JP2001307684A

JP2001307684A - リチウム電池用包装材料およびその製造方法

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Publication number: JP2001307684A
Application number: JP2000283564A
Authority: JP
Inventors: Rikiya Yamashita; 力也山下; Masataka Okushita; 正隆奥下; Kazuki Yamada; 一樹山田; Hiroshi Miyama; 洋宮間
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP4620232B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電池本体の保護物性の優れたリチウム電池包装
材料を提供する。【解決手段】少なくとも基材層、接着層、化成処理層、
アルミニウム、化成処理層、接着樹脂層、ヒートシール
性フィルム層からなり、ポリエチレンからなるヒートシ
ール性フィルム層が酸変性ポリエチレンを接着樹脂とし
てサンドイッチラミネートされた層であることを特徴と
するリチウム電池用包装材料であって、ヒートシール層
が密度０．９３５以上、ＭＦＲ１〜１５ｇ／１０秒の
中、高密度ポリエチレンを少なくとも１層含むポリエチ
レン樹脂層であること、化成処理がリン酸クロメート処
理であることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防湿性、耐内容物
性を有する、液状または固体有機電解質（高分子ポリマ
ー電解質）を持つリチウム電池用包装材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウム電池とは、リチウム２次電池と
もいわれ、電解質として、固体高分子、ゲル状高分子、
液体などからなり、リチウムイオンの移動で電流を発生
する電池であって、正極・負極活物質が高分子ポリマー
からなるものを含むものである。リチウム２次電池の構
成は、正極集電材（アルミニウム、ニッケル）／正極活
性物質層（金属酸化物、カーボンブラック、金属硫化
物、電解液、ポリアクリロニトリル等の高分子正極材
料）／電解質層（プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、炭酸ジメチル、エチレンメチルカーボネー
ト等のカーボネート系電解液、リチウム塩からなる無機
固体電解質、ゲル電解質）／負極活性物質（リチウム金
属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリルな
どの高分子負極材料）／負極集電材（銅、ニッケル、ス
テンレス）及びそれらを包装する外装体からなる。リチ
ウム電池の用途としては、パソコン、携帯端末装置（携
帯電話、ＰＤＡ等）、ビデオカメラ、電気自動車、エネ
ルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星等に用いられる。
前記リチウム電池の外装体としては、金属をプレス加工
して円筒状または直方体状に容器化した金属製缶、ある
いは、最外層、アルミニウム、シーラント層から構成さ
れる積層体を袋状にしたものが用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、リチウム電
池の外装体として、次のような問題があった。金属製缶
においては、容器外壁がリジッドであるため、電池自体
の形状が決められてしまう。そのため、ハード側を電池
にあわせる設計をするため、該電池を用いるハードの寸
法が電池により決定されてしまい形状の自由度が少なく
なる。そこで、積層体を袋状にしてリチウム電池本体を
収納するパウチタイプまたは、前記積層体をプレス成形
して凹部を形成し、該凹部にリチウム電池本体を収納す
るエンボスタイプが開発されている。エンボスタイプ
は、パウチタイプと比較して、よりコンパクトな包装体
が得られる。いずれのタイプの外装体であっても、リチ
ウム電池としての防湿性あるいは耐突き刺し性等の強
度、絶縁性等は、リチウム電池の外装体として欠かせな
いものである。そして、リチウム電池用包装材料として
は、少なくとも、基材層、バリア層、ヒートシール性フ
ィルム層からなる積層体とする。そして、前記各層の層
間の接着強度が、リチウム電池の外装体として必要な性
質に影響をあたえることが確認されている。例えば、バ
リア層とヒートシール性フィルム層との接着強度が不十
分であると、外部から水分の浸入の原因となり、リチウ
