JP2003007261A

JP2003007261A - 電池用包装材料

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Publication number: JP2003007261A
Application number: JP2001186136A
Authority: JP
Inventors: Rikiya Yamashita; 力也山下; Kazuki Yamada; 一樹山田; Masataka Okushita; 正隆奥下
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP4923338B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】電池包装において、ポリプロピレン系樹脂をシ
ーラント層とする外装体に電池本体を挿入してその周縁
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リード線とがショート
することなく、また、シーラント層に根切れの発生のお
それのない安定して密封可能な電池用包装材料を提供す
る。【解決手段】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料が、少な
くとも基材層１１、接着層、バリア層１２、接着樹脂層
１３、シーラント層１４から構成される積層体であっ
て、少なくともシーラント層が、ヒートシールによる熱
と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層と、
つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とからなり、最内
層を高流動性ポリプロピレン層とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の電池用包装材料は、
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）を持つ電池、または燃料電
池、コンデンサ、キャパシタ等に用いられ、外装体のバ
リア層とリード線との間にショートを起さない電池用包
装材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明における電池とは、化学的エネル
ギーを電気的エネルギーに変換する素子を含む物、例え
ば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、燃料
電池等や、または、液体、固体セラミック、有機物等の
誘電体を含む液体コンデンサ、固体コンデンサ、二重層
コンデンサ等の電解型コンデンサを示す。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、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。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、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、シーラント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。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電池の収納部を形
成して電池本体を収納し、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
電池とする。前記シーラント層の最内層としては、シー
ラント層同士のヒートシール性とともにリード線（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最
内層とすることでリード線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
体のシーラント層またはその最内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
シーラント層またはその最内層として一般的なポリオレ
フィン樹脂層とし、リード線部にシーラント層またはそ
の最内層とリード線との両方に熱接着可能なリード線用
フィルムを介在させる方法が採用されていた。具体的に
は、図７（ａ）に示すように、リード線４と積層体１
０’のヒートシール層１４’との間に、金属からなるリ
ード線と外装材のシーラント層またはその最内層との双
方に対してヒートシール性を有するリード線用フィルム
６’を介在させることにより、リード線部での密封性を
確保していた。前記リード線用フィルムとしては、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、電池の外装体
（以下、外装体）を構成する積層体のシーラント層また
は最内層として、耐熱性、密封性等からポリプロピレン
が用いられているが、ヒートシール時の加熱、加圧によ
り密封性の良好な、つぶれ易い樹脂、すなわち、メルト
インデックス（以下、ＭＩ）の大きいポリプロピレン樹
脂が用いられていた。そして、リード線用フィルムとし
ては、酸変性ポリプロピレンのフィルムが用いられてい
た。このような構成の電池用包装材料およびリード線用
フィルムを用いて、密封ヒートシールすると、リード線
が存在する部分において、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’とリード線用フィルム層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出
されることがある。その結果、外装体１０’のバリア層
１２’であるアルミニウム箔と金属からなるリード線
４’とが接触（Ｓ）しショートすることがあった。ま
た、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、外装体の周
縁をヒートシールした時に、シール部の内縁近傍のシー
ラント層に微小なクラック（以下、根切れＣ）が発生す
ることがあった。該根切れが発生すると、電解液がバリ
ア層と直接接触することで、電話本体、リード線の金
属、バリア層間の絶縁性が壊れ、電位差が発生し、バリ
ア層に腐食による貫通孔が形成されたり、デンドライト
と呼ばれる電解質である金属イオンの反応物が形成され
たりすることで電池の寿命が短くなる。本発明の目的
は、電池包装において、ポリプロピレン系樹脂をシーラ
ント層とする外装体に電池本体を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リード線とがショートする
ことなく、また、シーラント層に根切れの発生のおそれ
がなく、絶縁性に優れ安定して密封可能な電池用包装材
料を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、以下の本
発明により解決することができる。すなわち、請求項１
に記載した発明は、電池本体を挿入し周縁部をヒートシ
ールにより密封する電池の外装体を形成する包装材料
が、少なくとも基材層、接着層、バリア層、接着樹脂
層、シーラント層から構成される積層体であって、少な
くともシーラント層が、ヒートシールによる熱と加圧に
よりつぶれ難い低流動性ポリプロピレン層と、つぶれ易
い高流動性ポリプロピレン層とからなり、最内層を高流
動性ポリプロピレン層とすることを特徴とする電池用包
装材料からなる。請求項２に記載した発明は、請求項１
に記載したバリア層は、少なくとも、その接着樹脂層側
に化成処理層が設けられていることを特徴とするもので
ある。請求項３に記載した発明は、請求項１または請求
項２に記載したシーラント層が、低流動性ポリプロピレ
ン層と高流動性ポリプロピレン層の２層からなり、高流
動性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とする
ものである。請求項４に記載した発明は、請求項１また
は請求項２に記載したシーラント層が、高流動性ポリプ
ロピレン層、低流動性ポリプロピレン層、高流動性ポリ
プロピレン層の３層からなることを特徴とするものであ
る。請求項５に記載した発明は、請求項１〜請求項４の
いずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポリオレフィン
のエマルジョンの焼付け層であり、該焼付け層にシーラ
ント層が熱ラミネート法により接着されたことを特徴と
するものである。請求項６に記載した発明は、請求項１
〜請求項４のいずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポ
リプロピレンであり、予め製膜されたシーラント層をサ
ンドイッチラミネート法により積層したことを特徴とす
るものである。請求項７に記載した発明は、請求項１〜
請求項４のいずれかに記載した接着樹脂層が酸変性ポリ
プロピレンであり、シーラント層と接着樹脂層とを共押
出しラミネート法により積層したことを特徴とするもの
である。請求項８に記載した発明は、請求項１〜請求項
７のいずれかに記載した電池用包装材料と電池本体のリ
ード線部との間に接着性フィルムを介在させることを特
徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の電池用包装材料は、少な
くとも基材層、接着層、バリア層、接着樹脂層、シーラ
ント層からなる電池用包装材料であって、シーラント層
の構成をヒートシール時の熱と圧力とによりつぶれ易い
層とつぶれ難い層とを組合せることによって、シーラン
ト層の値切れの発生を防止し、バリア層とリード線との
短絡のないシールを実現したものである。本発明につい
て、以下図面等によりさらに詳細に説明する。

