an extruder at a temperature of about 180 to 260°C, particularly 220 to 250°C, for about 1 to 10 minutes. Examples of the extruder include a single-screw or twin-screw extruder and a continuous mixer such as FCM. The effect of the present invention is further improved by performing a deaeration operation (venting) during melt-mixing. This is because there is moisture attached to the surface of the powdered inorganic substance. By mixing each of the components (a) to (e) in the above-mentioned specific ratios, the composition of the present invention has a greater adhesive strength for thin metal sheets than conventionally known polyolefin resin-based adhesives. It has adhesive strength and exhibits extremely excellent properties as a sealing material, making it possible to obtain a thin battery with good long-term storage characteristics. If the blending ratio of each component in the composition is outside the above range, it will not be possible to obtain a composition that has adhesive properties, bending properties, and heat shock resistance. There are no particular limitations on the method for obtaining a thin battery using the above composition as a sealing material. A thin battery with excellent sealing performance can be obtained by sandwiching the laminate between the peripheral edges of a pair of laminated thin metal exterior plates and bonding them under heat. Further, the sheet or film described above can also be used as a three-layer sheet or a three-layer film in which the composition of the present invention is used as an adhesive layer and an intermediate layer made of an unmodified resin is provided in the middle. [Examples of the present invention] Next, Examples and Comparative Examples will be shown. In the following description, parts indicate parts by weight, and melt flow rate (MFR) was measured according to ASTM D1238. In addition, long-term storage stability was determined by a constant current discharge test at 200 μA after being left for 60 days after manufacture. The bending property test was conducted according to the IC card bending strength measurement method (DP7816/1). That is, the movable part was repeatedly moved left and right so that the amount of deflection as shown in FIG. 1 was 0 to 3 mm. The adhesive compositions of Examples and Comparative Examples are collectively shown in Table 1. [Example 1] (Method for creating a sealant sheet) Ethylene-propylene block copolymer (MER, 1.0 g/10 min, ethylene content 3% by weight,
Irganox 1010 as an antioxidant is added to 100 parts of powder with a melting temperature of approximately 160℃ and a tensile modulus of 14200Kg/ m2 ).
(Musashino Geigy) 0.1 part and Antiox S
(NOF) 0.2 parts, calcium stearate 0.05
1 part, 0.5 parts of γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane as a modifier and tert-butyl peroxybenzoate as an organic peroxide.
Mix 0.25 parts with a Henschel mixer for 10 minutes, melt and heat at 240°C for 2 minutes (residence time) in a 50 mmφ single screw extruder to react, and make a modified polypropylene of about 2 mmφ x 3 mm with an MFR of 22 g/10 minutes. Got pellets. This pellet and calcium carbonate (White SSB red, average particle size 1.25μ, specific surface area
Pellets ( known oxidation inhibitor,
(contains calcium stearate) and ethylene-propylene copolymer rubber (Japan Synthetic Rubber)
Co., Ltd., EP-02P, tensile modulus 80Kg/cm 2 ]
After blending in the proportions shown in the table and mixing in a blender, they were melt-kneaded for 2 minutes at 250°C in a 50 mmφ vented single screw extruder to obtain adhesive polyolefin composition pellets of approximately 2 mmφ×3 mm. An adhesive polyolefin sheet was prepared from this. From this sheet, with a punch blade, the outer diameter is 40 x 40 mm.
A circular sealant sheet with a width of 4 mm was prepared. (Creation method of positive electrode mixture) Manganese dioxide 332.9 mg, acetylene black
Methoxypolyethylene glycol monoacrylate (AM-
90G) 31.4mg, polyethylene glycol dimethacrylate (Shin Nakamura Chemical 9G) 10.7mg, dimethoxypolyethylene glycol (Asahi Denka LX-521)
Lithium perchlorate was dissolved in (concentration 0.75 m
mol/) solution and 0.067 mg of benzoyl peroxide were further mixed to prepare a positive electrode mixture. (Creation method of positive electrode) As a positive electrode current collector and exterior plate, the dimensions are 40 x 40 x
Spread the above positive electrode mixture 28x on 0.05mm stainless steel foil.
It was applied uniformly to a size of 28 mm. This was pressure-molded and heated at 100° C. for 3 hours to create a positive electrode laminate A consisting of a positive electrode plate (300 μm thick) and an exterior plate. (Method for creating negative electrode and electrolyte diaphragm) As a negative electrode current collector and exterior plate, the dimensions are 40 x 40 x
Dimensions are 26 x 26 x 0.07 mm on 0.05 mm stainless steel foil.
lithium foil was crimped. As a composition for electrolyte, 18.4 mg of AM-90G,
6.0 mg of 9G, 25.6 mg of a solution (concentration 0.75 mol/) of lithium perchlorate dissolved in LX-521, and
A mixed solution containing 0.1 mg of 2,2-dimethoxyacetophenone as a photosensitizer was prepared. This electrolyte solution
8 μm was applied to the lithium metal disk and irradiated for 3 minutes at an illumination intensity of 5 mW/cm using a 250 W ultra-high pressure mercury lamp to form a cured film with a thickness of 50 μm.