ム電池を形成する成分の中の電解質と前記水分との反応
により生成するフッ化水素酸により前記アルミニウム面
が腐食して、バリア層とヒートシール性フィルム層との
間にデラミネーションが発生する。また、前記エンボス
タイプの外装体とする際に、前記積層体をプレス成形し
て凹部を形成するが、この成形の際に最外層とバリア層
との間にデラミネーションが発生することがある。そこ
で、本発明者らは、アルミニウム面に対して、酸変性ポ
リプロピレンのエマルジョンを塗布、焼付けして皮膜を
形成し、酸変性ポリプロピレン樹脂を接着樹脂とするサ
ンドイッチラミネート法によりヒートシール性フィルム
をラミネートすると、接着強度は改善されることを確認
したが、前記酸変性ポリプロピレンのエマルジョンコー
ト後の焼付けに時間がかかり生産効率が良くなかった。
また、ヒートシール性フィルム層にポリプロピレンフィ
ルムを用いた場合、ヒートシール部の耐寒性が悪く、−
２０℃以下で保存し、落下させた場合、ヒートシール部
にクラックが入り、さらにヒートシール部が割れ、内容
物が漏れる場合があった。また、ヒートシール層に、低
密度ポリエチレンあるいは線状低密度ポリエチレンを用
いると、ダイセットタイプの抜き型による抜き工程のあ
る場合において、積層体の切れが悪く、抜き部にバリが
発生したり、また、抜きが不可能となることがあった。
本発明の目的は、リチウム電池包装に用いる材料とし
て、リチウム電池本体の保護物性とともに、生産性の良
い製造方法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも基
材層、接着層、化成処理層、アルミニウム、化成処理
層、接着樹脂層、ヒートシール性フィルム層からなり、
ポリエチレンからなるヒートシール性フィルム層が酸変
性ポリエチレンを接着樹脂としてサンドイッチラミネー
トされた層であることを特徴とするリチウム電池用包装
材料であって、ヒートシール層が密度０．９３５以上、
ＭＦＲ１〜１５ｇ／１０秒の中、高密度ポリエチレンか
らなる層を少なくとも１層含むポリエチレン樹脂層であ
ること、化成処理がリン酸クロメート処理であることを
含み、また、アルミニウムの両面に化成処理を施し、基
材と前記化成処理を施した一方の面とをドライラミネー
トした後、前記化成処理を施した他の面とヒートシール
性フィルム層をポリエチレンフィルムとし、酸変性ポリ
エチレン樹脂を接着樹脂として、サンドイッチラミネー
ト法により得られた積層体を後加熱により、前記接着樹
脂がその軟化点以上になる条件に加熱することを特徴と
するリチウム電池用包装材料の製造方法で、少なく
とも基材層、接着層、アルミニウム、化成処理層、接着
樹脂層、ヒートシール性フィルム層からなり、ポリエチ
レンからなるヒートシール性フィルム層が酸変性ポリエ
チレンを接着樹脂としてサンドイッチラミネートされた
層であることを特徴とするリチウム電池用包装材料であ
って、また、ヒートシール層が密度０．９３５以上、Ｍ
ＦＲ１〜１５ｇ/１０秒の中、高密度ポリエチレンを少
なくとも１層含むポリエチレン樹脂層からなること、化
成処理がリン酸クロメート処理であることを含み、ま
た、アルミニウムの片面に化成処理を施し、基材と前記
アルミニウムの化成処理を施さない面とをドライラミネ
ートした後、前記化成処理を施した面とヒートシール性
フィルム層をポリエチレンフィルムとし、酸変性ポリエ
チレン樹脂を接着樹脂として、サンドイッチラミネート
法により得られた積層体を後加熱により、前記接着樹脂
がその軟化点以上になる条件に加熱することを特徴とす
るリチウム電池用包装材料の製造方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、防湿性、耐内容物性、
及び、生産性のよいリチウム電池用包装材料であって、
バリア層の両面に化成処理を施し、ポリエチレンからな
るヒートシール性フィルム層をサンドイッチラミネート
法によりラミネートし、その後、加熱により接着強度を
向上することを特徴とする。図１は、本発明のリチウム
電池用包装材料における積層体の構成を説明する断面図
である。図２は、リチウム電池のパウチタイプの外装体
を説明する斜視図である。図３は、リチウム電池のエン
ボスタイプの外装体を説明する斜視図である。図４は、
エンボスタイプにおける成形を説明する、（ａ）斜視
図、（ｂ）エンボス成形された外装体本体、（ｃ）Ｘ₂
−Ｘ₂部断面図、（ｄ）Ｙ₁部拡大図である。図５は、リ
チウム電池用包装材料を製造するサンドイッチラミネー
トを説明する概念図である。図６は、リチウム電池用包
装材料とタブとの接着における接着性フィルムの装着方
法を説明する斜視図である。