【０００７】図１は、本発明の電池用包装材料を説明す
る図で、（ａ）層構成を示した電池用包装材料、リード
線のそれぞれの位置関係を示す断面図、（ｂ）リード線
部での、ヒートシール前のリード線と外装体とが接した
状態を説明する断面図、（ｃ）はヒートシール後のリー
ド線部の模式断面図である。（ｄ）、（ｅ）および
（ｆ）は、別のシーラント構成からなる電池用包装材料
を用いた場合の同様の説明図である。図２は、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３は、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、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、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６は、電池用包装材料とリード線との
接着におけるリード線用フィルムの装着方法を説明する
図である。

【０００８】電池のリード線としては、細長の板状また
は棒状の金属からなり、板状のリード線用としては、厚
さが５０〜２０００μｍ、巾が２．５〜２０ｍｍ程度
であって、その材質としては、ＡＬ、Ｃｕ（Ｎｉメッ
キを含む）、Ｎｉ、等である。

【０００９】電池の外装体は、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、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ポリオレフ
ィン系樹脂等からなる場合、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、リード線が存在
する部分において、例えば、リード線用フィルムとして
酸変性ポリオレフィンを用いる場合、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とリ
ード線用フィルム層とがともに溶融し、また、加圧によ
って、外装体のバリア層と金属からなるリード線とが接
触しショートＳすることがあった。また、図８（ａ）〜
図８（ｃ）に示すように、外装体の周縁をヒートシール
した時に、シール部の内縁近傍のシーラント層に微小な
クラック（以下、根切れＣ）が発生することがあった。
該根切れが発生すると、電解液がバリア層と直接接触す
ることで、電話本体、リード線の金属、バリア層間の絶
縁性が壊れ、電位差が発生し、バリア層に腐食による貫
通孔が形成されたり、デンドライトと呼ばれる電解質で
ある金属イオンの反応物が形成されたりすることで電池
の寿命が短くなる。

【００１０】本発明者らは、前記ショートＳを防止する
ことについて、鋭意研究の結果、電池本体を挿入し周縁
部をヒートシールにより密封する電池の外装体を形成す
る包装材料が、少なくとも基材層、接着層、バリア層、
接着樹脂層、シーラント層から構成される積層体であっ
て、少なくともシーラント層を多層とし、ヒートシール
による熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピレ
ン層（以下、低流動性ＰＰ層または低流動性ＰＰ）と、
つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層（以下、高流動性
ＰＰ層または高流動性ＰＰ）とからなり、最内層を高流
動性ＰＰ層とすることによって課題を解決し得ることを
見出し本発明を完成するに到った。

【００１１】本発明における電池用包装材料の多層シー
ラントは、ヒートシールにより外装体を密封する際に、
前記低流動性ＰＰ層は、電池用包装材料の密封に適した
ヒートシール条件によるヒートシールの熱と圧力とを受
けて熔融樹脂となった状態においても低流動性であり、
バリア層とリード線との間に絶縁膜を存在させ、また、
シール部近傍での根切れを防止する効果を示す。一方、
高流動性ＰＰ層は熔融時に低粘性となり、段差部の密封
効果を示し、さらにヒートシールにおいて押し潰されて
薄くなり、シール部断面積を小さくして断面からの透湿
度を減少させる効果がある。前記低流動性ＰＰ、高流動
性ＰＰの流動性は、ＪＩＳＫ７２１０により測定され
たメルトインデックス（以下、ＭＩと記載）の値により
区別することができる。本発明における低流動性ＰＰと
しては、ＭＩが０．５〜３．０ｇ／１０ｍｉｎのものが
好ましく、高流動性ＰＰとしては、ＭＩが５．０〜３０
ｇ／１０ｍｉｎのものが好ましい。

【００１２】本発明の電池用包装材料は、例えば、図２
（ａ）または図２（ｂ）に示すように、少なくとも基材
層１１、接着層１６、アルミニウム１２、保護層１５、
接着樹脂層１３ｄ、多層シーラント層１４から構成され
る積層体であり、多層シーラントを低流動性ＰＰ層１４
ｒと高流動性ＰＰ層１４ｆの２層とするものである。ま
た、例えば、図２（ｃ）または図２（ｄ）に示すよう
に、少なくとも基材層１１、接着層１６、アルミニウム
１２、保護層１５、接着樹脂層１３ｄ、多層シーラント
層１４から構成される積層体であり、多層シーラント
が、高流動性ＰＰ層１４ｆ（１）、低流動性ＰＰ層１４
ｒ、高流動性ＰＰ層１４ｆ（２）とする３層としてもよ
い。

【００１３】本発明の電池用包装材料におけるシーラン
ト層の高流動性ポリプロピレン層と低流動性ポリプロピ
レン層との層厚み比は、低流動性ＰＰは高流動性ＰＰの
１．５倍以上が好ましく、低流動性ＰＰ：高流動性ＰＰ
＝９５：５〜６０：４０の範囲が適当である。また、シ
ーラント層が３層の場合は、高流動性ＰＰ（１）／低流
動性ＰＰ／高流動性ＰＰ（２）において、低流動性ＰＰ
の厚みが高流動性ＰＰ（１）と（２）との合計厚みの
１．５倍以上となることが好ましい。すなわち、低流動
性ＰＰの厚さが高流動性ＰＰの厚さ（３層の構成におい
ては、外層と内層の合計厚さ）の１．５倍未満の場合、
ヒートシールにより低流動性ＰＰが潰れ難いという効果
が現れにくく、バリア層とリード線とが短絡し易くな
り、根切れを防止することができない。シーラント層の
総厚みは２０μｍ〜２００μｍが適当である。

