JP2003100265A - 電池用包装材料 - Google Patents

電池用包装材料

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JP2003100265A JP2001286138A JP2001286138A JP2003100265A JP 2003100265 A JP2003100265 A JP 2003100265A JP 2001286138 A JP2001286138 A JP 2001286138A JP 2001286138 A JP2001286138 A JP 2001286138A JP 2003100265 A JP2003100265 A JP 2003100265A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電池包装において、ポリオレフィン系樹脂をシ
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
することなく安定して密封可能な電池の電池用包装材料
を提供する。 【解決手段】少なくとも基材層、接着層1、アルミニウ
ム、接着層2、シーラント層から構成される電池の外装
体に電池本体を収納し、外装体の周縁をヒートシールす
る電池用包装材料のシーラント層を、少なくとも不飽和
カルボン酸でグラフト変性された4−メチル−1−ペン
テン系の重合体からなる耐熱樹脂層を含む多層構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明の電池のリード線用フ
ィルム及びそれを用いた電池用包装材は、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る包装材料であって電池本体を
包装する外装体と前記電池のリード線部と外装体との間
に介在させるリード線用フィルム及びそれを用いたリー
ド線、電池用包装材、該包装材を外装体とする電池に関
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シーラント層と
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
10’のシーラント層14’との間に、リード線4’と
積層体10のシーラント層14’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6’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ていた。
【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がポ
リオレフィン系樹脂からなる場合、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が、例えば、酸
変性ポリオレフィン単層からなるリード線用フィルム
6’を用いる場合、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
力によって前記積層体のシーラント層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、積層体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。本発明の目的は、電池包装におい
て、ポリオレフィ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安定して密
封可能な電池の電池用包装材料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】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、少なくとも基材層、接着層1、アル
ミニウム、接着層2、シーラント層から構成される電池
の外装体に電池本体を収納し、外装体の周縁をヒートシ
ールする電池用包装材料であって、シーラント層が、少
なくとも不飽和カルボン酸でグラフト変性された4−メ
チル−1−ペンテン系の重合体からなる耐熱樹脂層を含
む多層構成であ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に記載の耐
熱樹脂層が不飽和カルボン酸でグラフト変性された4−
メチル−1−ペンテン単独重合体からなることを特徴と
するものである。請求項3に記載した発明は、請求項1
に記載の耐熱樹脂層が不飽和カルボン酸でグラフト変性
された4−メチル−1−ペンテン単独重合体に、(1)
4−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1
−ペンテン単独重合体とエチレン、プロピレン、ブテ
ン、ヘキセンなどの炭素数が2〜20のα・オレフィン
(4−メチル−1−ペンテンは除く)との共重合体、
(2)α・オレフィン重合体、エチレンーα・オレフィ
ン共重合体、プロピレンとα・オレフィンとの共重合
体、不飽和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフィ
ン重合体およびα・オレフィンの共重合体、ブタジエン
ゴムから選択されるブレンド用樹脂の(1)または
(2)に記載の少なくとも1つがブレンドされた樹脂で
ある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に記載の耐熱樹脂層が4−メチル−1
−ペンテン単独重合体とエチレン、プロピレン、ブテ
ン、ヘキセンなどの炭素数が2〜20のα・オレフィン
(4−メチル−1−ペンテンは除く)とを共重合させた
ものを不飽和カルボン酸でグラフト変性した樹脂である
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に記載の耐熱樹脂層が4−メチル−1−ペ
ンテン単独重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘ
キセンなどの炭素数が2〜20のα・オレフィン(4−
メチル−1−ペンテンは除く)とを共重合させたものを
不飽和カルボン酸でグラフト変性した樹脂に、(1)4
−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−
ペンテン単独重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、
ヘキセンなどの炭素数が2〜20のα・オレフィン(4
−メチル−1−ペンテンは除く)との共重合体、(2)
α・オレフィン重合体、エチレンーα・オレフィン共重
合体、プロピレンとα・オレフィンとの共重合体、不飽
和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフィン重合体
およびα・オレフィンの共重合体、ブタジエンゴムから
