JP2001176458A - 電池ケース用包材 - Google Patents
電池ケース用包材Info
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- JP2001176458A JP2001176458A JP36259999A JP36259999A JP2001176458A JP 2001176458 A JP2001176458 A JP 2001176458A JP 36259999 A JP36259999 A JP 36259999A JP 36259999 A JP36259999 A JP 36259999A JP 2001176458 A JP2001176458 A JP 2001176458A
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- film
- battery case
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- aluminum foil
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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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリプロピレンフィルムを内層材として使用
した電池ケース用包材の、折り曲げ、ヒートシール後に
おいてもクラックの発生が少なく、リーク電圧がほとん
ど生じない電池ケース用包材の提供。 【解決手段】 ポリマー電池用包材が、アルミニウム箔
２の片面に厚さ９〜５０ミクロンの二軸延伸ポリエステ
ルフィルムまたは二軸延伸ポリアミドフィルムからなる
外層フィルム１を積層し、他の面の最も外側に０．２〜
１０モル％のエチレン含有率であり、厚さが２０〜６０
ミクロン、かつ複屈折率が０．１〜５．０×１０-3の未
延伸ポリプロピレンフィルム３を積層し、包材全体の厚
さが１５０ミクロン以下であることを特徴とする電池ケ
ース用包材。
した電池ケース用包材の、折り曲げ、ヒートシール後に
おいてもクラックの発生が少なく、リーク電圧がほとん
ど生じない電池ケース用包材の提供。 【解決手段】 ポリマー電池用包材が、アルミニウム箔
２の片面に厚さ９〜５０ミクロンの二軸延伸ポリエステ
ルフィルムまたは二軸延伸ポリアミドフィルムからなる
外層フィルム１を積層し、他の面の最も外側に０．２〜
１０モル％のエチレン含有率であり、厚さが２０〜６０
ミクロン、かつ複屈折率が０．１〜５．０×１０-3の未
延伸ポリプロピレンフィルム３を積層し、包材全体の厚
さが１５０ミクロン以下であることを特徴とする電池ケ
ース用包材。
Description
【０００１】本発明は、電子部品、特に携帯電話、ノー
ト型パソコンなどに使用されているポリマー電池などの
リチウムイオン電池や電気二重層コンデンサなどの外層
材、特に固体電解質を用いたポリマー電池のケースとし
て用いた時において内層フィルムがクラックを生ぜず、
リーク電圧がほとんど生じない電池ケース用包材等に関
する。
ト型パソコンなどに使用されているポリマー電池などの
リチウムイオン電池や電気二重層コンデンサなどの外層
材、特に固体電解質を用いたポリマー電池のケースとし
て用いた時において内層フィルムがクラックを生ぜず、
リーク電圧がほとんど生じない電池ケース用包材等に関
する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン二次電池は、ニッケル−
水素電池などの従来の二次電池と比較したとき、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、ノート型パソコンなどの携帯用電子通信製品など
の電源として広く採用されている。このリチウムイオン
二次電池の中でも、導電性ポリマーなどの固体電解質を
用いた電池はポリマー電池と呼ばれており、これまでの
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と比較して
電池自体を薄くでき、電解液の液漏れなどの危険も少な
く安全性に優れているなどの特徴を有し、現在今後の発
展が有望視されている電池である。
水素電池などの従来の二次電池と比較したとき、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、ノート型パソコンなどの携帯用電子通信製品など
の電源として広く採用されている。このリチウムイオン
二次電池の中でも、導電性ポリマーなどの固体電解質を
用いた電池はポリマー電池と呼ばれており、これまでの
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と比較して