【００１４】本発明のシーラント層に用いるポリプロピ
レンとしては、ホモタイプポリプロピレン、ランダムタ
イプポリプロピレン、ブロックタイプポリプロピレンを
用いることができる。

【００１５】本発明の電池用包装材料のシーラント層で
あるポリプロピレンは、金属に対する接着性を持たない
為に密封シール時に、電池リード線部と外装体との間
に、シーラント層とリード線との双方にヒートシール性
を有するリード線用フィルムを介在させる必要がある。
例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、電池
本体２のリード線４の密封シール部上下にリード線用フ
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に挿入しリード線４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。リード線用フィル
ム６のリード線４への介在方法として、図６（ｄ）また
は図６（ｅ）に示すように、リード線４の所定の位置に
リード線用フィルム６のフィルムを巻き付けてもよい。

【００１６】前記リード線用フィルム６は、具体的に
は、酸変性ポリプロピレン（不飽和カルボン酸グラフト
ランダムプロピレン）、金属架橋ポリエチレン、エチレンと
アクリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体物、エチレンと酢
酸ヒ゛ニルとの共重合体物の単体、またはブレンド物等を用
いることができる。

【００１７】該リード線用フィルム６の層厚は、使用さ
れるリード線４の厚さの１／３以上有ればよく、たとえ
ば、１００μｍの厚さのリード線であれば、リード線用
フィルム６の総厚は概ね３０μｍ以上あれば良い。

【００１８】本発明の電池用包装材料を用いて外装体を
形成して、該外装体に電池本体を挿入して周縁をヒート
シールにより密封すると、リード線部におけるシール状
態は、図１（ｃ）または図１（ｆ）に示すように、バリ
ア層とリードとの間にそれぞれ低流動性ＰＰ層１４ｒが
膜状に残り、本発明の課題であるショートおよび根切れ
を避けることができるものである。

【００１９】電池用包装材料は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（ａ）に示すように、片面に凹部を形成しても
よいし、図４（ｂ）に示すように、両面に凹部を形成し
て電池本体を収納して周縁の四方をヒートシールして密
封してもよい。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、電池を収納して３辺をヒ
ートシールする形式もある。電池用包装材料をエンボス
タイプとする場合、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すよう
に、積層された包装材料１０をプレス成形して凹部７を
形成する。

【００２０】次に、本発明の電池用包装材料を構成する
各層について説明する。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。前記基材層１
１は、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、及び加工時の
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１２〜３０
μｍである。

【００２１】基材層１１は耐ピンホール性及び電池の外
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）〜８）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、または、オレイン酸アマイド、エ
ルカ酸アマイド、ビスオレイン酸アマイド等のスリップ
剤、これらのブレンド物からなる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）８）アクリル系樹脂＋ポリシロキサングラフト系アクリ
ル樹脂／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）

【００２２】前記バリア層１２は、外部から電池の内部
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、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、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。

【００２３】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。例えば、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。

【００２４】本発明者らは、電池用包装材料のバリア層
１２であるアルミニウムの表、裏面に保護層として、例
えば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
で、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
る。または、少なくともフェノール樹脂を含む樹脂成分
に、モリブデン、チタン、ジルコン等の金属、または金
属塩を含む化成処理剤が良好であった。前記耐酸性皮膜
が形成され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、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。または、少
なくともフェノール樹脂を含む樹脂成分に、モリブデ
ン、チタン、ジルコン等の金属、または金属塩を含む化
成処理剤が良好であった。

