JP4222149B2 - Absorbent sheet and non-aqueous electrolyte battery pack - Google Patents
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Description
本発明は、非水電解液電池パック内の非水電解液電池セルから電解液の漏液が生じた場合に、その電解液を吸収するための吸液性シート、それを用いた非水電解液電池パックに関する。 The present invention relates to a liquid-absorbent sheet for absorbing an electrolyte solution when a leakage of the electrolyte solution occurs from a non-aqueous electrolyte battery cell in the non-aqueous electrolyte battery pack, and a non-aqueous electrolysis using the same The present invention relates to a liquid battery pack.
電池ケース内に、複数の一次電池セル又は二次電池セルと、配線回路基板とが格納されている電池パックが広く使用されている。このような電池パックにおいては、電池セルから電解液の漏液が生じると、配線回路基板の配線に腐食が生じて導通不良が発生したり、逆にショートが発生するおそれがある。そこで、電解液の漏液が生じた場合でも、前述したような腐食やショートの問題を発生させないようにするために、電池パック内の電池セルと接触する位置もしくは近接した位置に、電解液を吸液する能力を有する吸液剤を備えた吸液部材を配置させることが提案されている(特許文献1)。ここで、吸液剤としては、吸着型、ゲル化型、自己膨潤型の各種高分子材料が使用されている。具体的には、ポリアクリル酸塩系吸水性樹脂、デンプン−グラフト共重合体系吸水性樹脂、ポリビニルアルコール系吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系吸水性樹脂、イソブチレン−マレイン酸共重合体吸水性樹脂、長鎖アルキルアクリレート架橋重合体、ポリノルボルネン等が例示されている。 Battery packs in which a plurality of primary battery cells or secondary battery cells and a wiring circuit board are stored in a battery case are widely used. In such a battery pack, when leakage of the electrolytic solution occurs from the battery cell, the wiring of the printed circuit board may be corroded to cause poor conduction or, conversely, a short circuit may occur. Therefore, in order to prevent the above-described corrosion and short circuit problems from occurring even when the electrolyte leaks, the electrolyte should be placed at a position in contact with or close to the battery cell in the battery pack. It has been proposed to arrange a liquid-absorbing member provided with a liquid-absorbing agent having the ability to absorb liquid (Patent Document 1). Here, as the liquid-absorbing agent, various polymer materials of adsorption type, gelation type, and self-swelling type are used. Specifically, polyacrylate water absorbent resin, starch-graft copolymer water absorbent resin, polyvinyl alcohol water absorbent resin, polyacrylamide water absorbent resin, isobutylene-maleic acid copolymer water absorbent resin, long Examples are chain alkyl acrylate cross-linked polymers, polynorbornene and the like.
しかしながら、これらの吸液剤は、近年富みにその利用が広まっている非水電解液電池パック、特に、リチウムイオン非水電解液二次電池パックを構成する非水電解液二次電池に広く用いられているカーボネート系溶媒、例えば、プロピレンカーボネートやジメチルカーボネートを十分に吸液することができないという問題があった。また、吸液剤は、それ自体に粘着性がないか又は非常に小さいために、支持体となる不織布に室温で簡便に貼着することができず、熱ラミネート装置を使用して貼着せざるを得ないという問題があった。しかも、吸液剤を非水電解液二次電池パックに適用するためには、粘着層を新たに設ける必要があり、このため、吸液剤の使用量を、粘着層の厚み分に相当する量だけ少なくせざるを得ないという問題があった。更に、吸液剤に対しては、所定の難燃性を示すことも求められていた。 However, these liquid-absorbing agents are widely used in non-aqueous electrolyte battery packs that have been widely used in recent years, in particular, in non-aqueous electrolyte secondary batteries constituting lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery packs. There is a problem that the carbonate-based solvent, such as propylene carbonate and dimethyl carbonate, cannot be sufficiently absorbed. In addition, the liquid absorbing agent itself is not sticky or very small, so it cannot be easily attached to the nonwoven fabric serving as a support at room temperature, and must be attached using a thermal laminator. There was a problem of not getting. Moreover, in order to apply the liquid absorbent to the non-aqueous electrolyte secondary battery pack, it is necessary to newly provide an adhesive layer. For this reason, the amount of the liquid absorbent used is only the amount corresponding to the thickness of the adhesive layer. There was a problem that we had to reduce it. Furthermore, the liquid absorbing agent is also required to exhibit predetermined flame retardancy.
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、非水電解液電池パック(特に、リチウムイオン非水電解液二次電池パック)を構成する非水電解液二次電池の非水電解液に対して優れた吸液性と粘着性、更に優れた難燃性を示す吸液性シートを提供すること、そのような吸液性シートから形成された電解液吸収部材を備えた電池パックを提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and a non-aqueous electrolyte secondary battery constituting a non-aqueous electrolyte battery pack (particularly, a lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery pack). To provide a liquid-absorbent sheet having excellent liquid absorbency and adhesiveness with respect to the non-aqueous electrolyte, and further exhibiting excellent flame retardancy, and an electrolyte-absorbing member formed from such liquid-absorbent sheet An object is to provide a battery pack provided.
本発明者らは、単官能モノマーと多官能モノマーとに、液状のリン酸エステル系難燃剤を配合した組成物に紫外線を照射して重合させて得た樹脂層が、電解液を多量に吸収し保持でき、しかも難燃性を示すとともに、粘着性をも示し、更に、予想外にも湿熱エージング処理後であっても良好な絶縁特性を維持できることを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors have absorbed a large amount of electrolytic solution by a resin layer obtained by polymerizing a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer with a liquid phosphate ester flame retardant irradiated with ultraviolet rays. The present invention was completed by finding that it can be held and exhibits flame retardancy and also exhibits tackiness, and that it can unexpectedly maintain good insulating properties even after wet heat aging treatment.
即ち、本発明は、吸液性樹脂層からなる吸液性シートであって、該吸液性樹脂層が、アクリレート系単官能モノマーと、2以上のアクリレート残基を有する多官能モノマーと、液状リン酸エステル系難燃剤とを含有するモノマー組成物に紫外線を照射して重合させたものであり、該液状リン酸エステル系難燃剤が、ビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェート、ヒドロキノールビス(ジフェニル)フォスフェート、フェニルジキシレニルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、トリキシレニルフォスフェート、キシレニルジフェニルフォスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニル)フォスフェート、又は2−エチルヘキシルジフェニルフォスフェートであることを特徴とする吸液性シートを提供する。
That is, the present invention is a liquid-absorbent sheet comprising a liquid-absorbent resin layer, wherein the liquid-absorbent resin layer is an acrylate monofunctional monomer, a polyfunctional monomer having two or more acrylate residues, and a liquid all SANYO the ultraviolet and by polymerizing radiation to the monomer composition containing phosphoric acid ester-based flame retardant, the liquid phosphoric ester-based flame retardant, bisphenol a bis (diphenyl) phosphate, hydroquinol bis ( Diphenyl) phosphate, phenyldixylenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, trixylenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, resorcinol bis (diphenyl) phosphate, or 2-ethylhexyl diphenyl absorbent characterized by phosphate der Rukoto Provide a sheet.
また、本発明は、電池ケース内に、非水電解液電池セルと、配線回路基板と、非水電解液電池セルから電解液の漏液が生じた場合にその電解液を吸収するための電解液吸収部材とが設置されている非水電解液電池パックにおいて、該電解液吸収部材が、前述の吸液性シートから形成されたものであることを特徴とする非水電解液電池パックを提供する。 The present invention also provides an electrolyte for absorbing the electrolyte when a leakage of the electrolyte occurs from the nonaqueous electrolyte battery cell, the wiring circuit board, and the nonaqueous electrolyte battery cell in the battery case. A non-aqueous electrolyte battery pack having a liquid-absorbing member installed therein, wherein the electrolyte-absorbing member is formed from the liquid-absorbent sheet described above. To do.
本発明によれば、非水電解液電池パック(特に、リチウムイオン非水電解液二次電池パック)を構成する非水電解液二次電池の非水電解液に対して優れた吸液性と粘着性、更に優れた難燃性を示す吸液性シートを提供すること、そのような吸液性シートから形成された電解液吸収部材を備えた電池パックを提供することができる。 According to the present invention, the non-aqueous electrolyte battery pack (particularly, the lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery pack) has excellent liquid absorbency with respect to the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is possible to provide a liquid-absorbent sheet exhibiting adhesiveness and further excellent flame retardancy, and a battery pack provided with an electrolyte-absorbing member formed from such a liquid-absorbent sheet.
まず、本発明の吸液性シートについて説明する。 First, the liquid absorbent sheet of the present invention will be described.
本発明の吸液性シートには、図1(a)に示すように、吸液性樹脂層1が単独でシート状に形成された態様だけでなく、図1(b)に示すように、支持体2の片面に、吸液性樹脂層1が形成された態様等が含まれる。本発明の吸液性シートは、その吸液性樹脂層1自体が電解液を多量に吸収し保持でき、また、吸液性樹脂層1自体が粘着性を有するため、新たに粘着層を設ける必要がなく、吸液性シートにおける吸液性樹脂層1の体積割合を増加させることができる。従って、電池ケース内に吸液性シートを簡便に設置することができる。なお、図1(c)に示すように、吸液性樹脂層1側の面に粘着層3を形成してもよい。この場合、粘着層3としては、特に限定されず公知の粘着剤を使用することができる。
In the liquid-absorbent sheet of the present invention, as shown in FIG. 1 (a), not only the liquid-
本発明の吸液性シートで使用し得る支持体2としては、電解液が透過浸透しない樹脂フィルム、例えば、ポリプロピレン等のプラスチックフィルムでもよいが、非水溶媒を吸収保持できる、ポリプロピレン等のプラスチック繊維などからなる不織布や紙等を使用することができる。このような不織布などから支持体を構成すると、非水溶媒の吸収速度を上げることができるので好ましい。
The
本発明の吸液性シートを構成する吸液性樹脂層1としては、フィルム形成成分である単官能モノマーと、架橋成分である多官能モノマーと、液状リン酸エステル系難燃剤とを含有するモノマー組成物に、紫外線を照射することによりシート状に重合させた重合膜を使用する。
As the liquid-
本発明においては、リン酸エステル系難燃剤を使用するので、吸液性樹脂層1に難燃性、具体的には、UL−94規格のV−0、V−1又はV−2グレードの難燃性を付与することができる。しかも、リン酸エステル系難燃剤が、大気圧下、室温(通常−13℃以上)で液状であるので、吸液性樹脂層1に粘着性を付与することができる。更に、予想外にも、液状のリン酸エステル系難燃剤の使用により、吸液性樹脂層1に良好な絶縁特性を付与することができる。特に、湿熱エージング処理(例えば、温度40℃、湿度90%RHの環境下に、96時間保持する処理)の後でも、処置後の絶縁抵抗値を好ましくは1×1012Ωをくだらないようにすることができる。
In the present invention, since a phosphoric ester-based flame retardant is used, the liquid-
本発明において使用し得る液状リン酸エステル系難燃剤としては、ビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェート、ヒドロキノールビス(ジフェニル)フォスフェート、フェニルジキシレニルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、トリキシレニルフォスフェート、キシレニルジフェニルフォスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニル)フォスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルフォスフェート等を挙げることができる。なかでも、粘着性を付与する点でビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェート、ヒドロキノールビス(ジフェニル)フォスフェート又はフェニルジキシレニルフォスフェートを好ましく使用することができる。 Examples of the liquid phosphate ester flame retardant that can be used in the present invention include bisphenol A bis (diphenyl) phosphate, hydroquinol bis (diphenyl) phosphate, phenyldixylenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl Examples thereof include phosphate, trixylenyl phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, resorcinol bis (diphenyl) phosphate, 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, and the like. Of these, bisphenol A bis (diphenyl) phosphate, hydroquinol bis (diphenyl) phosphate, or phenyldixylenyl phosphate can be preferably used in terms of imparting tackiness.
