JP2001307715A

JP2001307715A - リチウムイオン電池タブおよびタブ材の化成処理方法

Info

Publication number: JP2001307715A
Application number: JP2000117836A
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: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: JP4954361B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池のタブが、外装体または接
着性フィルムと接着している部位において、電解質と水
分により発生するフッ化水素酸により腐食されることの
ないタブおよび耐腐食性を有するタブの表面層の形成方
法を提供する。【解決手段】リチウムイオン電池用包装材料にリチウム
イオン電池本体を収納し、タブを挟持する部分を含め周
縁部をヒートシールにより密封してなるリチウムイオン
電池のタブ材であって、前記リチウムイオン電池の周縁
部のヒートシールにおいて、少なくとも、ヒートシール
される部分の表裏面および側面に化成処理が施されてい
るリチウムイオン電池タブであって、前記化成処理がリ
ン酸クロメート処理であることを含み、また、リチウム
イオン電池のタブ材となる金属シートを最終使用巾にス
リッターしてタブ材とした後、その表裏面および側面を
脱脂した後、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からなる溶液を前記タブ材表面に塗
布し、乾燥加熱して化成処理層を形成することを特徴と
するリチウムイオン電池タブの化成処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装材料との安定
した密封性を示すリチウムイオン電池のタブ材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン電池とは、リチウム２次
電池ともいわれ、液状、ゲル状および高分子ポリマー状
の電解質を持ち、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。前記リチウム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、ゲル電解質等）／負極活性物質層（リチウ
ム金属、合金、カーボン、電解液、ポリアクリロニトリ
ル等の高分子負極材料）／負極集電材（銅、ニッケル、
ステンレス）及び、これらを包装する外装体からなる。
リチウムイオン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。前記リチウムイオン電池の外装体としては、金
属をプレス加工し円筒状または直方体状等に容器化した
金属製缶、あるいは、最外層アルミニウムシーラント層
から構成される多層フィルム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、リチウムイ
オン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
電池に合わせ設計するため、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なくな
る。そこで、積層体を袋状にして、リチウムイオン電池
本体を収納するパウチタイプ、または、前記積層体をプ
レスしてエンボスタイプとした外装体は、前記金属缶の
ように、電池自体により、電池を用いるハードの形状設
計における自由度の制限は無くなるが、リチウムイオン
電池の外装体として要求される物性・機能を、十分に満
足しうる包装材料は未だ開発されていないのが現状であ
る。前記要求される物性・機能とは、高度な防湿性ある
いは表面絶縁性等であり、特に、防湿性は特に重要であ
る。リチウムイオン電池用包装材料としては、少なくと
も、基材層、バリア層、ヒートシール層からなる積層体
であり、前記各層の材質と各層の層間の接着強度がリチ
ウムイオン電池の外装体としての必要な性質に影響を与
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、リチウムイオン電池を形成する成
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バリア層であるアルミニウム面が腐
食して、バリア層とヒートシール層との間にデラミネー
ションが発生するという問題があり、この課題に対して
種々の提案がなされている。リチウムイオン電池本体を
外装体により密封する際、リチウムイオン電池本体のタ
ブ部を含む部分も確実に密封される必要がある。しか
し、従来、リチウムイオン電池用包装材料としてアルミ
ニウム、ＳＵＳ、ニッケル等の金属からなるタブに熱熱
融着性を有するヒートシール層の選定、または、ヒート
シール層が金属に対して熱融着性を有しない場合には、
タブのシール予定部に接着性フィルムを介在させてヒー
トシールすること等はなされていたが、タブ部表面の腐
食による剥離防止の対策はされていなかった。そのた
め、長期にわたって、タブ部の表面が徐々に腐食して、
タブ部において、該タブ部に接着するヒートシール層ま
たは接着性フィルム層が剥離して密封系が破壊されるこ
とがあった。本発明の目的は、リチウムイオン電池のタ
ブが、外装体または接着性フィルムと接着している部位
において、電解質と水分により発生するフッ化水素酸に
より腐食されることのないタブおよび耐腐食性を有する
タブの表面層の形成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、リチウムイオ
ン電池用包装材料にリチウムイオン電池本体を収納し、
タブを挟持する部分を含め周縁部をヒートシールにより
密封してなるリチウムイオン電池のタブ材であって、前
記リチウムイオン電池の周縁部のヒートシールにおい
て、少なくとも、ヒートシールされる部分の表裏面およ
び側面に化成処理が施されているリチウムイオン電池タ
ブであって、前記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、リチウムイオン電池のタブ材とな
る金属シートを最終使用巾にスリッターしてタブ材とし
た後、その表裏面および側面を脱脂した後、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から
なる溶液を前記タブ材表面に塗布し、乾燥加熱して化成
処理層を形成することを特徴とするリチウムイオン電池
タブの化成処理方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のリチウムイオン
電池タブおよびタブ材の化成処理方法による実施例を示
す、（ａ）リチウムイオン電池本体の斜視図、（ｂ）Ｘ
₁−Ｘ₁部断面図、（ｃ）Ｙ₁部の拡大図（ｄ）リチウム
イオン電池の斜視図、（ｅ）Ｘ₂−Ｘ₂部断面図、（ｆ）
Ｙ₂部の拡大図である。図２は、リチウムイオン電池用
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。図３は、リチウムイオン
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４は、リチウムイオン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５は、本発明のリチウムイ
オン電池用包装材料における積層体の実施例の構成を説
明する断面図である。

