JP2013161547A

JP2013161547A - リード部材とその製造方法

Info

Publication number: JP2013161547A
Application number: JP2012020410A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Taguchi; 暁彦田口
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-08-19

Abstract

【課題】リード部材の銅導体のエッジ部表面が、ニッケル金属で被われた非水電界質電池等に用いられるリード部材とその製造方法を提供する。
【解決手段】銅箔板の両面にニッケル箔板を貼り付けたクラッド板である平型導体１４にその長さ方向の端部を除く部分に絶縁フィルム１５が貼り合わされたリード部材であって、平型導体１４の銅導体１２の幅方向のエッジ部表面が、分断箇所のニッケル金属１３の引き延ばされた部分１３ａにより被われている。なお、平型導体１４の厚さは０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍであり、ニッケル金属１３の厚さは、平型導体の厚さの２５％以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、非水電界質電池等に用いられる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界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ラミネートシートが用いられている。

しかし、電池内には、長期の使用で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。一方、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。この中で、電池の負極側には電気導電性の良い銅の金属導体を用いることが多いが、ニッケル金属が上記のフッ化水素酸に腐蝕されにくいことから、銅層の両面をニッケル層で被ったクラッド材でリード部材を形成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許４３５７８０９号公報

特許文献１に開示のクラッド材を用いたリード部材は、例えば、図３に示すような形状で形成される。すなわち、リード部材１は、銅導体２の両面をニッケル箔３で被ったタブ状の平形導体４である。このリード部材がラミネートシートの封入体５で封止される。
しかしながら、このリード部材１は、銅導体２の両面がニッケル金属３で被われて耐蝕を有するとしても、そのエッジ部２ａは、電池内で露出された状態となって、フッ化水素酸により腐食される。この腐食が進むと、ラミネートシートの封入体５で封止された部分から液漏れが生じる虞がある。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、リード部材の銅導体のエッジ部表面が、ニッケル金属で被われた非水電界質電池等に用いられるリード部材とその製造方法の提供を目的とする。

本発明によるリード部材は、銅箔板の両面にニッケル箔板を貼り付けたクラッド板である平型導体にその長さ方向の端部を除く部分に絶縁フィルムが貼り合わされたリード部材であって、平型導体の銅導体の幅方向のエッジ部表面が、分断箇所のニッケル金属の引き延ばされた部分により被われていることを特徴とする。なお、平型導体の厚さは０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍであり、ニッケル金属の厚さは、平型導体の厚さの２５％以下である。

本発明によれば、銅箔板とニッケル箔板のクラッド材を、カッタ刃で分断する際に、分断部分のニッケル箔板がカッタ刃により引き延ばされて、銅箔板の分断により露出されるエッジ部分が覆われる。この結果、リード部材の銅導体のエッジ部の露出面が低減され、リード部材の腐食が抑制されて液漏れを防止することができる。

本発明によるリード部材の概略を説明する図である。本発明によるリード部材の製造方法の一例を説明する図である。従来技術を説明する図である。

図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は、リード部材の非水電解質電池への使用例を示し、図１（Ｂ）は、本発明によるリード部材の一例を示している。図において、１０は非水電解質電池、１１はリード部材、１２は銅導体、１２ａはエッジ部、１３はニッケル金属、１３ａは引き延ばされた部分、１４は平形導体、１５は絶縁樹脂フィルム、１６は封入体，１６ａはシール部を示す。

非水電解質電池１０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１６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１１を、絶縁樹脂フィルム１５を介して封入体１６のシール部１６ａから密封封止した状態で取り出して構成される。封入体１６の多層フィルムは、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１６は、非水電解質電池１０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１６ａ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１１は、平形導体１４の両面に絶縁樹脂フィルム１５を予め熱溶着により貼り合わせてなり、この絶縁樹脂フィルム１５と封入体１６の多層フィルムとが熱融着されることで、リード部材１１が密封封止される。

絶縁樹脂フィルム１５は、平型導体の長さ方向の端部を除く部分に貼り合わされる。露出した平型導体の一端は電池の発電部または電極に接続され、他端は電池外部に露出されて他の配線部材や電池に接続される。この絶縁樹脂フィルム１５は、平型導体の幅方向の端から端まであり、さらに平型導体の幅方向の両端から飛び出しいて、その飛び出した部分で絶縁フィルム同士が貼り合わされる。
なお、正極側にはアルミ導体からなるリード部材が用いられるが、負極側にはニッケル金属により被われた銅導体のリード部材が用いられる。

本発明は、図１（Ｂ）に示すように、負極側に用いられるリード部材１１を対象とする。本発明によるリード部材１１の平形導体１４は、銅導体１２の両面をニッケル金属１３で被った形状で、後述するように銅箔板とニッケル箔板を接合したクラッド材を、カッタで分断して形成されるものである。また、この平形導体１４は、例えば、厚さが０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍで、導体幅は２ｍｍ〜９０ｍｍ程度で、電池の大きさにより種々の寸法で形成される。