A laminate B including a current collector/exterior plate, a negative electrode, and an electrolyte diaphragm was created. (Assembling the battery) The above laminates A and B are stacked, the annular sealing sheet is sandwiched between the outer periphery of the outer plate, and heat and pressure bonded (180°C, 3Kg/cm 2 , 3 minutes) to form a thin battery. assembled. The results of the battery discharge test are shown in FIG. 2 below. In addition, regarding the battery, bending test
Even after 5,000 cycles, no abnormality was observed in the sealing part or electrical properties. [Example 2] Polyethylene was used instead of EPR in Example 1 [manufactured by Ube Industries, Ltd., F222, tensile modulus 1200 Kg/cm 2 ]
A thin battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that (PE) was used. Note that the bending test results for the battery were the same as in Example 1. [Example 3] A thin battery was assembled in the same manner as in Example 2, except that unmodified polypropylene was not used and talc was used as the inorganic substance. Note that the bending test results for the battery were the same as in Example 1. [Example 4] Ethylene/propylene/diene copolymer [manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.] was used instead of EPR in Example 1.
A thin battery was assembled in the same manner as in Example 2, except that EP57P with a tensile modulus of elasticity of 80 Kg/cm 2 (EPDM) was used. Note that the bending test results for the battery were the same as in Example 1. [Comparative Example 1] A thin battery was assembled in the same manner as in Example 1, except that unmodified polypropylene was used instead of modified polypropylene. When the battery was subjected to a bending test, peeling was observed at the sealing part after 1200 cycles. 【table】

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明におけるベンデイング特性試験
の方法を示したものである。第2図には本発明に
よる薄形電池の電池放電試験の結果を示す特性図
であり、は実施例1による薄形電池の、は実
施例2による薄形電池の、は実施例3による薄
形電池の、は実施例4による薄形電池の、は
比較例1による薄形電池の、それぞれ200μAの定
電流放電試験結果である。
FIG. 1 shows a method for testing bending characteristics in the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the results of a battery discharge test of the thin battery according to the present invention, where is the thin battery according to Example 1, is the thin battery according to Example 2, and is the thin battery according to Example 3. 200 μA constant current discharge test results for the thin battery according to Example 4 and the thin battery according to Comparative Example 1, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 集電体を兼ねた対向した一対の金属薄板から
なる外装板の内部に、正極と負極との中間に電解
質を含むセパレータあるいは固体電解質の隔膜を
形成し、外装板の周縁を封口材で密封した薄形電
池であつて、前記封口材として、下記(a)乃至(e)の
各成分のうち少なくとも3成分を含有しており、
各成分の配合割合は、ポリマー重量中(a)が10〜95
重量%、(b)が0〜85重量%、(c)が5〜60重量%で
あり、全組成物重量中(a)と(b)と(c)との合計が50〜
90重量%、(d)が5〜50重量%、(e)が0〜45重量
%、(d)と(e)との合計が10〜50重量%である接着性
ポリオレフイン組成物を用いることを特徴とする
薄形電池。 (a) ポリオレフインとエチレン性不飽和結合を有
する有機シラン化合物とをグラフト反応して得
られる変性ポリオレフイン (b) 未変性のポリオレフイン (c) エラストマー (d) 炭酸カルシウム (e) 炭酸カルシウムを除く無機物
[Claims] 1. A separator containing an electrolyte or a solid electrolyte diaphragm is formed between a positive electrode and a negative electrode inside an exterior plate consisting of a pair of opposing thin metal plates that also serves as a current collector, and A thin battery whose periphery is sealed with a sealing material, the sealing material containing at least three of the following components (a) to (e),
The blending ratio of each component is 10 to 95 (a) in the polymer weight.
% by weight, (b) is 0 to 85% by weight, (c) is 5 to 60% by weight, and the total of (a), (b), and (c) in the total composition weight is 50 to 85% by weight.
Use an adhesive polyolefin composition in which (d) is 5 to 50 weight %, (e) is 0 to 45 weight %, and the total of (d) and (e) is 10 to 50 weight %. A thin battery featuring (a) Modified polyolefin obtained by grafting polyolefin with an organosilane compound having an ethylenically unsaturated bond (b) Unmodified polyolefin (c) Elastomer (d) Calcium carbonate (e) Inorganic substances other than calcium carbonate
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