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JP7001279B2 - Pouch-type secondary battery case with improved safety - Google Patents

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JP7001279B2
JP7001279B2 JP2019142987A JP2019142987A JP7001279B2 JP 7001279 B2 JP7001279 B2 JP 7001279B2 JP 2019142987 A JP2019142987 A JP 2019142987A JP 2019142987 A JP2019142987 A JP 2019142987A JP 7001279 B2 JP7001279 B2 JP 7001279B2
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water
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case
secondary battery
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ホン キム,ジン
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ニューワン グローバル カンパニー,リミテッド
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Description

本発明は、パウチ型二次電池ケースに係り、さらに詳しくは、電解質との反応による反応生成物による影響なしに、二次電池の内部の水分やHF(フッ化水素)を有効に取り除き、外部から水分が流れ込むことを遮断するパウチ型二次電池ケースに関する。 The present invention relates to a pouch-type secondary battery case, and more specifically, effectively removes water and HF (hydrogen fluoride) inside the secondary battery without being affected by a reaction product due to a reaction with an electrolyte, and externally. The present invention relates to a pouch-type secondary battery case that blocks the inflow of water from the battery.

リチウム二次電池としては、モバイル機器、電気自動車などに対応して、薄肉であり、形状が変形し易く、製造コストが安価である他、重量の小さなパウチ型電池が多用されている。リチウム二次電池は、活物質または電解質の中に微量の水分が存在するか、あるいは、酷い場合は、ケースの外部から水分が流れ込むことがある。このような水分が存在すれば、充電過程の電位エネルギーによって水分と電解質との反応でガスが生じて、電池セルが膨らむというスウェリング現象が起こる。特に、LiPFリチウム塩は、水分と反応して強酸であるHFを形成してしまうが、形成されたHFは、電池の外皮の金属箔(例えば、アルミニウム箔)を腐食させて隙間の形成を誘起して水分が流れ込み、流れ込まれた水分が電解質と反応してガスが生じて電池が膨らむ。前記電池が膨らむと、これは、電池の寿命を低下させる原因となり、酷い場合は、発火のリスクがある。この理由から、ケースの内部に存在する水分及びHFを取り除くことを余儀なくされる。 As the lithium secondary battery, a pouch-type battery, which is thin, easily deformed in shape, low in manufacturing cost, and has a small weight, is widely used for mobile devices, electric vehicles, and the like. Lithium secondary batteries have a small amount of water in the active material or electrolyte, or in severe cases, water may flow in from the outside of the case. If such water is present, the potential energy of the charging process causes a gas to be generated by the reaction between the water and the electrolyte, and a swirling phenomenon occurs in which the battery cell expands. In particular, the LiPF 6 lithium salt reacts with moisture to form HF, which is a strong acid, but the formed HF corrodes the metal foil (for example, aluminum foil) of the outer skin of the battery to form gaps. Moisture is induced to flow in, and the water that has flowed in reacts with the electrolyte to generate gas, causing the battery to swell. If the battery swells, this will reduce the life of the battery and, in severe cases, there is a risk of ignition. For this reason, it is obliged to remove the water and HF present inside the case.

水分とHFを取り除くために、特開2008-235256号公報は、水分及びHF吸収物質を含む吸収シートを提示している。特に、同特許の図12及び図13を参照すると、ケースの端縁領域に吸収シートが挿入された構造を採択している。ところが、同特許において、前記吸収シートの水分及びHF吸収物質が電解質と反応して生じた反応生成物は、電池の動作不良の原因となる。また、前記電解質は、前記吸収シートと接着層との間の側面に浸透して、前記ケースの貼り合わせられた部分が引き離されることがある。さらに、同特許のように、吸収シートで電池の内部の電極構造体を包み込む場合、吸収シートの厚さに見合う分だけ電極構造体の厚さが減少して、電池の容量が減り、しかも、性能が低下してしまう。なお、リードタブの位置する部分に吸収シートをさらに挿入する場合、リードタブ付き部分とリードタブ無し部分との高さ差が大きいが故に、シールが正常に行われない虞がある。 In order to remove water and HF, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-235256 presents an absorption sheet containing water and an HF absorbent substance. In particular, referring to FIGS. 12 and 13 of the same patent, a structure in which an absorbent sheet is inserted in the edge region of the case is adopted. However, in the same patent, the reaction product generated by the reaction of the water content of the absorbent sheet and the HF absorbent substance with the electrolyte causes a malfunction of the battery. Further, the electrolyte may permeate the side surface between the absorption sheet and the adhesive layer, and the bonded portion of the case may be separated. Furthermore, when the electrode structure inside the battery is wrapped with an absorbent sheet as in the patent, the thickness of the electrode structure is reduced by the amount corresponding to the thickness of the absorbent sheet, and the capacity of the battery is reduced. Performance will be reduced. When the absorbent sheet is further inserted into the portion where the lead tab is located, the height difference between the portion with the lead tab and the portion without the lead tab is large, so that the sealing may not be performed normally.

特開2008-235256号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-235256

本発明が解決しようとする課題は、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続け、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、HF及び外部から流れ込む水分を遮断する安全性が向上したパウチ型二次電池ケースを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that the reaction product produced by the reaction with the electrolyte keeps the case bonded without malfunction of the battery and affects the thickness of the electrode structure. It is an object of the present invention to provide a pouch-type secondary battery case having improved safety in blocking moisture existing inside the case and moisture flowing from the HF and the outside.

本発明の課題を達成するための安全性が向上したパウチ型二次電池ケースは、ケースをなす上及び下ケースは、層構造が互いに対称となる形状を有し、前記層構造は、収納領域及び端縁領域の全体にまたがっており、前記層構造は、第1の貼合層、吸収層及び外皮が積層されてなり、前記吸収層及び前記外皮の間には、第2の貼合層または接着剤層のうちのどちらか一方またはそれらが組み合わせられた層が配置され、前記第1の貼合層は、前記収納領域では電極構造体に臨んでおり、前記端縁領域では貼合部をなし、前記吸収層は、吸水剤または吸水剤/HF吸収剤のうちのどちらか一方を含む層構造をなす。 In the pouch-type secondary battery case with improved safety for achieving the object of the present invention, the upper and lower cases forming the case have a shape in which the layer structures are symmetrical to each other, and the layer structure is a storage area. And across the entire edge region, the layer structure consists of a first laminated layer, an absorbent layer and an outer skin laminated, and a second bonded layer between the absorbent layer and the outer skin. Alternatively, one of the adhesive layers or a layer in which they are combined is arranged, and the first bonding layer faces the electrode structure in the storage region and the bonding portion in the edge region. The absorbing layer has a layer structure containing either a water absorbing agent or a water absorbing agent / HF absorbing agent.

本発明のケースにおいて、前記吸収層は、前記吸水剤を含む吸水層の単層または積層、前記吸水層と前記HF吸収剤を含むHF吸収層との積層、前記吸水剤及び前記HF吸収剤を両方とも含む複合吸収層の単層または積層、前記複合吸収層と前記吸水層との積層、前記複合吸収層と前記HF吸収層との積層のうちから選ばれたいずれか一つの層構造をなしてもよい。 In the case of the present invention, the absorbing layer comprises a single layer or a laminate of a water absorbing layer containing the water absorbing agent, a lamination of the water absorbing layer and an HF absorbing layer containing the HF absorbing agent, the water absorbing agent and the HF absorbing agent. It has a layer structure selected from a single layer or a laminate of a composite absorption layer containing both, a laminate of the composite absorption layer and the water absorption layer, and a laminate of the composite absorption layer and the HF absorption layer. You may.

