JP2009087749A - Flat type electrochemical cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安定した密封性を示す扁平型電気化学セルに関するものである。 The present invention relates to a flat electrochemical cell exhibiting stable sealing properties.
扁平型電気化学セルの一例であるリチウムイオン電池は、リチウム二次電池ともいわれ、液状、ゲル状および高分子ポリマー状の電解質を持ち、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。このリチウムイオン電池は、充電時には正極活物質であるリチウム遷移金属酸化物中のリチウム原子（Ｌｉ）がリチウムイオン（Ｌｉ+）となって負極の炭素層間に入り込み（インターカレーション）、放電時にはリチウムイオン（Ｌｉ+）が炭素層間から離脱（デインターカレーション）して正極に移動し、元のリチウム化合物となることにより充放電反応が進行する電池であり、ニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池より出力電圧が高く、高エネルギー密度である上、浅い放電と再充電を繰り返すことにより見掛け上の放電容量が低下する、いわゆるメモリー効果がないという優れた特長を有している。 A lithium ion battery, which is an example of a flat electrochemical cell, is also referred to as a lithium secondary battery, and has a liquid, gel-like, and polymer-like electrolyte, and includes positive and negative electrode active materials made of a polymer. . In this lithium ion battery, the lithium atom (Li) in the lithium transition metal oxide, which is the positive electrode active material, is charged as lithium ion (Li + ) during charging and enters the carbon layer of the negative electrode (intercalation). This is a battery in which charge / discharge reaction proceeds when ions (Li + ) are separated from the carbon layer (deintercalation) and move to the positive electrode to become the original lithium compound. From the nickel-cadmium battery and the nickel-hydrogen battery The output voltage is high, the energy density is high, and the apparent discharge capacity is reduced by repeating shallow discharge and recharging, so that there is no so-called memory effect.
また、リチウムイオン電池の構成は、一般的に正極集電材（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）で構成されるリチウムイオン電池本体（本発明の扁平型電気化学セル本体に相当する）及び、リチウムイオン電池本体を包装する包装材からなる。 In addition, the configuration of the lithium ion battery generally includes a positive electrode current collector (aluminum, nickel) / positive electrode active material layer (polymer positive electrode material such as metal oxide, carbon black, metal sulfide, electrolyte, polyacrylonitrile) / Electrolyte layer (carbonate electrolyte such as propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylene methyl carbonate, inorganic solid electrolyte composed of lithium salt, gel electrolyte, etc.) / Negative electrode active material layer (lithium metal, alloy, carbon, electrolyte, Lithium ion battery main body (corresponding to the flat electrochemical cell main body of the present invention) composed of a polymer negative electrode material such as polyacrylonitrile) / negative electrode current collector (copper, nickel, stainless steel) and a lithium ion battery main body are packaged Made of packaging material.
包装材は、柔軟性を有し形状を自由に設計することができることから基材層、金属箔層である金属層、熱接着性樹脂層を順次積層した積層体が、近年、包装材として好適に用いられる傾向にある。また、リチウムイオン電池本体の包装方法により、複数のタイプに分けることができる。図７は、袋状の包装材を用いるパウチタイプのリチウムイオン電池１０１の斜視図であり、図８は図７のリチウムイオン電池１０１を分解した状態を示す斜視図である。図７及び図８に示すように、パウチタイプのリチウムイオン電池１０１は、リチウムイオン電池本体１０２及び包装材１０５から構成されており、包装材１０５に収納されたリチウムイオン電池本体１０２は、その包装材周縁部１０５ｃを密封することにより包装材１０５内部に密封収納され、内部の防湿性が確保されている。
Since the packaging material is flexible and can be designed freely, a laminate in which a base material layer, a metal layer as a metal foil layer, and a heat-adhesive resin layer are sequentially laminated is suitable as a packaging material in recent years. Tend to be used. Moreover, according to the packaging method of a lithium ion battery main body, it can be divided into a plurality of types. FIG. 7 is a perspective view of a pouch-type
図９は、エンボスタイプのリチウムイオン電池１０１の斜視図であり、図１０は図９のリチウムイオン電池１０１を分解した状態を示す斜視図である。図９及び図１０に示すように、エンボスタイプのリチウムイオン電池１０１は、エンボス部が形成されたトレイ１０５ａとシート１０５ｂとから成る積層体を重ね合わせて包装材１０５が構成されている。また、トレイ１０５ａ内部にリチウムイオン電池本体１０２を収納し、シート１０５ｂでトレイ１０５ａを閉蓋し、包装材周縁部１０５ｃを重ね合わせて包装材周縁部１０５ｃをヒートシールすることでリチウムイオン電池本体１０２が包装材１０５内部に密封収納されている。なお、いずれのタイプの包装方法においても、リチウムイオン電池１０１はリチウムイオン電池本体１０２の電池タブ１０４が外側に突出した状態で包装材１０５に挟持されている。
FIG. 9 is a perspective view of an embossed type
図１１は図９のＣ−Ｃ’における包装材周縁部１０５ｃ周辺の断面図であり、図１２は図９のＤ−Ｄ’における電池タブ１０４の断面図である。図１１、図１２に示すように従来、包装材周縁部１０５ｃを熱接着する際、ヒートシール時の熱（シール熱）と加圧（シール圧）により包装材１０５を構成する熱接着性樹脂層１２１が包装材内部へ押出され薄肉となり、この薄肉となった部分は余分な負荷がかかりクラックが発生し易い。これにより、クラックから包装材内部の電解質が浸透し、金属箔層１２２と電解質が接触して、金属箔層１２２の絶縁性が低下するという問題があった。また、電池タブ１０４周辺においては、電池タブ１０４と金属箔層１２２が熱接着性樹脂層１２１の薄肉により、接触して短絡を起こすことがあった。
11 is a cross-sectional view of the periphery of the packaging material
また、図１３はプラスチックケース１５０内に収納したリチウムイオン電池１０１を示す斜視図である。図１３に示すように、通常、リチウムイオン電池１０１を外部からの衝撃から護るため、リチウムイオン電池１０１はプラスッチクケース１５０に収納して使用される。このとき、リチウムイオン電池１０１の体積当たりの熱容量を増加させ、容積効率の向上を図るため、ヒートシールした包装材周縁部１０５ｃを折り曲げてプラスチックケース１５０内に収納する。しかし、この折り曲げ工程において、ヒートシールした包装材周縁部１０５ｃの熱接着性樹脂層１２１が肉薄している場合、熱接着性樹脂層１２１に余分な負荷がかかりクラックが発生したり、熱接着性樹脂層１２１と金属箔層１２２の間にデラミネーションが発生し易くなる。そして、クラックまたはデラミネーションを通して包装材１０５内に密封収納された電解質が包装材１０５を構成する金属箔層１２２と接触し、金属箔層が通電することがある。このことにより、リチウムイオン電池１０１の出力が著しく低下することが問題となっていた。
FIG. 13 is a perspective view showing the
そこで、ヒートシール時に包装材周縁部１０５ｃの熱接着性樹脂層１２１が肉薄しないようにするため、従来、熱接着性樹脂層１２１を厚く設けたり、シール条件を制御してシール温度又はシール圧を下げたり、シール時間を短くする対策が講じられてきた。しかし、熱接着性樹脂層１２１を厚くした場合、包装材１０５の生産効率低下やコストアップにつながるため、十分な費用対効果が得られなかった。また、特許文献１、特許文献２では、包装材２０５の金属箔層２２２と熱接着性樹脂層２２１の間にＰＥＮ等の耐熱性樹脂層２２７を積層した積層体が提案されていた。しかし、金属箔層２２２と熱接着性樹脂層２２１の間に耐熱性樹脂層２２１を配した場合、金属箔層２２２と耐熱性樹脂層２２７との接着性低下につながり、デラミネーションが発生し易い。そして、このとき、包装材２０５を構成する金属箔層２２２と耐熱性樹脂層２２１間のデラミネーションにより、徐々に水蒸気が包装材２０５内部に浸入し、電解質と反応してフッ化水素酸が生成される等、ラミネート強度の低下が問題となっていた。特に、包装材２０５をプレス成形してエンボス部を成形する際、金属箔層２２２と耐熱性樹脂層２２１の成形性が異なるため金属箔層２２２と耐熱性樹脂層２２１間でデラミネーションが発生し易く、これらの包装材２０５は加工性に優れないという問題点があった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、包装材の積層構成に関係なく、ヒートシール時の熱接着性樹脂層の肉薄に起因する包装材の絶縁性低下を防止し、長期間の使用においても密封性が確保される耐久性、安全性の高いリチウムイオン電池等の扁平型電気化学セルを提供することにある。 Therefore, in view of the above problems, the present invention prevents the insulation of the packaging material from being lowered due to the thinness of the heat-adhesive resin layer at the time of heat sealing, regardless of the laminated structure of the packaging material. An object of the present invention is to provide a flat electrochemical cell such as a lithium ion battery having a high durability and a high level of safety that ensures sealing performance.
