JP2003236980A - 電池用銅部材およびそれを用いた電池とその包装材 - Google Patents

電池用銅部材およびそれを用いた電池とその包装材

Info

Publication number
JP2003236980A
JP2003236980A JP2002043889A JP2002043889A JP2003236980A JP 2003236980 A JP2003236980 A JP 2003236980A JP 2002043889 A JP2002043889 A JP 2002043889A JP 2002043889 A JP2002043889 A JP 2002043889A JP 2003236980 A JP2003236980 A JP 2003236980A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
copper
layer
terminal
copper member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002043889A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4139602B2 (ja
Inventor
Yuichi Hirai
裕一 平井
Rikiya Yamashita
力也 山下
Kazuki Yamada
一樹 山田
Masataka Okushita
正隆 奥下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2002043889A priority Critical patent/JP4139602B2/ja
Priority to US10/360,909 priority patent/US20030194608A1/en
Priority to KR1020030009431A priority patent/KR101002997B1/ko
Priority to DE10306961.5A priority patent/DE10306961B4/de
Priority to CNB031054358A priority patent/CN1265473C/zh
Publication of JP2003236980A publication Critical patent/JP2003236980A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4139602B2 publication Critical patent/JP4139602B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/571Methods or arrangements for affording protection against corrosion; Selection of materials therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557Plate-shaped terminals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/562Terminals characterised by the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/564Terminals characterised by their manufacturing process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2222/00Aspects relating to chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive medium
    • C23C2222/10Use of solutions containing trivalent chromium but free of hexavalent chromium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/46Bases; Cases
    • H01R13/52Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
    • H01R13/521Sealing between contact members and housing, e.g. sealing insert
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】電池用端子とし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接着安定性の
よい銅部材を提供する。 【解決手段】銅箔および銅板の表面にアミノ化フェノー
ル重合体、3価クロム化合物およびリン化合物の複合皮
膜層を形成し、該複合皮膜層はアミノ化フェノール重合
体が1〜200mg/m2、クロム付着量が0.5〜5
0mg/m2かつリン付着量が0.5〜5mg/m2から
なるものとし、複合皮膜層におけるアミノ化フェノール
重合体を1〜200mg/m2、クロム付着量を0.5
〜50mg/m2かつリン付着量を0.5〜5mg/m2
とするものである。

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
した密封性を示す電池用銅部材および、前記銅部材を端
子として用いた電池、銅部材を端子として用いた電池本
体の包装材料に関する。
【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もの、例
えば、リチウムイオン電池、リチウム電池、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。例えば、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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】また、電池本体は、蓄
電部と蓄電部から電流を取出す陰陽の端子とからなり、
前記端子は電池本体を外装体の中に収納して密封シール
する際に、外装体のヒートシール部に挟持された状態
で、銅部材からなる端子は外装体の最内層または接着性
フィルムと熱融着され、電池として密封シールされる。
このように、少なくとも一方の端子を銅部材とした電池
本体を外装体に挿入して密封シールをして長期保存した