好適な本発明のケースにおいて、前記吸水層または前記複合吸収層またはそれらが組み合わせられた層は、吸水速度の異なる層が積層されてもよい。前記収納領域側の前記吸水速度は、前記収納領域の反対側の前記吸水速度よりも大きいことが好ましい。同じ材質の吸水剤における前記吸水剤の含量は、前記収納領域側の方が前記収納領域の反対側よりも多い方がよい。前記吸水層は、前記吸水速度を異にする領域に仕切られてもよい。 In a suitable case of the present invention, the water absorption layer, the composite absorption layer, or a layer in which they are combined may be laminated with layers having different water absorption rates. It is preferable that the water absorption rate on the storage area side is higher than the water absorption rate on the opposite side of the storage area. The content of the water-absorbing agent in the water-absorbing agent of the same material should be higher on the storage area side than on the opposite side of the storage area. The water absorption layer may be partitioned into regions having different water absorption rates.

本発明のケースにおいて、前記第1の貼合層は、無延伸ポリプロピレン(CPP)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)のうちのいずれか一種またはそれらの共重合体からなってもよい。前記第1の貼合層は、極性の官能基を含有するオレフィンオリゴマー、アイオノマー樹脂、ポリビニールクロリド(PVC)、ポリビニールアセテート(PVAc)、ポリビニールアルコール(PVA)、ポリビニールアセテート(PVAc)とポリビニールアルコール(PVA)との共重合体のうちから選ばれたいずれか一種またはそれらの混合物を含んでいてもよい。 In the case of the present invention, the first laminated layer may be made of any one of unstretched polypropylene (CPP), polypropylene (PP), polyethylene (PE) or a copolymer thereof. The first bonding layer includes an olefin oligomer containing a polar functional group, an ionomer resin, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinyl acetate (PVAc). It may contain any one selected from the copolymers with polyvinyl alcohol (PVA) or a mixture thereof.

好適な本発明のケースにおいて、前記接着剤層には、前記ケースの内部に起因する水分またはケースの外部から流れ込む水分またはケースの内部に起因するHFのうちの少なくともいずれか一つを吸収する吸水剤またはHF吸収剤のうちの少なくともどちらか一方が分散されてもよい。前記外皮を構成する金属箔は、HFによる腐食を防止するためのHF腐食防止層を備えていてもよい。 In a suitable case of the present invention, the adhesive layer absorbs at least one of moisture caused by the inside of the case, moisture flowing from the outside of the case, and HF caused by the inside of the case. At least one of the agent and the HF absorber may be dispersed. The metal foil constituting the outer skin may be provided with an HF corrosion prevention layer for preventing corrosion by HF.

本発明の安全性が向上したパウチ型二次電池ケースによれば、電解質と直接的に接触することなく水分を吸収する層構造を備えることにより、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続ける。なお、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、HF及び外部から流れ込む水分を遮断する。 According to the pouch-type secondary battery case with improved safety of the present invention, the reaction product produced by the reaction with the electrolyte is provided by providing a layer structure that absorbs water without directly contacting the electrolyte. Keeps the case stuck together without battery malfunction. It should be noted that the moisture existing inside the case and the moisture flowing from the HF and the outside are blocked without affecting the thickness of the electrode structure.

本発明によるパウチ型二次電池ケースを説明するための分解斜視図である。It is an exploded perspective view for demonstrating the pouch type secondary battery case by this invention. 図1のII-II線に沿って切り取った断面図である。It is sectional drawing taken along the line II-II of FIG. 本発明によるケースに水分及びHFが吸収される過程を概説する部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which outlines the process which moisture and HF are absorbed in the case by this invention. 本発明のケースの吸収層に対する事例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example with respect to the absorption layer of the case of this invention. 本発明のケースの吸収層に対する事例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example with respect to the absorption layer of the case of this invention. 本発明のケースの吸収層に対する事例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example with respect to the absorption layer of the case of this invention. 本発明のケースの吸収層に対する事例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example with respect to the absorption layer of the case of this invention.

以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、後述する実施形態は、異なる様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記において詳述される実施形態に限定されることはない。本発明の実施形態は、当分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に知らせるために提供されるものである。一方、図面において、膜(層、パターン)及び領域の厚さは、明確性を図るために誇張されてもよい。なお、膜(層、パターン)が他の膜(層、パターン)の上、上部、下部、一方の面にあると言及された場合、他の膜(層、パターン)に直接的に形成されてもよく、または、これらの間に他の膜(層、パターン)が介在されてもよい。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below can be transformed into various different embodiments, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments detailed below. Embodiments of the present invention are provided to more fully inform a person having ordinary knowledge in the art of the present invention. On the other hand, in the drawings, the thickness of the film (layer, pattern) and region may be exaggerated for clarity. When it is mentioned that the film (layer, pattern) is on one of the upper, upper, lower, and one surfaces of the other film (layer, pattern), it is directly formed on the other film (layer, pattern). Alternatively, other membranes (layers, patterns) may be interposed between them.

本発明の実施形態は、電解質と直接的に接触することなく水分を吸収する層構造を備えることにより、電解質との反応で生成される反応生成物により電池の動作不良を伴うことなく、ケースの貼り合わせを保持し続け、電極構造体の厚さに影響を与えることなく、ケースの内部に存在する水分と、HF及び外部から流れ込む水分を遮断するパウチ型二次電池ケースを提示する。このために、水分及びHFを吸収可能な層構造を有するケースについて具体的に説明し、前記層構造により水分及びHFが吸収される過程について詳しく説明する。なお、電解質との反応による反応生成物が収納領域に散布されない過程について詳しく説明する。電池の水分は、電解質との反応でガスが生じ、LiPFリチウム塩と反応してHFを生成する。この理由から、リチウム二次電池は、水分及びHFを両方とも取り除くことが好ましい。 In the embodiment of the present invention, the case is provided with a layer structure that absorbs water without directly contacting the electrolyte, so that the reaction product produced by the reaction with the electrolyte does not cause a malfunction of the battery. Presenting a pouch-type secondary battery case that keeps the bonding and blocks the moisture existing inside the case and the moisture flowing from the HF and the outside without affecting the thickness of the electrode structure. For this purpose, a case having a layer structure capable of absorbing water and HF will be specifically described, and a process in which water and HF are absorbed by the layer structure will be described in detail. The process in which the reaction product due to the reaction with the electrolyte is not sprayed on the storage area will be described in detail. The water content of the battery reacts with the electrolyte to generate gas, which reacts with the LiPF 6 lithium salt to produce HF. For this reason, it is preferable that the lithium secondary battery removes both water and HF.

図1は、本発明の実施形態によるパウチ型二次電池ケースを説明するための分解斜視図である。但し、厳密な意味の図面を表現したわけではなく、説明のしやすさのために、図示しない構成要素があり得る。 FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining a pouch-type secondary battery case according to an embodiment of the present invention. However, it does not represent a drawing in a strict sense, and for ease of explanation, there may be components (not shown).

図1によれば、パウチ型二次電池100は、上及び下ケース10a、10bからなるケース10及び電極構造体20を備える。ケース10は、電極構造体20が収納される空間を提供する収納領域A、上及び下ケース10a、10bが貼り合わせられる端縁領域Bと、に仕切られる。本発明の実施形態によるケース10の詳しい構造については、今後、図2に基づいて詳しく説明する。電極構造体20は、正極、セパレーター及び負極を一つの単位として複数が積層され、電極構造体20から延びた電極タブ21は、電極リード23に溶接やリベット(rivet)などにより結合される。電極タブ21は、電極リード23を介して電極構造体20から引き出されて外部端子と接続される。 According to FIG. 1, the pouch-type secondary battery 100 includes a case 10 including upper and lower cases 10a and 10b, and an electrode structure 20. The case 10 is divided into a storage area A that provides a space for storing the electrode structure 20, and an edge region B to which the upper and lower cases 10a and 10b are bonded. The detailed structure of the case 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. A plurality of electrode structures 20 are laminated with a positive electrode, a separator, and a negative electrode as one unit, and the electrode tabs 21 extending from the electrode structure 20 are bonded to the electrode leads 23 by welding, rivets, or the like. The electrode tab 21 is drawn out from the electrode structure 20 via the electrode lead 23 and connected to an external terminal.

