JP2000294204A

JP2000294204A - ポリマー電池の包装形態及び包装方法

Info

Publication number: JP2000294204A
Application number: JP11101528A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Sekino; 均関野; Atsushi Fukuda; 淳福田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: JP4668370B2; CN101159320A; CN101159320B

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ポリマー電池のポリマー電池本体を包装してケ
ースとする積層体を用いて包装形態とする際に、積層体
の中に積層されている金属バリア層の断面に電極端子が
接触するおそれのない包装形態。【解決手段】電極側の積層体は、電極の一部を含む密封
シールと非シール部からなり、非シール部の積層体は外
側に折り返えされ、折り返し面がその重合面と接着され
ているポリマー電池の包装形態であり、その包装方法
は、電極を備えた板状のポリマー電池本体に背貼りシー
ルを施し、電極端子を含まない端部をヒートシールし、
電極端部を含む側は電極端子の電池本体側の一部をシー
ルして密封系とし、次の電極端子を含まない端部シール
までの間を非シール部として、非シール部の両端の積層
体に切り込みを入れ、電極端子を含む端部と含まない端
部とを切り離した後、積層体の電極が含まれる側の端部
を折り返し、折り返した面とその重合面とを接着させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー電池の包
装形態およびその包装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電池の構成材料を収納するケース
には、大抵の場合、金属製のケースが用いられていた。
しかし、ノート型パソコン、携帯電話など各種の電子機
器の発達、普及に伴い、その軽量化、薄肉化が進められ
ると共に、これらに使用される電池についても、その重
量をできるだけ軽くし、また、使用機器における電池ス
ペースをできるだけ少なくできるよう電池そのものの軽
量化、薄肉化が求められている。このような要求に応え
るために、例えば、ポリマー電池と言われる電池、すな
わち、電池の電極端子や電解質などに、高分子材料を導
入し、シート状に成形して軽量、薄肉化した種々のシー
ト状電池が研究開発されている。これらのシート状電池
に用いる電池ケースに関しては、その軽さ及び薄さとと
もに強度、水蒸気その他のバリア性、耐熱性、耐久性、
密封性、電極端子との接着性、耐電解液性等を含め、大
量生産に適した形態や製造方法は完成されていなかっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ポリマー電池の電極端
子は、銅、ニッケル、アルミニウムなどの薄板状金属が
用いられている。一方、前記積層体からなる材料をヒー
トシールにより製袋してなるケース（または包装袋）の
一辺には、図７に示すように、電極端子５３の一部が露
出される。この電極端子５３が露出したケースの端面、
すなわち断面には、バリア層６２としての金属の断面が
露出している。電極端子５３の金属が折れ曲がって前記
ケース端面に露出した金属の断面に接触点５９において
接触すると、電池の発電性能の低下の原因となる。従っ
て、電極端子５３とバリア層６２の端面露出部との接触
のない端部構造が要望されている。また、従来は、ケー
ス５５として、予め製袋した袋にポリマー電池本体を挿
入した後、その挿入口からポリマー電池本体を挿入し、
電極端子の一部を含めたヒートシールを行っていた。こ
のように、製袋した後に個断ちされた袋にポリマー電池
本体を挿入すると、タイトな包装とならない。つまり、
薄い電池本体を挿入するために、キャリヤプレートを添
わせて挿入する等の方法を用いていた。そのために、ポ
リマー電池本体とケースとの間に隙間を形成しタイトな
包装とならず望ましくない。本発明は、ポリマー電池の
ポリマー電池本体を包装してケースとする積層体を用い
て包装形態とする際に、前記積層体の中に積層されてい
る金属バリア層の断面に電極端子が接触するおそれのな
い包装形態とその生産性のよい包装方法とを提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも最
内層がヒートシール可能な材質からなり、導電性のバリ
ア層を含む積層体を用いて形成されるポリマー電池の包
装袋であって、電極端子側の積層体は、該電極端子の一
部を含む密封シールと、該密封シール部に延長された非
シール部からなり、前記非シール部の積層体は外側に折
り返えされ、該折り返し部がその重合面と接着されてい
ることを特徴とするポリマー電池の包装形態であって、
前記非シール部の両端に切り込みが形成されていること
を含み、また、その製造方法は、巻き取り状の積層体を
筒状に形成するとともに電極端子を備えた板状のポリマ
ー電池本体を供給し、背貼りシールを施し、電極端子を
含まない端部をヒートシールし、電極端子を含む端部側
は、該電極端子の電池本体側の一部をシールをしてシー
ル部を形成して密封系とした後、電極端子を含む端部と
含まない端部とを切り離すことを特徴とするポリマー電
池の製造方法であって、前記電極端子を含む側のシール
部から次の電極端子を含まない端部シールまでの間を非
シール部として、前記非シール部の両端の積層体に切り
込みを入れ、前記非シール部をそれぞれ外側に折り返
し、該折り返した面とその重合面とを接着させたこと、
巻き取り状の積層体を筒状に形成するとともに電極端子
を備えた板状のポリマー電池本体を供給し、直後に電極
端子含む側を仮シールすることを含むものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のポリマー電池の包装形態
および包装方法について、図面等を用いて詳細に説明す
る。なお、本発明においてポリマー電池を包装した包装
袋はポリマー電池のケースとなるものであって、以下の
説明においては、ケースと包装袋とは同一のものを意味
する。図１は、本発明のポリマー電池の包装形態の実施
例を示す、（ａ）ポリマー電池とポリマー電池本体の斜
視図、（ｂ）Ｘ₁−Ｘ₁部断面図、（ｃ）Ｙ₁部拡大図
である。図２は、本発明のポリマー電池の包装方法の実
施例を説明するための図であり、（ａ）製袋と電池本体
の充填状態を示す斜視図、（ｂ）Ｙ₂部の拡大図であ
る。図３は、（ａ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｂ）Ｘ₃−
Ｘ₃部断面図である。図４は、本発明のポリマー電池の
別の包装方法の実施例を説明するための図である。図５
は、本発明におけるケースの各種の形式を示す平面図と
その各断面図である。図６は、本発明のケースを構成す
る積層体の実施例の材質を示す断面図である。