場合、そのヒートシール部において銅部材からなる端子
部分において端子表面が、電池の電解液と水分との反応
により発生するフッ化水素によって腐食してヒートシー
ル部が剥離することがあった。本発明の目的は、電池用
端子とし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接着安定性のよい銅部材を提
供することである。
【0004】
【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、銅箔および銅板の表面にアミノ化フ
ェノール重合体、3価クロム化合物およびリン化合物の
複合皮膜層が形成されていることを特徴とする電池用端
子部材からなる。請求項2に記載した発明は、請求項1
に記載の複合皮膜層はアミノ化フェノール重合体が1〜
200mg/m2、クロム付着量が0.5〜50mg/
2かつリン付着量が0.5〜5mg/m2であることを
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に記載の銅箔および銅板で、複合
皮膜層を形成する前にアルカリ脱脂処理を施したことを
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に記載の銅箔および銅板で、複合
皮膜層を形成する前に酸洗処理を施したことを特徴とす
るものである。請求項5に記載した発明は、請求項1ま
たは請求項2に記載の銅箔および銅板で、複合皮膜層を
形成する前にアルカリ脱脂処理を施し、さらに酸洗処理
を施し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、少なくとも一方の端子が請求項1〜請求項
5のいずれかに記載した電池用銅部材からなることを特
徴とする端子からなる。請求項7に記載した発明は、少
なくとも一方の端子が請求項1〜請求項5のいずれかに
記載した電池用銅部材からなる電池本体を包装すること
を特徴とする電池用包装材料からなる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明は、電池の少なくとも一方
の端子として銅箔または銅板を用いる場合に耐食性に優
れた銅部材とする技術を提供するもので、以下、リチウ
ムイオン電池を例として、図等を用いて詳細に説明す
る。
【0006】図1は、本発明の電池用銅部材を端子とし
て用いた実施例を示す、(a)電池本体の斜視図、
(b)X1−X1部の断面図、(c)Y1部の拡大図であ
る。図2は、本発明の電池用銅部材を端子として用いた
電池本体とその外装体による包装を説明する図で、
(a)電池本体の斜視図、(b)端子部に接着性フィル
ムを仮着させた電池本体の斜視図、(c)密封包装され
た電池の斜視図、(d)X2−X2部断面図、(e)X3
−X3部断面図である。図3は、包装材料を形成する積
層体の実施例を示す断面図であり、(a)銅箔の片面に
複合皮膜層を設けたもの、(b)銅箔の両面に複合皮膜
層を設けたものを示す。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、電
池用包装材料と端子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。
【0007】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4に示すよ
うなパウチタイプ、また、図5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。金属である端子部は、リチウムイオン電池用包
装材料の最内層14の金属接着性フィルムと熱融着され
る。前記最内層14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6を介し、
端子と前記最内層とは熱融着される。端子4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、端子4と該端子に融着さ
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。リチウムイオン電池の端
子としては、厚さが8μm〜5mm、 巾 が4〜20m
m程度であって、その材質としては、 AL、Cu(N
iメッキを含む)およびNi等である。
【0008】前記、端子の材質のうち、ニッケルは、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り、各種の耐
食性処理がほどこされている。ところが、銅は、比較的
腐食される危険性が少ないと考えられていたが、長期に
わたる使用においては、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:H
F)によりアルミニウム同様の腐食がおこり、包材との
接着面の剥離により密封性を失うおそれがあった。
【0009】本発明において、銅部材からなる端子に複
合皮膜層を形成とする場合には、使用可能な断面形状と
したループ状または所定長さに切断した銅部材(銅板)
の表面を後述するいずれかの方法によって前処理してか
ら複合皮膜層を形成する。銅部材に複合皮膜層を形成し
た状態は、図1(c)に示すように、端子材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であ
って、表裏面および側面に複合皮膜層4Rを形成する。
【0010】銅箔または銅板の表面には、オイルの付着
あるいは、銅の酸化物が形成されていることが多い。そ
して、そのまま複合皮膜層を形成すると、銅板端子の場
合には接着性フィルムまたは外装体の最内層としての金
属接着性樹脂層との接着性が不安定となる。その結果、
長期にわたる保管において端子と端子部分の接着樹脂層
との間が剥離するおそれがあった。その対策として、銅
部材の表面に複合皮膜層を形成すること、該複合皮膜層
4Rの形成の前処理として、以下に述べる各種の前処理
を行うことによって、前記剥離またはデラミネーション
を防ぐことが可能となる。
【0011】前記前処理として、酸性物質を用いること
ができる。具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、クロム酸、
重クロム酸、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を用いることがで
きる。
【0012】また、前記前処理として、アルカリ性物質
を用いてもよい。具体的な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・10H2
O)、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