シール部22は、電極リード23を封止して、電極リード23を経て電解質やガスが流出されないようにする。電極リード23は、一般に、板状または棒状であり、電気伝導性を有する金属材質からなる。電極リード23は、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)及びその合金のうちから選ばれたいずれか一種の金属から形成されてもよい。電極リード23は、シール部22との接着力の向上及び腐食の防止のために、クロム化合物、リン化合物などにより表面処理されてもよい。 The sealing portion 22 seals the electrode lead 23 so that the electrolyte and gas do not flow out through the electrode lead 23. The electrode lead 23 is generally plate-shaped or rod-shaped, and is made of a metal material having electrical conductivity. The electrode lead 23 may be formed of any one of a metal selected from aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu) and an alloy thereof. The electrode lead 23 may be surface-treated with a chromium compound, a phosphorus compound, or the like in order to improve the adhesive force with the sealing portion 22 and prevent corrosion.

図2は、図1のII-II線に沿って切り取った断面図である。説明のし易さのために、一部は省略されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. Some parts have been omitted for ease of explanation.

図2によれば、ケース10をなす上及び下ケース10a、10bは、層構造が互いに対称となる形状を有する。上ケース10aは、第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34及び外皮35がこの順に積層されてなる。下ケース10bは、第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34及び外皮35がこの順に積層されてなる。このとき、上ケース10aの第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34及び外皮35のそれぞれは、下ケース10bの第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34及び外皮35と同様である。 According to FIG. 2, the upper and lower cases 10a and 10b forming the case 10 have a shape in which the layer structures are symmetrical to each other. The upper case 10a is formed by laminating a first bonding layer 30, an absorbing layer 31, a second bonding layer 32, an adhesive layer 33, an HF corrosion prevention layer 34, and an outer skin 35 in this order. The lower case 10b is formed by laminating the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion prevention layer 34, and the outer skin 35 in this order. At this time, each of the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion prevention layer 34, and the outer skin 35 of the upper case 10a is the first of the lower case 10b. It is the same as the bonding layer 30, the absorption layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion prevention layer 34, and the outer skin 35.

第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34のそれぞれの厚さは、製造される二次電池の形状、用途などに応じて自由に定めることができ、本発明がこれに限定されることはないが、0.1~50μm、好ましくは、5~15μmであってもよい。このとき、吸収層31は吸収物質を含むため、他の層に比べて相対的に厚くてもよい。 The thickness of each of the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, and the HF corrosion prevention layer 34 depends on the shape and application of the secondary battery to be manufactured. The present invention is not limited to this, but may be 0.1 to 50 μm, preferably 5 to 15 μm. At this time, since the absorbent layer 31 contains an absorbent substance, it may be relatively thicker than the other layers.

本発明の実施形態による第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33、HF腐食防止層34及び外皮35は、層構造に積層されて、ケース10の収納領域A及び端縁領域Bの全体にまたがっている。収納領域Aに満たされている電解質は、第1の貼合層30に直接的に接触し、吸収層31とは直接的に接触しない。なぜならば、吸収層31は、第1の貼合層30により前記電解質と引き離されるためである。こうなると、電解質が吸収層31の水分及びHF吸収物質と反応して生成された反応生成物が収納領域Aに散布されることを防止する。すなわち、前記電解質のHFや水分が第1の貼合層30に浸透して吸収層31の前記吸収物質と反応するとしても、反応生成物は吸収層31に存在することになるため、収納領域Aには存在しない。これにより、本発明の実施形態においては、反応生成物が収納領域Aに散布して引き起こされる電池の動作不良を遮断することができる。 The first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33, the HF corrosion prevention layer 34, and the outer skin 35 according to the embodiment of the present invention are laminated in a layer structure, and the case 10 It straddles the entire storage area A and edge area B of the above. The electrolyte filled in the storage area A comes into direct contact with the first laminating layer 30 and does not come into direct contact with the absorbing layer 31. This is because the absorption layer 31 is separated from the electrolyte by the first bonding layer 30. This prevents the reaction product produced by the reaction of the electrolyte with the water content of the absorption layer 31 and the HF absorbing substance from being sprayed on the storage region A. That is, even if the HF and moisture of the electrolyte permeate the first bonded layer 30 and react with the absorbent substance of the absorption layer 31, the reaction product is present in the absorption layer 31, so that the storage area It does not exist in A. Thereby, in the embodiment of the present invention, it is possible to block the malfunction of the battery caused by the reaction product being sprayed on the storage area A.

外皮35は、基本的に、保護層及び金属箔を備える。前記保護層は、外部の環境から前記金属箔を保護する役割を果たし、厚さに比べて優れた引っ張り強度と耐候性などが求められる。前記保護層には、ポリエステル、延伸ナイロンフィルムなどが多用されている。前記金属箔は、湿気や空気の出入りを遮断するため、バリア層とも呼ばれる。前記金属箔としては、主としてアルミニウムが用いられ、アルミニウムは、ガスなどに対する遮断特性と薄膜状の加工を可能にする軟性を有し、しかも、安価である。いうまでもなく、前記保護層及び金属箔の材質は、本発明の範囲内において制限なしに適用可能である。外皮35は、本発明の範囲内において絶縁、剥離などの機能を発揮する別途の層を種々に備えていてもよい。 The outer skin 35 basically includes a protective layer and a metal foil. The protective layer plays a role of protecting the metal foil from the external environment, and is required to have excellent tensile strength and weather resistance as compared with the thickness. Polyester, stretched nylon film and the like are often used for the protective layer. The metal leaf is also called a barrier layer because it blocks the ingress and egress of moisture and air. Aluminum is mainly used as the metal foil, and aluminum has a blocking property against gas and the like and a softness that enables thin film processing, and is inexpensive. Needless to say, the materials of the protective layer and the metal leaf can be applied without limitation within the scope of the present invention. The outer skin 35 may be provided with various separate layers that exhibit functions such as insulation and peeling within the scope of the present invention.

上及び下ケース10a、10bの第1の貼合層30は、収納領域Aでは電極構造体20に臨んでおり、端縁領域Bでは貼合部をなす。前記貼合部は、熱接着(ヒートシール)(heat sealing)、乾式貼り合わせ(ドライラミネーション)(dry lamination)などの公知の方式により互いに貼り合わせられる。第1の貼合層30には、これに何ら限定されるものではないが、主として、無延伸ポリプロピレン(CPP)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)などの低融点樹脂が用いられる。例えば、第1の貼合層30は、ランダムポリプロピレン(PP)、変性ポリオレフィン(PO)及び熱可塑性エラストマー(elastomer)を含んでなってもよい。ここで、ランダムポリプロピレン(PP)とは、ランダムコポリマー(copolymer)またはランダムターポリマー(terpolymer)のことをいい、ランダムターポリマーが好適に用いられる。ランダムポリプロピレン(PP)は、溶融指数(g/10min)が0.3~30であり、融点が145℃以上、好ましくは、150℃以上のポリプロピレン系の樹脂であればよい。変性ポリオレフィンは極性基を有するので、接着性シール性に優れた酸変性ポリオレフィンであってもよい。酸変性ポリオレフィンとは、無水マレイン酸などの酸をグラフト変性したポリオレフィンのことである。 The first bonding layer 30 of the upper and lower cases 10a and 10b faces the electrode structure 20 in the storage area A, and forms a bonding portion in the edge region B. The bonded portions are bonded to each other by a known method such as heat sealing and dry lamination. The first bonding layer 30 is not limited to this, but mainly a low melting point resin such as unstretched polypropylene (CPP), polypropylene (PP), or polyethylene (PE) is used. For example, the first bonded layer 30 may contain random polypropylene (PP), modified polyolefin (PO) and thermoplastic elastomer (elastomer). Here, the random polypropylene (PP) refers to a random copolymer or a random terpolymer, and a random terpolymer is preferably used. Random polypropylene (PP) may be a polypropylene-based resin having a melting index (g / 10 min) of 0.3 to 30 and a melting point of 145 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher. Since the modified polyolefin has a polar group, it may be an acid-modified polyolefin having excellent adhesive sealing property. The acid-modified polyolefin is a polyolefin graft-modified with an acid such as maleic anhydride.