【０００６】リチウム電池用包装材料が、例えばナイロ
ン／接着層／アルミニウム／接着層／ポリエチレンであ
り、前記接着層がドライラミネート法により形成されて
いると、リチウム電池の外装体がエンボスタイプの場
合、プレス成形において、前記側壁部においてアルミニ
ウムと基材層との間が剥離するデラミネーションがおこ
ることが多く、また、リチウム電池本体を外装体に収納
してその周縁をヒートシールする部分においてもデラミ
ネーションの発生があった。また、電池の構成要素であ
る電解質と水分との反応により生成するフッ化水素によ
り、アルミニウムの内面側表面が侵され、デラミネーシ
ョンを起こすことがあった。

【０００７】そこで、本発明者らは、エンボス成形時、
ヒートシール時において、デラミネーションの発生のな
い積層体であって、また、耐内容物性のあるリチウム電
池用の外装体として満足できる包装材料について鋭意研
究の結果、アルミニウムの両面に化成処理を施し、ま
た、アルミニウムの内容物側の化成処理面に、不飽和カ
ルボン酸グラフト線状低密度ポリエチレン等の酸変性ポ
リエチレン（以下、ＰＥａと記載することがある）を接
着性樹脂として押出しポリエチレンフィルムをサンドイ
ッチラミネート法により積層した後、得られた積層体を
後加熱することによって、前記課題を解決できることを
見出し本発明を完成するに到った。

【０００８】本発明のリチウム電池用包装材料の層構成
は、図１に示すように、少なくとも基材層１１、接着層
１６、化成処理層１５（１）、アルミニウム１２、化成
処理層１５（２）、接着樹脂層１３、ヒートシール性フ
ィルム層（ポリエチレンフィルム）１４からなる積層体
であり、前記接着樹脂層１３により、ポリエチレンフィ
ルム１４がサンドイッチラミネートされ、さらに、後述
する後加熱により接着強度の向上を図ったものである。

【０００９】本発明は、図１に示すように、バリア層１
２の両面に化成処理層１５を設けること、ポリエチレン
フィルム１４をバリア層１２の内面側に、接着樹脂１３
を押出してサンドイッチラミネートして積層し、さら
に、形成された積層体を後加熱により、接着樹脂の軟化
点以上に加熱するものである。

【００１０】リチウム電池用包装材料はリチウム電池本
体を包装する外装体を形成するものであって、その外装
体の形式によって、図２に示すようなパウチタイプと、
図３（ａ）、図３（ｂ）または図３（ｃ）に示すような
エンボスタイプとがある。前記パウチタイプには、三方
シール、四方シール等およびピロータイプ等の袋形式が
あるが、図２は、ピロータイプとして例示している。ま
た、前記エンボスタイプとしては、図３（ａ）に示すよ
うに、片面に凹部を形成しても良いし、図３（ｂ）に示
すように、両面に凹部を形成してリチウム電池本体を収
納して周縁の四方をヒートシールして密封しても良い。
また、図３（ｃ）に示すような折り部をはさんで両側に
凹部形成して、リチウム電池を収納して３辺をヒートシ
ールする形式もある。

【００１１】本発明のリチウム電池外装体の加工工程
に、ダイセットタイプの抜き型による抜き工程のある場
合、外装体のヒートシール層が、低密度ポリエチレン、
あるいは、線状低密度ポリエチレンの場合には、抜き部
にバリが発生して不良品となり、さらには、その一部が
抜き切れずに生産性を阻害することがあった。そこで、
本発明者らは、前記抜き工程においても安定した生産性
をあげる外装体の材質について、研究の結果、ヒートシ
ール層として、密度０．９３５以上、ＭＦＲ１〜１５ｇ
／１０秒の中、高密度ポリエチレンを少なくとも１層含
むポリエチレン樹脂層を用いることにより、前記ダイセ
ット方式の抜きが安定することを見出した。

【００１２】本発明におけるリチウム電池用包装材料の
層構成は、図１に示すように、少なくとも最外層１１、
化成処理層１５、バリア層１２、化成処理層１５、接着
樹脂層１３およびヒートシール性フィルム層１４からな
る積層体であり、前記ヒートシール性フィルム層１４
は、サンドイッチラミネート法により積層するものであ
る。そして、前記ヒートシール性フィルム層は未延伸の
ポリエチレンフィルム（以下、ＰＥ）からなるものであ
る。そして、エンボスタイプの外装体の場合には、リチ
ウム電池本体を包装する収納部となる凹部を形成するた
めに成形性の優れた積層体であることが要求される。次
に、積層体の各層を構成する材料および貼り合わせにつ
いて説明する。

【００１３】本発明における前記最外層１１は、延伸ポ
リエステルまたはナイロンフィルムからなるが、この
時、ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート、ポリブチレンナフタレート、共重合ポリエ
ステル、ポリカーボネート等が挙げられる。またナイロ
ンとしては、ポリアミド樹脂、すなわち、ナイロン６、
ナイロン６，６、ナイロン６とナイロン６，６との共重
合体、ナイロン６，１０、ポリメタキシリレンアジパミ
ド（ＭＸＤ６）等が挙げられる。

【００１４】前記最外層１１は、リチウム電池として用
いられる場合、ハードと直接接触する部位であるため、
基本的に絶縁性を有する樹脂層がよい。フィルム単体で
のピンホールの存在、および加工時のピンホールの発生
等を考慮すると、最外層は６μｍ以上の厚さが必要であ
り、好ましい厚さとしては１２〜２５μｍである。