・SI2、水分10〜40%)、メタケイ曹(2NA2
O・SI2・9H2O)、一号ケイ曹(Na2O・2SI
2、水分42〜44%)、二号ケイ曹(Na2O・3S
I2、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(Na4
27)、第二リン酸ソーダ(Na2HPO4)、ヘキサ
メタリン酸ソーダ{(NaPO36}、第三リン酸ソー
ダ(Na3PO4)、トリポリリン酸ソーダ(Na53
10)等のリン酸塩類を用いることができる。
【0013】銅箔または銅板の表面に複合皮膜層を形成
する前に行う処理として、アルカリ脱脂、水洗をした
後、酸洗、水洗により銅箔または銅板の表面への複合皮
膜層の形成を確実にすることが望ましく、用いるアルカ
リおよび酸は前述の各物質を用いることができる。
【0014】複合皮膜層形成の前処理は、前記の酸ある
いはアルカリ物質の水溶液を用意して、該水溶液中に銅
箔または銅板を浸漬、または、前記水溶液を銅箔または
銅板の表面にスプレイ、あるいはロールコート等の方法
でコートした後、水洗いして銅表面を清浄にした後乾燥
して、ただちに複合皮膜層を形成する。
【0015】脱脂処理後の端子材への複合皮膜層を形成
する方法は、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端子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/
2程度が望ましい。更に各成分別としては、前記複合
皮膜層は、アミノ化フェノール重合体が1〜200mg
/m2、クロム付着量が0.5〜50mg/m2かつリン
付着量が0.5〜5mg/m2からなることが望まし
い。
【0016】少なくとも、電池の一方の端子4に、本発
明の電池用銅部材を用いる場合の外装体5を構成する積
層体10について説明する。前記積層体10は、図3
(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、バリア層とシー
ラント層14とをドライラミネート法13dにより積層
しても良いし、また、図3(b)に示すように、バリア
層12とヒートシール層14とを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13
eでラミネートして積層してもよい。
【0017】最外層11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
6,10、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)
等が挙げられる。
【0018】前記最外層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、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。
【0019】前記最外層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11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、12〜25
μm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)
【0020】リチウムイオン電池用包装材料の積層体1
0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。
【0021】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、ニッケル等の金
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1
2として好ましくは厚さが20〜80μmのアルミニウ
ム箔である。
【0022】バリア層12としてアルミニウム箔を用い
る場合に、少なくともアルミニウム箔のシーラントとの
ラミネート面側に化成処理を施すことによって、外装体
として満足できる積層体とすることができる。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12Sを
形成することによって電池の電解液と水分との反応によ
つて生成するフッ化水素によるアルミニウム表面の溶
解、腐食を防止できる。図3(a)は、バリア層のシー
ラント層側に化成処理層12Sを設けた例を示し、図3
(b)は、バリア層の両面に化成処理層12S(1)お
よび12S(2)を設けた例を示す。
【0023】本発明の電池用銅部材からなる端子4(C
u)を有する電池本体2を包装する外装体5の最内層1
4は、最内層14同士がヒートシール性を有するととも
に、前記銅部材からなる端子4(Cu)を含めて、端子
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10μm以上、好ましくは20〜100μmで
あって融点80℃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。
【0024】最内層14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、図6に示すように、電極4と前記外装体10(実際
には最内層14)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接着性フィルム6(厚さ15μm
以上)を用いることによって、端子4と外装体5とが完
全に接着され、密封性を確保することができる。端子部
4への接着性フィルム6のセット方法は、図6(a)、
図6(b)および図6(c)に示すように、端子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6(d)、図6(e)および
図6(f)に示すように、接着性フィルム6を端子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変性ポリオレフィ
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。
【0025】前記不飽和カルボン酸グラフト変性ポリオ
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
ト変性ポリマーは、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。
【0026】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。
【0027】本発明の電池用銅部材を用いる電池におい
