JP2013020878A - リード部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切断バリのないニッケルメッキ銅の平形導体からなるリード部材の提供とその製造方法を提供する。
【解決手段】ニッケルメッキが施された平形導体４の両面に、絶縁樹脂フィルム５を貼り合わせてなるリード部材３であって、平形導体４は、軟銅の丸導体を圧延して導体幅が導体厚さの４０倍以上となるように平坦にされ、圧延後の導体表面にニッケルメッキ７が施されている。このリード部材は、ニッケルメッキが施された銅の平形導体のエッジ部にバリがなく、金属箔がバリにより切断されることがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、非水電解質電池等に用いられるニッケルメッキが施されたリード部材とその製造方法に関する。

小型電子機器の電源として、例えば、リチウムイオン電池などの非水電解質電池が用いられている。この非水電解質電池としては、正極板、負極板および電解液を、多層フィルムからなる封入体に収納し、正極板、負極板に接続したリード部材を密封封止して外部に取り出す構造のものが知られている。封入体を形成する多層フィルムは、最内層フィルムと最外層フィルムとの間に、少なくともアルミニウム等の金属からなる金属箔層をサンドイッチ状に貼り合わせた密封性の高い多層フィルムが用いられている。

リード部材は、絶縁体により密封封止されているが、長期の使用で電池内に水分が浸入し電解液との反応によりフッ化水素酸が発生する。リード部材は、平形の金属導体を用いたタブ形状で、その金属導体としてアルミ、ニッケル（ニッケルメッキを含む）、銅などが用いられるが、負極側では銅の金属導体が使用されることが多い。ニッケル金属はフッ化水素酸に腐食されにくいため、リード部材の金属導体に電気電導性のよい銅を用いる場合は、ニッケルメッキを施したニッケルメッキ銅として使用される（例えば、特許文献１参照）。

また、ニッケルメッキが施された平角導体の形成方法として、ニッケルメッキが施された軟銅丸線を正方形ないし長方形の四角形に伸線し、これを圧延して薄い平角（平形）形状とし、フレキシブルフラットケーブルの導体とすることが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−３３８８８号公報 特開２００９−１１７２７５号公報

非水電解質電池に用いるリード部材の平形の金属導体（以下、平形導体という）は、通常、幅広の導体箔をタブ状にカットし、メッキを施した後に封止部分に絶縁フィルムを貼り付けて形成される。引用文献１に開示のように、リード部材の平形導体としてニッケルメッキ銅を用いる場合、軟質の銅導体箔をカットして形成するが、切断時に切断バリや切断粉が生じることがある。リード部材が電極となる金属箔と接続されたときに切断バリが金属箔を破り電気を取り出せなくなり電池として使用できなくなる虞がある。

また、引用文献２には、ニッケルメッキが施された軟銅丸線を圧延して形成する方法が開示されているが、導体幅が導体厚さの１０倍程度の平角導体（例えば、導体厚さ０.０３５ｍｍ、導体幅０.３ｍｍ〜０.４ｍｍ）で、フレキシブルフラットケーブル用の導体を対象したものである。一方、非水電解質電池に用いるリード部材の平形導体は、導体厚さ０.１ｍｍとすると、導体幅が４ｍｍ〜７ｍｍで導体幅が導体厚さの４０〜７０倍程度である。引用文献２では、このような幅広の平角導体までは想定されておらず、メッキした状態での圧延は困難である。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされてもので、切断バリのないニッケルメッキ銅の平形導体からなるリード部材の提供とその製造方法を提供する。

本発明によるリード部材は、ニッケルメッキが施された平形導体の両面に、絶縁樹脂フィルムを貼り合わせてなるリード部材であって、平形導体は、軟銅の丸導体を圧延して導体幅が導体厚さの４０倍以上となるように平坦にされ、圧延後の導体表面にニッケルメッキが施されていることを特徴とする。

本発明によれば、リード部材のニッケルメッキが施された銅の平形導体のエッジ部にバリがなく、リード部材が電極となる金属箔に接続されたときに金属箔がバリにより切断されて製造された電気が使用できなくなることがない。