【０００６】リチウムイオン電池は、リチウムイオン電
池本体を包装する外装体のタイプにより、図２に示すよ
うなパウチタイプ、また、図３に示すようなエンボスタ
イプとがある。本発明はいずれのタイプにも適用し得る
ものである。外装体５に収納されたリチウムイオン電池
本体２はその周縁を密封することにより、防湿性が付与
される。金属であるタブ部は、リチウムイオン電池用包
装材料の最内層を金属接着性フィルムとする。前記最内
層が金属に対してヒートシール性を持たない材質を用い
てもよいが、その場合には、金属接着性と前記リチウム
イオン電池用包装材料の最内層との双方にヒートシール
性を有する接着性フィルムを介し、ヒートシールされ溶
着する。タブ部は金属であるため、内容物である電解液
中に発生するフッ化水素（ＨＦ）で表面腐食が起こり、
タブと該タブに積層されている樹脂層との間で、デラミ
が起こり電解液が外部に漏れてしまうことがあった。タ
ブとしては、厚さが５０〜２００μｍ、巾が５〜１０
μｍ程度であって、その材質としては、ＡＬ、Ｎｉ、
Ｃｕ、ＳＵＳ等である。前記、タブの材質のうち、ニッ
ケルおよびＳＵＳは、フッ化水素酸により腐食される危
険性が少なく、アルミニウムが最も腐食されやすいとい
う問題があった。さらに、本発明者らは、タブ部に化成
処理層を設けることにより、リチウムイオン電池の電解
質と水分との反応で生成するフッ化水素（化学式：Ｈ
Ｆ）に起因するタブ表面の溶解、腐食を防止し、かつタ
ブとリチウムイオン電池用包装材料の最内層または接着
性フィルムとの接着性（濡れ性）を向上させ、タブ部に
おける接着力の安定化を図る課題に対して顕著な効果の
あることをみいだした。

【０００７】前記化成処理層は、図１（ａ）または図１
（ｂ）に示すように、タブ材４Ｍの表面の少なくとも、
外装体によりヒートシールされる部位に耐フッ化水素層
４Ｓを形成するもので、該化成処理層４Ｓは、前記リチ
ウムイオン電池用包装材料の最内層または接着性フィル
ムと確実にヒートシールすることができる。。耐フッ化
水素層の形成は、リン酸クロム、クロム酸等で化成処理
（以下、リン酸クロメート処理と記載する）を行なうこ
とにより、図１（ｃ）または図１（ｄ）に示すようにリ
チウムイオン電池用包装材料の最内層１４またはタブ４
に対する接着シート６とタブと４の間での接着が向上す
ることを見出し、本発明を完成するに到った。化成処理
について、さらに具体的に説明する。例えば、アルミニ
ウム等のタブ用の金属シートを最終使用巾にスリッター
し、所定巾のタブ材の表裏面側面を脱脂処理する。脱脂
処理は、酸またはアルカリ液をコーティングまたは、酸
またはアルカリ液中に耐酸性皮膜部材を浸漬することに
より行うことができる。酸、アルカリ液を乾燥した後、
クロム酸塩の液を用い金属表面を化成処理する。化成処
理の方法は、前記、クロム酸塩液にタブ材を浸漬する方
法、タブ材にクロム酸塩液を吹き付ける方法、ロールコ
ート法を用いて、タブ材にクロム酸塩液をコートする等
の方法により、タブ材にクロム酸塩液を塗布乾燥して、
タブ材の表裏面および側面を化成処理する。