て外装体5に用いる積層体10の最外層11、バリア層
12、最内層14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。ま
た、各層には、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。
【0028】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。
【0029】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、ポリエーテル系、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変性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。
【0030】
【実施例】本発明の電池用銅部材およびそれを用いた電
池とその包装材について、実施例により説明する。以
下、実施例、比較例ともに、外装体を形成する積層体の
構成は、 ON25/DL/AL40/PPa15/CPP30 とした。[略号 ON:2軸延伸ナイロンフィルム、D
L:ドライラミネート、ALアルミニウム箔、PPa:
不飽和カルボン酸グラフト変性プロピレン、CPPポリ
プロピレン、略号の後の数字は、それぞれの層の厚さμ
mを示す] また、外装体と端子間に介在させた接着性フィルムとし
ては、PPa100μmを用いた。 [実施例1]端子1を銅、端子2をアルミニウムとし、
いずれも、4mm巾、100μmの厚さのものを用い
た。端子1は、アルカリ脱脂、水洗をし、クロム酸洗、
水洗の後、各成分が、以下の各付着量からなる複合皮膜
層を形成した。 1)アミノ化フェノール重合体 10mg/m2 2)クロム付着量 5mg/m2 3)リン付着量 1mg/m2 端子2についても同様に複合皮膜層を形成したがその各
成分の付着量は以下の通りであった。 1)アミノ化フェノール重合体 15mg/m2 2)クロム付着量 2mg/m2 3)リン付着量 1.5mg/m2 得られた端子1、2をセルに装着して電池本体とし、該
電池本体を、前記積層体からなるピロー形式の外装体に
挿入し、端子を含まない1辺を未シールとし、端子のヒ
ートシール部に接着性フィルムを介在させてヒートシー
ルして検体電池とした。
【0031】[比較例1]端子1(銅)を未処理とした
以外は実施例と同じ条件によって検体電池とした。 <評価方法>
【0032】前記のようにして得られた各検体電池の端
子部を下にして静置し、前記未シール部から外装体の中
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、未
シール部をシールし密閉して、85℃、30日間の保存
テストを行い、端子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>
【0033】実施例は、漏れはなく、端子1の銅、端子
2のアルミニウムともに密封性は良好であった。比較例
1は、50検体中、30検体において、端子1(銅)か
ら液漏れがあった。
【0034】
【発明の効果】電池の少なくとも一方の端子として銅箔
や銅板を用いる場合に、本発明によって銅の表面を前処
理した後複合皮膜を形成することによって、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酸による端
子表面での腐食、溶解を防止でき電池としての性能を長
期に亘って維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池用銅部材を端子として用いた実施
例を示す、(a)電池本体の斜視図、(b)X1−X1
の断面図、(c)Y1部の拡大図である。
【図2】本発明の電池用銅部材を端子として用いた電池
本体とその外装体による包装を説明する図で、(a)電
池本体の斜視図、(b)端子部に接着性フィルムを仮着
させた電池本体の斜視図、(c)密封包装された電池の
斜視図、(d)X2−X2部断面図、(e)X3−X3部断
面図である。
【図3】包装材料を形成する積層体の実施例を示す断面
図であり、(a)アルミニウム箔の片面に化成処理層を
設けたもの、(b)アルミニウム箔の両面に化成処理層
を設けたものを示す。
【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】電池用包装材料と端子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 電池 2 電池本体 3 セル(蓄電部) 4 端子(電極) 4M 銅材 4R 複合皮膜層 5 外装体 5h ヒートシール部 5fh フィンシール部 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 12S化成処理層 13 接着層 13d ドライラミネート層 13e 接着樹脂層 14 ヒートシール層
───────────────────────────────────────────────────── 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内 (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) 4F100 AB17A AB33A AH08B AH10B AK33B BA02 BA07 GB41 JD01 YY00B 4K026 AA06 AA22 BA03 BA06 BB08 CA16 CA19 CA26 CA39 DA02 DA03 DA06 DA11 DA15 EA07 EA10 EA12 5H011 AA17 CC10 5H022 AA09 BB12 BB22 CC03 EE01 EE03 EE06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銅箔および銅板の表面にアミノ化フェノー
    ル重合体、3価クロム化合物およびリン化合物の複合皮
    膜層が形成されていることを特徴とする電池用銅材。
  2. 【請求項2】前記複合皮膜層はアミノ化フェノール重合
    体が1〜200mg/m2、クロム付着量が0.5〜5
    0mg/m2かつリン付着量が0.5〜5mg/m2であ
    ることを特徴とする請求項1に記載した電池用銅部材。
  3. 【請求項3】前記銅箔および銅板で、複合皮膜層を形成
    する前にアルカリ脱脂処理を施したことを特徴とする請
    求項1または請求項2のいずれかに記載した電池用銅部
    材。
  4. 【請求項4】前記複合皮膜層を形成する前に酸洗処理を
    施したことを特徴とする請求項1または請求項2のいず
    れかに記載した電池用銅部材。
