JP2000208112A - 電池端子用被覆材及び被覆した電池用端子 - Google Patents
電池端子用被覆材及び被覆した電池用端子Info
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Laminated Bodies (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池用包材の内面フィルムの融点より高い温
度において長時間かけてヒートシールしても電池用包材
のアルミニウム箔と端子のショートを確実に防止できる
電池端子用被覆材及び被覆した電池用端子の提供。 【解決手段】 耐熱性樹脂フィルム２の両面を、電池用
包材４の内面フィルムにヒートシール可能なフィルムで
被覆した、３層構成の積層フィルムである電池端子用被
覆材及び電池ケースまたはパウチの端子部ヒートシール
幅より１〜２０ｍｍ広い幅で前記電池端子用被覆材によ
り被覆された電池用端子３。
度において長時間かけてヒートシールしても電池用包材
のアルミニウム箔と端子のショートを確実に防止できる
電池端子用被覆材及び被覆した電池用端子の提供。 【解決手段】 耐熱性樹脂フィルム２の両面を、電池用
包材４の内面フィルムにヒートシール可能なフィルムで
被覆した、３層構成の積層フィルムである電池端子用被
覆材及び電池ケースまたはパウチの端子部ヒートシール
幅より１〜２０ｍｍ広い幅で前記電池端子用被覆材によ
り被覆された電池用端子３。
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、電池ケース用包材と端子の間の密
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アルミニウム製表面処理端子に関す
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、電池ケース用包材と端子の間の密
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アルミニウム製表面処理端子に関す
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（ＰＣ）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
電池などに使用する電池ケース（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、電池
ケースに端子を組み込み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（ＰＣ）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
電池などに使用する電池ケース（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、電池
ケースに端子を組み込み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
ース用包材の持つべき性能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。 高温ヒートシール性があること（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端子との接
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すべてを満足するものは
なく、接着性の性能を重視する場合には包材の内面フィ
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（ＥＡＡ）、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレン
（変性ＰＰ）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系樹脂、特に未
延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）が用いられてい
る。
ース用包材の持つべき性能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。 高温ヒートシール性があること（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端子との接
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すべてを満足するものは
なく、接着性の性能を重視する場合には包材の内面フィ
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（ＥＡＡ）、不飽和カルボン酸変性ポリプロピレン
（変性ＰＰ）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系樹脂、特に未