【００１５】本発明においては、最外層１１は耐ピンホ
ール性および電池の外装体とした時の絶縁性を向上させ
るために、積層化することも可能である。最外層を積層
体化する場合、最外層が２層以上の樹脂層を少なくとも
一つを含み、各層の厚みが６μｍ以上、好ましくは、１
２〜２５μｍである。最外層を積層化する例としては、
図示はしないが次の１）〜７）が挙げられる。１）延伸ポリエチレンテレフタレート／延伸ナイロン２）延伸ナイロン／延伸延伸ポリエチレンテレフタレー
トまた、包装材料の機械適性（包装機械、加工機械の中で
の搬送の安定性）、表面保護性（耐熱性、耐電解質
性）、２次加工とてリチウム電池用の外装体をエンボス
タイプとする際に、エンボス時の金型と最外層との摩擦
抵抗を小さくする目的で、最外層を多層化、最外層表面
にフッ素系樹脂層、アクリル系樹脂層、シリコーン系樹
脂層等を設けることが好ましい。例えば、３）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート
（フッ素系樹脂は、フィルム状物、または液状コーティ
ング後乾燥で形成）４）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレー
ト（シリコーン系樹脂は、フィルム状物、または液状コ
ーティング後乾燥で形成）５）フッ素系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレート／
延伸ナイロン６）シリコーン系樹脂／延伸ポリエチレンテレフタレー
ト／延伸ナイロン７）アクリル系樹脂／延伸ナイロン（アクリル系樹脂は
フィルム状、または液状コーティング後乾燥で硬化）

【００１６】前記バリア層１２は、外部からリチウム電
池の内部に特に水蒸気が浸入することを防止するための
層で、バリア層単体のピンホール、及び加工適性（パウ
チ化、エンボス成形性）を安定化し、かつ耐ピンホール
性をもたせるために厚さ１５μｍ以上のアルミニウム、
ニッケルなどの金属、又は、無機化合物、例えば、酸化
珪素、アルミナ等を蒸着したフィルムなども挙げられる
が、バリア層として好ましくは厚さが２０〜８０μｍの
アルミニウムとする。ピンホールの発生をさらに改善
し、リチウム電池の外装体のタイプをエンボスタイプと
する場合、エンボス成形におけるクラックなどの発生の
ないものとするために、本発明者らは、バリア層として
用いるアルミニウムの材質が、鉄含有量が０．３〜９．
０重量％、好ましくは０．７〜２．０重量％とすること
によって、鉄を含有していないアルミニウムと比較し
て、アルミニウムの展延性がよく、積層体として折り曲
げによるピンホールの発生が少なくなり、かつ前記エン
ボスタイプの外装体を成形する時に側壁の形成も容易に
できることを見出した。前記鉄含有量が、０．３重量％
未満の場合は、ピンホールの発生の防止、エンボス成形
性の改善等の効果が認められず、前記アルミニウムの鉄
含有量が９．０重量％を超える場合は、アルミニウムと
しての柔軟性が阻害され、積層体として製袋性が悪くな
る。

【００１７】また、冷間圧延で製造されるアルミニウム
は焼きなまし（いわゆる焼鈍処理）条件でその柔軟性・
腰の強さ・硬さが変化するが、本発明において用いるア
ルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、
多少または完全に焼きなまし処理をした軟質傾向にある
アルミニウムがよい。前記、アルミニウムの柔軟性・腰
の強さ・硬さの度合い、すなわち焼きなましの条件は、
加工適性（パウチ化、エンボス成形）に合わせ適宜選定
すればよい。たとえば、エンボス成形時のしわやピンホ
ールを防止するためには、成形の程度に応じた焼きなま
しされた軟質アルミニウムを用いることができる。

【００１８】本発明の課題に対して、本発明者らは、鋭
意研究の結果、リチウム電池用包装材料のバリア層１２
であるアルミニウム表、裏面に化成処理を施すことによ
って、前記包装材料として満足できる積層体とすること
ができた。前記化成処理とは、具体的にはリン酸塩、ク
ロム酸塩、フッ化物、トリアジンチオール化合物等の耐
酸性皮膜を形成することによってエンボス成形時のアル
ミニウムと基材層との間のデラミネーション防止と、リ
チウム電池の電解質と水分とによる反応で生成するフッ
化水素により、アルミニウム表面の溶解、腐食、特にア
ルミニウムの表面に存在する酸化アルミが溶解、腐食す
ることを防止し、かつ、アルミニウム表面の接着性（濡
れ性）を向上させ、エンボス成形時、ヒートシール時の
基材層とアルミニウムとのデラミネーション防止、電解
質と水分との反応により生成するフッ化水素によるアル
ミニウム内面側でのデラミネーション防止効果が得られ
た。各種の物質を用いて、アルミニウム面に化成処理を
施し、その効果について研究した結果、前記耐酸性皮膜
形成物質のなかでも、フェノール樹脂、フッ化クロム
（３）化合物、リン酸の３成分から構成されたものを用
いるリン酸クロメート処理が良好であった。