上記目的を達成するために、本発明の扁平型電気化学セルは、基材層と、金属箔層と、熱接着性樹脂層とが、少なくとも順次積層された積層体を重ね合わせて形成される包装材内部に、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、前記正極及び負極間に充填される電解質と、を含む扁平型電気化学セル本体を収納し、前記包装材の周縁部を熱接着して、前記扁平型電気化学セル本体を前記包装材内部に密封収納する扁平型電気化学セルにおいて、前記包装材の周縁部に絶縁性フィルムを介在させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the flat electrochemical cell of the present invention is formed by laminating a laminate in which a base material layer, a metal foil layer, and a thermoadhesive resin layer are at least sequentially laminated. A flat electrochemical cell including a positive electrode composed of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode composed of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode inside the packaging material In a flat electrochemical cell that houses a main body, thermally bonds a peripheral edge of the packaging material, and seals and stores the flat electrochemical cell main body inside the packaging material, an insulating film is formed on the peripheral edge of the packaging material. It is characterized by interposing.
この構成により、重ね合わされた熱接着性樹脂層の間に絶縁性フィルムが介在されているため、ヒートシールのシール熱とシール圧により包装材内部へ押出され薄肉となり、この薄肉となった熱接着性樹脂層に余分な負荷がかかりクラックが発生しても、クラックから包装材内部の電解質が浸透し、金属箔層と電解質が接触するのを絶縁性フィルムがブロックすることができる。これにより、金属箔層と電解質の接触による金属箔層の絶縁性低下を防止することができる。また、積層体を重ね合わせる際に、絶縁性フィルムを介在させる構成により、包装材の積層構成に関係なく包装材周縁部の熱接着性及び密封性を向上させることができる。したがって、本発明に係る絶縁性フィルムが包装材のプレス成形性などに影響を与えることもない。 With this configuration, an insulating film is interposed between the heat-adhesive resin layers that are superimposed, so that the heat-sealing heat and pressure of the heat seal are pushed into the packaging material to make it thin. Even if an excessive load is applied to the conductive resin layer and a crack occurs, the insulating film can block the electrolyte inside the packaging material from penetrating the crack and contacting the metal foil layer and the electrolyte. Thereby, the insulation fall of the metal foil layer by the contact of a metal foil layer and electrolyte can be prevented. In addition, when the laminates are overlapped, the thermal adhesiveness and the sealing performance of the peripheral portion of the packaging material can be improved by the configuration in which the insulating film is interposed, regardless of the laminated configuration of the packaging material. Therefore, the insulating film according to the present invention does not affect the press moldability of the packaging material.
また、ヒートシールした包装材周縁部を折り曲げた場合においても、絶縁性フィルムが介在されているため、熱接着性樹脂層にクラック及び熱接着性樹脂層と金属箔層のデラミネーションが発生し難い。したがって、クラックを通して包装材内に密封収納された電解質が包装材を構成する金属箔層と接触し、金属箔層が通電することを防ぐことができる。 Even when the heat-sealed peripheral edge of the packaging material is folded, since the insulating film is interposed, cracks in the heat-adhesive resin layer and delamination of the heat-adhesive resin layer and the metal foil layer are unlikely to occur. . Therefore, it is possible to prevent the electrolyte sealed and accommodated in the packaging material through the cracks from coming into contact with the metal foil layer constituting the packaging material and energizing the metal foil layer.
また本発明は、上記構成の扁平型電気化学セルにおいて、前記絶縁性フィルムが単層のポリオレフィンフィルムであることを特徴とする。この構成によると、ポリオレフィンフィルム自体も熱接着性を有するため、ヒートシールにより、ポリオレフィンフィルムと熱接着性樹脂層とが強く熱接着し、重ね合わせた積層体間の接着強度がより増す。このため、包装材周縁部における内部密封性がいっそう向上する。また、熱接着性樹脂層が肉薄した場合でも、重ね合わされた熱接着性樹脂層の間に介在されたポリオレフィンフィルムの厚みにより、薄肉となった熱接着性樹脂層に余分な負荷がかかりクラックが発生した場合でも、クラックから包装材内部の電解質が浸透し、金属箔層と電解質が接触するのを防ぐことができる。また、積層体を重ね合わせる際に、ポリオレフィンフィルムを介在させる構成により、包装材の積層構成に関係なく包装材周縁部の熱接着性及び密封性を向上させることができる。したがって、本発明に係る絶縁性フィルムが包装材のプレス成形性などに影響を与えることもない。 According to the present invention, in the flat electrochemical cell configured as described above, the insulating film is a single-layer polyolefin film. According to this configuration, since the polyolefin film itself also has thermal adhesiveness, the polyolefin film and the thermal adhesive resin layer are strongly thermally bonded by heat sealing, and the adhesive strength between the stacked laminates is further increased. For this reason, the internal sealing performance in the peripheral portion of the packaging material is further improved. In addition, even when the heat-adhesive resin layer is thin, due to the thickness of the polyolefin film interposed between the laminated heat-adhesive resin layers, an extra load is applied to the thin heat-adhesive resin layer, causing cracks. Even if it occurs, it is possible to prevent the electrolyte inside the packaging material from penetrating from the cracks and contact the metal foil layer and the electrolyte. Moreover, when laminating | stacking a laminated body, the thermal adhesiveness and sealing performance of a packaging material peripheral part can be improved irrespective of the laminated structure of a packaging material by the structure which interposes a polyolefin film. Therefore, the insulating film according to the present invention does not affect the press moldability of the packaging material.
また、ヒートシールした包装材周縁部を折り曲げた場合においても、ポリオレフィンフィルムが介在されているため、熱接着性樹脂層にクラック及び熱接着性樹脂層と金属箔層のデラミネーションが発生し難い。したがって、クラックを通して包装材内に密封収納された電解質が包装材を構成する金属箔層と接触し、金属箔層が通電することを防ぐことができる。 Moreover, even when the heat-sealed packaging material peripheral part is bent, since the polyolefin film is interposed, cracks and delamination of the heat-adhesive resin layer and the metal foil layer hardly occur in the heat-adhesive resin layer. Therefore, it is possible to prevent the electrolyte sealed and accommodated in the packaging material through the cracks from coming into contact with the metal foil layer constituting the packaging material and energizing the metal foil layer.
また本発明は、上記構成の扁平型電気化学セルにおいて、前記絶縁性フィルムが樹脂フィルムの両面にポリオレフィンフィルムを備え、前記樹脂フィルムが前記ポリオレフィンフィルムより高融点であることを特徴とする。この構成によると、ポリオレフィンフィルム自体が熱接着性を有するため、ヒートシールにより絶縁性フィルムの両面に設けられたポリオレフィンフィルムが熱接着性樹脂層と熱接着し、積層体間の接着強度がより増す。このため、包装材周縁部における内部密封性がいっそう向上する。また、熱接着性樹脂層が肉薄した場合でも、重ね合わされた熱接着性樹脂層の間に介在された絶縁性フィルムの厚み分、薄肉となった熱接着性樹脂層に余分な負荷がかかりクラックが発生した場合でも、クラックから包装材内部の電解質が浸透し、金属箔層と電解質が接触するのを防ぐことができる。また、絶縁性フィルムはポリオレフィンフィルムより高融点を有する樹脂フィルムを備えるため、ヒートシール後この樹脂フィルムは肉薄することなく残るので、ヒートシールの熱で薄肉となった熱接着性樹脂層に余分な負荷がかかりクラックが発生した場合でも、クラックから包装材内部の電解質が浸透し、金属箔層と電解質が接触するのを樹脂フィルムが防ぐことができる。また、積層体を重ね合わせる際に、絶縁性フィルムを介在させる構成により、包装材の積層構成に関係なく包装材周縁部の熱接着性及び密封性を向上させることができる。したがって、本発明に係る絶縁性フィルムが包装材のプレス成形性などに影響を与えることもない。 In the flat electrochemical cell having the above-described configuration, the insulating film includes a polyolefin film on both surfaces of the resin film, and the resin film has a higher melting point than the polyolefin film. According to this configuration, since the polyolefin film itself has thermal adhesiveness, the polyolefin film provided on both sides of the insulating film by heat sealing is thermally bonded to the thermal adhesive resin layer, and the adhesive strength between the laminates is further increased. . For this reason, the internal sealing performance in the peripheral portion of the packaging material is further improved. In addition, even when the heat-adhesive resin layer is thin, an extra load is applied to the thin heat-adhesive resin layer due to the thickness of the insulating film interposed between the stacked heat-adhesive resin layers, causing cracks. Even when this occurs, it is possible to prevent the electrolyte inside the packaging material from penetrating through the cracks and contact the metal foil layer with the electrolyte. In addition, since the insulating film includes a resin film having a higher melting point than the polyolefin film, the resin film remains without being thinned after heat sealing. Even when a load is applied and a crack is generated, the resin film can prevent the electrolyte inside the packaging material from penetrating from the crack and the metal foil layer and the electrolyte coming into contact with each other. In addition, when the laminates are overlapped, the thermal adhesiveness and the sealing performance of the peripheral portion of the packaging material can be improved by the configuration in which the insulating film is interposed, regardless of the laminated configuration of the packaging material. Therefore, the insulating film according to the present invention does not affect the press moldability of the packaging material.
