JP2002279943A

JP2002279943A - リチウムイオン電池の包装材料およびそれを用いたリチウムイオン電池

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Publication number: JP2002279943A
Application number: JP2001077458A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yamashita; 孝典山下; Masataka Okushita; 正隆奥下; Kazuki Yamada; 一樹山田; Rikiya Yamashita; 力也山下
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP4498630B2

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムイオン電池包装において、リチウムイ
オン電池本体を、ポリエチレン系樹脂をヒートシール層
とする外装体に挿入してその周縁をヒートシールして密
封する際に、ヒートシールの熱と圧力によって外装体の
バリア層とタブとがショートすることなく安定して密封
可能なリチウムイオン電池の包装材料を提供する。【解決手段】少なくとも基材層、接着層、アルミニウ
ム、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウ
ムイオン電池の外装体において、リチウムイオン電池本
体を挿入して、周縁をヒートシールした状態のタブ部シ
ール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμ
ｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍ
であることを特徴とするリチウムイオン電池の包装材料
であり、前記包装材料により形成された外装体に、リチ
ウムイオン電池本体を挿入して密封したことを特徴とす
るリチウムイオン電池とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防湿性、耐内容物
性を有する、液体または固体有機電解質（高分子ポリマ
ー電解質）を持つリチウムイオン電池用包装材料であっ
てリチウムイオン電池本体を包装する外装体と前記電池
のタブ部と外装体との間に介在させる接着性フィルムお
よびタブとのシールに関する。

【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、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
属をプレス加工して円筒状または直方体状に容器化した
金属製の缶、あるいは、プラスチックフィルム、金属箔
等のラミネートにより得られる複合フィルムからなる積
層体を袋状にしたもの（以下、外装体）が用いられてい
た。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。金属製の缶においては、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。そのため、前記袋状の外
装体を用いる傾向にある。前記外装体の材質構成は、リ
チウムイオン電池としての必要な物性、加工性、経済性
等から、少なくとも基材層、バリア層、ヒートシール層
と前記各層を接着する接着層からなり、必要に応じて中
間層を設けることがある。リチウムイオン電池の前記構
成の積層体からパウチを形成し、または、少なくとも片
面をプレス成形してリチウムイオン電池の収納部を形成
してリチウムイオン電池本体を収納し、パウチタイプま
たは、エンボスタイプ（蓋体を被覆して）において、そ
れぞれの周縁の必要部分をヒートシールにより密封する
ことによってリチウムイオン電池とする。前記ヒートシ
ール層としては、ヒートシール層同士のヒートシール性
とともにタブ（金属）に対してもヒートシール性を有す
ることが求められ、金属接着性を有する酸変性ポリオレ
フィン樹脂をヒートシール層とすることでタブ部との密
着性は確保される。

【０００３】しかし、酸変性ポリオレフィン樹脂を外装
体のヒートシール層として積層すると、一般的なポリオ
レフィン樹脂と比較してその加工性が劣ること、また、
コストが高いこと等のために、外装体のヒートシール層
として一般的なポリオレフィン樹脂層とし、タブ部にヒ
ートシール層とタブとの両方に熱接着可能な接着性フィ
ルムを介在させる方法が採用されていた。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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リチウムイオ
ン電池の外装体（以下、外装体）を構成する積層体のヒ
ートシール層が低密度ポリエチレン系樹脂からなる場
合、リチウムイオン電池本体を外装体に収納し、その周
縁をシールして密封するが、タブが存在する部分におい
て、図７（ｂ）に示すように、例えば酸変性ポリエチレ
ン単層からなる接着性フィルム６’を用いる場合、ヒー
トシールのための熱と圧力によって前記外装体のヒート
シール層１４’と接着性フィルム層６’とがともに溶融
し、また、加圧によって加圧部の領域の外に押し出され
ることがある。その結果、外装体１０’のバリア層１
２’であるアルミニウム箔と金属からなるタブ４とが接
触（Ｓ）しショートすることがあった。本発明の目的
は、リチウムイオン電池包装において、リチウムイオン
電池本体を、ポリエチレン系樹脂をヒートシール層とす
る外装体に挿入してその周縁をヒートシールして密封す
る際に、ヒートシールの熱と圧力によって外装体のバリ
ア層とタブとがショートすることなく安定して密封可能
なリチウムイオン電池のシール方法を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【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、アルミニウム、化成処理層、ヒートシー
ル層から構成されるリチウムイオン電池の外装体におい
て、リチウムイオン電池本体を挿入して、周縁をヒート
シールした状態のタブ部シール部における上下のアルミ
ニウム面間の厚さをＴμｍ、タブの厚さをｔμｍとした
時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウ
ムイオン電池の包装材料であり、前記包装材料により形
成された外装体に、リチウムイオン電池本体を挿入して
密封したことを特徴とするリチウムイオン電池からなる
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、防湿性、耐内容物性、
及び、生産性が良く、ポリエチレン系樹脂のヒートシー
ル層からなるリチウムイオン電池用包装材料を用いて外
装体を形成し、リチウムイオン電池本体を包装する際
に、タブ部での密封性を確保し、特にタブ部における外
装体のバリア層とのショートを起こさない包装材料に関
し、ヒートシール後においてタブ部の上下両バリア層の
内間隔とタブの厚みとの差を１０μｍ以上とするもので
ある。以下、本発明について、図等を利用してさらに詳
細に説明する。

【０００７】図１は、本発明のリチウムイオン電池の包
装材料を説明する図であり、（ａ）リチウムイオン電池
の斜視図、（ｂ）Ｘ₁−Ｘ₁の断面図（部分）で接着性フ
ィルムを用いない例、（ｃ）Ｙ₁部の拡大図、（ｄ）Ｘ₁
−Ｘ₁の断面図（部分）で接着性フィルムを用いる例、
（ｃ）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、リチウムイオ
ン電池の外装体を形成する積層体の層構成例を示す断面
図である。図６は、リチウムイオン電池の外装体を形成
する積層体のさらに別の層構成例を示す断面図である。

【０００８】リチウムイオン電池のタブとしては、厚さ
が５０〜２０００μｍ、巾が４〜２０ｍｍ程度であっ
て、その材質としては、ＡＬ、Ｃｕ（Ｎｉメッキを含
む）およびＮｉ等である。また、リチウムイオン電池の
外装体のヒートシール層は該ヒートシール層同士がヒー
トシール可能な樹脂により形成される。タブに直接ヒー
トシール可能な樹脂をヒートシール層とする方法、例え
ば、酸変性ポリエチレン樹脂、酸変性ポリプロピレン樹
脂等をヒートシール層として用いる。または、前述した
ように、一般的なポリオレフィンをヒートシール層と
し、タブと該ポリオレフィン層とは、接着性フィルムに
より相互にヒートシールして密封する方法がとられてい
る。

【０００９】リチウムイオン電池の外装体は、リチウム
イオン電池本体の性能を長期にわたって維持する性能を
有することが求められ、基材層、バリア層、ヒートシー
ル層等を各種のラミネート法によって積層している。特
に、リチウムイオン電池の外装体（以下、外装体）を構
成する積層体のヒートシール層が、例えば、低密度ポリ
エチレン系樹脂からなり、リチウムイオン電池本体を外
装体に収納し、その周縁をシールして密封する際、タブ
が存在する部分において、接着性フィルムとして酸変性
ポリエチレンを用いる場合、図７（ｂ）に示すように、
ヒートシールのための熱と圧力によって前記外装体のヒ
ートシール層１４’と接着性フィルム層６’とがともに
溶融し、また、加圧によって、絶縁層となっていた外装
体のバリア層１２’より内側の層、および、接着性フィ
ルム層６’が、共に加圧部の領域の外に押し出されるこ
とがある。その結果、外装体のバリア層１２であるアル
ミニウム箔と金属からなるタブとが接触（Ｓ）しショー
トすることがあった。

【００１０】本発明者らは、前記ショートを防止するこ
とについて、鋭意研究の結果、少なくとも基材層、接着
層、アルミニウム、化成処理層、ヒートシール層から構
成されるリチウムイオン電池の外装体にリチウムイオン
電池本体を挿入し、周縁をヒートシールする際に、タブ
部シール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴ
μｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０とする包装材料によって、バリア層とタブとのショート
を回避できることを見出し本発明を完成するに到った。
前記条件を満たす、リチウムイオン電池用包装材料とヒ
ートシールの検討の結果、Ｔ−ｔが１０μｍ以上であれ
ば、バリア層とタブとのいずれの面および位置において
も絶縁層が存在していることが確認できた。しかし、Ｔ
−ｔが１０μｍ未満であると、前記バリア層とタブの裏
表のいずれかの面および位置で接触をおこすおそれがあ
る。

【００１１】本発明のリチウムイオン電池の包装材料
は、外装体にリチウムイオン電池本体を挿入して密封シ
ールする際の熱と圧力とを受けても膜状の絶縁層の維持
を目的とするものであって、密封時のヒートシール条件
によって、熔融しない耐熱性を有するヒートシール層あ
るいは接着性フィルム層としても良いし、ヒートシール
条件の設定によりバリア層とタブ間の絶縁層を確保して
も良い。または、上下シールヘッドのクリアランスを機
械的に調整してもよい。具体的な例としては、例えば、
接着性フィルムに耐熱性を有する樹脂層を積層した多層
フィルムとすること等は効果がある。

【００１２】リチウムイオン電池用包装材料はリチウム
イオン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３に示すようなパウ
チタイプと、図４（ａ）、図４（ｂ）または図４（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３は、ピロータイプとして例示
している。エンボスタイプは、図４（ｄ）および図４
（ｅ）に示すように、片面に凹部７を形成しても良い
し、図４（ｂ）に示すように、両面に凹部を形成してリ
チウムイオン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４（ｃ）に示すよう
な折り部をはさんで両側に凹部形成して、リチウムイオ
ン電池を収納して３辺をヒートシールする形式もある。

【００１３】外装体のヒートシール層１４を金属に対し
てヒートシール性を持たない材質とした時に、前述のよ
うに、外装体５とタブ４との間に接着性フィルム６を介
在させるがその具体的方法は、例えば、図２（ａ）およ
び図２（ｂ）に示すように、リチウムイオン電池本体２
のタブ部密封シール部の上下に接着性フィルム６をおい
て（実際には仮着シールにより固定して）外装体５に挿
入しタブ部を挟持した状態でヒートシールすることによ
って密封する。接着性フィルム６のタブ４への介在方法
として、図２（ｃ）または図２（ｄ）に示すように、タ
ブ４の所定の位置に接着性フィルム６のフィルムを巻き
付けてもよい。

【００１４】次に、本発明のリチウムイオン電池の包装
材料における外装体の材質について説明する。前記外装
体は、例えば、図５（ａ）に示すように、基材層１１、
接着層１６、化成処理層１５（１）、バリア層１２、化
成処理層１５（２）接着樹脂層、１３ヒートシール層１
４から構成されるものである。前記ヒートシール層１４
と化成処理層（２）との接着は、ドライラミネート法、
サンドイッチラミネート法、共押出しラミネート法、熱
ラミネート法のいずれかによって積層される。さらに、
前記ラミネート法の内、サンドイッチラミネート法、共
押出しラミネート法を用いた場合には、得られた積層体
を、後述する前加熱または後加熱により接着強度の向上
を図るものである。また、包装がパウチタイプの場合に
は、図５（ｃ）に示すように基材側の化成処理層を設け
なくともよい。また、ヒートシール層１４の滑りを向上
して加工適性をよくするために、図５（ｂ）または図５
（ｄ）に示すようにヒートシール層１４に流動パラフィ
ン層１９を設けてもよい。特に、エンボスタイブの外装
体の製造において、エンボス成形の際、成形用オス型と
ヒートシール層との滑りが悪い場合には流動パラフィン
層を設けることにより成形性が向上するとともに、ヒー
トシール層の耐クラック性が向上する。

【００１５】前記アルミニウムの化成処理はパウチで用
いる場合、ヒートシール層側のみの片側または基材層側
とヒートシール層側の両面のどちらでも良い。さらに、
前記アルミニウムとヒートシール層とのラミネート法の
内、サンドイッチラミネート法、共押出しラミネート法
を用いた場合には、得られた積層体を、後述する前加熱
または後加熱により接着強度の向上を図るものである。
また、流動パラフィン層１９を設けること、また、図６
（ｇ）あるいは図６（ｈ）に示すように、エルカ酸アマイト
゛、オレイン酸アマイト゛、ビスオレイン酸アマイト゛等のいわゆ
るスリップ剤層１７を少なくとも基材層の表面に塗布、
塗工することで成形性が向上する。

【００１６】また、本発明者らは、エンボス成形性がよ
く、エンボス成形時またはヒートシール時において、基
材層とバリア層との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イオン電
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
ルボン酸グラフトポリオレフィンとポリオレフィン（フ
ィルムまたは樹脂）を、サンドイッチラミネート法また
は共押出し法により積層した後、得られた積層体を加熱
することによって、前記課題を解決できることを確認し
ている。

【００１７】外装体における前記基材層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。

【００１８】前記基材層１１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、基材層は６μｍ以上の厚さが必
要であり、好ましい厚さとしては１２〜３０μｍであ
る。

【００１９】基材層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。基材層を積層体化する場合、基材
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、１２〜３０μｍであ
る。基材層を積層化する例としては、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次加工とし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基材層
との摩擦抵抗を小さくする目的あるいは電解液が付着し
た場合に基材層を保護するために、基材層を多層化、基
材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、ポリエステル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）

【００２０】前記バリア層１２は、外部からリチウムイ
オン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２０〜８０μ
ｍ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、リチウムイオン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。

【００２１】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望ましい。

【００２２】本発明者らは、リチウムイオン電池用包装
材料のバリア層１２であるアルミニウムの表、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１１との間のデ
ラミネーション防止と、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１１とアルミ
ニウム１２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。

【００２３】リチウムイオン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。

【００２４】本発明者らは、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１１と両面に化
成処理したバリア層１２の片面とをドライラミネート
し、バリア層１２の他の面に、酸変性ポリオレフィン１
３を押出してヒートシール層（ポリエチレンフィルム）
１４をサンドイッチラミネートする場合、酸変性ポリオ
レフィン樹脂１３とヒートシール層（ポリオレフィン樹
脂）１４とを共押出しして積層体とし、該積層体を前記
酸変性ポリオレフィン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。

【００２５】また、別の方法としては、前記、サンドイ
ッチラミネートまたは共押出しラミネートの際に、アル
ミニウム１２のヒートシール層側の表面温度が酸変性ポ
リオレフィ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。また、ポリオレフィン樹脂を接着樹脂として用い
ることも可能であるが、この場合には、押出したポリエ
チレンの溶融樹脂膜のアルミニウム側のラミネート面を
オゾン処理しながらラミネートする。前記過熱の具体的
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。

【００２６】リチウムイオン電池の外装体を形成する積
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。

【００２７】本発明の接着性フィルム６を適用する場合
の外装体のヒートシール層のポリオレフィンは、低密度
ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエ
チレンの単層または多層、または、線状低密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレンのブレンド樹脂からなる単層
または多層、ポリプロピレン樹脂（ホモタイプ、ランダ
ムタイプ、ホモランダムブレンドタイプ、ホモランダム
多層タイプ）からなる層を用いる場合を想定している。

【００２８】本発明の接着性フィルム６は、酸変性ポリ
プロピレン、酸変性ポリエチレンの単層、または多層、
または、それらを電子線架橋したもの、または少なくと
もＴＰＸ（トリメチルペンテン樹脂層）を含む接着性フ
ィルム、例えば、ポリプロピレン樹脂層／ＴＰＸ樹脂層
／酸変性ポリプロピレン樹脂層、または、ポリエチレン
樹脂層／ＴＰＸ樹脂層／酸変性ポリエチレン樹脂層など
である。

【００２９】本発明の接着性フィルム６を適用するリチ
ウムイオン電池用包装材料の積層体を形成するラミネー
ト方法としては、ドライラミネート法、サンドイッチラ
ミネート法、共押出ラミネート法、熱ラミネート法等を
用いることができる。

【００３０】リチウムイオン電池タブとして、アルミニ
ウムを用いる場合は、アルミニウム前面へ化成処理を施
すことにより、アルミニウムタブと接着性フィルムとの
接着性向上と、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によるアルミニウム表面
の溶解、腐食を防止し、内部電解質の漏れ防止に効果が
ある。

【００３１】

【実施例】本発明のリチウムイオン電池タブ用接着性フ
ィルムについて、実施例によりさらに具体的に説明す
る。外装体のバリア層に施した化成処理は、実施例、比
較例ともに、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、７ｍｇ/
ｍ²（乾燥重量）である。以下の、実施例および比較例
において、パウチタイプの外装体としては、巾３０ｍｍ
巾、長さ５０ｍｍ（いずれも内寸）とし、また、エンボ
スタイプの外装体の場合は、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。［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１２
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を遠赤外線と熱風と
により、接着樹脂である酸変性ポリエチレン樹脂の軟化
点以上に加熱した状態として、酸変性ポリエチレン樹脂
（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となる
線状低密度ポリエチレン樹脂フィルム（３０μｍ）をサ
ンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロー
タイプのパウチを形成した。また、接着性フィルムとし
て、電子線架橋されたポリエチレンフィルム（４０μ
ｍ）に、タブに接着する層としての酸変性ポリオレフィ
ン（６０μｍ）を押出ラミネートした多層フィルムとし
た。１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム
製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上
下に前記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン層の面を
タブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒート
シール条件を１９０℃、１．０ＭＰａ、３ｓｅｃとして
密封し。検体実施例１とした。［実施例２］（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１２
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を遠赤外線と熱風と
により、接着樹脂である酸変性ポリプロピレン樹脂の軟
化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリプロピレン
樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層と
なるポリプロピレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）をサ
ンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロー
タイプのパウチを形成した。また、接着性フィルムとし
て、酸変性ポリプロピレン（１００μｍ）を用いた。１
００μｍの厚さ、１０ｍｍ巾からなるアルミニウム製の
タブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に
前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタ
ブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシ
ール条件を１９０℃、１．０ＭＰａ、２ｓｅｃとして密
封し。検体実施例２とした。［実施例３］（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
理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μ
ｍ）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、酸変性ポリエチレ
ンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリエチ
レンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）をサン
ドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層
体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上
の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない二
次積層体を蓋材として外装体とした。また、接着性フィ
ルムとして、電子線架橋されたポリエチレンフィルム
（４０μｍ）に、タブに接着する層としての酸変性ポリ
エチレン（６０μｍ）を押出ラミネートした多層フィル
ムとした。１５０μｍの厚さ、１０ｍｍ巾からなるアル
ミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタ
ブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン
層の面をタブ側として予め、タブに溶着して、前記外装
体中に挿入し、ヒートシール条件を１９０℃、１．０Ｍ
Ｐａ、４ｓｅｃとして密封し。検体実施例３とした。［実施例４］（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
理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μ
ｍ）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、酸変性ポリプロピ
レンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリプ
ロピレンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）を
サンドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次
積層体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点
以上の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しな
い一次積層体を蓋材として外装体とした。また、接着性
フィルムとして、酸変性ポリプロピレンフィルム（１０
０μｍ）を用いた。８０μｍの厚さ、６．０ｍｍ巾から
なるアルミニウム製のタブを有するリチウムイオン電池
本体のタブ部の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリ
プロピレン層の面をタブ側として予め、タブに溶着さ
せ、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を１８０
℃、０．１ＭＰａ、４ｓｅｃとして密封し。検体実施例
４とした。［比較例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１２
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を遠赤外線と熱風と
により、接着樹脂である酸変性ポリエチレン樹脂の軟化
点以上に加熱した状態として、酸変性ポリエチレン樹脂
（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層となる
線状低密度ポリエチレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）
をサンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピ
ロータイプのパウチを形成した。また、接着性フィルム
として、酸変性ポリエチレンフィルム（不飽和カルボン
酸グラフトポリエチレン）を４０μｍの厚さにラミネー
トした。１００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニ
ウム製のタブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部
の上下に前記接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層
の面をタブ側として仮着して、前記外装体中に挿入し、
ヒートシール条件を２００℃、１．５ＭＰａ、５ｓｅｃ
として密封し。検体比較例１とした。［比較例２］（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１２
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を遠赤外線と熱風と
により、接着樹脂である酸変性ポリプロピレン樹脂の軟
化点以上に加熱した状態として、酸変性ポリプロピレン
樹脂（２０μｍ）を接着樹脂として、ヒートシール層と
なるポリプロピレン樹脂複合フィルム（３０μｍ）をサ
ンドイッチラミネートして得られた積層体を用いピロー
タイプのパウチを形成した。また、接着性フィルムとし
て、ポリプロピレン３０μｍを用意した。１００μｍの
厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブを有する
リチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記接着性フ
ィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側として仮
着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール条件を２
００℃、２．０ＭＰａ、６ｓｅｃとして密封し。検体比
較例２とした。［比較例３］（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
理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μ
ｍ）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、酸変性ポリエチレ
ンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、低密度ポリエチ
レンフィルム（密度０．９２１、厚さ３０μｍ）をサン
ドイッチラミネートして一次積層体とした。該一次積層
体を，熱風により酸変性ポリエチレン樹脂の軟化点以上
の温度に加熱した後、エンボス成形して、成形しない一
次積層体を蓋材として外装体とした。また、接着性フィ
ルムとして、酸変性ポリエチレンフィルム（不飽和カル
ボン酸グラフトポリエチレン、３０μｍ）を用いた。１
００μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタ
ブを有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前
記接着性フィルムの酸変性ポリエチレン層の面をタブ側
として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール
条件を２００℃、１．５ＭＰａ、５ｓｅｃとして密封
し。検体比較例３とした。［比較例４］（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
理した一方の面に延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μ
ｍ）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、酸変性ポリプロピ
レンを接着樹脂（厚さ２０μｍ）として、ポリプロピレ
ンフィルム（厚さ３０μｍ）をサンドイッチラミネート
して一次積層体とした。該一次積層体を，熱風により酸
変性ポリプロピレン樹脂の軟化点以上の温度に加熱した
後、エンボス成形して、成形しない一次積層体を蓋材と
して外装体とした。また、接着性フィルムとして、酸変
性ポリプロピレンフィルム（３０μｍ）を用意した。８
０μｍの厚さ、４ｍｍ巾からなるアルミニウム製のタブ
を有するリチウムイオン電池本体のタブ部の上下に前記
接着性フィルムの酸変性ポリプロピレン層の面をタブ側
として仮着して、前記外装体中に挿入し、ヒートシール
条件を２００℃、２．０ＭＰａ、６ｓｅｃとして密封
し、検体比較例４とした。

【００３２】＜評価方法＞（１）タブと外装体のバリア層との短絡の有無前記Ｔ−ｔの測定、タブ部分を切断して、上下のバリア
層の内面間のクリアランスを測定し、タブの厚みを差し
引いた値ｒを算出した。タブ部と外装体とのショート状
態とを、タブ部のヒートシール部を断裁し、断面写真に
より確認し、タブと外装体のバリア層とのショートのお
それのあるものについては、テスターによって接触を確
認し、断面写真によって、タブと外装体のバリア層との
間に皮膜が見られないものをショート寸前とし、その内
でテスターによりショートが確認された検体をショート
数とした。（２）もれの確認ヒートシール品を８０℃、２４時間保存し、タブ部から
の内容物のもれを確認した。

【００３３】＜結果＞実施例１〜実施例４はいずれも、
タブ部でのショート及び内容物のもれは皆無であった。
また、前記Ｔ−ｔを実施例及び比較例各１０検体を測定
し、その平均値は次の通りであった。また、比較例１においては、１００検体中５０検体にお
いてショート寸前であり、実際にショートしたのは３０
検体であった。また、漏れは７５検体で発生した。比較
例２においては、１００検体中８０検体においてショー
ト寸前であり、実際にショートしたのは６０検体であっ
た。また、もれは４０検体であった。比較例３において
は、１００検体中３０検体においてショートが発生し、
８０検体においてタブと接着性フィルムの酸変性ポリエ
チレンとの間で内容物がもれた。比較例４においては、
１００検体中６０検体においてショート寸前であり、実
際にショートしたのは４０検体であった。また、もれは
３２検体であった。ショート以外の評価項目について
は、実施例、比較例ともに良好であった。

【００３４】

【発明の効果】本発明のリチウムイオン電池用包装材料
から形成された外装体のパウチまたはエンボス成形部に
リチウムイオン電池本体を収納しその周縁をヒートシー
ルして密封する際、上下のアルミニウム面間の厚さを制
御したシールとすることによって、リチウムイオン電池
の密封シールの際に、外装体のバリア層とタブとが接触
（ショート）と、内容物が漏れることが無くなった。ま
た、外装体の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、ヒートシール層をサンドイッチ
ラミネート法または共押出ラミネート法により形成した
場合に、積層体の形成時の加熱、または積層体形成後の
加熱によって、リチウムイオン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外装体であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリチウムイオン電池の包装材料を説明
する図であり、（ａ）リチウムイオン電池の斜視図、
（ｂ）Ｘ₁−Ｘ₁の断面図（部分）で接着性フィルムを用
いない例、（ｃ）Ｙ₁部の拡大図、（ｄ）Ｘ₁−Ｘ₁の断
面図（部分）で接着性フィルムを用いる例、（ｃ）Ｙ₂
部の拡大図である。

【図２】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】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】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】リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体
の層構成例を示す断面図である。

【図６】リチウムイオン電池の外装体を形成する積層体
のさらに別の層構成例を示す断面図である。

【図７】従来の接着性フィルムを用いてバリア層とタブ
とがショートした状態を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｓタブとバリア層とのショート部Ｈヒートシール熱板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）５外装体６接着性フィルム（タブ部）７凹部８側壁部９シール部１０積層体（リチウムイオン電池用包装材料）１１基材層１２アルミニウム（バリア層）１３酸変性ポリオレフィン層（押出）１４ヒートシール層（ポリオレフィン）１５流動パラフィン層１６化成処理層１７接着層１８酸変性ポリプロピレン（コーティング）１９流動パラフィン

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者山下力也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 AA02 AA09 AA10 AA13 AA17 CC02 CC06 CC10 DD13 KK01 5H029 AJ12 AJ13 AJ14 AJ15 AK02 AK05 AK06 AK16 AL06 AL12 AL16 AM03 AM05 AM07 BJ04 BJ12 DJ02 EJ01 EJ12 HJ04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基材層、接着層、アルミニウ
ム、化成処理層、ヒートシール層から構成されるリチウ
ムイオン電池の外装体において、リチウムイオン電池本
体を挿入して、周縁をヒートシールした状態のタブ部シ
ール部における上下のアルミニウム面間の厚さをＴμ
ｍ、タブの厚さをｔμｍとした時に、Ｔ−ｔ≧１０μｍであることを特徴とするリチウムイオン電池の包装材
料。
【請求項２】請求項１に記載した包装材料により形成さ
れた外装体に、リチウムイオン電池本体を挿入して密封
したことを特徴とするリチウムイオン電池。