【００１９】前記化成処理は、リチウム電池の外装体が
パウチタイプの場合には、アルミニウムの最内層側の片
面だけでよい。リチウム電池の外装体がエンボスタイプ
の場合には、アルミニウムの両面に化成処理することに
よって、エンボス成形の際のアルミニウムと基材層との
間のデラミネーションを防止することができる。アルミ
ニウムの両面に化成処理した積層体をパウチタイプに用
いてもよい。

【００２０】前記化成処理面に、酸変性ポリエチレンを
接着樹脂として押出してポリエチレンフィルムをサンド
イッチラミネートすると、化成処理面への押出酸変性ポ
リエチレン樹脂の接着性が悪く、その対策として、本発
明者らは、前記化成処理面に、酸変性ポリエチレンのエ
マルジョン液をロールコート法等により塗布し、乾燥
後、１７０〜２００℃の温度で焼付けを行った後、前述
の酸変性ポリエチレンを接着樹脂としてサンドイッチラ
ミネートすると、その接着強度はよくなるが、前記焼付
けの加工速度は極めて遅く、生産性の悪いものである。

【００２１】そこで、本発明者らは、酸変性ポリエチレ
ンの塗布、焼付けが無くとも、安定した接着強度を示す
積層方法について鋭意研究の結果、基材層と両面に化成
処理したバリア層の片面とをドライラミネートし、バリ
ア層の他の面に酸変性ポリエチレンの接着樹脂により、
ヒートシール性フィルム層となるポリエチレンフィルム
をサンドイッチラミネートして積層体とした後、該積層
体を前記接着樹脂がその軟化点以上になる条件に加熱す
ることによって、所定の接着強度を有する積層体とする
ことができた。前記加熱の具体的な方法としては、熱ロ
ール接触式、熱風式、近または遠赤外線等の方法がある
が、本発明においてはいずれの加熱方法でもよく、前述
のように、接着樹脂がその軟化点温度以上に加熱できれ
ばよい。

【００２２】また、別の方法としては、前記、サンドイ
ッチラミネートの際に、アルミニウムのヒートシール性
フィルム層側の表面温度が酸変性ポリエチレン樹脂の軟
化点に到達する条件に加熱することによっても接着強度
の安定した積層体とすることができた。前記酸変性ＰＥ
は（１）密度０．９１ｇ／ｃｍ³以上、ビガット軟化点
８０℃以上、融点１１０℃以上の線状低密度ポリエチレ
ン（ＬＬＤＰＥ）、（２）密度０．９２ｇ／ｃｍ³以
上、ビガット軟化点８０℃以上、融点１１５℃以上の中
密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、（３）密度０．９４ｇ
/ｃｍ³以上、ビガット軟化点９０℃以上、融点１２５℃
以上である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をベースレ
ジンとし、不飽和カルボン酸を用い酸変性重合した単体
又はブレンド物である。また、前記前記酸変性ＰＥに
は、密度が９００ｋｇ／ｍ³以下の低結晶性のエチレン
ーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重
合体、あるいは、非晶性のエチレンープロピレン共重合
体、非晶性のプロピレンーエチレン共重合体やエチレン
−ブテン−プロピレン共重合体等を５％以上添加して柔
軟性を付与し、耐折り曲げ性の向上、成形時でのクラッ
ク防止を行ってもよい。

【００２３】本発明のリチウム電池用包装材料の積層体
として、前記、基材層、バリア層、ヒートシール性フィ
ルム層（ＰＥ）の他に、バリア層とヒートシール性フィ
ルム層との間に中間層を設けてもよい。中間層は、リチ
ウム電池用包装材料としての強度向上、バリア性の改善
安定化などのために積層されることがある。

【００２４】本発明の積層体における前記の各層には、
適宜、製膜性、積層化加工、最終製品２次加工（パウチ
化、エンボス成形）適性を向上、安定化する目的のため
に、コロナ処理、ブラスト処理、酸化処理、オゾン処理
等の表面活性化処理をしてもよい。また、成形性を向上
させるために、ヒートシール層、接着樹脂層に流動パラ
フィンを２〜６ｇ/ｍ²コーティング又は含浸させても良
い。

【００２５】本発明のリチウム電池用包装材料における
積層体のヒートシール性フィルム層には、ポリエチレン
が好適に用いられる。ヒートシール性フィルム層にポリ
エチレンを用いるのは、ポリエチレン同士でのヒートシ
ール性がよいこと、防湿性、耐熱性等のリチウム電池用
包装材料のヒートシール性フィルム層としての要求され
る保護物性を有し、また、ラミネート加工性の良さ、エ
ンボス成形性の良さ等により、望ましい材質である。ま
た、ヒートシール性フィルム層に用いられるポリエチレ
ンとしては、（１）密度０．９１ｇ／ｃｍ³以上、ビガ
ット軟化点８０℃以上、融点１１０℃以上の線状低密度
ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、（２）密度０．９２ｇ／
ｃｍ³以上、ビガット軟化点８０℃以上、融点１１５℃
以上の中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、（３）密度
０．９４ｇ/ｃｍ³以上、ビガット軟化点９０℃以上、融
点１２５℃以上である高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）
の単体又はブレンド物の単層あるいは多層品が用いられ
る。