また、ヒートシールした包装材周縁部を折り曲げた場合においても、包装材の熱接着性樹脂層とポリオレフィンフィルムとが熱接着しているため、熱接着性樹脂層にクラック及び熱接着性樹脂層と金属箔層のデラミネーションが発生し難い。したがって、クラック及びデラミネーションを通して包装材内に密封収納された電解質が包装材を構成する金属箔層と接触し、金属箔層が通電することを防ぐことができる。 In addition, even when the heat-sealed packaging material peripheral portion is folded, the thermal adhesive resin layer of the packaging material and the polyolefin film are thermally bonded, so that the thermal adhesive resin layer has cracks and a thermal adhesive resin layer. Delamination of the metal foil layer is difficult to occur. Therefore, it is possible to prevent the electrolyte sealed and accommodated in the packaging material through cracks and delamination from coming into contact with the metal foil layer constituting the packaging material and energizing the metal foil layer.
また本発明は、上記構成の扁平型電気化学セルにおいて、前記絶縁性フィルムを構成するポリオレフィンフィルムの少なくとも一方が酸変性ポリオレフィンフィルムであることを特徴とする。絶縁性フィルムの酸変性ポリオレフィンフィルムは電池タブ等の金属と耐電解液シール強度が非常に安定したものであるため、この構成により、電池タブ周縁において絶縁性フィルムが安定した密封性能を示す。したがって、包装材周縁部の折り曲げによる電池タブと絶縁性フィルムとの剥離を防ぐことができる。また、タブを挟持し熱接着する際に、包装材の金属箔層とタブとの短絡を好適に防止することができる。 In the flat electrochemical cell having the above-described configuration, at least one of the polyolefin films constituting the insulating film is an acid-modified polyolefin film. Since the acid-modified polyolefin film of the insulating film is very stable in the metal tab battery and the like and the electrolyte solution seal strength, the insulating film exhibits stable sealing performance at the periphery of the battery tab. Therefore, the battery tab and the insulating film can be prevented from being peeled off by bending the peripheral edge of the packaging material. Further, when the tab is sandwiched and thermally bonded, a short circuit between the metal foil layer of the packaging material and the tab can be suitably prevented.
［第１実施形態］
以下、本発明に係る扁平型電気化学セルの一例であるリチウムイオン電池について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係るリチウムイオン電池１の斜視図であり、図２はリチウムイオン電池１を分解した状態を示す斜視図である。図１及び図２に示すように、リチウムイオン電池１は、リチウムイオン電池本体２及び包装材５から構成されており、包装材５に収納されたリチウムイオン電池本体２は、その周縁５ｃを密封することにより、防湿性が付与される。
[First Embodiment]
Hereinafter, a lithium ion battery which is an example of a flat electrochemical cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a lithium ion battery 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the lithium ion battery 1 is disassembled. As shown in FIGS. 1 and 2, the lithium ion battery 1 is composed of a lithium ion battery main body 2 and a
リチウムイオン電池本体２は、正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、正極及び負極間に充填される電解質と（いずれも図示せず）を含むセル（蓄電部）と、セル内の正極及び負極に連結されるとともに先端が包装材５の外部に突出する電池タブ４から構成されている。正極に連結される電池タブ４はアルミニウム製であり、負極に連結される電池タブ４はニッケル製である。
The lithium ion battery body 2 includes a positive electrode composed of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode composed of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode (none shown). And a battery tab 4 that is connected to a positive electrode and a negative electrode in the cell and has a tip protruding outside the
図３は、図１に示すリチウムイオン電池１のＡ−Ａ’における断面図であり、包装材周縁部の断面を示している。また、図４は図１に示すリチウムイオン電池１のＢ−Ｂ’における断面図であり、負極側タブ周辺の構成を示す断面拡大図である。なお、包装材５内に収納されたタブ４の先端には、負極（図示せず）とタブ４とを電気的に接続する負極集電体（図示せず）が連結されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the lithium ion battery 1 shown in FIG. 1, and shows a cross section of the periphery of the packaging material. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along B-B ′ of the lithium ion battery 1 shown in FIG. 1, and is an enlarged cross-sectional view showing the configuration around the negative electrode tab. Note that a negative electrode current collector (not shown) that electrically connects the negative electrode (not shown) and the tab 4 is connected to the tip of the tab 4 accommodated in the
本実施形態に係るリチウムイオン電池１の包装材５は基材層２３、金属箔層２２、熱接着性樹脂層２１が順次積層された積層体により構成されている。そして、積層体をプレス加工して成形されたトレイ部５ａと、トレイ部５ａの外周と略同形状に積層体を裁断して成形されたシート部５ｂとを重ね合わせて包装材５が形成されている。また、トレイ部５ｂの周縁には所定幅のヒートシール領域が形成され、この領域が包装材周縁部５ｃに相当し、包装材５の熱接着領域となる。そして、図２に示すように、トレイ部５ａ内にリチウムイオン電池本体２を収納し、トレイ部５ａの包装材周縁部５ｃと略同形状の絶縁性フィルム１０をトレイ５ａ周縁に載置する。次に、その上からシート部５ｂを絶縁性フィルム１０と重なるよう配置し、最後にトレイ部５ａ周縁とシート部５ｂ周縁の包装材周縁部５ｃを所定のシール圧により押圧しながら、熱シールする。これにより、包装材周縁部５ｃにおいて、絶縁性フィルム１０を介してトレイ部５ａとシート部５ｂが熱接着され、リチウムイオン電池本体２が包装材５内部に密封収納される。
The
このとき、図３、図４に示すように、絶縁性フィルム１０はポリエチレンナフタレートフィルム１３の一方の面にポリオレフィンフィルム１１を有し、もう一方の面に酸変性のポリオレフィンフィルム１２を有して構成されている。そして、絶縁性フィルム１０は酸変性のポリオレフィンフィルム１２が電池タブ４と接するように、トレイ部５ａとシート部間に介在されている。