電池自体を薄くでき、電解液の液漏れなどの危険も少な
く安全性に優れているなどの特徴を有し、現在今後の発
展が有望視されている電池である。
【０００３】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密封するタイプ
（ヒートシールタイプ）と、金属接合により気密とする
タイプ（金属ケース）の２種類あるが、現状においては
端子の取り出しやすさ、シールの簡単さからヒートシー
ルタイプが主流となりつつある。このヒートシールタイ
プの包材（シーラント）としては次の条件を満足する必
要がある。 金属との接着性：端子金属（ニッケル、アルミニウ
ム、銅）との接着性に優れ、特に端子まわりの密封性が
得れらること。 高温ヒートシール性：夏期に自動車内などに放置さ
れ、９０℃前後の高温下になっても密封性を保持できる
こと。 対電解液耐性：ポリマー電池の固体電解質といって
も、電解質と少量の溶剤（ＰＣ、ＤＥＣ、ＥＣなど）を
含有しており、これら電解液により包材の接着力が低下
したり、包材が電解液に溶解し、電解液（固体電解質）
を汚染し、性能の低下をしないこと。
（包材）としては、ヒートシールにより密封するタイプ
（ヒートシールタイプ）と、金属接合により気密とする
タイプ（金属ケース）の２種類あるが、現状においては
端子の取り出しやすさ、シールの簡単さからヒートシー
ルタイプが主流となりつつある。このヒートシールタイ
プの包材（シーラント）としては次の条件を満足する必
要がある。 金属との接着性：端子金属（ニッケル、アルミニウ
ム、銅）との接着性に優れ、特に端子まわりの密封性が
得れらること。 高温ヒートシール性：夏期に自動車内などに放置さ
れ、９０℃前後の高温下になっても密封性を保持できる
こと。 対電解液耐性：ポリマー電池の固体電解質といって
も、電解質と少量の溶剤（ＰＣ、ＤＥＣ、ＥＣなど）を
含有しており、これら電解液により包材の接着力が低下
したり、包材が電解液に溶解し、電解液（固体電解質）
を汚染し、性能の低下をしないこと。
【０００４】材料として上記の性能をすべてを満足する
ものはなく、金属（端子）との接着性に優れるポリマー
（シーラント）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）あるいは不飽和カルボン酸
変性ポリエチレン（変性ＰＥ）が用いられる。しかしこ
れらの樹脂は高温ヒートシール性の点でやや不満足であ
った。
ものはなく、金属（端子）との接着性に優れるポリマー
（シーラント）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）あるいは不飽和カルボン酸
変性ポリエチレン（変性ＰＥ）が用いられる。しかしこ
れらの樹脂は高温ヒートシール性の点でやや不満足であ
った。
【０００５】これに対しポリプロピレン、不飽和カルボ
ン酸変性ポリプロピレン（接着性は良好であるがポリプ
ロピレンフィルムに比し高価であるためほとんど使用さ
れていない。）は、対電解液耐性においては優れてお
り、特にポリマー電池の必要とする高温ヒートシール性
の要件をほぼ満足するため、通常ポリプロピレンフィル
ムをアルミニウム箔に貼り合わせた包材が用いられる。
この場合金属（端子）との接着性において問題があった
が、端子面を前処理により樹脂とのぬれ性を改善するた
め端子を接着性樹脂でコートあるいは被覆する方法など
を採用することにより克服し、金属との接着性、高温ヒ
ートシール性及び対電解液耐性に優れ、かつヒートシー
ル可能な電池ケース用包材を提供できることがわかっ
た。しかしこのポリプロピレンフィルムは電池ケースと
して折り曲げ、ヒートシールした後にクラックが発生し
易く、リーク電圧が発生し易いことがわかった。
ン酸変性ポリプロピレン（接着性は良好であるがポリプ
ロピレンフィルムに比し高価であるためほとんど使用さ
れていない。）は、対電解液耐性においては優れてお
り、特にポリマー電池の必要とする高温ヒートシール性
の要件をほぼ満足するため、通常ポリプロピレンフィル
ムをアルミニウム箔に貼り合わせた包材が用いられる。
この場合金属（端子）との接着性において問題があった
が、端子面を前処理により樹脂とのぬれ性を改善するた
め端子を接着性樹脂でコートあるいは被覆する方法など
を採用することにより克服し、金属との接着性、高温ヒ
ートシール性及び対電解液耐性に優れ、かつヒートシー
ル可能な電池ケース用包材を提供できることがわかっ
た。しかしこのポリプロピレンフィルムは電池ケースと
して折り曲げ、ヒートシールした後にクラックが発生し
易く、リーク電圧が発生し易いことがわかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、金属との接
着性、高温ヒートシール性及び対電解液耐性に優れてい
るポリプロピレンフィルムを内層材として使用した電池
ケース用包材の、折り曲げ、ヒートシール後においても
クラックの発生が少なく、リーク電圧がほとんど生じな
い電池ケース用包材の開発を目的とする。
着性、高温ヒートシール性及び対電解液耐性に優れてい
るポリプロピレンフィルムを内層材として使用した電池
ケース用包材の、折り曲げ、ヒートシール後においても
クラックの発生が少なく、リーク電圧がほとんど生じな
い電池ケース用包材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］ ポリ
マー電池用包材が、アルミニウム箔の片面に厚さ９〜５
０ミクロンの二軸延伸ポリエステルフィルムまたは二軸
延伸ポリアミドフィルムを積層し、他の面の最も外側に
未延伸ポリプロピレンフィルムを積層し、包材全体の厚
さが１５０ミクロン以下であることを特徴とする電池ケ
ース用包材、［２］ 前記未延伸ポリプロピレンフィル
ムが、０．２〜１０モル％のエチレン含有率であり、厚
さが２０〜６０ミクロン、かつ複屈折率が０．１×１０
-3〜５．０×１０-3のフィルムを用いた上記［１］に記
載の電池ケース用包材、［３］ 二軸延伸ポリアミドフ
ィルムまたは二軸延伸ポリアミドフィルムの、引張試験
（試料幅１５ｍｍ、評点間距離５０ｍｍ、引張速度１０
０ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°、４５°、９
０°、１３５°）の破断までの引張強さが１５０Ｎ／ｍ
ｍ2 以上、かつ４方向の破断伸びが８０％以上であるフ
ィルムを用いた上記［１］に記載の電池ケース用包材、
［４］ アルミニウム箔として、純アルミニウム系また
はアルミニウム−鉄系合金で、厚さが２０〜８０ミクロ
ンのＯ材のアルミニウム箔を用いた上記［１］に記載の
電池ケース用包材、及び［５］ 各層のアルミニウム箔
及びそれぞれの樹脂フィルムが、それぞれウレタン系接
着剤によりドライラミネートされた上記［１］に記載の
電池ケース用包材、を開発することにより上記の目的を
達成した。
マー電池用包材が、アルミニウム箔の片面に厚さ９〜５
０ミクロンの二軸延伸ポリエステルフィルムまたは二軸
延伸ポリアミドフィルムを積層し、他の面の最も外側に
未延伸ポリプロピレンフィルムを積層し、包材全体の厚
さが１５０ミクロン以下であることを特徴とする電池ケ
ース用包材、［２］ 前記未延伸ポリプロピレンフィル
ムが、０．２〜１０モル％のエチレン含有率であり、厚
さが２０〜６０ミクロン、かつ複屈折率が０．１×１０
-3〜５．０×１０-3のフィルムを用いた上記［１］に記
載の電池ケース用包材、［３］ 二軸延伸ポリアミドフ
ィルムまたは二軸延伸ポリアミドフィルムの、引張試験
（試料幅１５ｍｍ、評点間距離５０ｍｍ、引張速度１０
０ｍｍ／ｍｉｎ．）における４方向（０°、４５°、９
０°、１３５°）の破断までの引張強さが１５０Ｎ／ｍ
ｍ2 以上、かつ４方向の破断伸びが８０％以上であるフ
ィルムを用いた上記［１］に記載の電池ケース用包材、
［４］ アルミニウム箔として、純アルミニウム系また
はアルミニウム−鉄系合金で、厚さが２０〜８０ミクロ
ンのＯ材のアルミニウム箔を用いた上記［１］に記載の
電池ケース用包材、及び［５］ 各層のアルミニウム箔
及びそれぞれの樹脂フィルムが、それぞれウレタン系接
着剤によりドライラミネートされた上記［１］に記載の
電池ケース用包材、を開発することにより上記の目的を
達成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明において電池ケース用包材
とは、電池ケース用包材としてはもちろん、電気二重層
コンデンサなどの外層材として使用できる電池ケース、
コンデンサケースなどのヒートシールにより成形するケ
ース用包材を含むものである。以下説明の都合上ポリマ
ー電池ケース用包材を説明するがこれに限定されるもの
ではない。本発明においてポリマー電池とは、導電性高
分子を固体電解質として使用した薄型リチウムイオン二
次電池を意味し、ポリマー電池用包材とはポリマー電池
の中でも複合アルミニウム箔を電池ケースとし、ポリマ
ー電池のケースのシールをヒートシールにより行うタイ
プの包材を意味する。
とは、電池ケース用包材としてはもちろん、電気二重層
コンデンサなどの外層材として使用できる電池ケース、
コンデンサケースなどのヒートシールにより成形するケ
ース用包材を含むものである。以下説明の都合上ポリマ
ー電池ケース用包材を説明するがこれに限定されるもの
ではない。本発明においてポリマー電池とは、導電性高
分子を固体電解質として使用した薄型リチウムイオン二
次電池を意味し、ポリマー電池用包材とはポリマー電池
の中でも複合アルミニウム箔を電池ケースとし、ポリマ
ー電池のケースのシールをヒートシールにより行うタイ
プの包材を意味する。