本発明のリード部材を非水電解質電池に用いた例を示す図である。 本発明のリード部材の一例を説明する図である。 本発明のリード部材の製造方法の概略を説明する図である。

図１により、本発明によるリード部材の概略と非水電解質電池への使用例を説明する。図１（Ａ）は、非水電解質電池の外観を示す図、図１（Ｂ）はリード部材の封着状態を示す図である。図中、１は非水電解質電池、２は封入体、２ａは最内層フィルム、２ｂは金属箔層、２ｃは最外層フィルム、３はリード部材、４は平形導体、５は絶縁樹脂フィルム、５ａは内側層、５ｂは外側層、６はシール部、７はニッケルメッキ層を示す。

非水電解質電池１は、正極板と負極板をセパレータを介して積層した積層電極群と電解液を、金属箔を含む多層フィルムからなる封入体２に収納し、図１（Ａ）に示すように、電極板に接続したリード部材３を、絶縁樹脂フィルム５を介して封入体２のシール部６から密封封止した状態で取り出して構成される。封入体２の多層フィルムは、後述するように、少なくとも金属箔の両面に樹脂フィルムを貼り合わせて形成される。

封入体２は、非水電解質電池１の外装ケースとなるもので、例えば、矩形状の２枚の多層フィルム周辺のシール部６を、熱溶着によりシールすることにより密封される。リード部材３は、図１（Ｂ）に示すように、平形の金属導体４に絶縁樹脂フィルム５を予め熱溶着により接合してなり、この絶縁樹脂フィルム５と封入体２の多層フィルムとが熱融着されてリード部材３と多層フィルムとが密封される。

リード部材３は、厚さが０.０５ｍｍ〜０.４ｍｍのものが使用される。本発明のリード部材は導体の幅が厚さの４０倍以上である。導体幅は１００ｍｍ程度まである。これらの平形の金属導体（以下、平形導体という）４を端子導体とし、この平形導体４の封入体２からの取り出し部分に絶縁樹脂フィルム５を貼り付けて構成される。絶縁樹脂フィルム５は、平形導体の両面に位置を合わせて貼り合わされる。この絶縁樹脂フィルム５は、平形導体の長さより短く、平形導体の幅より広いものが用いられる。

絶縁樹脂フィルム５は、例えば、電極板に接続されるリード部材３の平形導体４の両面に接着または溶着する内側層５ａと、封入体２と融着される外側層５ｂとの２層で形成することができる。内側層５ａは、予め加熱溶融により平形導体４に密着させて、導体界面における良好な密封封止を形成しておく。外側層５ｂは、内側層５ａよりは融点の高いものが用いられ、平形導体４との密封封止時には溶融が生じないようにして形状を保持する。そして、封入体２とのシール時に、外側層５ｂと封入体２と融着させることで、封入体２内の金属箔２ｂと平形導体４とが電気的に短絡しないようにすることができる。

封入体２を形成する多層フィルムは、少なくとも３層の積層体からなり、その最内層フィルム２ａは、電解液で溶解されずシール部６から電解液が漏出するのを防止するのに適したものとしてポリオレフィン樹脂（例：無水マレイン酸変性低密度ポリエチレンまたはポリプロピレン）が用いられる。金属箔層２ｂは、厚さ１０μｍ程度のアルミニウム、銅、ステンレス等の金属箔が用いられ、電解液に対する密封性を高めている。最外層フィルム２ｃは、薄い金属箔層２ｂを保護するためのもので、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等で形成されている。
なお、非水電解質電池１の正極側にはアルミ金属からなるリード部材が用いられるが、本発明によるニッケルメッキ銅からなるリード部材は、負極側に用いられる。

図２は、本発明のリード部材３の一例を示し、図２（Ａ）は縦方向断面、図２（Ｂ）は横方向断面を示す。平形導体４は、後述するように、断面が丸形の軟銅の導体を圧延して平坦にして形成されるので、横方向（幅方向）の両端部４ａは、丸を押しつぶした形状の丸みを有する角のない滑らかな形状となる。すなわち、銅導体箔をカットしたときに生じる切断バリのない平形導体とすることができる。このバリのない銅の平形導体４の表面にニッケルメッキを施してニッケルメッキ層７で被覆し、上述した絶縁樹脂フィルム５を貼り付けてリード部材３とする。

上述のリード部材３が、非水電解質電池１の電極端子として、図１のように組み付けられたとき、平形導体４の両端部４ａは、バリのない丸みを帯びた滑らかなエッジとなっている。このため、封入体２の金属箔２ｂ等を傷つけず、また、平形導体４と封入体２の金属箔２ｂとの電気的な短絡も生じない。

図３は、上述したリード部材３の製造方法の一例を示す図である。まず、図３（Ａ）に示すように、所定の外径（または断面積）を有する軟銅の丸導体４’（線状）が準備される。この丸導体４’は、図３（Ｂ）に示すように、例えば、圧延ローラ８により平坦にされる。なお、本発明においては、導体厚さｔに対して、導体幅Ｗが５０〜７０倍程度となるように圧延して、平形導体４とするのが好ましい。また、導体幅の両端部４ａは、丸みが残るように圧延する。

次いで、図３（Ｃ）に示すように、平形導体４の表面にニッケルメッキ処理が施され、ニッケルメッキ層７で被覆される。このメッキ処理は、圧延された長い線状の平形導体４をメッキ浴に通すようにして行ってもよいが、リード部材としての所定長さの平形導体にカットしてから、メッキ処理するようにしてもよい。

この後、ニッケルメッキ層７で被覆された平形導体４の所定の部分に、絶縁樹脂フィルム５が貼り付けられる。絶縁樹脂フィルム５は、平形導体４がカットされずにメッキ処理されている場合は、長尺の平形導体４に間欠的に貼り付けられ、次いで、所定の位置でカットされ、リード部材とされる。

軟銅の丸導体を圧延して厚さ０.１ｍｍ、幅４.０ｍｍ（導体幅が導体厚さの４０倍）の平形導体とし、これをニッケルメッキした。別に、軟銅の丸導体を圧延して厚さ０.１ｍｍ、幅１００ｍｍ（導体幅が導体厚さの１０００倍）の平形導体とし、これをニッケルメッキした。これらのニッケルメッキされた平形導体の両面から絶縁樹脂フィルムを図３（Ｄ）に示すように貼り合わせてリード部材とした。
これらのリード部材を、厚さが０.０１ｍｍの電極となる金属箔に接続したが、リード部材にバリがないので金属箔が切断されることがなかった。

厚さ０.１ｍｍの銅箔をスリットして幅４.０ｍｍの平形導体に切り分けた。この銅箔をニッケルメッキした。メッキ後の平形導体は、最大で０.０３ｍｍのバリがあった。このバリのあるリード部材が厚さ０.０１の電極となる金属箔に接続した。バリにより金属箔が切断されることがあった。金属箔が切断されると電気を電池外に取り出すことができない。

１…非水電解質電池、２…封入体、２ａ…最内層フィルム、２ｂ…金属箔層、２ｃ…最外層フィルム、３…リード部材、４…平形導体、４ａ…端部、４’…丸導体、５…絶縁樹脂フィルム、５ａ…内側層、５ｂ…外側層、６…シール部、７…ニッケルメッキ層、８…圧延ローラ。

Claims (2)

1. ニッケルメッキが施された平形導体の両面に、絶縁樹脂フィルムを貼り合わせてなるリード部材であって、
   前記平形導体は、軟銅の丸導体を圧延して導体幅が導体厚さの４０倍以上となるように平坦にされ、圧延後の導体表面にニッケルメッキが施されていることを特徴とするリード部材。
2. ニッケルメッキが施された平形導体の両面に、絶縁樹脂フィルムを貼り合わせてなるリード部材の製造方法であって、
   軟銅の丸導体を導体幅が導体厚さの４０倍以上となるように平坦に圧延して平形導体とした後、導体表面にニッケルメッキを施し、次いで、前記絶縁樹脂フィルムを貼り合わせることを特徴とするリード部材の製造方法。

Images