選択されるブレンド用樹脂の(1)または(2)に記載
の少なくとも1つがブレンドされた樹脂であることを特
徴とするものである。請求項6に記載した発明は、少な
くとも耐熱樹脂層の一方の面が積層体のバリア層とラミ
ネート可能な層であり、他の面がリード線側の層となる
少なくとも3層からなることを特徴とする請求項1〜請
求項5のいずれかに記載した電池用包装材料からなる。
請求項7に記載した発明は、積層体のバリア層とラミネ
ート可能な層が、(1)α・オレフィン重合体、(2)
エチレンとα・オレフィンとの共重合体、(3)プロピ
レンとα・オレフィンとの共重合体、(4)不飽和カル
ボン酸グラフト変性されたα・オレフィン重合体および
α・オレフィンの共重合体、(5)エチレンとアクリル
酸またはアクリル酸誘導体との共重合体、(6)エチレ
ンとメタクリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合
体、(7)金属イオン架橋されたα・オレフィン重合体
またはエチレンとα・オレフィンとの共重合体、の中か
ら選択される樹脂からなることを特徴とする請求項1〜
請求項6のいずれかに記載した電池用包装材料からな
る。請求項8に記載した発明は、シーラントのリード線
側の層が、(1)不飽和カルボン酸グラフト変性された
α・オレフィン重合体およびα・オレフィン共重合体
(2)エチレンとアクリル酸またはアクリル酸誘導体と
の共重合体、(3)エチレンとメタクリル酸またはメタ
クリル酸誘導体との共重合体、(4)金属イオン架橋さ
れたα・オレフィン重合体またはエチレンとα・オレフ
ィンとの共重合体(5)α・オレフィン重合体、(6)
エチレンとα・オレフィンとの共重合体、(7)プロピ
レンとα・オレフィンとの共重合体、の中から選択され
る樹脂からな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からなる。請求項9
に記載した発明は、少なくとも基材層、接着層、アルミ
ニウム、化成処理層、シーラント層から構成される積層
体を用いて形成した外装体に電池本体を挿入し、外装体
周縁をヒートシールする際に、前記外装体とリード線と
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ことを特徴
とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載した電池用
包装材料からなる。請求項10に記載した発明は、セル
とリード線からなる電池本体が、請求項1〜請求項9の
いずれかに記載した電池用包装材料からなる外装体に封
入され密封されていることを特徴とする電池からなる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、金属箔からなるバリア
層を含み、内面にヒートシール性を有する電池用包装材
料のシーラント層を、少なくとも不飽和カルボン酸でグ
ラフト変性された4−メチル−1−ペンテン系の重合体
からなる耐熱樹脂層を含む多層構成とするもので、電池
用包装材料からなる外装体に電池本体を収納して、外装
体の周縁をヒートシールにより密封する際に、リード線
部分において、電池用包装材料のバリア層とリード線と
がショートすることのない安定した電池包装をすること
ができることを特徴とするものである。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、本発明の電池用包装材料を説明す
る図で、(a)積層構成を示した外装体、リード線用フ
ィルム、リード線の位置関係(片側)を説明する図、
(b)ヒートシール後のリード線部の模式断面図であ
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
明する斜視図である。図4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5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6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。
【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】また、電池の外装体のシーラント層は該シ
ーラント層(多層の場合はその最内樹脂層)同士がヒー
トシール可能な樹脂により形成される。そして、外装体
のシーラント層(多層の場合はその最内樹脂層)はリー
ド線に対しても直接ヒートシール可能な樹脂とすること
か望ましい。しかし、前述したように、一般的なポリオ
レフィン例えばポリエチレンやポリプロピレンの単体、
またはブレンド物の単層あるいは多層構成からなる樹脂
物をシーラント層とし、リード線と該シーラント層との
間には、シーラント層とリード線とのいずれにも熱接着
性を有するリード線用フィルムを介在させることにより
相互にヒートシールして密封する方法がとられている。
【0010】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、シーラント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シーラント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、図8(a)及び図8
(b)に示すようにヒートシールのための熱と圧力によ
って前記外装体のシーラント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、絶縁層となっ
ていた外装体のバリア層12’より内側の層、及び、リ
ード線用フィルム層6’が、とも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リード線本
体4’とが接触しショートSすることがあった。
【0011】本発明者らは、前記ショートの発生を防止
する方法について鋭意研究の結果、図1(a)に示すよ
うに、内面にヒートシール性を有するシーラント層14
からなる電池用包装材料10の、前記シーラント層14
を、少なくとも不飽和カルボン酸でグラフト変性された
4−メチル−1−ペンテン系の重合体からなる耐熱樹脂
層S−2を含む多層構成フィルムとすることによって、
ヒートシールの際の熱と圧力により、熱融着層が流動化
しても、前記耐熱樹脂層S−2は流動化することが殆ど
なく、図1(b)に示すように、ヒートシール時にも絶
縁膜として残存し、外装体の積層体10のバリア層14
とリード線4とが接触することによるショートを防止す
ることができることを見出し本発明を完成するに到っ
た。
【0012】前記不飽和カルボン酸でグラフト変性され
た4−メチル−1−ペンテン系の重合体からなる耐熱樹
脂層s−2としては、以下に述べるように、TPXaの
単独成分でも良いし、他の重合体や共重合体をブレンド
しても良い。例えば、耐熱樹脂層が不飽和カルボン酸グ