【０００８】タブ材は、金属シートを形成する際にその
表面に油性成分が付着することがあり、また、タブ材と
して、広い巾のシートからスリッターによって、一般に
所定の巾に断裁する際に、切断刃の保護のためにオイル
を用いる。前記脱脂は、これらの油性成分やオイルを除
去するために行なわれるものである。脱脂に用いる酸性
物質としては、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸、ス
ルファミン酸などの無機酸、クエン酸、グルコン酸、シ
ュウ酸、酒石酸、ギ酸、ヒドロオキシ酢酸、ＥＤＴＡ
（エチレン・ジアミン・テトラ・アセティック・アッシ
ド）およびその誘導体、チオグリコール酸アンモニウム
等が挙げられる。また、アルカリ性物質としては、カセ
イソーダ（ＮａＯＨ）、ソーダ灰（Ｎａ２ＣＯ₃）、重
曹（ＮａＨＣＯ₃）、ボウ硝（Ｎａ２ＳＯ₄・１０Ｈ
₂Ｏ）、セスキ炭酸ソーダ（Ｎａ２ＣＯ₃・ＮａＨＣＯ₃
・２Ｈ₂Ｏ）などのソーダ塩類、オルソケイ曹（２Ｎａ₂
Ｏ・Ｓ_IＯ₂、水分１０〜４０％）、メタケイ曹（２ＮＡ
₂Ｏ・Ｓ _IＯ₂・９Ｈ₂Ｏ）、一号ケイ曹（Ｎａ₂Ｏ・２Ｓ_I
Ｏ₂、水分４２〜４４％）、二号ケイ曹（Ｎａ₂Ｏ・３Ｓ
_IＯ₂、水分６５％）等のケイ酸塩、第一リン酸ソーダ
（ＮａＨ₂ＰＯ₄）、ピロリン酸ソーダ（Ｎａ₄Ｐ
₂Ｏ₇）、第二リン酸ソーダ（Ｎａ２ＨＰＯ₄）、ヘキサ
メタリン酸ソーダ｛（ＮａＰＯ₃）₆｝、第三リン酸ソー
ダ（Ｎａ₃ＰＯ₄）、トリポリリン酸ソーダ（Ｎａ₅Ｐ₃Ｏ
₁₀）等のリン酸塩類が挙げられる。

【０００９】本発明のリチウムイオン電池タブ材の化成
処理方法について説明する。リン酸クロメート処理は、
タブに用いる金属シートの巻き取りを所定の巾に、スリ
ッターした後、脱脂処理をする。その後、化成処理を行
う。化成処理の方法は、少なくともタブ部における密着
部を処理できればよいが、浸漬法、シャワー法、ロール
コート法等を用いてタブ材の全周を処理することが望ま
しい。

【００１０】リン酸クロメート処理は、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
らなる水溶液を用いる。タブに、前記水溶液を塗布後、
乾燥し、さらに、皮膜温度が１８０℃以上となる温度条
件において焼付ける。クロムの塗布量は８〜１０ｍｇ/
ｍ²（乾燥重量）程度が適当である。

【００１１】本発明者らは、リチウムイオン電池の電解
質と水分との反応により生成する、フッ化水素酸（化学
式：ＨＦ）により、リチウムイオン電池用包装材料のバ
リア層であるアルミニウム表面の溶解、腐食、特に、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、積層体形成時のアルミニウムと最内層の接着力の安
定化を図る課題に対して、アルミニウム表面に耐酸性皮
膜の形成をすることが極めて効果的であることを見出
し、密封性を安定させる方法として提案してきたが、タ
ブ部においても耐フッ化水素酸皮膜として優れた性質を
発現することを見出した。