通常のクラッド材は、クラッド材を分断したときに、平形導体１４の銅導体１２の幅方向（図３のＷで示す方向）のエッジ部１２ａが露出された状態となるので、このエッジ部分をニッケル金属で被って腐蝕から保護する必要がある。
本発明では、カッタ刃によりクラッド材を分断して平形導体１４を得る際に、ニッケル金属１３の両側の分断箇所を引き延ばし、これにより生じた引き延ばされた部分１３ａで、銅導体１２の露出したエッジ部１２ａの表面を覆うことを特徴としている。なお、平型導体１４の厚さを０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍとしたとき、ニッケル金属１３のクラッド厚さはその２５％以下とするのが好ましい。ニッケル金属の厚さは、平型導体全体の１０％以上とすることができる。

平形導体１４の中間部分（封入体１６からの導出部分）には、両面から絶縁樹脂フィルム１５が貼り合わされて、封止部分とされる。なお、絶縁樹脂フィルム１５は、平形導体１４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。
また、絶縁樹脂フィルム１５は、例えば、電極板に接続されるリード部材１１の平形導体１４の両面に接着または溶着する内側層１５ａと、封入体１６と融着される外側層１５ｂの２層で形成し、予め加熱溶融により平形導体１４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。このため、外側層１５ｂは、内側層１５ａよりは融点の高いものが用いられ、封入体１６とのシール時に、外側層１５ｂと封入体１６と融着させることで、封入体１６内の金属箔と平形導体１４とが電気的に短絡しないようにされる。

図２は、上述した本発明のリード部材１１の製造方法の一例を示す図である。図２（Ａ）は、リード部材の平形導体１４を切り出すクラッド材１７を示し、銅箔板１２’の両面にニッケル箔板１３’を接合したものである。図２（Ｂ）は、クラッド材１７から平型導体をカッタ刃で分断する一例を示す図である。カッタ刃１８は、例えば、一般にギャング刃と言われている回動可能に配された円板状の上刃１８ａと下刃１８ｂからなるカッタ装置を用いることができる。そして、上刃１８ａと下刃１８ｂは、並列に複数並べて配置することにより、幅広のクラッド材１７から複数の平型導体１４を、所定の幅で同時に分断することができる。

このカッタ刃１８で、上刃１８ａと下刃１８ｂとのクリアランスを、実質的にゼロにすることにより、切断バリの発生を防ぐことができる。そして、上刃１８ａと下刃１８ｂを噛み合わせて切り込み入れると、分断されるそれぞれの平型導体１４の側面は、押圧側の刃の両側面と擦れながら移動する。このとき、銅導体（銅箔板１２’）の表面のニッケル金属（ニッケル箔板１３’）が刃の側面と擦れて引き延ばされるようにして導体側方に逃げて、内側の銅導体の側面を覆う。

この後、図２（Ｃ）に示すように、平形導体１４の中間部分に図１（Ｂ）で説明したように、絶縁樹脂フィルム１５が、平形導体１４を挟むようにして貼り付けられ、リード部材１１とされる。
銅導体１２のエッジ部１２ａの表面は、上述したようにカッタ刃１８による分断時に、ニッケル金属１３の引き延ばされた部分１３ａで被われ、露出しない状態で絶縁時フィルム１５により被覆される。

この結果、図３で説明したような、露出された銅導体のエッジ部がフッ化水素酸による腐蝕で絶縁樹脂フィルムとの間に隙間を生じて、電解液の液漏れを生じることを低減させることができる。

１０…非水電解質電池、１１…リード部材、１２…銅導体、１２’…銅箔板、１２ａ…エッジ部、１３…ニッケル金属、１３’…ニッケル箔板、１３ａ…引き延ばされた部分、１４…平形導体、１５…絶縁樹脂フィルム、１６…封入体，１６ａ…シール部、１７…クラッド材、１８…カッタ刃、１８ａ…上刃、１８ｂ…下刃。

Claims

銅箔板の両面にニッケル箔板を貼り付けたクラッド板である平型導体にその長さ方向の端部を除く部分に絶縁フィルムが貼り合わされたリード部材であって、
前記平型導体の銅導体の幅方向のエッジ部表面が、分断箇所のニッケル金属の引き延ばされた部分により被われていることを特徴とするリード部材。
前記平型導体の厚さは０.０５ｍｍ〜０.５ｍｍであり、前記ニッケル金属の厚さは、前記平型導体の厚さの２５％以下であることを特徴とする請求項１に記載のリード部材。
銅箔板の両面にニッケル箔板を貼り付けたクラッド板を、カッタ刃で分断して平型導体とし、前記平型導体にその長さ方向の両端を除く部分に絶縁樹脂フィルムを貼り合わせてリード部材とするリード部材の製造方法であって、
前記カッタ刃の分断により露出する前記平型導体の銅導体の幅方向のエッジ部表面を、前記カッタ刃がニッケル金属の分断箇所を引き延ばして被うことを特徴とするリード部材の製造方法。