ラフト変性された4−メチル−1−ペンテン単独重合体
(A樹脂または、TPXaと記載することがある)のみ
から構成された層とすることができる。また、前記A樹
脂に、(1)4−メチル−1−ペンテン単独重合体とエ
チレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素数が
2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペンテン
は除く)との共重合体、(2)α・オレフィン重合体、
エチレンとα・オレフィンとの共重合体、プロピレンと
α・オレフィンとの共重合体、不飽和カルボン酸グラフ
ト変性されたα・オレフィン重合体およびα・オレフィ
ンの共重合体、ブタジエンゴムから選択されるブレンド
用樹脂の(1)または(2)に記載の少なくとも1つを
ブレンドした樹脂であってもよい。A樹脂に前記の樹脂
等をブレンドして耐熱樹脂層とすることによって、該耐
熱樹脂層とシーラント側樹脂層との共押出しにおける層
間の接着性がよくなる効果を奏する。
【0013】また、本発明のリード線用フィルムの耐熱
樹脂層としては、4−メチル−1−ペンテン単独重合体
とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素
数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペン
テンは除く)とを共重合させたものを不飽和カルボン酸
でグラフト変性した樹脂(B樹脂)を用いることもでき
る。更に、B樹脂に、(1)4−メチル−1−ペンテン
単独重合体、4−メチル−1−ペンテン単独重合体とエ
チレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素数が
2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペンテン
は除く)との共重合体、(2)α・オレフィン重合体、
エチレンーα・オレフィン共重合体、プロピレンとα・
オレフィンとの共重合体、不飽和カルボン酸グラフト変
性されたα・オレフィン重合体およびα・オレフィンの
共重合体、ブタジエンゴムから選択されるブレンド用樹
脂の(1)または(2)に記載の少なくとも1つをブレ
ンドしてもよい。
【0014】前記ブレンド用樹脂としてのα・オレフィ
ン重合体は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ホ゜リフ゛テ
ン等であり、エチレンとα・オレフィンとの共重合体
は、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレンとヘ
キセンとの共重合体あるいはエチレンとブテンとの共重
合体等である。さらに、プロピレンとα・オレフィンと
の共重合体は、ポリプロピレンとブテンとの共重合体あ
るいはポリプロピレンとエチレンとブテンとの共重合体
である。また、不飽和カルボン酸グラフト変性されたα
・オレフィン重合体およびα・オレフィンの共重合体と
は、不飽和カルボン酸でグラフト変性されたポリエチレ
ンや不飽和カルボン酸でグラフト変性したプロピレン等
の不飽和カルボン酸でグラフト変性されたα・オレフィ
ン重合体、不飽和カルボン酸でグラフト変性したエチレ
ンとプロピレンとの共重合体である不飽和カルボン酸で
グラフト変性したエチレンとのα・オレフィンとの共重
合体あるいは、不飽和カルボン酸でグラフト変性したプ
ロピレンとエチレンとの共重合体や不飽和カルボン酸で
グラフト変性したプロピレンとエチレンとブテンとの共
重合体等の不飽和カルボン酸でグラフト変性したプロピ
レンとα・オレフィンとの共重合体である。
【0015】本発明の電池用包装材料のシーラント層
は、少なくとも耐熱樹脂層S−2の一方の面が積層体の
バリア層面とドライラミネート、熱ラミネート法、サン
ドイッチラミネート法、共押出ラミネート法等が可能な
層(バリア層側樹脂層S−1)であり、他の面がリード
線(金属)に接する層(リード線側樹脂層S−3)とし
て構成される多層フィルムであり、その積層方法として
は共押出し製膜法が望ましい。前記バリア層樹脂層S−
1は、(1)α・オレフィン重合体、(2)エチレンと
α・オレフィンとの共重合体、(3)プロピレンとα・
オレフィンとの共重合体、(4)不飽和カルボン酸グラ
フト変性されたα・オレフィン重合体およびα・オレフ
ィンの共重合体、(5)エチレンとアクリル酸またはア
クリル酸誘導体との共重合体、(6)エチレンとメタク
リル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体、(7)
金属イオン架橋されたα・オレフィン重合体またはエチ
レンとα・オレフィンとの共重合体の中から選択される
樹脂から形成される。
【0016】また、リード線側樹脂層S−3は、(1)
不飽和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフィン重
合体およびα・オレフィン共重合体(2)エチレンとア
クリル酸またはアクリル酸誘導体との共重合体、(3)
エチレンとメタクリル酸またはメタクリル酸誘導体との
共重合体、(4)金属イオン架橋されたα・オレフィン
重合体またはエチレンとα・オレフィンとの共重合体の
中から選択される。(5)α・オレフィン重合体、
(6)エチレンとα・オレフィンとの共重合体、(7)
プロピレンとα・オレフィンとの共重合体等の樹脂を用
いてもよい。
【0017】本発明の電池用包装材料のシーラント層1
4は、少なくとも耐熱樹脂層S−2の両側に、バリア層
側樹脂層S−1とリード線側樹脂層S−3とを配する構
成とするが、相互の層間の接着強度を安定させる等のた
めに、耐熱樹脂層S−2を多層化したり、接着樹脂層を
付加してもよい。以下、本発明のリード線用フィルムの
構成例をシーラント側樹脂層をポリエチレン系樹脂した
場合を例として説明する。以下、略号により例示する
が、左側がシーラント層側樹脂層、右側がリード線側樹
脂層であり、また、それぞれの略号の示す層を構成する
樹脂およびブレンド内容は次の通りである。 PE:ポリエチレン PEa:不飽和カルボン酸グラフト変性されたポリエチ
レン TPX:4−メチル−1−ペンテン単独重合体 TPX共重合体:4−メチル−1−ペンテン単独重合体
とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素
数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペン
テンは除く)とを共重合させた樹脂 TPXブレンド:TPXに (1)4−メチル−1−ペンテン単独重合体とエチレ
ン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素数が2〜
20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペンテンは除
く)との共重合体、(2)α・オレフィン重合体、エチ
レンーα・オレフィン共重合体、プロピレンとα・オレ
フィンとの共重合体、不飽和カルボン酸グラフト変性さ
れたα・オレフィン重合体およびα・オレフィンの共重
合体、ブタジエンゴムから選択されるブレンド用樹脂の
(1)または(2)に記載の少なくとも1つがブレンド
された樹脂 TPX共重合体ブレンド:TPX共重合体に、 (1)4−メチル−1−ペンテン単独重合体 (2)α・オレフィン重合体、エチレンーα・オレフィ
ン共重合体、プロピレンとα・オレフィンとの共重合
体、不飽和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフィ
ン重合体およびα・オレフィンの共重合体、ブタジエン
ゴムから選択されるブレンド用樹脂の(1)または
(2)に記載の少なくとも1つがブレンドされた樹脂 TPXa:不飽和カルボン酸グラフト変性された4−メ
チル−1−ペンテン単独重合体 TPX共重合体a:4−メチル−1−ペンテン単独重合
体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭
素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペ
ンテンは除く)とを共重合させたものを不飽和カルボン
酸でグラフト変性した樹脂 TPXaブレンド:TPXaに、(1)4−メチル−1
−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−ペンテン単独
重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなど
の炭素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1
−ペンテンは除く)との共重合体、(2)α・オレフィ
ン重合体、エチレンーα・オレフィン共重合体、プロピ
レンとα・オレフィンとの共重合体、不飽和カルボン酸
グラフト変性されたα・オレフィン重合体およびα・オ
レフィンの共重合体、ブタジエンゴムから選択されるブ
レンド用樹脂の(1)または(2)に記載の少なくとも
1つがブレンドされた樹脂TPX共重合体aブレンド:
TPX共重合体aに(1)4−メチル−1−ペンテン単
独重合体、4−メチル−1−ペンテン単独重合体とエチ
レン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素数が2
〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペンテンは
除く)との共重合体、(2)α・オレフィン重合体、エ
チレンーα・オレフィン共重合体、プロピレンとα・オ
レフィンとの共重合体、不飽和カルボン酸グラフト変性
されたα・オレフィン重合体およびα・オレフィンの共
重合体、ブタジエンゴムから選択されるブレンド用樹脂
の(1)または(2)に記載の少なくとも1つがブレン
ドされた樹脂
【0018】3層構成としては、 PE/TPXa/PEa PEa/TPXa/PEa PE/TPXaブレンド/PEa PE/TPXa共重合体/PEa PE/TPXa共重合体ブレンド/PEa
【0019】耐熱樹脂層に、TPX、TPX共重合体、
TPXブレンドなどの層とともに多層化することもで
き、また、(1)α・オレフィン重合体、(2)エチレ
ンとα・オレフィンとの共重合体、(3)プロピレンと
α・オレフィンとの共重合体、(4)不飽和カルボン酸
グラフト変性されたα・オレフィン重合体およびα・オ
レフィンの共重合体、(5)エチレンとアクリル酸また
はアクリル酸誘導体との共重合体、(6)エチレンとメ
タクリル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体、
(7)金属イオン架橋されたα・オレフィン重合体また
はエチレンとα・オレフィンとの共重合体等からなる層
を含む多層構成としてもよい。例えば、4層構成として
は、 PE/TPX/TPXa/PEa PE/TPXブレンド/TPXa/PEa PEa/TPX共重合体/TPXa/PEa PE/TPX共重合体ブレンド/TPXaブレンド/P
Ea PP/TPXブレンド/TPXa共重合体ブレンド/P
Ea
【0020】また、5層構成としては、 PEa/TPXブレンド/TPXaブレンド/TPXブ
レンド/PEa PEa/TPXaブレンド/TPX/TPXaブレンド
/PEa PE/TPXaブレンド/TPXa共重合体ブレンド/
TPXaブレンド/PEa 等である。前記シーラント層のリード線(金属)にヒー
トシール性を示すリード線側樹脂層としては、不飽和カ
ルボン酸グラフト変性されたα・オレフィン重合体およ
びα・オレフィン共重合体、エチレンとアクリル酸また
はアクリル酸誘導体との共重合体、エチレンとメタクリ
ル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体、金属イオ
ン架橋されたα・オレフィン重合体またはエチレンとα
・オレフィンとの共重合体等の樹脂が利用できる。前記
シーラント層のリード線にヒートシール性を示さないリ
ード線側樹脂層とする際には、リード線用フィルムの少
なくともリード線側にこれらの樹脂を用いることができ
る。
【0021】本発明の電池用包装材料は、少なくとも基
材層11、接着層16、アルミニウム12、化成処理層
15、シーラント層14から構成される積層体である。
また、リード線側樹脂層S−3が、金属にヒートシール
性を示さない樹脂層とした場合には、該積層体を用いて
形成した外装体に電池本体を挿入し、外装体周縁をヒー
トシールする際に、前記外装体10とリード線4との間
に、シーラント層14とリード線4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6を介在させるもの
である。そして、いずれの形式においても、セルとリー
ド線からなる電池本体が、前記外装体に封入され密封さ
れ、電池として機能する状態となる。
【0022】以上に述べたように、前記不飽和カルボン
酸でグラフト変性された4−メチル−1−ペンテン系の
重合体(耐熱樹脂層)は、通常のポリオレフィン、リー
ド線用フィルムとして用いる酸変性ポリオレフィン等と
比較して、室温下では勿論融点以上の高温下での機械的
強度、例えば引張り強度、突き刺し強度、圧縮強度に優
れており、外装体のヒートシールの加圧加熱においても
熔融流動化することがなく、バリア層12とリード線4
とのショートを防止することができる。本発明の電池用
包装材料のシーラント層は、耐熱樹脂層S−2(TPX
a系樹脂層)を中心層として、少なくとも片面にバリア
層にラミネート可能な樹脂層、他の面にはリード線にヒ
ートシール性を有する樹脂層をラミネートした3層構造
とするが、耐熱樹脂層S−2を多層化してもよいし、ま
た、TPXaに、前記各樹脂層間の接着強度を安定化す
るために前述のように他の樹脂等をブレンドしても良
い。
【0023】本発明の電池用包装材料のシーラント層1
4に含まれる耐熱樹脂層S−2は、図1(b)に示すよ
うに、前記密封のための熱、圧力によっても耐熱樹脂層
S−2は膜状の層として、外装体のバリア層12とリー
ド線4との間に残存し、バリア層12とリード線4との
ショートを防止する絶縁層として機能して、前記ショー
トを回避することができる。
【0024】本発明の電池用包装材料のシーラント層1
4は共押出し製膜することが望ましい。例えば、3層構
成とする場合、例えば、図1(a)において、ポリオレ
フィン層S−1,耐熱樹脂層S−2、酸変性ポリオレフ
ィンの層S−3の構成とする層の厚さとしては、耐熱樹
脂層S−2が5μm以上、該シーラント層14の総厚
は、使用されるリード線の1/3以上あればよく、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20の総厚は30μm以上あれば良い。
【0025】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4に示すようなパウチタイプと、図5(a)、図
5(b)または図5(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
ール等及びピロータイプ等の袋形式があるが、図4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5(a)に示すように、片面に凹部を形成しても良い
し、図5(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
ても良い。また、図5(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。
【0026】外装体5とリード線4との間にリード線用
フィルム6を介在させる場合には、その具体的方法は、
例えば、図3(a)及び図3(b)に示すように、電池
本体2のリード線部密封シール部の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。
【0027】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3(d)または図3(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。
【0028】次に、本発明の電池用包装材料(積層体)
10の材質について説明する。前記積層体10は、図2
(a)に示すように、少なくとも基材層11、接着層1
6、バリア層12、化成処理層15、接着樹脂層13、
シーラント層14から構成されるものである。または、
図2(b)および図2(c)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)、バリ
ア層12、化成処理層15(2)、接着樹脂層13、シ
ーラント層14から構成されるものである。
【0029】前記基材層11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12〜30μmである。
【0030】外装体における前記基材層11としては、
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。
【0031】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) また、少なくとも基材層11にエルカ酸アマイド、オレ
イン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ビスエルカ酸
アマイド、ビスオレイン酸アマイド、ビスステアリン酸
アマイドに代表される一般的にはポリオレフィン系樹脂
に内部添加する滑剤の少なくとも一つを、イソプロピル
アルコール、酢酸エチル、トルエン、メチルーエチルー
ケトン等の溶剤で溶液状とし塗工、塗布することで表面
の滑り性が改善され成形性が向上することも判明した。
【0032】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12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。
【0033】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。
【0034】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、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
が得られることを確認している。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。
【0035】電池の外装体がパウチタイプの場合には、
アルミの化成処理はパウチで用いる場合、シーラント層
側のみの片側または基材層側とシーラント層側の両面の
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。
【0036】本発明の電池用包装材料のシーラント層
は、前述のように耐熱樹脂層を含む多層シーラントとす
る。
【0037】本発明のリード線用フィルムに適用する外
装体を形成する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。
【0038】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、少なくともシーラント
層をラミネートする面に化成処理したバリア層12と基
材層11とをドライラミネートした後、図2(a)に示
すように、バリア層に設けられた化成処理層とシーラン
ト層との接着法としてドライラミネート法によりラミネ
ート13dする、あるいは、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13h後、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。
【0039】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(b)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する
場合、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。
【0040】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。また、ポリエチレ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ことが望ましい。
【0041】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。
【0042】
【実施例】本発明の電池リード線用フィルムについて、
実施例によりさらに具体的に説明する。実施例および比
較例における共通の条件は以下の通りとした。 (1)外装体に用いた積層体の層構成及び外装体の形状
は以下の通りである。 <パウチタイプ> 2軸延伸ポリエステルフィルム12μm/接着剤層/A
LM20μm/化成処理層/接着層/シーラント層30
μm 実施例、比較例に用いた積層体の製造方法は、特に記載
のない場合、次の様に積層した。20μmのアルミニウ
ムの片面にクロメート処理による化成処理層を設け、化
成処理を施さない面に2軸延伸ポリエステルフィルム1
2μmをドライラミネートし、化成処理を施した面に、
それぞれの条件によるシーラント層を記載の接着法によ
ってラミネートして積層体を形成し、それぞれの積層体
を用いて、パウチを作成した。パウチは、巾30mm、
長さ50mm(いずれも内寸)のピロータイプとした。 <エンボスタイプ> 延伸ナイロン25μm/接着剤層/化成処理層/ALM
40μm/化成処理層/接着樹脂層15/シーラント3
0μm(シーラントはポリプロピレンまたは線状低密度
ポリエチレンとしそれぞれ個別に記載する) 実施例、比較例に用いた積層体の製造方法は、特に記載
のない場合、次の様に積層した。40μmのアルミニウ
ムの両面にクロメート処理による化成処理層を設け、そ
の一方の面に延伸ナイロンフィルム25μmをドライラ
ミネートし、他の面に、それぞれの条件によるシーラン
ト層を記載の接着法によってラミネートして積層体を形
成し、得られた積層体をエンボス成形してトレイを成形
した。成形しない積層体を蓋体として外装体とした。エ
ンボスはいずれも片面エンボスタイプとし、前記トレイ
のエンボス成形型は、その凹部(キャビティ)の形状を
30mm×50mm,深さ3.5mmとした。なお、前
記クロメート処理は、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、
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。 (2)リード線 リード線の材質は、アルミニウムおよびニッケルとし、
その巾は4mm、厚さは50μmとした。 (3)略称 以下の説明に用いる略称は次の通りである。 ・主要樹脂 PE:線状低密度ポリエチレン PEa:不飽和カルボン酸で変性された線状低密度ポリ
エチレン PP:エチレンとプロピレンとの共重合体 PPa:不飽和カルボン酸で変性されたエチレンとプロ
ピレンとの共重合体 TPX:4−メチル−1−ペンテン単独重合体 TPXブレンド:TPXに他の樹脂{()内}をブレン
ド TPXa:不飽和カルボン酸グラフト変性された4−メ
チル−1−ペンテン重合体 TPXaブレンド:TPXaに他の樹脂{()内}をブ
レンド TPX共重合体:4−メチル−1−ペンテン単独重合体
とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭素
数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペン
テンは除く)との共重合体 TPX共重合体a:4−メチル−1−ペンテン単独重合
体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンなどの炭
素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−1−ペ
ンテンは除く)とを共重合させたものを不飽和カルボン
酸でグラフト変性した樹脂 TPX共重合体aブレンド:TPX共重合体aに他の樹
脂{()内}をブレンド ブレンド樹脂 EP:エチレンとプロピレンとの共重
合体 EB:エチレンとブテンとの共重合体 ・TPXと共重合されるα・オレフィン TPX−E:エチレン TPX−B:1―ブテン ・ブレンド樹脂 EP:エチレンとプロピレンとの共重合体 PB:プロピレンとブテンとの共重合体 EB:エチレンとブテンとの共重合体 TPX−E共重合体:TPXとエチレンとの共重合体 TPX−B共重合体:TPXと1―ブテンとの共重合体 TPX−O共重合体:TPXと1―オクタンとの共重合
体 TPX−E共重合体a:TPXとエチレンとの共重合体
を不飽和カルボン酸でグラフト変性した樹脂 TPX−O共重合体a:TPXと1―オクタンとの共重
合体不飽和カルボン酸でグラフト変性した樹脂 (4)多層の標記 シーラント層の標記は、リード線耐熱樹脂層を中心層と
てバリア層側の層をS層、リード線側をM層とし、また
耐熱樹脂層を多層とする場合はS層側からリード線側の
順に記載する。 (5)シーラント層の製造方法 シーラントを多層とする製造方法すべて共押出し製膜法
を用いた。 [実施例1]外装体をパウチタイプとし、アルミニウム
の化成処理を施した面に、シーラント層フィルムをドラ
イラミネートして積層体とし、得られた積層体を用いて
実施例1の外装体を作成した。シーラント層フィルム
は、S層がPP(厚さ10μm)、TPXa(厚さ10
μm)、M層がPP(厚さ10μm)の3層構成とし
た。密封シールの際に、PPa(厚さ30μm)のリー
ド線用フィルムを用いた。 [実施例2]外装体をパウチタイプとし、アルミニウム
の化成処理に接着樹脂としてPEa(厚さ15μm)を
押出して、シーラント層フィルムをサンドイッチラミネ
ートした後、これをPEaの軟化点以上の温度になるよ
うに加熱して得られた積層体を用いて実施例2の外装体
を作成した。シーラント層フィルムは、S層がPE(厚
さ20μm)、TPXaブレンド(PEとEB)(厚さ
20μm)、M層がPE(5μm)の3層構成とした。
密封シールの際に、PEa(厚さ30μm)のリード線
用フィルムを用いた。 [実施例3]外装体をパウチタイプとし、アルミニウム
の化成処理を施した面を、PPaの軟化点以上に加熱し
て、シーラント層樹脂を共押出ラミネートして得られた
積層体を用いて実施例3の外装体を作成した。シーラン
ト層樹脂は、S層がPPa(5μm),耐熱樹脂層がと
TPXブレンド(PB)(5μm)とTPXa(10μ
m)とTPXブレンド(PB)(5μm)の3層、M層
がPPa(厚さ5μm)の5層構成とした。 [実施例4]外装体をエンボスタイプとし、アルミニウ
ムの化成処理を施した面に、接着樹脂のPPa(厚さ1
5μm)を押出し、シーラント層フィルムをサンドイッ
チラミネートし、得られた1次積層体を、PPaの軟化
点以上に加熱した後、得られた2次積層体をエンボス成
形してトレイを成形した。成形しない2次積層体を蓋体
として実施例4の外装体とした。シーラント層フィルム
は、S層がPP(厚さ20μm)とTPX−O共重合体
aブレンド(PBとPP)(厚さ15μm)、M層がP
P(5μm)の3層構成とした。密封シールの際に、P
Pa(厚さ30μm)のリード線用フィルムを用いた。 [実施例5]外装体をエンボスタイプとし、アルミニウ