【００１２】脱脂処理後のタブ材への化成処理は、フェ
ノール樹脂、フッ化クロム（３）化合物、リン酸からな
る水溶液を浸漬法、シャワー法、ロールコート法等を用
いてタブ材の全周に塗布乾燥し、さらに熱風、遠近赤外
線の照射等により皮膜を硬化させる。望ましい皮膜の塗
布量は、乾燥重量として、１０ｍｇ／ｍ²程度が望まし
い。

【００１３】本発明のリチウムイオン電池タブおよびタ
ブ材の化成処理方法において用いられる外装体の材質に
ついて説明する。前記外装体は、図４（ａ）に示すよう
に、少なくとも、基材層１１、バリア層１２、ヒートシ
ール層１４からなり、これらの各層間を、ドライラミネ
ート法、サンドイッチラミネート法、押出ラミネート
法、熱ラミネート法等の方法でラミネートして積層す
る。また、図４（ｂ）に示すように、バリア層１２とヒ
ートシール層１４との間に中間層１３を設けてもよい。

【００１４】最外層は、延伸ポリエステル又はナイロン
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。またナイロン樹脂としては、ポリアミド
系樹脂、すなわち、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイ
ロン６，６とナイロン６との共重合体、ナイロン６，１
０、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）等が挙
げられる。

【００１５】前記最外層は、リチウムイオン電池として
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。

【００１６】前記最外層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、１２〜２５μｍ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イオン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）

【００１７】リチウムイオン電池用包装材料の積層体を
形成する際の積層方法は、ドライラミネート法、熱ラミ
ネート法、押出ラミネート法、サンドイッチラミネート
法、共押出ラミネート法等を利用することができる。

【００１８】リチウムイオン電池用包装材料におけるバ
リア層１２は、外装体を通して外部からリチウムイオン
電池の内部に特に水蒸気が進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）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、または、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等も挙げられる
が、バリア層としては、好ましくは１５μｍ〜８０μｍ
のアルミニウムである。ピンホールの発生を減らすよう
にさらに改善し、リチウムイオン電池の外装体のタイプ
をエンボスタイプとする際、エンボス部におけるクラッ
ク等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エンボスする時に側壁
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、また、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。

【００１９】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、本実施例で用いられるア
ルミニウムは焼きなましをしていない硬質処理品より、
焼きなましを適宜行った、柔軟性がある軟質処理品が好
ましい。また、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
ス適性）に合わせ適宜選定すればよい。たとえば、エン
ボス成形時のピンホールやしわを防止するためには、焼
きなましをしていない硬質アルミニウムより多少または
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
ムが良好である。

【００２０】さらに、本発明者らは、リチウムイオン電
池の電解質と水分とによる反応で生成する、フッ化水素
（化学式：ＨＦ）により、アルミニウム表面の溶解、腐
食、特に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、積層体形成時のアルミニウムと最内層との
接着力の安定化を図る課題に対して、アルミニウム表面
に耐酸性皮膜の形成、接着性向上処理に顕著な効果のあ
ることをみいだし提案してきた。

【００２１】本発明におけるタブの化成処理における、
リチウムイオン電池用包装材料の最内層は、最内層同士
がヒートシール性を有するとともに、タブを形成してい
る金属に対してもヒートシール性を示し、かつ、内容物
により変質、劣化しない材質を検討した結果、厚さ１０
μｍ以上、好ましくは２０〜１００μｍであって融点８
０℃以上、ビカット軟化点が７０℃以上の不飽和カルボ
ングラフトポリエチレン、不飽和カルボン酸グラフトポ
リプロピレン、不飽和カルボングラフトポリメチルペン
テンなどの不飽和カルボングラフトポリオレフィン系樹
脂、金属イオン架橋ポリエチレン、またはエチレンまた
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、およびこれらの変性物の少なくとも一つを含む
ものが良好な結果を示した。