【００２５】アルミの化成処理は、外装体がパウチタイ
プである場合、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。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。

【００２６】本発明の電池用包装材料におけるシーラン
ト層は、前述のように、低流動性ＰＰと高流動性ＰＰと
の組み合わせによる多層とし、最内層を高流動性ＰＰと
するものである。シーラント層の総厚みとしては、２０
〜２００μｍが好ましい。

【００２７】本発明の電池用包装材料を積層する場合
の、バリア層に設けた化成処理層とシーラント層との接
着は、例えば、リチウムイオン電池等における電解液と
水分との反応により発生するフッ化水素酸などによるデ
ラミネーション防止のために、以下に述べるラミネート
および接着安定化処理を行うことが望ましい。

【００２８】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、図２（ｃ）に示すよう
に、前記化成処理層に酸変性ポリオレフィンのエマルジ
ョンを化成処理層に塗布乾燥焼付けた後（１３ｈ）、シ
ーラント層となるフィルムを熱ラミネート法により積層
することによっても所定の接着強度が得られることを確
認した。

【００２９】また、次のようなラミネート方法によって
も安定した接着強度が得られることを確認した。例え
ば、基材層１１とバリア層１２の片面とをドライラミネ
ートし、図２（ａ）、図２（ｂ）および図２（ｅ）に示
すように、バリア層１２の他の面（化成処理層）に、酸
変性ポリオレフィン１３ｅを押出してシーラント層１４
をサンドイッチラミネートして積層体とした後、また
は、酸変性ポリオレフィン樹脂１３とシーラント層とを
共押出しして積層体とした後、得られた積層体を前記酸
変性ポリオレフィン樹脂１３ｅ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。

【００３０】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のシーラント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。