ムの化成処理を施した面に、シーラント層フィルムを熱
ラミネートして得られた積層体をエンボス成形してトレ
イを成形した。成形しない積層体を蓋体として実施例5
の外装体とした。シーラント層フィルムは、S層をPP
a(厚さ5μm)、TPXaブレンド(TPXaとTP
X)(20μm)、M層がPP(厚さ5μm)の3層構
成とした。 [実施例6]外装体をエンボスタイプとし、アルミニウ
ムの化成処理を施した面を、接着樹脂のPEaの軟化点
以上に加熱してシーラント層樹脂とを共押出ラミネート
して得られた積層体をエンボス成形してトレイを成形し
た。成形しない積層体を蓋体として実施例6の外装体と
した。シーラント層樹脂は、S層がPEa(厚さ5μ
m)、TPX共重合体ブレンド(EB)(厚さ5μm)
とTPX−E共重合体a(厚さ10μm)とTPX共重
合体ブレンド(EB)(厚さ5μm)、M層がPEa
(厚さ5μm)の5層構成とした。
【0043】[比較例1]外装体をエンボスタイプと
し、アルミニウムの化成処理を施した面に、接着樹脂の
PPa(厚さ15μm)を押出してシーラント層フィル
ムをサンドイッチラミネートして得られた1積層体を、
PPaの軟化点以上に加熱した後、得られた2次積層体
をエンボス成形してトレイを成形した。成形しない積層
体を蓋体として比較例1の外装体とした。シーラント層
フィルムはPP(厚さ30μm)の単層とした。密封シ
ールの際に、PPa(厚さ30μm)のリード線用フィ
ルムを用いた。 [比較例2]外装体をエンボスタイプとし、アルミニウ
ムの化成処理を施した面に、接着樹脂のPPa(厚さ1
5μm)を押出してシーラント層フィルムをサンドイッ
チラミネートして得られた1積層体を、PPaの軟化点
以上に加熱した後、得られた2次積層体をエンボス成形
してトレイを成形した。成形しない積層体を蓋体として
比較例2の外装体とした。シーラント層フィルムは、S
層がPP(厚さ10μm)、M層がTPX共重合体aブ
レンド(EP)(厚さ20μm)の2層とした。密封シ
ールの際に、PPa(厚さ30μm)のリード線用フィ
ルムを用いた。 [比較例3]外装体をパウチタイプとし、アルミニウム
(厚さ40μm)に化成処理を施さず、アルミニウムの
一方の面に延伸ナイロンフィルム(厚さ25μm)をド
ライラミネートし、アルミニウムの他の面をPEaの軟
化点以上に加熱してシーラント層樹脂を共押出ラミネー
トして得られた積層体を用いて比較例3の外装体を作成
した。シーラント層樹脂は、S層がPEa(厚さ5μ
m)、TPXブレンド(EB)(厚さ5μm)とTPX
−共重合体a(厚さ10μm)とTPXブレンド(E
B)(厚さ5μm)、M層がPEa(厚さ5μm)の5
層構成とした。
【0044】<評価方法> (1)モレ 外装体に電解液を充填後、60℃、90%RHの条件に
7日間保存した時のリード線のヒートシール部分からの
漏れを確認した。 電解液:1M LiPF6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。 (2)ヒートシールによる短絡の確認 190℃、1.0MPa、3.0秒の条件で密封シール
後、リード線とバリア層との間における通電(短絡)の
有無により判定した。 (3)ヒートシール品の耐熱短絡 190℃、1.0MPa、3.0秒の条件で密封シール
したものを、160℃2時間保存後、リード線とバリア
層との間における通電(短絡)の有無により判定した。 (4)デラミネーションの確認 外装体に電解液を充填後、85℃、24時間保存し、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。 電解液:1M LiPF6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。
【0045】<結果>実施例1〜実施例6は、いずれ
も、漏れ、ヒートシール時の短絡、耐熱短絡、ヒートシ
ール後の耐熱短絡、デラミネーションはなかった。しか
し、比較例1においては、漏れ、ヒートシール時の短絡
およびデラミネーションはなかったが、ニッケルリード
線において耐熱短絡の発生があった。比較例2において
は、アルミニウム、ニッケルのいずれのリード線におい
てもヒートシールによる短絡およびデラミネーションは
なかったが、漏れの発生があった。比較例3において
は、漏れ、ヒートシールによる短絡および耐熱短絡はな
かったが、デラミネーションが発生した。
【0046】
【発明の効果】本発明の電池用包装材料のシーラント層
を、少なくとも不飽和カルボン酸でグラフト変性された
4−メチル−1−ペンテン系の重合体からなる耐熱樹脂
層を含む多層構成とすることによって、電池の密封シー
ルの際に、外装体のバリア層とリード線とが接触(ショ
ート)することがなくなり、安定した電池包装を可能と
した。
【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)積層構成を示した外装体、リード線用フィルム、
リード線の位置関係(片側)を説明する図、(b)ヒー
トシール後のリード線部の模式断面図である。
【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斜視図である。
【図4】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5】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6】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7】従来の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。
【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 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 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 バリア層とシーラント層との接着層(接着樹脂
層) 13d ドライラミネート層 13e 酸変性ポリオレフィンの押出層 13h 酸変性ポリオレフィンの塗布焼付け層 14 シーラント層 15 保護層 16 基材層とバリア層間の接着層 20 リード線用フィルムの積層体 21 シーラント側樹脂層 22 耐熱樹脂層 23 リード線側樹脂層 30 プレス成形部 31 オス型 32 メス型 33 キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 3/10 C09K 3/10 C 5H022 Z 5H027 H01G 13/00 321 H01G 13/00 321D 5H029 H01M 2/34 H01M 2/34 B 8/04 8/04 Z 10/40 10/40 Z (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) 4H017 AA04 AB02 AB07 AC02 AD01 AE04 4J002 BB05X BB14X BB17X BB21W BN05W GF00 GQ00 4J026 AA11 BA25 BA34 GA01 5E082 AB09 BC36 HH55 MM24 PP08 5H011 AA13 BB03 CC10 DD13 5H022 AA09 AA16 BB12 CC02 EE06 KK03 5H027 AA00 5H029 AJ12 BJ04 CJ05 DJ02 EJ12 HJ02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも基材層、接着層1、アルミニウ