【００２６】また、前記ポリエチレンには、密度が９０
０ｋｇ／ｍ³以下の低結晶性のエチレンーブテン共重合
体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、あるい
は、非晶性のエチレンープロピレン共重合体、非晶性の
プロピレンーエチレン共重合体やエチレン−ブテン−プ
ロピレン共重合体等を５％以上添加して柔軟性を付与
し、耐折り曲げ性の向上、成形時でのクラック防止を行
ってもよい。或は、ポリプロピレンを添加することで、
成形やパウチ製袋する工程での滑り性を付与することも
できる。

【００２７】ただし、ポリエチレンは金属に対するヒー
トシール性がないため、リチウム電池におけるタブ部の
ヒートシールの際には、図６（ａ）、図６（ｂ）、図６
（ｃ）に示すように、タブと積層体のヒートシール性フ
ィルム層との間に、金属とＰＥとの双方に対してヒート
シール性を有する接着フィルムを介在させることによ
り、タブ部での密封性も確実となる。前記接着フィルム
は、図６（ｄ）、図６（ｅ）、図６（ｆ）に示すよう
に、タブの所定の位置に巻き付けても良い。前記接着性
フィルムとしては、前記不飽和カルボングラフトポリオ
レフィン、金属架橋ポリエチレン、エチレンまたはプロ
ピレンとアクリル酸、またはメタクリル酸との共重合物
からなるフィルムを用いることができる。

【００２８】本発明のリチウム電池用包装材料における
基材とバリア層の化成処理面とは、ドライラミネート法
によって貼り合わせることが望ましい。前記、基材とア
ルミニウムのリン酸クロメート処理面とのドライラミネ
ートに用いる接着剤としては、ポリエステル系、ポリエ
チレンイミン系、ポリエーテル系、シアノアクリレート
系、ウレタン系、有機チタン系、ポリエーテルウレタン
系、エポキシ系、ポリエステルウレタン系、イミド系、
イソシアネート系、ポリオレフィン系、シリコーン系の
各種接着剤を用いることができる。

【００２９】

【実施例】本発明のリチウム電池用包装材料について、
実施例によりさらに具体的に説明する。化成処理は、い
ずれも、処理液として、フェノール樹脂、フッ化クロム
（３）化合物、リン酸からなる水溶液を、ロールコート
法により、塗布し、皮膜温度が１８０℃以上となる条件
において焼き付けた。クロムの塗布量は、１０ｍｇ/ｍ²
（乾燥重量）である。実施例１、実施例３、比較例１、
比較例３は、パウチタイプの外装体で、いずれも、５０
ｍｍ巾、長さは、８０ｍｍのピロータイプのパウチを製
袋し、リチウム電池本体を収納して密封シールした。な
お、実施例２、実施例４、比較例２は、エンボスタイプ
の外装体で、いずれも片面エンボスタイプとし、成形型
の凹部（キャビティ）の形状を３０ｍｍ×５０ｍｍ，深
さ３．５ｍｍとしてプレス成形して成形性の評価をし
た。なお、各例とも、リチウム電池のタブのシール部に
は、接着フィルムとして、厚さ７０μｍの不飽和カルボ
ン酸グラフト線状低密度ポリエチレンからなるフィルム
をタブのシール部に巻き付けてヒートシールした。［実施例１］（パウチタイプ）アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１６
μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点９０℃、
融点１２２℃の酸変性ポリエチレン（線状低密度ポリエ
チレン：ＬＬＤＰＥ）を接着樹脂として、２０μｍの厚
さに押出して、高密度ポリエチレンフィルム（ＨＤＰＥ
フィルム、軟化点１２２℃、融点１３１℃、密度０．９
５、厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネートし、得ら
れた積層体をアルミニウムの表面温度が１１０℃になる
様に加熱して検体実施例１を得た。［実施例２］（エンボスタイプ）アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面にナイロン２５μｍをドライラミネート
法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウム
の他の面に、軟化点１２０℃、融点１３０℃の酸変性ポ
リエチレン（高密度ポリエチレン：ＨＤＰＥ）を接着樹
脂として、２０μｍの厚さに押出して、ＨＤＰＥフィル
ム（軟化点１２５℃、融点１３２℃、密度０．９６、Ｍ
ＦＲ５．０ｇ/１０秒、厚さ４０μｍ）をサンドイッチ
ラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温
度が１４０℃になる様に加熱して検体実施例２を得た。［実施例３］（パウチタイプ、ダイセット抜きあり）アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１６
μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点９０℃、
融点１２２℃の酸変性ポリエチレン（線状低密度ポリエ
チレン：ＬＬＤＰＥ）を接着樹脂として、１５μｍの厚
さに押出して、中密度ポリエチレンフィルム（ＭＤＰＥ
フィルム、密度０．９３５、ＭＦＲ４．０ｇ／１０秒、
軟化点１０４℃、融点１２８℃、厚さ４０μｍ）をサン
ドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウム
の表面温度が１１０℃になる様に加熱して検体実施例３
を得た。［実施例４］（エンボスタイプ、ダイセット抜きあり）アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面にナイロン２５μｍをドライラミネート
法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニウム
の他の面に、軟化点１１８℃、融点１２８℃の酸変性ポ
リエチレン（中密度ポリエチレン：ＭＤＰＥ）を接着樹
脂として、２０μｍの厚さに押出して、ＬＬＤＰＥ５μ
ｍ／ＨＤＰＥ４０μｍ／ＬＬＤＰＥ５μｍからなる共押
出しフィルム５０μｍ（ＬＬＤＰＥは融点１２０℃、軟
化点１０５℃、ＨＤＰＥは密度０．９５、ＭＦＲ１２ｇ
／１０秒、融点１３７℃、軟化点１２４℃）をサンドイ
ッチラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表
面温度が１４０℃になる様に加熱して検体実施例４を得
た。［比較例１］（パウチタイプ、ダイセット抜きあり）アルミニウム２０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ１６
μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、次に、
化成処理したアルミニウムの他の面に、軟化点９０℃、
融点１２２℃の酸変性ポリエチレン（線状低密度ポリエ
チレン：ＬＬＤＰＥ）を接着樹脂として、２０μｍの厚
さに押出して、（線状低密度ポリエチレンフィルム（Ｌ
ＬＤＰＥフィルム、密度０．９２、ＭＦＲ６ｇ／１０
秒、軟化点１１５℃、融点１２３℃、厚さ３０μｍ）を
サンドイッチラミネートし、得られた積層体をアルミニ
ウムの表面温度が１１０℃になる様に加熱して検体比較
例１を得た。［比較例２］（エンボスタイプ、ダイセット抜きあり）アルミニウム４０μｍの両面に化成処理を施し、化成処
理した一方の面にナイロン２５１６μｍをドライラミネ
ート法により貼り合わせ、次に、化成処理したアルミニ
ウムの他の面に、軟化点１１２℃、融点１２０℃の酸変
性ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を接着樹脂として２０μ
ｍの厚さに押出して、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤ
ＰＥフィルム、密度０．９２０、ＭＦＲ１４、軟化点１
０５℃、融点１２２℃、厚さ３０μｍ）をサンドイッチ
ラミネートし、得られた積層体をアルミニウムの表面温
度が１４０℃になる様に加熱して検体比較例２を得た。＜エンボス成形、包装＞得られた各検体の実施例１、実
施例３、比較例１はパウチとして製袋し、実施例２、実
施例４、比較例２はプレス成形し、それぞれリチウム電
池本体を包装して下記の評価を行った。＜評価方法＞１）成形時のデラミネーション成形直後にアルミニウムと基材層とのデラミネーション
の有無を確認した。２）耐内容物性保存条件として、各検体を、６０℃、９０％ＲＨの恒温
槽に、７日間保存した後に、アルミニウムとＰＥのデラ
ミネーションの有無を確認した。３）ヒートシール時のデラミネーションヒートシール直後にアルミニウムと最内樹脂層とのデラ
ミネーションの有無を確認した。４）耐寒性重量２０ｇの内容物を充填し、ヒートシールにより密封
した検体を、−４０℃環境下で、５０ｃｍの高さから自
由落下させ、ヒートシール部のクラックの有無を確認し
た。５）抜き適性ダイセットタイプの抜き型（オス型とメス型のクリアラ
ンス１０μｍ、押し込み量１ｍｍ）により、バリなく抜
きが可能か否かを判定する。＜結果＞実施例１、実施例２、実施例３、実施例４とも
に、ヒートシール時のデラミネーションはなく、耐内容
物に起因するデラミネーション、また、−４０℃の環境
下での落下でのヒートシール部のクラックも認められな
かった。比較例１、比較例２はともに、ヒートシール時
に、おけるデラミネーションは認められなかった。ま
た、ダイセットタイプの抜きの結果、実施例１、実施例
２、実施例３、実施例４はいずれも問題なく抜き加工で
きたが、比較例１および比較例２は、いずれもバリを発
生し、抜き切れない部分があった。

