JP2001102011A - ポリマー電池用包装材料および該包装材料を使用したポリマー電池 - Google Patents
ポリマー電池用包装材料および該包装材料を使用したポリマー電池Info
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Abstract
ール性、電極端子との接着性、密着性に優れるととも
に、生産効率が高く、大幅なコスト低減を達成したポリ
マー電池用包装材料および該包装材料を使用したポリマ
ー電池を提供する。 【解決手段】 ポリマー電池用包装材料は、アルミニウ
ム箔、マレイン化PP層および押出コートポリプロピレ
ン層の順で積層された複合アルミニウム箔からなり、複
合アルミニウム箔のアルミニウム箔面にさらに耐熱性二
軸延伸フィルム層を設けた包装材料で電解質を挟み、電
極板の両面にマレイン化PPを被覆した電極端子をヒー
トシールすることによりポリマー電池を構成する。
Description
装材料、詳しくは、複合アルミニウム箔からなるポリマ
ー電池用包装材料および該包装材料を使用したポリマー
電池に関する。
ソコンなどの電子機器に使用されているリチウムイオン
二次電池のうち、導電性ポリマーなどの固体、半固体電
解質を用いた電池はポリマー電池と呼ばれており、電解
液としてPC(プロピレンカーボネート)、DEC(ジ
エチレンカーボネート)、EC(エチレンカーボネー
ト)などの非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池
に比べて、薄肉化、軽量化の達成が可能で、電解液の液
漏れなどの危険性も少なく安全性の面でも優れていると
いう特徴を有し、今後の発展が期待されている。
合アルミニウム箔から形成した包装材料をヒートシール
してなるものが使用されているが、電解質に上記のP
C、DEC、ECやγ−BL(ガンマブチロラクトン)
などの溶剤を含有するものが用いられるため、これらの
溶剤により包装材料のヒートシール強度やラミネート強
度が低下したり、包装材が電解質に溶解して電解質を汚
染したり性能を低下させない耐電解液特性が要求されて
いる。また、電極端子(Ni、Al、Cuの極板)との
接着性および密着性が優れており、液漏れなどが生じな
いことも重要である。
して、アルミニウム箔/マレイン化PP(構成A)、ま
たはアルミニウム箔/ヒートラミネーションポリプロピ
レン/マレイン化PP(構成B)からなる構成を有する
複合アルミニウム箔が提案されている。(特開平11−
67166号公報)しかしながら、このポリマー電池用
包材においては、マレイン化PPのコートがグラビアコ
ート(塗工)などにより行われるために、厚い場合でも
実質的には3〜5g/m2 程度(5μm厚さ程度まで)
のコート量しか得られず、構成Aのものでは、電極端子
との間に隙間が生じるおそれがあり、マレイン化PPの
コート量が少ない場合には、使用中に電極とアルミニウ
ム箔との間にスパークが生じることも経験されている。
ロールコートなどでマレイン化PPを厚塗りすると塗布
が不均一になり易い。
が、アルミニウム箔にポリプロピレンをヒートラミネー
トする場合のライン速度が遅く、生産効率が劣りコスト
高となるという問題点がある。また、マレイン化PPは
最外層に設けられ、電解液に対する耐液性を与える役割
の他、電極端子を含めて包材をヒートシールする役割を
も果たすものであるから、耐液性とヒートシール性双方
の安定化の確保のために、ある程度の量、例えば4g/
m2 以上の塗布が必要となる。
ニウム箔からなるポリマー電極用包装材料における上記
従来の問題点を解消するために、上記の特開平11−6
7166号公報に記載される複合アルミニウム箔をベー
スとし、コスト面を考慮して、ポリマー電池用包装材に
要求される特性および生産性と複合アルミニウム箔の層
構成との関係を再検討した結果としてなされたものであ
り、その目的は、耐電解液特性、耐溶剤性をそなえ、ヒ
ートシール性、電極端子との接着性、密着性に優れ、且
つコスト低減を可能とするポリマー電池用包装材料およ
び該包装材料を使用したポリマー電池を提供することに
ある。
めの本発明の請求項1によるポリマー電池用包装材料
は、アルミニウム箔、マレイン化PP層および押出コー
トポリプロピレン層の順で積層された複合アルミニウム
箔からなることを特徴とする。
は、請求項1において、複合アルミニウム箔のアルミニ