    ム、接着層2、シーラント層から構成される電池の外装
    体に電池本体を収納し、外装体の周縁をヒートシールす
    る電池用包装材料であって、シーラント層が、少なくと
    も不飽和カルボン酸でグラフト変性された4−メチル−
    1−ペンテン系の重合体からなる耐熱樹脂層を含む多層
    構成であることを特徴とする電池用包装材料。
  2. 【請求項2】耐熱樹脂層が不飽和カルボン酸でグラフト
    変性された4−メチル−1−ペンテン単独重合体からな
    ることを特徴とする請求項1に記載の電池用包装材料。
  3. 【請求項3】耐熱樹脂層が不飽和カルボン酸でグラフト
    変性された4−メチル−1−ペンテン単独重合体に、
    (1)4−メチル−1−ペンテン単独重合体、4−メチ
    ル−1−ペンテン単独重合体とエチレン、プロピレン、
    ブテン、ヘキセンなどの炭素数が2〜20のα・オレフ
    ィン(4−メチル−1−ペンテンは除く)との共重合
    体、(2)α・オレフィン重合体、エチレンーα・オレ
    フィン共重合体、プロピレンとα・オレフィンとの共重
    合体、不飽和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフ
    ィン重合体およびα・オレフィンの共重合体、ブタジエ
    ンゴムから選択されるブレンド用樹脂の(1)または
    (2)に記載の少なくとも1つがブレンドされた樹脂で
    あることを特徴とする請求項1に記載の電池用包装材
    料。
  4. 【請求項4】耐熱樹脂層が4−メチル−1−ペンテン単
    独重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンな
    どの炭素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−
    1−ペンテンは除く)とを共重合させたものを不飽和カ
    ルボン酸でグラフト変性した樹脂であることを特徴とす
    る請求項1に記載の電池用包装材料。
  5. 【請求項5】耐熱樹脂層が4−メチル−1−ペンテン単
    独重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンな
    どの炭素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル−
    1−ペンテンは除く)とを共重合させたものを不飽和カ
    ルボン酸でグラフト変性した樹脂に、(1)4−メチル
    −1−ペンテン単独重合体、4−メチル−1−ペンテン
    単独重合体とエチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン
    などの炭素数が2〜20のα・オレフィン(4−メチル
    −1−ペンテンは除く)との共重合体、(2)α・オレ
    フィン重合体、エチレンーα・オレフィン共重合体、プ
    ロピレンとα・オレフィンとの共重合体、不飽和カルボ
    ン酸グラフト変性されたα・オレフィン重合体およびα
    ・オレフィンの共重合体、ブタジエンゴムから選択され
    るブレンド用樹脂の(1)または(2)に記載の少なく
    とも1つがブレンドされた樹脂であることを特徴とする
    請求項1に記載の電池用包装材料。
  6. 【請求項6】少なくとも耐熱樹脂層の一方の面が積層体
    のバリア層とラミネート可能な層であり、他の面がリー
    ド線側の層となる少なくとも3層からなることを特徴と
    する請求項1〜請求項5のいずれかに記載した電池用包
    装材料。
  7. 【請求項7】積層体のバリア層とラミネート可能な層
    が、(1)α・オレフィン重合体、(2)エチレンとα
    ・オレフィンとの共重合体、(3)プロピレンとα・オ
    レフィンとの共重合体、(4)不飽和カルボン酸グラフ
    ト変性されたα・オレフィン重合体およびα・オレフィ
    ンの共重合体、(5)エチレンとアクリル酸またはアク
    リル酸誘導体との共重合体、(6)エチレンとメタクリ
    ル酸またはメタクリル酸誘導体との共重合体、(7)金
    属イオン架橋されたα・オレフィン重合体またはエチレ
    ンとα・オレフィンとの共重合体、の中から選択される
    樹脂からなることを特徴とする請求項1〜請求項6のい
    ずれかに記載した電池用包装材料。
  8. 【請求項8】シーラントのリード線側の層が、(1)不
    飽和カルボン酸グラフト変性されたα・オレフィン重合
    体およびα・オレフィン共重合体(2)エチレンとアク
    リル酸またはアクリル酸誘導体との共重合体、(3)エ
    チレンとメタクリル酸またはメタクリル酸誘導体との共
    重合体、(4)金属イオン架橋されたα・オレフィン重
    合体またはエチレンとα・オレフィンとの共重合体
    (5)α・オレフィン重合体、(6)エチレンとα・オ
    レフィンとの共重合体、(7)プロピレンとα・オレフ
    ィンとの共重合体、の中から選択される樹脂からなるこ
    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。
  9. 【請求項9】少なくとも基材層、接着層、アルミニウ
    ム、化成処理層、シーラント層から構成される積層体を
    用いて形成した外装体に電池本体を挿入し、外装体周縁
    をヒートシールする際に、前記外装体とリード線との間
    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ことを特徴とす
    る請求項1〜請求項8のいずれかに記載した電池用包装
    材料。
  10. 【請求項10】セルとリード線からなる電池本体が、請
    求項1〜請求項9のいずれかに記載した電池用包装材料
    からなる外装体に封入され密封されていることを特徴と
    する電池。
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