【０００９】一般的に、本発明の電池ケース用包材はア
ルミニウム箔の片面に厚さ９〜５０ミクロンのＰＥＴフ
ィルムまたはＯＮフィルムを積層し、他の面の最も外側
にＣＰＰフィルムを積層し、包材全体の厚さが１５０ミ
クロン以下のものを使用する。このポリマー電池用包材
に使用するアルミニウム箔としては、電池のサイズ、使
用目的などにより変わるが、通常は厚さ約２０〜約８０
ミクロン程度の純アルミニウム系（１Ｎ３０など）また
はアルミニウム−鉄系合金系のアルミニウム箔が使用さ
れる。該アルミニウム箔は調質としてはＯ材（熱処理
済、軟質）を使用する。また各種フィルムとのラミネー
トのために、コロナ放電処理、カップリング剤処理など
の前処理を組み合わせてアルミニウム箔の接着性を改善
することなどを行ってもよい。
ルミニウム箔の片面に厚さ９〜５０ミクロンのＰＥＴフ
ィルムまたはＯＮフィルムを積層し、他の面の最も外側
にＣＰＰフィルムを積層し、包材全体の厚さが１５０ミ
クロン以下のものを使用する。このポリマー電池用包材
に使用するアルミニウム箔としては、電池のサイズ、使
用目的などにより変わるが、通常は厚さ約２０〜約８０
ミクロン程度の純アルミニウム系（１Ｎ３０など）また
はアルミニウム−鉄系合金系のアルミニウム箔が使用さ
れる。該アルミニウム箔は調質としてはＯ材（熱処理
済、軟質）を使用する。また各種フィルムとのラミネー
トのために、コロナ放電処理、カップリング剤処理など
の前処理を組み合わせてアルミニウム箔の接着性を改善
することなどを行ってもよい。
【００１０】一般的に、本発明の電池ケース用包材はア
ルミニウム箔の片面に積層するＰＥＴフィルムまたはＯ
Ｎフィルムは厚さ９〜５０ミクロンのもので、引張試験
（試料幅１５ｍｍ、評点間距離５０ｍｍ、引張速度１０
０ｍｍ／ｍｉｎ）における４方向（引張方向に対して０
°、４５°、９０°及び１３５°の方向）の破断までの
引張強さが１５０Ｎ／ｍｍ2 以上、かつ４方向の伸びが
８０％以上というフィルム、すなわち機械的性質に方向
性がないことが好ましい。フィルムに方向性があるとク
ラックが生じ易い。フィルムとして９ミクロンより薄い
時は破れ易くなり、外層材としての強度が不十分にな
る。また５０ミクロンより厚い時は必要とする強度以上
の厚さになり、また包材の厚さを厚くするため電池とし
てできるだけ薄い形状が望ましいにもかかわらず不必要
な厚さの包材を使用することになるので避けるべきであ
る。なお通常は不要であるが必要であればアルミニウム
箔と上記二軸延伸フィルムの間には他のプラスチックフ
ィルムなどを挟持してもよい。また強度が１５０Ｎ／ｍ
ｍ2 を下回る時はフィルムを厚くすることが必要となり
好ましくない。
ルミニウム箔の片面に積層するＰＥＴフィルムまたはＯ
Ｎフィルムは厚さ９〜５０ミクロンのもので、引張試験
（試料幅１５ｍｍ、評点間距離５０ｍｍ、引張速度１０
０ｍｍ／ｍｉｎ）における４方向（引張方向に対して０
°、４５°、９０°及び１３５°の方向）の破断までの
引張強さが１５０Ｎ／ｍｍ2 以上、かつ４方向の伸びが
８０％以上というフィルム、すなわち機械的性質に方向
性がないことが好ましい。フィルムに方向性があるとク
ラックが生じ易い。フィルムとして９ミクロンより薄い
時は破れ易くなり、外層材としての強度が不十分にな
る。また５０ミクロンより厚い時は必要とする強度以上
の厚さになり、また包材の厚さを厚くするため電池とし
てできるだけ薄い形状が望ましいにもかかわらず不必要
な厚さの包材を使用することになるので避けるべきであ
る。なお通常は不要であるが必要であればアルミニウム
箔と上記二軸延伸フィルムの間には他のプラスチックフ
ィルムなどを挟持してもよい。また強度が１５０Ｎ／ｍ
ｍ2 を下回る時はフィルムを厚くすることが必要となり
好ましくない。
【００１１】アルミニウム箔の上記二軸延伸フィルムを
貼付した他の面の最も外側にＣＰＰフィルムを積層す
る。このＣＰＰフィルムは厚さが２０〜６０ミクロン、
エチレン含有率が０．２〜１０モル％、複屈折率が０．
１×１０-3〜５．０×１０-3の範囲の無延伸ポリプロピ
レンフィルムである。特に好ましくはランダムポリプロ
ピレンである時は、エチレン含有率が０．２〜５モル
％、ブロックポリプロピレンである時のエチレン含有率
は０．２〜９モル％の樹脂であることが好ましい。ラン
ダムであってもブロックであってもエチレン含有率が
０．２モル％未満の時はＣＰＰのクラックの発生防止に
は不十分である。一方エチレン含有率が１０モル％を超
える量含有する時は耐熱性等が低下するため好ましくな
い。
貼付した他の面の最も外側にＣＰＰフィルムを積層す
る。このＣＰＰフィルムは厚さが２０〜６０ミクロン、
エチレン含有率が０．２〜１０モル％、複屈折率が０．
１×１０-3〜５．０×１０-3の範囲の無延伸ポリプロピ
レンフィルムである。特に好ましくはランダムポリプロ
ピレンである時は、エチレン含有率が０．２〜５モル