【００３０】

【発明の効果】本発明のリチウム電池用包装材料におけ
るアルミニウムの両面に施した化成処理によって、エン
ボス成形時、及びヒートシール時の基材層とアルミニウ
ムとの間でのデラミネーションの発生を防止することが
でき、また、リチウム電池の電解質と水分との反応によ
り発生するフッ化水素によるアルミニウム面の腐食を防
止できることにより、アルミニウムとの内容物側の層と
のデラミネーションをも防止できる顕著な効果を示す。
また、ヒートシール性フィルム層のＰＥフィルムは、酸
変性ＰＰを接着性樹脂としてサンドイッチラミネート法
により積層できるので生産性がよく、また後加熱処理に
より、リチウム電池用包装材料として必要な接着強度を
得ることができるのでリチウム電池の外装体として利用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリチウム電池用包装材料における積層
体の構成を説明する断面図である。

【図２】リチウム電池のパウチタイプの外装体を説明す
る斜視図である。

【図３】リチウム電池のエンボスタイプの外装体を説明
する斜視図である。

【図４】エンボスタイプにおける成形を説明する、
（ａ）斜視図、（ｂ）エンボス成形された外装体本体、
（ｃ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｄ）Ｙ₁部拡大図である。

【図５】リチウム電池用包装材料を製造するサンドイッ
チラミネートを説明する概念図である。

【図６】リチウム電池用包装材料とタブとの接着におけ
る接着性フィルムの装着方法を説明する斜視図である。

【符号の説明】

１リチウム電池２リチウム電池本体３セル（蓄電部）４タブ（電極）５外装体６接着フィルム（タブ部）７凹部８側壁部９シール部１０積層体（リチウム電池用包装材料）１１基材層１２アルミニウム（バリア層）１３接着樹脂層１４ヒートシール性フィルム層（ポリエチレンフィル
ム）１５化成処理層１６接着層２０プレス成形部２１オス型２２メス型２３キャビティ３０サンドイッチラミネート装置３１押出機３２ダイ３３溶融樹脂膜３４チルロール３５圧着ロール３６ラミネート基材３７積層体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田一樹東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者宮間洋東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 5H011 AA09 AA17 BB04 CC02 CC06 CC10 DD00 DD09 KK00 KK04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基材層、接着層、化成処理層、
アルミニウム、化成処理層、接着樹脂層、ヒートシール
性フィルム層からなり、ポリエチレンからなるヒートシ
ール性フィルム層が酸変性ポリエチレンを接着樹脂とし
てサンドイッチラミネートされた層であることを特徴と
するリチウム電池用包装材料。
【請求項２】ヒートシール層が密度０．９３５以上、Ｍ
ＦＲ１〜１５ｇ／１０秒の中、高密度ポリエチレンから
なる層を少なくとも１層含むポリエチレン樹脂層である
ことを特徴とする請求項１記載のリチウム電池用包装材
料。
【請求項３】化成処理がリン酸クロメート処理であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリチウ
ム電池用包装材料。
【請求項４】アルミニウムの両面に化成処理を施し、基
材と前記化成処理を施した一方の面とをドライラミネー
トした後、前記化成処理を施した他の面とヒートシール
性フィルム層をポリエチレンフィルムとし、酸変性ポリ
エチレン樹脂を接着樹脂として、サンドイッチラミネー
ト法により得られた積層体を後加熱により、前記接着樹
脂がその軟化点以上になる条件に加熱することを特徴と
するリチウム電池用包装材料の製造方法。
【請求項５】少なくとも基材層、接着層、アルミニウ
ム、化成処理層、接着樹脂層、ヒートシール性フィルム
層からなり、ポリエチレンからなるヒートシール性フィ
ルム層が酸変性ポリエチレンを接着樹脂としてサンドイ
ッチラミネートされた層であることを特徴とするリチウ
ム電池用包装材料。
【請求項６】ヒートシール層が密度０．９３５以上、Ｍ
ＦＲ１〜１５ｇ/１０秒の中、高密度ポリエチレンを少
なくとも１層含むポリエチレン樹脂層からなることを特
徴とする請求項５記載のリチウム電池用包装材料。
【請求項７】化成処理がリン酸クロメート処理であるこ
とを特徴とする請求項５または請求項６に記載のリチウ
ム電池用包装材料。
【請求項８】アルミニウムの片面に化成処理を施し、基
材と前記アルミニウムの化成処理を施さない面とをドラ
イラミネートした後、前記化成処理を施した面とヒート
シール性フィルム層をポリエチレンフィルムとし、酸変
性ポリエチレン樹脂を接着樹脂として、サンドイッチラ
ミネート法により得られた積層体を後加熱により、前記
接着樹脂がその軟化点以上になる条件に加熱することを
特徴とするリチウム電池用包装材料の製造方法。