熱可塑性エラストマーは、典型的な分子構造がトリブロック共重合体であり、特に、オレフィン系の熱可塑性エラストマーは、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂とオレフィン系(例えば:EDPM、エチレンプロピレンジエンモノマー)を主成分として結合した物質である。ポリオレフィン系のエラストマーは、軽質相にポリスチレンやポリプロピレン、軟質相にスチレン-プロピレンゴム(EPR)、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EDPM)を有する。オレフィン系の熱可塑性エラストマーは、オレフィン系の樹脂の含量に応じて、50~120℃の広い範囲において融点が調節可能である。 The typical molecular structure of the thermoplastic elastomer is a triblock copolymer, and in particular, the olefin-based thermoplastic elastomer is an olefin-based resin such as polyethylene or polypropylene and an olefin-based resin (for example: EDPM, ethylene propylene diene monomer). It is a substance bound with the main component. The polyolefin-based elastomer has polystyrene or polypropylene in the light phase, styrene-propylene rubber (EPR), or ethylene-propylene-diene rubber (EDPM) in the soft phase. The melting point of the olefin-based thermoplastic elastomer can be adjusted in a wide range of 50 to 120 ° C. depending on the content of the olefin-based resin.

熱可塑性エラストマーのゲル(gel)分率は、20~90%であることが好ましい。ゲル分率が20%未満では、架橋の度合いが不十分であり、熱融着するときにエラストマーが溶融する量が多過ぎる。ゲル分率が90%を超えると、架橋の度合いが大き過ぎて接着性が悪くなる。本発明の第1の貼合層30は、ランダムポリプロピレンとエラストマーを95:5~50:50の比率にて含有することが好ましい。エラストマーの含有量が上記の割合よりも低ければ、第1の貼合層30の弾性率が低下する。エラストマーの含有量が上記の割合よりも多くなると、熱融着するときに流下する樹脂の量が余計に多くなる。ランダムポリプロピレンと熱可塑性エラストマーとの混合比は、80:20~60:40であることがさらに好ましい。 The gel fraction of the thermoplastic elastomer is preferably 20 to 90%. If the gel fraction is less than 20%, the degree of cross-linking is insufficient and the amount of elastomer melted during heat fusion is too large. If the gel fraction exceeds 90%, the degree of cross-linking is too large and the adhesiveness deteriorates. The first laminated layer 30 of the present invention preferably contains random polypropylene and an elastomer in a ratio of 95: 5 to 50:50. If the content of the elastomer is lower than the above ratio, the elastic modulus of the first bonded layer 30 is lowered. When the content of the elastomer is higher than the above ratio, the amount of the resin flowing down during heat fusion becomes excessively large. The mixing ratio of the random polypropylene and the thermoplastic elastomer is more preferably 80:20 to 60:40.

第1の貼合層30は、従来とは異なり、吸収シートを挿入しないことから、従来に比べて工程を簡単にすることができる。従来には、吸収シートを挿入する工程が別途に求められていた。例えば、特開2008-235256号公報の図12及び図13を参照すると、吸収シートをケースに配置する過程が必要である。しかしながら、本発明は、第1の貼合層30、吸収層31、第2の貼合層32、接着剤層33及び外皮35の層構造を備える上及び下ケース10a、10bを互いに熱接着などで貼り合わせるので、工程が簡単である。このような熱接着などは、本発明の吸収層31がない場合にも適用される一般的な方法である。 Unlike the conventional laminating layer 30, the first laminating layer 30 does not insert an absorbent sheet, so that the process can be simplified as compared with the conventional one. Conventionally, a process of inserting an absorbent sheet has been separately required. For example, referring to FIGS. 12 and 13 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-235256, a process of arranging the absorption sheet in the case is necessary. However, in the present invention, the upper and lower cases 10a and 10b having the layer structure of the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, the second bonding layer 32, the adhesive layer 33 and the outer skin 35 are heat-bonded to each other, etc. The process is simple because it is pasted together with. Such thermal adhesion is a general method applied even when the absorption layer 31 of the present invention is not present.

周知の如く、第1の貼合層30をなす物質は、電解質に対して安定的な物質である。これにより、第1の貼合層30は、収納領域A及び端縁領域Bの全体にまたがっているが、たとえ電解質に晒されるとしても、第1の貼合層30は、電解質によりダメージを受けない。なお、第1の貼合層30を熱接着、ドライラミネーションなどで貼り合わせると、前記電解質がケース10の外部に漏れ出ない程度の十分な接合力を有する。 As is well known, the substance forming the first bonded layer 30 is a substance stable to the electrolyte. As a result, the first bonded layer 30 straddles the entire storage area A and the edge region B, but even if exposed to the electrolyte, the first bonded layer 30 is damaged by the electrolyte. do not have. When the first bonding layer 30 is bonded by heat bonding, dry lamination, or the like, it has sufficient bonding force to prevent the electrolyte from leaking to the outside of the case 10.

吸収層31は、第1の貼合層30と同じ材質からなり、ケース10の内部と外部の水分を吸収し、さらに、HFを吸収するための層であって、これについては、今後、図3から図7に基づいて詳しく説明する。第2の貼合層32は、吸収層31を保護しながら貼り合わせ可能な物質からなり、第2の貼合層32の材質は、第1の貼合層30と同様である。場合によって、吸収層31の保護が十分に行われている限り、第2の貼合層32は備えなくても構わない。すなわち、第1の貼合層30、吸収層31及び第2の貼合層32は、同種の材質であり、但し、吸収層31には、水分またはHFまたはこれらを両方とも吸収するための吸収剤が分散されている点で相違点がある。 The absorption layer 31 is made of the same material as the first bonded layer 30, and is a layer for absorbing moisture inside and outside the case 10 and further absorbing HF. 3 to 7 will be described in detail. The second bonding layer 32 is made of a substance that can be bonded while protecting the absorption layer 31, and the material of the second bonding layer 32 is the same as that of the first bonding layer 30. In some cases, the second bonding layer 32 may not be provided as long as the absorption layer 31 is sufficiently protected. That is, the first bonding layer 30, the absorbing layer 31, and the second bonding layer 32 are made of the same material, except that the absorbing layer 31 absorbs moisture, HF, or both of them. The difference is that the agents are dispersed.