延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）が用いられてい
る。
【０００４】従来、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、特にＥ
ＡＡを用いることの提案（実開昭６１−１１６０７０
号、実開昭６１−１１６０７１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。一般にリチウムイオン電池（ポリマー電池）
の正極にはほとんどはアルミニウム端子、ごく一部にお
いてニッケル端子を、また負極にはほとんどの場合銅端
子（ごく一部にニッケル端子）の金属端子が用いられて
いる。これら金属端子に対して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し
た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、
ＣＰＰは金属との接着性が劣るため、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をコーテ
ィングする提案をした。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。
ィルムとして、含酸素官能基含有プラスチック、特にＥ
ＡＡを用いることの提案（実開昭６１−１１６０７０
号、実開昭６１−１１６０７１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。一般にリチウムイオン電池（ポリマー電池）
の正極にはほとんどはアルミニウム端子、ごく一部にお
いてニッケル端子を、また負極にはほとんどの場合銅端
子（ごく一部にニッケル端子）の金属端子が用いられて
いる。これら金属端子に対して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し
た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、
ＣＰＰは金属との接着性が劣るため、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をコーテ
ィングする提案をした。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、端子付き電池のキットを実際の
電池ケースあるいはパウチに組み込むため、電池用包材
を用いて金属端子を含めてヒートシールにより密封する
場合、金属端子が溶融状態になった電池用包材の内面フ
ィルムを突き破り、電池用包材のアルミニウム箔と接触
し、ショートする危険を完全に回避できなかった。これ
は、金属端子を電池用包材のヒートシール部より、通常
３０〜５０ｍｍ程度外側に突き出したままヒートシール
するため、該端子から熱が逃げるのを想定し、電池用包
材内面フィルムの融点より３０〜９０℃高い温度でヒー
トシールを行うため包材内面フィルムが完全に溶融され
金属端子がそのフィルム層を簡単に突き破りアルミニウ
ム箔と接触する可能性が大きくなったためである。
電池ケースあるいはパウチに組み込むため、電池用包材
を用いて金属端子を含めてヒートシールにより密封する
場合、金属端子が溶融状態になった電池用包材の内面フ
ィルムを突き破り、電池用包材のアルミニウム箔と接触
し、ショートする危険を完全に回避できなかった。これ
は、金属端子を電池用包材のヒートシール部より、通常
３０〜５０ｍｍ程度外側に突き出したままヒートシール
するため、該端子から熱が逃げるのを想定し、電池用包
材内面フィルムの融点より３０〜９０℃高い温度でヒー
トシールを行うため包材内面フィルムが完全に溶融され
金属端子がそのフィルム層を簡単に突き破りアルミニウ
ム箔と接触する可能性が大きくなったためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常の電池
用包材内面フィルムを用いた電池用包材により端子付き
電池のキットをヒートシールにより確実に密封する場
合、包材の内面フィルムの融点より高い温度において長
時間かけてヒートシールしても電池用包材のアルミニウ
ム箔と端子のショートを確実に防止できる電池端子用被
覆材及び被覆した電池用端子の開発を目的とする。
用包材内面フィルムを用いた電池用包材により端子付き
電池のキットをヒートシールにより確実に密封する場
合、包材の内面フィルムの融点より高い温度において長
時間かけてヒートシールしても電池用包材のアルミニウ
ム箔と端子のショートを確実に防止できる電池端子用被
覆材及び被覆した電池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］ 耐熱
性樹脂フィルムの両面を、電池用包材の内面フィルムに
ヒートシール可能なフィルムで被覆した、３層構成の積
層フィルムであることを特徴とする電池端子用被覆材、
［２］ 耐熱性樹脂フィルムが、厚さが５〜５０ミクロ
ンのポリエステルフィルムまたは厚さが１５〜２５ミク
ロンのポリアミドフィルムからなる二軸延伸フィルムで
あり、該フィルムの両面をヒートシール可能なフィルム
で被覆した３層構成の積層フィルムの総厚が４０〜１５
０ミクロンである前記［１」に記載の電池端子用被覆
材、［３］ 内面フィルムにヒートシール可能なフィル
ムが、アイオノマー、ポリエチレン、エチレン−アクリ
レート共重合体、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレ
ン及びポリプロピレンのうちのいずれかのフィルムであ
る前記［１］または［２］に記載の電池端子用被覆材、
性樹脂フィルムの両面を、電池用包材の内面フィルムに
ヒートシール可能なフィルムで被覆した、３層構成の積
層フィルムであることを特徴とする電池端子用被覆材、
［２］ 耐熱性樹脂フィルムが、厚さが５〜５０ミクロ
ンのポリエステルフィルムまたは厚さが１５〜２５ミク
ロンのポリアミドフィルムからなる二軸延伸フィルムで
あり、該フィルムの両面をヒートシール可能なフィルム
で被覆した３層構成の積層フィルムの総厚が４０〜１５
０ミクロンである前記［１」に記載の電池端子用被覆
材、［３］ 内面フィルムにヒートシール可能なフィル
ムが、アイオノマー、ポリエチレン、エチレン−アクリ
レート共重合体、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレ
ン及びポリプロピレンのうちのいずれかのフィルムであ
る前記［１］または［２］に記載の電池端子用被覆材、
【０００８】［４］ 電池ケースまたはパウチの端子部
ヒートシール幅より１〜２０ｍｍ広い幅で前記［１］な
いし［３］のいずれかに記載の電池端子用被覆材により
被覆されたことを特徴とする被覆した電池用端子、
ヒートシール幅より１〜２０ｍｍ広い幅で前記［１］な
いし［３］のいずれかに記載の電池端子用被覆材により
被覆されたことを特徴とする被覆した電池用端子、
【０００９】［５］ 電池用端子を、前記［１］ないし
［３］のいずれかに記載の電池端子用被覆材にて、電池
ケースまたはパウチの端子部ヒートシール幅より１〜２
０ｍｍ広い幅を包んだ後、ヒートシール可能なフィルム
の融点より３０〜９０℃高い温度で、かつ圧力１〜１０
ｋｇ／ｃｍ2 、シール時間１〜６０ｓｅｃの条件でヒー
トシールすることを特徴とする被覆した電池用端子の製
造方法、［６］ 電池用端子が、少なくとも被覆する部
分をアルマイト処理、ベーマイト処理または電解エッチ
ング、化学エッチングもしくは機械的粗面化処理による
粗面化処理の前処理をしたものである前記［５］に記載
の被覆した電池用端子の製造方法、及び
［３］のいずれかに記載の電池端子用被覆材にて、電池
ケースまたはパウチの端子部ヒートシール幅より１〜２
０ｍｍ広い幅を包んだ後、ヒートシール可能なフィルム
の融点より３０〜９０℃高い温度で、かつ圧力１〜１０
ｋｇ／ｃｍ2 、シール時間１〜６０ｓｅｃの条件でヒー
トシールすることを特徴とする被覆した電池用端子の製
造方法、［６］ 電池用端子が、少なくとも被覆する部
分をアルマイト処理、ベーマイト処理または電解エッチ
ング、化学エッチングもしくは機械的粗面化処理による
粗面化処理の前処理をしたものである前記［５］に記載
の被覆した電池用端子の製造方法、及び
【００１０】［７］ 耐熱性樹脂フィルムの両面を、電
池用包材の内面フィルムにヒートシール可能なフィルム
で被覆した、３層構成の積層フィルムからなる覆材で被
覆した上記［４］に記載の被覆した電池用端子を使用し
た二次電池を開発することにより上記の課題を解決し
た。
池用包材の内面フィルムにヒートシール可能なフィルム
で被覆した、３層構成の積層フィルムからなる覆材で被
覆した上記［４］に記載の被覆した電池用端子を使用し
た二次電池を開発することにより上記の課題を解決し
た。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の対象とする電池としては
特に限定する必要はないが、高密度電池、例えばリチウ
ム二次電池、特に密閉性を高く保持する電池ケースを必
要とするリチウムイオン電池、中でも導電性高分子を使
用したポリマー電池に適用することが好ましい。これら
の電池類は、少量ではあるが炭酸アルキルエステル（ジ
メチルカーボネート、エチルカーボネートなど）及び塩
素またはフッ素含有リチウム塩などからなる電解液を使
用するため腐食性が強いものである。
特に限定する必要はないが、高密度電池、例えばリチウ
ム二次電池、特に密閉性を高く保持する電池ケースを必
要とするリチウムイオン電池、中でも導電性高分子を使
用したポリマー電池に適用することが好ましい。これら
の電池類は、少量ではあるが炭酸アルキルエステル（ジ
メチルカーボネート、エチルカーボネートなど）及び塩
素またはフッ素含有リチウム塩などからなる電解液を使
用するため腐食性が強いものである。
【００１２】このため電池用包材としては、これらに対
して十分な耐食性を有するほか、ヒートシール性を必要
としているため、一般にアルミニウム箔の両面をプラス
チックフィルムでラミネートした複合アルミニウム箔積
層材を使用する。この場合の表面材としては二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィル
ム）、二軸延伸ポリアミドフィルムなどが用いられ、包
材内面のプラスチックフィルムとしてはアイオノマー、
エチレン−アクリレート共重合体（ＥＡＡ）、無水マレ
イン酸などで変性したポリエチレン（変性ＰＥ）あるい
はポリプロピレン（変性ＰＰ）などの接着性樹脂または
ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＰ）などを
使用するのが普通である。
して十分な耐食性を有するほか、ヒートシール性を必要
としているため、一般にアルミニウム箔の両面をプラス
チックフィルムでラミネートした複合アルミニウム箔積
層材を使用する。この場合の表面材としては二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィル
ム）、二軸延伸ポリアミドフィルムなどが用いられ、包
材内面のプラスチックフィルムとしてはアイオノマー、
エチレン−アクリレート共重合体（ＥＡＡ）、無水マレ
イン酸などで変性したポリエチレン（変性ＰＥ）あるい
はポリプロピレン（変性ＰＰ）などの接着性樹脂または
ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＰ）などを
使用するのが普通である。
【００１３】端子としては、正極用としては主としてア
ルミニウム端子が、また負極用としては主として銅端子
が用いられ、少ないケースではあるが双方においてニッ
ケル端子が用いられている。我々は前にこれら電池用端
子は包材との接着性（この部分において封止が破れない
こと）を高めるために、端子がアルミニウム材である時
はアルマイト化処理、ベーマイト化処理などあるいは金
属端子の表面を電解エッチング、化学エッチングあるい
は機械的粗面化処理などの粗面化処理などの前処理をし
て電池用包材の内面フィルムとの接着性の改善の提案を
している。これらの手段はそれぞれ効果が認められてい
るが、金属端子を挟み込んで電池用包材をヒートシール
する時は、内面フィルムを完全に溶融することが必要な
ため、電池用包材外部よりシール面を加圧圧着するため
金属端子が内面フィルム層を突き破り包材のアルミニウ
ム箔に接触する危険が避けられなかった。特に密閉度及
び生産性を高めるためヒートシール温度を高め、シール
圧力を高くした時はこの危険は増大する。端子のサイズ
として特に限定する必要がないが、一般的に厚さが５０
〜１２０ミクロン、幅３〜１０ｍｍ、長さ５０〜８０ｍ
ｍ程度のものが使用されている。これ以外のサイズであ
っても十分に使用可能であることは言うまでもない。
ルミニウム端子が、また負極用としては主として銅端子
が用いられ、少ないケースではあるが双方においてニッ
ケル端子が用いられている。我々は前にこれら電池用端
子は包材との接着性（この部分において封止が破れない
こと）を高めるために、端子がアルミニウム材である時
はアルマイト化処理、ベーマイト化処理などあるいは金
属端子の表面を電解エッチング、化学エッチングあるい
は機械的粗面化処理などの粗面化処理などの前処理をし
て電池用包材の内面フィルムとの接着性の改善の提案を
している。これらの手段はそれぞれ効果が認められてい
るが、金属端子を挟み込んで電池用包材をヒートシール
する時は、内面フィルムを完全に溶融することが必要な
ため、電池用包材外部よりシール面を加圧圧着するため
金属端子が内面フィルム層を突き破り包材のアルミニウ
ム箔に接触する危険が避けられなかった。特に密閉度及
び生産性を高めるためヒートシール温度を高め、シール
圧力を高くした時はこの危険は増大する。端子のサイズ
として特に限定する必要がないが、一般的に厚さが５０
〜１２０ミクロン、幅３〜１０ｍｍ、長さ５０〜８０ｍ
ｍ程度のものが使用されている。これ以外のサイズであ
っても十分に使用可能であることは言うまでもない。
【００１４】この問題は、端子を電池端子用被覆材で被
覆すると言う簡単な手段により完全に解決することがで
きた。すなわち中間に耐熱性樹脂フィルムをはさみ、そ
の両面に電池用包材の内面フィルムとヒートシール可能
なフィルムで被覆した３層構成の積層フィルムを電池端
子用被覆材として用いることである。この内面フィルム
とヒートシール可能なフィルム（以下表面材フィルムと
いう。）としては、要はヒートシールが可能な樹脂同士
であることが必要であり、したがって内面フィルムの樹
脂の種類により変わる。アイオノマー、ＥＡＡ、変性Ｐ
Ｅ、変性ＰＰなどの接着性樹脂である時は内面フィルム
の種類に関係せずに使用可能であるが、内面フィルムが
接着性樹脂あるいはＰＥまたはＰＰなどである時はＰ
Ｅ、ＰＰなどのポリオレフィン系樹脂であっても使用可
能である。このフィルムの厚みは、ヒートシールにより
電池用包材の内面フィルムと完全に密着し、電池を密閉
できればその厚みは問わない。
覆すると言う簡単な手段により完全に解決することがで
きた。すなわち中間に耐熱性樹脂フィルムをはさみ、そ
の両面に電池用包材の内面フィルムとヒートシール可能
なフィルムで被覆した３層構成の積層フィルムを電池端
子用被覆材として用いることである。この内面フィルム
とヒートシール可能なフィルム（以下表面材フィルムと
いう。）としては、要はヒートシールが可能な樹脂同士
であることが必要であり、したがって内面フィルムの樹
脂の種類により変わる。アイオノマー、ＥＡＡ、変性Ｐ
Ｅ、変性ＰＰなどの接着性樹脂である時は内面フィルム
の種類に関係せずに使用可能であるが、内面フィルムが
接着性樹脂あるいはＰＥまたはＰＰなどである時はＰ
Ｅ、ＰＰなどのポリオレフィン系樹脂であっても使用可
能である。このフィルムの厚みは、ヒートシールにより
電池用包材の内面フィルムと完全に密着し、電池を密閉
できればその厚みは問わない。
【００１５】中間に挟む耐熱性樹脂フィルムとしては、
電気絶縁性を有し、ヒートシール温度において溶融しな
い耐熱性があり、機械的強度が高ければ良い。このよう
な耐熱性樹脂としてはポリエチレンテレフタレート（以
下ＰＥＴということもある。）、ポリブチレンテレフタ
レートなどのポリエステル樹脂、６−６ナイロンなどの
ポリアミド、あるいは変性ポリフェニレンオキサイド、
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリエーテルサルホン、芳香族ポリアミド（ア
ラミド）などの特殊エンジニアリングプラスチックとい
われる耐熱性樹脂のフィルムも使用できるが、価格、加
工性、入手の容易性及び性能的にはＰＥＴ及びポリアミ
ドのフィルムが好ましい。フィルムとしては延伸、未延
伸の種類は問わない。厚さとしては、電池用包材のヒー
トシールの時に、そのシール圧力において金属端子によ
り破られないことが必要である。圧力が高いか低いかに
より若干その最低厚みが変化するが、通常市販されてい
る９〜５０ミクロン程度のものであれば使用可能であ
る。シール圧力が高い時は安全のために若干厚めのフィ
ルムを使用すれば良い。
電気絶縁性を有し、ヒートシール温度において溶融しな
い耐熱性があり、機械的強度が高ければ良い。このよう
な耐熱性樹脂としてはポリエチレンテレフタレート（以
下ＰＥＴということもある。）、ポリブチレンテレフタ
レートなどのポリエステル樹脂、６−６ナイロンなどの
ポリアミド、あるいは変性ポリフェニレンオキサイド、
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリエーテルサルホン、芳香族ポリアミド（ア
ラミド）などの特殊エンジニアリングプラスチックとい
われる耐熱性樹脂のフィルムも使用できるが、価格、加
工性、入手の容易性及び性能的にはＰＥＴ及びポリアミ
ドのフィルムが好ましい。フィルムとしては延伸、未延
伸の種類は問わない。厚さとしては、電池用包材のヒー
トシールの時に、そのシール圧力において金属端子によ
り破られないことが必要である。圧力が高いか低いかに
より若干その最低厚みが変化するが、通常市販されてい
る９〜５０ミクロン程度のものであれば使用可能であ
る。シール圧力が高い時は安全のために若干厚めのフィ
ルムを使用すれば良い。
【００１６】上記の耐熱性樹脂フィルムと表面材フィル
ムは、ドライラミネート接着剤を用いてラミネートする
か、またはＰＥＴフィルムに表面材を押出ラミネート法
により被覆する。３層構成フィルム全体の厚みとして
は、ヒートシールの箇所のシール性、取り扱い易さの関
係から４０〜１５０ミクロン、特に５０〜１００ミクロ
ンの範囲が好ましい。ラミネートするに先立ち、耐熱性
樹脂フィルムを放電処理、チタンまたはシリコンカップ
リング剤などによる前処理をすることは好ましい。
ムは、ドライラミネート接着剤を用いてラミネートする
か、またはＰＥＴフィルムに表面材を押出ラミネート法
により被覆する。３層構成フィルム全体の厚みとして
は、ヒートシールの箇所のシール性、取り扱い易さの関
係から４０〜１５０ミクロン、特に５０〜１００ミクロ
ンの範囲が好ましい。ラミネートするに先立ち、耐熱性
樹脂フィルムを放電処理、チタンまたはシリコンカップ
リング剤などによる前処理をすることは好ましい。
【００１７】上記の電池端子用被覆材を図１に示す様に
表面材１及び耐熱性樹脂フィルム２からなる３層構成の
積層フィルム（電池端子用被覆材）を金属端子３に巻つ
ける。場合によっては端子とする金属箔の両面に本発明
の電池端子用被覆材を積層し、それを端子のサイズにカ
ットしたものであってもよく、電池用包材に対して端子
が被覆材により直接接触することを防止できれば十分で
ある。被覆材は中間の耐熱性樹脂フィルムがヒートシー
ルによっても溶融することなく、加熱、加圧されても包
材のアルミニウム箔にショートすることを完全に防止す
ると共に表面材は端子に対しても接着性が良く、また電
池用包材の内面フィルムに対してもヒートシールができ
るので金属端子と包材のアルミニウム箔のショートがな
く電池が完全に密閉可能である。
表面材１及び耐熱性樹脂フィルム２からなる３層構成の
積層フィルム（電池端子用被覆材）を金属端子３に巻つ
ける。場合によっては端子とする金属箔の両面に本発明
の電池端子用被覆材を積層し、それを端子のサイズにカ
ットしたものであってもよく、電池用包材に対して端子
が被覆材により直接接触することを防止できれば十分で
ある。被覆材は中間の耐熱性樹脂フィルムがヒートシー
ルによっても溶融することなく、加熱、加圧されても包
材のアルミニウム箔にショートすることを完全に防止す
ると共に表面材は端子に対しても接着性が良く、また電
池用包材の内面フィルムに対してもヒートシールができ
るので金属端子と包材のアルミニウム箔のショートがな
く電池が完全に密閉可能である。
【００１８】電池端子用被覆材による金属端子の被覆部
分は、電池ケースまたはパウチの端子部ヒートシール幅
より１〜２０ｍｍ広い幅に被覆することが必要である。
これより幅を狭くするとショートの危険があり、これよ
り広い幅にすることは電池のサイズを大きくするので好
ましくない。なお端子と被覆材積層フィルムとのシール
条件としては、通常のシール条件と同じ程度で良く、例
えば温度が表面材の融点より３０〜９０℃高い温度、シ
ール圧力が１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、シール時間１〜６
０ｓｅｃ程度を使用する。
分は、電池ケースまたはパウチの端子部ヒートシール幅
より１〜２０ｍｍ広い幅に被覆することが必要である。
これより幅を狭くするとショートの危険があり、これよ
り広い幅にすることは電池のサイズを大きくするので好
ましくない。なお端子と被覆材積層フィルムとのシール
条件としては、通常のシール条件と同じ程度で良く、例
えば温度が表面材の融点より３０〜９０℃高い温度、シ
ール圧力が１〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2 、シール時間１〜６
０ｓｅｃ程度を使用する。
【００１９】金属端子は、被覆材による被覆前に接着性
を改善するための前処理をしておくことが好ましい。こ
の前処理方法としては通常使用されているような被覆材
積層フィルムを被覆する前に接着性樹脂、例えば変性Ｐ
Ｐの溶液を塗布しておき、接着性を改善することも可能
である。また被覆材の材質がアルミニウムまたはその合
金である時はアルマイト処理、ベーマイト処理などによ
り表面を改質しておくと被覆材の積層フィルムとの接着
が完全になる。またアルミニウムも含めて、ニッケルや
銅などの金属製端子は、その表面を粗面化処理しておく
ことが接着性の改善に効果がある。これらの処理は金属
端子と被覆材の間の密着性を改善し、この接着面の密閉
度を大きく改善できる。
を改善するための前処理をしておくことが好ましい。こ
の前処理方法としては通常使用されているような被覆材
積層フィルムを被覆する前に接着性樹脂、例えば変性Ｐ
Ｐの溶液を塗布しておき、接着性を改善することも可能
である。また被覆材の材質がアルミニウムまたはその合
金である時はアルマイト処理、ベーマイト処理などによ
り表面を改質しておくと被覆材の積層フィルムとの接着
が完全になる。またアルミニウムも含めて、ニッケルや
銅などの金属製端子は、その表面を粗面化処理しておく
ことが接着性の改善に効果がある。これらの処理は金属
端子と被覆材の間の密着性を改善し、この接着面の密閉
度を大きく改善できる。
【００２０】このように被覆材で被覆した電池用端子３
は、通常は図２（前処理していない電池用端子）及び図
３（接着性樹脂をコーティングした電池用端子を使用し
た例）に示すように被覆した電池用端子３を挟んで電池
用包材４でシールする。シール条件は電池用包材４の内
面フィルムの種類、電池端子用被覆材の表面材の種類な
どにより変わるが、通常は被覆材表面材の樹脂融点より
３０〜９０℃高い温度（例えば１４０〜２９０℃）で、
かつ圧力を１〜１０ｋｇ／ｃｍ2 、シール時間１〜６０
ｓｅｃ、シール回数１〜３回で行うことにより密閉でき
る。シールに際しヒートシール金型をフラット形状でな
く、端子側面の密閉性を考慮して端子断面形状に合わせ
た形状の金型を用いると密閉度を高くすることができ、
良好な電池性能を維持できる。以下実施例により本発明
を具体的に説明する。
は、通常は図２（前処理していない電池用端子）及び図
３（接着性樹脂をコーティングした電池用端子を使用し
た例）に示すように被覆した電池用端子３を挟んで電池
用包材４でシールする。シール条件は電池用包材４の内
面フィルムの種類、電池端子用被覆材の表面材の種類な
どにより変わるが、通常は被覆材表面材の樹脂融点より
３０〜９０℃高い温度（例えば１４０〜２９０℃）で、
かつ圧力を１〜１０ｋｇ／ｃｍ2 、シール時間１〜６０
ｓｅｃ、シール回数１〜３回で行うことにより密閉でき
る。シールに際しヒートシール金型をフラット形状でな
く、端子側面の密閉性を考慮して端子断面形状に合わせ
た形状の金型を用いると密閉度を高くすることができ、
良好な電池性能を維持できる。以下実施例により本発明
を具体的に説明する。
【００２１】
【実施例】金属端子を想定したニッケル箔及びアルミニ
ウム箔を用い、下記の材料及び条件によりパウチ（サイ
ズ：４０ｍｍ×６５ｍｍ、シール幅５ｍｍ）を作製し、
端子付き電池組成物を充填、シールした後、それぞれの
条件において２０個の外面フィルムの一部を剥離してテ
スターを用いて端子とアルミニウム箔の短絡（ショー
ト）の有無を試験した。 ○：ショートせず。 ×：ショートした。 また密封性についてはシール後のパウチに注射針を刺
し、パウチを水中に浸漬した後、徐々に注射器より空気
を注入し、端子部の漏れを目視でチェックした。 ○：漏れなし。 ×：漏れがあった。
ウム箔を用い、下記の材料及び条件によりパウチ（サイ
ズ：４０ｍｍ×６５ｍｍ、シール幅５ｍｍ）を作製し、
端子付き電池組成物を充填、シールした後、それぞれの
条件において２０個の外面フィルムの一部を剥離してテ
スターを用いて端子とアルミニウム箔の短絡（ショー
ト）の有無を試験した。 ○：ショートせず。 ×：ショートした。 また密封性についてはシール後のパウチに注射針を刺
し、パウチを水中に浸漬した後、徐々に注射器より空気
を注入し、端子部の漏れを目視でチェックした。 ○：漏れなし。 ×：漏れがあった。
【００２２】（電池用包材） 包材Ａ：ＯＮ*1２５μｍ／Ａｌ*2４０μｍ／ＩＯ*3５０
μｍ 包材Ｂ：ＰＥＴ*4２５μｍ／Ａｌ４０μｍ／ＣＰＰ*5５
０μｍ 包材Ｃ：ＰＥＴ２５μｍ／Ａｌ４０μｍ／ＣＰＰ５０μ
ｍ／マレイン酸変性ＰＰ３ｇ／ｍ2 ＊１：ＯＮ；二軸延伸ポリアミド ＊２：Ａｌ；アルミニウム箔 ＊３：ＩＯ；アイオノマー ＊４：ＰＥＴ；二軸延伸ポリエステルフィルム ＊５：ＣＰＰ；無延伸ポリプロピレンフィルム （金属端子） ニッケル箔（Ｎｉ箔） ：厚さ４０μｍ×幅５ｍｍ×
長さ５０ｍｍ アルミニウム箔（Ａｌ箔）：厚さ５０μｍ×幅５ｍｍ×
長さ５０ｍｍ （シール条件） 条件：２００℃×４ｋｇ／ｃｍ2 ×３ｓｅｃ×２回シ
ール 条件：２２０℃×４ｋｇ／ｃｍ2 ×３ｓｅｃ×２回シ
ール
μｍ 包材Ｂ：ＰＥＴ*4２５μｍ／Ａｌ４０μｍ／ＣＰＰ*5５
０μｍ 包材Ｃ：ＰＥＴ２５μｍ／Ａｌ４０μｍ／ＣＰＰ５０μ
ｍ／マレイン酸変性ＰＰ３ｇ／ｍ2 ＊１：ＯＮ；二軸延伸ポリアミド ＊２：Ａｌ；アルミニウム箔 ＊３：ＩＯ；アイオノマー ＊４：ＰＥＴ；二軸延伸ポリエステルフィルム ＊５：ＣＰＰ；無延伸ポリプロピレンフィルム （金属端子） ニッケル箔（Ｎｉ箔） ：厚さ４０μｍ×幅５ｍｍ×
長さ５０ｍｍ アルミニウム箔（Ａｌ箔）：厚さ５０μｍ×幅５ｍｍ×
長さ５０ｍｍ （シール条件） 条件：２００℃×４ｋｇ／ｃｍ2 ×３ｓｅｃ×２回シ
ール 条件：２２０℃×４ｋｇ／ｃｍ2 ×３ｓｅｃ×２回シ
ール
【００２３】（実施例１、比較例１）電池用包材として
包材Ａを使用し、端子としてニッケル箔を用い、電池端
子用被覆材として、ＩＯ３０μｍ／ＰＥＴ１２μｍ／Ｉ
Ｏ５０μｍの３層構成の積層フィルムを用いた。あらか
じめ積層フィルムをヒートシールした被覆済電池用端子
と包材Ａをシール条件でヒートシールした。また被覆
材を用いないニッケル箔を比較例１として使用し、密封
性及びショートの有無を試験した。結果を表１に示す。
包材Ａを使用し、端子としてニッケル箔を用い、電池端
子用被覆材として、ＩＯ３０μｍ／ＰＥＴ１２μｍ／Ｉ
Ｏ５０μｍの３層構成の積層フィルムを用いた。あらか
じめ積層フィルムをヒートシールした被覆済電池用端子
と包材Ａをシール条件でヒートシールした。また被覆
材を用いないニッケル箔を比較例１として使用し、密封
性及びショートの有無を試験した。結果を表１に示す。
【００２４】（実施例２、比較例２）電池用包材として
包材Ｂを使用し、端子としてマレイン酸変性ＰＰをコー
ティングしたアルミニウム箔を用い、電池端子用被覆材
としてＣＰＰ３０μｍ／ＯＮ１５μｍ／ＣＰＰ３０μｍ
の３層構成の積層フィルムを用いた。あらかじめ該積層
フィルムをヒートシールした被覆済電池用端子と包材Ｂ
をシール条件でヒートシールした。また電池用包材と
して包材Ｃを用い、端子としてアルミニウム箔（変性Ｐ
Ｐコートせず）を被覆材を用いず、シール条件２でヒー
トシールした電池用端子を用いて試験を行った。結果を
表１に示す。
包材Ｂを使用し、端子としてマレイン酸変性ＰＰをコー
ティングしたアルミニウム箔を用い、電池端子用被覆材
としてＣＰＰ３０μｍ／ＯＮ１５μｍ／ＣＰＰ３０μｍ
の３層構成の積層フィルムを用いた。あらかじめ該積層
フィルムをヒートシールした被覆済電池用端子と包材Ｂ
をシール条件でヒートシールした。また電池用包材と
して包材Ｃを用い、端子としてアルミニウム箔（変性Ｐ
Ｐコートせず）を被覆材を用いず、シール条件２でヒー
トシールした電池用端子を用いて試験を行った。結果を
表１に示す。
【００２５】
【表１】 ＊１：被覆材Ａ：ＩＯ３０μｍ／ＰＥＴ１２μｍ／ＩＯ
５０μｍ ＊２：被覆材Ｂ：ＣＰＰ３０μｍ／ＯＮ１５μｍ／ＣＰ
Ｐ３０μｍ ＊３：マレイン酸変性ＰＰコーティングＡｌ箔 ＊４：不合格個数／テスト数
５０μｍ ＊２：被覆材Ｂ：ＣＰＰ３０μｍ／ＯＮ１５μｍ／ＣＰ
Ｐ３０μｍ ＊３：マレイン酸変性ＰＰコーティングＡｌ箔 ＊４：不合格個数／テスト数
【００２６】
【発明の効果】本発明の電池端子用被覆材で被覆した電
池用端子は、その両面を電池用包材の内面フィルムにヒ
ートシール可能なフィルムで被覆した耐熱性樹脂フィル
ムからなる３層構成積層フィルムにより被覆されている
ため、該端子を挟んで電池用包材を封止（ヒートシー
ル）する際に起こる端子と電池用包材のアルミニウム箔
間のショートを確実に防止できるものであり、腐食性の
電解液に対する耐食性、また包材の封止の際に問題とな
る密封性も良く、ヒートシールにより生産性良く電池ケ
ースを成形できる。本発明の電池端子用被覆材で被覆し
た電池用端子は、二次電池、特に体積エネルギー密度、
重量エネルギー密度に優れたリチウムイオン電池、中で
もポリマー電池用の端子として有効に使用可能なもので
ある。
池用端子は、その両面を電池用包材の内面フィルムにヒ
ートシール可能なフィルムで被覆した耐熱性樹脂フィル
ムからなる３層構成積層フィルムにより被覆されている
ため、該端子を挟んで電池用包材を封止（ヒートシー
ル）する際に起こる端子と電池用包材のアルミニウム箔
間のショートを確実に防止できるものであり、腐食性の
電解液に対する耐食性、また包材の封止の際に問題とな
る密封性も良く、ヒートシールにより生産性良く電池ケ
ースを成形できる。本発明の電池端子用被覆材で被覆し
た電池用端子は、二次電池、特に体積エネルギー密度、
重量エネルギー密度に優れたリチウムイオン電池、中で
もポリマー電池用の端子として有効に使用可能なもので
ある。
【図１】電池端子用被覆材で被覆した電池用端子の断面
図。
図。
【図２】未処理の被覆電池用端子を使用した電池ケース
のヒートシール部の断面図。
のヒートシール部の断面図。
【図３】接着性樹脂で前処理した被覆電池用端子を使用
した電池ケースのヒートシール部の断面図。
した電池ケースのヒートシール部の断面図。
１ 表面材 ２ 耐熱性樹脂フイルム ３ 金属端子 ４ 電池用包材 ５ コーティングした接着性樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 27/36 Ｂ３２Ｂ 27/36 Ｈ０１Ｍ 2/06 Ｈ０１Ｍ 2/06 Ｋ 2/30 2/30 Ｂ 2/32 2/32 2/34 2/34 Ｂ // Ｈ０１Ｍ 10/40 10/40 Ｂ Ｚ Ｆターム(参考） 4F100 AK01A AK04B AK04C AK04J AK07B AK07C AK25B AK25C AK25J AK41A AK42 AK46A AK70B AK70C AL01B AL01C AL06B AL06C AT00B AT00C BA03 BA08 BA10B BA10C EJ38A GB15 GB41 JJ03 JJ03A JL11 JL11B JL11C 5H011 AA17 FF04 GG09 HH02 HH13 JJ07 JJ25 KK00 KK01 KK04 5H022 AA09 BB12 BB22 CC02 CC05 CC08 CC09 CC12 EE04 EE06 KK03 KK08 5H029 AJ15 AM16 CJ05 CJ11 CJ21 DJ05 EJ01 EJ12
Claims (7)
- 【請求項１】 耐熱性樹脂フィルムの両面を、電池用包
材の内面フィルムにヒートシール可能なフィルムで被覆
した、３層構成の積層フィルムであることを特徴とする
電池端子用被覆材。 - 【請求項２】 耐熱性樹脂フィルムが、厚さ９〜５０ミ
クロンのポリエステルフィルムまたは厚さが１５〜２５
ミクロンのポリアミドフィルムからなる二軸延伸フィル
ムであり、これらフィルムの両面をヒートシール可能な
フィルムで被覆した３層構成の積層フィルムの総厚が４
０〜１５０ミクロンである請求項１に記載の電池端子用
被覆材。 - 【請求項３】 内面フィルムにヒートシール可能なフィ
ルムが、アイオノマー、ポリエチレン、エチレン−アク
リレート共重合体、変性ポリエチレン、変性ポリプロピ
レン及びポリプロピレンのうちのいずれかのフィルムで
ある請求項１または２に記載の電池端子用被覆材。 - 【請求項４】 電池ケースまたはパウチの端子部ヒート
シール幅より１〜２０ｍｍ広い幅で請求項１ないし３の
いずれか１項に記載の電池端子用被覆材により被覆され
たことを特徴とする被覆した電池用端子。 - 【請求項５】 電池用端子を、請求項１ないし３のいず
れか１項に記載の電池端子用被覆材にて、電池ケースま
たはパウチの端子部ヒートシール幅より１〜２０ｍｍ広
い幅を包んだ後、ヒートシール可能なフィルムの融点よ
り３０〜９０℃高い温度で、かつ圧力１〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 、シール時間１〜６０ｓｅｃの条件でヒートシール
することを特徴とする被覆した電池用端子の製造方法。 - 【請求項６】 電池用端子がアルミニウム箔である時、
少なくとも電池端子用被覆材で被覆する部分をアルマイ
ト処理、ベーマイト処理または電解エッチング、化学エ
ッチングもしくは機械的粗面化処理による粗面化処理の
前処理をしたものである請求項５に記載の被覆した電池
用端子の製造方法。 - 【請求項７】 耐熱性樹脂フィルムの両面を、電池用包
材の内面フィルムにヒートシール可能なフィルムで被覆
した、３層構成の積層フィルムからなる覆材で被覆した
請求項４に記載の被覆した電池用端子を使用した二次電
池。
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