【００３１】本発明の電池用包装材料において、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。

【００３２】

【実施例】本発明の電池用包装材料ついて、実施例によ
りさらに具体的に説明する。実施例比較例ともに共通条
件は次の通りである。（１）外装体以下の、実施例及び比較例において、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。（２）シーラント層の総厚さすべて３０μｍとした。（３）化成処理外装体のバリア層に化成処理を施す場合は、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、２ｍｇ/
ｍ²（乾燥重量）とした。（３）リード線（４）リード線及びリード線用フィルム実施例、比較例ともに、リード線はいずれも１００μｍ
の厚さ、６ｍｍ巾、長さ２５ｍｍのものとした。リード
線用フィルムとして、いずれも酸変性ポリプロピレンフ
ィルム３０μｍを電池本体のリード線の所定の位置に巻
き付けた後、電池本体をそれぞれの外装体に挿入した。（４）ヒートシール条件ヒートシール条件としては、１９０℃、１ＭＰａ、３ｓ
ｅｃとした。ただし、短絡の評価におけるヒートシール
条件のみ、１９０℃、２ＭＰａ、５ｓｅｃとした。［実施例１］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１２μｍ）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、接
着樹脂層となる酸変性ポリプロピレン（以下、ＰＰａ）
の軟化点以上の温度に加熱して、ＰＰａを押出してシー
ラント層となる多層フィルムをサンドイッチラミネート
法により貼り合わせて得られた積層体を用いて外装体と
してピロータイプのパウチを形成した。シーラント層は
低流動性ＰＰ＜６＞／高流動性ＰＰ（内面側）＜４＞の
２層とし、それぞれのＰＰは次の通りである。＜＞内数
値は、共押出し多層の層厚み比を示し、以下の実施例、
比較例も同じである。低流動性ＰＰ、ＭＩ０．５ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ３０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 電池本体を、前記外装体中に挿入し、ヒートシールによ
り密封し検体実施例１とした。［実施例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、酸変
性ポリプロピレンのエマルジョン液を塗布乾燥し、更
に、１８０℃の温度で焼付けた後、該焼付層の面に熱ラ
ミネート法によりシーラント層を貼り合わせた。得られ
た積層体を用いてエンボス成形によりトレイを形成し
た。成形しない積層体を蓋体として、エンボスタイプの
外装体を得た。シーラント層は低流動性ＰＰ＜９＞／高
流動性ＰＰ（内面側）＜１＞の２層とし、それぞれのＰ
Ｐは次の通りである。低流動性ＰＰ、ＭＩ３ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ７ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 電池本体を、前記外装体のトレイ内に中に載置し、蓋体
を被覆して、トレイの周縁をヒートシールにより密封し
検体実施例２した。［実施例３］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、酸変
性ポリプロピレンを接着樹脂としてサンドイッチラミネ
ート法によりシーラント層を貼り合わせた。得られた積
層体を、酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加
熱した後、この積層体を用いてエンボス成形によりトレ
イを形成した。成形しない積層体を蓋体として、エンボ
スタイプの外装体を得た。シーラント層は高流動性ＰＰ
＜１＞／低流動性ＰＰ＜８＞／高流動性ＰＰ（内面
側）＜１＞の３層とし、それぞれのＰＰは次の通りで
ある。高流動性ＰＰ、ＭＩ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 低流動性ＰＰ、ＭＩ１ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 電池本体を、前記外装体のトレイ内に中に載置し、蓋体
を被覆して、トレイの周縁をヒートシールにより密封し
検体実施例３とした。［実施例４］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、酸変
性ポリプロピレンを接着樹脂として共押出ラミネート法
によりシーラント層を貼り合わせた。得られた積層体
を、酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加熱し
た後、この積層体を用いてエンボス成形によりトレイを
形成した。成形しない積層体を蓋体として、エンボスタ
イプの外装体を得た。シーラント層は高流動性ＰＰ＜
１＞／低流動性ＰＰ＜６＞／高流動性ＰＰ（内面側）
＜３＞の３層とし、それぞれのＰＰは次の通りである。高流動性ＰＰ、ＭＩ２０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 低流動性ＰＰ、ＭＩ３ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ８ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 電池本体を、前記外装体のトレイ内に中に載置し、蓋体
を被覆して、トレイの周縁をヒートシールにより密封し
検体実施例４とした。

【００３３】［比較例１］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、酸変性ポリプロピレンのエマルジョン液を塗布乾
燥し、更に、１８０℃の温度で焼付けた後、該焼付層の
面に熱ラミネート法によりシーラント層を貼り合わせ
た。得られた積層体を用いてエンボス成形によりトレイ
を形成した。成形しない積層体を蓋体として、エンボス
タイプの外装体を得たシーラント層は低流動性ＰＰ＜２
＞／高流動性ＰＰ（内面側）＜８＞の２層とし、それぞ
れのＰＰは次の通りである。低流動性ＰＰ、ＭＩ３ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ７ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 電池本体を、前記外装体中に挿入し、ヒートシールによ
り密封し検体比較例１とした。［比較例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、酸変
性ポリプロピレンを接着樹脂としてサンドイッチラミネ
ート法によりシーラント層を貼り合わせた。得られた積
層体を、酸変性ポリプロピレンの軟化点以上の温度に加
熱した後、この積層体を用いてエンボス成形によりトレ
イを形成した。成形しない積層体を蓋体として、エンボ
スタイプの外装体を得た。シーラント層は高流動性ＰＰ
単層とした。高流動性ＰＰ、ＭＩ２０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 電池本体を、前記外装体のトレイ内に中に載置し、蓋体
を被覆して、トレイの周縁をヒートシールにより密封し
検体比較例２とした。［比較例３］アルミニウム４０μｍに化成処理を施さず
に、一方のアルミニウム面に延伸ナイロンフィルム（厚
さ２５μｍ）をドライラミネート法により貼り合わせ、
次に、アルミニウムの他の面に、酸変性ポリプロピレン
を接着樹脂として共押出ラミネート法によりシーラント
層を貼り合わせた。得られた積層体を、酸変性ポリプロ
ピレンの軟化点以上の温度に加熱した後、この積層体を
用いてエンボス成形によりトレイを形成した。成形しな
い積層体を蓋体として、エンボスタイプの外装体を得
た。シーラント層は高流動性ＰＰ単層とし、＜１＞／
低流動性ＰＰ＜８＞／高流動性ＰＰ（内面側）＜１＞
の３層とし、それぞれのＰＰは次の通りである。高流動性ＰＰ、ＭＩ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 低流動性ＰＰ、ＭＩ１ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６０℃ 高流動性ＰＰ、ＭＩ１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１４７℃ 電池本体を、前記外装体のトレイ内に中に載置し、蓋体
を被覆して、トレイの周縁をヒートシールにより密封し
検体比較例３とした。