％、ブロックポリプロピレンである時のエチレン含有率
は０．２〜９モル％の樹脂であることが好ましい。ラン
ダムであってもブロックであってもエチレン含有率が
０．２モル％未満の時はＣＰＰのクラックの発生防止に
は不十分である。一方エチレン含有率が１０モル％を超
える量含有する時は耐熱性等が低下するため好ましくな
い。
【００１２】内部構造に方向性を持つ際に複屈折率が現
れる。したがってこの複屈折率現象を利用して透明なプ
ラスチック成形品の残留内部応力や分子配向の分布状態
を偏光ヒズミ計などを用いて測定することができる。該
ポリプロピレンフィルムは無延伸フィルムであり、その
分子配列状態を複屈折率として０．１×１０-3未満のも
のは生産が困難であり、また複屈折率が５．０×１０-3
を超える時は、エチレン含有率が本発明の規定する範囲
内であってもかなり配向（結晶化）が進んでおり、折り
曲げ、ヒートシール時にクラックが発生し易くなる。本
発明のフィルムの複屈折率がこのように小さいことは、
分子配向（あるいは結晶化度）が小さいことを意味して
おり、厳しい成形加工（折り曲げ）を受けてもＣＰＰの
部分的な配向が生じにくく（残留応力が残りにくく）、
シール時のヒートショックを受けてもクラックが発生し
にくいものと考えられる。
れる。したがってこの複屈折率現象を利用して透明なプ
ラスチック成形品の残留内部応力や分子配向の分布状態
を偏光ヒズミ計などを用いて測定することができる。該
ポリプロピレンフィルムは無延伸フィルムであり、その
分子配列状態を複屈折率として０．１×１０-3未満のも
のは生産が困難であり、また複屈折率が５．０×１０-3
を超える時は、エチレン含有率が本発明の規定する範囲
内であってもかなり配向（結晶化）が進んでおり、折り
曲げ、ヒートシール時にクラックが発生し易くなる。本
発明のフィルムの複屈折率がこのように小さいことは、
分子配向（あるいは結晶化度）が小さいことを意味して
おり、厳しい成形加工（折り曲げ）を受けてもＣＰＰの
部分的な配向が生じにくく（残留応力が残りにくく）、
シール時のヒートショックを受けてもクラックが発生し
にくいものと考えられる。
【００１３】また該ＣＰＰフィルムの厚さは、薄くなり
過ぎるとヒートシールが困難になるため少なくとも２０
ミクロンが必要である。しかし強度的にもまたヒートシ
ールの性能も６０ミクロンを超えてもさほど全体的に必
要な性能向上がない上、できるかぎり薄くしたい包材の
厚さを厚くするだけであるのでメリットがないので避け
るべきである。なお上記ＣＰＰフィルムとアルミニウム
箔は直接積層してもあるいはその間に他の樹脂のフィル
ムを挟持積層しても構わないが、高温ヒートシール性及
び対電解液耐性を確保するためにアルミニウム箔の他の
面（二軸延伸フィルムを積層した反対面）の最外層にラ
ミネートされることが必要である。
過ぎるとヒートシールが困難になるため少なくとも２０
ミクロンが必要である。しかし強度的にもまたヒートシ
ールの性能も６０ミクロンを超えてもさほど全体的に必
要な性能向上がない上、できるかぎり薄くしたい包材の
厚さを厚くするだけであるのでメリットがないので避け
るべきである。なお上記ＣＰＰフィルムとアルミニウム
箔は直接積層してもあるいはその間に他の樹脂のフィル
ムを挟持積層しても構わないが、高温ヒートシール性及
び対電解液耐性を確保するためにアルミニウム箔の他の
面（二軸延伸フィルムを積層した反対面）の最外層にラ
ミネートされることが必要である。
【００１４】これらの二軸延伸フィルムなどのフィルム
類（これ以外のフィルムも含む）並びにアルミニウム箔
はドライラミネート接着剤を用いて接着されることが好
ましい。なおＣＰＰはヒートラミネートであってもよい
が、ドライラミネートされたものが好ましい。このため
の接着剤としては、ウレタン系、エステル系などのドラ
イラミネート接着剤が使用できるが、ウレタン系接着剤
がフィルム類の選択性がないこと及び接着強度が高いこ
とから好ましい接着剤である。
類（これ以外のフィルムも含む）並びにアルミニウム箔
はドライラミネート接着剤を用いて接着されることが好
ましい。なおＣＰＰはヒートラミネートであってもよい
が、ドライラミネートされたものが好ましい。このため
の接着剤としては、ウレタン系、エステル系などのドラ
イラミネート接着剤が使用できるが、ウレタン系接着剤
がフィルム類の選択性がないこと及び接着強度が高いこ
とから好ましい接着剤である。
【００１５】また端子とフィルム等との接着性を高める
ため、金属（端子）との接着性が優れ、高温ヒートシー
ル性、対電解液耐性を満足するものとして酸変性ポリプ
ロピレン（マレイン化ＰＰ）を使用してもよい。端子の
接着部のヒートシール密封性を高めるために、端子に直
接、またはラミネートするＣＰＰフィルム面に、分散タ
イプのマレイン化ＰＰをコーティングすることがある。