ウム箔面に、さらに耐熱性二軸延伸フィルム層を設けた
ことを特徴とする。
材料は、請求項1〜2において、押出コートポリプロピ
レン層の厚さが15〜100μmであることを特徴と
し、請求項4によるポリマー電池用包装材料は、請求項
1〜3において、複合アルミニウム箔の押出コートポリ
プロピレン層上にさらにマレイン化PP層を設けたこと
を特徴とする。
請求項2に記載のポリマー電池用包装材料により、電解
質を挟むとともに、電極板の両面にマレイン化PPを被
覆した電極端子をヒートシールしてなることを特徴とす
る。
においては、図1に示すように、アルミニウム箔3、マ
レイン化PP層4、押出コートポリプロピレン(以下、
押出コートPP)層5の順に積層された複合アルミニウ
ム箔2により包装材料1を構成する。
00μmの純アルミニウム系のアルミニウム箔(JIS
H4160 1N30など)、Al−Fe合金箔など
の調質O〜H18のものが使用される。
溶剤性の役割を果たすものであり、マレイン化PPのア
ルミニウム箔3面へのコーティングは、とくに限定され
ないが、量産性の観点からはグラビアコートによるのが
好ましい。塗布量は0.1〜8g/m2 、好ましくは
0.5〜3g/m2 であるが、複合アルミニウム箔2に
耐電解液特性、耐溶剤性の機能を持たせることを目的と
する場合には、0.5〜2g/m2 のような少量塗布で
も十分に目的を達成することができる。
性、電極端子との接着性に優れ、ポリマー電池用包装材
料1に、固体電解質、電極を包み、電極端子を含めて包
装材料をヒートシールためのヒートシール層としての役
割を果たす。押出PPコート層5は、電極端子と接し、
とくに高温環境下では軟らかくなって電極端子の回りに
密着して密封性を保持する。押出コートPP層5は、1
5〜100μm、好ましくは30〜60μm、さらに好
ましくは45〜60μm厚さで形成され、この範囲で良
好な接着強度が得られる。押出コートPP層5の厚さが
15μm未満では、電極端子との間に隙間が生じ密封性
が失われることがある。
ミニウム箔3の表面に、図1に示すように、さらに延伸
ナイロンフィルムや延伸ポリエチレンテレフタレート
(ポリエステル、以下PET)フィルムなどの耐熱性二
軸延伸フィルム層6(厚さ6〜100μm)を、ウレタ
ン系接着剤などのドライ接着剤7でドライラミネート
し、耐突き破り性を向上させることも行われる。
外面に、さらにマレイン化PP層8を設けることによ
り、電極端子との接着性をさらに改善することができ
る。図2に示すポリマー電池用包装材料の構成において
は、マレイン化PP層4により耐電解液性を持たせ、マ
レイン化PP層8により電極端子との接着性を高める。
従って、各マレイン化PP層4、8を形成するためのマ
レイン化PPの塗布量は、0.5〜2g/m2 のように
少なくても足りる。
ついて説明すると、まず、アルミニウム箔を、必要に応
じて脱脂、洗浄、下地処理した後、マレイン化PP粒子
を分散させたコーティング剤を調製して、アルミニウム
箔面にマレイン化PPをグラビアコートにより塗布し、
180〜250℃程度の温度で5〜10秒程度乾燥し
て、アルミニウム箔面上にマレイン化PP層を形成す
る。
トPP層5の形成は、マレイン化PP層4を積層したア
ルミニウム箔3を巻出しながら、マレイン化PP層上に
溶融、混練されたポリプロピレンをダイより溶融樹脂の
膜として押し出す、冷却ロールを通して巻き取る通常の
押出ラミネート法により行う。押出ラミネート法によれ
ば、120〜200m/分のライン速度が得られ、高い
生産効率を達成することができる。
応じて、アルミニウム箔3の外面に、ウレタン系の接着
剤7を介してPETフィルム層6をドライラミネート
し、さらに押出コートPP層5の外面に、マレイン化P
P層8を、上記の方法に従って形成する。
アルミニウム箔、マレイン化PP層、押出コートPP層
の順で積層した複合アルミニウム箔からなり、マレイン
化PP層は包装材料に耐電解液特性を与える役割のみを
持ち、電極端子との接着性、ヒートシール性は押出PP
層が受け持つよう構成したから、マレイン化PP層は、
マレイン化PPを0.5〜2g/m2 のように少量塗布
することにより形成しても十分に目的を達成することが
でき厚塗りの必要がなく、グラビアコートによって均一
且つ安定した塗布を行うことができるから、作業管理も
容易であり、コスト低減も可能となる。また、押出PP
層の形成はライン速度を大きくすることができ生産効率
を高めることが可能であるから、製造コストの低減が達
成できる。
化PP層および押出コートポリプロピレン層の順で積層
された複合アルミニウム箔からなるポリマー電池用包装
材料を使用する場合には、図3に示すように、Al、C
uまたはNiからなる電極板9の両面にマレイン化PP
層10を被覆した電極端子11を適用し、前記3層の包
装材料で電解質を挟むとともに、当該包装材料で電極端
子をヒートシールするのが好ましく、この構成により、
ヒートシール部における包装材料と電極端子の接着強度
を高めることができる。
明する。なお、本実施例は、本発明の好ましい一実施態
様を説明するためのものであって、これにより本発明が
制限されるものではない。
O材、厚さ40μm)に、マレイン化PPをグラビアコ
ートにより塗布(塗布量1g/m2 )して、マレイン化
PP層(厚さ1μm)を形成し、マレイン化PP層上に
押出ラミネーション法により押出コートPP層(厚さ5
0μm)を形成した。押出ラミネーションにおけるライ
ン速度は150m/分であった。さらに、アルミニウム
箔の外面側に、厚さ12μmのPETをドライラミネー
トし、PET層/Al箔/マレイン化PP層/押出PP
層(全体厚さ103μm)で構成される複合アルミニウ
ム箔からなる包装材料を得た。なお、マレイン化PPの
コーティングにおける乾燥条件は200℃で10秒とし
た。
O材、厚さ40μm)に、ヒートロールを通じて行うヒ
ートラミネーション法によりポリプロピレン層(厚さ4
0μm)を形成した。ヒートラミネーションにおけるラ
イン速度は30m/分であった。ついで、ポリプロピレ
ン層の上に、マレイン化PPをグラビアコートにより塗
布(塗布量6g/m2 )して、マレイン化PP層(厚さ
6μm)を形成し、さらに、アルミニウム箔の外面側
に、厚さ15μmのPETをドライラミネートし、PE
T層/Al箔/ヒートラミネーションPP層/マレイン
化PP層(全体厚さ101μm)で構成される複合アル
ミニウム箔からなる包装材料を得た。なお、マレイン化
PPのコーティングにおける乾燥条件は、実施例1と同
一とした。
包装材料を、実際にポリマー電池用包装材料として使用
したところ、耐溶剤性、ヒートシール性、電極端子との
接着性、電極端子まわりの密封性については、いずれも
同等の優れた性能を示したが、比較例1のものは、実施
例1のものに比べてマレイン化PP層を厚塗り(塗布量
6g/m2 、厚さ6μm)する必要があるためコストを
上昇させ、またそのために、グラビアコートにおける作
業管理が難しく、マレイン化PPの塗布の不均一性に起
因して耐電解液特性が若干劣る場合もあり、さらに、比
較例1のものにおける製造速度は、押出ラミネーション
による実施例1のものに比べて大きな差があるため、比
較例1のものは実施例1のものに比べコスト面で大幅に
劣っている。
性をそなえ、ヒートシール性、電極端子との接着性、密
着性に優れるとともに、生産効率が高く、大幅なコスト
低減を達成したポリマー電池用包装材料が提供される。
示す断面図である。
を示す断面図である。
図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 アルミニウム箔、無水マレイン酸変性ポ
リプロピレン層(マレイン化PP、以下同じ)および押
出コートポリプロピレン層の順で積層された複合アルミ
ニウム箔からなることを特徴とするポリマー電池用包装
材料。 - 【請求項2】 複合アルミニウム箔のアルミニウム箔面
に耐熱性二軸延伸フィルム層を設けたことを特徴とする
請求項1記載のポリマー電池用包装材料。 - 【請求項3】 押出コートポリプロピレン層の厚さが1
5〜100μmであることを特徴とする請求項1または
2記載のポリマー電池用包装材料。 - 【請求項4】 複合アルミニウム箔の押出コートポリプ
ロピレン層上にマレイン化PP層を設けたことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー電池用包
装材料。 - 【請求項5】 請求項2に記載のポリマー電池用包装材
料により、電解質を挟むとともに、電極板の両面にマレ
イン化PPを被覆した電極端子をヒートシールしてなる
ことを特徴とするポリマー電池。
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