JP2001307690A - シ−ト状電池の外包材 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シ−ト電池用外包材に関し、より単純層からな
り、環境(温度、湿度等)に対するバリヤ性、電解液に
対する耐性、電気短絡もなく且つ熱融着によりシ−ト電
池全体を密着封止するヒ−トシ−ル性等に、より優れる
外包材の提供。 【解決手段】最外保護樹脂層、バリヤ金属層、融点が9
0〜110℃のエチレンとアクリル酸系モノマとの共重
合ポリマによる最内層とが順次積層される、少なくとも
3層からなることを特徴とする。更に最外保護樹脂層と
バリヤ金属層との間に融点が90〜110℃のエチレン
とアクリル酸系モノマとの共重合ポリマによる接着層が
積層される、4層からなことも特徴とする。この外包材
は、特にリチウムポリマ2次電池用に有効である。
り、環境(温度、湿度等)に対するバリヤ性、電解液に
対する耐性、電気短絡もなく且つ熱融着によりシ−ト電
池全体を密着封止するヒ−トシ−ル性等に、より優れる
外包材の提供。 【解決手段】最外保護樹脂層、バリヤ金属層、融点が9
0〜110℃のエチレンとアクリル酸系モノマとの共重
合ポリマによる最内層とが順次積層される、少なくとも
3層からなることを特徴とする。更に最外保護樹脂層と
バリヤ金属層との間に融点が90〜110℃のエチレン
とアクリル酸系モノマとの共重合ポリマによる接着層が
積層される、4層からなことも特徴とする。この外包材
は、特にリチウムポリマ2次電池用に有効である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シ−ト状電池例え
ばリチウムポリマ2次電池の全体を包み込むための改良
された外包材に関する。
ばリチウムポリマ2次電池の全体を包み込むための改良
された外包材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年電子機器のより軽量小型化の要求が
一層強くなり、各社その対応に迫られている。その対応
の1つに該機器の心臓部にあたる電池(電源)があり、
それの開発検討が鋭意行れている。該電池としては、一
般にシ−ト状電池とかポリマ電池とか、扁平薄型電池と
か、ペ−パ−バッテリ−電池とかの名称で呼ばれてお
り、これに関しての種々の技術が一般技術文献を初め特
許出願でも多数公開されている。
一層強くなり、各社その対応に迫られている。その対応
の1つに該機器の心臓部にあたる電池(電源)があり、
それの開発検討が鋭意行れている。該電池としては、一
般にシ−ト状電池とかポリマ電池とか、扁平薄型電池と
か、ペ−パ−バッテリ−電池とかの名称で呼ばれてお
り、これに関しての種々の技術が一般技術文献を初め特
許出願でも多数公開されている。
【0003】シ−ト状電池の中で関心の高い電池にリチ
ウム(イオン)2次電池があり、最近では殆んどがこの
電池の改良検討に傾注されてきている。該電池の検討は
電池自身の構成素材は勿論であるが、この電池本体を包
んで密着封止する外包材についても行われているのが実
状である。該外包材は、電池内部からの電解液等からの
保護(内部要素)、外部環境(熱、湿度、乾燥及び衝撃
等による損傷)に対する保護(外部要素)の意味から極
めて重要な要素になっている。尚、該2次電池本体は例
えばポリマゲル電解液を用いる、セパレ−タを中心にそ
の両サイドにまずコバルト酸リチウムによる正極合剤層
と炭素による負極合剤層とが積層されている。そして発
生する正負電流を集電してこれを外部にリ−ドするため
に該正極合剤層側にはアルミ箔が、そして該負極合剤層
側には銅箔が設けられて成っている。
ウム(イオン)2次電池があり、最近では殆んどがこの
電池の改良検討に傾注されてきている。該電池の検討は
電池自身の構成素材は勿論であるが、この電池本体を包
んで密着封止する外包材についても行われているのが実
状である。該外包材は、電池内部からの電解液等からの
保護(内部要素)、外部環境(熱、湿度、乾燥及び衝撃
等による損傷)に対する保護(外部要素)の意味から極
めて重要な要素になっている。尚、該2次電池本体は例
えばポリマゲル電解液を用いる、セパレ−タを中心にそ
の両サイドにまずコバルト酸リチウムによる正極合剤層
と炭素による負極合剤層とが積層されている。そして発
生する正負電流を集電してこれを外部にリ−ドするため
に該正極合剤層側にはアルミ箔が、そして該負極合剤層
側には銅箔が設けられて成っている。
【0004】前記外包材の必要とする機能は、前記内部
要素と外部要素は勿論であるが、その他に電池本体を外
包材で融着密封する際に電池の両集電極から引き出され
るリ−ド線とも十分密着して完全封止されなけねばなら
ないこと。更に該両集電極面と外包材との密着層(電気
絶縁層)にピンホ−ル、気泡等の欠点が入ってはならな
いことである。これは微少の欠点でも短絡を起こしてシ
ョ−トする危険性か高いからである。
要素と外部要素は勿論であるが、その他に電池本体を外
包材で融着密封する際に電池の両集電極から引き出され
るリ−ド線とも十分密着して完全封止されなけねばなら
ないこと。更に該両集電極面と外包材との密着層(電気
絶縁層)にピンホ−ル、気泡等の欠点が入ってはならな
いことである。これは微少の欠点でも短絡を起こしてシ
ョ−トする危険性か高いからである。
【0005】前記電池の外包材に関する特許出願は、例
えば特開昭59−180962号公報、特開平11−6
7168号公報、特開平11−86842号公報があ
る。特開昭59−180962号公報は、扁平な発電要
素を、外側から耐熱性フイルム(例えばPETフイル
ム)、アルミ箔(バリヤメタル層)及び多層構造の内面
接着層から順次積層した3層からなる外被包材でもって
外装することを特徴とする。ここで該内面接着層は、具
体的にアルミ箔側の熱融着性樹脂と最内面熱融着性樹脂
(正・負電極集電体との接面)との間に、金属又は無機
物の蒸着された耐熱性フイルム(例えばPETフイル
ム)を介在した少なくとも3層からなることを示し、そ
して該最内面熱融着性樹脂としては、例えばエチレン・
(メタ)アクリル酸誘導体コポリマ、不飽和カルボン酸
でグラフト変性したポリオレフィン等数種をを例示し、
その中で該ポリオレフィンが優れることも開示してい
る。これによる効果は有機電解液に対する耐性と仮に接
着界面にピンホ−ルができでも電気短絡がないと言うも
のである。
えば特開昭59−180962号公報、特開平11−6
7168号公報、特開平11−86842号公報があ
る。特開昭59−180962号公報は、扁平な発電要
素を、外側から耐熱性フイルム(例えばPETフイル
ム)、アルミ箔(バリヤメタル層)及び多層構造の内面
接着層から順次積層した3層からなる外被包材でもって
外装することを特徴とする。ここで該内面接着層は、具
体的にアルミ箔側の熱融着性樹脂と最内面熱融着性樹脂
(正・負電極集電体との接面)との間に、金属又は無機
物の蒸着された耐熱性フイルム(例えばPETフイル
ム)を介在した少なくとも3層からなることを示し、そ
して該最内面熱融着性樹脂としては、例えばエチレン・
(メタ)アクリル酸誘導体コポリマ、不飽和カルボン酸
でグラフト変性したポリオレフィン等数種をを例示し、
その中で該ポリオレフィンが優れることも開示してい
る。これによる効果は有機電解液に対する耐性と仮に接
着界面にピンホ−ルができでも電気短絡がないと言うも
のである。
【0006】特開平11−67168号公報は、従来の
電池外被包材におけるバリヤメタル層と密着層との間に
ショ−ト防止層を設けることを特徴とするもので、アル
ミ箔と電池を構成する正・負電極集電体との間の電気短
絡が防止できると言うものである。これによる外被包材
は、基本的には外側から保護層(例えばPETフイル
ム)、バリヤメタル層(アルミ箔)ショ−ト防止層(例
えばPETフイルム)、密着層(例えばアイオノマ、環
状ポリオレフィン、EVA、EMAA、EMA等)の4
層からなっているが、しかしこれでは十分に満足されな
いということで、更に該保護層とバリヤメタル層及びバ
リヤメタル層と該ショ−ト防止層の間に該アイオノマ等
の接着層を設けるなどして、更なる多層構造とすること
を良しとしている。尚、該公報では、該アイオノマ樹脂
を多用しているが、これはバリヤメタル層との接着性に
優れ、そしてピンホ−ルができても電気短絡が防止でき
るという効果があるからと言ううことである。
電池外被包材におけるバリヤメタル層と密着層との間に
ショ−ト防止層を設けることを特徴とするもので、アル
ミ箔と電池を構成する正・負電極集電体との間の電気短
絡が防止できると言うものである。これによる外被包材
は、基本的には外側から保護層(例えばPETフイル
ム)、バリヤメタル層(アルミ箔)ショ−ト防止層(例
えばPETフイルム)、密着層(例えばアイオノマ、環
状ポリオレフィン、EVA、EMAA、EMA等)の4
層からなっているが、しかしこれでは十分に満足されな
いということで、更に該保護層とバリヤメタル層及びバ
リヤメタル層と該ショ−ト防止層の間に該アイオノマ等
の接着層を設けるなどして、更なる多層構造とすること
を良しとしている。尚、該公報では、該アイオノマ樹脂
を多用しているが、これはバリヤメタル層との接着性に
優れ、そしてピンホ−ルができても電気短絡が防止でき
るという効果があるからと言ううことである。
【0007】特開平11−86842号公報は、シ−ト
電池を包材でシ−ルする場合、特に電池端子(リ−ド
線)部分との密着性を上げるためにこの部分に無水マレ
イン酸変性ポリプロピレンを塗布することを特徴とする
ものである。尚、該ポリプロピレンの使用はアイオノマ
使用の欠点である、特に高温でのヒ−トシ−ル性と電解
液に対する耐性(これがないと電気短絡を引き起こす原
因となる)の欠点をもカバ−する効果もあることも記載
されている。
電池を包材でシ−ルする場合、特に電池端子(リ−ド
線)部分との密着性を上げるためにこの部分に無水マレ
イン酸変性ポリプロピレンを塗布することを特徴とする
ものである。尚、該ポリプロピレンの使用はアイオノマ
使用の欠点である、特に高温でのヒ−トシ−ル性と電解
液に対する耐性(これがないと電気短絡を引き起こす原
因となる)の欠点をもカバ−する効果もあることも記載
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記号公報で
開示される、より多くの層の積層でなる外包材(外被包
材)に対して、より少ない層で構成されより効果の大き
いシ−ト電池用外包材を見出すことを主たる課題とし、
そして該電池をヒ−トシ−ルする際に、金属箔集電体か
ら引き出されるリ−ド線とより高い密着力でもって一挙
にシ−ルできる外包材をも見出すことを従課題として鋭
意検討して達成したものである。これら課題は次の手段
によって容易に達成される。
開示される、より多くの層の積層でなる外包材(外被包
材)に対して、より少ない層で構成されより効果の大き
いシ−ト電池用外包材を見出すことを主たる課題とし、
そして該電池をヒ−トシ−ルする際に、金属箔集電体か
ら引き出されるリ−ド線とより高い密着力でもって一挙
にシ−ルできる外包材をも見出すことを従課題として鋭
意検討して達成したものである。これら課題は次の手段
によって容易に達成される。
【0009】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、請求項1
に記載するように、最外保護樹脂層、バリヤ金属層、融
点が90〜110℃のエチレンとアクリル酸系モノマと
の共重合ポリマによる最内層とが順次積層される、少な
くとも3層からなることを特徴として達成されるもので
ある。
に記載するように、最外保護樹脂層、バリヤ金属層、融
点が90〜110℃のエチレンとアクリル酸系モノマと
の共重合ポリマによる最内層とが順次積層される、少な
くとも3層からなることを特徴として達成されるもので
ある。
【0010】そして請求項1に従属して、より好ましい
発明として請求項2と3をも提供し達成するものであ
る。以下次ぎ実施形態で本発明を詳細に説明する。
発明として請求項2と3をも提供し達成するものであ
る。以下次ぎ実施形態で本発明を詳細に説明する。
【0011】
【発明の実施の形態】まず最外保護樹脂層(以下単に最
外層と呼ぶ)としては、融点約100℃以上で、耐衝撃
性、耐薬品性に優れ、更には若干の柔軟性もある厚さ1
0〜50μm程度の熱可塑性樹脂による薄厚層として形
成するのが良い。具体的には、一般に例示さてれている
PET(2軸延伸ポリエチレンテレフタレ−ト)、ナイ
ロン6又は66のフィルムが挙げられる。その他には特
にナイロン11又12の単独ポリマ、ナイロン6/6
6、6/10又は6/12の2元コポリマ、ナイロン6
/66/610又は6/66/610/12の3元〜4
元コポリマのフイルムを挙げることができる。これ等の
ポリマフィルムは、前記PET、ナイロン6又は66の
フィルムと比較して、バリヤ金属層との密着性も良く、
柔軟的で耐衝撃性に優れ、且つ吸湿性も低いことから好
ましいものである。更に該3元〜4元コポリマフイルム
は融点が110〜150℃で、且つアルコ−ル可溶でも
あり、該バリヤ金属層との密着はより有利になる。尚、
ポリエステルフイルムとして、PETの他にポリブチレ
ンテレフタレ−ト及びポリエチレンナフタレ−ト、他に
ポリパラキシリレン等の各フイルムも挙げられる。
外層と呼ぶ)としては、融点約100℃以上で、耐衝撃
性、耐薬品性に優れ、更には若干の柔軟性もある厚さ1
0〜50μm程度の熱可塑性樹脂による薄厚層として形
成するのが良い。具体的には、一般に例示さてれている
PET(2軸延伸ポリエチレンテレフタレ−ト)、ナイ
ロン6又は66のフィルムが挙げられる。その他には特
にナイロン11又12の単独ポリマ、ナイロン6/6
6、6/10又は6/12の2元コポリマ、ナイロン6
/66/610又は6/66/610/12の3元〜4
元コポリマのフイルムを挙げることができる。これ等の
ポリマフィルムは、前記PET、ナイロン6又は66の
フィルムと比較して、バリヤ金属層との密着性も良く、
柔軟的で耐衝撃性に優れ、且つ吸湿性も低いことから好
ましいものである。更に該3元〜4元コポリマフイルム
は融点が110〜150℃で、且つアルコ−ル可溶でも
あり、該バリヤ金属層との密着はより有利になる。尚、
ポリエステルフイルムとして、PETの他にポリブチレ
ンテレフタレ−ト及びポリエチレンナフタレ−ト、他に
ポリパラキシリレン等の各フイルムも挙げられる。
【0012】そしてバリヤ金属層は、絶対的バリヤ性を
確保するために必要な層(中間バリヤ層)であり、その
層厚は1000Å〜40μm程度の範囲が望ましい。該
金属層を形成する金属としては、アルミ、亜鉛、ニッケ
ル等である。該層厚は広い範囲で例示されるが、薄い方
は真空蒸着法とか、スパッタリング法等の薄膜形成手段
によって形成されるが、厚い方は圧延法による。厚い方
はそれ自身を積層すれば良いが、薄い方はこのままでは
積層操作がしづらいので、例えば前記の樹脂フイルムの
片面又は両面に密着したもので積層し該バリヤ金属とす
るのが良い。
確保するために必要な層(中間バリヤ層)であり、その
層厚は1000Å〜40μm程度の範囲が望ましい。該
金属層を形成する金属としては、アルミ、亜鉛、ニッケ
ル等である。該層厚は広い範囲で例示されるが、薄い方
は真空蒸着法とか、スパッタリング法等の薄膜形成手段
によって形成されるが、厚い方は圧延法による。厚い方
はそれ自身を積層すれば良いが、薄い方はこのままでは
積層操作がしづらいので、例えば前記の樹脂フイルムの
片面又は両面に密着したもので積層し該バリヤ金属とす
るのが良い。
【0013】次にシ−ト状電池を構成する電極板(集電
体)に、直接接して密着封止する最内層について説明す
る。該層を構成するものは、特に融点が90〜110
℃、好ましくは95〜108℃、更に好ましくは98〜
106℃であるエチレンとアクリル酸系モノマとのコポ
リマ(以下EAポリマと呼ぶ)が選ばれる。本発明は前
記特定のEAポリマを見出し、これを前記最外層とバリ
ヤ金属層に組み合わせて外包材としたことで、敢えて従
来技術に見られるようなより多層化による改良手段を採
らなくとも、前記する外包材としての必要条件を一挙に
解決することができる。従って他のポリマは勿論、単な
る(特定されない)エチレンとアクリル酸系モノマとの
コポリマでも、該必要条件を一挙に解決すことはできる
ものではない。
体)に、直接接して密着封止する最内層について説明す
る。該層を構成するものは、特に融点が90〜110
℃、好ましくは95〜108℃、更に好ましくは98〜
106℃であるエチレンとアクリル酸系モノマとのコポ
リマ(以下EAポリマと呼ぶ)が選ばれる。本発明は前
記特定のEAポリマを見出し、これを前記最外層とバリ
ヤ金属層に組み合わせて外包材としたことで、敢えて従
来技術に見られるようなより多層化による改良手段を採
らなくとも、前記する外包材としての必要条件を一挙に
解決することができる。従って他のポリマは勿論、単な
る(特定されない)エチレンとアクリル酸系モノマとの
コポリマでも、該必要条件を一挙に解決すことはできる
ものではない。
【0014】前記EAポリマは、例えばエチレンとアク
リル酸又はメチル(エチル)メタアクリル酸、又はアク
リル酸メチル(エチル)又はメチル(エチル)メタアク
リル酸メチル(エチル)との共重合によって選られるコ
ポリマであるが、中でも後者2つに代表されるアクリル
酸のエステルよりも、前者2つに代表されるアクリル酸
であるのが好ましい。該エステルを使用する場合は、第
3成分として3元共重合の形で使用するのが良い。該ポ
リマは、基本的には両者反応モル比と分子量によって決
まるので、その中で特に融点90〜110℃のEAポリ
マが選ばれ使用されることになる。尚、アクリル酸系モ
ノマの中にアクリルアミドも含まれ、これを第3成分と
して使用する場合もある。
リル酸又はメチル(エチル)メタアクリル酸、又はアク
リル酸メチル(エチル)又はメチル(エチル)メタアク
リル酸メチル(エチル)との共重合によって選られるコ
ポリマであるが、中でも後者2つに代表されるアクリル
酸のエステルよりも、前者2つに代表されるアクリル酸
であるのが好ましい。該エステルを使用する場合は、第
3成分として3元共重合の形で使用するのが良い。該ポ
リマは、基本的には両者反応モル比と分子量によって決
まるので、その中で特に融点90〜110℃のEAポリ
マが選ばれ使用されることになる。尚、アクリル酸系モ
ノマの中にアクリルアミドも含まれ、これを第3成分と
して使用する場合もある。
【0015】前記融点範囲のEAポリマが使用される具
体的理由は次の通りである。つまり融点90℃未満で
は、特にシ−ト状電池の正・負極合剤層(電解液層)に
対する耐性と環境(例えば90℃前後、RH50%以上
の雰囲気下)に対するバリヤ性に満足できるレベルに改
善が行われないことと、該電池の電極集電体面にEAポ
リマが密着したとしてもピンホ−ルを伴う密着面になり
易い(短絡の原因)。一方融点110℃を越えると、特
に金属箔集電体面及び該集電体から引き出されるリ−ド
線(特に結線部分)の部分も十分に密着されなくなる。
体的理由は次の通りである。つまり融点90℃未満で
は、特にシ−ト状電池の正・負極合剤層(電解液層)に
対する耐性と環境(例えば90℃前後、RH50%以上
の雰囲気下)に対するバリヤ性に満足できるレベルに改
善が行われないことと、該電池の電極集電体面にEAポ
リマが密着したとしてもピンホ−ルを伴う密着面になり
易い(短絡の原因)。一方融点110℃を越えると、特
に金属箔集電体面及び該集電体から引き出されるリ−ド
線(特に結線部分)の部分も十分に密着されなくなる。
【0016】又前記最内層の層厚は、シ−ト状電池の電
極集電体厚さ及び該集電体から引き出されたリ−ド線の
厚さよりも厚くすることが好ましい。これは十分な電気
絶縁機能の発現は勿論であるが、他に最内層の方が薄い
と、外包材で該電池の全体を包んで全周囲を熱融着によ
りシ−ルする場合に、特に該集電体のエッジ部分及びリ
−ド線の結線根元の部分が、最内層を突き破り、バリヤ
金属層に接して短絡の危険性がでること。更に仮に熱融
着シ−ルが十分であっても、最内層に微細なピンホ−ル
ができ易いといった危険性もあることによる。このよう
なことから、該層厚としては該電極集電体又は該リ−ド
線の厚さに対して1.2〜3倍程度厚くして設計するの
が良い。
極集電体厚さ及び該集電体から引き出されたリ−ド線の
厚さよりも厚くすることが好ましい。これは十分な電気
絶縁機能の発現は勿論であるが、他に最内層の方が薄い
と、外包材で該電池の全体を包んで全周囲を熱融着によ
りシ−ルする場合に、特に該集電体のエッジ部分及びリ
−ド線の結線根元の部分が、最内層を突き破り、バリヤ
金属層に接して短絡の危険性がでること。更に仮に熱融
着シ−ルが十分であっても、最内層に微細なピンホ−ル
ができ易いといった危険性もあることによる。このよう
なことから、該層厚としては該電極集電体又は該リ−ド
線の厚さに対して1.2〜3倍程度厚くして設計するの
が良い。
【0017】又前記バリヤ金属層と(EAポリマ)最内
層との密着は、EAポリマ自身が良好な接着性も有して
いるので、敢えて接着剤の使用は必要でない。しかし特
にリ−ド線の結線根元に関しては、完全シ−ルが危惧さ
れるのでこれの完全払拭のためには、少なくともこの部
分には接着剤を介在しシ−ルした方が好ましい。この接
着剤も特に融点が60〜80℃程度のエチレンとアクリ
ル酸系モノマとの低融点コポリマを接着剤とするのがよ
り好ましい。
層との密着は、EAポリマ自身が良好な接着性も有して
いるので、敢えて接着剤の使用は必要でない。しかし特
にリ−ド線の結線根元に関しては、完全シ−ルが危惧さ
れるのでこれの完全払拭のためには、少なくともこの部
分には接着剤を介在しシ−ルした方が好ましい。この接
着剤も特に融点が60〜80℃程度のエチレンとアクリ
ル酸系モノマとの低融点コポリマを接着剤とするのがよ
り好ましい。
【0018】又前記最外層とバリヤ金属層との密着は、
前記例示中特にナイロンの2元以上のコポリマを除き、
他のポリマでは接着剤を介在して密着するのが好まし
い。この場合の接着剤は適宜選択され使用されるが、中
でも最内層として使用する前記EAポリマを使用するの
がより好ましい。これによる接着層の厚さは、10〜3
0μm程度と薄くて良い。ここでナイロンの2元以上の
コポリマは、敢えて該接着剤の使用が必要ではないと言
うことになるが、これはそのコポリマ自身が強い接着力
でもって熱融着も容易であることによる。この傾向は3
元以上のナイロンコポリマでより一層効果的になる。
尚、一般的な接着剤の中でアイオノマも有り多用される
が、本発明ではこの使用は電解液中に結合する金属イオ
ンが流出する危険性が高いので、一般的接着剤が使用さ
れたとしてもこれの使用は避けるのが良い。
前記例示中特にナイロンの2元以上のコポリマを除き、
他のポリマでは接着剤を介在して密着するのが好まし
い。この場合の接着剤は適宜選択され使用されるが、中
でも最内層として使用する前記EAポリマを使用するの
がより好ましい。これによる接着層の厚さは、10〜3
0μm程度と薄くて良い。ここでナイロンの2元以上の
コポリマは、敢えて該接着剤の使用が必要ではないと言
うことになるが、これはそのコポリマ自身が強い接着力
でもって熱融着も容易であることによる。この傾向は3
元以上のナイロンコポリマでより一層効果的になる。
尚、一般的な接着剤の中でアイオノマも有り多用される
が、本発明ではこの使用は電解液中に結合する金属イオ
ンが流出する危険性が高いので、一般的接着剤が使用さ
れたとしてもこれの使用は避けるのが良い。
【0019】前記外包材の製造手段は、例えばまずロ−
ル状の金属箔の片面に前記最内層として有効な厚さ
(1.2〜3倍)になるように、EAポリマの溶媒溶液
をコ−テングし乾燥して接着積層するか、該EAポリマ
を該厚さで熔融押出し成形しつつ該金属箔と押出しラミ
ネ−ションして積層する。次に反対面に最外層として前
記例示する熱可塑性樹脂による厚さ10〜50μm程度
で該層を積層する。ここでもこの最外層形成に、該樹脂
の溶媒溶液によるコ−テングか、押出しラミネ−ション
によるか、更には予め所定厚さにフイルム成形された該
樹脂を加熱ロ−ラを介して該金属箔に溶融接着する。こ
こで前記接着剤を介する場合には、これを予め該金属箔
か該フイルムに積層しておくのが良い。
ル状の金属箔の片面に前記最内層として有効な厚さ
(1.2〜3倍)になるように、EAポリマの溶媒溶液
をコ−テングし乾燥して接着積層するか、該EAポリマ
を該厚さで熔融押出し成形しつつ該金属箔と押出しラミ
ネ−ションして積層する。次に反対面に最外層として前
記例示する熱可塑性樹脂による厚さ10〜50μm程度
で該層を積層する。ここでもこの最外層形成に、該樹脂
の溶媒溶液によるコ−テングか、押出しラミネ−ション
によるか、更には予め所定厚さにフイルム成形された該
樹脂を加熱ロ−ラを介して該金属箔に溶融接着する。こ
こで前記接着剤を介する場合には、これを予め該金属箔
か該フイルムに積層しておくのが良い。
【0020】
【実施例】以下比較例と共に実施例によって更に詳述す
るが、ここでテストに使用したシ−ト電池は次の構成に
よる。 ●正極板・・コバルト酸リチウム、カ−ボンブラック及
びポリフッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに分散
し、これをアルミ箔(厚さ35μm)の片面に塗布・乾
燥し、更に加熱プレスして全厚50μmに調製した。そ
してこれを50mm角にカットし、この中央に厚さ40
μm、4×90mmの短冊アルミ箔を熔着してリ−ド線
として引き出しておく。 ●負極板・・グラファイト炭素とポリフッ化ビニリデン
とをN−メチルピロリドンに分散し、これを銅箔(厚さ
35μm)の片面に塗布・乾燥し、更に加熱プレスして
全厚50μmに調製した。そしてこれを50mm角にカ
ットし、この中央に厚さ、4×90mmの短冊銅を熔着
してリ−ド線として引き出しておく。 ●電解液・・エチレンカ−ボネ−ト、ジメチルカ−ボネ
ート及びγ−ブチルラクトンの混合溶媒にLiBF4を
溶解したもの。 ●セパレ−タ・・エチレン/6−フッ化プロピレンのコ
ポリマの発泡フイルム(60μm)を55mm角にカッ
トしたもの。 以上の各部材を使って、まず該サパレ−タの両面に該電
解液を加熱含浸する。そしてこの片面に該正極板、他面
には該負極板を積層して加熱圧着してシ−ト電池とする
(各両リ−ド線は接続端子として左右に約35mm露出
している)。
るが、ここでテストに使用したシ−ト電池は次の構成に
よる。 ●正極板・・コバルト酸リチウム、カ−ボンブラック及
びポリフッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンに分散
し、これをアルミ箔(厚さ35μm)の片面に塗布・乾
燥し、更に加熱プレスして全厚50μmに調製した。そ
してこれを50mm角にカットし、この中央に厚さ40
μm、4×90mmの短冊アルミ箔を熔着してリ−ド線
として引き出しておく。 ●負極板・・グラファイト炭素とポリフッ化ビニリデン
とをN−メチルピロリドンに分散し、これを銅箔(厚さ
35μm)の片面に塗布・乾燥し、更に加熱プレスして
全厚50μmに調製した。そしてこれを50mm角にカ
ットし、この中央に厚さ、4×90mmの短冊銅を熔着
してリ−ド線として引き出しておく。 ●電解液・・エチレンカ−ボネ−ト、ジメチルカ−ボネ
ート及びγ−ブチルラクトンの混合溶媒にLiBF4を
溶解したもの。 ●セパレ−タ・・エチレン/6−フッ化プロピレンのコ
ポリマの発泡フイルム(60μm)を55mm角にカッ
トしたもの。 以上の各部材を使って、まず該サパレ−タの両面に該電
解液を加熱含浸する。そしてこの片面に該正極板、他面
には該負極板を積層して加熱圧着してシ−ト電池とする
(各両リ−ド線は接続端子として左右に約35mm露出
している)。
【0021】(実施例1)3層からなる外包材を次の仕
様で製造した。 ◎まず最外層用として6/66/610からなるアルコ
−ル可溶の3元コポリマナイロン(融点約140〜14
3℃)チップを、Tダイ押出機にて押出し厚さ35μm
のフイルム(ANフイルム)、 ◎バリヤ金属層用として30μmのアルミ箔、 ◎そして最内層用として融点104℃(MFR=1.5
g/10分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共
重合ポリマをTダイ押出機にて押出し厚さ55μmのフ
イルム(EAフイルム1)を各々製造した。
様で製造した。 ◎まず最外層用として6/66/610からなるアルコ
−ル可溶の3元コポリマナイロン(融点約140〜14
3℃)チップを、Tダイ押出機にて押出し厚さ35μm
のフイルム(ANフイルム)、 ◎バリヤ金属層用として30μmのアルミ箔、 ◎そして最内層用として融点104℃(MFR=1.5
g/10分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共
重合ポリマをTダイ押出機にて押出し厚さ55μmのフ
イルム(EAフイルム1)を各々製造した。
【0022】そして前記各部材を次の通り積層して外包
材を得た。つまり前記アルミ箔(両面は予め脱脂洗浄)
の片面に、含水エチルアルコ−ルを均一に塗布し濡れた
状態で前記ANフイルムを貼着して後、暫らくしてから
もう片面に、前記EAフイルム1を貼合してこの全体を
鏡面仕上げしたステンレス板に挟持して110℃に加熱
圧着した。
材を得た。つまり前記アルミ箔(両面は予め脱脂洗浄)
の片面に、含水エチルアルコ−ルを均一に塗布し濡れた
状態で前記ANフイルムを貼着して後、暫らくしてから
もう片面に、前記EAフイルム1を貼合してこの全体を
鏡面仕上げしたステンレス板に挟持して110℃に加熱
圧着した。
【0023】(実施例2)4層からなる外包材を次の仕
様で製造した。 ◎まず最外層用としてナイロン12(融点約175℃)
チップを、Tダイ押出機にて押出し厚さ15μmのフイ
ルム(12フイルム)、 ◎バリヤ金属層用として30μmのアルミ箔、 ◎最内層用として、融点98℃(MFR=2.7g/1
0分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共重合ポ
リマをTダイ押出機にて押出し厚さ55μmのフイルム
(EAフイルム2)、 ◎そして接着層用として融点97℃(MFR=2.5g
/10分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共重
合ポリマをTダイ押出機にて押出し厚さ20μmのフイ
ルム(EAフイルムS)を各々製造した。
様で製造した。 ◎まず最外層用としてナイロン12(融点約175℃)
チップを、Tダイ押出機にて押出し厚さ15μmのフイ
ルム(12フイルム)、 ◎バリヤ金属層用として30μmのアルミ箔、 ◎最内層用として、融点98℃(MFR=2.7g/1
0分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共重合ポ
リマをTダイ押出機にて押出し厚さ55μmのフイルム
(EAフイルム2)、 ◎そして接着層用として融点97℃(MFR=2.5g
/10分)のエチレンとメチルメタアクリル酸との共重
合ポリマをTダイ押出機にて押出し厚さ20μmのフイ
ルム(EAフイルムS)を各々製造した。
【0024】そして前記各部材を次の通り積層して外包
材を得た。つまり前記アルミ箔(両面は予め脱脂洗浄)
の片面にまず接着層用のEAフイルムSを、その上に1
2フイルムを順次貼合してから、これを前記ステンレス
板に挟持して120℃に加熱した。そして引き続き反対
面に前記EAフイルム2を貼合して再度ステンレス板に
挟持し同様に全体を加熱圧着した。
材を得た。つまり前記アルミ箔(両面は予め脱脂洗浄)
の片面にまず接着層用のEAフイルムSを、その上に1
2フイルムを順次貼合してから、これを前記ステンレス
板に挟持して120℃に加熱した。そして引き続き反対
面に前記EAフイルム2を貼合して再度ステンレス板に
挟持し同様に全体を加熱圧着した。
【0025】(実施例3)本発明の外包材は、前記実施
例による詳述からも従来にないものとしてその作用効果
は容易に理解できるが、参考までにそれを次のテストで
確認し示すことにする。
例による詳述からも従来にないものとしてその作用効果
は容易に理解できるが、参考までにそれを次のテストで
確認し示すことにする。
【0026】まず前記実施例1で得た外包材の最内層を
内側にして2重に折り、2辺を150℃で5秒間ヒ−ト
シ−ルして袋状に加工し、そしてこの中に前記の電解液
を該袋容積の1/3程度入れて、残る1辺を同様にして
ヒ−トシ−ルし、該電解液を封入した(Tサンプル
1)。
内側にして2重に折り、2辺を150℃で5秒間ヒ−ト
シ−ルして袋状に加工し、そしてこの中に前記の電解液
を該袋容積の1/3程度入れて、残る1辺を同様にして
ヒ−トシ−ルし、該電解液を封入した(Tサンプル
1)。
【0027】そして前記Tサンプル1を60℃/RH7
5%(高温加湿テスト)と60℃/RH15%(高温低
湿テスト)の雰囲気下に40日間放置し、袋全体の重量
変化の有無をチェックした。その結果は該高温加湿テス
トでは+0.05重量%の極微増、該高温低湿テストで
は−0.03重量%の極微減に留まった。そして最後に
この袋を破り内面層を拡大顕微鏡で観察した。内面層が
膨潤とか浸食された状態は一切観察されず、またこの層
面を爪で擦っても傷がつくこともなく、バリヤ金属層と
の密着も完全であった。
5%(高温加湿テスト)と60℃/RH15%(高温低
湿テスト)の雰囲気下に40日間放置し、袋全体の重量
変化の有無をチェックした。その結果は該高温加湿テス
トでは+0.05重量%の極微増、該高温低湿テストで
は−0.03重量%の極微減に留まった。そして最後に
この袋を破り内面層を拡大顕微鏡で観察した。内面層が
膨潤とか浸食された状態は一切観察されず、またこの層
面を爪で擦っても傷がつくこともなく、バリヤ金属層と
の密着も完全であった。
【0028】一方実施例2で得た4層の外包材について
は次のテストも行った。まず前記シ−ト電池のサイズよ
りも約15mm大きくカットした2つ折りの該外包材の
2辺を150℃で5秒間ヒ−トシ−ルして袋状に加工
し、そしてこの中に該シ−ト電池を挿入して後、残る1
辺を150℃で5秒間ヒ−トシ−ルして全体を密封し
た。この時ヒ−トシ−ル幅は約3mmで、2本のリ−ド
線は実質約15mm露出状態にあった。そしてこの外包
したシ−ト電池について、前記と同じ条件での高温加湿
テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチェ
ックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.04
重量%の極微増、該高温低湿テストでは−0.02重量
%の極微減に留まった。
は次のテストも行った。まず前記シ−ト電池のサイズよ
りも約15mm大きくカットした2つ折りの該外包材の
2辺を150℃で5秒間ヒ−トシ−ルして袋状に加工
し、そしてこの中に該シ−ト電池を挿入して後、残る1
辺を150℃で5秒間ヒ−トシ−ルして全体を密封し
た。この時ヒ−トシ−ル幅は約3mmで、2本のリ−ド
線は実質約15mm露出状態にあった。そしてこの外包
したシ−ト電池について、前記と同じ条件での高温加湿
テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチェ
ックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.04
重量%の極微増、該高温低湿テストでは−0.02重量
%の極微減に留まった。
【0029】(比較例1)まず前記実施例2において、
ここで使用した最内層用のEAフイルム2に変えて、融
点86℃、MFR=5.6g/10分のエチレンとメチ
ルメタアクリル酸とのコポリマを使用する以外は同一条
件で4つの部材を積層して4層の外包材を得た。但し該
コポリマによるフイルムの厚さは70μmであった。
ここで使用した最内層用のEAフイルム2に変えて、融
点86℃、MFR=5.6g/10分のエチレンとメチ
ルメタアクリル酸とのコポリマを使用する以外は同一条
件で4つの部材を積層して4層の外包材を得た。但し該
コポリマによるフイルムの厚さは70μmであった。
【0030】そして前記外包材を使って前記実施例3と
同様に袋状に加工し、そしてこの中に電解液を入れて、
全体をヒ−トシ−ルして、これにつき前記同様に高温加
湿テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチ
ェックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.7
8重量%、該高温低湿テストでは−0.64重量%であ
った。更に該例3と同様に袋を破り内面層を拡大顕微鏡
で観察したところ、内面層は可塑化状態に変わり、この
層面を爪で擦すると傷が着き、密着も弱かった。前記実
施例に比較して電解液、環境バリヤ性に大きな差の有る
ことが判る。
同様に袋状に加工し、そしてこの中に電解液を入れて、
全体をヒ−トシ−ルして、これにつき前記同様に高温加
湿テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチ
ェックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.7
8重量%、該高温低湿テストでは−0.64重量%であ
った。更に該例3と同様に袋を破り内面層を拡大顕微鏡
で観察したところ、内面層は可塑化状態に変わり、この
層面を爪で擦すると傷が着き、密着も弱かった。前記実
施例に比較して電解液、環境バリヤ性に大きな差の有る
ことが判る。
【0031】(比較例2)まず前記実施例2において、
ここで使用した最内層用のEAフイルム2に変えて、融
点115℃、MFR=0.8g/10分のエチレンとメ
チルメタアクリル酸とのコポリマを使用する以外は同一
条件で4つの部材を積層して4層の外包材を得た。但し
該コポリマによるフイルムの厚さは57μmであり、ヒ
−トシ−ルは140℃で行った。
ここで使用した最内層用のEAフイルム2に変えて、融
点115℃、MFR=0.8g/10分のエチレンとメ
チルメタアクリル酸とのコポリマを使用する以外は同一
条件で4つの部材を積層して4層の外包材を得た。但し
該コポリマによるフイルムの厚さは57μmであり、ヒ
−トシ−ルは140℃で行った。
【0032】そして前記外包材を使って前記実施例3と
同様に袋状に加工し、そしてこの中に電解液を入れて、
全体をヒ−トシ−ルして、これに付き前記同様に高温加
湿テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチ
ェックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.1
8重量%、該高温低湿テストでは−0.15重量%であ
った。更に該例3と同様に袋を破り内面層を拡大顕微鏡
で観察したところ、内面層は膨潤とか浸食された状態は
観察されなかった。しかしアルミ箔との層間密着が悪
く、爪で擦すると部分的に剥離した。
同様に袋状に加工し、そしてこの中に電解液を入れて、
全体をヒ−トシ−ルして、これに付き前記同様に高温加
湿テストと高温低湿テストとを行い重量変化の有無をチ
ェックした。その結果は該高温加湿テストでは+0.1
8重量%、該高温低湿テストでは−0.15重量%であ
った。更に該例3と同様に袋を破り内面層を拡大顕微鏡
で観察したところ、内面層は膨潤とか浸食された状態は
観察されなかった。しかしアルミ箔との層間密着が悪
く、爪で擦すると部分的に剥離した。
【0033】
【発明の効果】本発明は前記の通り構成されるので、次
のような効果を奏する。
のような効果を奏する。
【0034】従来技術に見られるより多層からなるシ−
ト電池用外包材に比べて、より少数層構成で目的の外包
材が得られるようになり、生産性も大きく向上できるよ
うになった。
ト電池用外包材に比べて、より少数層構成で目的の外包
材が得られるようになり、生産性も大きく向上できるよ
うになった。
【0035】また性能に関しては、シ−ト電池本体の衝
撃に対する十分なる保護は勿論、環境(乾燥、多湿環
境)に対するバリヤ性と電解液に対する耐性はより一層
向上した。これは特に最内層によるところが大きく、電
解液耐性と強力で緻密(ピンホ−ルもできずに、それに
よる電気短絡もない)な密着力によるものである。
撃に対する十分なる保護は勿論、環境(乾燥、多湿環
境)に対するバリヤ性と電解液に対する耐性はより一層
向上した。これは特に最内層によるところが大きく、電
解液耐性と強力で緻密(ピンホ−ルもできずに、それに
よる電気短絡もない)な密着力によるものである。
【0036】また外包材はヒ−トシ−ル性にも優れ、シ
−ト電池本体は勿論、問題となるリ−ド電線の特に結線
根部分も十分な封止でもって、同時にヒ−トシ−ルされ
るようになった。
−ト電池本体は勿論、問題となるリ−ド電線の特に結線
根部分も十分な封止でもって、同時にヒ−トシ−ルされ
るようになった。
【0037】本外包材は、種々のタイプのシ−ト電池に
使用されるが、前記のような効果から特にリチウムポリ
マ2次電池用として有効である。
使用されるが、前記のような効果から特にリチウムポリ
マ2次電池用として有効である。
フロントページの続き Fターム(参考) 5H011 AA09 AA17 BB04 CC02 CC06 CC10 DD13 FF04 GG09 HH02 JJ14 KK04 5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 CJ22 DJ02 DJ03 EJ01 EJ12 HJ14
Claims (3)
- 【請求項1】最外保護樹脂層、バリヤ金属層、融点が9
0〜110℃のエチレンとアクリル酸系モノマとの共重
合ポリマによる最内層とが順次積層される、少なくとも
3層からなることを特徴とするシ−ト状電池の外包材。 - 【請求項2】前記において、最外保護樹脂層とバリヤ金
属層との間に融点が90〜110℃のエチレンとアクリ
ル酸系モノマとの共重合ポリマによる接着層が積層され
る、4層からなることを特徴とするシ−ト状電池の外包
材。 - 【請求項3】前記シ−ト状電池がリチウムポリマ2次電
池である請求項1又は2に記載のシ−ト状電池の外包
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126178A JP2001307690A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | シ−ト状電池の外包材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000126178A JP2001307690A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | シ−ト状電池の外包材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307690A true JP2001307690A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18636004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126178A Pending JP2001307690A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | シ−ト状電池の外包材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001307690A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012134049A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Okura Ind Co Ltd | 非水電解質電池もしくはキャパシタ用外包材 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1167168A (ja) * | 1997-08-13 | 1999-03-09 | Ricoh Co Ltd | 薄型ポリマー電池 |
| WO1999040634A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Feuille pour boitier de cellule et dispositif a cellule |
| JP2004327048A (ja) * | 1998-10-20 | 2004-11-18 | Dainippon Printing Co Ltd | ポリマー電池ケース用シート |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000126178A patent/JP2001307690A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1167168A (ja) * | 1997-08-13 | 1999-03-09 | Ricoh Co Ltd | 薄型ポリマー電池 |
| WO1999040634A1 (fr) * | 1998-02-05 | 1999-08-12 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Feuille pour boitier de cellule et dispositif a cellule |
| JP2004327048A (ja) * | 1998-10-20 | 2004-11-18 | Dainippon Printing Co Ltd | ポリマー電池ケース用シート |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012134049A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Okura Ind Co Ltd | 非水電解質電池もしくはキャパシタ用外包材 |
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