コーティング剤として例えばトルエン中にマレイン化Ｐ
Ｐ粒子（３〜５ミクロン）を固形分濃度１５〜３０重量
％、コーティングし易さからは好ましくは１７〜２５重
量％くらいのディスパージョンを用いることが良い。コ
ーティング方法としては特に限定する必要はないが、グ
ラビヤコート、ロールコートなどで行う。塗布量として
は、乾燥時のマレイン化ＰＰとして２〜１０ｇ／ｍ2 、
好ましくは３〜７ｇ／ｍ2 位を塗布する。乾燥の条件と
しては１８０〜３００℃、５〜３０秒程度で良い。
ため、金属（端子）との接着性が優れ、高温ヒートシー
ル性、対電解液耐性を満足するものとして酸変性ポリプ
ロピレン（マレイン化ＰＰ）を使用してもよい。端子の
接着部のヒートシール密封性を高めるために、端子に直
接、またはラミネートするＣＰＰフィルム面に、分散タ
イプのマレイン化ＰＰをコーティングすることがある。
コーティング剤として例えばトルエン中にマレイン化Ｐ
Ｐ粒子（３〜５ミクロン）を固形分濃度１５〜３０重量
％、コーティングし易さからは好ましくは１７〜２５重
量％くらいのディスパージョンを用いることが良い。コ
ーティング方法としては特に限定する必要はないが、グ
ラビヤコート、ロールコートなどで行う。塗布量として
は、乾燥時のマレイン化ＰＰとして２〜１０ｇ／ｍ2 、
好ましくは３〜７ｇ／ｍ2 位を塗布する。乾燥の条件と
しては１８０〜３００℃、５〜３０秒程度で良い。
【００１６】本発明の電池ケース用包材としては、ドラ
イラミネートは、例えばウレタン系の接着剤を３〜４ｇ
／ｍ2 を塗布し、通常の条件で処理したものを用いるこ
とができる。樹脂の種類、強度、厚みなどは目的に応
じ、随時変更してもよい。上記のようにして得られた電
池ケース用包材に、正極及び負極の電極、固体電解質及
び電極からの端子を内装し、端子を含めて包材をヒート
シールする。ヒートシールの安定性を確保する目的で、
マレイン化ＰＰ粒子にポリエチレン粒子をブレンドし、
ヒートシール温度を低め、１５０〜２５０℃とすること
も可能である。
イラミネートは、例えばウレタン系の接着剤を３〜４ｇ
／ｍ2 を塗布し、通常の条件で処理したものを用いるこ
とができる。樹脂の種類、強度、厚みなどは目的に応
じ、随時変更してもよい。上記のようにして得られた電
池ケース用包材に、正極及び負極の電極、固体電解質及
び電極からの端子を内装し、端子を含めて包材をヒート
シールする。ヒートシールの安定性を確保する目的で、
マレイン化ＰＰ粒子にポリエチレン粒子をブレンドし、
ヒートシール温度を低め、１５０〜２５０℃とすること
も可能である。
【００１７】具体的なポリマー電池包材のヒートシール
部分の構成の１例を示せば図１に示すようなものにな
る。すなわち、固体電解質を含むリチウムイオン二次電
池は、外側から外層フィルム１、アルミニウム箔２、Ｃ
ＰＰフィルム３の順に被覆され、その内部に固体電解質
６を挟んで陽極端子４と接続した陽極（アルミニウム
箔）５、負極（銅板）５’から構成されており、その端
部はヒートシール上型７及び下型７’によりシールされ
るようになっている。本発明のシール部分に未延伸のＣ
ＰＰフィルムを含んだ複合アルミニウム箔を使用してい
るため、高温ヒートシール性、対電解液耐性、シール部
分の接着強度（密封強度）、接着の経時変化による強度
の低下がなく長期間安全に使用できる。
部分の構成の１例を示せば図１に示すようなものにな
る。すなわち、固体電解質を含むリチウムイオン二次電
池は、外側から外層フィルム１、アルミニウム箔２、Ｃ
ＰＰフィルム３の順に被覆され、その内部に固体電解質
６を挟んで陽極端子４と接続した陽極（アルミニウム
箔）５、負極（銅板）５’から構成されており、その端
部はヒートシール上型７及び下型７’によりシールされ
るようになっている。本発明のシール部分に未延伸のＣ
ＰＰフィルムを含んだ複合アルミニウム箔を使用してい
るため、高温ヒートシール性、対電解液耐性、シール部
分の接着強度（密封強度）、接着の経時変化による強度
の低下がなく長期間安全に使用できる。
【００１８】
【実施例】（実施例１〜３、比較例１〜２）アルミニウ
ム箔として厚さ４０ミクロンのアルミニウム−鉄合金
（ＡＡ規格８０７９）を用い、ＯＮ（２５）／Ａｌ（４
０）／ＣＰＰ（４０）及びＰＥＴ（１６）／Ａｌ（４
０）／ＰＥＴ（１６）／ＣＰＰ（４０）（ただし括弧内
はそれぞれの層のμｍで示した厚さ）の２種類の構成か
らなる電池ケース用包材を作成した。使用した二軸延伸
フィルムの物性値を表１に、ＣＰＰフィルムの物性値を
表２に、包材の構成を表３に示す。
ム箔として厚さ４０ミクロンのアルミニウム−鉄合金
（ＡＡ規格８０７９）を用い、ＯＮ（２５）／Ａｌ（４
０）／ＣＰＰ（４０）及びＰＥＴ（１６）／Ａｌ（４
０）／ＰＥＴ（１６）／ＣＰＰ（４０）（ただし括弧内
はそれぞれの層のμｍで示した厚さ）の２種類の構成か
らなる電池ケース用包材を作成した。使用した二軸延伸
フィルムの物性値を表１に、ＣＰＰフィルムの物性値を
表２に、包材の構成を表３に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】［評価方法］ 成形性の評価方法 上記の電池ケース用包材を１００ｍｍ×１７０ｍｍのブ
ランク形状にして、成形高さフリーのストレート金型に
て深絞り成形を行い、それぞれの成形高さにより成形性
を比較した。使用した金型のポンチ形状は、長辺＝６０
ｍｍ、短辺＝４５ｍｍ、コーナーＲ＝２ｍｍ、ポンチ肩
Ｒ＝０．５ｍｍ、ダイス肩Ｒ＝１ｍｍのものを用いた。
評価基準として、成形高さが６ｍｍ以上＝◎、４〜６ｍ
ｍ＝○、２〜４ｍｍ＝△、２ｍｍ未満＝×とした。結果
を表４に示す。 ＣＰＰ割れ状態の評価方法 上記材料を用いて作成した成形品を肩Ｒ＝１ｍｍの金型
を用い９０°曲げを行った。ヒートシール後にシール部
近傍の内面ＣＰＰフィルムをサンプリングし、ＳＥＭ観
察してフィルムの割れの状態を評価した。評価基準とし
て、割れがないとき＝◎、幅が１０μｍ以下、長さが１
００μｍ以下の割れが発生している時＝○、幅が１０μ
ｍ以上または長さが１００μｍ以上の割れが発生してい
る時＝×とした。結果を表４に示す。
ランク形状にして、成形高さフリーのストレート金型に
て深絞り成形を行い、それぞれの成形高さにより成形性
を比較した。使用した金型のポンチ形状は、長辺＝６０
ｍｍ、短辺＝４５ｍｍ、コーナーＲ＝２ｍｍ、ポンチ肩
Ｒ＝０．５ｍｍ、ダイス肩Ｒ＝１ｍｍのものを用いた。
評価基準として、成形高さが６ｍｍ以上＝◎、４〜６ｍ
ｍ＝○、２〜４ｍｍ＝△、２ｍｍ未満＝×とした。結果
を表４に示す。 ＣＰＰ割れ状態の評価方法 上記材料を用いて作成した成形品を肩Ｒ＝１ｍｍの金型
を用い９０°曲げを行った。ヒートシール後にシール部
近傍の内面ＣＰＰフィルムをサンプリングし、ＳＥＭ観
察してフィルムの割れの状態を評価した。評価基準とし
て、割れがないとき＝◎、幅が１０μｍ以下、長さが１
００μｍ以下の割れが発生している時＝○、幅が１０μ
ｍ以上または長さが１００μｍ以上の割れが発生してい
る時＝×とした。結果を表４に示す。
【００２３】
【表４】
【００２４】
【発明の効果】エチレン含有率０．２〜１０モル％、複
屈折率が０．１×１０-3〜５×１０-3である耐衝撃性の
良好で結晶化度の低いＣＰＰフィルムを包材の最内層に
積層した電池ケース用包材を用いる時は、電池ケースと
して折り曲げ加工し、ヒートシールした後においてもＣ
ＰＰフィルム層に割れがほとんど発生せず、この結果リ
ーク電圧がほとんど発生しない電池ケース用包材が提供
できるようになった。
屈折率が０．１×１０-3〜５×１０-3である耐衝撃性の
良好で結晶化度の低いＣＰＰフィルムを包材の最内層に
積層した電池ケース用包材を用いる時は、電池ケースと
して折り曲げ加工し、ヒートシールした後においてもＣ
ＰＰフィルム層に割れがほとんど発生せず、この結果リ
ーク電圧がほとんど発生しない電池ケース用包材が提供
できるようになった。
【図１】本発明の電池ケース用包材を使用した一つの層
構成を示す電池の断面図。
構成を示す電池の断面図。
１ 外層フィルム ２ アルミニウム箔 ３ ＣＰＰフィルム ４ 端子 ５ 極板（＋：Ａｌ） ５’ 極板（ー：Ｃｕ） ６ 固体電解質 ７ ヒートシール上型 ７’ ヒートシール下型
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１月１７日（２０００．１．１
７）
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (5)
- 【請求項１】 ポリマー電池用包材が、アルミニウム箔
の片面に厚さ９〜５０ミクロンの二軸延伸ポリエステル
フィルムまたは二軸延伸ポリアミドフィルムを積層し、
他の面の最も外側に未延伸ポリプロピレンフィルムを積
層し、包材全体の厚さが１５０ミクロン以下であること
を特徴とする電池ケース用包材。 - 【請求項２】 前記未延伸ポリプロピレンフィルムが、
０．２〜１０-3モル％のエチレン含有率であり、厚さが
２０〜６０ミクロン、かつ複屈折率が０．１×１０-3〜
５．０×１０-3のフィルムを用いた請求項１に記載の電
池ケース用包材。 - 【請求項３】 二軸延伸ポリアミドフィルムまたは二軸
延伸ポリアミドフィルムの、引張試験（試料幅１５ｍ
ｍ、評点間距離５０ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉ
ｎ．）における４方向（０°、４５°、９０°、１３５
°）の破断までの引張強さが１５０Ｎ／ｍｍ2 以上、か
つ４方向の破断伸びが８０％以上であるフィルムを用い
た請求項１に記載の電池ケース用包材。 - 【請求項４】 アルミニウム箔として、純アルミニウム
系またはアルミニウム−鉄系合金で、厚さが２０〜８０
ミクロンのＯ材のアルミニウム箔を用いた請求項１に記
載の電池ケース用包材。 - 【請求項５】 各層のアルミニウム箔及びそれぞれの樹
脂フィルムが、それぞれウレタン系接着剤によりドライ
ラミネートされた請求項１に記載の電池ケース用包材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36259999A JP2001176458A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 電池ケース用包材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36259999A JP2001176458A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 電池ケース用包材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001176458A true JP2001176458A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18477273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36259999A Pending JP2001176458A (ja) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | 電池ケース用包材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001176458A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001247172A (ja) * | 2000-03-08 | 2001-09-11 | Dainippon Printing Co Ltd | ポリマー電池用包装材料およびその製造方法 |
| JP2002245980A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Dainippon Printing Co Ltd | リチウムイオン電池用包装材料およびその製造方法 |
| JP2006236938A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池用包装材 |
| JP2008053133A (ja) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池用包装材 |
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| WO2012033133A1 (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-15 | 凸版印刷株式会社 | リチウムイオン電池用外装材 |
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| US9865847B2 (en) | 2012-05-10 | 2018-01-09 | Toppan Printing Co., Ltd. | Outer package material for lithium-ion battery and method for producing lithium-ion battery using the outer package material |
| CN112259842A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-22 | 浙江锂盾新能源材料有限公司 | 一种具备泄压功能的硬壳电池防爆外壳及其制备方法 |
| CN114889247A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-08-12 | 鼎圭新材料科技(上海)有限公司 | 一种耐高温电池包装用铝箔及其生产工艺 |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36259999A patent/JP2001176458A/ja active Pending
Cited By (23)
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| KR101832531B1 (ko) | 2010-09-08 | 2018-02-26 | 도판 인사츠 가부시키가이샤 | 리튬 이온 전지용 외장재 |
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