  5. 【請求項5】前記複合皮膜層を形成する前にアルカリ脱
    脂処理を施し、さらに酸洗処理を施したことを特徴とす
    る請求項1または請求項2のいずれかに記載した電池用
    銅部材。
  6. 【請求項6】少なくとも一方の端子が請求項1〜請求項
    5のいずれかに記載した電池用銅部材からなることを特
    徴とする端子。
  7. 【請求項7】少なくとも一方の端子が請求項1〜請求項
    5のいずれかに記載した電池用銅部材からなる電池本体
    を包装することを特徴とする電池用包装材料。
JP2002043889A 2002-02-20 2002-02-20 電池用銅部材およびそれを用いた端子および電池 Expired - Fee Related JP4139602B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002043889A JP4139602B2 (ja) 2002-02-20 2002-02-20 電池用銅部材およびそれを用いた端子および電池
US10/360,909 US20030194608A1 (en) 2002-02-20 2003-02-07 Copper member for battery
KR1020030009431A KR101002997B1 (ko) 2002-02-20 2003-02-14 배터리용 구리 부재
DE10306961.5A DE10306961B4 (de) 2002-02-20 2003-02-19 Kupferelement für eine Batterie, Batterieanschluss und Batterie
CNB031054358A CN1265473C (zh) 2002-02-20 2003-02-20 电池用铜元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002043889A JP4139602B2 (ja) 2002-02-20 2002-02-20 電池用銅部材およびそれを用いた端子および電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003236980A true JP2003236980A (ja) 2003-08-26
JP4139602B2 JP4139602B2 (ja) 2008-08-27

Family

ID=27655273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002043889A Expired - Fee Related JP4139602B2 (ja) 2002-02-20 2002-02-20 電池用銅部材およびそれを用いた端子および電池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20030194608A1 (ja)
JP (1) JP4139602B2 (ja)
KR (1) KR101002997B1 (ja)
CN (1) CN1265473C (ja)
DE (1) DE10306961B4 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009087751A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Dainippon Printing Co Ltd 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP2010108901A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Dainippon Printing Co Ltd 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP2016072157A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 大日本印刷株式会社 電池用金属端子
WO2022153399A1 (ja) * 2021-01-13 2022-07-21 住友電気工業株式会社 リード線、電力貯蔵デバイスおよびリード線の製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10361360A1 (de) * 2003-12-18 2005-07-14 Varta Microbattery Gmbh Galvanisches Element
US20090081532A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 David Aaron Kaplin Electrochemical cell with improved internal contact
JP5351012B2 (ja) * 2007-04-20 2013-11-27 Jx日鉱日石金属株式会社 リチウム二次電池用電解銅箔及び該銅箔の製造方法
US20100178559A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Ou Mao Nickel-copper clad tabs for rechargeable battery electrodes and methods of manufacturing
CN106098979B (zh) * 2009-05-20 2020-01-17 江森自控帅福得先进能源动力系统有限责任公司 锂离子电池模块
RU2592786C2 (ru) 2009-11-09 2016-07-27 Энердел, Инк. Расширяемый аккумуляторный модуль
DE102010032414A1 (de) * 2010-07-27 2012-02-02 Ads-Tec Gmbh Pouchzelle mit Ableitern
US8962179B2 (en) * 2010-08-30 2015-02-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
CN102514841B (zh) * 2011-12-29 2013-10-30 天津市捷威动力工业有限公司 一种锂离子电池物料密闭储存装置
DE102014007715B4 (de) * 2014-05-28 2018-06-07 Chemetall Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Sandwichstruktur, die hiermit hergestellte Sandwichstruktur und ihre Verwendung