【０００６】本発明のポリマー電池の包装袋としては、
少なくとも片面がヒートシール性を有し、前記ポリマー
電池としての機能を維持するために必要な各種保護性を
持たせた積層体からなるものである。特に、外部からの
水分の浸入は、電解質等との反応を引き起こし、ポリマ
ー電池としての機能低下の原因となるために、前記包装
袋を形成する積層体の層構成として、少なくとも20μｍ
以上の厚さのアルミニウム箔を用いることが好ましい。
また、ポリマー電池は各種電気機器において利用される
が、図１（ａ）に示すように、ポリマー電池本体２は薄
板状で、かつ、その一辺に電極端子３を備えている。本
発明におけるポリマー電池のケース５としては、前記ポ
リマー電池本体２を前記電極端子３の一部を露出させる
だけで、その他は完全密封となるように被覆する必要が
ある。

【０００７】本発明のポリマー電池１の包装方法は、図
２（ｂ）及び図３（ａ）に示すように、ポリマー電池の
非電極端子側の後シール部８と電極端子側の前シール部
７を電極端子の一部を含む密封シール部とし、該前シー
ル部７に延長した非シール部９を設けたもので、該非シ
ール部９の両端に切り込み１２を設ける。前記非シール
部９は、図１（ｃ）に示すように、それぞれ外側に折り
返して折り返し部１０となる。そして、該折り返し部１
０とその重合面とを接着部１１で接着することによっ
て、電極端子３が突出しているケース端面には、導電層
であるバリア層断面が露出しないことになり、前述の電
極端子３とバリア層の露出断面とのショートのおそれの
ない構造とすることができる。前記切り込み１２は、図
２（ｂ）に示すような、前記両端部を切り欠いた形状に
してもよい。前記切り込み１２は、前記非シール部９を
折り返し易くするものである。