At this time, as shown in FIGS. 3 and 4, the insulating
この構成により、図３に示すように、包装材周縁部５ｃにおいて、ヒートシールにより絶縁性フィルム１０の一方の面に設けられたポリオレフィンフィルム１１がシート部５ｂ側の熱接着性樹脂層２１と熱接着し、もう一方の面に設けられた酸変性ポリオレフィンフィルム１２がトレイ５ａ側の熱接着性樹脂層２１と熱接着している。これにより、包装材周縁部５ｃにおいて、ヒートシールにより熱接着性樹脂層２１が薄肉した場合でも、熱接着性樹脂層２１は絶縁性フィルム１０のポリオレフィンフィルム１１又は酸変性ポリオレフィンフィルムと熱接着して残るため、トレイ部５ａとシート部５ｂ間の接着強度が増し、包装材５の内部密封性が向上する。
With this configuration, as shown in FIG. 3, the
また、ヒートシール時のシール熱とシール圧によりトレイ部５ａの熱接着性樹脂層２１とシート部５ｂの熱接着性樹脂層２１が押出され、肉薄した場合でも、絶縁性フィルム１０にはポリオレフィンフィルム１１より高い融点及びガラス転移点を有するポリエチレンナフタレートフィルム１３が介在されている。このため、ヒートシール後、ポリエチレンナフタレートフィルム１３が肉薄することなく残るので、ヒートシールの熱でトレイ部５ａとシート部５ｂの金属箔層２２同士が接触するのを防ぐことができる。また、絶縁性フィルム１０の両面に設けられたポリオレフィンフィルム１１と酸変性ポリオレフィンフィルム１２の厚み分、ヒートシールの熱でトレイ部５ａとシート部５ｂの金属箔層２２同士が接触するのを防ぐ効果がある。
Further, even when the heat-
また、トレイ部５ａとシート部５ｂを重ね合わせる際に、絶縁性フィルム１０を介在させる方法により、包装材５の積層構成に関係なく包装材周縁部５ｃの熱接着性及び密封性を向上させることができる。したがって、本発明に係る絶縁性フィルム１０が包装材５の層構成及びプレス成形性などに影響を与えることがない。
Moreover, when the
また、従来例で示したように、リチウムイオン電池１をプラスチックケースに収納する際、ヒートシールした包装材周縁部５ｃを折り曲げる場合においても、熱接着性樹脂層２１とポリオレフィンフィルム１１又は酸変性ポリオレフィンフィルム１２とが熱接着しているため、熱接着性樹脂層２１にクラック及び熱接着性樹脂層２１と金属箔層２２間のデラミネーションが発生し難い。したがって、クラック及びデラミネーションを通して包装材内に密封収納された電解質が包装材５を構成する金属箔層２２と接触し、金属箔層２２が通電することを防ぐことができる。
Further, as shown in the conventional example, when the lithium ion battery 1 is housed in a plastic case, the heat-
また、図４に示すように、電池タブ４周縁においては、絶縁性フィルム１０の酸変性ポリオレフィンフィルム１２は電池タブ等の金属と耐電解液シール強度が非常に安定したものであるため、電池タブ周縁において絶縁性フィルム１０が安定した密封性能を示す。したがって、電池タブ４を挟持する包装材周縁部５ｃを折り曲げた場合でも、電池タブ４と絶縁性フィルム１０との剥離を防ぐことができる。また、電池タブ４を挟持し熱接着する際に、ヒートシール後、絶縁性フィルム１０のポリエチレンナフタレートフィルム１３が肉薄することなく残るので包装材５の金属箔層２２と電池タブ４との短絡を好適に防止することができる。
Also, as shown in FIG. 4, at the periphery of the battery tab 4, the acid-modified
なお、本発明に係るリチウムイオン電池１は、絶縁性フィルム１０を包装材５のヒートシール部分の形状に合わせて成形することにより、リチウムイオン電池本体２を包装するいずれのタイプの包装方法にも適用し得るものである。また、本実施形態において、電池タブ４周辺にはタブフィルムを設けていないが、電池タブ４周辺に更にタブフィルムを介在させることにより、タブ周辺のシール強度は電解液に対して非常に安定したものとなる。また、タブフィルムに柔軟性に優れる部材を用いることで、電池タブ４とタブフィルムとの剥離を防ぎ長期間の使用においても密封性が確保されるため耐久性、安全性の高いリチウムイオン電池を提供することが可能となる。
The lithium ion battery 1 according to the present invention can be applied to any type of packaging method for packaging the lithium ion battery body 2 by forming the insulating
次に、本発明に係るリチウムイオン電池１に用いられる絶縁性フィルム１０について詳細に説明する。図５は絶縁性フィルム１０の層構成を示す図であり、絶縁性フィルム１０は、ポリエチレンナフタレートフィルム１３の両面に接着促進剤層１４を介してポリオレフィンフィルム１１と酸変性ポリオレフィンフィルム１２を積層したものである。
Next, the insulating
この構成によると、金属製の電池タブ４と酸変性ポリオレフィン系樹脂は耐電解液シール強度が非常に安定したものであるため、タブ４と絶縁性フィルム１０との剥離を防止することができる。また、ポリエチレンナフタレートフィルム１３は、包装材５の熱接着性樹脂層２１を構成する一般ポリオレフィン系樹脂や絶縁性フィルム１０を構成する酸変性ポリオレフィン樹脂と比べて融点・ガラス転移点が高い。このため、図４に示すように、リチウム電池本体２に突設されたタブ４に絶縁性フィルム１０を当接させ、包装材１０周縁を熱接着すると包装材１０の内層であるポリオレフィン系樹脂からなる熱接着性樹脂層２１が熱と圧力により加圧部の外に押出され、薄肉となる問題があるが、ポリエチレンナフタレートフィルム１３は薄肉となることなく残るため、包装材の金属箔層２２とタブ４とが短絡することを防止することができる。
According to this configuration, the metal battery tab 4 and the acid-modified polyolefin-based resin have extremely stable anti-electrolytic solution sealing strength, so that the tab 4 and the insulating
また、ポリエチレンナフタレートフィルム１３は水蒸気バリア性に優れる（水蒸気透過度が小さい）ために、水蒸気のリチウム電池内部への侵入を防止することができて電池寿命を設計通りの寿命とすることができる。ポリエチレンナフタレートフィルム１３の厚さとしては、６μｍ以上であり、好ましくは１２〜２５μｍである。６μｍ未満では短絡の虞があり、２５μｍ超ではコスト対効果（短絡防止効果）において顕著な向上効果が見られない。また、ポリエチレンナフタレートフィルム１３の表面には必要に応じて、コロナ放電処理、オゾン処理、プラズマ処理等の周知の易接着手段を講じることができるものである。なお、ＰＥＮの代わりにポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴと呼称する）を用いても同様の効果を得ることができる。
In addition, since the
次に、接着促進剤層１４について説明する。接着促進剤層１４はポリエチレンナフタレートフィルム１３と酸変性ポリオレフィンフィルム１２及びポリオレフィンフィルム１１とを強固に接着する目的で設けるものであり、イソシアネート系、ポリエチレンイミン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリブタジエン系等の周知の接着促進剤を用いることができるが、実験の結果では、トリイソシアネートモノマー、ポリメリックＭＤＩから選ばれたイソシアネート成分からなるものがラミネート強度に優れ、かつ、電解液浸漬後のラミネート強度の低下が少なかった。
Next, the
特にトリイソシアネートモノマーであるトリフェニルメタン−４，４'，４"−トリイソシアネートやポリメリックＭＤＩであるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ＮＣＯ含有率が約３０％、粘度が２００〜７００ｍＰａ・ｓ）からなる接着促進剤を用いた場合に最も良好な結果を得ることができた。次いで、同じくトリイソシアネートモノマーであるトリス（ｐ−イソシアネートフェニル）チオフォスフェイトや、ポリエチレンイミン系を主剤とし、ポリカルボジイミドを架橋剤とした２液硬化型の接着促進剤が良好な結果を示すものであった。 In particular, it is composed of triisocyanate monomer triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate and polymeric MDI polymethylene polyphenyl polyisocyanate (NCO content is about 30%, viscosity is 200 to 700 mPa · s). The best results were obtained when an adhesion promoter was used, followed by cross-linking of polycarbodiimide using tris (p-isocyanatephenyl) thiophosphate, which is also a triisocyanate monomer, and polyethyleneimine. The two-part curable adhesion promoter used as an agent showed good results.
接着促進剤層１４の形成は、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法等の周知の塗布法で塗布・乾燥することにより形成することができ、塗布量としては、トリイソシアネートからなる接着促進剤の場合は、２０〜１００ｍｇ／ｍ2、好ましくは４０〜６０ｍｇ／ｍ2であり、ポリメリックＭＤＩからなる接着促進剤の場合は、４０〜１５０ｍｇ／ｍ2、好ましくは６０〜１００ｍｇ／ｍ2であり、ポリエチレンイミン系を主剤とし、ポリカルボジイミドを架橋剤とした２液硬化型の接着促進剤の場合は、５〜５０ｍｇ／ｍ2、好ましくは１０〜３０ｍｇ／ｍ2である。なお、トリイソシアネートモノマーは、１分子中にイソシアネート基を３個持つモノマーであり、ポリメリックＭＤＩは、ＭＤＩおよびＭＤＩが重合したＭＤＩオリゴマーの混合物であり、下記式（１）で示されるものである。
The
また、接着促進剤層１４としては、アミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する接着促進剤を用いて形成することもでき、形成方法としては、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法等の周知の塗布法で塗布・乾燥することにより形成することができる。まず、アミノ化フェノール重合体について説明する。アミノ化フェノール重合体としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、下記式（２）、（３）、（４）、（５）で表される繰返し単位からなるアミノ化フェノール重合体を挙げることができる。なお、式中のＸは水素原子、ヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アリル基ないしベンジル基を示す。また、Ｒ1、Ｒ2はヒドロキシル基、アルキル基、ヒドロキシアルキル基を示し、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよいものである。
The
下記式（２）〜（５）において、Ｘ、Ｒ1、Ｒ2で示されるアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜４の直鎖または分枝鎖状アルキル基を挙げることができる。また、Ｘ、Ｒ1、Ｒ2で示されるヒドロキシアルキル基としては、たとえば、ヒドロキシメチル基、１−ヒドロキシエチル基、２−ヒドロキシエチル基、１−ヒドロキシプロピル基、２−ヒドロキシプロピル基、３−ヒドロキシプロピル基、１−ヒドロキシブチル基、２−ヒドロキシブチル基、３−ヒドロキシブチル基、４−ヒドロキシブチル基等のヒドロキシ基が１個置換された炭素数１〜４の直鎖ないし分枝鎖状アルキル基を挙げることができる。なお、下記式（２）〜（５）におけるＸは水素原子、ヒドロキシル基、および、ヒドロキシアルキル基のいずれかであるのが好ましい。 In the following formulas (2) to (5), examples of the alkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, C1-C4 linear or branched alkyl groups, such as a tert- butyl group, can be mentioned. Examples of the hydroxyalkyl group represented by X, R 1 and R 2 include a hydroxymethyl group, a 1-hydroxyethyl group, a 2-hydroxyethyl group, a 1-hydroxypropyl group, a 2-hydroxypropyl group, 3- C1-C4 straight or branched chain in which one hydroxy group such as hydroxypropyl group, 1-hydroxybutyl group, 2-hydroxybutyl group, 3-hydroxybutyl group, 4-hydroxybutyl group is substituted An alkyl group can be mentioned. X in the following formulas (2) to (5) is preferably any of a hydrogen atom, a hydroxyl group, and a hydroxyalkyl group.
また、下記式（２）、（４）で表されるアミノ化フェノール重合体は、繰返し単位を約８０モル％以下、好ましくは繰返し単位を約２５〜約５５モル％の割合で含むアミノ化フェノール重合体である。また、アミノ化フェノール重合体の数平均分子量は、好ましくは約５００〜約１００万、より好ましくは約１０００〜約２万である。アミノ化フェノール重合体は、たとえば、フェノール化合物ないしナフトール化合物とホルムアルデヒドとを重縮合して下記式（２）ないし（４）で表される繰返し単位からなる重合体を製造し、次いで、この重合体にホルムアルデヒドおよびアミン（Ｒ1Ｒ2ＮＨ）を用いて水溶性官能基（−ＣＨ2ＮＲ1Ｒ2）を導入することにより製造される。アミノ化フェノール重合体は、１種ないし２種以上混合して用いることができる。 Further, the aminated phenol polymer represented by the following formulas (2) and (4) is an aminated phenol containing about 80 mol% or less of repeating units, preferably about 25 to about 55 mol% of repeating units. It is a polymer. The number average molecular weight of the aminated phenol polymer is preferably about 500 to about 1 million, more preferably about 1000 to about 20,000. The aminated phenol polymer is produced by, for example, polycondensing a phenol compound or naphthol compound and formaldehyde to produce a polymer composed of repeating units represented by the following formulas (2) to (4). Is prepared by introducing a water-soluble functional group (—CH 2 NR 1 R 2 ) using formaldehyde and amine (R 1 R 2 NH). The aminated phenol polymer can be used singly or in combination of two or more.
次に、三価クロム化合物について説明する。三価クロム化合物としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、硝酸クロム、フッ化クロム、硫酸クロム、酢酸クロム、蓚酸クロム、重リン酸クロム、クロム酸アセチルアセテート、塩化クロム、硫酸カリウムクロム等を挙げることができ、好ましくは硝酸クロム、フッ化クロムである。 Next, the trivalent chromium compound will be described. As the trivalent chromium compound, known compounds can be widely used. For example, chromium nitrate, chromium fluoride, chromium sulfate, chromium acetate, chromium oxalate, chromium biphosphate, chromic acetyl acetate, chromium chloride, sulfuric acid Potassium chromium etc. can be mentioned, Preferably they are chromium nitrate and chromium fluoride.
次に、リン化合物について説明する。リン化合物としては、公知のものを広く使用することができ、たとえば、リン酸、ポリリン酸等の縮合リン酸およびこれらの塩等を挙げることができる。ここで、前記塩としては、たとえば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩を挙げることができる。 Next, a phosphorus compound is demonstrated. As a phosphorus compound, a well-known thing can be used widely, For example, condensed phosphoric acids, such as phosphoric acid and polyphosphoric acid, these salts, etc. can be mentioned. Here, as said salt, alkali metal salts, such as ammonium salt, sodium salt, potassium salt, can be mentioned, for example.
そして、アミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する接着促進剤を用いて形成する接着促進剤層１４としては、１ｍ2当たり、アミノ化フェノール重合体が約１〜約２００ｍｇ、三価クロム化合物がクロム換算で約０．５〜約５０ｍｇ、および、リン化合物がリン換算で約０．５〜約５０ｍｇの割合で含有されているのが適当であり、アミノ化フェノール重合体が約５〜約１５０ｍｇ、三価クロム化合物がクロム換算で約１．０〜約４０ｍｇ、および、リン化合物がリン換算で約１．０〜約４０ｍｇの割合で含有されているのがより好ましい。この場合の乾燥温度としては、１５０〜２５０℃、好ましくは１７０〜２５０℃で、加熱処理（焼付け）するのが適当である。さらに、図８に示す積層構成とした後に酸変性ポリオレフィンフィルム１２を構成する樹脂の軟化点を超える温度で後加熱処理を行なうと著しく層間接着強度を向上させることができる。
And as the
なお、アミノ化フェノール重合体、三価クロム化合物、および、リン化合物を含有する接着促進剤を用いて形成する接着促進剤層１４の場合、図４に示す積層構成において、接着促進剤層１４と酸変性ポリオレフィンフィルム１２との層間に、上記で説明したイソシアネート成分からなる接着促進剤層を設けてもよいものである。このように構成することにより、上記した後加熱処理を行なうことなく、層間接着強度を著しく向上させることができる。
In addition, in the case of the
次に、酸変性ポリオレフィンフィルム１２について説明する。酸変性ポリオレフィンフィルム１２は電池タブ４および包装材の内層である熱接着性樹脂層２１と熱接着するために設ける層であり、熱接着性樹脂層２１に用いる樹脂種により適宜選択して用いる必要があるが、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いることができ、不飽和カルボン酸でグラフト変性したポリオレフィン樹脂、エチレンないし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、あるいは、金属架橋ポリオレフィン樹脂等であり、必要に応じてブテン成分、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非晶質のエチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体等を５％以上添加してもよいものである。
Next, the acid-modified
また、酸変性ポリオレフィンフィルム１２は、上記した酸変性ポリオレフィン樹脂をＴダイ押出機から接着促進剤層１４を形成したポリエチレンナフタレートフィルム１３上に加熱溶融押出しすることにより形成するものであるが、接着促進剤層１４と酸変性ポリオレフィンフィルム１２との接着性を向上させる目的で、Ｔダイ押出機から加熱溶融押出しされた前記酸変性ポリオレフィン樹脂の接着促進剤層１４と当接する面に、必要に応じてオゾン処理を施してもよいものである。
The acid-modified
特に、接着促進剤層１４がイソシアネート系の場合に、このオゾン処理を施すことによりラミネート強度が顕著に向上する。酸変性ポリオレフィンフィルム１２の厚さとしては、１０μｍ以上であり、好ましくは２０〜５０μｍである。１０μｍ未満では、押出し溶融樹脂の熱量が不足するために十分なラミネート強度が得られず、結果として十分なシール強度を得ることができず、５０μｍ超では接着性フィルムの総厚が増し、端面からの水蒸気バリア性が低下すると共にコスト対効果（ラミネート強度、シール強度）において顕著な向上効果が見られない。
In particular, when the
また、酸変性ポリオレフィンフィルム１２の少なくとも電池タブ４側となる層を充填剤を含有した充填剤含有層とすることができる。このように充填剤を含有した層とすることにより、充填剤がスペーサー（Ｓｐａｃｅｒ）として機能するために、包装体５のアルミニウム等の金属箔層２２と金属端子、特に電池タブ４のバリとの短絡を一層防止することができる。
Further, at least the layer on the battery tab 4 side of the acid-modified
充填剤の平均粒径としては、０．１〜３５μｍ、好ましくは５．０〜３０μｍ、さらに好ましくは１０〜２５μｍの範囲のものであって、その含有量としては、酸変性ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して５〜３０質量部、好ましくは１０〜２０質量部である。この理由としては、充填剤の平均粒径が０．１μｍ未満の場合、充填剤含有層を形成する酸変性ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して充填剤を３０質量部超含有させないと包装材５の金属箔層２２と電池タブ４のバリとの短絡を防止することができないばかりか、電池タブ４と十分な接着強度を得ることができないとういう問題が生じ、また、充填剤の平均粒径が３５μｍ超の場合、充填剤含有層を形成する酸変性ポリオレフィン樹脂１００質量部に対して充填剤の含有量を０超５質量部未満に調節しても包装材５の金属箔層２２と電池タブ４のバリとの短絡を防止することができないという問題と、電池タブ４と十分な接着強度を得ることができないという問題が生じるからである。
The average particle diameter of the filler is in the range of 0.1 to 35 μm, preferably 5.0 to 30 μm, more preferably 10 to 25 μm, and the content thereof is 100 parts by mass of acid-modified polyolefin resin. It is 5-30 mass parts with respect to this, Preferably it is 10-20 mass parts. The reason for this is that when the average particle size of the filler is less than 0.1 μm, the
前記充填剤としては、無機系、有機系のいずれも用いることができ、無機系充填剤としては、たとえば、炭素（カーボン、グラファイト）、シリカ、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化鉄、シリコンカーバイド、酸化ジルコニウム、珪酸ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、アルミ酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等を挙げることができ、有機系充填剤としては、たとえば、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物、ポリメタクリル酸メチル架橋物、ポリエチレン架橋物等を挙げることができるが、形状の安定性、剛性、内容物耐性の点から酸化アルミニウム、シリカ、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合物が好ましく、特にこの中でも球状の酸化アルミニウム、シリカがより好ましい。前記充填剤の酸変性ポリオレフィン樹脂への混合方法としては、予めバンバリーミキサー等で両者をメルトブレンドし、マスターバッチ化したものを所定の混合比にする方法、あるいは、酸変性ポリオレフィン樹脂との直接混合方法のいずれであってもよいものである。 As the filler, both inorganic and organic can be used. Examples of the inorganic filler include carbon (carbon, graphite), silica, aluminum oxide, barium titanate, iron oxide, silicon carbide, Zirconium oxide, zirconium silicate, magnesium oxide, titanium oxide, calcium aluminate, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate and the like can be mentioned. Examples of organic fillers include fluororesin, phenol Resin, urea resin, epoxy resin, acrylic resin, benzoguanamine / formaldehyde condensate, melamine / formaldehyde condensate, polymethyl methacrylate cross-linked product, polyethylene cross-linked product, etc., but shape stability, rigidity, contents From the point of tolerance Aluminum, silica, fluorine resin, acrylic resin, preferably benzoguanamine-formaldehyde condensates, in particular aluminum oxide spherical Among these, silica is more preferable. As a method of mixing the filler into the acid-modified polyolefin resin, a method of melt-blending both with a Banbury mixer in advance and making a master batch into a predetermined mixing ratio, or direct mixing with the acid-modified polyolefin resin Any of the methods may be used.
また、酸変性ポリオレフィンフィルム１２は、必要に応じて顔料を添加して着色層としてもよいものである。これに用いる顔料としては、無機系の各種顔料を用いることができるが、一般に電池の内部に使用されている材料であり、電解液に対する溶出の虞がなく、また、着色効果が大きく接着性を阻害しない程度の添加量で充分な着色効果を得られると共に熱で溶融することがなく添加した樹脂の見かけの溶融粘度を高くすることができ、熱接着時（シール時）に加圧部が薄肉となることを防止してシール強度の低下を防ぐことができるなどの理由から、上記充填剤で例示した炭素（カーボン、グラファイト）が好ましく、その添加量としては、たとえば、平均粒径が約０．０３μｍのカーボンブラックを使用した場合、樹脂１００重量部に対して０．０５〜０．３重量部、好ましく０．１〜０．２重量部である。このように酸変性ポリオレフィンフィルム１２を着色層とすることにより、絶縁性フィルム１０の有無をセンサーで検知可能なもの、あるいは、目視で検査可能なものとすることができる。なお、前記充填剤含有層と前記着色層とは、同じ酸変性ポリオレフィンフィルムであってもよいが、異なる酸変性ポリオレフィンフィルムとするのが酸変性ポリオレフィンフィルム１２の熱接着性を阻害しない意味から好ましい。
The acid-modified
また、ポリエチレンナフタレートフィルム１３のもう一方の面に形成されたポリオレフィンフィルム１１は低密度ポリエチレン，中密度ポリエチレン，高密度ポリエチレン，線状低密度ポリエチレン，エチレン−ブテン共重合体等のエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン，エチレン−プロピレン共重合体，エチレン−プロピレン−ブテン共重合体等のプロピレン系樹脂の単体ないし混合物などの一般ポリオレフィン系樹脂により、形成することができる。なお、本発明に係る絶縁性フィルム１０はポリエチレンナフタレートフィルム１３の一方の面に酸変性ポリオレフィンフィルム１２を設け、もう一方の面にポリオレフィンフィルム１１を設ける場合に限定されるものではなく、ポリエチレンナフタレートフィルム１３の両面に酸変性ポリオレフィンフィルム１２を設けた構成としてもよい。このとき、絶縁性フィルム１０としたときのフラット性や利便性を考慮すると、ポリエチレンナフタレートフィルム１３の両面は、共に酸変性ポリオレフィンフィルム１２とし、同一樹脂で同一厚さに形成するのが好ましい。また、絶縁性フィルム１０として、上記説明した酸変性ポリオレフィンフィルム１２により形成された単層の酸変性ポリオレフィンフィルム又は、ポリオレフィンフィルム１１により形成された単層のポリオレフィンフィルムを用いた場合においても、包装材周縁部５ｃにおける所定の内部密封性を確保することができる。
The
次に、本発明に係るリチウムイオン電池１に用いられる包装材５の層構成について詳細に説明する。図６は包装材５の層構成を図解的に示す図であり、包装材５は、少なくとも、基材層２３、金属箔層２２、熱接着性樹脂層２１を順次積層した積層体からなり、これらの各層間に接着層２４を設け、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したものである。また、金属箔層２２と熱接着樹脂層２１との間に中間層を設けてもよい。
Next, the layer structure of the
基材層２３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。
The
基材層２３は、リチウムイオン電池１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１２〜２５μｍである。
When the
基材層２３は耐ピンホール性および電池の包装材５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２３を積層体化する場合、基材層２３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。基材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）、二次加工してリチウムイオン電池用の包装材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で、基材層２３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）
The
1) Stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 2) Stretched nylon / stretched polyethylene terephthalate Mechanical suitability of packaging materials (stability of conveyance in packaging machines and processing machines), surface protection (heat resistance, electrolyte resistance) The
3) Fluorine resin / stretched polyethylene terephthalate (Fluorine resin is a film or formed by drying after liquid coating)
4) Silicone resin / stretched polyethylene terephthalate (silicone resin is a film or formed by drying after liquid coating)
5) Fluorine-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 6) Silicone-based resin / stretched polyethylene terephthalate / stretched nylon 7) Acrylic resin / stretched nylon (Acrylic resin is film-like or cured after drying by liquid coating)
積層構造の包装材５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。
As a laminating method for forming the
金属箔層２２は、包装材５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、金属箔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、金属箔層２２としては、好ましくは１５μｍ〜１００μｍのアルミニウムである。
The
金属箔２２層の材質として、鉄含有量が０．３〜９．０重量％、好ましくは０．７〜２．０重量％のアルミニウムを用いることにより、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、かつエンボスタイプの包装材５をエンボス加工する時に側壁の形成も容易にできる。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。
As the material of the
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、焼きなましを適宜おこなった、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。 In addition, aluminum produced by cold rolling changes its flexibility, waist strength, and hardness under annealing (so-called annealing treatment) conditions, but the aluminum used in this example is not annealed. A soft processed product having flexibility, which is appropriately annealed, is preferable to the product. The degree of flexibility, waist strength and hardness, that is, annealing conditions may be appropriately selected in accordance with processing suitability (pouching, embossing suitability). For example, in order to prevent pinholes and wrinkles during embossing, aluminum that tends to be softer and more or less annealed than hard aluminum that has not been annealed is better.
また、熱接着性樹脂層２１としてはポリオレフィン系フィルムを用いる。特にポリプロピレンが好適に用いられるが、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からなるフィルムとしても使用できる。
In addition, a polyolefin film is used as the thermal
前記各タイプのポリプロピレン、すなわち、ランダムプロピレン、ホモプロピレン、ブロックプロピレンおよび、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレンには、低結晶性のエチレンーブテン共重合体、低結晶性のプロピレンーブテン共重合体、エチレンとブテンとプロピレンの３成分共重合体からなるターポリマー、シリカ、ゼオライト、アクリル樹脂ビーズ等のアンチブロッキング剤（ＡＢ剤）、脂肪酸アマイド系のスリップ剤等を添加してもよい。 For each type of polypropylene, that is, random propylene, homopropylene, block propylene, and linear low density polyethylene, medium density polyethylene, low crystalline ethylene-butene copolymer, low crystalline propylene-butene copolymer, A terpolymer composed of a three-component copolymer of ethylene, butene, and propylene, silica, zeolite, an antiblocking agent (AB agent) such as acrylic resin beads, a fatty acid amide slip agent, and the like may be added.
また、包装材の熱接着性樹脂層２１は、絶縁性フィルム１０に対しても熱接着性を示し、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。
Further, as a result of studying a material that shows thermal adhesiveness to the insulating
また、包装材５の前記各層には、適宜、製膜性、積層化加工、最終製品二次加工（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。
In addition, the layers of the
また、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二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。 In addition, the lamination method between the layers can be specifically formed using a T-die method, an inflation method, a co-extrusion method, or the like. If necessary, the secondary film may be formed by a method such as coating, vapor deposition, ultraviolet curing, or electron beam curing. Moreover, as a bonding method, methods such as a dry laminating method, an extrusion laminating method, a coextrusion laminating method, and a thermal laminating method can be used.
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、特に金属箔層（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。 When laminating by the dry laminating method, polyester, polyethyleneimine, polyether, cyanoacrylate, urethane, organic titanium, polyetherurethane, epoxy, polyesterurethane, imide, isocyanate Various adhesives based on polyolefin, polyolefin, and silicone can be used. In addition, these adhesive layers appropriately contain at least one of silicon oxide, calcium carbonate, zinc, red lead, lead suboxide, lead oxide, lead cyanamide, zinc chromate, barium potassium chromate, and barium zinc chromate. Addition of an additive characterized by this further improves chemical resistance and organic solvent resistance. In particular, silicon oxide, calcium carbonate, zinc, red lead, lead suboxide, zinc oxide, lead cyanamide, zinc chromate, potassium barium chromate, barium zinc chromate, etc. are generated by the reaction of electrolyte with moisture Has an effect of absorbing and adsorbing, and has an effect of preventing corrosion of hydrogen fluoride on each layer, in particular, a metal foil layer (aluminum).
また、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、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。 In addition, when using the extrusion laminating method, polyester, polyether, urethane, polyetherurethane, polyesterurethane, isocyanate, and polyolefin can be used as an adhesion promotion method that stabilizes the adhesive strength between the layers to be bonded. Applying resin such as polyethyleneimine, cyanoarylate, organotitanium compound, epoxy, imide, silicone, and their modified products or mixtures, about 1μm, or surface activation treatment by ozone treatment It can be carried out. Further, by using an unsaturated carboxylic acid grafted polyolefin as a resin when bonded by an extrusion laminating method or a thermal laminating method, adhesion resistance and content resistance are improved.
次に本発明による包装材周縁５ｃに絶縁性フィルム１０を介在させてヒートシールしたリチウムイオン電池の耐電解液シール性について、実施例により以下説明する。
Next, the anti-electrolytic solution sealing property of the lithium ion battery heat-sealed with the insulating
［包装材の作製］
まず、本実施例で用いる電気化学セル用包装材料の製造方法について説明する。まず、アルミニウム（厚さ４０μｍ）の両面に化成処理を施し、一方の化成処理面に、延伸ナイロンフィルム（厚さ２５μｍ）を２液硬化型ポリウレタン系接着剤を介してドライラミネート法により貼り合わせた。次に、他の化成処理面に酸変性ポリプロピレン（以下酸変性ＰＰと略す）をロールコート法により塗布、焼付けし、未延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ３０μｍ）を熱ラミネート法により、積層して本実施例で用いる電気化学セル用包装材を得た。
[Production of packaging materials]
First, the manufacturing method of the packaging material for electrochemical cells used in a present Example is demonstrated. First, a chemical conversion treatment was performed on both surfaces of aluminum (thickness 40 μm), and a stretched nylon film (thickness 25 μm) was bonded to one chemical conversion treatment surface by a dry laminating method via a two-component curable polyurethane adhesive. . Next, acid-modified polypropylene (hereinafter abbreviated as acid-modified PP) is applied and baked on the other chemical conversion treated surface by a roll coating method, and an unstretched polypropylene film (thickness 30 μm) is laminated by a thermal laminating method. The packaging material for electrochemical cells used in the examples was obtained.
なお、本実施例において、化成処理層には、フェノール樹脂、フッ化クロム化合物、リン酸からなる処理液をロールコート法により塗布し、皮膜温度が１９０℃以上となる条件において焼付けた。ここで、クロムの塗布量は１０ｍｇ/ｍ2（乾燥重量）であり、酸変性ＰＰは、アルミニウム温度が１４０℃以上となる条件において焼付け、酸変性ＰＰの塗布量は、３ｇ/ｍ2（乾燥重量）とした。 In this example, the chemical conversion treatment layer was coated with a treatment liquid composed of a phenol resin, a chromium fluoride compound, and phosphoric acid by a roll coating method, and baked under conditions where the film temperature was 190 ° C. or higher. Here, the application amount of chromium is 10 mg / m 2 (dry weight), and the acid-modified PP is baked under the condition that the aluminum temperature is 140 ° C. or higher, and the application amount of the acid-modified PP is 3 g / m 2 (dry). Weight).
［タブフィルムの作製］
次に、厚さ１２μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）の一方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布した後、ＰＥＮフィルム他方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布し、タブフィルムを得た。
[Production of tab film]
Next, maleic acid-modified polypropylene was extruded on one side of a 12 μm thick polyethylene naphthalate film (PEN film) to a thickness of 44 μm using a T-die extruder, and then maleic acid-modified polypropylene was applied to the other side of the PEN film. A tab film was obtained by extrusion coating to a thickness of 44 μm with a T-die extruder.
［絶縁性フィルムのサンプルの作製］
次に、厚さ１２μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）の一方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布した後、ＰＥＮフィルム他方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布し、実施例１に係る絶縁性フィルムのサンプルを得た。
[Preparation of insulating film sample]
Next, maleic acid-modified polypropylene was extruded on one side of a 12 μm thick polyethylene naphthalate film (PEN film) to a thickness of 44 μm using a T-die extruder, and then maleic acid-modified polypropylene was applied to the other side of the PEN film. A sample of an insulating film according to Example 1 was obtained by extrusion coating to a thickness of 44 μm using a T-die extruder.
次に、厚さ１２μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）の一方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布した後、ＰＥＮフィルム他方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布し、実施例２に係る絶縁性フィルムのサンプルを得た。 Next, maleic acid-modified polypropylene was extruded on one side of a 12 μm thick polyethylene naphthalate film (PEN film) to a thickness of 44 μm using a T-die extruder, and then maleic acid-modified polypropylene was applied to the other side of the PEN film. A sample of an insulating film according to Example 2 was obtained by extrusion coating to a thickness of 44 μm using a T-die extruder.
次に、厚さ５０μｍの単層未延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ５０μｍ）を用意し、実施例３に係る絶縁性フィルムのサンプルを得た。 Next, a single-layer unstretched polypropylene film (thickness 50 μm) having a thickness of 50 μm was prepared, and a sample of an insulating film according to Example 3 was obtained.
次に、厚さ２５μｍのポリメチルペンテンフィルム（ＴＰＸフィルム）の一方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布した後、ＰＥＮフィルム他方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布し、実施例４に係る絶縁性フィルムのサンプルを得た。 Next, maleic acid-modified polypropylene was extruded on one side of a 25 μm-thick polymethylpentene film (TPX film) to a thickness of 44 μm with a T-die extruder, and then maleic acid-modified polypropylene was applied to the other side of the PEN film. A sample of an insulating film according to Example 4 was obtained by extrusion coating to a thickness of 44 μm with a T-die extruder.
次に、厚さ１２μｍのポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム）の一方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布した後、ＰＥＮフィルム他方の面にマレイン酸変性ポリプロピレンをＴダイ押出機で４４μｍ厚さに押出し塗布し、比較例１に係る絶縁性フィルムのサンプルを得た。 Next, maleic acid-modified polypropylene was extruded on one side of a 12 μm thick polyethylene naphthalate film (PEN film) to a thickness of 44 μm using a T-die extruder, and then maleic acid-modified polypropylene was applied to the other side of the PEN film. A sample of an insulating film according to Comparative Example 1 was obtained by extrusion coating to a thickness of 44 μm using a T-die extruder.
［耐電解液シール強度の測定］
次に、上記電気化学セル用包装材料に５４ｍｍ×３２ｍｍで深さ４ｍｍのエンボス部とそのエンボス部周縁に７ｍｍ幅のシール領域を有するトレイを成形し、エンボス部に電解液を入れ、トレイの一辺において３ｍｍ×１０ｍｍで厚さ１００μｍのタブ１、タブ２をタブフィルムを巻き付けた状態でシート状の上記電気化学セル用包装材料で挟持し、７ｍｍ巾で周縁部をヒートシールした。そして、６０℃で２４時間保存した。このとき、ヒートシールは、面圧１．０ＭＰａ、シール温度１９０℃、シール時間３．０秒の条件で行なった。
[Measurement of anti-electrolytic solution seal strength]
Next, a tray having an embossed portion of 54 mm × 32 mm and a depth of 4 mm and a seal area of 7 mm width around the embossed portion is formed on the packaging material for electrochemical cells, and an electrolyte is put into the embossed portion. The tab 1 and the tab 2 having a thickness of 3 mm × 10 mm and a thickness of 100 μm were sandwiched between the sheet-shaped packaging materials for electrochemical cells in a state where the tab film was wound, and the peripheral portion was heat-sealed with a width of 7 mm. And it preserve | saved at 60 degreeC for 24 hours. At this time, the heat sealing was performed under conditions of a surface pressure of 1.0 MPa, a sealing temperature of 190 ° C., and a sealing time of 3.0 seconds.
このとき、実施例１では実施例１に係る絶縁性フィルムを包装材周縁部の対向する２辺のみに介在させてヒートシールをおこなった。また、実施例２では実施例２に係る絶縁性フィルムを額縁上に形成し、包装材周縁部の４辺全体に絶縁性フィルムを介在させてヒートシールを行なった。また、実施例３では実施例３に係る絶縁性フィルムを包装材周縁部の対向する２辺に介在させてヒートシールをおこなった。また、実施例４では実施例４に係る絶縁性フィルムを包装材周縁部の対向する２辺に介在させてヒートシールをおこなった。また、比較例１では比較例１に係る絶縁性フィルムを包装材周縁部のタブを挟持する辺にのみ介在させてヒートシールをおこなった。 At this time, in Example 1, heat sealing was performed by interposing the insulating film according to Example 1 only on two opposite sides of the peripheral edge of the packaging material. In Example 2, the insulating film according to Example 2 was formed on the frame, and heat sealing was performed by interposing the insulating film on the entire four sides of the peripheral edge of the packaging material. In Example 3, heat sealing was performed by interposing the insulating film according to Example 3 on two opposite sides of the peripheral edge of the packaging material. In Example 4, heat sealing was performed by interposing the insulating film according to Example 4 on two opposite sides of the peripheral edge of the packaging material. Moreover, in the comparative example 1, the insulating film which concerns on the comparative example 1 was interposed only in the edge | side which pinches | interposes the tab of a packaging material peripheral part, and the heat seal was performed.
次に上記各サンプルにおいて、タブを挟持する辺を除いて各辺を９０°折り返しこれを２０回往復して繰り返した。 Next, in each of the above samples, each side except for the side holding the tab was turned 90 °, and this was repeated 20 times.
次に、正極端子をタブに、負極端子の先端が外装体のアルミニウム箔に達するようにセットし、電圧計により電圧２５Ｖを５秒間印加し抵抗値を測定した。このとき、１００ＭΩ以下の抵抗値の発生率をｎ＝１０００において、タブ１及びタブ２それぞれについて測定し表１にまとめた。また、併せて包装材のアルミ二ウム箔の露出の有無を目視により観察した。 Next, the positive electrode terminal was set to the tab and the tip of the negative electrode terminal was set to reach the aluminum foil of the outer package, and a voltage of 25 V was applied for 5 seconds with a voltmeter to measure the resistance value. At this time, the occurrence rate of the resistance value of 100 MΩ or less was measured for each of the tab 1 and the tab 2 at n = 1000, and is summarized in Table 1. In addition, the presence or absence of exposure of the aluminum foil of the packaging material was also visually observed.
以上より、絶縁性フィルムを包装材のヒートシール部全周に介在させた実施例２のサンプルにおいて、もっとも高い絶縁性を確認することができた。この結果より、高融点の樹脂フィルムの両面にポリオレフィンフィルムを備える絶縁性フィルムを包装材に介在させてヒートシールすることで、ヒートシール時の最内層の肉薄による包装材の絶縁性低下を防止し、長期間の使用においても密封性が確保される耐久性、安全性を付与することができることが確認された。 From the above, in the sample of Example 2 in which the insulating film was interposed in the entire circumference of the heat seal portion of the packaging material, the highest insulating property could be confirmed. From this result, insulating film with polyolefin film on both sides of the high melting point resin film is heat-sealed by interposing the packaging material, thereby preventing the insulation of the packaging material from being lowered due to the thinnest inner layer during heat sealing. Further, it was confirmed that durability and safety that can ensure sealing performance can be imparted even after long-term use.
本発明の絶縁性フィルムを用いることにより、エネルギー貯蔵用や電気自動車用の電源として好適な、耐久性、安全性の高い大型のリチウムイオン電池を提供することができる。 By using the insulating film of the present invention, it is possible to provide a large-sized lithium ion battery with high durability and safety suitable as a power source for energy storage and electric vehicles.
１ リチウムイオン電池
２ リチウムイオン電池本体
４ 電池タブ
５ 包装材
１０ 絶縁性フィルム
１１ ポリオレフィンフィルム
１２ 酸変性ポリオレフィンフィルム
１３ ポリエチレンナフタレートフィルム
２１ 熱接着性樹脂層
２２ 金属箔層
２３ 基材層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium ion battery 2 Lithium ion battery main body 4
Claims (4)
正極活物質及び正極集電体から成る正極と、負極活物質及び負極集電体から成る負極と、前記正極及び負極間に充填される電解質と、を含む扁平型電気化学セル本体を収納し、
前記包装材の周縁部を熱接着して、前記扁平型電気化学セル本体を前記包装材内部に密封収納する扁平型電気化学セルにおいて、
前記包装材の周縁部に絶縁性フィルムを介在させることを特徴とする扁平型電気化学セル。 A base material layer, a metal foil layer, and a heat-adhesive resin layer are formed in a packaging material formed by overlapping a laminate in which at least a layer is sequentially laminated.
A flat electrochemical cell body including a positive electrode composed of a positive electrode active material and a positive electrode current collector, a negative electrode composed of a negative electrode active material and a negative electrode current collector, and an electrolyte filled between the positive electrode and the negative electrode,
In the flat electrochemical cell in which the peripheral portion of the packaging material is thermally bonded and the flat electrochemical cell main body is hermetically stored in the packaging material,
A flat electrochemical cell characterized in that an insulating film is interposed in a peripheral portion of the packaging material.
前記樹脂フィルムが前記ポリオレフィンフィルムより高融点であることを特徴とする請求項１に記載の扁平型電気化学セル。 The insulating film comprises a polyolefin film on both sides of the resin film;
2. The flat electrochemical cell according to claim 1, wherein the resin film has a higher melting point than the polyolefin film.
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