TWI584516B (zh) * 2016-02-26 2017-05-21 有量科技股份有限公司 鋰電池芯結構及其製法
US10673178B1 (en) * 2016-03-07 2020-06-02 Autonetworks Technologies, Ltd. Terminal block
JP6805422B2 (ja) * 2016-03-08 2020-12-23 株式会社電通 装置、プログラム及び情報処理方法
CN107123773B (zh) * 2017-03-25 2019-12-27 南通卓尔机电有限公司 一种锂电池铜排复合材料及其制作方法
KR102489805B1 (ko) * 2021-12-29 2023-01-19 한국기초과학지원연구원 금속 박 표면 개질을 위한 코팅용 용액 및 이의 제조방법
KR102547075B1 (ko) * 2022-12-05 2023-06-23 율촌화학 주식회사 내식성이 개선된 셀 타입 전지 파우치용 적층 구조체 및 이를 이용한 파우치형 이차전지

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3539756B2 (ja) * 1994-04-15 2004-07-07 日本パーカライジング株式会社 金属材料表面処理用重合体組成物および処理方法
JPH11229156A (ja) 1998-02-18 1999-08-24 Nippon Parkerizing Co Ltd アルミニウム合金製処理缶およびその処理方法
TW523948B (en) * 2000-04-19 2003-03-11 Dainippon Printing Co Ltd Battery, tab of battery and method of manufacture thereof
JP4761610B2 (ja) * 2000-07-07 2011-08-31 株式会社東芝 電池
DK1359631T3 (da) * 2001-02-06 2006-04-03 Dainippon Printing Co Ltd Laminat til anvendelse som armering af celle og sekundær celle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009087751A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Dainippon Printing Co Ltd 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP2010108901A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Dainippon Printing Co Ltd 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP2016072157A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 大日本印刷株式会社 電池用金属端子
WO2022153399A1 (ja) * 2021-01-13 2022-07-21 住友電気工業株式会社 リード線、電力貯蔵デバイスおよびリード線の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE10306961B4 (de) 2014-09-18
US20030194608A1 (en) 2003-10-16
KR101002997B1 (ko) 2010-12-21
KR20030069824A (ko) 2003-08-27
JP4139602B2 (ja) 2008-08-27
DE10306961A1 (de) 2003-08-28
CN1440084A (zh) 2003-09-03
CN1265473C (zh) 2006-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4139602B2 (ja) 電池用銅部材およびそれを用いた端子および電池
KR100754052B1 (ko) 전지, 전지용 탭 및 그의 제조방법
CN100353584C (zh) 电池用包装材料、电池包装用袋体及其制造方法
JP4440376B2 (ja) ポリマー電池用包装材料
JP5082170B2 (ja) リチウムイオン電池タブ
JP2001202927A (ja) ポリマー電池用包装材料およびその製造方法
JP2007095654A (ja) リチウムイオン電池
CN101159320A (zh) 电池用包装材料
JP2007095406A (ja) リチウムイオン電池タブ及びその製造方法並びにそれを用いたリチウムイオン電池
JP2003247079A (ja) 電池用ニッケル部材およびそれを用いた電池とその包材
JP2007095426A (ja) リチウムイオン電池
JP5593628B2 (ja) 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP2007095423A (ja) リチウムイオン電池タブ及びその製造方法並びにそれを用いたリチウムイオン電池
JP2001006631A (ja) 電池外装用積層体
JP2001172779A (ja) ポリマー電池用包装材料の製造方法
JP5135974B2 (ja) 電池タブの製造方法と電池タブ及びそれを備えるフープ材
JP5109215B2 (ja) 焼付け樹脂皮膜を設けたリード線およびそれを用いた電池
JP2001059181A (ja) 表面処理された金属箔
JP4954361B2 (ja) リチウムイオン電池
JP2001266811A (ja) ポリマー電池用包装材料およびその製造方法
JP2001035455A (ja) 積層体およびそれを用いたポリマー電池用包装材料
JP4668379B2 (ja) ポリマー電池用包装材料の製造方法
JP2001202928A (ja) ポリマー電池用包装材料およびその製造方法
JP4867063B2 (ja) ポリマー電池用包装材料
JP2002110109A (ja) 電池外装用積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4139602

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140613

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees