JP2000149914A - 電池用表面処理端子 - Google Patents
電池用表面処理端子Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次蓄電池に使用する包材の内面フィルムと
接着性の良い金属端子であって、６０℃以上の高温にお
いて電解液に接しても接着性が低下せず、良好な電池性
能を発揮できる接着性、耐電解液性に優れたアルミニウ
ム製の電池正極用端子の提供。 【解決手段】 ヒートシールタイプ電池ケースに使用す
るアルミニウム製端子の全面またはヒートシール部分と
ヒートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を電解エッ
チング、化学エッチングまたは機械的粗面化処理の粗面
化処理をした電池正極用表面処理端子あるいは該端子の
ヒートシール部分の表面をアイオノマー、ＥＡＡ、ＣＰ
Ｐ及び変性ＰＰのいずれか一つの樹脂で被覆した電池正
極用表面処理端子。
接着性の良い金属端子であって、６０℃以上の高温にお
いて電解液に接しても接着性が低下せず、良好な電池性
能を発揮できる接着性、耐電解液性に優れたアルミニウ
ム製の電池正極用端子の提供。 【解決手段】 ヒートシールタイプ電池ケースに使用す
るアルミニウム製端子の全面またはヒートシール部分と
ヒートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を電解エッ
チング、化学エッチングまたは機械的粗面化処理の粗面
化処理をした電池正極用表面処理端子あるいは該端子の
ヒートシール部分の表面をアイオノマー、ＥＡＡ、ＣＰ
Ｐ及び変性ＰＰのいずれか一つの樹脂で被覆した電池正
極用表面処理端子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次蓄電池用の端
子、特にヒートシールタイプのリチウムイオン電池など
に使用するのための、包材と端子の密封性が良く、比較
的高温において電解液に接してもこの接着性が低下しな
い電池ケース用包材の内面フィルムとの接着性に優れた
電池用端子に関する。
子、特にヒートシールタイプのリチウムイオン電池など
に使用するのための、包材と端子の密封性が良く、比較
的高温において電解液に接してもこの接着性が低下しな
い電池ケース用包材の内面フィルムとの接着性に優れた
電池用端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン電池は、ニッケル−水素
電池などの従来の電池と比較した時、体積エネルギー密
度、重量エネルギー密度が優れており、携帯電話、ノー
トパソコン、８ｍｍビデオなどの携帯用電気製品のエネ
ルギー源として広く使用されている。このリチウムイオ
ン電池の中でも、導電性高分子を使用したゲル電解質を
用いたポリマー電池は、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）やジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの非水電解
液を用いた従来のリチウムイオン電池と比較して電池自
体を薄くでき、安全性の点でも優れているという特徴を
有しており、今後の発展が有望視されている電池であ
る。このポリマー電池に使用する電池ケース用包材とし
ては、ヒートシールにより封止をするタイプと、金属接
合により封止をするタイプの２種類がある。現状におい
ては、端子の取り出し易さからヒートシールタイプの電
池ケースが主流になっている。
電池などの従来の電池と比較した時、体積エネルギー密
度、重量エネルギー密度が優れており、携帯電話、ノー
トパソコン、８ｍｍビデオなどの携帯用電気製品のエネ
ルギー源として広く使用されている。このリチウムイオ
ン電池の中でも、導電性高分子を使用したゲル電解質を
用いたポリマー電池は、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）やジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの非水電解
液を用いた従来のリチウムイオン電池と比較して電池自
体を薄くでき、安全性の点でも優れているという特徴を
有しており、今後の発展が有望視されている電池であ
る。このポリマー電池に使用する電池ケース用包材とし
ては、ヒートシールにより封止をするタイプと、金属接
合により封止をするタイプの２種類がある。現状におい
ては、端子の取り出し易さからヒートシールタイプの電
池ケースが主流になっている。
【０００３】このタイプの電池ケースに使用する電池ケ
ース用包材には、条件として次の性能が要求される。 アルミニウム、銅、ニッケルなどの端子との接着性に
優れ、特に端子回りの密封性が得られること。 高温ヒートシールがあること（夏季、自動車内等に放
置され、９０℃前後の高温になっても密封性が維持でき
ること。）。 耐電解液性があること（ゲル電解質でも僅かな非水電
解液を含有しており、これらの電解液により接着性が低
下したり、電池ケース用包材材質が溶解しないこと。） 上記の性能を有する材料としては、の性能を重視する
場合には内面フィルムとしてアイオノマー、エチレン−
アクリレート共重合体（本発明においては「ＥＡＡ」と
記す。）、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレン（本発
明においては「変性ＰＰ」と記す。）あるいは不飽和カ
ルボン酸変性ポリエチレン（変性ＰＥ）が用いられ、ま
た耐高温性及び耐電解液性の性能を重視する時は内
面フィルムとしてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂があり、特に未延
伸ポリプロピレンフィルム（本発明においては「ＣＰ
Ｐ」と記す。）が用いられる。
ース用包材には、条件として次の性能が要求される。 アルミニウム、銅、ニッケルなどの端子との接着性に
優れ、特に端子回りの密封性が得られること。 高温ヒートシールがあること（夏季、自動車内等に放
置され、９０℃前後の高温になっても密封性が維持でき
ること。）。 耐電解液性があること（ゲル電解質でも僅かな非水電
解液を含有しており、これらの電解液により接着性が低
下したり、電池ケース用包材材質が溶解しないこと。） 上記の性能を有する材料としては、の性能を重視する
場合には内面フィルムとしてアイオノマー、エチレン−
アクリレート共重合体（本発明においては「ＥＡＡ」と
記す。）、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレン（本発
明においては「変性ＰＰ」と記す。）あるいは不飽和カ
ルボン酸変性ポリエチレン（変性ＰＥ）が用いられ、ま
た耐高温性及び耐電解液性の性能を重視する時は内
面フィルムとしてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）などのポリオレフィン樹脂があり、特に未延
伸ポリプロピレンフィルム（本発明においては「ＣＰ
Ｐ」と記す。）が用いられる。
【０００４】従来、上記の性能を有するリチウム電池ケ
ース用包材の内面フィルムとして、含酸素官能基含有プ
ラスチックとして、ＥＡＡを用いることの提案（実開昭
６１−１１６０７０号、実開昭６１−１１６７０１号）
があり、電極または集電体となる金属との接着性が良好
であることが開示されている。一般に内面フィルムにア
イオノマー、ＥＡＡまたは変性ＰＰを用いる時はアルミ
ニウム、銅、ニッケルなどの金属端子に対して良好な初
期接着性を示すため、現在このような内面フィルムを使
用する電池ケース用包材を使用する時は特に端子には表
面処理は施さない。一方内面フィルムがＣＰＰである時
は耐熱性、耐電解液性には優れるが、ＣＰＰは金属との
接着性が劣るため、これの改善方法として我々はヒート
シールにより包材と接触する端子の部分に変性ＰＰを被
覆する提案をしている。この結果包材内面と端子とは良
好なヒートシールがなされることが確認できた。
ース用包材の内面フィルムとして、含酸素官能基含有プ
ラスチックとして、ＥＡＡを用いることの提案（実開昭
６１−１１６０７０号、実開昭６１−１１６７０１号）
があり、電極または集電体となる金属との接着性が良好
であることが開示されている。一般に内面フィルムにア
イオノマー、ＥＡＡまたは変性ＰＰを用いる時はアルミ
ニウム、銅、ニッケルなどの金属端子に対して良好な初
期接着性を示すため、現在このような内面フィルムを使
用する電池ケース用包材を使用する時は特に端子には表
面処理は施さない。一方内面フィルムがＣＰＰである時
は耐熱性、耐電解液性には優れるが、ＣＰＰは金属との
接着性が劣るため、これの改善方法として我々はヒート
シールにより包材と接触する端子の部分に変性ＰＰを被
覆する提案をしている。この結果包材内面と端子とは良
好なヒートシールがなされることが確認できた。
【０００５】ところが、包材の内面フィルムとしてアイ
オノマー、ＥＡＡ、変性ＰＰなどの接着性樹脂を使用し
た時でもあるいは金属端子／アイオノマー、金属端子／
変性ＰＰなどの被覆の組み合わせにおいても、６０℃以
上の高温で電池性能の評価を行った場合、電解液中に塩
素またはフッ素含有リチウム塩が含まれていると、金属
端子／アイオノマーあるいは金属端子／変性ＰＰの界面
の接着力が低下し、剥離（デラミ）が生じ、包材外部か
らの水分、酸素などの透過を促進し、電池性能を低下さ
せることが見いだされた。
オノマー、ＥＡＡ、変性ＰＰなどの接着性樹脂を使用し
た時でもあるいは金属端子／アイオノマー、金属端子／
変性ＰＰなどの被覆の組み合わせにおいても、６０℃以
上の高温で電池性能の評価を行った場合、電解液中に塩
素またはフッ素含有リチウム塩が含まれていると、金属
端子／アイオノマーあるいは金属端子／変性ＰＰの界面
の接着力が低下し、剥離（デラミ）が生じ、包材外部か
らの水分、酸素などの透過を促進し、電池性能を低下さ
せることが見いだされた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リチウムイ
オン電池などの二次蓄電池に使用する電池ケース用包材
の内面フィルムと接着性の良い金属端子であって、６０
℃以上の高温において塩素またはフッ素含有リチウム塩
を含む電解液に接しても、該界面の接着性が低下せず良
好な電池性能を発揮できる接着性、耐電解液性に優れた
金属製の電池正極用端子の開発を目的とする。
オン電池などの二次蓄電池に使用する電池ケース用包材
の内面フィルムと接着性の良い金属端子であって、６０
℃以上の高温において塩素またはフッ素含有リチウム塩
を含む電解液に接しても、該界面の接着性が低下せず良
好な電池性能を発揮できる接着性、耐電解液性に優れた
金属製の電池正極用端子の開発を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、［１］ ヒー
トシールタイプ電池ケースに使用するアルミニウム製端
子の全面またはヒートシール部分とヒートシール部分か
ら外側１〜５ｍｍの範囲を粗面化処理をした電池正極用
表面処理端子、
トシールタイプ電池ケースに使用するアルミニウム製端
子の全面またはヒートシール部分とヒートシール部分か
ら外側１〜５ｍｍの範囲を粗面化処理をした電池正極用
表面処理端子、
【０００８】［２］ 粗面化処理をしたアルミニウム製
端子が、リチウムイオン電池用の端子である前記［１］
に記載の電池正極用表面処理端子、［３］ アルミニウ
ム製端子の粗面化処理が、電解エッチング、化学エッチ
ングまたは機械的粗面化処理のいずれかの処理である前
記［１］または［２］に記載の電池正極用表面処理端
子、［４］ 電解エッチング処理が、交流電解エッチン
グ処理で行ったものである前記［３］に記載の電池正極
用表面処理端子、［５］ 化学エッチング処理が、アル
カリ性梨地処理または酸性梨地処理である前記［３］に
記載の電池正極用表面処理端子、［６］ 機械的粗面化
処理が、乾式ブラスト処理、湿式ブラスト処理またはエ
ンボス加工の少なくとも一つの処理である前記［３］に
記載の電池正極用表面処理端子、及び
端子が、リチウムイオン電池用の端子である前記［１］
に記載の電池正極用表面処理端子、［３］ アルミニウ
ム製端子の粗面化処理が、電解エッチング、化学エッチ
ングまたは機械的粗面化処理のいずれかの処理である前
記［１］または［２］に記載の電池正極用表面処理端
子、［４］ 電解エッチング処理が、交流電解エッチン
グ処理で行ったものである前記［３］に記載の電池正極
用表面処理端子、［５］ 化学エッチング処理が、アル
カリ性梨地処理または酸性梨地処理である前記［３］に
記載の電池正極用表面処理端子、［６］ 機械的粗面化
処理が、乾式ブラスト処理、湿式ブラスト処理またはエ
ンボス加工の少なくとも一つの処理である前記［３］に
記載の電池正極用表面処理端子、及び
【０００９】［７］ ヒートシールタイプ電池ケースに
使用するアルミニウム製端子全面またはヒートシール部
分とヒートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を粗面
化処理をし、該端子のヒートシール部分の表面をアイオ
ノマー、ＥＡＡ、ＣＰＰ及び変性ＰＰのいずれか一つの
樹脂で被覆した電池正極用表面処理端子、を開発するこ
とにより上記の目的を達成した。
使用するアルミニウム製端子全面またはヒートシール部
分とヒートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を粗面
化処理をし、該端子のヒートシール部分の表面をアイオ
ノマー、ＥＡＡ、ＣＰＰ及び変性ＰＰのいずれか一つの
樹脂で被覆した電池正極用表面処理端子、を開発するこ
とにより上記の目的を達成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の電池用表面処理端子に使
用する金属製端子としては、一般にリチウムイオン電池
の端子として使用されているアルミニウムが使用され
る。本発明のアルミニウム製端子に使用するアルミニウ
ム材としては、純アルミニウム系の材料であって、端子
としては厚さ３０〜１２０ミクロン、幅３〜１０ｍｍ、
長さ５０〜８０ｍｍ程度のものが使用されている。この
アルミニウム製端子の表面処理としての粗面化処理に
は、電解エッチング、化学エッチングまたは機械的粗面
化処理などの粗面化処理方法が採用できる。
用する金属製端子としては、一般にリチウムイオン電池
の端子として使用されているアルミニウムが使用され
る。本発明のアルミニウム製端子に使用するアルミニウ
ム材としては、純アルミニウム系の材料であって、端子
としては厚さ３０〜１２０ミクロン、幅３〜１０ｍｍ、
長さ５０〜８０ｍｍ程度のものが使用されている。この
アルミニウム製端子の表面処理としての粗面化処理に
は、電解エッチング、化学エッチングまたは機械的粗面
化処理などの粗面化処理方法が採用できる。
【００１１】アルミニウム端子の粗面化の電解エッチン
グとしては通常交流電解エッチング処理が好ましい。表
面の油脂分や酸化皮膜を除くため前処理を行うことが良
い。例えば、浴組成として約８．５〜１５％りん酸水溶
液に浴温３５〜４５℃、０．５〜２ｍｉｎ程度浸漬し、
油脂や酸化皮膜を除いた後交流電解エッチングする。交
流電解エッチングの条件としては、アルミニウム表面が
粗面化できれば良く、電解浴も相当広範囲に選択できる
が、１例を挙げれば 塩化アルミニウム １００〜１５０ｇ 塩酸（３５％） ２００〜５００ｍｌ 硫酸（９８％） １０〜 ５０ｍｌ 水 ２００〜８００ｍｌ からなる電解浴に浸漬し、浴温５０〜６０℃、電流密度
２０〜４０Ａ／５０ｃｍ 2 、サイクル数４０〜８０Ｈ
ｚ、１５〜１００ｓｅｃで電解を行えば良い。
グとしては通常交流電解エッチング処理が好ましい。表
面の油脂分や酸化皮膜を除くため前処理を行うことが良
い。例えば、浴組成として約８．５〜１５％りん酸水溶
液に浴温３５〜４５℃、０．５〜２ｍｉｎ程度浸漬し、
油脂や酸化皮膜を除いた後交流電解エッチングする。交
流電解エッチングの条件としては、アルミニウム表面が
粗面化できれば良く、電解浴も相当広範囲に選択できる
が、１例を挙げれば 塩化アルミニウム １００〜１５０ｇ 塩酸（３５％） ２００〜５００ｍｌ 硫酸（９８％） １０〜 ５０ｍｌ 水 ２００〜８００ｍｌ からなる電解浴に浸漬し、浴温５０〜６０℃、電流密度
２０〜４０Ａ／５０ｃｍ 2 、サイクル数４０〜８０Ｈ
ｚ、１５〜１００ｓｅｃで電解を行えば良い。
【００１２】またアルミニウム端子の化学エッチング処
理においても同様に、アルミニウム表面が粗面化ができ
れば良いので限定する必要はないが、化学エッチングと
してはアルカリ性梨地処理あるいは酸性梨地処理の２つ
の方法をとることが可能である。アルカリ性梨地処理の
１例を挙げれば、浴組成として ＮａＯＨ ３０〜１００ｇ／リットル ＮａＦ ２０〜 ８０ｇ／リットル のエッチング浴に、浴温３０〜６０℃、処理時間３０〜
２００秒程度で処理すれば良い。また酸性梨地処理にお
いては、１例を挙げれば浴組成として ３０％Ｈ2 ＳＯ4 ５０〜１５０ｇ／リットル １５％ＨＦ ６０〜１３０ｇ／リットル のエッチング浴に、浴温３０〜６０℃、処理時間３０〜
１８０秒程度処理すれば良い。
理においても同様に、アルミニウム表面が粗面化ができ
れば良いので限定する必要はないが、化学エッチングと
してはアルカリ性梨地処理あるいは酸性梨地処理の２つ
の方法をとることが可能である。アルカリ性梨地処理の
１例を挙げれば、浴組成として ＮａＯＨ ３０〜１００ｇ／リットル ＮａＦ ２０〜 ８０ｇ／リットル のエッチング浴に、浴温３０〜６０℃、処理時間３０〜
２００秒程度で処理すれば良い。また酸性梨地処理にお
いては、１例を挙げれば浴組成として ３０％Ｈ2 ＳＯ4 ５０〜１５０ｇ／リットル １５％ＨＦ ６０〜１３０ｇ／リットル のエッチング浴に、浴温３０〜６０℃、処理時間３０〜
１８０秒程度処理すれば良い。
【００１３】更にアルミニウム端子の機械的粗面化処理
としては、乾式ブラスト処理、湿式ブラスト処理及びエ
ンボス加工のいずれかの手段あるいはこれらを組み合わ
せて採用してもよい。乾式ブラスト処理としては、粒子
径５〜５０ミクロンのガラスビーズ、ガラスパウダー、
アルミナ粒子などの研磨材粒子を用い、吐出圧力１〜６
ｋｇ／ｃｍ2、吐出角度３０〜９０°でアルミニウム製
端子に吹きつければ良い。湿式ブラスト処理としては、
粒子径５〜３０ミクロンのアルミナ粒子、マグネシア微
粒子などを水：砥粒の体積比が５：１〜１５：１の研磨
用組成物を吐出圧力１〜６ｋｇ／ｃｍ2 、吐出角度３０
〜９０°でアルミニウム製端子に吹きつければ良い。エ
ンボス加工としては、絹目、小梨地などのエンボスロー
ルを用い、アルミニウム製端子に直接エンボス加工をす
れば良い。
としては、乾式ブラスト処理、湿式ブラスト処理及びエ
ンボス加工のいずれかの手段あるいはこれらを組み合わ
せて採用してもよい。乾式ブラスト処理としては、粒子
径５〜５０ミクロンのガラスビーズ、ガラスパウダー、
アルミナ粒子などの研磨材粒子を用い、吐出圧力１〜６
ｋｇ／ｃｍ2、吐出角度３０〜９０°でアルミニウム製
端子に吹きつければ良い。湿式ブラスト処理としては、
粒子径５〜３０ミクロンのアルミナ粒子、マグネシア微
粒子などを水：砥粒の体積比が５：１〜１５：１の研磨
用組成物を吐出圧力１〜６ｋｇ／ｃｍ2 、吐出角度３０
〜９０°でアルミニウム製端子に吹きつければ良い。エ
ンボス加工としては、絹目、小梨地などのエンボスロー
ルを用い、アルミニウム製端子に直接エンボス加工をす
れば良い。
【００１４】上記の例示した粗面化処理のうちで最も微
細な粗面を得ることができるのは、交流電解エッチング
である。この処理においてはアルミニウム箔がプラスの
極性の時にアルミニウム箔の溶解がおこり、周波数、電
圧などの電解条件を選択することでアルミニウム箔の溶
解量と粗面形態を制御できるばかりでなく、電極の大き
さ（幅）、電極とアルミニウム箔との距離などの条件を
工夫することによって部分的な粗面化処理も連続的に可
能なため、コイル形態での薄膜の粗面化処理として最も
適している。化学エッチングもコイル形態で微細な粗面
形態を得ることができるが、部分的な処理を施すのが困
難である。電解エッチング及び化学エッチングの処理後
においては硝酸などを用いてデスマット処理をすること
が好ましい。
細な粗面を得ることができるのは、交流電解エッチング
である。この処理においてはアルミニウム箔がプラスの
極性の時にアルミニウム箔の溶解がおこり、周波数、電
圧などの電解条件を選択することでアルミニウム箔の溶
解量と粗面形態を制御できるばかりでなく、電極の大き
さ（幅）、電極とアルミニウム箔との距離などの条件を
工夫することによって部分的な粗面化処理も連続的に可
能なため、コイル形態での薄膜の粗面化処理として最も
適している。化学エッチングもコイル形態で微細な粗面
形態を得ることができるが、部分的な処理を施すのが困
難である。電解エッチング及び化学エッチングの処理後
においては硝酸などを用いてデスマット処理をすること
が好ましい。
【００１５】アルミニウム製端子は包材との接着性ばか
りでなく、電極との超音波接合性、導通性などが必要で
あり、端子全面に粗面化処理をすると電極との超音波接
合性が若干低下するため、粗面化処理はできれば包材と
ヒートシールする部分に処理がされるのが好ましく、そ
の場合でもヒートシール時の内面フィルムのはみ出し
（樹脂たまり）を考慮して、ヒートシール部外側１〜５
ｍｍで粗面化処理をしておくとより完全な密封性、接着
性が得られる。粗面化した電池用表面処理端子はそのま
ま端子として使用しても十分な実用性はあるが、該ヒー
トシールする部分に、包材内面フィルムに接着性の良い
樹脂あるいは包材内面フィルムと同種の樹脂で被覆する
ことはより好ましい。被覆方法としてはアイオノマー、
ＥＡＡ、ＣＰＰ、変性ＰＰなどのフィルムを端子に巻い
てヒートラミするか、これらの樹脂をコーティングする
ことにより行うことができる。
りでなく、電極との超音波接合性、導通性などが必要で
あり、端子全面に粗面化処理をすると電極との超音波接
合性が若干低下するため、粗面化処理はできれば包材と
ヒートシールする部分に処理がされるのが好ましく、そ
の場合でもヒートシール時の内面フィルムのはみ出し
（樹脂たまり）を考慮して、ヒートシール部外側１〜５
ｍｍで粗面化処理をしておくとより完全な密封性、接着
性が得られる。粗面化した電池用表面処理端子はそのま
ま端子として使用しても十分な実用性はあるが、該ヒー
トシールする部分に、包材内面フィルムに接着性の良い
樹脂あるいは包材内面フィルムと同種の樹脂で被覆する
ことはより好ましい。被覆方法としてはアイオノマー、
ＥＡＡ、ＣＰＰ、変性ＰＰなどのフィルムを端子に巻い
てヒートラミするか、これらの樹脂をコーティングする
ことにより行うことができる。
【００１６】本発明の電池用表面処理端子を使用する電
池ケースの包材としては、通常電池ケース用包材として
使用されている熱可塑性樹脂とアルミニウム箔を複合し
た電池ケース用包材を使用する。この電池ケース用包材
としては、例えば純アルミニウム系、アルミニウム−鉄
合金系の厚さ２０〜１００ミクロンのＯ材に調質したア
ルミニウム箔を用い、内面フィルムとして厚さ２０〜１
００ミクロンのＰＥ、ＣＰＰ、アイオノマー、ＥＡＡ、
変性ＰＰ、変性ＰＥを、また外面フィルムとしては厚さ
２０〜１００ミクロンのポリエステル（ＰＥＴ）、ポリ
アミド（Ｎｙ）を積層した包材が用いられる。
池ケースの包材としては、通常電池ケース用包材として
使用されている熱可塑性樹脂とアルミニウム箔を複合し
た電池ケース用包材を使用する。この電池ケース用包材
としては、例えば純アルミニウム系、アルミニウム−鉄
合金系の厚さ２０〜１００ミクロンのＯ材に調質したア
ルミニウム箔を用い、内面フィルムとして厚さ２０〜１
００ミクロンのＰＥ、ＣＰＰ、アイオノマー、ＥＡＡ、
変性ＰＰ、変性ＰＥを、また外面フィルムとしては厚さ
２０〜１００ミクロンのポリエステル（ＰＥＴ）、ポリ
アミド（Ｎｙ）を積層した包材が用いられる。
【００１７】従来は上記包材において、内面フィルムと
して変性ＰＥ、ＥＡＡ、アイオノマーの場合は、アルミ
ニウム製端子に対して良好な初期接着性を示すため、端
子の表面処理は行われていなかった。また内面フィルム
にＣＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン樹脂を用いた時
は、アルミニウム製端子や銅製端子との接着性が劣るた
め、端子にあらかじめ変性ＰＰなどの接着性樹脂を被覆
し、内面フィルムと端子のヒートシールによる密着性を
確保していた。アルミニウム製端子への変性ＰＰの被覆
条件は次のようである。 塗布液組成：マレイン化ＰＰ粒子（粒径３〜５ミクロ
ン）分散コーティング剤（ＮＶ１７〜２５％）、溶媒ト
ルエン。 塗布量 ：１〜５ｇ／ｍ2 乾燥条件 ：１８０〜３００℃
して変性ＰＥ、ＥＡＡ、アイオノマーの場合は、アルミ
ニウム製端子に対して良好な初期接着性を示すため、端
子の表面処理は行われていなかった。また内面フィルム
にＣＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン樹脂を用いた時
は、アルミニウム製端子や銅製端子との接着性が劣るた
め、端子にあらかじめ変性ＰＰなどの接着性樹脂を被覆
し、内面フィルムと端子のヒートシールによる密着性を
確保していた。アルミニウム製端子への変性ＰＰの被覆
条件は次のようである。 塗布液組成：マレイン化ＰＰ粒子（粒径３〜５ミクロ
ン）分散コーティング剤（ＮＶ１７〜２５％）、溶媒ト
ルエン。 塗布量 ：１〜５ｇ／ｍ2 乾燥条件 ：１８０〜３００℃
【００１８】包材とリチウムイオン電池のヒートシール
条件は、電池ケース用包材の構成（特に内面フィルムの
種類）、厚さ、端子の大きさなどによって最適条件は異
なるが、おおよそ次の範囲で実施されている。 シール幅 ： ５〜 １５ｍｍ シール温度：１４０〜２８０℃ シール圧力： １〜 １０ｋｇｆ／ｃｍ2 シール時間： １〜３０ｓｅｃ シール回数： １〜３回 またヒートシール金型については、フラット形状ではな
く、端子側面の密封性を考慮して端子断面形状に合わせ
た金型形状にすると、より良好な接着性が得られ、良好
な電池性能が得られる。
条件は、電池ケース用包材の構成（特に内面フィルムの
種類）、厚さ、端子の大きさなどによって最適条件は異
なるが、おおよそ次の範囲で実施されている。 シール幅 ： ５〜 １５ｍｍ シール温度：１４０〜２８０℃ シール圧力： １〜 １０ｋｇｆ／ｃｍ2 シール時間： １〜３０ｓｅｃ シール回数： １〜３回 またヒートシール金型については、フラット形状ではな
く、端子側面の密封性を考慮して端子断面形状に合わせ
た金型形状にすると、より良好な接着性が得られ、良好
な電池性能が得られる。
【００１９】
【実施例】アルミニウム製端子としてアルミニウム箔を
使用し、表面処理の有無による電解液浸漬後の接着性に
ついてのテストを行った。電池ケース用包材として、Ｐ
ＥＴ（２５μｍ）／アルミニウム箔（４０μｍ）／変性
ＰＰ（５０μｍ）［包材Ａ］及びポリアミド（２５μ
ｍ）／アルミニウム箔（４０μｍ）／ＣＰＰ（５０μ
ｍ）［包材Ｂ］を用い、実際の電池組成物を用いて電池
を作製し、端子の表面処理の有無による電池の保存試験
後のふくれ程度の違いについて試験を行った。
使用し、表面処理の有無による電解液浸漬後の接着性に
ついてのテストを行った。電池ケース用包材として、Ｐ
ＥＴ（２５μｍ）／アルミニウム箔（４０μｍ）／変性
ＰＰ（５０μｍ）［包材Ａ］及びポリアミド（２５μ
ｍ）／アルミニウム箔（４０μｍ）／ＣＰＰ（５０μ
ｍ）［包材Ｂ］を用い、実際の電池組成物を用いて電池
を作製し、端子の表面処理の有無による電池の保存試験
後のふくれ程度の違いについて試験を行った。
【００２０】（試験条件） １．端子想定材の構成 ａ．アルミニウム材：１Ｎ３０−Ｏ材、厚さ８０μｍ、
幅１５ｍｍ、長さ４０ｍｍ ｂ．端子の被覆： 変性ＰＰ：厚さ５０μｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ ＣＰＰ ：厚さ５０μｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ ｃ．端子の脱脂方法：エタノール超音波洗浄
幅１５ｍｍ、長さ４０ｍｍ ｂ．端子の被覆： 変性ＰＰ：厚さ５０μｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ ＣＰＰ ：厚さ５０μｍ、幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍ ｃ．端子の脱脂方法：エタノール超音波洗浄
【００２１】２．端子の粗面化処理条件 交流電解エッチング処理 前処理：液組成が試薬１級Ｈ3 ＰＯ4 （純度８５％）１
００ｍｌ／リットル脱イオン水の浴に浴温４５℃、処理
時間１ｍｉｎで処理を行った。 交流電解エッチング： 液組成 ＡｌＣｌ3 １３０ｇ ＨＣｌ（３５％） ３５０ｍｌ Ｈ2 ＳＯ4 （９８％） ２５ｍｌ Ｈ2 Ｏ ５００ｍｌ 浴温 ５０℃ 電流密度 ３０Ａ／５０ｃｍ2 （ＡＣ ５０Ｈｚ） 処理時間 ４０ｓｅｃ
００ｍｌ／リットル脱イオン水の浴に浴温４５℃、処理
時間１ｍｉｎで処理を行った。 交流電解エッチング： 液組成 ＡｌＣｌ3 １３０ｇ ＨＣｌ（３５％） ３５０ｍｌ Ｈ2 ＳＯ4 （９８％） ２５ｍｌ Ｈ2 Ｏ ５００ｍｌ 浴温 ５０℃ 電流密度 ３０Ａ／５０ｃｍ2 （ＡＣ ５０Ｈｚ） 処理時間 ４０ｓｅｃ
【００２２】化学エッチング処理（酸性梨地処理） 液組成 ３０％Ｈ2 ＳＯ4 １００ｇ／リットル １５％ＨＦ ８０ｇ／リットル 浴温 ５０℃ 処理時間 ４５ｓｅｃ
【００２３】機械的粗面化処理（乾式ブラスト処理） 研磨材 アルミナ粒子 粒子径 ２５±５ミクロン 吐出圧力 １．５ｋｇ／ｃｍ2 吐出角度 ９０° 処理時間 １５ｓｅｃ
【００２４】３．端子と電池ケース用包材のヒートシー
ル条件 端子と被覆材（樹脂フィルム：変性ＰＰ、ＣＰＰ）を重
ね、更にその上にルミラーシート（ＰＥＴフィルム）を
置き、バーシーラーでヒートシールした。 ａ．シール幅：５ｍｍ ｂ．変性ＰＰのシール条件：２４０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ
2 、３０ｓｅｃ ｃ．ＣＰＰのシール条件 ：１６０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ
2 、３０ｓｅｃ
ル条件 端子と被覆材（樹脂フィルム：変性ＰＰ、ＣＰＰ）を重
ね、更にその上にルミラーシート（ＰＥＴフィルム）を
置き、バーシーラーでヒートシールした。 ａ．シール幅：５ｍｍ ｂ．変性ＰＰのシール条件：２４０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ
2 、３０ｓｅｃ ｃ．ＣＰＰのシール条件 ：１６０℃、１ｋｇｆ／ｃｍ
2 、３０ｓｅｃ
【００２５】４．評価方法 接着性：端子／被覆材（樹脂フィルム：変性ＰＰ、ＣＰ
Ｐ）の積層材料を６０℃のフッ素含有リチウム塩を含む
電解液中に浸漬し、経時による接着性（剥離強度）を評
価した。 剥離条件：端子／被覆材の被覆材（樹脂フィルム）をセ
ロテープで補強し、１８０°剥離（２０ｍｍ／ｍｉｎ）
で測定した。 （実施例１〜６、比較例１〜２）表１に示す表面処理条
件の端子及び被覆材（樹脂フィルム：変性ＰＰ、ＣＰ
Ｐ）を用い、剥離強度測定を行った。剥離強度の測定は
浸漬直後、それぞれ１０点づつ１時間後並びに４時間後
に試料を取り出し、幅５ミリの剥離強度の平均として測
定した。
Ｐ）の積層材料を６０℃のフッ素含有リチウム塩を含む
電解液中に浸漬し、経時による接着性（剥離強度）を評
価した。 剥離条件：端子／被覆材の被覆材（樹脂フィルム）をセ
ロテープで補強し、１８０°剥離（２０ｍｍ／ｍｉｎ）
で測定した。 （実施例１〜６、比較例１〜２）表１に示す表面処理条
件の端子及び被覆材（樹脂フィルム：変性ＰＰ、ＣＰ
Ｐ）を用い、剥離強度測定を行った。剥離強度の測定は
浸漬直後、それぞれ１０点づつ１時間後並びに４時間後
に試料を取り出し、幅５ミリの剥離強度の平均として測
定した。
【００２６】
【表１】
【００２７】４．電池の保存試験：試作電池を６０℃の
環境下に４時間放置した後の電池包材の膨れ程度を目視
で観察した。 （実施例７〜８、比較例３）表２に示す表面処理条件の
端子及び電池ケース用包材を用い、電池を構成した後の
高温度における電池の保存試験を行った。
環境下に４時間放置した後の電池包材の膨れ程度を目視
で観察した。 （実施例７〜８、比較例３）表２に示す表面処理条件の
端子及び電池ケース用包材を用い、電池を構成した後の
高温度における電池の保存試験を行った。
【００２８】
【表２】
【００２９】（実施例９〜１０、比較例４）表３に示す
表面処理条件（粗面化処理後の端子の表面を樹脂フィル
ムで被覆した。）の端子及び電池ケース用包材を用い、
電池を構成した後の高温度における電池の保存試験を行
った。結果を表３に示す。
表面処理条件（粗面化処理後の端子の表面を樹脂フィル
ムで被覆した。）の端子及び電池ケース用包材を用い、
電池を構成した後の高温度における電池の保存試験を行
った。結果を表３に示す。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【発明の効果】電池用表面処理端子を用いることで、電
池ケース用包材の内面フィルム（アイオノマー、ＥＡ
Ａ、変性ＰＰなど）との接着性が向上し、６０℃の高温
での電池保存試験でも膨れなどがおきず、良好な性能の
電池とすることができた。通常接着が困難とされていた
アルミニウム製端子／ＣＰＰ（包材の内面フィルム）の
組み合わせにおいても、アルミニウム製端子に粗面化処
理を施すと良好な接着性が得られ、６０℃の高温でも電
池保存試験でも膨れなどがおきず、良好な性能の電池と
することができた。特にヒートシールする粗面化処理面
を内面フィルムと接着性の良い樹脂で被覆することによ
り、より一層良い接着性を確保できる。
池ケース用包材の内面フィルム（アイオノマー、ＥＡ
Ａ、変性ＰＰなど）との接着性が向上し、６０℃の高温
での電池保存試験でも膨れなどがおきず、良好な性能の
電池とすることができた。通常接着が困難とされていた
アルミニウム製端子／ＣＰＰ（包材の内面フィルム）の
組み合わせにおいても、アルミニウム製端子に粗面化処
理を施すと良好な接着性が得られ、６０℃の高温でも電
池保存試験でも膨れなどがおきず、良好な性能の電池と
することができた。特にヒートシールする粗面化処理面
を内面フィルムと接着性の良い樹脂で被覆することによ
り、より一層良い接着性を確保できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南谷 広治 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 WA05 WB05 WB17 WE03 WE07 WE08 WE22 WN01 5H022 AA09 BB08 BB12 CC02 CC08 CC12 EE04
Claims (7)
- 【請求項１】 ヒートシールタイプ電池ケースに使用す
るアルミニウム製端子の全面またはヒートシール部分と
ヒートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を粗面化処
理をした電池正極用表面処理端子。 - 【請求項２】 粗面化処理をしたアルミニウム製端子
が、リチウムイオン電池用の端子である請求項１に記載
の電池正極用表面処理端子。 - 【請求項３】 アルミニウム製端子の粗面化処理が、電
解エッチング、化学エッチングまたは機械的粗面化処理
のいずれかの処理である請求項１または２に記載の電池
正極用表面処理端子。 - 【請求項４】 電解エッチング処理が、交流電解エッチ
ング処理で行ったものである請求項３に記載の電池正極
用表面処理端子。 - 【請求項５】 化学エッチング処理が、アルカリ性梨地
処理または酸性梨地処理である請求項３に記載の電池正
極用表面処理端子。 - 【請求項６】 機械的粗面化処理が、乾式ブラスト処
理、湿式ブラスト処理またはエンボス加工の少なくとも
一つの処理である請求項３に記載の電池正極用表面処理
端子。 - 【請求項７】 ヒートシールタイプ電池ケースに使用す
るアルミニウム製端子全面またはヒートシール部分とヒ
ートシール部分から外側１〜５ｍｍの範囲を粗面化処理
をし、該端子のヒートシール部分の表面をアイオノマ
ー、ＥＡＡ、ＣＰＰ及び変性ＰＰのいずれか一つの樹脂
で被覆した電池正極用表面処理端子。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32491298A JP4920812B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 電池用表面処理端子 |
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|---|---|---|---|
| JP32491298A JP4920812B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 電池用表面処理端子 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP32491298A Expired - Fee Related JP4920812B2 (ja) | 1998-11-16 | 1998-11-16 | 電池用表面処理端子 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002146561A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-05-22 | Asahi Denka Kogyo Kk | アルミニウム箔用エッチング液およびアルミニウム箔のエッチング方法 |
| JP2004362935A (ja) * | 2003-06-04 | 2004-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リード導体、リード、電力貯蔵デバイス、リード導体の製造方法、及び、リードの製造方法 |
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| KR20180106152A (ko) * | 2017-03-17 | 2018-10-01 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 탭 필름이 적용된 파우치형 이차전지의 탭 및 탭 필름 적용 방법 |
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-
1998
- 1998-11-16 JP JP32491298A patent/JP4920812B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR102318042B1 (ko) | 2017-03-17 | 2021-10-27 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 탭 필름이 적용된 파우치형 이차전지의 탭 및 탭 필름 적용 방법 |
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