【００２２】最内層には、金属接着性を持たないポリオ
レフィン等を用いることもできるが、この場合には、電
極と前記最内層との間に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
合物から形成される熱接着性タブ材（厚さ15μm以上）
を用いることによって、タブと包装材料とが完全に接着
され、密封することができる。タブ４と前記最内層１４
との間に接着性フィルム６を介在させることにより、密
封性を確保することができる。タブ部への接着性フィル
ムのセット方法は、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５
（ｃ）に示すように、タブ４とヒートシール層１４との
間に、金属とヒートシール層との双方に対してシール性
を有する接着性フィルム６を介在させてもよいし、ま
た、図５（ｄ）、図５（ｅ）、図５（ｆ）に示すよう
に、タブ４の所定の位置に巻き付けても良い。前記接着
性フィルム６としては、不飽和カルボン酸グラフトポリ
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
体からなるフィルム等を用いることができる。なお、本
発明の積層体における最内層１４は、前記の樹脂からな
る単層でもよいし、また、前記樹脂を含む２層以上の複
層としてよい。

【００２３】前記不飽和カルボングラフトポリオレフィ
ン系樹脂は、電極との接着性、耐熱性、耐寒性、加工適
性（パウチ化、エンボス成形性）のいずれにも適してい
る。最内層の厚さが２０μｍ未満では、電極をヒートシ
ールした時、その端部部分に隙間ができバリア性がなく
なる。また、最内層の厚さが１００μｍを超えても、ヒ
ートシール強度は変わらず、積層体としての厚さが増し
て、本発明の課題である省スペースに逆行する。また、
融点、ビカット軟化点が低い場合、耐熱性、耐寒性がな
くなりフィルム同士および電極との接着強度が低下し破
袋する。また、前記各種の不飽和カルボングラフトポリ
マーは、それぞれ単体で用いてもよいが、２種以上の樹
脂をブレンドすることでもその性質は満足される。

【００２４】本発明の積層体の前記各層には、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。

【００２５】本発明の積層体の最外層、バリア層、中間
層、最内層の各層を形成する、または、各層間の積層方
法等は、具体的にはＴダイ法、インフレーション法、共
押出し法等を用いて製膜することができる。必要に応じ
て、コーティング、蒸着、紫外線硬化、電子線硬化等の
方法によって２次膜を形成してもよい。また、貼り合わ
せの方法としては、ドライラミネート法、押出ラミネー
ト法、共押出ラミネート法、熱ラミネート法等の方法を
用いることができる。

【００２６】前記、ドライラミネート法により貼り合わ
せを行う際には、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。また、これらの接着層には適宜、
酸化珪素、炭酸カルシウム、亜鉛、鉛丹、亜酸化鉛、酸
化鉛、シアナミド鉛、ジンククロメート、クロム酸バリ
ウムカリウム、クロム酸バリウム亜鉛の少なくとも一つ
を含有することを特徴とした添加剤を添加することも耐
薬品性、耐有機溶剤性をさらに向上させる。特に、酸化
珪素、炭酸カルシウム、亜鉛、鉛丹、亜酸化鉛、酸化亜
鉛、シアナミド鉛、ジンククロメート、クロム酸バリウ
ムカリウム、クロム酸バリウム亜鉛などは電解液と水分
との反応で発生するフッ化水素を吸収・吸着する効果が
あり、各層、特にバリア層（アルミニウム）に対するフ
ッ化水素の腐食を防止する効果がある。

【００２７】また、前記押出ラミネート法を用いる場
合、接着する各層間の接着力を安定化する接着促進化方
法として、ポリエステル系、ポリエーテ系、ウレタン
系、ポリエーテルウレタン系、ポリエステルウレタン
系、イソシアネート系、ポリオレフィン系、ポリエチレ
ンイミン系、シアノアリレート系、有機チタン化合物
系、エポキシ系、イミド系、シリコーン系、およびこれ
らの変性物、または、混合物等の樹脂を１μｍ程度塗布
したり、オゾン処理による表面活性化処理を行うことが
できる。また、前記押出ラミネート法あるいはサーマル
ラミネート法により貼り合わせる際の樹脂として不飽和
カルボン酸グラフトポリオレフィンを用いることによっ
て、接着性とともに耐内容物性も向上する。