【０００８】本発明のポリマー電池の包装方法について
さらに説明する。図２（ａ）に示すように、包装袋５と
なる積層体をロール状に繰り出し、筒状に成形しなが
ら、ポリマー電池本体２を供給し、背貼りシール部６を
摘まみシールする。この際、包装材をポリマー電池本体
にタイトに密着させるために、シール直前において、前
記合掌部に寄せることが望ましい。その方法は、図示は
しないが、寄せるというよりも、回転ゴムローラなどに
より、合掌シールの際に緩まないように、積層体を押さ
えこむようにする。

【０００９】また、ポリマー電池本体２を包装袋５の筒
状成形部に供給して、前記電極端子側及び非電極端子側
のシール部を形成するまでの間に、前記ポリマー電池本
体が前後にずれることを防止するために、図４に示すよ
うに、ポリマー電池が前記筒状成形部に供給直後に、前
記前シール部を仮シールバー１５により電極端子３と積
層体とを接着して、ポリマー電池本体２と積層体との位
置を固定することが望ましい。その後、背貼りシール部
６をシール後、非電極端子側本シールバー１６及び電極
端子側本シールバー１７によりそれぞれ後シール部８、
前シール部７を形成する。なお、図４においては、それ
ぞれのヒートシールバーのみを示したが、実際のヒート
シール部は、前記ヒートシールバーとその受部となる押
さえプレートとからなるものである。

【００１０】そして、前記後シール部８、前シール部７
を形成することにより、ポリマー電池本体を密封包装す
ることができる。この際、図２（ｂ）に示すように、前
記前シール部７から後シール部までの間に切り込み１２
を設ける。該切り込み１２は前記前シール部７と後シー
ル部８の形成と同時に行うことが、生産性の点から好ま
しいが、前記シール部の形成前またはその後であっても
よい。または、個々の包装体としてカットした後に設け
てもよい。該切り込み１２は、前記非シール部の折り返
しを容易にするために設けるものである。以上に説明し
たように、前シール部７と後シール部８とを形成した
後、図２（ａ）に示したカット線１３において、個々の
包装体に個断ちする。

【００１１】次に、カットされた個々の包装体の前記非
シール部９を、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すよう
に、それぞれ、外側に折り返して折り返し部１０とし、
該折り返し部１０とその重合面とを接着する。折り返し
た面の接着は、ホットメルト系の接着剤または両面テー
プ等によって接着して接着部１１を形成する。

【００１２】このように、端部の非シール部９を折り返
すことによって、ケース５の電極端子露出部の端面はヒ
ートシール層のみで形成されるために、ケース端面に露
出した金属バリア層と電極端子とが接触するおそれがな
くなった。

【００１３】本発明のポリマー電池の包装形態は、前記
ピロータイブの袋以外に、図５に示すような各種の袋形
式においても適用可能である。例えば、図５（ａ）は３
方シールタイプの袋、図５（ｂ）は４方シールタイプの
袋であり、図５（ｃ）は、前述のピロータイブの袋であ
る。また、図５（ｄ）は、ピロータイプの袋であるが、
この場合は、電極端子を背シール部から露出させ、背シ
ール部において、電極端子３の一部をシールし、端部を
非シール部として、該非シール部を折り返して折り返し
部１０を形成する。しかし、ポリマー電池本体をタイト
に包装できること、包装の作業性が好いこと（自動化が
容易）等から、図５（ｃ）に示すピロータイプの袋が望
ましい。

【００１４】次に本発明のポリマー電池に用いる積層体
について説明する。前記積層体としては、最内層に、該
最内層同士がヒートシール性があり、また、電極端子に
対しても熱接着性を揺する樹脂を用いること及び積層体
中にバリヤー層を設けることを必要とし、通常は、最外
層として強度のあるフィルムを用い、必要により、中間
層等を積層するものである。また、前記積層体の各層間
は、接着剤または接着性樹脂により接着することができ
る。

【００１５】従って、ポリマー電池の包装袋を形成する
積層体の基本的な構成は、最外層／バリア層／ヒートシ
ール層として示すことができる。そして、バリア層とヒ
ートシール層との間にバリア層を保護し、ケースとして
のバリア性を保持する目的で補強層を介在させてもよ
い。つまり、図６（ａ）に示すように最外層２１／バリ
ア層２２／補強層２４／ヒートシール層２３となる。ま
た、図６（ｂ）に示すように、最外層とバリア層との間
にも補強層２４ａを設けてもよい。なお、前記図６
（ａ）において、中間層２４とヒートシール層との接着
は、中間層に直接ヒートシール層を形成する樹脂を押出
しコートするものである。

【００１６】次に、本発明のポリマー電池の包装袋を形
成する、図６に示すような積層体２０を構成する素材に
ついてさらに説明する。前記最外層２１の材質として
は、印刷、ラミネートの基材としてフィルムとしての引
っ張り強度があり、また、耐摩性のよい、かつ、絶縁性
の材質が用いられる。具体的には、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの樹脂
を用いて製膜したフィルム、好ましくは延伸されたフィ
ルムが利用できる。最外層の厚みとしては、5 〜30μ
ｍ、10〜25μｍがより好ましい。また、図６（ｂ）に示
すいように、前記最外層２１とバリア層２２との間にさ
らに別の層を第１補強層２４ａとして積層しても良い。
該第１補強層２４ａとしては、前記最外層２１のフィル
ムとともに、積層体としての強度を上げ、バリア層の損
傷を防ぐために積層される。その材質としては、ポリエ
ステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカーボネー
ト等の未延伸、または、延伸フィルムを用いることがで
きるが、フィルム強度等の点から２軸延伸フィルムが特
に望ましい。

【００１７】またバリア層２２としては、ポリマー電池
のケース内５に水分を浸入させない完全なバリア性を付
与しうる材質を選択することが必要である。つまり、仮
に水分がケース内に浸入すると、該水分がポリマー電池
の電解質と反応することによってフッ化水素を発生さ
せ、該フッ化水素がケースを構成する積層体の層に浸透
し、デラミネーション（層間剥離）の原因となることが
あるためである。前記完全なバリア性、具体的には透湿
度ゼロの積層体とする必要がある。種々の材質及び厚さ
等について実験の結果、20μｍ以上の厚さの金属箔をパ
リア層として積層することが望ましい。金属箔の厚さが
20μｍ未満の場合、該金属箔に当初からピンホールが存
在し、また、ケースの屈曲などにより、金属箔に亀裂や
新たなピンホールが発生するおそれがある。前記バリア
層としては、銅、錫、鉛、鉄、アルミニウム等の金属単
体の箔、またはこれらの金属の合金箔を用いることがで
きるが、比較的安価であること、加工性の良さ、比重が
小さくて軽いこと等からアルミニウム箔が好ましく用い
られる。このような金属箔層の厚さは、10μｍ以上の厚
さが必要であり、15〜40μｍの範囲がより好ましい。

【００１８】また、バリア層２２とヒートシール層２３
との間に第２補強層２４、または、２４ｂを設けてもよ
い。該第２補強層は、バリア層である金属箔が損傷する
ことを防止する効果がある。前記金属箔の損傷とは積層
体の屈曲によるバリア層２２のピンホール発生、或いは
内容物（ポリマー電池本体）の鋭角部による損傷などで
ある。第２補強層としては、前記第１補強層と同じ材質
であるポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィル
ム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネート等の未延
伸、または、延伸フィルムを用いることができるが、フ
ィルム強度等の点から２軸延伸フィルムが特に望まし
い。