接着剤層33は、第2の貼合層32及び外皮35を接着剤で接着する。このとき、外皮35の金属箔には、HFによる前記金属箔の腐食を防止するためのHF腐食防止層34が存在することがある。前記接着剤は、何ら制限はないが、ホットメルト型接着剤が好適に用いられる。接着剤層33には、外皮35の金属箔との接着力を高めるために、接着剤層33には、極性の官能基を含有するオレフィンオリゴマー(oligomer)、アイオノマー(ionomer)樹脂、ポリビニールクロリド(PVC)、ポリビニールアセテート(PVAc)、ポリビニールアルコール(PVA)、ポリビニールアセテート(PVAc)とポリビニールアルコール(PVA)との共重合体のうちから選ばれたいずれか一種またはそれらの混合物を添加してもよい。前記オレフィン系のオリゴマーは、ほとんど炭素及び水素のみの原子の組み合わせからなり、直鎖状若しくは分岐状の重合体のことをいう。前記オレフィン系のオリゴマーに含有される官能基は、オレフィン系のオリゴマーに共有結合でグラフトしたものである。極性を有する官能基の好適な例としては、酸無水物基、水酸基、カルボキシル基、アミド基、ウレタン基、イミド基、マレイミド基、チオール基などが挙げられ、特に好適な例としては、無水マレイン酸基が挙げられる。 The adhesive layer 33 adheres the second bonding layer 32 and the outer skin 35 with an adhesive. At this time, the metal foil of the outer skin 35 may have an HF corrosion prevention layer 34 for preventing corrosion of the metal foil by HF. The adhesive is not limited in any way, but a hot melt type adhesive is preferably used. The adhesive layer 33 has an olefin oligomer (polymer) containing a polar functional group, an ionomer resin, and polyvinyl chloride in order to enhance the adhesive force of the outer skin 35 with the metal foil. (PVC), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), any one selected from a copolymer of polyvinyl acetate (PVAc) and polyvinyl alcohol (PVA), or a mixture thereof. It may be added. The olefin-based oligomer is a combination of atoms containing almost only carbon and hydrogen, and refers to a linear or branched polymer. The functional group contained in the olefin-based oligomer is covalently grafted to the olefin-based oligomer. Preferable examples of the functional group having polarity include an acid anhydride group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a urethane group, an imide group, a maleimide group, a thiol group and the like, and a particularly suitable example is an anhydrous maleine. Acid groups can be mentioned.

前記アイオノマー樹脂は、エチレン系のアイオノマー樹脂であることが好ましい。エチレン系のアイオノマー樹脂は、エチレンメタクリル酸共重合体若しくはエチレンアクリル酸共重合体などのエチレン共重合体に亜鉛イオン、カリウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、リチウムイオンなどの金属イオンで擬似架橋した樹脂である。エチレン系のアイオノマー樹脂には、分子内にカルボキシル基を有するエチレン共重合体と金属酸化物、金属水酸化物、または金属塩を混合して得られるものも含まれる。カルボキシル基を有するエチレン共重合体と金属塩などを混合すれば、カルボキシル基は金属イオンにより中和されてカルボン酸イオンとなって、金属イオンとの塩を形成する。複数のカルボン酸イオンが金属イオンと会合することにより、エチレン共重合体などの種類が擬似架橋されてアイオノマー樹脂となる。 The ionomer resin is preferably an ethylene-based ionomer resin. The ethylene-based ionomer resin is a resin obtained by pseudo-crosslinking an ethylene copolymer such as an ethylene methacrylate copolymer or an ethylene acrylic acid copolymer with metal ions such as zinc ion, potassium ion, sodium ion, magnesium ion and lithium ion. Is. The ethylene-based ionomer resin also includes a resin obtained by mixing an ethylene copolymer having a carboxyl group in the molecule with a metal oxide, a metal hydroxide, or a metal salt. When an ethylene copolymer having a carboxyl group and a metal salt or the like are mixed, the carboxyl group is neutralized by the metal ion to become a carboxylic acid ion, and a salt with the metal ion is formed. By associating a plurality of carboxylic acid ions with metal ions, types such as ethylene copolymers are pseudo-crosslinked to form ionomer resins.

接着剤層33には、ケース10の内部に起因する水分及びケースの外部から流れ込む水分を必須的に吸収し、選択的に、ケース10の内部に起因するHFを吸収する吸水剤または吸水剤/HF吸収剤のうちのどちらか一方が分散されていてもよい。前記HF吸収剤は、公知のものであれば、制限なしに使用可能であり、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム、活性炭、硅藻土、パーライト、ゼオライト、ハイドロタルサイト、焼成ハイドロタルサイト及びハイドロタルサイト酸化物などが挙げられる。 The adhesive layer 33 is a water-absorbing agent or a water-absorbing agent that indispensably absorbs the moisture generated inside the case 10 and the moisture flowing from the outside of the case, and selectively absorbs the HF caused by the inside of the case 10. Either one of the HF absorbers may be dispersed. The HF absorber can be used without limitation as long as it is known, and lithium carbonate, sodium carbonate, calcium hydroxide, activated charcoal, diatomaceous earth, pearlite, zeolite, hydrotalcite, calcined hydrotalcite and the like can be used. Examples include hydrotalcite oxide.

前記吸水剤は、公知の物質であれば、制限なしに使用可能であり、無機物質、有機物質またはそれらが組み合わせられたハイブリッド物質であってもよい。無機物質は、活性炭、ゼオライト、BaTiO、(HfO)SrTiO、SiO、SnO、CeO、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO、Y、Al、TiO、ソーダ石灰、リチウム-シリカ、一般式MSOまたはMSOで表わされる硫酸塩(Mは、Na、K、Mg、Caのうちのいずれか一種)などが挙げられる。有機物質は、アクリル酸またはアクリルアミド単量体がグラフトされた共重合体を含むアクリレート系の吸水剤、エチレンマレイン酸無水物共重合体、カルボキシメチルセルロース及びポリエチレンオキシドなどが挙げられる。ハイブリッド物質は、ナノ分散工法などにより前記無機物質及び有機物質がハイブリッドされた物質である。 The water absorbing agent can be used without limitation as long as it is a known substance, and may be an inorganic substance, an organic substance, or a hybrid substance in which they are combined. Inorganic substances include activated carbon, zeolite, BaTIO 3 , (HfO 2 ) SrTiO 3 , SiO 2 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , and TIO 2 . , Soda lime, lithium-silica, sulfate represented by the general formula MSO 4 or M 2 SO 4 (M is any one of Na, K, Mg and Ca) and the like. Examples of the organic substance include an acrylate-based water-absorbing agent containing a copolymer grafted with acrylic acid or an acrylamide monomer, an ethylene maleic acid anhydride copolymer, carboxymethyl cellulose and polyethylene oxide. The hybrid substance is a substance in which the inorganic substance and the organic substance are hybridized by a nano-dispersion method or the like.

接着剤層33は、外皮35の金属箔との接着のためのものであるため、第2の貼合層32がその機能を十分に発揮する限り、接着剤層33は省略されてもよい。この場合、前記金属箔との接着力を高めるために、接着剤層33に添加された物質が第2の貼合層32に添加されてもよい。また、接着剤層33は、吸収層31に比べて収納領域Aから遠く離れているため、収納領域Aの内部に起因する(内部からの)水分及びHFの吸収に対してほとんど寄与しないこともある。これにより、接着剤層33は、ケース10の外部から流れ込む水分の吸収を防ぐための吸水剤のみを含んでいてもよい。 Since the adhesive layer 33 is for adhering to the metal foil of the outer skin 35, the adhesive layer 33 may be omitted as long as the second bonding layer 32 sufficiently exerts its function. In this case, the substance added to the adhesive layer 33 may be added to the second bonding layer 32 in order to enhance the adhesive force with the metal foil. Further, since the adhesive layer 33 is farther from the storage area A than the absorption layer 31, it may hardly contribute to the absorption of moisture (from the inside) and HF caused by the inside of the storage area A. be. As a result, the adhesive layer 33 may contain only a water absorbing agent for preventing absorption of water flowing from the outside of the case 10.

HF腐食防止層34は、金や銀またはポリエチレン、テフロン(登録商標)、ナトリウム、カルシウム、ガラスパウダー、ニトロベンゼン、アニリン、アセトアニリド、アミド、塩化ベンゼンなどのHFに対して強い耐性を有する材料または不活性化させ得る材料を外皮層にコーティングする方法で外皮35の金属箔をHFから保護するためのものであり、吸収層31がその機能を十分に発揮する限り、HF腐食防止層34は省略されてもよい。 The HF corrosion protection layer 34 is a material or inert material having strong resistance to HF such as gold, silver or polyethylene, Teflon®, sodium, calcium, glass powder, nitrobenzene, aniline, acetanilide, amide, benzene chloride. The purpose is to protect the metal leaf of the outer skin 35 from HF by coating the outer skin layer with a material that can be transformed, and as long as the absorption layer 31 fully exerts its function, the HF corrosion prevention layer 34 is omitted. May be good.

図3は、本発明の実施形態によるケースに水分及びHFが吸収される過程を概説する部分断面図である。このとき、本発明のケースについては、図1及び図2を参照されたい。 FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating the process by which water and HF are absorbed in the case according to the embodiment of the present invention. At this time, refer to FIGS. 1 and 2 for the case of the present invention.

図3によれば、吸収層31には、上述した吸水剤が含まれ、場合によって、前記HF吸収剤がさらに含まれていてもよい。換言すれば、吸収層31は、前記吸水剤を必須的に含み、前記HF吸収剤を選択的に含む。一方、ケース10においては、欠陥または自然的な拡散路により水分または水分/HFが吸収されたり放出されたりする現象が起こる。収納領域Aにおける欠陥の例を挙げると、ケース10を作製する過程において金属箔の変形が起こるため、金属箔に微細なひび割れ(crack)が生じる。なお、端縁領域Bにおける欠陥の例を挙げると、第1の貼合層30間の貼合部(点線にて示す領域)において拡散路が自然に生じることがある。前記吸水剤及び前記HF吸収剤をまとめて吸収物質Pと称する。 According to FIG. 3, the absorption layer 31 contains the above-mentioned water absorbing agent, and may further contain the HF absorbing agent in some cases. In other words, the absorption layer 31 indispensably contains the water absorbing agent and selectively contains the HF absorbing agent. On the other hand, in case 10, a phenomenon occurs in which water or water / HF is absorbed or released due to a defect or a natural diffusion path. To give an example of a defect in the storage region A, the metal foil is deformed in the process of manufacturing the case 10, so that fine cracks occur in the metal foil. To give an example of a defect in the edge region B, a diffusion path may naturally occur in the bonded portion (region shown by the dotted line) between the first bonded layers 30. The water absorbing agent and the HF absorbing agent are collectively referred to as an absorbent substance P.

収納領域Aにおいて、外部の水分EWは吸収層31に拡散されて吸収物質Pの吸水剤により吸収される。また、第1の貼合層30を貫通して流れる内部の水分IWまたは水分/HF[IW(F)]は、吸収層31に拡散されて吸収物質Pの吸水剤または吸水剤/HF吸収剤により吸収される。こうなると、たとえ収納領域Aに欠陥(微細なひび割れ、接着不良、拡散炉など)があるとしても、外部の水分EWが収納領域Aの電極構造体20に浸透されないようにする。図示はしないが、接着剤層33には、外部の水分EWを吸収する吸水剤が存在するため、外部の水分EWの浸透をさらに確実に遮断することができる。なお、内部の水分IWまたは水分/HF[IW(F)]は、吸収層31、さらには、接着剤層33により吸収されて、収納領域Aの内部の水分IWまたは水分/HF[IW(F)]の含量を大幅に減らすことができる。 In the storage region A, the external moisture EW is diffused into the absorbing layer 31 and absorbed by the water absorbing agent of the absorbing substance P. Further, the internal moisture IW or moisture / HF [IW (F)] flowing through the first bonded layer 30 is diffused into the absorbing layer 31 and is a water absorbing agent or a water absorbing agent / HF absorbing agent of the absorbing substance P. Is absorbed by. In this case, even if the storage area A has defects (fine cracks, poor adhesion, diffusion furnace, etc.), the external moisture EW is prevented from penetrating into the electrode structure 20 of the storage area A. Although not shown, the adhesive layer 33 has a water absorbing agent that absorbs the external moisture EW, so that the permeation of the external moisture EW can be blocked more reliably. The internal moisture IW or moisture / HF [IW (F)] is absorbed by the absorption layer 31 and further by the adhesive layer 33, and the moisture IW or moisture / HF [IW (F) inside the storage region A is absorbed. )] Can be significantly reduced.

端縁領域Bにおいて、外部の水分EWは貼合部に拡散されて、収納領域Aに達すると、ほとんどの外部の水分EWは吸収層31の吸水剤に吸収される。具体的に、外部の水分EWは、前記貼り合わせ領域に触れるところで最大限に吸収され、収納領域Aの近くには外部の水分EWが存在しなくなる。第1の貼合層30に沿って流れる内部の水分IWまたは水分/HF[IW(F)]は、吸収層31に拡散されて吸収物質Pの吸水剤または吸水剤/HF吸収剤により吸収される。これにより、収納領域Aの内部の水分IWまたは水分/HF[IW(F)]の含量を大幅に減らすことができる。 In the edge region B, the external moisture EW is diffused to the bonded portion, and when it reaches the storage region A, most of the external moisture EW is absorbed by the water absorbing agent of the absorbing layer 31. Specifically, the external moisture EW is absorbed to the maximum when it touches the bonded region, and the external moisture EW does not exist near the storage region A. The internal moisture IW or moisture / HF [IW (F)] flowing along the first bonded layer 30 is diffused into the absorbing layer 31 and absorbed by the water absorbing agent or the water absorbing agent / HF absorbing agent of the absorbing substance P. To. Thereby, the content of the water IW or the water / HF [IW (F)] inside the storage area A can be significantly reduced.

図4から図7は、本発明の実施形態によるケース10の吸収層31に対する事例を示す断面図である。それぞれの事例には、説明のし易さのために、それぞれ参照符号40、41、42及び43を付する。このとき、パウチ型二次電池100については、図1及び図2を参照されたい。ここで、第1の事例は、吸水剤のみを含む層は31Wと示し、HF吸収剤のみを含む層は31Fと示し、且つ、吸水剤/HF吸収剤を含む層は31WFと示す。 4 to 7 are cross-sectional views showing an example of the absorption layer 31 of the case 10 according to the embodiment of the present invention. Reference numerals 40, 41, 42 and 43 are attached to each case for ease of explanation. At this time, refer to FIGS. 1 and 2 for the pouch-type secondary battery 100. Here, in the first example, the layer containing only the water absorbing agent is shown as 31W, the layer containing only the HF absorbing agent is shown as 31F, and the layer containing only the water absorbing agent / HF absorbing agent is shown as 31WF.

図4によれば、第1の事例40の第1の吸収層31aは、収納領域A及び端縁領域Bの全体にまたがっている。第1の事例40の第1の吸収層31aは、第1の吸水剤を含む吸水層31W及び第2の吸水剤を含む吸水層31Wが単層として存在するか、または、積層されたものである。換言すれば、第1の事例40の第1の吸収層31aは、HF吸収剤を含んでいない。ここで、単層とは、第1の吸水剤を含む吸水層31W及び第2の吸水剤を含む吸水層31Wのうちのどちらか一方の層のことをいう。積層の場合、第1の吸水剤を含む吸水層31Wは、収納領域Aの電極構造体20を向いていて、ケース10の内部からの水分を吸収する。なお、第2の吸水剤を含む吸水層31Wは、ケース10の外部からの水分を吸収する。前記第1及び第2の吸水剤は、上述した吸水剤と同様である。 According to FIG. 4, the first absorption layer 31a of the first case 40 spans the entire storage region A and the edge region B. In the first absorption layer 31a of the first case 40, the water absorption layer 31W containing the first water absorption agent and the water absorption layer 31W containing the second water absorption agent exist as a single layer or are laminated. be. In other words, the first absorption layer 31a of the first case 40 does not contain an HF absorber. Here, the single layer refers to either one of the water-absorbing layer 31W containing the first water-absorbing agent and the water-absorbing layer 31W containing the second water-absorbing agent. In the case of laminating, the water absorbing layer 31W containing the first water absorbing agent faces the electrode structure 20 of the storage region A and absorbs moisture from the inside of the case 10. The water absorbing layer 31W containing the second water absorbing agent absorbs water from the outside of the case 10. The first and second water-absorbing agents are the same as the above-mentioned water-absorbing agents.

第1の吸水剤を含む吸水層31Wにおける水分を吸収する速度は、第2の吸水剤を含む吸水層31Wにおける水分を吸収する速度に比べて大きいことが好ましい。二次電池の製造過程中に電極構造体20に水分が含まれていてもよく、電極構造体20の収納過程において水分が流れ込む可能性があるため、収納領域Aに存在する水分は速やかに取り除かなければならない。これにより、第1の吸水剤を含む吸水層31Wが水分を吸収する速度を高めて、二次電池の性能を保つことができる。これに対し、ケース10の外部から流れ込む水分は、第2の吸水剤を含む吸水層31Wに沿って徐々に吸収されるため、水分を吸収する速度が相対的に遅くても構わない。 The rate of absorbing water in the water absorbing layer 31W containing the first water absorbing agent is preferably higher than the rate of absorbing water in the water absorbing layer 31W containing the second water absorbing agent. Moisture may be contained in the electrode structure 20 during the manufacturing process of the secondary battery, and the moisture may flow into the electrode structure 20 during the storage process. Therefore, the water present in the storage area A should be promptly removed. There must be. As a result, the speed at which the water-absorbing layer 31W containing the first water-absorbing agent absorbs water can be increased, and the performance of the secondary battery can be maintained. On the other hand, the water flowing from the outside of the case 10 is gradually absorbed along the water absorbing layer 31W containing the second water absorbing agent, so that the rate of absorbing water may be relatively slow.

一方、第1の吸水剤を含む吸水層31W及び第2の吸水剤を含む吸水層31Wにおける吸水速度は、吸水剤の含量及び種類などに応じて調節される。例えば、同じ材質の吸水剤であるとしたとき、吸水剤の含量が大きければ、吸水速度は大きい。含量という観点からみたとき、第1の吸水剤を含む吸水層31Wにおける吸水剤の含量は、第2の吸水剤を含む吸水層31Wにおける吸水剤の含量よりも大きい。 On the other hand, the water absorption rate in the water absorption layer 31W containing the first water absorption agent and the water absorption layer 31W containing the second water absorption agent is adjusted according to the content and type of the water absorption agent. For example, assuming that the water absorbing agents are made of the same material, if the content of the water absorbing agent is large, the water absorption rate is high. From the viewpoint of the content, the content of the water-absorbing agent in the water-absorbing layer 31W containing the first water-absorbing agent is larger than the content of the water-absorbing agent in the water-absorbing layer 31W containing the second water-absorbing agent.

本発明の吸水剤による吸水速度は、第2の吸水剤を含む吸水層31Wの特性を考慮した技術的な思想に基づく。これにより、前記吸水速度の差は、前記技術的思想を考慮することなく、吸水のための繰り返し実験を通して得られないものである。なお、前記吸水速度の差は、本発明の実施形態によるパウチ型二次電池の容量、電解質の種類、大きさ、形状、吸水剤の種類などを考慮して調節可能である。 The water absorption rate by the water-absorbing agent of the present invention is based on a technical idea considering the characteristics of the water-absorbing layer 31W containing the second water-absorbing agent. As a result, the difference in water absorption rate cannot be obtained through repeated experiments for water absorption without considering the technical idea. The difference in water absorption rate can be adjusted in consideration of the capacity of the pouch-type secondary battery according to the embodiment of the present invention, the type, size, shape of the electrolyte, the type of water absorbing agent, and the like.

図5によれば、第2の事例41の第2の吸収層31bは、収納領域A及び端縁領域Bの全体にまたがっている。第2の事例41の第2の吸収層31bは、吸水剤のみを含む吸水層31W及びHF吸収剤のみを含むHF吸収層31Fが積層されている。このとき、吸水層31W及びHF吸収層31Fの数、厚さなどは、本発明の二次電池の大きさ、電解質の特性を考慮して定められる。このとき、前記吸水剤及びHF吸収剤は、上述したものと同様である。なお、吸水層31Wは、図4に基づいて説明したように、吸水速度が異なるように設計されてもよい。 According to FIG. 5, the second absorption layer 31b of the second case 41 spans the entire storage region A and the edge region B. The second absorbing layer 31b of the second case 41 is laminated with a water absorbing layer 31W containing only a water absorbing agent and an HF absorbing layer 31F containing only an HF absorbing agent. At this time, the number, thickness, and the like of the water absorption layer 31W and the HF absorption layer 31F are determined in consideration of the size of the secondary battery of the present invention and the characteristics of the electrolyte. At this time, the water absorbing agent and the HF absorbing agent are the same as those described above. The water absorption layer 31W may be designed so that the water absorption rate is different as described with reference to FIG.

図6によれば、第3の事例42の第3の吸収層31cは、収納領域A及び端縁領域Bの全体にまたがっている。第3の事例42の第3の吸収層31cは、水分及びHFを両方とも吸収する複合吸収層31WFが単層として存在するか、または、積層されたものである。換言すれば、第3の事例42の第3の吸収層31cは、吸水剤及びHF吸収剤を両方とも含む。このとき、前記吸水剤及びHF吸収剤は、上述したものと同様である。なお、吸水層31Wは、図4に基づいて説明したように、吸水速度が異なるように設計されてもよい。 According to FIG. 6, the third absorption layer 31c of the third case 42 spans the entire storage region A and the edge region B. In the third absorption layer 31c of the third case 42, the composite absorption layer 31WF that absorbs both water and HF exists as a single layer or is laminated. In other words, the third absorbing layer 31c of the third case 42 contains both a water absorbing agent and an HF absorbing agent. At this time, the water absorbing agent and the HF absorbing agent are the same as those described above. The water absorption layer 31W may be designed so that the water absorption rate is different as described with reference to FIG.

図7によれば、第4の事例43の第4の吸収層31dは、端縁領域Bには吸水剤を含む吸水層31W及びHF吸収剤を含むHF吸収層31Fが積層され、吸水層31Wは、吸水速度の異なる第1の領域a及び第2の領域bに仕切られる。第1の領域aは、ケース10の外部からの水分を吸収し、第2の領域bは、ケース10の内部からの水分を吸収する。このために、第1の領域aは、第2の領域bよりもケース10の外側に位置する。なお、第1の領域aの吸水は相対的に遅くし、第2の領域bの吸水は相対的に速くしてもよい。収納領域Bには端縁領域Bの第2の領域bが延びて、ケース10の内部からの水分を吸収する。 According to FIG. 7, in the fourth absorbing layer 31d of the fourth case 43, the water absorbing layer 31W containing a water absorbing agent and the HF absorbing layer 31F containing an HF absorbing agent are laminated on the edge region B, and the water absorbing layer 31W is laminated. Is partitioned into a first region a and a second region b having different water absorption rates. The first region a absorbs moisture from the outside of the case 10, and the second region b absorbs moisture from the inside of the case 10. For this reason, the first region a is located outside the case 10 with respect to the second region b. The water absorption in the first region a may be relatively slow, and the water absorption in the second region b may be relatively fast. A second region b of the edge region B extends to the storage region B to absorb moisture from the inside of the case 10.