【００２８】

【実施例】本発明のリチウムイオン電池タブおよびタブ
材の化成処理方法について、実施例により説明する。以
下の実施例、比較例ともに共通条件は以下の通りであ
る。（１）タブは、陽極をニッケル、陰極をアルミニウムと
し、いずれも、巾８ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１００μ
ｍである。（２）パウチタイプは、ピロータイプとし、パウチサイ
ズは外寸で、巾６０ｍｍ、長さ８０ｍｍとした（シール
巾はいずれも５ｍｍ）。（３）エンボスタイプは、片面エンボスタイプとし、凹
部は３５ｍｍ×５０ｍｍ凹部の深さは３．５ｍｍ、フラ
ンジ部（シール部）の巾は５ｍｍとした。（４）実施例におけるタブの脱脂処理および化成処理
は、リチウムイオン電池本体に装着するサイズに断裁し
たものに対して処理した。実際の製造においては、前述
のように、タブ材の金属シートをスリッターした長尺状
態で処理することができる。［実施例１］（パウチタイプ）１．タブ材を０．１規定の硫酸液に１０秒間浸漬してか
ら水洗いして乾燥し、フエノール樹脂、フッ化水クロム
（３）化合物、リン酸からなる水溶液中に５秒間浸漬し
て引上げ、熱風により、水分を除去した後、遠赤外線ヒ
ーターにより、皮膜温度が１９０℃に到達するまで加熱
して、リチウムイオン電池のセル端部に接合して、本体
実施例１とした。２．外装体を形成する積層体は、次のようにして作成し
た。アルミニウム２０μｍの片面に化成処理を施し、化
成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ
１６μｍ）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面、化成処理層に、酸
変性ポリプロピレンフィルム５０μｍをドライラミネー
トにより貼り合わせて得られた積層体を用いてパウチ化
して、外装体１を得た。３．外装体１の中に、本体実施例１を収納して、本体実
施例の未シール部をタブと共にヒートシールして検体実
施例１を得た。［実施例２］（エンボスタイプ）１．タブ材を１．０規定の水酸化ナトリウム液に１０秒
間浸漬してから水洗いして乾燥し、フエノール樹脂、フ
ッ化水クロム（３）化合物、リン酸からなる水溶液中に
５秒間浸漬して引上げ、熱風により、水分を除去した
後、遠赤外線ヒーターにより、皮膜温度が１９０℃に到
達するまで加熱して、リチウムイオン電池のセル端部に
接合して、本体実施例２とした。２．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延伸ナイロンフィルム（厚さ２５
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、ＭＤＰＥをヒー
トシール層として３０μｍの厚さの溶融樹脂膜として押
出して、該溶融樹脂膜のアルミニウムとのラミネート面
をオゾン処理しながら、押出ラミネートして積層体とし
た後、ＭＤＰＥの軟化点以上に加熱して得られた積層体
を用いてエンボス成形し、蓋体は成形せずに所定のサイ
ズに断裁して外装体２を得た。接着性フィルムとして、
酸変性ＬＬＤＰＥ１００μｍによってタブを挟持した状
態として、外装体２のエンボス部の中に収納して、蓋体
を被覆して周縁をヒートシールして検体実施例２を得
た。

【００２９】［比較例１］（パウチタイプ）１．タブ材を０．１規定の硫酸液に１０秒間浸漬してか
ら水洗いして乾燥して、リチウムイオン電池のセル端部
に接合して、本体比較例１とした。２．外装体を形成する積層体は、次のようにして作成し
た。アルミニウム２０μｍの片面に化成処理を施し、化
成処理していない面に延伸ポリエステルフィルム（厚さ
１６μｍ）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面、化成処理層に、酸
変性ポリプロピレンフィルム５０μｍをドライラミネー
トにより貼り合わせて得られた積層体を用いてパウチ化
して、外装体比較例１を得た。３．外装体比較例１の中に、本体比較例１を収納して、
外装体比較例１の未シール部をタブとともにヒートシー
ルして検体比較例１を得た。［比較例２］（エンボスタイプ）１．タブ材を０．１規定の硫酸液に１０秒間浸漬してか
ら水洗いして乾燥して、リチウムイオン電池のセル端部
に接合して、本体比較例２とした。２．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延伸ナイロンフィルム（厚さ２５
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、ＭＤＰＥをヒー
トシール層として３０μｍの厚さの溶融樹脂膜として押
出して、該溶融樹脂膜のアルミニウムとのラミネート面
をオゾン処理しながら、押出ラミネートして積層体とし
た後、該積層体を、ＭＤＰＥの軟化点以上に加熱して、
得られた積層体を用いてエンボス成形し、蓋体は成形せ
ずに所定のサイズに断裁して外装体２を得た。接着性フ
ィルムとして、酸変性ＬＬＤＰＥ１００μｍによってタ
ブを挟持した状態として、外装体２のエンボス部の中に
収納して、蓋体を被覆して周縁をヒートシールして検体
比較例２を得た。＜評価方法＞

【００３０】前記のようにして得られた各検体のタブ部
を下にして、静置し、外装体の中に、電解液（エチレン
カーボネート：ジエチルカーボネート：ジメチルカーボ
ネート＝１：１：１の液に１ｍｏｌの６フッ化リン酸リ
チウムを添加）の５ｇを入れて、８５℃、３０日間の保
存テストを行い、タブ部からの内容物の漏れと漏れてい
る部位を目視によりチェックした。＜結果＞

【００３１】実施例は、いずれも、漏れはなく、タブの
アルミニウムでの密封性は良好であった。比較例１は、
１０００検体中、２検体において、タブの陰極（アルミ
ニウム）から液漏れがあった。また、比較例２において
は、１０００検体中３検体に同様の漏れが発生した。

【００３２】

【発明の効果】タブと外装体との接着が確実となり、特
に、リチウムイオン電池の構成要素である電解液成分
と、外部からリチウムイオン電池内に浸入した水分との
反応により生成するフッ化水素酸によるタブ表面の腐
食、溶解を防止でき、タブ部での密封性が安定した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリチウムイオン電池タブおよびタブ材
による化成処理方法の実施例を示す、（ａ）リチウムイ
オン電池本体および外装体の斜視図、（ｂ）Ｘ₁−Ｘ₁部
断面図、（ｃ）リチウムイオン電池本体を外装体に収納
した状態でのＸ₁−Ｘ₁部での断面図、（ｄ）タブ部をヒ
ートシールした後のＸ₁−Ｘ₁部の断面図である。

【図２】リチウムイオン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】リチウムイオン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】本発明のリチウムイオン電池用包装材料におけ
る積層体の実施例の構成を説明する断面図である。

【図５】リチウムイオン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リチウムイオン電池２リチウムイオン電池本体３セル（蓄電部）４タブ（電極）４Ｍタブ材４Ｓ化成処理層（タブ）５外装体６接着性フィルム７凹部８側壁部９フランジ部１０外装体を形成する積層体１１基材層１２バリア層１３中間層１４ヒートシール層１５化成処理層（バリア層表面）１６接着層

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 (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Ｆターム(参考） 5H022 AA09 BB02 BB08 BB21 BB22 CC03 EE04 5H029 AJ13 BJ04 CJ02 CJ04 CJ12 CJ14 CJ22 DJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムイオン電池用包装材料にリチウム
イオン電池本体を収納し、タブを挟持する部分を含め周
縁部をヒートシールにより密封してなるリチウムイオン
電池のタブであって、前記リチウムイオン電池の周縁部
のヒートシールにおいて、少なくとも、ヒートシールさ
れる部分の表裏面および側面に化成処理が施されている
ことを特徴とするリチウムイオン電池タブ。
【請求項２】前記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に記載のリチウムイオン電
池タブ。
【請求項３】リチウムイオン電池のタブ材となる金属シ
ートを最終使用巾にスリッターしてタブ材とした後、そ
の表裏面および側面を脱脂した後、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からなる溶液
を前記タブ材表面に塗布し、乾燥加熱して化成処理層を
形成することを特徴とするリチウムイオン電池タブの化
成処理方法。