【００１９】本発明におけるポリマー電池のケース５に
用いる積層体２０のヒートシール層２３を形成する樹脂
は、ヒートシール層自体同士が互いにヒートシール性を
有すると共に、電極端子３の形成材利用である銅箔やア
ルミニウム箔などの導電性材料で形成されている電極端
子にもヒートシール性を有する樹脂が用いられる。また
前記ヒートシール層２３を形成する樹脂は、ポリマー電
池の電解液等による劣化のない材質であることが要求さ
れる。このようなヒートシール層２３に用いる樹脂とし
ては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタクリ
ル酸エステル共重合体の他、ポリエチレンもしくはポリ
プロピレンに前記共重合体の一種または二種以上をブレ
ンドしたようなポリオレフィン樹脂なども使用できる
が、特に、酸変性ポリオレフィン系樹脂、例えば、エチ
レン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共
重合体のような酸成分を共重合して変性したポリオレフ
ィン系樹脂、或いは、ポリエチレン、ポリプロピレンや
それらの共重合体であるエチレンとプロピレンその他の
α・オレフィンとの共重合体、エチレン・酢酸ビニル共
重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、或い
は、これらの三元共重合体などのポリオレフィン系樹脂
に、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、無水マ
レイン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコ
ン酸などの不飽和カルボン酸、或いは、その無水物をグ
ラフト共重合して変性したポリオレフィン系樹脂が好ま
しく用いられる。そしてこれらの樹脂の中から融点が10
0 ℃以上の樹脂を用いることによって、電池ケースとし
ての耐熱性に優れるものとなる。

【００２０】本発明のポリマー電池のケースに用いる積
層体を製造する際の各層の貼り合わせ方法としては、２
液硬化型のイソシアネート系の接着剤を用いるドライラ
ミネーション法、接着性樹脂を押出して圧着接着するサ
ンドイッチラミネーション法または熱接着性樹脂からな
るフィルムを介在させて熱圧着する熱ラミネーション法
等が利用できる。これらのラミネーション法の中で、耐
電解液性があり、生産性の良い方法を選択して用いるこ
とができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のポリマー電池の包装形態と包
装方法について、実施例により詳細に説明する。ポリマ
ー電池本体は、基体部と電極端子とからなり、前記基体
部は、110mm ×70mm×1.5mm であり、電極端子がポリマ
ー電池の基体部の端部に接続され、該電極端子の長さは
25mmである。ポリマー電池のケースとなる積層体として
は、略号によりその層構成を示した下記の仕様とした。 PET16/DL/AL20/DL/PET16/AD50 (1) ｛略号 PET:ポリエステルフィルム、DL: ドライラミネ
ーション、AL: アルミニウム箔、AD: 酸変性ポリオレフ
ィン樹脂、なお、略号の後の数字は層の厚さをμｍで示
したものである｝なお、前記AD、すなわち、酸変性ポリオレフィン樹脂の
ヒートシール層は、該酸変性ポリオレフィン樹脂を押出
しラミネーション法により直接製膜したものである。ま
た、本実施例においては、ロール状の積層体をピロー包
装機に供給し、ピロータイプの袋を形成しつつ、ポリマ
ー電池本体を供給し、前後シールすると同時に、電極端
子の存在する部分の非シール部の両端を抜き落とし、個
断ちするまでを前記ピロー包装機により自動的に包装し
た。また、前記非シール部の折り返し、また該折り返し
面とその重合面との接着には、両面テープを用いた。得
られたポリマー電池の電極端子をいかなる方向に折り曲
げても、電極端子とケースを構成している積層体中の導
電層とのショートの発生はなかった。また、電池として
の基本的機能には何ら問題はなかった。本実施例におい
ては、前記折り返し部とその重合面との接着は、両面テ
ープを用いたが、ホットメルト系接着剤およびそのアプ
リケーターを用いて自動化することは容易である。

【００２２】

【発明の効果】本発明のポリマー電池の包装形態は、電
極端子とケースを形成する積層体の中にラミネートされ
た金属バリア層の断面とが接触することによるショート
のおそれのないものである。また、本発明によれば、ポ
リマー電池としてインラインに近い工程となり生産性の
よい包装方法となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリマー電池の包装形態の実施例を示
す、（ａ）ポリマー電池とポリマー電池本体の斜視図、
（ｂ）Ｘ₁−Ｘ₁部断面図、（ｃ）Ｙ₁部拡大図であ
る。

【図２】本発明のポリマー電池の包装方法の実施例を説
明するための図であり、（ａ）製袋と電池本体の充填状
態を示す斜視図、（ｂ）Ｙ₂部の拡大図

【図３】図２（ｂ）のＸ₂−Ｘ₂部断面図、（ｂ）図２
（ｂ）のＸ₃−Ｘ₃部断面図である。

【図４】本発明のポリマー電池の別の包装方法の実施例
を説明するための図である。

【図５】本発明におけるケースの各種の形式を示す平面
図とその各断面図である。

【図６】本発明のケースを構成する積層体の実施例の材
質を示す断面図である。

【図７】従来技術によるポリマー電池の包装形態例を示
す、（ａ）ポリマー電池の斜視図、（ｂ）Ｇ矢視拡大
図、（ｃ）Ｘ₈−Ｘ₈部拡大図、（ｄ）ケース端部にお
いてショート状態となったときの断面図である。

【符号の説明】

１ポリマー電池２ポリマー電池本体３電極端子４電池基体部５ケース（包装袋）６背貼りシール部６Ｓ側部シール部７前シール部８後シール部９非シール部１０折り返し部１１接着部１２切り込み１３カット線１４コンベア１５仮シールバー１６非電極端子側本シールバー１７電極端子側本シールバー２０積層体２１最外層２２バリア層２３ヒートシール層２４補強層２５接着性樹脂層または接着剤層５１従来技術によるポリマー電池５２ポリマー電池本体５３電極端子５４電池基体部５５ケース（包装袋）５６前シール部５８後シール部５９接触点６０従来技術による積層体６１最外層６２バリア層６３ヒートシール層

フロントページの続きＦターム(参考） 3E051 AA03 AB05 BA02 DA08 EA03 FB02 HE01 HE05 JA02 KA03 KA08 KB01 LA02 LA10 LB03 3E096 AA01 BA30 BB05 CA11 CB02 DA14 EA02X FA27 GA07 4F100 AK68A AK71A AR00A AR00B BA02 BA10A BA10B DA01 DB07 GB41 JD05B JG01B JL12A 4J040 DA021 DA051 DA061 DA071 DA101 DA121 DA151 DE031 DL061 JB01 LA08 MA02 MB03 NA06 NA19 5H011 AA09 CC10 DD07 DD13 EE04 FF02 GG05 HH02 HH13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも最内層がヒートシール可能な材
質からなり、導電性のバリア層を含む積層体を用いて形
成されるポリマー電池の包装袋であって、電極端子側の
積層体は、該電極端子の一部を含む密封シールと、該密
封シール部に延長された非シール部からなり、前記非シ
ール部の積層体は外側に折り返えされ、該折り返し部が
その重合面と接着されていることを特徴とするポリマー
電池の包装形態。
【請求項２】前記非シール部の両端に切り込みが形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のポリマー電
池の包装形態。
【請求項３】巻き取り状の積層体を筒状に形成するとと
もに電極端子を備えた板状のポリマー電池本体を供給
し、背貼りシールを施し、電極端子を含まない端部をヒ
ートシールし、電極端子を含む端部側は、該電極端子の
電池本体側の一部をシールをしてシール部を形成して密
封系とした後、電極端子を含む端部と含まない端部とを
切り離すことを特徴とするポリマー電池の製造方法。
【請求項４】前記電極端子を含む側のシール部から次の
電極端子を含まない端部シールまでの間を非シール部と
して、前記非シール部の両端の積層体に切り込みを入
れ、前記非シール部をそれぞれ外側に折り返し、該折り
返した面とその重合面とを接着させたことを特徴とする
請求項３に記載のポリマー電池の製造方法。
【請求項５】巻き取り状の積層体を筒状に形成するとと
もに電極端子を備えた板状のポリマー電池本体を供給
し、直後に電極端子含む側を仮シールすることを特徴と
する請求項３又は請求項４に記載のポリマー電池の製造
方法。