【００３４】＜評価方法＞（１）リード線と外装体のバリア層との短絡の有無リード線部と外装体とのショート状態とを、リード線部
のヒートシール部を断裁し、断面写真により確認し、リ
ード線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、リード線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）絶縁性それぞれの検体により一辺を開口状態の外装体を形成
し、該開口部から電解液を注入し、該電解液中と外装体
のバリア層（外装体外面にバリア層を露出させて電極を
接触）とにおける抵抗値により確認した。抵抗値が無限
大（∞）であれば根切れによるクラックは存在しないも
のとした。内容物：電解液１ＭＬｉＰＦ₆となるようにしたエチ
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）の混合液、３ｇ。（３）漏れとデラミネーションの確認ヒートシール品を８０℃、２４時間保存し、リード線部
からの内容物のもれと、内容物側の積層体のデラミネー
ション（以下デラミ）を確認した。内容物：電解液１ＭＬｉＰＦ₆となるようにしたエチ
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）の混合液、３ｇ。（４）ヒートシール部の残存厚みヒートシール部の断面において、ヒートシール前のシー
ラント層（２層）の厚みを１００として、ヒートシール
後の上下のバリア層間にあるシーラント層の厚みを残存
厚み（残存率）とした。

【００３５】＜結果＞実施例１〜実施例４はいずれも、
リード線部でのショート、根切れ及び内容物の漏れは皆
無であった。また、積層体のデラミもなかった。また、
ヒートシール部の残存厚みは以下の通りであった。実施例１５２、実施例２４５実施例３６０実施例４４５比較例１においては、短絡、デラミはみとめられなかっ
たが、絶縁性としては、０．１ＭΩ、また、断面写真に
おいてもクラックの存在が確認された。比較例２におい
ては、短絡が認められ、かつ、絶縁性としては、０．１
ＭΩ、また、断面写真においてもクラックの存在が確認
された。ただし、デラミは認められなかった。比較例３
においては、短絡はなく、絶縁性も抵抗値が無限大
（∞）、クラックの存在は認められなかったが、デラミ
が発生した。また、残存厚みは以下の通りであった。比較例１４０、比較例２３０、比較例３６０、

【００３６】

【発明の効果】本発明の電池用包装材料の、電池本体を
挿入し周縁部をヒートシールにより密封する電池の外装
体を形成する包装材料が、少なくとも基材層、接着層、
バリア層、接着樹脂層、シーラント層から構成される積
層体であって、少なくともシーラント層が、ヒートシー
ルによる熱と加圧によりつぶれ難い低流動性ポリプロピ
レン層と、つぶれ易い高流動性ポリプロピレン層とから
なり、最内層を高流動性ポリプロピレン層とすることに
よって、外装体のパウチまたはエンボス成形部に電池本
体を収納しその周縁をヒートシールして密封する際、低
流動性ポリプロピレン層絶縁層として機能するため、外
装体のバリア層とリード線とが接触（ショート）するお
それがなくなり、また、ヒートシール部近傍での根切れ
の発生のないものとなった。また、シーラント層を、接
着樹脂層を介在させて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、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、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
外装体とすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池用包装材料を説明する図で、
（ａ）層構成を示した電池用包装材料、リード線用フィ
ルム、リード線のそれぞれの位置関係を示す断面図、
（ｂ）リード線部での、ヒートシール前のリード線とリ
ード線用フィルムと外装体とが接した状態を説明する断
面図、（ｃ）はヒートシール後のリード線部の模式断面
図である。（ｄ）、（ｅ）および（ｆ）は、別のシーラ
ント構成からなる電池用包装材料を用いた場合の同様の
説明図である。

【図２】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３】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】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】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６】電池用包装材料とリード線との接着におけるリ
ード線用フィルムの装着方法を説明する図である。

【図７】従来の電池用包装材料及びリード線用フィルム
を用いてバリア層とリード線とがショートした状態を示
す断面図である。

【図８】従来の電池用包装材料を用いた外装体の周縁を
密封シールした時に発生する根切れを示す図で、（ａ）
電池の斜視図、（ｂ）Ｘ₃−Ｘ₃部の断面図、（ｃ）Ｙ₂
部の拡大図である。

【符号の説明】

Ｓリード線とバリア層とのショート部Ｈヒートシール熱板Ｃ根切れ部ｔ樹脂溜り部１電池２電池本体３セル（蓄電部）４リード線（電極）５外装体６リード線用フィルム７凹部８側壁部９シール部１０積層体（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１３ｈ酸変性ポリオレフィンの焼付層１３ｅ酸変性ポリオレフィンの押出層１４シーラント層１４ｆ高流動性ＰＰ層１４ｒ低流動性ＰＰ層１５保護層１６基材側ドライラミネート層２０プレス成形部２１オス型２２メス型２３キャビティ

フロントページの続き (72)発明者奥下正隆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 CC02 CC06 CC10 DD01 DD13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池本体を挿入し周縁部をヒートシールに
より密封する電池の外装体を形成する包装材料が、少な
くとも基材層、接着層、バリア層、接着樹脂層、シーラ
ント層から構成される積層体であって、少なくともシー
ラント層が、ヒートシールによる熱と加圧によりつぶれ
難い低流動性ポリプロピレン層と、つぶれ易い高流動性
ポリプロピレン層とを最内層を高流動性ポリプロピレン
層とすることを特徴とする電池用包装材料。
【請求項２】バリア層は、少なくとも、その接着樹脂層
側に化成処理層が設けられていることを特徴とする請求
項１に記載した電池用包装材料。
【請求項３】シーラント層が、低流動性ポリプロピレン
層と高流動性ポリプロピレン層の２層からなり、高流動
性ポリプロピレン層を最内層としたことを特徴とする請
求項１または請求項２に記載した電池用包装材料。
【請求項４】シーラント層が、高流動性ポリプロピレン
層、低流動性ポリプロピレン層、高流動性ポリプロピレ
ン層の３層からなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載した電池用包装材料。
【請求項５】接着樹脂層が酸変性ポリオレフィンのエマ
ルジョンの焼付け層であり、該焼付け層にシーラント層
が熱ラミネート法により接着されたことを特徴とする請
求項１〜請求項４のいずれかに記載した電池用包装材
料。
【請求項６】接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであ
り、予め製膜されたシーラント層をサンドイッチラミネ
ート法により積層したことを特徴とする請求項１〜請求
項４のいずれかに記載した電池用包装材料。
【請求項７】接着樹脂層が酸変性ポリプロピレンであ
り、シーラント層と接着樹脂層とを共押出しラミネート
法により積層したことを特徴とする請求項１〜請求項４
のいずれかに記載した電池用包装材料。
【請求項８】電池の外装体と電池本体のリード線部との
間に接着性フィルムを介在させることを特徴とする請求
項１〜請求項７のいずれかに記載した電池用包装材料。