液状リン酸エステル系難燃剤の使用量は、少なすぎると十分な難燃性が得られず、また、多すぎても十分な難燃性が得られないので、単官能モノマーと多官能モノマーとを合わせた100重量部に対し、好ましくは70〜200重量部、より好ましくは100〜150重量部である。 If the amount of the liquid phosphate ester flame retardant used is too small, sufficient flame retardancy cannot be obtained, and if it is too much, sufficient flame retardancy cannot be obtained. The amount is preferably 70 to 200 parts by weight, more preferably 100 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total.
本発明において、単官能モノマーは、その重合物が非水電解液を吸収し、保持するものであり、その具体例としては、イミドアクリレート、アクリロイルモルフォリン、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、N,N−ジエチルアクリルアミド、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(エチレンオキサイド付加モル数(n)=6)、メトキシポリエチレングリコールアクリレート(エチレンオキサイド付加モル数(n)=3)、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート(エチレンオキサイド付加モル数(n)=6)等が挙げられる。中でも、電解液の吸収性の点でベンジルアクリレート、アクリロイルモルフォリン、テトラヒドロフルフリルアクリレートが好ましい。これらは2以上を併用してもよく、特に、電解液に吸収性とフィルム硬さのバランスの点から、ベンジルアクリレートとアクリロイルモルフォリンとを併用することが好ましい。この併用の場合、ベンジルアクリレートとアクリロイルモルフォリンとの配合比(重量)は、後者が多いと電解液吸収性は良好であるが、フィルムが硬く割れやすくなるので、好ましくは30/70〜70/30である。
In the present invention, the monofunctional monomer, the polymer absorbs the non-aqueous electrolyte, which holds, and specific examples thereof, imide acrylate, A acryloyl morpholine, benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, N , N-diethylacrylamide, methoxypolyethylene glycol acrylate (ethylene oxide addition moles (n) = 6), methoxypolyethylene glycol acrylate (ethylene oxide addition moles (n) = 3), tetrahydrofurfuryl acrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate ( Ethylene oxide addition mole number (n) = 6) etc. are mentioned. Among them, benzyl acrylate, acryloyl morpholine, Te tiger tetrahydrofurfuryl acrylate preferred in view of the absorption of the electrolytic solution. Two or more of these may be used in combination, and it is particularly preferable to use benzyl acrylate and acryloylmorpholine in combination from the viewpoint of the balance between absorbability and film hardness in the electrolyte. In the case of this combined use, the blending ratio (weight) of benzyl acrylate and acryloyl morpholine is good when the latter is large, but the absorbability of the electrolyte is good, but the film is hard and easily broken, so preferably 30/70 to 70 / 30.
また、以上説明した単官能モノマーの吸液性樹脂層を構成する全モノマー中の割合は、少な過ぎると非水溶媒の吸液量が減少する傾向があるので、好ましくは少なくとも20モル%である。 Further, the proportion of the monofunctional monomer in the total monomer constituting the liquid-absorbing resin layer described above is preferably at least 20 mol% since the liquid absorption amount of the non-aqueous solvent tends to decrease if it is too small. .
以上例示した単官能モノマーに加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、他の単官能モノマー、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等を併用してもよい。 In addition to the monofunctional monomers exemplified above, other monofunctional monomers such as hydroxyethyl acrylate, acrylic acid, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate and the like may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明において、多官能モノマーは、吸液性樹脂層1に架橋構造を導入するための成分であり、好ましくは2以上のアクリレート残基を有するモノマーを使用する。例えば、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート(エチレンオキサイド付加モル数(n)=14)、ビスフェノールAジアクリレート、フェニルグリシジルエーテルアクリレート、ヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー等を使用できる。
In the present invention, the polyfunctional monomer is a component for introducing a crosslinked structure into the liquid-
多官能モノマーの吸液性樹脂層1を構成する全モノマー中の割合は、少なすぎると吸液性樹脂層1の保形性が十分でなく、多すぎると非水溶媒を十分に吸収できなくなるおそれがあるので、架橋密度が、好ましくは0.0001〜0.17、より好ましくは0.001〜0.1となる量で配合する。
If the proportion of the polyfunctional monomer in the total monomer constituting the liquid-absorbing
ここで、架橋密度は、一分子中の多官能モノマー中の官能基数をaとし、モノマー組成物中の多官能モノマーのモル数をbとし、モノマー組成物中の単官能モノマーのモル数cとしたときに、以下の式で定義される数値である。 Here, the crosslink density is defined as a, where the number of functional groups in the polyfunctional monomer in one molecule is a, the number of moles of the polyfunctional monomer in the monomer composition is b, and the number of moles c of the monofunctional monomer in the monomer composition. Is a numerical value defined by the following formula.
(数1)
架橋密度=a×b/(b+c)
(Equation 1)
Crosslink density = a × b / (b + c)
本発明の吸液性シートは、前述したように、単官能モノマーと多官能モノマーと液状リン酸エステル系難燃剤を含有するモノマー組成物を、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの剥離フィルム上に塗布し、得られた塗布膜を紫外線照射によりシート状に重合させ、そして剥離シートから引き剥がせば、図1(a)に示した態様のものが得られ、また、不織布上にモノマー組成物を塗布し、重合させるか、もしくは不織布に、図1(a)に示した態様のものをその粘着性を利用し加熱することなくラミネートすれば、図1(b)の態様のものが得られる。また、図1(b)の態様における吸液性樹脂層上に更に粘着剤を塗布形成もしくはラミネートすれば、図1(c)の態様のものが得られる。ここで、モノマー組成物を剥離シートや不織布上に塗布する手法としては、従来公知の塗布法、例えば、ロールコータ法等を採用することができる。また、紫外線重合条件の例としては、通常、15〜25℃で、250〜350nmの波長の紫外線を100〜2000mJ/cm2のエネルギー密度で照射する条件が挙げられる。なお、本発明における吸液性樹脂層1はそれ自体が粘着性を示すので、接着層を設けることなく、図1(a)又は図1(b)の態様で、電池パックへ直接貼着することができ、また、熱ラミネート法を利用せずに、室温でハンドローラにて支持体に吸液性樹脂層を貼着することができる。また、吸液性シートの平面形状としては、筒型電池の液漏れの多くが正極からの液漏れである点に鑑みて、正極端子の周囲に貼付できるようにするために、ドーナツ形状とすることが好ましい。
As described above, the liquid absorbent sheet of the present invention is obtained by applying a monomer composition containing a monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, and a liquid phosphate ester flame retardant on a release film such as a polyethylene terephthalate film. When the obtained coating film is polymerized into a sheet by ultraviolet irradiation and peeled off from the release sheet, the embodiment shown in FIG. 1 (a) is obtained, and the monomer composition is applied onto the nonwoven fabric, When polymerized or laminated on a non-woven fabric without heating using the adhesiveness shown in FIG. 1A, the one shown in FIG. 1B can be obtained. In addition, if an adhesive is further formed by application or lamination on the liquid-absorbent resin layer in the embodiment of FIG. 1 (b), the embodiment of FIG. 1 (c) is obtained. Here, as a method for applying the monomer composition onto the release sheet or the nonwoven fabric, a conventionally known application method such as a roll coater method can be employed. Moreover, as an example of ultraviolet polymerization conditions, the conditions which irradiate the ultraviolet-ray with a wavelength of 250-350 nm with an energy density of 100-2000 mJ / cm < 2 > normally at 15-25 degreeC are mentioned. In addition, since the liquid-
本発明の吸液性シートは、電池ケース内に、非水電解液電池セルと、配線回路基板と、非水電解液電池セルから電解液の漏液が生じた場合にその電解液を吸収するための電解液吸収部材とが設置されている非水電解液電池パックにおける当該電解液吸収部材として好ましく使用することができる。例えば、図2に示すように、電池ケース21内に設置された配線回路基板22上に非水電解液電池セル23を配置した電池パックにおいて、非水電解液電池セル23から電解液の漏液が生じた場合にその電解液を吸収するための電解液吸収部材として、配線回路基板22と非水電解液電池セル23との間に、図1(a)や図1(b)で説明したような吸液性シート26を配置してもよい。ここで、非水電解液電池セル23と配線回路基板22とは、金属リード24で接続されており、更に外部端子25へと連通している。また、図3に示すように、図1(c)で説明したような吸液性シート27を、非水電解液電池セル23の上に支持体が非水電解液電池セル23側になるように配置してもよい。
The liquid-absorbent sheet of the present invention absorbs the electrolytic solution when a leakage of the electrolytic solution occurs from the non-aqueous electrolytic battery cell, the wiring circuit board, and the non-aqueous electrolytic battery cell in the battery case. Therefore, it can be preferably used as the electrolyte solution absorbing member in the nonaqueous electrolyte battery pack in which the electrolyte solution absorbing member is installed. For example, as shown in FIG. 2, in a battery pack in which nonaqueous electrolyte battery cells 23 are arranged on a printed circuit board 22 installed in a
なお、図2及び図3においては、非水電解液電池パックにおける電池ケースの形状を直方体とし、電池セルの形状を円筒形としたが、本発明の非水電解液電池パックにおいては、それらに限定されず使用目的に応じた形状、配置構成とすることができる。また、電池セルの種類についても限定されるものではない。 2 and 3, the shape of the battery case in the nonaqueous electrolyte battery pack is a rectangular parallelepiped and the shape of the battery cell is cylindrical. However, in the nonaqueous electrolyte battery pack of the present invention, It is not limited but it can be set as the shape and arrangement according to the purpose of use. Further, the type of battery cell is not limited.
以上説明した本発明の非水電解液電池パックは、非水電解液吸収部材材料として、単官能モノマーと多官能モノマーと液状リン酸エステル系難燃剤とからなる組成物から形成された、非水電解液の吸収・保持性に優れた吸液性樹脂層を備えた吸液性シートを使用するので、電池セルから非水電解液が漏液した場合であっても、配線回路の腐食やショートの発生を大きく抑制できる。しかも、吸液性樹脂層自体が粘着性を示すので、電池パックに簡便に貼着することができる。更に、吸液性樹脂層が湿熱エージング処理後であっても良好な絶縁特性を維持できるので、吸液性シートの保存特性を向上させることができる。 The non-aqueous electrolyte battery pack of the present invention described above is a non-aqueous electrolyte formed from a composition comprising a monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, and a liquid phosphate ester flame retardant as a non-aqueous electrolyte absorbing member material. Since a liquid-absorbent sheet with a liquid-absorbent resin layer with excellent electrolyte absorption and retention is used, even when non-aqueous electrolyte leaks from battery cells, wiring circuit corrosion or short-circuiting occurs. Can be greatly suppressed. Moreover, since the liquid absorbent resin layer itself exhibits adhesiveness, it can be easily attached to the battery pack. Furthermore, even after the liquid absorbent resin layer has been subjected to wet heat aging treatment, good insulating properties can be maintained, so that the storage properties of the liquid absorbent sheet can be improved.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
実施例1(実験a〜e)、比較例1(実験f〜h)及び比較例2
表1及び表2に記載された単官能性モノマーと、多官能モノマーとしてウレタンアクリレート(AH600、共栄社)と、重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(D1173、チバスペシャリティケミカルズ)と、液状リン酸エステル系難燃剤又は固体のポリリン酸アンモニウム系難燃剤とを、表1又は表2に記載された配合量で混合し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にロールコータ法で塗布し、365nmの波長の紫外線を2000mJ/cm2のエネルギー密度で照射して重合させ、重合膜に対し、難燃性不織布(日本バイリーン社)を室温下でラミネートし、ポリエチレンテレフタレートフィルムから引き離すことにより、2層構造の吸液性シートを得た。
Example 1 (Experiments a to e), Comparative Example 1 (Experiments f to h) and Comparative Example 2
Monofunctional monomers listed in Tables 1 and 2, urethane acrylate (AH600, Kyoeisha) as a polyfunctional monomer, and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (D1173) as a polymerization initiator , Ciba Specialty Chemicals) and a liquid phosphate ester flame retardant or a solid ammonium polyphosphate flame retardant in the blending amounts shown in Table 1 or Table 2, and then on a polyethylene terephthalate film by a roll coater method. Apply, polymerize by irradiating ultraviolet light with a wavelength of 365 nm at an energy density of 2000 mJ / cm 2 , laminate a flame retardant nonwoven fabric (Nippon Vilene) at room temperature on the polymerized film, and pull it away from the polyethylene terephthalate film As a result, a two-layer liquid-absorbent sheet was obtained.
得られた吸液性シートについて、難燃性、粘着性、電解液の膨潤倍率、絶縁性について以下に説明するように試験を行った。 The obtained liquid-absorbent sheet was tested as described below for flame retardancy, adhesiveness, swelling ratio of the electrolyte, and insulation.
(難燃性)
得られた吸液性シートに対し、UL−94規格に従って難燃性を試験評価した。得られた結果を表1及び表2に示す。V−0、V−1又はV−2グレードであれば、実用上問題のない難燃性を示すことになる。
(Flame retardance)
The obtained liquid-absorbent sheet was tested and evaluated for flame retardancy in accordance with UL-94 standards. The obtained results are shown in Tables 1 and 2. If it is V-0, V-1, or V-2 grade, it will show the flame retardance which is satisfactory practically.
(粘着性)
吸液性シートの露出している吸液性樹脂層に、5cm幅のポリプロピレン不織布(日本バイリーン社)を、ハンドローラ法(23℃)で貼着し、引っ張り試験機(テンシロン、オリエンテック社)を用いてT剥離モードで接着強度を測定した。得られた結果を表1及び表2に示す。
(Adhesive)
A 5 cm wide polypropylene non-woven fabric (Nippon Vilene Co., Ltd.) is attached to the exposed liquid-absorbent resin layer of the liquid absorbent sheet by the hand roller method (23 ° C.), and a tensile tester (Tensilon, Orientec Co., Ltd.) Was used to measure the adhesive strength in the T peel mode. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.
(膨潤倍率)
ジメチルカーボネート/プロピレンカーボネート/エチレンカーボネートの等容量混合溶媒に、電解質として六フッ化リン酸リチウムを1mol/lとなるように溶解した電解液を調製し、この電解液に吸液性シートを23℃で浸漬し、3時間後に電解液から引き上げ、直ちに表面の電解液を拭き取り、重量を測定し膨潤倍率を算出した。得られた結果を表1及び表2に示す。
(Swelling ratio)
An electrolyte solution prepared by dissolving lithium hexafluorophosphate as an electrolyte in an equal volume mixed solvent of dimethyl carbonate / propylene carbonate / ethylene carbonate so as to be 1 mol / l as an electrolyte was prepared. 3 hours later, the electrolyte was pulled up from the electrolyte, and the electrolyte on the surface was immediately wiped off. The weight was measured and the swelling ratio was calculated. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.
(絶縁性)
得られた吸液性シートの吸液性樹脂層の湿熱処理前後の絶縁抵抗値(Ω)測定した。得られた結果を表1及び表2に示す。
(Insulation)
The insulation resistance value (Ω) of the liquid absorbent resin layer of the obtained liquid absorbent sheet before and after wet heat treatment was measured. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.
表1の結果から、実施例1の実験a〜dの吸液性シートは、良好な難燃性と粘着性を示し、膨潤倍率が6倍以上あり、しかも絶縁特性に優れていることがわかる。なお、実験eの吸液シートの場合には、難燃性、粘着性及び膨潤倍率の点で、実験a〜dの吸液シートと遜色がなく、粘着性についてはむしろ優れている。しかし、絶縁性については若干レベルが低いといえる。しかし、湿熱処理前後での変化が小さく、保存安定性に優れている。 From the results in Table 1, it can be seen that the liquid-absorbent sheets of Experiments a to d of Example 1 exhibit good flame retardancy and adhesiveness, have a swelling ratio of 6 times or more, and are excellent in insulating properties. . In addition, in the case of the liquid absorption sheet of experiment e, in terms of a flame retardance, adhesiveness, and swelling magnification, there is no inferiority with the liquid absorption sheet of experiment a-d, and adhesiveness is rather excellent. However, it can be said that the level of insulation is slightly low. However, the change before and after the wet heat treatment is small, and the storage stability is excellent.
なお、表2の結果から、比較例1の実験f〜hの吸液性シートの場合、液状リン酸エステル系難燃剤としてビスフェノールAビス(ジフェニル)フォスフェートを添加しない場合だけでなく、その添加量が少なすぎても、また多すぎても、期待する難燃性が得られない傾向があることがわかる。また、固体のポリリン酸アンモニウム系難燃剤を使用した比較例2の場合には、そもそも粘着性がなく、しかも湿熱処理後には、絶縁性が大きく低下していることがわかる。 In addition, from the result of Table 2, in the case of the liquid-absorbent sheet of Experiments f to h of Comparative Example 1, not only the case where bisphenol A bis (diphenyl) phosphate is not added as a liquid phosphate ester flame retardant, the addition thereof It can be seen that even if the amount is too small or too large, the expected flame retardancy tends not to be obtained. Moreover, in the case of the comparative example 2 which uses a solid ammonium polyphosphate type flame retardant, it turns out that there is no stickiness in the first place, and insulation property has fallen greatly after wet heat processing.
実施例2(模擬電池パックでの電解液吸収試験)
図4に示すように、縦7.0cm×横7.9cm×高さ2.3cmのABS樹脂の箱41を用意し、箱の底部に縦6.5cm×横6.5cm×厚み100μmの実施例1の吸液性シート42を市販の接着剤で貼り付け、その上にリチウムイオン電池43を3本装填し、電池に隣接した部分にガラスエポキシ基材44を回路基板として設置した。
Example 2 (Electrolytic solution absorption test with a simulated battery pack)
As shown in FIG. 4, an
そして3本の電池43の真ん中の電池の側面部分に電気ドリルで孔hを一つ開口し、そこから漏れ出た電解液を吸液性シートに吸収させる試験を行った。孔hを開口し、一昼夜放置後、電池パック内を観察したところガラスエポキシ基材44に濡れは観察されなかった。また、孔hが開口された電池の重量減少量が2.5gであり、吸液性シートの重量増大量が2.5gであったことから、漏れ出た電解液のすべてが吸液性シートに吸収されたことがわかった。
Then, a test was conducted in which one hole h was opened with an electric drill in the side portion of the middle battery of the three
本発明の吸液性シートは、非水電解液電池パック(特に、リチウムイオン非水電解液二次電池パック)を構成する非水電解液二次電池の非水電解液に対して優れた吸液性と粘着性、更に優れた難燃性を示す。従って、本発明の吸液性シートは、非水電解液電池パックの電解液吸収部材として有用である。 The liquid-absorbent sheet of the present invention is excellent in absorbing the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte secondary battery constituting the non-aqueous electrolyte battery pack (particularly, the lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery pack). It exhibits liquidity and tackiness, as well as excellent flame retardancy. Therefore, the liquid-absorbent sheet of the present invention is useful as an electrolyte absorbing member for a non-aqueous electrolyte battery pack.
1…吸液性樹脂層
2…支持体
3…粘着層
21…電池ケース
22…配線回路基板
23…非水電解液電池セル
24…金属リード
25…外部端子
26,27…吸液性シート
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