本発明の実施形態による吸収層31は、吸水剤を必須的に含み、HF吸収剤を選択的に含む層構造をなす。具体的に、吸水層31Wの単層または積層、吸水層31WとHF吸収層31Fとの積層、複合吸収層31WFの単層または積層、複合吸収層31WFと吸水層31Wとの積層、複合吸収層31WFとHF吸収層31Fとの積層などにより実現されてもよい。なお、吸水剤を含む吸水層31W及び複合吸収層31WFの吸水速度をそれぞれ異ならせてもよい。さらに、吸水層31W内には、吸水速度を異にするように領域を仕切ってもよい。 The absorption layer 31 according to the embodiment of the present invention has a layer structure in which a water absorbing agent is essentially contained and an HF absorbing agent is selectively contained. Specifically, a single layer or laminate of the water absorption layer 31W, a laminate of the water absorption layer 31W and the HF absorption layer 31F, a single layer or laminate of the composite absorption layer 31WF, a laminate of the composite absorption layer 31WF and the water absorption layer 31W, and a composite absorption layer. It may be realized by laminating 31WF and HF absorption layer 31F. The water absorption rates of the water absorption layer 31W containing the water absorption agent and the composite absorption layer 31WF may be different from each other. Further, the area may be partitioned in the water absorption layer 31W so as to have different water absorption rates.

以上、本発明について、好適な実施形態を挙げて詳しく説明したが、本発明は、上記の実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内であれば、当分野において通常の知識を有する者により種々に変形可能である。 Although the present invention has been described in detail with reference to suitable embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments and is within the scope of the technical idea of the present invention. It can be variously modified by a person who has ordinary knowledge.

10 ケース
10a、10b 上及び下ケース
20 電極構造体
21 電極タブ
22 シール部
23 電極リード
30 第1の貼合層
31 吸収層
31a、31b、31c、31d 第1乃至第4の吸収層
31W 吸水層
31F HF吸収層
31WF 複合吸収層
32 第2の貼合層
33 接着剤層
34 HF腐食防止層
35 外皮
a、b 第1及び第2の領域
10 Case 10a, 10b Upper and lower cases 20 Electrode structure 21 Electrode tab 22 Sealed part 23 Electrode lead 30 First bonded layer 31 Absorbing layer 31a, 31b, 31c, 31d First to fourth absorbing layer 31W Water absorbing layer 31F HF absorption layer 31WF composite absorption layer 32 second bonding layer 33 adhesive layer 34 HF corrosion prevention layer 35 outer skin a, b first and second regions

Claims (7)

ケースをなす上及び下ケースは、層構造が互いに対称となる形状を有し、前記層構造は、収納領域及び端縁領域の全体にまたがっており、
前記層構造は、
第1の貼合層、吸収層及び外皮が積層されてなり、前記吸収層及び前記外皮の間には、第2の貼合層または接着剤層のうちのどちらか一方またはそれらが組み合わせられた層が配置され、前記第1の貼合層は、前記収納領域では電極構造体に臨んでおり、前記端縁領域では貼合部をなし、前記吸収層は、吸水剤、または、吸水剤とHF吸収剤との組み合わせを含む層構造をなし、前記吸水剤は水分と反応し、
前記吸収層は、前記吸水剤を含む吸水層の積層、前記吸水層と前記HF吸収剤を含むHF吸収層との積層、前記吸水剤及び前記HF吸収剤を両方とも含む複合吸収層の積層、前記複合吸収層と前記吸水層との積層、前記複合吸収層と前記HF吸収層との積層のうちから選ばれたいずれか一つの層構造をなし、
前記吸水層または前記複合吸収層またはそれらが組み合わせられた層は、前記吸水剤を含み、かつ、吸水速度の異なる複数の層が積層され、
前記電極構造体に対向する側の前記吸水剤を含む層の前記吸水速度は、前記外皮が位置する側の前記吸水剤を含む層の前記吸水速度よりも大きく、水分を速やかに取り除くことを特徴とする安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。
The upper and lower cases forming the case have a shape in which the layer structures are symmetrical to each other, and the layer structure extends over the entire storage area and the edge area.
The layer structure is
The first laminating layer, the absorbent layer and the outer skin were laminated, and between the absorbent layer and the outer skin, either one of the second laminating layer or the adhesive layer or a combination thereof was combined. A layer is arranged, the first bonding layer faces the electrode structure in the storage region, forms a bonding portion in the edge region, and the absorbing layer is a water absorbing agent or a water absorbing agent. It has a layered structure containing a combination with an HF absorber, and the water-absorbing agent reacts with moisture.
The absorption layer includes a laminate of a water-absorbent layer containing the water-absorbent agent, a laminate of the water-absorbent layer and an HF-absorbent layer containing the HF absorber, and a laminate of a composite absorbent layer containing both the water-absorbent agent and the HF absorber. It has a layer structure selected from the laminate of the composite absorption layer and the water absorption layer and the laminate of the composite absorption layer and the HF absorption layer.
The water absorption layer, the composite absorption layer, or a layer in which they are combined contains the water absorption agent, and a plurality of layers having different water absorption rates are laminated.
The water absorption rate of the layer containing the water-absorbing agent on the side facing the electrode structure is higher than the water absorption rate of the layer containing the water-absorbing agent on the side where the outer skin is located, and is characterized by rapidly removing water. A pouch-type secondary battery case with improved safety.
同じ材質の吸水剤における前記吸水剤の含量は、前記電極構造体に対向する側の方が前記外皮が位置する側よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The pouch with improved safety according to claim 1, wherein the content of the water-absorbing agent in the water-absorbing agent of the same material is higher on the side facing the electrode structure than on the side on which the outer skin is located. Type secondary battery case. 前記吸水層は、前記吸水速度を異にする領域に仕切られたことを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The pouch-type secondary battery case with improved safety according to claim 1, wherein the water absorption layer is partitioned into regions having different water absorption rates. 前記第1の貼合層は、無延伸ポリプロピレン(CPP)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)のうちのいずれか一種またはそれらの共重合体からなることを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The first aspect of claim 1, wherein the first laminated layer is made of any one of unstretched polypropylene (CPP), polypropylene (PP), polyethylene (PE) or a copolymer thereof. Pouch-type secondary battery case with improved safety. 前記接着剤層は、極性の官能基を含有するオレフィンオリゴマー、アイオノマー樹脂、ポリビニールクロリド(PVC)、ポリビニールアセテート(PVAc)、ポリビニールアルコール(PVA)、ポリビニールアセテート(PVAc)とポリビニールアルコール(PVA)との共重合体のうちから選ばれたいずれか一種またはそれらの混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The adhesive layer comprises an olefin oligomer containing a polar functional group, an ionomer resin, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl acetate (PVAc) and polyvinyl alcohol. The pouch-type secondary battery case with improved safety according to claim 1, which comprises any one selected from a copolymer with (PVA) or a mixture thereof. 前記接着剤層には、前記ケースの内部に起因する水分またはケースの外部から流れ込む水分またはケースの内部に起因するHFのうちの少なくともいずれか一つを吸収する吸水剤またはHF吸収剤のうちの少なくともどちらか一方が分散されたことを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The adhesive layer is a water-absorbing agent or an HF-absorbing agent that absorbs at least one of the moisture caused inside the case, the moisture flowing from the outside of the case, or the HF caused inside the case. The pouch-type secondary battery case with improved safety according to claim 1, wherein at least one of them is dispersed. 前記外皮を構成する金属箔は、HFによる腐食を防止するためのHF腐食防止層を備えることを特徴とする請求項1に記載の安全性が向上したパウチ型二次電池ケース。 The pouch-type secondary battery case with improved safety according to claim 1, wherein the metal foil constituting the outer skin is provided with an HF corrosion prevention layer for preventing corrosion due to HF.
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